(57)【要約】【解決手段】１モル当りの平均分子量が20,000グラムであり、多分散性が1.1未満であるmPEG等のモノアルキルポリエチレングリコール（mPEG）、クロロ蟻酸p-ニトロフェニル等のクロロ蟻酸エステル、トルエン等の芳香族溶媒およびトリペンチルアミン等のアミンを反応させる工程による、アルキルポリエチレングリコールカーボネートの製造方法。および、少なくとも１つのヒドロキシル基を有する分岐状ポリエチレングリコール、クロロ蟻酸エステル、芳香族溶媒、およびアミンを反応させる工程による、分岐状ポリエチレングリコールカーボネートの製造方法。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヒドロキシル官能基性ポリアルキレングリコールおよび、炭酸エステルおよびクロロ蟻酸エステルから選択される試薬を、芳香族溶媒およびアミンの存在下で反応させる工程を含む、ポリアルキレングリコールカーボネートの製造方法。
【請求項２】
請求項１の方法であって、ポリアルキレングリコールカーボネートが直鎖状であり、一端がアルキル基で、もう一端が炭酸エステルで終結する、方法。
【請求項３】
請求項２の方法であって、ポリアルキレングリコールがメチルポリエチレングリコールである、方法。
【請求項４】
請求項１の方法であって、ポリアルキレングリコールカーボネートが分岐状である、方法。
【請求項５】
請求項４の方法であって、ポリアルキレングリコールがポリエチレングリコールである、方法。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項の方法であって、試薬がクロロ蟻酸アリールである、方法。
【請求項７】
請求項６の方法であって、試薬がクロロ蟻酸フェニルである、方法。
【請求項８】
請求項７の方法であって、試薬がクロロ蟻酸p-ニトロフェニルである、方法。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか一項の方法であって、アミンが式R3Nを有し、式中Rはそれぞれの存在において独立して２以上の炭素原子を含む有機基である、方法。
【請求項１０】
請求項９の方法であって、Rがそれぞれの存在において独立して炭化水素基である、方法。
【請求項１１】
請求項１０の方法であって、Rがアルキル基である、方法。
【請求項１２】
請求項１〜１０のいずれか一項に記載の方法であって、反応が２５〜７５℃の範囲内の温度で実施される、方法。
【請求項１３】
請求項１２の方法であって、クロロ蟻酸p-ニトロフェニルのポリアルキレングリコールに対するモル比が５：１〜２０：１の範囲内である、方法。
【請求項１４】
請求項１〜１３のいずれか一項に記載の方法であって、アミンのポリアルキレングリコールに対するモル比が２．５：１〜１０：１の範囲内である、方法。
【請求項１５】
請求項１〜１４のいずれか一項に記載の方法であって、ポリアルキレングリコール１kg当り２〜１０リットルの芳香族溶媒を使用する、方法。
【請求項１６】
請求項１〜１５のいずれか一項に記載の方法であって、芳香族溶媒がトルエンであり、アミンがトリペンチルアミンである、方法。
【請求項１７】
請求項１〜１６のいずれか一項に記載の方法であって、試薬のポリアルキレングリコールに対するモル比が８：１〜１２：１の範囲内であり、アミンのポリアルキレングリコールに対するモル比が４：１〜６：１の範囲内であり、ポリアルキレングリコール１kg当り４〜６リットルのトルエンを使用する、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポリエチレングリコールカーボネートの製造方法の分野におけるものである。
【背景技術】
【０００２】
ポリエチレングリコール等のポリオキシアルキレンと結合した生物学的活性化合物は、化合物の生体適合性を増強し得る。例えば、米国特許USP 5,366,735号および米国特許USP 6,280,745号を参照されたい。Bioconjugate Chem.、1995年、6巻、150-165頁では、ツァリプスキー(Zalipsky)がこの件を概説しており、ポリエチレングリコールは、生物学的活性化合物（薬剤、タンパク質、ペプチドまたは酵素等）と結合する最良の生物適合性ポリマーの一つであり、適合溶解性特性、低毒性、改善された表面適合性、長循環時間、低免疫原性等の、改善された特性を有する複合体を産生するとした。
【０００３】
ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）は、末端にヒドロキシル基を有する線状のポリオキシアルキレンであり、一般に、式：HO(CH2CH2O)nHで表される。
Bioconjugate Techniques（1996年）の15節においてヘンマンゾン(Henmanson)が論じている通り、一般に、式：CH3O(CH2CH2O)nHで表されるモノメチルポリエチレングリコール（ｍＰＥＧ）は、代表的には、生物学的活性化合物と、ｍＰＥＧ p-ニトロフェニルカーボネート等のｍＰＥＧの誘導体とのカップリング反応による、生物学的活性化合物とのポリエチレングリコール複合体の製造にしばしば使用される。ＰＥＧに結合した生物学的活性化合物は、当業界では「ペグ化（ＰＥＧ化）」されていると言う。
【０００４】
参照することにより全て本書に組み込まれる、Chrom. A, 908巻 (2001年) 235-241頁でスィリー(Seely)およびリッチェイ(Richey)が論じている通り、ペグ化された生物薬剤の血清半減期は、ＰＥＧ鎖の分子量が増すにつれて長くなる。ＰＥＧ誘導体化剤の分子量を増す手段の一つは、「分岐状」ＰＥＧ誘導体を形成することである。分岐状ＰＥＧ誘導体は、多数のＰＥＧ鎖を含み、それにより分岐状ＰＥＧ誘導体の分子量を増す。分岐状ＰＥＧは多官能基性（国際特許WO 97/32607号および米国特許USPAP 2003/0065134号により、スィリーおよびリッチェイが論じているが、これらはそれぞれ参照することにより全て本書に組み込まれる）または単官能基性（米国特許USP 5,919,455号および5,932,462号により論じられ、これらはそれぞれ参照することにより全て本書に組み込まれる）であり得る。
【０００５】
ｍＰＥＧ p-ニトロフェニルカーボネート等の、ｍＰＥＧカーボネートの従来の製造方法は、フォルティア(Fortier)らのApplied Biochemistry (1993年) 17(1)巻, 115-130頁およびヴェロネーゼ(Veronese)らのApplied Biochem. Biotech. 11巻, 141-152頁 (1985年)により、米国特許USP 5286637号に説明される。米国特許USP 5286637号は、トリエチルアミンを含有する塩化メチレン溶媒中、ｍＰＥＧのクロロ蟻酸p-ニトロフェニルとの反応に基づいている。フォルティアらはトリエチルアミンの代わりにピリジンを使用した。ヴェロネーゼらは塩化メチレンの代わりにアセトニトリルを使用した。これらの従来のｍＰＥＧ p-ニトロフェニルカーボネートの製造方法も、ｍＰＥＧ p-ニトロフェニルカーボネートの濃度が相対的に高い場合、不純物（加水分解されたｍＰＥＧ p-ニトロフェニルカーボネートのアミン塩と考えられる）を産生するが、この不純物はｍＰＥＧp-ニトロフェニルカーボネートから分離するのが困難である。従って、相対的に高濃度でのｍＰＥＧカーボネート（ｍＰＥＧ p-ニトロフェニルカーボネート等）の改良された製造方法であって、それにもかかわらず不純物の産生がより少ない方法が必要性である。
【発明の開示】
【０００６】
本発明は、上記の種類の不純物の産生がより少ない、ポリアルキレングリコールカーボネート、好ましくはポリエチレングリコールカーボネートの製造方法である。より具体的には、本発明は、少なくとも１つのヒドロキシル基を含むポリアルキレングリコール（好ましくはＰＥＧ）を、炭酸エステルおよびクロロ蟻酸エステルから選択される試薬と、芳香族溶媒およびアミンの存在下で反応させることを含む方法である。１つの好ましい態様では、これは、モノアルキルポリアルキレングリコール（好ましくはモノアルキルＰＥＧ）を、炭酸エステルおよびクロロ蟻酸エステルから選択される試薬と、芳香族溶媒およびアミンの存在下で反応させる工程を含む、直鎖状（好ましくは末端がアルキル基の）ポリアルキレングリコールカーボネート（好ましくはアルキルポリエチレングリコールカーボネート）の製造方法である。関連する態様では、本発明は、少なくとも１つのヒドロキシル基を有する分岐状ポリアルキレングリコール（好ましくは分岐状ＰＥＧ）を、炭酸エステルおよびクロロ蟻酸エステルから選択される試薬と、芳香族溶媒およびアミンの存在下で反応させる工程を含む、分岐状ポリアルキレングリコールカーボネート（好ましくは分岐状ＰＥＧカーボネート）の製造方法である。
【０００７】
好ましくは、この発明に使用されるアミンは、式R3Nを有し、式中Rはそれぞれの存在において独立して２以上の炭素原子を含む有機基である。Rは、炭素および水素のみを含む炭化水素であってもよく、または、ヘテロ原子を含む部分であってもよい。基Rは、直鎖状、分枝状、飽和または不飽和の環状または多環構造を含み得る。好ましくは、Rは、脂肪族または芳香族炭化水素であり、最も好ましくはアルキル基である。Rは、好ましくは、それぞれの存在において独立して10個未満の炭素原子を含む。非常に好ましいアミンはトリペンチルアミンである。
【０００８】
試薬は、ポリアルキレングリコールのヒドロキシル基と反応して、カーボネート基を形成する、あらゆる炭酸エステルおよびクロロ蟻酸エステルであり得る。好ましくは、クロロ蟻酸エステルを使用する。クロロ蟻酸エステルは、好ましくはクロロ蟻酸アリールであり、より好ましくはクロロ蟻酸フェニルであり、最も好ましくはクロロ蟻酸p-ニトロフェニルである。
【０００９】
「芳香族溶媒」という用語は、１以上の環を含有する不飽和の環状基を含む溶媒を意味する。非常に好ましい芳香族溶媒はトルエンである。
【００１０】
好ましい態様では、ポリアルキレングリコールは直鎖状で末端がアルキル基であり、化合物は式：R1-(O-R2)-OHで表し得、式中R1は炭化水素基であり、好ましくはアルキル基であり、より好ましくは少なくとも１個の炭素原子およびより好ましくは７個以下の炭素原子のアルキル基であり、さらに好ましくは１または２個の炭素原子のアルキル基であり、R2は炭化水素であり、好ましくはアルキレン基であり、より好ましくは少なくとも１個の炭素原子のアルキレン基であり、およびより好ましくは５個以下の炭素原子のアルキレン基である。R1は最も好ましくはメチルであり、R2は最も好ましくはエチレンである。
【００１１】
代わりの態様では、ポリアルキレングリコール（ＰＡＧ）は「分岐状」である。本書では、分岐状ポリアルキレングリコールは、ＰＡＧが直鎖状であり、ＰＡＧ鎖が少なくとも２つのヒドロキシル基を有するる場合、通常の核、およびＰＡＧ鎖の末端またはＰＡＧ鎖の末端以外の地点に１以上のヒドロキシル基を有する。好ましくは、ポリアルキレングリコールは、単官能基性（１つのカーボネート基を含む）または多官能基性（１より多いカーボネート基を含む）であり得る分岐状ポリエチレングリコールカーボネートである。
【００１２】
任意に、モノアルキルポリエチレングリコールおよび芳香族溶媒は混合してもよく、クロロ蟻酸エステルおよびアミンを添加する前に共沸蒸留によって乾燥してもよい。
【００１３】
好ましくは、反応は２５〜７５℃の範囲の温度で実施する。最も好ましくは、反応は、５０〜６０℃の範囲の温度で実施し、クロロ蟻酸エステルはクロロ蟻酸p-ニトロフェニルである。クロロ蟻酸エステルのポリアルキレングリコールに対するモル比は、好ましくは少なくとも５１であり、より好ましくは少なくとも８：１であり、好ましくは２０：１以下であり、より好ましくは１２：１以下である。アミンのモノアルキルポリエチレングリコールに対するモル比は、好ましくは少なくとも２．５：１であり、より好ましくは少なくとも４：１であり、好ましくは１０：１以下であり、より好ましくは６：１以下である。モノアルキルポリエチレングリコール１kg当りに使用する溶媒の量は、好ましくは少なくとも２リットルであり、より好ましくは少なくとも４リットルであり、好ましくは１０リットル以下であり、より好ましくは６リットル以下である。
【００１４】
ポリアルキレングリコールは、好ましくは、数平均分子量が少なくとも約500であり、より好ましくは少なくとも約1000であり、最も好ましくは少なくとも約5000である。数平均分子量は、好ましくは約100,000以下であり、より好ましくは約60,000以下である。
【００１５】
本発明の直鎖状アルキルポリアルキレングリコールカーボネート組成物は、好ましくは、それぞれサイズ排除クロマトグラフィーで測定される、多分散性が低いことおよび規定分子量が相対的に高いことを特徴とする。多分散性が低いとは、多分散性が１．１未満であることを意味する。アルキルポリエチレングリコールカーボネートは、好ましくは、数平均分子量が少なくとも約500であり、より好ましくは少なくとも約1000であり、最も好ましくは少なくとも約5000である。数平均分子量は、好ましくは、約100,000以下であり、より好ましくは約60,000以下である。特定分子量は、組成物が必要とされている特定の生物医学的適用に適合するように選択してもよく、例えば、分子量は10,000、20,000、30,000または40,000である。
【００１６】
ポリアルキレングリコールカーボネート（便宜上、この方法説明の節では、好ましいメチルPEGカーボネートまたはmPEGカーボネートについて言及するが、制限的であると考えるべきでない）は、好ましくは、混合物を冷却し、貧溶媒（例えばMTBE等のエーテル、または例えばヘキサンまたはヘプタン等のアルカン等）を添加して生成物を沈殿させ、沈殿を濾過し、新たな貧溶媒で洗浄することによって単離する。次に、mPEGカーボネートは、好ましくは、溶媒（メタノールまたはTHF等）に再溶解し、貧溶媒（イソプロパノール、例えばMTBE等のエーテル、または例えばヘキサンまたはヘプタン等のアルカン等）を加えて生成物を沈殿させ、沈殿を濾過し、新たな貧溶媒で洗浄することによって精製する。次に、mPEGカーボネートは、25〜35℃の真空オーブン中で乾燥し得る。生成物は、好ましくは、臨界条件下でのプロトンNMRおよび液体クロマトグラフィーで分析する。
【実施例】
【００１７】
実施例１
オーバーヘッド攪拌器、冷水凝縮器および窒素注入口を備えた、底部排出およびサーモウェルを有する20Lの直立のジャケット付き反応器に、多分散性が1.1未満でモル平均分子量が20,000gのmPEGを1kgと、トルエン6Lを仕込む。得られる溶液を、60℃に加熱しながら攪拌し（250rpm）、トリペンチルアミン73mlおよびクロロ蟻酸p-ニトロフェニル101gを加える。即時、黄色になるが、すぐに消散する。反応は、臨界条件下のHPLC分析で実質的に反応の完了が示されるまで、不活性雰囲気下、60℃で攪拌する。約18〜24時間加熱した後、反応を35℃に冷却し、攪拌を強くして（350rpm）メチルt-ブチルエーテル（MTBE；10L；mPEG-OH 1g当り10mL）を一度に加える。得られる濃厚なスラリーを0℃に冷却し、30分間攪拌し、固体を真空濾過によりグラスフィルターで単離する。反応フラスコを氷冷したMTBE（2.0L；mPEG-OH 1g当り2mL）でリンスし、リンス液を単離した固体の洗浄に使用する。固体を、さらなる濾液が見られなくなるまで、吸引真空下に置く。次に、半乾燥固体を20L反応器に戻し、メタノール（MeOH；2.2L；mPEG-OH 1g当り2.2mL）を加えるが、分離漏斗をリンスするMeOH 100mLを含む。均一な溶液が得られるまで、得られた混合物を不活性雰囲気下40℃に過熱しながら緩やかに攪拌（200rpm）する（注：溶液が濁ったままの場合、好ましくは再度濾過する）。イソプロパノール（IPA；13.8L；mPEG-OH 1g当り13.8mL）を1時間かけて加えると、溶液から固体が沈殿し始める。その後、混合物を0℃に冷却する。得られる濃厚なスラリーを60分間攪拌し、グラスフィルター上の固体を真空濾過で単離する。反応フラスコを冷IPA（6.3L；mPEG-OH 1g当り6.3mL）でリンスし、このリンス液を単離した固体の洗浄に使用する。固体を、さらなる濾液が見られなくなるまで、吸引真空下に置く。半乾燥固体を、上記の通り、さらに2回、MeOHに再溶解し、MeOH／IPAから再沈殿する。最終的な湿った固形物を高度の真空下、40℃で48時間乾燥し、白から淡黄色の固体として、約850gの生成物を得る。生成物は臨界条件下での高速液体クロマトグラフィーおよびプロトンNMRで分析する。
【００１８】
実施例２
オーバーヘッド攪拌器、冷水凝縮器および窒素注入口を備えた、底部排出およびサーモウェルを有する20Lの直立のジャケット付き反応器に、多分散性が1.1未満でモル平均分子量が10,000gのmPEGを700gと、トルエン4Lを仕込む。得られる溶液を、60℃に加熱しながら攪拌し（250rpm）、トリペンチルアミン100mlおよびクロロ蟻酸p-ニトロフェニル140gを加える。即時、黄色になるが、すぐに消散する。反応は、臨界条件下のHPLC分析で実質的に反応の完了が示されるまで、不活性雰囲気下、60℃で攪拌する。約18〜24時間加熱した後、反応を35℃に冷却し、攪拌を強くして（350rpm）メチルt-ブチルエーテル（MTBE；7L；mPEG-OH 1g当り10mL）を一度に加える。得られる濃厚なスラリーを0℃に冷却し、30分間攪拌し、固体を真空濾過によりグラスフィルターで単離する。反応フラスコを氷冷したMTBE（1.4L；mPEG-OH 1g当り2mL）でリンスし、リンス液を単離した固体の洗浄に使用する。固体を、さらなる濾液が見られなくなるまで、吸引真空下に置く。次に、半乾燥固体を20L反応器に戻し、メタノール（MeOH；1.4L；mPEG-OH 1g当り2.2mL）を加えるが、分離漏斗をリンスするMeOH 100mLを含む。均一な溶液が得られるまで、得られた混合物を不活性雰囲気下40℃に過熱しながら緩やかに攪拌（200rpm）する（注：溶液が濁ったままの場合、好ましくは再度濾過する）。イソプロパノール（IPA；9.6L；mPEG-OH 1g当り13.8mL）を1時間かけて加えると、溶液から固体が沈殿し始める。その後、混合物を0℃に冷却する。得られる濃厚なスラリーを60分間攪拌し、グラスフィルター上の固体を真空濾過で単離する。反応フラスコを冷IPA（4.4L；mPEG-OH 1g当り6.3mL）でリンスし、このリンス液を単離した固体の洗浄に使用する。固体を、さらなる濾液が見られなくなるまで、吸引真空下に置く。半乾燥固体を、上記の通り、さらに2回、MeOHに再溶解し、MeOH／IPAから再沈殿する。最終的な湿った固形物を高度の真空下、40℃で48時間乾燥し、白から淡黄色の固体として、約666gの生成物を得る。生成物は臨界条件下での高速液体クロマトグラフィーおよびプロトンNMRで分析する。
【００１９】
臨界条件、液体クロマトグラフィー条件
高速液体クロマトグラフィー装置は、蒸発光散乱検出器および270nmに設定したUV検出器を備える。カラムはゾルバックス(Zorbax) 330 SB（4/6×150mm、細孔径5ミクロン）であり、29℃に保持する。溶離液は、(A)アセトニトリル/水＝40/60(v/v)、および(B)アセトニトリル/水＝50/50(v/v)である。
【００２０】
使用する好適な装置は、アジレント(Agilent)1100シリーズ・液体クロマトグラフ：クオータナリーポンプG1311A；真空脱ガス装置G1322A；自動試料採取装置G1313A ALS；カラムサーモスタットG1313A COLCOM；可変波長検出器G1314A、オルテック(Alltech)2000蒸発光散乱検出器を含む。
ゾルバックス(Zorbax) 300SB-C18、4.6x150mm、5ミクロンカラム、29℃.
溶離液流速 0.75 mL/分.
注入量 5μl.
UV検出 270nm、ピーク幅＞0.1分、応答時間 2秒、減衰 1000mAu.
蒸発光散乱検出器：ガス流量 3.0 mL/分N2、チューブ温度 110℃、増幅率 1、インパクタオフ.
ソフトウエア：アジレントLCケムステーション・リビジョン(Chemstation Revision) A.09.01.
溶離液：(A)アセトニトリル/水＝40/60(v/v)；(B)アセトニトリル/水＝50/50(v/v).
【００２１】
臨界条件は、分子量6Kおよび36KのPEGジオールの保持時間が同一になるよう、溶離液(A)および(B)をある比率で組み合わせることによって決定する。
【００２２】
サンプル調製：乾燥PEGサンプルを、溶離液A 1g当り、50mgの割合で溶解する。
MTBE中のPEGの湿った固形物を、溶離液A 1g当り、80mgの割合で溶解する。
IPA中のPEGの湿った固形物を、溶離液A 1g当り、150mgの割合で溶解する。
【００２３】
結論
本発明は、その好ましい態様に従って上述したが、この開示の精神および範囲内で改変し得る。従って、本出願は、本書に開示された一般原理を使用する本発明のあらゆる変更、使用、または適応に及ぶことを意図する。さらに、本出願は、本発明が属する技術および以下の請求の範囲内の技術において知られている慣行または慣例の範囲内にある、本発明の開示からの逸脱に及ぶことを意図する。
【国際調査報告】
2009528430.tif 000002
2009528430.tif 000003
2009528430.tif 000004