(57)【要約】      （修正有）【課題】グラム陰性およびグラム陽性菌および真菌に対して高い活性、選択性を示すポリマーの提供。【解決手段】有機触媒開環重合により製造された１または２のカチオン性ポリカーボネート鎖を有する抗菌性のカチオン性ポリマーであって、１つの抗菌性のカチオン性ポリマーは、本質的に１または２の末端基に結合したカチオン性のカーボネート繰り返し単位を含むポリマー鎖を有し、末端基は生物学的に活性なコレステロールといった化合物の共有結合形態を含むことができ、他の抗菌性のカチオン性ポリマーは、ビタミンＥ、ビタミンＤ２のいずれか、または両方の共有結形態を担持する、親油性繰り返し単位を少ないモル分率で含むランダム・コポリカーボネート。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記式（１２）に記載の構造を有する抗菌性のカチオン性ポリマー。
【化１】
2018066014.tif 000107
（上記式中、
Ｃ′が、水素およびＣ２〜Ｃ１５部分を含み、ポリマー鎖Ｐｂが連結した２価結合基であり、Ｃ′が、ｉ）第１のポリマー鎖Ｐｂに結合した、窒素、酸素および硫黄からなる群から選択される第１のヘテロ原子を含み、ｉｉ）第２のポリマー鎖Ｐｂに結合した、窒素、酸素および硫黄からなる群から選択される第２のヘテロ原子を含み、
それぞれのＺｃが、水素およびＣ１〜Ｃ１５部分からなる群から選択される独立した１価の末端基であり、
それぞれのポリマー鎖Ｐｂが、本質的にカチオン性のカーボネート繰り返し単位であって、ｉ）前記カチオン性ポリマーが、全部で５〜４５のカチオン性カーボネート繰り返し単位を含み、ｉｉ）カチオン性のカーボネート繰り返し単位のそれぞれは、前記ポリマー鎖の主鎖部分および前記主鎖部分に結合したカチオン性側鎖を含み、かつｉｉｉ）前記カチオン性側鎖は、第４アンモニウム基、第４ホスホニウム基のいずれかまたは両方である正帯電したヘテロ原子Ｑ′を含み、
前記カチオン性ポリマーの前記カチオン性の全カーボネート繰り返し単位の２５％〜１００％が、炭素数１０〜２５のカチオン性側鎖を有する第１カチオン性カーボネート繰り返し単位であり、
前記カチオン性ポリマーの前記カチオン性のカーボネート繰り返し単位の０〜７５％が、炭素数６〜９のカチオン性側鎖を有する第２カチオン性カーボネート繰り返し単位である。）
【請求項２】
前記第１カチオン性カーボネート繰り返し構造単位が、炭素数１３〜２５のカチオン性側鎖Ｌａ−Ｑ′（Ｒａ）ｕ′を有し、前記第２カチオン性カーボネート繰り返し構造単位が、炭素数６〜１２のカチオン性の側鎖Ｌａ−Ｑ′（Ｒａ）ｕ′を有する、請求項１記載のカチオン性ポリマー。
【請求項３】
前記カチオン性の繰り返し単位が、下記式（２）の構造を有する、請求項１のカチオン性ポリマー。
【化２】
2018066014.tif 000108
（上記式中、
Ｌａ−Ｑ′（Ｒａ）ｕ′が、第４アンモニウム基、ホスホニウム基のいずれかまたは両方を含むＣ６〜Ｃ２５のカチオン性側鎖であり、Ｌａが、少なくとの炭素数３を有する２価結合基であり、Ｑ′が、４価の正に帯電した窒素またはリンであり、ｕ′が、１〜３の値を有し、それぞれのＲａが、１〜３価を有する独立したラジカルであり、それぞれのＲａが、少なくとも炭素数１を有し、
それぞれのＲ′が、独立して水素、ハロゲン、メチル、エチルからなる群から選択される１価ラジカルであり、
Ｒ″が、水素、ハロゲン、炭素数１〜６のアルキル基からなる群から選択される１価ラジカルであり、
ｔが、０〜２の値を有する正の整数であり、
ｔ′が、０〜２の値を有する正の整数であり、
ｔおよびｔ′が両方ゼロにはならず、かつ
Ｘ′が負帯電イオンであり、
前記第１カチオン性カーボネート繰り返し単位が、炭素数１３〜２５のカチオン性側鎖Ｌａ−Ｑ′（Ｒａ）ｕ′を有し、
前記第２カチオン性カーボネート繰り返し構造単位が、炭素数６〜１２のＬａ−Ｑ′（Ｒａ）ｕ′を有する。）
【請求項４】
前記カチオン性の繰り返し単位が、下記式（３）の構造を有する、請求項１記載のカチオン性ポリマー。
【化３】
2018066014.tif 000109
（上記式中、
Ｌｂ−Ｑ′（Ｒａ）ｕ′が、第４アンモニウム基、ホスホニウム基のいずれかまたは両方を含む、Ｃ５〜Ｃ２４のカチオン性部分であり、Ｌｂが、少なくとも炭素数２を有する２価結合基であり、Ｑ′が、４価の正に帯電した窒素またはリンであって、ｕ′が、１〜３の値を有し、それぞれのＲａが、１〜３価を有する独立したラジカルであって、それぞれのＲａが、少なくとも炭素数１を有し、
Ｒ″が、水素、ハロゲン、炭素数１〜６のアルキル基からなる群から選択される１価ラジカルであり、
Ｘ′が負帯電のイオンであって、
前記第１カチオン性カーボネート繰り返し単位が、炭素数１３〜２５のカチオン性側鎖Ｃ（＝Ｏ）Ｏ−Ｌｂ−Ｑ′（Ｒａ）ｕ′を有し、
前記第２カチオン性カーボネート繰り返し構造単位が、炭素数６〜１２のＣ（＝Ｏ）Ｏ−Ｌｂ−Ｑ′（Ｒａ）ｕ′である。）
【請求項５】
前記第１カチオン性カーボネート繰り返し単位が、下記構造およびそれらの組み合わせからなる群から選択され、Ｘ−が負帯電イオンである、請求項４に記載のカチオン性ポリマー。
【化４】
2018066014.tif 000110
【請求項６】
前記カチオン性繰り返し単位が、下記式（４）の構造を有する、請求項１に記載のカチオン性ポリマー。
【化５】
2018066014.tif 000111
（上記式中、
Ｌｃ−Ｑ′（Ｒａ）ｕ′が、第４アンモニウム基、ホスホニウム基のいずれかまたは両方を含むＣ５〜Ｃ２４のカチオン性部分であり、Ｌｃが、少なくとの炭素数２を有する２価結合基であり、Ｑ′が、４価の正に帯電した窒素またはリンであり、ｕ′が、１〜３の値を有し、それぞれのＲａが、１〜３価を有する独立したラジカルであり、それぞれのＲａは、少なくとも炭素数１を有し、
それぞれのＲ′が、水素、ハロゲン、メチル、エチルからなる群から選択される１価ラジカルであり、
Ｒ″が、水素、ハロゲン、炭素数１〜６のアルキル基からなる群から選択される１価ラジカルであり、
Ｘ′が負帯電イオンであり、かつ、
前記第１カチオン性カーボネート繰り返し単位が、炭素数１３〜２５のカチオン性側鎖ＮＨＣ（＝Ｏ）Ｏ−Ｌｃ−Ｑ′（Ｒａ）ｕ′を有し、
前記第２カチオン性カーボネート繰り返し構造単位が、炭素数６〜１２のカチオン性側鎖ＮＨＣ（＝Ｏ）Ｏ−Ｌｃ−Ｑ′（Ｒａ）ｕ′を有する。）
【請求項７】
前記カチオン性ポリマーが、Ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓ  ｅｐｉｄｅｒｍｉｄｉｓ（Ｓ．ｅｐｉｄｅｒｍｉｄｉｓ）、Ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓ  ａｕｒｅｕｓ（Ｓ．ａｕｒｅｕｓ）、Ｅｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ  ｃｏｌｉ（Ｅ．ｃｏｌｉ）、Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ  ａｅｒｕｇｉｎｏｓａ（Ｐ．ａｅｒｕｇｉｎｏｓａ）、Ｃａｎｄｉｄａ  ａｌｂｉｃａｎｓ（Ｃ．ａｌｂｉｃａｎｓ）、メチシリン耐性Ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓ  ａｕｒｅｕｓ（ＭＲＳＡ）、バンコマイシン耐性Ｅｎｔｅｒｏｃｏｃｃｕｓ（ＶＲＥ）、Ａｃｉｎｅｔｏｂａｃｔｅｒ  ｂａｕｍａｎｎｉｉ（Ａ．ｂａｕｍａｎｎｉｉ）、Ｃｒｙｐｔｏｃｏｃｃｕｓ  ｎｅｏｆｏｒｍａｎｓ（Ｃ．ｎｅｏｆｏｒｍａｎｓ）およびＫｌｅｂｓｉｅｌｌａ  ｐｎｅｕｍｏｎｉａｅ（Ｋ．ｐｎｅｕｍｏｎｉａｅ）、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される細菌を死滅させることにおいて有効である、請求項１に記載のカチオン性ポリマー。
【請求項８】
下記式（１４）の構造を有する抗菌性のカチオン性ポリマー。
【化６】
2018066014.tif 000112
（上記式中、
Ｃ″が、ポリマー鎖Ｐｂを結合した２価基であって、Ｃ″が、ｉ）第１のポリマー鎖Ｐｂに結合した、窒素、酸素および硫黄からなる群から選択される第１のヘテロ原子を含み、ｉｉ）第２のポリマー鎖Ｐｂに結合した、窒素、酸素および硫黄からなる群から選択される第２のヘテロ原子を含み、ｉｉｉ）ステロイド、非ステロイドホルモン、ビタミン、薬剤からなる群から選択される化合物の共有結合形態を含み、
それぞれＺｃが、水素およびＣ１〜Ｃ１５部分からなる基から選択される独立した１価の末端基であり、
それぞれのポリマー鎖Ｐｂが、本質的にカチオン性のカーボネート繰り返し単位であって、ｉ）前記カチオン性ポリマーが、全部で５〜４５のカチオン性カーボネート繰り返し単位を含み、ｉｉ）カチオン性のカーボネート繰り返し単位のそれぞれは、前記ポリマー鎖の主鎖部分および前記主鎖部分に結合したＣ６〜Ｃ２５のカチオン性側鎖を含み、かつｉｉｉ）前記カチオン性側鎖は、第４アンモニウム基、第４ホスホニウム基のいずれかまたは両方である正帯電したヘテロ原子Ｑ′を含み、かつ
前記カチオン性ポリマーの前記カチオン性の全カーボネート繰り返し単位の２５％〜１００％が、炭素数１０〜２５のカチオン性側鎖基を有する第１カチオン性カーボネート繰り返し単位であり、
前記カチオン性ポリマーの前記カチオン性のカーボネート繰り返し単位の０〜７５％が、炭素数６〜９のカチオン性側鎖基を有する第２カチオン性カーボネート繰り返し単位である。）
【請求項９】
Ｃ″は、コレステリル基
【化７】
2018066014.tif 000113
である、請求項８に記載のカチオン性ポリマー。
【請求項１０】
前記Ｃ″は、ビタミンの共有結合形態を含む、請求項８に記載のカチオン性ポリマー。
【請求項１１】
前記ビタミンは、ビタミンＥ化合物、ビタミンＤ化合物およびこれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項８に記載のカチオン性ポリマー。
【請求項１２】
下記式（１６）に記載の構造を有する抗菌性およびカチオン性のランダム・コポリマー。
【化８】
2018066014.tif 000114
（上記式中、
Ｃ′が、ポリマー鎖Ｐｃが連結したＣ５〜Ｃ１５の２価結合基であり、Ｃ′が、ｉ）第１のポリマー鎖Ｐｃに結合した、窒素、酸素および硫黄からなる群から選択される第１のヘテロ原子を含み、ｉｉ）第２のポリマー鎖Ｐｃに結合した、窒素、酸素および硫黄からなる群から選択される第２のヘテロ原子を含み、
それぞれのＺｃが、水素およびＣ１〜Ｃ１５部分からなる群から選択される独立した１価の末端基であり、
Ｐｃが、本質的にＩ）８５モル％〜９９．９モル％のカチオン性カーボネート繰り返し単位、ＩＩ）０．１モル％〜１５モル％のＨ′で示されるステロイド、ビタミン化合物またはそれらの両方の共有結合形態を含むカーボネート繰り返し単位を含んでおり、ｉ）前記カチオン性ポリマーが、全部で５〜４５のカチオン性カーボネート繰り返し単位を含み、ｉｉ）カチオン性のカーボネート繰り返し単位のそれぞれは、前記ポリマー鎖の主鎖部分および前記主鎖部分に結合したＣ６〜Ｃ２５のカチオン性側鎖を含み、かつｉｉｉ）前記カチオン性側鎖は、第４アンモニウム基、第４ホスホニウム基のいずれかまたは両方である正帯電したヘテロ原子Ｑ′を含み、
前記カチオン性ポリマーの前記カチオン性のカーボネート繰り返し単位の２５％〜１００％が、炭素数１０〜２５のカチオン性側鎖基を有する第１カチオン性カーボネート繰り返し単位であり、
前記カチオン性ポリマーの前記カチオン性のカーボネート繰り返し単位の０〜７５％が、炭素数６〜９のカチオン性側鎖基を有する第２カチオン性カーボネート繰り返し単位である。）
【請求項１３】
前記Ｈ′が、アルファ−トコフェロールの共有結合形態を含む、請求項１２に記載のランダム・ポリマー。
【請求項１４】
前記Ｈ′が、エルゴカルシフェロールの共有結合形態を含む、請求項１２に記載のランダム・コポリマー。
【請求項１５】
下記式（１８）に記載の構造を有する抗菌性のカチオン性ポリマー。
【化９】
2018066014.tif 000115
（上記式中、
Ｃ′が、ポリマー鎖Ｐｂが連結したＣ５〜Ｃ１５の２価結合基であり、Ｃ′が、ｉ）第１のポリマー鎖Ｐｂに結合した、窒素、酸素および硫黄からなる群から選択される第１のヘテロ原子を含み、ｉｉ）第２のポリマー鎖Ｐｂに結合した、窒素、酸素および硫黄からなる群から選択される第２のヘテロ原子を含み、
Ｙｃは、水素、ステロイドの共有結合形態を含む群およびビタミンの共有結合形態を含む群から選択される独立した１価の第１末端基であり、
Ｙｄは、水素、ステロイドの共有結合形態を含む群およびビタミンの共有結合形態を含む群から選択される独立した１価の第２末端基であり、
それぞれのポリマー鎖Ｐｂが、本質的にカチオン性のカーボネート繰り返し単位であって、ｉ）前記カチオン性ポリマーが、全部で５〜４５のカチオン性カーボネート繰り返し単位を含み、ｉｉ）カチオン性のカーボネート繰り返し単位のそれぞれは、前記ポリマー鎖の主鎖部分および前記主鎖部分に結合したカチオン性側鎖を含み、かつｉｉｉ）前記カチオン性側鎖は、第４アンモニウム基、第４ホスホニウム基のいずれかまたは両方である正帯電したヘテロ原子Ｑ′を含み、かつ
前記カチオン性ポリマーの前記カチオン性の全カーボネート繰り返し単位の２５％〜１００％が、炭素数１０〜２５のカチオン性側鎖基を有する第１カチオン性カーボネート繰り返し単位であり、
前記カチオン性ポリマーの前記カチオン性のカーボネート繰り返し単位の０〜７５％が、炭素数６〜９のカチオン性側鎖基を有する第２カチオン性カーボネート繰り返し単位である。）
【請求項１６】
請求項１のカチオン性ポリマーを含む抗菌性の水溶性組成物。
【請求項１７】
前記水溶性組成物は、注射により投与される、請求項１６に記載の水溶性組成物。
【請求項１８】
前記カチオン性ポリマーの濃度は、前記カチオン性ポリマーの臨界ミセル濃度より低い、請求項１６に記載の水溶性組成物。
【請求項１９】
微生物を請求項１に記載のカチオン性ポリマーと接触させることを含む殺菌方法。
【請求項２０】
環状カーボネート・モノマーの有機触媒開環重合（ＲＯＰ）によりポリカーボネートを製造する工程であって、前記ＲＯＰが、ステロイド、ビタミン類、前記ステロイド、ビタミン類の共有結合形態を有する化合物およびこれらの組み合わせからなる群から選択される二親核性化合物によって開始される工程と、
任意的に前記ポリカーボネートを末端保護する工程と、
前記ポリカーボネートを４級化剤で処理して抗菌性のカチオン性ポリマーを製造する工程と
を含み、
前記環状カーボネート・モノマーが下記式（１５）の構造を有する、方法。
【化１０】
2018066014.tif 000116
（上記式中、
環の原子を数字１〜６で示し、
ｔが、０〜２の値を有する正の整数であり、
ｔ′が、０〜２の値を有する正の整数であり、
ｔおよびｔ′が両方ゼロにはならず、
Ｌａが、炭素数３以上の２価結合基であり、
Ｅ′が、反応により、Ｌａに結合するカチオン性部分Ｑ′（Ｒａ）ｕ′を生成する基であって、Ｑ′が、４価の正に帯電した窒素またはリンであり、ｕ′が、１〜３の値を有し、かつそれぞれのＲａが、１〜３価を有する独立したラジカルであり、それぞれのＲａが、炭素数１以上を有しており、
それぞれのＲ′が、独立した水素およびメチルからなる群から選択される１価ラジカルであり、
Ｒ″が、水素、メチルおよびエチルからなる群から選択される１価ラジカルである。）
【請求項２１】
前記４級化剤が、第４アミン、第４ホスフィン、およびこれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記４級化剤が第４ホスフィンである、請求項２０に記載の方法。
【請求項２３】
前記開始剤が、下記化合物である、請求項２０に記載の方法。
【化１１】
2018066014.tif 000117
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
共同研究に対する当事者合意
本発明は、インターナショナル・ビジネスマシーンズ・コーポレイションと、エージェンシー  フォー  サイエンス，  テクノロジー  アンド  リサーチとの間の共同研究合意にもとでなされたものである。
【背景技術】
【０００２】
本発明は、抗菌性のカチオン性のポリカーボネート・ポリマーに関し、より詳細には、８５モル％〜１００モル％のカチオン性のポリカーボネート繰り返し単位を有する、カチオン性のポリカーボネート・ホモポリマーおよびランダム・コポリマーに関する。
【０００３】
抗生物質に耐性のあるバクテリアは、新規な抗生物質を開発するべき喫緊の必要性を生じさせている。抗菌性のペプチドは、高い活性、生体適合性および優秀な選択性を有する。しかしながら、１０００を超える抗菌性のペプチドが同定されたにもかかわらず、わずかに４ペプチドが、成功裏に傷の治癒のため、フェーズＩＩＩ臨床試験に移行したにすぎない。それらのきわめて限定された使用の主な理由は、合成の困難性、高い製造コスト、プロテアーゼ劣化に起因する生体内での不安定性にある。合成されたカチオン性ポリマーは、本質的に、より低コストの酵素認識を欠いた代替物をもたらす。カチオン性の電荷を担持する合成ポリマーは、比較されるべき電気的相互作用を介してバクテリアの細胞膜に類似的に付随する。さらに、合成されたカチオン性ポリマーは、バクテリアの細胞膜内で一体化することができる親油性領域を有するように、容易に合成することができる。しかしながら、活性を得るための努力における親油性の増加は、溶血活性、細胞毒性のいずれかまたは両方の劇的な増大によって証明されるように、選択性の欠損のため、しばしばながら問題を生じさせてきた。
【０００４】
したがって、微生物選択性を犠牲にすることなく向上した抗菌活性を有する合成抗菌性のポリマーが探索されている。
【発明の概要】
【０００５】
すなわち、開示される抗菌性のカチオン性ポリマーは、下記式（１２）の構造を有する：
【０００６】
【化１】
2018066014.tif 000002
上記式中、
Ｃ′が、水素およびＣ２〜Ｃ１５部分を含み、ポリマー鎖Ｐｂが連結した２価基であり、Ｃ′が、ｉ）第１のポリマー鎖Ｐｂに結合した、窒素、酸素および硫黄からなる群から選択される第１のヘテロ原子を含み、ｉｉ）第２のポリマー鎖Ｐｂに結合した、窒素、酸素および硫黄からなる群から選択される第２のヘテロ原子を含み、
それぞれのＺｃが、水素およびＣ１〜Ｃ１５部分からなる群から選択される独立した１価の末端基であり、
それぞれのポリマー鎖Ｐｂが、本質的にカチオン性のカーボネート繰り返し単位であって、ｉ）前記カチオン性ポリマーが、全部で５〜４５のカチオン性カーボネート繰り返し単位を含み、ｉｉ）カチオン性のカーボネート繰り返し単位のそれぞれは、前記ポリマー鎖の主鎖部分および前記主鎖部分に結合したカチオン性側鎖を含み、かつｉｉｉ）前記カチオン性側鎖は、第４アンモニウム基、第４ホスホニウム基のいずれかまたは両方である正帯電したヘテロ原子Ｑ′を含み、
前記カチオン性ポリマーの前記カチオン性の全カーボネート繰り返し単位の２５％〜１００％が、炭素数１０〜２５のカチオン性側鎖を有する指定された第１カチオン性カーボネート繰り返し単位であり、
前記カチオン性ポリマーの前記カチオン性のカーボネート繰り返し単位の０〜７５％が、炭素数６〜９のカチオン性側鎖を有する指定された第２カチオン性カーボネート繰り返し単位である。）
【０００７】
また、開示されるものは、下記式（１４）の構造を有する抗菌性およびカチオン性ポリマーである：
【０００８】
【化２】
2018066014.tif 000003
上記式中、
Ｃ″が、ポリマー鎖Ｐｂを結合した２価基であって、Ｃ″が、ｉ）第１のポリマー鎖Ｐｂに結合した、窒素、酸素および硫黄からなる群から選択される第１のヘテロ原子を含み、ｉｉ）第２のポリマー鎖Ｐｂに結合した、窒素、酸素および硫黄からなる群から選択される第２のヘテロ原子を含み、ｉｉｉ）ステロイド、非ステロイドホルモン、ビタミン、薬剤からなる群から選択される化合物の共有結合形態を含み、
それぞれＺｃが、水素およびＣ１〜Ｃ１５部分からなる基から選択される独立した１価の末端基であり、
それぞれのポリマー鎖Ｐｂが、本質的にカチオン性のカーボネート繰り返し単位であって、ｉ）前記カチオン性ポリマーが、全部で５〜４５のカチオン性カーボネート繰り返し単位を含み、ｉｉ）カチオン性のカーボネート繰り返し単位のそれぞれは、前記ポリマー鎖の主鎖部分および前記主鎖部分に結合したカチオン性側鎖を含み、かつｉｉｉ）前記カチオン性側鎖は、第４アンモニウム基、第４ホスホニウム基のいずれかまたは両方である正帯電したヘテロ原子Ｑ′を含み、かつ
前記カチオン性ポリマーの前記カチオン性の全カーボネート繰り返し単位の２５％〜１００％が、炭素数１０〜２５のカチオン性側鎖基を有する指定された第１カチオン性カーボネート繰り返し単位であり、
前記カチオン性ポリマーの前記カチオン性のカーボネート繰り返し単位の０〜７５％が、炭素数６〜９のカチオン性側鎖基を有する指定された第２カチオン性カーボネート繰り返し単位である。
【０００９】
さらに開示されるのは、下記式（１６）に記載の構造を有する抗菌性およびカチオン性のランダム・コポリマーである：
【００１０】
【化３】
2018066014.tif 000004
上記式中、
Ｃ′が、水素およびＣ２〜Ｃ１５部分を含み、ポリマー鎖Ｐｃが連結した２価基であり、Ｃ′が、ｉ）第１のポリマー鎖Ｐｃに結合した、窒素、酸素および硫黄からなる群から選択される第１のヘテロ原子を含み、ｉｉ）第２のポリマー鎖Ｐｃに結合した、窒素、酸素および硫黄からなる群から選択される第２のヘテロ原子を含み、
それぞれのＺｃが、水素およびＣ１〜Ｃ１５部分からなる群から選択される独立した１価の末端基であり、
Ｐｃが、本質的にＩ）８５モル％〜９９．９モル％のカチオン性カーボネート繰り返し単位、ＩＩ）０．１モル％〜１５モル％のＨ′で示されるステロイド、ビタミンまたはそれらの両方の共有結合形態を含むカーボネート繰り返し単位を含んでおり、ｉ）前記カチオン性ポリマーが、全部で５〜４５のカチオン性カーボネート繰り返し単位を含み、ｉｉ）カチオン性のカーボネート繰り返し単位のそれぞれは、前記ポリマー鎖の主鎖部分および前記主鎖部分に結合したＣ６〜Ｃ２５のカチオン性側鎖を含み、かつｉｉｉ）前記カチオン性側鎖は、第４アンモニウム基、第４ホスホニウム基のいずれかまたは両方である正帯電したヘテロ原子Ｑ′を含み、
前記カチオン性ポリマーの前記カチオン性のカーボネート繰り返し単位の２５％〜１００％が、炭素数１０〜２５のカチオン性側鎖基を有する指定された第１カチオン性カーボネート繰り返し単位であり、
前記カチオン性ポリマーの前記カチオン性のカーボネート繰り返し単位の０〜７５％が、炭素数６〜９のカチオン性側鎖基を有する指定された第２カチオン性カーボネート繰り返し単位である。
【００１１】
さらに開示されるものは、下記式（１８）に記載の構造を有する抗菌性およびカチオン性のランダム・コポリマーである：
【００１２】
【化４】
2018066014.tif 000005
上記式中、
Ｃ′が、水素およびＣ２〜Ｃ１５部分を含み、ポリマー鎖Ｐｂが連結した２価基であり、Ｃ′が、ｉ）第１のポリマー鎖Ｐｂに結合した、窒素、酸素および硫黄からなる群から選択される第１のヘテロ原子を含み、ｉｉ）第２のポリマー鎖Ｐｂに結合した、窒素、酸素および硫黄からなる群から選択される第２のヘテロ原子を含み、
Ｙｃは、水素、ステロイドの共有結合形態を含む群およびビタミンの共有結合形態を含む群から選択される独立した１価の第１末端基であり、
Ｙｄは、水素、ステロイドの共有結合形態を含む群およびビタミンの共有結合形態を含む群から選択される独立した１価の第２末端基であり、
それぞれのポリマー鎖Ｐｂが、本質的にカチオン性のカーボネート繰り返し単位であって、ｉ）前記カチオン性ポリマーが、全部で５〜４５のカチオン性カーボネート繰り返し単位を含み、ｉｉ）カチオン性のカーボネート繰り返し単位のそれぞれは、前記ポリマー鎖の主鎖部分および前記主鎖部分に結合したカチオン性側鎖を含み、かつｉｉｉ）前記カチオン性側鎖は、第４アンモニウム基、第４ホスホニウム基のいずれかまたは両方である正帯電したヘテロ原子Ｑ′を含み、かつ
前記カチオン性ポリマーの前記カチオン性の全カーボネート繰り返し単位の２５％〜１００％が、炭素数１０〜２５のカチオン性側鎖基を有する指定された第１カチオン性カーボネート繰り返し単位であり、
前記カチオン性ポリマーの前記カチオン性のカーボネート繰り返し単位の０〜７５％が、炭素数６〜９のカチオン性側鎖基を有する指定された第２カチオン性カーボネート繰り返し単位である。
【００１３】
さらに開示されるものは、
環状カーボネート・モノマーの有機触媒開環重合（ＲＯＰ）によりポリカーボネートを製造する工程であって前記ＲＯＰが、ステロイド、ビタミン類、前記ステロイド、ビタミン類の共有結合形態を有する化合物およびこれらの組み合わせからなる群から選択される二親核性化合物によって開始される工程と、
任意的に前記ポリカーボネートを末端保護する工程と、
前記ポリカーボネートを４級化剤で処理して抗菌性のカチオン性ポリマーを製造する工程と
を含み、
前記環状カーボネート・モノマーが下記式（１５）の構造を有する、方法である。
【００１４】
【化５】
2018066014.tif 000006
上記式中、
環の原子を数字１〜６で示し、
ｔが、０〜２の値を有する正の整数であり、
ｔ′が、０〜２の値を有する正の整数であり、
ｔおよびｔ′が両方ゼロにはならず、
Ｌａが、炭素数３以上の２価結合基であり、
Ｅ′が、反応により、Ｌａに結合するカチオン性部分Ｑ′（Ｒａ）ｕ′を生成する基であって、Ｑ′が、４価の正に帯電した窒素またはリンであり、ｕ′が、１〜３の値を有し、かつそれぞれのＲａが、１〜３価を有する独立したラジカルであり、それぞれのＲａが、炭素数１以上を有しており、
それぞれのＲ′が、独立して水素およびメチルからなる群から選択される１価ラジカルであり、
Ｒ″が、水素、メチルおよびエチルからなる群から選択される１価ラジカルである。
【００１５】
本発明の上述したおよび他の特徴および効果は、後述する詳細な説明、図面および添付する請求の範囲から当業者によれば明らかであり、かつ理解されるものである。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１Ａ】図１Ａは、それぞれ実施例１３および実施例２３のカチオン性ポリマーの３濃度で１８時間培養した、Ｓｔａｐｈｙｒｏｃｏｃｃｕｓ  ａｕｒｅｕｓ（Ｓ．アウレウス）の生存コロニー形成ユニット（ＣＦＵ）の数を示すグラフである。濃度は、０、ＭＩＣ、および２×ＭＩＣであり、ここで、ＭＩＣは、約３１ｍｇ／Ｌの最小阻止濃度である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、それぞれ実施例１３および実施例２３のカチオン性ポリマーの３濃度で１８時間培養した、Ｓｔａｐｈｙｒｏｃｏｃｃｕｓ  ａｕｒｅｕｓ（Ｓ．アウレウス）の生存コロニー形成ユニット（ＣＦＵ）の数を示すグラフである。濃度は、０、ＭＩＣ、および２×ＭＩＣであり、ここで、ＭＩＣは、約３１ｍｇ／Ｌの最小発育阻止濃度である。
【図２Ａ】図２Ａは、実施例１０、１１、２０、２１のカチオン性ポリマーの濃度の関数として、ラビットの赤血球細胞の％溶血を示したグラフである。
【図２Ｂ】図２Ｂは、実施例８、９、１８、１９のカチオン性ポリマーの濃度の関数として、ラビットの赤血球細胞の％溶血を示したグラフである。
【図２Ｃ】図２Ｃは、実施例１２、１３、２２、２３のカチオン性ポリマーの濃度の関数として、ラビットの赤血球細胞の％溶血を示したグラフである。
【図３Ａ】図３Ａは、種々の濃度のカチオン性ポリマーで処理したヒト皮膚繊維芽細胞（ＨＤＦ）の％細胞生存性を示すグラフである。
【図３Ｂ】図３Ｂは、種々の濃度のカチオン性ポリマーで処理したヒト皮膚繊維芽細胞（ＨＤＦ）の％細胞生存性を示すグラフである。
【図３Ｃ】図３Ｃは、種々の濃度のカチオン性ポリマーで処理したヒト皮膚繊維芽細胞（ＨＤＦ）の％細胞生存性を示すグラフである。
【図３Ｄ】図３Ｄは、種々の濃度のカチオン性ポリマーで処理したヒト皮膚繊維芽細胞（ＨＤＦ）の％細胞生存性を示すグラフである。
【図３Ｅ】図３Ｅは、種々の濃度のカチオン性ポリマーで処理したヒト皮膚繊維芽細胞（ＨＤＦ）の％細胞生存性を示すグラフである。
【図３Ｆ】図３Ｆは、種々の濃度のカチオン性ポリマーで処理したヒト皮膚繊維芽細胞（ＨＤＦ）の％細胞生存性を示すグラフである。
【図４】図４は、ペンダントアルファ・トコフェリル部分を含む実施例４９〜５１のラット赤血球細胞の溶血活性を示すグラフである。
【図５】図５は、ペンダントビタミンＤ２部分を含む実施例５２〜５４のラット赤血球細胞の溶血活性を示すグラフである。
【図６Ａ】図６Ａは、種々の濃度の実施例５１のカチオン性ポリマー（０，０．５ＭＩＣ，ＭＩＣ，２ＭＩＣ）で処理したバクテリア、Ｓ．ａｕｒｅｕｓを１８時間培養した後、生存する細菌コロニー形成ユニット（ＣＦＵ）を示す棒グラフである。
【図６Ｂ】図６Ｂは、種々の濃度の実施例５１のカチオン性ポリマー（０，０．５ＭＩＣ，ＭＩＣ，２ＭＩＣ）で処理したバクテリア、Ｅｃｓｈｅｒｉｃｈｉａ  ｃｏｌｉ（Ｅ．ｃｏｌｉ）を１８時間培養した後、生存する細菌コロニー形成ユニット（ＣＦＵ）を示す棒グラフである。
【図７Ａ】図７Ａは、種々の濃度の実施例５１のカチオン性ポリマー（０，０．５ＭＩＣ，ＭＩＣ，２ＭＩＣ）で処理したバクテリア、Ｓ．ａｕｒｅｕｓ（図６Ａ）を１８時間培養する間の異なる時間ポイントにおける、生存する細菌コロニー形成ユニット（ＣＦＵ）を示す棒グラフである。
【図７Ｂ】図７Ｂは、種々の濃度の実施例５１のカチオン性ポリマー（０，０．５ＭＩＣ，ＭＩＣ，２ＭＩＣ）で処理したバクテリア、Ｅｃｓｈｅｒｉｃｈｉａ  ｃｏｌｉ（図６Ｂ）を１８時間培養する間の異なる時間ポイントにおける、生存する細菌コロニー形成ユニット（ＣＦＵ）を示す棒グラフである。
【図８】図８は、種々の濃度の実施例５８，６１，および６８−７０の関数としてラット赤血球細胞の％溶血を示すグラフである。
【図９】図９は、ヒト皮膚繊維芽細胞の％溶血を、実施例５８，６１，および６８−７０のカチオン性ポリマーの濃度の関数として示したグラフである。
【図１０】図１０は、（ａ）不存在、（ｂ）実施例５１が１０分の存在、（ｃ）２０分で、フルオレッセイン・イソチオシアネート・ラベル（ＦＩＴＣ−ラベル）したデキストラン中で培養したＳ．ａｕｒｅｕｓ（左側）および（ｄ）不存在、（エ）実施例５１が１０分の存在、（ｆ）２０分で、ＦＩＴＣ−ラベルしたデキストラン中で培養したＥ．ｃｏｌｉ（右側）の共焦点顕微鏡イメージを示す。スケール・バー：１０マイクロメータ。
【図１１】図１１は、実施例５１のカチオン性ポリマーで２時間培養した前後のＳ．ａｕｒｅｕｓ（ａ１，ａ２）、Ｅ−ｃｏｌｉ（ｂ１，ｂ２）の走査電子顕微鏡写真および実施例４７のカチオン性ポリマーで２時間培養した前後のＣａｎｄｉｄａ  ａｌｂｉｃａｎｓ（Ｃ．ａｌｂｉｃａｎｓ）（ｃ１，ｃ２）の走査電子顕微鏡写真のシリーズである。全実験は、それぞれのポリマーの致死量投与（１．５×ＭＩＣ）を使用して行った。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明は、繰り返し単位の８５％〜１００％がカチオン性カーボネート繰り返しユニットである、抗菌性のカチオン性ポリマーに基づくものである。カチオン性ポリマーは、概ね低分子量であり、グラム陽性菌、グラム陰性菌および真菌類に対して高く活性であり選択性である。活性、選択性のいずれかまたは両方は、帯電したヘテロ原子に結合する置換基のサイズおよびタイプの他にも、主鎖からの正に帯電したヘテロ原子の間隔によって重大な影響を受けることが示される。活性、選択性のいずれかまたは両方は、また、カチオン性の繰り返し単位の混合使用によって好ましい影響を受け、この場合、正に帯電したヘテロ原子は、主鎖から異なる長さで離間される。ポリマーの末端基のサイズおよびタイプは、また、活性、選択性のいずれかまたは両方に影響を与えることができる。カチオン性ポリマーは、重合の後にカチオン性カーボネート繰り返し構造単位を形成することが可能な、１つまたはそれ以上の環状カーボネート・モノマーの、有機触媒による開環重合（ＲＯＰ）を使用して形成することができる。ポリマーは、一親核開始剤、二親核開始剤を使用して形成することができる。
【００１８】
また、開示されるものは、抗菌性カチオン性のコポリマーであり、該共重合体は、ビタミンからの共有結合を有するカーボネート繰り返し単位を少モル量で含有する。好ましくは、これらの繰り返し単位は、無電荷である。
【００１９】
カチオン性ポリマーは、生分解性とすることができる。用語「生分解性」とは、Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｓｏｃｉｅｔｙ  ｏｆ  Ｔｅｓｔｉｎｇ  ａｎｄ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓによって定義される、生物学的活性、具体的には酵素作用によって引き起こされる、材料の化学構造の顕著な変化をもたらす劣化を言う。本開示の目的のため、材料は、ＡＳＴＭＤ６４００に従って１８０日間で６０％が生分解する場合、「生分解性」であるものとする。本開示において、材料は、当該材料が酵素による触媒反応により劣化（例えば非ポリマー化）される場合、「酵素生分解性」であるものとする。
【００２０】
カチオン性ポリマーは、生体適合性とすることができる。「生体適合性」材料は、本開示において、特定の用途において適切なホスト応答を与えることができる材料として定義される。
【００２１】
本開示において、ビタミンは、本質的に生体の正常な代謝のための少量で、生体内で合成することができない有機化合物のいかなるグループとして定義される。例示的なビタミンとしては、ビタミンＡ（レチノール）、ビタミンＢ１（チアミン）、ビタミンＢ２（リボフラビン）、ビタミンＢ３（ナイアシン）、ビタミンＢ５（パントテン酸）、ビタミンＢ６（ピリドキシン）、ビタミンＢ７（ビオチン）、ビタミンＢ９（葉酸）、ビタミンＢ１２（コバラミン）、ベータ・カロテン、ビタミンＣ（アスコルビン酸）、ビタミンＤ化合物（ビタミンＤ１（カルシフェロール）、ビタミンＤ２（エルゴカルシフェロール）、ビタミンＤ３（クロロカルシフェロール）のいずれかまたはこれらの組み合わせを含む）、ビタミンＥ化合物（アルファ−トコフェロール、ベータ−トコフェロール、ガンマ−トコフェロール、デルタ−トコフェロール、アルファ−トコトリエノール、ベータ−トコトリエノール、ガンマ−トコトリエノール、デルタ−トコトリエノールのいずれかまたはこれらの組み合わせを含む）、およびビタミンＫ１（フィロキノン）を挙げることができる。
【００２２】
正に帯電したカチオン性の繰り返しユニットは、重合の前または後に形成することができる。
１つのポリマー鎖（１腕）を有するカチオン性ポリマー類
【００２３】
抗菌性のカチオン性ポリマーは、下記式（１）の構造を有することができる。
【００２４】
【化６】
2018066014.tif 000007
上記式中、
Ｚ′が、１価のＣ１〜Ｃ１５の第１末端基であり、Ｚ′は、Ｐ′の主鎖カルボニル基に結合し、
Ｚ″が、１価の水素およびＣ１〜Ｃ１５部分を含む基から選択される第２末端基であり、
Ｐ′が、本質的にカチオン性のカーボネート繰り返し単位からなるポリマー鎖であって、ｉ）Ｐ′は、５〜約４５の重合度（ＤＰ）を有し、ｉｉ）カチオン性のカーボネート繰り返し単位のそれぞれは、前記ポリマー鎖の主鎖部分および前記主鎖部分に結合したＣ６〜Ｃ２５のカチオン性側鎖を含み、かつｉｉｉ）前記カチオン性側鎖は、第４アンモニウム基、第４ホスホニウム基のいずれかまたは両方である正帯電したヘテロ原子Ｑ′を含み、
カチオン性のカーボネート繰り返し単位の約２５％〜１００％が、炭素数１３〜約２５のカチオン性側鎖を有する指定された第１カチオン性カーボネート繰り返し単位であり、
カチオン性のカーボネート繰り返し単位の約０〜約７５％が、炭素数６〜１２のカチオン性側鎖を有する指定された第２カチオン性カーボネート繰り返し単位である。
【００２５】
Ｚ′は、炭素数１〜１５を有するいかなる置換基とすることができる。Ｚ′は、酸素、窒素、または硫黄といったヘテロ原子を有することができ、当該ヘテロ原子は、それぞれカーボネート、カルバメート、またはチオカルバメート基の形態で主鎖カルボニルＰ′に結合する。Ｚ′は、カチオン性ポリマーを形成するための開環重合に使用される開始剤の残基とすることができる。１実施形態では、Ｚ′は、Ｃ１〜Ｃ１５化合物の共有結合形態である。他の実施形態では、Ｚ′は、Ｃ１〜Ｃ１５のアルコキシまたはアリールオキシ基である。
【００２６】
Ｚ″は、Ｐ′の主鎖酸素に結合することが好ましい。Ｚ″が水素である場合、カチオン性ポリマーは、末端水酸基を有する。Ｚ″が水素でない場合、Ｚ″は、炭素数１〜１５のいかなる好適な末端基とすることができる。１実施形態では、Ｚ″は、Ｃ１〜Ｃ１５の化合物の共有結合形態である。他の実施形態では、Ｚ″は、Ｃ１〜Ｃ１５のアシル基である。
【００２７】
第１カチオン性繰り返し単位は、炭素数１３〜約２０のカチオン性側鎖を有することが好ましく、より好ましくは、炭素数１５〜約２０である。
【００２８】
１実施形態では、Ｐ′は、本質的に２５モル％〜約７５モル％の第１カチオン性ポリカーボネート繰り返し単位と、約７５モル％〜約２５モル％の第２カチオン性ポリカーボネート繰り返し単位とからなる。他の実施形態では、Ｐ′は、本質的に２５モル％〜約５０モル％の第１カチオン性カーボネート繰り返し単位と、約７５モル％〜約２５モル％の第２カチオン性ポリカーボネート繰り返し単位とからなる。
【００２９】
カチオン性カーボネート繰り返し単位は、下記式（２）の構造を有することができる。
【００３０】
【化７】
2018066014.tif 000008
上記式中、
Ｌａ−Ｑ′（Ｒａ）ｕ′が、第４アンモニウム基、ホスホニウム基のいずれかまたは両方を含むＣ６〜Ｃ２５のカチオン性側鎖であり、Ｌａが、少なくとの炭素数３を有する２価結合基であり、Ｑ′が、４価の正に帯電した窒素またはリンであり、ｕ′が、１〜３の値を有し、それぞれのＲａが、１〜３価を有する独立したラジカルであり、それぞれのＲａが、少なくとも炭素数１を有し、
それぞれのＲ′が、独立して水素、ハロゲン、メチル、エチルからなる群から選択される１価ラジカルであり、
Ｒ″が、水素、ハロゲン、炭素数１〜６のアルキル基からなる群から選択される１価ラジカルであり、
ｔが、０〜２の値を有する正の整数であり、
ｔ′が、０〜２の値を有する正の整数であり、
ｔおよびｔ′が両方ゼロにはならず、かつ
Ｘ′が負帯電イオンである。
【００３１】
星印の結合は、ポリマー構造の他の部分への結合ポイントである。カチオン性カーボネート繰り返し単位のポリマー主鎖原子は、式（２）中の１〜６のラベルで示す。この実施例では、カチオン性カーボネート側鎖基は、繰り返し単位の炭素５に結合する。１実施形態では、ｔおよびｔ′は、両方とも１であり、それぞれのＲ′およびＲ″は、メチルまたはエチルである。
【００３２】
式（１）のカチオン性ポリマーにおいては、そのカチオン性カーボネート繰り返し構造単位は、式（２）であり、第１カチオン性カーボネート繰り返し単位は、炭素数１３〜約２５の側鎖Ｌａ−Ｑ′（Ｒａ）ｕ′を有する。第２カチオン性繰り返し単位は、炭素数６〜１２のＬａ−Ｑ′（Ｒａ）ｕ′を有する。
【００３３】
カチオン性カーボネート繰り返し単位は、下記式（３）の構造を有することができる。
【００３４】
【化８】
2018066014.tif 000009
上記式中、
Ｌｂ−Ｑ′（Ｒａ）ｕ′が、第４アンモニウム基、ホスホニウム基のいずれかまたは両方を含む、Ｃ５〜Ｃ２４のカチオン性部分であり、Ｌｂが、少なくとの炭素数２を有する２価結合基であり、Ｑ′が、４価の正に帯電した窒素またはリンであって、ｕ′が、１〜３の値を有し、それぞれのＲａが、１〜３価を有する独立したラジカルであって、それぞれのＲａが、少なくとも炭素数１を有し、
Ｒ″が、水素、ハロゲン、炭素数１〜６のアルキル基からなる群から選択される１価ラジカルであり、
Ｘ′が負帯電のイオンである。
【００３５】
この実施例では、カチオン性側鎖基は、式（２）の２価結合基Ｌａに相当する、Ｃ（＝Ｏ）Ｏ−Ｌｂ−Ｑ′（Ｒａ）ｕ′およびＣ（＝Ｏ）Ｏ−Ｌｂである。カチオン性側鎖は、ラベル５の主鎖炭素に結合する。
【００３６】
式（１）のカチオン性ポリマーにおいてそのカチオン性カーボネート繰り返し単位は、式（３）であり、第１カチオン性カーボネート繰り返し構造単位は、炭素数１３〜約２５のカチオン性側鎖Ｃ（＝Ｏ）Ｏ−Ｌｂ−Ｑ′（Ｒａ）ｕ′を有する。第２カチオン性カーボネート繰り返し構造単位は、炭素数６〜１２のＣ（＝Ｏ）Ｏ−Ｌｂ−Ｑ′（Ｒａ）ｕ′を有する。
【００３７】
カチオン性繰り返しユニットは、式（４）の構造を有することができる。
【００３８】
【化９】
2018066014.tif 000010
上記式中、
Ｌｃ−Ｑ′（Ｒａ）ｕ′が、第４アンモニウム基、ホスホニウム基のいずれかまたは両方を含むＣ５〜Ｃ２４のカチオン性部分であり、Ｌｃが、少なくとの炭素数２を有する２価結合基であり、Ｑ′が、４価の正に帯電した窒素またはリンであり、ｕ′が、１〜３の値を有し、それぞれのＲａが、１〜３価を有する独立したラジカルであり、それぞれのＲａは、少なくとも炭素数１を有し、
それぞれのＲ′が、独立して水素、ハロゲン、メチル、エチルからなる群から選択される１価ラジカルであり、
Ｒ″が、水素、ハロゲン、炭素数１〜６のアルキル基からなる群から選択される１価ラジカルであり、
Ｘ′が負帯電イオンである。
【００３９】
この実施例では、カチオン性側鎖は、式（２）のＬａに相当する、Ｎ（Ｈ）Ｃ（＝Ｏ）Ｏ−Ｌｃ−Ｑ′（Ｒａ）ｕ′およびＮ（Ｈ）Ｃ（＝Ｏ）Ｏ−Ｌｃである。カチオン性側鎖は、ラベル５の主鎖炭素に結合する。セリノール、スレオニノール、のいずれかまたは両方が、式（４）の繰り返し単位を形成するための有用な出発材料を提供する。
【００４０】
式（１）のカチオン性ポリマーにおいて、そのカチオン性カーボネート繰り返し単位は、式（４）であり、第１カチオン性カーボネート繰り返し単位は、炭素数１３〜約２５のカチオン性側鎖Ｎ（Ｈ）Ｃ（＝Ｏ）Ｏ−Ｌｃ−Ｑ′（Ｒａ）ｕ′を有し、第２カチオン性カーボネート繰り返し構造単位は、炭素数６〜１２のカチオン性側鎖Ｎ（Ｈ）Ｃ（＝Ｏ）Ｏ−Ｌｃ−Ｑ′（Ｒａ）ｕ′を有する。
【００４１】
式（２）のカチオン性繰り返し単位を使用し、式（１）のカチオン性は、式（５）の構造を有することができる。
【００４２】
【化１０】
2018066014.tif 000011
上記式中、
ｎ′が、カチオン性カーボネート繰り返し単位の数であり、ｎ′は５〜４５の値を有し、
Ｚ′が、１価のＣ１〜Ｃ１５の第１末端基であり、
Ｚ″が、１価の水素およびＣ１〜Ｃ１５部分を含む基から選択される第２末端基であり、
それぞれのＬａ−Ｑ′（Ｒａ）ｕ′が、第４アンモニウム基、ホスホニウム基のいずれかまたは両方を含むＣ６〜Ｃ２５のカチオン性側鎖であり、Ｌａが、少なくとの炭素数３を有する２価結合基であり、Ｑ′が、４価の正に帯電した窒素またはリンであり、ｕ′が、１〜３の値を有し、それぞれのＲａが、１〜３価を有する独立したラジカルであり、それぞれのＲａが、少なくとも炭素数１を有し、
それぞれのＲ′が、独立して水素、ハロゲン、メチル、エチルからなる群から選択される１価ラジカルであり、
それぞれのＲ″が、独立して水素、ハロゲン、炭素数１〜６のアルキル基からなる群から選択される１価ラジカルであり、
それぞれのｔが、独立して０〜２の値を有する正の整数であり、
それぞれのｔ′が、独立して０〜２の値を有する正の整数であり、
ｔおよびｔ′が、ｔ＝０、ｔ′＝０であるカチオン性カーボネート繰り返し単位を含まず、かつ
それぞれのＸ′が負帯電イオンであり、かつ
カチオン性ポリマーのカチオン性のカーボネート繰り返し単位の約２５％〜１００％が、炭素数１０〜約２５のカチオン性側鎖Ｌａ−Ｑ′（Ｒａ）ｕ′を有する指定された第１カチオン性カーボネート繰り返し単位であり、
前記カチオン性ポリマーの前記カチオン性のカーボネート繰り返し単位の０〜約７５％が、炭素数６〜１２のカチオン性側鎖Ｌａ−Ｑ′（Ｒａ）ｕ′を有する指定された第２カチオン性カーボネート繰り返し単位である。
【００４３】
式（５）に示すように、ポリマー鎖は、鎖の第１末端（“カルボニル末端”として参照する）にオキシカルボニル基を有し、鎖の第２末端（“酸素末端”として参照する。）に主鎖の酸素を有する主鎖部分を含む。カチオン性カーボネート繰り返し単位の主鎖原子は、１〜６の数字で示されている。
【００４４】
式（５）において、第１カチオン性カーボネート繰り返し単位のＬａおよびＱ′（Ｒａ）ｕ′は、炭素数３〜約２２を有することができるが、Ｌａ−Ｑ′（Ｒａ）ｕ′は、炭素数が全部で１３〜約２５である。好ましくは、第１カチオン性カーボネート繰り返し単位のＬａは、炭素数５〜約１２であり、より好ましくは、炭素数８〜約１２である。さらに好ましくは炭素数４〜約１８である。第１カチオン性カーボネート繰り返し単位のＱ′（Ｒａ）ｕ′は、炭素数３〜約１８が好ましく、炭素数４〜約１８がより好ましい。
【００４５】
同様に、式（５）の第２カチオン性カーボネート繰り返し単位のＬａおよびＱ′（Ｒａ）ｕ′は、少なくとも炭素数３を有することができるが、Ｌａ−Ｑ′（Ｒａ）ｕ′は、炭素数が全部で６〜約１２である。
【００４６】
１実施形態では、Ｚ″は、水素である。他の実施形態では、第１カーボネート繰り返し単位は、炭素数１５〜約２０のカチオン性側鎖Ｌａ−Ｑ′（Ｒａ）ｕ′を有する。
【００４７】
より詳細な非限定的な実施形態として、Ｚ′は、ベンジルオキシ、４−メチルベンジルオキシのいずれかまたはその両方とすることができ、Ｚ″は、水素、アセチルのいずれかまたはその両方とすることができる。
【００４８】
末端基Ｚ′、Ｚ″のいずれかまたはその両方および後述する末端基は、抗菌効果を向上させ、かつ、例えば未保護の求核性の水酸末端基により生じる可能性のある、所望しない副反応（例えば、鎖切断）の可能性からカチオン性ポリマーを安定化させる。
【００４９】
抗菌性のカチオン性ポリマーは、式（６）の構造を有することができる。
【００５０】
【化１１】
2018066014.tif 000012
上記式中、
ｎ′が、カチオン性カーボネート繰り返し単位の数であり、ｎ′が、約５〜約４５の値を有し、
Ｙ′が、ステロイド、非ステロイドホルモン、ビタミン、薬剤からなる群から選択される生物学的に活性な化合物の共有結合形態を含む１価の第１末端基であり、
Ｙ″が、水素およびＣ１〜Ｃ１５部分からなる基から選択される１価の第２末端基であり、
それぞれのＬａ−Ｑ′（Ｒａ）ｕ′が、第４アンモニウム基、ホスホニウム基のいずれかまたは両方を含むＣ６〜Ｃ２５のカチオン性側鎖であり、Ｌａが、少なくとの炭素数３を有する２価結合基であり、Ｑ′が、４価の正に帯電した窒素またはリンであり、ｕ′が、１〜３の値を有し、それぞれのＲａが、１〜３価を有する独立したラジカルであり、それぞれのＲａが、少なくとも炭素数１を有し、
それぞれのＲ′が、独立して水素、ハロゲン、メチル、エチルからなる群から選択される１価ラジカルであり、
それぞれのＲ″が、独立して水素、ハロゲン、炭素数１〜６のアルキル基からなる群から選択される１価ラジカルであり、
それぞれのｔが、独立して０〜２の値を有する正の整数であり、
それぞれのｔ′が、独立して０〜２の値を有する正の整数であり、
ｔ＝０、ｔ′＝０であるカチオン性カーボネート繰り返し単位を含まず、かつ
それぞれのＸ′が負帯電イオンであり、かつ
カチオン性ポリマーのカチオン性のカーボネート繰り返し単位の約２５％〜１００％が、炭素数１０〜約２５のカチオン性側鎖Ｌａ−Ｑ′（Ｒａ）ｕ′を有する指定された第１カチオン性カーボネート繰り返し単位であり、
カチオン性ポリマーのカチオン性のカーボネート繰り返し単位の０〜約７５％が、炭素数６〜９のカチオン性側鎖Ｌａ−Ｑ′（Ｒａ）ｕ′を有する指定された第２カチオン性カーボネート繰り返し単位である。
【００５１】
式（６）の第１カチオン性カーボネート繰り返しユニットのＬａおよびＱ′（Ｒａ）ｕ′は、独立して炭素数３〜約２２を有することができるが、Ｌａ−Ｑ′（Ｒａ）ｕ′は、炭素数が全部で１０〜約２５である。１実施形態では、式（６）の第１カチオン性カーボネート繰り返し単位は、炭素数１３〜約２５のカチオン性側鎖Ｌａ−Ｑ′（Ｒａ）ｕ′を有し、第２カチオン性カーボネート繰り返し単位は、炭素数６〜１２のカチオン性側鎖Ｌａ−Ｑ′（Ｒａ）ｕ′を有する。
【００５２】
生物学的に活性な化合物は、立体特異的であっても非立体特異的であっても良い。１実施形態では、Ｙ′は、Ｓ′で示す、ステロイド（例えばコレステロール）の共有結合形態を含む。ステロイド基は、カチオン性ポリマーの生体適合性を改善することができる。
【００５３】
他の実施形態ではＹ′は、ビタミン（例えば、アルファ−トコフェロール（ビタミンＥ化合物）、エルゴカルシフェロール（ビタミンＤ２）のいずれかまたは両方）の共有結合形態を含む。
【００５４】
Ｙ′は、Ｓ′−Ｌ′−＊の構造を有することができ、ここで、Ｓ′は、ステロイド基であり、Ｌ′は、炭素数１〜約１０を有する単結合またはいかなる好適な２価結合基である。この実施例において、Ｌ′は、Ｓ′を、ポリカーボネート主鎖のカルボニル末端に結合する。
【００５５】
抗菌性のカチオン性ポリマーは、式（７）の構造を有することができる。
【００５６】
【化１２】
2018066014.tif 000013
上記式中、
ｎ′が、カチオン性カーボネート繰り返し単位の数であり、ｎ′は約５〜約４５の値を有し、
Ｗ′が、１価のＣ１〜Ｃ１５の第１末端基であり、
Ｗ″が、ステロイド、非ステロイドホルモン、ビタミン、薬剤からなる群から選択される生物学的に活性な化合物の共有結合形態を含む１価の第２末端基であり、
各Ｌａ−Ｑ′（Ｒａ）ｕ′が、第４アンモニウム基、ホスホニウム基のいずれかまたは両方を含むＣ６〜Ｃ２５のカチオン性側鎖であり、Ｌａが、少なくとの炭素数３を有する２価結合基であり、Ｑ′が、４価の正に帯電した窒素またはリンであり、ｕ′が、１〜３の値を有し、それぞれのＲａが、１〜３価を有する独立したラジカルであり、それぞれのＲａが、少なくとも炭素数１を有し、
それぞれのＲ′が、独立して水素、ハロゲン、メチル、エチルからなる群から選択される１価ラジカルであり、
それぞれのＲ″が、独立して水素、ハロゲン、炭素数１〜６のアルキル基からなる群から選択される１価ラジカルであり、
それぞれのｔが、独立して０〜２の値を有する正の整数であり、
それぞれのｔ′が、独立して０〜２の値を有する正の整数であり、
ｔ＝０、ｔ′＝０であるカチオン性カーボネート繰り返し単位を含まず、かつ
それぞれのＸ′が負帯電イオンであり、かつ
前記カチオン性ポリマーの前記カチオン性のカーボネート繰り返し単位の約２５％〜１００％が、炭素数１０〜約２５のカチオン性側鎖Ｌａ−Ｑ′（Ｒａ）ｕ′を有する指定された第１カチオン性カーボネート繰り返し単位であり、
前記カチオン性ポリマーの前記カチオン性のカーボネート繰り返し単位の０〜約７５％が、炭素数６〜９のカチオン性側鎖Ｌａ−Ｑ′（Ｒａ）ｕ′を有する指定された第２カチオン性カーボネート繰り返し単位である。
【００５７】
式（７）の第１カチオン性カーボネート繰り返しユニットのＬａおよびＱ′（Ｒａ）ｕ′は、独立して炭素数３〜約２２を有することができるが、Ｌａ−Ｑ′（Ｒａ）ｕ′は、炭素数が全部で１０〜約２５である。１実施形態では、式（７）の第１カチオン性カーボネート繰り返し単位は、炭素数１３〜約２５のカチオン性側鎖Ｌａ−Ｑ′（Ｒａ）ｕ′を有し、第２カチオン性カーボネート繰り返し単位は、炭素数６〜１２のカチオン性側鎖Ｌａ−Ｑ′（Ｒａ）ｕ′を有する。
【００５８】
Ｗ″は、立体特異的であっても非立体特異的であっても良い。１実施形態では、Ｗ″は、コレステロール、アルファ−トコフェロール（ビタミンＥ化合物）、エルゴカルシフェロール（ビタミンＤ２）またはこれらの組み合わせの共有結合形態を含む。
【００５９】
Ｗ″は、Ｓ′−Ｌ″−＊の構造を有することができ、ここで、Ｓ′は、ステロイド基であり、Ｌ″は、炭素数１〜１０を有する単結合またはいかなる好適な２価結合基である。この実施例において、Ｌ″は、Ｓ′を、ポリカーボネート主鎖の酸素末端に結合する。
【００６０】
抗菌性のカチオン性ポリマーは、式（８）の構造を有するランダム・コポリマーとすることができる。
【００６１】
【化１３】
2018066014.tif 000014
上記式中、
Ｚ′が、１価のＣ１〜Ｃ１５の第１末端基であり、
Ｚ″が、１価の水素およびＣ１〜Ｃ１５部分を含む基から選択される第２末端基であり、
Ｐ″が、本質的にカチオン性のカーボネート繰り返し単位からなるポリマー鎖であって、Ｉ）約８５モル％〜約９９．９モル％のカチオン性カーボネート繰り返し単位、およびＩＩ）ステロイド、ビタミン化合物のいずれかまたは両方の共有結合形態を含む、０．１モル％〜約１５モル％のカーボネート繰り返し単位からなるポリマー鎖であり、ｉ）Ｐ″は、約５〜約４５の重合度（ＤＰ）を有し、ｉｉ）カチオン性のカーボネート繰り返し単位のそれぞれは、前記ポリマー鎖の主鎖部分および前記主鎖部分に結合したカチオン性側鎖を含み、かつｉｉｉ）前記カチオン性側鎖は、第４アンモニウム基、第４ホスホニウム基のいずれかまたは両方である正帯電したヘテロ原子含み、
カチオン性ポリマーのカチオン性のカーボネート繰り返し単位の約２５％〜１００％が、炭素数１０〜約２５のカチオン性側鎖を有する指定された第１カチオン性カーボネート繰り返し単位を有し、
カチオン性ポリマーのカチオン性のカーボネート繰り返し単位の０〜約７５％が、炭素数６〜９のカチオン性側鎖を有する指定された第２カチオン性カーボネート繰り返し単位を有する。
【００６２】
式（８）の第１カチオン性カーボネート繰り返しユニットのＬａおよびＱ′（Ｒａ）ｕ′は、独立して炭素数３〜約２２を有することができるが、Ｌａ−Ｑ′（Ｒａ）ｕ′は、炭素数が全部で１０〜約２５である。１実施形態では、式（８）の第１カチオン性カーボネート繰り返し単位は、炭素数１３〜約２５のカチオン性側鎖Ｌａ−Ｑ′（Ｒａ）ｕ′を有し、第２カチオン性カーボネート繰り返し単位は、炭素数６〜１２のカチオン性側鎖Ｌａ−Ｑ′（Ｒａ）ｕ′を有する。
【００６３】
式（８）の抗菌性のカチオン性ポリマーは、式（９）の構造を有することができる。
【００６４】
【化１４】
2018066014.tif 000015
上記式中、
ｎ′が、カチオン性カーボネート繰り返し単位の数であり、ｎ′が、０より大きく、
ｍ′が、カチオン性カーボネート繰り返し単位の数であり、ｍ′が、０より大きく、
ｎ′＋ｍ′が、約５〜約４５を有し、
ｍ′と、ｎ′との比が約１５：８５〜約０．１：９９．９であり、
Ｚ′が、Ｃ１〜Ｃ１５の１価の第１末端基であり、
Ｚ″が、水素、またはＣ１〜Ｃ１５部分からなる群から選択される１価の第２末端基であり、
それぞれのＬｄが、単結合および炭素数１〜１０を有する１価ラジカルからなる群から選択される独立した２価結合基であり、
それぞれのＨ′が、ステロイド、ビタミン化合物のいずれかまたは両方の共有結合形態を含む独立した１価ラジカルであり、
それぞれのＬａ−Ｑ′（Ｒａ）ｕ′が、第４アンモニウム基、ホスホニウム基のいずれかまたは両方を含むＣ６〜Ｃ２５のカチオン性側鎖であり、Ｌａが、少なくとの炭素数３を有する２価結合基であり、Ｑ′が、４価の正に帯電した窒素またはリンであり、ｕ′が、１〜３の値を有し、それぞれのＲａが、１〜３価を有する独立したラジカルであり、それぞれのＲａが、少なくとも炭素数１を有し、
それぞれのＲ′が、独立して水素、ハロゲン、メチル、エチルからなる群から選択される１価ラジカルであり、
それぞれのＲ″が、独立して水素、ハロゲン、炭素数１〜６のアルキル基からなる群から選択される１価ラジカルであり、
それぞれのｔが、独立して０〜２の値を有する正の整数であり、
それぞれのｔ′が、独立して０〜２の値を有する正の整数であり、
ｔ＝０、ｔ′＝０であるカチオン性カーボネート繰り返し単位を含まず、かつ
それぞれのＸ′が負帯電イオンであり、かつ
カチオン性ポリマーのカチオン性のカーボネート繰り返し単位の約２５％〜１００％が、炭素数１０〜約２５のカチオン性側鎖Ｌａ−Ｑ′（Ｒａ）ｕ′を有する指定された第１カチオン性カーボネート繰り返し単位であり、
カチオン性ポリマーのカチオン性のカーボネート繰り返し単位の０〜約７５％が、炭素数６〜９のカチオン性側鎖Ｌａ−Ｑ′（Ｒａ）ｕ′を有する指定された第２カチオン性カーボネート繰り返し単位である。
【００６５】
式（９）の大かっこ内の繰り返し単位の垂直な重ね合わせは、ポリマー鎖中の繰り返し単位のランダムな分布を示す。
【００６６】
式（９）の第１カチオン性カーボネート繰り返しユニットのＬａおよびＱ′（Ｒａ）ｕ′は、独立して炭素数３〜約２２を有することができるが、Ｌａ−Ｑ′（Ｒａ）ｕ′は、炭素数が全部で１０〜約２５である。１実施形態では、式（９）の第１カチオン性カーボネート繰り返し単位は、炭素数１３〜約２５のカチオン性側鎖Ｌａ−Ｑ′（Ｒａ）ｕ′を有し、第２カチオン性カーボネート繰り返し単位は、炭素数６〜１２のカチオン性側鎖Ｌａ−Ｑ′（Ｒａ）ｕ′を有する。
【００６７】
Ｈ′は、ビタミンＥ、ビタミンＤ化合物またはこれらの組み合わせを含むことができる。好ましくは、ビタミン化合物は、アルファ−トコフェロール（ビタミンＥ化合物）、エルゴカルシフェロール（ビタミンＤ２）またはこれらの組み合わせである。
【００６８】
後述する論議は、本開示におけるすべての開示されたポリマー構造に適用されるものである。
【００６９】
非限定的に例示する２価のＬａ基としては以下のものおよびそれらの組み合わせを挙げることができる。
【００７０】
【化１５】
2018066014.tif 000016
これらの実施例において、星印を付したカルボニルおよびカルバメートの窒素は、ポリカーボネート主鎖に結合し（例えば、上述したカーボネート繰り返し単位におけるラベル５の主鎖炭素）、メチレン基の星印を付した結合は、Ｑ′に結合する。
【００７１】
ＬａおよびＱ′（Ｒａ）ｕ′は、ともに第４アンモニウム基または第４ホスホニウム基を形成し、これは、正帯電のヘテロ原子Ｑ′が、Ｌａの炭素に結合し、独立したＲａ基に上ってゆくことを意味する。
【００７２】
それぞれのＲａは、少なくとも炭素数１を有する。それぞれのＲａは、ｕ′が３となる１価の炭化水素置換基（例えばメチル、エチル、など）である。
【００７３】
Ｒａの環が２価の場合、Ｒａは、Ｑ′とともに環を形成することができる。例えば、Ｑ′（Ｒａ）ｕ′は、
【００７４】
【化１６】
2018066014.tif 000017
上記式中、星印を付した結合は、Ｌａに結合し、Ｑ′が窒素であり、ｕ′が２である。この実施形態では、第１のＲａは、２価のブチレン基（＊−（ＣＨ２）４−＊）であり、第２のＲａが、メチルである。
【００７５】
Ｒａは、Ｑ′と多環部分を形成することができる。例えばＱ′（Ｒａ）ｕ′としては以下のものを挙げることができる。
【００７６】
【化１７】
2018066014.tif 000018
上記式中、星印を付した結合は、Ｌａに結合し、Ｑ′が窒素であり、ｕ′が１であり、Ｒａが３価の下記フラグメントである。
【００７７】
【化１８】
2018066014.tif 000019
【００７８】
Ｒａ基は、また、独立して酸素、窒素、イオウ、他のヘテロ原子のいずれかまたはこれらの組み合わせを含むことができる。１実施形態では、それぞれのＲａは、独立して１価の分岐鎖または分岐を持たない炭化水素置換基である。
【００７９】
非限定的なＲａ基の例としては、メチル、エチル、ｎ−プロピル、ｉｓｏ−プロピル、ｎ−ブチル、ｉｓｏ−ブチル、ｎ−ペンチル、ｎ−ヘキシル、ｎ−へプチル、ｎ−オクチル、およびベンジルを挙げることができる。Ｒａ基は、組み合わせて使用することができる。
【００８０】
非限定的なＱ′（Ｒａ）ｕ′の例としては、以下のものおよびこれらの組み合わせを挙げることができる。
【００８１】
【化１９】
2018066014.tif 000020
【００８２】
【化２０】
2018066014.tif 000021
【００８３】
【化２１】
2018066014.tif 000022
【００８４】
上述した実施例において、正帯電の窒素およびリンは、４価であり、星印を付した結合は、Ｌａの炭素に結合することを理解されたい。Ｑ′基は、カチオン性ポリマー中に単一でまたは組み合わせとして存在することができる。
【００８５】
負帯電のイオンＸ′としては、ハライド、（例えば、クロリド、ブロミド、およびヨード）、カルボキシレート（例えば、アセテートおよびベンゾエート）、スルホネート（例えばトシレート）、のいずれかまたはこれらの組み合わせを挙げることができる。Ｘ′イオンは、単一でまたは組み合わせとして存在することができる。
【００８６】
非限定的なカチオン性カーボネート繰り返し単位の例としては、以下のものおよびそれらの組み合わせを挙げることができる。なお、Ｘは、負帯電イオンである。
【００８７】
【化２２】
2018066014.tif 000023
【００８８】
【化２３】
2018066014.tif 000024
【００８９】
【化２４】
2018066014.tif 000025
【００９０】
【化２５】
2018066014.tif 000026
【００９１】
一般的に、カチオン性ポリマーの抗菌活性は、カチオン性カーボネート繰り返し単位（第１カチオン性カーボネート繰り返し単位）が２５モル％〜１００モル％において、ポリカーボネート主鎖からの正帯電ヘテロ原子Ｑ′の間隔によって改善され、ポリマー主鎖から連続して結合する原子中心を６以上とするのが最短の経路である。最短の経路は、ポリマー主鎖への連結するＱ′の連続して結合する原子中心の最小数として定義される。連続して結合する原子中心とは、ポリカーボネート主鎖とＱ′との間を意味するものとして理解されるものである。例えば、Ｌａ−Ｑ′が、
【００９２】
【化２６】
2018066014.tif 000027
である場合、ポリマー主鎖からＱ′への最短経路は、数字として５の連続して結合した原子中心を有する。最短経路は、カルボニル基の酸素を含まない。他の実施例としては、Ｌａ−Ｑ′が、
【００９３】
【化２７】
2018066014.tif 000028
である場合、ポリマー主鎖からＱ′への最短経路は、数字として６の連続して結合した原子中心を有する。最短経路は、アミド基の水素およびカルボニル基の酸素を含まない。他の実施例としては、Ｌａ−Ｑ′が、
【００９４】
【化２８】
2018066014.tif 000029
である場合、ポリマー主鎖からＱ′への最短経路は、数字として８の連続して結合した原子中心を有する。最短経路は、芳香族環の２炭素およびカルボニルの酸素を含まない。他の実施例としては、Ｌａ−Ｑ′が、
【００９５】
【化２９】
2018066014.tif 000030
である場合、ポリマー主鎖からＱ′への最短経路は、数字として７の連続して結合した原子中心を有する。最短経路は、芳香族環の３炭素およびカルボニルの酸素を含まない。最後の実施例としては、Ｌａ−Ｑ′が、
【００９６】
【化３０】
2018066014.tif 000031
である場合、ポリマー主鎖からＱ′への最短経路は、数字として４の連続して結合した原子中心を有する。最短経路は、芳香族環およびカルボニルの酸素を含まない。
【００９７】
好ましくは、第１カーボネート繰り返し単位のＱ′は、ポリマー鎖から連続して結合した原子中心で６〜約１８、より好ましくは連続して結合した原子中心で８〜約１５の最短経路でポリマー主鎖から離間する。
【００９８】
ステロイド基Ｓ′は、天然のヒトステロイド、非ヒトステロイド、合成ステロイド化合物、のいずれかまたはこれらの組み合わせに由来することができる。本開示において、ステロイド基は、下記４環の環構造を含む。
【００９９】
【化３１】
2018066014.tif 000032
上記式中、環システムの１７炭素の番号付けを示す。ステロイド基は、１つまたはそれ以上の、１つまたはそれ以上の番号付けした環位置に結合する、追加的な置換基を有することができる。４環の環構造の各環は、独立して１つまたはそれ以上の二重結合を有することができる。
【０１００】
例示的なステロイド基は、コレステロールに由来するコレステリルを挙げることができ、立体化学なしで、下記のものを挙げることができる。
【０１０１】
【化３２】
2018066014.tif 000033
コレステリルの非限定的な立体特異性構造としては、以下を挙げることができる。
【０１０２】
【化３３】
2018066014.tif 000034
上記式中、各立体特異性の非対称中心のＲ、Ｓ立体配置をラベルする。
【０１０３】
非限定的な追加的なステロイドとしては以下のものを挙げることができる。
【０１０４】
【化３４】
2018066014.tif 000035
【０１０５】
【化３５】
2018066014.tif 000036
【０１０６】
星印を付した結合は、結合ポイントを示す。例えば、上記のステロイド基のそれぞれの星印を付した結合は、ポリカーボネート主鎖（例えば、Ｌ′が単結合である。）の末端カルボニル基に直接結合することができる。代わりに、ステロイド基の星印を付した結合は、ポリカーボネート主鎖（例えば、Ｌ′が単結合である。）の末端カルボニル基に直接結合することができる。
【０１０７】
当業者によれば、ステロイド基の各非対称中心は、Ｒ立体異性体、Ｓ立体異性体、またはＲ，Ｓ立体異性体の混合物として表現できることができることは理解できるであろう。加えて、ステロイド基Ｓ′は、上述した構造の種々の立体異性体を含む。カチオン性ポリマーは、単一の立体異性体または立体異性体の混合物としてステロイド基を含有することができる。
【０１０８】
１実施形態においては、Ｓ′は、下記構造で示されるアイソマーの混合したコレステリル基である。
【０１０９】
【化３６】
2018066014.tif 000037
【０１１０】
より具体的には、ステロイド含有カチオン性ポリマーは、下記式（１０）の構造を有する。
【０１１１】
【化３７】
2018066014.tif 000038
上記式中、
ｎ′が、カチオン性カーボネート繰り返し単位の数であり、ｎ′が、約５〜約４５の値を有し、
Ｓ′−Ｌ′が、Ｌ′が、炭素数１〜約１０の１価または２価結合基であり、Ｓ′が、ステロイドの共有結合形態を含む第１末端基であり、
Ｙ″が、水素およびＣ１〜Ｃ１５部分からなる基から選択される１価の第２末端基であり、
それぞれのＬａ−Ｑ′（Ｒａ）ｕ′が、第４アンモニウム基、ホスホニウム基のいずれかまたは両方を含むＣ６〜Ｃ２５のカチオン性側鎖であり、Ｌａが、少なくとの炭素数３を有する２価結合基であり、Ｑ′が、４価の正に帯電した窒素またはリンであり、ｕ′が、１〜３の値を有し、それぞれのＲａが、１〜３価を有する独立したラジカルであり、それぞれのＲａが、少なくとも炭素数１を有し、
それぞれのＲ′が、独立して水素、ハロゲン、メチル、エチルからなる群から選択される１価ラジカルであり、
それぞれのＲ″が、独立して水素、ハロゲン、炭素数１〜６のアルキル基からなる群から選択される１価ラジカルであり、
それぞれのｔが、独立して０〜２の値を有する正の整数であり、
それぞれのｔ′が、独立して０〜２の値を有する正の整数であり、
ｔおよびｔ′が、ｔ＝０、ｔ′＝０であるカチオン性カーボネート繰り返し単位を含まず、かつ
それぞれのＸ′が負帯電イオンであり、かつ
カチオン性ポリマーのカチオン性のカーボネート繰り返し単位の約２５％〜１００％が、炭素数１０〜約２５のカチオン性側鎖Ｌａ−Ｑ′（Ｒａ）ｕ′を有する指定された第１カチオン性カーボネート繰り返し単位を有し、
カチオン性ポリマーのカチオン性のカーボネート繰り返し単位の０〜約７５％が、炭素数６〜９のカチオン性側鎖Ｌａ−Ｑ′（Ｒａ）ｕ′を有する指定された第２カチオン性カーボネート繰り返し単位を有する。
【０１１２】
上記式（１０）において、Ｌ′は単結合であり、Ｓ′は、ポリカーボメート主鎖の末端カルボニル基に結合する。１実施形態では、Ｌ′は、エチレンオキシド（＊−ＣＨ２ＣＨ２Ｏ−＊）、ポリプロピレンオキシド（＊−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｏ−＊）、トリ（エチレンオキシド）（＊−ＣＨ２ＣＨ２ＯＣＨ２ＣＨ２ＯＣＨ２ＣＨ２Ｏ−＊）のいずれか１つまたはこれらの組み合わせからなる群から選択されるアルキレンオキシドを含み、酸素の星印を付した結合は、ポリカーボネート主鎖の末端カルボニル基に結合し、炭素の星印を付した結合は、Ｓ′に結合する。
【０１１３】
上記式（１０）において、第１カチオン性カーボネート繰り返し単位のＬａおよびＱ′（Ｒａ）ｕ′は、独立して炭素数３〜約２２を有することができるが、Ｌａ−Ｑ′（Ｒａ）ｕ′は、全部で炭素数１０〜約２５である。１実施形態では、上記式（１０）の第１カチオン性カーボネート繰り返し単位は、炭素数１３〜約２５を有し、第２カチオン性カーボネート繰り返しユニットは、炭素数６〜１２のカチオン性側鎖Ｌａ−Ｑ′（Ｒａ）ｕ′を有する。
【０１１４】
ステロイド含有カチオン性ポリマーは、さらに上述したカチオン性カーボネート繰り返し単位の１またはそれ以上の組み合わせを含むことができる。
【０１１５】
ステロイド含有カチオン性ポリマーは、下記式（１１）の構造を有することができる。
【０１１６】
【化３８】
2018066014.tif 000039
上記式中、
ｎ′が、カチオン性カーボネート繰り返し単位の数であり、ｎ′が、約５〜約４５の値を有し、
Ｙ′が、１価の水素およびＣ１〜Ｃ１５部分からなる基から選択される第１末端基であり、
Ｓ′−Ｌ″が、炭素数１〜約１０の１価または２価結合基であり、Ｓ′が、ステロイドの共有結合形態を含む第２末端基であり、
それぞれのＬａ−Ｑ′（Ｒａ）ｕ′が、第４アンモニウム基、ホスホニウム基のいずれかまたは両方を含むＣ６〜Ｃ２５のカチオン性側鎖であり、Ｌａが、少なくとの炭素数３を有する２価結合基であり、Ｑ′が、４価の正に帯電した窒素またはリンであり、ｕ′が、１〜３の値を有し、それぞれのＲａが、１〜３価を有する独立したラジカルであり、それぞれのＲａが、少なくとも炭素数１を有し、
それぞれのＲ′が、独立して水素、ハロゲン、メチル、エチルからなる群から選択される１価ラジカルであり、
それぞれのＲ″が、独立して水素、ハロゲン、炭素数１〜６のアルキル基からなる群から選択される１価ラジカルであり、
それぞれのｔが、独立して０〜２の値を有する正の整数であり、
それぞれのｔ′が、独立して０〜２の値を有する正の整数であり、
ｔおよびｔ′が、ｔ＝０、ｔ′＝０であるカチオン性カーボネート繰り返し単位を含まず、かつ
それぞれのＸ′が負帯電イオンであり、かつ
カチオン性ポリマーのカチオン性のカーボネート繰り返し単位の約２５％〜１００％が、炭素数１０〜約２５のカチオン性側鎖Ｌａ−Ｑ′（Ｒａ）ｕ′を有する指定された第１カチオン性カーボネート繰り返し単位であり、
カチオン性ポリマーのカチオン性のカーボネート繰り返し単位の０〜約７５％が、炭素数６〜９のカチオン性側鎖Ｌａ−Ｑ′（Ｒａ）ｕ′を有する指定された第２カチオン性カーボネート繰り返し単位である。
【０１１７】
基Ｓ′−Ｌ″は、ポリカーボネート主鎖の酸素末端に結合し、Ｙ′は、カーボネート主鎖のカルボニル末端に結合する。
【０１１８】
上記式（１１）において、前記第１カチオン性カーボネート繰り返し単位は、独立して炭素数３〜約２２を有することができるが、Ｌａ−Ｑ′（Ｒａ）ｕ′は、全部で炭素数１０〜約２５である。１実施形態では、上記式（１１）の第１カチオン性カーボネート繰り返し単位は、炭素数１３〜約２５を有し、第２カチオン性カーボネート繰り返しユニットは、炭素数６〜１２のカチオン性側鎖Ｌａ−Ｑ′（Ｒａ）ｕ′を有する。
２つのカチオン性ポリマー鎖を有する（２腕カチオン性ポリマー）抗菌性のカチオン性ポリマー
【０１１９】
抗菌性のカチオン性ポリマーは、下記式（１２）の構造を有することができる。
【０１２０】
【化３９】
2018066014.tif 000040
上記式中、Ｃ′は、Ｃ２−Ｃ１５でポリマー鎖Ｐｂに結合する２価結合基であり、Ｃ″は、ｉ）第１ポリマー鎖Ｐｂに結合し、窒素、酸素、イオウからなる群から選択される第１ヘテロ原子、ｉｉ）第２ポリマー鎖Ｐｂに結合し、窒素、酸素、イオウからなる群から選択される第２ヘテロ原子を含み、
Ｚｃは、水素およびＣ１〜Ｃ１５部分からなる基から選択される第１末端基であり、
それぞれのポリマー鎖Ｐｂは、本質的にカチオン性ポリカーボネート繰り返し単位からなり、
それぞれのポリマー鎖Ｐｂは、本質的にカチオン性のカーボネート繰り返し単位を含み、ｉ）カチオン性のポリマーが全部で５〜約４５のカチオン性のカーボネート繰り返し単位を有し、ｉｉ）カチオン性のカーボネート繰り返し単位のそれぞれは、前記ポリマー鎖の主鎖部分および前記主鎖部分に結合したカチオン性側鎖を含み、かつｉｉｉ）前記カチオン性側鎖は、第４アンモニウム基、第４ホスホニウム基のいずれかまたは両方である正帯電したヘテロ原子Ｑ′を含み、
カチオン性ポリマーのカチオン性の全カーボネート繰り返し単位の約２５％〜１００％が、炭素数１０〜約２５のカチオン性側鎖Ｌａ−Ｑ′（Ｒａ）ｕ′を有する指定された第１カチオン性カーボネート繰り返し単位であり、
カチオン性ポリマーのカチオン性の全カーボネート繰り返し単位の０〜約７５％が、炭素数６〜９のカチオン性側鎖Ｌａ−Ｑ′（Ｒａ）ｕ′を有する指定された第２カチオン性カーボネート繰り返し単位である。
【０１２１】
上記式（１２）において、第１カチオン性カーボネート繰り返し単位のＬａおよびＱ′（Ｒａ）ｕ′は、独立して炭素数３〜約２２を有することができるが、Ｌａ−Ｑ′（Ｒａ）ｕ′は、全部で炭素数１０〜約２５である。１実施形態では、上記式（１２）の第１カチオン性カーボネート繰り返し単位は、炭素数１３〜約２５を有し、第２カチオン性カーボネート繰り返しユニットは、炭素数６〜１２のカチオン性側鎖Ｌａ−Ｑ′（Ｒａ）ｕ′を有する。
【０１２２】
１実施形態では、それぞれのＺｃは、水素である。他の実施形態では、第１カチオン性カーボネート繰り返し単位の正に帯電したヘテロ原子Ｑ′は、Ｑ′と主鎖部分との間において連続して結合した原子中心で６〜約１５を有する最短経路によって主鎖部分から離間する。
【０１２３】
上記式（１２）のより具体的なカチオン性ポリマーは、下記式（１３）の構造を有する。
【０１２４】
【化４０】
2018066014.tif 000041
上記式中、
ｎ′が、カチオン性カーボネート繰り返し単位の数であり、ｎ′が、約５〜約４５の値を有し、
Ｃ′は、Ｃ２−Ｃ１５でポリマー鎖Ｐｂに結合する２価結合基であり、Ｃ″は、ｉ）第１ポリマー鎖Ｐｂに結合し、窒素、酸素、イオウからなる群から選択される第１ヘテロ原子、ｉｉ）第２ポリマー鎖Ｐｂに結合し、窒素、酸素、イオウからなる群から選択される第２ヘテロ原子を含み、
それぞれのポリマー鎖Ｐｂは、本質的にカチオン性ポリカーボネート繰り返し単位からなり、
それぞれのＺｃが、水素およびＣ１〜Ｃ１５の部分からなる基から選択される１価の末端基であり、
それぞれのＬａ−Ｑ′（Ｒａ）ｕ′が、第４アンモニウム基、ホスホニウム基のいずれかまたは両方を含むＣ６〜Ｃ２５のカチオン性側鎖であり、Ｌａが、少なくとの炭素数３を有する２価結合基であり、Ｑ′が、４価の正に帯電した窒素またはリンであり、ｕ′が、１〜３の値を有し、それぞれのＲａが、１〜３価を有する独立したラジカルであり、それぞれのＲａが、少なくとも炭素数１を有し、
それぞれのＲ′が、独立して水素、ハロゲン、メチル、エチルからなる群から選択される１価ラジカルであり、
それぞれのＲ″が、独立して水素、ハロゲン、炭素数１〜６のアルキル基からなる群から選択される１価ラジカルであり、
それぞれのｔが、独立して０〜２の値を有する正の整数であり、
それぞれのｔ′が、独立して０〜２の値を有する正の整数であり、
ｔおよびｔ′が、ｔ＝０、ｔ′＝０であるカチオン性カーボネート繰り返し単位を含まず、かつ
それぞれのＸ′が負帯電イオンであり、かつ
カチオン性ポリマーのカチオン性のカーボネート繰り返し単位の約２５％〜１００％が、炭素数１０〜約２５のカチオン性側鎖Ｌａ−Ｑ′（Ｒａ）ｕ′を有する指定された第１カチオン性カーボネート繰り返し単位であり、
カチオン性ポリマーのカチオン性のカーボネート繰り返し単位の０〜約７５％が、炭素数６〜９のカチオン性側鎖Ｌａ−Ｑ′（Ｒａ）ｕ′を有する指定された第２カチオン性カーボネート繰り返し単位である。
【０１２５】
上記式（１３）において、第１カチオン性カーボネート繰り返し単位のＬａおよびＱ′（Ｒａ）ｕ′は、独立して炭素数３〜約２２を有することができるが、Ｌａ−Ｑ′（Ｒａ）ｕ′は、全部で炭素数１０〜約２５である。１実施形態では、上記式（１３）の第１カチオン性カーボネート繰り返し単位は、炭素数１３〜約２５を有し、第２カチオン性カーボネート繰り返しユニットは、炭素数６〜１２のカチオン性側鎖Ｌａ−Ｑ′（Ｒａ）ｕ′を有する。
【０１２６】
Ｃ′は、開環重合によってカチオン性ポリマーを製造するために使用する二親核開始剤の残基である。
【０１２７】
他の抗菌性ポリマーにおいては、２つのカチオン性ポリマー鎖を結合するフラグメントは、ステロイド、非ステロイドホルモン、ビタミン、および薬剤からなる群から選択される、生物学的に活性な化合物の共有結合形態を含む。これらの抗菌性のカチオン性ポリマーは、下記式（１４）の構造を有する。
【０１２８】
【化４１】
2018066014.tif 000042
上記式中、
Ｃ″は、ポリマー鎖Ｐｂに結合する２価結合基であり、Ｃ″は、ｉ）第１ポリマー鎖Ｐｂに結合し、窒素、酸素、イオウからなる群から選択される第１ヘテロ原子、ｉｉ）第２ポリマー鎖Ｐｂに結合し、窒素、酸素、イオウからなる群から選択される第２ヘテロ原子、ｉｉｉ）ステロイド、非ステロイドホルモン、ビタミン、および薬剤からなる群から選択される生物学的に活性な化合物の共有結合形態を含み、
それぞれのＺｃが、水素およびＣ１〜Ｃ１５の部分からなる基から選択される１価の末端基であり、
それぞれのポリマー鎖Ｐｂは、本質的にカチオン性のカーボネート繰り返し単位を含み、ｉ）カチオン性のポリマーが全部で５〜約４５のカチオン性のカーボネート繰り返し単位を有し、ｉｉ）カチオン性のカーボネート繰り返し単位のそれぞれは、前記ポリマー鎖の主鎖部分および前記主鎖部分に結合したＣ６−Ｃ２５のカチオン性側鎖を含み、かつｉｉｉ）前記カチオン性側鎖は、第４アンモニウム基、第４ホスホニウム基のいずれかまたは両方である正帯電したヘテロ原子Ｑ′を含み、
カチオン性ポリマーのカチオン性のカーボネート繰り返し単位の約２５％〜１００％が、炭素数１０〜約２５のカチオン性側鎖Ｌａ−Ｑ′（Ｒａ）ｕ′を有する指定された第１カチオン性カーボネート繰り返し単位であり、
カチオン性ポリマーのカチオン性のカーボネート繰り返し単位の０〜約７５％が、炭素数６〜９のカチオン性側鎖Ｌａ−Ｑ′（Ｒａ）ｕ′を有する指定された第２カチオン性カーボネート繰り返し単位である。
【０１２９】
上記式（１４）において、第１カチオン性カーボネート繰り返し単位のＬａおよびＱ′（Ｒａ）ｕ′は、独立して炭素数３〜約２２を有することができるが、Ｌａ−Ｑ′（Ｒａ）ｕ′は、全部で炭素数１０〜約２５である。１実施形態では、上記式（１４）の第１カチオン性カーボネート繰り返し単位は、炭素数１３〜約２５を有し、第２カチオン性カーボネート繰り返しユニットは、炭素数６〜１２のカチオン性側鎖Ｌａ−Ｑ′（Ｒａ）ｕ′を有する。
【０１３０】
第１カチオン性カーボネート繰り返し単位性に帯電したヘテロ原子Ｑ′は、は、Ｑ′と、主鎖部分との間において連続して結合した原子中心で６〜約１８を有する最短経路によって主鎖部分から離間する。
【０１３１】
１実施形態ではＣ″は、コレステロールの共有結合形態を含む。他の実施形態では、Ｃ″は、アルファ−トコフェロール、エルゴカルシフェロール、およびこれらの組み合わせからなる群から選択される、ビタミンの共有結合形態を含む。
【０１３２】
より具体的な式（１４）のカチオン性ポリマーは、下記式（１５）の構造を有する。
【０１３３】
【化４２】
2018066014.tif 000043
上記式中、
ｎ′が、カチオン性カーボネート繰り返し単位の数であり、ｎ′が、約５〜約４５の値を有し、
Ｃ″は、ポリマー鎖Ｐｂに結合する２価結合基であり、Ｃ″は、ｉ）第１ポリマー鎖Ｐｂに結合し、窒素、酸素、イオウからなる群から選択される第１ヘテロ原子、ｉｉ）第２ポリマー鎖Ｐｂに結合し、窒素、酸素、イオウからなる群から選択される第２ヘテロ原子、ｉｉｉ）ステロイド、非ステロイドホルモン、ビタミン、および薬剤からなる群から選択される生物学的に活性な化合物の共有結合形態を含み、
それぞれのポリマー鎖Ｐｂは、本質的にカチオン性のカーボネート繰り返し単位を含み、
それぞれのＺｃが、水素およびＣ１〜Ｃ１５の部分からなる基から選択される１価の末端基であり、
それぞれのＬａ−Ｑ′（Ｒａ）ｕ′が、第４アンモニウム基、ホスホニウム基のいずれかまたは両方を含むＣ６〜Ｃ２５のカチオン性側鎖であり、Ｌａが、少なくとの炭素数３を有する２価結合基であり、Ｑ′が、４価の正に帯電した窒素またはリンであり、ｕ′が、１〜３の値を有し、それぞれのＲａが、１〜３価を有する独立したラジカルであり、それぞれのＲａが、少なくとも炭素数１を有し、
それぞれのＲ′が、独立して水素、ハロゲン、メチル、エチルからなる群から選択される１価ラジカルであり、
それぞれのＲ″が、独立して水素、ハロゲン、炭素数１〜６のアルキル基からなる群から選択される１価ラジカルであり、
それぞれのｔが、０〜２の値を有する正の整数であり、
それぞれのｔ′が、独立して０〜２の値を有する正の整数であり、
ｔおよびｔ′が、独立してｔ＝０、ｔ′＝０であるカチオン性カーボネート繰り返し単位を含まず、かつ
それぞれのＸ′が負帯電イオンであり、かつ
カチオン性ポリマーのカチオン性のカーボネート繰り返し単位の約２５％〜１００％が、炭素数１０〜約２５のカチオン性側鎖Ｌａ−Ｑ′（Ｒａ）ｕ′を有する指定された第１カチオン性カーボネート繰り返し単位であり、
カチオン性ポリマーのカチオン性のカーボネート繰り返し単位の０〜約７５％が、炭素数６〜９のカチオン性側鎖Ｌａ−Ｑ′（Ｒａ）ｕ′を有する指定された第２カチオン性カーボネート繰り返し単位である。
【０１３４】
上記式（１４）において、第１カチオン性カーボネート繰り返し単位のＬａおよびＱ′（Ｒａ）ｕ′は、独立して炭素数３〜約２２を有することができるが、Ｌａ−Ｑ′（Ｒａ）ｕ′は、全部で炭素数１０〜約２５である。１実施形態では、上記式（１４）の第１カチオン性カーボネート繰り返し単位は、炭素数１３〜約２５を有し、第２カチオン性カーボネート繰り返しユニットは、炭素数６〜１２のカチオン性側鎖Ｌａ−Ｑ′（Ｒａ）ｕ′を有する。
【０１３５】
抗菌性のカチオン性ポリマーは、下記式（１６）を有することができる。
【０１３６】
【化４３】
2018066014.tif 000044
上記式中、
Ｃ′は、Ｃ２−Ｃ１５でポリマー鎖Ｐｃに結合する２価結合基であり、Ｃ″は、ｉ）第１ポリマー鎖Ｐｃに結合し、窒素、酸素、イオウからなる群から選択される第１ヘテロ原子、ｉｉ）第２ポリマー鎖Ｐｃに結合し、窒素、酸素、イオウからなる群から選択される第２ヘテロ原子を含み、
それぞれのＺｃが、水素およびＣ１〜Ｃ１５の部分からなる基から選択される１価の末端基であり、
それぞれのＰｃが、本質的にカチオン性のカーボネート繰り返し単位からなるポリマー鎖であって、Ｉ）約８５モル％〜９９．９モル％のカチオン性カーボネート繰り返し単位、およびＩＩ）ステロイド、ビタミン化合物のいずれかまたは両方の共有結合形態を含む、０．１モル％〜約１５モル％のカーボネート繰り返し単位からなるポリマー鎖であり、ｉ）Ｐ″は、全数で約５〜約４５のカチオン性ポリマー繰り返し単位を有し、ｉｉ）カチオン性のカーボネート繰り返し単位のそれぞれは、前記ポリマー鎖の主鎖部分およびＣ６−Ｃ２５の主鎖部分に結合したカチオン性側鎖を含み、かつｉｉｉ）カチオン性側鎖は、第４アンモニウム基、第４ホスホニウム基のいずれかまたは両方である正帯電したヘテロ原子含み、
カチオン性のカーボネート繰り返し単位の約２５％〜１００％が、炭素数１０〜約２５のカチオン性側鎖を有する指定された第１カチオン性カーボネート繰り返し単位であり、
カチオン性のカーボネート繰り返し単位の０〜約７５％が、炭素数６〜９のカチオン性側鎖を有する指定された第２カチオン性カーボネート繰り返し単位である。
【０１３７】
上記式（１６）において、第１カチオン性カーボネート繰り返し単位のＬａおよびＱ′（Ｒａ）ｕ′は、独立して炭素数３〜約２２を有することができるが、Ｌａ−Ｑ′（Ｒａ）ｕ′は、全部で炭素数１０〜約２５である。１実施形態では、上記式（１６）の第１カチオン性カーボネート繰り返し単位は、炭素数１３〜約２５を有し、第２カチオン性カーボネート繰り返しユニットは、炭素数６〜１２のカチオン性側鎖Ｌａ−Ｑ′（Ｒａ）ｕ′を有する。
【０１３８】
抗菌性のカチオン性ポリマーは、下記式（１７）を有することができる。
【０１３９】
【化４４】
2018066014.tif 000045
上記式中、
ｎ′が、カチオン性カーボネート繰り返し単位の数であり、ｎ′が、０より大きく、
ｍ′が、カチオン性カーボネート繰り返し単位の数であり、ｍ′が、０より大きく、
ｎ′＋ｍ′が、約５〜約４５を有し、
ｍ′と、ｎ′との比が約１５：８５〜約０．１：９９．９であり、
Ｃ′は、Ｃ２−Ｃ１５でポリマー鎖Ｐｃに結合する２価結合基であり、Ｃ″は、ｉ）第１ポリマー鎖Ｐｃに結合し、窒素、酸素、イオウからなる群から選択される第１ヘテロ原子、ｉｉ）第２ポリマー鎖Ｐｃに結合し、窒素、酸素、イオウからなる群から選択される第２ヘテロ原子を含み、
それぞれのＺｃが、水素およびＣ１〜Ｃ１５の部分からなる基から選択される１価の末端基であり、
それぞれのＬｄが、独立して炭素数１〜約１０の単結合および１価ラジカルから選択される２価結合であり、
それぞれのＨ′が、ステロイド、ビタミン化合物のいずれかまたは両方の共有結合形態を含む独立した１価ラジカルであり、
それぞれのＬａ−Ｑ′（Ｒａ）ｕ′が、第４アンモニウム基、ホスホニウム基のいずれかまたは両方を含むＣ６〜Ｃ２５のカチオン性側鎖であり、Ｌａが、少なくとの炭素数３を有する２価結合基であり、Ｑ′が、４価の正に帯電した窒素またはリンであり、ｕ′が、１〜３の値を有し、それぞれのＲａが、１〜３価を有する独立したラジカルであり、それぞれのＲａが、少なくとも炭素数１を有し、
それぞれのＲ′が、独立して水素、ハロゲン、メチル、エチルからなる群から選択される１価ラジカルであり、
それぞれのＲ″が、独立して水素、ハロゲン、炭素数１〜６のアルキル基からなる群から選択される１価ラジカルであり、
それぞれのｔが、独立して０〜２の値を有する正の整数であり、
それぞれのｔ′が、独立して０〜２の値を有する正の整数であり、
ｔおよびｔ′が、ｔ＝０、ｔ′＝０であるカチオン性カーボネート繰り返し単位を含まず、かつ
それぞれのＸ′が負帯電イオンであり、かつ
カチオン性ポリマーのカチオン性のカーボネート繰り返し単位の約２５％〜１００％が、炭素数１０〜約２５のカチオン性側鎖Ｌａ−Ｑ′（Ｒａ）ｕ′を有する指定された第１カチオン性カーボネート繰り返し単位であり、
カチオン性ポリマーのカチオン性のカーボネート繰り返し単位の０〜約７５％が、炭素数６〜９のカチオン性側鎖Ｌａ−Ｑ′（Ｒａ）ｕ′を有する指定された第２カチオン性カーボネート繰り返し単位である。
【０１４０】
上記式（１７）において、第１カチオン性カーボネート繰り返し単位のＬａおよびＱ′（Ｒａ）ｕ′は、独立して炭素数３〜約２２を有することができるが、Ｌａ−Ｑ′（Ｒａ）ｕ′は、全部で炭素数１０〜約２５である。１実施形態では、上記式（１７）の第１カチオン性カーボネート繰り返し単位は、炭素数１３〜約２５を有し、第２カチオン性カーボネート繰り返しユニットは、炭素数６〜１２のカチオン性側鎖Ｌａ−Ｑ′（Ｒａ）ｕ′を有する。
【０１４１】
Ｈ′は、ビタミンＥ、ビタミンＤ化合物またはこれらの組み合わせを含むことができる。１実施形態では、Ｈ′は、ビタミン化合物は、アルファ−トコフェロール（ビタミンＥ化合物）、エルゴカルシフェロール（ビタミンＤ２）またはこれらの組み合わせの共有結合形態を含む。
【０１４２】
抗菌性のカチオン性ポリマーは、下記式（１８）を有することができる。
【０１４３】
【化４５】
2018066014.tif 000046
上記式中、
Ｃ′は、Ｃ２−Ｃ１５でポリマー鎖Ｐｂに結合する２価結合基であり、Ｃ″は、ｉ）第１ポリマー鎖Ｐｃに結合し、窒素、酸素、イオウからなる群から選択される第１ヘテロ原子、ｉｉ）第２ポリマー鎖Ｐｂに結合し、窒素、酸素、イオウからなる群から選択される第２ヘテロ原子を含み、
Ｙｃが、独立して、水素、ステロイドの共有結合形態を含む基、ビタミンの共有結合形態を含む基からなる群から選択される生物学的に活性な化合物の共有結合形態を含む基を含む群から選択される１価の第１末端基であり、
Ｙｄが、独立して、水素、ステロイドの共有結合形態を含む基、ビタミンの共有結合形態を含む基からなる群から選択される生物学的に活性な化合物の共有結合形態を含む基を含む群から選択される１価の第２末端基であり、
それぞれのポリマー鎖Ｐｂが、ｉ）全数で約５〜約４５のカチオン性ポリマー繰り返し単位を有し、ｉｉ）カチオン性のカーボネート繰り返し単位のそれぞれは、前記ポリマー鎖の主鎖部分および主鎖部分に結合したカチオン性側鎖を含み、かつｉｉｉ）カチオン性側鎖は、第４アンモニウム基、第４ホスホニウム基のいずれかまたは両方である正帯電したヘテロ原子含み、
カチオン性ポリマーのカチオン性の全カーボネート繰り返し単位の約２５％〜１００％が、炭素数１０〜約２５のカチオン性側鎖Ｌａ−Ｑ′（Ｒａ）ｕ′を有する指定された第１カチオン性カーボネート繰り返し単位であり、
カチオン性ポリマーのカチオン性のカーボネート繰り返し単位の０〜約７５％が、炭素数６〜９のカチオン性側鎖Ｌａ−Ｑ′（Ｒａ）ｕ′を有する指定された第２カチオン性カーボネート繰り返し単位である。
【０１４４】
上記式（１８）において、第１カチオン性カーボネート繰り返し単位のＬａおよびＱ′（Ｒａ）ｕ′は、独立して炭素数３〜約２２を有することができるが、Ｌａ−Ｑ′（Ｒａ）ｕ′は、全部で炭素数１０〜約２５である。１実施形態では、上記式（１８）の第１カチオン性カーボネート繰り返し単位は、炭素数１３〜約２５を有し、第２カチオン性カーボネート繰り返しユニットは、炭素数６〜１２のカチオン性側鎖Ｌａ−Ｑ′（Ｒａ）ｕ′を有する。
【０１４５】
Ｙｃ、Ｙｄのいずれかまたは両方は、ステロイド、ビタミンのいずれかまたはその両方の共有結合形態を含むことができる。
【０１４６】
より具体的には、式（１８）のカチオン性ポリマーは、下記式（１９）を有することができる。
【０１４７】
【化４６】
2018066014.tif 000047
上記式中、
ｎ′が、カチオン性カーボネート繰り返し単位の数であり、ｎ′が、約５〜約４５の値を有し、
Ｃ′は、ポリマー鎖Ｐｂに結合するＣ２〜Ｃ１５の２価結合基であり、Ｃ′は、ｉ）第１ポリマー鎖Ｐｂに結合し、窒素、酸素、イオウからなる群から選択される第１ヘテロ原子、ｉｉ）第２ポリマー鎖Ｐｂに結合し、窒素、酸素、イオウからなる群から選択される第２ヘテロ原子を有し、
それぞれのポリマー鎖Ｐｂは、本質的にカチオン性のカーボネート繰り返し単位を含み、
Ｙｃが、独立して、水素、ステロイドの共有結合形態を含む基、ビタミンの共有結合形態を含む基からなる群から選択される生物学的に活性な化合物の共有結合形態を含む基を含む群から選択される１価の第１末端基であり、
Ｙｄが、独立して、水素、ステロイドの共有結合形態を含む基、ビタミンの共有結合形態を含む基からなる群から選択される生物学的に活性な化合物の共有結合形態を含む基を含む群から選択される１価の第２末端基であり、
それぞれのＬａ−Ｑ′（Ｒａ）ｕ′が、第４アンモニウム基、ホスホニウム基のいずれかまたは両方を含むＣ６〜Ｃ２５のカチオン性側鎖であり、Ｌａが、少なくとの炭素数３を有する２価結合基であり、Ｑ′が、４価の正に帯電した窒素またはリンであり、ｕ′が、１〜３の値を有し、それぞれのＲａが、１〜３価を有する独立したラジカルであり、それぞれのＲａが、少なくとも炭素数１を有し、
それぞれのＲ′が、独立して水素、ハロゲン、メチル、エチルからなる群から選択される１価ラジカルであり、
それぞれのＲ″が、独立して水素、ハロゲン、炭素数１〜６のアルキル基からなる群から選択される１価ラジカルであり、
それぞれのｔが、独立して０〜２の値を有する正の整数であり、
それぞれのｔ′が、独立して０〜２の値を有する正の整数であり、
ｔおよびｔ′が、ｔ＝０、ｔ′＝０であるカチオン性カーボネート繰り返し単位を含まず、かつ
それぞれのＸ′が負帯電イオンであり、かつ
カチオン性ポリマーのカチオン性のカーボネート繰り返し単位の約２５％〜１００％が、炭素数１０〜約２５のカチオン性側鎖Ｌａ−Ｑ′（Ｒａ）ｕ′を有する指定された第１カチオン性カーボネート繰り返し単位であり、
カチオン性ポリマーのカチオン性のカーボネート繰り返し単位の０〜約７５％が、炭素数６〜９のカチオン性側鎖Ｌａ−Ｑ′（Ｒａ）ｕ′を有する指定された第２カチオン性カーボネート繰り返し単位である。
【０１４８】
上記式（１９）において、第１カチオン性カーボネート繰り返し単位のＬａおよびＱ′（Ｒａ）ｕ′は、独立して炭素数３〜約２２を有することができるが、Ｌａ−Ｑ′（Ｒａ）ｕ′は、全部で炭素数１０〜約２５である。１実施形態では、上記式（１９）の第１カチオン性カーボネート繰り返し単位は、炭素数１３〜約２５を有し、第２カチオン性カーボネート繰り返しユニットは、炭素数６〜１２のカチオン性側鎖Ｌａ−Ｑ′（Ｒａ）ｕ′を有する。
カチオン形成環状カーボネート・モノマー
【０１４９】
開示されるカチオン性ポリマーの好ましい製造方法は、重合の前または後でカチオン性部分を形成することができる環状カーボネート・モノマーを使用する。これらは、カチオン形成モノマーとして参照され、下記式（２０）を有する。
【０１５０】
【化４７】
2018066014.tif 000048
上記式中、
環状の原子が１から６の数字で示されており、
Ｌａが、少なくとも炭素数３の２価結合基であり、
Ｅ′が、反応により、Ｌａに結合するカチオン性部分Ｑ′（Ｒａ）ｕ′を生成する置換基であって、Ｑ′が、４価の正に帯電した窒素またはリンであり、ｕ′が、１〜３の値を有し、それぞれのＲａが、１〜３価を有する独立したラジカルであり、それぞれのＲａが、炭素数１以上を有し、Ｑ′（Ｒａ）ｕ′およびＬａが共に炭素数６〜２５を有しており、
それぞれのＲ′が、独立して水素、ハロゲン、メチル、エチルからなる群から選択される１価ラジカルであり、
Ｒ″が、水素、ハロゲン、炭素数１〜６のアルキル基からなる群から選択される１価ラジカルであり、
ｔが、０〜２の値を有する正の整数であり、
ｔ′が、０〜２の値を有する正の整数であり、
ｔおよびｔ′が両方ゼロにはならない。
【０１５１】
上記式（２０）のカチオン形成モノマーは、環置換基Ｌａ−Ｅ′を有する。この環置換基Ｌａ−Ｅ′は、カチオン形成モノマーの開環重合により形成される初期モノマーの側鎖となる。Ｅ′は、側鎖Ｌａ−Ｅ′が反応して、カチオン性ポリマーのＣ６−Ｃ２５のカチオン性側鎖であるＬａ−Ｑ′（Ｒａ）ｕ′を生成する限り、親電子性、親核性基のいずれかまたはそれら両方とすることができる。好ましくは、Ｅ′は、第４アミンと反応して第４アンモニウム基を形成することができるか、第４ホスフィンと反応して第４ホスホニウム基を形成することができるか、またはそれら両方を形成することができるかする能力を有する残基である。
【０１５２】
カチオン形成モノマーは、立体特異性または非立体特異性とすることができる。
【０１５３】
１実施形態では、式（２０）のｔおよびｔ′は、1であり、それぞれ炭素のＲ′が水素であり、炭素６のそれぞれのＲ′が水素であり、炭素５のＲ″が水素、メチルおよびエチルからなる群から選択される。
【０１５４】
式（２０）のカチオン形成モノマーの開環重合は、下記式（２１）の繰り返し単位を有する初期ポリカーボネートを生成する。
【０１５５】
【化４８】
2018066014.tif 000049
上記式中、
主鎖原子は、１〜６の数字で示されており、
Ｌａが、少なくとも炭素数３の２価結合基であり、
Ｅ′が、反応により、Ｌａに結合するカチオン性部分Ｑ′（Ｒａ）ｕ′を生成する置換基であって、Ｑ′が、４価の正に帯電した窒素またはリンであり、ｕ′が、１〜３の値を有し、それぞれのＲａが、１〜３価を有する独立したラジカルであり、それぞれのＲａが、炭素数１以上を有し、Ｑ′（Ｒａ）ｕ′およびＬａが共に炭素数６〜２５を有しており、
それぞれのＲ′が、独立して水素、ハロゲン、メチル、エチルからなる群から選択される１価ラジカルであり、
Ｒ″が、水素、ハロゲン、炭素数１〜６のアルキル基からなる群から選択される１価ラジカルであり、
ｔが、０〜２の値を有する正の整数であり、
ｔ′が、０〜２の値を有する正の整数であり、
ｔおよびｔ′が両方ゼロにはならない。
【０１５６】
より具体的なカチオン生成モノマーは、下記式（２２）を有する。
【０１５７】
【化４９】
2018066014.tif 000050
上記式中、
環の原子５がラベルされており、
Ｌｂが、少なくとも炭素数２の２価結合基であり、
Ｅ′が、反応により、Ｌｂに結合するカチオン性部分Ｑ′（Ｒａ）ｕ′を生成する置換基であって、Ｑ′が、４価の正に帯電した窒素またはリンであり、ｕ′が、１〜３の値を有し、それぞれのＲａが、１〜３価を有する独立したラジカルであり、それぞれのＲａが、炭素数１以上を有し、Ｑ′（Ｒａ）ｕ′およびＬｂが共に炭素数５〜２４を有しており、
Ｒ″が、水素、ハロゲン、炭素数１〜６のアルキル基からなる群から選択される１価ラジカルである。
【０１５８】
下記式（２２）のカチオン形成モノマーの開環重合は、式（２３）の繰り返し単位を有するポリカーボネートを生成する。
【０１５９】
【化５０】
2018066014.tif 000051
上記式中、
主鎖の原子５がラベルされており、
Ｌｂが、少なくとも炭素数２の２価結合基であり、
Ｅ′が、反応により、Ｌｂに結合するカチオン性部分Ｑ′（Ｒａ）ｕ′を生成する置換基であって、Ｑ′が、４価の正に帯電した窒素またはリンであり、ｕ′が、１〜３の値を有し、それぞれのＲａが、１〜３価を有する独立したラジカルであり、それぞれのＲａが、炭素数１以上を有し、Ｑ′（Ｒａ）ｕ′およびＬｂが共に炭素数５〜２４を有しており、
Ｒ″が、水素、ハロゲン、炭素数１〜６のアルキル基からなる群から選択される１価ラジカルである。
【０１６０】
カチオン生成モノマーは、下記式（２４）を有する。
【０１６１】
【化５１】
2018066014.tif 000052
上記式中、
環の原子５がラベルされており、
Ｌｃが、少なくとも炭素数２の２価結合基であり、
Ｅ′が、反応により、Ｌｃに結合するカチオン性部分Ｑ′（Ｒａ）ｕ′を生成する置換基であって、Ｑ′が、４価の正に帯電した窒素またはリンであり、ｕ′が、１〜３の値を有し、それぞれのＲａが、１〜３価を有する独立したラジカルであり、それぞれのＲａが、炭素数１以上を有し、Ｑ′（Ｒａ）ｕ′およびＬｃが共に炭素数５〜２４を有しており、
それぞれのＲ′が、独立して水素、ハロゲン、メチル、エチルからなる群から選択される１価ラジカルであり、
Ｒ″が、水素、ハロゲン、炭素数１〜６のアルキル基からなる群から選択される１価ラジカルである。
【０１６２】
上記式（２４）のカチオン形成モノマーの開環重合は、下記式（２５）の繰り返し単位を有する初期ポリカーボネートを製造する。
【０１６３】
【化５２】
2018066014.tif 000053
上記式中、
主鎖の原子５がラベルされており、
Ｌｃが、少なくとも炭素数２の２価結合基であり、
Ｅ′が、反応により、Ｌｃに結合するカチオン性部分Ｑ′（Ｒａ）ｕ′を生成する置換基であって、Ｑ′が、４価の正に帯電した窒素またはリンであり、ｕ′が、１〜３の値を有し、それぞれのＲａが、１〜３価を有する独立したラジカルであり、それぞれのＲａが、炭素数１以上を有し、Ｑ′（Ｒａ）ｕ′およびＬｃが共に炭素数５〜２４を有しており、
それぞれのＲ′が、独立して水素、ハロゲン、メチル、エチルからなる群から選択される１価ラジカルであり、
Ｒ″が、水素、ハロゲン、炭素数１〜６のアルキル基からなる群から選択される１価ラジカルである。
【０１６４】
例示的なカチオン形成モノマーとしては、表１に記載の環状カーボネート・モノマーを挙げることができる。
【０１６５】
【表１】
2018066014.tif 000054
【０１６６】
ＲＯＰのための親核開始剤は、概ね、アルコール、アミン、チオール、またはこれらの組み合わせを含む。１つのカチオン性ポリマー鎖を有する上述したカチオン性ポリマー（１腕カチオン性ポリマー）について、ＲＯＰ開始剤は、１親核性で非ポリマー性の開始剤（例えば、エタノール、ｎ−ブタノール、ベンジルアルコールなど）を挙げることができる。いくつかの実施例では、ＲＯＰ開始剤は、ステロイド、非ステロイドホルモン、ビタミン、および薬剤からなる群から選択される、生物学的に活性な化合物の共有結合形態を含むことができる。例えば１親核性ＲＯＰ開始剤としては、コレステロール、アルファ−トコフェロール、およびエルゴカルシフェロールを挙げることができる。
【０１６７】
より具体的な１親核性ＲＯＰ開始剤は、ステロイド基Ｓ′を含む。この開始剤は、下記式（２６）の構造を有することができる。
【０１６８】
【化５３】
2018066014.tif 000055
上記式中、Ｓ′は、ステロイド基であり、Ｌｅは、ｉ）炭素数１〜約１０で、ｉｉ）ＲＯＰのための親核開始基を有する１価基である。非限定的な、下記式（２６）のＲＯＰ開始剤の例としてはｍＣｈｏｌ−ＯＰｒＯＨ、
【０１６９】
【化５４】
2018066014.tif 000056
およびＣｈｏｌ−ＯＴＥＧ−ＯＨ
【０１７０】
【化５５】
2018066014.tif 000057
を挙げることができる。
上記の実施例において、Ｓ′は、コレステリルである。後述するカチオン性ポリマーの好適な製造方法を使用して、カチオン性ポリマーのＳ′−Ｌ′−＊フラグメントは、ポリカーボネート主鎖に結合した場合のＲＯＰ開始剤の残基である。Ｃｈｏｌ−ＯＰｒＯＨから得られるＳ′−Ｌ′−＊フラグメントは、以下の通りである。
【０１７１】
【化５６】
2018066014.tif 000058
Ｃｈｏｌ−ＯＴＥＧ−ＯＨから得られるＳ′−Ｌ′−＊フラグメントは、以下の通りである。
【０１７２】
【化５７】
2018066014.tif 000059
【０１７３】
ＲＯＰ開始剤は、単一または異なるＲＯＰ開始剤との組み合わせでも使用することができる（例えば、異なるステロイド基、異なるＬｅ基のいずれかまたは両方を有する開始剤）。ＲＯＰ開始剤は、立体特異的であっても良く、また非立体特異的であっても良い。
２腕カチオン性ポリマーのための二親核開始剤
【０１７４】
上述した２ポリマー鎖を有するカチオン性ポリマー（２腕カチオン性ポリマー）を形成するために使用されるＲＯＰ開始剤は、二親核開始剤である。例示的な二親核ＲＯＰ開始剤としては、エチレングリコール、ブタンジオール、１，４−ベンゼンジメタノール、およびＢｎ−ＭＰＡを挙げることができる。
【０１７５】
【化５８】
2018066014.tif 000060
【０１７６】
ステロイド基を含む二親核ＲＯＰ開始剤の例は、Ｃｈｏｌ−ＭＰＡである。
【０１７７】
【化５９】
2018066014.tif 000061
ＲＯＰ重合
【０１７８】
上記式（２０）の環状カーボネート・モノマーを使用して、開示したカチオン性ポリマーの製造方法を説明する。式（２０）の環状カーボネート・モノマー、触媒、任意的な促進剤、１親核性ＲＯＰ開始剤（任意的にステロイド基を含有する）、および溶媒を含む反応混合物を形成する。反応混合物を、激しく撹拌し、初期ポリマーを形成する。任意的に初期ポリマーを末端保護し、末端保護初期ポリマーとすることができる。得られたポリマーは、下記式（２７）の構造を有する。
【０１７９】
【化６０】
2018066014.tif 000062
上記式中、
ｎ′が、カチオン性カーボネート繰り返し単位の数であり、ｎ′は５〜４５の値を有し、
Ｚ′が、１価のＣ１〜Ｃ１５の第１末端基であり、
Ｚ″が、１価の水素およびＣ１〜Ｃ１５部分を含む基から選択される第２末端基であり、
Ｌａが、少なくとも炭素数３の２価結合基であり、
Ｅ′が、反応により、Ｌａに結合するカチオン性部分Ｑ′（Ｒａ）ｕ′を生成する置換基であって、Ｑ′が、４価の正に帯電した窒素またはリンであり、ｕ′が、１〜３の値を有し、それぞれのＲａが、１〜３価を有する独立したラジカルであり、それぞれのＲａが、炭素数１以上を有し、Ｑ′（Ｒａ）ｕ′およびＬａが共に炭素数６〜２５を有しており、
それぞれのＲ′が、独立して水素、ハロゲン、メチル、エチルからなる群から選択される１価ラジカルであり、
それぞれのＲ″が、独立して水素、ハロゲン、炭素数１〜６のアルキル基からなる群から選択される１価ラジカルであり、
それぞれのｔが、独立して０〜２の値を有する正の整数であり、
それぞれのｔ′が、独立して０〜２の値を有する正の整数であり、
ｔおよびｔ′が、ｔ＝０、ｔ′＝０であるカチオン性カーボネート繰り返し単位を含まない。
【０１８０】
Ｚ′は、ＲＯＰ開始剤の残基である。１実施形態では、Ｚ′は、ステロイド部分を含むＳ′−Ｌ′基である。この実施例では、初期ポリマーのそれぞれのカーボネート繰り返し単位は、側鎖であるＥ′基を含む。
【０１８１】
ＲＯＰによって形成された初期ポリマーのリビング末端（酸素末端）は、反応性の水酸基（第２末端基がＺ″＝Ｈ）を有し、これは、ＲＯＰを開始させる能力を有する。リビング末端は、末端保護剤により処理することができ、これによって、さらなる鎖の成長を防止することができるとともに、鎖切断などの望ましくない副反応からポリマーを保護する第２末端基Ｚ″が形成される。重合および末端保護は、同一の容器内で初期ポリマーを単離することなく発生する。末端保護剤としては、例えば、末端水酸基をエステルに変換する、カルボン酸無水物、カルボン酸クロリド、反応性エステル（例えば、ｐ−ニトロフェニルエステル）といった材料を挙げることができる。１実施形態では、末端保護剤は、アシル化剤であり、第２末端基Ｚ″が、アシル基である。他の実施形態では、アシル化剤は、無水酢酸であり、第２末端基Ｚ″がアセチル基である。他の実施形態では、末端保護剤は、ステロイド基、ビタミンまたはこれらの組み合わせの共有結合形態を含む。
【０１８２】
初期ポリマー、末端保護された初期ポリマーのいずれかまたは両方は、化学的、熱的、光化学的のいずれか１つまたはこれらの組み合わせで処理されて、Ｅ′を正帯電のＱ′（Ｒａ）ｕ′基へと変換でき、これによってカチオン性ポリマーが形成される。例えばＥ′は、親電子性残基（例えば、クロリド、ブロミド、ヨード、スルホン酸エステルなど）とすることができ、この親電子性残基は、Ｌｅｗｉｓ塩基（例えば、第４アミン、トリアルキルフォスフィンなど）と、親核置換反応して、第４アンモニウム基、ホスホニウム基のいずれかまたは両方を形成する。１実施形態においては、Ｅ′は、クロリド、ブロミド、ヨードのいずれかまたはこれらの組み合わせである。他の実施形態では、環状カーボネート・ポリマーは、式（２２）の化合物であり、初期ポリマーは、式（２３）の繰り返し単位を有する。他の実施形態では、環状カーボネート・モノマーは、式（２４）の化合物であり、初期ポリマーは、式（２５）の繰り返し単位を含む。
【０１８３】
また、想定するものは、正帯電のＱ′基を含むカチオン性の環状カーボネート・モノマーを使用するカチオン性ポリマーの形成方法である。この実施例では、ＲＯＰは、リビング末端基（すなわち、後続するＲＯＰ開始させることができる親核末端保護基）を有する初期カチオン性ポリマーを形成する。リビング末端ユニットは、末端保護することにより、所望されない副反応を防止することができる。
【０１８４】
親電子性Ｅ′基との親核置換反応により第４アミンを形成する第４アミンの非限定的な例としては、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリ−ｎ−プロピルアミン、トリ−イソ−プロピルアミン、トリ−ｎ−ブチルアミン、トリ−ｎ−ペンチルアミン、ジメチルエチルアミン、ジメチルプロピルアミン、ジメチル−イソ−プロピルアミン、ジメチルブチルアミン、ジメチルペンチルアミン、ジメチルベンジルアミン、ジエチルメチルアミン、ジエチルペンチルアミン、ジエチルブチルアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルシクロヘキシルアミン、Ｎ−メチルイミダゾール、Ｎ−エチルイミダゾール、Ｎ−（ｎ−プロピル）イミダゾール、Ｎ−イソプロピルイミダゾール、Ｎ−（ｎ−ブチル）イミダゾール、Ｎ，Ｎ−ジエチルシクロヘキシルアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミン、Ｎ，Ｎ−ジエチルアニリン、ピリジン、およびこれらの組み合わせを挙げることができる。
【０１８５】
親電子性のＥ′基との置換反応により第４ホスホニウム基を形成するための第４フォスフィンの非限定的な例としては、トリメチルホスフィン、トリエチルホスフィン、トリプロピルホスフィン、トリブチルホスフィン、エチルジメチルホスフィン、プロピルジメチルホスフィン、ブチルジメチルホスフィン、ペンチルジメチルホスフィン、ヘキシルへプチルジメチルホスフィン、ヘプチルジメチルホスフィン、オクチルジメチルホスフィン、メチルジエチルホスフィン、プロピルジエチルホスフィン、ブチルジエチルホスフィン、ペンチルジエチルホスフィン、ヘキシルジエチルホスフィン、ヘプチルジエチルホスフィン、オクチルジエチルホスフィン、ペンチルジプロピルホスフィン、ペンチルジブチルホスフィン、ジフェニルメチルホスフィン、ジフェニルエチルホスフィン、ジペンチルブチルホスフィン、トリペンチルホスフィン、ヘキシルジプロキルホスフィン、ヘキシルジブチルホスフィン、シクロヘキシル−ジメチルホスフィン、シクロヘキシルジエチルホスフィン、ジヘキシルメチルホスフィン、ジヘキシル−ジエチルホスフィン、ジヘキシルメチルホスフィン、ジヘキシルエチルホスフィン、ジヘキシルプロピルホスフィン、ベンジルジメチルホスフィン、およびこれらの組み合わせを挙げることができる。
【０１８６】
ステロイドまたはビタミンの共有結合形態を担持する環状カーボネート・ポリマーの非限定的な例を、表２にリストする。
【０１８７】
【表２】
2018066014.tif 000063
【０１８８】
開環重合は、ほぼ室温またはそれより高く、具体的には１５℃〜２００℃、より具体的には２０℃〜８０℃で行うことができる。好ましくは、ＲＯＰは、室温で行われる。反応時間は、溶媒、温度、攪拌速度、圧力および装置によって変化するものの、概ね１〜１００時間で完結する。
【０１８９】
ＲＯＰ反応は、好ましくは、溶媒中で行われる。非限定的な溶媒としては、ジクロロメタン、クロロホルム、ベンゼン、トルエン、キシレン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、ベンゾトリフロリド、石油エーテル、アセトニトリル、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、２，２，４−トリメチルペンタン、シクロヘキサン、ジエチルエーテル、ｔ−ブチルメチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、ジオキサン、テトラヒドロフラン、または上述した溶媒の１つを含む組み合わせを挙げることができる。好適なモノマー濃度は、約０．１〜５モル／Ｌ、より好ましくは、約０．２〜４モル／Ｌである。
【０１９０】
ＲＯＰ重合は、窒素またはアルゴンといった不活性な乾燥環境で行われ、その圧力は１００ＭＰａ〜５００ＭＰａ（１ａｔｏｍ〜５ａｔｏｍ）、より典型的には、１００ＭＰａ〜２００ＭＰａ（１ａｔｏｍ〜２ａｔｏｍ）で行われる。反応完結に際し、溶媒は、減圧によって除去することができる。
【０１９１】
好適さの点で劣るが、ＲＯＰ重合のための触媒としては、金属酸化物として、例えばテトラメトキシジルコニウム、テトラ−ｉｓｏ−プロポキシジルコニウム、テトラ−ｉｓｏ−ブトキシジルコニウム、テトラ−ｎ−ブトキシジルコニウム、テトラ−ｔ−ブトキシジルコニウム、トリエトキシアルミニウム、トリ−ｎ−プロポキシアルミニウム、トリ−ｉｓｏ−プロポキシアルミニウム、トリ−ｎ−ブトキシアルミニウム、トリ−ｉｓｏ−ブトキシアルミニウム、トリ−ｓｅｃ−ブトキシアルミニウム、モノ−ｓｅｃ−ブトキシ−ジ−ｉｓｏ−プロポキシアルミニウム、エチルアセトアセテートアルミニウムジイソプロピレート、アルミニウムトリス（エチルアセトアセテート）、テトラエトキシチタニウム、テトラ−ｉｓｏ−プロポキシチタニウム、テトラ−ｎ−プロポキシチタニウム、テトラ−ｎ−ブトキシチタニウム、テトラ−ｓｅｃ−ブトキシチタニウム、テトラ−ｔ−ブトキシチタニウム、トリ−ｉｓｏ−プロポキシガリウム、トリ−ｉｓｏ−プロポキシアンチモン、トリ−ｉｓｏ−ブトキシアンチモン、トリメトキシボロン、トリ−ｉｓｏ−プロポキシボロン、トリ−ｎ−プロポキシボロン、トリ−ｉｓｏ−ブトキシボロン、トリ−ｎ−ブトキシボロン、トリ−ｔ−ブトキシボロン、トリ−ｉｓｏ−プロポキシガリウム、テトラメトキシゲルマニウム、テトラエトキシゲルマニウム、テトラ−ｉｓｏ−プロポキシゲルマニウム、テトラ−ｎ−プロポキシゲルマニウム、テトラ−ｉｓｏ−ブトキシゲルマニウム、テトラ−ｎ−ブトキシゲルマニウム、テトラ−ｓｅｃ−ブトキシゲルマニウムやテトラ−ｔ−ブトキシゲルマニウムなど、ハロゲン化化合物として、例えば五塩化アンチモン、塩化亜鉛、臭化リチウム、塩化スズ（ＩＶ）、塩化カドミウムや三フッ化ホウ素ジエチルエーテルなど、アルキルアルミニウムとして、例えばトリメチルアルミニウム、トリエチルアルミニウム、塩化ジエチルアルミニウム、二塩化エチルアルミニウムやトリ−ｉｓｏ−ブチルアルミニウムなど、アルキル亜鉛として、例えばジメチル亜鉛、ジエチル亜鉛やジイソプロピル亜鉛など、ヘテロポリ酸として、例えばリンングステン酸、リンモリブデン酸、ケイタングステン酸やこれらのアルカリ金属塩など、ジルコニウム化合物として、塩化ジルコニウム、オクタン酸ジルコニウム、ステアリン酸ジルコニウムや硝酸ジルコニウムなどが挙げられる。
【０１９２】
好ましくは、開環重合に使用する触媒の化学式は、下記群から選択される金属のイオン性または非イオン性の形態を含まない。上記群は、ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、ラジウム、アルミニウム、ガリウム、インジウム、タリウム、ゲルマニウム、スズ、鉛、砒素、アンチモン、ビスマス、テルリウム、ポロニウムおよび周期表第３〜１２族の金属からなる群から選択される金属を含む。周期表第３〜１２族の金属としては、スカンジウム、チタン、バナジウム、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、イットリウム、ジルコニウム、ニオブ、モリブデン、テクネチウム、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、銀、カドミウム、ランタン、セリウム、プラセオジム、ネオジム、プロメチウム、サマリウム、ユーロピウム、ガドリニウム、テルビウム、ジスプロシウム、ホルミウム、エルビウム、ツリウム、イッテルビウム、ルテチウム、ハフニウム、タンタル、タングステン、レニウム、オスミウム、イリジウム、白金、金、水銀、アクチニウム、トリウム、プロタクチニウム、ウラン、ネプツニウム、プルトニウム、アメリシウム、キュリウム、バークリウム、カリホルニウム、アインスタニウム、フェルミウム、メンデレビウム、ノベリウム、ローレンシウム、ラザホージウム、ドブニウム、シーボーギウム、ボーリウム、ハッシウム、マイトネリウム、ダームスタチウム、レントゲニウム、コペルニシウムである。
【０１９３】
好適な触媒は、有機触媒であり、その化学式は上記の金属を含まない。開環重合のための有機触媒の例としては、トリアリルアミン、トリエチルアミン、トリ−ｎ−オクチルアミンおよびベンジルジメチルアミン、４−ジメチルアミノピリジンなどの第３アミン、ホスフィン、Ｎ−ヘテロ環状カルベン類（ＮＨＣ）、二機能性アミノチオウレア類、ホスファゼン、アミジンおよびグアニジンが挙げられる。
【０１９４】
さらに特別な有機触媒は、Ｎ−ビス（３，５−トリフルオロメチル）フェニル−Ｎ’−シクロヘキシルチオウレア（ＴＵ）である。
【０１９５】
【化６１】
2018066014.tif 000064
【０１９６】
他のＲＯＰ有機触媒は、少なくとも１つの１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロプロパン−２−オール−２−イル（ＨＦＰ）基を含む。単供与水素結合触媒は、下記式（２８）を有する。
【０１９７】
【化６２】
2018066014.tif 000065
上記式中、Ｒ２は、水素または１〜２０個の炭素を有する１価のラジカルを表し、例えばアルキル基、置換アルキル基、シクロアルキル基、置換シクロアルキル基、ヘテロシクロアルキル基、置換ヘテロシクロアルキル基、アリール基、置換アリール基またはこれらの組合せである。例示的な単供与性の水素結合触媒を表３に列挙する。
【０１９８】
【表３】
2018066014.tif 000066
【０１９９】
二重供与性の水素結合触媒は、２つのＨＦＰ基を有し、式（２９）によって表される。
【０２００】
【化６３】
2018066014.tif 000067
上記式中、Ｒ３は、１〜２０個の炭素を含む２価のラジカル架橋基であり、アルキレン基、置換アルキレン基、シクロアルキレン基、置換シクロアルキレン基、ヘテロシクロアルキレン基、置換ヘテロシクロアルキレン基、アリーレン基、置換アリーレン基やこれらの組合せなどがある。式（２９）の二重水素結合触媒の代表例を、表４にリストする。特別な実施形態では、Ｒ２は、アリーレン基または置換アリーレン基であり、ＨＦＰ基は、芳香環上で互いにメタ位を占める。
【０２０１】
【表４】
2018066014.tif 000068
【０２０２】
１実施形態では、触媒は、４−ＨＦＡ−Ｓｔ、４−ＨＦＡ−Ｔｏｌ、ＨＦＴＢ、ＮＦＴＢ、ＨＰＩＰ、３，５−ＨＦＡ−ＭＡ、３，５−ＨＦＡ−Ｓｔ、１，３−ＨＦＡＢ、１，４−ＨＦＡＢおよびこれらの組合せからなる群から選択される。
【０２０３】
また、想定するのは、支持体に結合されたＨＦＰ含有基を含む触媒である。１実施形態では、支持体は、ポリマー、架橋されたポリマービーズ、無機物粒子または金属粒子を含む。ＨＦＰ含有ポリマーは、公知の方法によって形成することができ、方法としては、ＨＦＰ含有ポリマーの直接的な重合（例えば、メタクリレートモノマーである３，５−ＨＦＡ−ＭＡ、またはスチリルモノマーである３，５−ＨＦＡ−Ｓｔ）が挙げられる。直接的な重合（またはコモノマーによる重合）に付され得るＨＦＰ含有モノマー中の官能基としては、アクリレート、メタクリレート、アルファ、アルファ、アルファ−トリフルオロメタクリレート、アルファ−ハロメタクリレート、アクリルアミド、メタクリルアミド、ノルボルネン、ビニル、ビニルエーテルおよび当分野で公知の他の基が挙げられる。連結基の例としては、Ｃ１〜Ｃ１２アルキル、Ｃ１〜Ｃ１２ヘテロアルキル、エーテル基、チオエーテル基、アミノ基、エステル基、アミド基またはこれらの組合せが挙げられる。また、想定するのは、電荷をもつＨＦＰ含有基を含む触媒であり、該ＨＦＰ含有基は、ポリマーまたは支持体表面の逆電荷をもつ部位に、イオン性会合によって結合する。
【０２０４】
ＲＯＰ反応混合物は、少なくとも１種の有機触媒を含み、適切な場合にいくつかの有機触媒を共に含む。ＲＯＰ触媒は、環状カルボニルモノマーに対して１／２０〜１／４０，０００モルの割合で、好ましくは環状カルボニルモノマーに対して１／１，０００〜１／２０，０００モルの割合で添加される。
ＲＯＰ促進剤
【０２０５】
ＲＯＰ重合は、任意選択の促進剤、具体的には窒素塩基の存在下で行うことができる。例示的な窒素塩基性促進剤を後段に列挙するが、ピリジン（Ｐｙ）、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノシクロヘキサン（Ｍｅ２ＮＣｙ），４−Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノピリジン（ＤＭＡＰ）、トランス１，２−ビス（ジメチルアミノ）シクロヘキサン（ＴＭＣＨＤ）、１，８−ジアザビシクロ［５．４．０］ウンデカ−７−エン（ＤＢＵ）、１，５，７−トリアザビシクロ［４．４．０］デカ−５−エン（ＴＢＤ）、７−メチル−１，５，７−トリアザビシクロ［４．４．０］デカ−５−エン（ＭＴＢＤ）、（−）−スパルテイン（Ｓｐ）、１，３−ビス（２−プロピル）−４，５−ジメチルイミダゾール−２−イリデン（Ｉｍ−１）、１，３−ビス（２，４，６−トリメチルフェニル）イミダゾール−２−イリデン（Ｉｍ−２）、１，３−ビス（２，６−ジ−ｉ−プロピルフェニル）イミダゾール−２−イリデン（Ｉｍ−３）、１，３−ビス（１−アダマンチル）イミダゾール−２−イリデン（Ｉｍ−４）、１，３−ジ−ｉ−プロピルイミダゾール−２−イリデン（Ｉｍ−５）、１，３−ジ−ｔ−ブチルイミダゾール−２−イリデン（Ｉｍ−６）、１，３−ビス（２，４，６−トリメチルフェニル）−４，５−ジヒドロイミダゾール−２−イリデン（Ｉｍ−７）、１，３−ビス（２，６−ジ−ｉ−プロピルフェニル）−４，５−ジヒドロイミダゾール−２−イリデン、１，３−ビス（２，６−ジ−ｉ−プロピルフェニル）−４，５−ジヒドロイミダゾール−２−イリデン（Ｉｍ−８）またはそれらの組合せが挙げられ、これらを表５に示す。
【０２０６】
【表５】
2018066014.tif 000069
【０２０７】
2018066014.tif 000070
【０２０８】
１実施形態では、促進剤は、２個またか３個の窒素を有し、それぞれがルイス塩基として、例えば（−）−スパルテインの構造で関与しうる。さらに強い塩基は、一般に重合速度を高める。
【０２０９】
触媒および促進剤は、同じ材料とすることができる。例えば、ある開環重合は、１，８−ジアザビシクロ［５．４．０］ウンデカ−７−エン（ＤＢＵ）のみを使用して、別の触媒または促進剤を存在させることなく行うことができる。
【０２１０】
触媒は、環状カルボニルモノマーの総モル数に基づいて、好ましくは約０．２〜２０モル％、０．５〜１０モル％、１〜５モル％または１〜２．５モル％の量で存在する。
【０２１１】
窒素塩基促進剤は、使用する場合、環状カルボニルモノマーの総モル数に基づいて、好ましくは０．１〜５．０モル％、０．１〜２．５モル％、０．１〜１．０モル％または０．２〜０．５モル％の量で存在する。先に述べたように、ある例では、特定の環状カルボニルモノマーに応じて、触媒および窒素塩基促進剤を同じ化合物とすることができる。
【０２１２】
開始基は、環状カルボニルモノマーの総モル数に基づいて、好ましくは０．００１〜１０．０モル％、０．１〜２．５モル％、０．１〜１．０モル％または０．２〜０．５モル％の量で存在する。
【０２１３】
特定の実施形態では、環状カルボニルモノマーの総モル数に基づいて、触媒は、約０．２〜２０モル％の量で存在し、窒素塩基促進剤は、０．１〜５．０モル％の量で存在し、開始剤の求核性の開始基は、０．１〜５．０モル％の量で存在する。
【０２１４】
触媒は、選択的沈殿法によって除去することができ、また、固相に支持された触媒の場合には、単に濾過によって除去することができる。触媒は、カチオン性オリゴマーと残渣の触媒との総重量に基づき、０重量％（重量パーセント）〜約２０重量％、好ましくは０重量％（重量パーセント）〜約０．５重量％の量で存在させることができる。カチオン性オリゴマーは、好ましくは残渣の触媒を含まない。
平均分子量
【０２１５】
カチオン性ポリマーは、約１５００〜約５０，０００の、さらに具体的にはサイズ排除クロマトグラフィーによって決定されるところ、約１５００〜約３０，０００の数平均分子量（Ｍｎ）を有することができる。カチオン性ポリマーの前駆体ポリマー、カチオン性ポリマーのいずれか１つまたはどちらも、１．０１〜約２．０の、さらに好ましくは１．０１〜１．３０の、いっそう好ましくは１．０１〜１．２５の多分散性指数（ＰＤＩ）を好ましくは有する。
【０２１６】
幾つかの例では、カチオン性ポリマーは、脱イオン水中で、単独でナノ粒子ミセルに自己会合することができる。カチオン性ポリマーは、約１５ｍｇ／Ｌ〜４５ｍｇ／Ｌの臨界ミセル濃度（ＣＭＣ）を有することができる。
【０２１７】
このミセルは、約７ｍｇ／Ｌ〜約５００ｍｇ／Ｌの微生物増殖に対する最小発育阻止濃度（ＭＩＣ）を有する。幾つかの例では、ＭＩＣは、ＣＭＣを下回るが、このことは、抗菌活性がカチオン性ポリマーの自己集合に依存しないことを示している。
【０２１８】
さらに開示されるものは、開示されるカチオン性ポリマーに細菌を接触させ、細菌を死滅させる方法である。
【０２１９】
後述する実施例では、下記の定義を適用する。
【０２２０】
ＨＣ５０は、哺乳動物の赤血球細胞の５０％を溶血させるカチオン性ポリマーの濃度（ｍｇ／Ｌにおいて）として定義される。ＨＣ５０の値は、５００ｍｇ／Ｌまたはそれ以上であることが望ましい。
【０２２１】
ＨＣ２０は、哺乳動物の赤血球細胞の２０％を溶血させるカチオン性ポリマーの濃度（ｍｇ／Ｌにおいて）として定義される。ＨＣ２０の値は、５００ｍｇ／Ｌまたはそれ以上であることが望ましい。
【０２２２】
最小発育阻止濃度（ＭＩＣ）は、所与の微生物の増殖を２４時間阻止するのに必要なカチオン性ポリマーの最小濃度（ｍｇ／Ｌ）として規定される。５００ｍｇ／Ｌ未満のＭＩＣが望ましい。いっそう望ましくは、２５０ｍｇ／Ｌ未満のＭＩＣである。低いＭＩＣであるほど、高い抗菌活性を表す。
【０２２３】
最小殺菌濃度（ＭＢＣ）は、所与の微生物を殺傷するのに必要なカチオン性ポリマーの最小濃度（ｍｇ／Ｌ）として規定される。低いＭＢＣであるほど、高い抗菌活性を表す。
【０２２４】
ＨＣ５０選択性は、ＨＣ５０／ＭＩＣの比として規定される。３以上のＨＣ５０選択性が望ましい。高いＨＣ５０選択性の値であるほど、微生物細胞に対する大きな活性と、哺乳類細胞に対する少ない毒性とを表す。同様に、ＨＣ２０選択性が、ＨＣ２０／ＭＩＣの比として規定される。３以上のＨＣ２０選択性が望ましい。
【０２２５】
例示的な細菌としては、グラム陽性のＳｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓ  ｅｐｉｄｅｒｍｉｄｉｓ（Ｓ．ｅｐｉｄｅｒｍｉｄｉｓ）、グラム陽性のＳｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓ  ａｕｒｅｕｓ（Ｓ．ａｕｒｅｕｓ）、グラム陰性のＥｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ  ｃｏｌｉ（Ｅ．ｃｏｌｉ）、グラム陰性のＰｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ  ａｅｒｕｇｉｎｏｓａ（Ｐ．ａｅｒｕｇｉｎｏｓａ）、グラム陽性のＣａｎｄｉｄａ  ａｌｂｉｃａｎｓ（Ｃ．ａｌｂｉｃａｎｓ）、グラム陽性のメチシリン耐性Ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓ  ａｕｒｅｕｓ（ＭＲＳＡ）、グラム陽性のバンコマイシン耐性Ｅｎｔｅｒｏｃｏｃｃｕｓ（ＶＲＥ）、グラム陰性のＡｃｉｎｅｔｏｂａｃｔｅｒ  ｂａｕｍａｎｎｉｉ（Ａ．ｂａｕｍａｎｎｉｉ）、グラム陰性の酵母Ｃｒｙｐｔｏｃｏｃｃｕｓ  ｎｅｏｆｏｒｍａｎｓ（Ｃ．ｎｅｏｆｏｒｍａｎｓ）およびグラム陰性のＫｌｅｂｓｉｅｌｌａ  ｐｎｅｕｍｏｎｉａｅ（Ｋ．ｐｎｅｕｍｏｎｉａｅ）が挙げられる。
【０２２６】
一般に、カチオン性ポリマーは、５〜約４５のＤＰを有し、ここで、カチオン性のカーボネート・サブユニットの側鎖Ｌａ−Ｑ′（Ｒａ）ｕ’基の７５％を超える分が８個またはそれ以下の炭素を含有したポリマーは、グラム陰性、グラム陽性のいずれかまたは両方の細菌および真菌に対して弱い活性を有していた。さらに、低いＤＰ（＜１０）では、カチオン性ポリマーのＨＣ５０、ＨＣ２０のいずれか１つまたはどちらの値も、概ね５００ｍｇ／Ｌを下回るが、このことは、殺生物特性の傾向を示している。さらに高いＨＣ５０、ＨＣ２０のいずれか１つまたはどちらの値（５００ｍｇ／Ｌ以上）とも、概して、約１０〜約４５のＤＰが好ましい。さらに後述する実施例では、カチオン性カーボネート・サブユニットの側鎖基の少なくとも約２５％が１３個以上の炭素を含有し、ＤＰが約１０〜約３０であった場合に、カチオン性ポリマーは、グラム陰性、グラム陽性のいずれかまたは両方である微生物および真菌に対して、高い活性（ＭＣ＜５００ｍｇ／Ｌ）を有していた。高められた阻害有効性およびさらに低い赤血球毒性（さらに高いＨＣ５０値）は、ステロイド末端基Ｚ′を使用することによって得られる。溶血選択性（ＨＣ５０／ＭＩＣ）も上昇する。Ｚ′基、Ｚ″基、Ｚｃ基およびＣ′基は、抗菌活性、溶血選択性をさらに調整し、第２の機能（例えば細胞認識能、細胞膜透過性の増強など）を付与するために使用することができる。
【０２２７】
実施例は、またアルファ−トコフェロール（ビタミンＥ化合物）カーボネート繰り返し構造単位、エルゴカルシフェロール（ビタミンＤ２）繰り返し構造単位のいずれか１つまたは両方が１０モル％以下では、また、カチオン性カーボネート・サブユニットの２５％〜１００％が１０〜２５個の炭素を含む場合に、ＭＩＣを低下させる（すなわち、微生物に対する毒性を増加させる）か、ＨＣ５０値を増加させる（すなわち、哺乳類の赤血球に対する毒性を低下させる）かのいずれかまたは両方について有効である。
【０２２８】
幾つかの場合、カチオン性ポリマーで培養したヒト皮膚繊維芽細胞の細胞生存性は、７５％を超えた。
【０２２９】
低い平均質量、高い抗菌活性、および低い細胞毒性は、上述したカチオン性ポリマーを、傷治療、乾癬治療、抗菌剤、および家庭および病院の表面や医療用機器の滅菌といった、広範な医療使用および家庭使用に対して高く魅力的なものとする。１実施形態では、細菌を死滅させる医薬用組成物は、開示するカチオン性ポリマーの１または２以上を含む。医薬用組成物は、溶液、粉末、錠剤、ペースト剤、または軟膏の形態とすることができる。医薬用組成物は、水を含むことができ、カチオン性ポリマーの濃度は、カチオン性ポリマーの臨界ミセル濃度を下回る。医薬用組成物は、注射することや、適時的に投与することのいずれかまたはその両方を行うことができる。
【０２３０】
後述する実施例は、カチオン性ポリマーの製造および特性を示す。
【実施例】
【０２３１】
実施例で使用した材料を、表６にリストする。
【０２３２】
【表６】
2018066014.tif 000071
【０２３３】
本開示において、Ｍｎは、数平均分子量であり、Ｍｗは、重量平均分子量であり、ＭＷは、１分子の分子量である。
【０２３４】
特に断らない限り、すべての材料は、シグマ−アルドリッチ、ＴＣＩまたはメルクから購入した。すべての溶媒は、分析グレードであり、Ｆｉｃｈｅｒ  ＳｃｉｅｎｃｅまたはＪ．Ｔ．  Ｂａｋｅｒから購入し、受領したものを使用した。グローブボックスへの移動する前に、モノマーおよび他の試薬（例えば、開始剤、モノマーなど）を、高真空下のフリーズ・ドライにより、よく乾燥させた。
【０２３５】
Ｎ−ビス（３，５−トリフロロメチル）フェニル−Ｎ′−シクロヘキシルチオウレア（ＴＵ）をＲ．Ｃ．Ｐｒａｔｔ、Ｂ．Ｇ．Ｇ．Ｌｏｈｍｅｉｊｅｒ、Ｄ．Ａ．Ｌｏｎｇ、Ｐ．Ｎ．Ｐ．Ｌｕｎｄｂｅｒｇ、Ａ．Ｄｏｖｅ、Ｈ．Ｌｉ、Ｃ．Ｇ．Ｗａｄｅ、Ｒ．Ｍ．Ｗａｙｍｏｕｔｈ、およびＪ．Ｌ．Ｈｅｎｄｒｉｃｋ、Ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ、２００６、３９（２３）、７８６３−７８７１によって報告されるように製造し、ＣａＨ２上、乾燥ＴＨＦ中で撹拌して乾燥させ、フィルタし、真空下で溶媒を除去した。
【０２３６】
１，８−ジアザビシクロ［５，４，０］ウンデク−７−エン（ＤＢＵ）をＣａＨ２上で撹拌し、グローブボックスに移送する前に真空蒸留した。
臨界ミセル濃度（ＣＭＣ）の測定
【０２３７】
カチオン性ポリマーのそれぞれの臨界ミセル濃度（ＣＭＣ）をプローブとしてピレンを使用した蛍光分光法により見積もった。０．６１６マイクロモルのピレンを含有する種々の濃度（０．２５〜２０００ｍｇ／Ｌ）でＭＨＢ  ＩＩ中の水１０％ｖ／ｖの溶液の系列を調整した。一晩放置した後、室温で、溶液の励起スペクトルを３２５ｎｍ〜３６０ｎｍ、発光波長を３９０ｎｍ、バンド幅１ｎｍとして、蛍光分光光度計（Ｈｉｔａｃｈｉ  Ｆ０２５００）を使用して記録した。Ｉ３３９に対するＩ３３５の強度比を、ポリマー濃度の関数としてプロットした。ＣＭＣ値は、屈曲点での曲線への接線と、低濃度のポイントにおける垂直方向の接線との交点から得た。
Ｉ．モノマー合成
【０２３８】
ＭＴＣ−ＯＨ（ＭＷ  １６０．１）の製造
【０２３９】
【化６４】
2018066014.tif 000072
【０２４０】
ＭＴＣ−ＯＨは、Ｒ．Ｃ．Ｐｒａｔｔら、Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ、２００８、１１４−１１６の方法によって調整することができる。
【０２４１】
ＭＴＣ−Ｃ６Ｈ５（ＭＷ  ３２６．２）の製造
【０２４２】
【化６５】
2018066014.tif 000073
【０２４３】
１００ｍＬの丸底フラスコに、ｂｉｓ−ＭＰＡ（５．００ｇ、３７ｍｍｏｌ、ＭＷ１３４．１）、ｂｉｓ−（ペンタフロロフェニル）カーボネート（ＰＦＣ、３１．００ｇ、７８ｍｍｏｌ、ＭＷ  ３９４．１）、およびＣｓＦ（２．５ｇ、１６．４ｍｍｏｌ）を投入し、７０ｍＬのテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）で洗浄した。最初に反応は不均一系であったが、１時間後には透明な均一溶液が形成され、それを２０時間撹拌した。溶媒を真空中で除去し、残渣をメチレン黒ライドに再溶解した。溶液を約１０分静置し、その時点でペンタフロロフェノール副生物が析出し、これを定量的に回収した。このペンタフロロフェノール副生物は、１９ＦＮＭＲにおいてペンタフロロフェノールの特徴的な３ピークを示し、ＧＣＭＳでは、質量１８４の単一のピークを示した。濾過物を重炭酸ナトリウム、水で抽出し、ＭｇＳＯ４で乾燥した。溶媒を真空中で蒸発させ、生成物を再結晶（酢酸エチル／ヘキサン混合物）させて、ＭＴＣ−Ｃ６Ｆ５を白色結晶粉末として得た。ＧＣＭＳは、質量３２６ｇ／ｍｏｌの単一のピークを有した。Ｃ１２Ｈ７Ｆ５Ｏ５の計算した分子量は、同定された構造と一致した。1H-NMR (400MHz in CDCl3): delta 4.85 (d, J = 10.8Hz, 2H, CHaHb), 4.85 (d, J = 10.8Hz, 2H, CHaHb), 1.55 (s, 3H, CCH3).
【０２４４】
ＭＴＣ−ＢｎＣｌ（ＭＷ  ２９８．７）の製造
【０２４５】
【化６６】
2018066014.tif 000074
【０２４６】
フラスコにＭＴＣ−Ｃ６Ｆ５（１０ｇ、３０．６ｍｍｏｌ）、ｐ−クロロメチルベンジルアルコール（４．８ｇ、３０．６ｍｍｏｌ）、ＰＲＯＴＯＮＳＰＯＮＧＥ（２ｇ、９．３ｍｍｏｌ）およびＴＨＦ（３０ｍＬ）を投入した。反応混合物を１２時間撹拌し、その後、直接シリカゲルカラムに投入した。生成物をジエチルエーテルを溶離液として使用して分離し、７．４５ｇ（８１％）の白色結晶粉末を単離した。1H NMR (400 MHz, CDCl3, 22° C): delta 7.40 (dd, 4H, C6H4), 5.24 (s, 2H, -OCH2C6H4), 4.73 (d, 2H, -CH2OCOO), 4.60 (s, 2H, -CH2Cl), 4.22 (d, 2H, -CH2OCOO), 1.35 (s, 3H, -CH3).
【０２４７】
ＭＴＣ−ＰｒＣｌ（ＭＷ  ２３６．６５）の製造
【０２４８】
【化６７】
2018066014.tif 000075
【０２４９】
（８．８２ｇ、５５ｍｍｏｌ）をオキサリルクロライドを使用して標準手順でＭＴＣＯＣｌに変換した。乾燥した２５０ｍＬの丸底フラスコに撹拌棒を装着し、生成した中間体を乾燥メチレンクロライド１５０ｍＬに溶解した。窒素流通下、添加ファネルを装着し、そこで、３−クロロプロパノール（４．９４ｇ、４．３６ｍＬ、５２．２５ｍｍｏｌ）、ピリジン（３．９５ｇ、４．０４ｍＬ、５５ｍｍｏｌ）、および乾燥メチレンクロライド（５０ｍＬ）を混合した。氷浴を使用してフラスコを０℃に冷却し、上部にある溶液を、３０分の時間をかけて滴下して加えた。形成した溶液を、氷浴から取り出す前に、さらに３０分撹拌し、その溶液を、窒素下でさらに１６時間撹拌した。粗生成物であるＭＴＣ−ＰｒＣｌを直接シリカゲルカラムに投入し、生成物を１００％メチレンクロリドで溶離して分離した。生成物のフラクションを除去し、溶媒を蒸発させて、オフホワイトの油状物を得、それを静置して結晶化させた、収率１１ｇ（８５％）。1H-NMR (CDCl3) delta: 4.63 (d, 2H, CH2), 4.32 (t, 2H, CH2), 4.16 (d, 2H, CH2), 3.55 (t, 2H, CH2), 2.09 (m, 2H, CH2), 1.25 (s, 3H, CH3).
【０２５０】
５−メチル−５−（３−ブロモプロピル）オキシカルボニル−１，３−ジオキサン−２−オン（ＭＴＣ−ＰｒＢｒ）、（ＭＷ  ２８１．１０）の製造
【０２５１】
【化６８】
2018066014.tif 000076
【０２５２】
ＭＴＣＯＰｒＢｒを、３−ブロモ−１−プロパノールをアルコールとして使用し、４５ｍｍｏｌスケールでＭＴＣＯＰｒＣｌの手順により製造した。生成物をカラムクロマトグラフィーで生成し、続いて再結晶して白色結晶（６．３ｇ、４９％）を得た。1H NMR (400 MHz, CDCl3): delta 4.69 (d, 2H; CH2OCOO), 4.37 (t, 2H; OCH2), 4.21 (d, 2H; CH2OCOO), 3.45 (t, 2H; CH2Br), 2.23 (m, 2H; CH2), 1.33 (s, 3H; CH3).  13C NMR (100 MHz, CDCl3): delta 171.0, 147.3, 72.9, 63.9, 40.2, 31.0, 28.9, 17.3.
【０２５３】
ＭＴＣ−Ｃ６Ｃｌ（ＭＷ  ２７８．０９）の製造
【０２５４】
【化６９】
2018066014.tif 000077
【０２５５】
フラスコに、ＭＴＣ−Ｃ６Ｆ５（６．６ｇ、２０．１ｍｍｏｌ）、６−クロロ−１−ヘキサノール（２．５ｇ、１８．３ｍｍｏｌ）、ＰＲＯＴＯＮ  ＳＰＯＮＧＥ（３．９ｇ、１８．３ｍｍｏｌ）およびテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）（８ｍＬ）を投入した。反応混合物を１２時間撹拌し、過剰の酢酸アンモニウムを添加した。反応混合物をさらに３時間撹拌し、その後、直接シリカゲルカラムに投入した。生成物を、ヘキサン／酢酸エチルを溶離液として分離して油状物（４．２ｇ、５７％）を得た。1H NMR (400 MHz, CDCl3, 22° C): delta 4.72 (d, 2H, -CH2OCOO), 4.23 (d, t 4H, -CH2OCOO, -OCH2CH2), 3.57 (t, 2H, -OCH2CH2CH2CH2CH2CH2Cl), 1.84 (m,  2H,-OCH2CH2CH2CH2CH2CH2Cl), 1.76 (m, 2H, -OCH2CH2CH2CH2CH2CH2Cl), 1.45 (m, 2H,-OCH2CH2CH2CH2CH2CH2Cl), 1.39 (m, 2H, -OCH2CH2CH2CH2CH2CH2Cl), 1.35 (s, 3H, - CH3).
【０２５６】
ＭＴＣ−Ｃ８Ｃｌ（ＭＷ  ３０６．１２）の製造
【０２５７】
【化７０】
2018066014.tif 000078
【０２５８】
フラスコにＭＴＣ−Ｃ６Ｆ５（６．６ｇ、２０．ｍｍｏｌ）、６−クロロ−１−オクタノール（２．５ｇ、１８．３ｍｍｏｌ）、ＰＲＯＴＯＮ  ＳＰＯＮＧＥ（３．９ｇ、１８．３ｍｍｏｌ）およびＴＨＦ（８ｍＬ）を投入した。反応混合物を１２時間撹拌し、過剰の酢酸アンモニウムを添加した。反応混合物をさらに３時間撹拌し、その後、シリカゲルカラムに直接添加した。生成物は、ヘキサン／酢酸エチルを使用して単離して油状物（４．２ｇ、５７％）を得た。H NMR (400 MHz, CDCl3, 22° C): delta  4.72 (d, 2H, -CH2OCOO), 4.23 (d, t 4H, -CH2OCOO, -OCH2CH2), 3.57 (t, 2H, -OCH2CH2(CH2)3CH2CH2CH2Cl), 1.84 (m, 2H, -OCH2CH2(CH2)3CH2CH2CH2Cl), 1.76 (m, 2H, -OCH2CH2(CH2)3CH2CH2CH2Cl), 1.45 (m, 2H, -OCH2CH2(CH2)3CH2CH2CH2Cl), 1.35 (br, 9H, -CH3, OCH2CH2(CH2)3CH2CH2CH2Cl).
【０２５９】
Ｃｈｏｌ−ＭＴＣの製造
【０２６０】
【化７１】
2018066014.tif 000079
製造は、３ステップを含む：１）コレステリルクロロホルメートＣｈｏｌ−Ｃｌを、２−ブロモエチルアミンヒドロブロミドと、ジクロロメタン中でトリエチレンアミン（ＴＥＡ）と反応させてカルバメートＣｈｏｌ−Ｂｒを形成する；２）Ｃｈｏｌ−Ｂｒと、酸ジオールｂｉｓＭＰＡとをジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）／ＫＯＨで塩基触媒反応させ、ジオールエステル化Ｃｈｏｌ−ＭＰＡを形成する；３）トリホスゲンを使用したＣｈｏｌ−ＭＰａの環化により、環状カーボネート・モノマーであるＣｈｏｌ−ＭＴＣを全収率約２６％で形成する。各３ステップの詳細手順を以下に提示する。１ＨＮＭＲおよび１３ＣＮＭＲを、中間体および環状カーボネート・モノマーの構造を確認するために使用した。
【０２６１】
１）Ｃｈｏｌ−Ｂｒの製造。マグネチック撹拌棒を装着した５００ｍＬ丸底フラスコに、コレステロールクロロホルメート（２５．０ｇ、５５．７ｍｍｏｌ、１．０当量）、および２−ブロモエチルアミンヒドロブロミド（１２．９ｇ、６３．０ｍｍｏｌ、１．１当量）を、ジクロロメタン（２００ｍＬ）中に懸濁させ、懸濁物を氷浴中で冷却した。この懸濁物に、トリエチルアミン（ＴＥＡ）（１８．０ｍＬ、１３．６ｇ、１２９．１ｍｍｏｌ、２．３当量）のジクロロメタン（１００ｍＬ）の溶液を１時間かけて滴下して添加した。この反応混合物を浴中でさらに１時間保った後、室温まで温めた。反応を、その後さらに１４時間進行させ、その後、ジクロロメタンを真空中で除去し、得られた固体を酢酸エチルおよびヘキサンの１：１混合物（３００ｍＬ）中に懸濁させた。有機層を、飽和食塩水（１００ｍＬ）、脱イオン水（５０ｍＬ）で２回、飽和食塩水（１００ｍＬ）で１回洗浄した。有機層を、硫酸ナトリウム上で乾燥させ、溶媒を真空除去して青みがかった黄色の固体（２９．１ｇ、９７．４％）を得た。粗生成物は、１ＨＮＭＲにより十分な純度を有することが決定され、さらなる生成は行わなかった。1H NMR (400 MHz, CDCl3, delta, ppm): 5.38 (コレステロールのCH=C), 5.03 (側鎖のNHCOO), 4.50 (コレステロールのCH-OCONH), 3.58 (BrCH2CH2NH), 2.45 - 0.6 (コレステロールの残りのプロトン).
【０２６２】
２）Ｃｈｏｌ−ＭＰＡの製造。マグネチック撹拌棒を装着した５００ｍＬフラスコに、ＫＯＨ（８５％、２．０ｇ、３０．３ｍｍｏｌ、１．１当量）、ｂｉｓ−ＭＰＡ（４．２０ｇ、３１．３ｍｍｏｌ、１．１当量）、およびジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）（２００ｍＬ）の混合物を投入して１．５時間、１００℃で加熱した。均一な溶液が形成され、Ｃｈｏｌ−Ｂｒ（１５．０ｇ、２８ｍｍｏｌ、１．０当量）を熱い溶液に添加した。撹拌を続けて１６時間加熱し、ほとんどのＤＭＦを減圧下で除去して油状の半固体を得、これをその後２：１酢酸エチル：ヘキサン混合物（３００ｍＬ）に溶解した。
有機溶液を飽和食塩水（１００ｍＬ）および脱イオン水（１００ｍＬ）の混合物で洗浄した。得られた水層を酢酸エチルを使用して抽出し（３×１００ｍＬ）、洗浄プロセス中に失ったＣｈｏｌ−ＭＰＡを回収した。混ぜ合わせた有機層を、飽和食塩水（８０ｍＬ）、脱イオン水（２０ｍＬ）混合物で洗浄した。混ぜ合わせた有機層をＮａ２ＳＯ４で乾燥し、溶媒を真空除去して、粗生成物を、青みがかったワックス状固体（１６．５ｇ）として得た。この粗生成物をシリカを充填剤とし、溶離液をヘキサンから酢酸エチルのグラジエントとしたフラッシュカラム・クロマトグラフィーにより精製し、最終生成物であるＣｈｏｌ−ＭＰＡをワックス状の白色固体として得た（１０．７ｇ、６４．８％）。1H NMR (400 MHz, CDCl3, delta, ppm): 5.35 ( コレステロールのCH=C および 側鎖のNHCOO), 4.47 (コレステロールのCH-OCONH), 4.26 (CH2CH2NHCOO), 3.88 and 3.72 (CH2OH) 3.45 (CH2CH2NHCOO), 3.34 (OH), 2.50 - 0.60 (コレステロールの残りのプロトンおよびｂｉｓ−ＭＰＡのCH3).
【０２６３】
３）Ｃｈｏｌ−ＭＴＣの製造。マグネチック撹拌棒を装着した５００ｍＬ丸底フラスコでＣｈｏｌ−ＭＰＡ（１０．１ｇ、１７．１ｍｍｏｌ）、１．０当量）を、無水ジクロロメタン（１５０ｍＬ）に溶解した。ピリジン（８．２ｍＬ、８．０ｇ、１０１．５ｍｍｏｌ、５．９当量）を添加し、この溶液をドライアイス−アセトン浴（−７８℃）で冷却した。この冷却した反応混合物にトリホスゲン溶液（５０ｍＬジクロロメタンに溶解した）（２．６９ｇ、９．０６ｍｍｏｌ、トリホスゲンの官能基当量基準で１．９当量）を、１時間で滴下して添加した。１時間後、−７８℃から反応混合物を室温まで温め、２時間後、反応混合物を、塩化アンモニウム飽和水溶液（５０ｍＬ）を添加することによってクエンチした。有機層を１．０Ｎ  ＨＣＬ（２０ｍＬ）および飽和食塩水（８０ｍＬ）で２℃洗浄し、Ｎａ２ＳＯ４を使用して乾燥させた。溶媒を真空除去して粗生成物をわずかに黄味がかった固体として得た。粗生成物をさらに、クロロホルム：酢酸エチル（４：１）混合物を溶離液とするシリカ充填剤のフラッシュカラム・クロマトグラフィーによって生成して最終生成物であるＣｈｏｌ−ＭＴＣをサックス状の白色固体（６．８ｇ、６５％）として得た。1H NMR (400 MHz, CDCl3, delta, ppm): 5.35 ( コレステロールのCH=C),  4.95(NHCOO), 4.86 and 4.27 (CH2OCOOCH2), 4.47 (コレステロールのCH-OCONH), 4.27 (CH2CH2NHCOO), 3.45 (CH2CH2NHCOO), 2.40 - 0.60 (コレステロールの残りのプロトンおよび環状カーボネート・モノマーのCH3).
【０２６４】
ＭＴＣ−ＶｉｔＤ２の製造。
【０２６５】
【化７２】
2018066014.tif 000080
【０２６６】
ＭＴＣ−ＯＨ（３．０８ｇ、１９．３ｍｍｏｌ）を数滴のＤＭＦとともに無水ＴＨＦ（５０ｍＬ）に溶解した。オキザリルクロリド（３．３ｍＬ、３９．４ｍｍｏｌ）をその後滴下して添加し、揮発分を真空で除去した後、反応混合物を１時間窒素還流下で撹拌した。得られたオフホワイトの固体を６５℃に２〜３分加熱していかなる残留試薬および溶媒を除去し、アシルクロリド中間体ＭＴＣ−Ｃｌを残した。固体を乾燥ジクロロメタン（５０ｍＬ）に再溶解し、氷浴を使用して０℃に冷却した。乾燥ジクロロメタン（５０ｍＬ）中のエルゴカルシフェノール（ビタミンＤ２）（７．６５ｇ、１９．３ｍｍｏｌ）の溶液および乾燥トリメチルアミン（３ｍＬ、２１．６ｍｍｏｌ）を続けて３０分かけて滴下して添加した。混合物を室温まで温め、さらに１８時間撹拌した。溶媒を除去した後、粗生成物を得、これをシリカゲルを使用したカラムクロマトグラフィーにより精製した。
ジクロロメタンを最初に溶離液として使用し、徐々に極性を高め、最終的に酢酸エチル５％とした。得られた固体を、ＭｅＯＨで洗浄し、所望する生成物を高純度の白色固体として得た（５．２０ｇ、５０％）。1H NMR (400 MHz, CDCl3): delta 6.20 (d, 1H, J = 11.2 Hz, VitD2-C=CH2), 6.01 (d, 1H, J = 11.2 Hz, VitD2-C=CH2), 5.21 (t, 2H, J = 6.0 Hz, VitD2-C=CH), 5.08 (オーバーラッピングピーク, ブロード s, 2H, VitD2-C=CH, CH(O-MTC)), 4.86 (s, 1H, VitD2-C=CH), 4.66 (d, 2H, J = 12.4 Hz, MTC-CH2), 4.17 (d, 2H, J = 12.8 Hz, MTC-CH2), 1.20-2.90 (オーバーラッピングピーク, 24H, VitD2), 1.02 (d, 3H, J = 6.4 Hz, VitD2-CH3), 0.91 (d, 3H, J = 6.8 Hz, VitD2-CH3), 0.84 (t, 6H, J = 6.4 Hz, VitH3), 0.55 (s, 3H, MTC-CH3).
【０２６７】
ＭＴＣ−ＶｉｔＥモノマーの製造
【０２６８】
【化７３】
2018066014.tif 000081
【０２６９】
ＭＴＣ−ＯＨ（３．０８ｇ、１９．３ｍｍｏｌ）を無水ＴＨＦ（５０ｍＬ）に数滴のＤＭＦと共に溶解した。オキザリルクロリド（３．３ｍＬ、３９．４ｍｍｏｌ）をその後滴下して添加し、反応混合物を真空下で揮発分を除去した後、窒素を流しながら撹拌した。得られたオフホワイトの固体を６５℃に２〜３分加熱していかなる残留試薬および溶媒を除去し、アシルクロリド中間体ＭＴＣ−Ｃｌを残した。固体を乾燥ジクロロメタン（５０ｍＬ）に再溶解し、氷浴を使用して０℃に冷却した。乾燥ジクロロメタン（５０ｍＬ）中のアルファ−トコフェロール（ビタミンＥ）（８．３０ｇ、１９．３ｍｍｏｌ）の溶液および乾燥トリメチルアミン（３ｍＬ、２１．６ｍｍｏｌ）を続けて３０分かけて滴下して添加した。混合物を室温まで温め、さらに１８時間撹拌した。溶媒を除去した後、粗生成物を得、これをシリカゲルを使用したカラムクロマトグラフィーにより精製した。
ヘキサンを最初に溶離液として使用し、徐々に極性を高め、最終的に酢酸エチル５０％とした。ジクロロメタン／酢酸エチル（４：１）を使用して第２のクロマトグラフィー分離を行い、高い純度の所望する生成物を、白色固体として得た（６．０５ｇ、５３％）。
1H NMR (400 MHz, CDCl3): delta 4.92 (d, 2H, J = 10.8 Hz, MTC-CH2), 4.34 (d, 2H, J = 10.8 Hz, MTC-CH2), 2.59 (d, 2H, J = 6.7 Hz, テトラヒドロピラノ-CH2), 2.09 (s, 3H, Ar-CH3), 2.00 (s, 3H, Ar-CH3), 1.96 (s, 3H, Ar-CH3), 1.70-1.90 (m, 2H), 1.00-1.60 (オーバーラッピングピーク, 27H), 0.80-0.90 (m, 12H, 4 × CH3 水油性テールのもの).
ＩＩ．開始剤合成
【０２７０】
Ｂｎ−ＭＰＡ、ジオール開始剤の製造
【０２７１】
【化７４】
2018066014.tif 000082
【０２７２】
２，２−Ｂｉｓ（メチロイル）プロピオン酸（Ｂｉｓ−ＭＰＡ）、ＫＯＨ、ＤＭＦ、およびベンジルブロミド（ＢｎＢｒ）を共に１００℃に１５時間加熱して、ベンジルエステルＢｎ−ＭＰＡを６２％収率で得た。
【０２７３】
Ｃｈｏｌ−ＯＭｅＳ中間体（ＭＷ  ４６４．７）の製造
【０２７４】
【化７５】
2018066014.tif 000083
【０２７５】
コレステロール（１０ｇ、２５．８ｍｍｏｌ、ＭＷ  ３８６．３５）を、乾燥クロロホルム（ＣＨ３Ｃｌ）（１５ｍＬ）およびピリジン（１５ｍＬ）に溶解した。反応混合物をその後、窒素中でパージし、迅速に撹拌した。メシルクロリド（３ｍＬ、３８．８ｍｍｏｌ）をその後滴下して加えた。反応混合物を４時間、室温で撹拌し、次いでＭｅＯＨ（６００ｍＬ）中で析出させた。濾過物を真空濾過により回収し、９．６ｇ（８０％）を得た。
【０２７６】
Ｃｈｏｌ−ＯＰｒＯＨ（ＭＷ  ４４４．７）の製造
【０２７７】
【化７６】
2018066014.tif 000084
【０２７８】
Ｃｈｏｌ−ＯＭｅｓ（１ｇ、２．１５ｍｍｏｌ）を１，４−ジオキサン（１０ｍＬ）および１，３−プロパンジオール（４ｇ、５３．８ｍｍｏｌ）中に懸濁させた。反応混合物を脱気し、窒素でパージし、１１０℃に加熱した。１時間後、反応混合物を室温まで冷却し、ＭｅＯＨ／Ｈ２Ｏ（４：１）で析出させた。生成物を、さらにカラムクロマトグラフィーを使用して精製し、ワックス状のオフホワイトの物質０．７２ｇ（７５％）を得た。
【０２７９】
Ｃｈｏｌ−ＯＴＥＧ−ＯＨ（ＭＷ５１８．８）の製造
【０２８０】
【化７７】
2018066014.tif 000085
【０２８１】
Ｃｈｏｌ−ＯＭｅｓ（１ｇ、２．１５ｍｍｏｌ）を１，４−ジオキサン（１０ｍＬ）およびトリエチレングリコール（８ｇ、５３．８ｍｍｏｌ）に懸濁させた。反応混合物を脱気し、窒素でパージして１１０℃に加熱した。１時間後、反応混合物を室温まで冷却し，ＭｅＯＨ／Ｈ２Ｏ（４：１）で析出させた。生成物をさらにカラムクロマトグラフィーを使用して精製し、ワックス状の明るい茶色の物質０．９２ｇ（８３％）を得た。
ＩＩＩ．開環重合
【０２８２】
後述する反応ダイアグラムにおいて、略号Ｚ１およびＺ２は、カチオン性ポリマーのステロイド残基を参照するために使用する。
【０２８３】
【化７８】
2018066014.tif 000086
星印を付した結合は、カチオン性ポリマーの主鎖に結合するポイントを示す。Ｚ１およびＺ２残基は、またカチオン性ポリマーを形成するために使用する開始剤の残基である。
【０２８４】
実施例１０の製造を例示する。このカチオン性ポリマーは、スキーム１の反応シーケンスに従って製造された。
【０２８５】
【化７９】
2018066014.tif 000087
【０２８６】
パート１．イナートなグローブボックス内で、Ｃｈｏｌ−ＯＰｒ−ＯＨ（０．１７９ｇ、０．４ｍｍｏｌ）、ＴＵ（０．０４ｇ、０．１ｍｍｏｌ）、ＭＴＣ−ＢｎＣｌ（０．６ｇ、２ｍｍｏｌ）、ジクロロメタン（ＤＣＭ）（３ｇ）および撹拌バーをバイアルに充填した。反応混合物を撹拌し、重合をＤＢＵ（２０マイクロリットル、０．１５ｍｍｏｌ）を添加して開始させた。１５分後、過剰のアシルクロリドを添加して反応をクエンチし、ＩＰ−１をアセチル化して、停止させ、ＩＰ−２を形成した。アセチル化された中間体ポリマーＩＰ−２を、イソプロパノールで析出させ、白色のワックス状ポリマーとして０．７３ｇ（９４％）を得た。このポリマーを１ＨＮＭＲ（ＣＤＣｌ３）およびＧＰＣ（ＴＨＦ、３７℃）を使用して特徴づけした。完全な重合が、ブロードなマルチプレットの出現(6H, 4.2 ppm)に伴う、カーボネートのダブレット(2H, -OCOOCH2-, 4.7 ppm)の消失により確認され、両方とも新規に形成された直鎖カーボネートメチレン(-CH2OCOOCH2-)およびベンジルエステルによるものであった。分子量は、ＧＰＣにより確認され、ＰＤＩが１．２で２．６ｋＤａであることが見いだされた。平均重合度（ＤＰ）は、コレステリルメチルシフト積分値(3H, 0.87 ppm)のベンジルクロリドのシグナル(2H, 5.0 ppm)に対する比をとって計算し、ＧＰＣの値を良好に一致した。
【０２８７】
パート２．トリメチレンアミン（ＴＭＡ）でのＩＰ−２の４級化によるＣＰ−１の形成。バイアルにアセチル化したポリマーＩＰ−２（０．３ｇ、０．１５ｍｍｏｌ）、アセトニトリル（４ｍＬ）および撹拌バーを充填した。反応混合物をその後、ドライアイス／アセトン浴（−７８℃）に置き、過剰のＴＭＡガスを撹拌した溶液を通過させてバブルさせた。バイアルをその後、シールし、撹拌しながら室温まで温めた。４時間後、ジメチルエーテル（５ｍＬ）を加えて生成物であるポリマーを析出させた。反応バイアルをその後、１０分遠心分離し、上澄みをデカンテーションした。生成物を過剰のジエチルエーテルによって洗浄し、高真空下で乾燥させ、０．３２ｇ（９４％）の半透明のワックス状物質を得た。４級化を、１ＨＮＭＲを使用して確認した。診断的なＴＭＡ(9H, 3.2 ppm)に起因する化学シフトが出現し、ベンジルアンモニウムのシグナル(2H, 5.0 ppm)と共に存在し、完全な変換を確認した。
【０２８８】
トリメチルホスフィン（ＴＭＰ）でのＩＰ−２の４級化による実施例１１の形成は代表的なものである。
【０２８９】
【化８０】
2018066014.tif 000088
【０２９０】
シュレンクチューブにＩＰ−２（０．３ｇ、０．１５ｍｍｏｌ）、アセトニトリル（４ｍＬ）、および撹拌バーを充填した。反応混合物をその後、３Ｘの冷凍／ポンプ／融解サイクルで脱ガスした。機密シリンジを使用してＴＭＰ（０．６ｍＬ）を加え、その溶液を室温で撹拌した。４時間後、シュレンクチューブを減圧して過剰のＴＭＰを除去し、次いでエーテル（５ｍＬ）を加えた。析出物を回収し、過剰のエーテルで洗浄し、高真空下で乾燥させて０．３４ｇ（９５％）を得た。４級化は、１ＨＮＭＲを使用して確認された。診断的なＴＭＰ(9H, 3.3 ppm)に起因する化学シフトが出現し、ベンジルアンモニウムのシグナル(2H, 5.1 ppm)と共に存在し、完全な変換を確認した。
【０２９１】
実施例１〜２７。カチオン性ポリマーを、上述した一般的な重合および４級化手法により、コレステロール（Ｃｈｌ−ＯＨ）、Ｃｈｏｌ−ＯＰｒ−ＯＨ、またはＣｈｏｌ−ＯＴＥＧ−ＯＨのいずれかをＲＯＰのためのステロイド開始剤とし、ＭＴＣ−ＢｎＣｌまたはＭＴＣ−ＰｒＣｌのいずれかを環状カーボネート・モノマーとし、ＴＭＡまたはＴＭＰのいずれかを４級化剤として使用して製造した。
【０２９２】
表７は、コレステロール−ベースの開始剤を使用して製造されたカチオン性ホモポリマー、それらの重合度（ＤＰ）、１ＨＮＭＲにより測定したｎ′、臨界ミセル濃度（ＣＭＣ）、およびカチオン性の繰り返し単位のカチオン性側鎖の全炭素数をリストする。
【０２９３】
【表７】
2018066014.tif 000089
Ｂ．４−メチルベンジルアルコール開始剤により製造したカチオン性ポリマー
【０２９４】
実施例２８〜４１。カチオン性ポリマーを、上述した一般的な重合および４級化手法により、４−メチルベンジルアルコール（４−ＭｅＢｎＯＨ）を開始剤とし、ＭＴＣ−ＢｎＣｌまたはＭＴＣ−ＰｒＣｌのいずれかを環状カーボネート・モノマーとし、種々のアミン４級化剤を使用して製造した。
【０２９５】
表８は、４−ＭｅＢｎＯＨを使用して製造されたカチオン性ホモポリマー、それらの重合度（ＤＰ）、４級化剤、臨界ミセル濃度（ＣＭＣ）、およびカチオン性の繰り返し単位のカチオン性側鎖の全炭素数をリストする。
【０２９６】
【表８】
2018066014.tif 000090
Ｃ．側鎖にアルファ−トコフェロール部分を有するＭＴＣ−ＶｉｔＥカチオン性のランダム・コポリマー
【０２９７】
実施例４２〜５０。ランダムなカチオン性コポリマーを、ＭＴＣ−ＰｒＢｒおよびＭＴＣ−ＢｎＣｌを、カチオン性繰り返し単位の前駆体とし、ＭＴＣ−ＶｉｔＥを親油性コモノマーとし、ベンジルアルコールを開催剤とし、ＤＢＵ／チオ尿素を触媒として使用して製造した。４級化は、トリメチルアミンまたはＮ−置換イミダゾールによって行った。反応シーケンスをスキーム２に示す。
【０２９８】
【化８１】
2018066014.tif 000091
【０２９９】
実施例５０は例示的なものである。グローブボックス中で、マグネチック攪拌バーを含む２０ｍLのバイアル中に、ＭＴＣ−ＢｎＣｌ（６０８．８ｍｇ、２．０４ｍｍｏｌ、３０当量）、ＭＴＣ−ＶｉｔＥ（４０．０ｍｇ、６８マイクロモル、１．０当量）およびＴＵ（２５．２ｍｇ、６８マイクロモル、１．０当量）を、ジクロロメタン（３ｍＬ）に溶解した。この溶液に、ＢｎＯＨ（７．０マイクロリットル、６９マイクロモル、１．０当量）、続いてＤＢＵ（１０．２マイクロリットル、６８マイクロモル、１．０当量）を加え、重合を開始させた。反応混合物を室温で２０分撹拌し、過剰（〜２０ｍｇ）の安息香酸を添加してクエンチした。混合物をその後氷冷メタノール（５０ｍＬ）内で析出させ、−５℃で３０分遠心分離を行った。得られた半透明の油状物を、真空下で乾燥させ、フォーム状の白色固体を得た。中間体のＧＰＣ分析を行い、ポリマーをさらに生成をすることなく使用した。ポリマーを続いてアセトニトリルに溶解し、テフロン（登録商標）−プラグ密封可能チューブに移し、０℃に冷却した。トリメチルアミンを添加して４級化プロセスを開始した。反応混合物を密封したチューブ内で室温下、１８時間撹拌した。反応途中で、油状物質の析出が観測された。この混合物を乾燥するまで真空に排気し、フリーズ−ドライを行い、最終的に白色のぱりぱりしたフォーム状の個体を得た。最終的なポリマーを、１ＨＮＭＲで特徴づけ、最終組成および純度を決定した。
【０３００】
表９に、ＭＴＣ−ＶｉｔＥおよびＢｎＯＨ開始剤により製造したカチオン性のランダム・コポリマー、それらの重合度（ＤＰ）、４級化剤、ＣＭＣ、および核カチオン性繰り返し単位の全炭素数をリストする。
【０３０１】
【表９】
2018066014.tif 000092
【０３０２】
表１０に、ＭＴＣ−ＶｉｔＥを使用して製造したカチオン性のランダム・コポリマーの分析特性をリストする。
【０３０３】
【表１０】
2018066014.tif 000093
【０３０４】
2018066014.tif 000094
Ｃ．側鎖にエルゴカルシフェロール（ビタミンＤ２）部分を有するＭＴＣ−ＶｉｔＤ２で製造したカチオン性ポリマー
【０３０５】
実施例５２〜５４。実施例５４は、代表的なものである。マグネチック撹拌バーを含む２０ｍＬのバイアルにＭＴＣ−ＢｎＣｌ（５００．０ｍｇ、１．６７ｍｍｏｌ、３．０当量）、ＭＴＣ−ＶｉｔＤ２（３０．０ｍｇ、５６マイクロモル、１．０当量）およびＴＵ（２０．６ｍｇ、５６マイクロモル、１．０当量）を、ジクロロメタン（３ｍＬ）に溶解した。この溶液に、ＢｎＯＨ（５．８マイクロリットル、５６マイクロモル、１，０当量）、続いてＤＢＵ（８．３マイクロリットル、５６６マイクロモル、１．０当量）を加えて重合を開始させた。反応混合物を室温で２０分撹拌し、過剰（〜３０ｍｇ）の安息香酸を添加してクエンチした。混合物をその後、氷冷したメタノール（５０ｍＬ）で析出し、−５℃で３０分遠心分離した。得られた半透明の油状物を、真空中でフォーム状の白色の固体を得た。中間体ポリマーのＧＰＣ分析を行い、ポリマーを更なる生成を行うことなく使用した。ポリマーを続いて、アセトニトリル中に溶解し、テフロン（登録商標）−プラグ密封チューブに移し替え、０℃に冷却した。トリメチルアミンを添加して４級化プロセスを開始した。反応混合物を密封したチューブ内で室温下、１８時間撹拌した。反応途中で、油状物質の析出が観測された。この混合物を乾燥するまで真空に排気し、フリーズ−ドライを行い、最終的に白色のぱりぱりしたフォーム状の個体を得た。最終的なポリマーを、１ＨＮＭＲで特徴づけ、最終組成および純度を決定した。
【０３０６】
表１１に、ＭＴＣ−ＶｉｔＤ２により製造したカチオン性のランダム・コポリマー、それらの重合度（ＤＰ）、４級化剤、ＣＭＣ、および各カチオン性繰り返し単位の全炭素数をリストする。
【０３０７】
【表１１】
2018066014.tif 000095
【０３０８】
表１２は、ＭＴＣ−ＶｉｔＤ２を使用して製造したカチオン性のランダム・コポリマーの分析特性を示す。
【０３０９】
【表１２】
2018066014.tif 000096
【０３１０】
実施例５５〜６３。カチオン性ポリマーの系列をＢｎ−ＭＰＡ、ジオール開始剤を使用して製造した。実施例６０の製造は、代表的なものである。
【０３１１】
【化８２】
2018066014.tif 000097
【０３１２】
ＭＴＣＯＰｒＣｌ（５０１ｍｇ、２．１ｍｍｏｌ）、Ｂｎ−ＭＰＡ（４．７ｍｇ、０．０２ｍｍｏｌ、開始剤）、およびＴＵ（３７．２ｍｇ、０．１ｍｍｏｌ）をメチレンクロリド（１ｍＬ）に溶解し、この溶液をＤＢＵ（１５．２ｍｇ、０．１ｍｍｏｌ）を含むバイアルに移し、室温で重合を開始させた([M]0／[I]0 = 100)。２時間後、無水酢酸（７２．４ｍｇ、０．７１ｍｍｏｌ）を混合物に添加し、当該混合物を４８時間撹拌した（変換率〜９５％）。溶液をその後冷却したメタノール中で２度析出させ、析出物を遠心分離し、真空中で乾燥させた。収率：４６６ｍｇ（９３％）、ＧＰＣ（ＴＨＦ）：Ｍｎ  １２２００ｇ／ｍｏｌ、ＰＤＩ  １．１７、1H NMR (400 MHz, CDCl3):  delta 7.39-7.29 (m, 5H; Ph), 5.16 (s, 2H; PhCH2), 4.38-4.19 (br, 350H; CH2OCOO, OCH2 ポリマー), 3.64-3.55 (m, 117H; CH2Cl polymer), 2.15-2.07 (m, 114H; CH2 ポリマー), 2.06 (s, 6H; OCH3 アセチル末端), 1.27 (br, 169H; CH3 ポリマー)。初期ポリマーをバイアルに添加し、ＭｅＣＮに溶解した。バイアルを−７８℃に冷却し、ＴＭＡガスを添加した。バイアルをその後５０℃に加熱し、一晩撹拌し、反応を完結させた。反応混合物をその後ジエチルエーテル中で析出させた。ポリマーを、再度溶解し、ジエチルエーテルで析出させた。無水酢酸をアセチルクロリドで置換した。
【０３１３】
表１３は、Ｂｎ−ＭＰＡモノマーを使用して製造したカチオン性コポリマー、重合度（ＤＰ）、４級化剤、ＣＭＣおよび各カチオン性繰り返し単位の全炭素数をリストする。
【０３１４】
【表１３】
2018066014.tif 000098
ＩＶ．生物学的測定
最小発育阻止濃度（ＭＩＣ）の測定
【０３１５】
Ｓｔａｐｈｙｌｏｃｐｃｃｕｓ  ｅｐｉｄｅｒｍｉｄｉｓ（Ｓ．ｅｐｉｄｅｒｍｉｄｉｓ）（ＡＣＣ  Ｎｏ．１２２２８）、Ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓ  ａｕｒｅｕｓ（Ｓ．ａｕｒｅｕｓ）（ＡＴＣＣ  Ｎｏ．２９７３７）、Ｅｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ  ｃｏｌｉ（Ｅ．ｃｏｌｉ）（ＡＴＣＣ  Ｎｏ．２５９２２）、Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ  ａｅｒｕｇｉｎｏｓａ（Ｐ．ａｅｒｕｇｉｎｏｓａ）（ＡＴＣＣ  Ｎｏ．９０２７）、およびＣａｎｄｉｄａ  ａｌｂｉｃａｎｓ（Ｃ．ａｌｂｉｃａｎｓ、真菌）（ＡＴＣＣ  Ｎｏ．１０２３１）、メチシリン耐性Ｓｐａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓ  ａｕｒｅｕｓ（ＭＲＳＡ）（臨床的に分離され、ウェイミン・ファン、チェジャン大学、中国、により提供された）、バンコマイシン耐性Ｅｎｔｅｒｏｃｏｃｃｕｓ（ＶＲＥ）（臨床的に分離され、ウェイミン・ファン、チェジャン大学、中国、により提供された）、Ａｃｉｎｅｔｏｂａｃｔｅｒ  ｂａｕｍａｎｎｉｉ（Ａ，ｂａｕｍａｎｎｉｉ）（臨床的に分離され、ウェイミン・ファン、チェジャン大学、中国により提供された）、Ｃｒｙｐｔｏｃｏｃｃｕｓ  ｎｅｏｆｏｒｍａｎｓ（Ｃ．ｎｅｏｆｏｒｍａｎｓ）（臨床的に分離され、ウェイミン・ファン、チェジャン大学、中国、により提供された）、Ｋｌｅｂｓｉｅｌｌａ  ｐｎｅｕｍｏｎｉａｅ（Ｋ．ｐｎｅｕｍｏｎｉａｅ）（臨床的に分離され、ウェイミン・ファン、チェジャン大学、中国により提供された）を、凍結乾燥した形態から再生させた。
最近サンプルをＭｕｌｌｅｒ  Ｈｉｎｔｏｎ培地（ＭＨＢ  ＩＩ）、３７℃、３００ｒｐｍの一定振とうの下で培養した。ポリマーのＭＩＣは、すでに報告してある培地微量希釈法を使用して測定した。種々の濃度のポリマーを含む１００マイクロリットルのＭＨＢ  ＩＩまたはトリプティックソイブロス（ＴＳＢ）を９６ウェルの組織培養プレートの各ウェル内に配置した。等容量の細菌懸濁物（３×１０５ＣＦＵ／ｍｌ）、ここで、ＣＦＵは、コロニー形成ユニットであり、を、各ウェルに添加した。混合する前に、細菌サンプルをまず一晩播種して細菌を成長フェーズに入らせた。細菌溶液の濃度を、マイクロプレート・リーダ（ＴＥＣＡＮ、スイス）上で６００ｎｍの波長において約０．０７の初期光学濃度（ＯＤ）に調整した。これは、ＭｘＦａｒｋｌａｎｄ１溶液（３×１０８ＣＦＵ／ｍｌ）の濃度に相当する。この細菌溶液をさらに１０００倍に希釈して初期量、３×１０５ＣＦＵ／ｍｌを達成した。９６穴プレートをインキュベータ中、３７℃、３００ｒｐｍの一定振とう下で１８時間保持した。ＭＩＣを、裸眼およびマイクロプレート・リーダ（ＴＥＣＡＮ、スイス）で細菌成長が全く観測されない抗菌性ポリマーの濃度として決定した。細菌細胞を含有する培地のみを、ネガティブ・コントロールとして使用し、それぞれの試験を６回繰り返して行った。
【０３１６】
下記の表において、より低いＭＩＣおよびより高いＨＣ５０（またはＨＣ２０）が望ましい。太文字の実施例は、各系列において１つまたはそれ以上の細菌に対して最高の活性を示し（ＭＩＣが最低）、赤血球細胞に対する最低の毒性（高いＨＣ５０値）を示す。“カチオン性側鎖全炭素数”としてラベルを付けたカラムは、カチオン性繰り返し単位の第４窒素基または第４リン酸基が担持するカチオン性側鎖の炭素数である。
【０３１７】
表１４は、Ｓ．ｅｐｉｄｅｒｍｉｄｉｓ、Ｓ．ａｕｒｅｕｓ、Ｅ．ｃｏｌｉ、Ｐａｅｒｕｇｉｎｏｓａ、およびＣ．ａｌｂｉｃａｎｓ（真菌）に対する、コレステリル開始カチオン性ポリマー（実施例１−２７）のＭＩＣ（ｍｇ／Ｌ）値およびＨＣ５０（ｍｇ／Ｌ）値をリストする。
【０３１８】
表１５は、Ｓ．ｅｐｉｄｅｒｍｉｄｉｓおよびＳ．ａｕｒｅｕｓ、Ｅ．ｃｏｌｉ、Ｐａｅｒｕｇｉｎｏｓａ、およびＣ．ａｌｂｉｃａｎｓ（真菌）に対する、４−メチルベンジルアルコール開始カチオン性ポリマー（実施例２８−４１）のＭＩＣ（ｍｇ／Ｌ）値およびＨＣ５０（ｍｇ／Ｌ）値をリストする。
【０３１９】
表１６は、表１４の試験（実施例２８〜４１）の続きであり、試験を、メチシリン耐性Ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓ  ａｕｒｅｕｓ（ＭＲＳＡ）、バンコマイシン耐性Ｅｎｔｅｒｏｃｏｃｃｕｓ（ＶＲＥ）、Ａｃｉｎｅｔｏｂａｃｔｅｒ  ｂａｕｍａｎｎｉｉ（Ａ．ｂａｕｍａｎｎｉｉ）、Ｃｒｙｐｔｃｏｃｃｕｓ  ｎｅｏｆｏｒｍａｎｓ（Ｃ．ｎｅｏｆｏｒｍａｎｓ）、およびＫｌｅｂｓｉｅｌｌａ  ｐｎｅｕｍｏｎｉａｅ（Ｋ．ｐｎｅｕｍｏｎｉａｅ）について行ったものである。
【０３２０】
表１７は、ＭＴＣ−ＶｉｔＥコモノマー（アルファ−トコフェリル側鎖部分を有する親油性モノマー）で製造したランダムなカチオン性コポリマーについて、Ｓ．ａｕｒｅｕｓ、Ｅ．ｃｏｌｉ、Ｐａｅｒｕｇｉｎｏｓａ、およびＣ．ａｌｂｉｃａｎｓ（真菌）に対する、ＭＩＣおよびＨＣ２０を示す（実施例４２〜５１）。表１７は、また、ランダムなカチオン性コポリマーについてのＳ．ａｕｒｅｕｓおよびＥ．ｃｏｌｉに対するＭＴＣ−ＶｉｔＤ２コモノマー（ビタミンＤ２側鎖部分を有する親油性モノマー）のＭＩＣおよびＨＣ２０を示す（実施例５２〜５４）。
【０３２１】
表１８は、Ｓ．ｅｐｉｄｅｒｍｉｄｉｓ、Ｓ．ａｕｒｅｕｓ、Ｅ．ｃｏｌｉ、Ｐａｅｒｕｇｉｎｏｓａ、およびＣ．ａｌｂｉｃａｎｓ（真菌）に対する、ジオール開始カチオン性ポリマー（実施例５５−６３）のＭＩＣ（ｍｇ／Ｌ）値およびＨＣ５０（ｍｇ／Ｌ）値をリストする。
【０３２２】
【表１４】
2018066014.tif 000099
【０３２３】
2018066014.tif 000100
【０３２４】
【表１５】
2018066014.tif 000101
【０３２５】
【表１６】
2018066014.tif 000102
【０３２６】
【表１７】
2018066014.tif 000103
【０３２７】
【表１８】
2018066014.tif 000104
【０３２８】
より低いＭＩＣ（５００ｍｇ／Ｌ以下）および高いＨＣ５０またはＨＣ２０（５００ｍｇ／Ｌ以下）は、好ましい特性を示す。ＨＣ２０は、ＨＣ５０よりも赤血球細胞毒性のより鋭敏な尺度を与える。すなわち、ＨＣ２０が１０００を有する場合、ＨＣ５０の値は、より高いこともある。ＨＣ選択性（ＨＣ５０／ＭＩＣ）またはＨＣ２０／ＭＩＣ）の値が３以上であることがまた好ましい。
【０３２９】
表１４のコレステリル含有“全カチオン性”ポリマーについては、ＴＭＰ４級化剤で形成されたものは、他の特性は同程度（例えば実施例２０と、実施例２１、実施例１２と、実施例１３とを比較する）であったが、概ねＴＭＡで形成されたカチオン性ポリマーよりも活性がより高かった。また、他の特性は同様であったものの（例えば実施例８と、実施例１０、および実施例９と実施例１１とを比較する）、環状カーボネート・モノマーＭＴＣ−ＢｎＣｌで形成したカチオン性ポリマーが、ＭＴＣ−ＰｒＣｌのものに比較してより高い活性が観測された。重合度（ＤＰ）は、２０〜３０が、ＤＰが５〜１０のものよりも概ね好ましかった。Ｐ．ａｅｒｕｇｉｎｏｓａは、概ね耐性を示したが、コレステロールで開始したコレステリル末端基（実施例４〜７）ＤＰ２０〜３０を有するカチオン性ポリマーに対しては良好な応答性を示した。
【０３３０】
コレステリル含有末端基の抗菌活性に対する陽性の効果は、さらに実施例４〜６（表１４）、実施例２８および４０（表１５）および実施例４２および４３（表１７）を比較することにより立証される。実施例２８および実施例４０は、４−メチルベンジル末端基（４−ＭｅＢｎＯＨ開始剤から形成される）を有し、実施例４２および４３は、ベンジルオキシ末端基（ＢｎＯＨ開始剤から形成される）を有する。
【０３３１】
表１５は、より小さな末端基（すなわち、炭素数１５未満の）を有するカチオン性ポリマーは、概ね抗菌活性が弱いことを示しており、これが嵩高いＱ′置換基（Ｒａ基）で補うことができる。この実施形態では、Ｑ′は、窒素である。実施例３７は、例示的なものである。実施例３７は、ＭＴＣ−ＢｎＣｌ開始した４−ＭｅＢｕＯＨであって、ジメチルブチルアミン（炭素数６）およびジメチルベンジルアミン（炭素数９）の１：１モル比で４級化したホモポリマーである。実施例３７は、他の特性は同様（表１４の実施例３７と実施例２４を比較する）なものの、コレステリル含有ポリマーに匹敵するか、またはこれらよりも高い活性および高いＨＣ５０を有する。実施例３７のＨＣ５０選択性（ＨＣ５０／ＭＩＣ）はまた、Ｐ．ａｅｒｕｇｉｎｏｓａに対して＞８、Ｓ．ａｕｒｅｕｓに対して、＞１２８と優秀である。ジメチルブチルアミン／ジメチルベンジルアミン混合物は、全炭素数１５〜１８を有するカチオン性カーボネート繰り返し単位をそれぞれ生成する。実施例３７は、また、ＭＲＳＡ、ＶＲＥ、Ａ．ｂａｕｍａｎｎｉｉ、Ｃ．ｎｅｏｆｏｒｍａｎｓおよびＫ．ｐｎｅｕｍｏｎｉａｅ（表１６）に対して活性度が高い。
【０３３２】
より小さな末端基は、また親油性コモノマーを使用することによって任意に、４級化剤（例えば、炭素原子数３を超える組み合わせを有するＲａ基を有する４級アンモニウム基）で補うことができる。これは、表１７の実施例４２（ＭＴＣ−ＰｒＣＢｒ、ＤＰ３０、親油性コモノマーを有しないもの）と、実施例４５、４７および４８（ＭＴＣ−ＰｒＢｒに約３モル％〜約５モル％のＭＴＣ−ＶｉｔＥ、ＤＰ３０）の比較にもみられる。アルファ−トコフェロールの分子式は、Ｃ２９Ｈ５０Ｏ２であり、エルゴカルシフェノールの分子式は、Ｃ２８Ｈ４４Ｏである。具体的には、炭素数２０以上の生物学的活性／適合性の材料の結合形態を有する親水性コモノマーは、抗菌活性、赤血球剤棒毒性のいずれかまたは両方を制御するために微量で使用することができることを示している。
コレステリル含有ポリマーの殺細胞効果
【０３３３】
ＭＩＣ試験と同様に、種々の濃度（０、ＭＩＣ、２．０ＭＩＣ）のポリマーを含有する１００マイクロリットルのＭＨＢＩＩを９６ウェル組織培養プレートの各ウェルに充填した。等容量の細菌懸濁液（３×１０５ＣＦＵ／ｍｌ）、（ここで、ＣＦＵは、コロニー形成ユニットを言う）を各ウェルに追加した。混合前に細菌サンプルをまず一晩播種して細菌を成長フェーズに入らせた。細菌溶液の濃度を、マイクロプレート・リーダ（ＴＥＣＡＮ、スイス）上で６００ｎｍの波長において約０．０７の初期光学濃度（ＯＤ）に調整した。これは、ＭｃＦａｒｋｌａｎｄ１溶液（３×１０８ＣＦＵ／ｍｌ）の濃度に相当する。この細菌溶液をさらに１０００倍に希釈して初期量、３×１０５ＣＦＵ／ｍｌを達成した。９６穴プレートをインキュベータ中、３７℃、３００ｒｐｍの一定振とう下で１８時間保持した。それぞれのサンプルをその後、１０倍に希釈し、ｌｙｓｏｇｅｎｙ（ＬＢ）培地寒天平板培地に播種した。プレートをその後一晩培養し、コロニー形成ユニットをカウントした。水を１０％ｖ／ｖで含有する細菌を含むサンプルを、対照群とした。
【０３３４】
図１Ａおよび図１Ｂは、Ｓ．ａｕｒｅｕｓのコロニー形成ユニット／ｍＬ間の関係を、それぞれ実施例１３および実施例２３（表１４）の濃度の関数として示すグラフである。両方のケースにおいて、ＣＦＵは、カチオン性ポリマーの濃度が３１ｍｇ／Ｌでゼロとなった。
コレステリル含有ポリマーの溶血活性
【０３３５】
新鮮なウサギ赤血球細胞またはラット赤血球細胞を、リン酸緩衝生理的食塩水（ＰＢＳ）で２５×希釈し、実験で使用するための約４％ｖ／ｖの懸濁液を得た。赤血球細胞の懸濁液（３００マイクロリットル）を、それぞれ等容量（３００マイクロリットル）のＰＢＳ中のポリマー溶液を含有するチューブに添加した（最終的なポリマー濃度は、３．９〜５００ｍｇ／Ｌであった。）。チューブをその後、３７℃１時間培養し、その後、１０００×ｇで５分遠心分離した。上澄み液のアリコット（１００マイクロリットル）を９６穴プレートの各ウェルに移し、マイクロプレート・リーダ（ＴＥＣＡＮ、スイス）を使用して５７６ｎｍにおけるヘモグロビン放出を分析した。ＰＢＳ中で培養した赤血球細胞懸濁液をネガティブ対照群とした。０．１％ｖ／ｖのＴｒｉｔｏｎ  Ｘ−１００で分析した赤血球細胞の吸光度を、１００％溶血のポジティブ対照群とした。溶血％は、下記式を使用して計算した。
【０３３６】
【数１】
2018066014.tif 000105
データを、４回繰り返して平均±標準偏差として表現する。
【０３３７】
図２Ａ〜２Ｃは、実施例１０、１１、２０、２１（図２Ａ）、実施例８、９、１８、１９（図２Ｂ）、実施例１２、１３、２２、２３（図２Ｃ）のコレステリル含有カチオン性ポリマー濃度の関数とした、ウサギ赤血球細胞の％溶血を示すグラフである。低い％溶血が好ましい。ＤＰ５（図２Ａおよび図２Ｂ）を有するカチオン性ポリマーの％溶血は、３．９ｍｇ／Ｌから６２．５ｍｇ／Ｌの濃度で２５％よりも低く、開始剤残基において−ＯＰｒ−Ｏ−基−よりも−ＯＴＥＧ−Ｏ−基を有するカチオン性ポリマーで、より低い溶血が観測された。図２Ａおよび図２Ｂと、図２Ｃとを比較すると、またＤＰ５に比較してＤＰ１０を有するカチオン性ポリマーでより低い％溶血が観測された。ＤＰ１０のカチオン性ポリマーについては、約１２５ｍｇ／Ｌ（図２Ｃ）まで、約１５％よりも低い溶血が観測された。４級化剤をＴＭＡからＴＭＰに変えた実施例１２、１３、２２、２３（図２Ｃ）では、カチオン性ポリマーの溶血活性は、顕著に変化しなかった。
【０３３８】
ヒト皮膚繊維芽（ＨＤＦ）細胞を、１０％ウシ胎児血清（ＦＢＳ）、ピルビン酸ナトリウム、１００Ｕ／ｍＬのペニシリン、および１００ｍｇ／ｍＬのストレプトマイシンを補給したＤＭＥＭ成長培養液に保持し、５％ＣＯ２、９５％加湿した空気の雰囲気下、３７℃で培養した。ポリマーの細胞毒性を標準的なＭＴＴアッセイプロトコルを使用して検討した。ＨＤＦ細胞を、１．５×１０４セル／ウェルの濃度で９６ウェルプレートに播種し、一晩付着させた。ポリマーをまず高圧液体クロマトグラフィー（ＨＰＬＣ）グレードの水に溶解し、ＤｕｌｂｅｃｃｏＭｏｄｉｆｉｅｄＥａｇｌｅ（ＤＭＥＭ）培養液で系列的に希釈して、各条件について、水濃度が１０％ｖ／ｖの３．９〜５００ｍｇ／Ｌのポリマー濃度を達成した。１００マイクロリットルのポリマー溶液を各ウェル内の細胞に追加し、プレートを３７℃で１８時間培養した。次いで、１００マイクロリットルの成長培養液と、１０マイクロリットルのＭＴＴ溶液（ＰＢＳ中、５ｍｇ／ｍｌ）を各ウェルに加えて細胞を、製造者の指示に従って３７℃で４時間培養した。各ウェル内に得られたフォルマザン結晶を、１５０マイクロリットルのジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）で溶解し、成長培養液を除去して波長５５０ｎｍおよび６９０ｎｍでマイクロプレート分光光度計を使用して決定した。相対細胞生存率を、[(A550-A690)サンプル／(A550-A690)対照群] × 100%として表現した。
【０３３９】
図３Ａ〜３Ｆは、ＨＤＦ細胞の％生存率を、コレステリル含有カチオン性ポリマーの濃度の関数として示したグラフである。所与の濃度で、より高い細胞生存率の値が好ましい。この系列における種々の曲線を比較すると、細胞生存率には、ＴＭＰよりもＴＭＡを使用することが好ましいことを見て取ることができる（図３Ａの実施例１０と実施例１１、図３Ｂの実施例２０と実施例２１、図３Ｄの実施例１８と実施例１９）。より高い細胞生存％にはまた、ＣｈｏｌＯＰｒ−ＯＨよりもＣｈｏｌ−ＯＴＥＧ−ＯＨを使用することが好ましい。これは実施例１０（図３Ａ）、と実施例２０（図３Ｂ）および実施例８（図３Ｃ）と、実施例１８（図３Ｄ）とを比較することによって見て取ることができる。より高い％細胞生存率には、ＤＰ５よりもＤＰ１０が好ましい。これは、実施例１０（図３Ａ）と、実施例１２（図３Ｅ）、実施例１１（図３Ａ）と、実施例１３（図３Ｅ）を比較することによって見て取ることができる。実施例２０（図３Ｂ）および実施例１８（図３Ｄ）は、広い濃度範囲で最も高い細胞生存性を有する（それぞれ、１２５ｍｇ／Ｌおよび１５０ｍｇ／Ｌに至るまで８０％の％生存率である）。
アルファ−トコフェロールおよびエルゴカルシフェノール（ビタミンＤ２）の抗菌性および溶血性の検討
【０３４０】
ビタミンＥ部分（ＭＴＣ−ＶｉｔＥ）を含有するカチオン性ポリマーを、上記に示した溶液中で種々の系統の細菌に対して試験した。表１７は、抗菌性、選択性および溶血性の結果を示す。概略的には、アルファ−トコフェロール部分の導入は、ほとんどの細菌に対して阻止効果を増加させる。ＭＴＣ−  ＭＴＣ−Ｂｒおよびトリメチルアミン（ＴＭＡ）で４級化して製造したカチオン性コポリマーについては、ＭＩＣの値は、Ｓ．ａｕｒｅｕｓおよびＥ．ｃｏｌｉに対し、ＭＴＣ−ＶｉＥの添加によるものについては減少した（実施例４２と実施例４４〜４６との比較）。Ｓ．ａｕｒｅｕｓについての選択性は、ラットの赤血球細胞（ＴＢＣｓ）に対しては、ＭＩＣ／Ｈ２０による尺度では、実施例４５においては１６よりも大きかった（＞１００００／６３）。４級化剤をトリメチルアミンからメチルイミダゾールに変更した場合（実施例４７）またはエチルイミダゾールに変更した場合（実施例４８）、Ｅ．ｃｏｌｉに対するＭＩＣ値は、６３ｍｇ／Ｌ（実施例４２の１０００から）に減少した。実施例４８は、実施例４７と比較すれば、哺乳動物のＲＢＣｓに対して高い溶血毒性を有するが、治療濃度では、顕著な溶血を誘発するものではない。ＭＴＣ−ＶｉｔＥポリマーは、すべて、Ｃ．ａｌｂｉｃａｎｓ、特にメチルイミダゾールで４級化した実施例４７では顕著な活性を示す。
【０３４１】
ＭＴＣ／ＶｉｔＥ／ＭＴＣ−ＢｎＣｌ（実施例４９から５１）で製造したカチオン性ポリマーについては、Ｓ．ａｕｒｅｕｓおよびＥ．ｃｏｌｉに対する効果は、より増大した。実施例４９〜５１のＭＩＣは、Ｓ．ａｕｒｅｕｓに対しては３１ｍｇ／Ｌであり、対照群のポリマー（実施例４３、ＭＴＣ−ＶｉｔＥなし）は、Ｓ．ａｕｒｅｕｓに対して１２５ｍｇ／ＬのＭＩＣを有した。この実施例では、重合度（ＤＰ）の程度は、細菌の抑制について顕著な相違を与えることはなかった。しかしながら、Ｅ−ｃｏｌｉに対しては、実施例５１（ＭＴＣ−ＶｉｔＥ／ＭＴＣ−ＢｎＣｌ比が、１：３０、ＭＩＣ＝３１ｍｇ／Ｌ）実施例４９（ＭＴＣ−ＶｉｔＥ／ＭＴＣ−ＢｎＣｌ比が、１：１０、ＭＩＣ＝６３ｍｇ／Ｌ）よりも、より効果があった。
【０３４２】
真菌Ｃ．ａｌｂｉｃａｎｓに対する活性は、ＭＣＴ−ＰｒＢｒから製造したビタミンＥを含有するカチオン性ポリマー（実施例４４〜４８）については、ビタミンＥ部分を含まない対照サンプル（実施例４２）に比較して増大した。しかしながら、真菌Ｃ．ａｌｂｉｃａｎｓに対する活性は、ビタミンＥを含有するＭＴＣ−ＢｎＣｌで製造したカチオン性ポリマー（実施例４９〜５１）では、ビタミンＥ部分を有しない対照サンプル（実施例４３）に比較して減少した。これは、ビタミンＥを含有するポリマーの酵母培地に対する限られた溶解性によるものであろう。それ以外のポリマーは、Ｓ．ａｕｒｅｕｓおよびＥ．ｃｏｌｉに対して抑制剤としての可能性を有していた。ポリマーのほとんどは、また、良好な選択性を示した。ＨＣ２０／ＭＩＣ値は、Ｓ．ａｕｒｅｕｓおよびＥ．ｃｏｌｉに対して約４〜約３０であった。
【０３４３】
実施例４９〜５１（ＭＴＣ−ＢｎＣｌから製造した）ビタミンＥを含有するカチオン性ポリマーの溶血活性を図４に示す（棒グラフ）。ＲＢＣｓを使用した溶血分析は、上述したカチオン性ポリマーの溶液中の毒性を検査するために使用した。毒性は低く、すべてのポリマーは、５００ｐｐｍを超えるＨＣ５０を有していた。このため、より関連するＨＣ２０の値を表１７に示している。表１７に示されるように、ＭＴＣ−ＰｒＢｒで製造した（ＴＭＡで４級化した）カチオン性ポリマーは、ラットＲＢＣｓに対して無視できる程度の溶血毒性を示したが、ＭＴＣ−ＢｎＣｌで製造したカチオン性ポリマーは、より大きな溶血を示した。ポリマーの両方の系列において、親油性ポリマーの量が増加すると、溶血が徐々に増加する。すなわち、溶血％は、実施例４４＞実施例４５＞実施例４６（図示せず）であり、溶血％は、実施例４９＞実施例５０＞実施例５１（図４）である。この傾向は、また、イミダゾールで４級化したＭＴＣ−ＰｒＢｒから製造したポリマーについても見られる（実施例４７および４８、図示せず）。実施例４７（メチルイミダゾールで４級化した）は、そのエチル類似体である実施例４８（図示せず）に比較して毒性が低い。この観測は、親油性の割合が高くなるにつれて毒性が増加する知見と一致する。
【０３４４】
ペンダントビタミンＤ２部分を含む実施例５２〜５４の溶血活性は、図５に示す（棒グラフ）。これらのポリマーは、また非溶血性であった（ＨＣ２０の値は、１０００ｍｇ／Ｌ以上）。
ビタミンＥ機能化ポリマーの時間−殺菌
【０３４５】
Ｓ．ａｕｒｅｕｓおよびＥ．ｃｏｌｉを、抗菌特性の機序を検討するために、実施例５１（ＭＴＣ−ＶｉｔＥ／ＭＴＣ−ＢｎＣｌ、１：３０の比）で処理した。コロニーカウント・アッセイを、Ｓ．ａｕｒｅｕｓおよびＥ．ｃｏｌｉに対して実施した。図６Ａおよび図６Ｂの棒グラフにみられるように、両方の細菌系統について約１００％の殺菌効果を、ＭＩＣ濃度における１８時間の処理後に達成し、これは、殺菌機序を支持する。
【０３４６】
また、時間−殺菌実験を、機序を確認するために行った。Ｓ．ａｕｒｅｕｓおよびＥ．ｃｏｌｉをリン酸緩衝生理的食塩水（ＰＢＳ）若しくはＭＩＣまたは２．０ＭＩＣ濃度で処理した。生存するコロニーを、異なった時間ポイントで１８時間の間カウントした。図７Ａおよび図７Ｂのグラフに示すように、ＭＩＣ濃度の実施例５１で１８時間処理した後にＳ．ａｕｒｅｕｓの生存するコロニーは、僅かであった。致死的濃度（２．０ＭＩＣ）では、生存するＳ．ａｕｒｅｕｓおよびＥ．ｃｏｌｉのコロニーは、６時間後で全く観測されず、Ｅ．ｃｏｌｉについては４時間で全く観測されなかった。これらの結果は、カチオン性ポリマーが効果的に細菌の成長を抑制するのではなく、細菌を死滅させることを示す。
ジオール開始（ＢｎＭＰＡ）カチオン性ポリマーの抗菌性および溶血性の検討
【０３４７】
二親核開始剤ＢｎＭＰＡ（表１８）を使用して形成したポリマーに関し、より親油性のＭＴＣ−Ｃ８Ｃｌに基づくカチオン性ポリマー（実施例５５、５７、５８）は、概ねより抗菌活性を示したが、より大きな赤血球毒性を示示した（ＨＣ５０値が低い）。より親油性の低いＭＴＣ−ＰｒＣｌに基づくカチオン性ポリマー（実施例５６）は、より低い抗菌活性、およびより低い溶血活性（ＨＣ５０値が大きい）を有していた。ＭＴＣ−Ｃ８ＣｌとＭＴＣ−ＰｒＣｌの混合物を使用して希釈して製造したカチオン性ポリマー（実施例５９〜６１）は、ＭＴＣ−Ｃ８Ｃｌホモポリマー（実施例５７、表１８）に比較してＭＴＣ−ＰｒＣｌの７５ｍｏｌ％に至るまで同等の抗菌活性、およびより高いＨＣ５０を示した。実施例５９〜６１は、また、ＭＴＣ−Ｃ８Ｃｌホモポリマーに比較して、より低い溶血活性（図８、グラフ）、およびより低い細胞毒性（図９、グラフ）を示した。さらに、実施例５９〜６１のＭＩＣ値は、Ｓ．ＥｐｉｄｅｒｍｉｄｉｓおよびＥ．ｃｏｌｉのＣＭＣ（表１３）よりも低い。この観測は、ＣＭＣは、抗菌活性に必須ではないことを示す。電荷と、親油性とをバランスさせる本方法は、高い抗菌活性および最小の哺乳動物細胞に対する細胞毒性を有するカチオン性ポリマーを提供する。
抗菌活性の機序
【０３４８】
カチオン性ポリマーの細菌毒性の機序をさらに、共焦点顕微鏡およびフィールド・エミッション電子顕微鏡（ＦＥ−ＳＥＭ）を使用して検討した。Ｓ．ａｕｒｅｕｓおよびＥ．ｃｏｌｉを、実施例５１のカチオン性ポリマー（ＭＴＣ−ＶｉｔＥ／ＭＴＣ−ＢｎＣｌ（１：３０）、ＴＭＡで４級化）で、ＦＩＴＣ−ラベル１００Ｋデキストランの存在下で短時間処理し（０分、１０分および２０分）、その後、乾燥し、共焦点顕微鏡を使用して観測した。図１０に示す写真に示されるように、実施例５１の不存在下では、全く緑色の蛍光は、細菌細胞には観測されなかった。しかしながら、カチオン性ポリマーで１０分処理した後には、フルオレッセイン・イソチオシアネートでラベルした（ＦＩＴＣラベル）デキストラン分子のＳ．ａｕｒｅｕｓおよびＥ．ｃｏｌｉ細胞への取り込みが、明らかに観測され、これは細菌細胞膜に細孔が形成されたことを示す。ＦＩＴＣラベル化デキストランの取り込みは、２０分の培養に際し、Ｓ．ａｕｒｅｕｓおよびＥ．ｃｏｌｉの両方においてより明確となった。このことは、カチオン性ポリマーで細胞膜との相互作用が長くなった後には細胞膜がより激しく損傷を受けることを示す。細菌細胞の形態的な変化を、より長時間スケールにおいてカチオン性ポリマーにより処理した後にＦＥ−ＳＥＭによって観測した。図１１の走査電子顕微鏡写真（ＳＥＭ）画像に示されるように、致死濃度（１００ｍｇ／Ｌ）の実施例５１で２時間処理したところ、ネガティブＰＢＳ対照群と比較し、Ｓ．ａｕｒｅｕｓ（図１１、左側、ａ１およびａ２）およびＥ．ｃｏｌｉ（図１１中、ｂ１およびｂ２）に対し、顕著な細胞膜損傷を与えた。同様の現象がまた、５００ｍｇ／Ｌの実施例４７（ＭＴＣ−ＶｉｔＥ．ＭＴＣ−ＰｒＢｒ（１：３０）、メチルイミダゾールで４級化）による処理後にＣ．ａｌｂｉｃａｎｓ（図１１右側、ｃ１およびｃ２）についても観測された。これらの結果は、カチオン性ポリマーが、細菌および酵母の細胞膜と相互作用して、細孔を形成し、これが結局は細菌および酵母の細胞膜の破壊を生じさせることを示す。
ジオール開始カチオン性ポリマー（Ｂｎ−ＭＰＡ）と、モノオール開始カチオン性ポリマー（ＢｎＯＨおよび４−ＭｅＢｎＯＨ）との比較
【０３４９】
ジオール開始剤およびモノオール開始剤の効果およびＭＴＣ−ＢｎＣｌで製造したカチオン性ポリマーの末端保護を、実施例４３（モノオール開始剤ＢｎＯＨ、表１７）および実施例６２、６３（ジオール開始剤Ｂｎ−ＭＰＡ、表１８）を下記表１９として再掲載して示すことができる。実施例４２および５６は、ＭＴＣ−ＰｒＢｒおよびＭＴＣ−ＰｒＣｌからそれぞれ製造され、また表１９に再掲載されている。
【０３５０】
【表１９】
2018066014.tif 000106
【０３５１】
実施例４３と、６２とを比較すると、ジオール（Ｂｎ−ＭＰＡ）開始カチオン性ポリマー６２は、実施例４３のモノオール（ＢｎＯＨ）開始カチオン性ポリマーよりも、Ｓ．ａｕｒｅｕｓおよびＥ．ｃｏｌｉに対してより活性であり、ポリマーの他の特性は同一であった。どちらのポリマーもＰ．ａｅｒｕｇｉｎｏｓａに対しては有効ではなかった。２つのポリマーは、等しくＣ．ａｌｂｉｃａｎｓに対して有効であった。各ポリマーは、赤血球に対して非毒性であった。
【０３５２】
末端保護基だけが相違するカチオン性ポリマー（実施例６２、６３）を比較すると、実施例６３の末端保護ポリマーは、非末端保護ポリマーである実施例６２よりも、Ｓ．ａｕｒｅｕｓおよびＥ．ｃｏｌｉに対し、より活性ではなかった。どちらのポリマーもＰ．ａｅｒｕｇｉｎｏｓａに対しては有効ではなかった。両方のポリマーは、等しくＣ．ａｌｂｉｃａｎｓに対して有効であった。各ポリマーは、赤血球細胞に対して非毒性であった。
【０３５３】
ＭＴＣ−Ｐｒ／Ｂｒ（実施例４２および５６）を使用して製造したカチオン性ポリマーは、Ｓ．ａｕｒｅｕｓ、Ｅ．ｃｏｌｉ、Ｐ．ａｅｒｕｇｉｎｏｓａ、およびＳ．ａｌｂｉｃａｎｓに対して活性が弱いか、または不活性であり（各微生物に対してＭＩＣ  ５００ｍｇ／Ｌ以上）、各カチオン性ポリマーは、赤血球細胞に対して非毒性であった（ＨＣ＞１０００ｍｇ／Ｌ）。
【０３５４】
モノオールと、ジオールとで開始したカチオン性ポリマーに関する他の相違は、重合度（ＤＰ）に依存したＲＢＣ毒性依存性に関して観測された。ＭＴＣ−Ｃ８Ｃｌを使用して製造したジオール開始カチオン性ポリマーは、ＤＰの減少につれて、ＨＣ５０の値を増加させた（ＲＢＣ毒性を減少）。これは、表１８の実施例５５（ＨＣ５０  ２５０〜５００、ＤＰ１５）、実施例５７（ＨＣ５０  ２５０、ＤＰ３０）および実施例５８（ＨＣ５０  １２５〜２５０、ＤＰ６０）を比較することによって見て取ることができる。これらのジオール開始ポリマーの抗菌活性は、ＤＰが５〜３０に増加するにつれて、概ねＨＣ５０の値を増加させることが示された（ＲＢＣ毒性を低下させる）。これは、表１４の実施例１０、１２、１４、表１４の実施例２０、２２、２４、２６を比較することによっても見て取れる。これらの結果は、開始剤フラグメントの一およびタイプが、カチオン性ポリマーの抗菌活性、選択性のいずれかまたは両方の特性に影響することを示す。このことは、モノオール開始およびジオール開始のカチオン性ポリマーが同一の数およびタイプのカチオン性繰り返し単位を共有しても、有用で異なりかつ、価値ある抗菌特性を有することを可能とする。
【０３５５】
本明細書で使用する用語は、特定の実施形態を説明するためのみに使用され、本発明を限定することを意図するものではない。本明細書で使用される単数形態“ａ”、“ａｎ”、および“ｔｈｅ”は、文脈が明らかに他を示さない限り、同様に複数形態を含むことを意図する。さらに本明細書における用語“含む”または“含んでいる”、またはそれら両方は、記述された特徴、整数、ステップ、操作、要素、またはコンポーネント、またはこれらの如何なる組み合わせの存在を規定するものであって１つ以上の他の特徴、整数、ステップ、操作、要素、コンポーネントまたはそれらのグループやこれらの如何なる組み合わせを排除するものではない。可能な値の範囲を表現するために２つの数値限定ＸおよびＹ（例えば、濃度ＸｐｐｍからＹｐｐｍ）を使用する場合、他のことが記述されない限り、値は、Ｘ，Ｙ、またはＸとＹの間の如何なる数とすることができる。
【０３５６】
本発明の記述は、例示および説明の目的のために提示されたのであって、本発明を開示された形態に終止させるものであるとか、本発明を制限するものとかを意図するものではない。実施形態は、本発明の原理、実際的な適用を、当業者が本発明を理解することを可能とするため最適に説明するべく選択され、記述されたものである。
【図１Ａ】
2018066014.tif 000118
【図１Ｂ】
2018066014.tif 000119
【図２Ａ】
2018066014.tif 000120
【図２Ｂ】
2018066014.tif 000121
【図２Ｃ】
2018066014.tif 000122
【図３Ａ】
2018066014.tif 000123
【図３Ｂ】
2018066014.tif 000124
【図３Ｃ】
2018066014.tif 000125
【図３Ｄ】
2018066014.tif 000126
【図３Ｅ】
2018066014.tif 000127
【図３Ｆ】
2018066014.tif 000128
【図４】
2018066014.tif 000129
【図５】
2018066014.tif 000130
【図６Ａ】
2018066014.tif 000131
【図６Ｂ】
2018066014.tif 000132
【図７Ａ】
2018066014.tif 000133
【図７Ｂ】
2018066014.tif 000134
【図８】
2018066014.tif 000135
【図９】
2018066014.tif 000136
【図１０】
2018066014.tif 000137
【図１１】
2018066014.tif 000138
【手続補正書】
【提出日】平成29年12月4日(2017.12.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
環状カーボネート・モノマーの有機触媒開環重合（ＲＯＰ）によりポリカーボネートを製造する工程であって、前記ＲＯＰが、ステロイド、ビタミン類、前記ステロイド、ビタミン類の共有結合形態を有する化合物およびこれらの組み合わせからなる群から選択される二親核性化合物によって開始される工程と、
任意的に前記ポリカーボネートを末端保護する工程と、
前記ポリカーボネートを４級化剤で処理して抗菌性のカチオン性ポリマーを製造する工程と
を含み、
前記環状カーボネート・モノマーが下記式（１５）の構造を有する、方法。
【化１】
2018066014.tif 000139
（上記式中、
環の原子を数字１〜６で示し、
ｔが、０〜２の値を有する正の整数であり、
ｔ′が、０〜２の値を有する正の整数であり、
ｔおよびｔ′が両方ゼロにはならず、
Ｌａが、炭素数３以上の２価結合基であり、
Ｅ′が、反応により、Ｌａに結合するカチオン性部分Ｑ′（Ｒａ）ｕ′を生成する基であって、Ｑ′が、４価の正に帯電した窒素またはリンであり、ｕ′が、１〜３の値を有し、かつそれぞれのＲａが、１〜３価を有する独立したラジカルであり、それぞれのＲａが、炭素数１以上を有しており、
それぞれのＲ′が、独立した水素およびメチルからなる群から選択される１価ラジカルであり、
Ｒ″が、水素、メチルおよびエチルからなる群から選択される１価ラジカルである。）
【請求項２】
製造される前記抗菌性のカチオン性ポリマーは、本質的にカチオン性のカーボネート繰り返し単位からなる、重合度５〜４５を有するポリマー鎖を含み、カチオン性のカーボネート繰り返し単位の２５％〜１００％が、カチオン性部分Ｑ′（Ｒａ）ｕ′のＱ′が、該Ｑ′と前記ポリマー鎖の主鎖部分との間において連続して結合した６以上の原子中心を有する最短経路によって前記主鎖部分から離間する、炭素数１０〜２５のカチオン性側鎖を有する第１カチオン性カーボネート繰り返し単位であり、前記カチオン性のカーボネート繰り返し単位の０〜７５％が、炭素数６〜９のカチオン性側鎖を有する第２カチオン性カーボネート繰り返し単位である、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記４級化剤が、第４アミン、第４ホスフィン、およびこれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記開始剤が、下記化合物である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
【化２】
2018066014.tif 000140