(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
式(1)で示される、環状ベンジリデンアセタールリンカーを有する親水性ポリマー誘導体。
【化７７】
0006631827.tif 000078
(式中、R1およびR6はそれぞれ独立して水素原子または炭化水素基であり；
R2、R3、R4およびR5はそれぞれ独立して電子吸引性もしくは電子供与性の置換基、または水素原子であり；
X1は活性エステル基、活性カーボネート基、アルデヒド基、イソシアネート基、イソチオシアネート基、エポキシ基、マレイミド基、ビニルスルホン基、アクリル基、スルホニルオキシ基、カルボキシ基、チオール基、ジチオピリジル基、α-ハロアセチル基、アルキニル基、アリル基、ビニル基、アミノ基、オキシアミノ基、ヒドラジド基およびアジド基よりなる群から選択され；
Pは親水性ポリマーであり；
ｓ＝1かつt＝0であり；
wは1〜8の整数であり；
Z1は、下記式（ｒ１）、式（ｒ３）、式（ｒ５）または式（ｒ７）の構造（式（ｒ１）、式（ｒ３）および式（ｒ５）においては前記親水性ポリマーＰがメチレン基に結合し、式（ｒ７）においては前記親水性ポリマーＰが酸素原子に結合する）を有するスペーサーであり；
Z2は、エーテル結合、エステル結合、カーボネート結合、ウレタン結合、アミド結合、2級アミノ基もしくはこれらを含むアルキレン基、単結合またはアルキレン基であって、複数の同一構造単位が結合している場合における前記構造単位の数は2以下であり、；
R2およびR5は水素原子であり、R3、R4およびP-Z1における置換基定数(σ)の合計(Σσ)が−0.30≦Σσ≦1.05であるか、あるいは、
R2とR5との少なくとも一方が前記置換基であり、R3、R4およびP-Z1における置換基定数(σ)の合計(Σσ)が−1.71≦Σσ≦0.88である。）
【化８６】
0006631827.tif 000079
【請求項２】
式(1)で示される、環状ベンジリデンアセタールリンカーを有する親水性ポリマー誘導体。
【化７７】
0006631827.tif 000080
0006631827.tif 000081
(式中、R1およびR6はそれぞれ独立して水素原子または炭化水素基であり；
R2、R3、R4およびR5はそれぞれ独立して電子吸引性もしくは電子供与性の置換基、または水素原子であり、前記置換基が炭素数2〜5のアシル基、炭素数2〜5のアルコキシカルボニル基、炭素数2〜5のカルバモイル基、炭素数2〜5のアシルオキシ基、炭素数2〜5のアシルアミノ基、炭素数2〜5のアルコキシカルボニルアミノ基、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、炭素数1〜4のアルキルスルファニル基、炭素数1〜4のアルキルスルホニル基、炭素数6〜10のアリールスルホニル基、ニトロ基、トリフルオロメチル基、シアノ基、炭素数1〜4のアルキル基、炭素数1〜4のアルコキシ基、炭素数6〜10のアリール基および炭素数6〜10のアリールオキシ基から選択され；
X1は活性エステル基、活性カーボネート基、アルデヒド基、イソシアネート基、イソチオシアネート基、エポキシ基、マレイミド基、ビニルスルホン基、アクリル基、スルホニルオキシ基、カルボキシ基、チオール基、ジチオピリジル基、α-ハロアセチル基、アルキニル基、アリル基、ビニル基、アミノ基、オキシアミノ基、ヒドラジド基およびアジド基よりなる群から選択され；
Pは親水性ポリマーであり；
s＝1かつt＝1、またはs＝2かつt＝0であり；
wは1〜8の整数であり；
Z1は、下記式（ｒ１）、式（ｒ３）、式（ｒ５）または式（ｒ７）の構造（式（ｒ１）、式（ｒ３）および式（ｒ５）においては前記親水性ポリマーＰがメチレン基に結合し、式（ｒ７）においては前記親水性ポリマーＰが酸素原子に結合する）を有するスペーサーであり；
Z2は、エーテル結合、エステル結合、カーボネート結合、ウレタン結合、アミド結合、2級アミノ基もしくはこれらを含むアルキレン基、単結合またはアルキレン基であって、複数の同一構造単位が結合している場合における前記構造単位の数は2以下であり、；
R2およびR5は水素原子であり、R3、R4およびP-Z1における置換基定数(σ)の合計(Σσ)が−0.19≦Σσ≦0.57であるか、あるいは、
R2とR5との少なくとも一方が前記置換基であり、R3、R4およびP-Z1における置換基定数(σ)の合計(Σσ)が−0.98≦Σσ≦0.48である。）
【化８６】
0006631827.tif 000082
【請求項３】
X1が、式(a)、式(b)、式(c)、式(d)、式(e)、式(f)、式(g)、式(h)、式(i)、式(j)、式(k)、式(l)、式(m)および式(n)からなる群から選択される、請求項1または２記載の親水性ポリマー誘導体。
【化７８】
0006631827.tif 000083
(式中、R7は水素原子またはスルホ基であり；
R8およびR11はそれぞれ独立して水素原子または炭素数1〜5の炭化水素基であり；
R9は、ハロゲン原子を含んでいてもよい炭素数1〜10の炭化水素基であり；および
R10は塩素原子、臭素原子およびヨウ素原子から選択されるハロゲン原子である。)
【請求項４】
Pが、末端に炭化水素基または化学反応可能な官能基を有する直鎖型のポリエチレングリコールであり、前記化学反応可能な官能基が、活性エステル基、活性カーボネート基、アルデヒド基、イソシアネート基、イソチオシアネート基、エポキシ基、マレイミド基、ビニルスルホン基、アクリル基、スルホニルオキシ基、カルボキシ基、チオール基、ジチオピリジル基、α-ハロアセチル基、アルキニル基、アリル基、ビニル基、アミノ基、オキシアミノ基、ヒドラジド基およびアジド基よりなる群から選択される、請求項1〜３のいずれか一つの請求項に記載の親水性ポリマー誘導体。
【請求項５】
wが1であり、Pが式(2)で示されることを特徴とする、請求項４に記載の親水性ポリマー誘導体。
【化７９】
0006631827.tif 000084
(式中、Yは炭素数1〜24の炭化水素基であり；
nは3〜2000の整数である。)
【請求項６】
wが1であり、Pが式(3)で示されることを特徴とする、請求項４に記載の親水性ポリマー誘導体。
【化８０】
0006631827.tif 000085
(式中、X2はX1と異なる化学反応可能な官能基であり、X2が活性エステル基、活性カーボネート基、アルデヒド基、イソシアネート基、イソチオシアネート基、エポキシ基、マレイミド基、ビニルスルホン基、アクリル基、スルホニルオキシ基、カルボキシ基、チオール基、ジチオピリジル基、α-ハロアセチル基、アルキニル基、アリル基、ビニル基、アミノ基、オキシアミノ基、ヒドラジド基およびアジド基よりなる群から選択される；
Z3は、エーテル結合、エステル結合、カーボネート結合、ウレタン結合、アミド結合、2級アミノ基もしくはこれらを含むアルキレン基、単結合またはアルキレン基であって、複数の同一構造単位が結合している場合における前記構造単位の数は2以下であり；および
nは3〜2000の整数である。)
【請求項７】
Pが、末端に炭化水素基またはX1と異なる化学反応可能な官能基を有する分岐型のポリエチレングリコールであり、前記化学反応可能な官能基が、活性エステル基、活性カーボネート基、アルデヒド基、イソシアネート基、イソチオシアネート基、エポキシ基、マレイミド基、ビニルスルホン基、アクリル基、スルホニルオキシ基、カルボキシ基、チオール基、ジチオピリジル基、α-ハロアセチル基、アルキニル基、アリル基、ビニル基、アミノ基、オキシアミノ基、ヒドラジド基およびアジド基よりなる群から選択される、請求項1〜３のいずれか一つの請求項に記載の親水性ポリマー誘導体。
【請求項８】
wが1であり、Pが式(4)で示されることを特徴とする、請求項７に記載の親水性ポリマー誘導体。
【化８１】
0006631827.tif 000086
(式中、Yは炭素数1〜24の炭化水素基であり；
nは3〜1000の整数であり；および
vは0または2である。)
【請求項９】
wが1であり、Pが式(5)で示されることを特徴とする、請求項７に記載の親水性ポリマー誘導体。
【化８２】
0006631827.tif 000087
(式中、X2はX1と異なる化学反応可能な官能基であり、活性エステル基、活性カーボネート基、アルデヒド基、イソシアネート基、イソチオシアネート基、エポキシ基、マレイミド基、ビニルスルホン基、アクリル基、スルホニルオキシ基、カルボキシ基、チオール基、ジチオピリジル基、α-ハロアセチル基、アルキニル基、アリル基、ビニル基、アミノ基、オキシアミノ基、ヒドラジド基およびアジド基よりなる群から選択され；
Z3は、エーテル結合、エステル結合、カーボネート結合、ウレタン結合、アミド結合、2級アミノ基もしくはこれらを含むアルキレン基、単結合またはアルキレン基であって、複数の同一構造単位が結合している場合における前記構造単位の数は2以下であり；
nは3〜1000の整数であり；および
vは0または2である。)
【請求項１０】
wがv＋2であり、Pが式(6)で示されることを特徴とする、請求項７に記載の親水性ポリマー誘導体。
【化８３】
0006631827.tif 000088
(式中、X2はX1と異なる化学反応可能な官能基であり、活性エステル基、活性カーボネート基、アルデヒド基、イソシアネート基、イソチオシアネート基、エポキシ基、マレイミド基、ビニルスルホン基、アクリル基、スルホニルオキシ基、カルボキシ基、チオール基、ジチオピリジル基、α-ハロアセチル基、アルキニル基、アリル基、ビニル基、アミノ基、オキシアミノ基、ヒドラジド基およびアジド基よりなる群から選択され；
Z3は、エーテル結合、エステル結合、カーボネート結合、ウレタン結合、アミド結合、2級アミノ基もしくはこれらを含むアルキレン基、単結合またはアルキレン基であって、複数の同一構造単位が結合している場合における前記構造単位の数は2以下であり； 
nは3〜1000の整数であり；および
vは0または2である。)
【請求項１１】
X2が、式(a)、式(b)、式(c)、式(d)、式(e)、式(f)、式(g)、式(h)、式(i)、式(j)、式(k)、式(l)、式(m)および式(n)からなる群から選択される、請求項６、９または１０に記載の親水性ポリマー誘導体。
【化８４】
0006631827.tif 000089
0006631827.tif 000090
(式中、R7は水素原子またはスルホ基であり；
R8およびR11はそれぞれ独立して水素原子または炭素数1〜5の炭化水素基であり；
R9は、ハロゲン原子を含んでいてもよい炭素数1〜10の炭化水素基であり；および
R10は塩素原子、臭素原子およびヨウ素原子から選択されるハロゲン原子である。)
【請求項１２】
Pが末端数2〜8のポリエチレングリコールであり、Pを構成するポリエチレングリコールの全ての末端がそれぞれZ1に対して結合しており、wが前記ポリエチレングリコールの末端数に等しい、請求項1〜３のいずれか一つの請求項に記載の親水性ポリマー誘導体。
【請求項１３】
Pが、式(r)、式(s)、式(t)、式(u)および式(v)からなる群から選択される、請求項１２に記載の親水性ポリマー誘導体。
【化８５】
0006631827.tif 000091
(式中、nは3〜2000の整数である。
ここで、Pが式(r)で表される場合にはwが2であり、Pが式(s)で表される場合にはwが3であり、Pが式(t)で表される場合にはwが4であり、Pが式(u)で表される場合にはwが4であり、Pが式(v)で表される場合にはwが8である。)
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、酸加水分解可能なアセタールリンカーを有し、生理活性タンパク質、ペプチド、抗体、核酸および低分子薬物などの生体機能性分子、並びにリポソームやポリマーミセルなどの薬物キャリアの化学修飾に用いられる親水性ポリマー誘導体に関する。
【背景技術】
【０００２】
ドラッグデリバリーシステムにおいて、抗原性の低い親水性ポリマーによる生体機能性分子や薬物キャリアの化学修飾は、これら薬物等の水溶解性およびバイオアベイラビリティーを増大させ、血中循環時間を延長させる有効な手法である。その一方で、親水性ポリマーが結合した薬物等がターゲットとする組織や部位に輸送された後、当該親水性ポリマーによる水和層の形成が細胞膜との相互作用を低下させ、細胞への取り込みやエンドソーム脱出といった体内・細胞内動態を阻害することが知られている。このような問題に対して、親水性ポリマー鎖を好適なタイミングで薬物等から脱離させることによって克服しようとするアプローチが行なわれている。その戦略の多くは還元的環境、特異的酵素の有無といった、生体内の各部分における環境変化を親水性ポリマー鎖脱離の引き金として利用するものであり、その中の1つがpHの変化を利用する手法である。
【０００３】
生体内の腫瘍組織周辺は正常組織と比較して酸性環境であることが知られており、また、薬物等がエンドサイトーシス経路により細胞内へ導入された後のエンドソーム内部のpHも次第に低下する。そこで、これらの酸性環境下において親水性ポリマーを選択的に脱離させることを目的として、構造中に酸加水分解性のアセタールリンカーを導入した親水性ポリマー誘導体の合成例が多数報告されている。しかし、アセタールリンカーの加水分解性を制御できている例は無く、また、アセタールリンカーの導入方法に課題があるものも少なくない。
【０００４】
例えば、特許文献1では種々のアルデヒドまたはケトンから誘導されたアセタール基を介して、低抗原性の親水性ポリマーであるポリエチレングリコールが2本結合した分岐型ポリエチレングリコール誘導体、およびその合成法が開示されているが、加水分解性の評価データは記載されていない。また、ここに記載の合成法は、種々のアルデヒドまたはケトンに対して過剰量のポリエチレングリコールを反応させてアセタールリンカーを有するポリエチレングリコール誘導体を得るものであり、反応後に未反応のポリエチレングリコールが多く残留する。この混合物を原料としてポリマー末端の活性化を行った場合、未反応のポリエチレングリコールの末端も活性化された不純物が副生してしまうことになる。このような不純物を含む活性化ポリエチレングリコールを薬物の修飾に用いると、結果としてアセタールリンカーを含まないポリエチレングリコールが修飾された薬物が生成し、薬物の体内動態や物理的性質などに大きな影響を与える。したがって、ポリエチレングリコール不純物を薬物との反応前に除去する必要があるが、工業的スケールで生産する場合、ポリマー不純物の分離除去は技術面およびコスト面で大きな弊害となる可能性がある。
【０００５】
アセタール化合物を得る別の方法としては、アルコール類とビニルエーテル類を酸性条件下で反応させる方法がある。例えば非特許文献1では、種々の官能基を有するビニルエーテル類とポリエチレングリコールを反応させることで、種々の官能基がエチリデンアセタールリンカーを介して結合したポリエチレングリコール誘導体を合成している。ただし、本文献においても加水分解性の評価データについては示されていない。
【０００６】
非特許文献1に記載の合成法は、低分子化合物であるビニルエーテル類をポリエチレングリコールに対して過剰量使用するため、未反応のポリエチレングリコールが多く残留することはない。しかしながら、当該合成法で導入されるアセタール基はエチリデンアセタール構造を含むため、導入可能なアセタール基の種類が限定される。ベンジリデンアセタール基を導入する場合には必然的にケタール構造となり、ケタール構造は酸に対して敏感であることから、当該合成法ではケタール交換反応により2本のポリエチレングリコールがケタール基を介して結合した二量体不純物が多く副生することとなる。このことから、非特許文献1に記載の合成法は、ベンジリデンアセタールリンカーを有するポリエチレングリコール誘導体の合成には適用が難しい。
【０００７】
一方、非特許文献2では、低分子モデル薬物の水酸基を利用して形成させたアセタール基を有するユニットを合成し、これを別途合成した活性化ポリエチレングリコール誘導体と縮合させることで、低分子モデル薬物が脂肪族またはベンジリデンアセタールリンカーを介して結合した数種類のポリエチレングリコール誘導体を合成している。ここでは、アセタール基周辺の構造の違いが加水分解速度、即ちポリエチレングリコール鎖の脱離速度に影響を与えることを示しているものの、アセタール基周辺の構造との相関が明らかにされておらず、加水分解性を制御できているとは言えない。また、低分子モデル薬物の水酸基を利用してアセタール基を形成させる方法であるため、タンパク質や薬物キャリアなど低分子薬物以外の化学修飾に用いることは難しい。
【０００８】
このように、生体内の酸性環境下で親水性ポリマー鎖を脱離させることを目的として、構造中にアセタールリンカーを導入した親水性ポリマー誘導体の例は多数あるものの、任意のpHにおいてアセタールリンカーの加水分解速度、即ち親水性ポリマー鎖の脱離速度が的確に制御された親水性ポリマー誘導体に関しては、今までその例は無い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】国際公開第2005/108463号パンフレット
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】第57回高分子学会年次大会,高分子学会予稿集, 57, 1897(2008年5月)
【非特許文献２】Bioconjugate Chem. 2004, 15, 1254-1263
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
生体内の各部分におけるpHの偏りは非常に小さく、例えば腫瘍組織周辺は正常組織のpH 7.4と比較して酸性環境であるものの、pHはおよそ6.0の弱酸性である。また、エンドソーム内部もpHは5.5〜6.0の弱酸性であり、エンドソーム内部は次第に酸性化してリソソームのpH 4.5〜5.0に近づくが、最終的にリソソームと融合するため、エンドソーム内に取り込まれた薬物等がリソソーム酵素による分解を回避するためには、pH 5.5付近でのエンドソーム脱出が求められる。このように、腫瘍組織周辺またはエンドソーム内部などの生体内の各部分における僅かなpHの差を利用して親水性ポリマー鎖を脱離させ、薬物等の部位選択的な細胞内取り込みやエンドソーム脱出といった体内・細胞内動態を調節しようとする場合、生体内の弱酸性環境のpHにおけるアセタールリンカーの加水分解速度を的確に制御する必要がある。
【００１２】
本発明の課題は、生体内の弱酸性環境のpHにおける加水分解速度を的確に制御可能であり、かつ加水分解時に親水性ポリマー鎖および結合させた薬物等以外の低分子、更に詳しくは低分子アルデヒドを遊離しないアセタールリンカーを有する親水性ポリマー誘導体を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明者は、上記の課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、生体内の弱酸性環境のpHにおける加水分解速度を的確に制御可能であり、かつ加水分解時に親水性ポリマー鎖および結合させた薬物等以外の低分子、更に詳しくは芳香族低分子アルデヒドを遊離しない環状ベンジリデンアセタールリンカーを有する親水性ポリマー誘導体を開発した。
【００１４】
本発明の特徴は、化学反応可能な官能基と親水性ポリマーが、置換基を有する環状ベンジリデンアセタールリンカーを介して結合していることにある。環状ベンジリデンアセタールリンカーのベンゼン環上における置換基の種類および位置を適切に選択することで、アセタールリンカーの加水分解速度に影響を与えるアセタール基周辺の電子密度および立体障害の度合いを調節できる。この特長により、アセタールリンカーに所望の加水分解速度を付与することができ、当該親水性ポリマー誘導体を結合させた薬物等から、任意の速度で親水性ポリマー鎖を脱離させることが可能となる。
【００１５】
本発明の更に特徴とするところは、親水性ポリマーと環状ベンジリデンアセタールリンカーのベンゼン環が、生体内で安定な結合を介して結合していることにある。この特長により、加水分解時に親水性ポリマー鎖および結合させた薬物等以外の低分子、更に詳しくは芳香族低分子アルデヒドの遊離を回避できるという利点を有する。
【００１６】
本発明の親水性ポリマー誘導体は、置換基を有する環状ベンジリデンアセタール基が導入されたリンカー化合物と親水性ポリマー中間体をカップリング反応させることにより合成できる。したがって、特許文献1のようにアセタール基形成のために過剰量の親水性ポリマーを使用する必要が無く、未反応の親水性ポリマー不純物の除去を必要としないため、工業的スケールでの生産が容易である。また、導入できるアセタール基の種類に制限は無く、非特許文献1の合成法で導入できないベンジリデンアセタール基も導入可能である。更に、非特許文献2と異なり、本発明の親水性ポリマー誘導体はアセタールリンカーの末端に種々の官能基を導入できるため、様々な生体機能性分子および薬物キャリアと共有結合を形成させることが可能である。
【００１７】
即ち、本発明は以下のものである。
[1]  式(1)で示される、環状ベンジリデンアセタールリンカーを有する親水性ポリマー誘導体。
【化１】
0006631827.tif 000002
(式中、R1およびR6はそれぞれ独立して水素原子または炭化水素基であり；
R2、R3、R4およびR5はそれぞれ独立して電子吸引性もしくは電子供与性の置換基、または水素原子であり；
X1は化学反応可能な官能基であり；
Pは親水性ポリマーであり；
s＝1または2、t＝0または1、かつs＋t＝1または2であり；
wは1〜8の整数であり；および
Z1およびZ2はそれぞれ独立して選択された2価のスペーサーである。)
【００１８】
[2]  s＝1かつt＝0であり、R2およびR5は水素原子であり、R3、R4およびP-Z1における置換基定数(σ)の合計(Σσ)が
−0.30≦Σσ≦1.05である、[1]の親水性ポリマー誘導体。
【００１９】
[3]  s＝1かつt＝0であり、R2とR5との少なくとも一方が前記置換基であり、R3、R4およびP-Z1における置換基定数(σ)の合計(Σσ)が
−1.71≦Σσ≦0.88である、[1]の親水性ポリマー誘導体。
【００２０】
[4]  s＝1かつt＝1、またはs＝2かつt＝0であり、R2およびR5は水素原子であり、R3、R4およびP-Z1における置換基定数(σ)の合計(Σσ)が−0.19≦Σσ≦0.57である、[1]の親水性ポリマー誘導体。
【００２１】
[5]  s＝1かつt＝1、またはs＝2かつt＝0であり、R2とR5との少なくとも一方が前記置換基であり、R3、R4およびP-Z1における置換基定数(σ)の合計(Σσ)が−0.98≦Σσ≦0.48である、[1]の親水性ポリマー誘導体。
【００２２】
[6]  X1が活性エステル基、活性カーボネート基、アルデヒド基、イソシアネート基、イソチオシアネート基、エポキシ基、マレイミド基、ビニルスルホン基、アクリル基、スルホニルオキシ基、カルボキシ基、チオール基、ジチオピリジル基、α-ハロアセチル基、アルキニル基、アリル基、ビニル基、アミノ基、オキシアミノ基、ヒドラジド基およびアジド基よりなる群から選択される、[1]〜[5]のいずれかの親水性ポリマー誘導体。
【００２３】
[7]  X1が、式(a)、式(b)、式(c)、式(d)、式(e)、式(f)、式(g)、式(h)、式(i)、式(j)、式(k)、式(l)、式(m)および式(n)からなる群から選択される、[1]〜[6]のいずれかの親水性ポリマー誘導体。
【化２】
0006631827.tif 000003
(式中、R7は水素原子またはスルホ基であり；
R8およびR11はそれぞれ独立して水素原子または炭素数1〜5の炭化水素基であり；
R9は、ハロゲン原子を含んでいてもよい炭素数1〜10の炭化水素基であり；および
R10は塩素原子、臭素原子およびヨウ素原子から選択されるハロゲン原子である。)
【００２４】
[8]  Z1およびZ2がそれぞれ独立してエーテル結合、エステル結合、カーボネート結合、ウレタン結合、アミド結合、2級アミノ基もしくはこれらを含むアルキレン基、単結合またはアルキレン基であり、Z1とZ2との少なくとも一方がエーテル結合、エステル結合、カーボネート結合、ウレタン結合、アミド結合、2級アミノ基もしくはこれらを含むアルキレン基であって、複数の同一構造単位が結合している場合における前記構造単位の数は2以下である、[1]〜[7]のいずれかの親水性ポリマー誘導体。
【００２５】
[9]  Pが、末端に炭化水素基または化学反応可能な官能基を有する直鎖型のポリエチレングリコールである、[1]〜[8]のいずれかの親水性ポリマー誘導体。
【００２６】
[10]  wが1であり、Pが式(2)で示されることを特徴とする、[9]の親水性ポリマー誘導体。
【化３】
0006631827.tif 000004
(式中、Yは炭素数1〜24の炭化水素基であり；
nは3〜2000の整数である。)
【００２７】
[11]   wが1であり、Pが式(3)で示されることを特徴とする、[9]の親水性ポリマー誘導体。
【化４】
0006631827.tif 000005
(式中、X2はX1と異なる化学反応可能な官能基であり；
Z3は2価のスペーサーであり；および
nは3〜2000の整数である。)
【００２８】
[12]  Pが、末端に炭化水素基またはX1と異なる化学反応可能な官能基を有する分岐型のポリエチレングリコールである、[1]〜[8]のいずれかの親水性ポリマー誘導体。
【００２９】
[13]   wが1であり、Pが式(4)で示されることを特徴とする、[12]の親水性ポリマー誘導体。
【化５】
0006631827.tif 000006
(式中、Yは炭素数1〜24の炭化水素基であり；
nは3〜1000の整数であり；および
vは0または2である。)
【００３０】
[14]  wが1であり、Pが式(5)で示されることを特徴とする、[12]の親水性ポリマー誘導体。
【化６】
0006631827.tif 000007
(式中、X2はX1と異なる化学反応可能な官能基であり；
Z3は2価のスペーサーであり；
nは3〜1000の整数であり；および
vは0または2である。)
【００３１】
[15]  wがv＋2であり、Pが式(6)で示されることを特徴とする、[12]の親水性ポリマー誘導体。
【化７】
0006631827.tif 000008
(式中、X2はX1と異なる化学反応可能な官能基であり；
Z3は2価のスペーサーであり； 
nは3〜1000の整数であり；および
vは0または2である。)
【００３２】
[16]  X2が活性エステル基、活性カーボネート基、アルデヒド基、イソシアネート基、イソチオシアネート基、エポキシ基、マレイミド基、ビニルスルホン基、アクリル基、スルホニルオキシ基、カルボキシ基、チオール基、ジチオピリジル基、α-ハロアセチル基、アルキニル基、アリル基、ビニル基、アミノ基、オキシアミノ基、ヒドラジド基およびアジド基よりなる群から選択される、[11]、[14]または[15]のいずれかの親水性ポリマー誘導体。
【００３３】
[17]  X2が、式(a)、式(b)、式(c)、式(d)、式(e)、式(f)、式(g)、式(h)、式(i)、式(j)、式(k)、式(l)、式(m)および式(n)からなる群から選択される、[11]、[14]または[15]のいずれかの親水性ポリマー誘導体。
【化８】
0006631827.tif 000009
(式中、R7は水素原子またはスルホ基であり；
R8およびR11はそれぞれ独立して水素原子または炭素数1〜5の炭化水素基であり；
R9は、ハロゲン原子を含んでいてもよい炭素数1〜10の炭化水素基であり；および
R10は塩素原子、臭素原子およびヨウ素原子から選択されるハロゲン原子である。)
【００３４】
[18]  Z3がエーテル結合、エステル結合、カーボネート結合、ウレタン結合、アミド結合、2級アミノ基もしくはこれらを含むアルキレン基、単結合またはアルキレン基であり、Z3がエーテル結合、エステル結合、カーボネート結合、ウレタン結合、アミド結合、2級アミノ基もしくはこれらを含むアルキレン基であって、複数の同一構造単位が結合している場合における前記構造単位の数は2以下である、[11]、[14]または[15]のいずれかの親水性ポリマー誘導体。
【００３５】
[19]  Pが末端数2〜8のポリエチレングリコールであり、Pを構成するポリエチレングリコールの全ての末端がそれぞれZ1に対して結合しており、wが前記ポリエチレングリコールの末端数に等しい、[1]〜[8]のいずれかの親水性ポリマー誘導体。
【００３６】
[20]  Pが、式(r)、式(s)、式(t)、式(u)および式(v)からなる群から選択される、[19]の親水性ポリマー誘導体。
【化９】
0006631827.tif 000010
(式中、nは3〜2000の整数である。
ここで、Pが式(r)で表される場合にはwが2であり、Pが式(s)で表される場合にはwが3であり、Pが式(t)で表される場合にはwが4であり、Pが式(u)で表される場合にはwが4であり、Pが式(v)で表される場合にはwが8である。)
【００３７】
[21]  式(55)で示される、環状ベンジリデンアセタールリンカー化合物。
【００３８】
【化１０】
0006631827.tif 000011
(式中、R1およびR6はそれぞれ独立して水素原子または炭化水素基であり；
R2、R3、R4およびR5はそれぞれ独立して電子吸引性もしくは電子供与性の置換基、または水素原子であり；
X3およびX4は互いに同一でも異なっていてもよい化学反応可能な官能基であり； 
s＝1または2、t＝0または1、かつs＋t＝1または2であり；および
Z1およびZ2はそれぞれ独立して選択された2価のスペーサーである。)
【００３９】
[22]  s＝1かつt＝0であり、R2およびR5は水素原子であり、R3、R4およびX3-Z1における置換基定数(σ)の合計(Σσ)が
−0.30≦Σσ≦1.05である、[21]の環状ベンジリデンアセタールリンカー化合物。
【００４０】
[23]  s＝1かつt＝0であり、R2とR5との少なくとも一方が前記置換基であり、R3、R4およびX3-Z1における置換基定数(σ)の合計(Σσ)が−1.71≦Σσ≦0.88である、[21]の環状ベンジリデンアセタールリンカー化合物。
【００４１】
[24]  s＝1かつt＝1、またはs＝2かつt＝0であり、R2およびR5は水素原子であり、R3、R4およびX3-Z1における置換基定数(σ)の合計(Σσ)が−0.19≦Σσ≦0.57である、[21]の環状ベンジリデンアセタールリンカー化合物。
【００４２】
[25]  s＝1かつt＝1、またはs＝2かつt＝0であり、R2とR5との少なくとも一方が前記置換基であり、R3、R4およびX3-Z1における置換基定数(σ)の合計(Σσ)が−0.98≦Σσ≦0.48である、[21]の環状ベンジリデンアセタールリンカー化合物。
【００４３】
[26]  X3およびX4がそれぞれ、活性エステル基、活性カーボネート基、アルデヒド基、イソシアネート基、イソチオシアネート基、エポキシ基、マレイミド基、ビニルスルホン基、アクリル基、スルホニルオキシ基、カルボキシ基、チオール基、ジチオピリジル基、α-ハロアセチル基、アルキニル基、アリル基、ビニル基、アミノ基、オキシアミノ基、ヒドラジド基、アジド基およびヒドロキシ基よりなる群から選択される、[21]〜[25]のいずれかの環状ベンジリデンアセタールリンカー化合物。
【００４４】
[27]  X3およびX4がそれぞれ、式(a)、式(b)、式(c)、式(d)、式(e)、式(f)、式(g)、式(h)、式(i)、式(j)、式(k)、式(l)、式(m)、式(n)および式(o)からなる群から選択される、[21]〜[26]のいずれかの環状ベンジリデンアセタールリンカー化合物。
【００４５】
【化１１】
0006631827.tif 000012
(式中、R7は水素原子またはスルホ基であり；
R8およびR11はそれぞれ独立して水素原子または炭素数1〜5の炭化水素基であり；
R9は、ハロゲン原子を含んでいてもよい炭素数1〜10の炭化水素基であり；および
R10は塩素原子、臭素原子およびヨウ素原子から選択されるハロゲン原子である。)
【００４６】
[28]  Z1およびZ2がそれぞれ独立してエーテル結合、エステル結合、カーボネート結合、ウレタン結合、アミド結合、2級アミノ基もしくはこれらを含むアルキレン基、単結合またはアルキレン基であり、Z1とZ2との少なくとも一方がエーテル結合、エステル結合、カーボネート結合、ウレタン結合、アミド結合、2級アミノ基もしくはこれらを含むアルキレン基であって、複数の同一構造単位が結合している場合における前記構造単位の数は2以下である、[21]〜[27]のいずれかの環状ベンジリデンアセタールリンカー化合物。
【００４７】
[29]  X3とX4とのいずれか一方を構成する前記官能基が保護基を含むことを特徴とする、[21]〜[28]のいずれかの環状ベンジリデンアセタールリンカー化合物。
【発明の効果】
【００４８】
本発明による環状ベンジリデンアセタールリンカーを有する親水性ポリマー誘導体は、生体内の弱酸性環境のpHに合わせて環状ベンジリデンアセタールリンカーの加水分解速度を調節でき、当該親水性ポリマー誘導体を結合させたこれらの薬物等から、ターゲット部分のpHにおいて選択的に親水性ポリマー鎖を脱離させることが可能である。したがって、当該親水性ポリマー誘導体を結合させた生体機能性分子や薬物キャリアがターゲットとする組織や部位に輸送された後、親水性ポリマー鎖が脱離することで、従来親水性ポリマー修飾の欠点であった親水性ポリマーの水和層形成に起因する細胞内取り込みやエンドソーム脱出の阻害といった問題を根本的に排除することができる。即ち、当該親水性ポリマー誘導体を薬物等の化学修飾に使用することで、薬物等の本来の機能の発現を妨げることなく、水溶解性、バイオアベイラビリティーの増大および血中循環時間の延長といった親水性ポリマー修飾による利点のみを付与することができる。
【００４９】
更に、当該親水性ポリマー誘導体は、親水性ポリマーと環状ベンジリデンアセタールリンカーのベンゼン環が生体内で安定な結合を介して結合しているため、加水分解時に親水性ポリマー鎖および結合させた薬物等以外の低分子、更に詳しくは芳香族低分子アルデヒドを遊離しないため、このような低分子による影響を排除することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】実施例に記載の式(29)、式(32)、式(33)、式(35)および式(36)の化合物を用いた、pD 5.5のMES 重水緩衝液中、37℃における加水分解試験の結果である。
【図２】実施例に記載の式(29)、式(32)、式(33)、式(35)および式(36)の化合物を用いた、pD 7.4のHEPES重水緩衝液中、37℃における加水分解試験の結果である。
【発明を実施するための形態】
【００５１】
以下、本発明を詳細に説明する。
本明細書で使用する用語「アセタール」とは、アルデヒド類から誘導されるアセタール構造およびケトン類から誘導されるアセタール構造、即ちケタール構造の両方を意味する。
【００５２】
本発明の「環状アセタール」とは、式(1)でs＝1かつt＝0である5員環の1,3-ジオキソラン構造および式(1)でs＝1かつt＝1、またはs＝2かつt＝0である6員環の1,3-ジオキサン構造の両方を意味する。
【００５３】
本発明の式(1)におけるR1およびR6は水素原子または炭化水素基であり、炭化水素基の炭素数は10以下が好ましく、具体的な炭化水素基としてはメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、t-ブチル基、フェニル基およびベンジル基などが挙げられる。R1の好ましい実施形態としては水素原子またはメチル基であり、更に好ましくは水素原子である。
【００５４】
本発明の式(1)におけるベンゼン環は複数の置換基を有していてよい。ベンゼン環上における置換基の種類、位置および電子供与性と電子吸引性の度合いを適切に選択することで、環状アセタールリンカーの加水分解速度に影響を与えるアセタール基周辺の電子密度および立体障害の度合いを調節できる。これにより、環状アセタールリンカーに所望の加水分解速度を付与することができる。
【００５５】
本明細書において、式(1)におけるベンゼン環上の置換基は「置換基定数(σ)」を用いて説明しているが、これはベンゼン誘導体の反応速度または平衡に及ぼす置換基の影響を定量化したHammett則における置換基定数を意味する。しかし、公知のようにHammett則はパラ置換およびメタ置換ベンゼン誘導体のみに適用され、立体障害の影響を受けるオルト置換ベンゼン誘導体には適用できない。そこで、オルト置換ベンゼン誘導体の場合には、上記Hammett則を拡張したTaftの式における置換基定数を意味する。
【００５６】
上記パラ置換およびメタ置換ベンゼン誘導体において、Hammett則は下記式(7)で表わされる。
log(k/k0)=ρσ  (7)
(式中、kはパラ置換およびメタ置換ベンゼン誘導体の任意の反応における速度定数または平衡定数であり、k0は上記ベンゼン誘導体が上記置換基を有さない場合、即ち置換基が水素原子である場合の速度定数または平衡定数であり、ρは反応定数であり、σは置換基定数である。)
【００５７】
上記式(7)における反応定数(ρ)は、反応の種類、温度、および溶媒等の反応条件によって定まる定数であり、これはHammettプロットの傾きから算出できる。本発明の環状ベンジリデンアセタールリンカーを有する親水性ポリマー誘導体の酸加水分解反応においては、1,3-ジオキソラン構造の場合には、実施例に記載の式(29)、式(32)および式(33)の化合物について実施した加水分解試験の結果から、「ρ＝−2.7」と算出される。また、1,3-ジオキサン構造の場合には、実施例に記載の式(35)および式(36)の化合物について実施した加水分解試験の結果から、「ρ＝−4.8」と算出される。
【００５８】
上記式(7)における置換基定数(σ)は、反応の種類に関係なく、置換基の種類と位置によってのみ定まる定数であり、置換基を有さない場合、即ち置換基が水素原子である場合は「0」である。本明細書で使用する用語「電子吸引性」とはσが正の値である場合を意味し、用語「電子供与性」とはσが負の値である場合を意味する。
【００５９】
前述のように、Hammett則はパラ置換およびメタ置換ベンゼン誘導体のみに適用され、立体障害の影響を受けるオルト置換ベンゼン誘導体の場合には適用できない。そこで、そのような立体障害の影響を位置の因子、即ち置換基の位置定数(Es)として導入し、オルト置換ベンゼン誘導体の場合にも適用できるように、Hammett則を拡張したのがTaftの式である。Taftの式は下記式(8)で表わされる。
log(k/k0)＝ρ*σ*＋Es  (8) 
(式中、kはパラ置換およびメタ置換ベンゼン誘導体の任意の反応における速度定数または平衡定数であり、k0は上記ベンゼン誘導体が上記置換基を有さない場合、即ち置換基が水素原子である場合の速度定数または平衡定数であり、ρ*は反応定数であり、σ*は置換基定数であり、Esは置換基の位置定数である。)
【００６０】
公知のように、パラ置換およびメタ置換ベンゼン誘導体の反応定数(ρ)とオルト置換ベンゼン誘導体の反応定数(ρ*)はほぼ等しいことから、本明細書ではρとρ*は同じものと定義する。また、オルト位の置換基定数(σ*)は、例えば「Charton, M. Can. J. Chem. 1960, 38 2493-2499」で述べられているように、パラ位の置換基定数に類似していることから、本明細書におけるオルト位の置換基定数は、相当するパラ位の置換基定数を適用する。
【００６１】
パラ位およびメタ位における置換基定数(σ)は「Hansch, C.; Leo, A.; Taft, R. W. Chem. Rev.
1991, 91, 165-195」に記載されており、置換基定数(σ)が未知の置換基については「Hammett, L. P. Chem. Rev. 1935, 17(1),
125-136」に記載の方法で測定し求めることができる。また、位置定数(Es)は「Unger, S. H.; Hansch, C. Prog. Phys. Org. Chem. 1976,
12, 91-118」に記載されている。ただし、本明細書で使用するEsは、水素原子を「0」と定義したものである。
【００６２】
式(1)において、ベンゼン環上に複数の置換基を有する場合、それらの置換基定数(σ)および位置定数(Es)には加成性が成り立つと定義し、σの合計を「Σσ」、Esの合計を「ΣEs」とそれぞれ表わす。
【００６３】
Z1は環状ベンジリデンアセタールのベンゼン環に結合しており、P-Z1もベンゼン環の置換基である。P-Z1の置換基定数は、Pの組成と重合度およびZ1との組み合わせについて、それぞれ個別に測定し求めることができるが、実質的にP-Z1の置換基定数はベンゼン環との結合部近傍の構造に大きく影響を受けるため、それ以外の部分の影響は無視できるほど非常に小さい。したがって、P-Z1について個別に置換基定数を測定する代わりに、ベンゼン環との結合部近傍の構造に類似した構造の既知の置換基定数で代用することが可能である。
【００６４】
本明細書におけるP-Z1の置換基定数は、P-Z1の主鎖の骨格原子をベンゼン環に結合した原子から数えて、3番目の原子に結合した2番目の原子以外の原子を水素原子で置き換えた構造の置換基定数で代用できると定義する。ただし、水素原子で置き換えるとカルボキシ基になる場合は、水素原子の代わりにメチル基で置き換えた構造の置換基定数で代用できると定義する。
【００６５】
P-Z1におけるベンゼン環との結合部分の構造と代用する構造の具体例を以下に示す。P-Z1のベンゼン環との結合部分がエーテル結合である下記(r1)の場合は、下記(r2)の置換基定数を適用する。P-Z1のベンゼン環との結合部分がアミド結合である下記(r3)、(r5)の場合は、それぞれ下記(r4)、(r6)の置換基定数を適用する。P-Z1のベンゼン環との結合部分がウレタン結合である下記(r7)の場合は、下記(r8)の置換基定数を適用する。
【００６６】
【化１２】
0006631827.tif 000013
【００６７】
本発明の環状ベンジリデンアセタールリンカーを有する親水性ポリマー誘導体の好適な加水分解速度は、pH 5.5、37℃の緩衝液中における加水分解半減期(t1/2)が1時間〜6ヶ月の範囲であり、より好ましくは1時間〜1ヶ月の範囲であり、更に好ましくは1時間〜24時間の範囲である。本明細書では、上記加水分解条件でt1/2が12時間である、実施例に記載の式(32)の化合物から導出される数値を用いて、1,3-ジオキソラン構造である場合の好適な置換基定数の合計(Σσ)の範囲を規定する。式(7)を用いて、式(32)の化合物についてのlog(k/k0)を算出すると、下記式(9)が得られる。ただし、前記に定義したとおり、式(32)の化合物におけるP-Z1はエトキシ基(CH3CH2O-)で代用する。
log(k/k0)＝−2.7×(0.34−0.24)＝−0.27  (9)
【００６８】
上記式(9)および式(7)を用いて、式(1)のR2およびR5が水素原子である場合にt1/2が24時間であるときの速度定数をk’としてlog(k’/k0)を算出すると、下記式(10)が得られる。
log(k’/k)＝log{(12/24)k/k}＝−0.30
式を変形して
log(k’/k)＝log[(k’/k0)/(k/k0)]＝−0.30
log(k’/k0)−log(k/k0)＝−0.30
上記式(9)を代入すると
log(k’/k0)−(−0.27)＝−0.30
log(k’/k0)＝−0.57  (10)
ここで、上記式(10)および式(7)を用いて置換基定数の合計(Σσ)を算出すると、下記式(11)が得られる。
log(k’/k0)＝−2.7×Σσ＝−0.57
Σσ＝0.21  (11)
【００６９】
同様に、式(1)のR2およびR5が水素原子である場合にt1/2が1時間であるときの速度定数をk”としてlog(k”/k0)を算出すると、下記式(12)が得られる。
log(k”/k)＝log(12k/k)＝1.08
式を変形して
log(k”/k)＝log[(k”/k0)/(k/k0)]＝1.08
log(k”/k0)−log(k/k0)＝1.08
上記式(9)を代入すると
log(k”/k0)−(−0.27)＝1.08
log(k”/k0)＝0.81  (12)
ここで、上記式(12)および式(7)を用いて置換基定数の合計(Σσ)を算出すると、下記式(13)が得られる。
log(k”/k0)＝−2.7×Σσ＝0.81
Σσ＝−0.30  (13)
【００７０】
式(11)および式(13)より、式(1)が1,3-ジオキソラン構造で、R2およびR5が水素原子である場合、−0.30≦Σσ≦0.21であれば当該親水性ポリマー誘導体のt1/2は1時間≦t1/2≦24時間である。同様に1時間≦t1/2≦1ヶ月および1時間≦t1/2≦6ヶ月におけるΣσの範囲をそれぞれ算出すると、1時間≦t1/2≦1ヶ月のときは−0.30≦Σσ≦0.76であり、1時間≦t1/2≦6ヶ月のときは−0.30≦Σσ≦1.05である。
【００７１】
本発明で使用可能な置換基は、当該親水性ポリマー誘導体の合成過程における環状ベンジリデンアセタールリンカー化合物のアセタール化反応、環状ベンジリデンアセタールリンカー化合物と親水性ポリマー中間体のカップリング反応および当該親水性ポリマー誘導体の末端官能基変換反応、更には当該親水性ポリマー誘導体と薬物等との結合形成反応を阻害しない置換基である。
【００７２】
上記条件を満たすものであれば、電子吸引性の置換基または電子供与性の置換基のいずれでもよく、それぞれ単独もしくは組み合わせて使用してもよい。電子吸引性の置換基としては、炭素数2〜5のアシル基、炭素数2〜5のアルコキシカルボニル基、炭素数2〜5のカルバモイル基、炭素数2〜5のアシルオキシ基、炭素数2〜5のアシルアミノ基、炭素数2〜5のアルコキシカルボニルアミノ基、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、炭素数1〜4のアルキルスルファニル基、炭素数1〜4のアルキルスルホニル基、炭素数6〜10のアリールスルホニル基、ニトロ基、トリフルオロメチル基およびシアノ基であり、好ましい例としてはアセチル基、メトキシカルボニル基、メチルカルバモイル基、アセトキシ基、アセトアミド基、メトキシカルボニルアミノ基、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、メチルスルファニル基、フェニルスルホニル基、ニトロ基、トリフルオロメチル基およびシアノ基が挙げられる。電子供与性の置換基としては、炭素数1〜4のアルキル基であり、好ましい例としてはメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基およびt-ブチル基が挙げられる。メタ位では電子吸引性、パラ位およびオルト位では電子供与性である置換基としては、炭素数1〜4のアルコキシ基、炭素数6〜10のアリール基および炭素数6〜10のアリールオキシ基であり、好ましい例としてはメトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、t-ブトキシ基、フェニル基およびフェノキシ基が挙げられる。
【００７３】
式(1)が1,3-ジオキソラン構造で、R2とR5との少なくとも一方が水素原子以外の置換基である場合については、上記置換基で立体障害の影響が最も大きいフェニル基および最も小さいフッ素原子の位置定数(Es)を用いて、pH 5.5、37℃の緩衝液中におけるt1/2が1時間≦t1/2≦24時間、1時間≦t1/2≦1ヶ月、および1時間≦t1/2≦6ヶ月であるΣσの範囲をTaftの式(8)を用いてそれぞれ算出すると、1時間≦t1/2≦24時間のときは−1.71≦Σσ≦0.04であり、1時間≦t1/2≦1ヶ月のときは−1.71≦Σσ≦0.59であり、1時間≦t1/2≦6ヶ月のときは−1.71≦Σσ≦0.88である。
【００７４】
式(1)が1,3-ジオキソラン構造で、R2およびR5が水素原子である場合、例えば1時間≦t1/2≦24時間のときに−0.30≦Σσ≦0.21を満たす好ましい実施形態を以下に示す。ただし、ここに示す置換基はR3およびR4、並びに前述の定義にしたがってP-Z1の代わりに用いる構造を意味する。式(1)のメタ位のうち1つがメトキシ基、エトキシ基またはアセトアミド基であり、より好ましくはエトキシ基またはアセトアミド基である。別の好ましい実施形態においては、式(1)のパラ位がメトキシ基またはエトキシ基であり、かつメタ位の1つがフッ素原子、塩素原子、臭素原子、およびヨウ素原子よりなる群から独立して選択される置換基であり、より好ましくはパラ位がエトキシ基であり、かつメタ位の1つがフッ素原子または塩素原子である。もう一つの好ましい実施形態においては、式(1)のパラ位およびメタ位の1つがメトキシ基、エトキシ基またはアセトアミド基であり、より好ましくはメトキシ基またはエトキシ基である。
【００７５】
また、式(1)が1,3-ジオキソラン構造で、R2とR5との少なくとも一方が水素原子以外の置換基である場合、例えば1時間≦t1/2≦24時間のときに−1.71≦Σσ≦0.04を満たす好ましい実施形態を以下に示す。ただし、ここに示す置換基はR3およびR4、並びに前述の定義にしたがってP-Z1の代わりに用いる構造を意味する。式(1)のR2およびR5のうち一方がフッ素原子、メチル基またはエチル基であり、もう一方が水素原子であるときは、パラ位がエトキシ基またはアセトアミド基であり、より好ましくはエトキシ基である。式(1)のR2およびR5のうち一方がメトキシ基であり、もう一方が水素原子であるときは、パラ位がメトキシメチル基またはアセトアミド基よりなる群から選択される置換基を有し、より好ましくはアセトアミド基である。
【００７６】
更に、pH 5.5、37℃の緩衝液中における加水分解半減期(t1/2)が24時間である、実施例に記載の式(35)の化合物から導出される数値を用いて、式(1)が1,3-ジオキサン構造である場合についても好適な置換基定数の合計(Σσ)の範囲を規定できる。
【００７７】
式(1)が1,3-ジオキサン構造で、R2およびR5が水素原子である場合、−0.19≦Σσ≦0.10であれば当該親水性ポリマー誘導体のt1/2は1時間≦t1/2≦24時間である。同様に1時間≦t1/2≦1ヶ月および1時間≦t1/2≦6ヶ月におけるΣσの範囲をそれぞれ算出すると、1時間≦t1/2≦1ヶ月のときは−0.19≦Σσ≦0.41であり、1時間≦t1/2≦6ヶ月のときは−0.19≦Σσ≦0.57である。
【００７８】
また、式(1)が1,3-ジオキサン構造で、R2とR5との少なくとも一方が水素原子以外の置換基である場合については、前記置換基で立体障害の影響が最も大きいフェニル基および最も小さいフッ素原子の位置定数(Es)を用いて、pH 5.5、37℃の緩衝液中におけるt1/2が1時間≦t1/2≦24時間、1時間≦t1/2≦1ヶ月、および1時間≦t1/2≦6ヶ月であるΣσの範囲をTaftの式(8)を用いてそれぞれ算出すると、1時間≦t1/2≦24時間のときは−0.98≦Σσ≦0.00であり、1時間≦t1/2≦1ヶ月のときは−0.98≦Σσ≦0.31であり、1時間≦t1/2≦6ヶ月のときは−0.98≦Σσ≦0.48である。
【００７９】
このように、本発明の環状ベンジリデンアセタールリンカーを有する親水性ポリマー誘導体に所望の加水分解性を付与するための適切な置換基の種類および位置は、式(7)および式(8)を用いて上述の計算を行なうことで合理的に設定可能である。
【００８０】
本発明の式(1)におけるX1は、化学修飾の対象となる生理活性タンパク質、ペプチド、抗体、核酸および低分子薬物などの生体機能性分子、並びにリポソームやポリマーミセルなどの薬物キャリアに存在する官能基と反応して共有結合を形成する官能基であれば特に制限されない。例えば、「Harris, J. M. Poly(Ethylene Glycol)
Chemistry; Plenum Press: New York, 1992」、「Hermanson, G. T. Bioconjugate Techniques, 2nd ed.;
Academic Press: San Diego, CA, 2008」および「PEGylated Protein Drugs: Basic Science and Clinical
Applications; Veronese, F. M., Ed.; Birkhauser: Basel, Switzerland, 2009」などに記載されている官能基が挙げられる。
【００８１】
X1の好ましい例を挙げれば、活性エステル基、活性カーボネート基、アルデヒド基、イソシアネート基、イソチオシアネート基、エポキシ基、マレイミド基、ビニルスルホン基、アクリル基、スルホニルオキシ基、カルボキシ基、チオール基、ジチオピリジル基、α-ハロアセチル基、アルキニル基、アリル基、ビニル基、アミノ基、オキシアミノ基、ヒドラジド基およびアジド基である。更に具体的には、生体機能性分子のアミノ基と反応して共有結合を形成することが可能な官能基は、活性エステル基、活性カーボネート基、アルデヒド基、イソシアネート基、イソチオシアネート基、エポキシ基、マレイミド基、ビニルスルホン基、アクリル基、スルホニルオキシ基またはカルボキシ基であり、生体機能性分子のチオール基と反応して共有結合を形成することが可能な官能基は、活性エステル基、活性カーボネート基、アルデヒド基、イソシアネート基、イソチオシアネート基、エポキシ基、マレイミド基、ビニルスルホン基、アクリル基、スルホニルオキシ基、カルボキシ基、チオール基、ジチオピリジル基、α-ハロアセチル基、アルキニル基、アリル基またはビニル基であり、生体機能性分子のアルデヒド基またはカルボキシ基と反応して共有結合を形成することが可能な官能基は、チオール基、アミノ基、オキシアミノ基またはヒドラジド基であり、生体機能性分子のアルキニル基と反応して共有結合を形成することが可能な官能基は、チオール基またはアジド基であり、生体機能性分子のアジド基と反応して共有結合を形成することが可能な官能基はアルキニル基である。
【００８２】
ここで「活性エステル」とは、式：−C(=O)−Lで表わされる活性化されたカルボキシ基を示し、Lは脱離基を示す。Lで表わされる脱離基としては、スクシンイミジルオキシ基、フタルイミジルオキシ基、4-ニトロフェノキシ基、1-イミダゾリル基、ペンタフルオロフェノキシ基、ベンゾトリアゾール-1-イルオキシ基および7-アザベンゾトリアゾール-1-イルオキシ基などが挙げられる。「活性カーボネート」とは、式：−O−C(=O)−Lで表わされる活性化されたカーボネート基を示し、Lは上記と同様の脱離基を示す。
【００８３】
本発明の好適な実施形態において、X1は群(I)、群(II)、群(III)、群(IV)または群(V)で示される基である。
群(I)：生体機能性分子のアミノ基と反応して共有結合を形成することが可能な官能基
下記の(a)、(b)、(c)、(d)、(e)および(f)
群(II)：生体機能性分子のチオール基と反応して共有結合を形成することが可能な官能基
下記の(a)、(b)、(c)、(d)、(e)、(f)、(g)、(h)、(i)および(j)
群(III)：生体機能性分子のアルデヒド基またはカルボキシ基と反応して共有結合を形成することが可能な官能基
下記の(g)、(k)、(l)および(m)
群(IV)：生体機能性分子のアルキニル基と反応して共有結合を形成することが可能な官能基
下記の(g)、(k)、(l)、(m)および(n)
群(V)：生体機能性分子のアジド基と反応して共有結合を形成することが可能な官能基
下記の(j)
【００８４】
【化１３】
0006631827.tif 000014
【００８５】
式中、R7は水素原子またはスルホ基であり、スルホ基として具体的にはスルホン酸ナトリウムおよびスルホン酸カリウムが挙げられるが、好ましくは水素原子である。R8、R11は水素原子または炭素数1〜5の炭化水素基であり、具体的な炭化水素基としてはメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、t-ブチル基およびペンチル基などが挙げられる。R9はハロゲン原子を含んでもよい炭素数1〜10の炭化水素基であり、具体的な炭化水素基としてはメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、t-ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ヘキシル基、ベンジル基、4-メチルフェニル基、トリフルオロメチル基、2,2,2-トリフルオロエチル基、4-(トリフルオロメトキシ)フェニル基、ビニル基、クロロエチル基、ブロモエチル基およびヨードエチル基などが挙げられるが、好ましくはメチル基、ビニル基、4-メチルフェニル基または2,2,2-トリフルオロエチル基である。R10は塩素原子、臭素原子およびヨウ素原子から選択されるハロゲン原子である。
【００８６】
本発明の式(1)におけるZ1は環状ベンジリデンアセタール基のベンゼン環と親水性ポリマー鎖間の2価のスペーサーであり、Z2は官能基X1と環状ベンジリデンアセタール基間の2価のスペーサーである。これらは共有結合で構成され、環状ベンジリデンアセタール基よりも酸加水分解に対して安定であれば特に制限は無いが、好ましくはエーテル結合、エステル結合、カーボネート結合、ウレタン結合、アミド結合、2級アミノ基もしくはこれらを含むアルキレン基、単結合またはアルキレン基である。アルキレン基の炭素数は、好ましくは1〜24である。説明のためであって、制限するものではないが、アルキレン基の好ましい例としては、(z1)のような構造が挙げられる。エーテル結合を有するアルキレン基の好ましい例としては、(z2)または(z3)のような構造が挙げられる。エステル結合を有するアルキレン基の好ましい例としては、(z4)のような構造が挙げられる。カーボネート結合を有するアルキレン基の好ましい例としては、(z5)のような構造が挙げられる。ウレタン結合を有するアルキレン基の好ましい例としては、(z6)のような構造が挙げられる。アミド結合を有するアルキレン基の好ましい例としては、(z7)のような構造が挙げられる。2級アミノ基を有するアルキレン基の好ましい例としては、(z8)のような構造が挙げられる。好ましい実施形態において、pおよびqは独立して1〜12の整数である。例えば、官能基X1をタンパク質内部のような疎水性環境で結合させたい場合は、pおよびqは大きい方が好ましく、親水性環境で結合させたい場合は、pおよびqは小さい方が好ましい。ただし、Z1とZ2との少なくとも一方が、エーテル結合、エステル結合、カーボネート結合、ウレタン結合、アミド結合、2級アミノ基もしくはこれらを含むアルキレン基であって、複数の同一構造単位が結合している場合における前記構造単位の数は2以下である。
【００８７】
【化１４】
0006631827.tif 000015
【００８８】
本発明の式(1)におけるPは親水性ポリマーであり、具体的な例としては、ポリアルキレングリコール、ポリオキサゾリン、ポリカーボネート、ポリウレタン、ポリビニルアルコール、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、ポリアクリルアミド、ポリビニルピロリドン、ポリ乳酸、ポリグリコール酸、ポリアミノ酸、並びに上記ポリマーに由来するコポリマーなどが挙げられ、好ましくはポリアルキレングリコールであり、更に好ましくはポリエチレングリコールである。
【００８９】
本明細書で使用する用語「ポリエチレングリコール」は、エチレンオキシドの重合で得られる分子量分布を有するポリエチレングリコール、並びに単一分子量のオリゴエチレングリコール類をカップリング反応で結合した単分散のポリエチレングリコールの両方を意味する。
【００９０】
本発明の一態様では、式(1)におけるPは直鎖型のポリエチレングリコールである。
【００９１】
この態様の好ましい実施形態では、式(1)のPは式(2)で示される。
【化１５】
0006631827.tif 000016
【００９２】
式中、nはポリエチレングリコール鎖1本あたりの繰り返しユニット数であり、分子量分布を有するポリエチレングリコールにおいては、化合物の数平均分子量(Mn)に基づいて、各種理論的な計算をすることにより算出することと定義する。
【００９３】
式中、Yは炭素数1〜24の炭化水素基であり、具体的な例としてはメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、t-ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、2-エチルヘキシル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基、ノナデシル基、エイコシル基、ヘンエイコシル基、ドコシル基、トイコシル基、テトラコシル基、フェニル基、ベンジル基、クレジル基、ブチルフェニル基、ドデシルフェニル基およびトリチル基などが挙げられ、好ましくは炭素数1〜10の炭化水素基、より好ましくはメチル基またはエチル基であり、更に好ましくはメチル基である。
【００９４】
この態様のもう1つの好ましい実施形態では、式(1)のPは式(3) で示される。
【化１６】
0006631827.tif 000017
【００９５】
式中、X2はX1と異なる化学反応可能な官能基であり、Z3は官能基X2とポリエチレングリコール鎖間の2価のスペーサーである。当該ポリエチレングリコール誘導体は、X1とX2の2つの異なる化学反応可能な官能基を有しているため、例えばX1に薬物を結合させ、X2に標的指向性分子を結合させることで、標的指向性を有するポリエチレングリコール−薬物結合体を提供することができる。
【００９６】
X2の好ましい例を挙げれば、活性エステル基、活性カーボネート基、アルデヒド基、イソシアネート基、イソチオシアネート基、エポキシ基、マレイミド基、ビニルスルホン基、アクリル基、スルホニルオキシ基、カルボキシ基、チオール基、ジチオピリジル基、α-ハロアセチル基、アルキニル基、アリル基、ビニル基、アミノ基、オキシアミノ基、ヒドラジド基およびアジド基である。更に具体的には、生体機能性分子のアミノ基と反応して共有結合を形成することが可能な官能基は、活性エステル基、活性カーボネート基、アルデヒド基、イソシアネート基、イソチオシアネート基、エポキシ基、マレイミド基、ビニルスルホン基、アクリル基、スルホニルオキシ基またはカルボキシ基であり、生体機能性分子のチオール基と反応して共有結合を形成することが可能な官能基は、活性エステル基、活性カーボネート基、アルデヒド基、イソシアネート基、イソチオシアネート基、エポキシ基、マレイミド基、ビニルスルホン基、アクリル基、スルホニルオキシ基、カルボキシ基、チオール基、ジチオピリジル基、α-ハロアセチル基、アルキニル基、アリル基またはビニル基であり、生体機能性分子のアルデヒド基またはカルボキシ基と反応して共有結合を形成することが可能な官能基は、チオール基、アミノ基、オキシアミノ基またはヒドラジド基であり、生体機能性分子のアルキニル基と反応して共有結合を形成することが可能な官能基は、チオール基またはアジド基であり、生体機能性分子のアジド基と反応して共有結合を形成することが可能な官能基はアルキニル基である。
【００９７】
本発明の好適な実施形態において、X2は群(I)、群(II)、群(III)、群(IV)または群(V)で示される基である。
群(I)：生体機能性分子のアミノ基と反応して共有結合を形成することが可能な官能基
下記の(a)、(b)、(c)、(d)、(e)および(f)
群(II)：生体機能性分子のチオール基と反応して共有結合を形成することが可能な官能基
下記の(a)、(b)、(c)、(d)、(e)、(f)、(g)、(h)、(i)および(j)
群(III)：生体機能性分子のアルデヒド基またはカルボキシ基と反応して共有結合を形成することが可能な官能基
下記の(g)、(k)、(l)および(m)
群(IV)：生体機能性分子のアルキニル基と反応して共有結合を形成することが可能な官能基
下記の(g)、(k)、(l)、(m)および(n)
群(V)：生体機能性分子のアジド基と反応して共有結合を形成することが可能な官能基
下記の(j)
【００９８】
【化１７】
0006631827.tif 000018
【００９９】
式中、R7は水素原子またはスルホ基であり、スルホ基として具体的にはスルホン酸ナトリウムおよびスルホン酸カリウムが挙げられるが、好ましくは水素原子である。R8、R11は水素原子または炭素数1〜5の炭化水素基であり、具体的な炭化水素基としてはメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、t-ブチル基およびペンチル基などが挙げられる。R9はハロゲン原子を含んでもよい炭素数1〜10の炭化水素基であり、具体的な炭化水素基としてはメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、t-ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ヘキシル基、ベンジル基、4-メチルフェニル基、トリフルオロメチル基、2,2,2-トリフルオロエチル基、4-(トリフルオロメトキシ)フェニル基、ビニル基、クロロエチル基、ブロモエチル基およびヨードエチル基などが挙げられるが、好ましくはメチル基、ビニル基、4-メチルフェニル基または2,2,2-トリフルオロエチル基である。R10は塩素原子、臭素原子およびヨウ素原子から選択されるハロゲン原子である。
【０１００】
X2はX1と異なっていることが必要であり、X1と X2の好ましい組み合わせとして、X1が活性エステル基または活性カーボネート基のときは、X2はマレイミド基、ビニルスルホン基、α-ハロアセチル基、アルキニル基およびアジド基から選択される基であり、X1がアルデヒド基のときは、X2はマレイミド基、ビニルスルホン基、アルキニル基およびアジド基から選択される基であり、X1がマレイミド基、ビニルスルホン基またはα-ハロアセチル基のときは、X2は活性エステル基、活性カーボネート基、アルキニル基、アジド基から選択される基であり、X1がアルキニル基またはアジド基のときは、X2はマレイミド基、ビニルスルホン基、α-ハロアセチル基、活性エステル基、活性カーボネート基、アミノ基およびオキシアミノ基から選択される基であり、X1がアミノ基またはオキシアミノ基のときは、X2はアルキニル基、アジド基、チオール基またはカルボキシ基であり、X1がチオール基のときは、X2はアミノ基、オキシアミノ基、アジド基およびカルボキシ基から選択される基である。より好ましくは、X1が活性エステル基または活性カーボネート基のときは、X2はマレイミド基、α-ハロアセチル基、アルキニル基およびアジド基から選択される基であり、X1がアルデヒド基のときは、X2はマレイミド基、α-ハロアセチル基、アルキニル基およびアジド基から選択される基であり、X1がマレイミド基またはα-ハロアセチル基のときは、X2は活性エステル基、活性カーボネート基、アルキニル基、アジド基から選択される基であり、X1がアルキニル基またはアジド基のときは、X2はマレイミド基、α-ハロアセチル基、活性エステル基、活性カーボネート基、アミノ基およびオキシアミノ基から選択される基であり、X1がアミノ基またはオキシアミノ基のときは、X2はアルキニル基、アジド基またはチオール基であり、X1がチオール基のときは、X2はアミノ基、オキシアミノ基およびアジド基から選択される基である。
【０１０１】
Z3は共有結合で構成され、環状ベンジリデンアセタール基よりも酸加水分解に対して安定であれば特に制限は無いが、好ましくはエーテル結合、エステル結合、カーボネート結合、ウレタン結合、アミド結合、2級アミノ基もしくはこれらを含むアルキレン基、単結合またはアルキレン基である。アルキレン基の炭素数は、好ましくは1〜24である。説明のためであって、制限するものではないが、アルキレン基の好ましい例としては、(z1)のような構造が挙げられる。エーテル結合を有するアルキレン基の好ましい例としては、(z2)または(z3)のような構造が挙げられる。エステル結合を有するアルキレン基の好ましい例としては、(z4)のような構造が挙げられる。カーボネート結合を有するアルキレン基の好ましい例としては、(z5)のような構造が挙げられる。ウレタン結合を有するアルキレン基の好ましい例としては、(z6)のような構造が挙げられる。アミド結合を有するアルキレン基の好ましい例としては、(z7)のような構造が挙げられる。2級アミノ基を有するアルキレン基の好ましい例としては、(z8)のような構造が挙げられる。好ましい実施形態において、pおよびqは独立して1〜12の整数である。例えば、官能基X2をタンパク質内部のような疎水性環境で結合させたい場合は、pおよびqは大きい方が好ましく、親水性環境で結合させたい場合は、pおよびqは小さい方が好ましい。ただし、Z3が、エーテル結合、エステル結合、カーボネート結合、ウレタン結合、アミド結合、2級アミノ基もしくはこれらを含むアルキレン基であって、複数の同一構造単位が結合している場合における前記構造単位の数は2以下である。
【０１０２】
【化１８】
0006631827.tif 000019
【０１０３】
本発明の別の一態様では、式(1)におけるPは分岐型のポリエチレングリコールである。
【０１０４】
この態様の好ましい実施形態では、式(1)のPは式(4) で示される。
【化１９】
0006631827.tif 000020
【０１０５】
式中、Yは炭素数1〜24の前記炭化水素基であり、vは0または2である。
【０１０６】
vが0の場合は2本のポリエチレングリコール鎖を有し、vが2の場合は4本のポリエチレングリコール鎖を有する。一般にポリエチレングリコールによる生体関連物質の化学修飾では、必要以上にポリエチレングリコールとの結合点を導入すると生体関連物質の活性点を潰し、その機能を低下させるため、ポリエチレングリコールの分子量を大きくして効果を高める試みが行われている。しかし、分子量の増大にともなって粘度も増大するため、例えば注射製剤のような水溶液製剤での取り扱いが困難となる。当該ポリエチレングリコール誘導体は分岐型構造であるため、同一分子量の直鎖型のポリエチレングリコール誘導体と比較して粘度が低く、水溶液製剤などの用途で有用である。
【０１０７】
この態様の別の好ましい実施形態では、式(1)のPは式(5) で示される。
【化２０】
0006631827.tif 000021
【０１０８】
式中、X2はX1と異なる化学反応可能な前記官能基であり、Z3は前記2価のスペーサーであり、vは0または2である。
【０１０９】
当該ポリエチレングリコール誘導体は、1つのX1と2つまたは4つのX2を有しており、例えばX1に薬物を結合させ、X2に標的指向性分子を結合させれば、高い標的指向性能を得ることができる。
【０１１０】
この態様のもう一つの好ましい実施形態では、式(1)のPは式(6) で示される。
【化２１】
0006631827.tif 000022
【０１１１】
式中、X2はX1と異なる化学反応可能な前記官能基であり、Z3は前記2価のスペーサーであり、vは0または2である。
【０１１２】
抗体−薬物複合体(ADC)関連分野においては、薬物の運搬効率を上げるために抗体に対して複数の薬物を結合させることが好ましいが、抗体に複数の結合点を導入すると抗原との親和性の低下が問題となる。当該ポリエチレングリコール誘導体は2つまたは4つのX1と1つのX2を有しており、例えばガンを標的としたADCでX1に抗ガン剤を結合させ、X2に抗体を結合させれば、抗体との結合点を増加させずに、抗ガン剤の運搬効率を向上させることができる。
【０１１３】
本発明の更に別の一態様では、式(1)におけるPは末端数2〜8のポリエチレングリコールであり、Pを構成するポリエチレングリコールの全ての末端がそれぞれZ1に対して結合しており、wが前記ポリエチレングリコールの末端数に等しい。
【０１１４】
この態様の好ましい実施形態では、式(1)のPは、式(r)、式(s)、式(t)、式(u)および式(v)からなる群から選択される。Pが式(r)で表される場合にはwが2であり、Pが式(s)で表される場合にはwが3であり、Pが式(t)で表される場合にはwが4であり、Pが式(u)で表される場合にはwが4であり、Pが式(v)で表される場合にはwが8である。
【化２２】
0006631827.tif 000023
【０１１５】
本発明の式(2)および式(3)におけるnの好適な範囲は3〜2000であり、より好ましくは20〜1500であり、更に好ましくは40〜1000であり、最も好ましくは60〜500である。また、式(4)、式(5)および式(6)におけるnの好適な範囲は3〜1000であり、好ましくは10〜800であり、更に好ましくは20〜500であり、最も好ましくは30〜300である。
【０１１６】
本発明のもう一つの態様では、式(55)で示される環状ベンジリデンアセタールリンカー化合物を提供する。
【化２３】
0006631827.tif 000024
【０１１７】
本発明の式(55)におけるR1およびR6は水素原子または炭化水素基であり、炭化水素基の炭素数は10以下が好ましく、具体的な炭化水素基としてはメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、t-ブチル基、フェニル基およびベンジル基などが挙げられる。R1の好ましい実施形態としては水素原子またはメチル基であり、更に好ましくは水素原子である。
【０１１８】
本発明の式(55)におけるベンゼン環は複数の置換基を有していてよい。ベンゼン環上における置換基の種類、位置および電子供与性と電子吸引性の度合いを適切に選択することで、環状アセタールリンカーの加水分解速度に影響を与えるアセタール基周辺の電子密度および立体障害の度合いを調節できる。これにより、環状アセタールリンカーに所望の加水分解速度を付与することができる。
【０１１９】
本明細書において、式(55)におけるベンゼン環上の置換基は「置換基定数(σ)」を用いて説明しているが、これはベンゼン誘導体の反応速度または平衡に及ぼす置換基の影響を定量化したHammett則における置換基定数を意味する。しかし、公知のようにHammett則はパラ置換およびメタ置換ベンゼン誘導体のみに適用され、立体障害の影響を受けるオルト置換ベンゼン誘導体には適用できない。そこで、オルト置換ベンゼン誘導体の場合には、上記Hammett則を拡張したTaftの式における置換基定数を意味する。
【０１２０】
公知のように、パラ置換およびメタ置換ベンゼン誘導体のHammett則における反応定数(ρ)とオルト置換ベンゼン誘導体のTaftの式における反応定数(ρ*)はほぼ等しいことから、本明細書ではρとρ*は同じものと定義する。また、Taftの式におけるオルト位の置換基定数(σ*)は、例えば「Charton, M. Can. J. Chem. 1960, 38 2493-2499」で述べられているように、パラ位の置換基定数に類似していることから、本明細書におけるオルト位の置換基定数は、相当するパラ位の置換基定数を適用する。
【０１２１】
パラ位およびメタ位における置換基定数(σ)は「Hansch, C.; Leo, A.; Taft, R. W. Chem. Rev.
1991, 91, 165-195」に記載されており、置換基定数(σ)が未知の置換基については「Hammett, L. P. Chem. Rev. 1935, 17(1),
125-136」に記載の方法で測定し求めることができる。また、Taftの式における位置定数(Es)は「Unger, S. H.; Hansch, C. Prog. Phys. Org. Chem. 1976, 12, 91-118」に記載されている。ただし、本明細書で使用するEsは、水素原子を「0」と定義したものである。
【０１２２】
式(55)において、ベンゼン環上に複数の置換基を有する場合、それらの置換基定数(σ)および位置定数(Es)には加成性が成り立つと定義し、σの合計を「Σσ」、Esの合計を「ΣEs」とそれぞれ表わす。
【０１２３】
Z1は環状ベンジリデンアセタールのベンゼン環に結合しており、X3-Z1もベンゼン環の置換基である。X3-Z1の置換基定数は、X3とZ1との組み合わせについて、それぞれ個別に測定し求めることができるが、実質的にX3-Z1の置換基定数はベンゼン環との結合部近傍の構造に大きく影響を受けるため、それ以外の部分の影響は無視できるほど非常に小さい。したがって、X3-Z1について個別に置換基定数を測定する代わりに、ベンゼン環との結合部近傍の構造に類似した構造の既知の置換基定数で代用することが可能である。
【０１２４】
本明細書におけるX3-Z1の置換基定数は、X3-Z1の主鎖の骨格原子をベンゼン環に結合した原子から数えて、3番目の原子に結合した2番目の原子以外の原子を水素原子で置き換えた構造の置換基定数で代用できると定義する。ただし、水素原子で置き換えるとカルボキシ基になる場合は、水素原子の代わりにメチル基で置き換えた構造の置換基定数で代用できると定義する。また、X3-Z1の主鎖の骨格原子が4原子以下の場合は、前述の文献に記載されている既知の置換基定数を使用するか、もしくは前述の文献に記載の方法で測定し求めた値を使用することができる。
【０１２５】
X3-Z1におけるベンゼン環との結合部分の構造と代用する構造の具体例を以下に示す。X3-Z1のベンゼン環との結合部分がエーテル結合である下記(r1)の場合は、下記(r2)の置換基定数を適用する。X3-Z1のベンゼン環との結合部分がアミド結合である下記(r3)、(r5)の場合は、それぞれ下記(r4)、(r6)の置換基定数を適用する。X3-Z1のベンゼン環との結合部分がウレタン結合である下記(r7)の場合は、下記(r8)の置換基定数を適用する。
【０１２６】
【化２４】
0006631827.tif 000025
【０１２７】
本態様で使用可能な置換基は、環状ベンジリデンアセタールリンカー化合物の合成過程におけるアセタール化反応および末端官能基変換反応を阻害しない置換基であり、本発明の好適な実施形態では、更に当該リンカー化合物と親水性ポリマー中間体とのカップリング反応、得られた親水性ポリマー誘導体の末端官能基変換反応、およびその親水性ポリマー誘導体と薬物等との結合形成反応を阻害しない置換基である。
【０１２８】
上記条件を満たすものであれば、電子吸引性の置換基または電子供与性の置換基のいずれでもよく、それぞれ単独もしくは組み合わせて使用してもよい。電子吸引性の置換基としては、炭素数2〜5のアシル基、炭素数2〜5のアルコキシカルボニル基、炭素数2〜5のカルバモイル基、炭素数2〜5のアシルオキシ基、炭素数2〜5のアシルアミノ基、炭素数2〜5のアルコキシカルボニルアミノ基、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、炭素数1〜4のアルキルスルファニル基、炭素数1〜4のアルキルスルホニル基、炭素数6〜10のアリールスルホニル基、ニトロ基、トリフルオロメチル基およびシアノ基であり、好ましい例としてはアセチル基、メトキシカルボニル基、メチルカルバモイル基、アセトキシ基、アセトアミド基、メトキシカルボニルアミノ基、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、メチルスルファニル基、フェニルスルホニル基、ニトロ基、トリフルオロメチル基およびシアノ基が挙げられる。電子供与性の置換基としては、炭素数1〜4のアルキル基であり、好ましい例としてはメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基およびt-ブチル基が挙げられる。メタ位では電子吸引性、パラ位およびオルト位では電子供与性である置換基としては、炭素数1〜4のアルコキシ基、炭素数6〜10のアリール基および炭素数6〜10のアリールオキシ基であり、好ましい例としてはメトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、t-ブトキシ基、フェニル基およびフェノキシ基が挙げられる。
【０１２９】
本発明の環状ベンジリデンアセタールリンカー化合物の好適な加水分解速度は、pH 5.5、37℃の緩衝液中における加水分解半減期(t1/2)が1時間〜6ヶ月の範囲であり、より好ましくは1時間〜1ヶ月の範囲であり、更に好ましくは1時間〜24時間の範囲である。
【０１３０】
式(55)が1,3-ジオキソラン構造で、R2およびR5が水素原子である場合の好適な置換基定数の合計(Σσ)の範囲は、1時間≦t1/2≦24時間のときは−0.30≦Σσ≦0.21であり、1時間≦t1/2≦1ヶ月のときは−0.30≦Σσ≦0.76であり、1時間≦t1/2≦6ヶ月のときは−0.30≦Σσ≦1.05である。
【０１３１】
また、式(55)が1,3-ジオキソラン構造で、R2とR5との少なくとも一方が水素原子以外の置換基である場合については、1時間≦t1/2≦24時間のときは−1.71≦Σσ≦0.04であり、1時間≦t1/2≦1ヶ月のときは−1.71≦Σσ≦0.59であり、1時間≦t1/2≦6ヶ月のときは−1.71≦Σσ≦0.88である。
【０１３２】
式(55)が1,3-ジオキソラン構造で、R2およびR5が水素原子である場合、例えば1時間≦t1/2≦24時間のときに−0.30≦Σσ≦0.21を満たす好ましい実施形態を以下に示す。ただし、ここに示す置換基はR3、R4およびX3-Z1、並びに前述の定義にしたがってX3-Z1の代わりに用いる構造を意味する。式(55)のメタ位のうち1つがメトキシ基、エトキシ基またはアセトアミド基であり、より好ましくはエトキシ基またはアセトアミド基である。別の好ましい実施形態においては、式(55)のパラ位がメトキシ基またはエトキシ基であり、かつメタ位の1つがフッ素原子、塩素原子、臭素原子、およびヨウ素原子よりなる群から独立して選択される置換基であり、より好ましくはパラ位がエトキシ基であり、かつメタ位の1つがフッ素原子または塩素原子である。もう一つの好ましい実施形態においては、式(55)のパラ位およびメタ位の1つがメトキシ基、エトキシ基またはアセトアミド基であり、より好ましくはメトキシ基またはエトキシ基である。
【０１３３】
また、式(55)が1,3-ジオキソラン構造で、R2とR5との少なくとも一方が水素原子以外の置換基である場合、例えば1時間≦t1/2≦24時間のときに−1.71≦Σσ≦0.04を満たす好ましい実施形態を以下に示す。ただし、ここに示す置換基はR3、R4およびX3-Z1、並びに前述の定義にしたがってX3-Z1の代わりに用いる構造を意味する。式(55)のR2およびR5のうち一方がフッ素原子、メチル基またはエチル基であり、もう一方が水素原子であるときは、パラ位がエトキシ基またはアセトアミド基であり、より好ましくはエトキシ基である。式(55)のR2およびR5のうち一方がメトキシ基であり、もう一方が水素原子であるときは、パラ位がメトキシメチル基またはアセトアミド基よりなる群から選択される置換基を有し、より好ましくはアセトアミド基である。
【０１３４】
式(55)が1,3-ジオキサン構造で、R2およびR5が水素原子である場合の好適な置換基定数の合計(Σσ)の範囲は、1時間≦t1/2≦24時間のときは−0.19≦Σσ≦0.10であり、1時間≦t1/2≦1ヶ月のときは−0.19≦Σσ≦0.41であり、1時間≦t1/2≦6ヶ月のときは−0.19≦Σσ≦0.57である。
【０１３５】
また、式(55)が1,3-ジオキサン構造で、R2とR5との少なくとも一方が水素原子以外の置換基である場合については、1時間≦t1/2≦24時間のときは−0.98≦Σσ≦0.00であり、1時間≦t1/2≦1ヶ月のときは−0.98≦Σσ≦0.31であり、1時間≦t1/2≦6ヶ月のときは−0.98≦Σσ≦0.48である。
【０１３６】
式(55)のX3およびX4は、それぞれ化学反応可能な官能基であり、当該リンカー化合物の用途を限定するものではないが、本発明の好適な実施形態では、X3と親水性ポリマー中間体の化学反応可能な官能基とのカップリング反応により、式(1)の環状ベンジリデンアセタールリンカーを有する親水性ポリマー誘導体を合成することができる。
【０１３７】
式(55)におけるX3およびX4の好ましい例を挙げれば、活性エステル基、活性カーボネート基、アルデヒド基、イソシアネート基、イソチオシアネート基、エポキシ基、マレイミド基、ビニルスルホン基、アクリル基、スルホニルオキシ基、カルボキシ基、チオール基、ジチオピリジル基、α-ハロアセチル基、アルキニル基、アリル基、ビニル基、アミノ基、オキシアミノ基、ヒドラジド基、アジド基およびヒドロキシ基である。更に具体的な実施形態においては、反応相手のアミノ基と反応して共有結合を形成することが可能な官能基は、活性エステル基、活性カーボネート基、アルデヒド基、イソシアネート基、イソチオシアネート基、エポキシ基、マレイミド基、ビニルスルホン基、アクリル基、スルホニルオキシ基またはカルボキシ基であり、反応相手のチオール基と反応して共有結合を形成することが可能な官能基は、活性エステル基、活性カーボネート基、アルデヒド基、イソシアネート基、イソチオシアネート基、エポキシ基、マレイミド基、ビニルスルホン基、アクリル基、スルホニルオキシ基、カルボキシ基、チオール基、ジチオピリジル基、α-ハロアセチル基、アルキニル基、アリル基またはビニル基であり、反応相手のアルデヒド基またはカルボキシ基と反応して共有結合を形成することが可能な官能基は、チオール基、アミノ基、オキシアミノ基またはヒドラジド基であり、反応相手のアルキニル基と反応して共有結合を形成することが可能な官能基は、チオール基またはアジド基であり、反応相手のアジド基と反応して共有結合を形成することが可能な官能基はアルキニル基であり、反応相手のハロゲン化アルキル基、アルキルスルホン酸エステルまたはアリールスルホン酸エステルと反応して共有結合を形成することが可能な官能基は、ヒドロキシ基、チオール基またはアミノ基である。
【０１３８】
本態様の好適な実施形態において、X3およびX4は群(I)、群(II)、群(III)、群(IV)、群(V)または群(VI)で示される基である。
群(I)：反応相手のアミノ基と反応して共有結合を形成することが可能な官能基
下記の(a)、(b)、(c)、(d)、(e)および(f)
群(II)：反応相手のチオール基と反応して共有結合を形成することが可能な官能基
下記の(a)、(b)、(c)、(d)、(e)、(f)、(g)、(h)、(i)および(j)
群(III)：反応相手のアルデヒド基またはカルボキシ基と反応して共有結合を形成することが可能な官能基
下記の(g)、(k)、(l)および(m)
群(IV)：反応相手のアルキニル基と反応して共有結合を形成することが可能な官能基
下記の(g)、(k)、(l)、(m)および(n)
群(V)：反応相手のアジド基と反応して共有結合を形成することが可能な官能基
下記の(j)
群(VI)：反応相手のハロゲン化アルキル基、アルキルスルホン酸エステルまたはアリールスルホン酸エステルと反応して共有結合を形成することが可能な官能基
下記の(o)、(g)および(k)
【０１３９】
【化２５】
0006631827.tif 000026
【０１４０】
式中、R7は水素原子またはスルホ基であり、スルホ基として具体的にはスルホン酸ナトリウムおよびスルホン酸カリウムが挙げられるが、好ましくは水素原子である。R8、R11は水素原子または炭素数1〜5の炭化水素基であり、具体的な炭化水素基としてはメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、t-ブチル基およびペンチル基などが挙げられる。R9はハロゲン原子を含んでもよい炭素数1〜10の炭化水素基であり、具体的な炭化水素基としてはメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、t-ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ヘキシル基、ベンジル基、4-メチルフェニル基、トリフルオロメチル基、2,2,2-トリフルオロエチル基、4-(トリフルオロメトキシ)フェニル基、ビニル基、クロロエチル基、ブロモエチル基およびヨードエチル基などが挙げられるが、好ましくはメチル基、ビニル基、4-メチルフェニル基または2,2,2-トリフルオロエチル基である。R10は塩素原子、臭素原子およびヨウ素原子から選択されるハロゲン原子である。
【０１４１】
X3およびX4は互いに同一でも異なっていてもよく、X3と X4が互いに異なる場合の好ましい組み合わせとして、X3が活性エステル基または活性カーボネート基のときは、X4はマレイミド基、ビニルスルホン基、α-ハロアセチル基、アルキニル基およびアジド基から選択される基であり、X3がアルデヒド基のときは、X4はマレイミド基、ビニルスルホン基、アルキニル基およびアジド基から選択される基であり、X3がマレイミド基、ビニルスルホン基またはα-ハロアセチル基のときは、X4は活性エステル基、活性カーボネート基、アルキニル基、アジド基から選択される基であり、X3がアルキニル基またはアジド基のときは、X4はマレイミド基、ビニルスルホン基、α-ハロアセチル基、活性エステル基、活性カーボネート基、アミノ基、オキシアミノ基およびヒドロキシ基から選択される基であり、X3がアミノ基またはオキシアミノ基のときは、X4はアルキニル基、アジド基、チオール基、ヒドロキシ基またはカルボキシ基であり、X3がチオール基またはヒドロキシ基のときは、X4はアミノ基、オキシアミノ基、アジド基およびカルボキシ基から選択される基である。より好ましくは、X3が活性エステル基または活性カーボネート基のときは、X4はマレイミド基、α-ハロアセチル基、アルキニル基およびアジド基から選択される基であり、X3がアルデヒド基のときは、X4はマレイミド基、α-ハロアセチル基、アルキニル基およびアジド基から選択される基であり、X3がマレイミド基またはα-ハロアセチル基のときは、X4は活性エステル基、活性カーボネート基、アルキニル基、アジド基から選択される基であり、X3がアルキニル基またはアジド基のときは、X4はマレイミド基、α-ハロアセチル基、活性エステル基、活性カーボネート基、アミノ基、オキシアミノ基およびヒドロキシ基から選択される基であり、X3がアミノ基またはオキシアミノ基のときは、X4はアルキニル基、アジド基、ヒドロキシ基またはチオール基であり、X3がチオール基またはヒドロキシ基のときは、X4はアミノ基、オキシアミノ基およびアジド基から選択される基である。
【０１４２】
本態様の式(55)におけるZ1は環状ベンジリデンアセタール基のベンゼン環と官能基X3との間の2価のスペーサーであり、Z2は官能基X4と環状ベンジリデンアセタール基との間の2価のスペーサーである。これらは共有結合で構成され、環状ベンジリデンアセタール基よりも酸加水分解に対して安定であれば特に制限は無いが、好ましくはエーテル結合、エステル結合、カーボネート結合、ウレタン結合、アミド結合、2級アミノ基もしくはこれらを含むアルキレン基、単結合またはアルキレン基である。アルキレン基の炭素数は、好ましくは1〜24である。説明のためであって、制限するものではないが、アルキレン基の好ましい例としては、(z1)のような構造が挙げられる。エーテル結合を有するアルキレン基の好ましい例としては、(z2)または(z3)のような構造が挙げられる。エステル結合を有するアルキレン基の好ましい例としては、(z4)のような構造が挙げられる。カーボネート結合を有するアルキレン基の好ましい例としては、(z5)のような構造が挙げられる。ウレタン結合を有するアルキレン基の好ましい例としては、(z6)のような構造が挙げられる。アミド結合を有するアルキレン基の好ましい例としては、(z7)のような構造が挙げられる。2級アミノ基を有するアルキレン基の好ましい例としては、(z8)のような構造が挙げられる。好ましい実施形態において、pおよびqは独立して1〜12の整数である。ただし、Z1とZ2との少なくとも一方が、エーテル結合、エステル結合、カーボネート結合、ウレタン結合、アミド結合、2級アミノ基もしくはこれらを含むアルキレン基であって、複数の同一構造単位が結合している場合における前記構造単位の数は2以下である。
【０１４３】
【化２６】
0006631827.tif 000027
【０１４４】
本発明の環状ベンジリデンアセタールリンカーを有する親水性ポリマー誘導体は、置換基を有する環状ベンジリデンアセタールリンカー化合物と親水性ポリマー中間体をカップリング反応させることにより合成できる。このカップリング反応によって生じる結合は、反応に使用される官能基の組み合わせによって決定されるものであり、前記2価のスペーサーZ1に含まれるエーテル結合、エステル結合、カーボネート結合、ウレタン結合、アミド結合、2級アミノ基もしくはこれらを含むアルキレン基、単結合またはアルキレン基である。合成した当該親水性ポリマー誘導体は、必要に応じて末端官能基を化学変換する。この官能基変換に用いられる反応は、従来公知の方法を用いることができるが、式(1)の環状ベンジリデンアセタール基、前記2価のスペーサーZ1およびZ2に含まれる結合を分解しない条件を適切に選択しなければならない。
【０１４５】
環状ベンジリデンアセタールリンカー化合物と親水性ポリマー中間体をカップリング反応させ、更に末端官能基を化学変換する典型的な例としては、以下のような工程が挙げられる。ここでは代表的な親水性ポリマーであるポリエチレングリコールを例として説明する。
【０１４６】
(A)  環状ベンジリデンアセタールリンカー化合物の合成
【化２７】
0006631827.tif 000028
(式中、R1は水素原子または炭化水素基であり；
R2、R3、R4およびR5はそれぞれ独立して電子吸引性もしくは電子供与性の置換基、または水素原子である。)
【０１４７】
【化２８】
0006631827.tif 000029
【０１４８】
化学反応可能な官能基であるヒドロキシ基を有する式(14)のカルボニル化合物、およびアミノ基がフタロイル基で保護されたフタルイミド基を有する式(15)の1,2-ジオール誘導体をトルエン、ベンゼン、キシレン、アセトニトリル、酢酸エチル、ジエチルエーテル、t-ブチルメチルエーテル、テトラヒドロフラン、クロロホルム、ジクロロメタン、ジメチルスルホキシド、ジメチルホルムアミドまたはジメチルアセトアミドなどの非プロトン性溶媒、もしくは無溶媒中、酸触媒存在下、反応させることで環状ベンジリデンアセタール基を有する下記式(16)の化合物を得る。得られた化合物は、抽出、再結晶、吸着剤処理またはカラムクロマトグラフィーなどで精製してもよい。カルボニル化合物の代わりに、対応する低級アルコールのアセタール誘導体を使用することもできる。低級アルコールは好ましくは炭素数1〜5のアルコールであり、更に好ましくはメタノールまたはエタノールである。酸触媒は有機酸または無機酸のいずれでもよく、特に制限は無いが、具体的な例を挙げればp-トルエンスルホン酸、p-トルエンスルホン酸ピリジニウム、メタンスルホン酸、10-カンファースルホン酸、塩化水素、ヨウ素、塩化アンモニウム、シュウ酸および三フッ化ホウ素ジエチルエーテル錯体などである。
【０１４９】
【化２９】
0006631827.tif 000030
【０１５０】
ここで「保護基」とは、ある反応条件下で分子中の特定の化学反応可能な官能基の反応を防止または阻止する成分である。保護基は、保護される化学反応可能な官能基の種類、使用される条件および分子中の他の官能基もしくは保護基の存在により変化する。保護基の具体的な例は多くの一般的な成書に見出すことができるが、例えば「Wuts, P. G. M.; Greene, T. W. Protective
Groups in Organic Synthesis, 4th ed.; Wiley-Interscience: New York, 2007」に記載されている。また、保護基で保護された官能基は、それぞれの保護基に適した反応条件を用いて脱保護、すなわち化学反応させることで、元の官能基を再生させることができる。したがって、本明細書では、保護基で保護されており、各種反応によって脱保護が可能な官能基は「化学反応可能な官能基」に含む。保護基の代表的な脱保護条件は前述の文献に記載されている。
【０１５１】
式(14)の化合物の化学反応可能な官能基は、ヒドロキシ基以外の官能基も用いることができる。具体的な例としては、ヒドロキシアルキル基、アミノ基、アミノアルキル基、カルボキシ基およびカルボキシアルキル基などが挙げられる。また、上記官能基は、アセタール化反応の酸性条件で安定、かつ環状ベンジリデンアセタール基が分解する接触還元以外の反応条件で脱保護可能な保護基で保護されていてもよい。保護される官能基と保護基の好ましい組み合わせとして、保護される官能基がヒドロキシ基またはヒドロキシアルキル基のときは、例えばシリル系保護基およびアシル系保護基が挙げられ、具体的にはt-ブチルジフェニルシリル基、t-ブチルジメチルシリル基、トリイソプロピルシリル基、アセチル基およびピバロイル基などが挙げられる。保護される官能基がアミノ基またはアミノアルキル基のときは、例えばアシル系保護基およびカーバメート系保護基が挙げられ、具体的にはトリフルオロアセチル基、9-フルオレニルメチルオキシカルボニル基および2-(トリメチルシリル)エチルオキシカルボニル基などが挙げられる。保護される官能基がカルボキシ基またはカルボキシアルキル基のときは、例えばアルキルエステル系保護基およびシリルエステル系保護基が挙げられ、具体的にはメチル基、9-フルオレニルメチル基およびt-ブチルジメチルシリル基などが挙げられる。具体的な保護基の種類および代表的な脱保護条件は前述の文献に記載されており、それぞれの保護基に適した反応条件を選択し、親水性ポリマー中間体との反応前に脱保護を行うことができる。
【０１５２】
また、式(15)の化合物の1,2-ジオール部分を除く化学反応可能な官能基には、フタルイミド基以外の官能基も用いることができる。化学反応可能な官能基が保護基で保護された官能基である場合は、保護基はアセタール化反応の酸性条件で安定、かつベンジリデンアセタール基が分解する接触還元以外の反応条件で脱保護可能である必要がある。保護される官能基と保護基の好ましい組み合わせとして、保護される官能基がアミノ基のときは、例えばアシル系保護基およびカーバメート系保護基が挙げられ、具体的にはトリフルオロアセチル基、9-フルオレニルメチルオキシカルボニル基および2-(トリメチルシリル)エチルオキシカルボニル基などが挙げられる。また、保護される官能基がヒドロキシ基のときは、例えばシリル系保護基およびアシル系保護基が挙げられ、具体的にはt-ブチルジフェニルシリル基、t-ブチルジメチルシリル基、トリイソプロピルシリル基、アセチル基およびピバロイル基などが挙げられる。保護される官能基がカルボキシ基のときは、例えばアルキルエステル系保護基およびシリルエステル系保護基が挙げられ、具体的にはメチル基、9-フルオレニルメチル基およびt-ブチルジメチルシリル基などが挙げられる。保護される官能基がスルファニル基のときは、例えばチオエーテル系保護基、チオカーボネート系保護基およびジスルフィド系保護基が挙げられ、具体的にはS-2,4-ジニトロフェニル基、S-9-フルオレニルメチルオキシカルボニル基およびS-t-ブチルジスルフィド基などが挙げられる。保護基の代表的な脱保護条件は前述の文献に記載されており、それぞれの保護基に適した反応条件を選択することができる。ただし、化学反応可能な官能基が、保護基で保護されていなくてもアセタール化反応を阻害しない官能基の場合は、保護基を使用する必要は無い。
【０１５３】
(B)  ポリエチレングリコール中間体の合成
開始剤であるメタノールをトルエン中もしくは無溶媒で、金属ナトリウム、金属カリウム、水素化ナトリウムまたは水素化カリウムなどのアルカリ条件下、エチレンオキシドをメタノールに対して3〜2000モル当量重合させ、式(17)のポリエチレングリコールを得る。開始剤としては炭素数1〜24の炭化水素基を有するアルコールが好ましく、具体的にはメタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、t-ブタノール、フェノールおよびベンジルアルコールなどが挙げられる。当該ポリエチレングリコールは、化学反応可能な官能基であるヒドロキシ基を有するため、そのまま環状ベンジリデンアセタールリンカー化合物とのカップリング反応に用いることもできる。
【０１５４】
【化３０】
0006631827.tif 000031
【０１５５】
式(17)のポリエチレングリコールをトルエン、ベンゼン、キシレン、アセトニトリル、酢酸エチル、ジエチルエーテル、t-ブチルメチルエーテル、テトラヒドロフラン、クロロホルム、ジクロロメタン、ジメチルスルホキシド、ジメチルホルムアミドまたはジメチルアセトアミドなどの非プロトン性溶媒、もしくは無溶媒中、トリエチルアミン、N-メチルモルホリン、ピリジンまたは4-ジメチルアミノピリジンなどの有機塩基、もしくは炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、酢酸ナトリウムまたは炭酸カリウムなどの無機塩基の存在下、塩化メタンスルホニルと反応させることで、式(18)のポリエチレングリコール中間体を得る。上記有機塩基、無機塩基は用いなくとも良い。有機塩基、無機塩基の使用割合は、特に制限はないが、式(17)のポリエチレングリコールの水酸基に対して等モル以上が好ましい。また、有機塩基を溶媒として用いてもよい。得られた化合物は、抽出、再結晶、吸着剤処理、再沈殿、カラムクロマトグラフィーまたは超臨界抽出等の精製手段にて精製してもよい。
【０１５６】
【化３１】
0006631827.tif 000032
【０１５７】
式(18)のポリエチレングリコール中間体における化学反応可能な官能基は他の官能基も用いることができる。化学反応可能な官能基の好ましい例としては、当該ポリエチレングリコール中間体と前記環状ベンジリデンアセタールリンカー化合物のカップリング反応によって生じる結合が、式(1)の2価のスペーサーZ1に含まれるエーテル結合、エステル結合、カーボネート結合、ウレタン結合、アミド結合、2級アミノ基もしくはこれらを含むアルキレン基、単結合またはアルキレン基となる官能基であり、具体的にはハロゲン原子、活性エステル、活性カーボネート、アルデヒド基、アミノ基、ヒドロキシ基およびカルボキシ基などが挙げられる。
【０１５８】
(C)  環状ベンジリデンアセタールリンカー化合物とポリエチレングリコール中間体のカップリング反応
式(16)のベンジリデンアセタールリンカー化合物と式(18)のポリエチレングリコール中間体をトルエン、ベンゼン、キシレン、アセトニトリル、酢酸エチル、ジエチルエーテル、t-ブチルメチルエーテル、テトラヒドロフラン、クロロホルム、ジクロロメタン、ジメチルスルホキシド、ジメチルホルムアミドまたはジメチルアセトアミドなどの非プロトン性溶媒、もしくは無溶媒中、トリエチルアミン、N-メチルモルホリン、t-ブトキシカリウムまたはヘキサメチルジシラザンナトリウムなどの有機塩基、もしくは炭酸カリウム、水酸化カリウムまたは水素化ナトリウムなどの無機塩基の存在下、カップリング反応させることで、式(19)の化合物を得る。有機塩基、無機塩基の使用割合は、特に制限はないが、式(18)のポリエチレングリコール中間体の化学反応可能な官能基に対して等モル以上が好ましい。また、有機塩基を溶媒として用いてもよい。得られた化合物は、前述の精製手段にて精製してもよい。
【０１５９】
【化３２】
0006631827.tif 000033
【０１６０】
環状ベンジリデンアセタールリンカー化合物の化学反応可能な官能基は、ポリエチレングリコール中間体とのカップリング反応の前に官能基変換を行ってもよい。カップリング反応の反応条件は、環状ベンジリデンアセタールリンカー化合物の化学反応可能な官能基およびポリエチレングリコール中間体の化学反応可能な官能基の組み合わせによって決定されるものであり、従来公知の方法を用いることができるが、式(1)の環状ベンジリデンアセタール基、前記2価のスペーサーZ1およびZ2に含まれる結合を分解しない条件を適切に選択する必要がある。
【０１６１】
(D)  環状ベンジリデンアセタールリンカーを有するポリエチレングリコール誘導体の末端官能基変換
式(19)の化合物を水、メタノールまたはエタノールなどのプロトン性溶媒、もしくはアセトニトリル、テトラヒドロフラン、ジメチルスルホキシド、ジメチルホルムアミドまたはジメチルアセトアミドなどの非プロトン性溶媒、もしくは無溶媒中、エチレンジアミン、メチルヒドラジンまたはメチルアミンなどの塩基性有機化合物、もしくはヒドラジン、ヒドロキシアミンまたは水酸化ナトリウムなどの塩基性無機化合物を用いて処理することで、フタルイミド基が脱保護されてアミノ基に変換された式(20)の化合物を得る。塩基性化合物の使用割合は、特に制限はないが、式(19)の化合物の化学反応可能な官能基に対して等モル以上が好ましい。また、塩基性化合物を溶媒として用いてもよい。得られた化合物は、前述の精製手段にて精製してもよい。
【０１６２】
【化３３】
0006631827.tif 000034
【０１６３】
更に、式(20)の化合物をトルエン、ベンゼン、キシレン、アセトニトリル、酢酸エチル、ジエチルエーテル、t-ブチルメチルエーテル、テトラヒドロフラン、クロロホルム、ジクロロメタン、ジメチルスルホキシド、ジメチルホルムアミドまたはジメチルアセトアミドなどの非プロトン性溶媒、もしくは無溶媒中、トリエチルアミン、N-メチルモルホリン、ピリジンまたは4-ジメチルアミノピリジンなどの有機塩基、もしくは炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、酢酸ナトリウムまたは炭酸カリウムなどの無機塩基の存在下、3-マレイミドプロピオン酸 N-スクシンイミジルと反応させることで、末端にマレイミド基が導入された式(21)の化合物を得る。上記有機塩基、無機塩基は用いなくとも良い。有機塩基、無機塩基の使用割合は、特に制限はないが、式(20)の化合物の化学反応可能な官能基に対して等モル以上が好ましい。また、有機塩基を溶媒として用いてもよい。得られた化合物は、前述の精製手段にて精製してもよい。
【０１６４】
【化３４】
0006631827.tif 000035
【実施例】
【０１６５】
以下に実施例を挙げて本発明を更に具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【０１６６】
1H-NMR分析では日本電子データム(株)製JNM-ECP400またはJNM-ECA600を使用した。測定にはφ5mmチューブを用い、重水素化溶媒がCDCl3、CD3CNまたはCD3ODの場合は、内部標準物質としてテトラメチルシラン(TMS)を使用し、D2Oの場合はHDOを基準とした。
【０１６７】
ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)分析では、GPCシステムとしてSHODEX GPC SYSTEM-11、検出器である示唆屈折計としてSHODEX RIX8、GPCカラムとしてSHODEX KF801L、KF803L、KF804L(φ8mm×300mm)を3本直列に繋ぎ、カラムオーブンの温度を40℃とした。溶離液としてはテトラヒドロフランを用い、流速は1ml/分とし、試料の濃度は0.1wt%とし、注入容量は0.1mLとして測定を行った。検量線は関東化学(株)製のエチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、並びにPolymer Laboratory製の分子量600〜70000のポリエチレングリコールまたはポリエチレンオキシドのGPC用Polymer Standardsを用いて作成したものを用いた。データの解析はBORWIN  GPC計算プログラムを使用した。Mnは数平均分子量、Mwは重量平均分子量を表わし、分子量分布はMw/Mnとしてその計算値を示した。
【０１６８】
加水分解試験で使用するpD 5.5のMES(2-morpholinoethanesulfonic acid)重水緩衝液とpD 7.4のHEPES(2-[4-(Hydroxyethyl)-1-piperazinyl]ethanesulfonic
acid])重水緩衝液は、それぞれ0.1MのMES重水溶液と0.1MのHEPES重水溶液に0.1Mの水酸化ナトリウム重水溶液を加え、「Glasoe, P. K.; Long, F. A. J. Phys. Chem.
1960, 64, 188-190」に記載されている以下の関係式に基づいて調製した。
pD＝pHメーターの測定値＋0.40
【０１６９】
加水分解率は1H-NMRで評価し、アセタール基の水素の積分値をI1、加水分解で生成するアルデヒド基の水素の積分値をI2として、次の計算式により算出した。
加水分解率(%)＝[I2/(I1＋I2)]×100
【０１７０】
(実施例1)
温度計、窒素吹き込み管、攪拌機、Dean-stark管および冷却管を装備した200 mLの三つ口フラスコに1,2,6-ヘキサントリオール(30.0 g, 0.224 mol)、アセトンジメチルアセタール(25.6 g, 0.246 mol)およびp-トルエンスルホン酸一水和物(0.426 g, 2.24 mmol)を仕込み、80℃にてメタノールの留去を行いながら、3時間反応を行った。トリエチルアミン(0.453 g, 4.48 mmol)を加えてしばらく攪拌し、酢酸エチルで希釈後、20wt%食塩水で洗浄した。有機層を無水硫酸ナトリウムで乾燥し、濾過後、溶媒を減圧留去した。残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製し、式(22)の化合物を得た。
1H-NMR(CDCl3, 内部標準TMS); δ(ppm):
1.35(3H, s, -CH3),
1.41(3H, s, -CH3), 1.49-1.67(6H, m, >CHCH2CH2CH2-),
2.07(1H, brs, -OH), 3.51(1H, t, -OCH2CH<), 3.64(2H,
t, -CH2OH), 4.04(1H, dd, -OCH2CH<),
4.07-4.10(1H, m, -OCH2CH<)
【０１７１】
【化３５】
0006631827.tif 000036
【０１７２】
(実施例2)
温度計、窒素吹き込み管、攪拌機および冷却管を装備した500 mLの四つ口フラスコに式(22)の化合物(20.0 g, 0.115 mol)、トリエチルアミン(23.3 g, 0.230 mol)およびトルエン(200 g)を仕込み、10℃以下に冷却した。冷却を続けながら、滴下漏斗に準備した塩化メタンスルホニル(19.8 g, 0.173 mol)を徐々に滴下した。滴下終了後、20℃で2時間反応を行った。エタノール(7.97 g, 0.173 mol)を加えてしばらく攪拌し、濾過後、有機層をイオン交換水で洗浄した。有機層を無水硫酸ナトリウムで乾燥し、濾過後、溶媒を減圧留去して式(23)の化合物を得た。
1H-NMR(CDCl3, 内部標準TMS); δ(ppm):
1.35(3H, s, -CH3),
1.40(3H, s, -CH3), 1.44-1.83(6H, m, >CHCH2CH2CH2-),
3.01(3H, s, -OSO2CH3), 3.51(1H, t, -OCH2CH<),
4.03-4.11(2H, m, -OCH2CH<, -OCH2CH<),
4.24(2H, t, -CH2OSO2CH3)
【０１７３】
【化３６】
0006631827.tif 000037
【０１７４】
(実施例3)
温度計、窒素吹き込み管、攪拌機および冷却管を装備した500 mLの四つ口フラスコに式(23)の化合物(20.0 g, 79.3 mmol)、フタルイミドカリウム(17.6 g, 95.2 mmol)および脱水ジメチルホルムアミド(200 g)を仕込み、60℃で2時間反応を行った。10℃以下に冷却し、イオン交換水(400 g)を加えてしばらく攪拌した後、酢酸エチル/ヘキサン(60/40, v/v)混合溶液で抽出した。有機層を0.2wt%炭酸カリウム水溶液で洗浄した後、無水硫酸ナトリウムで乾燥した。濾過後、溶媒を減圧留去して式(24)の化合物を得た。
1H-NMR(CDCl3, 内部標準TMS); δ(ppm):
1.34(3H, s, -CH3),
1.39(3H, s, -CH3), 1.44-1.75(6H, m, >CHCH2CH2CH2-),
3.50(1H, t, -OCH2CH<), 3.69(2H, t, -CH2-phthalimide),
4.01-4.09(2H, m, -OCH2CH<, -OCH2CH<),
7.71-7.85(4H, m, -phthalimide)
【０１７５】
【化３７】
0006631827.tif 000038
【０１７６】
(実施例4)
温度計、窒素吹き込み管、攪拌機および冷却管を装備した1 Lの四つ口フラスコに式(24)の化合物(15.2 g, 50.0 mmol)、p-トルエンスルホン酸一水和物(951 mg, 5.00 mmol)およびメタノール(500 mL)を仕込み、室温で4時間反応を行った。トリエチルアミン(1.01 g, 10.0 mmol)を加えてしばらく攪拌した後、溶媒を減圧留去した。残渣をクロロホルムに溶解し、イオン交換水で洗浄した後、有機層を無水硫酸ナトリウムで乾燥した。濾過後、溶媒を減圧留去して式(25)の化合物を得た。
1H-NMR(CD3CN, 内部標準TMS); δ(ppm):
1.24-1.61(6H, m,
>CHCH2CH2CH2-), 2.69(1H,
t, -OH), 2.75(1H, d, -OH), 3.17-3.21(1H, m, -OCH2CH<),
3.31-3.37(1H, m, -OCH2CH<), 3.39-3.43(1H, m, -OCH2CH<),
3.54(2H, t, -CH2-phthalimide), 7.67-7.75(4H, m, -phthalimide)
【０１７７】
【化３８】
0006631827.tif 000039
【０１７８】
(実施例5)
温度計、窒素吹き込み管、攪拌機、Dean-stark管および冷却管を装備した300 mLの三つ口フラスコに式(25)の化合物(3.87 g, 14.7 mmol)、4-ヒドロキシベンズアルデヒド(1.20 g, 9.83 mmol)、p-トルエンスルホン酸ピリジニウム(247 mg, 0.983 mmol)およびトルエン(180 g)を仕込み、副生する水をトルエンで共沸除去しながら4時間反応を行った。トリエチルアミン(199 mg, 1.97 mmol)を加えてしばらく攪拌した後、溶媒を減圧留去した。残渣をクロロホルムに溶解し、20wt%食塩水、イオン交換水の順で洗浄した後、有機層を無水硫酸ナトリウムで乾燥した。濾過後、溶媒を減圧留去して式(26)の化合物を得た。
1H-NMR(CDCl3, 内部標準TMS); δ(ppm):
1.41-1.80(6H,
m, >CHCH2CH2CH2-),
3.57-4.26(5H, m, -OCH2CH<, -CH2-phthalimide),
5.71(0.6H, s, >CH-), 5.82(0.4H, s, >CH-), 6.79-6.82(2H, m, arom.
H), 7.31-7.35(2H, m, arom. H), 7.70-7.86(4H, m, -phthalimide)
【０１７９】
【化３９】
0006631827.tif 000040
【０１８０】
(実施例6)
温度計、窒素吹き込み管、攪拌機および冷却管を装備した300 mLの四つ口フラスコに脱水メタノール(12.8 g, 0.400 mol)、脱水トルエン(150 g)および金属ナトリウム0.3 g(13 mmol)を仕込み、窒素を吹き込みながら金属ナトリウムが溶解するまで室温で攪拌した。この溶液を5 Lオートクレーブへ仕込み、系内を窒素置換後、100℃に昇温した。100〜130℃、1 MPa以下の圧力でエチレンオキシド(1,987 g, 45 mol)を加えた後、更に2時間反応を続けた。減圧にて未反応のエチレンオキシドガスを除去後、60℃に冷却し、85%リン酸水溶液でpH 7.5に調整して式(27)の化合物を得た。
1H-NMR(CDCl3, 内部標準TMS)；
δ(ppm)：
2.68(1H, t, OH),
3.38(3H, s, CH3O-), 3.49-3.85(450H, m, -(OCH2CH2)n-)
GPC分析; 数平均分子量(Mn): 5119, 重量平均分子量(Mw)： 5226, 多分散度(Mw/Mn)： 1.021
【０１８１】
【化４０】
0006631827.tif 000041
【０１８２】
(実施例7)
温度計、窒素吹き込み管、攪拌機、Dean-stark管および冷却管を装備した500 mLの三つ口フラスコに式(27)の化合物(100 g, 20.0 mmol)とトルエン(250g)を仕込み、水をトルエンで共沸除去した。40℃へ冷却後、トリエチルアミン(3.24 g, 32.0 mmol)を仕込み、滴下漏斗に準備した塩化メタンスルホニル(2.75 g, 24.0 mmol)を徐々に滴下した。滴下終了後、40℃で3時間反応を行った。エタノール(1.11 g, 24.0 mmol)を加えてしばらく攪拌し、濾過後、酢酸エチル(200 g)で希釈した。ヘキサン(500 g)を添加して晶析を行い、濾過後、結晶を酢酸エチル(500 g)に溶解させた。ヘキサン(500g)を添加して再度晶析を行い、濾過後、減圧下で乾燥して式(28)の化合物を得た。
1H-NMR(CDCl3, 内部標準TMS)；
δ(ppm)：
3.08(3H, s,
-OSO2CH3), 3.38(3H, s, CH3O-),
3.52-3.85(448H, m, -(OCH2CH2)n-OCH2-),
4.37-4.39(2H, m, -CH2OSO2CH3)
GPC分析; 数平均分子量(Mn): 5197, 重量平均分子量(Mw)： 5306, 多分散度(Mw/Mn)： 1.021
【０１８３】
【化４１】
0006631827.tif 000042
【０１８４】
(実施例8)
温度計、窒素吹き込み管、攪拌機および冷却管を装備した100 mLの三つ口フラスコに式(28)の化合物(5.00 g, 1.00 mmol)、式(26)の化合物(551 mg, 1.50 mmol)、炭酸カリウム(691 mg, 5.00 mmol)およびアセトニトリル(25 g)を仕込み、80℃で4時間反応を行った。溶媒を減圧留去した後、残渣を酢酸エチル(100 g)に溶解し、濾過を行った。ヘキサン(100 g)を添加して晶析を行い、濾過後、減圧下で乾燥して式(29)の化合物を得た。
1H-NMR(CDCl3, 内部標準TMS); δ(ppm):
1.40-1.81(6H,
m, >CHCH2CH2CH2-),
3.38(3H, s, CH3O-), 3.52-4.25(455H, m, -(OCH2CH2)n-,
-OCH2CH<, -CH2-phthalimide), 5.72(0.6H,
s, >CH-), 5.84(0.4H, s, >CH-), 6.89-6.91(2H, m, arom. H),
7.35-7.39(2H, m, arom. H), 7.70-7.86(4H, m, -phthalimide)
GPC分析; 数平均分子量(Mn): 5462, 重量平均分子量(Mw)： 5582, 多分散度(Mw/Mn)： 1.022
【０１８５】
【化４２】
0006631827.tif 000043
【０１８６】
(実施例9)
温度計、窒素吹き込み管、攪拌機および冷却管を装備した50 mLの三つ口フラスコに式(29)の化合物(2.00 g, 0.400 mmol)、メタノール(7 g)およびエチレンジアミン一水和物(0.781 g, 10.0 mmol)を仕込み、40℃にて4時間反応を行った。20wt%食塩水で希釈し、ジクロロメタンで抽出後、溶媒を減圧留去した。残渣を酢酸エチル(50 g)に溶解して無水硫酸ナトリウムで乾燥し、濾過後、ヘキサン(50 g)を添加して晶析を行った。濾過後、減圧下で乾燥して式(30)の化合物を得た。
1H-NMR(CD3OD, 内部標準TMS)；
δ(ppm)：
1.43-1.79(6H,
m, >CHCH2CH2CH2-),
2.77(2H, t, -CH2-NH2), 3.36(3H, s, CH3O-),
3.50-4.29(453H, m, -(OCH2CH2)n-,
-OCH2CH<), 5.70(0.6H, s, >CH-), 5.81(0.4H,
s, >CH-), 6.93-6.98(2H, m, arom. H), 7.33-7.41(2H, m, arom.
H)
GPC分析; 数平均分子量(Mn): 5332, 重量平均分子量(Mw)： 5454, 多分散度(Mw/Mn)： 1.023
【０１８７】
【化４３】
0006631827.tif 000044
【０１８８】
(実施例10)
温度計、窒素吹き込み管、攪拌機および冷却管を装備した50 mLの三つ口フラスコへ式(30)の化合物(0.20 g, 0.040 mmol)とアセトニトリル(10 g)を仕込み、3-マレイミドプロピオン酸 N-スクシンイミジル(32 mg, 0.048 mmol)を加えて25℃にて3時間反応を行った。濾過後、溶媒を減圧留去した。残渣を酢酸エチル(25 g)に溶解した後、ヘキサン(25 g)を添加して晶析を行った。濾過後、減圧下で乾燥して式(31)の化合物を得た。
1H-NMR(CDCl3, 内部標準TMS)；
δ(ppm)：
1.40-1.81(6H,
m, >CHCH2CH2CH2-), 2.44(2H,
t, -CH2CH2-maleimide), 3.27-3.37(2H, m, -CH2NHCO-),
3.38(3H, s, CH3O-), 3.47-4.25(455H, m, -(OCH2CH2)n-,
-OCH2CH<, -CH2CH2-maleimide),
5.72(0.6H, s, >CH-), 5.84(0.4H, s, >CH-), 6.15(1H, brs, -NHCO-),
6.70(2H, s, -maleimide), 6.89-6.91(2H, m, arom. H), 7.35-7.39(2H,
m, arom. H)
GPC分析; 数平均分子量(Mn): 5484, 重量平均分子量(Mw)： 5610, 多分散度(Mw/Mn)： 1.023
【０１８９】
【化４４】
0006631827.tif 000045
【０１９０】
(実施例11)
3-フルオロ-4-ヒドロキシベンズアルデヒドを用いて、実施例1〜8と同様の方法にて式(32)の化合物を得た。
1H-NMR(CDCl3, 内部標準TMS); δ(ppm):
1.38-1.80(6H,
m, >CHCH2CH2CH2-),
3.38(3H, s, CH3O-), 3.52-4.23(455H, m, -(OCH2CH2)n-,
-OCH2CH<, -CH2-phthalimide), 5.70(0.6H,
s, >CH-), 5.82(0.4H, s, >CH-), 6.95-7.21(3H, m, arom. H),
7.70-7.86(4H, m, -phthalimide)
GPC分析; 数平均分子量(Mn): 5485, 重量平均分子量(Mw)： 5606, 多分散度(Mw/Mn)： 1.022
【０１９１】
【化４５】
0006631827.tif 000046
【０１９２】
(実施例12)
2-ブロモ-5-ヒドロキシベンズアルデヒドを用いて、実施例1〜8と同様の方法にて式(33)の化合物を得た。
1H-NMR(CDCl3, 内部標準TMS); δ(ppm):
1.38-1.80(6H,
m, >CHCH2CH2CH2-),
3.38(3H, s, CH3O-), 3.52-4.23(455H, m, -(OCH2CH2)n-,
-OCH2CH<, -CH2-phthalimide),
5.70(0.6H, s, >CH-), 5.82(0.4H, s, >CH-), 6.95-7.21(3H, m, arom.
H), 7.70-7.86(4H, m, -phthalimide)
GPC分析; 数平均分子量(Mn): 5548, 重量平均分子量(Mw)： 5670, 多分散度(Mw/Mn)： 1.022
【０１９３】
【化４６】
0006631827.tif 000047
【０１９４】
(実施例13)
【化４７】
0006631827.tif 000048
【０１９５】
実施例1〜4と類似の方法にて式(34)の化合物を合成した後、3-フルオロ-4-ヒドロキシベンズアルデヒドを用いて、実施例5〜8と同様の方法にて式(35)の化合物を得た。
1H-NMR(CDCl3, 内部標準TMS); δ(ppm):
1.89 (2H, m, -CH2CH2-phthalimide),
3.19(1H, m, -OCH2CH<), 3.38(3H, s, CH3O-),
3.52-4.41(456H, m, -(OCH2CH2)n-,
-OCH2CH<, -CH2CH2CH2-phthalimide),
5.34(0.8H, s, >CH-), 5.42(0.2H, s, >CH-), 6.95-7.25(3H, m, arom.
H), 7.70-7.86(4H, m, -phthalimide)
GPC分析; 数平均分子量(Mn): 5498, 重量平均分子量(Mw)： 5619, 多分散度(Mw/Mn)： 1.022
【０１９６】
【化４８】
0006631827.tif 000049
【０１９７】
(実施例14)
式(34)の化合物と2-ブロモ-5-ヒドロキシベンズアルデヒドを用いて、実施例5〜8と同様の方法にて式(36)の化合物を得た。
1H-NMR(CDCl3, 内部標準TMS); δ(ppm):
1.89 (2H, m, -CH2CH2-phthalimide),
3.19(1H, m, -OCH2CH<), 3.38(3H, s, CH3O-),
3.52-4.41(456H, m, -(OCH2CH2)n-,
-OCH2CH<, -CH2CH2CH2-phthalimide),
5.61(0.8H, s, >CH-), 5.68(0.2H, s, >CH-), 6.78-7.40(3H, m, arom.
H), 7.70-7.86(4H, m, -phthalimide)
GPC分析; 数平均分子量(Mn): 5564, 重量平均分子量(Mw)： 5686, 多分散度(Mw/Mn)： 1.022
【０１９８】
【化４９】
0006631827.tif 000050
【０１９９】
(実施例15)
【化５０】
0006631827.tif 000051
【０２００】
特開2010-248504号公報に記載の方法で合成した式(37)の化合物に対して、塩酸を用いてt-ブチル基を除去することで、式(38)の化合物を得た。
1H-NMR(D2O, 内部標準TMS)；
δ(ppm)：
3.14(2H, t, NH2CH2-),
3.40-4.00(452H, m, -(OCH2CH2)n-OCH2-)
【０２０１】
【化５１】
0006631827.tif 000052
【０２０２】
(実施例16)
式(38)の化合物を5-アジドペンタン酸無水物と反応させることで、式(39)の化合物を得た。
1H-NMR(CDCl3, 内部標準TMS)；
δ(ppm)：
1.60-1.74(4H,
m, -CH2CH2CH2CH2N3),
2.18(2H, t, -CH2CH2CH2CH2N3),
3.29(2H, t, -CH2CH2CH2CH2N3),
3.40-3.85(454H, m, -(OCH2CH2)n-OCH2-,
-CONHCH2-), 6.30(1H, brs, -CONH-)
【０２０３】
【化５２】
0006631827.tif 000053
【０２０４】
(実施例17)
実施例7と類似の方法にて、式(39)の化合物をトリエチルアミン存在下、トルエン中、塩化メタンスルホニルと反応させることで、式(40)の化合物を得た。
1H-NMR(CDCl3, 内部標準TMS)；
δ(ppm)：
1.60-1.74(4H,
m, -CH2CH2CH2CH2N3),
2.18(2H, t, -CH2CH2CH2CH2N3),
3.08(3H, s, -OSO2CH3), 3.29(2H, t, -CH2CH2CH2CH2N3),
3.40-3.85(452H, m, -(OCH2CH2)n-OCH2-,
-CONHCH2-), 4.37-4.39(2H, m, -CH2OSO2CH3),
6.30(1H, brs, -CH2CONH-)
【０２０５】
【化５３】
0006631827.tif 000054
【０２０６】
(実施例18)
3-フルオロ-4-ヒドロキシベンズアルデヒドと式(40)の化合物を用いて、実施例1〜5および8と同様の方法にて式(41)の化合物を得た。
1H-NMR(CDCl3, 内部標準TMS); δ(ppm):
1.38-1.80(10H,
m, >CHCH2CH2CH2-, -CH2CH2CH2CH2N3),
2.18(2H, t, -CH2CH2CH2CH2N3),
3.28-4.23(461H, m, -(OCH2CH2)n-OCH2-,
-CH2CH2CH2CH2N3, -CH2CONHCH2-,
-OCH2CH<, -CH2-phthalimide),
5.70(0.6H, s, >CH-), 5.82(0.4H, s, >CH-), 6.30(1H, brs, -CH2CONH-),
6.95-7.21(3H, m, arom. H), 7.70-7.86(4H, m, -phthalimide)
【０２０７】
【化５４】
0006631827.tif 000055
【０２０８】
(実施例19)
式(41)の化合物に対して、実施例9と同様の方法にてフタルイミド基を脱保護した後、ヨード酢酸無水物を反応させることで、式(42)の化合物を得た。
1H-NMR(CDCl3, 内部標準TMS); δ(ppm):
1.38-1.80(10H,
m, >CHCH2CH2CH2-, -CH2CH2CH2CH2N3),
2.18(2H, t, -CH2CH2CH2CH2N3),
3.28-4.23(463H, m, -(OCH2CH2)n-OCH2-,
-CH2CH2CH2CH2N3,
-CH2CONHCH2-, ICH2CONHCH2-,
ICH2CONHCH2-, -OCH2CH<),
5.70(0.6H, s, >CH-), 5.82(0.4H, s, >CH-), 6.30(1H, brs, -CH2CONH-),
6.96(1H, brs, ICH2CONHCH2-), 6.95-7.21(3H, m, arom.
H)
GPC分析; 数平均分子量(Mn): 5679, 重量平均分子量(Mw)： 5815, 多分散度(Mw/Mn)： 1.024
【０２０９】
【化５５】
0006631827.tif 000056
【０２１０】
(実施例20)
【化５６】
0006631827.tif 000057
【０２１１】
特開2004-197077号公報に記載の方法で合成した式(43)の化合物に対して、実施例7と同様の方法にて塩化メタンスルホニルを反応させることで、式(44)の化合物を得た。
1H-NMR(CDCl3, 内部標準TMS)；
δ(ppm)：
3.08(3H, s,
-OSO2CH3), 3.38(6H, s, CH3O-),
3.40-4.00(903H, m, -(OCH2CH2)n-OCH2-,
-(OCH2CH2)n-OCH<), 4.26-4.42(2H,
m, -CH2OSO2CH3)
【０２１２】
【化５７】
0006631827.tif 000058
【０２１３】
(実施例21)
3-フルオロ-4-ヒドロキシベンズアルデヒドと式(44)の化合物を用いて、実施例1〜5および8と同様の方法にて式(45)の化合物を得た。
1H-NMR(CDCl3, 内部標準TMS); δ(ppm):
1.38-1.80(6H,
m, >CHCH2CH2CH2-),
3.38(6H, s, CH3O-), 3.40-4.23(910H, m, -(OCH2CH2)n-OCH2-,
-(OCH2CH2)n-OCH<, -OCH2CH<,
-CH2-phthalimide), 5.70(0.6H, s, >CH-), 5.82(0.4H,
s, >CH-), 6.95-7.21(3H, m, arom. H), 7.70-7.86(4H, m, -phthalimide)
GPC分析; 数平均分子量(Mn): 9761, 重量平均分子量(Mw): 9986, 多分散度(Mw/Mn)： 1.023
【０２１４】
【化５８】
0006631827.tif 000059
【０２１５】
(実施例22)
【化５９】
0006631827.tif 000060
【０２１６】
特開2004-197077号公報に記載の方法で合成した式(46)の化合物に対して、トリエチルアミンおよび4-ジメチルアミノピリジン存在下、無水酢酸を反応させることで、式(47)の化合物を得た。
1H-NMR(CDCl3, 内部標準TMS)；
δ(ppm)：
2.08(6H, s, CH3CO-),
3.40-4.00(901H, m, -(OCH2CH2)n-OCH2-,
-(OCH2CH2)n-OCH<, -CH2OCH2Ph),
4.22(4H, t, CH3CO2CH2-), 4.54(2H, s, -CH2OCH2Ph),
7.27-7.38(5H, m, -CH2OCH2Ph)
【０２１７】
【化６０】
0006631827.tif 000061
【０２１８】
(実施例23)
式(47)の化合物に対して、特開2004-197077号公報に記載の方法でベンジル基を除去した後、実施例7と類似の方法にて塩化メタンスルホニルを反応させることで、式(48)の化合物を得た。
1H-NMR(CDCl3, 内部標準TMS)；
δ(ppm)：
2.08(6H, s, CH3CO-),
3.08(3H, s, -OSO2CH3), 3.40-4.00(899H, m, -(OCH2CH2)n-OCH2-,
-(OCH2CH2)n-OCH<), 4.22(4H,
t, CH3CO2CH2-), 4.26-4.42(2H, m, -CH2OSO2CH3)
【０２１９】
【化６１】
0006631827.tif 000062
【０２２０】
(実施例24)
3-フルオロ-4-ヒドロキシベンズアルデヒドと式(48)の化合物を用いて、実施例1〜5および8と同様の方法にて式(49)の化合物を得た。
1H-NMR(CDCl3, 内部標準TMS); δ(ppm):
1.38-1.80(6H,
m, >CHCH2CH2CH2-),
2.08(6H, s, CH3CO-), 3.40-4.23(910H, m, -(OCH2CH2)n-OCH2-,
-(OCH2CH2)n-OCH<, -OCH2CH<,
-CH2-phthalimide, CH3CO2CH2-),
5.70(0.6H, s, >CH-), 5.82(0.4H, s, >CH-), 6.95-7.21(3H, m, arom.
H), 7.70-7.86(4H, m, -phthalimide)
【０２２１】
【化６２】
0006631827.tif 000063
【０２２２】
(実施例25)
式(49)の化合物に対して、エチレンジアミン一水和物を用いたフタルイミド基の脱保護と水酸化ナトリウム水溶液を用いたアセチル基の除去を行った後、実施例10と同様の方法にて3-マレイミドプロピオン酸 N-スクシンイミジルを反応させることで、式(50)の化合物を得た。
1H-NMR(CDCl3, 内部標準TMS)；
δ(ppm)：
1.40-1.81(6H,
m, >CHCH2CH2CH2-),
2.44(2H, t, -CH2CH2-maleimide), 3.27-3.37(2H, m,
-CH2NHCO-), 3.40-4.23(910H, m, -(OCH2CH2)n-OCH2-,
-(OCH2CH2)n-OCH<, -OCH2CH<,
-CH2CH2-maleimide), 5.70(0.6H, s, >CH-),
5.82(0.4H, s, >CH-), 6.15(1H, brs, -NHCO-), 6.70(2H, s, -maleimide),
6.95-7.21(3H, m, arom. H)
【０２２３】
【化６３】
0006631827.tif 000064
【０２２４】
(実施例26)
式(50)の化合物をトリエチルアミン存在下、ジクロロメタン中、N,N’-ジスクシンイミジルカーボネートと反応させることで、式(51)の化合物を得た。
1H-NMR(CDCl3, 内部標準TMS)；
δ(ppm)：
1.40-1.81(6H, m,
>CHCH2CH2CH2-),
2.44(2H, t, -CH2CH2-maleimide), 2.84(8H, s, -succinimide),
3.27-3.37(2H, m, -CH2NHCO-), 3.40-4.23(906H, m, -(OCH2CH2)n-OCH2-,
-(OCH2CH2)n-OCH<, -OCH2CH<,
-CH2CH2-maleimide), 4.44-4.48(4H, m, -CH2O-COO-succinimide),
5.70(0.6H, s, >CH-), 5.82(0.4H, s, >CH-), 6.15(1H, brs, -NHCO-),
6.70(2H, s, -maleimide), 6.95-7.21(3H, m, arom. H)
GPC分析; 数平均分子量(Mn): 9955, 重量平均分子量(Mw): 10204, 多分散度(Mw/Mn)： 1.025
【０２２５】
【化６４】
0006631827.tif 000065
【０２２６】
(実施例27)
【化６５】
0006631827.tif 000066
【０２２７】
ペンタエリスリトールにエチレンオキシドを重合させて合成した式(52)の化合物に対して、実施例7と同様の方法にて塩化メタンスルホニルを反応させることで、式(53)の化合物を得た。
1H-NMR(CDCl3, 内部標準TMS)；
δ(ppm)：
3.08(12H, s,
-OSO2CH3), 3.47-3.85(1800H, m, -(OCH2CH2)n-OCH2-),
4.37-4.39(8H, m, -CH2OSO2CH3)
【０２２８】
【化６６】
0006631827.tif 000067
【０２２９】
(実施例27)
3-フルオロ-4-ヒドロキシベンズアルデヒドと式(53)の化合物を用いて、実施例1〜5および8と同様の方法にて式(54)の化合物を得た。
1H-NMR(CDCl3, 内部標準TMS); δ(ppm):
1.38-1.80(24H,
m, >CHCH2CH2CH2-),
3.52-4.23(1828H, m, -(OCH2CH2)n-OCH2-,
-OCH2CH<, -CH2-phthalimide),
5.70(2.4H, s, >CH-), 5.82(1.6H, s, >CH-), 6.95-7.21(12H, m,
arom. H), 7.70-7.86(16H, m, -phthalimide)
GPC分析; 数平均分子量(Mn): 19645, 重量平均分子量(Mw): 20136, 多分散度(Mw/Mn)： 1.025
【０２３０】
【化６７】
0006631827.tif 000068
【０２３１】
(実施例28)
式(29)、式(32)、式(33)、式(35)および式(36)の化合物(20 mg)をそれぞれpD 5.5のMES重水緩衝液(1 mL)とpD 7.4のHEPES重水緩衝液(1 mL)に溶解し、37℃の恒温槽で静置した。図1はpD 5.5、図2はpD 7.4における加水分解率の測定結果である。
【０２３２】
図1に示すように、式(29)、式(32)、式(33)、式(35)および式(36)の化合物のpD 5.5、37℃における加水分解率半減期(t1/2)は、それぞれ2時間、12時間、30日、24時間および6ヶ月であった。また、図2に示すようにpD 7.4、37℃においては、式(29)および式(32)の化合物の加水分解率半減期(t1/2)は、それぞれ65時間および18日であり、式(35)の化合物は18日で17%程度の加水分解が見られたが、式(33)および式(36)の化合物は18日後でも加水分解は見られなかった。
【０２３３】
(実施例29)
温度計、窒素吹き込み管、攪拌機および冷却管を装備した100 mLの三つ口フラスコに式(26)の化合物(1.10 g, 3.00 mmol)、メタノール(53 g)およびエチレンジアミン一水和物(5.86 g, 75.0 mmol)を仕込み、40℃にて4時間反応を行った。室温まで冷却後、10wt%食塩水で希釈し、ジクロロメタンで抽出した。有機層を10wt%食塩水で洗浄後、無水硫酸ナトリウムで乾燥した。濾過後、溶媒を減圧留去して式(56)の化合物を得た。
1H-NMR(CD3OD, 内部標準TMS)；
δ(ppm)：
1.44-1.80(6H,
m, >CHCH2CH2CH2-),
2.77(2H, t, -CH2-NH2), 3.55-4.31(3H, m, -OCH2CH<),
5.70(0.6H, s, >CH-), 5.81(0.4H, s, >CH-), 6.89-6.94(2H, m, arom.
H), 7.29-7.37(2H, m, arom. H)
【０２３４】
【化６８】
0006631827.tif 000069
【０２３５】
(実施例30)
温度計、窒素吹き込み管および攪拌機を装備した100 mLの三つ口フラスコに式(56)の化合物(593 mg, 2.50 mmol)と脱水メタノール(20 g)を仕込み、トリフルオロ酢酸エチル(426 mg, 3.00 mmol)を脱水メタノール(20 g)に溶解した溶液を滴下しながら攪拌した。滴下終了後、25℃にて2時間反応を行った。溶媒を減圧留去した後、減圧下で乾燥して式(57)の化合物を得た。
1H-NMR(CDCl3, 内部標準TMS); δ(ppm):
1.41-1.80(6H,
m, >CHCH2CH2CH2-),
3.57-4.26(5H, m, -OCH2CH<, -CH2-NHCOCF3),
5.71(0.6H, s, >CH-), 5.82(0.4H, s, >CH-), 6.79-6.82(2H, m, arom.
H), 7.31-7.35(3H, m, arom. H, -NHCOCF3)
【０２３６】
【化６９】
0006631827.tif 000070
【０２３７】
(実施例31)
【化７０】
0006631827.tif 000071
【０２３８】
特開2010-138388号公報に記載の方法で合成した式(58)の化合物に対して、実施例7と同様の方法にて塩化メタンスルホニルを反応させた後、塩酸を用いてt-ブチル基を除去することで、式(59)の化合物を得た。
1H-NMR(CDCl3, 内部標準TMS)；
δ(ppm)：
2.68(1H, t, -OH),
3.08(3H, s, -OSO2CH3), 3.52-3.85(448H, m, -(OCH2CH2)n-OCH2-),
4.37-4.39(2H, m, -CH2OSO2CH3)
GPC分析; 数平均分子量(Mn): 5195, 重量平均分子量(Mw)： 5309, 多分散度(Mw/Mn)： 1.022
【０２３９】
(実施例32)
【化７１】
0006631827.tif 000072
【０２４０】
温度計、窒素吹き込み管、攪拌機および冷却管を装備した100 mLの三つ口フラスコに式(59)の化合物(5.00 g, 1.00 mmol)、式(57)の化合物(500 mg, 1.50 mmol)、炭酸カリウム(691 mg, 5.00 mmol)およびアセトニトリル(25 g)を仕込み、80℃で4時間反応を行った。溶媒を減圧留去した後、残渣を酢酸エチル(100 g)に溶解し、濾過を行った。ヘキサン(100 g)を添加して晶析を行い、濾過後、減圧下で乾燥して式(60)の化合物を得た。
1H-NMR(CDCl3, 内部標準TMS); δ(ppm):
1.40-1.81(6H,
m, >CHCH2CH2CH2-), 2.68(1H,
t, -OH), 3.52-4.25(455H, m, -(OCH2CH2)n-,
-OCH2CH<, -CH2-NHCOCF3),
5.72(0.6H, s, >CH-), 5.84(0.4H, s, >CH-), 6.89-6.91(2H, m, arom.
H), 7.31-7.39(3H, m, arom. H, -NHCOCF3)
GPC分析; 数平均分子量(Mn): 5432, 重量平均分子量(Mw)： 5552, 多分散度(Mw/Mn)： 1.022
【０２４１】
【化７２】
0006631827.tif 000073
【０２４２】
(実施例33)
温度計、窒素吹き込み管および攪拌機を装備した100 mLの三つ口フラスコに式(60)の化合物(1.00 g, 0.200 mmol)とジクロロメタン(5 g)を仕込み、グルタル酸無水物(34.2 mg, 0.300 mmol)、トリエチルアミン(30.4 mg, 0.300 mmol)および4-ジメチルアミノピリジン(1.2 mg, 0.015 mmol)を加えて、25℃にて6時間反応を行った。濾過後、溶媒を減圧留去した。残渣をメタノール(2.5 g)に溶解し、1M炭酸カリウム水溶液(5 g)を加えて、25℃にて3時間反応を行った。20wt%食塩水で希釈し、ジクロロメタンで抽出後、溶媒を減圧留去した。残渣を酢酸エチル(50 g)に溶解して無水硫酸ナトリウムで乾燥し、濾過後、ヘキサン(50 g)を添加して晶析を行った。濾過後、減圧下で乾燥して式(61)の化合物を得た。
1H-NMR(CDCl3, 内部標準TMS); δ(ppm):
1.40-1.81(6H,
m, >CHCH2CH2CH2-), 1.97(2H,
quin, -CH2CH2CH2COOH), 2.38-2.46(4H, m,
-CH2CH2CH2COOH), 2.71(2H, t, -CH2-NH2),
3.52-4.27(455H, m, -(OCH2CH2)n-,
-OCH2CH<, -CH2O-COCH2-),
5.72(0.6H, s, >CH-), 5.84(0.4H, s, >CH-), 6.89-6.91(2H, m, arom.
H), 7.35-7.39(2H, m, arom. H)
GPC分析; 数平均分子量(Mn): 5449, 重量平均分子量(Mw)： 5569, 多分散度(Mw/Mn)： 1.022
【０２４３】
【化７３】
0006631827.tif 000074
【０２４４】
(実施例34)
温度計、窒素吹き込み管、攪拌機、Dean-stark管および冷却管を装備した300 mLの三つ口フラスコに1,2,6-ヘキサントリオール(2.01 g, 15.0 mmol)、4-ヒドロキシベンズアルデヒド(1.22 g, 10.0 mmol)、p-トルエンスルホン酸一水和物(19.0 mg, 0.100 mmol)およびトルエン(183 g)を仕込み、副生する水をトルエンで共沸除去しながら4時間反応を行った。トリエチルアミン(20.2 mg, 0.200 mmol)を加えてしばらく攪拌し、10wt%食塩水で洗浄した後、有機層を無水硫酸ナトリウムで乾燥した。濾過後、溶媒を減圧留去して式(62)の化合物を得た。
1H-NMR(CDCl3, 内部標準TMS); δ(ppm):
1.42-1.80(6H,
m, >CHCH2CH2CH2-),
3.57-4.26(5H, m, -OCH2CH<, -CH2-OH),
5.71(0.6H, s, >CH-), 5.82(0.4H, s, >CH-), 6.79-6.82(2H, m, arom.
H), 7.31-7.35(2H, m, arom. H)
【０２４５】
【化７４】
0006631827.tif 000075
【０２４６】
(実施例35)
温度計、窒素吹き込み管、攪拌機および冷却管を装備した100 mLの三つ口フラスコに式(28)の化合物(5.00 g, 1.00 mmol)、式(62)の化合物(357 mg, 1.50 mmol)、炭酸カリウム(691 mg, 5.00 mmol)およびアセトニトリル(25 g)を仕込み、80℃で4時間反応を行った。溶媒を減圧留去した後、残渣を酢酸エチル(100 g)に溶解し、濾過を行った。ヘキサン(100 g)を添加して晶析を行い、濾過後、減圧下で乾燥して式(63)の化合物を得た。
1H-NMR(CDCl3, 内部標準TMS); δ(ppm):
1.40-1.81(6H,
m, >CHCH2CH2CH2-),
3.38(3H, s, CH3O-), 3.52-4.25(455H, m, -(OCH2CH2)n-,
-OCH2CH<, -CH2-OH), 5.72(0.6H, s,
>CH-), 5.84(0.4H, s, >CH-), 6.89-6.91(2H, m, arom. H),
7.35-7.39(2H, m, arom. H)
GPC分析; 数平均分子量(Mn): 5332, 重量平均分子量(Mw)： 5449, 多分散度(Mw/Mn)： 1.022
【０２４７】
【化７５】
0006631827.tif 000076
【０２４８】
(実施例36)
式(63)の化合物をトリエチルアミン存在下、ジクロロメタン中、N,N’-ジスクシンイミジルカーボネートと反応させることで、式(64)の化合物を得た。
1H-NMR(CDCl3, 内部標準TMS); δ(ppm):
1.45-1.87(6H,
m, >CHCH2CH2CH2-),
2.84(4H, two singlets, -succinimide), 3.38(3H, s, CH3O-),
3.52-4.38(455H, m, -(OCH2CH2)n-,
-OCH2CH<, -CH2O-COO-succinimide),
5.72(0.6H, s, >CH-), 5.84(0.4H, s, >CH-), 6.89-6.91(2H, m, arom.
H), 7.35-7.39(2H, m, arom. H)
GPC分析; 数平均分子量(Mn): 5470, 重量平均分子量(Mw)： 5590, 多分散度(Mw/Mn)： 1.022
【０２４９】
【化７６】
0006631827.tif 000077
【図１】
0006631827.tif 000092
【図２】
0006631827.tif 000093