(57)【要約】  モノマー配列が制御された非天然ポリマーの調製方法を提供し、高度の合成制御が、溶媒に耐性のダイアフィルトレーション膜の使用によって得られる。また、溶媒に耐性があるダイアフィルトレーション膜を使用する、合成の副生成物または過剰の試薬からモノマー配列が制御された非天然ポリマーを分離する方法、ならびにモノマー配列が制御された非天然ポリマーの調製および分離方法における溶媒に耐性のダイアフィルトレーション膜の使用も提供する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも２つのモノマー単位が互いに異なる、モノマー配列が制御された非天然ポリマーである第１の化合物の調製方法であって、
（ｉ）第１の有機溶媒中で、１つまたは複数の逐次的モノマーカップリング反応を行うことによって第１の化合物を合成するステップと、
（ｉｉ）各カップリング反応の間に、前記１つまたは複数の逐次的カップリング反応の生成物を、前記生成物の合成における反応副生成物である少なくとも１つの第２の化合物、および／または前記生成物の合成に使用された過剰の試薬から分離するステップと
を含み、
ステップ（ｉｉ）の間に、前記１つまたは複数の逐次的カップリング反応の前記生成物および少なくとも１つの第２の化合物を、第２の有機溶媒に溶解し、かつ前記有機溶媒中で安定であって、第２の化合物の除去率よりも前記生成物の除去率の方が大きい除去率を与える膜を使用して、ダイアフィルトレーションプロセスによって分離する、方法。
【請求項２】
少なくとも２つのモノマー単位が互いに異なる、モノマー配列が制御されたポリマーである第１の化合物の調製方法であって、
（ｉ）第１の有機溶媒中で、１つまたは複数の逐次的モノマーカップリング反応を行うことによって第１の化合物を合成するステップと、
（ｉｉ）各カップリング反応の間に、前記１つまたは複数の逐次的カップリング反応の生成物を、前記生成物の合成における反応副生成物である少なくとも１つの第２の化合物、および／または前記生成物の合成に使用された過剰の試薬から分離するステップと
を含み、
ステップ（ｉｉ）の間に、前記１つまたは複数の逐次的カップリング反応の生成物および少なくとも１つの第２の化合物を第２の有機溶媒に溶解し、かつ前記有機溶媒中で安定であって、第２の化合物の除去率よりも大きい前記生成物の除去率を与える膜を使用して、ダイアフィルトレーションプロセスによって分離し、ただし、第１の化合物は、オリゴヌクレオチド、ペプチドまたはペプチド核酸ではない、方法。
【請求項３】
第１の化合物を共同して形成する全てのモノマーが、非天然である、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
第１の化合物の合成中に、前記生成物が、開始モノマー単位によって合成担体に共有結合される、請求項１、２または３に記載の方法。
【請求項５】
前記合成担体が、前記開始モノマー単位に共有結合できる２つ以上の反応性部位を有する分岐点分子である、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
第１の化合物を形成するモノマー単位が、それぞれ主鎖部分を有し、かつ前記モノマーの少なくとも１つが側鎖部分を有する、請求項１から５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
第１の化合物を形成する全てのモノマー単位が、同一の主鎖部分を有するが、前記モノマー単位の少なくとも２つがそれぞれの側鎖部分によって互いに異なる、請求項１から６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
第１の化合物が、ポリ（エチレングリコール）（ＰＥＧ）、ポリ（プロピレングリコール）（ＰＰＧ）、ポリ（ブチレングリコール）、ポリ（エチレンオキシド）、ポリ（プロピレンオキシド）、ポリ（ブチレンオキシド）、ポリ（ジメチルシロキサン）（ＰＤＭＳ）、ポリブタジエン、ポリイソプレン、ポリスチレン、ナイロンおよびポリエステル、ポリ（エチレンイミン）（ＰＥＩ）、ポリ（プロピレンイミン）、ポリ（Ｌ−リジン）（ＰＬＬ）、ポリ（アミドアミン）（ＰＡＡ）、ポリ（メチルメタクリレート）（ＰＭＭＡ）、ポリ（ビニル安息香酸）、ポリ（ヒドロキシスチレン）、Ｎ−置換グリシン、ならびにポリ（ラクチド−ｃｏ−グリコリド）（ＰＬＧＡ）から選択される主鎖部分を有する、請求項１から７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
第１の化合物が、ポリ（エチレングリコール）主鎖を有し、第１の化合物を形成する少なくとも２つのモノマー単位がそれぞれの側鎖部分によって互いに異なる、請求項１から８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
少なくとも１つの前記モノマー単位が、キラリティーを有する、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
少なくとも１つの前記モノマー単位が、主鎖部分内に存在するキラルな炭素原子に結合する側鎖部分を含む、請求項９または１０に記載の方法。
【請求項１２】
少なくとも２つの前記モノマー単位が、側鎖部分を含み、側鎖部分のそれぞれが主鎖部分内に存在するキラルな炭素原子に結合する、請求項９、１０または１１に記載の方法。
【請求項１３】
第１の化合物を形成する全てのモノマー単位が同一の主鎖部分を有するわけではない、請求項１から６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１４】
前記第１の化合物が、ポリ（エチレングリコール）（ＰＥＧ）、ポリ（プロピレングリコール）（ＰＰＧ）、ポリ（ブチレングリコール）、ポリ（エチレンオキシド）、ポリ（プロピレンオキシド）、ポリ（ブチレンオキシド）、ポリ（ジメチルシロキサン）（ＰＤＭＳ）、ポリブタジエン、ポリイソプレン、ポリスチレン、ナイロンおよびポリエステル、ポリ（エチレンイミン）（ＰＥＩ）、ポリ（プロピレンイミン）、ポリ（Ｌ−リジン）（ＰＬＬ）、ポリ（アミドアミン）（ＰＡＡ）、ポリ（メチルメタクリレート）（ＰＭＭＡ）、ポリ（ビニル安息香酸）、ポリ（ヒドロキシスチレン）、Ｎ−置換グリシン、ならびにポリ（ラクチド−ｃｏ−グリコリド）（ＰＬＧＡ）の１つまたは複数から選択されるコポリマーである、請求項８に記載の方法。
【請求項１５】
前記１つまたは複数の逐次的モノマーカップリング反応が、
ａ．出発物質を過剰の追加モノマーと反応させるステップであって、前記追加モノマーが、保護基によって保護された１つのまたはそれの反応性末端を有するステップ、
ｂ．次の追加モノマーとの反応の準備をするように、保護基を除去して、反応性末端を露出させるステップと
をそれぞれ含み、出発物質が、少なくとも１つの保護された反応性末端を有する開始モノマー、または１もしくは複数の逐次的モノマーカップリング反応のポリマー生成物のいずれかである、請求項１から１４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１６】
前記ステップ（ｉｉ）が、ステップａ）の後、およびステップｂ）の後に行われる、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
ステップ（ｉ）の間にカップリングされる少なくとも１つの前記モノマー単位が、有効成分（例えば、薬学的な有効成分）を含む側鎖部分を含む、請求項１から１６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１８】
有機溶媒の供給流中で、第１の化合物を第２の化合物から分離する方法であって、前記供給流を、有機溶媒中で安定であって、第２の化合物の除去率よりも大きい第１の化合物の除去率を与えるダイアフィルトレーション膜と接触させるステップを含み、
（ｉ）第１の化合物が、少なくとも２つのモノマー単位が互いに異なる、確定したモノマー配列の非天然ポリマーであり、
（ｉｉ）第２の化合物が、第１の化合物を形成する反応の副生成物および／または前記反応で使用された試薬である、方法。
【請求項１９】
有機溶媒の供給流中で、第１の化合物を第２の化合物から分離する方法であって、前記供給流を、有機溶媒中で安定であって、第２の化合物の除去率よりも大きい第１の化合物の除去率を与えるダイアフィルトレーション膜と接触させるステップを含み、
（ｉ）第１の化合物が、少なくとも２つのモノマー単位が互いに異なる、モノマー配列が制御されたポリマーであり、
（ｉｉ）第２の化合物が、第１の化合物を形成する反応の副生成物および／または前記反応で使用された試薬であり、
ただし、第１の化合物は、オリゴヌクレオチド、ペプチドまたはペプチド核酸ではない、方法。
【請求項２０】
請求項１から１９のいずれか１項に記載の方法における、有機溶媒に耐性があるダイアフィルトレーション膜の使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モノマー配列が制御された非天然ポリマーの調製方法に関する。より具体的には、本発明の方法によって形成されるモノマー配列が制御されたポリマーは、互いに構造的に異なる少なくとも２つ以上のモノマーを有するように定義される。本発明は、本発明のポリマー調製方法における有機溶媒に耐性がある膜の使用にも関する。
【背景技術】
【０００２】
非天然ポリマー材料の一次構造、すなわち、ポリマー鎖中のモノマー単位の連続配列は、通常、合成高分子中では十分に制御されない。一般的な非天然ポリマーは、通常、同じモノマー単位で作られたホモポリマー、またはランダムもしくはブロックコポリマーなどの単純な鎖状微細構造を持つコポリマーである。これらのポリマーは、多くの分野で使用されているが、オリゴヌクレオチド、核酸、タンパク質ペプチド、またはオリゴ糖などの配列が制御されるバイオポリマーの構造的および機能的な複雑さは持っていない。
【０００３】
モノマー配列が制御された非天然ポリマー、すなわち、モノマーの順序が正確に制御されるように官能性のビルディングブロックのライブラリから組立てられ、少なくとも２つ以上のモノマーが互いに構造的に異なる、非生物学的ポリマーには大きな有用性がある。そのような分子に関して、それらの構造的な特性、例えば、折りたたみ、および自己集合、ならびにそれらの巨視的な特性をプログラムすることが可能であり得る（Ｌｕｔｚ  Ｊ−Ｆ  ｅｔ  ａｌ．，“Ｓｅｑｕｅｎｃｅ−Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  Ｐｏｌｙｍｅｒｓ”，Ｓｃｉｅｎｃｅ  ９  Ａｕｇｕｓｔ  ２０１３，Ｖｏｌ  ３４１，ｐａｇｅ  ６２８）。医薬における多くの応用も予想される（Ｈａｒｔｍａｎｎ  Ｌ  ａｎｄ  Ｂｏｒｎｅｒ  ＨＧ，“Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ  Ｐｏｌｙｍｅｒｓ：Ｍｏｎｏｄｉｓｐｅｒｓｅ，Ｍｏｎｏｍｅｒ−Ｓｅｑｕｅｎｃｅ−Ｄｅｆｉｎｅｄ  Ｓｅｇｍｅｎｔｓ  ｔｏ  Ｔａｒｇｅｔ  Ｆｕｔｕｒｅ  Ｄｅｍａｎｄｓ  ｏｆ  Ｐｏｌｙｍｅｒｓ  ｉｎ  Ｍｅｄｉｃｉｎｅ”Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ．２００９，Ｖｏｌ  ２１，ｐｐ  ３４２５−３４３１）。
【０００４】
非天然モノマーから形成されるモノマー配列が制御されたポリマーに関する重要な課題は、それらの調製方法である。生物学的方法、およびモノマーが所定の順序で１つずつ結合する反復ステップを使用する、化学的合成を含む、様々な戦略が提案されている。この方法は、各工程での精製の困難性を抱えている。オリゴヌクレオチドおよびペプチドなどの配列が制御されたバイオポリマーに使用されるような高度の重合化学または固相合成のいずれかによって、この課題は今日まで取り組まれている（Ｌｕｔｚ  Ｊ−Ｆ  ｅｔ  ａｌ．，“Ｓｅｑｕｅｎｃｅ−Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  Ｐｏｌｙｍｅｒｓ”，Ｓｃｉｅｎｃｅ  ９  Ａｕｇｕｓｔ  ２０１３，Ｖｏｌ  ３４１，ｐａｇｅ  ６２８、およびＨａｒｔｍａｎｎ  Ｌ  ａｎｄ  Ｂｏｒｎｅｒ  ＨＧ，“Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ  Ｐｏｌｙｍｅｒｓ：Ｍｏｎｏｄｉｓｐｅｒｓｅ，Ｍｏｎｏｍｅｒ−Ｓｅｑｕｅｎｃｅ−Ｄｅｆｉｎｅｄ  Ｓｅｇｍｅｎｔｓ  ｔｏ  Ｔａｒｇｅｔ  Ｆｕｔｕｒｅ  Ｄｅｍａｎｄｓ  ｏｆ  Ｐｏｌｙｍｅｒｓ  ｉｎ  Ｍｅｄｉｃｉｎｅ”Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ．２００９，Ｖｏｌ  ２１，ｐｐ  ３４２５−３４３１）。
【０００５】
膜プロセスは、分離科学の分野において周知であり、液相および気相中での各種の分子量の化学種の様々な分離に適用できる（例えば、“Ｍｅｍｂｒａｎｅ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ”ｉｎ  Ｋｉｒｋ  Ｏｔｈｍｅｒ  Ｅｎｃｙｃｌｏｐａｅｄｉａ  ｏｆ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，４ｔｈ  Ｅｄｉｔｉｏｎ  １９９３，Ｖｏｌ  １６，ｐａｇｅｓ  １３５−１９３を参照）。ナノろ過は、細孔が０．５〜５ｎｍの範囲で、２００〜３，０００ダルトンの範囲の分子量（ＭＷ）カットオフを有する膜を利用する膜プロセスである。ナノろ過は、水性流体のろ過に幅広く適用されているが、適切な溶媒が不足しているために、安定な膜は有機溶媒中の溶質の分離に幅広く適用されていない。限外ろ過膜は、典型的には、３，０００〜１，０００，０００ダルトンの範囲のＭＷカットオフを有する。最近、新たな種類の膜が開発され、これはＰ．Ｖａｎｄｅｚａｎｄｅ，Ｌ．Ｅ．Ｍ．Ｇｅｖｅｒｓ  ａｎｄ  Ｉ．Ｆ．Ｊ．Ｖａｎｋｅｌｅｃｏｍ  Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．Ｒｅｖ．，（２００８），Ｖｏｌ  ３７，ｐａｇｅｓ  ３６５−４０５で報告されたような最も困難な溶媒中においてさえも安定で、このいくつかは有機溶媒ナノろ過（ＯＳＮ：Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｓｏｌｖｅｎｔ  Ｎａｎｏｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ）に対して適合し得る。そのような膜は、ポリマー膜、セラミック膜、または無機／有機の混合膜であってもよい。
【０００６】
膜プロセスは、ペプチドおよびオリゴヌクレオチドなどの配列が制御されたバイオポリマーの製造のための化学合成と組み合わされてきた。過剰の試薬および反応副生成物から得られたペプチドを分離するためのペプチド合成中での膜の使用は、米国特許第３，７７２，２６４号に報告された。ペプチドは、分子固定基としてポリ（エチレングリコール）（ＰＥＧ）を用いて液相中で合成され、不純物からの得られたペプチド鎖の分離は、水相の限外ろ過を用いて達成された。分離は、それぞれのカップリングステップ後の有機溶媒の蒸発、中和、続いてそれぞれの脱保護後の蒸発、および、カップリングまたは脱保護のいずれかのために続いて、水溶液からの限外ろ過の前に水の吸収が必要であった。次いで、次のカップリングまたは脱保護ステップのために、ＰＥＧ固定ペプチドを有機溶媒中に戻して再溶解する前に、蒸発および／または共沸蒸留によって水を除去した。
【０００７】
米国特許第８，６６４，３５７号は、オリゴヌクレオチド、ペプチドおよびペプチド核酸から選択されるバイオポリマーの調製方法における、有機溶媒ナノろ過膜の使用を報告している。
【０００８】
米国特許出願公開第ＵＳ２０１３００７２６９１（Ａ１）号は、単分散（すなわち、同様のまたは等しい分子量）の、ヘテロ二官能性（ポリマーのいずれかの末端に異なる官能基を有する）のポリエチレングリコール系合成ポリマーの調製における有機溶媒ナノろ過膜の使用を記載している。
【０００９】
今日までの研究は、配列が制御されたモノマー単位を有するバイオポリマー（オリゴヌクレオチド、ペプチドおよびペプチド核酸など）の提供に焦点を当ててきた。それらの広範な適用性を考慮すると、モノマー配列が制御された非天然ポリマーの調製方法に対する必要性が残されている。
【００１０】
本発明は、前述の点を考慮して考案された。
【発明の概要】
【００１１】
本発明の第１の態様によれば、少なくとも２つのモノマー単位が互いに異なる、モノマー配列が制御された非天然ポリマーである第１の化合物の調製方法であって、
（ｉ）第１の有機溶媒中で、１つまたは複数の逐次的モノマーカップリング反応を行うことによって第１の化合物を合成するステップと、
（ｉｉ）各カップリング反応の間に、前記１つまたは複数の逐次的カップリング反応の生成物を、前記生成物の合成における反応副生成物である少なくとも１つの第２の化合物、および／または前記生成物の合成に使用された過剰の試薬から分離するステップと
を含み、
ステップ（ｉｉ）の間に、前記１つまたは複数の逐次的カップリング反応の前記生成物および少なくとも１つの第２の化合物を、第２の有機溶媒に溶解し、かつ前記有機溶媒中で安定であって、第２の化合物の除去率よりも前記生成物の除去率の方が大きい除去率を与える膜を使用して、ダイアフィルトレーションプロセスによって分離する、方法を提供する。
【００１２】
本発明の第２の態様によれば、モノマー配列が制御されたポリマーである第１の化合物の調製方法であって、少なくとも２つのモノマー単位が互いに異なり、
（ｉ）第１の有機溶媒中で、１つまたは複数の逐次的モノマーカップリング反応を行うことによって第１の化合物を合成するステップと、
（ｉｉ）各カップリング反応の間に、前記１つまたは複数の逐次的カップリング反応の生成物を、前記生成物の合成における反応副生成物である少なくとも１つの第２の化合物、および／または前記生成物の合成に使用された過剰の試薬から分離するステップと
を含み、
ステップ（ｉｉ）の間に、前記１つまたは複数の逐次的カップリング反応の生成物および少なくとも１つの第２の化合物を第２の有機溶媒に溶解し、かつ前記有機溶媒中で安定であって、第２の化合物の除去率よりも前記生成物の除去率の方が大きい除去率を与える膜を使用して、ダイアフィルトレーションプロセスによって分離し、ただし、第１の化合物は、オリゴヌクレオチド、ペプチドまたはペプチド核酸ではない、方法を提供する。
【００１３】
本発明の第３の態様によれば、有機溶媒の供給流中で、第２の化合物から第１の化合物を分離する方法であって、前記供給流を、有機溶媒中で安定であって、第２の化合物の除去率よりも大きい第１の化合物の除去率を与えるダイアフィルトレーション膜と接触させるステップを含み、
（ｉ）第１の化合物が、少なくとも２つのモノマー単位が互いに異なる、モノマー配列が制御された非天然ポリマーであり、
（ｉｉ）第２の化合物が、第１の化合物を形成する反応の副生成物および／または前記反応で使用された試薬である、方法を提供する。
【００１４】
本発明の第４の態様によれば、有機溶媒の供給流中で、第２の化合物から第１の化合物を分離する方法であって、前記供給流を、有機溶媒中で安定であって、第２の化合物の除去率よりも大きい第１の化合物の除去率を与えるダイアフィルトレーション膜と接触させるステップを含み、
（ｉ）第１の化合物が、少なくとも２つのモノマー単位が互いに異なる、モノマー配列が制御されたポリマーであり、
（ｉｉ）第２の化合物が、第１の化合物を形成する反応の副生成物および／または前記反応で使用された試薬であり、
ただし、第１の化合物は、オリゴヌクレオチド、ペプチドまたはペプチド核酸ではない、方法を提供する。
【００１５】
本発明の第５の態様によれば、本明細書で規定する方法における有機溶媒に耐性があるダイアフィルトレーション膜の使用を提供する。
【００１６】
本発明の第６の態様によれば、本明細書で規定方法によって、得ることが可能な、得られる、または直接得られる、モノマー配列が制御されたポリマーを提供する。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
［定義］
「モノマー」または「モノマー単位」という用語は、本明細書において、確定した特有の分子構造を有し、ポリマーの一部を形成するために反応できる、ポリマーのビルディングブロックを指すために使用される。
【００１８】
「モノマー配列が制御されたポリマー」という用語は、本明細書において、少なくとも２つのモノマーが互いに異なり、全てのポリマー分子について、モノマーがポリマー鎖中に同じ順序で存在する、少なくとも２つのモノマーを含むポリマーを指すために使用される。
【００１９】
「非自然」および「非天然」という用語は、本明細書において、天然には存在しない人工物を表すために同義語として使用される。一例として、そのような用語は、完全に天然の物（例えば、オリゴヌクレオチドおよびペプチド）に対して適用できないことが理解されよう。そのような用語は、ポリマー主鎖が、完全にアミノ酸および／または糖リン酸（例えば、オリゴヌクレオチド、ペプチドおよびペプチド核酸の場合において）から形成された物質に対して適用できないことも理解されよう。疑念を避けるために、「非自然」および「非天然」という用語は、非天然主鎖部分（例えば、ポリ（エチレングリコール）主鎖部分）を有する単一のモノマーを除いて、ポリマー主鎖が完全にアミノ酸および／または糖リン酸から形成されたポリマーに対して適用できることが理解されよう。同様に、「非自然」および「非天然」という用語は、ポリマー主鎖が完全に非天然主鎖部分（例えば、ポリ（エチレングリコール）主鎖部分）から形成されたポリマーに対して適用できることが理解されよう。
【００２０】
「合成担体」という用語は、本明細書において、反応およびダイアフィルトレーションステップ中に、第１の化合物が溶液中に留まることを可能にする化学物質に関して使用され、任意選択で、増加した分子バルクを提供して、膜分離を増強する。合成担体は、分岐点分子、もしくはポリマー、デンドリマー、デンドロン、超分岐ポリマー、または、ナノ粒子、フラーレンならびにグラフェンおよび窒化ホウ素などの２次元材料を含む有機／無機材料であってもよい。
【００２１】
「分岐点分子」という用語は、本明細書において、少なくとも２つの反応性部分と開始モノマーの末端に共有結合する能力とを有する、多官能性の有機分子「ハブ（ｈｕｂ）」を指すために使用される。
【００２２】
［本発明の方法］
本明細書で前述のように、本発明は、少なくとも２つのモノマー単位が互いに異なる、モノマー配列が制御された非天然ポリマーである第１の化合物の調製方法であって、
（ｉ）第１の有機溶媒中で、１つまたは複数の逐次的モノマーカップリング反応を行うことによって第１の化合物を合成するステップと、
（ｉｉ）各カップリング反応の間に、前記１つまたは複数の逐次的カップリング反応の生成物を、前記生成物の合成における反応副生成物である少なくとも１つの第２の化合物、および／または前記生成物の合成に使用された過剰の試薬から分離するステップと
を含み、
ステップ（ｉｉ）の間に、前記１つまたは複数の逐次的カップリング反応の生成物および少なくとも１つの第２の化合物を第２の有機溶媒に溶解し、かつ前記有機溶媒中で安定であって、第２の化合物の除去率よりも前記生成物の除去率の方が大きい除去率を与える膜を使用するダイアフィルトレーションプロセスによって分離する、方法を提供する。
【００２３】
モノマー配列が制御されたポリマーは、ポリマーに含まれる少なくとも１つのモノマー単位が、非天然主鎖部分を有する（すなわち、モノマーは、ポリマー主鎖の一部を形成するペプチドまたは糖リン酸部分を含まない）という事実のために、天然には存在しない。実施形態において、ポリマーに含まれる複数のモノマー単位が、非天然主鎖部分を有する。別の実施形態において、ポリマー全体のポリマー主鎖は、非天然部分から形成される（すなわち、任意のペプチドまたは糖リン酸部分を含まない）。
【００２４】
１つの実施形態において、ポリマーに含まれるモノマー単位の１０％超が、非天然主鎖部分を有する。別の実施形態において、ポリマーに含まれるモノマー単位の３０％超が、非天然主鎖部分を有する。別の実施形態において、ポリマーに含まれるモノマー単位の５０％超が、非天然主鎖部分を有する。別の実施形態において、ポリマーに含まれるモノマー単位の７０％超が、非天然主鎖部分を有する。別の実施形態において、ポリマーに含まれるモノマー単位の９０％超が、非天然主鎖部分を有する。
【００２５】
ステップ（ｉ）は、１つまたは複数の連続的なモノマー（ポリマーと対照的に）カップリング反応を指すことが理解されよう。「モノマーの（ｍｏｎｏｍｅｒｉｃ）」という用語が最小繰り返し単位に関することは、当業者には明らかであろう。
【００２６】
上述したステップ（ｉ）に関して、「第１の化合物」は、２つのモノマー単位のみを含有するモノマー配列が制御されたポリマーであってもよく、この場合、ポリマーは開始モノマー単位と第１の追加モノマー単位とのカップリングによって合成されることが理解されよう。「第１の化合物」は、３つのモノマー単位を含有するモノマー配列が制御されたポリマーであってもよいことも理解されようし、この場合において、ポリマーは、開始モノマー単位と第１の追加モノマー単位との第１のカップリング、次いで、第１の追加モノマー単位と第２の追加モノマー単位とのカップリングによって合成される。したがって、４、５および６のモノマー単位を含有する「第１の化合物」は、第３、第４および第５の追加モノマー単位と、それぞれ第２、第３および第４の追加モノマー単位との逐次的カップリングによってそれぞれ合成される。
【００２７】
ステップ（ｉ）にさらに関連して、当技術分野において公知の第１の化合物を合成する任意の適切な方法を利用してもよい。実施形態において、第１の化合物の合成は、１つまたは複数のカップリングおよび脱保護反応を含んでいてもよい。そのような場合において、ステップ（ｉ）は、開始モノマー単位が、反応性末端の１つが保護基を使用して保護された過剰の第１の追加モノマー単位と反応することを含む。開始モノマーおよび第１の追加モノマーがカップリングしたら、保護基を切断して、第１の追加モノマーの反応性末端を露出させ、これは、第２の追加モノマーとの次のカップリングの準備である。したがって、実施形態において、ステップ（ｉ）の１つまたは複数のモノマーのカップリング反応は、
ａ．出発物質を過剰の追加モノマーと反応させるステップであって、前記追加モノマーが、保護基によって保護された１つのまたはそれの反応性末端を有するステップと、
ｂ．次の追加モノマーとの反応の準備をするように、保護基を除去して、反応性末端を露出させるステップと
をそれぞれ含み、出発物質が、少なくとも１つの保護された反応性末端を有する開始モノマー、または１もしくは複数の逐次的モノマーカップリング反応のポリマー生成物のいずれかである。そのような実施形態において、ステップ（ｉｉ）は、ステップａ）（過剰の未反応の追加モノマー、および任意選択で他の小さな反応残骸を除去するため）、およびステップｂ）（保護基を除去する生成物および１つまたは複数の脱保護試薬によって、切断された保護基を除去するため）の後に行ってもよい。ステップ（ｉｉ）に現れる「試薬」という用語は、反応物および触媒の両方を包含することが理解されよう。
【００２８】
１つの実施形態において、第１の化合物の合成中に、１つまたは複数の逐次的モノマーカップリング反応の生成物は、開始モノマー単位によって、合成担体に共有結合する。開始モノマー単位は、合成担体に直接結合してもよいし、連結部分（ｌｉｎｋｅｒ ｍｏｉｅｔｙ）（ジカルボン酸部分など）を介してそこに間接的に結合してもよい。合成担体は、分岐点分子、もしくはポリマー、デンドリマー、デンドロン、超分岐ポリマー、または有機／無機のナノ粒子であってもよい。所望のモノマー配列が制御されたポリマーが合成されたら、第１の化合物を露出させるため、合成担体を開始モノマーから切断し、それらから分離する。
【００２９】
合成担体として使用する場合、適切なポリマーとしては、ヘテロ原子官能基を含有する重縮合マトリックスまたは重合マトリックスが挙げられる。そのようなヘテロ原子官能基は、酸素、窒素を含有していてもよく、または酸アミド基のように２個以上のヘテロ原子を含有し得る。ポリマー合成担体の例としては、ポリエチレングリコールを含むポリアルキレングリコール、ポリカプロラクトン、クエン酸でエステル化されたポリエチレングリコール、ポリエチレングリコールおよびコハク酸のコポリマー、ビニルピロリドンおよびアクリル酸またはｂ−ヒドロキシ−エチルアクリレートのコポリマー、またはアクリルアミドおよび酢酸ビニルのコポリマーが挙げられる。
【００３０】
合成担体として使用する場合、適切なデンドリマーとしては、−ＯＨ、−ＮＨ２、−ＰＥＧおよびＣＯＯＨ基を含む表面官能性を有し得る、ＰＡＭＡＭデンドリマーとしても公知のポリ（アミドアミン）、リン含有デンドリマー、ポリリジンデンドリマー、およびポリプロピレンイミン（ＰＰＩ）デンドリマーが挙げられる。
【００３１】
合成担体として使用する場合、適切なナノ粒子は、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、またはフラーレンもしくはグラフェンなどの２次元材料を含む他の有機もしくは無機材料からから調製してもよい。
【００３２】
別の実施形態において、合成担体は、開始モノマー単位に共有結合できる２つ以上の反応性部位を有する分岐点分子（すなわち、多官能性分子）である。開始モノマー単位を分岐点分子に共有結合させるための適切な化学は、当業者には容易に明らかであり、アミド、エステル、エーテルおよびシリルエーテルカップリングが挙げられる。
【００３３】
別の実施形態において、分岐点分子は以下に示すいずれかの構造を有していてもよい。
【化１】
2017525804.tif 000003
【００３４】
実施形態において、開始モノマーは過剰量で合成担体と反応し、過剰の開始モノマーから精製し得る複合体の合成を可能にする。続いて、第１の化合物は、１つまたは複数の追加モノマーを使用する一連のカップリング／脱保護反応を介して得てもよい。
【００３５】
分岐点分子からポリマー鎖の切断を行って、開始モノマーの未結合の遊離末端に任意の修飾を持つ、最終のモノマー配列が制御されたポリマーを実質的に得る。分岐点分子からポリマーを脱離するために使用する切断反応の選択は、合成することが望まれる生成物に依存し、都合に応じて、合成戦略の最後、または任意の段階で行うことができる。
【００３６】
別の実施形態において、第１の化合物を共同して形成するモノマー単位は、それぞれ、主鎖部分と、側鎖部分がぶら下がった少なくとも１つのモノマー単位とを有する。さらなる実施形態において、全てのモノマー単位は側鎖部分を有する。
【００３７】
実施形態において、少なくとも３つのモノマー単位は互いに異なる。適切には、少なくとも４つのモノマー単位は互いに異なる。より適切には、少なくとも５つのモノマー単位は互いに異なる。特定の実施形態において、モノマー配列が制御されたポリマーを構成する全てのモノマー単位は互いに異なる。
【００３８】
特定の実施形態において、ステップ（ｉ）の間にカップリングされる（したがって、第１の化合物を形成する）全てのモノマー単位は、同一の主鎖部分を有するが、少なくとも２つのモノマー単位は、それぞれの側鎖部分によって互いに異なる。モノマー単位の１つのみがぶら下がった側鎖部分を有し、それにもかかわらず、１つのモノマーが側鎖部分を有し、他のモノマーがそうではないという意味で、ポリマーを形成する２つのモノマー単位が、それぞれの側鎖部分によって互いに異なることが理解されよう。そのような実施形態において、第１の化合物は、ポリ（エチレングリコール）（ＰＥＧ）、ポリ（プロピレングリコール）（ＰＰＧ）、ポリ（ブチレングリコール）、ポリ（エチレンオキシド）、ポリ（プロピレンオキシド）、ポリ（ブチレンオキシド）、ポリ（ジメチルシロキサン）（ＰＤＭＳ）、ポリブタジエン、ポリイソプレン、ポリスチレン、ナイロンおよびポリエステル、ポリ（エチレンイミン）（ＰＥＩ）、ポリ（プロピレンイミン）、ポリ（Ｌ−リジン）（ＰＬＬ）、ポリ（アミドアミン）（ＰＡＡ）、ポリ（メチルメタクリレート）（ＰＭＭＡ）、ポリ（ビニル安息香酸）、ポリ（ヒドロキシスチレン）、Ｎ−置換グリシン、ならびにポリ（ラクチド−ｃｏ−グリコリド）（ＰＬＧＡ）から選択される主鎖を有していてもよい。
【００３９】
代替的な実施形態において、ステップ（ｉ）の間にカップリングされる（したがって、第１の化合物を形成する）全てのモノマー単位は、同一の主鎖部分を有するわけではない。そのような実施形態において、第１の化合物は、ポリ（エチレングリコール）（ＰＥＧ）、ポリ（プロピレングリコール）（ＰＰＧ）、ポリ（ブチレングリコール）、ポリ（エチレンオキシド）、ポリ（プロピレンオキシド）、ポリ（ブチレンオキシド）、ポリ（ジメチルシロキサン）（ＰＤＭＳ）、ポリブタジエン、ポリイソプレン、ポリスチレン、ナイロンおよびポリエステル、ポリ（エチレンイミン）（ＰＥＩ）、ポリ（プロピレンイミン）、ポリ（Ｌ−リジン）（ＰＬＬ）、ポリ（アミドアミン）（ＰＡＡ）、ポリ（メチルメタクリレート）（ＰＭＭＡ）、ポリ（ビニル安息香酸）、ポリ（ヒドロキシスチレン）、Ｎ−置換グリシン、ならびにポリ（ラクチド−ｃｏ−グリコリド）（ＰＬＧＡ）の２つ以上から選択される主鎖を有するコポリマーであってもよい。そのような実施形態において、モノマー単位の側鎖基は、同一または異なっていてもよい。
【００４０】
代替的な実施形態において、ステップ（ｉ）の間にカップリングされる（したがって、第１の化合物を形成する）少なくとも２つのモノマー単位は、それぞれの側鎖部分およびそれらの主鎖の両方によって互いに異なる。
【００４１】
特定の実施形態において、ステップ（ｉ）の間にカップリングされる（したがって、第１の化合物を形成する）全てのモノマー単位は、同一の主鎖部分を有するが、少なくとも２つのモノマー単位は、それぞれの側鎖部分によって互いに異なる。適切には、全てのモノマー単位は、アルキレングリコール（例えば、エチレングリコール）主鎖部分を有し、結果として、ポリ（アルキレングリコール）（例えば、ポリ（エチレングリコール））ポリマー主鎖が生じる。
【００４２】
別の特定の実施形態において、ステップ（ｉ）の間にカップリングされる少なくとも１つのモノマー単位は、キラリティーを有する。
【００４３】
別の特定の実施形態において、ステップ（ｉ）において連続的にカップリングされる少なくとも２つのモノマー単位は、それらの立体化学によって互いに異なる。そのような実施形態において、モノマー単位は構造中で同一であってもよいが、存在する原子の空間的配置に関して異なっていてもよい。
【００４４】
別の特定の実施形態において、ステップ（ｉ）の間にカップリングされる少なくとも１つのモノマー単位は、主鎖部分内に存在するキラルな炭素原子に結合する側鎖を含む。適切には、少なくとも２つのモノマー単位は、主鎖部分内に存在するキラルな炭素原子にそれぞれ結合する側鎖を含む。側鎖は、それらの構造および立体化学に関して同一または異なっていてもよい。
【００４５】
別の特定の実施形態において、ステップ（ｉ）において連続的にカップリングされる（したがって、第１の化合物を形成する）全てのモノマー単位は、同一のアルキレングリコール主鎖部分（例えば、エチレングリコール主鎖部分）を有するが、少なくとも２つのモノマー単位は、それぞれの側鎖部分によって互いに異なり、それぞれの前記側鎖部分が主鎖部分内に存在するキラルな炭素原子に結合し、側鎖部分は、それらの構造もしくはそれらの立体化学、または両方に関して互いに異なる。
【００４６】
存在する場合、ステップ（ｉ）において連続的にカップリングされる（したがって、第１の化合物を形成する）モノマー単位の側鎖部分（単数または複数）は、有効成分（例えば、活性薬学的成分）、または適切な連結基を介して主鎖部分に連結された有効成分の形態をとってもよい。連結基は、モノマー配列が制御されたポリマーが、環境（例えば、ｐＨ、特定の酵素の発現、または疾患部位の微小環境に特異的な１つまたは複数の状態）の変化に応答して有効成分を放出できるようなものであってもよい。そのような実施形態において、本発明は、生物体内における有効成分の効果的な送達を達成するために適切な分子量を有する、モノマー配列が制御されたポリマーの調製を可能にする。例えば、本発明は、腎クリアランスに必要な糸球体ろ過の閾値より大きな分子量を有する、モノマー配列が制御されたポリマーの調製を可能にし、これはモノマー配列が制御されたポリマーが生物体内で長期間循環することを意味する。あるいは、モノマー配列が制御されたポリマーは、腎クリアランスに必要な糸球体ろ過の閾値より低い分子量を有するように調製されてもよく、これはポリマーがそのペイロードを放出した後、体内からすぐに排出されることを意味する。そのような実施形態において、有効成分を含む側鎖部分を有する、ステップ（ｉ）の間にカップリングされるモノマー単位が、プロセスのステップ（ｉｉ）の間に膜を通過するために十分に小さくなければならず（例えば、分子量に関して）、そうでなければ得られたポリマーを過剰のモノマー単位から分離することが不可能になることが理解されよう。
【００４７】
実施形態において、側鎖部分（単数または複数）は、複数の異なる有効成分（例えば、活性薬学的成分）、または異なる有効成分に連結した連結基の形態をとってもよい。異なる有効成分は、所定の比率でモノマー配列が制御されたポリマーにカップリングしてもよく、それによって、併用療法の投与を容易にする。
【００４８】
別の実施形態において、側鎖部分（単数または複数）は、活性なペイロード（ｐａｙｌｏａｄ）のその後の放出のために、生物体内の関連部位にモノマー配列が制御されたポリマーを指向させるのを助ける働きをする標的基（ｔａｒｇｅｔｉｎｇ ｇｒｏｕｐ）（例えば、特異的なリガンドまたは抗体）の形態をとってもよい。
【００４９】
別の実施形態において、第１の溶媒（すなわち、ステップ（ｉ）で使用される）および第２の溶媒（すなわち、ステップ（ｉｉ）で使用される）は、同一または異なっていてもよい。適切には、ダイアフィルトレーションに使用される溶媒は、溶液中で、ポリマーおよび／または官能化ポリマーを保持（ｍａｉｎｔａｉｎ）しなければならない。例示的な溶媒としては、芳香族化合物、アルカン、ケトン、グリコール、塩素化溶媒、エステル、エーテル、アミン、ニトリル、アルデヒド、フェノール、アミド、カルボン酸、アルコール、フランおよび極性非プロトン性溶媒、ならびにそれらの混合物および水との混合物が挙げられる。溶媒の具体例としては、トルエン、キシレン、ベンゼン、スチレン、アニソール、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、クロロホルム、ジクロロメタン、ジクロロエタン、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、メチルエーテルケトン（ＭＥＫ）、メチルイソブチルケトン（ＭＩＢＫ）、アセトン、エチレングリコール、エタノール、メタノール、プロパノール、ブタノール、ヘキサン、シクロヘキサン、ジメトキシエタン、メチルｔｅｒｔ−ブチルエーテル（ＭＴＢＥ）、ジエチルエーテル、アジポニトリル、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、ジオキサン、ニトロメタン、ニトロベンゼン、ピリジン、二硫化炭素、テトラヒドロフラン、メチルテトラヒドロフラン、Ｎ−メチルピロリドン、Ｎ−エチルピロリドン、アセトニトリル、ならびにそれらの混合物および水との混合物が挙げられる。
【００５０】
本発明で使用される適切な膜としては、ポリマー膜およびセラミック混合膜、ならびにポリマー／無機混合膜が挙げられる。膜除去率Ｒｉは、当業者に公知の一般的な用語であり、以下のように定義される
【数１】
2017525804.tif 000004
［式中、ＣＰ，ｉ＝透過液中の化学種ｉの濃度であって、透過液は膜を通過した液体であり、ＣＲ，ｉ＝濃縮液中の化学種ｉの濃度であって、濃縮液は膜を通過しなかった液体である］。
Ｒ（モノマー配列が制御されたポリマーまたは複合体）＞Ｒ（少なくとも１つの反応副生成物または試薬）である場合、膜が本発明に適切であることが明らかであろう。
【００５１】
本発明の膜は、少なくとも１つの反応副生成物または試薬から第１の分子または複合体を優先的に分離できる分離層を提供する、任意のポリマーまたはセラミック材料から形成されてもよい。好ましくは、膜は、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリアクリロニトリル、ポリアミド、ポリエステル、ポリイミド、ポリエーテルイミド、酢酸セルロース、ポリアニリン、ポリピロール、ポリベンズイミダゾール、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、およびこれらの混合物を含む、精密ろ過膜、限外ろ過膜、ナノろ過膜または逆浸透膜を製造するのに適切なポリマー材料から選択される材料から形成されるか、または含む。膜は、焼結、延伸、トラックエッチング、テンプレートリーチング、界面重合または転相を含む、当技術分野で公知の任意の技術によって製造することができる。より好ましくは、膜は、反応溶媒中でのそれらの安定性を改善するために、架橋または処理されてもよい。ＰＣＴ／ＧＢ２００７／０５０２１８は、本発明における使用に適切であり得る膜を記載している。
【００５２】
特定の実施形態において、膜は複合材料であり、その非多孔性で選択的透過性の層は、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）系エラストマーを含む変性ポリシロキサン系エラストマー、エチレン−プロピレンジエン（ＥＰＤＭ）系エラストマー、ポリノルボルネン系エラストマー、ポリオクテナマ系エラストマー、ポリウレタン系エラストマー、ブタジエンおよびニトリルブタジエンゴム系エラストマー、天然ゴム、ブチルゴム系エラストマー、ポリクロロプレン（ネオプレン）系エラストマー、エピクロロヒドリンエラストマー、ポリアクリレートエラストマー、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）系エラストマー、ポリエーテルブロックアミド（ＰＥＢＡＸ）、ポリウレタンエラストマー、架橋ポリエーテル、界面重合によって形成されたポリアミド、およびそれらの混合物から選択される材料から形成されるか、または含む。
【００５３】
別の実施形態において、膜は、焼結、リーチングまたはゾル−ゲル法などの当業者に公知の任意の技術を使用して、無機材料（例えば、シリコンカーバイド、酸化ケイ素、酸化ジルコニウム、酸化チタンまたはゼオライト）から調製される。
【００５４】
別の実施形態において、膜は、ポリマー膜の２０ｗｔ％までの量で存在する粉末化固体の形態で、分散した有機または無機マトリックスを有するポリマー膜を含む。炭素モレキュラーシーブマトリックスは、米国特許第６，５８５，８０２号に記載されているような任意の適切な材料の熱分解によって調製できる。米国特許第６，７５５，９００号に記載されているようなゼオライトも無機マトリックスとして使用してもよい。酸化チタン、酸化亜鉛および酸化ケイ素などの金属酸化物、例えば、ＡｅｒｏｓｏｌおよびＡｄＮａｎｏの商標でＥｖｏｎｉｋ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ（ドイツ）から入手可能である材料を使用してもよい。セリウム、ジルコニウムおよびマグネシウムの酸化物の混合物などの混合金属酸化物を使用してもよい。グラフェン、酸化グラフェン、金属有機構造体（ＭＯＦ）、窒化ホウ素、カーボンナノチューブを使用してもよい。好ましいマトリックスは、直径が１．０ミクロン未満、好ましくは直径が０．１ミクロン未満、好ましくは直径が０．０１ミクロン未満の粒子であろう。
【００５５】
本明細書で前述のように、本発明は、有機溶媒の供給流中で、第２の化合物から第１の化合物を分離する方法であって、前記供給流を、有機溶媒中で安定であって、第２の化合物の除去率よりも第１の化合物の除去率の方が大きい除去率を与えるダイアフィルトレーション膜と接触させるステップを含み、
（ｉ）第１の化合物が、少なくとも２つのモノマー単位が互いに異なる、モノマー配列が制御された非天然ポリマーであり、
（ｉｉ）第２の化合物が、第１の化合物を形成する反応の副生成物および／または前記反応で使用された試薬である
方法も提供する。
【００５６】
本発明の第１および第２、ならびに第３および第４の両方の態様に共通の特徴は、前項に列挙した定義、実施形態および例のいずれかを参照することによってさらに定義され得ることが理解されよう。
【００５７】
［本発明の使用］
本明細書で前述のように、本発明は、本明細書に定義の方法における有機溶媒に耐性があるダイアフィルトレーション膜の使用も提供する。
【００５８】
本発明の方法および使用の両方に共通の特徴は、前項に列挙した定義、実施形態および例のいずれかを参照することによってさらに定義され得ることが理解されよう。
【００５９】
添付の図面を参照して、参照および図示のみを目的として、本発明について以下に例証する。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】ＰＥＧ主鎖系の各種のモノマー配列が制御されたポリマーを調製するための合成戦略を図示する。
【図２】２つのモノマー配列が制御されたポリマーが、それらの構成モノマーの順序とそれらの側鎖の相互作用とに基づき、溶液中でどのように相互作用し得るかを図示する。
【図３】図１のスキーム内において鎖延長のために使用される例示的なモノマーのビルディングブロックの調製を図示する。
【図４】図１のスキーム内において鎖延長のために使用される例示的なモノマーのビルディングブロックの調製を図示する。
【図５】図３および４に示されたモノマーのビルディングブロックのカップリングを図示する。
【図６】モノマー配列が制御されたポリマーの調製を図示する。
【実施例】
【００６１】
［実施例１］
＜ＰＥＧ主鎖系の配列制御ポリマーの調製＞
合成担体を、合成の最後に水素化分解によって切断され得るベンジル反応性部位で選択する（図１）。長鎖の例としては、モノ−メトキシ−ＰＥＧ（ｍＰＥＧ−５０００）をビニルクロロメチルベンゼンで処理して、得られたｍＰＥＧ−スチレンのビニル単位をホモメチル基に変換してもよく、商業的に入手可能な１，３，５−トリブロモメチルベンゼンを３本の腕を持つハブとして直接使用してもよく、容易に調製されるモノ−アミノテトラフェニルメタンの官能基の分子内変換は、かさ高い４−トリチルベンジル担体への迅速なアクセスを提供する。
【００６２】
ＰＥＧ主鎖の全長を、Ｇ．Ｓｚｅｋｅｌｙ，Ｍ．Ｓｃｈａｅｐｅｒｔｏｅｎｓ，Ｐ．Ｒ．Ｊ．Ｇａｆｆｎｅｙ，Ａ．Ｇ．Ｌｉｖｉｎｇｓｔｏｎ  Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｃｈｅｍ．，（２０１４），Ｖｏｌ  ５，ｐａｇｅｓ  ６９４−６９７；Ｃｈｅｍ．Ｅｕｒ．Ｊ，（２０１４），ＤＯｌ：１０．１００２／ｃｈｅｍ．２０１４０２１８６に報告された操作を使用して、任意の側鎖が欠如したオリゴエチレングリコールビルディングブロックを使用して、最初に調製する。次いで、単分散ＰＥＧの最初の部分を非同一のビルディングブロックで延長して、モノマー配列が制御されたポリマーを調製してもよい。追加された官能性を持つ側鎖を有するこれらの新たなビルディングブロック（２）は、化学合成によって調製される。例えば、グリセロールアセトニドの３−Ｃヒドロキシメチル基をＲ１に変換し、続いて、アセトニドを除去し、得られたジオールを短いＰＥＧ鎖に変換してもよく、５−メチル−１−ヘキサン（側鎖Ｃ）などのオレフィンもまた、不斉ジヒドロキシル化によって、ビルディングブロック２のジオール前駆体に容易に変換され、最初の保護／官能基操作を伴う同様の手法を用いて、３−ブテン酸（Ａ）または３−ブテノール（ＢおよびＤ）から他のビルディングブロックを調製してもよい。ビルディングブロック２は、正確に長さが定義された短いオリゴエチレングリコール主鎖からなり、一時的に一端に弱酸に不安定な保護基（ＰＧ）と、他端にウィリアムソンエーテル化による鎖延長中にアルコキシド求核試薬による置換を受けやすい他の脱離基（ＬＧ）とを有する単分散ＰＥＧを調製するために既に報告されているもの（Ｇ．Ｓｚｅｋｅｌｙ，Ｍ．Ｓｃｈａｅｐｅｒｔｏｅｎｓ，Ｐ．Ｒ．Ｊ．Ｇａｆｆｎｅｙ，Ａ．Ｇ．Ｌｉｖｉｎｇｓｔｏｎ参照）と同様である。側鎖（例えば、Ａ〜Ｄ、図１）は、そのような条件に不活性であるか、または合成の最後に除去される耐久性の保護基（ｐｅｒｍａｎｅｎｔ ｐｒｏｔｅｃｔｉｎｇ ｇｒｏｕｐｓ）によってマスクされた反応性官能基を有するかのいずれかである。
【００６３】
担持された単分散ＰＥＧ１を、強塩基性条件下、過剰の最初の非同一のビルディングブロック（２１）で処理して、配列制御ポリマー主鎖を延長する。最初の側鎖（Ｒ１）を有する所望の配列制御ポリマー（３）を含有する粗反応混合物を有機溶媒（ＴＨＦまたはＭｅＣＮが好ましい）中でダイアフィルトレーションによって精製する。ダイアフィルトレーション中に、過剰のビルディングブロック２１および他の鎖延長試薬は膜を透過するが、その高い分子量／立体的なかさ高さ／分子構造の組み合わせのために、１つの側鎖を有する担持された配列制御ポリマー（３）の除去率は非常に高い。透過液中に残った未反応のビルディングブロック２１は他の反応残骸から再度精製してよく（例えば、クロマトグラフィーによって）、後のカップリングサイクルで使用して、合成効率を向上し得る。しかしながら、ビルディングブロック２１は、膜を透過しなければならない最も大きな化学種であり（すなわち、それは３を除く粗反応混合物において最も高い除去率を有する）、したがって、鎖伸長後に３に夾雑する可能性が最も高いものである。この段階では、（大容量の溶媒の透過を必要とする）完全な精製は不必要である。代わりに、ビルディングブロック２１の大部分を回収するため、および（もし必要ならば）遊離のヒドロキシ４と後で反応し得る任意の他の試薬を除去するために、十分な溶媒のみを透過させることが必要である。
【００６４】
鎖の末端が保護された、配列制御ポリマー３をダイアフィルトレーションによって精製したら、弱酸（例えば、ジクロロ酢酸（ＤＣＡ）、または低濃度のＨＣｌ）をこの溶液に添加して、酸に不安定な一時的な保護基（ＰＧ、図１）の除去を達成し、もし必要ならばカチオン捕捉剤（例えば、ピロール、水、チオールなど）を含ませて反応を完了させる。第２ラウンドのダイアフィルトレーションを十分に使用して、鎖延長の別のラウンドの準備がされた鎖末端のヒドロキシルを有する、担持された配列制御ポリマー４を精製する。このプロセスは、酸試薬、保護基の残骸およびさらなる試薬を除去する。厳密には、鎖延長の次のラウンドに別に関与し得る、最後に残った微量の任意のビルディングブロック２１も除去し、ＰＧの除去後、任意に残ったビルディングブロック２１も除去され（５へ、そのサイズが減少する）、したがって著しく低い除去率を示し、より効率的に精製が完了する。
【００６５】
除去された、担持された配列制御ポリマー４のダイアフィルトレーションからの濃縮液を、次に（ダイアフィルトレーションによって、または蒸発によって）濃縮して鎖延長の別のラウンドの準備を行い（図１）、濃縮（特に、ＴＨＦまたはＭｅＣＮから）は、高価なビルディングブロック２を消費するであろう先行プロセス中に累積し得る微量の水を、好都合に（ｃｏｎｖｅｎｉｅｎｔｌｙ）除去する。上記したような同様の一連のプロセスにおいて、担持された配列制御ポリマー４は、最初に第２のビルディングブロック（２２）と順次反応し、得られた鎖延長された配列制御ポリマーを再度ダイアフィルトレーションによって精製して、過剰のビルディングブロック２２を回収し、次いで、一時的な保護基ＰＧを弱酸で除去し、最後に鎖延長されたヒドロキシ末端の配列制御ポリマーを完全に精製して、鎖延長の別のラウンドの準備をする。このサイクルを所望の配列を達成するまで繰り返す。
【００６６】
所望の配列を調製したら、次に、合成担体から切断して、側鎖上の任意の耐久性の保護基を除去しなければならない。配列制御ポリマー（６ａおよび６ｂ）の２つの標的配列を図２に図示する。両方とも、インサイチュで調製された、高反応性のパラジウム処理活性炭上での触媒的水素化分解によって、合成担体から切断してもよい。この手順中に、配列６ａ中に組み込まれたビルディングブロックＢのアジド官能基を、標的の所望のアミン基に同時に還元してもよいだろう。対照的に、配列６ｂ中のビルディングブロックＤの二環式のオルトエステル保護基は、合成担体の切断中に未変化のまま残るだろう。代わりに、水性の強酸を用いるさらなるステップで、別途除去する必要があるだろう。
【００６７】
ＰＥＧが、溶液中および結晶構造中で、１回転あたり４または５個のエチレングリコールモノマー単位を有する、ヘリックス状の立体構造をとることは周知である。ビルディングブロック２のキラリティーは、これらのヘリックスに、側鎖が半径方向に放射状に広がった、単一の掌性（ｈａｎｄｅｄｎｅｓｓ）をとらせ、これは、超分子構造における隣接ヘリックスのパッキング性を改善するはずである。配列６ａおよび６ｂは、両方とも、両親媒性のヘリックスに共有結合した、親水性の単分散ＰＥＧテイル（側鎖を持たない）からなるコポリマーである。６ａの両親媒性のヘリックスは、片方に疎水性のイソペンチル側鎖を有し、他方に（中性のｐＨで）正に帯電したアルキルアンモニウムイオンを有する。６ｂの両親媒性のヘリックスも、片方に疎水性のイソペンチル側鎖を有するが、他方に（中性のｐＨで）負に帯電したカルボキシレート基を有する。６ａおよび６ｂの両方の疎水性側鎖は水溶液中で自己会合できるが（タンパク新生（ｐｒｏｔｅｉｎｏｇｅｎｉｃ）のロイシンジッパーと同様）、６ａまたは６ｂ単独でのより大きな集合体は、同様の電荷の反発のために形成できないだろう。しかしながら、６ａおよび６ｂの水溶液を混合すると、疎水性のパッキングおよびイオン会合の両方によって結合したコアを有する、分子的に均一なＰＥＧの親水性層で被覆されて、大規模な構造が形成されるだろう。
【００６８】
正確に制御された官能性分子を構築するために、強固な分子内認識を付与する、多くの他の側鎖を調製してもよい。例えば、側鎖Ｄのクラウンエーテルを有するビルディングブロックは、側鎖Ｂなどのアルキルアミンと優先的に結合すると予想され、ポリアミン鎖を通すことが観察されている。ウィリアムソンのエーテル鎖延長の複数のラウンドと両立する、大きな１対の直交性の認識配列は、β−シクロデキストリンの中心空隙にきちんと挿入される疎水性アダマンチル基を有する側鎖を周囲に構築し得る。
【００６９】
［実施例２］
＜ＰＥＧ主鎖系の配列制御ポリマーの調製において使用するためのモノマーのビルディングブロックの調製＞
図３は、側鎖を有する新たなビルディングブロックを調製し得る方法を図示する。１−デセン（７）を、触媒の四酸化オスミウムおよびジヒドロキニジン−フタラジン［（ＤＨＱＤ）２ＰＨＡＬ］を使用する不斉ジヒドロキシル化に付した。２時間後、反応を亜硫酸ナトリウムでクエンチして、粗製物質を酢酸エチルに抽出した。そのカンファナートエステルとしての４，４’−ジメトキシトリフェニル（Ｄｍｔｒ）エーテル９の後官能化は、粗デカン１，２−ジオール（８）が低いエナンチオマー過剰率（ｅｅ）を有することを示した。しかしながら、ＭｅＣＮからの粗デカンジオールの結晶化が高い光学純度の８を与え、その１３Ｃ  ＮＭＲスペクトルにおいて９のカンファナートの１つのジアステレオ異性体のみが検出され得るので、したがって、典型的にはＳ／Ｎはｅｅが＞９８％であることを示唆している。
【００７０】
デカンジオール（８）を、小過剰のＤｍｔｒＣｌでの処理によって、１級ヒドロキシルを選択的に保護し、Ｄｍｔｒ−エーテル９を過剰のナフチルメチルテトラゴールトシレート（１０）でエーテル化した（Ｇ．Ｓｚｅｋｅｌｙ，Ｍ．Ｓｃｈａｅｐｅｒｔｏｅｎｓ，Ｐ．Ｒ．Ｊ．Ｇａｆｆｎｅｙ，Ａ．Ｇ．Ｌｉｖｉｎｇｓｔｏｎ  Ｃｈｅｍ．Ｅｕｒ．Ｊ．，（２０１４），２０，１００３８−１００５１；化合物３８のサポート情報を参照）。次に、得られたオクチルペンタゴールの酸に不安定な保護基を、過剰に消費されないビルディングブロックがＯＳＮ膜をより容易に通過することを可能にする、より小さなものに交換した（図１中の一般化合物２１を参照）。ペンタゴール１１のＤｍｔｒ−エーテルをジクロロ酢酸（ＤＣＡ）で切断して、ピロールを用いてＤｍｔｒ＋カチオンを捕捉することによって反応を終了させた。得られたアルコール（１２）を、ジヒドロピラン（ＤＨＰ）への酸触媒付加によって、テトラヒドロピラニル（Ｔｈｐ）アセタールとして再保護した。中間体１３は、過剰のＤＨＰから残骸と共溶出したので、完全に精製できなかった。そのため、粗製物１３を水素化分解し、その後、アルコール１４をクロマトグラフィーで完全に精製することができた。最後のビルディングブロック１５を、トルエンスルホニルクロリドで遊離ヒドロキシルをスルホン化することによって、良好な収率で調製した。
【００７１】
［実施例３］
＜ＰＥＧ主鎖系の配列制御ポリマーの調製において使用するためのモノマーのビルディングブロックの調製＞
図４は、官能性側鎖を有する新たなビルディングブロックを調製し得る方法を図示する。過剰のテトラゴール（１６）をシリル化によって最初に不斉化し、その後、残った未反応のテトラゴールを水中への分配によって除去し、微量のビス−Ｔｂｄｍｓテトラゴールをクロマトグラフィーで容易に分離した。次いで、得られたモノ−シリルエーテル（１７）を、メタンスルホニルクロリドを用いる残ったヒドロキシルのスルホン化によって活性化した。一方、（Ｒ）−（＋）−ベンジルグリセロールのジオールを、ＰＥＧ鎖に結合するために２級ヒドロキシルを遊離して、その１−Ｄｍｔｒ−エーテル（２０）として、１級ヒドロキシルを高位置選択的に保護した。１７のトルエンスルホネートによる２０のウィリアムソンのエーテル化の試みは、アルカリが進めるゆっくりとした脱シリル化に主に由来する多くの副生成物を伴って、不十分な収率を与えた。しかしながら、より少ないメタンスルホネートの使用によって求電子剤のサイズを小さくすることで、この反応を非常に促進して、副生成物のゆっくりとした蓄積が可能な時間を制限し、ペンタゴール２１の良好な収率をもたらした。Ｄｍｔｒ−エーテルは我々の全体的な合成戦略と化学的に適合する（ｃｏｍｐａｔｉｂｌｅ）が、経験によれば、得られたポリマーのホモスター（ｈｏｍｏｓｔａｒ）から過剰のビルディングブロックを分離する能力を制限することで、この大きな疎水性保護基が、ほとんどのＯＳＮ膜によるいくらかの除去に寄与することを示した。したがって、ペンタゴールＤｍｔｒ−エーテル２１を、ＤＣＡおよびピロールで選択的に除去して、得られた中間体２２のヒドロキシルを、そのより小さなＴｈｐ−アセタールとして再保護した。側鎖を有するマスク化ヒドロキシルを有する、得られたペンタゴール（２３）のＴｈｐ−アセタールは、ＭｅＣＮ中の１Ｍテトラエチルアンモニウムフルオリドでの最初の脱シリル化、続いてＴｓＣｌでの中間体アルコール（２４）のスルホン化によって、最後のビルディングブロック（２５）まで、直接最後まで実施してもよい。しかしながら、２３のベンジルエーテルを選択的に除去して、他の側鎖に対して露出したヒドロキシルについて官能基の相互変換を可能にしてもよい。メタノール中でのベンジルエーテル２３の水素化分解は、おそらくはＰｄ−触媒の残った酸性によって、Ｔｂｄｍｓ−エーテルの実質的な同時除去をもたらした。しかし、酢酸エチル中での２３のゆっくりとした水素化分解は、側鎖のヒドロキシル（２６）へのきれいな（ｃｌｅａｎ）変換を与えた。これはトルエンスルホネート（２７）として活性化され、次いでアジドで置換した。ベンジルオキシ置換ペンタゴール２３と同様に脱シリル化、次いでスルホン化の手順を使用して、Ｔｂｄｍｓ−エーテル２８を、ヒドロキシ中間体２９を介して、最終のアジドビルディングブロック３０に変換した。
【００７２】
［実施例４］
＜モノマーのビルディングブロックのカップリング＞
図５に関連して、鎖延長のためのカップリング戦略を例示するために、２つのビルディングブロックを調製した。ＤＣＡおよびピロールを用いるペンタゴール鎖の一方の脱トリチル化によって、かつ他方の水素化分解によって、Ｎｐｍ−Ｄｍｔｒ−中間体１１を選択的に切断し、モノオール３１および３２をそれぞれ与え、非プロトン性溶媒中での１１の水素化分解は、主たる副生成物であった同時脱トリチル化のレベルを大きく減少させるはずであることにも留意する。カップリングための調製において、中間体３２を通常の方法でスルホン化し、カップリング成功の機会を最大にするために、障害が最も小さいヒドロキシルを活性化したが、必要であればメタンスルホネートも使用できることに留意する。
【００７３】
［実施例５］
モノマー配列が制御されたポリマーの調製。
完全なホモスターポリマーの合成において、図５に関連して、Ｎｐｍ−保護ビルディングブロック３１は、得られる担持された鎖（ｇｒｏｗｉｎｇ ｓｕｐｐｏｒｔｅｄ ｃｈａｉｎ）である。したがって、モノヒドロキシオクチルペンタゴールＮｐｍ−エーテル３１を小過剰のオクチルペンタゴールＤｍｔｒ−エーテルトルエンスルホネート３３で処理した。デカゴール３４を得るために達成したエーテル化は、少し過剰の求電子剤を用いたとしても、そのようなビルディングブロックを組み合わせて、側鎖を有する配列が確定したＰＥＧを調製することができることを実証する。実際には、単分散ＰＥＧの調製中に、鎖終端の全体的な変換を確実にするために、通常、大過剰のトルエンスルホネート成分（３．３当量）を使用した。
【００７４】
このように、この実施例は、側鎖変性モノマーのビルディングブロックを、非常に高い膜除去率を有する、テトラゴールホモスター３５に連続的に添加し、続いてＯＳＮ精製によって過剰のビルディングブロックを回収し、中間体のトリス−Ｔｈｐ−アセタールホモスターを除去して、ホモスターで担持された配列が制御されたポリマー３６を与え得ることを示す。３６の水素化分解は、正確に確定した位置のオクチル、ヒドロキシメチルおよびアミノメチル側鎖と、その長さに沿って定義されたキラリティーとを有するオクタデカゴール３７を与える。
【００７５】
本発明の特定の実施形態を参照および説明の目的のために、本明細書に記載したが、各種の変更は、添付の特許請求の範囲によって定義される本発明の範囲から逸脱することなく、当業者には明らかであろう。
【００７６】
本発明をもたらした研究は、補助金契約Ｎｏ．２３８２９１の下で、（欧州共同体の）第７次フレームワークプログラム（ＦＰ７／２００７〜２０１３）から資金を受けている。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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