(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記式（Ｉ）で表されるヘテロテレケリックブロックコポリマー：
式（Ｉ）
0003855279.tif 000024
式中、Ｒ1およびＲ2は、独立して、Ｃ1-10アルコキシ、アリールオキシもしくはアリール-Ｃ1-3アルキルオキシを表すか、または、
Ｒ1およびＲ2は、一緒になって、Ｃ1-6アルキルで置換されていてもよいエチレンジオキシ（−Ｏ−ＣＨ（Ｒ’）−ＣＨ2−Ｏ−：ここでＲ’は水素原子またはＣ1-6アルキルである）を表すか、あるいはＲ1およびＲ2は、一緒になってオキシ（＝Ｏ）を表し、
0003855279.tif 000025
ここでＲ3およびＲ4は独立して水素原子、Ｃ1-10アルキル、アリールまたはアリール-Ｃ1-3アルキルを表し、ｒは２〜５の整数であり、
ｍは２〜１０，０００の整数であり、
ｎは２〜１０，０００の整数であり、
ｐは０または１〜５の整数であり、
ｑは０または１〜２０の整数であり、そして
Ｚは、ｑが０であるとき、水素原子、アルカリ金属、アセチル、アクリロイル、メタクリロイル、シンナモイル、ｐ-トルエンスルホニル、２-メルカプトプロピオニルもしくは２-アミノプロピオニルであるか、またはアリルもしくはビニルベンジルを表し、ｑが１〜２０の整数であるとき、Ｃ1-6アルコキシカルボニル、カルボキシルメルカプトもしくはアミノである。
【請求項２】
Ｒ1およびＲ2が一緒になってオキシを表す請求項１記載のヘテロテレケリックブロックコポリマー。
【請求項３】
Ｒ1およびＲ2が、独立して、Ｃ1-6アルコキシ、フェニルオキシ、ベンジルオキシを表すか、またはＲ1およびＲ2が一緒になってＣ1-3アルキルで置換されていてもよいエチレンジオキシを表す請求項１記載のヘテロテレケリックブロックコポリマー。
【請求項４】
Ｒ1およびＲ2が一緒になってオキシを表し、Ｌ中のＲ3およびＲ4が共に水素もしくはメチルであるかまたはｒが整数４であり、そしてｑが０または１〜３の整数である請求項１記載のヘテロテレケリックブロックコポリマー。
【請求項５】
Ｒ1およびＲ2が独立して、Ｃ1-6アルコキシであり、Ｌ中のＲ3およびＲ4が共に水素もしくはメチルであるかまたはｒが整数４であり、そしてｑが０または１〜３の整数である請求項１記載のヘテロテレケリックブロックコポリマー。
【請求項６】
ｍが１０〜２００の整数を表し、ｎが１０〜２００の整数を表す請求項１記載のヘテロテレケリックブロックコポリマー。
【請求項７】
Ｒ1およびＲ2が一緒になってオキシを表し、Ｌ中のＲ3およびＲ4が共に水素もしくはメチルであるかまたはｒが整数４であり、ｑが０であり、そしてＺが水素原子、アセチル、アクリロイル、メタクリロイル、シンナモイルもしくはｐ-トルエンスルホニルであるか、またはアリルもしくはビニルベンジルである請求項１記載のヘテロテレケリックブロックコポリマー。
【請求項８】
Ｒ1およびＲ2が独立してＣ1-6アルコキシであり、Ｌ中のＲ3およびＲ4が共にメチルであるかまたはｒが整数４であり、ｑが０であり、そしてＺが水素原子またはナトリウム、カリウム、もしくはセシウムである請求項１記載のヘテロテレケリックブロックコポリマー。
【請求項９】
Ｒ1およびＲ2が一緒になってオキシを表し、Ｌ中のＲ3およびＲ4が共にメチルであるかまたはｒが整数４であり、ｑが１〜３で整数であり、そしてＺがＣ1-6アルコキシカルボニル、カルボキシル、メルカプトもしくはアミノである請求項１記載のヘテロテレケリックブロックコポリマー。
【請求項１０】
請求項１記載の式（Ｉ）で表されるが、式（Ｉ）中のＺがアルカリ金属以外の基である、ヘテロテレケリックブロックコポリマーの製造方法であって、
（１）式
0003855279.tif 000026
（式中、Ｒ1-1およびＲ2-1は、独立してＣ1-10アルコキシを表すか、またはＲ1-1およびＲ2-1は一緒になって、Ｃ1-6で置換されていてもよいエチレンジオキシを表し、ｐは０または１〜５の整数であり、そして
Ｍはアルカリ金属を表す）
の重合開始剤と、エチレンオキシドを反応させて、式
0003855279.tif 000027
（式中、Ｒ1-1、Ｒ2-1、ｐおよびＭは式（II）について定義したとおりであり、そしてｍは２〜１０，０００の整数である）
で表される化合物を生成する工程、
（２）式（II）で表される化合物を、式
0003855279.tif 000028
（式中、Ｒ3およびＲ4は独立して水素原子、Ｃ1-10アルキル、アリールまたはアリール-Ｃ1-3アルキルを表し、そしてｒは２〜５の整数を表す）で表されるラクチドまたはラクトンと反応させて、式
0003855279.tif 000029
（式中、Ｌは式
0003855279.tif 000030
を表し、Ｒ1-1、Ｒ2-1、ｐ、ｍ、ｎおよびＭは上記に定義したとおりである）で表されるブロックコポリマーを生成する工程、
（３）（ｉ）式（IV）のアルカリ金属アルコキシド基を選択的に加水分解して、式
0003855279.tif 000031
（式中、Ｒ1-1、Ｒ2-1、ｐ、ｍ、Ｌおよびｎは上記に定義したとおりである）のブロックコポリマーを生成する工程、または
（ii）式（IV）のブロックコポリマーを完全加水分解して、式
0003855279.tif 000032
（式中、ｐ、ｍ、ｎおよびＬは上記に定義したとおりである）のブロックコポリマーを生成する工程、ならびに
（４）式（Ｖ）のブロックコポリマーを、
（ｉ）酢酸、アクリル酸、メタクリル酸、ケイ皮酸もしくはｐ-トルエンスルホン酸またはその反応性誘導体と反応させるか、
（ii）アリルハロゲン化物またはビニルベンジルハロゲン化物と反応させるか、あるいは
（iii）式
0003855279.tif 000033
（Ｘは、塩素、臭素もしくはヨウ素であり、ｑ’は１〜２０の整数であり、そしてＺ’はＣ1-6アルコキシカルボニル、保護されたアミノを表す）のハロゲン化物と反応させる、工程、
（５）工程（４）の（ｉ）により生成されるｐ-トルエンスルホン酸エステル誘導体をエステル交換するか、あるいは工程（４）の（ｉ）、（ii）または（iii）で得られる誘導体を加水分解反応に付する工程、
を含んでなる方法。
【請求項１１】
水性溶媒中に存在し、かつ、請求項１記載のヘテロテレケリックブロックコポリマーから構成された高分子ミセル。
【請求項１２】
請求項１記載のヘテロテレケリックブロックコポリマーが、式（Ｉ）のＺがアルカリ金属以外の基を表すものである、請求項１１記載の高分子ミセル。
【請求項１３】
請求項１記載のヘテロテレケリックブロックコポリマーが、式（Ｉ）のＺがアルカリ金属以外の基であり、そしてＲ1およびＲ2が一緒になってオキシを表すものである請求項１１記載の高分子ミセル。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、両末端に相互に異なる官能基を有するヘテロテレケリックブロックコポリマーならびにその製造方法およびその高分子ミセルへの使用に関する。より具体的には、本発明は、両末端に相互に異なる官能基を有し、主鎖に親水性セグメントとしてポリエチレンオキシドを、そして疎水性セグメントとしてポリエステルを有するポリマーを開示する。
なお、本発明にいうポリマーの語は、オリゴマーを包含する概念で使用している。
背景技術
ポリエチレンオキシドのような親水性高分子と他の疎水性高分子を分子レベルで結合させた親水／疎水型のブロックコポリマーから成る高分子ミセルあるいはナノスフィアーは薬物担持用担体などとして注目されつつある。高分子ミセル及びナノスフィアーの調整は親水性ポリマーと疎水性ポリマーとを分子レベルで結合させた親水／疎水型ブロックコポリマーによって達成されている。
しかしながら従来法による親水／疎水型ブロックコポリマーの製造方法ではその末端官能基を導入するには限界があり、メトキシあるいはヒドロキシル基等の限定された官能基を有するブロックコポリマーが提案されているにすぎない。特に、ミセルの表面に任意の反応性官能基を任意の割合で導入することに成功すれば、医薬等の生体内標的指向化等に有利に使用できる機能的高分子ミセルを提供することが可能になるであろう。
したがって、本発明の目的は、高分子ミセルを形成しうる多機能高分子として、両末端に相互に異なる官能基を有するブロックコポリマーを提供することにある。
発明の開示
本発明者らは、ある種のアルデヒド基及び水酸基を有するアルキレン誘導体をリビング重合の開始剤として利用し、モノマーとしてエチレンオキシドおよびラクチドもしくはラクトンを重合せしめると、分子の一末端に保護されていてもよいアルデヒド基と、もう一つの末端に多様な官能基を有するブロックコポリマーを容易に提供できることを見い出した。
しかも、こうして得られるブロックコポリマーは、水性溶媒中で極めて安定な高分子ミセルを形成することも確認した。
したがって、本発明によれば、下記式（Ｉ）で表され、分子の両末端に相互に異なる官能基を有するヘテロテレケリックブロックコポリマーが提供される。
式（Ｉ）
0003855279.tif 000002
式中、Ｒ1およびＲ2は、独立して、Ｃ1-10アルコキシ、アリールオキシもしくはアリール-Ｃ1-3アルキルオキシを表すか、または、
Ｒ1およびＲ2は、一緒になって、Ｃ1-6アルキルで置換されていてもよいエチレンジオキシ（−Ｏ−ＣＨ（Ｒ′）−ＣＨ−Ｏ−：ここでＲ′は水素原子またはＣ1-6アルキルである）を表すか、あるいはＲ1およびＲ2は、一緒になってオキシ（＝Ｏ）を表し、
0003855279.tif 000003
ここでＲ3およびＲ4は独立して水素原子、Ｃ1-10アルキル、アリールまたはアリール-Ｃ1-3アルキルを表し、ｒは２〜５の整数であり、
ｍは２〜１０，０００の整数であり、
ｎは２〜１０，０００の整数であり、
ｐは１〜５の整数であり、
ｑは０または１〜２０の整数であり、そして
Ｚは、ｑが０であるとき、水素原子、アルカリ金属、アセチル、アクリロイル、メタクリロイル、シンナモイル、ｐ-トルエンスルホニル、２-メルカプトプロピオニルもしくは２-アミノプロピオニルであるか、またはアリルもしくはビニルベンジルを表し、ｑが１〜２０の整数であるとき、Ｃ1-6アルコキシカルボニル、カルボキシルメルカプトもしくはアミノである。
また本発明によれば、別の態様の発明として、上記式（Ｉ）のブロックコポリマーの製造方法も提供される。この方法は、次の工程を含んでなる。
工程（１）：
式
0003855279.tif 000004
（式中、Ｒ1-1およびＲ2-1は、独立してＣ1-10アルコキシを表すか、またはＲ1-1およびＲ2-1は一緒になって、Ｃ1-6で置換されていてもよいエチレンジオキシを表し、ｐは１〜５の整数であり、そして
Ｍはアルカリ金属を表す）
の重合開始剤と、エチレンオキシドを反応させて、式
0003855279.tif 000005
（式中、Ｒ1-1、Ｒ2-1、ｐおよびＭは式（II）について定義したとおりであり、そしてｍは２〜１０，０００の整数である）
で表される化合物を生成する。
工程（２）：式（II）で表される化合物を、式
0003855279.tif 000006
（式中、Ｒ3およびＲ4は独立して水素原子、Ｃ1-10アルキル、アリールまたはアリール-Ｃ1-3アルキルを表し、そしてｒは２〜５の整数を表す）で表されるラクチドまたはラクトンと反応させて、式
0003855279.tif 000007
（式中、Ｌは式
0003855279.tif 000008
を表し、Ｒ1-1、Ｒ2-1、ｐ、ｍ、ｎおよびＭは上記に定義したとおりである）で表されるブロックコポリマーを生成する。
以上の工程により、さらにいずれかのポリマーセグメントを伸長するための中間原料としても使用できる本発明のリビングポリマー（式（Ｉ）のポリマーに包含される）が提供される。
工程（３）：
（ｉ）式（IV）のアルカリ金属アルコキシド基を選択的に加水分解して、式
0003855279.tif 000009
（式中、Ｒ1-1、Ｒ2-1、ｐ、ｍ、Ｌおよびｎは上記に定義したとおりである）のブロックコポリマーを生成するかあるいは
（ii）式（IV）のブロックコポリマーを完全加水分解して、式
0003855279.tif 000010
（式中、ｐ、ｍ、ｎおよびＬは上記に定義したとおりである）のブロックコポリマーを生成する。
これらの工程を実施することで、分子のα-末端に保護されたアルデヒド基またはアルデヒド基自体を有し、ω-末端に水酸基を有する本発明のブロックコポリマーを得ることができる。
工程（４）：式（Ｖ）のα-末端に保護されたアルデヒド基をもつブロックコポリマーを、
（ｉ）酢酸、アクリル酸、メタクリル酸、ケイ皮酸もしくはｐ-トルエンスルホン酸またはその反応性誘導体と反応させるか、
（ii）アリルハロゲン化物またはビニルベンジルハロゲン化物と反応させるか、あるいは
（iii）式
0003855279.tif 000011
（Ｘは、塩素、臭素もしくはヨウ素であり、ｑ′は１〜２０の整数であり、そしてＺ′はＣ1-6アルコキシカルボニル、保護されたアミノを表す）のハロゲン化物と反応させ、
水素基以外の、それぞれ対応する官能基を分子のω-末端に有する本発明のブロックコポリマーが提供される。
工程（５）：工程（４）の（ｉ）により得られるｐ-トルエンスルホン酸エステルは、エステル交換等により、さらに別の官能基（例えば、メルカプト、アミン）をω-末端にもつブロックコポリマーを提供することができ、そして以上の工程を通じて得られたアルデヒド保護基もしくはカルボキシル保護基を有するブロックコポリマーは、加水分解反応に付すことにより、いずれか一方の保護基か、またはすべての保護基が離脱した、本発明のブロックコポリマーを提供することができる。
また本発明によれば、さらなる態様の発明として、式（Ｉ）で表されるブロックコポリマーを利用して得ることのできる高分子ミセルも提供される。
こうして得られる本発明のヘテロテレケリックポリマーの一部は、さらなるポリマーを製造するための前駆体として使用でき、またこれらのポリマーはそれらの構成成分から理解できるように生体親和性をもち、生物学的利用能が高いことが予期できる。したがって、例えば生体に直接適用される材料、例えば、医薬の担持用担体材料等に利用でき、また殊に本発明の第三の態様に従い、水性溶媒中で極めて安定な高分子ミセルを提供できるので、生体内の標的指向性医薬担体としても有用である。
【図面の簡単な説明】
図１は、アセタールα-末端／ヒドロキシω-末端ポリエステルオキシド／ポリラクチドブロックコポリマー（実施例１のサンプル）のゲルパーミエーションクロマトグラムである。
操作条件：
カラム  ：ＴＳＫ-Ｇｅｌ（Ｇ４０００ＨＸＬ、Ｇ３０００ＨＸＬ、Ｇ２５００ＨＸＬ）
流出溶媒：ＴＨＦ（含２％トリエチルアミン）
流速    ：１ml／min.
図２は、アセタールα-末端／ヒドロキシω-末端ポリエチレンオキシド／ポリラクチドブロックコポリマー（実施例１のサンプル）のプロトン核磁気共鳴スペクトルである。
図３は、アセタールα-末端／ヒドロキシω-末端ポリエチレンオキシド／ポリ（δ-バレロラクトン）ブロックコポリマー（実施例３のサンプル）のプロトン核磁気共鳴スペクトルである。
図４は、アルデヒドα-末端／ヒドロキシω-末端ポリエチレンオキシド／ポリラクチドブロックコポリマー（実施例４のサンプル）のプロトン核磁気共鳴スペクトルである。
図５は、アセタールα-末端／メタクリロイルω-末端ポリエチレンオキシド／ポリラクチドブロックコポリマー（実施例５のサンプル）の炭素核磁気共鳴スペクトルである。
図６は、アセタールα-末端／アリルω-末端ポリエチレンオキシド／ポリラクチドブロックコポリマー（実施例６のサンプル）の炭素核磁気共鳴スペクトルである。
図７は、アセタールα-末端／パラトルエンスルホニルω-末端ポリエチレンオキシド／ポリラクチドブロックコポリマー（実施例６のサンプル）の炭素核磁気共鳴スペクトルである。
図８は、アルデヒドα-末端／ヒドロキシω-末端ポリエチレンオキシド／ポリラクチドブロックコポリマー（実施例４のサンプル）の水溶液中での高分子ミセルの粒度分布を動的レーザー光散乱により測定した結果を示す図である。
発明の詳細な記述
本発明にいうアルコキシのアルキル部分、およびアルキルは、直鎖または分枝のアルキル基を意味する。したがって、式（II）、式（III−ａ）におけるＣ1-10アルコキシのアルキル部分またはＣ1-10アルキルとしては、メチル、エチル、プロピル、iso-プロピル、ブチル、sec.-ブチル、tert.-ブチル、ペンチル、iso-ペンチル、ヘキシル、２-メチルペンチル、３-メチルペンチル、オクチル、２-エチルヘキシル、デシルおよび４-プロピルペンチルが挙げられる。これらのうち、Ｒ1およびＲ2にいうアルコキシのアルキル部分は、Ｃ1-6アルキルが好ましく、特にＣ1-3アルキルが好ましい。
したがって、Ｒ1およびＲ2にいうアルコキシとして特に好ましいものとしてはメトキシ、エトキシ、プロポキシ、イソプロポキシが挙げられる。また、Ｒ1およびＲ2はアリール、特にフェニル、またはアリール-Ｃ1-3アルキル、特にベンジルもしくはフェネチル、を好ましいものとして挙げることができる。これらの基は、同一または異なっていてもよいが、好ましくは同一の基である。また、Ｒ1およびＲ2は、一緒になって、Ｃ1-6アルキルで置換されていてもよいエチレンジオキシ（−ＯＣＨ（Ｒ′）−ＣＨ2Ｏ−：ここでＲ′はＣ1-6アルキルである）であってもよいが、好ましくは、エチレンジオキシ、プロピレンジオキシ、１，２-ブチレンジオキシである。
これらの基は、加水分解することにより、Ｒ1およびＲ2が一緒になって、オキシ（＝Ｏ）、すなわち、分子のα-末端にアルデヒド基を有する本発明のブロックコポリマーを形成するのに都合がよい。
式（Ｉ）のｐは１〜５の整数を表すが、式（Ｉ）の
0003855279.tif 000012
セグメントは、本発明の製造方法における重合開始剤（式（II）参照）に由来することを考慮すれば、このセグメントが一体として、ジメトキシメトキシ、２，２-ジメトキシエトキシ、３，３-ジメトキシプロポキシ、４，４-ジメトキシブトキシ、ジエトキシメトキシ、２，２-ジエトキシエトキシ、３，３-ジエトキシプロポキシ、４，４-ジエトキシブトキシ、ジプロポキシメトキシ、２，２-ジプロポキシエトキシ、３，３-ジプロポキシプロポキシまたは４，４-ジプロポキシブトキシ等のアセタール基を構成するようにＲ1、Ｒ2およびｐを選ぶのが好ましい。
一方、Ｒ3およびＲ4は、本発明の目的に沿う限り、水素原子、Ｃ1-10アルキル、アリールまたはアリール-Ｃ1-3アルキルのいずれであってもよいが、生物学的利用能の観点からは、水素原子（グルタール酸に由来する）およびメチル（乳酸に由来する）が好ましい。
式（Ｉ）中のｍは、本発明のリビング重合による製造方法によれば、重合開始剤に対するエチレンオキシド（モノマー）の量の割合を調整することにより、理論上、任意のｍ数をもたらすことができるが、本発明の目的に沿うには、ｍは２〜１０，０００の整数のいずれかをもつのがよい。このセグメントが本発明のブロックコポリマーに親水性を付与するｍは１０以上の整数をとるのが好ましい。また、このセグメントの分子量分布を狭く調整しやすく、生物学的利用能に優れたブロックコポリマーが提供できる点で、ｍは５００以下、好ましくは２００以下の整数となるように選ぶ。
一方、式（Ｉ）のポリエステルセグメントの分子量を規定するｎは、このセグメントが本発明のブロックコポリマーに主として疎水性を付与することから理解できるように、Ｒ3およびＲ4の基の性質に応じて最適のｎ数は変動する。また、本発明の重合方法に例えば、ポリエチレンオキシドセグメントと同様に任意のｍ数をもたらすことができる。そのため、ｍ数は限定されるものでないが、通常、２〜１０，０００である。さらに、ポリエチレンオキシドセグメントとの関で、親水性−疎水性のバランスを好ましく保持するには、１０〜２００の整数を、特に１０〜１００の整数をｍがとるように選ぶことが好ましい。
式（Ｉ）の
0003855279.tif 000013
セグメントは、本発明のブロックコポリマーのω末端の官能基（または反応性基）を主として特定する。ｑが０の場合（すなわち、Ｚが直接ポリエステルセグメントのω-位酸素原子に結合する場合）は、まずアルカリ金属であることができる。この場合の本発明のポリマーは、リビングポリマーであることができる。したがって、かかる本発明のポリマーは、さらなるリビング重合のための開始剤として作用することができるので、さらなる各種重合体の前駆体としても有用である。この観点から、アルカリ金属としては、ナトリウム、カリウムおよびセシウムを例示することができる。
また上記リビングポリマーは、容易にアルコラート部分が加水分解されるので、Ｚが水素原子を表すポリマー（ω末端が水酸基である）が容易に提供できる。さらに、この水酸基は、各種の反応、例えば、エステル化、エーテル化により、他の官能基に転化できる。したがって、ｑが０の場合のＺとしては、アセチル（−ＣＯＣＨ3）、アクリロイル（−ＣＯＣＨ＝ＣＨ2）、メタクリロイル（−ＣＯＣ（ＣＨ3）＝ＣＨ2）シンナモイル
0003855279.tif 000014
およびｐ-トルエンスルホニル
0003855279.tif 000015
であることができ、さらにアリル（−ＣＨ2−ＣＨ＝ＣＨ2）およびビニルベンジル
0003855279.tif 000016
であることができる。これらの官能基、例えばエチレン系不飽和結合を有する場合には、それらを利用して、ペンダント型のポリマーへ誘導することもできる。また、ｐ-トルエンスルホニル基の場合には、エステル交換等により、それ自体既知の方法により他の官能基へ転化することもできる。したがって、Ｚは、２-メルカプトプロピオニルもしくは２-アミノプロピオニルであることもできる。
ｑが１〜２０の整数、好ましくは１〜４、特に好ましくは２の整数である場合、
0003855279.tif 000017
は、一体となって、例えばＣ1-6アルコキシ（例えば、メトキシ、エトキシ、プロポキシ）カルボニルメチル、-エチルもしくは-プロピル、または２-アミノエチル、カルボキシルメチル、-エチルもしくは-プロピルであることができる。
以上の各置換基（またはセグメント）が組み合わさって構成する本発明のブロックコポリマーと例示すれば、下記表１のものが挙げられる。
0003855279.tif 000018
0003855279.tif 000019
0003855279.tif 000020
以上の本発明で提供されるヘテロテレケリックブロックコポリマーは、下記反応スキームで表される本発明の製造方法より効率よく得ることができる。
反応スキーム
0003855279.tif 000021
0003855279.tif 000022
（Ａ）から（Ｂ）の製造：
アルカリ金属アセタール保護アルコキシド（Ａ）をエチレンオキシドと反応させて、ポリエチレンオキシドセグメントが付加した化合物（Ｂ）を得る。化合物（Ａ）は、アセタール保護アルコールをメタル化剤剤としてナトリウムやカリウムのようなアルカリ金属、ナトリウムナフタレン、カリウムナフタケン、クミルカリウム、クミルセシウム等のような有機金属、水素化ナトリウム、水素化カリウム等のような金属水素等で処理して得ることができる。
なお、上記（Ａ）から（Ｂ）への反応は、無溶媒下、または好ましくは無水の非プロトン性溶媒中、広範な温度、例えば、−５０℃〜３００℃、好ましくは１０℃〜６０℃、都合よくは室温下（２０〜３０℃）で行うことができる。反応は、加圧または減圧下で実施してもよい。使用する溶媒としては、限定されるものでないが、例えば、ベンゼン、トルエン、キシレン、テトラヒドロフラン、ジオキサン、アセトニトリル等があげられる。反応容器は特に限定しないが、例えば丸底フラスコ、オートレーブ、耐圧封管等が用いられる。反応容器内は外気と遮断できることが好ましく、不活性ガスで充満できればなお好ましい。反応溶液の濃度は０．１ないし９５重量％、より好ましくは１ないし８０重量％、最も好ましくは３ないし１０重量％とするのが望ましい。
（Ｂ）から（Ｃ）の製造：
（Ｂ）を含有する反応混合物にラクチドまたはラクトンを反応させてポリエステルセグメントがポリエチレンオキシドのω-末端水酸基を介して付加したリビングブロックコポリマー（Ｃ）を得る。この反応条件は、上記（Ａ）か（Ｂ）への反応とほぼ同一であることができる。使用することのできるラクチドおよびラクトンは、式（Ｉ）のＬのＲ3およびＲ4について定義した鎖を形成できるものである。ラクチドで好ましいものは、限定されるものでないが乳酸ラクチドおよびグリコール酸ラクチドである。一方、使用できるラクトンはβ-プロピオラクトン、γ-ブチロラクトン、δ-バレロラクトンおよびε-カプロラクトンである。反応容易性の観点から、γ-ブチロラクトンおよびδ-バレロラクトンが好ましい。
以上の各工程における重合開始剤とエチレンオキシドまたはラクチドもしくはラクトンとの使用割合、それぞれモル比で１：１ないし１：１０，０００、より好ましくは１：５ないし１：１０，０００最も好ましくは１：１０〜２００ないし１：５０〜２００である。
本発明の方法によれば、それぞれのセグメントは、開始剤に対するモノマーの使用量に応じて分子量を調整できるだけでなく、生成する各セグメントの分子量分布が非常に狭い、単分散性または一峰性のブロックコポリマーを提供できる。
こうして得られるリビングポリマー（Ｃ）それ自体も本発明のポリマーに包含されるが、（Ｃ）のアルコラートを（ｉ）緩和な条件（単に水を添加するだけで）下で部分加水分解してポリマー（Ｄ）に転化することができ、また（ii）アセタールが同時に加水分解できる条件下で（Ｃ）を処理することによりα-末端にアルデヒド基を有し、ω-末端に水酸基を有するポイント（Ｄ′）に転化することができる。後者の加水分解は、トリフルオロ酢酸、塩酸、硫酸、硝酸、蟻酸、フッ化水素の様な酸類、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、等のようなアルカリ類を使用し、必要により加熱処理することに行うことができる。
（Ｄ）から（Ｅ）〜（Ｇ）の製造：
（ｉ）不活性有機溶媒中で、酢酸アクリル酸、メタクリル酸もしくはｐ-トルエンスルホン酸と反応させて、ω-末端アルシ化物を生成するか、または（ii）式
halo−Ｅ        （Ｖ）
（式中、haloおよびＥは式（Ｉ）の
0003855279.tif 000023
のアシル基以外の基に対応する）
のハロゲン化物と反応させてω-末端エーテル化物を提供する。
これらの反応は、それ自体既知のエステル化またはエーテル化法に従って行うことができる。なお、上記（ｉ）の有機酸は、それぞれ、酸無水物または酸ハロゲン化物等の有機酸の反応性誘導体を使用するのが好都合である。
また、ω-末端にメルカプト基を導入する場合には例えば、ｐ-トルエンスルホニル化物（Ｆ）を求電子試薬、例えばチオ酢酸ナトリウム、チオ酢酸カリウム、水硫化カリウムなどの求電子剤との反応させることによりω-末端にチオエステル基を導入し、その後アルカリあるいは酸で処理することにより（Ｇ）で表されるポリマーを得ることができる。
ω-末端にアミノ基を導入する場合には例えば、（Ｄ）の加水分解を求電子試薬としてＮ-（２-ブロモエチル）フタルイミド、Ｎ-（３-ブロモプロピル）フタルイミド、１-ブロモ-２-（ベンゼンアミノ）エタン、Ｎ-（２-ブロモエチル）カルバミン酸ベンジル等を反応させ、その後アルカリあるいは酸処理することにより基Ｒ1およびＲ2の脱保護を行うと同時にω-末端イミド結合の加水分解を行い、ω-末端にアミノ基を有するポリマーを得ることができる。
ポリマー（Ｄ）、（Ｅ）、（Ｆ）および（Ｇ）の基Ｒ1およびＲ2の脱保護によるα-末端アルデヒドは、上記（Ｃ）から（Ｄ′）への転化に従って行うことができる。反応液からポリマーの回収は、それ自体の溶媒沈殿法やゲル濾過クロマトグラフィー、透析、限外濾過などによって行うことができる。
こうして、本発明の式（Ｉ）で表される各種ヘテロテレケリックブロックコポリマーを得ることができる。得られたポリマー（リビングポリマーを除く）は、水性溶媒中で、極めて安定な高分子ミセルを形成することができる。
この高分子ミセルは、例えば、ポリマー溶液または懸濁液を加温処理、超音波照射処理、有機溶媒処理を単独あるいは組み合わせて行うことにより調製できる。加温処理は本発明のブロックコポリマーの１種類また２種類以上の混合物を水中に分散または溶解させ、３０℃から１００℃の温度、より好ましくは３０℃から５０℃の温度で調製する。超音波照射処理はブロックコポリマーの１種類または２種類以上の混合物を水中に分散させ、１Ｗから２０Ｗの範囲で１秒から２４時間、好ましくは１Ｗから３Ｗの範囲で３時間行う。
有機溶媒処理はブロックコポリマーの１種類または２種類以上の混合物を有機溶媒に溶解させ、その溶液を水中に分散後有機溶媒を蒸発させる。有機溶媒としてはクロロホルム、ベンゼン、トルエンおよび塩化メチレン等を使用することができる。
また、メタノール、エタノール、テトラヒドロフラン、ジオキサン、ジメチルスルホキシド、ジメチルホルムアミド等に溶解させ、次いで水性溶媒に対して透析することにより本発明の高分子ミセルを調製することもできる。透析に使用する透析膜の分画分子量は、対象とするブロックコポリマーの分子量により最適なものが変動するので限定されるものでないが、一般に、１，０００，０００以下、好ましくは５，０００〜２０，０００のものが使用される。
水溶性溶媒としては、水、緩衝溶液を使用することができ、透析に際して使用する上記有機溶媒対する水性溶媒の使用割合は、一般に１ないし１０００倍、好ましくは１０ないし１００倍である。温度は特に制限されるものではく、通常、５℃ないし２５℃で行うのがよい。
こうして得られる本発明の高分子ミセルは、一般に、その臨界ミセル濃度が４〜１２mg／lと極めて低く、広く薬物の担体として検討されているリポソームなどの低分子ミセルに比べて、水性溶媒中で著しく安定である。このことは、例えば、本発明の高分子ミセルを血中に投与した場合、血中での半減期が有意に増大することが期待でき、本発明のポリマーは薬物のキャリヤーとして優れた特性を備えているものといえる。
以下、具体例を挙げて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明をこれらの例に限定することを意図するものでない。
実施例１
反応容器にＴＨＦ２０mlおよび３，３-ジエトキシプロパノール０．１５gおよびカリウムナフタレンの０．５ml／Ｌ-テトラヒドロフラン溶液２mlを加え、アルゴン雰囲気下３分間撹拌し、３，３-ジエトキシプロパノールのカリウム化物（カリウム３，３-ジエトキシプロパノキシド）を生成させた。
この溶液にエチレンオキシド８．８gを加え、一気圧、室温下撹拌を行った。２日間反応後この反応液にラクチド７．２gを加えさらに一時間撹拌した。この溶液を冷プロパノールに注ぎ、生成ポリマーを沈殿させた。遠心分離で得た沈殿をベンゼンからの凍結乾燥によって精製した。この収量は１５．０g（９４％）。ゲルパーミエーションクロマトグラフィーにより得られたポリマーは一峰性であり、ポリマーの数平均分子量は約１６００であった（図１参照）。
得られたポリマーの重水素化クロロホルム中でのプロトン核磁気共鳴スペクトルよりこのポリマーはポリエチレンオキシド（ＰＥＯ）とポリラクチド（ＰＬ）の両ユニットを有し、α-末端にアセタール基、ω-末端にヒドロキシ基を定量的に有するヘテロテレケリックオリゴマーであることが確認された（図２参照）。このスペクトルの積分比より求めたブロックポリマーの各セグメントの数平均分子量はＰＥＯが約８８００、ＰＬが約７０００であった。
実施例２
反応容器にＴＨＦ２０mlおよび３，３-ジエトキシプロパノール０．１５gおよびカリウムナフタレンの０．５ml／Ｌ-テトラヒドロフラン溶液２mlを加え、アルゴン雰囲気下３分間撹拌し、３，３-ジエトキシプロパノールのカリウム化物（カリウム３，３-ジエトキシプロパノキシド）を生成させた。
この溶液にエチレンオキシド５．７gを加え、一気圧、室温下撹拌を行った。２日間反応後この反応液にラクチド７．２gを加えさらに一時間撹拌した。この溶液を冷プロパノールに注ぎ、生成ポリマーを沈殿させた。遠心分離で得た沈殿をベンゼンからの凍結乾燥によって精製した。この収量は１２．４g（９５％）。ゲルパーミエーションクロマトグラフィーにより得られたポリマーは一峰性であり、ポリマーの数平均分子量は約１２００であった。
得られたポリマーの重水素化クロロホルム中でのプロトン核磁気共鳴スペクトルよりこのポリマーはポリエチレンオキシド（ＰＥＯ）とポリラクチド（ＰＬ）の両ユニットを有し、α-末端にアセタール基、ω-末端にヒドロキシ基を定量的に有するヘテロテレケリックオリゴマーであることが確認された。このスペクトルの積分比より求めたブロックポリマーの各セグメントの数平均分子量はＰＥＯが約５４００、ＰＬが約６６００であった。
実施例３
反応容器にＴＨＦ２０mlおよび３，３-ジエトキシプロパノール０．１５gおよびカリウムナフタレンの０．５ml／Ｌ-テトラヒドロフラン溶液２mlを加え、アルゴン雰囲気下３分間撹拌し、３，３-ジエトキシプロパノールのカリウム化物（カリウム３，３-ジエトキシプロパノキシド）を生成させた。
この溶液にエチレンオキシド８．８gを加え、一気圧、室温下撹拌を行った。２日間反応後この反応液にδ-バレロラクトン５．０gを加えさらに一時間撹拌した。この溶液を冷プロパノールに注ぎ、生成ポリマーを沈殿させた。遠心分離で得た沈殿をベンゼンからの凍結乾燥によって精製した。この収量は１３．５g（９７％）。ゲルパーミエーションクロマトグラフィーにより得られたポリマーは一峰性であり、ポリマーの数平均分子量は約１４００であった。
得られたポリマーの重水素化クロロホルム中でのプロトン核磁気共鳴スペクトルよりこのポリマーはポリエチレンオキシド（ＰＥＯ）とポリ（δ-バレロラクトン）（ＰＶＬ）の両ユニットを有し、α-末端にアセタール基、ω-末端に水酸基を定量的に有するヘテロテレケリックオリゴマーであることが確認された（図３参照）。このスペクトルの積分比より求めたブロックポリマーの各セグメントの数平均分子量はＰＥＯが約８８００、ＰＶＬが約５２００であった。
実施例４
実施例２で得られたブロックコポリマーサンプル１．０ｇを溶解させたメタノール５０mlに２．０mol／Ｌ-ＨＣl  ５０mlを加え室温で１時間撹拌させた。この溶液をＮａＯＨ水溶液で中和した後、２０倍量の水に対して４時間の透析（分画分子量１０００）を行い、凍結乾燥により精製した。この収量は０．８５g（８５％）。ゲルパーミエーションクロマトグラフィーにより得られたポリマーの分子量は反応前と変化していないことが認められた。
得られたポリマーの重水素化クロロホルム中でのプロトン核磁気共鳴スペクトルよりこのポリマーのα-末端にアセタール基が消失し、代わりにアルデヒドに由来するピークが現れており、α-末端にアルデヒド基、ω-末端に水酸基を定量的に有するヘテロテレケリックＰＥＯ／ＰＬオリゴマーであることが確認された（図４参照）。
実施例５
実施例２で得られたブロックコポリマーサンプル１．０gを溶解させたクロロホルム２０mlにピリジン２０mlおよび無水メタクリル酸１．０gを加え室温で２４時間撹拌させた。この溶液を塩酸水溶液で中和、洗浄した。クロロホルム相を冷プロパノールに注ぎ、ポリマーを沈殿させた。遠心分離で得た沈殿をベンゼンからの凍結乾燥によって精製した。この収量は０．８g（８０％）。ゲルパーミエーションクロマトグラフィーにより得られたポリマーの分子量は反応前と変化していないことが認められた。
得られたポリマーの重水素化クロロホルム中での炭素核磁気共鳴スペクトルよりこのポリマーのω-末端に水酸基に由来するピークが完全に消失し、代わりにメタクリロイル基に由来するピークが現れており、α-末端にアセタール基、ω-末端にメタクリロイル基を定量的に有するヘテロテレケリックＰＥＯ／ＰＬオリゴマーであることが確認された（図５参照）。
実施例６
実施例２で得られたブロックコポリマーサンプル１．０gを溶解させたテトラヒドロフラン２０mlにカリウムナフタレンの０．５mol／Ｌ-テトラヒドロフラン溶液２ml及び臭化アリル５mlを加え、室温で４時間撹拌させた。得られた反応物を冷プロパノールに注ぎ、ポリマーを沈殿させた。遠心分離で得た沈殿をベンゼンからの凍結乾燥によって精製した。この収量は０．９８g（９８％）。ゲルパーミエーションクロマトグラフィーにより得られたポリマーの分子量は反応前と変化していないことが認められた。
得られたポリマーの重水素化クロロホルム中での炭素核磁気共鳴スペクトルよりこのポリマーのω-末端に水酸基に由来するピークが完全に消失し、代わりにアリル基に由来するピークが現れており、α-末端にアセタール基、ω-末端にアリル基を定量的に有するヘテロテレケリックＰＥＯ／ＰＬオリゴマーであることが確認された（図６参照）。
実施例７
実施例４で得られたブロックコポリマーサンプル１．０gを溶解させたテトラヒドロフラン２０mlにカリウムナフタレンの０．５mol／Ｌ-テトラヒドロフラン溶液２ml及びパラトルエンスルホニルクロリド５gを加え、室温で４時間撹拌させた。得られた反応物を冷プロパノールに注ぎ、ポリマーを沈殿させた。遠心分離で得た沈殿をベンゼンからの凍結乾燥によって精製した。この収量は０．９５g（９５％）。ゲルパーミエーションクロマトグラフィーにより得られたポリマーの分子量は反応前と変化していないことが認められた。
得られたポリマーの重水素化クロロホルム中での炭素核磁気共鳴スペクトルよりこのポリマーのω-末端に水酸基に由来するピークが完全に消失し、代わりにパラトルエンスルホニル基に由来するピークが現れており、α-末端にアセタール基、ω-末端にパラトルエンスルホニル基を定量的に有するヘテロテレケリックＰＥＯ／ＰＬオリゴマーであることが確認された（図７参照）。
実施例８
実施例２で得られたブロックコポリマーサンプル５０mgを水または適当な緩衝溶液に０．０１から０．１％（w／v）になるように溶解させる。これらの溶液中のミセル形成を動的光散乱による粒度分布測定により確認したところ、平均粒径が３０nmの単一な好分子ミセルの形成が確認された（図８参照）。この高分子ミセルの臨界ミセル濃度は１０mg／Ｌであった。
実施例９
反応容器にＴＨＦ３０mlおよび３，３-ジエトキシプロパノール０．１３gおよびカリウムナフタレンの０．５mol／Ｌ-テトラヒドロフラン溶液２mlを加え、アルゴン雰囲気下３分間撹拌し、３，３-ジエトキシプロパノールのカリウム化物（カリウム３，３-ジエトキシプロパノキシド）を生成させた。
この溶液にエチレンオキシド７．０gを加え、一気圧、室温下撹拌を行った。２日間反応後この反応液に乳酸ラクチド７．２gを加えさらに一時間撹拌した。この溶液を冷プロパノールに注ぎ、生成ポリマーを沈殿させた。遠心分離で得た沈殿をベンゼンからの凍結乾燥によって精製した。この収量は１１．５g（７９％）。ゲルパーミエーションクロマトグラフィーにより得られたポリマーは一峰性であり、ポリマーの数平均分子量は１１０００であった。
得られたポリマーの重水素化クロロホルム中でのプロトン核磁気共鳴スペクトルよりこのポリマーはポリエチレンオキシド（ＰＥＯ）とポリラクチド（ＰＬ）の両ユニットを有し、α-末端にアセタール基、ω-末端に水酸基を定量的に有するヘテロテレケリックオリゴマーであることが確認された。このスペクトルの積分比より求めたブロックポリマー各セグメントの数平均分子量はＰＥＯが５８００、ＰＬが５１００であった。
得られたブロックポリマーの２００mgをジメチルアセトアミド４０mlに溶解し分画分子量１２０００〜１４０００の透析膜で水に対して２４時間透析した（２Ｌ、２、５、８時間ごとに水交換）。得られた溶液の動的光散乱測定から平均粒径４０nmの高分子ミセルが精製していた。この臨界ミセル濃度は５mg／Ｌであった。
実施例１０
実施例９で得られたミセル溶液１０mlに０．１Ｎ塩酸を滴下してpＨ＝２に調製し、室温下、２時間撹拌した。０．１Ｎ水酸化ナトリウム水溶液で中和し、分画分子量１２０００〜１４０００の透析膜で水に対して２４時間透析した（２Ｌ、２、５、８時間ごとに水交換）。得られた溶液の動的光散乱測定から平均粒径４０nmの高分子ミセルが精製していた。この臨界ミセル濃度は５mg／Ｌであった。
このミセル溶液を凍結乾燥し、重水素化ジメチルスルホキシドに溶解後ＮＭＲ測定を行なったところ、１．２ppmおよび４．６ppmのアセタール基に由来するシグナルがほぼ完全に消失し、２．７ppm（t）および９．８ppm（s）にそれぞれカルボニルメチレンおよびアルデヒド水素に由来するシグナルが現れた。シグナルの面積比からアセタールの９５％がアルデヒドに加水分解されていた。
実施例１１
実施例１と同様にして合成したＰＥＯ／ＰＬＡブロックポリマー（数平均セグメントの数平均分子量ＰＥＯ：４５００；ＰＬＡ；１３０００）の２００mgをジメチルアセトアミド４０mlに溶解し分画分子量１２，０００〜１４，０００の透析膜で水に対して２４時間透析した（２Ｌ、２、５、８時間ごとに水交換）。得られた溶液の動的光散乱測定から平均粒径３０nmの高分子ミセルが精製していた。この臨界ミセル濃度は４mg／Ｌであった。
産業上の利用可能性
本発明によれば、分子の両末端に相互に異なる官能基を有し、しかも主鎖に親水性セグメントと疎水性セグメントを有するヘテロテレケリックオリゴマーまたはポリマーが提供される。これらのオリゴマーまたはポリマーは、その構成成分より生物学的利用能に優れていることが予期される。その上、これらのオリゴマーまたはポリマーは、水性溶媒中で極めて安定な高分子ミセルを形成できる。
したがって、生体に適用する、例えば、薬物の標的指向性担体を製造および／または使用する技術分野で利用できる可能性が高い。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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