專利名稱：端胺基聚氧乙烯的合成方法
技術領域：
本發明涉及一種端胺基聚氧乙烯的合成方法，屬于化學和生物化學合成技術領域。
背景技術：
具有生物活性的蛋白質在生化藥物方面具有不可估量的潛力，但是大多數多肽和蛋白質的生化藥物具有非常快的代謝速度(plasma clearance)，并且能夠被免疫，所以需要經常注射以確保其在病人血液中維持穩定的藥理學濃度。酶是有生物催化活性的大分子物質，但人體組織來源的酶非常有限，非人體組織來源的酶則易產生抗原性，免疫反應會使酶鈍化或加速它在體內的清除，降低藥物酶的療效，甚至因為免疫反應而危及病人的生命。
為了解決這些問題，聚氧乙烯，又稱為聚乙二醇衍生物經常被用于耦合多肽、蛋白質、酶，已經證明在降低免疫基因(immunogenicity)和提高血液循環半衰期兩方面是非常有效的，并且也可用于生物醫用材料。聚氧乙烯及其衍生物具有兩親性、無毒、免疫原性低、生物相容性好、種類多、穩定、能夠使蛋白質性能提高等優點。在聚氧乙烯及其衍生物的應用中，端基起著決定性的作用。如果聚氧乙烯的端基為羥基，那么它只能在較激烈的條件下與其他基團發生反應，易破壞修飾物，實際應用時常需要先進行活化，將端羥基轉換成其它基團，如端胺基。
美國專利US 6 465 694 B1采用先合成端醛基聚氧乙烯，再與氨鹽反應，用硼氫氰化鈉(NaBH3CN)或者硼氫化鈉(NaBH4)作還原劑還原的方法合成端胺基聚氧乙烯，由于制備端醛基聚氧乙烯成本非常高，且分離困難；硼氫氰化鈉或者硼氫化鈉價格昂貴，并有毒性；導致合成端胺基聚氧乙烯的成本高，且產物精制步驟復雜。
發明內容
本發明要解決的技術問題是提供一種端胺基聚氧乙烯的合成方法。
本發明解決該問題的技術方案是采用以下的合成路線(a)端異氰酸酯基聚氧乙烯與二元胺反應，制得端胺基聚氧乙烯的粗制品；
(b)提純端胺基聚氧乙烯的粗制品，制得端胺基聚氧乙烯的精制品。
現詳細說明本發明的技術方案。一種端胺基聚氧乙烯的合成方法，其特征在于，具體操作步驟第一步 制備端胺基聚氧乙烯的粗制品以端異氰酸酯基聚氧乙烯為原料，加入二元胺和溶劑，端異氰酸酯基聚氧乙烯、二元胺與溶劑的重量比為1∶(1.5×10-3～6)∶(0～20)，常溫～60℃通氮氣和攪拌下反應1～4小時，制得端胺基聚氧乙烯的粗制品，二元胺是乙二胺、丙二胺、丁二胺、戊二胺、己二胺、癸二胺的烷基胺或脂肪環胺，溶劑是甲苯、二甲苯、苯、醋酸丁酯、甲乙酮、N-甲基吡咯烷酮、N，N-二甲基甲酰胺、二甲基亞砜或二氧六環，端異氰酸酯基聚氧乙烯是一端為異氰酸酯基的聚氧乙烯，其結構式為， 端胺基聚氧乙烯是一端為胺基的聚氧乙烯，其結構式為， 式中，R1代表烷基或芳環，R2代表烷基、環烷基或芳環，R4代表烷基或環烷基，n代表2～500的整數；第二步 端胺基聚氧乙烯的粗制品的提純將第一步制得的產物減壓蒸干或者先用苯溶解、過濾、除去不溶物、蒸干，除去過量的二元胺，CM-Sephadex弱酸性陽離子交換柱分離，NaCl水溶液洗脫，蒸干洗脫液，二氯甲烷溶解，過濾除去NaCl，蒸干，制得端胺基聚氧乙烯的精制品，產物產率為0.8～0.92。
本發明的技術方案的進一步特征在于，在第一步中，端異氰酸酯基聚氧乙烯是兩端為異氰酸酯基的聚氧乙烯，其結構式為， 端胺基聚氧乙烯是兩端為胺基的聚氧乙烯，其結構式為，
式中，R2代表烷基、環烷基或芳環，R3代表 R4代表烷基或環烷基，R5代表 n代表2～500的整數。
上述方法中的原料端異氰酸酯的聚氧乙烯可參照《The Synthesis ofpolyethylene glycol with difference functional groups at each end(末端為不同官能團的聚氧乙烯的合成)》Junlian Huang，Youqian Hu，Journal of Polymer Science，1993，47，1503-1511中1504頁介紹的方法合成。
與
背景技術：
相比，本發明的有益效果為(1)原料來源豐富，成本低。
(2)合成路線簡單。
(3)產物提純步驟簡單。
(4)產物產率高。
(5)可以通過選擇不同碳鏈長度的二元胺來調節與氧原子相連的疏水端的長度，與官能團相連的較長的烷基鏈可以減小胺基與蛋白質反應時的空間位阻。
(6)可用于蛋白質、多肽及酶等藥物修飾。
端胺基聚氧乙烯具有生物活性，能通過其胺基跟蛋白質上的羧基、巰基或者酰胺基結合，對蛋白質進行修飾，將聚氧乙烯的一些優點如兩親性、無毒、免疫原性低、生物相容性好、種類多、穩定、能夠使蛋白質性能提高等優點賦予所修飾的蛋白質。
具體實施例方式
現通過實施例進一步說明本發明的技術方案。所有的實施例完全按照上述的合成方法的操作步驟操作。
實施例1第一步 端異氰酸酯基聚氧乙烯是兩端為異氰酸酯基的聚氧乙烯，雙端異氰酸酯的聚氧乙烯(PEG)的n＝45，R2為 二元胺和溶劑分別是乙二胺和甲苯，端異氰酸酯基的聚氧乙烯、二元胺和溶劑的加入量分別是56.0g、4.5g和30.0g，三者的重量比為1∶0.0803∶0.5357，常溫下攪拌反應1小時；第二步 制得50.4g產物，即端胺基聚氧乙烯的精制品，產物產率為0.85。
實施例1的第一步中的溶劑甲苯可換成甲乙酮、N-甲基吡咯烷酮、N，N-二甲基甲酰胺、二甲基亞砜、二甲苯、苯、醋酸丁酯、或二氧六環。
實施例2第一步 端異氰酸酯基聚氧乙烯是兩端為異氰酸酯基的聚氧乙烯，雙異氰酸酯端基的聚氧乙烯的n＝45，R2為 二元胺和溶劑分別是丙二胺和苯，端異氰酸酯基的聚氧乙烯、二元胺和溶劑的加入量分別是55.5g、4.5g和30.0g，三者的重量比為1∶0.0811∶0.5405，常溫下攪拌反應2小時；第二步 制得51.17g產物，即端胺基聚氧乙烯的精制品，產物產率為0.86。
實施例3第一步 端異氰酸酯基聚氧乙烯是兩端為異氰酸酯基的聚氧乙烯，端雙異氰酸酯基的聚氧乙烯的n＝90，R2為 或者 二元胺和溶劑分別是丁二胺和甲苯，端異氰酸酯基的聚氧乙烯、二元胺和溶劑的加入量分別是52.0g、4.5g和30.0g，三者的重量比為1∶0.08653∶0.5769，常溫下攪拌反應2小時；第二步 制得47.2g產物，即端胺基聚氧乙烯的精制品，產物產率為0.87。
實施例4第一步 端異氰酸酯基聚氧乙烯是兩端為異氰酸酯基的聚氧乙烯，端雙異氰酸酯基的聚氧乙烯的n＝90，R2為-(CH2)6-，二元胺和溶劑分別是戊二胺和甲苯，端異氰酸酯基的聚氧乙烯、二元胺和溶劑的加入量分別是51.5g、4.5g和15.0g，三者的重量比為1∶0.08738∶0.2913，40℃攪拌反應4小時；第二步 制得43.7g產物，即端胺基聚氧乙烯的精制品，產物產率為0.81。
實施例5第一步 端異氰酸酯基聚氧乙烯是兩端為異氰酸酯基的聚氧乙烯，雙端異氰酸酯基的聚氧乙烯的n＝9，R2為 無溶劑，二元胺為乙二胺，端異氰酸酯基的聚氧乙烯和二元胺的加入量分別是15.0g和90.0g，三者的重量比為1∶6∶0，常溫攪拌反應1小時；第二步 制得15.6g產物，即端胺基聚氧乙烯的精制品，產物產率為0.80。
實施例6
第一步 端異氰酸酯基聚氧乙烯是兩端為異氰酸酯基的聚氧乙烯，雙端異氰酸酯基的聚氧乙烯的n＝227，R2為-(CH2)6-，二元胺和溶劑分別為戊二胺和甲苯，端異氰酸酯基的聚氧乙烯和二元胺的加入量分別是10.1g、1.8g和200.0g，三者的重量比為1∶0.1782∶19.80，40℃攪拌反應4小時；第二步 制得8.3g產物，即端胺基聚氧乙烯的精制品，產物產率為0.81。
實施例7第一步 端異氰酸酯基聚氧乙烯是兩端為異氰酸酯基的聚氧乙烯，雙端異氰酸酯基的聚氧乙烯的n＝227，R2為 二元胺和溶劑分別為丁二胺和甲苯，端異氰酸酯基的聚氧乙烯、二元胺和溶劑的加入量分別是10.2g、0.9g和20.0g，三者的重量比為1∶0.08824∶1.96，40℃攪拌反應4小時；第二步 制得8.5g產物，即端胺基聚氧乙烯的精制品，產物產率為0.82。
實施例8第一步 雙端異氰酸酯基的聚氧乙烯的n＝454，R2為 二元胺和溶劑分別為丁二胺和甲苯，端異氰酸酯基的聚氧乙烯、二元胺和溶劑的加入量分別是10.2g、0.09g和20.0g，三者的重量比為1∶0.008824∶1.96，40℃攪拌反應4小時；第二步 制得9.3g產物，即端胺基聚氧乙烯的精制品，產物產率為0.91。
實施例9第一步 端胺基聚氧乙烯是一端為胺基的聚氧乙烯，單異氰酸酯基的聚氧乙烯的n＝90，R1為甲基，R2為 或者 二元胺和溶劑分別是己二胺和甲苯，端異氰酸酯基的聚氧乙烯、二元胺和溶劑的加入量分別是41.3g、4.0g和60.0g，三者的重量比為1∶0.0968∶1.4528，室溫攪拌反應4小時；第二步 制得38.3g產物，即端胺基聚氧乙烯的精制品，產物產率為0.9。
實施例10第一步 端胺基聚氧乙烯是一端為胺基的聚氧乙烯，單異氰酸酯基的聚氧乙烯的n＝135，R1為甲基，R2為 二元胺和溶劑分別是丁二胺和二氧六環，端異氰酸酯基的聚氧乙烯、二元胺和溶劑的加入量分別是62.0g、4.0g和180.0g，三者的重量比為1∶0.06452∶2.9032，常溫攪拌反應4小時；第二步 制得57.9g產物，即端胺基聚氧乙烯的精制品，產物產率為0.92。
實施例11第一步 端胺基聚氧乙烯是一端為胺基的聚氧乙烯，單異氰酸酯基的聚氧乙烯的n＝45，R1為丁基，R2為 二元胺和溶劑分別是己二胺和二氧六環，端異氰酸酯基的聚氧乙烯、二元胺和溶劑的加入量分別是20.0g、4.0g和60.0g，三者的重量比為1∶0.2∶3，60℃攪拌反應4小時；第二步 制得19.3g產物，即端胺基聚氧乙烯的精制品，產物產率為0.91。
權利要求
1.一種端胺基聚氧乙烯的合成方法，其特征在于，具體操作步驟第一步制備端胺基聚氧乙烯的粗制品以端異氰酸酯基聚氧乙烯為原料，加入二元胺和溶劑，端異氰酸酯基聚氧乙烯、二元胺與溶劑的重量比為1∶(1.5×10-3～6)∶(0～20)，常溫～60℃通氮氣和攪拌下反應1～4小時，制得端胺基聚氧乙烯的粗制品，二元胺是乙二胺、丙二胺、丁二胺、戊二胺、己二胺、癸二胺的烷基胺或脂肪環胺，溶劑是甲苯、二甲苯、苯、醋酸丁酯、甲乙酮、N-甲基吡咯烷酮、N，N-二甲基甲酰胺、二甲基亞砜或二氧六環，端異氰酸酯基聚氧乙烯是一端為異氰酸酯基的聚氧乙烯，其結構式為， 端胺基聚氧乙烯是一端為胺基的聚氧乙烯，其結構式為， 式中，R1代表烷基或芳環，R2代表烷基、環烷基或芳環，R4代表烷基或環烷基，n代表2～500的整數；第二步端胺基聚氧乙烯的粗制品的提純將第一步制得的產物減壓蒸干或者先用苯溶解、過濾、除去不溶物、蒸干，除去過量的二元胺，CM-Sephadex弱酸性陽離子交換柱分離，NaCl水溶液洗脫，蒸干洗脫液，二氯甲烷溶解，過濾除去NaCl，蒸干，制得端胺基聚氧乙烯的精制品，產物產率為0.8～0.92。
2.根據權利要求1所述的端胺基聚氧乙烯的合成方法，其特征在于，在第一步中，端異氰酸酯基聚氧乙烯是兩端為異氰酸酯基的聚氧乙烯，其結構式為， 端胺基聚氧乙烯是兩端為胺基的聚氧乙烯，其結構式為， 式中，R2代表烷基、環烷基或芳環，R3代表 R4代表烷基或環烷基，R5代表 n代表2～500的整數。
全文摘要
一種端胺基聚氧乙烯的合成方法，屬于化學和生物化學合成技術領域。該合成方法采用以下的合成路線端異氰酸酯基聚氧乙烯與二元胺反應，制得端胺基聚氧乙烯的粗制品；提純端胺基聚氧乙烯的粗制品，制得端胺基聚氧乙烯的精制品。該合成方法有原料來源豐富，成本低；合成路線簡單；產物提純步驟簡單；產物產率高；可以通過選擇不同碳鏈長度的二元胺來調節與氧原子相連的疏水端的長度和可用于蛋白質、多肽及酶等藥物修飾的優點。
文檔編號C07C265/00GK1623979SQ20041006720
公開日2005年6月8日 申請日期2004年10月15日 優先權日2004年10月15日
發明者宋春梅, 薛海麗 申請人:華東師范大學