專利名稱：含封入其中的活性物質(zhì)的樹枝狀聚合物及活性物質(zhì)的釋出的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及包含樹枝狀聚合物(dendrimer)和封入其中的活性物質(zhì)的組合物，其中所述樹枝狀聚合物具有端基。
樹枝狀聚合物是三維的具有非常確定的化學(xué)結(jié)構(gòu)的高支化低聚物和聚合物分子。樹枝狀聚合物通常包含芯，多級的分支以及端基。所述多級的分支由從樹枝狀聚合物的芯向外伸展的重復(fù)結(jié)構(gòu)單元組成。而樹枝狀聚合物Nth級的端基則是Nth(最終的)級的官能基。
在分支之間有一些空洞。這些空洞的形狀和尺寸取決于具體的級、化學(xué)組成及重復(fù)結(jié)構(gòu)單元的結(jié)構(gòu)。在制備樹枝狀聚合物的過程中，支化度和分支之間的空洞的形狀和尺寸會受到影響。影響的方法例如是改變重復(fù)結(jié)構(gòu)單元、提高或降低支化度或向分支中引入不連續(xù)性由EP-B-271180可以知道樹枝狀聚合物可作為農(nóng)用、藥用和其它物質(zhì)的載體。這些被載的物質(zhì)可以以多種方式與樹枝狀聚合物相聯(lián)系。例如，被載的物質(zhì)可以包含在樹枝狀聚合物的空洞中。有較多級分支的樹枝狀聚合物具有大量的端基，它們在空間上彼此鄰近，以至于形成了分子屏障，使得受載物質(zhì)從樹枝狀聚合物中的釋放由擴散控制本領(lǐng)域已知這樣的組合物的缺點是樹枝狀聚合物的外表面不夠密閉，結(jié)果受載物質(zhì)釋放開始的時間不能控制。本領(lǐng)域已知這樣的軛合物的再一個缺點是受載物質(zhì)未被封入樹枝狀聚合物中，而且可用溶劑洗滌該軛合物而將其洗出，而且實際上永遠存在著受載物質(zhì)從樹枝狀聚合物向外的擴散。這樣的組合物的再一個缺點是受載物質(zhì)不一定存在于樹枝狀聚合物的內(nèi)部結(jié)構(gòu)中，但可能存在于樹枝狀聚合物的表面。
本發(fā)明的目的是提供這樣一種組合物，其中，活性物質(zhì)被封閉在樹枝狀聚合物中，其釋放的開始時間及釋放的過程均可控制。
這是按照本發(fā)明實現(xiàn)的，其中樹枝狀聚合物的端基具有封端劑。
本發(fā)明組合物的優(yōu)點在于未被封入樹枝狀聚合物中而存在于例如樹枝狀聚合物的表面的不需要的化合物可通過例如洗滌或透析而容易地除去。
在本發(fā)明組合物中，活性物質(zhì)不是與樹枝狀聚合物化學(xué)結(jié)合。本發(fā)明的活性物質(zhì)主要是以物理方式被封入樹枝狀聚合物中，這就提供了這樣的好處即活性物質(zhì)和樹枝狀聚合物未被化學(xué)改變。在本發(fā)明組合物中，活性物質(zhì)被裝入并保留在樹枝狀大分子的內(nèi)部結(jié)構(gòu)中而不是在外表面上。
根據(jù)本發(fā)明，活性物質(zhì)的分子可完全或部分被封入。在后一種情況下，分子的一部分被封入而另一部分從樹枝狀大分子向外延伸。
由NMR光譜法進行馳豫時間的測定令人驚訝地發(fā)現(xiàn)由封端劑組成的表面層具有固態(tài)性質(zhì)。
同樣令人驚訝的是，我們還發(fā)現(xiàn)有時活性物質(zhì)通過按照本發(fā)明被封入樹枝狀聚合物中而被穩(wěn)定化。例如，著色劑在封入樹枝狀聚合物中之后似乎顯示出更強的耐光性。在封入樹枝狀聚合物中之后自由基的壽命似乎也顯著增長了。
根據(jù)本發(fā)明，封端劑是這樣一種化合物它在空間上具有足夠的尺寸，易于進入樹枝狀聚合物的端基的化學(xué)鍵中，而且也能從樹枝狀聚合物中裂解出來或是被改變而不會因此影響樹枝狀聚合物的化學(xué)結(jié)構(gòu)(例如分子結(jié)構(gòu))和活性物質(zhì)的化學(xué)結(jié)構(gòu)。
封端劑可與樹枝狀聚合物以不同的方式，例如共價鍵、氫橋或離子鍵相連。
按照本發(fā)明的合適的封端劑是這樣的化合物，它們能夠從樹枝狀聚合物裂解或能例如通過化學(xué)反應(yīng)，在中性、酸性或堿性介質(zhì)中水解、氫化、及受熱反應(yīng)、光化學(xué)反應(yīng)、在氟化物存在下的反應(yīng)、逆Michael反應(yīng)而改變。
按照本發(fā)明的合適的封端劑是例如支化或非支化的Michael受體、活性酯、可選的活性或非活性氨基酸、核酸、糖類、異氰酸酯、氮丙啶類、酰氯、酸酐、醛、酮、丙烯酸酯、手性環(huán)氧化物、內(nèi)酯、二丙交酯(bislactide)、具有10-24個碳原子的脂肪酸和聚合物。
合適的活性酯(即含有活性羰基的酯)是還含有醚和/或硫羥基的酯。合適的聚合封端劑的實例是聚乙烯、聚丙烯、尼龍4，6和尼龍6。合適的Michael受體的實例包括異硫氰酸酯、磺酰氯、膦酰氯、聚乙二醇-4-壬基-苯基醚丙烯酸酯、聚乙二醇-苯基醚丙烯酸酯、聚乙二醇-苯基醚甲基丙烯酸酯。
根據(jù)本發(fā)明，特別有用的一類封端劑是氨基酸、例如甘氨酸、丙氨酸、纈氨酸、亮氨酸、異亮氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸、絲氨酸、蘇氨酸、甲硫氨酸、胱氨酸、脯氨酸、羥基脯氨酸、天冬氨酸、谷氨酸、賴氨酸、精氨酸、組氨酸。
根據(jù)本發(fā)明的封端劑也可具有一個或多個相同或不同的保護基團。按照本發(fā)明，合適的保護基團應(yīng)易于從封端劑中裂解出來。因而不會使封端劑與樹枝狀聚合物之間的化學(xué)鍵斷裂，從而也就不會影響樹枝狀聚合物和活性物質(zhì)的化學(xué)結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的封端劑可全部或部分具有保護基團。
按照本發(fā)明的合適的保護基團參見例如T.W.Green的《有機合成中的保護基團》(Protective Groups in Organic Synthesis)(John Wiley&Son，紐約，1981)所述。
按照本發(fā)明的合適的保護基團例如是可水解的酯、醚、硫羥基、磺酸基、三苯甲游基、甲硅烷基、叔丁氧羰基(BOC)、氨基甲酸9-芴基甲酯(FMOC)、氨基甲酸{2，7-二叔丁基-[9-(10，10-二氧代-10，10，10，10-四氫噻噸基)]甲酯}(DBD-TMOC)、芐氧羰基(Z)、三甲基甲硅烷基乙氧基羰基(TEOC)、金剛烷基氧基羰基(AdMOC)、1，1，4，4-四甲基二甲硅烷基氮雜環(huán)戊烯(STABASE)、苯并STABASE、芐基和叔丁基。非常合適的保護基是BOC基團。
所述保護基團可通過例如化學(xué)反應(yīng)、在中性、酸性或堿性介質(zhì)中的水解反應(yīng)、氫化、受熱反應(yīng)、光化學(xué)反應(yīng)、在氟化物存在下的反應(yīng)、逆Michael反應(yīng)而被改變和/或由封端劑中裂解出來。
按照本發(fā)明，改變例如也意味著進行物理改變，例如在溫度或溶劑等的影響下，樹枝狀聚合物的分子體積和/或構(gòu)象的改變。這些物理改變的結(jié)果是封入樹枝狀聚合物中的全部或部分活性物質(zhì)可被釋放出來。
按照本發(fā)明，具有保護基團的合適的封端劑是例如甲基氧基呋喃酮、具有磺酸或BOC基團的氮丙啶類、具有大的酯基的丙烯酸酯類以及具有一個或多個BOC基團的氨基酸。非常合適的具有保護基團的封端劑是具有一個或多個BOC基團的氨基酸。
一般來講，具體的封端劑、保護基團或具有保護基團的封端劑的選擇應(yīng)由本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)所用的樹枝狀聚合物的性質(zhì)和級數(shù)以及欲封入的活性物質(zhì)的分子大小來決定。
根據(jù)本發(fā)明，具有封端劑的樹枝狀聚合物的端基的數(shù)目通常因使用的樹枝狀聚合物的性質(zhì)和級數(shù)以及封端劑的性質(zhì)和尺寸而異。實際上，具有封端劑的端基的數(shù)目應(yīng)使得外表面被認為基本上是封閉的，而且活性物質(zhì)從樹枝狀聚合物向外的擴散實際上是不可能的。
大多數(shù)情況下，至少30％的樹枝狀聚合物的端基或官能團具有封端劑，通常至少50％，至少70％，或至少90％。
原則上，所有的樹枝狀聚合物均適用于本發(fā)明。適合的樹枝狀聚合物實例見Angew.Chem.Int.Ed.Engl.29(1990)第138--175頁所述。該文獻特別描述了聚酰氨基胺(PAMAM)樹枝狀聚合物，其芯為胺或氨，而分支由例如下面重復(fù)單元組成 在本發(fā)明的組合物中，優(yōu)選的樹枝狀聚合物是WO-A-9314147和WO-A-9502008中所述的樹枝狀聚合物。例如在WO-A-9314147和WO-A-9502008中所述的聚丙胺(POPAM)樹枝狀聚合物具有二氨基丁烷的芯。分支例如可以由連續(xù)的重復(fù)單元-CH2-CH2-CH2-N組成。這樣的樹枝狀聚合物的優(yōu)點是具有高度熱穩(wěn)定性、在許多有機溶劑中具有良好溶解度、對于水解有良好的穩(wěn)定性而且含有非常易于進入的空洞和通道。在WO-A-9314147和WO-A-9502008中所述的聚丙胺樹枝狀聚合物的再一優(yōu)點是許多級可容易地以工業(yè)規(guī)模制備。
根據(jù)本發(fā)明，也可使用這樣的樹枝狀聚合物，其分支由含有具3-50個碳原子的一囟代烴化合物和至少一個氰化物基團的囟代氰化物單元制得，鹵素和氰化物基團彼此至少被3個碳原子分開。
這樣的樹枝狀聚合物的制備由具有至少一個作為在鹵代氰化物上親核取代的親核反應(yīng)劑的官能團的芯分子開始。所述官能團優(yōu)選是一級或二級氨基。在制備這樣的樹枝狀聚合物時，a)幾乎芯分子的每一個官能團均與鹵代氰化物單元反應(yīng)，b)接著幾乎每一個結(jié)合的氰化物基團都被還原成胺，c)此后，幾乎每一個胺基均與鹵代氰化物單元反應(yīng)。
反應(yīng)步驟b)和c)交替重復(fù)直至獲得所需級數(shù)的樹枝狀大分子。本方法可在步驟b)或步驟c)之后停止。
鹵代氰化物單元優(yōu)選含有1-20個氰化物基團，鹵素優(yōu)選是氯或溴。
按照本發(fā)明的樹枝狀聚合物也可以被全部或部分改性以引入不同的官能度。這可以通過例如可選地在催化劑存在下使最后一級的端基全部或部分與合適的反應(yīng)劑反應(yīng)來進行。這樣的反應(yīng)劑的實例例如見WO-A-9314147和WO-A-9502008所述。
按照本發(fā)明，合適的樹枝狀聚合物是具有完善的支化結(jié)構(gòu)的樹枝狀聚合物以及在分支結(jié)構(gòu)中有缺陷的樹枝狀聚合物，具有不完全支化度的樹枝狀聚合物(在此支化度應(yīng)理解為分支數(shù)與最大可能分支數(shù)之比)、不對稱支化的樹枝狀聚合物、過支化分子、高支化聚合物和高支化共聚合物和/或嵌段共聚合物以及低支化聚合物。
按照本發(fā)明的樹枝狀聚合物優(yōu)選是對稱支化的樹枝狀聚合物。
根據(jù)本發(fā)明通常使用級數(shù)較高的樹枝狀聚合物，例如不小于三級尤其是不小于四級、特別是不小于五級的樹枝狀聚合物。
按照本發(fā)明的非常合適的活性物質(zhì)屬于下面范圍藥用化合物、藥物、農(nóng)藥例如滅害劑、除草劑、殺蟲劑、殺菌劑、信息素、毒素、用于個人保護用品的材料、化妝品、食品添加劑、工程塑料添加劑例如穩(wěn)定劑和耐火劑和/或阻燃產(chǎn)品、螯合化合物、有機酸、非金屬鹽、自由基、皂類、信號發(fā)生劑例如熒光物質(zhì)和磷熒光物質(zhì)(fosfor-escent)化合物、信號吸收劑例如紫外吸收化合物、著色劑、金屬、金屬化合物、放射性核素、放射活性標(biāo)記化合物、D-II-A化合物、缺電子化合物和非金屬富電子化合物以及上述化合物的前體。
藥用化合物的適合的實例是類固醇類例如維生素的前體、膽汁酸、激素、固醇類例如炔雌醇甲醚、雌二醇、雌激素、雌酮；抗生素類例如青霉素-V、氧咪芐青霉素、四環(huán)素類、神經(jīng)傳導(dǎo)劑和免疫化學(xué)制品例如單克隆和多克隆抗體如抗Ig、抗-H-植物凝血素，人IgA、IgG或IgM以及牛IgG。
農(nóng)藥的適當(dāng)實例包括肥料例如酸式磷酸鹽、硝化磷酸鹽和硫酸鹽。殺蟲劑的合適的實例包括氯化烴類例如對二氯苯；咪唑類和天然除蟲菊酯類。除草劑的合適的實例包括氨基甲酸酯類、苯酚的衍生物以及脲的衍生物。信息素的合適實例包括合成和天然信息素，例如4-甲基-3-庚酮。
食品添加劑的合適的實例包括調(diào)味劑、芳香劑和強化甜味劑例如天冬酰苯丙氨酸甲酯、糖精、雙氧噁噻嗪-K、sucralose。
有機酸和非金屬鹽的合適實例包括具有或沒有取代基的一元和多元羧酸例如飽和或不飽和脂肪酸和芳族酸及其鹽。飽和脂族一元羧酸的合適的實例包括甲酸、乙酸、丙酸、正丁酸、異丁酸、正戊酸、己酸。取代的脂族酸的合適的實例包括乙醇酸、乳酸、丙烯酸。適宜的多元羧酸的實例包括草酸、丙二酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、酒石酸、馬來酸、富馬酸及其鹽。代表性的芳族酸包括苯甲酸、鄰苯二甲酸、水楊酸、氨茴酸、肉桂酸。代表性有機酸也包括3，5-二硝基苯甲酸、3，5-二甲氧基苯甲酸、4-氰基苯甲酸和苯胺基萘磺酸。非金屬鹽的合適的實例包括苯胺基萘磺酸的銨鹽。
合適的自由基或自由基前體的實例包括硫酸六甲基咪唑鎓-1-基氧基甲酯、二苯基苦基偕腙肼、BPDA-配合物(α，γ-bisdifenyleen-β-fenylallyl)、TEMPO(2，2，6，6-四甲基-1-哌啶基氧基)、doxyl(4，4-dimethyl-3-oxazolinyloxy-(4，4-dimethyloxazolidine-N-oxyl))、proxyl、proxylcarboxylic acid及其衍生物。
信號吸收劑的適合的實例包括非線性光學(xué)化合物例如對硝基二甲基苯胺和二甲氨基硝基茋；紫外吸收化合物例如azanaphtol化合物和結(jié)晶紫；熒光化合物例如曙紅B、若丹明酰胺B(rhodamide B)、熒光素及其衍生物。
皂類的合適實例包括硫酸鹽皂類、磷酸皂類例如二苯基膦酸、苯基膦酸；吡啶皂類例如氯化十二烷基吡啶鎓；堿性皂類和重金屬皂類例如鋁、鈷、鈣、鋅、鉛皂類。
缺電子化合物的合適實例包括處于激發(fā)態(tài)的缺電子化合物及具有共軛或非共軛的吸電子基團的有機化合物，所述吸電子基團例如是羧酸基團；酰胺基團；酰亞胺基團；氰基基團例如三氰基乙烯；砜基團；醌類和氫醌類例如四氰基氫醌。
合適的金屬包括元素周期表(物理化學(xué)手冊，第70版1989-1990)1-14族以及鑭系和錒系的金屬。第1族的代表性實例是Na、K、Rb、Cs；第2族Mg、Ca；第6族Cr、Mo；第8族Fe、Ru；第9族Co、Rh、Ir；第10族Cu、Ag；第12族Zn；第13族Al；第14族Sn、Pb。
藥物或農(nóng)藥的前體的適宜的實例包括苯甲酸、苯甲醛、苯酚、脂肪及雜環(huán)胺及其衍生物。
本領(lǐng)域技術(shù)人員可根據(jù)活性物質(zhì)的分子的形狀和尺寸選擇樹枝狀聚合物的最合適的級數(shù)。對于POPAM樹枝狀聚合物的情況，樹枝狀聚合物的級數(shù)為4或更高是最為合適的。
可封入樹枝狀大分子中的活性物質(zhì)的分子數(shù)目取決于諸多因素，例如樹枝狀聚合物的化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)，樹枝狀聚合物中空洞的形狀和尺寸，樹枝狀聚合物的級數(shù)以及欲封入的活性物質(zhì)的分子的形狀和尺寸。
根據(jù)本發(fā)明，可將一種或多種活性物質(zhì)的一個或多個分子封入樹枝狀大分子之中?；钚晕镔|(zhì)可在樹枝狀大分子中統(tǒng)計分布或集中在某一特定區(qū)域。
本發(fā)明也涉及包含帶有封端劑的樹枝狀聚合物和封入該樹枝狀聚合物中的活性物質(zhì)的組合物的制備方法。
M.Maciejewski在J.Macromol.Sci.Chem.A17(4)第689-703(1982)中指出如果在客體分子的存在下制備樹枝狀聚合物，理論上可將一種或多種客體分子封入樹枝狀聚合物中。在某一特定級數(shù)，存在若干這樣的端基，使外殼被封閉，不再允許客體分子穿透。
但該方法的缺點是客體分子被不可逆地封入樹枝狀聚合物中。對于需要釋出的客體分子，則需要除去樹枝狀聚合物的一級或多級，這就造成整個樹枝狀聚合物結(jié)構(gòu)的不完整性。
在本發(fā)明的方法中，將一定量的欲封入的活性物質(zhì)加到含樹枝狀聚合物的反應(yīng)混合物中。與此同時或在此之后加入一定量的封端劑。
該方法的優(yōu)點在于可將組合物洗滌或透析而不會發(fā)生活性物質(zhì)損失的情況。本發(fā)明的再一個優(yōu)點是可將任何存在的不需要的物質(zhì)洗滌除去而不會發(fā)生活性物質(zhì)損失的情況，封端劑最好在加入活性物質(zhì)后加入。
本發(fā)明也涉及活性物質(zhì)控制釋放的方法。
這通過按照本發(fā)明，將封端劑或部分封端劑裂解和/或改變來達到。
按照本發(fā)明，“改變封端劑”應(yīng)理解為具有封端劑的樹枝狀聚合物中的物理相互作用，例如樹枝狀分支之間和/或自身的物理作用。封端劑與樹枝狀聚合物或封端劑自身之間的物理作用、及封端劑中物理相互作用的改變，其結(jié)果是釋出被封入的活性物質(zhì)。例如，將例如聚丙胺樹枝狀聚合物的胺基全部或部分質(zhì)子化，分支之間的排斥力增加，從而將封入的活性物質(zhì)部分或全部釋出。該方法的優(yōu)點在于帶有封端劑的樹枝狀聚合物的結(jié)構(gòu)未受損，并可再次使用。
根據(jù)本發(fā)明的一個合適的實施方案，活性物質(zhì)是通過裂解保護基團而釋出的。
根據(jù)本發(fā)明的又一實施方案，活性物質(zhì)是通過首先裂解保護基團，然后裂解封端劑釋出的。
這樣的方法的優(yōu)點在于可控制特定的封入的活性物質(zhì)的釋出。保護基團的裂解通常會造成較小分子的活性物質(zhì)的釋出。封端劑的裂解則一般會造成較大分子活性物質(zhì)的釋出。通過正確的選擇，尤其是對封端劑和保護基團的大小的正確選擇，可通過裂解保護基團來得到緩釋應(yīng)用領(lǐng)域所需的活性物質(zhì)的緩釋。
按照本發(fā)明的另一個合適的實施方案，通過改變封端劑，接著裂解保護基團和/或封端劑來釋出活性物質(zhì)。
按照本發(fā)明，裂解和/或改變封端劑的合適的方法例如是化學(xué)反應(yīng)、在中性、酸性或堿性介質(zhì)中水解、氫化、受熱反應(yīng)、光化學(xué)反應(yīng)、在氟化物存在下的反應(yīng)、逆Michael反應(yīng)。封端劑優(yōu)選通過在酸性介質(zhì)中的水解來除來。所述方法也適于保護基團或具有一個或多個保護基團的封端劑的裂解。
本發(fā)明將通過下列非限制性實施例進一步闡述。
NMR譜在氯仿中用Bruker AM400或Varian Gemini300光譜計進行測定。
ESR譜是通過Bruker ER 200D SRC光譜計用X射線帶和標(biāo)準測量池測得。用Bruker ER4111溫度計測定溫度。在氯仿中進行低溫ESR譜的測定。
采用Perkin Elmer 1600 FT-IR光譜計測定紅外光譜。
采用JASCO DIP 370偏光計測定旋光率。實施例I3，5-二硝基苯甲酸的封入將200mg 3，5-二硝基苯甲酸加入到35mg(4.9μmol)NH2封端的五級聚丙胺樹枝狀聚合物(64節(jié)(cascade)1，4-二氨基丁烷[4](1-氮雜亞丁基)60丙胺)和0.2ml三乙胺在10ml二氯甲烷中的混合物中。攪拌30分鐘后，加入114mg(0.3mmol)N-BOC-L-苯丙氨酸的羥基琥珀酰亞胺酯。攪拌一夜后，將反應(yīng)混合物用二氯甲烷稀釋至50ml，接著用30ml水洗滌三次，并用30ml飽和碳酸鈉溶液洗滌三次。在硫酸鈉存在下干燥并蒸發(fā)剩余液體后，1H NMR分析表明15-25個3，5-二甲氧基苯甲酸分子被封在樹枝狀聚合物中。約80％的樹枝狀聚合物可被分離。實施例II3，5-二甲氧基苯甲酸的封入將200mg 3，5-二甲氧基苯甲酸加入到22mg(3.1μmol)NH2封端的五級聚丙胺樹枝狀聚合物(64節(jié)1，4-二氨基丁烷[4](1-氮雜亞丁基)60丙胺)和0.2ml三乙胺在10ml二氯甲烷中的混合物中。攪拌30分鐘后，加入72mg(0.19mmol)N-BOC-L-苯丙氨酸的羥基琥珀酰亞胺酯。攪拌一夜后，將反應(yīng)混合物用二氯甲烷稀釋至50ml，接著用30ml水洗滌三次，并用30ml飽和碳酸鈉溶液洗滌三次。在硫酸鈉存在下干燥并蒸發(fā)剩余液體后，1H NMR分析表明15-25個3，5-二甲氧基苯甲酸分子被封在樹枝狀聚合物中。約85％的樹枝狀聚合物可被分離。實施例IIIProxyl carboxylic acid(自由基)的封入和釋出將8mg proxyl carboxylic acid加入到59mg NH2封端的五級聚丙胺樹枝狀聚合物(64節(jié)1，4-二氨基丁烷[4](1-氮雜亞丁基)60丙胺)和0.4ml三乙胺在10ml二氯甲烷中的混合物中。攪拌30分鐘后，在室溫下加入191mg(0.53mmol)N-BOC-L-苯丙氨酸的羥基琥珀酰亞胺酯。攪拌一夜后，將反應(yīng)混合物用二氯甲烷稀釋至50ml，接著用30ml水洗滌三次，并.用30ml飽和碳酸鈉溶液洗滌三次。在硫酸鈉存在下干燥并蒸發(fā)剩余液體后，收率約70％。ESR譜表明有少數(shù)proxyl carboxylic acid自由基被封入樹枝狀聚合物中。
接著將含proxyl自由基的樹枝狀聚合物用50ml飽和碳酸鈉溶液洗滌16次。由于與該自由基相應(yīng)的信號的強度在洗滌后未改變，可以推斷自由基被封在樹枝狀聚合物中。從與游離的自由基的光譜的比較得出結(jié)論對于每個樹枝狀分子約1個自由基被封入。
接著，將34mg含該自由基的樹枝狀聚合物溶于5ml二氯甲烷中，向其中加入1ml濃HCl。攪拌約60小時后，加入4ml水。分5批，每批用5ml二氯甲烷萃取酸水層，用硫酸鈉干燥并蒸干，然后加入5ml二氯甲烷測定ESR譜。ESR表明在二氯甲烷溶液中存在proxyl自由基。
在用飽和碳酸鈉溶液洗滌含自由基的二氯甲烷溶液之后，在二氯甲烷層未檢測到游離的proxyl自由基。這表明碳酸鈉僅萃取出了從樹枝狀聚合物中釋出的自由基。這也表明碳酸鈉不能萃取出封在樹枝狀聚合物中的自由基。試驗IV空白試驗A該試驗證明proxyl自由基未與樹枝狀聚合物化學(xué)鍵合。
為此目的，將10mg proxyl carboxylic acid加入到含有BOC封端的L-苯丙氨酸的0.5ml二氯甲烷和5mg NH2封端的五級聚丙胺樹枝狀聚合物(64節(jié)1，4-二氨基丁烷[4](1-氮雜亞丁基)60丙胺)的溶液中。將混合物在室溫下攪拌24小時，然后用二氯甲烷稀釋至5ml，用10ml水洗滌三次，并用10ml飽和碳酸鈉溶液洗滌4次。
將混合物用硫酸鈉干燥并蒸干后，ESR證明樹枝狀聚合物不含proxyl自由基。這表明proxyl自由基未與氨基酸化學(xué)結(jié)合。試驗V空白試驗B將21mg proxylcarboxylic acid(proxyl自由基)(0.12mmol)加入到10mg(13μmol)NH2封端的二級聚丙胺樹枝狀聚合物(8節(jié)1，4-二氨基丁烷[4](1-氮雜亞丁基)4丙胺)和0.1mol三乙胺在0.25ml二氯甲烷中的混合物中。在室溫下攪拌30分鐘后，加入37mg(0.10mmol)N-BOC-L-苯丙氨酸的羥基琥珀酰亞胺酯。于室溫攪拌一夜后，將反應(yīng)混合物用二氯甲烷稀釋至50ml，接著用30ml水洗滌三次，并用30ml飽和碳酸鈉溶液洗滌三次。用硫酸鈉干燥并蒸干后，收率約81％。
溶于二氯甲烷的樹枝狀聚合物的ESR譜表明存在微量的proxyl自由基。
用30ml飽和碳酸鈉溶液洗滌五次而將自由基完全除去。
這表明proxyl自由基未與樹枝狀聚合物化學(xué)結(jié)合，二級聚丙胺樹枝狀聚合物的空洞太小，難以封入proxyl自由基。實施例VI每個樹枝狀聚合物中封入幾個proxyl carboxyl自由基將58mg proxylcarboxylic acid(0.31mmol)加入到22mg(3μmol)NH2封端的五級聚丙胺樹枝狀聚合物(64節(jié)1，4-二氨基丁烷[4](1-氮雜亞丁基)60丙胺)和0.1ml三乙胺在0.5ml二氯甲烷中的混合物中。攪拌30分鐘后，加入95mg(0.26mmol)N-BOC-L-苯丙氨酸的羥基琥珀酰亞胺酯。重復(fù)實施例III的過程。
ESR表明每個樹枝狀聚合物分子中封入八個自由基。實施例VIIProxyl carboxylic acid在BOC保護的亮氨酸的條件下的封入重復(fù)實施例III所述的過程，用0.53mmol BOC保護的亮氨酸的羥基琥珀酰亞胺酯代替BOC-苯丙氨酸的羥基琥珀酰亞胺酯。對于每個樹枝狀聚合物分子約1個proxylcarboxylic acid自由基被封入。實施例VIII-XI重復(fù)實施例I所述的過程。在表1中總結(jié)了所用的量和所使用的活性物質(zhì)。
表1活性物質(zhì) 樹枝狀聚合物 氨基酸的量活 性物質(zhì) 載荷的量 的量(mg) (mg) (mg)8. Reichardt ET*，**38 127 11 2探針9. Kosover*Z-探針 2582 3.30.710.青霉素V 39129 39 211.氧咪芐青霉素 119 391 18 0.3(青霉素)*用紫外光譜測定溶劑極性的探針**2，6-二苯基-4-(2，4，6-三苯基吡啶并)苯酚鹽實施例XII-LXVIII在下列實施例中，將各種活性物質(zhì)封入樹枝狀聚合物中，例如自由基、著色劑、部花青著色劑、熒光化合物、螯合化合物、azanaph-thol化合物(通過封入樹枝狀聚合物中而變?yōu)槭中缘?、缺電子化合物及吡啶皂類。
在表2中總結(jié)了所用的活性物質(zhì)、樹枝狀聚合物的量、保護性氨基酸及所用的活性物質(zhì)和對于每個樹枝狀聚合物分子被封入的活性物質(zhì)的量。
使每個樹枝狀聚合物分子荷載至多1.2個活性物質(zhì)的分子的標(biāo)準方法將Xmg活性物質(zhì)加入到Y(jié)mg NH2封端的五級聚丙胺樹枝狀聚合物(64節(jié)1，4-二氨基丁烷[4](1-氮雜亞丁基)60丙胺)和0.1ml三乙胺在10ml二氯甲烷中的混合物中。攪拌30分鐘后，按樹枝狀聚合物中存在的每個NH2基團加入1當(dāng)量N-BOC-L-苯丙氨酸的羥基琥珀酰亞胺酯，加入所述酯。將反應(yīng)混合物攪拌過液。然后將反應(yīng)混合物用二氯甲烷稀釋至50ml，隨后用30ml水洗滌三次并用30ml飽和碳酸鈉溶液洗滌三次。用硫酸鈉干燥并將殘余液體蒸發(fā)后分離包含活性物質(zhì)的樹枝狀聚合物。
使每個樹枝狀聚合物分子荷載高于1.2個分子的活性物質(zhì)的標(biāo)準方法在此情況下，分別用0.5ml三乙胺和0.5ml二氯甲烷代替0.1ml三乙胺和10ml二氯甲烷。
表2活性物質(zhì) 樹枝狀聚合物 氨基酸的量 活性物質(zhì) 載荷a產(chǎn)率的量 的量(mg)(mg) (mg)(％)4-氰基苯甲酸45 14513 0.44476 246 146 526ANS酸 58 188 9 36041 133 1092090ANS NH4鹽 53 17110 16378 252 1001079DPHT65 21110 24997 308952076自由基硫酸六甲58 18814 464基咪唑鎓-1-基氧基甲酯diphenylpicrylhydrazal 48 15521 0.259BDPA配合物 48 156 8 0.272磷酸皂類二苯基膦酸 23 7423 0.55733 107 117 150苯基膦酸21 6821 0.32534 110 101 145吡啶皂類氯化十二烷基51 165 110 182吡啶鎓表2續(xù)著色劑結(jié)晶紫 20 6417 1.27579225 260855亮綠 3210314165羊毛鉻黑T26 8410 0.1570甲基紅 22 7115 0.180甲基橙 30 9710 0.162茜素黃 26 8410 0.162孟加拉粉紅 511651016576246 306455部花青著色劑spironaphthalened3411022888cl-spironaphthalenee3611729890NO2-spironaphthalenef5216815498spiroanthrg5016216477cl-spiroanthrh8627840375缺電子化合物三氰基乙烯 4916050b68四氰基二氫醌111364 215b70類固醇炔雌醇甲醚 12540539264表2續(xù)熒光化合物曙紅B 30.5 98 2319747151197258若丹明酰胺B 37119 10199353 1143800479若丹明酰胺B堿 28.6 93 23495熒光素 35113 14 0.579193623 1050450熒光素Na鹽 33106 50 0.578熒光素二乙酸鹽 63203238482二硝基熒光素30100 13b71螯合化合物試鋁靈 28 91 9628569224 43665金精三羧酸 5618131427532104 20 1081azanaphthol化合物new coccin 50162 20 0.58955178250274blue hydroxynaphthol55178 24 0.57437120229294結(jié)晶猩紅37120 20 0.27134110260 1.450指示劑二號橙 56181 20 0.166橙G 34110 18 0.488靛藍胭脂紅 46150 23c67
a以每個樹枝狀聚合物分子中活性物質(zhì)的分子數(shù)表示b物質(zhì)被封在樹枝狀聚合物中。由于紫外吸收的位移太大，無法測定載荷。
c物質(zhì)被封在樹枝狀聚合物中，由于原料的不溶性，無法測定載荷。
d1，3-二氫-1，3，3-三甲基螺-{2H-吲哚-2，3′-[3H]萘并[2，1-b][1，4-噁嗪]}e5-氯-1，3-二氫-1，3，3，-三甲基螺-{2H-吲哚-2，3′-[3H]萘并[2，1-b][1，4-噁嗪]}f1′，3′-二氫-1′，3′，3′-三甲基-6螺硝基-[2H-苯并吡喃-2-2′(2H)引哚]g1，3-二氫-1，3，3-三甲基螺-{2H-吲哚-2，3′-3H]菲并[9，10-b][1，4-噁嗪]}h5-氯-1，3-二氫-1，3，3-三甲基螺-{2H-吲哚-2，3′-[3H]菲并[9，10-b][1，4-噁嗪]}ANS＝苯胺基萘磺酸DPHT＝二苯基己三烯表2中所列出的著色劑實際上被封在樹枝狀聚合物中，這能從紫外光譜中得到證明。被封在樹枝狀聚合物中的含N著色劑的紫外光譜信號，相對于游離的著色劑的信號，顯示出明顯的位移。
孟加拉粉紅(Bengal rose)在紫外光譜中未顯示出信號且無熒光。但在將孟加拉粉紅封入樹枝狀聚合物中之后，觀察到清晰的熒光光譜。
為證明羊毛鉻黑T和茜素黃實際上被封在樹枝狀聚合物中，進行了下列試驗將樣品燒瓶充以溶于乙腈的羊毛鉻黑T，得到紅棕色溶液。將第二個樣品燒瓶充以乙腈和包含羊毛鉻黑的樹枝狀聚合物的混合物。由于樹枝狀聚合物不溶于乙腈中，乙腈溶液仍是無色的。觀察到著色劑成為玻璃表面的斑點。甚至在2小時超聲處理及6周放置后溶液仍是無色的。這表明著色劑實際上被封在樹枝狀聚合物中，而且沒有從端基具有BOC基團保護的苯丙氨酸的樹枝狀聚合物中釋出。試驗LXIX空白試驗C通過下面試驗證明活性物質(zhì)未與氨基酸化學(xué)結(jié)合。
為此目的，將200mg N-BOC-L-苯丙氨酸的羥基琥珀酰亞胺酯、100mg茜素黃和10ml二氯甲烷的混合物在室溫下攪拌4天。接著，向混合物中加入50mg胺封端的二級聚丙胺樹枝狀聚合物(8節(jié)1，4-二氨基丁烷[4](1-氮雜亞丁基)4丙胺)，并在室溫下攪拌過夜。將混合物用二氯甲烷稀釋至50ml，接著用30ml飽和碳酸鈉溶液洗滌六次。在硫酸鈉存下干燥并蒸發(fā)后分離樹枝狀聚合物。收率為63％。被封入的茜素黃的量小到可以忽略不計每個樹枝狀聚合物分子0.001個分子。這表明茜素黃未與氨基酸化學(xué)結(jié)合。
隨后，將該樹枝狀聚合物溶于二氯甲烷中，并再用30ml飽和碳酸鈉溶液洗滌四次。在將溶液用硫酸鈉干燥并蒸煮后，被封入的茜素黃的量為每個樹枝狀聚合物分子0.0001個分子。實施例LXX-LXXI金屬鹽的封入分別將50mg CuCl2和FeCl3加入到86mg NH2封端的五級聚丙胺樹枝狀聚合物(64節(jié)1，4-二氨基丁烷[4](1-氮雜亞丁基)60丙胺)和0.1ml三乙胺在10ml二氯甲烷中的混合物中。攪拌30分鐘后，加入310mg N-BOC-L-苯丙氨酸的羥基琥珀酰亞胺酯。將混合物攪拌過夜，然后，將反應(yīng)混合物用二氯甲烷稀釋至150ml，接著用100ml飽和碳酸鈉溶液洗滌六次。在硫酸鈉存在下干燥并蒸發(fā)剩余液體后，分離包含活性物質(zhì)的樹枝狀聚合物。在兩種情況下，載荷均為每個樹枝狀聚合物分子2分子的鹽。實施例LXXI和LXXIII在38mg六級聚丙胺樹枝狀聚合物(128節(jié)1，4-二氨基丁烷[4](1-氮雜亞丁基)124丙胺)、100mg t-BOC-丙氨酸的羥基琥珀酰亞胺酯和227mg二硝基苯甲酸存在下重復(fù)實施例I。約8分子的硝基苯甲酸被封在樹枝狀聚合物。約70％的樹枝狀聚合物的端氨基為τ-BOC-丙氨酸改性。
在134mg四級聚丙胺樹枝狀聚合物(32節(jié)1，4-二氨基丁烷[4](1-氮雜亞丁基)28丙胺)、490mg t-BOC-色氨酸的羥基琥珀酰亞胺酯和286mg孟加拉粉紅存在下重復(fù)實施例I。約2分子的孟加拉粉紅被封在樹枝狀聚合物中。約71％的樹枝狀聚合物的端氨基為t-BOC-色氨酸改性。實施例LXXIV兩種不同活性物質(zhì)的封入和選擇性釋出。
在99mg五級聚丙胺樹枝狀聚合物(64節(jié)1，4-二氨基丁烷[4](1-氮雜亞丁基)60丙胺)、278mg t-BOC-纈氨酸的羥基琥珀酰亞胺酯和254mg二硝基苯甲酸(活性物質(zhì)I)和236mg孟加拉粉紅(活性物質(zhì)II)存在下重復(fù)實施例I。分別有10個分子的二硝基苯甲酸和4個分子的孟加拉粉紅被封在樹枝狀聚合物中。
在甲酸中回流2小時并在氯仿中透析2天后孟加拉粉紅的載荷為每個樹枝狀聚合物分子4個分子。二硝基苯甲酸被全部從樹枝狀聚合物中除去。
在鹽酸中回流2小時并在水中透析過夜后，孟加拉粉紅的載荷是每個樹枝狀聚合物分子0.005分子。樹枝狀聚合物以第五級胺封端的樹枝狀聚合物的形式被回收。所有的t-BOC-纈氨酸基團均能從樹枝狀聚合物中除去。實施例LXXV
在99mg五級聚丙胺樹枝狀聚合物(64節(jié)1，4-二氨基丁烷[4](1-氮雜亞丁基)60丙胺)、278mg t-BOC-纈氨酸的羥基琥珀酰胺酯和75mg硝基苯酚(活性物質(zhì)I)和25mg甲基紫3RAX(Aldrich)(活性物質(zhì)II)和如表3a所示的多種不同的封端劑存在下重復(fù)實施例I。表3a
*處理后，看來50％的FMOC消失了。
活性物質(zhì)I是通過首先將該軛合物與20％哌啶的二甲基甲酰胺溶液一起攪拌，接著在乙醇中透析六次而被選擇性釋出。硝基苯酚(I)和甲基紫3RAX(II)各自的載荷示于表3b中。表3b<
>然后，將該軛合物在6N鹽酸的溶液中煮沸兩小時，蒸發(fā)溶劑，并將剩余的溶液中和。然后將軛合物順次在乙醇和水中透析。硝基苯酚(I)和甲基紫3RAX(II)的載荷分別示于表3c中。表3c<
<p>這些實施例表明，具有不同尺寸的活性物質(zhì)可被選擇性地從樹枝狀聚合物中釋出。
在用N-FMOC-L-丙氨酸五氟苯酯作封端劑的情況下，在用哌啶處理，接著分別用二甲基甲酰胺和乙醇透析后活性物質(zhì)I和II被釋放出來。
權(quán)利要求
1.包含樹枝狀聚合物和封在該樹枝狀聚合物中的活性物質(zhì)的組合物，其中所述樹枝狀聚合物具有端基，其特征在于樹枝狀聚合物的端基具有封端劑。
2.按照權(quán)利要求1的組合物，其特征在于所述封端劑至少部分具有保護基團。
3.按照權(quán)利要求1或2的組合物，其特征在于所述封端劑選自支化和非支化的Michael受體、還可含有醚和/或硫羥基的活性酯、氨基酸、異氰酸酯、氮丙啶類、酰氯、酸酐、醛、酮、丙烯酸酯、手性環(huán)氧化物、二丙交酯等。
4.按照權(quán)利要求1至3之任一項的組合物，其特征在于所述封端劑是氨基酸。
5.按照權(quán)利要求2至4之任一項的組合物，其特征在于所述保護基團選自包括下列基團的這個范圍可水解的酯、醚、硫羥基、磺酸基、三苯甲游基、甲硅烷基、BOC、FMOC、DBD-TMOC、Z、TEOC、AdMOC、STABASE和苯并STABASE基團。
6.按照權(quán)利要求5的組合物，其特征在于所述保護基團是BOC基團。
7.按照權(quán)利要求2至6之任一項的組合物，其特征在于至少30％的端基具有帶保護基團的封端劑。
8.按照權(quán)利要求7的組合物，其特征在于至少70％的樹枝狀聚合物的端基具有帶保護基團的封端劑。
9.按照權(quán)利要求1至8之任一項的組合物，其特征在于所述組合物含有幾種不同的活性物質(zhì)。
10.按照權(quán)利要求1至9之任一項的組合物，其特征在于所述活性物質(zhì)屬于下列范圍藥用化合物、農(nóng)藥、個人保健產(chǎn)品中所用物質(zhì)、化妝品、食品添加劑、天冬酰苯丙氨酸甲酯、工程塑料用添加劑、信號吸收劑、信號發(fā)生劑、螯合化合物、自由基、皂類、著色劑、放射活性標(biāo)記化合物、金屬、金屬化合物、放射性核素、缺電子化合物和非金屬富電子化合物及其前體。
11.按照權(quán)利要求1至10之任一項的組合物，其特征在于所述樹枝狀聚合物是聚丙胺樹枝狀聚合物。
12.按照權(quán)利要求11的組合物，其特征在于樹枝狀聚合物是4級或更高級的樹枝狀聚合物。
13.制備權(quán)利要求1至12之任一項的組合物的方法，其特征在于將一定量的欲封入的活性物質(zhì)加入到含有樹枝狀聚合物的反應(yīng)混合物中，同時或隨后加入一定量的具有保護基團的封端劑。
14.從上述權(quán)利要求1至12之任一項的組合物中釋出活性物質(zhì)的方法，其特征在于所述活性物質(zhì)是通過將封端劑裂解或改變來釋出的。
15.從上述權(quán)利要求2至12之任一項的組合物中釋出活性物質(zhì)的方法，其特征在于所述活性物質(zhì)是通過將保護基團裂解而釋出的。
16.按照權(quán)利要求15的方法，其特征在于所述活性物質(zhì)是通過首先將保護基團裂解，然后將封端劑裂解而釋出的。
17.按照權(quán)利要求13至16之任一項的方法，其特征在于所述保護基團和/或封端劑通過化學(xué)反應(yīng)、在中性、酸性或堿性介質(zhì)中的水解反應(yīng)、氫化、受熱反應(yīng)、光化學(xué)反應(yīng)、在氟化物存在下的反應(yīng)、逆Michael反應(yīng)而被除去。
18.按照權(quán)利要求14的方法，其特征在于所述活性物質(zhì)是通過改變具有封端劑的樹枝狀聚合物內(nèi)部的物理相互作用來釋出的。
19.實施例中所描述和闡明的組合物，制備組合物的方法及釋出活性物質(zhì)的方法。
全文摘要
本發(fā)明涉及包含樹枝狀聚合物和封入其中的活性物質(zhì)的組合物，其中所述樹枝狀聚合物具有封端劑。本發(fā)明還涉及這樣的組合物的制備方法以及控釋所述活性物質(zhì)的方法。
文檔編號A61K47/30GK1117875SQ9510564
公開日1996年3月6日 申請日期1995年5月26日 優(yōu)先權(quán)日1994年5月27日
發(fā)明者J·F·G·A·揚森, E·W·邁耶, E·M·M·迪布拉班德范登伯格 申請人:Dsm有限公司