聚二硫化物偶联物的冷冻合成及应用制造技术

本申请涉及聚二硫化物偶联物的冷冻合成及应用。提供了用于制备聚合物的方法、用于分离物质的方法、用于分离蛋白质的试剂盒以及蛋白质-多聚药物缀合物及其制备方法。多聚药物缀合物及其制备方法。

Freeze synthesis and application of polydisulfide coupling compounds

【技术实现步骤摘要】
聚二硫化物偶联物的冷冻合成及应用


[0001]本申请涉及生物医药领域，更具体地，涉及制备聚合物的方法、使用所述方法来分离物质的方法、用于分离蛋白质的试剂盒，以及蛋白质-多聚药物缀合物及其制备方法。

技术介绍

[0002]接枝(grafting)方法是一种有效的化学修饰方法，经过接枝改性后，被修饰的物质的物理、机械和化学性质可以得到选择性地改善。
[0003]例如，最常见也是最早研究的蛋白质与聚合物的接枝方法是“接枝到(grafting to)”，其将合成的聚合物通过配体-蛋白质相互作用或者与蛋白质上的氨基酸残基形成共价键而接枝到蛋白质上。通过这种方式，已经成功将温度敏感、pH敏感以及光敏感的聚合物引入到蛋白质上，制备出了具有活性“开关”的蛋白质。但是，这种方式仍然存在许多自身的局限性，例如，大分子聚合物存在空间位阻效应，末端的活性基团难以与蛋白质上的特定官能团反应，造成接枝密度低；制备得到的产物中往往含有未与聚合物结合的游离蛋白质，分离较为困难等。
[0004]鉴于此，有研究者提出了“从
……
接枝(grafting from)”的接枝方法，其是指将引发剂接枝到蛋白质上后直接从蛋白质上引发聚合。由于小分子引发剂的空间位阻效应小，引发剂可以高效地与蛋白质结合，并且聚合完成后残留的单体以及小分子引发剂容易去除。目前用于“grafting from”的聚合手段主要是原子转移自由基聚合(atom-transfer radical polymerization，ATRP)和可逆加成-断裂链转移聚合(reversible addition-fragmentation chain transfer polymerization，RAFT)。原子转移自由基聚合可以合成分子量分布较窄的聚合物，但由于在过程中使用了过渡金属催化剂且不好清除，因而污染比较严重。可逆加成-断裂链转移聚合通常采用双硫酯衍生物作为转移试剂，可以使聚合反应得到有效控制。但RAFT也具有自身的局限性，例如使用的试剂难以直接得到，需要经过合成得到；双硫酯衍生物的使用可能会使聚合物的毒性增加等。
[0005]鉴于以上原因，寻求一种新的接枝方法势在必行，该方法需要简单易行、使用的试剂容易得到、接枝密度高、产物易分离且环境友好。

技术实现思路

[0006]在本公开内容的一方面，提供了制备聚合物的方法，包括在开环温度下使由式I表示的物质与由式II表示的化合物进行开环聚合，然后使用封端剂淬灭反应，以获得由式III表示的聚合物：
[0007][0008]其中：
[0009]X-L1H表示具有巯基或硒醇活性的物质，L1为S或Se；
[0010]R1至R3各自独立地为L2R4，其中L2为直连键或C
1-C
10
链烷基，且R4选自取代或未取代的C
2-C
30
烯基、取代或未取代的C
2-C
30
炔基、取代或未取代的C
3-C
30
环烷基、取代或未取代的C
3-C
30
环烯基、取代或未取代的C
1-C
30
烷氧基、取代或未取代的C
3-C
30
环烷氧基、取代或未取代的C
1-C
30
杂烷基、取代或未取代的C
2-C
30
杂烯基、取代或未取代的C
2-C
30
杂炔基、取代或未取代的C
1-C
30
杂环烷基、取代或未取代的C
2-C
30
杂环烯基、取代或未取代的C
6-C
30
芳基、取代或未取代的C
5-C
30
杂芳基、取代或未取代的叠氮基、取代或未取代的酰基、取代或未取代的磺酰基、取代或未取代的磺酸酯基、取代或未取代的酯基、取代或未取代的酰胺基、取代或未取代的酰肼基、取代或未取代的羧酸基团、取代或未取代的胍基团、取代或未取代的羟基、取代或未取代的聚乙二醇，以及取代或未取代的铵阳离子基团，并且其中R1至R3不同时为氢；
[0011]Z表示封端剂；
[0012]Y表示由所述封端剂引入的端基；
[0013]n是1至10000的整数；以及
[0014]所述开环温度为0℃以下的温度。
[0015]在一个实施方案中，X选自纳米粒子、小分子、蛋白质以及高分子化合物。在一个实施方案中，X选自金纳米颗粒、银纳米颗粒、量子点、自组装的纳米颗粒、乙烷磺酸钠、二氢叶酸还原酶、牛血清白蛋白、转肽酶、干扰素、基因编辑的绿色荧光蛋白、突变酶、偶氮还原酶、抗体。
[0016]在一个实施方案中，Z是卤代酰胺或酸酐。在一个实施方案中，Z是碘乙酰胺或丁二酸酐。
[0017]在一个实施方案中，所述开环温度为0℃至-80℃。在一个实施方案中，所述开环温度为-10℃至-30℃。
[0018]在一个实施方案中，R4选自选自
其中k是1至100的整数。
[0019]在本公开内容的另一方面，提供了用于分离含有活性巯基或硒醇的物质的方法，包括：
[0020]a)使包含由式I表示的含有活性巯基或硒醇的物质的混合物与由式II表示的化合物在开环温度下进行开环聚合，然后使用封端剂淬灭以获得产物：
[0021][0022]其中：
[0023]X-L1H表示具有巯基或硒醇活性的物质，L1为S或Se；
[0024]R1至R3各自独立地为L2R4，其中L2为直连键或C
1-C
10
链烷基，且R4选自取代或未取代的C
2-C
30
烯基、取代或未取代的C
2-C
30
炔基、取代或未取代的C
3-C
30
环烷基、取代或未取代的C
3-C
30
环烯基、取代或未取代的C
1-C
30
烷氧基、取代或未取代的C
3-C
30
环烷氧基、取代或未取代的C
1-C
30
杂烷基、取代或未取代的C
2-C
30
杂烯基、取代或未取代的C
2-C
30
杂炔基、取代或未取代的C
1-C
30
杂环烷基、取代或未取代的C
2-C
30
杂环烯基、取代或未取代的C
6-C
30
芳基、取代或未取代的C
5-C
30
杂芳基、取代或未取代的叠氮基、取代或未取代的酰基、取代或未取代的磺酰基、取代或未取代的磺酸酯基、取代或未取代的酯基、取代或未取代的酰胺基、取代或未取代的酰肼基、取代或未取代的羧酸基团、取代或未取代的胍基团、取代或未取代的羟基、取代或未取代的聚乙二醇，以及取代或未取代的铵阳离子基团，并且其中R1至R3不同时为氢；...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.制备聚合物的方法，包括在开环温度下使由式I表示的物质与由式II表示的化合物进行开环聚合，然后使用封端剂淬灭反应，以获得由式III表示的聚合物：其中：X-L1H表示具有巯基或硒醇活性的物质，L1为S或Se；R1至R3各自独立地为L2R4，其中L2为直连键或C
1-C
10
链烷基，且R4选自取代或未取代的C
2-C
30
烯基、取代或未取代的C
2-C
30
炔基、取代或未取代的C
3-C
30
环烷基、取代或未取代的C
3-C
30
环烯基、取代或未取代的C
1-C
30
烷氧基、取代或未取代的C
3-C
30
环烷氧基、取代或未取代的C
1-C
30
杂烷基、取代或未取代的C
2-C
30
杂烯基、取代或未取代的C
2-C
30
杂炔基、取代或未取代的C
1-C
30
杂环烷基、取代或未取代的C
2-C
30
杂环烯基、取代或未取代的C
6-C
30
芳基、取代或未取代的C
5-C
30
杂芳基、取代或未取代的叠氮基、取代或未取代的酰基、取代或未取代的磺酰基、取代或未取代的磺酸酯基、取代或未取代的酯基、取代或未取代的酰胺基、取代或未取代的酰肼基、取代或未取代的羧酸基团、取代或未取代的胍基团、取代或未取代的羟基、取代或未取代的聚乙二醇，以及取代或未取代的铵阳离子基团，并且其中R1至R3不同时为氢；Z表示封端剂；Y表示由所述封端剂引入的端基；n是1至10000的整数；以及所述开环温度为0℃以下的温度。2.根据权利要求1所述的方法，其中：X选自纳米粒子，例如金纳米颗粒、银纳米颗粒、量子点、自组装的纳米颗粒；小分子，例如乙烷磺酸钠；蛋白质，例如野生蛋白或者基因工程蛋白，如二氢叶酸还原酶、牛血清白蛋白、转肽酶、干扰素、基因编辑的绿色荧光蛋白、突变酶、偶氮还原酶、抗体；以及高分子化合物；R4选自选自
其中k是1至100的整数；Z选自卤代酰胺或酸酐，例如碘乙酰胺、丁二酸酐；以及所述开环温度为0℃至-80℃，例如-10℃至-30℃。3.用于分离含有活性巯基或硒醇的物质的方法，包括：a)使包含由式I表示的含有活性巯基或硒醇的物质的混合物与由式II表示的化合物在开环温度下进行开环聚合，然后使用封端剂淬灭以获得产物：其中：X-L1H表示具有巯基或硒醇活性的物质，L1为S或Se；R1至R3各自独立地为L2R4，其中L2为直连键或C
1-C
10
链烷基，且R4选自取代或未取代的C
2-C
30
烯基、取代或未取代的C
2-C
30
炔基、取代或未取代的C
3-C
30
环烷基、取代或未取代的C
3-C
30
环烯基、取代或未取代的C
1-C
30
烷氧基、取代或未取代的C
3-C
30
环烷氧基、取代或未取代的C
1-C
30
杂烷基、取代或未取代的C
2-C
30
杂烯基、取代或未取代的C
2-C
30
杂炔基、取代或未取代的C
1-C
30
杂环烷基、取代或未取代的C
2-C
30
杂环烯基、取代或未取代的C
6-C
30
芳基、取代或未取代的C
5-C
30
杂芳基、取代或未取代的叠氮基、取代或未取代的酰基、取代或未取代的磺酰基、取代或未取代的磺酸酯基、取代或未取代的酯基、取代或未取代的酰胺基、取代或未取代的酰肼基、取代或未取代的羧酸基团、取代或未取代的胍基团、取代或未取代的羟基、取代或未取代的聚乙二醇，以及取代或未取代的铵阳离子基团，并且其中R1至R3不同时为氢；Z表示封端剂；Y表示由所述封端剂引入的端基；n是1至10000的整数；以及所述开环温度为0℃以下的温度；b)将由式III表示的聚合物从所述产物中分离出来，例如通过离子交换柱；以及c)将所述由式III表示的聚合物与还原剂混合，原位释放所述由式I表示的物质；任选地，所述还原剂选自二硫苏糖醇、三(2-羧乙基)膦和谷胱甘肽。4.用于将含有活性巯基或硒醇的蛋白质从蛋白质混合物中分离出来的方法，包括：a)在开环温度下使包含由式IV表示的含有活性巯基或硒醇的蛋白质的蛋白质混合物与由式II表示的化合物进行开环聚合，然后使用封端剂淬灭反应，以制备由式V表示的偶联物：
其中：POI-L1H表示具有巯基或硒醇活性的蛋白质，L1为S或Se；R1至R3各自独立地为L2R4，其中L2为直连键或C
1-C
10
链烷基，且R4选自取代或未取代的C
2-C
30
烯基、取代或未取代的C
2-C
30
炔基、取代或未取代的C
3-C
30
环烷基、取代或未取代的C
3-C
30
环烯基、取代或未取代的C
1-C
30
烷氧基、取代或未取代的C
3-C
30
环烷氧基、取代或未取代的C
1-C
30
杂烷基、取代或未取代的C
2-C
30
杂烯基、取代或未取代的C
2-C
30
杂炔基、取代或未取代的C
1-C
30
杂环烷基、取代或未取代的C
2-C
30
杂环烯基、取代或未取代的C
6-C
30
芳基、取代或未取代的C
5-C
30
杂芳基、取代或未取代的叠氮...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕华，鹿建华，王豪，
申请(专利权)人：北京大学，
类型：发明
国别省市：