Внедрение полиэтиленгликоля (ПЭГ)

Jul 07, 2023

Синтез ПЭГ

ПЭГ можно синтезировать путем анионной полимеризации оксида этилена и любых гидроксильных инициаторов. Гидроксильная группа может состоять из воды, этиленгликоля или любых диолов. Их также можно получить из эпоксиэтана полимеризацией с раскрытием цикла. Обычно в процессе полимеризации образуется семейство молекул ПЭГ с широким гауссовским распределением молекулярных масс. ПЭГ несет только две функциональные группы, что ограничивает возможности дальнейшей дериватизации с другими остатками или нацеливающими лигандами. Поэтому доступны коммерческие ПЭГ с различной степенью полимеризации и активированными функциональными группами.

Свойства ПЭГ

ПЭГ заслужил свою известность благодаря своей высокой структурной гибкости, биосовместимости, амфифильности, лишению каких-либо стерических препятствий и высокой гидратационной способности. ПЭГ растворим в воде, этаноле и многих других органических растворителях, таких как ДМФ, дихлорметан, толуол, ацетонитрил, акрилонитрил и т. д. Он малотоксичен и может выводиться из организма в неизмененном виде либо почками (для ПЭГ < ​​30 кДа), либо с калом (для ПЭГ > 20 кДа). Помимо этого, ПЭГ также не вызывает раздражений и стабилен к нагреванию, кислоте и щелочи, поэтому его можно широко использовать в различных фармацевтических целях.

Продукты серии ПЭГ имеют разные свойства в зависимости от разной молекулярной массы (Mw). С точки зрения внешнего вида, ПЭГ с Mw 200-700 обычно являются жидкими при комнатной температуре, а ПЭГ с Mw > 700 постепенно превращаются из полутвердого в мягкие твердые вещества (Mw между 1000-2000) и, наконец, в твердые кристаллические твердые вещества. (Мв > 2000). С другой стороны, по мере увеличения Mw растворимость в воде, давление пара, водопоглощение и растворимость ПЭГ в органических растворителях соответственно уменьшаются, в то время как температура замерзания, относительная плотность, температура вспышки и вязкость соответственно увеличиваются. В следующей таблице кратко перечислены некоторые свойства продуктов ПЭГ с разной молекулярной массой.

ПЭГ и производные ПЭГ

сложный эфир ПЭГ-NHS; ПЭГ-альдегид; ПЭГ-малеимид; ПЭГ-гидразид; ПЭГ-амин; ПЭГ-алкин; ПЭГ-азид; ПЭГ-винилсульфон; ПЭГ-тиол.

ПЭГ, полиэфирный полимер с основной цепью, синтезируется путем полимеризации с раскрытием кольца этиленоксида с использованием в обычных случаях или обычно метанола или воды в качестве инициатора. В результате реакции образуются продукты с одной или двумя гидроксильными группами на конце цепи, называемые монометокси-ПЭГ (мПЭГ-ОН) или диол-ПЭГ (НО-ПЭГ-ОН) соответственно (рис. 2).

Одинокую гидроксильную группу в случае метокси-формы или две в случае ПЭГ-диола можно модифицировать, чтобы она была реакционноспособна по отношению к различным химическим группам, с помощью нескольких стратегий активации. В настоящее время коммерчески доступен ряд активированных ПЭГ. Эти производные обычно монофункциональны, имеют линейную или разветвленную структуру. Химические структуры нескольких ключевых производных ПЭГ показаны на рисунке 2. Эти производные в основном известны по их молекулярной массе.

Техника ПЭГилирования

ПЭГилирование определяется как ковалентное присоединение цепей поли(этиленгликоля) (ПЭГ) к биоактивным веществам, таким как наночастицы, белки, пептиды или непептидные молекулы. Эта технология возникла постепенно по мере прогресса в области биологических препаратов и химии полимеров и использовалась для улучшения фармацевтического применения широкого спектра терапевтических средств. В настоящее время ПЭГилирование стало ведущим подходом для преодоления большинства ограничений биологических препаратов и количества одобренных FDA ПЭГилированных продуктов, таких как ферменты (бычья аденозиндезаминаза и уратоксидаза), цитокины (интерферон-α2a, интерферон-α2b), факторы, стимулирующие колонию гранулоцитов, гормоны (эпоэтин-β), антитела и их фрагменты и другие органические молекулы (пегвисомант, пегатиниб) имеются на рынке.

Рекомендации

1. Д'Суза, А.А.; Шегокар Р. Полиэтиленгликоль (ПЭГ): универсальный полимер для фармацевтического применения. Экспертное заключение о доставке лекарств 2016, 13 (9), 1257-1275.