A polietilén -glikol (PEG) származékok jelentős figyelmet fordítottak a különféle iparágakban, ideértve a gyógyszereket, a biotechnológiát és az anyagtudományt, olyan egyedi tulajdonságaik miatt, mint a biokompatibilitás, a víz oldhatósága és az alacsony immunogenitás. Vezető PEG -származékos szállítóként gyakran felteszünk minket ezen értékes vegyületek szintézis -módszereiről. Ebben a blogban belemerülünk a PEG -származékok szintetizálásának különféle módjaiba.
A PEG alapszerkezete és tulajdonságai
A szintézis módszereinek megvitatása előtt elengedhetetlen a PEG alapvető szerkezetének megértése. A PEG egy poliéter vegyület, amelynek általános H- (o-ch₂-ch₂) ₙ-OH képlettel rendelkezik, ahol n az etilén-oxid egységek számát képviseli. A PEG molekulatömege nagymértékben változhat, néhány száz -több tízezerről, ami befolyásolja annak fizikai és kémiai tulajdonságait. Például az alacsony - molekuláris - súlyú csapok több víz - oldódnak és alacsonyabb a viszkozitásuk, míg a magas molekuláris - súlyú csapok viszkózusok és géleket képezhetnek.
PEG szintézise
A PEG -származékok beszerzésének első lépése a PEG szintézise. A PEG -t általában az etilén -oxid gyűrűs - nyitó polimerizációján keresztül szintetizálják. Ezt a reakciót általában erős bázis, például nátrium -hidroxid vagy kálium -hidroxid indítja el.
A reakciómechanizmus magában foglalja a hidroxid -ion támadását az etilén -oxid gyűrűn, kinyitva és alkoxid -ion előállítását. Ez az alkoxid -ion ezután reagálhat egy másik etilén -oxid -molekulával, amely a polimer láncot terjeszti. A reakció a következőképpen ábrázolható:
Iniciáció:
Ro⁻ + ch₂ - ch₂ - o → ro - ch₂ - o⁻ - o⁻
Szaporítás:
Ro - (ch₂ - ch₂ - o) ₘ⁻+ ch₂ - ch₂ - o → ro - (ch₂ - ch₂ - o) ₘ₊₁⁻
Megszüntetés:
Ro - (ch₂ - ch₂ - o) ₙ⁻+ h⁺ → ro - (ch₂ - ch₂ - o) ₙ - h
A kapott PEG molekulatömegét a kezdeményező és az etilén -oxid arányának beállításával lehet szabályozni. Az iniciátor és az etilén -oxid magasabb aránya alacsonyabb - molekuláris - súlyú PEG -t eredményez, míg az alacsonyabb arány magasabb - molekuláris - súlyt eredményez.
PEG -származékok szintézise
Miután a PEG szintetizálódott, tovább módosítható, hogy különféle származékokat képezzen. Számos általános módszer létezik a PEG -származékok szintetizálására, amelyeket az alábbiakban ismertetünk.
Észterezés
Az észterezés az egyik legegyszerűbb módszer a PEG -származékok szintetizálására. Ebben a reakcióban a PEG hidroxilcsoportjai karbonsavakkal vagy sav -kloridokkal reagálnak katalizátor jelenlétében. Például, amikor a PEG zsírsavval reagál sav -katalizátor, például kénsav jelenlétében, egy PEG -zsírsav -észter képződik.
A reakció ábrázolható:
Ho - (ch₂ - ch₂ - o) ₙ - oh+ r - cooh → r - coo - (ch₂ - ch₂ - o) ₙ - oh+ h₂o
Ezt a módszert széles körben használják a PEG hidrofób csoportok bevezetésére, amelyek hasznosak lehetnek olyan alkalmazásokban, mint például a gyógyszerszállítási rendszerek. A reakcióviszonyok, például a reakcióidő, a hőmérséklet és a reagensek arányának szabályozásával a helyettesítés mértéke beállítható.
Amidáció
Az amidáció egy másik fontos módszer a PEG -származékok szintetizálására. Ebben a reakcióban a PEG hidroxilcsoportjai először reaktívabb csoportokká alakulnak, például toszilát vagy mezilátcsoportokká. Ezután ezek az aktivált PEG -ek aminokkal reagálnak amid -összekapcsolt PEG -származékok kialakítására.
A reakció lépései a következők:
- PEG aktiválása:
Ho - (ch₂ - ch₂ - o) ₙ - oh + tscl → (ch₂ - ch₂ - o) ₙ - oh + hcl - Amidáció:
TSO - (ch₂ - ch₂ - o) ₙ - oh+ r - nh₂ → r - nh - co - (ch₂ - ch₂ - o) ₙ - oh+ tsoh
Az amidációt gyakran használják olyan funkcionális csoportok bevezetésére, mint például a ligandumok vagy a fluoreszcens címkék megcélzása a PEG -hez, ami javíthatja a PEG -származékok funkcionalitását a biológiai alkalmazásokban.
Tiol - maleimid reakció
A tiol - maleimid reakció nagyon specifikus és hatékony módszer a PEG -származékok szintetizálására. Maleimid - A funkcionalizált PEG reagálhat tiollal - enyhe körülmények között molekulákat tartalmaz, hogy stabil tioeter -összekapcsolt PEG -származékokat képezzen.
A reakciómechanizmus magában foglalja a tiolcsoport Michael hozzáadását a maleimid csoport kettős kötéséhez. Ez a reakció gyors és szelektív, így alkalmassá teszi a PEG biomolekulákkal, például fehérjékkel és peptidekkel való konjugációját.
Például, ha van egy maleimid - PEG és egy tiol - tartalmazó peptid, akkor a reakció ábrázolható:
Maleimide - PEG+ HS - Peptid → PEG - S - Peptid
Kattintson a kémia kattintására
Kattintson a kémia, különösen a réz - katalizált azid - alkin -cikloaddition (CUAAC), hatékony eszközként jelent meg a PEG -származékok szintetizálásához. Ebben a reakcióban egy azid - funkcionált PEG reagál egy alkinnal - molekulát tartalmazó rézkatalizátor jelenlétében, hogy 1,2,3 - triazol -összekapcsolt PEG -származékot képezzen.
A reakció ábrázolható:
N₃ - PEG+ R - C≡CH → PEG - Triazol - R
A kattintási kémia számos előnyt kínál, beleértve a magas reakcióhatékonyságot, az enyhe reakcióviszonyokat és a kiváló szelektivitást. Széles körben használják a komplex PEG -alapú anyagok és a biokonjugátumok szintézisében.
A specifikus PEG -származékok szintézise: DMPE - PEG2000
Az egyik népszerű PEG -származék, amelyet szolgáltatunkDMPE - PEG2000 (CAS: 384835 - 59 - 0)- A DMPE - PEG2000 egy lipid - PEG konjugátum, ahol a DMPE (1,2 - dimyristoil - SN - Glycero - 3 - foszfoetanol -amin) foszfolipid, és a PEG2000 molekulatömege körülbelül 2000.
A DMPE - PEG2000 szintézise általában magában foglalja az aktivált PEG2000 reakcióját a DMPE -vel. Például, ha a PEG2000 -et először egy szukcinimidil -észtercsoporttal aktiválják, akkor reagálhat a DMPE amino -csoportjával, hogy amidkötést képezzen.
A reakció lépései a következők:
- A PEG2000 aktiválása:
HO - PEG2000+ NHS - ESTER → NHS - PEG2000+ H₂O - Konjugáció DMPE -vel:
NHS - PEG2000+ DMPE - NH₂ → DMPE - CONH - PEG2000+ NHS
Minőségellenőrzés a szintézisben
A PEG -származékok szintézise során a minőség -ellenőrzés döntő jelentőségű. Mi, mint PEG -származékos szolgáltatók, szigorú minőség -ellenőrzési intézkedéseket hajtunk végre a szintézis folyamatának minden lépésében. Ez magában foglalja a reakció körülmények, például a hőmérséklet, a pH és a reakcióidő megfigyelését a reprodukálhatóság biztosítása érdekében. Különböző analitikai technikákat is használunk, például nukleáris mágneses rezonancia (NMR) spektroszkópiát, tömegspektrometriát és nagy teljesítményű folyadékkromatográfiát (HPLC), a szintetizált PEG -származékok jellemzésére. Ezek a technikák információkat szolgáltathatnak a termékek molekulatömegéről, tisztaságáról és felépítéséről, biztosítva, hogy megfeleljenek az ügyfelek által megkövetelt magas színvonalú előírásoknak.
Következtetés
A PEG -származékok szintézise összetett, de jól megalapozott mező. Különböző kémiai reakciók, például észterezés, amidáció, tiol - maleimid reakció és kattintás kattintása révén a különböző funkcionális csoportokkal és tulajdonságokkal rendelkező PEG -származékok széles skálája kapható. Vezető PEG -származékos szolgáltatóként elkötelezettek vagyunk a legújabb és legmegbízhatóbb módszerekkel szintetizált magas minőségű termékek biztosításáért.
Ha érdekli a PEG -származékaink, vagy speciális követelményekkel rendelkeznek a testreszabott szintézishez, felkérjük Önt, hogy vegye fel velünk a kapcsolatot a beszerzés és a további megbeszélések céljából. Szakértői csapatunk készen áll arra, hogy segítsen Önnek az alkalmazásokhoz legmegfelelőbb PEG -származékok megtalálásában.
Referenciák
- Harris, JM, és Zalipsky, S. (szerk.). (2009). Poli (etilénglikol) kémia és biológiai alkalmazások. American Chemical Society.
- Hermanson, GT (2013). Biokonjugátum technikák. Academic Press.
- Kolb, HC, Finn, MG és Sharpless, KB (2001). Kattintson a kémia kattintása: Néhány jó reakció különféle kémiai funkciója. Angewandte Chemie International Edition, 40 (11), 2004 - 2021.