具有增强的扩增性和内部官能度的树枝状聚合物
阅读：424发布：2021-12-08
专利汇可以提供具有增强的扩增性和内部官能度的树枝状聚合物专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且公开了具有增强的扩增和内部官能团的树枝形 聚合物 。这些树枝形聚合物以清洁的化学过程、常常单种产物、低过量 试剂 、低 水 平的稀释、高容量方法、更容易放大到工业规模、新颖的原料和较低成本，通过迅速的、反应活性的开环化学过程(或其它快速反应)的使用兼顾支化单元试剂的使用以受控方式一代接一代地快速地和精确地构造树枝状结构而制备。所制备的树枝状组合物具有新颖的内部官能团、更大的 稳定性 (例如， 热稳定性 和低的或没有的反向迈克尔反应)，并且在较低的代达到包封表面 密度 。出乎意料地，多官能化支化单元试剂与多官能化核的这些反应不产生交联的材料。此类树枝形聚合物可用作油/水乳液的破乳剂、在造纸中的 湿强度 剂、质子清除剂、聚合物、 纳米级 单体 、 电子 显微术的校正标准物、制造尺寸选择性 薄膜 、和改进水性配制剂如涂料中的 粘度 的试剂。当这些树枝形聚合物具有与它们的表面和/或内部相结合的被担载材料时，这些树枝形聚合物具有担载这些材料的附加性能，这归因于树枝形聚合物的独特性能，如用于 给药 ， 转染 和诊断。，下面是具有增强的扩增性和内部官能度的树枝状聚合物专利的具体信息内容。
1.分子式(I)的树枝状聚合物：
(分子式I)
其中：
(C)表示核；
(FF)表示所述核的焦点官能团组分；
x独立地是0或1-Nc-1的整数
(BR)表示支化单元，如果p大于1，则(BR)可以是相同或不同的 结构部分；
p是树枝形大分子中的支化单元(BR)的总数，并且是通过下面 的方程式得出的1-2000的整数：
其中：G是围绕所述核的同心支化单元外壳(代)的数目；
i是最后的代G；
Nb是支化单元多重性；和
Nc是核多重性，并且是1-1000的整数；
(IF)表示内部官能团，如果q大于1，(IF)可以是相同或不同的 结构部分；
q独立地是0或1-4000的整数；
(EX)表示扩链剂，如果m大于1，(EX)可以是相同或不同的结构 部分；
m独立地是0或1-2000的整数；
(TF)表示末端官能团，如果z大于1，(TF)可以是相同或不同的 结构部分；
z表示表面基团的数目，为1到对于给定代数G的(C)和(BR)来说 可能的理论值，并由以下方程式得出
z＝NcNbG；
其中：G，Nb和Nc如以上所定义；和
前提条件是，存在(EX)或(IF)中的至少一个。
2.权利要求1的树枝状聚合物，其中
Nc是1到20的整数；q是0或1到250的整数；p是1到250的 整数；和m是0或从1到250的整数；和
q或m中的一个必须是至少1；和
当q和m两者都大于1时，(BR)和(EX)可以与彼此的结构部分交 替地存在或相继出现的多个基团(BR)或(EX)顺序地存在。
3.式(II)的树枝状聚合物：
式(II)
其中
核＝(C)，(TF)、G、Nc、Nb、i、z和p与权利要求1中相同定义， 以及(BR)必须具有所存在的(IF)结构部分或能够原位产生(IF)。
4.权利要求1、2或3的树枝状聚合物，其中(C)是简单核。
5.权利要求4的树枝状聚合物，其中简单核是聚(缩水甘油醚) [例如，双酚缩水甘油醚，季戊四醇四缩水甘油醚(PETGE)，四羟苯基 乙烷缩水甘油醚(TPEGE)，三羟苯基甲烷三缩水甘油醚(TPMTGE)，三羟 甲基丙烷三缩水甘油醚(TMPTGE)，双(4-缩水甘油基氧基苯基)甲烷 (BGPM)]，四(环氧基丙基)氰脲酸酯(TEPC)，三(2，3-环氧基丙基)异氰 脲酸酯(TGIC)，三[2-(丙烯酰氧基)乙基)异氰脲酸酯，4，4’-亚甲 基双(N，N’-二缩水甘油基苯胺)(MBDGA)，二缩水甘油基苯胺，N，N’- 二缩水甘油基-4-缩水甘油氧基苯胺(DGGA)，山梨醇，甘油，新戊基， 寡聚新戊基二缩水甘油醚，叔丁基缩水甘油醚，烯丙基缩水甘油醚， 季戊四醇三缩水甘油醚(PETriGE)，季戊四醇三烯丙基醚(PETriAE)， 季戊四醇四叠氮化物(PETAZ)，新戊基四炔丙基醚，单烷基新戊基三炔 丙基醚，三叠氮化物，四叠氮化物，氨基乙醇，氨，多胺[例如，乙二 胺(EDA)，PAMAM，六亚甲基二胺(HMDA)，二亚乙基三胺，甲基异丙叉 基，亚烷基双(2-卤乙基胺)，芳基甲基卤化物(例如苄基卤)，哌嗪， 氨基乙基哌嗪，超支化(例如，聚赖氨酸，聚亚乙基亚胺，聚亚丙基 亚胺，三-2-(氨基乙基胺)]，线形聚亚乙基亚胺，水，硫化氢，亚烷 基/亚芳基二硫醇，双(2-哌嗪基乙基)二硫化物(BPEDS)，胱胺，4，4’ -二硫代二丁酸，二硫代丁酸二甲酯(DMDTB)，巯基烷基胺，硫醚烷基 胺，异氰脲酸酯，杂环类，1，4，7，10-四氮杂环十二烷-1，4，7-三(乙 酸)(DO3A)，1，4，7，10-四氮杂环十二烷-1，4，7，10-四(乙酸)(DOTA)， 大环类(例如冠醚)，多碳核(乙烯，丁烷，己烷，十二烷)，聚甲基 丙烯酸缩水甘油酯，聚(官能化丙烯酸酯)(例如，三羟甲基丙烷三 丙烯酸酯(TMPTA)，二烯丙基胺)，氨基二乙酸二乙基酯，三(羟甲基) 氨基甲烷，膦，卟吩类(例如卟啉)，环氧烷类，环硫烷类[例如四环硫 乙烷(TES)]，氧杂环丁烷类，氮杂环丙烷类，氮杂环丁烷类，多叠氮 基官能化物(例如从PETGE衍生的四叠氮基加合物)，硅氧烷类，噁唑 啉类[例如聚(2-乙基-2-噁唑啉)(PEOX)]，氨基甲酸酯类或己内酯类。
6.权利要求5的树枝状聚合物，其中简单核是胱胺，二胺二硫化 物，二叠氮基二硫化物，二硫化物联乙炔，炔丙基季戊四醇三烯丙基 醚，炔丙基季戊四醇三缩水甘油醚，季戊四醇四叠氮化物，季戊四醇 四缩水甘油醚，四羟苯基乙烷缩水甘油醚，三羟苯基甲烷三缩水甘油 醚，三羟甲基丙烷三缩水甘油醚，三(2，3-环氧基丙基)异氰脲酸酯， 三羟甲基丙烷三丙烯酸酯，异氰脲酸酯，杂环类，聚(2-乙基-2-噁唑 啉)，多碳核(乙烯，丁烷，己烷，和十二烷)，膦，或具有单个或多个 官能化环氧基，多官能化链烯烃、炔烃或芳基，或多叠氮基官能团的 线性、支化或环状结构部分。
7.权利要求1、2或3的树枝状聚合物，其中(C)是支架核。
8.权利要求7的树枝状聚合物，其中该支架核是封端材料，例如 各自被一个或多个氨基乙基哌嗪，叠氮化物，炔丙基官能团，哌嗪， 二-亚氨基二乙酸，或环氧基表面PEHAM，或它们的混合物所封端的三 羟甲基丙烷三丙烯酸酯，或季戊四醇四缩水甘油醚(PETGE)或三羟甲基 丙烷三缩水甘油醚(TMPTGE)或四羟苯基乙烷缩水甘油醚(TPEGE)或三 羟苯基甲烷三缩水甘油醚(TPMTGE)。
9.权利要求1、2或3的树枝状聚合物，其中(C)是超级核。
10.权利要求9的树枝状聚合物，其中该超级核是用作核官能团 的树枝形大分子或是零价金属微粒(例如，Au，Ag，Cu，Pd，Pt)，金 纳米粒子，金纳米棒，胶体，胶乳颗粒，金属氧化物，纳米晶体，量 子点，胶束，气囊，脂质体，巴基球，碳纳米管(单壁和多壁)，碳纤 维，硅石，或本体金属表面，并且其中其它结构附着于核表面或从核 表面生长。
11.权利要求9的树枝形聚合物，其中(C)是包括下列组分的超级 核，其中：PAMAM是核，PEHAM生长于或附着于它的表面上；PEHAM是 核，PEHAM生长于或附着于它的表面上；PEHAM是核，PEHAM和PAMAM 生长于或附着于它的表面上；PAMAM是核，PEHAM和PAMAM生长于或附 着于它的表面上；PEHAM是核，PAMAM生长于或附着于它的表面上；聚 赖氨酸树枝形大分子是核和PEHAM生长于或附着于它的表面上，PPI 是核和PEHAM生长于或附着于它的表面上；或多元醇是核和PEHAM生 长于或附着于它的表面上。
12.权利要求1，2或3的树枝形聚合物，其中(C)是至少一种亲 核的(Nu)，一种亲电的(E)，或一种其它(O)结构部分；或键接到至少 两个有序的树枝状分支上的多价核；或核原子或分子，它们可以是任 何一价或单官能的结构部分或任何多价或多官能团的结构部分，优选 具有2-25000个价键的官能化位置可供树枝状分支键合用的多官能化 结构部分。
13.权利要求12的树枝形聚合物，其中(C)是亲核的(Nu)并且是 氨，水，硫化氢，膦，多(亚烷基二胺)如乙二胺，六亚甲基二胺，十 二烷基二胺，多亚烷基多胺如二亚乙基三胺，三亚乙基四胺，四亚乙 基五胺，五亚乙基六胺，多(亚丙基亚胺)，线形和支化的多(亚乙基亚 胺)和聚(酰胺基胺)，伯胺如甲基胺，羟乙胺，十八烷基胺，聚(亚甲 基二胺)，大环/穴状配体多胺，聚(氨基烷基芳烃)，三(氨基烷基) 胺，甲基异丙叉基二亚乙基三胺，亚烷基双(2-卤乙基胺)，芳基甲基 卤化物(例如，苄基卤)，高度支化(例如，聚赖氨酸)，聚(亚丙基亚胺)， 三-2-(氨基乙基胺)，杂环胺，星形/梳形-支化多胺，哌嗪和它的衍生 物(例如，氨基烷基哌嗪)，乙二醇，聚亚烷基多元醇，聚亚烷基多硫 醇，苯硫酚，酚类，或作为封端核的这些核当中的任何一种[例如，叔 丁氧基羰基(BOC)]，其中至少一个Nc价态是未封端的。
14.权利要求12的树枝形聚合物，其中(C)是亲电的(E)或用布朗 斯特德酸/路易斯酸或烷基化/酰化试剂转化成(E)并且是环醚(例如， 环氧化物)，环氧烷，环状硫化物(例如，氯环硫丙烷)，氮杂环丙烷， 氮杂环丁烷，硅氧烷，氧杂环丁烷，噁唑啉，噁嗪，氨基甲酸酯，己 内酯类，羧酸酐，硫内酯，磺内酯，β-内酰胺，α，β-烯属不饱和 羧酸酯如(C2-C18烷基)丙烯酸酯(例如，丙烯酸甲酯，丙烯酸乙酯)，甲 基丙烯酸(C2-C18烷基)酯，丙烯腈，衣康酸甲基酯，富马酸二甲基酯， 马来酸酐，或酰胺类如丙烯酰胺，或作为封端核的这些核中的任何一 种，其中至少一个Nc价态是未封端的。
15.权利要求12的树枝形聚合物，其中(C)是其它(O)结构部分并 且是多官能引发剂核，该核属于能够产生多价核或自由基受体基团(例 如，烯烃)的化合物，或是1，3-偶极环化加成结构部分(例如，多炔烃 和多叠氮化物)。
16.权利要求12的树枝形聚合物，其中(C)是三丙烯酸酯，四丙 烯酸酯，三聚氮杂环丙烷，四聚氮杂环丙烷，三叠氮化物，四叠氮化 物，三环硫烷，四环硫烷，三噁唑啉，四噁唑啉，三环氧化物，四环 氧化物，二缩水甘油基苯胺，新戊醇，氨基烷基醇，亚烷基二胺，四 芳基甲烷，三芳基甲烷，三缩水甘油醚，四芳基甲烷，四缩水甘油醚， 双(环氧丙氧基苯基)链烷烃，四环硫丙烷，三缩水甘油基异氰脲酸酯， 三(2，3-环氧基丙基)异氰脲酸酯，亚甲基双(二缩水甘油基苯胺)，或 四环硫丙烷。
17.权利要求12的树枝形聚合物，其中(C)是胱胺，异氰脲酸酯， 杂环，多碳核(例如，乙烯，丁烷，己烷，十二烷)，膦，或具有单个 或多个官能化环氧基的线形，支化或环状结构部分。
18.权利要求1或2的树枝形聚合物，其中(FF)是能够使树突用 作核，能够使两个或多个树突连在一起，或能够使得与(C)，(BR)，或 (EX)和(BR)反应的任何结构部分。
19.权利要求18的树枝形聚合物，其中(FF)是氢，硫醇，胺，羧 酸，酯，醚，环醚(例如，冠醚，穴状配体)，卟啉类，羟基，马来酰 亚胺，烷基，烯基，炔基，烷基卤，芳基烷基卤，膦基，膦，硼烷， 醇，醛，丙烯酸酯，环酐，氮杂环丙烷，吡啶，腈，衣康酸酯，环状 硫内酯，硫环丙烷，氮杂环丁烷，环内酯，大环[例如，1，4，7，10-四 氮杂环十二烷-1，4，7，10-四(乙酸)(DOTA)，1，4，7，10-四氮杂环十二 烷-1，4，7-三(乙酸)(DO3A)]，螯合配位体[例如，二亚乙基三胺五乙酸 (DTPA)]异氰酸酯，异硫氰酸酯，寡核苷酸，氨基酸，肽，环肽，蛋 白质，抗体或片段，适配体，咪唑，叠氮化物，巯基胺，硅烷，噁唑 啉，环氧烷，氧杂环丁烷，噁嗪，亚胺，甲苯磺酸盐，金属，生物素， 链霉抗生物素，抗生素蛋白，保护基团(例如，叔丁氧基羰基(BOC)或 酮溶剂保护的)，硅氧烷或它的衍生物，或取代衍生物或它们的结合物， 或适合于单击化学反应的基团(例如，多叠氮基或多炔官能团)。
20.权利要求18的树枝形聚合物，其中(FF)是巯基，氨基，羧基 和羧酸酯，噁唑啉，异硫氰酸酯，异氰酸酯，羟基，环氧化物，原酸 酯，丙烯酸酯，甲基丙烯酸酯，苯乙烯基，或乙烯基苄基结构部分。
21.权利要求1、2或3的树枝形聚合物，其中(BR)是任何亲核的 (Nu)，亲电的(E)或其它(O)试剂，或可以原位从(BR)的前体形成，该 (BR)能够与(C)，扩链剂(EX)，与另一种支化单元或支化单元试剂(BR) 或末端官能团(TF)进行反应，导致通式(I)树枝形聚合物的下一代G 所存在的反应活性基团的多重性或扩增，并且当(BR)在一个以上的代 中出现时，它们可以是相同的或不同的(BR)结构部分。
22.权利要求21的树枝形聚合物，其中(BR)与共反应物一起用于 形成核加合物和然后进一步与第二共反应物进行反应。
23.权利要求21的树枝形聚合物，其中(BR)是未封端的或部分封 端的支化或线形的，或者伯或仲多胺，二亚乙基三胺(DETA)，2-咪唑 烷基-1-氨基乙烷(IMAE)，二乙醇胺(DEA)，二苄基胺(DBA)，三亚乙基 四胺(TETA)，四亚甲基五胺，聚(亚乙基亚胺)，甲基胺，双(烯丙基) 胺(BAA)，羟乙胺，十八烷基胺，亚氨基二乙酸二乙基酯(DEIDA)，聚(亚 甲基二胺)如六亚甲基二胺(HMDA)，聚氨基烷基芳烃，三(氨基烷基) 胺如三(氨基乙基)胺(TREN)，三(羟甲基)氨基甲烷(TRIS)，线形和支 化聚(亚乙基亚胺)，线形和支化聚(酰胺基胺)，杂环胺如咪唑啉，哌 啶(PIPZ)，氨基烷基哌嗪，甲基异丁基保护的1-(2-氨基乙基)哌嗪 (PEA)，季戊四醇四缩水甘油醚(PETGE)；或各种其它胺如羟乙基氨基 乙基胺，(2-羟乙基)乙二胺(HEDA)，巯基烷基胺，巯基乙胺，亚氨基 二炔烃，亚氨基二烯烃，取代哌嗪，聚乙烯基苄基氯的氨基衍生物和 其它苄基胺如三(1，3，5-氨基甲基)苯；或多元醇如季戊四醇，乙二醇， 聚亚烷基多元醇如聚乙二醇，聚丙二醇，1，2-二巯基乙烷或聚亚烷基 多硫醇；苯硫酚或苯酚类；或炔烃聚环氧化物，羟烷基叠氮化物，烷 基叠氮化物，三-和四-氮杂环丙烷，三-和四-噁唑啉，三唑，硫醇烷 基，硫醇(FF)树突，烯丙基，丙烯酸酯，甲基丙烯酸酯，或烯烃官能 团或上述任何基团的封端结构部分。
24.权利要求21的树枝形聚合物，其中(BR)是三丙烯酸酯，四丙 烯酸酯，三环氧化物，四环氧化物，二烯丙基胺，二乙醇胺，亚氨基 二乙酸二乙基酯，双(2-卤代烷基)胺，三(羟甲基胺)，保护的二亚乙 基三胺(DETA)，或丙烯酸甲酯可以使用，其中包括原位形成的。
25.权利要求21的树枝形聚合物，其中(BR)是下列中的一种或多 种：环醚(环氧化物)，环氧烷，硫化物(氯环硫丙烷)，氮杂环丙烷， 氮杂环丁烷，硅氧烷，氧杂环丁烷，噁唑啉，噁嗪，氨基甲酸酯，己 内酯，羧酸酐，硫内酯，β-内酰胺，或它们的衍生物。
26.权利要求21的树枝形聚合物，其中(BR)是三丙烯酸酯，四丙 烯酸酯，三环氧化物，四环氧化物，三叠氮化物，四叠氮化物，二烯 丙基胺(BAA)，二乙醇胺(DEA)，亚氨基二乙酸二乙基酯(DEIDA)，三(羟 甲基胺)，季戊四醇四缩水甘油醚(PETGE)，季戊四醇三缩水甘油醚 (PETriGE)，季戊四醇三烯丙基醚(PETriAE)，(2-羟乙基)乙二胺 (HEDA)，甲基异丁基保护的1-(2-氨基乙基)哌嗪(PEA)，三(2-氨基乙 基)胺(TREN)，三(羟甲基)氨基甲烷(TRIS)，亚氨基二乙酸二甲酯，保 护的二亚乙基三胺(DETA)(用酮溶剂)，或丙烯酸甲酯，其中包括原位 形成的。
27.权利要求1或2的树枝形聚合物，其中(IF)是从导致形成内 部反应活性部位的开环反应形成的任何活性结构部分。
28.权利要求27的树枝形聚合物，其中(IF)是羟基，硫醇，胺， 膦，烷基硅烷，硅烷，硼烷，羧基，羧酸酯，氯，溴，烯烃，炔烃， 或烷基-或芳基-酰胺。
29.权利要求27的树枝形聚合物，其中(IF)是羟基，硫醇，亚烷 基酯或胺。
30.权利要求1或2的树枝形聚合物，其中(EX)是能够在下一个 G的生长之前延长在树枝形大分子的内部的距离的结构部分，在(BR) 结构部分之前或之后或同时在(BR)之前和之后可以在树枝形聚合物中 出现并且该第二(EX)可以与第一(EX)相同或不同，可以存在(IF)结构 部分，和必须具有至少两个反应活性部位。
31.权利要求30的树枝形聚合物，其中(EX)是氨基酸如赖氨酸， 聚(氨基酸)如聚赖氨酸，寡聚乙二醇，二亚乙基四胺和更高级的胺类 似物，作为5-元咪唑烷基衍生物加以保护的低聚亚烷基胺，具有两个 或更多个异型或同型官能团的脂肪酸，不饱和脂肪族和芳族双官能的 或多官能的结构部分，乙醇胺(EA)，吗啉，二羧酸，N-哌嗪羧酸乙基 酯(EPC)，2-咪唑烷基-1-氨基乙烷(IMAE)，芳基二硫醇，二巯基链烷 烃，三唑，衣康酸二甲酯(DMI)，二叠氮化物，联乙炔，吡咯烷酮，吡 咯烷酮酯，氨基烷基咪唑啉，咪唑烷，聚(亚烷基咪唑烷)，巯基烷基 胺，羟烷基胺或异型的不饱和脂肪族和芳族双官能的或多官能的结构 部分。
32.权利要求30的树枝形聚合物，其中(EX)是二氨基链烷烃，联 苯酚，联硫苯酚，芳族聚(羧酸类)，巯基胺，巯基乙醇，烯丙基胺， 甲基异丁基保护的1-(2-氨基乙基)哌嗪(PEA)，哌嗪(PIPZ)，聚哌嗪， 氨基乙基哌嗪(AEP)，N-哌嗪羧酸乙基酯(EPC)，环状吡咯烷衍生物， 乙二胺(EDA)，亚氨基二乙酸二乙基酯(DEIDA)，或高度支化树枝形聚 合物如聚赖氨酸，聚(酯酰胺)，聚(酰胺基胺)，聚(亚乙基亚胺)或聚(亚 丙基亚胺)结构部分。
33.权利要求30的树枝形聚合物，其中(EX)是甲基异丁基保护的 1-(2-氨基乙基)哌嗪(PEA)，衣康酸二甲酯(DMI)，丙烯酸甲酯，N-哌 嗪羧酸乙基酯(EPC)，1，2，3-三唑，2-咪唑烷基-1-氨基乙烷(IMAE)， 哌嗪，氨基烷基哌嗪，聚(亚烷基哌嗪)，甲基异丙基亚氨基乙基哌嗪 (MIPIEP)，具有二硫化物结构部分的二胺，双(哌嗪烷基)二硫化物， 或哌嗪衍生物。
34.权利要求1、2或3的树枝形聚合物，其中(TF)是任何官能化 活性结构部分或适合于1，3-偶极加成反应即有足够的反应活性进行 加成或取代反应，或开环，聚合物引发基团，或能够用于将树枝状分 支传播到下一代G的任何官能化活性结构部分，其中一些但非全部的 (TF)结构部分可以反应形成下一代G树枝形大分子，该(TF)基团可以 是相同的或不同的，并且当该(TF)结构部分是最后G时，则(TF)是非 反应活性的。
35.权利要求34的树枝形聚合物，其中(TF)是氨基，[包括伯和 仲氨基，它可以是封端的但有至少一个未封端的氨基存在，(例如，甲 基氨基，乙基氨基，羟乙基氨基，肼基，苄基氨基，葡糖胺，氨基酸， 巯基乙基氨基)，叔氨基，(例如，二甲基氨基，二乙基氨基，双(羟乙 基)氨基)，季化氨基，三烷基铵，双(羟乙基)氨基，双(2-卤乙基)氨 基，N-烷基化，N-芳基化，N-酰化的衍生物]；羟基，巯基，羧基，烯 基，烯丙基，芳基，甲基烷基，乙烯基，酰胺基，卤素，脲基，环氧 乙烷基，氮杂环丙烯基，噁唑啉基，氮杂内酯，内酰胺，内酯，咪唑 啉基，磺酸根，磷酸根，硼酸根(boronato)，有机硅烷，异氰酸根， 异硫氰酸根，α-卤酰基，或羟基烷基叠氮基。
36.权利要求34的树枝形聚合物，其中(TF)或(M)是聚乙二醇， 吡咯烷酮，吡咯烷酮酯，羧基哌啶，哌啶，哌嗪，取代哌嗪，氨基烷 基哌嗪，己基酰胺，醛，叠氮化物，氧杂环丁烷，染料[例如，近红外 荧光染料(如花青衍生物，FITC)，比色的(colorimetric)(例如，尼 罗红)，三(羟甲基)酰胺基甲烷，光致变色结构部分(例如，斯德酮， 卟吩)，酰胺基乙基乙醇胺，甲酯基吡咯烷酮，琥珀酰胺酸，酰胺基 乙醇，氨基酸，保护氨基酸，抗体和片段，蛋白质，肽，环肽，阳离 子甾类，大环基团，氮杂冠醚，抗生素/抗细菌剂[例如，氨基糖苷类， amphenicols，安莎霉素类，β-内酰胺(如青霉素，头孢菌素，头霉素， 氧头孢烯类，carbapenems)，四环素，大环内酯，林肯酰胺类，2，4- 二氨基嘧啶，硝基呋喃，喹诺酮，磺酰胺，砜]，抗肿瘤药[例如，烷 基磺酸盐，氮杂环丙烷，环氧化物，乙撑亚胺和甲基蜜胺，氮芥类， 硝基脲，嘌呤类似物，雄激素类，antiadrenals，抗雄激素，抗雌激 素类药，雌激素类，LH-RH类似物，孕激素类和其它类似物]，叶酸和 类似物，环氧化物，丙烯酸酯，甲基丙烯酸酯，胺，羧酸酯，阳离子， 阴离子，中性，芳族，葡糖胺或其它氨基糖，生物素，卵白素，抗生 物素蛋白链菌素，生长因子，激素，适配体，1，4，7，10-四氮杂环十二 烷-1，4，7，10-四(乙酸)(DOTA)，二亚乙基三胺五乙酸(DTPA)，金属螯 合物，萘基磺酸盐，烷基磺酸盐，芳基磺酸盐，靶向基团(例如，CD19， CD22，适配体)，透明质酸，多金属氧酸盐，有机发色团，多价连接的 化合物，碳纳米管，富勒烯，纳米复合材料，全金属纳米粒子，具有 各种的核和壳的全半导体纳米粒子，放射性物质和它们的螯合类似物， 荧光分子(金属盐，有机化合物)，导电性分子，光或电磁能吸收或发 射分子(如UV，VIS(可见光)，IR和微波)，药物或诊断剂的放射性类 似物，硅烷，硅氧烷，硅倍半氧烷，聚(芳基-烷基)多(碘化物)，量子 点，纳米晶体(例如，Au，Ag，Cu等)，多氟化的分子，表面活性剂， 树突，区别的树突，树枝形大分子，甲氧基乙氧基乙氧基，聚酰亚胺(例 如，马来酰亚胺)，除草剂(例如，氟乐灵，2-膦基甲基氨基乙酸)，多 偶氮化合物，聚磷腈(polyphosphazine)，多氟化的磺酸盐，杂原子链 和分支，类脂，淀粉，单糖(例如，甘露糖，右旋糖)，寡核苷酸，复 合糖，药物，如抗癌剂(例如，多柔比星，氨甲喋呤，其它)，乙酰水 杨酸，水杨酸，维生素(例如维生素E，C)，辅因子(例如NADH)，或抗 氧化剂。
37.权利要求1，2或3的树枝形聚合物，其中(TF)和/或(IF)能 够与任何担载材料(M)相结合，后者可以是从一个(M)到：对于(TF)而 言在表面上存在的最高可能数量z，或对于(IF)而言最高空隙体积和 对于(IF)而言在内部存在的q。
38.权利要求34的树枝形聚合物，其中一些或全部的(TF)能够进 一步与(BR)或(EX)反应，进一步生长树枝形大分子或树突表面。
39.权利要求34的树枝形聚合物，其中(TF)是哌嗪和它的衍生 物，烷基哌嗪，氨基烷基哌嗪，1，2，3-三唑，2-咪唑烷基-1-氨基乙烷 (IMEA)，丙烯酸酯，甲基丙烯酸酯，丙烯酰胺，羟基，环氧化物，噁 唑啉，亚烷基亚胺，内酯，氮杂内酯，聚氧化乙烯，氨基乙基亚胺， 羧酸酯，烷基，氮杂环丙烷，叠氮化物，乙基亚胺，烷基酯，环氧化 物，醇，烷基硫醇，硫醇，环硫烷，吗啉，胺，肼基，羧基，烯丙基， 叠氮基，烯基，炔基，羟烷基氨基，保护的二亚乙基三胺(DETA)，羧 基烷基，吡咯烷酮(和它的酯)，和琥珀酰亚胺。
40.权利要求1或2的树枝形聚合物，其中(FF)进一步反应得到： 酰胺；酯；烷基-，烯基-，炔基-或芳基-醚，任选被一个或多个卤素 取代；环醚(例如，冠醚，穴状配体)；卟啉类；硫醚；硫酯；二硫化 物；马来酰亚胺；膦；膦；硼烷；羧酸和它的酯和盐；酰肼；醇；醛； 丙烯酸酯；环酐；氮杂环丙烷；吡啶；腈；炔烃；咪唑；叠氮化物； 巯基胺；硅烷；噁唑啉；环氧烷；氧杂环丁烷；噁嗪；亚胺；甲苯磺 酸酯；吡咯烷酮；环状硫内酯；硫环丙烷；氮杂环丁烷；内酯；氮杂 内酯；大环[例如，1，4，7，10-四氮杂环十二烷-1，4，7，10-四(乙 酸)(DOTA)，1，4，7，10-四氮杂环十二烷-1，4，7-三(乙酸)(DO3A)]；螯 合配位体[例如，二亚乙基三胺五乙酸(DTPA)]；异氰酸酯；异硫氰酸 酯；寡核苷酸；适配体；氨基酸；蛋白质，肽，环肽，抗体和抗体片 段；核苷酸；核苷；金属；生物素；链霉抗生物素；卵白素；封端基 团(例如叔丁氧基羰基(BOC)或溶剂封端)；硅氧烷或衍生物；上述基 团的取代衍生物或它们的结合物；或基适合于单击化学反应的基团(例 如，多叠氮基或多炔烃官能团)。
41.权利要求1或2的树枝形聚合物，其中树枝形聚合物具有由 CPK模型，电子显微术或溶液表征法测定的球状，棒状，无规的高度 支化，树枝形接枝体或核-壳(构造)树枝形大分子或树突的物理形状。
42.权利要求1或2的树枝形聚合物，其中(TF)为表面提供总体 正电荷。
43.权利要求42的树枝形聚合物，其中Nc＝4，(TF)＝哌嗪， 和G＝1。
44.权利要求42的树枝形聚合物，其中(BR)＝三(2-氨基乙基) 胺(TREN)，Nc＝4，和G＝2。
45.权利要求1或2的树枝形聚合物，其中：
(C)是季戊四醇三缩水甘油醚(PETriGE)，季戊四醇四叠氮化物 (PETAZ)，四羟苯基乙烷缩水甘油醚(TPEGE)，或三羟苯基甲烷三缩水 甘油醚(TPMTGE)；或
(BR)是3，3-亚氨基二乙腈(IDAN)，亚胺基双(甲基膦酸)(IMPA)， 双(烯丙基)胺(BAA)，二亚乙基三胺(DETA)，甲基异丁基保护1-(2-氨 基乙基)哌嗪(PEA)，三(2-氨基乙基)胺(TREN)，N-(2-羟乙基)乙二胺 (AEEA)，或2-甲基-2-咪唑啉(MIA)；或
(TF)是四甲基硅烷(TMS)；或
(EX)是三唑。
46.权利要求1或2的树枝形聚合物，其中(EX)＝哌嗪(PIPZ)或 它的衍生物，或三唑或它的衍生物和G＝0，1，2，3或4。
47.权利要求1，2或46的树枝形聚合物，其中当Nc＝3或4时， 则(BR)＝亚氨基二乙酸二乙基酯(DEIDA)，双(烯丙基)胺(BAA)，二 乙醇胺(DEA)，二亚乙基三胺(DETA)，甲基异丁基保护的1-(2-氨基乙 基)哌嗪(PEA)，N-(2-羟乙基)乙二胺(AEEA)，三(羟甲基)氨基甲烷 (TRIS)或三(2-氨基乙基)胺(TREN)。
48.权利要求1，2或46的树枝形聚合物，其中核是脂族结构部 分，其中(C)＝季戊四醇四缩水甘油醚(PETGE)，季戊四醇三缩水甘油 醚(PETriGE)，季戊四醇三烯丙基醚(PETriAE)，三羟甲基丙烷三缩水 甘油醚(TMPTGE)，季戊四醇四叠氮化物(PETAZ)，四(环氧基丙基)氰脲 酸酯(TEPC)，或三(2，3-环氧基丙基)异氰脲酸酯(TGIC)。
49.权利要求1，2或46的树枝形聚合物，其中核是芳族结构部 分，其中(C)＝四羟苯基乙烷缩水甘油醚(TPEGE)或三羟苯基甲烷三缩 水甘油醚(TPMTGE)。
50.权利要求1的树枝形聚合物，其中聚合物是下列中的任何一 种：
[(C)＝EDA；(FF)＝H；(BR)＝三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)； (EX)＝HSEt；(TF)＝OH；G＝1]；
[(C)＝HMDA；(BR)＝三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)；(EX)＝EA； (TF)＝OH；G＝1]；
[(C)＝HMDA；(BR)＝三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)；(EX)＝吗 啉；(TF)＝环醚；G＝1]；
[(C)＝EDA；(FF)＝H；(IF)＝OH；(BR)＝三羟甲基丙烷三缩水甘油 醚(TMPTGE)；(TF)＝环氧化物；G＝1]；和
[(C)＝HMDA；(IF)＝OH；(BR)＝三羟甲基丙烷三缩水甘油醚 (TMPTGE)；(TF)＝环氧化物；G＝1]。
51.权利要求1的树枝形聚合物，其中聚合物是下列中的任何一 种：
[(C)＝季戊四醇四缩水甘油醚(PETGE)；(IF)＝OH；(BR)＝季戊 四醇四缩水甘油醚(PETGE)；(EX)＝哌嗪(PIPZ)；(TF)＝NH；G＝0.5，1.5， 2.5或3.5]；
[(C)＝三羟甲基丙烷三缩水甘油醚(TMPTGE)；(FF)＝乙基；(IF)＝ OH；(BR)＝三羟甲基丙烷三缩水甘油醚(TMPTGE)；(EX)＝哌嗪(PIPZ)； (TF)＝NH；G＝1.5]；
[(C)＝三羟苯基甲烷三缩水甘油醚(TPMTGE)；(FF)＝乙基；(IF) ＝OH；(BR)＝三(羟甲基)氨基甲烷(TRIS)；(TF)＝OH；G＝1]；
[(C)＝三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)；(FF)＝乙基；(BR)＝ 三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)；(EX)＝哌嗪(PIPZ)；(TF)＝NH； G＝1.5]；和
[(C)＝季戊四醇四缩水甘油醚(PETGE)；(IF)＝OH；(BR)＝双(烯 丙基)胺(BAA)；(TF)＝烯丙基；G＝1]。
52.权利要求1的树枝形聚合物，其中聚合物是下列中的任何一 种：
[(C)＝三羟甲基丙烷三缩水甘油醚(TMPTGE)；(FF)＝乙基；(IF)＝ OH；(BR)＝三(羟甲基)氨基甲烷(TRIS)；(TF)＝OH；G＝1]；
[(C)＝季戊四醇四缩水甘油醚(PETGE)；(IF)＝OH；(BR)＝三(羟 甲基)氨基甲烷(TRIS)；(TF)＝OH；G＝1]；
[(C)＝三羟甲基丙烷三缩水甘油醚(TMPTGE)；(FF)＝乙基；(IF)＝ OH；(BR)＝二乙醇胺(DEA)；(TF)＝OH；G＝1]；
[(C)＝三羟甲基丙烷三缩水甘油醚(TMPTGE)；(FF)＝乙基；(IF)＝ OH；(BR)＝亚氨基二乙酸二乙基酯(DEIDA)和三(2-氨基乙基)胺 (TREN)；(TF)＝NH2；G＝2]；
[(C)＝季戊四醇四缩水甘油醚(PETGE)；(IF)＝OH；(BR)＝亚 氨基二乙酸二乙基酯(DEIDA)和三(2-氨基乙基)胺(TREN)；(EX)＝衣康 酸二甲酯(DMI)；(TF)＝CO2Me；G＝2.5]；
[(C)＝四羟苯基乙烷缩水甘油醚(TPEGE)；(IF)＝OH；(BR)＝二 亚乙基三胺(DETA)；(TF)＝NH2；G＝1]；
[(C)＝三羟甲基丙烷三缩水甘油醚(TMPTGE)；(FF)＝乙基；(IF)＝ OH；(BR)＝衣康酸二甲酯(DMI)和三(2-氨基乙基)胺(TREN)；(EX)＝ 衣康酸二甲酯(DMI)；(TF)＝CO2Me；G＝2.5]；
[(C)＝季戊四醇四缩水甘油醚(PETGE)；(IF)＝OH；(BR)＝亚氨 基二乙酸二乙基酯(DEIDA)和三(2-氨基乙基)胺(TREN)；(TF)＝NH2； G＝2]；
[(C)＝三羟甲基丙烷三缩水甘油醚(TMPTGE)；(FF)＝H；(IF)＝ OH；(BR)＝三(羟甲基)氨基甲烷(TRIS)；(TF)＝OH；G＝1]；
[(C)＝四羟苯基乙烷缩水甘油醚(TPEGE)；(IF)＝OH；(BR)＝三 (2-氨基乙基)胺(TREN)和三(羟甲基)氨基甲烷(TRIS)；(EX)＝ MeAcry1；(TF)＝OH；G＝3]；
[(C)＝四羟苯基乙烷缩水甘油醚(TPEGE)；(IF)＝OH；(BR)＝三 (2-氨基乙基)胺(TREN)；(EX)＝MeAcry1；(TF)＝CO2Me；G＝2.5]；
[(C)＝季戊四醇四缩水甘油醚(PETGE)；(IF)＝OH；(BR)＝季戊 四醇四缩水甘油醚(PETGE)；(EX)＝哌嗪(PIPZ)；(TF)＝NH；G＝1.5]；
[(C)＝季戊四醇四缩水甘油醚(PETGE)；(IF)＝OH；(BR)＝季戊 四醇四缩水甘油醚(PETGE)和Gly；(EX)＝哌嗪(PIPZ)；(TF)＝OH；G＝2]；
[(C)＝BPEDS；(IF)＝OH；(BR)＝季戊四醇四缩水甘油醚(PETGE)； (EX)＝甲基异丁基保护1-(2-氨基乙基)哌嗪(PEA)；(TF)＝环氧基；G ＝1]；
[(C)＝BPEDS；(FF)＝SH；(IF)＝OH；(BR)＝季戊四醇四缩水甘油 醚(PETGE)；(EX)＝甲基异丁基保护1-(2-氨基乙基)哌嗪(PEA)； (TF)＝NH2；G＝1]；
[(C)＝季戊四醇四缩水甘油醚(PETGE)；(IF)＝OH；(BR)＝甲基 异丁基保护1-(2-氨基乙基)哌嗪(PEA)；(TF)＝NH2；G＝1]；
[(C)＝四羟苯基乙烷缩水甘油醚(TPEGE)；(IF)＝OH；(BR)＝三 (2-氨基乙基)胺(TREN)；(TF)＝NH2；G＝1]；
[(C)＝季戊四醇四缩水甘油醚(PETGE)；(IF)＝OH；(BR)＝亚 氨基二乙酸二乙基酯(DEIDA)；(TF)＝CO2Et；G＝1.5]；
[(C)＝三羟甲基丙烷三缩水甘油醚(TMPTGE)；(FF)＝乙基；(IF) ＝OH；(BR)＝亚氨基二乙酸二乙基酯(DEIDA)；(TF)＝CO2Et；G＝1.5]；
[(C)＝三羟苯基甲烷三缩水甘油醚(TPMTGE)；(FF)＝H；(IF)＝ OH；(BR)＝二乙醇胺(DEA)；(TF)＝OH；G＝1]；
[(C)＝三羟苯基甲烷三缩水甘油醚(TPMTGE)；(FF)＝H；(IF)＝ OH；(BR)＝亚氨基二乙酸二乙基酯(DEIDA)；(TF)＝CO2Et；G＝1.5]； 和
和[(C)＝季戊四醇四缩水甘油醚(PETGE)；(IF)＝OH；(EX)＝N- 哌嗪羧酸乙基酯(EPC)；(TF)＝NH；G＝0]。
53.权利要求1或2的树枝形聚合物，其中聚合物具有增强的热 稳定性、改进的化学稳定性、和/或窄的多分散性范围。
54.权利要求1，2或3的树枝形聚合物，其中担载材料(M)与树 枝形聚合物在后者的内部或表面上或同时在内部和表面上相结合。
55.权利要求54的树枝形聚合物，其中担载材料(M)与树枝形聚合 物的内部(IF)结构部分相结合。
56.权利要求54的树枝形聚合物，其中担载材料是药物学活性剂 或前体药物。
57.配制剂，它包括权利要求56的树枝形聚合物，并且存在至少 一种药物学上可接受的稀释剂或载体。
58.权利要求54的树枝形聚合物，其中担载材料是农业用活性 剂。
59.配制剂，它包括权利要求58的树枝形聚合物，并且存在至少 一种在农业方面可接受的稀释剂或载体。
60.权利要求1，2或3的树枝形聚合物，其中(FF)具有x＝Nc-1 和形成了树突。
61.根据权利要求1-55和60中任何一项所要求的式(I)的树枝形 聚合物在能量和电子应用中的用途，如用于燃料电池(例如，膜，催化 剂)，能量存储(例如，氢)，微波吸收器，红外吸收剂，固态发光，设 备的热管理，发光二极管，显示器，电子油墨，层间绝缘材料，光刻 胶和纳米刻蚀成图案，纳米光刻技术，晶体管，分子电子，电信设备(例 如，波导管)，光子，光-电转变器，照相材料，量子点，和材料的秘 密增强。
62.权利要求1-55和60中任何一项所要求的式(I)的树枝形聚合 物与溶剂或干燥配制剂一起用作调色剂组合物。
63.权利要求1-55和60中任何一项所要求的式(I)的树枝形聚合 物与染料(如阴离子染料，光致变色染料，热致变色的染料，液晶)， 盐，抗静电，表面活性剂，抗氧化剂，溶剂(如水)一起使用或纯净使 用；和与其它所需组分一起使用，得到无沉淀物的油墨，后者能够沉 积在纸张或其它印刷面上；用于涂覆或渗透合成和天然纤维，后者可 用于布料，在布料、地毯和其它此类物品中的图案的许多应用中。
64.权利要求1-55和60中任何一项的通式(I)的树枝形聚合物用 作涂料配制剂，堵缝配制剂和填料配制剂，该配制剂例如用于纸，胶 乳，颜料，聚合物，光学纤维，玻璃，金属表面，玻璃纤维，陶瓷， 橡胶，木材，混凝土，石头，纤维，和布料。
65.权利要求1-55和60中任何一项的通式(I)的树枝形聚合物作 为涂料用于容器，支架，卫生器材，导管，植入物，微阵列玻片，细 胞培养板，电极和传感器。
66.权利要求1-55和60中任何一项的通式(I)的树枝形聚合物， 作为载体用于分离或过滤或用于尺寸校正。
67.权利要求1-55和60中任何一项的通式(I)的树枝形聚合物作 为组合物用于牙科复合材料，光可固化的材料，流变性改性剂，聚合 物粘合剂，聚合物添加剂，电磁辐射吸收剂，防伪造介质，孔隙度改 性剂，消毒剂，抗细菌剂，调味料，除臭剂，抗淀粉状蛋白产生剂， 提高特性，减少收缩率，和/或改进粘合性。
68.权利要求1-55和60中任何一项的式(I)的树枝形聚合物用于 制造计算机存储系统，磁存储系统，以及电子和光子晶体管。
69.权利要求1-55和60中任何一项的式(I)的树枝形聚合物用作 金属离子、金属颗粒、磁性和顺磁性颗粒、合金、催化剂、反复使用 催化剂、金属泡孔泡沫体、纳米反应器、半导体颗粒和量子点的载体。
70.权利要求54-57和60中任何一项的式(I)的树枝形聚合物用 作前体药物，药物(例如，小的有机药物，聚合物药物，生物大分子药 物，antirestinosis剂，caradiovascular剂，angiostatin，statin， 抗菌剂，抗病毒剂，杀微生物剂，氨基酸，肽，蛋白质，寡核苷酸， 核苷酸)，疫苗，诊断剂，显影剂，生物标志，肿瘤治疗剂，眼用药物， 非甾类消炎剂，抗原，维生素，α-羟基酸，解毒剂，和免疫抑制剂的 载体。
71.权利要求1-55和60中任何一项的式(I)的树枝形聚合物在活 体外，离体，或在活体内应用中用作生物标志，分子探针，转染剂， 或环境分析剂。
72.权利要求1-57和60中任何一项的式(I)的树枝形聚合物用作 个人护理剂，化妆品或neutraceutical载体或添加剂。
73.治疗动物疾病的方法，它包括对动物施用有效量的权利要求 1-57和60中任何一项的式(I)的树枝形聚合物或它的药物学上可接受 的盐。
74.用含有权利要求1-55和60中任何一项的式(I)树枝形聚合物 的溶液涂覆固体基材的方法，该方法包括将该树枝形聚合物的溶液浸 涂、喷涂、旋涂、刮涂或以其它方式施涂到基材的外表面和暴露的内 表面上，从与该溶液接触的状态取出该基材，然后让过量溶液在空气 中蒸发或热干燥。
75.权利要求74的方法，其中该溶液含有溶剂，表面活性剂，乳 化剂，和/或去污剂的混合物以协助该涂覆过程，以及在溶液中树枝形 聚合物的重量是约0.0001重量％到约50重量％。
76.通过电穿孔法或通过在细胞表面上施涂一种溶液，并且让细 胞与该溶液接触足以实施转染的时间来转染真核细胞的方法，该溶液 包含：(a)权利要求1-55和60中任何一项的式(I)树枝形聚合物，其 中(TF)在约1微微克/毫升到100毫克/毫升的浓度下足够具有阳离子 树枝状表面，和(b)所需的寡核苷酸或多核酸(polynucleicacids)。
77.用基因枪将遗传物质输送到植物和动物的真核细胞中的方 法，该基因枪包括(a)权利要求1-55和60中任何一项的式(I)树枝形 聚合物，其中(TF)足够具有阳离子树枝状表面并缀合Au，Ag，Cu，Mg， 或Ca颗粒，金溶胶，金原子，含金的复合物或分子，和它们的簇或混 合物以形成聚合物-金属缀合物，其中缀合物的最大尺寸是作为(M)或 (C)而言的约1nm到约1000nm和(b)所需的遗传物质，寡核苷酸或多 核酸，它们形成基因转染颗粒；并以足够的动力加速该基因转染颗粒 移向植物或动物细胞，引起该基因转染颗粒穿透和进入该细胞中。
78.使用权利要求1-60中任何一项的式(I)树枝形聚合物对动物 给药的方法，其中包括治疗剂和/或诊断剂作为药物，该方法包括对需 要治疗的动物给药在药物学上可接受的赋形剂，载体或稀释剂中的有 效量的药物。
79.权利要求78的方法，其中药物的有效量是对于该药物为人们 所已知的有效量，并且给药的剂量与从该药物获得相同效果的先前已 知的剂量相同或更少。
80.权利要求78的方法，其中药物和树枝形聚合物通过口服，安 瓿瓶、静脉注射、肌内注射、经皮、鼻内、腹膜内给药、皮下注射、 眼部给药、作为擦拭巾、喷雾剂、纱布或作为在外科切口、接近疤痕 形成位置或肿瘤生长或摘除的位置或接近肿瘤或在肿瘤之内使用的其 它给药工具来给药。
81.聚合物的流变改性的方法，它包括将纯净或在溶剂中的聚合 物与权利要求1-55和60中任何一项的式(I)树枝形聚合物在聚合物熔 体或溶剂中掺混以便由已知方法改性处于融化、固体、溶解或干燥相 状态下的第一种聚合物的流变性质，和其中(M)，如果存在的话，是阻 燃剂、染料、UV吸收剂、抗微生物剂、聚合物引发剂、抗静电剂和/ 或抗氧化剂，和其中溶液或干燥混合物具有约0.0001重量％到约50 重量％的树枝形聚合物重量。
82.为了化妆应用处理动物的皮肤、头发、和/或指/趾甲的方法， 该方法包括由已知方法将权利要求1-57和60中任何一项的式(I)树枝 形聚合物掺混在用作洗液、霜剂、调色剂、粉末剂或溶剂的化妆品配 制剂中，然后将该配制剂刷涂、光滑涂覆、擦涂或以其它方式施涂于 动物的皮肤、头发和/或指/趾甲上，其中该配制剂含有占配制剂的约 0.0001重量％到约50重量％的树枝形聚合物重量。
83.校正基材的方法，该方法包括制备权利要求1-55和60中任 何一项的式(I)树枝形聚合物的溶液(约1微微克/mL到约100毫克 /mL)，将该溶液施涂到用作尺寸对比标准物的纳米基材上，然后由光 学、力学或电子显微术将未知基材的尺寸相对于该树枝形聚合物进行 参比来目测该基材和/或通过测定树枝形聚合物可穿过基材的孔隙或 过滤器的那一尺寸来测定基材或过滤器的孔隙尺寸。
84.将消毒剂施加于表面的方法，该方法包括在该表面上喷雾、 擦拭、或施涂作为溶液形式或在溶剂中的权利要求1-55和60中任何 一项的式(I)树枝形聚合物，有或没有为(M)所用的其它添加剂存在， 如染料、香料、抗细菌剂、表面活性剂和/或破乳剂。
85.一种试剂盒，它包括在分析中作为生物标志试剂、分子探针、 转染试剂或环境分析试剂的权利要求1-55和60中任何一项的式(I) 树枝形聚合物，以及为该分析所需要的任何其它组分，两者在单独的 容器中或单独获得并按说明书使用。
86.根据权利要求1或2所要求的式(I)的树枝形聚合物，其中核 (C)是球形的并与具有(EX)或(BR)或同时(EX)和(BR)的四个球形试剂 反应，使得下列数量的试剂能够反应：
方程式1
则
方程式2
式中：r是壳试剂的半径；R是核的半径；四面体侧边长度＝2r； 其中能够装在中心空间中的小球的最大半径能够从以上方程式1计 算；和只要r≤4.45R，则有足够的空间将四个或四个以上的壳试剂 放置在核周围。
87.根据权利要求1或2所要求的式(I)的树枝形聚合物，其中核 (C)是球形的并与具有(EX)或(BR)或同时(EX)和(BR)的四个圆锥形试 剂反应，使得下列数量的试剂能够反应：
其中，在以下方程式中：
R＝核的半径
h＝圆锥体(壳试剂)的高度
r＝圆锥体(壳试剂)基圆的半径＝四面体基圆的内半径
r′＝四面体的内半径＝R+h
a＝四面体的边长
方程式1
方程式2
方程式3
如果 则有足够的空间将四个或四个以上的壳 试剂放置在核周围。
88.制备在权利要求1中定义的式(I)树枝形聚合物的方法，它包 括：
A.作为单釜反应，让(C)与反应活性(BR)前体(例如亚氨基二乙 酸，伯胺保护二亚乙基三胺(DETA)，亚氨基二烷基腈，亚氨基二烷基 膦酸，亚胺基二烷基卤[例如双(2-氯乙基)胺]，二乙醇胺，仲二胺如 二烷基胺，二烯丙基胺，二芳基胺，亚氨基二炔烃，亚氨基亚烷基胺[例 如，双(六亚甲基三胺)])或预先形成(BR)试剂[例如三(2-氨基乙基) 胺(TREN)，三(羟甲基)氨基甲烷(TRIS)，乙炔二-或三-环氧基结构部 分]，或羟基，巯基或氨基(FF)树突，在溶剂中，在约0℃到100℃的 温度下反应，直到反应完成为止，得到通式(I)的树枝形聚合物，其中 m＝0和q＝1-4000；
B.通过在(TF)上使用正交化学反应让步骤A中制备的树枝形聚 合物进行反应以加成另外的(BR)结构部分，得到更高代的含有式(I) 树枝形聚合物的同型/异型组成(BR)，其中m＝0或1-2000和q＝ 1-4000；
C.由酮溶剂保护途径保护具有仲和/或伯胺的反应活性(BR)前体 或(BR)，让仅仅仲胺位置与反应活性(C)或反应活性(TF)反应，或当仅 仅伯胺存在于预先形成的(BR)中时，这些伯胺结构部分中的一个或多 个可以用酮溶剂保护并且其它未保护的伯胺可以允许与合适的(C)或 (TF)反应以得到式(I)的树枝形聚合物，其中m＝0或者1-2000和q＝ 1-4000；
D.让步骤A中制备的树枝形聚合物进行反应，这通过烷基胺与丙 烯酸烷基酯(如丙烯酸甲酯)的亲核反应(迈克尔加成反应)形成氨基烷 基酯键，随后由该酯与式(I)的亚烷基胺或(EX)或其它(BR)反应，得到 式(I)的树枝形聚合物，其中m＝0或1-2000和q＝1-4000；
E.让步骤A中制备的树枝形聚合物进行反应，这通过与衣康酸二 甲酯(DMI)反应将具有伯胺(TF)基团的(C)或(BR)转化成吡咯烷酮酯 基；随后该酯与伯胺或部分保护的伯多胺反应以便为通式(I)的(BR) 或(TF)结构部分提供连接基，得到式(I)的树枝形聚合物，其中m＝0 或1-2000和q＝1-4000；
F.让步骤A中制备的树枝形聚合物进行反应，这通过含有硫醇的 预先形成的(BR)试剂或反应活性(BR)前体的自由基加成得到式(I)的 具有烯丙基或烯烃基团的(C)或(BR)，从而得到式(I)的树枝形聚合物， 其中m＝0或1-2000和q＝1-4000；
G.利用顺序或同时的加成进行反应，这通过含有1至Nc个叠氮 基或炔烃的(C)和含有1至Nb-1个叠氮基或炔烃的(BR)的1，3-偶极环 化加成反应，其中(C)和(BR)仅仅存在一个叠氮基或炔烃/(C)或(BR)， 并且必须在它们之间同时存在叠氮基和炔烃，并且含叠氮基的(C)和 (BR)是由环氧基环用叠氮基离子的亲核开环所生产的，随后这些反应 活性基团进行反应为式(I)的新(BR)或(TF)结构部分提供三唑连接基， 得到通式(I)的树枝形聚合物，其中m＝1-2000和q＝0或1-4000； 和
H.作为步骤B-G的一部分让(EX)进行反应，在任何(BR)或(C)之 后插入(EX)以得到式(I)的树枝形聚合物，其中m＝1-2000。
89.由丙烯酸酯-胺反应体系制备权利要求1或2中所定义的式(I) 的树枝形聚合物的方法，它包括：
A.丙烯酸酯官能化核与胺官能化扩链剂进行反应，如以下所示：
(C)+(EX)→(C)(EX)(TF)
其中(C)＝丙烯酸酯官能化核如三羟甲基丙烷三丙烯酸酯 (TMPTA)；(EX)＝胺官能化扩链剂如哌嗪(PIPZ)；和(TF)＝胺；和
B.让(C)(EX)(TF1)的胺官能化扩链核试剂与丙烯酸酯官能化支 化单元试剂(BR)进行反应，如以下所示：
(C)(EX)(TF1)+(BR)→(C)(EX)(BR)(TF2)
其中(C)＝三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)；(EX)＝哌嗪(PIPZ)； (TF1)＝胺；(BR)＝三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)；和(TF2)＝丙 烯酸酯；和
其中对于步骤A和B两者：
扩链剂(EX)基团在核上的加成，(EX)/(C)的摩尔比被定义为扩链 剂分子(EX)的摩尔数与简单核、支架核、超级核或当前代结构(即Nc) 上的反应活性官能团的摩尔数之比，当希望完全覆盖时使用过量的 (EX)；
支化单元(BR)在简单核、支架核、超级核、或当前代结构上的加 成(BR)/(C)被定义为支化单元分子(BR)的摩尔数与在简单核、支架核、 超级核或当前代结构(即Nc)上的反应活性官能团的摩尔数之比，其中 当希望完全覆盖时使用过量的(BR)；和
支化单元(BR)或扩链剂(EX)在核、支架核、超级核或当前代产物 上的加成水平能够通过所添加的摩尔比或通过N-SIS来控制。
90.由开环反应体系制备权利要求1或2中所定义的式(I)的树枝 形聚合物的方法，它包括：
A.环氧基官能化核与胺官能化扩链剂进行反应，如以下所示：
(C)+(EX)→(C)(IF1)(EX)(TF1)
其中(C)＝环氧基官能化核如季戊四醇四缩水甘油醚(PETGE)； (IF1)＝内部羟基(OH)；(EX)＝哌嗪(PIPZ)；(TF1)＝胺；和
B.让胺官能化扩链的核试剂(C)(IF1)(EX)(TF1)与环氧基官能 化支化单元试剂进行反应，如下所示：
(C)(IF1)(EX)(TF1)+(BR)→(C)(IF1)(EX)(IF2)(BR) (TF2)
其中(C)＝季戊四醇四缩水甘油醚(PETGE)；(IF1)＝在权利要 求1中定义的内部官能团结构部分如OH；(EX)＝在权利要求1中定 义的扩链剂结构部分如哌嗪(PIPZ)；(TF1)＝胺；(BR)＝环氧基官 能化支化单元试剂如季戊四醇四缩水甘油醚(PETGE)；和(IF2)＝在权 利要求1中定义的内部官能团结构部分如OH；(TF2)＝胺；和
其中对于步骤A和B两者：
扩链剂(EX)基团在核上的加成，(EX)/(C)的摩尔比被定义为扩链 剂分子(EX)的摩尔数与简单核、支架核、超级核或当前代结构(即Nc) 上的反应活性官能团的摩尔数之比，当希望完全覆盖时使用过量的 (EX)；
支化单元(BR)在简单核、支架核、超级核、或当前代结构上的加 成(BR)/(C)被定义为支化单元分子(BR)的摩尔数与在简单核、支架核、 超级核或当前代结构(即Nc)上的反应活性官能团的摩尔数之比，其中 当希望完全覆盖时使用过量的(BR)；和
支化单元(BR)或扩链剂(EX)在核、支架核、超级核或当前代产物 上的加成水平能够通过所添加的摩尔比或通过N-SIS来控制。
91.在权利要求88中定义的制备通式(I)的树枝形聚合物的方 法，其中：
Nc＝1至20；q＝1至250；p＝1至250；和m＝1至250；和
如果有一个以上的q，p，或m存在，则(IF)，(BR)，和(EX)结构 部分可以是相同的或不同的；和
(BR)或(EX)可以彼此结构部分交替地存在或与相继出现的(BR)或 (EX)的多个基团顺序存在。
发明领域
本发明涉及树枝状聚合物领域，其中树枝形大分子(dendrimer) 是优选聚合物的一个实例。这些聚合物具有可以截留分子的空隙空间 且它们的表面官能团可以进行进一步反应。
背景技术
支化聚合物开环反应
用于制备支化聚合物体系的多种开环反应是已知的。以下描述这 些方法的几种。
使用开环的聚合反应是众所周知的，尤其使用环醚，酰胺，氮杂 环丙烷类，硫化物，硅氧烷等通过阴离子、阳离子或其它机理。(参 见George Odian，Principles of Polymerization，John Wiley and Sons出版，1993，第7章。)然而，在高度的支化聚合物的合成中的 开环聚合的使用不太为公众所熟知。对于开环聚合在多种超支化聚合 物的合成中的应用已经进行了研究。在大多数情况下，开环聚合是传 统型的，获得了具有宽的多分散性的无规超支化的聚合物[参见D.A. Tomalia and J.M.J.Frechet，J.Polym.Sd.Part A：Polym.Chem.， 40，2719-2718(2002)]。
用于制备超支化聚合物的开环聚合的第一类实例之一是Oidan和 Tomalia的著作[P.A.Gunatillake，G.Odian，D.A.Tomalia， Macromolecules，21，1556(1989)]，其中超支化材料由噁唑啉类制 备。
开环反应已经用于形成作为单离子导体的线形或梳状支化聚醚 [X.G.Sun，J.B.Kerr，C.L.Reeder，G.Liu，Y.Han， Macromolecules，37(14)，5133-5135(2004)]。
2-羟甲基氧杂环丁烷在碱性条件下的开环聚合试图用于获得超支 化聚醚[Y.H.Kim，J.Polym.Sci，Polym.Chem.，36，1685(1998)]。
D.A.Tomalia的关于噁唑啉类的开环聚合的研究工作获得了超 支化PEOX或PEI聚合物(参见US专利4,690,985、5,631,329和 5,773,527)。
超支化的树枝状大分子已经使用多支化聚合(“MBP”)方法用引 发剂在核上制备，该制备涉及开环聚合，例如包括环状氨基甲酸酯在 引发剂的存在下使用噁嗪酮类的Pd催化的开环聚合[M.Suzuki；A. Ii，T.Saegusa，Macromolecules，25，7071-7072(1992)和M.Suzuki， S.Yoshida；K.Shiraga，T.Saegusa，Macromolecules，31，1716-19 (1998)]。
环氧化物开环，包括AB2类单体聚合，通过添加催化量的引发剂， 例如氢氧根离子来引发，并且经历了不同于涉及酸或碱催化的反应的 其它超支化聚合物方法的新型增长模式[H.T.Chang，J.M.J.Fré chet，J.Am.Chem.Soc，121，2313-2314(1999)]。AB2单体类缩 水甘油通过受控阴离子开环聚合被聚合成超支化“聚甘油”，达到低 于1.5的多分散性[A.Sunder，R.Hanselmann，H.Frey，R.Mulhaupt， Macromolecules，32，4240-4246(1999)]。使用二脱水-D-甘露醇的 阳离子环化聚合来生产超支化碳水化合物聚合物[T.Imai，T.Satoh， H.Kaga，N.Kaneko，T.Kakuchi，Macromolecules，36，6359-6363 (2003)；T.Imai，T.Satoh，H.Kaga，N.Kaneko，T.Kakuchi， Macromolecules，37，3113-3119(2004)]。
超支化聚合物通过将开环聚合和自缩合乙烯基聚合(“SCVP”) 的一些特征结合来获得，己内酯的开环聚合获得了具有大约3.2的多 分散性的超支化聚酯[M.Liu，N.Vladimirov，J.M.J.Fréchet， Macromolecules，32，6881-6884(1999)]。
双(羟甲基)己内酯类的开环聚合获得了超支化的聚酯[M. Trollsas，P.Lowenhielm，V.Y.Lee，M.Moller，R.D.Miller， J.L.Hedrick，Macromolecules，32，9062-9066(1999)]。
乙基羟甲基氧杂环丁烷类的阳离子开环聚合获得了超支化聚醚， 多分散性在1.33-1.61的范围内[Y.Mai，Y.Zhou，D.Yan，H.Lu， Macromolecules，36，9667-9669(2003)]。
使用3-乙基-3-(羟甲基)氧杂环丁烷开环来产生超支化聚醚[H. Magnusson，E.Malmstrom，A.Hult，Macromolecules，34，5786-5791 (2001)]。
通过N-羧酸酐的开环聚合获得了树枝状多肽。该方法涉及N-羧基 酸酐开环和末端偶联反应的重复序列。该方法获得了没有精确长度的、 具有统计学驱动的平均链长/分支的聚合区域，并且获得了具有1.2- 1.5的典型多分散性的聚合物。
精确的树枝形大分子开环反应
聚硫树枝形大分子可以通过让聚硫醇在碱性条件下与环硫氯丙烷 (epichlorosulfide)反应以形成聚环硫化物来获得(参见US专利 4,558,120和4,587,329)。这些专利还论述了制备聚氨基硫化物树枝 形大分子的方法，包括使用聚氨基核与过量环硫乙烷的反应以形成聚 硫化物，随后与过量氮杂环丙烷反应以形成更多的代。
N-甲苯磺酰氮杂环丙烷的添加被描述为产生部分保护的树枝形大 分子表面的方式(US专利4,361,337；4,587,329；和4,568,737)， 并且被延伸到氮杂环丁烷衍生物。
用于连接表面基团的精确的树枝形大分子开环反应
开环反应被描述为添加端基的一种方式。例如，US专利4,568,737 公开了环氧烷类用于在树枝形大分子上产生多元醇表面的用途。
用于精确的树枝形大分子结构的方法
已经使用许多特定反应来产生广泛的精确的树枝形大分子结构。 这些反应通常确定了核(“C”)，支化结构类型(“BR”)和末端官 能团(“TF”)。已经使用被分类为“收敛合成”和“发散合成”的 两大类方法来合成精确的树枝形大分子结构[Dendrimers and other Dendritic Polymers，J.M.J.Fréchet，D.A.Tomalia编辑，John Wiley and Sons出版，(2001)]。在这两大类中，还与支化单元结构 (branch cell construction)(即，原位形成和预形成)或树突 (dendron)锚定结构的其它变化。
支化单元试剂的最早公布的用途之一涉及在核周围偶联预形成的 支化单元，以形成低分子量树样(arborol)结构[G.R.Newkome，Z.-Q. Yao，G.R.Baker，V.K.Gupta，J.Org.Chem.，50，2003(1985)]。 聚(硫醚)树枝形大分子使用以季戊四醇核；Nc＝4和4-乙酰基硫代甲 基-2，6，7-三氧杂双环[2.2.2]辛烷；Nb＝3为基础的保护的预形成的支 化单元试剂来合成。在该情况下，在树枝形大分子支化结构的构建中 使用保护的支化单元试剂，这需要作为附加步骤的化学去保护，以快 速构建结构。虽然所用试剂是多环类醚(即，原酸酯)，但该醚环没 有应变，在聚合过程中不开环。
传统小分子化学的空间效应
在小分子化学中定义的空间效应归因于所有基础小分子“积木组 成”(即，原子，官能团和烃支架等)占据的亚纳米级空间(即，0.05 -1nm)的体积和它们在临界反应和组装事件中的相互关系。它们的相 对尺寸对反应性、置换、取代、手性、缔合、组装、特定产物形成和 可获得的结构的效应在学术界以及工业领域始终是非常重要的问题。 例如，降低反应性的空间效应被称为“位阻”[参见P.Y.Bruice， Organic Chemistry，第二版(1998)，第362页，Prentice Hall]。 位阻由阻碍反应部位的基团所导致。典型实例包括“新戊基效应”， 其中位阻不断增加的烷基卤化物对SN2反应的相对反应性逐渐被抑制 直到叔烷基卤化物(即，新戊基溴)太慢以致不能测定的程度。不只 是连接于遭受亲核攻击的碳的烷基的数目决定反应速度；烷基的相对 大小也是非常重要的。
克拉姆规则是小分子空间效应的另一典型实例。虽然不希望受理 论的制约，但据信，空间效应控制导致手性引入的在羰基氧上的立体 选择反应性。克拉姆规则阐述了亲核体沿着最小取代基排列攻击羰基。 最大基团本身背离羰基排列，从而最大限度减小空间效应，使得亲核 体优先从小取代基一侧攻击。[参见D.J.Cram，A.Elhafez，J.Am. Chem.Soc.74，5828(1952)]
以上这些简要的实例不仅预示了如果发现和定义纳米级(即，1 -100nm)的临界结构组成可以提供这种类似的“空间效应”的可能性 并且预示了其重要性。这些NSIS效应的纳米级规则基本上是未知的。 NSIS与本发明如何相关在本说明书的具体实施方式中阐述。
聚(酰胺胺)树枝形大分子(“PAMAM”)合成
树枝形大分子合成中的一些困难在用于制备它们的方法中是固有 的。例如，聚(酰胺胺)(“PAMAM”)树枝形大分子(这些树枝状聚 合物的关键组成家族之一)的制备目前集中在支化单元(cell)原位 形成的迈克尔加成化学过程[Dendrimers and other Dendritic Polymers，J.M.J.Fréchet，D.A.Tomalia编辑，John Wiley and Sons出版，(2001)，第25章]。通常的方法包括酰胺化步骤，这存在 化学过程慢、反应时间长和具有无差别二官能中间体的问题。这些情 况迫使该方法需要高稀释度，导致低生产能力和高成本，尤其在较高 的代数时。另外，由于PAMAM树枝形大分子的特定酰胺结构，它们会 进行通过反迈克尔加成反应和水解反应分解的低能途径。
显然，需要发现一种用更快的反应时间，更容易分离更少的副产 物和生产成本低于目前使用的方法的制备精确树枝形大分子结构的方 法。另外，还希望所述树枝形大分子是更稳定的，更容易确定大小。 此类改进的特性和性能也能够提供这些树枝形大分子的附加独特用 途，除此以外则是不可行的。
发明简述
本发明的树枝状聚合物结构具有表现了令人惊奇的性能的几种独 特组成(与传统树枝状结构相比)，并且它们的制备采用了独特的开 环方法。
以下用通式(I)示出了这些树枝状聚合物的结构：
(通式I)
其中：
(C)表示核；
(FF)表示所述核的焦点官能团组分组成；
x独立地是0或1至Nc-1的整数；
(BR)表示支化单元(cell)，如果p大于1，则(BR)可以是相同 或不同的结构部分；
p是在树枝形大分子中的支化单元(BR)的总数，并且是通过下 式得出的1-2000的整数：
其中：G是围绕所述核的同心支化单元外壳(代)的数目；
i是最终的代G；
Nb是支化单元多重性；和
Nc是核多重性，并且是1-1000的整数；
(IF)表示内部官能团，如果q大于1，则(IF)可以是相同或不同 的结构部分；
q独立地是0或1-4000的整数；
(EX)表示扩链剂，如果m大于1，则(EX)可以是相同或不同的结 构部分；
m独立地是0或1-2000的整数；
(TF)表示末端官能团，如果z大于1，则(TF)可以是相同或不同 的结构部分；
z表示表面基团的数目，为1到对于给定代数G的(C)和(BR)来说 可能的理论值，并由以下方程式得出
z＝NcNbG；
其中：G，Nb和Nc如以上所定义；和
前提条件是，(EX)或(IF)中的至少一个必须存在。
本发明的一些树枝形大分子用通式(II)表示：
其中：核＝(C)，(TF)、G、Nc、Nb、i、z和p与以上通式(I)中相 同定义，以及(BR)必须具有所存在的(IF)结构部分或能够原位产生 (IF)。
以上式(I)和式(II)的各种术语[(C)、(FF)、(IF)、(BR)、(EX)、 (TF)]在下面的详细说明中更充分地解释。优选地，通式(I)化合物存 在至少一个(EX)，后者是由叠氮化物的1，3-环加成到乙炔类上所得到 的哌嗪或三唑，或可分裂的结构部分如酯。也优选的是通式(I)的那些 化合物，其中(EX)和(IF)两者都存在，并且(BR)和(IF)中可以各自有 一个以上存在。
制备通式(I)的树枝形聚合物的方法
通式(I)的这些树枝形聚合物通过在本说明书中随后描述的方法 制备并且由下面提供的流程图1和2来说明一些方法。
本发明的一个实施方案提供制备树枝形大分子的方法，其中支化 单元试剂与对支化单元试剂有反应活性的二胺进行接触并且让支化单 元试剂和二胺在溶剂(例如醇)存在下优选在惰性气氛(例如氮气)中在 足够的温度(例如20℃-150℃)下反应足够的时间(例如，0.5-30小时) 以形成选自聚(酯-丙烯酸酯)树枝形大分子和聚(酯-环氧化物)树枝形 大分子中的树枝形大分子。树突也通过这些方法制备。该引发剂核和 该支化单元试剂在醇或极性/非极性溶剂存在下彼此接触。
由丙烯酸酯-胺反应体系制备以上定义的通式(I)的树枝形聚合物 的方法，它包括：
A.让丙烯酸酯官能化核与胺官能化扩链剂进行反应，如以下所 示：
(C)+(EX)→(C)(EX)(TF)
其中(C)＝丙烯酸酯官能化核如TMPTA；(EX)＝胺官能化扩链剂 如PIPZ；和(TF)＝胺；和
B.让(C)(EX)(TF1)的胺官能化扩链核试剂与丙烯酸酯官能化支 化单元试剂(BR)进行反应，如以下所示：
(C)(EX)(TF1)+(BR)→(C)(EX)(BR)(TF2)
其中(C)＝TMPTA；(EX)＝PIPZ；(TF1)＝胺；(BR)＝TMPTA； 和(TF2)＝丙烯酸酯；和
其中对于步骤A和B两者
扩链剂(EX)基团在核上的加成，(EX)/(C)的摩尔比被定义为扩链 剂分子(EX)的摩尔数与简单核、支架(scaffolding)核、超级核或当 前代结构(即Nc)上的反应活性官能团的摩尔数之比，其中当希望完全 覆盖时使用过量的(EX)；
支化单元(BR)在简单核、支架核、超级核、或当前代结构上的加 成(BR)/(C)被定义为支化单元分子(BR)的摩尔数与在简单核、支架核、 超级核或当前代结构(即Nc)上的反应活性官能团的摩尔数之比，其中 当希望完全覆盖时使用过量的(BR)；和
支化单元(BR)或扩链剂(EX)在核、支架核、超级核或当前代产物 上的加成水平能够通过所添加的摩尔比或通过N-SIS来控制。
由开环反应制备以上所定义的通式(I)的树枝形聚合物的方法，它 包括：
A.让环氧官能化核与胺官能化扩链剂进行反应，如以下所示：
(C)+(EX)→(C)(IF1)(EX)(TF1)
其中(C)＝环氧官能化核如PETGE；(IF1)＝内部羟基(OH)；(EX)＝ 哌嗪(PIPZ)；(TF1)＝胺；和
B.让胺官能化扩链的核试剂(C)(IF1)(EX)(TF1)与环氧基官能 化支化单元试剂进行反应，如下所示：
(C)(IF1)(EX)(TF1)+(BR)→(C)(IF1)(EX)(IF2)(BR) (TF2)
其中(C)＝PETGE；(IF1)＝在权利要求1中定义的内部官能团 结构部分如OH；(EX)＝在权利要求1中定义的扩链剂结构部分如 PIPZ；(TF1)＝胺；(BR)＝环氧官能化支化单元试剂如PETGE；和(IF2) ＝在权利要求1中定义的内部官能团结构部分如OH；(TF2)＝胺；和
其中对于步骤A和B两者
扩链剂(EX)基团在核上的加成，(EX)/(C)的摩尔比被定义为扩链 剂分子(EX)的摩尔数与简单核、支架核、超级核或当前代结构(即Nc) 上的反应活性官能团的摩尔数之比，其中当希望完全覆盖时使用过量 的(EX)；
支化单元(BR)在简单核、支架核、超级核、或当前代结构上的加 成(BR)/(C)被定义为支化单元分子(BR)的摩尔数与在简单核、支架核、 超级核或当前代结构(即Nc)上的反应活性官能团的摩尔数之比，其中 当希望完全覆盖时使用过量的(BR)；和
支化单元(BR)或扩链剂(EX)在核、支架核、超级核或当前代产物 上的加成水平能够通过所添加的摩尔比或通过N-SIS来控制。
通式(I)的树枝形聚合物的使用
通式(I)的这些树枝形聚合物可以按照以下所提及的并且在本说 明书中进一步描述的方式来使用。可以相信，基于这些材料和类似树 枝形聚合物的知识，这些树枝形聚合物可以显示出所提及的全部用途 和许多其它用途。有很多的参考文献述及了树枝形聚合物如PAMAM各 种各样的用途。
通式(I)的本发明树枝形聚合物被认为能够用于PAMAM和树枝形 聚合物的大部分(即使不是全部)的那些先前已知的用途和甚至更多的 用途中，这是因为如下面将讨论的它们的独特性能。此类应用的一些 实例包括，但不限于下列这些。在能量和电子市场，这些树枝形聚合 物能够用于燃料电池(例如，膜，催化剂)、能量存储(氢)、固态照明、 设备的热管理、发光二极管、显示器、电子油墨、层间绝缘材料、光 刻胶、分子电子学、电信设备(波导管)、光子设备、照相材料、量子 点、和材料的秘密性(stealth)增强。调色剂组合物能够通过将通式 (I)的这些树枝形聚合物与树脂粉掺混、加热、和然后将调色剂树脂颗 粒挤出或分散在有合适表面活性剂的溶液中来制备。通式(I)的这些树 枝形聚合物能够与染料(如阴离子染料)、盐、表面活性剂、抗氧化剂、 溶剂(如水)或纯净(无溶剂)、和其它所需的组分进行掺混，得到能够 沉积在纸张或另一种印刷表面上的无沉积物的油墨。染料涂覆或渗透 合成和天然纤维的能力的改进使得这些树枝形聚合物可用于布料的许 多应用中、用于布料的图案、地毯、和其它此类物品中。通式(I)的水 溶性的树枝形聚合物能够被添加到纸涂覆配制剂中以提高纸涂布机的 生产能力，同时改进纸质量。用于分离或过滤中的层析载体能够通过 将通式(I)的树枝形聚合物与二氧化硅或氧化铝混合来制备。通式(I) 的树枝形聚合物能够用于牙科组合物以便提高性能、减少收缩率、和/ 或改进粘合性。低粘度、最佳的蚀刻行为、以及可调节的玻璃化转变 温度是使得这些树枝形聚合物可用于制造计算机存储器系统的性能。 其它用途也是可能的，其中此类纳米尺寸的树枝形分子使它们本身官 能化或作为金属离子或金属的载体。作为油添加剂和润滑剂，通式(I) 的这些树枝形聚合物能够显示出分散剂和抗氧化剂性能，且作为SAE- 30车用机油的添加剂，能够减少油泥、积炭和堵塞。
在环境领域，这些树枝形聚合物能够用作化学和生物传感器、电 子鼻(阵列型传感器)、核片实验室、环境跟踪和来源鉴别用的材料的 纳米编码、环境传感器的放大技术、生物杀伤材料、环境感测、纠正、 清洁水(例如，离子交换)、清洁空气(例如，超级吸收剂)、和催化剂。
在个人/家庭领域，这些树枝形聚合物能够用作燃料、涂料和表面 改性剂(例如提供抗划伤性、抗微生物表面、颜色改变、织构改性剂、 抗污性、耐水性)、清洁剂和洗液、化妆品、颜料和染料、紫外线吸 收剂、吸附剂、反射器、营养物质的载体、营养物、增甜剂、人工增 甜剂、表面活性剂和功能添加剂的环境品质提升，而不增加颜色
在化学品和制造市场，这些树枝形聚合物能够用作改进的粘结剂， 用于包容性化合物中以便从溶液中除去重金属或杂质或用于水净化， 化学催化剂，化学分离材料，过滤系统，石化加工(纳米催化剂)，和 毒害物泄漏传感器。同时这些树枝形聚合物可以在各种化学应用中用 作单体，其中包括制造杂聚物或均聚物，和作为聚合改性剂或引发剂 (如用于尼龙6，降低粘度以便更容易注塑和降低加工压力)。
同时通式(I)的树枝形聚合物在它们的内部空隙空间中存在各种 携带的物质。这些树枝形聚合物在药物和农业领域中具有用作试剂的 多种用途。
在人和动物医疗和保健领域，这些树枝状聚合物可以用于在体内 诊断成像(例如，增加对比度的目标对照)，诊断感测(例如，信号 增强器同时导向)，药物输送(例如，促进口服、静脉内、皮肤、透 皮、鼻部等的药物输送)，药物发现(例如小型化，生物阵列)，体 外和在活体外诊断和治疗，激素，蛋白质，酶，医疗器械的耐蛋白涂 层(例如活体内和在活体外)，器械的抗生物结垢涂层和表面，透皮 输送，肿瘤的化疗，遥控和体内装置，多价药物应用，近红外吸收剂， 生物标志物，靶向的生物标志物，非侵入性成像和感测，射靶治疗， 靶向诊断学，含有金属如铜、银、金的树枝形聚合物，和磁力生物反 应器(例如细胞生长和收获)，药物释放支架，表面涂层和控释(例 如治疗剂，营养品等)。包括这些树枝形聚合物用于药物、前体药物、 抗病毒药、抗菌剂、杀寄生虫剂、蛋白质、激素、酶、寡核苷酸、遗 传物质(例如，DNA的片段、RNA、病毒颗粒或片段、或合成基因颗粒) 的包封或吸附的用途。
以已知的此前的树枝形聚合物以及对于通式(I)的本发明树枝形 聚合物所进行的试验为基础，显然有可能的是它们能够用作：表面缀 合或表面缔合的载体(如可能的话来自它们的椭圆体、球、棒条体、无 规高度支化物、树枝状接枝体、核-壳构造树枝形聚合物的形状变型)， 它们能够进一步通过所存在的各种表面基团(TF)来改性；包封的载体 (不论所担载的材料是否与所简单截留的内部相结合)，它可用于限时 释放型药物递送，具有在树枝形聚合物的结构中的可分裂的连接基以 用于给药后的限时释放和pH或其它所需变化，在树枝形聚合物的内部 和表面之间的溶解度差异，对于每一树枝形聚合物而言可能的被担载 的材料的量(因为代或形状)；以及它们尺寸上的精度使得可以用作分 子尺寸标准物，校准剂，和造孔模板。
在食品和农业市场，这些树枝状聚合物可以用作高选择性控制传 感器，传感放大材料(例如，味觉、嗅觉、声音、视觉和触觉)，生 物路径研究和在植物内的分布，定向的无毒可生物降解杀虫剂，除草 剂，缓释肥料和杀虫剂，包装材料(例如耐微生物的塑料)，新鲜度、 污染和/或干扰传感器，以及药品在植物和动物中的输送。
另外，这些树枝形聚合物可以携带在这里深入讨论的其它所需材 料。
用于这些用途的通式(I)的这些树枝形聚合物的配制料也在后面 进行描述。
附图简述
图1示出了通式(I)的树枝形大分子的树枝形大分子核-壳结构 的三维投影，它具有下述组成核(C)，具有支化单元(BR)、内部官 能团(IF)和扩链剂(EX)的内部，以及许多含有末端官能团(TF) 的表面基团(z)。在该图中作为(EX)的哌嗪和三唑仅仅为了举例而已 并且能够是任何其它(EX)。
图2示出了各种核组分(C)，它可以由一个或多个亲电结构部分 (E)，亲核结构部分(Nu)或其它反应性结构部分(O)，或这些结 构部分的结合组成。核的多重性被定义为Nc。除了用于这些结构部分 的惯用结构部分以外，包括在这三个术语(E)、(Nu)和(O)内还 有诸如具有所示的焦点官能团(FF)的树突(dendron)之类的基团。
图3示出了具有支化单元(BR)的通式(I)的树枝形大分子的内 部部分，该支化单元(BR)具有以下的一个或多个：亲电结构部分(E)， 亲核结构部分(Nu)或其它反应性结构部分(O)(即自由基或1，3- 双极性环加成)或这些结构部分的结合。另外，该内部可以任选具有 提供内部官能团(IF)的基团，通常由开环反应获得，它可以具有以 下的一个或多个：亲电结构部分(E)，亲核结构部分(Nu)或其它反 应性结构部分(O)或这些结构部分的结合。在内部还任选存在扩链剂 结构部分(EX)，它具有以下的一个或多个：亲电结构部分(E)，亲 核结构部分(Nu)或其它反应性结构部分(O)或这些结构部分的结合。 对于每一代的所述树枝形大分子来说，这些内部结构部分可以重复。
图4在(A)部分中示出了支化单元或核，其中Q能够是环氧化物结 构部分或丙烯酸酯结构部分。当环氧化物是开环的支化单元时，(B) 部分示出了四缩水甘油醚支化单元试剂的(BR)结构部分，(IF)结构部 分，(EX)结构部分和(TF)结构部分；其中Nb＝3。类似地，图1示出了 Nb＝2的情况。当丙烯酸酯是Q时，则该酯以可以分裂的方式整合。
图5示出了具有末端官能团(TF)的表面基团(z)的数目。这些(TF) 可以是相同或不同的。还有，这些(TF)可以具有一个或多个以下结 构特征：亲电结构部分(E)，亲核结构部分(Nu)，或其它结构部分 (O)，非反应活性端基(例如烃)，或这些可能结构部分的结合。
图6示出了从一代到下一代的树枝状聚合物的发散式生长(即， 树枝形大分子结构)。当树枝状聚合物生长时，它随着数字扩增的代 改变了纳米级分子形状和分子量。在该图中包括(IF)、(EX)和(BR)结 构部分。
图7示出了通式(I)的树枝形大分子/树突的N-SIS特性，以便 显示当(BR)大于或小于(C)时的各种结构部分的反应性和N-SIS对于 可参与反应的反应活性基团的数目的影响。
图8示出了通式(I)的树突/树枝形大分子的N-SIS特性，以显 示当(BR)大于(C)时的各种结构部分的反应性，表明用较小反应剂的进 一步的反应仍然是可能的。
图9示出了用于形成一代的通式(I)的树突/树枝形大分子的 (BR)、(EX)、(C)、(FF)和(TF)的(Nu)、(O)和(E)反 应的组合反应活性。这些反应可以重复进行以形成更高代或用于其它 正交式化学生长策略。
图10示出了包覆有(FF)硫代官能化树突的Au纳米粒子的PAGE 结果。在染色剂之前，左侧板面由棕色显示了包覆的Au纳米粒子，而 紫色是负载染料。在用考马斯蓝染色之后，右侧板面由蓝色显示了在 Au纳米粒子核周围的树突壳。泳道(lane)1含有具有过量树突的粗 产物；泳道2-10显示了从SephadexTM G-50分离得到的级分1-9。
图11显示了在四种不同浓度的PEHAM树枝形大分子的情况下，作 为毒素模型的吲哚美辛的包封结果。PEHAM树枝形大分子能够包封该 毒素模型并且从溶液中除去它。
图12显示了从辍合(conjugation)到PEHAM树枝形聚合物上的 FITC的表面结合所获得的结果。左侧板面(A)显示了在泳道7中的对 照物和在泳道5和6中与FITC辍合的PEHAM树枝形大分子。右侧板面 (B)显示了凝胶的考马斯蓝染色，其中显示荧光的所有谱带有PEHAM 树枝形聚合物存在，但游离染料谱带除外。
图13显示了在辍合到FFTC上的PEHAM树枝形大分子以及PEHAM 树枝形大分子和FITC(各自单独)的对照物在HEK 293细胞中的2、5 和24小时培养之后在右栏板面中的荧光显微结果。在细胞内荧光的存 在表明共轭的PEHAM树枝形大分子能够细胞渗透。左栏板面显示了相 差图像，作为参考点。
图14显示在HEK 293细胞和MDCK细胞中的不同浓度下，测试作 为siRNA输送载体的G＝1PEHAM树枝形大分子的结果。在HEK 293 细胞中PEHAM树枝形大分子浓度的提高的总趋势表明，knockdown基 因产物的增加在左侧图显示。MDCK细胞(右侧图)显示了在所测试的 PEHAM树枝形大分子的最高剂量下亲环蛋白B的适度减少。
图15显示了验证图14的结果所获得的结果，其中50,100,200， 和400μg/ml的G＝1PEHAM树枝形大分子按一式三份进行试验。 如前所述，HEK 293细胞对于增大浓度的PEHAM树枝形大分子显示了 亲环蛋白B的增大沉默。然而，该PEHAM树枝形大分子在MDCK细胞中 作为转染剂不太有效，显示了高度变化的结果。
图16显示在HEK 293细胞和MDCK细胞中的不同浓度下，测试作 为siRNA输送载体的实施例82的G＝2 PEHAM树枝形大分子的结果。 在HEK 293和MDCK细胞中G＝2PEHAM树枝形聚合物浓度的提高的总 趋势表明了knockdown基因产物的增加，并且两个值都高于 LipofectamineTM 2000的那些。
图17显示在HEK 293细胞和MDCK细胞中的不同浓度下，测试作 为siRNA输送载体的实施例84的G＝2 PEHAM树枝形大分子的结果。 结果表明了在HEK细胞中的整个浓度范围之中以及在MDCK细胞中的低 浓度下亲环蛋白B表达的有效沉默。
图18示出了通式(I)的树枝形大分子与传统PAMAM树枝形大分 子相比热稳定性提高。在该图18中，编号线条表示这些树枝形大分子 的数据：1是实施例25B，2是实施例76和3是PAMAM，G＝3，(C) ＝DAB，(TF)＝胺。
图19示出了通式(I)的代表性产品[即，实施例76(4)和77(3)] 的尺寸排阻色谱法(SEC)与平均分子量为5000(2)和8000(1)的 两种相关的超支化树枝状聚缩水甘油比较。所示谱带宽度指明了3和 4的窄多分散性。
图20(A)显示了从CPK模型获得的直径尺寸(nm)，说明了聚(醚 羟基胺)(PEHAM)树枝形大分子[(C)＝新戊基；(IF)＝OH；(BR)＝ PETGE；(Ex)＝PIPZ；(TF)＝NH；G＝0.5到6.5]的收缩(圆 形)和延伸(正方形)值。该黑色线性曲线(实线)显示了理想的延伸行 为。黑色指数曲线(实线)表明了收缩的尺寸。在收缩和延伸的尺寸之 间的这一差异表明了在树枝形聚合物的内部可利用的空隙空间。需要 指出的是，包封从约G1开始。因此，对于传统的聚(醚)树枝形大分子 没有观察到包封性能，如图20(B)中所示。在约G＝5.5处的交叉点 说明了该树枝形大分子家族的de Gennes致密堆积点。
图20(B)显示了从CPK模型获得的直径尺寸(nm)，说明了传统聚 (醚)(PE)树枝形大分子[(C)＝新戊基；(BR)＝新戊基；(TF)＝OH] 的收缩(圆形)和延伸(正方形)值。实际SEC值(由三角形显示)紧密地 对应于CPK值。该树枝形大分子家族不具有(EX)和没有(IF)。需要指 出的是，延伸和收缩的尺寸几乎是可重叠的，表明传统聚(醚)树枝形 大分子实际上不具有内部空隙空间。另外，与G＝5.5或PEHAM树枝 形聚合物相比，如图20(B)中所示，在传统聚(醚)树枝形大分子中不 存在(EX)使得de Gennes致密堆积交叉点提早了约2-3代位移到G＝3。
图21显示了从CPK模型获得的直径尺寸(nm)，说明了传统聚(酰 胺基胺)(PAMAM)树枝形大分子[(C)＝NH3；G＝1-10]的收缩(圆形) 和延伸(正方形)值。实际的SEC值(由三角形显示)位于该收缩的和延 伸的尺寸值之间。该树枝形聚合物家族不具有(EX)和不具有(IF)并且 具有在G＝10的de Gennes致密堆积交叉点。需要指出的是，与如图 20(A)中所示的PEHAM树枝形聚合物的G＝1-1.5相比，包封性能一直 到G＝4才开始。
图22说明了四个相同球形支化单元试剂的模型，它们彼此接触， 其中插入球形核而装入到在由四个球形试剂形成的四面体的中心的有 效空间之中，表明了确定N-SIS问题(issues)和预测(predictions) 的空间边界的核和支化单元球的相对体积(直径)。
图23显示N-SIS模型的三个视图，示出了用于N-SIS问题和预测 的考察的球形核和包围该核的三个圆锥形支化单元试剂。在这一模型 中有三个参数：核的尺寸(半径＝R)，圆锥体的高度(h)和圆锥体的基 圆半径(r)。
图24显示了N-SIS模型的四个视图，示出了用于N-SIS问题和预 测的考察的由四个圆锥形支化单元试剂所包围的球形核。四个圆锥形 支化单元试剂中每一个的基面内接在包围球形核试剂(位于四面体的 中心)的四面体的四个面上。
图25说明了在球形核周围组装的三个圆锥形支化单元试剂的用 途，其中四面体有一个表面不存在圆锥形支化单元试剂。
发明详述
术语表
在本申请中使用的以下术语如以下所述被定义，对于这些术语来 说，单数包括复数。
AEEA表示N-(2-羟乙基)乙二胺
AEP表示1-(2-氨基乙基)哌嗪
AFM表示原子力显微术
AIBN表示2，2’-偶氮双异丁腈
Alkyl表示该术语的任何数量的碳原子，它单独地或作为另一个 术语如烷基取代的，烷基芳基，环烷基，杂环族结构部分和其它类似 术语的一部分来使用，不论是直链或是支化的；典型地是C1-C100，其 中C1-C50是优选的和C1-C25是最优选的。按类似的方式，烯烃和炔烃作 广义的限定；典型地C2-C200，其中C2-C100是优选的。
AMTS表示丙烯酰氧基甲基三甲基硅烷
APS表示过二硫酸铵
Aptamer表示能够结合到特定的靶分子如蛋白质或代谢物上的特 定的合成DNA或RNA寡核苷酸
Aryl表示含有芳族结构部分的任何数量的碳原子并且能够选自 C5-C100和可以被一个或多个烷基(任选取代的)、烯烃(任选取代的)、 炔烃(任选取代的)、卤素、在环中的杂原子(如N，O，S，P，B)、叠 氮基、和其它如在本申请的实施例和在本说明书中教导的那些基团取 代。
BAA表示双(烯丙基)胺或二烯丙基胺
BGPM表示双(4-环氧丙氧基苯基)甲烷
BOC表示叔丁氧羰基。
BPEDS表示双(2-哌嗪基乙基)二硫化物
BSA表示牛血清白蛋白
Celite表示硅藻土(Fisher Scientific)
CPK表示Corey-Pauling-Koltun分子模型
DAB表示二氨基丁烷
DBA表示二苄基胺
DCC表示二环己基碳二亚胺
DCM表示二氯甲烷
DEA表示二乙醇胺
DEIDA表示二乙基亚胺基二乙酸盐
DETA表示二亚乙基三胺
DGGA表示N，N’-二缩水甘油基-4-环氧丙氧基苯胺
DIA表示二亚氨基胺
DI表示去离子水
diglyme表示二甘醇二甲醚
DMDTB表示二硫代丁酸二甲基酯
DME表示二甲氧基乙烷
DMF表示二甲基甲酰胺
DMI表示衣康酸二甲基酯
DMSO表示二甲亚砜；出自Acros Organics，在使用前进一步蒸馏
DNA或RNA或核酸表示合成或天然的，单个链或双链DNA或RNA 或PNA(磷核酸)或它们的结合物或适配体，优选从4个到9000个碱基 对或从500D到150kD。
DO3A表示1，4，7，10-四氮杂环十二烷-1，4，7-三(乙酸)
DOTA表示1，4，7，10-四氮杂环十二烷-1，4，7，10-四(乙酸)
DTPA表示二亚乙基三胺五乙酸
DTT表示二硫苏糖醇
EA表示乙醇胺
EDA表示乙二胺；Aldrich
EDTA表示乙二胺四乙酸
EPC表示N-哌嗪羧酸乙基酯
EPI表示表氯醇；出自Acros Organics，在使用前进一步蒸馏
Equiv.表示当量
Et表示乙基
EtOH表示乙醇
FBS表示胎牛血清
FITC表示异硫氰酸荧光素
FT-IR表示傅里叶变换红外分光术
G表示树枝形大分子的代数，用围绕所述核的同心支化单元外壳 的数目来表示(通常从核按序计数)
g表示克
halo表示氟、氯、溴、或碘原子，离子或基团
HCl表示盐酸
HEDA表示(2-羟乙基)乙二胺
HEK细胞表示人胚肾细胞
己烷类表示异构己烷的混合物(Fisher Scientific)
HMDA表示六亚甲基二胺
HPLC表示高压液相色谱法
HSEt表示硫乙醇或巯基乙醇
IDAN表示3，3-亚氨基二乙腈
IMAE表示2-咪唑烷基-1-氨基乙烷
IMPA表示亚胺基双(甲基膦酸)
IR表示红外光谱法
KOH表示氢氧化钾；按85％粒料使用，出自Aldrich，在使用前 粉碎
L表示升
Lipofectamine表示LipofectamineTM 2000(Invitrogen)
mA表示毫安
MALDI-TOF表示飞行质谱法的基质辅助激光解吸电离时间
MBDGA表示4，4’-亚甲基双(N，N’-二缩水甘油基苯胺)
MBP表示多支化聚合反应
m-CPDA表示间-氯过苯甲酸
MDCK细胞表示Madin-Darby狗肾细胞
MEM表示最低必需培养基
MeOH表示甲醇
MES表示2-(4-吗啉代)乙烷磺酸
mg表示毫克
MIA表示2-甲基-2-咪唑啉
MIBK表示甲基异丁基酮
mins.表示分钟
MIPIEP表示甲基异丙基亚氨基乙基哌嗪
mL表示毫升
NMR表示核磁共振
N-SIS表示纳米级空间诱导的化学计量
寡核苷酸表示合成或天然的，单个链或双链DNA或RNA或PNA(肽 核酸)或它们的结合物或适配体，优选从4个到100个碱基对
正交化学表示在多官能的试剂或底物上平行或依次进行的化学转 变，没有与反应物的其它组分之间的交叉反应或没有被它们干扰
PAGE表示聚丙烯酰胺凝胶电泳
PAMAM表示聚(酰胺基胺)，包括具有伯胺端基的线性和支化聚 合物或树枝形大分子
PBS表示磷酸盐缓冲盐水
PCR表示聚合酶链式反应
PEA表示甲基异丁基保护的1-(2-氨基乙基)哌嗪
PEHAM表示聚(醚羟基胺)；通式(I)的树枝形大分子。
PEI表示聚(亚乙基亚胺)
PEOX表示聚(2-乙基-2-噁唑啉)-部分地和完全地水解
百分数或％表示按重量，除非另有说明
PETAE表示季戊四醇四烯丙基醚
PETAZ表示季戊四醇四叠氮化物
PETGE表示季戊四醇四缩水甘油醚。
PETriAE表示季戊四醇三烯丙基醚
PETriGE表示季戊四醇三缩水甘油醚
PGA表示聚(缩水甘油)苯胺。
PGE表示聚(缩水甘油)醚。
PIPZ表示哌嗪或二亚乙基二胺
PPI表示聚(亚丙基亚胺)树枝形大分子
Pyrrol表示2-吡咯烷酮
Rf表示TLC中的相对流量
RT表示环境温度或室温，大约20-25℃
SCVP表示自缩合乙烯基聚合
SDS表示十二烷基硫酸钠
SEC表示尺寸排阻色谱法
SIS表示空间诱导的化学计量
TBAB表示四丁基溴化铵
TBE缓冲液表示三(羟甲基)酰胺基甲烷，硼酸和EDTA二钠缓冲 液
TBS表示TRIS缓冲的盐水
TEA表示三乙胺
TEMED表示N，N，N′，N’-四甲基乙二胺
TEPC表示四(环氧基丙基)氰尿酸酯
TES表示四环硫丙烷(tetraepisulfide)或四环硫烷 (tetrathiorane)
TETA表示三亚乙基四胺
TGA表示热解重量分析
TGIC表示三(2，3-环氧基丙基)异氰脲酸酯
THF表示四氢呋喃
TLC表示薄层色谱法
TMPTA表示三羟甲基丙烷三丙烯酸酯
TMPTGE表示三羟甲基丙烷三缩水甘油醚；Aldrich；[首先蒸馏并 通过在硅胶(200-400目)上的柱层析(1.75’×10’)来提纯，用 1:2:2比率的己烷类、乙酸乙酯和氯仿作为洗脱剂。提纯5g TMPTGE 获得了3.2g(64％收率)的纯(>98％)材料。作为预防措施，反应保 持60小时，或者过夜进行。]
TMS表示四甲基硅烷
TPEGE表示四羟苯基乙烷缩水甘油醚
TPMTGE表示三苯基甲烷三缩水甘油醚
TREN表示三(2-氨基乙基)胺
TRIS表示三(羟甲基)氨基甲烷
Tween表示聚氧化乙烯(20)脱水山梨糖醇单油酸酯
超滤表示超滤作用
UV-vis表示紫外线和可见光谱
化学结构
本发明的树枝状聚合物结构具有表现了令人惊奇的性能的几种独 特组成(与传统树枝状结构相比)，并且它们的制备采用了独特的开 环方法。以下用通式(I)示出了这些树枝状聚合物的结构：
(通式I)
其中：
(C)表示核；
(FF)表示所述核的焦点官能团组分；
x独立地是0或1至Nc-1的整数；
(BR)表示支化单元，如果p大于1，则(BR)可以是相同或不同的 结构部分；
p是在树枝形大分子中的支化单元(BR)的总数，并且是通过下 式得出的1-2000的整数：
其中：G是围绕所述核的同心支化单元外壳(代)的数目；
i是最终的代G；
Nb是支化单元多重性；和
Nc是核多重性并且是1-1000的整数；
(IF)表示内部官能团，如果q大于1，则(IF)可以是相同或不同 的结构部分；
q独立地是0或1-4000的整数；
(EX)表示扩链剂，如果m大于1，则(EX)可以是相同或不同的结 构部分；
m独立地是0或1-2000的整数；
(TF)表示末端官能团，如果z大于1，则(TF)可以是相同或不同 的结构部分；
z表示表面基团的数目，为1到对于给定代数G的(C)和(BR)来 说可能的理论值，并且由以下方程式得出
z＝NcNbG；
其中G，Nb和Nc如以上所定义；
前提条件是(EX)或(IF)中的至少一个必须存在。
以上通式(I)的优选化合物是这样的化合物，其中Nc是1到20的 整数；q是0或1到250的整数；p是1到250的整数；和m是0或从 1到250的整数；和q或m中的一个必须是至少1；和当q和m两者都 大于1时，(BR)和(EX)可以与另一个结构部分交替地出现或与相继出 现的多个基团(BR)或(EX)连续地出现。
通式(I)的其它优选的树枝形聚合物是这样的化合物，其中存在一 种或多种的下列结构部分：其中(C)是PETriGE，PETAZ，TPEGE或 TPMTGE；或其中(BR)是IDAN，IMEA，IMPA，BAA，DETA，PEA，TREN， AEEA或MIA；或其中(TF)是TMS；或其中(EX)是三唑。
在以上通式(I)中，所使用的术语进一步解释如下。
(C)包括以下这些：
核包括简单核、支架核和超级核。这些核可以是按照前面和后面 所述的亲电子的(E)、亲核的(N)或其它(O)结构部分。核必须能够参加 附加的反应。如果需要的话，核可以由酸或碱分裂并得到较低核Nc值 的树突或树枝形聚合物。另外一个或多个但不是全部的核官能团Nc可 以暂时或永久地被非活性基团(例如，t-BOC，酯，缩醛，酮缩醇等) 封闭。
简单核是本领域众所周知的。简单核的一些实例包括、但不限于 聚(缩水甘油醚)[例如，双酚缩水甘油醚，PETGE，TPEGE，TMPTGE， TMPTGEBGPM，三(2-丙烯酰氧基乙基)异氰脲酸酯，TGIC，MBDGA，二缩 水甘油基苯胺，DGGA，山梨醇，甘油，新戊基，寡聚新戊基二缩水甘 油醚，叔丁基缩水甘油醚，烯丙基缩水甘油醚)，氨基乙醇，氨，多 胺[例如，EDA，PAMAM，HMDA，二亚乙基三胺，甲基异丙叉基，亚烷基 双(2-卤乙基胺)，芳基甲基卤(例如苄基卤)，哌嗪，氨基乙基哌嗪， 超支化(例如，聚赖氨酸，聚亚乙基亚胺，聚亚丙基亚胺，三-2-(氨 基乙基胺))]，线形聚亚乙基亚胺，水，硫化氢，亚烷基/亚芳基二硫 醇，BPEDS，胱胺，4，4’-二硫代二丁酸，DMDTB，巯基烷基胺，硫醚 烷基胺，异氰脲酸酯，杂环类(例如DO3A，DOTA)，大环类(例如冠醚)， 多碳核(乙烯，丁烷，己烷，十二烷)，聚缩水甘油基甲基丙烯酸酯， 聚(官能化丙烯酸酯)(例如，TMPTA，二烯丙基胺)，二乙基氨基二 乙酸酯，三(羟甲基)氨基甲烷，膦，卟吩(例如卟啉)，环氧烷类，环 硫烷类(thioranes)(例如TES)，氧杂环丁烷类，氮杂环丙烷类，氮 杂环丁烷类，多叠氮基官能化物，硅氧烷类，噁唑啉类(例如PEOX)， 氨基甲酸酯类或己内酯类。优选的核是含二硫键的结构(例如胱胺和具 有二硫结构部分的其它二胺类，如二叠氮基二硫化物，二硫二乙炔)， 异氰脲酸酯，杂环类，炔丙基PETAE，炔丙基PETriGE，季戊四醇四叠 氮化物，PETGE，四羟苯基乙烷缩水甘油醚，三羟苯基甲烷三缩水甘油 醚，PETAZ，TMPTGE，TGIC，TMPTA，聚(2-乙基-2-噁唑啉)，多碳核(乙 烯，丁烷，己烷，十二烷)，膦，具有单一或多个环氧官能团的线形、 支化或环状结构部分，多官能团烯烃类，炔烃类，或芳基化物，或多 叠氮基官能化物(例如从PETGE衍生的四叠氮基加合物)。简单核用在 US专利4,568,77；4,587,329；4,631,337；4,558,120；5,714,166； 5,338,532，以及Dendrimers and other Dendritic Polymers，J.M.J. Fréchet，D.A.Tomalia编辑，John Wiley and Sons出版，(2001) 中论述的那些来举例说明。实际上具有至少两个反应活性末端的任何 核都能够使用，条件是当仅仅有两个此类反应活性末端时，在树枝形 聚合物的形成过程中在一些点上(BR)基团发生反应，并且(IF)或(EX) 或两者也存在于最终的树枝形聚合物中。
支架核是简单核连接有其它结构部分或实体的一种，它然后作为 第一代的树枝状聚合物生长的平台。支架核的实例包括、但不限于封 端材料，例如用哌嗪封端的三丙烯酸三羟甲基丙烷酯，各自用一个或 多个氨基乙基哌嗪封端的PETGE、TMPTGE、TPEGE或TPMTGE，叠氮化 物，炔丙基官能化物，哌嗪，二亚氨基二乙酸，或环氧化物表面PEHAMS 或它们的混合物。
超级核是其中树枝形大分子作为核官能团并且可以连接或从其表 面上生长其它树枝状结构的一种核，或者零价金属颗粒(例如 Au，Ag，Cu，Pd，Pt)，金纳米颗粒，金纳米棒，胶体，胶乳粒子，金属氧 化物，胶束，囊泡，脂质体，巴基球，碳纳米管(单壁和多壁)，碳 纤维，硅石或大块金属表面，和其中其它结构连接于核表面上或其它 结构从核表面上生长的一种核。超级核的一些例子是：PAMAM作为核， PEHAM生长于或附着于它的表面上；PEHAM作为核，PEHAM生长于或附 着于它的表面上；PEHAM作为核，PEHAM和PAMAM生长于或附着于它的 表面上；PAMAM作为核，PEHAM和PAMAM生长于或附着于它的表面上； PEHAM作为核，PAMAM生长于或附着于它的表面上；聚赖氨酸树枝形聚 合物作为核和PEHAM生长于或附着于它的表面上，PPI作为核和PEHAM 生长于或附着于它的表面上；或多元醇作为核和PEHAM生长于或附着 于它的表面上。在这些各种核已生长或附着了其它树枝形聚合物之 后，它们是超级核。
核具有至少一个亲核(Nu)或一个亲电(E)结构部分；或键接于至少 两个有序树枝状分支上的多价核(O)；或核(core)原子或分子，它可以 是任何单价或单官能结构部分或任何多价或多官能结构部分，优选具 有可供与树枝状分支键合的官能部位的2-2300个价键的多官能结构 部分。
亲核的核例子包括氨，水，硫化氢，膦，聚(亚烷基二胺)如EDA， HMDA，十二烷基二胺，多亚烷基多胺如DETA，TETA，四亚乙基五胺， 五亚乙基六胺，聚(亚丙基亚胺)，线性和支化聚(亚乙基亚胺)和聚(酰 胺基胺)，伯胺类如甲基胺，羟乙胺，十八烷基胺，聚(亚甲基二胺)， 大环/穴状配体多胺，聚(氨基烷基芳烃)，三(氨基烷基)胺，甲基异丙 叉基(methylisopropylidine)，亚烷基双(2-卤乙基胺)，芳基甲基卤 (例如，苄基卤)，高度支化(例如，聚赖氨酸)，聚(亚丙基亚胺)，三 -2-(氨基乙基胺)，杂环胺，星形/梳形-支化多胺，哌嗪和它的衍生物 (例如，氨基烷基哌嗪)，和其它各种胺类。其它亲核的核是聚乙烯醇， 聚乙烯基胺，乙二醇，聚亚烷基多元醇，聚亚烷基多硫醇，苯硫酚类 和酚类。这些核中的任何一个可以是封闭的核[例如，叔丁氧基羰基 (BOC)]，其中至少一个Nc价是未封闭的。
亲电核的实例包括其中核用布朗斯特德酸/路易斯酸或烷基化剂/ 酰化剂转化成(E)的那些核并且是环醚(例如环氧化物)，环氧烷类， 环状硫化物(环硫氯丙烷)，氮杂环丙烷类，氮杂环丁烷类，硅氧烷 类，氧杂环丁烷类，噁唑啉类，噁嗪类，氨基甲酸酯类，己内酯类， 羧酸酐，硫代内酯，磺内酯、β-内酰胺，α，β-烯属不饱和羧酸酯例如 丙烯酸甲酯，丙烯酸乙酯，甲基丙烯酸(C2-C18烷基)酯，丙烯腈，衣康 酸甲酯，富马酸二甲酯，马来酸酐，以及酰胺例如丙烯酰胺或作为封 闭核(其中至少一个Nc价是未封闭的)形式的这些核中的任何一种。
还有对于(O)而言的多官能引发剂核(核化合物)，其作为(C)能 够产生多价核或自由基受体基团(例如烯烃)，或1，3-二极性环加成结 构部分(例如，多炔烃和多叠氮化物)的化合物类。也包括星形/梳状支 化多胺在内。
核可以从如在US专利4,507,466；4,558,120；和4,631,337和 许多其它文献和专利引用文献中所述的树枝状聚合物中得知。
这些核的也优选的结构部分是三丙烯酸酯，四丙烯酸酯，三聚氮 杂环丙烷(triaziridine)，四聚氮杂环丙烷(tetraaziridine)，三叠 氮化物，四叠氮化物，三环硫烷(trithiorane)，四环硫烷 (tetrathiorane)，三噁唑啉，四噁唑啉，三环氧化物，四环氧化物， 二缩水甘油基苯胺，氨基醇如氨基乙醇，亚烷基二胺如乙二胺，三苯 基甲烷，新戊醇，三缩水甘油醚，三芳基甲烷，四芳基甲烷，四缩水 甘油醚，双(环氧丙氧基苯基)链烷烃，亚甲基双(二缩水甘油基苯胺)， 四环硫丙烷，三缩水甘油基异氰脲酸酯，三(2，3-环氧基丙基)异氰脲 酸酯。
图2举例说明这些核。
(FF)的含义如下：
焦点官能团(FF)结构部分用于使树突能用作核，该核从而后来 可以进一步反应，包括、但不限于将两个或多个树突连接在一起或与 另外(C)、(BR)或(EX)和(BR)反应。当通式(I)是具有完全反应的核(例 如，全部Nc价是树枝状)的树枝形大分子时，则(FF)变成核的一部分， 这样(FF)无法单独观察到(因此x＝0并形成树枝形大分子)。最高可 能的(FF)结构部分是Nc-1。当全部核反应性实体不反应时，则存在并 观察到(FF)(形成树突)。优选x是1到3个(FF)结构部分；和更优选 x是1个(FF)结构部分。特别优选的是，某些完全树枝形聚合物(FF) 是核的一部分并且不会明显地存在；因此x是0。
优选的(FF)结构部分是氢，硫醇，胺，羧酸，酯，醚，环醚(例如， 冠醚，穴状配体)，卟啉，羟基，马来酰亚胺，烷基，烯基，炔基，烷 基卤，芳基烷基卤，膦基，膦，硼烷，醇，醛，丙烯酸酯，环酐，氮 杂环丙烷，吡啶，腈，衣康酸，环状硫内酯，硫环丙烷(thioranes)， 氮杂环丁烷，环内酯，大环(例如，DOTA，D03A)，螯合配位体(例如， DTPA)异氰酸酯，异硫氰酸酯，寡核苷酸，氨基酸，肽，环肽，蛋白 质，抗体，或片段，适配体，咪唑，叠氮化物，巯基胺，硅烷，噁唑 啉，环氧乙烷，氧杂环丁烷，噁嗪，亚胺，甲苯磺酸盐，金属，生物 素，抗生物素蛋白链菌素，卵白素，保护基团(例如，BOC或酮溶剂保 护的)，硅氧烷或它的衍生物，或取代衍生物或它们的结合物，或适合 于单击型化学过程的基团(例如，多叠氮基或多炔官能团)。在这些烃 结构部分的每一个中存在的碳，当存在时，是至少1到25；卤素指氯， 溴，氟，或碘；杂指S，N，O，Si，B，或P。优选的是巯基，氨基， 羧基和羧基酯，噁唑啉，异硫氰酸酯，异氰酸酯，羟基，环氧化物， 原酸酯，丙烯酸酯，甲基丙烯酸酯，苯乙烯基，和乙烯基苄基结构部 分。(FF)基团进一步反应的能力是通过N-SIS评价的，下面将讨论。
图2示出了这些(FF)结构部分。
(BR)的含义如下
能够与(C)、扩链剂(EX)、与其它支化单元或支化单元试剂(BR) 或末端官能团(TF)反应的任何亲核(Nu)，亲电(E)或其它(O)试剂。 另外，(BR)试剂可以原位从(BR)的前体形成。这些(BR)结构部分必 须能进行这样的反应，该反应为下一代(G)导致多重性的共价键或反 应活性基团的扩增。(BR)键与(C)、扩链剂(EX)或较低代产物的 (BR)键合，从而使该树枝形大分子生长到下一代。(参见US专利 4,737,550。)该(BR)可以与共反应物反应形成核加合物并且进一步 与第二种共反应物反应。该共反应物能够是(C)、(FF)、(BR)或(EX)。 该(BR)也进行选择，使得它们能够与先前的较低代树枝形大分子的 核或末端官能团(TF)反应并成键，该较低代树枝形大分子现在进一 步反应，从而生成更高的下一代。这样，任何多官能(C)还可以用作 (BR)。当(BR)存在于一个以上的代中时，它们可以是相同或不同的 (BR)结构部分。
用来与亲电核键合的共反应剂的实例包括亲核结构部分例如未封 闭的和部分保护的多胺(支化和线形的，伯胺和仲胺两者)，DETA， IMAE，DEA，DBA，TETA，四亚乙基五胺，聚亚乙基亚胺，甲胺，BAA， 羟乙基胺，十八烷基胺，DEIDA，聚(亚甲基二胺类)例如HMDA，聚 氨基烷基芳烃，三(氨基烷基)胺类例如TREN，TRIS，线性和支化聚 (亚乙基亚胺)，线性和支化聚(酰胺基胺类)，杂环胺类例如咪唑 啉类，哌啶类，氨基烷基哌嗪类，PEA，PETGE，以及多种其它胺类例 如羟乙基氨基乙基胺，HEDA，巯基烷基胺，巯基乙基胺，亚氨基二炔 烃类，亚氨基二烯烃类，取代哌嗪，聚乙烯基苄基氯的氨基衍生物和 其它苄基胺类例如三(1，3，5-氨基甲基)苯。其它适合的亲核性反应剂 包括多元醇例如季戊四醇，乙二醇，聚亚烷基多元醇例如聚乙二醇， 聚丙二醇，1，2-二巯基乙烷和聚亚烷基多硫醇；苯硫酚类和苯酚类。 也合适的亲核反应物是炔属聚环氧化物，羟烷基叠氮化物，烷基叠氮， 三-和四-氮杂环丙烷，三-和四-噁唑啉，硫醇烷基，硫醇(FF)树突， 烯丙基，丙烯酸酯，甲基丙烯酸酯。以上结构部分中的任何一种可具 有烯烃官能团或封闭的结构部分。优选的是三丙烯酸酯，四丙烯酸酯， 三环氧化物，四环氧化物，二烯丙基胺，二乙醇胺，亚氨基二乙酸二 乙基酯，双(2-卤代烷基)胺，三(羟基甲基胺)，受保护的DETA，或丙 烯酸甲酯可以使用，包括原位在内。也优选的是环醚(环氧化物)，环 氧烷，硫化物(氯环硫丙烷)，氮杂环丙烷，氮杂环丁烷，硅氧烷，氧 杂环丁烷，噁唑啉，噁嗪，氨基甲酸酯，己内酯，羧酸酐，硫内酯， β-内酰胺，或它们的衍生物中的一种或多种。更优选的是三丙烯酸酯， 四丙烯酸酯，三环氧化物，四环氧化物，三叠氮化物，四叠氮化物， BAA，DEA，DEIDA，PETGE，PETriGE，PETriAE，HEDA，PEA，TREN， TRIS，亚氨基二乙酸二甲基酯，受保护的DETA(用酮溶剂)，或丙烯酸 甲酯，包括原位在内。
或者，亲核性结构部分可以与亲电反应剂反应，从而形成核加合 物，然后与适合的第二共反应剂反应，从而形成树枝形大分子。
当(BR)是其它(O)结构部分时，则一些合适试剂是这样的试剂，它 们可以经历自由基加成或参与1，3-环化加成反应即“单击”化学过程， 它们包括但不限于炔属聚环氧化物，羟烷基叠氮化物，烷基叠氮化物， 三唑，硫醇烷基，硫代(FF)树突，烯丙基，丙烯酸酯，甲基丙烯酸酯， 或烯属官能团。
当该(BR)结构部分是开环反应的一部分时，这种(BR)可以是 环醚(环氧化物)，环氧烷类，硫化物(环硫氯丙烷)，氮杂环丙烷 类，氮杂环丁烷类，硅氧烷类，氧杂环丁烷类，噁唑啉类，噁嗪类， 氨基甲酸酯类，己内酯类，羧酸酐，硫代内酯类，和β-内酰胺类。当 这一反应发生时，除该支化官能团之外，该(BR)还原位形成(IF)，这 归因于在(BR)保留的未反应基团。
优选的(BR)结构部分是三丙烯酸酯，四丙烯酸酯，三环氧化物， 四环氧化物，二烯丙基胺(BAA)，二乙醇胺(DEA)，二乙基亚氨基二乙 酸酯(DEIDA)，三(羟甲基胺)，PETGE，HEDA，PEA，TREN，TRIS， 二甲基亚氨基二乙酸酯，和保护的DETA(用酮溶剂)。另外，丙烯酸甲 酯可以作为亲电子试剂用于通过加成到胺或硫醇上原位产生(BR)。
图3和4举例说明了这些(BR)结构部分。
(IF)的含义如下：
该内部官能团(IF)是由适当的支化单元试剂的反应所产生的这 些树枝形大分子的独特的结构特征，所述反应获得一代代生长的(BR)。 这些内部反应性部位(即，羟基，巯基，胺，膦、烷基硅烷，硅烷， 硼烷类，羧基，羧酸酯，氯，溴，烯烃，炔烃，或烷基-或芳基-酰胺， 等)由开环反应获得。这提供了可以进一步反应的内部共价化学手柄 (handle)，同时保持适合于与其它基团缔合、适合于螯合或包封的重 要内部官能团。(IF)还提供了用于调节树枝状聚合物的内部的疏水/ 亲水结构特征，用于聚合引发剂或部位的引入或用于与作为前药的治 疗实体连接或缔合的独特连接部位。
优选的(IF)结构部分是羟基，硫醇，亚烷基酯和胺。
图3举例说明了这些(IF)结构部分。
(EX)的含义如下：
扩链剂(EX)可以存在于树枝形大分子的内部。它们提供了延长 该距离的方式并且因此增大了在树枝形聚合物的核(C)和后续代G之 间的间距和优选必须具有两个或多个反应活性部位，除非该(EX)位于 最后G，当它具有一个反应活性部位和有效地终止其它G生长或为(TF) 而封闭该树枝形聚合物或仅仅部分地封闭它时。内部空间体积的这些 增强提高了树枝形聚合物包封载体材料(M)的能力，如下面进一步描 述。这些(EX)可以在(BR)结构部分之前或之后出现，或在(BR)结构部 分之前和之后都出现。这些(EX)还可以存在(IF)结构部分。这些(EX) 具有至少两个反应活性部位和任选可以含有(IF)或可以原位形成 (IF)。还有可能在任何G中在任何其它反应之前接连让(EX)反应；在 这种情况下(EX)可以是相同的或不同的。
优选的扩链剂(EX)是聚(氨基酸)如聚赖氨酸，其它聚(氨基酸)， 赖氨酸，其它氨基酸，低聚乙二醇，二亚乙基四胺和更高级的胺类似 物，作为5-元咪唑烷基衍生物加以保护的低聚亚烷基胺[参见Arakiet al.，21(7)，1995-2001(1988)]，具有二个-或更多的不同型或相同型 官能团的脂肪酸，不饱和脂族和芳族双官能的或多官能的结构部分， EA，吗啉，二羧酸，EPC，1，2，3-三唑，IMAE，芳基二硫醇，二巯基烷 烃，DMI，二叠氮化物，联乙炔，吡咯烷酮，吡咯烷酮酯，氨基烷基咪 唑啉，咪唑啉，聚(亚烷基咪唑烷)，巯基烷基胺，羟烷基胺，和杂混 的不饱和脂族和芳族双官能的或多官能的结构部分(例如，咪唑烷基结 构部分)。
另外优选的(EX)是二氨基链烷烃，二酚类，双硫酚类，芳族聚(羧 酸类)，巯基胺类，巯基乙醇，烯丙基胺，PEA，哌嗪，聚哌嗪，AEP， EPC，环状吡咯烷衍生物，EDA，DEIDA，和高度支化树枝形聚合物如从 聚赖氨酸，聚(酯酰胺)，高度支化树枝形聚合物如从聚赖氨酸、聚(酯 酰胺)、聚(酰胺基胺)、聚(亚乙基亚胺)或聚(亚丙基亚胺)结构部分衍 生的那些。更优选的是PEA，DMI，丙烯酸甲酯，EPC，1，2，3-三唑， IMAE，PIPZ，氨基烷基哌嗪，聚(亚烷基哌嗪)，具有二硫化物结构部 分的二胺，MIPIEP，双(哌嗪基烷基)二硫化物，和哌嗪衍生物。
图3举例说明了这些(EX)结构部分。
(TF)的含义如下：
具有足以进行加成或取代反应或开环反应的反应性的末端官能团 (TF)，或者能够用于延长树枝状分支以形成下一代的任何官能活性 结构部分，其中包括但不限于自由基和1，3-二极性环加成反应活性结 构部分。一些、但不是全部的(TF)结构部分可以起反应，形成下一 代树枝形大分子，并且(TF)基团可以是相同或不同的。(TF)可以 是聚合物引发基团。当(TF)结构部分是最后G时，则(TF)可以是非反 应活性的。术语(z)是指在数学上由G限定的表面基团的数目。
这种端基的一些实例包括、但不限于氨基[包括伯和仲氨基，它们 可以是封闭的，但有至少一个未封闭的氨基存在(例如甲氨基，乙氨 基，羟乙基氨基，肼基，苄基氨基，葡糖胺，氨基酸，巯基乙基氨基)， 叔氨基(例如二甲氨基，二乙氨基，双(羟乙基)氨基)，季铵基，三 烷基铵，双(羟乙基)氨基，双(2-卤乙基)氨基，N-烷基化、N-芳基化、 N-酰化衍生物]；羟基，巯基，羧基，链烯基，烯丙基，芳基，甲基烷 基，乙烯基，酰胺基，卤素，脲，环氧烷基，氮杂环丙烷基，噁唑啉 基，氮杂内酯，内酰胺，内酯，咪唑啉基，磺酸根，膦酸根，硼酸根， 有机硅烷，异氰酸根，异硫氰酸根，羟基烷基叠氮基，和α-卤酰基。 这些烃基团的碳数是1-25。端基可以使用常规工序用其它基团取代。 [参见US专利4,507,466；4,558,120；4,631,337。]
优选的表面基团(TF)是聚乙二醇，吡咯烷酮，吡咯烷酮酯，羧基 哌啶，哌啶，哌嗪，取代哌嗪，氨基烷基哌嗪，己基酰胺，醛，叠氮 化物，氧杂环丁烷，染料(例如，近红外荧光染料如花青衍生物，FITC)， 比色的(colorimetric)(例如，尼罗红)，三(羟甲基)酰胺基甲烷，光 致变色结构部分(例如，斯德酮，卟吩)，酰胺基乙基乙醇胺，甲酯基 吡咯烷酮，琥珀酰胺酸，酰胺基乙醇，氨基酸，保护氨基酸，抗体和 片段，蛋白质，肽，环肽，阳离子甾类，大环基团，氮杂冠醚，抗生 素/抗细菌剂[例如，氨基糖苷类，amphenicols，安莎霉素类，β-内 酰胺(如青霉素，头孢菌素，头霉素，氧头孢烯类，carbapenems)，四 环素，大环内酯，林肯酰胺类，2，4-二氨基嘧啶，硝基呋喃，喹诺酮， 磺酰胺，砜]，抗肿瘤药[例如，烷基磺酸盐，氮杂环丙烷，环氧化物， 乙撑亚胺和甲基蜜胺，氮芥类，硝基脲，嘌呤类似物，雄激素类， antiadrenals，抗雄激素，抗雌激素类药，雌激素类，LH-RH类似 物，孕激素类和其它类似物]，叶酸和类似物，环氧化物，丙烯酸酯， 甲基丙烯酸酯，胺，羧酸酯，阳离子，阴离子，中性，芳族，葡糖胺 或其它氨基糖，生物素，卵白素，抗生物素蛋白链菌素，生长因子， 激素，适配体，DOTA，DTPA，金属螯合物，萘基磺酸盐，烷基磺酸盐， 芳基磺酸盐，靶向基团(例如，CD19，CD22，适配体)，透明质酸，多 金属氧酸盐，有机发色团，多价连接的化合物，碳纳米管，富勒烯， 纳米复合材料，全金属纳米粒子，具有各种的核和壳的全半导体纳米 粒子，放射性物质和它们的螯合类似物，荧光分子(金属盐，有机化合 物)，导电性分子，光或电磁能吸收或发射分子(如UV，VIS(可见光)， IR和微波)，药物或诊断剂的放射性类似物，硅烷，硅氧烷，硅倍半 氧烷，聚(芳基-烷基)聚(碘化物)，量子点，纳米晶体(例如，Au，Ag， Cu等)，多氟化的分子，表面活性剂，树突，区别的树突，树枝形大 分子，甲氧基乙氧基乙氧基，聚酰亚胺(例如，马来酰亚胺)，除草剂(例 如，氟乐灵，2-膦基甲基氨基乙酸)，多偶氮化合物，聚磷腈 (polyphosphazine)，多氟化的磺酸盐，杂原子链和分支，类脂，淀粉， 单糖(例如，甘露糖，右旋糖)，寡核苷酸，复合糖，药物，如抗癌剂(例 如，多柔比星，氨甲喋呤，其它)，乙酰水杨酸，水杨酸，维生素(例 如维生素E，C)，辅因子(例如NADH)，或抗氧化剂。(TF)能够进一 步与任何担载的材料(M)反应，后者能够与(TF)实体相缔合并且可以在 表面上存在一个(M)到最高可能的z，仅仅受N-SIS限制。另外一些(TF) 能够进一步与(BR)或(EX)反应来更多地生长表面。
此外，优选的(TF)基团是哌嗪和它的衍生物，烷基哌嗪，氨基烷 基哌嗪，1，2，3-三唑，IMEA，丙烯酸酯，甲基丙烯酸酯，丙烯酰胺， 炔烃，羟基，环氧化物，噁唑啉，亚烷基亚胺，内酯，氮杂内酯，聚 氧化乙烯，氨基，乙基亚胺，羧酸酯，烷基，氮杂环丙烷，叠氮化物， 乙基亚胺，烷基酯，环氧化物，醇基，烷基硫醇，硫醇，环硫烷 (thioranes)，吗啉，胺，肼基，羧基，烯丙基，叠氮基，烯基，炔基， 羟烷基氨基，保护的DETA，羧基烷基，吡咯烷酮(和它的酯)，和琥珀 酰亚胺酯。特别优选的是哌啶，氨基烷基哌嗪，烷基哌嗪，哌嗪衍生 物，和三唑。
图5举例说明了这些(TF)基团。
当需要时，结构部分(C)，(BR)，(IF)，(FF)和(EX)能够含 有属于放射性同位素的原子。例如，3H或14C可用于在生物途径中示 踪该树枝形或树突的位置或示踪该树枝形聚合物的副产物或代谢物。
通式(I)的树枝状聚合物必须具有在它们的所需结构中存在的 (EX)或(IF)当中的至少一个。还有可能的是，(EX)或(IF)两 者都存在一个以上。
这样制备的通式(I)的树枝形大分子可以与多种化合物反应，从 而形成具有独特特性的多官能化合物。例如，具有末端胺结构部分的 树枝形大分子可以与不饱和腈反应以获得聚腈，或者与α，β-烯属不饱 和酰胺反应以形成聚酰胺，或者与α，β-烯属不饱和酯反应以形成酯终 端的树枝形大分子，或者与环氧烷反应以形成多元醇，或者与烯属不 饱和硫化物反应以形成硫醇终端的树枝形大分子。具有末端羟基结构 部分的树枝形大分子可以与羧酸反应以形成酯终端的树枝形大分子， 与醇或烷基卤化物反应以形成醚终端的树枝形大分子，与异氰酸酯反 应以形成尿烷终端的树枝形大分子，与硫酰氯反应以形成氯终端的树 枝形大分子，以及与甲苯磺酸酯反应以形成甲苯磺酰基终端的树枝形 大分子。作为实例，以下用通式(III)示出了优选的通用结构：
通式(III)
其中：
Nc＝核多重性；Nb＝分支多重性
[TF]＝-CO2CH2CH3.H.-CH2-CH2-NH2
每一代的树枝形大分子生长的方法是众所周知的。图6示出了(z) 基团数目的这种生长和扩增以及增加的分子量。
更优选地，本发明的树枝形大分子用通式(II)表示：
通式(II)
其中：核＝(C)，(TF)、G、Nc、Nb、i、z和p与以上通式(I)中相 同定义，以及(BR)必须具有所存在的(IF)结构部分或能够原位产生 (IF)。
通式(I)的一些优选实例具有构成树突(其中x＝1)或构成树枝形 大分子(其中x＝0)的(FF)；(C)具有3-4的多重性Nc；(IF)＝OH， NH或SH；(EX)＝PIPZ；(BR)具有2-4的多重性Nb；和(TF)如 以上所定义。在另一个实施方案中，(M)与通式(I)的树枝形聚合物相 缔合。通式(I)的树枝形聚合物的又一个实施方案是聚(酯-丙烯酸酯) 和聚(酯-环氧化物)树枝形大分子。
纳米级空间诱导的化学计量(“N-SIS”)
简要地说，N-SIS目前可以被定义为改变或影响纳米级试剂或反 应性底物的反应性(即化合价/化学计量)的特定纳米级空间效应。这 些N-SIS性能基本上是未知的，至少在纳米级领域没有明确定义。只 要将一定组合或排列的纳米级试剂、纳米级底物、亚纳米级试剂或亚 纳米级底物聚集在一起形成化学键或形成超分子缔合或组装，它们似 乎就显现。另外，微米级底物和纳米级试剂可以提供类似的效应。该 原理的一个目前初步的见解假设，当某些纳米级反应组成体积的总和 接近或超过反应部位周围的可获得的纳米级空间时，这种N-SIS效应 开始出现。例如，当某些树枝形大分子表面基团体积和引入的试剂体 积接近一系列反应性树枝形大分子表面基团(TF)周围可获得的外部 体积时，反应速度被急剧抑制，且某些基团的反应性显著受影响[D.A. Tomalia；A.M.Naylor；W.A.Goddard III，Angew.Chem.Int.Ed. Engl，29，138-175(1990)]。因此，应该可以使用该NSIS效应来影 响与合成多种核、支化单元试剂、树突、树枝形大分子和其它树枝状 聚合物结构有关的反应参数，基于在这些结构中使用的特定纳米级和 亚纳米级试剂和底物的相对大小、蓬松度、电子/亲水/疏水结构特征 等。
尽管不希望受理论的束缚，该N-SIS结果的进一步讨论和通式(I) 的树枝形聚合物的形成的预测是在罗马数字编号的对比实施例之后提 供。
制造通式(I)的树枝形聚合物的方法
大多数的上述参考文献涉及聚合成为超支化聚合物的开环反应， 而非高能开环反应在试剂向支化单元扩增中用于受控加成的应用。这 些参考文献没有教导如现在由本发明所报告的反应性开环反应与高官 能支化单元试剂的结合或提出使用反应性开环反应与高官能支化单元 试剂。这些参考文献没有一个教导在支化单元试剂的分步受控加成中 使用开环或其它高反应性的、精确的化学过程。
PAMAM树枝形大分子的传统方法包括酰胺化步骤，这涉及到热力 学驱动的低反应速率、伴有长反应时间的慢化学过程，涉及无差别的 二官能中间体(即，乙二胺和丙烯酸甲酯)。这些工艺特征需要很大 过量的试剂和高稀释度，导致单位反应器体积的生产能力低下和因此 高成本，尤其在较高的代数时。
本发明涉及使用支化单元试剂构建树枝形大分子支化结构，与在 典型发散型PAMAM合成方法中所述的小分子试剂(即，乙二胺和丙烯 酸甲酯)相比，所述支化单元试剂常常是庞大的多官能分子。
本发明涉及以可控方式结合使用更快的动力学驱动的反应性开环 化学过程(即“单击型”或其它快速反应)与更庞大的多官能支化单 元试剂(BR)，以快速和精确地构建一代代的树枝形大分子结构。本 发明方法提供了精确的结构，化学过程更纯净，通常只有单一产品， 只需要较低过量的试剂，较低的稀释度，因此提供了更容易放大到工 业规模的更高生产能力的方法、一系列新型材料和更低的成本。所制 备的树枝形大分子组合物具有新颖的内部官能团，更高的稳定性，例 如热稳定性，并且很少有或没有反迈克尔加成反应(与传统的PAMAM 树枝形大分子结构相比)。此外，与传统PAMAM树枝形大分子结构相 比，它们在更低的代数下(因此成本减少)达到了包封表面密度(即， 获得了纳米容器性能)(参见图20A和21)。出乎意料的是，即使在比 传统PAMAM体系正常所需的更低的化学计量/过量下，这些具有高官能 化表面的多官能支化单元试剂(BR)的反应没有导致凝胶化、桥连/ 交联的体系/材料。
制备通式(I)的树枝形聚合物的方法能够进一步通过来自(C)的反 应的下列讨论来描述。
单釜反应对于工艺速度和所需产物的分离而言是工业上所希望 的。该方法在溶剂中在约0℃到100℃的温度下同时使用反应活性(C) 和反应活性(BR)前体(例如亚氨基二乙酸，伯胺保护的DETA，亚氨基 二烷基腈，亚氨基二烷基膦酸，亚胺基二烷基卤(例如双(2-氯乙基) 胺)，二乙醇胺，仲二胺如二烷基胺，二烯丙基胺，二芳基胺，亚氨基 亚烷基胺(例如，双(六亚甲基三胺))或预先形成的(BR)试剂(例如 TREN，TRIS，乙炔二-或三-环氧基结构部分)，直到反应完成为止，从 而形成了通式(I)但不存在(EX)结构部分的树枝形聚合物。以下通式 (IV)说明了这些树枝形聚合物，其中(C)，(FF)，(IF)，(BR)，(TF)， q，p，x，z，和Nc如以上所定义。
通式IV
以上通式(IV)的单釜反应的产物能够通过使用在(TF)上的正交化 学过程来进一步反应，以便将附加的(BR)结构部分加成到所形成的第 一种树枝状结构上。这可以导致合成出含有通式(I)树枝形聚合物(它 具有或不具有(EX))的更高代的同型/不同型组成(BR)。如果存在 (EX)，则它们借助于涉及到正交化学过程的该第二步骤被引入。下面 的通式(V)表明所形成的那些树枝形聚合物不存在(EX)且其中(C)， (FF)，(IF)，(BR)，(TF)，q，p，x，z，和Nc如以上所定义。下标“n” 仅仅是为了区分在如上所述的总反应的不同步骤中加成的(BR)结构部 分并且必须存在足够的第二(BR)以便与多个第一(BR)试剂反应。这是 所给出数量的全部(BR)反应的方法。
通式V
一种正交化学方法是使用具有仲和/或伯胺的反应活性(BR)前体 或(BR)的酮溶剂保护[例如Frédéric Laduron et al.，Org.Proc. Res.& Devel.，9，102-104(2005)]。按照这样的方式，伯胺可以 在仲胺存在下加以保护，因此允许仲胺部位与反应活性(C)或反应活性 (TF)反应。当仅仅伯胺存在于该预先形成的(BR)中时，一个或多个的 这些伯胺结构部分可以用酮溶剂保护且其它未保护的伯胺可以与合适 的(C)或(TF)反应。
另一个正交化学方法可以包括烷基胺与丙烯酸烷基酯(如丙烯酸 甲酯)的亲核反应(迈克尔加成)形成氨基乙酯连接基，随后该酯与亚烷 基胺或(EX)或其它(BR)反应。
其它正交化学方法可以包括具有伯胺(TF)基团的(C)或(BR)通过 与DMI反应，转化成吡咯烷酮酯基。该酯与伯胺或部分地保护的伯多 胺的后续反应能够为新(BR)或(TF)结构部分提供连接基。
另一个正交化学方法是含有预先形成(BR)试剂或反应活性(BR)前 体的硫醇以自由基加成方式被加成到具有烯丙基或烯属基团的(C)或 (BR)上。
另一个正交化学方法是含有(C)和(BR)的叠氮化物以1，3-偶极环 加成方式加成到含有(C)和(BR)的炔烃上。含有(C)的炔烃可以存在1 到Nc个炔烃结构部分以及含有(BR)的炔烃可以具有1到Nb-1个炔烃结 构部分。在(C)或(BR)中存在的其它反应活性基团能够是在前面列出的 (BR)基团中的任何一个。含有(C)和(BR)的叠氮化物通过环氧基环与叠 氮离子的亲核开环反应来生产。这些反应活性基团的后续反应能够按 照Michael Malkoch等人，在J.Am.Chem.Soc.127，14942-14949 (2005)中所述方法，使用“单击”化学过程为新的(BR)或(TF)结构部 分提供三唑连接基。
当(EX)是所希望的时，正交化学方法的上述反应中的任何一种可 以改进，以便在任何(BR)或(C)之后插入(EX)。(EX)的加成是通过这里 所讨论的途径来进行的。
末端表面基团(TF)可以按各种方式反应。例如，当(TF)是胺 结构部分时，它可以与不饱和腈反应以获得腈终端的树枝形大分子； 与α，β-烯属不饱和酰胺反应以形成酰胺终端的树枝形大分子；与α，β- 烯属不饱和酯反应以形成酯终端的树枝形大分子；与环氧烷反应以形 成羟基终端的树枝形大分子；或与烯属不饱和硫化物反应以形成硫醇 终端的树枝形大分子。另外，树枝形大分子端基可以与二官能或三官 能化合物例如烷基二卤化物或芳族二异氰酸酯反应以形成其中多个树 枝形大分子通过多卤化物或多异氰酸酯的残基连在一起的聚(树枝形 大分子)或桥连树枝形大分子。桥连树枝形大分子还可以通过亲电表 面树枝形大分子与亲核表面树枝形大分子的反应例如胺终端的表面与 酯终端的表面的反应来形成。当发生该反应时，可以任选存在连接基， 将这些树枝形大分子隔开。这样，可以制备连接的(相互缔合)的树 枝形大分子的片或聚集体。
当用于合成树枝形大分子时，迈克尔加成反应是多官能亲核试剂 的热力学驱动的加成(即，胺加成到不饱和迈克尔受体上)的一个实 例。它们已知即使在适中条件下仍是可逆的，并且没有产生侧挂的内 部官能团。因此，它们产生了缺乏由热重分析(TGA)所测定的高热稳 健性和稳定性的树枝形大分子结构连接性(参见图18，与本发明获得 的PEHAM相比)。相反，采用同样或类似的多官能试剂的小的张力环开 环反应通过动力学控制方法来驱动，从而产生热稳健性更高的树枝状 结构，其耐热降解和热重排性能更强。使用这些动力控制开环反应的 另一个优点是它们产生了侧挂的内部官能团(IF)，这在迈克尔加成 反应中不会发生。
由于所涉及的反应物的相对大小和尺寸，N-SIS似乎影响了(C) 与(BR)或焦点官能化(FF)树突的反应性。如果(BR)大于(C)， 那么较少的(BR)能够找到物理空间来允许化学键合，这导致了较大 的可确定的N-SIS效应。相反，如果(C)明显大于(BR)，则产生的 N-SIS效应较小，更多的(BR)能够与(C)成键(归因于在核周围的 增大空间)，因此减少了SIS效应。为了减轻N-SIS的效应，本发明使 用(EX)。这种(EX)在(C)和(BR)之间提供了更多的物理空间， 所以减小了N-SIS效应。
图9示出了用于制备通式(I)的树枝形大分子的作为本发明一部 分的各种反应。
NSIS的另一种用途是形成有差别的树枝状聚合物(即树突/树枝 形大分子)。例如，NSIS能够用于控制单一焦点官能化(FF)树突与 多官能(C)、支化单元(BR)、扩链剂(EX)、树突或树枝形大分子 端基(TF)的反应以形成正交反应性、有差别的树枝状结构。这样， 具有(FF)的树突可以与核和连接于(BR)上的(EX)反应。(BR) 可以进一步反应，该树突具有其自身表面端基(TF)。
可以精确地控制发散型树枝状生长，以便至少通过前几代的生长， 形成服从数学公式的理想的树枝状聚合物。然而，因为树枝状大分子 的分子半径在理想发散型生长期间随着代数增长以线性方式增加，而 表面单元根据几何级数定律扩增，理想的树枝状生长不会无限延伸。 有一个临界代，在该代时，起反应的树枝状大分子表面没有足够的空 间来允许所有数学上需要的新单元(unit)的引入。从理想树枝状生 长中脱离的该阶段被称为de Gennes紧密填充阶段。在该阶段，表面 挤满了末端官能团，使得虽然端基具有化学反应性，但它们在空间上 被禁止进一步参与理想的树枝状生长。换句话说，当可供反应性端基 利用的平均自由体积降低到低于将树枝形大分子生长延伸到下一代的 期望反应的过渡态所需的分子体积时，在发散型树枝形大分子合成中 达到了所述de Gennes紧密填充阶段。虽然如此，在发散型合成中的 de Gennes紧密填充阶段的出现不排除超过该程度的进一步树枝状生 长。通过质谱研究已经证明，可以发生超过de Gennes紧密填充阶段 的分子量的进一步增高。然而，这是以非理想的方式发生，不再遵守 到由树枝状的数学计算所预测的值。
由超过致密填充阶段的持续树枝状生长获得的产物在结构上是 “不完美的”，因为在前代中的一些表面基团在空间上被阻止进行进 一步反应。生长超过了所述de Gennes紧密填充阶段的树枝形大分子 上的官能团的数目将不会对应于该代的理想的数学预计值。这种不连 续被认为是所述de Gennes紧密填充阶段的标记。
反应性的差异
在以下反应路线中，简要评述了各种反应物的行为和反应活性。
聚缩水甘油醚；图1
支化单元试剂；图2
在以下论述中，粗体数字是指在以上这些反应路线中的结构。
1.电子密度对开环反应的影响
胺试剂(IIe-IIg)与聚(缩水甘油)醚(Ia和Ic-d)(PGE)的 反应速度快于与聚(缩水甘油)苯胺(Ib)(PGA)的反应。TRIS(II-e) 加成到缩水甘油苯胺(Ib)的反应即使在60℃下3天后也没有完成， 所观察的产物含有大量的双加合物和三加合物。延长的加热导致起始 原料的大量分解。与二乙醇胺(II-f)的反应获得了四加合物和三加 合物；与II-g反应获得了四加合物，但延长的反应导致产物的分解。
虽然不希望受理论制约，但据信PGE类和PGA类的这种反应性差 异可以分别根据氧和氮取代基的相对负电性来解释。因为氧的负电性 大于氮，所以(PGE类中的)环氧化物环上的电子密度低于环氧化物 (PGA类)(即通过诱导效应)，因此相对于PGA类，PGE类的亲核开 环更容易。因此，PGE类具有更快的反应时间。这些数据表明，通式 (I)的树枝形大分子更具电负性并具有更快的反应时间。
2.pKa对胺的反应性的影响
还发现，支化单元试剂(IIe-IIg)与PGE类和PGA类的反应性是 不同的。所观察到的反应性是IIf>IIg>IIe。三种支化单元试剂的反 应性的差异可以根据它们的pKa值来解释。三(羟甲基)氨基甲烷 (TRIS)的pKa值是8.10，二乙醇胺(DEA)的pKa值是8.88。pKa 值越高，碱性越强。DEA具有比TRIS更强的碱性，即用DEA的反应更 快。该基本原理得到实验证据的支持。因此，(BR)的pKa越高，反 应更快。
3.质子溶剂和温度的影响
PGE类和PGA类与各种亲核支化单元(BR)试剂的反应性具有差 异。研究了用各种溶剂和温度的反应。首先，在室温下在甲醇中研究 了与底物Ia三(缩水甘油醚)的反应，发现该反应是缓慢的，反应时 间需要多达10天。这些反应用不同溶剂和更高的温度重新检验。在 60℃下以小规模(至多3g)下研究支化单元试剂(IIe-g)(BR)在 所有缩水甘油醚上的加成。令人惊奇的是，在60℃下在甲醇中的所有 反应在12-24小时内完成。然而，相反的是，与聚(缩水甘油苯胺) (Ib)的反应即使在60℃下也是非常缓慢的。因此，(BR)不是速度 决定因素，但底物的电负性是速度决定因素，其中PGE类是最快的。
在各种溶剂，即甲醇、二氯甲烷(DCM)/甲醇(MeOH)混合物和 二甲氧基乙烷(DME)中研究这些反应。在DCM和DME中以及在室温下 在MeOH中的反应是缓慢的。这些结果表明，优选使用质子溶剂用于促 进快速亲核加成。
克拉姆规则
虽然不希望受理论制约，但据信空间效应控制羰基氧的立体选择 反应性，导致手性引入。克拉姆规则规定亲核体沿着最小取代基排列 攻击羰基。最大基团本身背离羰基排列，从而最大限度减小空间效应， 使得亲核体优先从小取代基一侧攻击。[参见D.J.Cram，A.Elhafez， J.Am.Chem.Soc.74，5828(1952)。]
典型反应条件
本发明包括、但不限于如下若干主反应类型包含(1)亲核加成反 应，(2)亲核开环反应，(3)1，3-环加成反应类型(其中包括叠氮化 物和乙炔类)，和(4)硫在烯烃上的自由基加成。加成反应实例包括、 但不限于其中丙烯酸酯与胺反应的迈克尔加成反应。开环反应实例包 括、但不限于其中胺与环氧、环硫烷、氮杂环丙烷或噁唑啉官能团反 应的开环反应。在所有这些情况下，胺、丙烯酸酯、环氧、环硫烷、 氮杂环丙烷或噁唑啉类基团可以是核(C)(包括简单核，支架核，或 超级核)、扩链剂(EX)、支化单元试剂(BR)或末端官能团(TF) 的官能部分。这两类反应，即加成反应和开环反应的反应条件可以用 在文献中确定的用于加成到碳-碳双键上的条件范围来说明。[例如参 见R.T.Morrison，R.N.Boyd，Organic Chemistry，第6章，Allyn and Bacon，Inc出版，New York，NY，(1966)或者一般开环反应， 也在第6章]。进一步描述典型的反应条件范围。
丙烯酸酯-胺反应体系
丙烯酸酯-胺反应体系的一个实例是丙烯酸酯官能化核与胺官能 化扩链剂的反应，例如以下所示的：
(C)+(EX)→(C)(EX)(TF) (1)
其中(C)＝三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)；(EX)＝哌嗪(PIPZ)； (TF)＝仲胺。
丙烯酸酯-胺反应的另一个实例是胺官能化扩链的核试剂(C)(EX) (TF1)与丙烯酸酯官能化的支化单元试剂的反应，例如如下所示：
(C)(EX)(TF1)+(BR)→(C)(EX)(BR)(TF2) (2)
其中(C)＝三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)；(EX)＝哌嗪(PIPZ)； (TF1)＝仲胺；(BR)＝三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)；和(TF2) ＝丙烯酸酯。
流程图1
为了将反应活性支化单元(BR)、扩链剂(EX)或端官能团f加 成到简单核、支架核、超级核或当前代的产物上，所要加成的该分子 与简单核、支架核、超级核或当前代的产物上的反应性官能团的摩尔 比是一个重要参数。例如，在将扩链剂基团加成到核上的反应中，(EX) /(C)的摩尔比被定义为扩链剂分子(EX)与简单核、支架核、超级 核或当前代结构上的反应性官能团的摩尔比(即Nc)。类似地，对于将 反应活性支化单元加成到简单核、支架核、超级核或当前代结构上的 反应，(BR)/(C)被定义为支化单元分子(BR)/简单核、支架核、 超级核或当前代结构上的反应性官能团的摩尔比(即Nc)。取决于所需 的结构，支化单元或扩链剂在简单核、支架核、超级核或当前代产物 上的加成水平可以通过添加的摩尔比或通过空间诱导的化学计量(例 如N-SIS)来控制。如果需要完全覆盖表面的话，该反应优选使用相 对于在简单核、支架核或超级核上的官能团的过量的所要加成的基团 的分子，例如扩链剂或支化单元试剂。
这些各种反应物的加成顺序可以是将简单核、支架核、超级核或 当前代产物加成到支化单元或扩链剂上，或者将支化单元或扩链剂加 成到简单核、支架核、超级核或当前代产物上。优选的步骤是将简单 核、支架核、超级核或当前代产物加成到扩链剂或支化单元上。
反应时间取决于反应条件、溶剂、温度、试剂的活性和其它因素 改变，但一般可以通过本领域已知的足以在不饱和有机官能团上实现 加成反应的典型反应条件来分类。反应时间可以是1分钟到几天，更 大空间的庞大基团的反应或拥挤表面上的反应，例如表面基团在较高 代树枝形大分子上的加成反应需要更长的反应时间。
反应温度可以在碳-碳双键加成反应或亲核环氧开环反应常用的 温度范围内。温度范围受试剂在反应中的热稳定性和在反应所需的温 度下的时间长度的限制，以下给出了典型的反应温度。
可以使用适于这些加成反应的任何有机溶剂或水，其中包括用于 碳-碳双键的加成反应，环氧基、氮丙啶、噁唑啉的亲核开环反应，在 乙炔类上的1，3-环加成反应或硫醇在烯烃上的自由基加成反应的典 型溶剂。可以使用足以溶解试剂以达到适于进行反应的浓度的任何溶 剂混合物。优选的溶剂是极性质子溶剂。还有用的是含有极性和非极 性溶剂的溶剂混合物，以及质子和非质子溶剂或它们的结合。溶剂混 合物可以主要是非质子溶剂与足以催化该反应的催化量的质子溶剂。 对于叠氮化物以1，3-环化加成方式加成到乙炔类上的情况，合适的铜 催化剂按照在文献中所述来使用[例如B.Helms等人，J.Amer.Chem. Soc.126，15020-15021(2004)；P.Wu等人，Angew.Chem.Int.Ed. 43，3928-3932(2004)]。这提供了允许低极性或非极性简单核、支架 核、超级核、扩链剂或支化单元试剂溶解和反应，例如聚(缩水甘油) 醚和聚(缩水甘油)苯胺与各种亲核性支化单元试剂的反应性之间有 差异的条件。研究了采用各种溶剂和温度的反应。首先，在室温下在 甲醇中研究了与底物Ia三(缩水甘油醚)的反应，发现是缓慢的，反 应时间需要多达10天。这些反应采用不同溶剂和更高的温度重新检 验。在60℃下以小规模(至多3g)研究了支化单元试剂(IIe-g)在 所有缩水甘油醚上的加成，有趣的是，在60℃下在甲醇中的所有反应 在12-24小时内完成。然而，与此相反，与聚(缩水甘油苯胺)(Ib) 的反应即使在60℃下也是显注缓慢的。
可以添加催化剂以促进加成反应。适合的催化剂包括通常用于催 化碳-碳双键的加成反应的任何催化剂。典型催化剂是自由基引发剂例 如AIBN，金属盐，钛、镁和锂盐，以及适于有机加成反应、3，4，5-元 杂环的亲核开环反应或叠氮化物在乙炔类上的1，3-环加成反应和硫 醇在烯烃上的自由基加成反应的任何其它催化剂。
对于涉及胺官能化组分与丙烯酸酯官能化组分的反应的这些和其 它反应，典型反应条件能够如下表所示总结：
胺-丙烯酸酯反应
胺/丙烯酸酯或丙烯酸酯 /胺的摩尔比范围 可用范围 0.1/1到20,000/1 优选范围 1/1到100/1 最优选范围 1/1到6/1 反应时间 可用范围 1分钟到几天 优选范围 1分钟到24小时 最优选范围 1分钟到6小时 反应温度 可用范围 0-180℃ 优选范围 0-80℃ 最优选范围 0-35℃ 溶剂 可用的 含有一些质子极性溶剂的溶剂 混合物 优选的 质子极性溶剂和混合物 最优选的 醇类，甲醇，乙醇，丙醇，丁 醇，二醇类，含有醇的混合物， 二氯甲烷/甲醇，氯仿/甲醇， DME/甲醇，DMSO/MeOH 催化剂 可用的 用于典型有机加成反应的催化 剂 优选的 金属盐 最优选的 钛，镁和锂盐
亲核开环反应体系
开环反应体系的一个实例是环氧官能化核与胺官能化扩链剂的反 应，例如：
(C)+(EX)→(C)(IF1)(EX)(TF1) (3)
其中(C)＝季戊四醇四缩水甘油醚(PETGE)；(IF1)＝内部羟基 (OH)；(EX)＝哌嗪(PIPZ)；(TF1)＝仲胺。
环氧-胺反应的另一个实例是胺官能化扩链的核试剂(C)(IF1) (EX)(TF1)与环氧官能化支化单元试剂的反应，例如：
(C)(IF1)(EX)(TF1)+(BR)→(C)(IF1)(EX)(IF2) (BR)(TF2) (4)
其中(C)＝季戊四醇四缩水甘油醚(PETGE)；(IF1)＝内部羟基 (OH)；(EX)＝哌嗪(PIPZ)；(IF2)＝内部羟基(OH)；(BR)＝季戊 四醇四缩水甘油醚(PETGE)；和(TF2)＝环氧。
流程2
为了将支化单元(BR)、扩链剂(EX)或官能团(TF)加成到简 单核、支架核、超级核或当前代产品上，所要加成的分子与在简单核、 支架核、超级核或当前代产品上的反应性官能团的摩尔比是一个重要 参数。例如，在将扩链剂基团加成到核的反应中，(EX)/(C)的摩 尔比被定义为被定义为扩链剂分子(EX)与简单核、支架核、超级核 或当前代结构上的反应性官能团的摩尔比(即Nc)。类似地，对于将支 化单元加成到简单核、支架核、超级核或当前代结构上的反应，(BR) /(C)被定义为支化单元分子(BR)/简单核、支架核、超级核或当前 代结构上的反应性官能团的摩尔比(即Nc)。取决于所需的结构，支化 单元或扩链剂在简单核、支架核、超级核或当前代产物上的加成水平 可以通过添加的摩尔比或通过空间诱导的化学计量(N-SIS)来控制。如 果需要完全覆盖表面的话，优选使用相对于在简单核、支架核或超级 核上的官能团的过量的所要加成的基团的分子，例如扩链剂或支化单 元试剂。
加成顺序可以是将简单核、支架核、超级核或当前代产物加成到 支化单元或扩链剂上，或者将支化单元或扩链剂加成到简单核、支架 核、超级核或当前代产物上。优选的是将简单核、支架核、超级核或 当前代产物加成到扩链剂或支化单元上。
反应时间取决于反应条件、溶剂、温度、试剂的活性和其它因素 改变，但一般可以通过足以在有张力的环氧基、氮丙啶或其它环状官 能团上实现亲核开环反应的反应条件范围来分类。反应时间可以是1 分钟到几天，空间庞大基团的反应或拥挤表面上的反应，例如表面基 团在较高代树枝形大分子上的加成反应需要更长的反应时间。
反应温度可以在张力环开环反应常用的温度范围内。温度范围受 试剂在反应中的热稳定性和反应时间的限制，以下给出了典型的反应 温度。
适合于开环加成反应的任何有机溶剂或水包括用于亲核环开环反 应的典型溶剂。可以使用足以溶解试剂以达到适于进行反应的浓度的 任何溶剂混合物。优选的溶剂是极性质子溶剂。还有用的是含有极性 和非极性溶剂的溶剂混合物，以及质子和非质子溶剂或它们的结合。 溶剂可以是非质子溶剂与足以允许该反应进行的催化量的质子溶剂。 这些试剂在溶剂中的浓度可以显著变化。在一些情况下，可以使用过 量的反应试剂作为溶剂。溶剂混合物可以主要是非质子溶剂与足以催 化该反应的催化量的质子溶剂。这提供了允许低极性或非极性简单核、 支架核、超级核、扩链剂或支化单元试剂溶解和反应的条件。例如， 聚(缩水甘油)醚和聚(缩水甘油)苯胺与各种亲核体支化单元试剂 的反应性差异需要考察多种溶剂和温度。对于要求较高温度的反应， 需要较少的挥发性溶剂。
在多种溶剂即甲醇、二氯甲烷(DCM)/甲醇混合物和二甲氧基乙 烷(DME)中研究这些反应。反应在DCM和DME中以及在室温下在甲醇 中是缓慢的。这些结果表明，必需使用质子溶剂来促进该亲核加成。
可以添加催化剂来促进加成反应，1，3-环加成或开环反应。适合 的催化剂包括通常用于催化开环反应的任何催化剂。典型催化剂是路 易斯酸和路易斯酸盐例如LiBF4，BF3，锌盐或在该类别中的其它催化 剂。用于1，3-环加成反应的合适催化剂也包括铜和锌盐。
对于涉及胺官能化组分与丙烯酸酯官能化组分的反应的这些和其 它反应，典型反应条件可以总结如下：
亲核开环反应
胺/环或环/胺的 摩尔比范围 可用范围 0.1/1到20,000/1 优选范围 1/1到100/1 最优选范围 1/1到6/1 反应时间 可用范围 1分钟到几天 优选范围 1分钟到24小时 最优选范围 1分钟到6小时 反应温度 可用范围 0-300℃ 优选范围 0-120℃ 最优选范围 0-60℃ 溶剂 可用的 含有一些质子极性溶剂的溶剂混合物 优选的 质子极性溶剂和混合物 最优选的 醇类，甲醇，乙醇，丙醇，丁醇，二醇类，含 有醇的混合物，二氯甲烷/甲醇，氯仿/甲醇， DME/甲醇，DMSO/MeOH 催化剂 可用的 用于典型张力环开环反应的催化剂 优选的 路易斯酸和路易斯酸盐 最优选的 LiBF4，BF3，锌盐和该类别中的其它化合物
分离和提纯这两类反应的产物的方法包括用于碳-碳双键加成反 应和张力环开环加成反应的典型分离方法。另外，使用已知的分离典 型树枝状分子的方法。优选的是超滤，渗析，使用硅胶或SephadexTM 的柱分离，沉淀，溶剂分离或蒸馏。分离方法可以随产品的规模和代 数而改变。当聚合物颗粒的尺寸增长时，更优选的树枝形大分子分离 方法包括超滤和渗析。在某些情况下，可以使用在起反应和未反应的 物质之间的溶解度差来促进产品的分离。例如，在分离方法中可以利 用在环氧化物(基本非极性的)和开环多元醇(更高极性的)之间的 溶解度差。
用于促进反应的方法可以包括使用微波辅助的或超声辅助的反 应。
叠氮化物以1，3-偶极环化加成方式加成到炔烃上形成通式(I)树枝形 大分子/树突
早在1968，Huisgen等人[Angew.Chem.，Int.Ed.Engl.7， 321-328(1968)]报导了有机叠氮化物以容易的、高产率的、化学选择 性的环化加成方式加成到炔烃上的反应(一般由Cu+1盐催化)，形成了 含有共价1，4-二取代的-1，2，3-三唑连接基的结构。因为这些反应的 高化学选择性，这些反应可以在有各种的竞争或平行反应/官能团存在 的情况下选择性地进行而没有干扰。这些反应对于制备本发明的树枝 形大分子来说是重要的，它允许通式(I)类型的树枝形聚合物/树突的 合成，这通过：(a)多叠氮化物，末端官能化(TF)核，具有内部官能 团(IF)(例如羟基，和前面所列出的其它官能团)的树突或树枝形大分 子与单炔烃(TF)官能化的多环氧基支化单元试剂/树突的合并；(b) 通过多叠氮化物，末端官能化(TF)核，具有内部官能团(IF)的树突或 树枝形大分子与稍微过量的多炔烃末端官能化(TF)支化单元试剂(即， 其中炔烃当量：叠氮化物当量的比率大于1)的直接合并。叠氮化物 和炔烃的混合能够在该方法中同时或顺序地进行。由于N-SIS效应的 优点，如上所述，稍微当量过量没有发生交联或凝胶形成。或者，多 种“正交化学”策略(c)(下面更充分地讨论)可以用于与以上方法(a) 和(b)平行或顺序地构造这些树突/树枝形大分子。下列流程图3显示 了这些方法的一系列可能的工艺步骤。
流程图3
新近，Sharpless[P.Wu等人，Angew.Chem.Int.Ed.，43， 3928-3932(2004)]，Frechet[B.Helms等人，J.Am.Chem.Soc，126， 15020-15021(2004)]和Hawker[MJ.Joralemon等人， Macromolecules，38，5436(2005)]通过单叠氮试剂加成到多炔底 物上制备不具有内部官能团(即(IF)结构部分)的树枝形大分子。这一 合成策略已经称为“单击化学”方法。然而，这些参考文献完全没有 报道在以上(a)，(b)或(c)中描述的试剂类型、反应序列或策略的使用。
路线(a)：使用(ANc)型核和(β-CNb)型支化单元试剂形成通式(I) 型树枝状结构的“双击”化学过程；其中：(A)可与(B)反应，但不与 (C)反应；然而，(C)能够转化成(A)。
经由路线(a)的通式(I)树枝状结构的合成涉及各种环氧核试剂， 即(C)，(TF)，其中Nc＝2-1000，与无机叠氮化物盐(例如NaN3)的开 环反应，生产由具有(C)、(IF)、(TF)的结构(1)表示的相应多官能 团的有机叠氮化物。这一转化的核试剂结构与具有通用结构(2)、 (TF1)、(BR)、(TF2)的AB3型乙炔-环氧官能化的支化单元(BR)试剂进 行反应。该反应以很高的产率进行，生成具有1，2，3-三唑结构(3)的 1，3-环化加成型产物。这一结构具有下列组分；即(C)；(IF1)；(EX)； (BR)；(TF)，其中(EX)＝1，2，3-三唑环。叠氮化钠在该产物上的后 续加成得到具有结构(4)的开环多叠氮化物产物，具有下列组分：(C)； (IF1)；(EX)；(BR)；(IF2)；(TF)。根据早期对于传统树枝形大分子 出版的传统数学表达式，这些步骤的重复可以使这些树枝状结构的末 端官能团生长和扩增[Dendrimers and other Dendritic Polymers， J.M.J.Fréchet，D.A.Tomalia编辑，John Wiley and Sons出版， (2001)]。
路线(b)：使用(ANc)核和(BNb-1)支化单元试剂形成通式(I)树枝状 结构的“双击”化学过程：其中：(A)可与(B)反应；然而N-SIS抑制 凝胶形成。
经由路线(b)的通式(I)树枝状结构的合成涉及多炔官能化的支化 单元试剂与多官能化的多叠氮化物核的1，3-环化加成反应生成所需 结构，而没有凝胶形成，这归因于高度拥挤的核和支化单元试剂的 N-SIS效应。
其它正交合成策略(c)
在如上所述的1，3-偶极环化加成型“单击化学”生长/改性步骤 之后平行或顺序进行的其它正交合成策略可以包括下列：
1通过使用酮溶剂保护试剂(例如甲基异丙基酮)在伯胺结构部分 存在下用仲胺结构部分的选择性环氧基开环，该保护试剂通过在仲胺 官能团存在下形成席夫碱型加合物来选择性地保护伯胺[例如，Fréd éric Laduron等人，Org.Proc.Res.& Devel.，9，102-104(2005)]。
(2)用烯烃仲胺(例如二烯丙基胺)的进一步环氧基开环反应，随 后，单一位点硫醇官能化试剂、支化单元试剂或树突的自由基辅助加 成。
(3)另一个正交策略涉及树突/树枝形大分子、伯胺端基(TF)转化 成酯官能化吡咯烷酮，后者有选择地与同时具有伯和仲胺结构部分的 扩链剂/支化单元试剂/树突的伯胺组分反应。
本发明的理论
虽然不希望受理论的制约，但据信，因为N-SIS控制了可以与任 何给定代数的特定尺寸的核或树枝形大分子支架反应的支化单元试剂 (BR)、扩链剂(EX)或末端官能团(TF)的数目，导致了本发明的 一些有利结果。这些反应的化学计量似乎通过纳米底物(即，核或不 同树枝形大分子/树突代的表面)的相对尺寸(即，S1比S2)和反应试 剂(即，支化单元试剂(BR)或焦点(FF)反应性树突)的空间尺寸 来纳米级空间控制。N-SIS可能与本发明有关，因为在本发明中使用 的庞大支化单元试剂(BR)和它们的加成产物表现了出乎意料的特性。 更显著的是，它们在反应期间不引起相邻结构部分之间的交联，尽管 它们是高反应性多官能实体。这与直觉相反，但可能与支化单元试剂 反应性(它们的反应性比丙烯酸酯胺反应或代表传统PAMAM树枝形大 分子反应的酯的酰胺化要高得多)和可动性(例如，较大的支化单元 试剂移动比小分子胺试剂缓慢(即，较慢的扩散常数))之间的平衡 的移动有关。这一理论的进一步描述可以在下面的罗马数字编号的对 比实施例之后见到。
实用性
通式(I)的树枝形大分子的用途与传统PAMAM树枝形大分子和其 它树枝状聚合物的用途一样多。以下的用途举例没有全部包括，而仅 仅是举例。因为通式(I)的这些树枝形大分子表现出精确的纳米级尺 寸(即尺寸)，所以它们能够用作尺寸选择性膜，高效质子清除剂以 及电子显微镜的校准标准和作为更复杂纳米器件/结构的构造用的量 化的纳米级构造单元。这些通式(I)的树枝形大分子可以用作油/ 水乳液的反乳化剂，造纸中的湿强度剂以及水性配制剂例如漆料和其 它类似溶液、悬浮液和乳液中的粘度改性剂。
通式(I)的这些树枝形大分子所表现出的独特性能是：它们对水 解、热降解的稳定性更高。当从亲核开环反应得到时它们不进行反迈 克尔加成反应；并且它们存在(IF)结构部分(来源于开环反应)， 后者可以进一步反应，从而提供了(M)的进一步结合或与(M)进一步缔 合。此外，此外它们显示出窄的多分散性范围并且由于简化的工艺过 程而使得它们的生产成本较低(例如，因为快速反应时间与需要较少 的试剂和较少的步骤)。
除了以上给出的通式(I)的树枝形大分子的用途以外，通式(I) 的这些树枝形大分子适用于需要特定输送材料(M)的各种应用。
通式(I)的这些树枝状大分子具有内部空隙空间，它们能够用于 包封材料(M)。US专利5,338,532提供了这种担载材料(M)的实例。 这些材料可以具有农业的、药物的、生物的或其它的活性。
在足够的起反应的支化单元代数之后，发生了表面基团(Z)的 de Gennes致密填充，表面变得拥挤并且包封了内部空隙空间，其中 (TF)的特性和尺寸可用作分子水平级门或孔隙，该门或孔隙适合于控 制材料(M)向树枝形大分子内部扩散或从树枝形大分子内部向外扩散。 这些树枝形大分子的增高的官能团密度可以允许每一树枝形大分子携 带更大量的材料。因为可以控制在表面(Z)上和在内部(IF)内树枝 形大分子官能团的数目，所以它还提供了例如用于控制每一树枝形大 分子输送的材料(M)的量和材料(M)的释放趋势的手段。例如，这些 树枝形大分子可以是生物活性剂靶向载体，后者能够将生物活性剂输 送到特定靶部位即疾病或癌症部位或在目标生物体(例如动物、人、植 物、藻类、病毒、真菌、霉菌或昆虫)中的特定决定基(受体)或部位。
表面基团(TF)能够具有以预定方式通过选择含有所需化学官能 团的重复单元或通过化学改性全部或一部分的这些(TF)基团以产生 新表面官能团来控制的化学结构。这些表面可以向特定部位导向或者 使之耐受特定细胞例如网状内皮细胞的摄取。(TF)基团的存在数量是 z。
另外，当制备含有一个或多个通式(I)的树枝形大分子的桥连树 枝形大分子时，这些多树枝状结构部分也适合作为所需材料(M)的载 体。
这些树枝形大分子的内部具有可能的内部官能团(IF)，其中这 些内部基团具有与材料反应和用作载体材料的更强键合体系的能力。 或者，从聚丙烯酸酯-胺加成产物衍生的2-氨基乙基酯键可以选择性 地在低pH范畴(例如内体(endosomal)畴)被分裂，以便作为控制释放 的释放机理，从树枝形聚合物内部释放出所需的药物或其它材料。该 材料与这些树枝形大分子的内部、表面或内部与表面两者结合，这些 基团可以是相同或不同的。本文所使用的“与…结合”是指被载体材 料(M)能够在树枝形大分子内部包封或截留，部分或完全分散在树枝 形大分子上，或附着或连接于树枝形大分子，或它们的任何结合物， 其中该附着或连接借助共价键合，氢键键合，吸附，吸收，金属键合， 范德华力或离子键合，或它们的任何结合。被载体材料和树枝形大分 子的结合可以任选使用连接基和/或间隔基或螯合剂，以有利于这些缀 合物的制备或使用。适合的连接基是将靶导向剂(即，T)连接于树枝 形大分子(即，D)，而不显著损害导向剂的效力或存在于结合的树枝 形大分子和材料(“缀合物”)中的任何其它被载体材料(即，M)的 效力的基团。这些连接基可以是可裂解的或不可裂解的，通常用于避 免靶导向剂和树枝形大分子之间的位阻，优选地，所述连接基是稳定 的(即，不可裂解的)，除非输送部位有能力分裂所存在的连接基(例 如，在细胞表面上或在内体腔隙(compartment)中供释放用的酸可裂 解连接基)。因为这些树枝形大分子的尺寸、形状和官能团密度能够 严格控制，所以具有能够将被载体材料与树枝形大分子连接的许多方 式。例如，(a)在被载体材料和位于树枝形大分子表面或表面附近的 实体(典型为官能团)之间可以具有共价、库仑、疏水或螯合类结合； (b)在被载体材料和位于树枝形大分子内部的结构部分之间可以具有 共价、库仑、疏水或螯合类结合；(c)树枝形大分子可以制备成具有 主要为中空的内部(即溶剂填充的空隙空间)，使得被载体材料在该内 部(空隙体积)物理截留，其中可以任选通过使该树枝形大分子的表 面充满扩散控制结构部分来控制被载体材料的释放，(d)所述树枝形 大分子存在内部官能团(IF)，后者还可以与被载体材料结合，具有 允许从树枝形大分子内部受控制(即pH依赖性)离开的可分裂内部官 能团(IF)；或(e)可以使用上述现象的各种组合。
用这些树枝形大分子包封或与这些树枝形大分子结合的材料(M) 可以是满足所需目的一大类可能结构部分。这些材料包括、但不限于 体内或体外或在活体外用作动物或植物或微生物、病毒和任何生物系 统的诊断或治疗剂的药物材料，该材料可以与这些树枝形大分子结合， 而不显著干扰该树枝形大分子的物理整体性。
在一个优选实施方案中，被载体材料(这里用“M”表示)是药物 材料。适用于树枝形大分子缀合物的这种材料包括体内和体外用于哺 乳动物的诊断或治疗的任何材料，它们可以与树枝形大分子结合，而 不显著影响该树枝形大分子的物理完整性，例如是：药物，比如抗生 素，止痛药，高血压药物，强心药，类固醇等，比如对扑热息痛，阿 昔洛韦，爱克兰，阿米卡星，氨苄西林，阿司匹林，比生群，博来霉 素，新制癌菌素(neocardiostatin)，苯丁酸氮芥，氯霉素，阿糖胞 苷，柔红霉素，多柔比星，顺铂，卡铂，氟尿嘧啶，紫杉酚，吉西他 滨，庆大霉素，布洛芬，卡那霉素，甲丙氨酯，甲氨喋呤，米托蒽醌， 制霉素，硫酸长春新碱，苯巴比妥，多粘菌素，丙丁酚，丙卡巴肼 (procarbabizine)，利福平，链霉素，大观霉素，金刚烷胺，硫鸟 嘌呤，妥布霉素，甲氧苄啶以及valbanl；毒素，比如白喉毒素， gelonin，外毒素A(exotoxin A)，红豆毒素，modeccin，篦麻毒蛋 白或它们的毒素片段；金属离子，例如碱金属和碱土金属；放射性核 素，例如由锕系或镧系或其它类似过渡元素或由其它元素产生的那些， 例如47Sc，67Cu，67Ga，82Rb，89Sr，88Y，90Y，99mTc，105Rh，109Pd，111In，115mIn， 125I，131I，140Ba，140La，149Pm，153Sm，159Gd，166Ho，175Yb，177Lu，186Re，188Re， 194Ir和199Au，优选88Y，90Y，99mTc，125I，131I，153Sm，166Ho，177Lu，186Re， 67Ga，111In，115mIn和140La；信号产生剂，包括由于它的存在而导致体 系产生可检测和可测定的扰动的任何物质，例如发荧光体，磷光体和 辐射；信号反射剂，例如顺磁体，例如Fe，Gd或Mn；螯合金属，例 如，以上给出的任何金属，不论在与螯合剂结合时它们是否是放射性 的；信号吸收剂，如近红外，例如造影剂(如显影剂和MRI剂)和电 子束不透明剂，例如Fe，Gd或Mn；抗体，包括单克隆抗体或多克隆 抗体和抗独特型抗体；抗体片段；适配体；激素；生物应答修饰剂例 如白介素，干扰素，病毒和病毒片段；诊断不透明剂；和荧光结构部 分。被运载的药物材料包括清除剂，例如螯合剂，抗原，抗体，适配 体，或任何能够选择性清除治疗剂或诊断剂的结构部分。
在另一个实施方案中，这里用“M”表示的被载体材料是农用材料。 适用于这些缀合物的这种材料包括能够与所述树枝形大分子结合而不 显著干扰所述树枝形大分子的物理完整性的体内或体外治疗、诊断或 应用于植物或非哺乳动物(包括微生物)的任何材料。例如，被载体 材料可以是毒素，例如，比如白喉毒素，gelonin，外毒素A，红豆毒 素，modeccin，篦麻毒蛋白或它们的毒素片段；金属离子，例如碱金 属和碱土金属；放射性核素，例如由锕系或镧系或其它类似过渡元素 或由其它元素产生的那些，例如47Sc，67Cu，67Ga，82Rb，89Sr，88Y，90Y， 99mTc，105Rh，109Pd，111In，115mIn，125I，131I，140Ba，140La，149Pm，153Sm，159Gd， 166Ho，175Yb，177Lu，186Re，188Re，194Ir和199Au；信号产生剂，包括由于 它的存在而导致体系产生可检测和可测定的扰动的任何物质，例如发 荧光体，磷光体和辐射；信号反射剂，例如顺磁体，例如Fe，Gd或 Mn；信号吸收剂，例如造影剂和电子束不透明剂，例如Fe，Gd或Mn； 激素；生物应答修饰剂例如白介素，干扰素，病毒和病毒片段；杀虫 剂，包括抗微生物剂，杀藻剂，arithelmetics，杀螨剂，II杀虫剂， 引诱剂，驱除剂，除草剂和/或杀菌剂，比如乙酰甲胺磷，三氟羧草醚， 甲草胺，莠去津，苯菌灵，灭草松，克菌丹，虫百威，氯化苦，毒死 蜱，绿黄隆，氰草津，三环锡，氯氰菊酯，2，4-二氯苯氧乙酸，茅草 枯，麦草畏，氯甲草甲基(diclofop methyl)，除虫脲，地乐酚，茵 多杀，福美铁，吡氟禾草灵(fluazifop)，草甘膦，吡氟氯禾灵，马 拉硫磷，萘草胺；二甲戊乐灵，氯菊酯，毒莠定，毒草胺，敌稗，稀 禾定(sethoxydin)，双硫磷，特丁磷，氟乐灵，嗪氨灵，代森锌等 等。被运载的农用材料包括清除剂，例如螯合剂，螯合金属(不论它 们是否是放射性的)或任何能够选择性清除治疗剂或诊断剂的结构部 分。
在另一个实施方案中，在这里用(M)表示的被载体材料是免疫增 效剂。适用于这些缀合物的这种材料包括产生免疫应答的任何抗原， 半抗原，有机结构部分或有机或无机化合物，它们可以与所述树枝形 大分子结合，而不明显扰乱所述树枝形大分子的物理完整性。例如， 载体材料可以是用于生产抗疟疾(US专利4,735,799)、霍乱(US专 利4,751,064)和尿道感染(US专利4,740,585)的疫苗的合成肽， 用于生产抗菌疫苗(US专利4,965,624)的细菌多糖以及用于生产预 防疾病例如AIDS和肝炎的抗病毒疫苗的病毒蛋白或病毒颗粒。
这些缀合物作为免疫增效剂的载体的应用避免了与用于将大分子 结构提供给辅助载体的通常已知的经典聚合物结构或合成的聚合物缀 合物有关的容量和结构不明确的缺点。使用这些树枝形大分子作为免 疫增效剂的载体可以控制缀合物的尺寸、形状和表面组成。这些选择 可以优化对生物体的抗原呈递，因此与普通助剂相比获得了具有更高 选择性和更高亲和性的抗体。还可以理想地将多抗原肽或基团连接于 该树枝形大分子，例如同时连接T细胞表位和B细胞表位。这种设计 将获得改进的疫苗。
还可以理想地将能够引起免疫应答的杀虫剂或污染物，例如含有 氨基甲酸酯、三嗪或有机磷酸酯成分的那些缀合于树枝形大分子。针 对所需杀虫剂或污染物产生的抗体可以通过标准工序提纯，固定在适 合的载体上，再用于后续检测环境或生物体中的所述杀虫剂或污染物。
在又一个实施方案中，适用于这些缀合物的这里用“M”表示的被 载体材料包括除了农用或药物材料以外的任何材料，它们能够与这些 树枝形大分子结合，而不明显扰乱所述树枝形大分子的物理完整性， 例如：金属离子，例如碱金属和碱土金属；信号产生剂，包括由于它 的存在而导致体系产生可检测和可测定的扰动的任何物质，例如发荧 光体，磷光体，红外，近红外，和辐射；信号反射剂，例如顺磁体， 例如Fe，Gd或Mn；信号吸收剂，例如造影剂和电子束不透明剂，例 如Fe，Gd或Mn；信息素结构部分；芳香剂结构部分；染料结构部分 等。被载体材料包括清除剂例如螯合剂或任何能够选择性清除多种试 剂的结构部分。
优选地，被载体材料(M)是生物活性剂。这里使用的“生物活性” 是指能够检测、鉴定、抑制、处理、催化、控制、杀灭、增强或修饰 目标实体例如蛋白、糖蛋白、脂蛋白、脂质体，目标病灶或目标细胞， 目标器官，目标生物体[例如微生物，植物或动物(包括哺乳动物例如 人)]或其它目标结构部分的活性实体例如分子，原子，离子和/或其 它实体。作为生物活性剂，还包括在基因治疗、siRNA、诊断、分析、 修饰、活化、反义、沉默、性状和序列的诊断等领域中具有广泛应用 的基因材料(任何类型，不论寡核苷酸、片段或合成序列)。这些缀合 物包括实现包含树枝状聚合物和基因材料的复合物的基因材料的细胞 转染和生物利用，并且使该复合物可为所要转染的细胞利用。
这些缀合物可以在各种体内、活体外或体外诊断或治疗应用中使 用。一些实例是治疗疾病例如癌症，自身免疫病，基因缺陷，中枢神 经系统疾病，传染性疾病和心脏病，诊断用途例如放射免疫测定，电 子显微术，PCR，酶联免疫吸附试验，核磁共振谱法，造影，免疫闪烁 照相术，和输送杀虫剂，例如除草剂，杀真菌剂，驱除剂，引诱剂， 抗微生物剂或其它毒素。还包括非基因材料，例如白介素，干扰素， 肿瘤坏死因子，粒细胞集落刺激因子以及其它蛋白或任何这些蛋白的 片段，抗病毒剂。
这些缀合物可以使用本领域技术人员已知的粘结剂配制为片剂。 这种剂型在Remington’s Pharmaceutical Sciences，第18版，1990， Mack Publishing Company出版，Easton，PA中有述。适合的片剂包 括压缩片剂，糖衣片剂，薄膜包衣片剂，肠溶衣片剂，复压片剂，控 释片剂等。安瓿剂，软膏，凝胶剂，悬浮液，乳液，注射剂(例如，肌 内，静脉内，腹膜内，皮下)，透皮配制剂(例如，于皮肤表面贴片或 敷贴，栓剂组合物)，鼻内给药配制剂(例如，滴剂，喷雾剂，吸入剂， 气溶胶喷射剂，chest rubs)，眼用药剂(例如，无菌的滴剂，喷雾剂， 软膏)，或在外科切口的部位，接近瘢痕部位，或肿瘤生长或去除的部 位上以薄纱、擦拭巾、喷雾剂或其它方式的施用剂，也可用作合适的 配制剂。作为生物标志物、分子探针的生物测定的试剂盒是可能的， 它包括与其它试剂一起用于分析，以及关于使用的说明。通常的药物 学上可接受的盐，助剂，粘结剂，干燥剂，稀释剂和赋形剂可以用于 这些配制剂中。为了农业应用，这些缀合物可以用常见的合适媒介物 和在农业方面可接受的载体或稀释剂来配制，如颗粒配制剂，可乳化 的浓缩物，溶液和悬浮液，以及与一种或一种以上的活性剂相结合使 用。
关于以下实施例，以下描述用于进行各种试验的各种设备和方法。
设备和方法
尺寸排阻色谱法(SEC)
将SephadexTM(Pharmacia)提纯的树枝形大分子的甲醇溶液蒸发， 用在SEC实验中使用的流动相重新配制(1mg/mL浓度)。所有样品新 鲜制备，立即用于SEC。
通过SEC系统(Waters 1515)定量分析树枝形大分子，该SEC 系统(Waters 1515)以等度模式操作，具有折射指数检测器(Waters 2400和Waters 717Plus自动取样器)。在室温下对两根连续对齐排列 的TSK凝胶柱(Supelco)G3000PW和G2500PW(粒径10μm，30cm×7.5mm) 进行分析。以1ml/min的流速泵送乙酸盐缓冲液(0.5M)的流动相。 发现树枝形大分子的洗脱体积为11-16ml，根据树枝形大分子的代 数。
高压/高性能液相色谱法(HPLC)
高压液相色谱法(HPLC)通过使用装有折射指数和紫外光检测器和 Waters C18(5μm)柱(4.6mm直径，150mm长度)的Perkin ElmerTM系列200装置来进行。典型的分离规程包括0.1％水性乙酸和乙 腈(75:25％v/v)作为洗脱剂和在λ＝480nm的UV光作为检测器。
薄层色谱法(TLC)
使用薄层色谱法来监控化学反应的进程。将1滴物质，通常是在 有机溶剂中的0.05-0.4M溶液，加入到硅胶板上，放入到溶剂室内， 使之显影通常10-15分钟。在洗脱溶剂之后，通常将TLC板干燥，然 后染色(如下所述)。因为硅胶是极性聚合物载体，低极性分子将在 板上进一步向上行进。使用“Rf”值来鉴定物质在TLC板上行进了多 远。改变溶剂条件随后改变了Rf值。该Rf通过产物行进的长度与溶剂 行进的长度的比率来测定。
材料：所使用的TLC板是(1)“薄层色谱板- PK6F 硅胶玻璃背衬，尺寸20×20cm，层厚度：250μm或(2)“薄层色谱 板塑料片材-EM Science”氧化铝背衬，尺寸20×20cm，层厚度200μm。
染色条件是：(1)茚三酮：用1.5g的茚三酮、5mL的乙酸和500mL 的95％乙醇制备溶液。将板浸没在茚三酮溶液中，干燥，用空气加热 枪加热，直到发生颜色改变(粉红色或紫色点表示胺的存在)。(2) 碘室：将2-3g的I2投入到封闭容器。将TLC板投入到该室内并保持 15分钟，产品点将被染成棕色。(3)KMnO4染色：用1.5g的KMnO4， 10g的K2CO3，2.5mL的5％ NaOH和150mL的水制备溶液。将TLC板浸 没在KMnO4溶液中，产品点变成黄色。(4)紫外线检查：使用紫外线 (UV)灯来照亮产品点。同时使用短波(254nm)和长波(365nm)来 进行产品鉴定。
MALDI TOF质谱
用具有脉冲离子萃取(Pulsed Ion Extraction)的Bruker AutoflexTM LRf MALDI-TOF质谱仪获取质谱。使用19kV采样电压和20kV 反射器电压以反射器模式获取低于20kDa的质量范围。使用聚氧化乙 烯来校准。使用20kV采样电压以线性模式获取更高的质量范围。更高 的质量范围用牛血清白蛋白校准。
通常，通过将1μL等份的分析物的5mg/mL溶液与10μL的基质溶 液合并来制备样品。除非另有规定，基质溶液是在3:7乙腈:水中的 10mg/mL的2，5-二羟基苯甲酸。将等份(2μL)的样品/基质溶液点在 目标板上，在室温下风干。
渗析分离
在典型渗析实验中，通过具有保留产品但滤除杂质的适当孔径的 渗析膜将大约500mg的产品渗析。在大多数实施例中用两种变化的渗 析液在水(所使用的其它合适渗析剂是丙酮和甲醇)中渗析大约21小 时。用旋转蒸发仪从保留物中蒸发掉水，产品在高真空下干燥，获得 固体。
超滤分离(超滤)
典型的超滤分离规程如下所示：将产物和不希望有的化合物的混 合物溶解在合适体积的供这一混合物用的溶剂(例如，125mL的MeOH)， 然后在装有3K截留(cutoff)再生纤维素膜的切向流动超滤设备上在 20psi(137.9kPa)的压力下在25℃下进行超滤。在超滤过程中，在 烧瓶中标记的残留物体积维持在100-125mL，收集到1500mL渗透液 (～5小时)。第一升的渗透液在旋转蒸发器上汽提挥发分，随后高真 空抽空得到提纯产物。取决于具体的分离问题，膜的截留尺寸(例如， 3K，2K或1K)以及渗透液和残留物的体积发生变化。
SephadexTM分离
将产物溶解在最低量的溶剂(水，PBS或MeOH)中并用SephadexTM LH-20(Pharmacia)在溶剂中提纯。在洗脱该柱的空隙体积之后，按大 约2-20mL(这取决于所考虑的各自分离)等份试样收集级分。使用TLC (采用前面所述的合适溶剂)来鉴定含有类似产品混合物的级分。将类 似级分合并，蒸发掉溶剂，获得固体产品。
核磁共振(NMR)-1H和13C
样品制备：向50-100mg的干燥样品添加800-900μL的氘化溶 剂中以便溶解。使用典型的参比溶剂即三甲基硅烷。典型溶剂是CDCl3， CD3OD，D2O，DMSO-d6和丙酮-d6。将溶解样品转移到NMR管中，在管内 达到～5.5cm的高度。
设备：(1)使用自动化三重共振宽带(ATB)探头H/X(其中X 可由15N调至31P)，由300MHz双通道VarianTM Mercury Plus核磁共 振波谱仪系统获得300MHz NMR数据。用具有SolarisTM 9操作系统的 Sun BladeTM 150计算机进行数据采集。所使用的软件是VNMR v6.1C。 (2)用采用可变换的探头H/X(X可由15N调至31P)的500MHz三通道 VarianTM Inova 500MHz核磁共振波谱仪系统获取500MHz NMR数据。 用具有SolarisTM 9操作系统的Sun BladeTM 150计算机进行数据采集。 所使用的软件是VNMR v6.1C。
原子力显微镜(AFM)或扫描探针显微镜(SPM)
所有图像采用多用途大型扫描仪和MAC模式尖端[MAClevers II 型，厚度：3μm，长度：225μm，宽度：28μm，共振频率：大约45KHz 和力常数：大约2.8N/m(Molecular Imaging，USA)]，用Pico-SPMTM LE AFM(Molecular Imaging，USA)在去离子水中以轻叩模式获得。 通常，使用3行/秒扫描速度来扫描不同区域，自由状态下的悬臂振荡 幅度的设定值为0.90。为了避免薄气隙的流体动力效应，以小的尖端 -样品距离仔细测定共振。
溶解度和物理性能
通式(I)的树枝形大分子通常是固体材料(与PAMAM树枝形大分 子相反，后者是凝胶样固体)。这些树枝形大分子不象PAMAM树枝形大 分子那样容易吸收水。目前，这些树枝形大分子以固体形式或作为甲 醇溶液储存。发现在这两种储存方法之间没有树枝形大分子稳定性差 别。这些(I)树枝形大分子在水中溶解比PAMAM树枝形大分子更快。 PAMAM树枝形大分子都可溶于水，但由于该系列材料的凝胶样状态， 通常更难溶解到水中。通式(I)的这些树枝形大分子也可溶于许多有 机溶剂中，其中包括、但不限于以下溶剂：甲醇，乙醇，异丙醇，DME， 氯仿，二氯甲烷，1，2-二氯乙烷，甲氧基丙醇，MIBK和DMSO。
热重分析(TGA)
用Universal V3.9ATM(TA Instrument)仪器获得热重分析数据。 温度扫描范围是20-520℃，升温速率为10℃/分钟。样品量一般是大 约10mg的固体产品。
聚丙烯酰胺凝胶电泳(PAGE)
将在溶剂中储存的树枝形大分子在真空下干燥，然后用水溶解或 稀释至大约100mg/4mL水的浓度。该水溶液用干冰冷冻，该样品用冷 冻干燥机(冻干仪)(LABCONCO Corp.，型号Free Zone 4.5升，冷 冻干燥系统77510)在大约-47℃和60×10-3毫巴下干燥。冻干的树枝 形大分子(1-2mg)用水稀释至1mg/mL的浓度。以10％v/v浓度将示 踪染料加入到每一种树枝形大分子样品中，包括(1)对于碱性化合物 而言亚甲蓝染料(1％w/v)，(2)对于酸性化合物而言溴酚蓝染料 (0.1％w/v)，(3)对于中性化合物而言具有0.1％SDS(w/v)的溴 酚蓝染料(0.1％w/v)而言。
预制的4-20％梯度凝胶从ISC BioExpress购买。凝胶尺寸为 100mm(宽)×80mm(高)×1mm(厚度)，在盒内形成10个预编号的 样品孔。样品孔的体积是50μL。非市场上购买的凝胶使用30％丙烯 酰胺(3.33mL)，4×TBE缓冲液(2.5mL)，水(4.17mL)，10％APS (100μL)，TEMED(3.5μL)作为10％均匀凝胶制备。用于凝胶电泳 的TBE缓冲液使用三(羟甲基)氨基甲烷(43.2g)，硼酸(22.08g)， EDTA二钠(3.68g)在1L水中制备，形成pH8.3的溶液。该缓冲液 在使用前稀释为1:4。
电泳使用PowerPacTM 300165-5050电源和BIO-RADTM Mini Protean 3电泳池进行。将所制备的树枝形大分子/染料混合物(各5μL)装载 到单独的样品孔内，进行电泳实验。具有胺表面的树枝形大分子用戊 二醛溶液固定大约1小时，然后用Coomassie Blue R-250(Aldrich) 染色大约1小时。然后使用冰醋酸溶液将凝胶脱色大约1小时。使用 hp ScanjetTM 5470C扫描仪记录图像。
红外光谱法(IR或FTIR)
红外光谱数据用Nicolet FourierTM变换红外分光计，Model G Series Omnic，System 20 DXB获得。样品使用溴化钾盐板(Aldrich) 纯化。
紫外线/可见光光谱法(UV/Vis)
用被各样品高度吸收的光波长例如480或320nm，在Perkin ElmerTM Lambda 2UV/VIS分光光度计上获得UV-VIS光谱数据。
感应耦合等离子体(ICP)发光
样品的Gd(III)含量是在顺序的、径向观察的VarianTM Liberty Series II ICPOES感应耦合等离子体发光分光光度计上测定的。
质子松弛性(relaxivity)
松弛性分析通过使用可变场T1-T2分析器来进行的。场强度从 1-64MHz变化。
荧光显微术和相衬显微术
荧光显微术和相衬显微技术研究通过使用装有NikonTM TMD-EF(用 于荧光)的Nikon DiaphotTM TMD显微镜，连同NikonTM CoolPix 990数 字式照相机捕获结果来进行的。
以下进一步通过实施例来进一步阐释本发明。这些实施例仅仅是 本发明的示例。标有字母的实施例是起始原料的合成，除了实施例G 和H也是本发明的实例；数字编号的实施例是本发明的实施例；罗马 数字编号的实施例是对比例。
起始原料
用作起始原料的TMPTGE可以从Aldrich获得，但它们具有大约 70％的纯度水平。四缩水甘油醚的合成和/或提纯基于使用表氯醇、KOH 和DMSO的在“Synthesis”1993，第487页中的工序。
实施例A：由季戊四醇和表氯醇(EPI)制备季戊四醇四缩水甘油 醚
[(C)＝PETGE；(TF)＝环氧基]
向设有大的搅拌棒的100mL圆底烧瓶内添加季戊四醇(4.1g， 30.1mmol，120mmol OH)(Aldrich)和30mL的DMSO(15.85g)与 KOH(13.47g，240.0mmol，2当量/OH)的混合物。用60-90分钟向 在室温下在水浴中的该快速搅拌的混合物滴加(大约1滴/10-15秒) 表氯醇(34.0g，367.0mmol，3当量/OH)(Aldrich)。每隔10分钟 监控温度，以便保持温度低于35℃。在另一小时后，放热平息，将该 混合物经5-6小时加热到35℃。通过TLC(7:3甲苯-丙酮)监控该 反应。由KMnO4染色观察斑点。将等份试样加入到醚-盐水混合物中， 以除去DMSO，醚层用Na2SO4干燥。在添加结束后，该反应混合物的TLC 显示了5个点，然后在7小时后显示2个点。该混合物用粗孔玻璃漏 斗过滤，用二乙醚(2×60mL)洗涤。过滤的液体与150mL二乙醚混合， 再与洗液合并。该醚层用80mL盐水洗涤。该盐水层用另外150mL二乙 醚洗涤。合并的醚层用无水硫酸镁干燥，过滤，蒸发，获得12g的粗 产物。将该粗产物溶于9:1甲苯-丙酮混合物中，然后在相同溶剂中在 硅胶(140g，60，230-400目)上提纯。前两个级分是200mL，各 自含有非常高的Rf的材料(TLC)。接下来的30个级分是50mL，在级 分7-10中，各自具有纯产物。合并产物级分，抽空，获得所需产物 (4.0g，37％收率)；和具有以下谱：
1H NMR(500MHz，CDCl3)：δ 2.593(dd，J＝6.5Hz，4H)，2.773(t，J＝6.5Hz)， 2.922(m，4H)，3.10(m，4H)，3.37(ddd，J＝7.0，3.7，1.5Hz，4H)，3.475(d，J＝12Hz，4H)， 3.515(d，J＝12Hz，4H)，3.70(dd，J＝12和7.0Hz，4H)；和
13CNMR(125MHz，CDCl3)：δ 44.17，45.75，50.822，69.93，72.013，72.036， 72.055，72.078；和
MALDI-TOF：计算360.47；实测360amu.
实施例B：由季戊四醇和表氯醇(EPI)制备季戊四醇四缩水甘油 醚
[(C)＝PETGE；(TF)＝环氧基]
该方法根据Mitsuo等人，Synthesis，487(1993)进行。将季戊四 醇I(13.6g，400mmol)和100mL DMSO投入到1L三颈圆底烧瓶内， 然后一次性添加KOH(52.7g，800mmol，2当量/OH)。用机械搅拌器 强烈搅拌该反应混合物，用冰浴冷却到15-20℃。在150分钟的过程 中在压力平衡漏斗中滴加表氯醇II(110.4g或93.55mL，1.2mol，3 当量/OH)。在表氯醇的添加过程中，温度保持在15-20℃。反应混 合物的颜色由无色变为浅黄色。在添加结束后，将反应混合物加热到 室温，继续搅拌过夜。通过TLC监控反应的进程。在3小时后，TLC 显示了季戊四醇四缩水甘油醚(PETGE)III和季戊四醇三缩水甘油醚 IV的色谱斑点。通过继续反应，预计三缩水甘油醚IV被转化为产物 III；然而，发现了III的一些二聚，这形成了产物V。
用Büchner漏斗过滤反应混合物，固体用100mL二氯甲烷(DCM) 洗涤。用旋转蒸发仪去除挥发性级分DCM。粗反应混合物用饱和盐水 (2×100mL)处理，再用二乙醚(2×100mL)萃取。合并的醚层用Na2SO4 干燥，用旋转蒸发仪浓缩，获得深黄色/浅棕色液体。将粗产物分为两 个等份，用硅胶柱层析。将硅胶(300g)装载到柱子(25cm高度×5.5cm 宽度)中。在用500ml溶剂洗脱后，收集了40mL级分。起先的级分是 表氯醇，随后是PETGE(III)(Rf＝0.62)，然后是二聚体(V)(Rf＝0.44)， 最后是三缩水甘油醚(IV)(Rf＝0.33)。分离的纯PETGE收率是45 -60％(一些量被其它副产物污染)。光谱分析与III的报告数据一致， 对于产品IV和V的分析也是令人满意的。
以下反应路线A说明了这一反应。
实施例C：使用烯丙基溴和间-氯过氧苯甲酸(m-CPBA)从季戊四醇合成 季戊四醇四缩水甘油醚
[(C)＝PETGE；(TF)＝环氧基]
季戊四醇I(15.03g，110mmol)(Acros Organics)和250mL的THF 在1L圆底烧瓶中混合。经由漏粉斗添加KOH(85.93g 1.35mol 3.0 当量/OH)，和四丁基溴化铵(TBAB)(0.460g，1.23％mol)(Acros Organics)，随后添加烯丙基溴，经过10分钟用125mL加料漏斗添加 II(106.6g，1.35mol，3.0当量/OH)。然后立即将反应混合物在 70℃的油浴中放置24小时。反应由TLC监测(10:1 己烷:乙酸乙酯)， 显示了在Rf＝0.4处的产物斑点且没有显示出三-，二-，或单烯丙基 -取代季戊四醇的斑点。反应混合物通过150mL粗孔玻璃布氏漏斗进 行真空过滤。有机层用二乙醚(2×250mL)稀释。有机层用5％ K2CO3(5 ×300mL)洗涤并在MgSO4上干燥。挥发分由旋转蒸发器(40℃浴温度) 除去，得到季戊四醇四烯丙基醚，III(30.07g；92％产率)；和具有下 列谱：
IR(纯)：vmax 3080，2867，1646，1478，1422，1350，1264，1137，992，922cm-1；和
13CNMR：(75MHz，CDCL3)：δ 45.33，69.25，72.15，115.95，135.16；和
1H NMR：(300MHz，CDCL3)：δ 3.39(4H，s)，3.84(4H，q，J＝2.3Hz)，5.04(2H，q， J＝13.8Hz)，5.80(1H，七重峰，J＝7.78Hz).
将PETAE，III(3.29g，11.0mmol)和50mL的氯仿添加到装有 磁力搅拌棒的500mL圆底烧瓶中。然后借助于加料漏斗经过10分钟 添加m-CPBA，IV(70％)(12.51g，51.0mmol，1.14当量/烯烃)(Acros oganics)。反应烧瓶在30分钟的过酸添加中升温。反应在22℃下 搅拌72小时，然后用100mL DCM稀释并转移到500-mL分液漏斗中。 有机层用3％ Na2S2O5(3×150mL)和3％ NaHCO3(3×150mL)洗涤。有 机层用Na2SO4干燥，过滤和由旋转蒸发器(40℃浴温度)除去挥发性物 质。硅石TLC(7:3 甲苯:丙酮)显示在Rf＝0.48的一个斑点。产 物在高真空下进一步干燥一夜得到PETGE，V，为澄清的无色粘性液体 (3.86g；92％产率)和具有下列谱：
IR(纯)：vmax 3055，2997，2876，1724，1480，1340，1258，1163，1018，908，845， 799，760cm-1；和
13CNMR(75MHz，CDCl3)：δ 43.96，45.5450.62，69.80，71.90；和
1HNMR：(300MHz，CDCl3)：δ 2.55(1H，q，J＝2.05Hz)，2.72(1H，t，J＝2.33Hz)， 3.09(1H，q，J＝3.06Hz)3.32(1H，q，J＝4.43Hz)，3.45(2H，d，J＝1.65Hz)，3.64(1H，q， J＝3.675Hz)；和
MALDI-TOF：383[M+Na]+amu.
这些反应在反应路线B中示出。
反应路线B
实施例D：由PETGE制备四(环硫化物)：制备环硫化物支化单 元
[(C)＝四环硫丙烷；(TF)＝环硫丙烷]
在用烘干的100mL圆底烧瓶内装入PETGE 1(1.8g，5.0mmol)， 再添加40mL干燥乙腈。将硫脲(3.04g，40mmol)一齐加入到以上反 应混合物中，随后添加LiBF4(0.372g)。在该烧瓶上安装回流冷凝器， 并在60℃下加热。在加热5小时后，TLC显示了痕量的PETGE 1和有 较高Rf的两种其它新色谱斑。继续在氮气氛围下加热过夜。该反应混 合物然后用50mL水淬灭，再用CHCl3(3×50mL)萃取。合并的萃取物 用盐水(2×30mL)洗涤，用Na2SO4干燥，再用旋转蒸发仪浓缩，获得 液体。粗反应混合物通过硅胶柱层析和用己烷:乙酸乙酯:氯仿(1: 2:2)洗脱来提纯，获得了无色液体状的纯(四环硫化物)(0.610g， 29％收率)。它的谱如下所示：
1H NMR：(300MHz，CDCl3)：δ 2.17(dd，J＝1.20 & 5.40Hz，4H)，2.50(d，J＝ 6.00Hz，4H)，3.05(五重峰J＝6.00Hz，4H)，3.43-3.50(m，14H)，3.56(五重峰J＝6.00Hz， 4H)；和
13C NMR：(75MHz，CDCl3)：δ 23.90，32.56，45.99，69.67，76.85；和
MALDI-TOF：C17H28O4S4；计算424，实测447(M+Na)amu.
以下反应路线C示出了该反应：
实施例E：季戊四醇三烯丙基醚(PETriAE)与间-氯过苯甲酸 (m-CPBA)的反应
[(C)＝PETriGE；(FF)＝OH；(TF)＝环氧基]
在100mL圆底烧瓶中加入PETriAE(2.56g，10.0mmol，30烯 烃mmol)(Aldrich)和50mL氯仿(Fisher Scientific)。在室温下， 在机械搅拌作用下，分几个部分将m-CPBA(8.84g，36.0mmol)(Acros Organics)添加到该溶液中。混合物搅拌3天，然后首先用3％焦亚硫 酸钠(Na2S2O5)水溶液(3×100mL)(Aldrich)，随后用3％碳酸氢钠 (NaHCO3)水溶液(3×100mL)洗涤。有机层用硫酸钠干燥，由旋转蒸发 浓缩得到浅黄色液体(2.58g，84.8％产率)。它的谱如下所示：
1HNMR(300MHz，CDCl3)：δ 2.57(q，J＝2.70Hz，3H)，2.76(t，J＝4.50Hz，4 H)，3.07-3.12(m，3H)，3.33(dd，J＝1.50 & 1.20Hz，2H)，3.37(dd，J＝1.50 & 1.20Hz，2 H)，3.51(q，J＝9.00Hz，6H)，3.66(s，H)，3.69(d，J＝2.70Hz，2H)，3.73(d，J＝2.40Hz，2 H)；和
13C NMR(75MHz，CDCl3)：δ 44.34，45.51，50.97，65.33，71.61，71.67，71.73， 72.18，72.20，72.23；和
IR(纯)：3507，3056，2999，2922，2870，1476，1450，1424，1336，1248，1160， 1098，1051，953，901，855，834，751cm-1；和
MALDI-TOF MS：C14H24O7；计算304.3；实测327.05[M+Na]+amu.
下面的反应路线D示出了这一反应。
季戊四醇三烯丙基醚
反应路线D
实施例F：季戊四醇三缩水甘油醚(PETriGE)与溴丙炔的反应
[(C)＝季戊四醇三缩水甘油醚(PETriGE)；(FF)＝炔烃；(TF)＝ 环氧基]
向250-mL烘干的圆底烧瓶中添加PETriGE(由实施例E制备)和 120mL干燥DMF(Aldrich)。反应烧瓶用N2气体冲洗，用隔膜封闭并 用冰浴冷却到0℃。在机械搅拌作用下，经过20分钟的时间分几个部 分将氢化钠(1.35g，33.8mmol，在矿物油中60％分散体)(Aldrich) 添加到该溶液中。在0℃下另外搅拌40min后，添加溴丙炔(3.73mL， 在甲苯中90wt％)。继续冷却90分钟，然后让混合物逐渐升温至室 温。混合物在这一温度下搅拌一夜。反应混合物然后使用冰浴被冷却 到10℃，用70mL水稀释，用乙酸乙酯(3×70mL)萃取，然后用饱和 盐水溶液(2×50mL)洗涤。合并的萃取液在硫酸钠上干燥并由旋转蒸 发浓缩得到深棕色液体，它通过硅胶柱色谱法提纯，最初使用乙酸乙 酯:己烷(20：80％v/v)，它逐渐地变成乙酸乙酯:己烷(40：60％v/v)。 得到的在Rf＝0.31处的TLC(乙酸乙酯:己烷1:1)斑点的级分被合 并，并且被测得是纯炔丙基化季戊四醇三缩水甘油醚(3.79g，82％产 率)。它的谱如下所示：
1H NMR(300MHz，CDCl3)：δ 2.43(t，J＝2.10Hz，1H)，2.61(q，J＝2.70Hz，3H)， 2.79(t，J＝4.20Hz，3H)，3.13(六重峰，J＝3.00Hz，3H)，3.37(d，J＝6.00Hz，1H)，3.41(d， J＝5.70Hz，1H)，3.51(d，J＝3.90Hz，6H)，3.54(s，2H)，3.70(d，J＝3.00Hz，2H)，3.74 (d，J＝2.70Hz，2H)，4.13(dd，J＝2.10 & 0.30Hz，2H)；和
13C NMR(75MHz，CDCl3)：δ 44.44，45.69，51.06，58.84，69.05，70.15，72.24， 74.34，80.25；和
IR(纯)：3267，3057，2991，2924，2878，2755，1480，1434，1367，1337，1260， 1168，1096，1014，963，906，840，758，666cm-1.
下面的反应路线E示出了这一反应。
反应路线E
实施例G：季戊四醇四缩水甘油醚(PETGE)与叠氮化钠的反应；改 性核
[(C)＝季戊四醇四叠氮化物(PETAZ)；(IF)＝OH；(TF)＝叠氮化 物]
在50-mL圆底烧瓶中加入PETGE(3.6g，10mmol)(实施例C制 备)，27mL DMF和3mL水。向该溶液中添加叠氮化钠(7.8g，120mmol， 3当量/环氧基)，随后添加氯化铵(6.36g，3当量)。反应烧瓶装有 搅拌棒和回流冷凝器，然后在50℃下加热一夜。反应的进程由TLC监 测。在这一时间之后，反应混合物被冷却至室温，然后固体材料经过 布氏漏斗滤出，固体物用乙酸乙酯(1×50mL)洗涤。滤液用70mL 水稀释和用乙酸乙酯(3×50mL)萃取。合并的有机层用饱和盐水洗涤， 在硫酸钠上干燥和通过硅胶床过滤。滤液由旋转蒸发浓缩得到无色液 体(5.1g，95％产率)。它的谱如下。
1HNMR(300MHz，CDCl3)：δ 3.04(bs，4H，OH)，3.33(t，J＝5.70Hz，8H)，3.47(s， 8H)，3.49(t，J＝2.40Hz，8H)，3.93(五重峰，J＝5.10Hz，4H)；和
13C NMR(75MHz，CDCl3)：δ 45.75，53.52，69.68，71.09，73.12；和 MALDI-TOF MS：C17H32N12O8；计算532.5，实测555.3[M+Na]+amu.
下面的反应路线F示出了这一反应。
反应路线F
实施例H：季戊四醇四缩水甘油醚(PETGE)与亚氨基二乙腈(IDAN) 的反应。这一物质用作生产噁唑啉基PEHAM树枝形大分子的起始核。
[(C)＝PETGE；(IF1)＝OH；(BR1)＝IDAN；(TF)＝CN]
在装有搅拌棒的250-mL圆底烧瓶中添加3，3-IDAN(12.0g，97.4 mmol，2.2当量/环氧基)(Aldrich)和30mL的MeOH。向该混合物 中添加已溶于10mL的MeOH中的季戊四醇四缩水甘油醚(4.0g，11.1 mmol，44.4mmol环氧基)。该烧瓶装有回流冷凝器，混合物在60℃下 和在N2气氛中加热和搅拌3天。挥发性物质由旋转蒸发法除去，得到 16.5g的粗重量。过量亚硝酸酯利用在高真空和200-220℃下的球管- 球管蒸馏法除去，留下釜残留物(10.3g，9.45g理论)。将粗产物溶 于20mL的MeOH中，然后通过一栓塞的硅胶(75.0g，60埃，200-430 目)，使用MeOH作为洗脱剂。挥发性物质通过旋转蒸发法从洗脱剂中 除去而得到所需产物(8.5g，90％产率)。该混合物的TLC(MeOH)表明 在Rf＝0.85处的强斑点，在Rf＝0.7处有轻得多的斑点。它的谱如 下所示：
13C NMR(125MHz，CDCl3)：δ 16.96，17.33，44.45，45.45，49.49，50.31，56.27， 68.23，71.06，73.46，118.56，119.11.
下面的反应路线G示出了这一反应。
实施例I：2-咪唑烷基-1-氨基乙烷(IMAE)的合成
[(EX)＝IMEA]
在搅拌下经过10分钟的时间，向DETA(1.037g，0.01mmol)在5 mL去离子水中的冰冷却水溶液中滴加0.85mL的37％甲醛。在搅拌1 小时后，反应混合物由旋转蒸发法浓缩。然后在冰冷却下将KOH料小 心地添加到缩合物中，直至获得二相溶液为止。上面的油相用CHCl3 萃取，然后在Na2SO4上干燥。旋转蒸发除去挥发物，得到所需IMAE， 为澄清的油(1.0g，95％产率)。它的谱如下所示：
1H NMR(CDCl3，300MHz，ppm)，2H(1.7，s，br)，8H(2.42-3.2，m)，2H(3.42，s).13C NMR(CDCl3，75MHz，ppm)，41.30，45.53，52.49，56.93，71.06ppm.
下面的反应路线H示出了这一反应。
反应路线H
有PIPZ表面的PEHAM0和0.5代(G＝0和G＝0.5)
已经发现PIPZ表面在包封研究中是有利的，因此，将为低代树枝 形大分子提供包封性能，如在下面的实施例中所说明。下列实施例(实 施例1-3，4B-8，10B，和13A)举例说明了PIPZ在各核上的连接，具 有2，3和4的多重性。实施例4A，7A，9，13B和14说明具有各种核， (IF)和(EX)结构部分的作为表面的羧酸盐或它的酯。其它表面如在实 施例12和15中所说明。
实施例1：迈克尔加成反应
用哌嗪将三丙烯酸三羟甲基丙烷酯(TMPTA)封端来形成三胺官能 化核
[(C)＝TMPTA；(FF)＝Et；(EX1)＝PIPZ；(TF)＝仲NH；G＝0.5]
向含有搅拌棒的250mL圆底烧瓶内添加13g的无水哌嗪(151mmol， 5当量/丙烯酸酯)(Aldrich)和45gMeOH。将该混合物混合均匀，在 氮气氛围下冷却到4℃。使用滴液漏斗经大约10分钟向该搅拌混合物 添加溶于20g甲醇中的3g的TMPTA(10.12mmol，30.4mmol丙烯酸酯) (Aldrich)。将该混合物在4℃下搅拌1小时，然后在25℃下搅拌1 小时。用旋转蒸发仪从该混合物中蒸发出挥发物。将所得残留物溶于 氯仿中，再用水萃取(4×20mL)。TLC(溶于MeOH的5％NH4OH)显示 PIPZ完全去除。有机层用硫酸钠干燥，过滤，蒸发掉挥发物，获得的 粘稠无色固体状所需产物(3.2g；60％收率)；和它的谱如下所示：
1H NMR(500MHz，CDCl3)：δ 0.89(qt，3H，CH3)，1.49(t，2H，CH2)，2.42(bs， 12H，CH2)，2.52(t，6H，CH2)，2.66(t，6H，CH2)，2.86(t，12H，CH2)，4.05(s，6H，CH2)；和
13C NMR(125MHz，CDCl3)：δ 7.49，22.77，32.16，40.91，45.93，54.03，54.93， 63.57，63.57，172.04；和
MALDI-TOF：计算554.4；实测556amu.
以上反应进一步用以下反应路线1来图示：
反应路线1
实施例2：使用环氧化物开环反应的加成
用哌嗪封端三环氧化物TMPTGE以获得三胺官能化核：三羟甲基丙 烷三(2-羟丙基-3-哌嗪)的反应
[(C)＝TMPTGE；(FF)＝Et；(IF1)＝OH；(EX1)＝PIPZ；(TF)＝仲NH； G＝0.5]
向含有搅拌棒的250mL圆底烧瓶内添加17g的PIPZ(198mmol，5 当量/环氧基)(Aldrich)和50g MeOH。将该混合物混合均匀。经大 约5分钟向该混合物添加溶于20g MeOH中的4.0g TMPTGE(13.2mmol， 39.6mmol环氧基)。将该混合物在氮气下在50℃下加热20小时。该 粗混合物的TLC(5％NH4OH/MeOH)和用K2MnO4显影表明不存在环氧化 物。用旋转蒸发仪蒸馏掉该混合物中的挥发物。用球管-球管蒸馏装置 在高真空下蒸馏出所得残留物中的PIPZ，在140℃下加热混合物30 分钟。该混合物的TLC(5％NH4OH/MeOH)显示残留PIPZ保留在该混合 物中。将该残留物溶于20g MeOH中，再与60g甲苯混合。该均匀混合 物用旋转蒸发仪蒸馏以除去共沸物哌嗪。该工序重复三次，以获得根 据TLC无PIPZ的产品。在25℃下高真空抽空过夜，获得6.8g(92％ 收率)的所需产物；和它的谱如下所示：
1H NMR(500MHz，CDCl3)：δ 0.84(t，J＝7.5Hz，3H)，1.40(qt，J＝7.5Hz，2H)，2.3- 2.5(bm，12H)，2.7-3.0(bm，12H)，3.3-3.5(m，5H)，3.88(m，6H)；和
13C NMR(125MHz，CDCl3)：δ 7.71，23.14，43.40，46.03，54.61，61.48，66.35， 71.96，73.14，和
MALDI-TOF：计算560.4；实测560amu.
以下的反应路线2说明了以上反应：
反应路线2
实施例3：使用迭代反应序列，离散型PEHAM树枝形大分子合成： 四官能化PETGE，用PIPZ扩链剂
[(C)＝PETGE；(IF1)＝OH；(EX1)＝PIPZ；(TF)＝仲NH；G＝0.5]
在装有大的搅拌棒的500mL圆底烧瓶中添加26g的PIPZ(310 mmol，8当量/环氧基)(Aldrich)和45g的MeOH。经过5分钟将3.5 g的PETGE(9.71mmol，38.8mmol环氧)(由实施例A制备)在10g 的MeOH中的混合物滴加到这一均匀溶液中。这一混合物在25℃和N2 气氛中搅拌24小时。用旋转蒸发器除去挥发物，得到白色固体残留物。 这一残留物使用球管-球管蒸馏装置在高真空和140℃下进行蒸镏 30-40分钟以除去PIPZ。所得的釜残留物含有少量的PIPZ，由TLC(在 MeOH中的30％ NH4OH)测定。残留PIPZ通过使用30mL的MeOH和90mL 的甲苯的三次共沸蒸馏所除去。粗产物在高真空和25℃下干燥一夜 (6.7g；97％产率)。混合物的TLC(在MeOH中的30％ NH4OH)显示少量 的低聚物。该混合物的一个等分(700mg)通过使用SephadexTM LH-20 在MeOH中由SEC提纯。在取得空隙体积之后，收集各8mL的48个级 分。级分1-3是空的，级分4-7仅仅含有低聚物和级分8是产物和低 聚物的混合物。级分9-48仅仅含有所需产物，且被收集和抽提挥发物， 得到400mg的产物。它的谱如下所示：
1H NMR(500MHz，CDCl3)：δ 2.36-2.44(bm，2H)，2.53-2.60(bm，2H)，2.82(m， 4H)，3.45(m，4H)，3.88(m，2H)；和
13C NMR(125MHz，CDCl3)：δ 45.62，46.02，46.02，54.72，61.52，66.18，70.49， 74.27和
MALDI-TOF：计算704.5；实测705amu.
实施例4：有三官能支化的四官能化核，在环氧基开环反应中使 用单保护的胺
A.用单保护哌嗪封闭四环氧化物，核：聚(醚-羟氨)树枝形大分 子，G＝0.5，从季戊四醇四缩水甘油醚(PETGE)和N-哌嗪羧酸乙基酯 形成
[(C)＝PETGE；(IF1)＝OH；(EX1)＝哌嗪羧酸乙基酯；(TF)＝羧 酸酯；G＝0.5]
将EPC(6.32g，40mmol，1当量/环氧)和40mL的MeOH添加到 100-mL圆底烧瓶中，在烧瓶上安装有搅拌棒。将PETGE(3.6g，10 mmol)(由实施例B制备)溶于10mL的MeOH中并通过滴液漏斗经过 20分钟的时间滴加到以上搅拌的溶液中。在搅拌2小时后，TLC显示 PETGE的完全消耗，Rf＝0.80(3:1的DCM:MeOH)和碘蒸气用来显 现该斑点。在室温下继续搅拌一夜，在旋转蒸发器上蒸发溶剂，得到 无色液体。由Kugelrohr蒸馏法在180℃下在20分钟中蒸馏出痕量的 EPC，得到酯表面(G＝0.5)树枝形大分子2，为粘性液体(9.47g；95％)。 它的谱如下所示：
1H NMR：(300MHz，CD3OD)：δ 1.24(t，J＝6.90Hz，12H)，2.36-2.55(m，24H)， 3.29-3.49(m，36H)，3.89(五重峰，J＝4.80Hz，4H)，4.10(q，J＝7.20Hz，8H)；和
13C NMR：(75MHz，CD3OD)：δ 13.80，43.50，45.80，53.42，61.31，61.53，67.55， 70.15，74.30，155.95；和
IR(纯)：λmax 3446，2975，2863，2801，1695，1536，1456，1424，1378，1352，1244， 1116，1034，876，830，758cm-1；和
MALDI-TOF：C45H84N8O16计算993；实测1017(M+Na)amu.
下面的反应路线3说明以上反应：
B.实施例4A的封闭四环氧化物核的去保护，酯表面(G＝0.5)树枝 形大分子用KOH水解
[(C)＝PETGE；(IF1)-OH；(EX1)＝PIPZ；(TF)＝仲NH；G＝0.5]
树枝形大分子2(9.4g，9.46mmol)(由实施例4A制备)添加到 250-mL圆底烧瓶中并溶于85mL的MeOH。该烧瓶装有搅拌棒。在室 温下将氢氧化钾溶液(28.2g的KOH溶于56.4mL的水中)添加到以上 搅拌的溶液中。烧瓶装有回流冷凝器并且在预热的油浴中在85-90℃ 下保持。反应的进程由TLC监测。在2小时后，TLC显示三个斑点和 继续加热一夜。产物在接触到茚三酮溶液之后显示出粉红色斑点，在 Rf＝0.17(在MeOH中的50％ NH4OH)。在旋转蒸发器上在减压下除去 溶剂和水，得到粘性液体。将该液体转移到分液漏斗中，然后用DCM(3 ×50mL)萃取。合并的DCM层在Na2SO4上干燥和通过Celite(1cm高 度)过滤，然后Celite用DCM彻底地洗涤。在旋转蒸发器上除去DCM， 它得到树枝形大分子3，为无色粘性液体(6.01g，90％产率)。在高真 空下干燥2小时之后得到吸湿性固体。该物质从它的光谱数据发现是 非常纯的并且无需进一步提纯就可用于后续的合成中。它的谱如下所 示：
1HNMR：(300MHz，CD3OD)：δ 3.46(s，8H)，3.39(d，J＝2.10Hz，8H)，2.84(t，J＝ 4.80Hz，16H)，2.51(bs，16H)，2.41(d，J＝3.90Hz，8H)，2.40(s，4H，NH)，2.37(s，4H，OH)， 3.89(六重峰，J＝4.80Hz，4H)；和
13C NMR：(75MHz，CD3OD)：δ 45.06，45.80，54.33，62.07，67.37，70.14，74.41； 和
IR(纯)：λmax 3456，2936，2817，1595，1457，1319，1111，1005，859，732，697 cm-1；和
MALDI-TOF：C33H68N8O8计算704；实测727(M+Na)，743(M+K)amu.
下面的反应路线4说明以上反应：
实施例5：四羟苯基乙烷缩水甘油醚与哌嗪的反应
[(C)＝TPEGE；(IF1)＝OH；(EX1)＝PIPZ；(TF)＝仲NH；G＝0.5]
A.四羟苯基乙烷四(2-羟丙基-3-哌嗪-1-羧酸乙基酯)醚的合成
在机械搅拌下向装有搅拌棒的50-mL圆底烧瓶添加 TPEGE(Aldrich)(2.0g，3.2mmol，12.9mmol环氧)和8mL的DME。 向该混合物中添加EPC(4.5g，28.4mmol，2.2当量/环氧)和4mL 的MeOH。混合物在N2气氛中在密封的情况下在25℃搅拌60小时。 该混合物的一个等分的MALDI-TOF质谱表明在622amu处起始原料的 完全消失以及在1255amu和1371amu处产物信号的形成。该混合物 的挥发物通过使用旋转蒸发器除去，得到7.6g的粗重量。将该混合 物溶于125mL的MeOH中，然后在含有3K截留再生纤维素膜的切向流 动超滤设备上在20psi(137.9kPa)的压力和在25℃下进行超滤。在 UL收集1500mL的渗透液的过程中(～5小时)，在烧瓶中标记的残留 物体积维持在100-125mL。第一升的渗透液在旋转蒸发器上汽提挥发 物，随后在40℃下高真空度抽空，得到4.3g的物质。该物质的 MALDI-TOF质谱表明在300-1200amu范围内的低分子量物质，以及透 过该膜的一些产物。最终500mL的渗透液被蒸镏除去挥发物而得到 500mg的物质，后者反显示TLC和Rf＝0.75且质谱显示所需产物的 峰。滞留物被汽提掉挥发物而得到1.9g的物质，TLC(乙酸乙酯-MeOH 1:1)为Rf＝0.75。该产物的总产率是47％。它的谱如下所示：
MALDI-TOF MS：C67H96N8O16计算1252.7；实测1277[M+Na]+amu.
B.羧酸酯保护基团的水解得到四羟苯基乙烷四(2-羟丙基-3-哌 嗪)醚
向含有搅拌棒和装有冷凝器的50-mL圆底烧瓶中添加KOH(3.6g， 54.5mmol，18当量/氨基甲酸酯)，7.5g的去离子水和12g的MeOH。 向该均匀混合物中添加溶于4g MeOH中的四羟苯基乙烷(2-羟丙基-3- 哌嗪-1-羧酸乙基酯)醚(1.2g，0.95mmol)(由实施例5A制备)。该 混合物在N2气氛中在80℃下加热16小时。该混合物被冷却到室温， 使用旋转蒸发器、随后使用高真空来除去挥发物，得到黄色固体。该 混合物用DCM(5×30mL)萃取。所收集的DCM萃取物用无水硫酸钠干 燥。过滤的溶剂被汽提挥发物，得到1.2g的物质。将该物质溶于热 的MeOH中，然后经由Celite塞进行过滤。挥发物通过高真空除去得 到800mg的固体，将它溶于最少量的MeOH中并于MeOH中在SephadexTM LH-20柱上提纯，取各2mL的30个级分。级分11-20含有所需产物 (440mg，55％产率)，这可通过MALDI-TOF质谱分析和13C NMR谱来 证实。它的谱如下所示：
13CNMR(75MHz，D2O)：δ 46.16，54.50，62.95，69.29，72.17，117.29，131.69， 140.04，159.16；和
MALDI-TOF MS：C54H78O8计算967.25；实测968[M]+，990[M+Na]+amu.
下面的反应路线5说明以上反应。
实施例6：三羟苯基甲烷三缩水甘油醚与哌嗪的反应
[(C)＝TPMTGE；(IF1)＝OH；(EX1)＝PIPZ；(TF)＝仲NH；G＝0.5]
A.三羟苯基甲烷三(2-羟丙基-3-哌嗪-1-羧酸乙基酯)醚的合成
经过10分钟的时间将已溶于10mL MeOH中的EPC，2(3.55g，22.5 mmol，1.5当量/环氧基)添加到TPMTGE，1(2.3g，5.0mmol)在20mL 的DME和10mL的MeOH中的溶液中。该烧瓶用塞子密封，混合物在 25℃下搅拌2天。在旋转蒸发器上除去溶剂，过量的EPC通过在165 ℃下的Kugelrohr蒸馏被除去，得到产物3，为高度粘性液体(4.56g， 97.6％)。在蒸馏后，TLC(在5mL的DCM中15滴MeOH，高锰酸钾染 色)显示在Rf＝0.28(较多的)，0.22和0.11(较少的)处的三个斑 点。它的谱如下所示：
MALDI-TOF MS：C40H70N6O12计算935.1100；实测935.6[M]+和957.5 [M+Na]+amu.
B.羧酸酯保护基团的水解得到三羟苯基甲烷三(2-羟丙基-3-哌 嗪)醚
在250-mL圆底烧瓶中添加三羟苯基甲烷三(2-羟丙基-3-哌嗪-1- 羧酸乙基酯)醚(4.46g，4.77mmol)(由实施例6A制备)，在机械搅 拌下溶于40mL的MeOH中。在25℃下将KOH(13.38g的90％ KOH溶 于26.76mL的水)水溶液滴加到以上搅拌反应混合物中。在完全添加 后，为圆底烧瓶安装回流冷凝器并放入油浴中，然后在85-90℃下加 热。在加热24小时之后，在旋转蒸发器上在减压下除去溶剂。所得粗 反应混合物用DCM(3×50mL)萃取。合并的萃取液经Celite床过滤， 然后在无水硫酸钠上干燥。TLC(在MeOH中的30％ NH4OH)显示在Rf＝ 0.46和0.27的两个斑点(用茚三酮溶液染色)。在旋转蒸发器上除去 溶剂，残留物在高真空下干燥，得到无色固体形式的所需产物3(3.37 g，98.3％产率)。它的谱如下：
MALDI-TOF MS：C40H58N6O6计算718.9；实测719.5[M]+，741.5[M+Na]+， 757.5[M+K]+amu.
下面的反应路线6示出了这一反应。
反应路线6
实施例7：三(2，3-环氧基丙基)异氰脲酸酯与N-哌嗪-羧酸乙基酯 的反应
[(C)＝TGIC；(IF1)＝OH；(EX1)＝PIPZ；(TF)＝仲NH；G＝0.5]
A.羧酸酯保护的三(2，3-环氧基丙基)异氰脲酸酯的合成
向溶于6mL MeOH中的EPC(1.42g，9mmol)的搅拌的溶液中一 次性添加TGIC(0.594g，2mmol)，随后添加4mL的DCM。在搅拌约 3小时后，该异氰脲酸酯完全地溶解。反应混合物在25℃下搅拌另外 48小时。TLC(1:2:2的己烷:乙酸乙酯:氯仿)显示了异氰脲酸酯 的完全消耗，而粗产物的MALDI-TOF仅仅显示了所需产物的峰。使用 旋转蒸发器除去溶剂，得到无色透明液体。通过在170℃下15分钟的 Kugelrohr蒸馏除去过量EPC，得到化合物2，为浅黄色、高度粘性液 体(1.54g，100％产率)。它的谱如下：
1HNMR(300MHz，CD3OD)：δ 1.24(t，J＝7.20Hz，9H)，2.41-2.54(m，18H)，3.45 (bs，12H)，3.90-4.04(m，6H)，4.07-4.16(m，3H)，4.11(q，J＝7.20Hz，6H)；和
13C NMR(75MHz，CD3OD)：δ 13.79，43.52，46.96，53.28，61.54，62.15，65.54， 150.11，155.94；和
IR(纯)：λmax 3344，2986，2934，2858，2806，1685，1465，1434，1388，1357，1383， 1244，1173，1127，1096，1034，1004，881，835，768cm-1；和
MALDI-TOF：C33H57N9O12计算771；实测794[M+Na]+amu.
下面的反应路线7说明这一反应：
反应路线7
B.羧酸酯保护基团的水解和异氰脲酸酯核的降解
在圆底烧瓶中加入溶于14mL MeOH中的羧酸酯保护的异氰脲酸 酯，2(由实施例7A制备)。于25℃在机械搅拌下经过5分钟将KOH 水溶液(4.5g的KOH溶于9mL的水)添加到以上溶液中。将烧瓶置 于预热的油浴(85-90℃)中和加热一夜。TLC(3:1的DCM:MeOH)显示 不存在起始原料(在50％ NH4OH/MeOH中Rf＝0.41的正性茚三酮试验)。 在旋转蒸发器上除去MeOH，水层用DCM(2×30mL)萃取。合并的萃取 液在Na2SO4上干燥，经由Celite垫过滤，在旋转蒸发器上浓缩，然后 在高真空下干燥，得到透明液体。从分析发现，化合物2不仅去掉保 护基团得到所需产物3，而且核另外在水解步骤中碱开环，得到降解 产物4。从MALDI-TOF中该产物4被确认为具有2的多重性的脲衍生 物，它是主要产物。它的谱如下：
13C NMR(75MHz，CD3OD)：δ 45.13，45.81，54.27，63.02，68.48，160.40；和
IR(纯)：λmax 3272，2929，2847，2811，1659，1567，1454，1367，1321，1270，1132， 1065，1009，855，794，702cm-1；和
MALDI-TOF：C15H32N6O3计算344；实测367[M+Na]+amu.
下面的反应路线8示出了这一反应。
实施例8：三羟甲基丙烷三缩水甘油醚与哌嗪的反应
[(C)＝TMPTGE；(IF1)＝OH；(EX1)＝PIPZ；(TF)＝仲NH；G＝0.5]
在机械搅拌下向250-mL圆底烧瓶中添加17g的PIPZ(198mmol， 5当量/环氧基)(Aldrich)和50g的MeOH。经过约5分钟向该混合 物中添加溶于20g MeOH中的4.0g TMPTGE(13.2mmol，40mmol环 氧基)。该混合物在N2气氛中在50℃下加热20小时。这一粗混合物的 TLC(在MeOH中的5％ NH4OH，用高锰酸钾溶液染色)显示环氧基不存在。 挥发物通过旋转蒸发被除去，过量的PIPZ通过使用高真空在140℃下 由30分钟的球管-球管Kugelrohr蒸馏除去。这一混合物的TLC(在 MeOH中的5％ NH4OH)表明残留PIPZ保留在混合物中，它通过使用20g 的MeOH和60g甲苯作为溶剂，作为共沸混合物被除去。这一程序重 复三次，得到无哌嗪的产物。在25℃下高真空抽空一夜得到所需产物 (6.8g，92％产率)。它的谱如下：
1H NMR(500MHz，CDCl3)：δ 0.84(t，J＝7.5Hz，3H)，1.40(qt，J＝7.5Hz，2H)，2.3- 2.5(bm，12H)，2.7-3.0(bm，12H)，3.3-3.5(m，5H)，3.88(m，6H)；和
13C NMR(125MHz，CDCl3)：δ 7.71，23.14，43.40，46.03，54.61，61.48，66.35， 71.96，73.14，和
MALDI-TOF：计算560.4；实测560[M]+amu.
下面的反应路线9说明该反应。
反应路线9
实施例9：用封闭的哌嗪来封端四环硫丙烷支化单元，核G＝0
[(C)＝四环硫丙烷；(IF1)＝SH；(EX1)＝EPC；(TF)＝羧酸酯；G＝ 0.5]
EPC(0.91g，5.76mmol，1当量/环硫基)和5mL的MeOH添加到装 有搅拌棒的50-mL圆底烧瓶中，并冷却到4℃。TES(0.610g，1.44 mmol)(由实施例D制备)溶于5mL的氯仿(TES不溶于MeOH)，然后经 过5分钟滴加到以上搅拌的溶液中。反应混合物搅拌36小时。在旋转 蒸发器上蒸发溶剂，粗反应混合物通过硅胶柱色谱法用3:1比率的 DCM和MeOH提纯，它得到纯四酯2，后者具有下列谱：
1H NMR：(300MHz，CD3Cl)：δ 1.24(J＝6.90Hz，12H)，2.44(m，26H)，2.61(4H， SH)，3.22(五重峰，J＝6.00Hz，4H)，3.44-3.59(m，30H)，4.09(q，J＝7.20Hz，8H)；和
13C NMR：(75MHz，CD3Cl)：δ 13.79，37.53，43.64，53.08，61.54，62.08，69.39， 74.42，76.10，155.95；和
MALDI-TOF：C45H84O12S4计算1057；实测1079(M+Na)amu.
下面的反应路线10说明这一反应：
反应路线10
实施例10：季戊四醇四缩水甘油醚与N-哌嗪羧酸乙基酯的反应
[(C)＝PETGE；(IF1)＝OH；(EX1)＝PIPZ；(TF)＝仲NH；G＝0.5]
A.PETGE用EPC封端
EPC(6.32g，40mmol，1当量/环氧基)和40mL的MeOH在100-mL 圆底烧瓶中混合，且烧瓶进行机械搅拌。将PETGE(3.6g，10mmol) 溶于10mL的MeOH中，经过20分钟利用滴液漏斗滴加到以上溶液中。 在另外搅拌2小时后，TLC(3:1的DCM:MeOH)显示PETGE的完全消 耗(Rf＝0.80，用碘蒸气染色)。在25℃下继续搅拌一夜，然后在旋转 蒸发器上蒸发溶剂，得到无色液体。剩余痕量的EPC通过Kugelrohr 蒸馏在180℃下于20分钟内除去，得到所需的单保护产物，为粘性液 体(9.47g，95％产率)。它的谱如下：
1H NMR(300MHz，CD3OD)：δ 1.24(t，J＝6.90Hz，12H)，2.36-2.55(m，24H)， 3.29-3.49(m，36H)，3.89(五重峰，J＝4.80Hz，4H)，4.10(q，J＝7.20Hz，8H)；和
13C NMR(75MHz，CD3OD)：δ 13.80，43.50，45.80，53.42，61.31，61.53，67.55， 70.15，74.30，155.95；和
IR(纯)：λmax 3446，2975，2863，2801，1695，1536，1456，1424，1378，1352，1244， 1116，1034，876，830，758cm-1；和
MALDI-TOF：C45H84N8O16计算993；实测1017[M+Na]+amu.
B.氨基甲酸酯保护的哌嗪表面的去保护
将单保护的产物(由实施例10A制备)添加到250-mL圆底烧瓶中， 然后在机械搅拌下溶于85mL的MeOH中。在25℃下将氢氧化钾溶液 (28.2g的KOH溶于56.4mL的水中)添加到以上溶液中。烧瓶装有回 流冷凝器并且在预热的油浴中在85-90℃下保持。反应的进程由TLC 监测。在2小时后，TLC显示三个斑点和继续加热过夜。产物在接触 到茚三酮溶液之后显示出粉红色斑点，Rf＝0.17(在MeOH中的50％ NH4OH)。在旋转蒸发器上在减压下除去溶剂和水，得到粘性液体。将 该液体转移到分液漏斗中，然后用DCM(3×50mL)萃取。合并的有机 层在硫酸钠上干燥和通过Celite(1cm高度)过滤。在旋转蒸发器上除 去溶剂。剩余无色粘性液体在高真空下2小时的干燥得到所需树枝形 大分子2，为吸湿性固体(6.01g，90％产率)。它的谱如下：
1H NMR(300MHz，CD3OD)：δ 3.46(s，8H)，3.39(d，J＝2.10Hz，8H)，2.84(t，J＝ 4.80Hz，16H)，2.51(bs，16H)，2.41(d，J＝3.90Hz，8H)，2.40(s，4H，NH)，2.37(s，4H，OH)， 3.89(六重峰，J＝4.80Hz，4H)；和
13C NMR(75MHz，CD3OD)：δ 45.06，45.80，54.33，62.07，67.37，70.14，74.41；和
IR(纯)：λmax 3456，2936，2817，1595，1457，1319，1111，1005，859，732，697 cm-1；和
MALDI-TOF：C33H68N8O8计算704；实测727[M+Na]+，743[M+K]+amu.
下面的反应路线11说明以上反应：
反应路线11
实施例11：用环氧基开环进行氨基乙基哌嗪保护
保护氨基乙基哌嗪以封闭四官能环氧化物：一个伯胺
[(C)＝PETGE；(IF1)＝OH；(EX1)＝AEP；(TF)＝伯NH2；G＝0.5]
在装有迪安-斯达克榻分水器和冷凝器的250mL圆底烧瓶中，将 AEP(8.08g，0.0625mol)(Acros)在4-甲基-2-戊酮(Aldrich)中的 混合物在氩气氛中加热回流。在理论量的水(1.12mL)作为共沸物被 蒸馏出之后，反应被冷却到室温。将反应混合物(4mL)加入到25-mL 圆底烧瓶中，然后将溶于4mL MeOH中的PETGE(1.5当量仲胺/环氧 基)(由实施例B制备)添加进去。混合物加热至60℃保持过夜，随 后在真空下除去溶剂。残留物用20mL的2-丙醇和3mL的水处理。 然后混合物被加热至50℃保持2.5小时，随后除去溶剂而得到黄色油 产物。它的谱如下：
MALDI-TOF：实测877.759(M+H)，899.752(M+Na)，748.621(三 -取代产物)amu。
下面的反应路线12说明以上反应：
反应路线12
实施例12：四环氧化物与氮杂环丙烷的反应：仲胺的反应
[(C)＝PETGE；(IF1)＝OH；(TF)＝氮杂环丙烷；G＝0.5]
向2-甲基氮杂环丙烷(913mg，16mmol)(Aldrich)在2mL的 MeOH中的溶液添加由PETGE(360mg，1.0mmol)(由实施例B制备) 溶于1mL的MeOH所得到的溶液。混合物在室温下搅拌过夜。然后除 去溶剂而得到该产物，澄清的无色油(550mg，93％产率)。
MALDI-TOF：计算588；实测589.430(M+H)，611.422(M+Na)amu.
下面的反应路线13说明以上反应：
反应路线13
实施例13：PEHAM树枝形大分子的制备，二(2-酰胺基乙基哌 嗪)-4’，4-二硫代丁酰胺(DMDTB)核，Nc＝2，Nb＝3，G＝0.5，哌 嗪表面
[(C)＝DMDTB；(EX1)＝AEP；(IF1)＝OH；(BR1)＝PETGE；(EX2) ＝EPC；(TF)＝羧酸酯；G＝0.5]
A.向含有搅拌棒的25-mL圆底烧瓶中添加AEP(1.0g，7.75mmol， 2当量/酯)和5g的MeOH。向该均匀混合物添加DMDTB(500mg，1.88 mmol，3.76mmol酯)。在25℃下经过24小时之后，该混合物的TLC(在 MeOH中的10％ NH4OH)表明残留较大量的二酯和形成一些产物。在65 ℃下加热该混合物16小时，由TLC显示二酯完全转化成一个斑点。该 混合物进行浓缩，通过使用30％ NH4OH(在MeOH中)，进行硅胶色层分 离。对含有产物的所收集级分汽提溶剂，得到所需二(2-酰胺基乙基哌 嗪)-4，4’-二硫代丁酰胺(840mg；97％产率)；和它的谱如下：
1HNMR(500MHz，CDCl3)：δ 2.04(t，J＝7Hz，4H)，2.32(t，J＝7Hz，4H)，2.38- 2.52(m，16H)，2.74(t，J＝7Hz，4H)，2.89(t，J＝7Hz，4H)，3.34(dt，J＝7Hz，4H)；和
13C NMR(125MHz，CDCl3)：δ 24.79，34.60，35.81，37.98，45.97，54.20，57.22， 172.06；和
MALDI-TOF：计算461；实测460amu.
下面的反应路线14说明以上反应：
反应路线14
B.向含有搅拌棒的25-mL圆底烧瓶添加PETGE(660mg，1.83 mmol，3当量/NH)和2g的MeOH。经过5分钟在该均匀混合物中滴加 由二(2-酰胺基乙基哌嗪)-4，4’-二硫代丁酰胺(140mg，0.3mmol)(由 实施例13A制备)溶于2g的MeOH所得到的混合物。这一混合物在 25℃和N2气氛中密封搅拌24小时。将该混合物滴加到向含有搅拌棒 的25mL圆底烧瓶中的EPC(1.8g，11.4mmol，1.6当量/环氧基) 的混合物中。这一混合物在室温和N2气氛中密封搅拌24小时。该混 合物在旋转蒸发器上浓缩，得到3g的粗物质。将该混合物的一个等 分(900mg)溶于MeOH中得到50％w/w溶液，然后添加到具有525mL 的空隙体积的SephadexTM LH-20柱(在MeOH中)。在取得空隙体积之 后，收集各4mL的37个级分。各级分的TLC(在MeOH中30％ NH4OH) 表明在级分2-10中含有纯产物。将这些级分收集，由旋转蒸发器汽提， 随后在高真空中处理而得到所需产物(172mg；98％产率)；和它的谱如 下：
13C NMR(125MHz，CDCl3)：δ 14.66，24.77，34.57，36.01，38.00，43.63，45.59， 52.90，53.18，56.61，60.81，60.81，61.34，66.36，66.46，70.56，74.12，74.26，155.42，172.06； 和
MALDI-TOF：计算2130；实测1065(从二硫键的分裂)。
实施例14：季戊四醇四(2-羟基-3-哌嗪-N-羧酸乙基酯)的乙酰 化
[(C)＝PETGE；(IF1)＝乙酰基；(EX1)＝EPC；(TF)＝羧酸酯； G＝0.5]
向含有搅拌棒的10-mL圆底烧瓶中添加季戊四醇四(2-羟基-3-哌 嗪-N-羧酸乙基酯)(800mg，0.81mmol，3.2mmol OH)(由实施例 10A制备)，二甲基氨基吡啶(23mg，0.19mmol，3mol％(基于酸酐)) (Acros)和6mL的DCM。经过2-3分钟在冷却到4℃的该均匀混合物 中滴加乙酸酐(550mg，5.4mmol，1.7当量/OH)。这一混合物在25 ℃和N2气氛中密封搅拌16小时。该混合物用20mL的二氯甲烷稀释， 用饱和NaHCO3(2×3mL)洗涤。有机层在Na2SO4上干燥，过滤和抽提挥 发物，得到所需产物(930mg；99％产率)；和
1H NMR(500MHz，CDCl3)：δ 1.25(t，J＝7Hz，12H)，2.06(s，9H)，2.38-2.43(m， 8H)，2.5-2.7(m，16H)，3.5-4.0(m，8H)，4.1-4.5(m，16H)，3.5-3.7(m，8H)，4.127(qt，J＝7 Hz，8H)，5.12(pt，J＝6.5Hz，4H)；和
13C NMR(125MHz，CDCl3)：δ 14.67，21.23，39.01，43.74，45.77，53.34，58.52， 61.29，70.04，71.41，155.45，170.25；和
MALDI-TOF：C53H92N8O20计算1160；实测1160amu.
下面的反应路线16说明以上反应：
反应路线16
实施例15：具有哌嗪表面的PETGE与丙烯酰氧基甲基-三甲基硅 烷(AMTS)的反应。本实施例公开了具有生物相容性膦酸表面的PEHAM 树枝形大分子的生产。
[(C)＝PETGE；(IF1)＝OH；(EX1)＝PIPZ；(EX2)＝丙烯酰氧 基甲基；(TF)＝TMS；G＝0.5]
向含有搅拌棒的25-mL圆底烧瓶中添加丙烯酰氧基甲基-三甲基 硅烷(1.6g，10.2mmol，1.2当量/NH)和5g的MeOH。在25℃下 向该混合物添加已溶于4g MeOH中的具有哌嗪表面的PETGE树枝形大 分子(1.5g，2.1mmol，8.5mmol NH)(由实施例4B制备)。这一混 合物在25℃和N2气氛的保护层中密封搅拌24小时。反应混合物作为 在MeOH中的～5％溶液，通过使用含有1K再生纤维素膜的切向流动超 滤设备来提纯，得到500mL的渗透液(～8再循环)。来自滞留物的挥 发物经由Whitman No.1滤纸进行过滤，所得滤液通过使用旋转蒸发 器浓缩，随后在高真空下浓缩，得到所需产物(2.7g；95％产率)；和 它的谱如下：
13C NMR(125MHz，CDCl3)：δ-3.50，33.42，45.17，47.38，55.32，56.14，57.23， 60.71，67.37，70.14，74.41，172.61；和
MALDI-TOF MS：C60H116N8O12Si4计算1337；实测1338[M+1]+amu.
下面的反应路线17说明以上反应：
反应路线17
实施例16：PETGE与焦亚硫酸钠的反应。本实施例公开了具有抗 微生物性的磺酸表面的PEHAM树枝形大分子的生产。
[(C)＝PETGE；(IF1)＝OH；(TF)＝磺酸；G＝0.5]
向含有搅拌棒的25-mL圆底烧瓶中添加去离子水(15.0g)。该混 合物通过将N2气体鼓泡通过溶液20分钟来脱氧。向该溶液中添加焦 亚硫酸钠，Na2S2O5，(2.6g，13.7mmol，27.4mmol NaHSO3)和所得 混合物通过搅拌变均匀。经过2-3分钟向该混合物中滴加已溶于1g MeOH中的PETGE(1.0g，2.7mmol，11mmol环氧基)。这一混合物 在25℃和N2气氛中快速地搅拌24小时。该均匀混合物的挥发物通过 旋转蒸发被除去，得到白色固体。该固体进一步在高真空和在30℃下 抽空3小时，得到粗产物(3.8g)。该产物与100ml的95％ EtOH在 60℃下搅拌30分钟，随后经由WhitmanTM No.1滤纸进行过滤，得到 澄清的无色溶液。挥发物由旋转蒸发法除去，随后在高真空下干燥， 得到提纯产物(300.0mg；15％产率)。它的谱如下：
13C NMR(125MHZ，D2O)：δ 47.58，48.01，54.47，72.58，74.60.
下面的反应路线18说明以上反应：
具有不同表面的PEHAM的1和1.5代(G＝1和G＝1.5)
已经发现作为(EX)的PIPZ在包封研究中是有利的，因此，将为低 代树枝形大分子提供包封性能，如在下面的实施例中所说明。各种(BR) 和(EX)通过这些实施例和各种树突(FF)结构部分来说明。
实施例17：使用乙二胺(二官能化伯胺)的开环：3个环氧基
[(C)＝EDA；(IF1)＝OH；(FF)＝H；(BR1)＝TMPTGE；(TF)＝环 氧基；G＝1]
经过15分钟的时间向搅拌的TMPTGE(1.81g；6mmol)在12mL 的MeOH中的溶液滴加已溶于3mL MeOH中的EDA(0.06g；1mmol)。 在室温下持续搅拌24小时，MALDI-TOF质谱显示树枝形大分子III-a， 连同痕量的树枝形大分子IV-a。搅拌持续进行总共3天。在旋转蒸发 器上在减压下蒸发溶剂得到无色透明液体，它在高真空下干燥。将整 个反应混合物溶于15mL的乙酸乙酯中，然后滴加40mL的己烷，偶 然摇振。在这一时间中，观察到沉淀物形成。烧瓶在室温下保持2小 时，溶液由滗析分离，用己烷洗涤沉淀物得到浅黄色固体(0.716g； 由于III-a和IV-a的比率未知％产率不能计算)。III-a的谱如下：
13C NMR(75MHz，CDCl3)：δ 7.92，14.36，22.87，23.07，31.80，43.60，44.32， 51.22，71.81，72.19，73.87；和
MALDI-TOF：C30H56N2O12计算642；实测666(M+Na)amu.
下面的反应路线19说明这一反应：
反应路线19
实施例18：TMPTGE与氨基双(甲基膦酸)(IMPA)的反应。
本实施例公开了具有生物相容性膦酸表面的PEHAM树枝形大分子 的生产。
[(C)＝TMPTGE；(FF)＝Et；(IF1)＝OH；(BR1)＝IMPA；(TF)＝ 羧酸酯；G＝1.5]
向含有搅拌棒的25-mL圆底烧瓶中添加IMPA(1.0g，4.9mmol， 2当量/环氧基)(Aldrich)和15mL的去离子水。向该非均匀混合物 中添加～10％ NaOH水溶液以调节溶液到pH8，由pH计测定。在25℃ 下向这一均匀混合物中添加洁净的TMPTGE(250mg，0.83mmol，2.5 mmol环氧基)。这一混合物在25℃下在N2气氛的保护层中密封搅拌3 天，然后作为～5％溶液使用1K渗析膜在去离子水中渗析，在13、16、 19和22小时有渗析液的四个变化。滞留物的挥发物由旋转蒸发器除 去，随后在高真空中浓缩，得到所需产物(290mg；33％产率)；和它 的谱如下：
13C NMR(125MHz，D2O)δ 9.63，25.05，45.91，47.76，50.22，51.24，54.56，56.97， 57.96，61.27，67.25，74.27，74.68，75.95.
下面的反应路线20说明以上反应
实施例19：丙烯酸酯支化的单元试剂加成到实施例1的三官能化 哌嗪核上：聚(酯胺)TMPTA核
[(C)＝TMPTA；(FF)＝Et；(EX1)＝PIPZ；(BR1)＝TMPTA；(TF) ＝丙烯酸酯；G＝1]
向含有搅拌棒的25-mL圆底烧瓶中添加6.4g的TMPTA(21.7 mmol，2当量/NH)(Aldrich)和5g的MeOH。经过约5分钟时间， 向已冷却到4℃的这一混合物中添加已溶于2g MeOH中的2.0g的哌 嗪基表面TMPTA(3.6mmol，10.8mmol NH)(由实施例1制备)。混 合物在25℃和在黑暗中搅拌20小时。混合物用己烷(3×30mL)萃取， 并在旋转蒸发器上从所得MeOH层抽提挥发物。在高真空下抽空30分 钟，得到4.9g的产物。它的谱如下：
(TF)该产物在表面上具有六个丙烯酸酯；和
13CNMR(125MHz，CDCl3)δ 7.42，7.47，23.11，23.25，32.27，32.32，40.92，50.59， 52.76，53.44，64.14，127.97，128.01，131.31，165.79，165.80，171.96，172.04和
MALDI-TOF：计算1442；实测1443amu.
下面的反应路线21说明以上反应：
反应路线21
实施例20：实施例19的具有丙烯酸酯表面的聚(酯胺)核用哌嗪 的封端，得到聚(酯胺)树枝形大分子，G＝1
[(C)＝TMPTA；(FF)＝Et；(EX1)＝PIPZ；(BR1)＝TMPTA；(EX2) ＝PIPZ；(TF)＝仲NH；G＝1.5]
向含有搅拌棒的250-mL圆底烧瓶中添加PIPZ(8.8g，102mmol， 5当量/丙烯酸酯)(Aldrich)和38g的MeOH。向已冷却到4℃的这一 混合物中添加已溶于10g MeOH中的具有丙烯酸酯表面的聚(酯胺)核 (4.9g，3.4mmol，21mmol丙烯酸酯)(由实施例19制备)。该混合 物在4℃下搅拌一小时然后在25℃下搅拌一个小时。该混合物的挥 发物由旋转蒸发器除去。所得粗混合物进行球管-球管蒸馏以在高真空 下除去PIPZ，得到所需粗物质(5.5g)。1克的该物质用1K再生纤维 素在MeOH中渗析，该渗析具有四个渗析液的变化，在抽空挥发物之后 得到提纯产物(400mg)。这一物质的PAGE显示了与G＝1对应的紧密 谱带；三羟基表面的PAMAM树枝形大分子；和它的谱如下：
1H NMR(500MHz，CDCl3)：δ 0.89(bt，12H)，1.47(bqt，8H)，2.3-2.6(bm，72H)， 2.65(t，J＝7Hz，24H)，2.86(t，J＝7Hz，24H)，4.04(s，24H)；和
13C NMR(125MHz，CDCl3)：δ 7.41，7.42，22.54，22.78，32.25，32.33，40.85， 40.91，45.92，52.65，52.82，53.45，54.09，54.14，54.19，63.60，64.16，171.99，172.08，172.40， 172.50，172.88.
下列反应路线22显示了以上反应的这一步骤：
反应路线22
实施例21：三官能的环氧化物支化单元TMPTGE加成到三官能的 哌嗪核上得到：
[(C)＝TMPTGE；(FF)＝Et；(IF1)＝OH；(EX1)＝PIPZ；(IF2)＝ OH；(BR1)＝TMPTGE；(TF)＝OMe；G＝1]
向含有搅拌棒的100-mL圆底烧瓶中添加TMPTGE(4.4g，14.6 mtnol，3.9当量/NH)(Aldrich)和20mL的MeOH。向该混合物中添 加已溶于10mL MeOH中的三羟甲基丙烷三(2-羟丙基-3-哌嗪)(700mg， 1.25mmol，3.75mmol NH)(由实施例2制备)。该混合物在50℃和 N2气氛下加热3天。由旋转蒸发器和高真空除去挥发物以得到粗产物 (6.3g)。600mg的等分部分由MeOH中的SephadexTM LH-20提纯。收 集级分1-14，然后抽提挥发物以得到提纯产物(220mg；92％产率)。 由13C和1HNMR谱分析表明该产物是用MeOH使环氧化物开环的所需产 物。该物质的PAGE显示了与G＝1，[EDA核]，TRIS封端的PAMAM树 枝形大分子对应的紧密谱带；和它的谱如下：
1H NMR(500MHz，CDCl3)：δ 0.84(bs，12H)，1.38(bs，8H)，2.3-2.9(m，12H)，3.37 (s，18H)，3.4-3.7(bm，48H)，3.93(bs，18H)；和
13C NMR(125MHz，CDCl3)：δ 8.13，23.95，44.62，54.12，59.49，61.23，62.28， 65.83，68.20，68.94，70.49，71.89，72.68，73.88，75.15，75.40，80.20. 75.15，75.40，80.20。
下列反应路线23显示了以上反应的这一步骤：
实施例22：三官能化环氧化物支化单元试剂加成到三官能化哌嗪 核上，随后用哌嗪封端
[(C)＝TMPTGE；(FF)＝Et；(IF1)＝OH；(EX1)＝P1PZ；(IF2)＝ OH；(BR1)＝TMPTGE；(IF3)＝OH；(EX2)＝PIPZ；(TF)＝仲NH； G＝1.5]
向含有搅拌棒的25-mL圆底烧瓶中添加TMPTGE(873mg，2.9 mmol，3当量/环氧化物)和5g的MeOH。使该混合物均匀化并冷却到 4℃。经过5分钟向该混合物中添加已溶于3g MeOH中的三羟甲基丙烷 三(2-羟丙基-3-哌嗪)(180mg，0.32mmol，0.96mmol NH)(由实 施例2制备)。在25℃下一个小时之后反应混合物的TLC(在MeOH中 30％ NH4OH)显示了从基线到Rf约0.6的条纹，还有在Rf＝0.9处的过 量环氧化物。在25℃下8小时后，这一混合物的TLC显示无起始胺残 留(无基线斑点)和在Rf＝0.9处的斑点。经过10分钟将反应混合物 添加到已溶于28g MeOH中的PIPZ(14.5g，168mmol，20当量/环 氧化物)中。这一混合物在25℃下搅拌24小时。在旋转蒸发器上除 去挥发物以得到白色固体。在高真空和160℃下球管-球管蒸馏30分 钟除去过量PIPZ以得到澄清的、无色的产物(2.2g)。该产物作为在 MeOH中的5％w/w溶液使用1K再生纤维素膜经过24小时渗析，MeOH 的3×4L变化，随后进行挥发物的旋转蒸发以得到所需产物(508mg； 80％产率)。该物质的PAGE显示了与G＝1，[EDA核]，TRIS封端的PAMAM 树枝形大分子对应的紧密谱带；和它的谱如下：
1H NMR(500MHz，CD3OD)：δ 0.86(t，J＝7Hz，12H)，1.41(q，J＝7Hz，8H)，2.34 (m，60H)，2.84(m，12H)，3.34(bs，12H)，3.36(bs，6H)，3.37(bs，6H)，3.89(bs，12H)；和
13C NMR(125MHz，CD3OD)：δ 8.04，8.07，23.91，44.59，46.21，49.82，54.61， 55.49，62.66，63.28，68.49，68.67，72.68，75.43.
下面的反应路线24说明以上反应：
聚醚胺树枝形大分子G＝1
聚醚胺树枝形大分子G＝1
反应路线24
实施例23：使用双官能试剂来合成PEHAM树枝形大分子用于支化 单元的原位形成
A.使用二羟基氨基支化单元试剂的开环：从三羟甲基丙烷三缩水 甘油醚和二乙醇胺得到的羟基封端的PEHAM树枝形大分子(G＝1)
[(C)＝TMPTGE；(FF)＝Et；(IF1)＝OH；(BR1)＝DEA；(TF)＝OH； G＝1]
将DEAII(7.82g，74.47mmol)(Aldrich)和120mL的无水 MeOH(Aldrich)(两个都没有进一步提纯)放置在烘干的250-mL单颈 圆底烧瓶中。该烧瓶装有搅拌棒和隔膜。将TMPTGE I(5g，16.55mmol) 溶于40mL的无水MeOH中在室温下经过1小时的时间通过压力平衡漏 斗滴加到上述搅拌的溶液中。用回流冷凝器置换该漏斗，然后在N2气 氛中在60℃下加热60小时。使用旋转蒸发器在减压下除去溶剂，以 得到无色透明液体。将整个反应混合物转移到100-mL单颈圆底烧瓶。 过量DEA II在减压下和在180-190℃下由Kugelrohr蒸馏分离。该产 物，III，(9.76g；95.53％产率)作为透明粘性液体被回收。它的谱如 下：
1HNMR：(300MHz，CD3OD)：δ 0.87(t，J＝7.50Hz，3H，CH3)，1.43(q，CH2， J＝7.20Hz，2H)，2.52-2.79(m，18H)，3.32(s，3H，3 x OH)，3.50(s，6H)，3.40(d，J＝5.10Hz， 6H)，3.54-3.67(m，12H)，3.93(六重峰，J＝5.10Hz，3H)，4.85(s，6H，6 x OH)；和
13C NMR：(75MHz，CD3OD)：δ 6.93，22.76，43.43，57.42，58.51，59.47，68.32， 71.56，73.72；和
IR(纯)：λmax 3354，2939，2817，1454，1408，1367，1321，1280，1111，1081，1070， 871，778cm-1；和
MALDI-TOF MS：C27H59N3O12计算617；实测641(M+Na)amu.
下面的反应路线25说明这一反应：
反应路线25
B.使用二酯氨基支化单元试剂前体的开环：从三羟甲基丙烷三缩 水甘油醚(TMPTGE)和亚氨基二乙酸二乙酯(DEIDA)得到的酯封端的 PEHAM树枝形大分子，G＝1，
[(C)＝TMPTGE；(FF)＝Et；(IF1)＝OH；(BR1)＝DEIDA；(TF)＝ 乙酯；G＝1.5]
将DEIDA II(14.07g，74.47mmol)(Aldrich)和120mL的无水 MeOH放置于烘干的250-mL单颈圆底烧瓶。该烧瓶装有搅拌棒和隔膜。 将TMPTGE I(5.0g，16.55mmol)(Aldrich)溶于40mL的无水MeOH 中，然后在室温下经过1小时的时间通过压力平衡漏斗滴加到上述搅 拌的溶液中。用回流冷凝器置换该漏斗，然后烧瓶在N2气氛中在60 ℃下加热60小时。在旋转蒸发器上在减压下除去溶剂，得到无色透明 液体。将整个反应混合物转移到100-mL单颈圆底烧瓶。过量的DEIDA II在减压下在150-160℃下由Kugelrohr蒸馏除去。未蒸馏的产物III (12.59g；87.5％产率)作为浅黄色的粘性液体被回收。化合物III在乙 醇中于0℃贮存。它的谱如下：
1HNMR：(300MHz，CD3OD)：δ 4.65(六重峰，J＝4.20Hz，3H)，4.16(m，12H)，3.59 (s，12H)，3.36(s，6H)，3.30(s，6H)，3.05(dd，J＝3.60Hz，3H)，2.95(dd，J＝3.90Hz，2H)， 2.81(dt，J＝1.80Hz & 9.90Hz，3H)，2.67(dd，J＝8.40 & 8.10Hz，2H)，1.37(q，J＝7.50Hz， 2H)，1.26(t，J＝7.20Hz，6H，2 x CH3)，1.25(J＝7.20Hz，12H，6 x CH3)，0.85(t，J＝7.50Hz， 3H，CH3)；和
13C NMR：(75MHz，CD3OD)：δ 6.81，13.36，13.40，22.66，43.48，49.85，53.62， 55.76，56.21，58.00，60.55，60.68，68.72，71.17，71.33，71.50，73.40，78.43，78.48，168.67， 170.25，172.31；和
IR(纯)：λmax 2980，2934，2904，2868，1741，1460，1408，1378，1342，1250，1198， 1111，1065，1024，983，927，860，784cm-1；和
MALDI-TOF MS：C39H71N3O18计算869；实测893(M+Na)和847，801，779， 775amu.(质谱显示了消去OC2H5基团的典型裂解方式。)
下面的反应路线26说明这一反应：
反应路线26
C.用EDA酰胺化酯封端的PEHAM树枝形大分子(G＝1)，得到 G＝1六胺树枝形大分子
[(C)＝TMPTGE；(FF)＝Et；(IF1)＝OH；(BR1)＝DEIDA；(EX1)＝ EDA；(TF)＝伯NH2；G＝1]
将EDA(180mL，在MeOH中77％，200mol当量/酯)添加到500-mL 单颈圆底烧瓶中。该烧瓶用N2气体冲洗，该烧瓶装有搅拌棒、压力 平衡漏斗和用冰浴冷却到0℃。经过20分钟时间添加六乙基酯封端的 树枝形大分子III-g(0.869g，在10mL的MeOH中1mmol)(由实 施例23B制备)。从圆底烧瓶上移去压力平衡漏斗并用隔膜密封，然后 在4℃下贮存40小时。将烧瓶升温至室温，在旋转蒸发器上除去过量 的EDA和MeOH而得到无色透明液体，六氨基封端(G＝1)树枝形大分 子V，它在高真空下进一步干燥。使用甲醇和甲苯通过共沸蒸馏法分 离残留的EDA，得到所需产物(0.95g；>99％产率)。树枝形大分子V的 谱是：
1H NMR(300MHz，CD3OD)：δ 0.8-0.9(t，J＝5.40，3H)，1.30-1.42(q，J＝6.6，2H)， 1.94(s，3H，3OH)，2.64-2.80(m，24H)，3.26-3.40(m，30H)，3.82(m，3H)；和
13C NMR(75MHz，CD3OD)：δ 6.70，6.95，21.42，40.77，40.81，41.70，41.94， 43.41，43.71，59.41，59.59，68.05，71.58，73.79，172.86；和
IR(纯)：vmax 3290，3068，2930，2863，1659，1542，1437，1360，1292，1110，919， 603cm-1.
MALDI-TOF MS：C39H83N15O12计算954；实测977(M+Na)amu.
MALDI-TOF MS：C39H83N15O12计算值954；实测值977(M+Na)amu。
下面的反应路线27说明这一反应：
实施例24：使用预先形成的三(羟甲基胺)(TRIS)支化单元试剂的 开环：从TMPTGE和TRIS得到的九羟基表面树枝形大分子，G＝1，
[(C)＝TMPTGE；(FF)＝Et；(IF1)＝OH；(BR1)＝TRIS；(TF)＝OH； G＝1]
将TMPTGEI(2.66g，8.8mmol)和50mL的MeOH放置于烘干的 100-mL圆底烧瓶中。该烧瓶装有搅拌棒和塞子。将TRIS II(4.79g， 39.6mmol)(Fisher Scientific)作为一个部分在室温下添加到上述 搅拌的反应混合物中。在烧瓶上安装回流冷凝器并在N2气氛中在60 ℃下加热60小时。在加热约15分钟之后TRIS彻底溶解。将反应混合 物冷却到室温，然后转移到500-mL锥形烧瓶。然后首先添加120mL 的氯仿，随后在使用刮勺的恒定搅拌下缓慢地添加300mL的己烷。在 己烷添加过程中观察到白色沉淀物的形成。再次彻底地混合混合物， 并在室温下静置一夜。观察到作为在烧瓶的壁和底部上的固体碎屑的 沉淀物。温和地混合溶液以便将固体与玻璃分离，随后通过布氏漏斗 过滤混合物，得到所需产物(1.7g)。甚至在分离固体之后，在烧瓶的 底部剩下无色糊料。该糊料称重为5.2g(1H和13C NMR显示了树枝 形大分子III连同痕量TRIS的信号)。将糊料溶于5mL的MeOH中， 随后用MeOH(2×2mL)漂洗烧瓶。将甲醇溶液加入到SephadexTM LH-20 柱上。在洗脱600mL的MeOH后，以15mL等分部分收集各馏分。在 馏分18-47中发现所需的树枝形大分子；然而，在馏分48-58中发现 TRIS。合并馏分18-47并在减压下在旋转蒸发器上蒸发溶剂得到吸湿 性固体(4.2g；71.82％)，(G＝1)PEHAM树枝形大分子III。从48-58 中蒸发溶剂得到作为无色固体的TRIS II(0.592g)。它的谱如下：
1H NMR：(300MHz，CD3OD)：δ 0.86(t，J＝7.20Hz，3H)，1.42(q，J＝6.90Hz，2H)， 2.64(dd，J＝7.80 & 8.10Hz，3H)，2.78(dd，J＝3.60 & 3.60Hz，3H)，3.34(s，6H)，3.35(s， 6H)，3.41(d，5.10Hz，6H)，3.48(s，1H，OH)，3.50(s，1H，OH)，3.53(d，J＝3.00Hz，12H)， 3.58(s，1H，OH)，3.67(bt，J＝3.00Hz3H，3 x NH)，3.79(六重峰，J＝3.60Hz，3H)，4.81(s，9H， 9 x OH)；和
13C NMR：(75MHz，CD3OD)：δ 6.91，22.72，43.41，44.34，59.83，61.49，70.07， 71.57，74.27；和
IR(纯)：vmax 3354，2919，2873，1460，1424，1408，1367，1296，1234，1106，1029， 866，773cm-1；和
MALDI-TOF MS：C27H59N3O15计算665；实测689(M+Na)amu.
下面的反应路线28说明这一反应：
反应路线28
实施例25：四官能化的环氧化物支化单元试剂PETGE加成到四官 能化的哌嗪核(G＝0.5)上并哌嗪封端：PEHAM树枝形大分子G＝1.5
[(C)＝PETGE；(IF1)＝OH；(EX1)＝PIPZ；(IF2)＝OH；(BR1) ＝PETGE；(IF3)＝OH；(EX2)＝PIPZ；(TF)＝2-胺；G＝1.5]
向含有搅拌棒的25-mL圆底烧瓶中添加已溶于8mL MeOH中的 PETGE(2.45g，6.8mmol，5.44当量/NH)(由实施例A制备)。经 过约5分钟，将季戊四醇四(2-羟丙基-3-哌嗪)(200mg，0.31mmol， 1.25mmol NH)(由实施例3制备)在3mL的MeOH中的溶液滴加到该 混合物中。这一混合物在25℃和N2气氛中搅拌8.5小时。经过约5分 钟将该混合物滴加到含有搅拌棒、PIPZ(35.0g，406mmol，15当量 /环氧基)和70mL的MeOH的250-mL圆底烧瓶中。所得混合物在N2 气氛中在25℃下搅拌18小时。使用旋转蒸发器从该混合物中除去挥 发物以得到白色固体残留物。通过使用球管-球管Kugelrohr蒸馏在高 真空和140℃的釜温度下从反应粗物质中除去过量PIPZ，直至在釜中 的残留物变成在烧瓶内部的澄清的均匀薄膜为止。该粗残留物称重为 5.0g。
将该物质溶于100mL的MeOH中，放入1K再生纤维素膜中并在 2-L容器中渗析48小时，其具有渗析液的四个变化。TLC(在MeOH中 30％ NH4OH)显示了在混合物中存在一些低级分子量物质。从滞留物中 除去挥发物，以得到粗产物(1.3g，理论：992mg)。因此，该物质渗 析另外24小时。该物质的TLC显示了低分子量残留物的几乎完全脱除。 滞留物被抽提挥发物，以得到提纯的产物(900mg)。为了完全除去全 部的低分子量杂质，该产物进一步在去离子水中渗析24小时，以得到 纯产物(360mg，36％产率)。滞留物的TLC显示一个斑点，表明低分 子量残留物完全脱除。被抽提了挥发物的含水的渗析液的TLC显示， 大量的产物与低分子量杂质一起迁移通过该膜(520mg；～45％产率)； 和它的谱如下：
1H NMR(500MHz，CD3OD)：δ 2.3-2.7(m，21H)，2.7-2.8(bt，43H)，3.34(s，H)， 3.38(s，H)，3.45(bt，43H)，3.89(bm，22H)；和
13C NMR(125MHz，CD3OD)：δ 46.21，46.78，46.92，54.61，55.46，62.58，63.19， 68.55，68.65，71.27，75.54，和
MALDI-TOF：计算3180；实测3143amu.
下面的反应路线29说明这一反应：
反应路线29
实施例26：四官能的环氧化物支化单元试剂加成到哌嗪
A.官能化G＝0和单保护哌嗪封端：聚(醚羟胺)树枝形大分子(G＝ 1.5)
[(C)＝PETGE；(IF1)＝OH；(EX1)＝PIPZ；(IF2)＝OH；(BR1) ＝PETGE；(IF3)＝OH；(EX2)＝哌嗪羧酸酯；(TF)＝羧酸酯；G＝1.5]
将PETGE1(5.05g，14.04mmol)(由实施例B制备)和35mL 的MeOH添加到100-mL圆底烧瓶中并装有搅拌棒。用冰浴将烧瓶被冷 却到4℃。将树枝形大分子(G＝0)(1.65g，2.34mmol)(由实施例 4B制备)溶于10mL的MeOH中并由滴液漏斗经过20分钟的时间滴加 到上述搅拌的溶液中。移走冰浴，反应混合物在室温下搅拌20小时。 MALDI-TOF显示了双-，三-和四-加成产物的信号。反应混合物在室温 下搅拌2天。以上反应混合物然后进行超滤(1K)以除去过量PETGE， 同时维持温度在25℃。在六个循环(6×120mL)之后，TLC显示仅仅痕 量的PETGE随滞留物保留下来。将滞留物转移到250-mL圆底烧瓶并用 EPC(1.5当量/环氧化物)急冷。反应混合物以最小的加热(45℃)在旋 转蒸发器上在减压下浓缩到50mL。反应混合物在室温下搅拌一夜。 通过超滤(1K)在室温下除去(6×120mL)过量EPC。在旋转蒸发器上 在减压下从滞留物中除去溶剂并在高真空下干燥残留物，得到吸湿性 固体(5.2g)。
B.封端羰乙氧基的去保护：酯表面(G＝1)树枝形大分子用KOH 的水解
[(C)＝PETGE；(IF1)＝OH；(EX1)＝PIPZ；(IF2)＝OH；(BR1) ＝PETGE；(IF3)＝OH；(EX2)＝PIPZ；(TF)＝仲NH；G＝1.5]
将酯表面树枝形大分子(5.2g)(由实施例26A制备)添加到 250-mL圆底烧瓶中并溶于47mL的MeOH。该烧瓶装有搅拌棒。将KOH (15.6g)溶于31mL的水并在室温下经过5分钟添加到上述搅拌的溶 液中。烧瓶放置于预热的油浴(85-90℃)中并加热为22小时。TLC显 示此时没有留下酯表面树枝形大分子(G＝0)。在旋转蒸发器上除去过 量MeOH并用DCM(3×150mL)萃取水相。合并的滤液在Na2SO4上干燥 和通过赛力特硅藻土床过滤。用DCM彻底地洗涤赛力特硅藻土。在旋 转蒸发器上蒸发溶剂，得到吸水性固体，它在高真空下干燥得到PIPZ 表面树枝形大分子4(1.7g；27％产率)。在第二轮中，上述后处理规 程加以改进：用6N HCl酸化该反应混合物，随后过滤KCl和由1K进 行超滤，这使收率提高到>90％。它的谱如下：
1H NMR(300MHz，CD3OD)：δ 2.37-2.46(m，H)，2.51(bs，H)，2.59(bs，H)，2.84 (t，J＝3.90Hz，H)，3.30(m，H)，3.35(bs，H)，3.45(bs，H)，3.83-3.90(五重峰，J＝5.40Hz， 20H)；和
13C NMR(75MHz，CD3OD+D2O(两滴)：δ 44.97，45.79，53.40，54.29，58.37， 61.43，62.06，67.34，67.54，69.20，70.11，72.83，74.16，74.43；和
IR(纯)：λmax 3385，2939，2873，2811，1649，1634，1454，1367，1321，1301，1111， 1009，963，860，830，789cm-1；和
MALDI-TOF：C149H300N32O40计算3180；实测3202.4(M+Na)amu.
下面的反应路线30说明以上反应：
实施例27：保护二亚乙基三胺的伯胺和使用仲胺封端该四官能的 环氧化物：两个伯胺
[(C)＝PETGE；(IF1)＝OH；(BR1)＝DIA；(TF)＝伯NH2；G＝1]
将DETA(6.56g，63.6mmol)(Acros)和125mL的4-甲基-2-戊 酮(Aldrich)加入到装有Dean-Stark分水器的250-mL圆底烧瓶中，并 且在氩气氛中加热到140℃。在理论量的水(2.2mL)作为共沸物被蒸 馏出之后，将反应冷却到室温。混合物的重量是77.37g，含有63.6 mmol的仲胺。将混合物(12.16g)转移到50-mL圆底烧瓶。由旋转蒸 发除去溶剂得到油。在该油中添加PETGE(360mg，1.0mmol)(由实 施例B制备)在5.5mL的干燥MeOH中的溶液。反应被加热至75℃保 持23小时。除去溶剂，将25mL的2-丙醇和3.0mL的水添加到该残 留物中。混合物被加热至50℃保持2小时。使用旋转蒸发器除去溶剂。 由Kugelrohr蒸馏(150℃)除去过量DETA，得到作为稍微黄色的粘性 油的产物，后者具有下列谱：
MALDI-TOF：计算773；实测795.784(M+Na)amu.
下面的反应路线31说明以上反应：
反应路线31
实施例28：将环氧基开环反应/试剂与Michael加成反应/试剂的 结合
四环氧化物与二烯丙基胺(BAA)的反应：表面烯丙基化
[(C)＝PETGE；(IF1)＝OH；(BR1)＝BAA；(TF)＝烯丙基；G＝1]
向BAA(816mg，8.40mmol)(Aldrich)在4mL的MeOH中的溶液 添加由PETGE(360mg，1.0mmol)(由实施例B制备)溶于1mL的 MeOH所得到的溶液。混合物被加热至60℃保持64小时。然后除去溶 剂得到作为澄清的无色油产物，(657mg，89％产率)，后者具有下列谱：
1H NMR(500MHz，CDCl3)：δ 2.47(m，8H)，3.06(q，8H)，3.21(q，8H)，3.39(m， 20H)，3.83(4H)，5.15(m，16H)，5.81(m，8H)；和
13C NMR(125MHz，CDCl3)：δ 45.54，55.63，56.86，66.75，70.54，74.11，117.73， 135.12，和
MALDI-TOF：计算748；实测749.588(M+H)，771.583(M+Na)amu.
下面的反应路线32说明这一反应：
反应路线32
实施例29：含有苯基的缩水甘油醚类的聚(环氧化物)与各种胺的 反应
三苯基甲烷三缩水甘油醚(TPMTGE)(I-d)与三(羟甲基)甲胺 (TRIS)(II-e)的反应
[(C)＝TPMTGE；(FF)＝H；(IF1)＝OH；(BR1)＝TRIS；(TF)＝OH； G＝1]
将TPMGEI-d(0.46g，1mmol)(Aldrich)和30mL的MeOH加入 到100-mL单颈圆底烧瓶中。将TRIS(0.726g，6mmol)(Aldrich) 一次性加入到以上反应混合物中。最初，这两种起始原料不是完全地 可溶，但在加热约10-15分钟之后溶解。在60℃下继续加热一夜。TLC 显示了在这一时间中起始的缩水甘油醚的完全消耗。在旋转蒸发器上 除去溶剂，得到无色固体。将整个反应混合物在热条件(用加热枪来加 热)下溶于溶剂混合物(CHCl3和CH3OH，60mL，3:1v/v)，然后冷却 到室温，并添加己烷形成沉淀物。通过布氏漏斗过滤固体以除去过量 的TRIS。滤液的蒸发得到羟基封端的(G＝1)树枝形大分子，III-e(产 率，0.815g，99％)，它具有下列谱：
1H NMR(300MHz，DMSO-d6)：δ 1.28-1.171(t，J＝6.00Hz，3H)，1.48(bs，9H)， 2.47(s，3H)，3.77-3.84(m，6H)，4.22(m，18H)，4.98(bs，3H)，5.72(s，1H)，6.62-6.88(m， 8H)，6.92(m，4H)；和
1H NMR(75MHz，DMSO-d6)：δ 44.72，55.59，60.08，61.64，69.86，71.31，114.74， 114.87，128.02，130.48，137.17，157.51；和
MALDI-TOF：C40H61N3O15计算823；实测847(M+Na)amu.
MALDI-TOF：C40H61N3O15计算值823；实测值847(M+Na)amu。
反应路线33说明这一反应：
反应路线33
实施例30：TPMTGE与二乙醇胺(DEA)的反应
[(C)＝TPMTGE；(FF)＝H；(IF1)＝OH；(BR1)＝DEA；(TF)＝OH； G＝1]
将TPMTGE，I-d(0.92g，2mmol)和30mL的MeOH加入到100-mL 圆底烧瓶中，随后加入DEA(0.785g，7.5mmol)在10mL的MeOH中 的溶液。该烧瓶装有搅拌棒和回流冷凝器，然后在60℃下加热。反 应的进程由TLC监测。在3小时后，TLC显示了一些量的未反应的三 缩水甘油醚。在相同的温度下继续加热一夜。在此时，由MALDI-TOF 质谱分析显示了树枝形大分子III-f的分子离子峰。在旋转蒸发器上 在减压下除去溶剂，得到透明液体。将整个反应混合物(1.75g)溶于 10mL的MeOH中，随后添加50mL的乙酸乙酯，偶然摇振。在添加乙 酸乙酯的过程中观察到沉淀物的形成。烧瓶在室温下放置2小时。2 小时后，在烧瓶的底部观察到油的分离。混合物通过滗析被分离，并 用乙酸乙酯(2×1mL)洗涤该油。该油通过在高真空下干燥而凝固，得 到固体(1.24g)。由13C NMR分析显示分离出过量的DEA且谱数据与 树枝形大分子III一致。溶液在旋转蒸发器上浓缩得到无色透明液体 (0.522g)，它是产物III-f和DEA的混合物。III-f的谱如下：
1H NMR(300MHz，CD3OD)：δ 2.92-2.58(m，6H)，2.60-2.77(m，12H)，3.29-3.31 (五重峰，J＝1.50Hz，3H)，3.46-3.67(m，6H)，3.57-3.67(m，6H)，3.80-4.00(m，10H)，4.84 (s，6H)，6.02-6.86(m，6H)，6.90-6.97(m，4H)，7.08-7.20(m，2H)；和
13C NMR(75MHz，CD3OD)：δ 57.51，58.28，59.64，67.97，68.13，70.23，114.12， 130.10，137.27，157.52；和
MALDI-TOF：C40H61N3O12计算775；实测799(M+Na)amu.
反应路线34说明这一反应：
反应路线34
实施例31：TPMTGE与亚氨基二乙酸二乙酯(DEIDA)的反应
[(C)＝TPMTGE；(FF)＝H；(IF1)＝OH；(BR1)＝DEIDA；(TF)＝乙 基酯；G＝1.5]
将TPMTGE，I-d(0.92g，2mmol)和30mL的MeOH加入到100-mL 圆底烧瓶中，随后一次性添加DE1DA(1.42g，7.5mmol)(Aldrich) 在10mL的MeOH中的溶液。该烧瓶装有搅拌棒和回流冷凝器并在60 ℃下加热一夜。MALDI-TOF质谱显示了树枝形大分子III-g的峰。继 续加热24小时和在旋转蒸发器上在减压下除去溶剂，得到反应混合 物，该反应混合物通过硅胶柱色谱法(22cm高度×3cm宽度)提纯。 首先，使用30％乙酸乙酯/己烷洗脱过量的DEIDA，随后用5％ MeOH /CHCl3洗脱该产物III-g(1.93g；93.9％产率)。III-g的谱如下：
1H NMR(300MHz，CDCl3)：δ 1.26(t，J＝6.90Hz，18H)，3.34-3.55(m，12H)，3.61 (s，3H)，3.65-3.79(m，6H)，3.88-4.04(m，9H)，4.13-4.22(m，13H)，6.71-6.35(m，6H)，6.89- 6.99(m，6H)；和
13C NMR(75MHz，CDCl3)：δ 14.44，48.91，50.09，50.26，50.36，51.05，52.11， 54.38，56.34，57.03，58.28，58.74，61.16，67.44，69.85，77.05，111.45，114.44，120.69， 127.79，130.21，130.40，130.48，130.55，157.30，169.61，172.18，172.59；和
MALDI-TOF：C52H73N3O15计算1027；实测1050(M+Na)amu.
下面的反应路线35说明这一反应：
反应路线35
实施例32：从酯封端的，G＝1，树枝形大分子合成六胺封端的， G＝1，树枝形大分子
[(C)＝TPMTGE；(FF)＝H；(IF1)＝OH；(BR1)＝DEIDA；(EX1)＝ EDA；(TF)＝伯NH2；G＝1]
将EDA(168.3g，2.244mol)放置于烘干的装有搅拌棒的500-mL 圆底烧瓶中，然后用冰浴冷却到0℃。将酯封端的(G＝1)树枝形大 分子III-g，(1.93g，1.87mmol)(由实施例31制备)添加到10mL 的MeOH中，并通过压力平衡漏斗经过15分钟添加到以上搅拌的、冷 却了的溶液中。该烧瓶用N2气体冲洗并用隔膜密封。反应混合物在 该温度下搅拌1小时并在0℃下贮存2天。反应混合物在室温下搅拌1 小时。样品由MALDI-TOF质谱分析显示了六胺表面(G＝1)树枝形大分 子IV-d的分子离子峰。在旋转蒸发器上在减压下除去过量EDA，得到 浅黄色液体。将整个反应混合物溶于30mL的MeOH中并添加70mL 的甲苯，以便通过形成共沸物来除去剩余的EDA。这一过程重复三次。 然后在高真空下干燥混合物，得到浅黄色吸湿性固体(2.07g；99％产 率)。分析数据(IR，1H和13C)与六胺封端的(G＝1)树枝形大分子IV-d 一致。它的谱如下：
1H NMR(300MHz，CD3OD)：δ 2.68-2.84(m，12H)，2.84-2.90(m，3H)，3.11-3.18 (m，6H，NH)，3.22-3.30(m，18H)，3.31-3.35(m，12H)，3.80-4.14(m，10H)，4.82(s，12H， NH2)，6.58-6.98(m，12H)；和
13C NMR(75MHz，CD3OD)：δ 40.74，41.58，51.99，59.20，59.52，67.69，70.30， 114.13，127.57，130.14，136.77，137.35，157.43，172.74，172.89；和
IR(纯)：vmax 3303(br)，2933，2863，1652，1543，1508，1451，1242，1176，1109， 1033，968，829，757cm-1；和
MALDI-TOF：C52H55N15O12计算1111；实测1134(M+Na)amu.
反应路线36说明这一反应：
反应路线36
实施例33：双(4-缩水甘油氧基苯基)甲烷(BGPM)与三(羟甲基) 甲胺(TRIS)的反应
[(C)＝BGPM；(IF1)＝OH；(BR1)＝TRIS；(TF)＝OH；G＝1]
将BGPM，I-c(0.624g，2.0mmol)和20mL的MeOH加入到100-mL 圆底烧瓶中。将TRIS(0.605g，5.0mmol)一次性添加到以上反应 中。在50℃下搅拌5-10分钟之后，两种起始原料都完全地溶解。在 50℃下继续加热42小时，在此之后TLC显示BGPM I-c的完全消耗， 然而继续搅拌另外6小时。在旋转蒸发器上除去溶剂，得到无色固体。 在用加热枪加热的条件下将整个粗反应混合物溶于60mL的CHCl3和 15mL的MeOH中，然后冷却至室温。然后添加30mL的己烷，在己烷 添加过程中导致沉淀物的形成。将烧瓶放置在试验台表面上并滤出固 体。溶液的浓缩得到吸湿性固体，III-e(1.044g，94％产率)，它具 有下列谱：
MALDI-TOF：C27H42N2O10计算554.63；实测578.608(M+Na)amu.
反应路线37说明这一反应：
反应路线37
实施例34：双(4-缩水甘油氧基苯基)甲烷(BGPM)与亚氨基二乙酸 二乙酯(DEIDA)的反应
[(C)＝BGPM；(IF1)＝OH；(BR1)＝DEIDA；(TF)＝乙基酯；G＝1.5]
将BGPM，I-c(1.25g，4.0mmol)(Aldrich)和30mL的MeOH加 入到装有搅拌棒的100-mL圆底烧瓶中。将DEIDA(1.965g，10.4mmol) (Aldrich)溶于10mL的MeOH中并一次性添加到以上反应混合物中。 在烧瓶上安装回流冷凝器并在60℃下加热36小时。在加热一夜之后， MALDI-TOF质谱显示了双-和单加成产物的峰。TLC也显示两个相应斑 点。在该温度下继续加热36小时和TLC显示仅仅一个斑点。在旋转蒸 发器上除去溶剂，得到透明液体。反应混合物进行硅胶柱色谱法(22cm 高度，3cm宽度)。首先，用40％乙酸乙酯在己烷中的溶液洗脱过量的 DEIDA(0.447g，98％收率)，随后用5％甲醇/氯仿洗脱四酯表面(G＝1) 树枝形大分子III-g(2.57g，93％产率)，III-g具有下列谱：
1H NMR(300MHz，CD3Cl)：δ 1.20-1.30(m，12H)，2.60-2.74(m，2H)，3.13-3.24 (m，2H)，3.34(s，2H)，3.45-3.72(m，8H)，3.80-4.00(m，6H)，4.07-4.22(m，8H)，4.75-4.83 (m，2H)，6.76-6.84(m，4H)，7.01-7.09(m，4H)；和
13C NMR(75MHz，CD3Cl)：δ 14.43，35.59，35.72，40.31，50.36，52.09，54.39， 56.36，57.03，58.74，61.15，67.45，67.61，69.77，69.90，77.07，111.35，111.50，114.58， 114.70，120.96，121.49，127.65，127.84，129.76，129.93，130.02，130.09，130.57，131.09， 130.57，131.01，134.16，156.50，157.27，166.97，169.61，172.16；和
MALDI-TOF：C35H50N2O12计算690；实测714(M+Na)amu.
下面的反应路线38说明这一反应：
反应路线38
实施例35：从酯封端的(G＝1)树枝形大分子合成四胺封端的(G＝ 1)树枝形大分子
[(C)＝BGPM；(IF1)＝OH；(BR1)＝DEIDA；(EX1)＝EDA；(TF) ＝伯NH2；G＝1]
将EDA(111.6g，1.49mol)加入到烘干的500-mL圆底烧瓶中并 冷却到0℃。将酯封端的(G＝1)树枝形大分子(III-g)(2.57g，3.72 mmol)(由实施例34制备)溶于10mL的MeOH中并通过滴液漏斗经过 20分钟的时间滴加到上述冷溶液中。该烧瓶用N2气体吹洗，在这一 温度下搅拌一个小时并在0℃下贮存2天。该烧瓶升温至室温并搅拌1 小时。样品的分析显示了六胺表面(G＝1)树枝形大分子IV-g的分子 离子峰。在旋转蒸发器上在减压下除去过量EDA，得到浅黄色液体。 整个反应混合物溶于30mL的MeOH。然后将70mL的甲苯添加到混合 物中，以便通过形成共沸物来除去残留的EDA。这一过程重复三次， 然后在高真空下干燥混合物，得到浅黄色吸湿性固体(2.69g，96.8％ 产率)。分析数据(IR，1H和13C)与六胺封端的(G＝1)树枝形大分子 IV-g一致，IV-g具有下列谱：
1H NMR(300MHz，CD3OD)：δ 2.54-2.62(m，4H，NH)，2.67-2.75(m，8H)，2.83- 2.88(m，4H)，3.22-3.31(m，8H)，3.33-3.36(m，8H)，3.80(s，2H)，3.88-4.02(m，8H)，4.80 (s，8H，NH2)，6.79-6.94(m，4H)，7.03-7.19(m，4H)；和
13C NMR(75MHz，CD3OD)：δ 40.76，41.66，59.21，59.53，67.55，67.69，70.27， 111.32，114.25，114.36，120.65，127.51，129.49，129.61，129.92，130.50，133.87，134.44， 156.64，157.22，157.366，172.78，172.85；和
IR(纯)：vmax 3286(br)，3071，2932，2872，1653，1541，1509，1452，1242，1175， 1114，966，822，756，602cm-1；和
MALDI-TOF：C35H58N10O8计算746；实测770(M+Na)amu.
反应路线39说明这一反应：
反应路线39
实施例36：双环氧化物的开环：4，4’-亚甲基-双(N，N-二-2-羟 丙基-3-哌嗪基苯胺)(MBDGA)
[(C)＝DGGA；(IF1)＝OH；(EX1)＝P1PZ；(TF)＝仲NH；G＝1.5]
向含有搅拌棒的250-mL圆底烧瓶中加入已溶于85g二甘醇二甲 醚中的PIPZ(16.0g189.0mmol，5当量/环氧基)和MBDGA(4.0g， 9.5mmol，37.8mmol环氧基)(Aldrich)。混合物通过添加45g的 MeOH而变均匀。该混合物在N2气氛中在60℃下加热65小时。冷却该 混合物并在旋转蒸发器上除去挥发物。通过使用球管-球管Kugelrohr 蒸馏，在高真空和从140-180℃下从混合物中蒸馏PDPZ。该混合物的 TLC(在MeOH中5％NH4OH)显示残留的PIPZ。通过将残留物溶解在称量 量的MeOH中，添加甲苯和在旋转蒸发器上蒸镏，残留的PIPZ用70： 30甲苯：MeOH(wt％)混合物进行共沸蒸馏。无PIPZ的产物在25℃和 高真空下抽空一夜以得到所需产物(6.8g；94％产率)。它的谱如下：
1H NMR(500MHz，CDCl3)：δ 2.3-2.6(bm，8H)，2.8-2.9(bs，8H)，3.35(dd，J＝7 Hz，1H)，3.15(dd，J＝7Hz，1H)，3.65(d，J＝7Hz，1H)，3.79(m，2H)，4.04(bd，2H)，6.44(d， J＝7Hz，1H)，6.74(d，J＝7Hz，1H)，7.02(t，J＝7Hz，2H)；和
13C NMR(125MHz，CDCl3)：δ 39.78，46.08，46.13，54.81，54.99，57.20，59.32， 62.52，65.33，65.79，111.98，113.34，129.29，129.34，129.44，129.47，129.69，129.75， 130.28，130.32，146.18，147.22；和
MALDI-TOF：计算768.6；实测767amu.
下面的反应路线40说明这一反应：
反应路线40
实施例37：
A.乙二胺，G＝1，树枝形{CH2-CH2-CO2-CH2C(CH3CH2) (CH2OC＝(O)CH＝CH2)2}2(六丙烯酸酯加合物)的制备
[(C)＝EDA；(FF)＝H；(BR1)＝TMPTA；(TF)＝丙烯酸酯；G＝1]
经过约5分钟的时间向装有搅拌棒的100-mL圆底烧瓶中添加冷却 至约4℃的由TMPTA(29.6g，0.10mol)(Aldrich)溶于5ml的MeOH 中所得到的溶液，和由EDA(1.2g，0.02mol)溶于5mL的MeOH中 所得到的溶液。这一混合物在30℃下搅拌18小时。该混合物被冷却 到20℃和倾倒在150g的搅拌MeOH中。在没有搅拌的情况下让混合 物在室温下静置1小时之后，产物发生相分离。上层清液MeOH层被滗 析掉，这一过程重复两次以上。所得到的澄清、粘性的相在高真空下 抽空3小时，同时通过用铝箔包裹反应器来保护反应物避免受光影响， 得到所需产物(20g；基于三-加合物的100％产率和基于四加合物的80％ 产率)。所分离的产物的重量提示了大部分的物质是六丙烯酸酯(三- 加合物)产物，它由加成到一个EDA上的三个TMPTA组成。该产物的 MALDI-TOF质谱显示在950amu处的主峰，对应于理论分子量为949 的六丙烯酸酯三加合物产物。观察到在1245amu处的小峰，它与八丙 烯酸酯(四加合物)产物一致。主峰的谱如下：
13C-NMR(500MHz，CDCl3)：δ 7.45，23.00，23.14，32.38，40.77，40.86，49.48， 63.88，64.05，128.04，131.26，165.69，172.10.
B.六巯基乙醇表面的制备
[(C)＝EDA；(FF)＝H；(BR1)＝TMPTA；(EX1)＝巯基乙醇；(TF) ＝OH；G＝1]
向含有搅拌棒的250-mL圆底烧瓶中添加已溶于20mL DME中的 EDA核聚酯胺(在50ml的DME中的19.0g，20.0mmol，120mmol丙 烯酸酯，)(由实施例37A制备)和巯基乙醇(10.4g，132mmol，1.1 当量/丙烯酸酯基团)(Aldrich)。这一混合物在室温下搅拌2天并在 旋转蒸发器上除去挥发物。所得物质与150mL的乙酸乙酯混合并用搅 拌棒快速地搅拌。让这一非均匀混合物沉降约1小时。澄清的乙酸乙 酯层被滗析掉。这一过程重复两次以上。通过使用具有EA表面的G＝ 2-6EDA核PAMAM树枝形大分子作为标准物G＝2-6，这一物质在15％ 交联的均匀聚丙烯酰胺凝胶上的PAGE显示了与G＝1PAMAM树枝形大 分子对应的尖锐的紧密谱带。
下面的反应路线41说明以上反应.
反应路线41
实施例38：
A.六亚甲基二胺(HMDA)，G＝1，树枝形 {CH2-CH2-CO2-CH2C(CH3CH2)(CH2OC＝(O)CH＝CH2)2}2的制备
[(C)＝HMDA；(BR)＝TMPTA；(TF)＝丙烯酸酯；G＝1]
在装有搅拌棒的100-mL圆底烧瓶中添加TMPTA(29.6g，0.10mol) (Aldrich)和10mL的MeOH。向已冷却到4℃的这一混合物中添加已溶 于20mL MeOH中的HMDA(2.32g，0.02mol)(Aldrich)。该混合物 在N2气氛中在30℃下加热18小时。冷却该混合物至约15℃和倾倒在 150mL的搅拌MeOH中。让混合物在没有搅拌的情况下静置1小时， 同时用铝箔包裹反应器保护烧瓶避免受光影响，产物发生相分离。甲 醇层被滗析掉，这一操作重复两次以上，得到澄清的无色的粘性液体。 这一不混溶的相通过在高真空下抽空3-5小时脱除挥发分而得到粗产 物(24g；92％产率)，所分离出的重量与八丙烯酸酯(四加合物)结构一 致。该产物的MALDI-TOF质谱显示了与四加合物一致的在1301amu 处的小峰和几个可能归属于四加合物结构的“原位质谱分解”的更低 分子量峰。让该产物在溶液状态下静置延长的时间或在室温下除去溶 剂的任何尝试，都导致白色、不溶性的交联产物的生成。因此，通过 让这一产物与化学计量量的合适的胺或硫醇试剂反应，将这一产物立 即转化成更稳定的Michacl加合物，如在下面的实施例38B中所述。
B.通过将胺Michacl加成到实施例38A产物上，制备八-单乙醇 胺加合物
[(C)＝HMDA；(BR)＝TMPTA；(EX)＝EA；(TF)＝OH；G＝1]
向含有搅拌棒的250-mL圆底烧瓶中添加已溶于50mL DME中的 EA(27.0g，442.0mmol，3当量/丙烯酸酯)。经过约10分钟，向已 冷却至4℃的这一混合物中滴加已溶于50mL DME中的六亚甲基二胺 核聚酯胺，G＝1，八丙烯酸酯(24.0g，18.4mmol，8丙烯酸酯/树 枝形大分子)(由实施例38A制备)。混合物在N2气氛中在25℃下搅拌 2天。然后用旋转蒸发器除去挥发物。将该粗物质倾倒在快速搅拌的 乙酸乙酯中。在几分钟的搅拌后，混合物静置1小时以便于两层的分 离，并将乙酸乙酯层滗析掉。添加相同体积的乙酸乙酯，混合物如前 所述那样快速地搅拌和分离。这一过程对于总共三次洗涤重复第二次。 澄清的、无色的粘性油在高真空下在室温下抽空一夜，以得到所需产 物(29.7g；90％产率)。使用PAMAM树枝形大分子作为标准物(G＝2 -6)，这一物质在15％交联的均匀聚丙烯酰胺凝胶上的PAGE分析显示 了与G＝1PAMAM树枝形大分子对应的尖锐的紧密谱带。
反应路线42
实施例39：实施例38A的物质的八吗啉加合物的制备
[(C)＝HMDA；(BR1)＝TMPTA；(EX1)＝吗啉；(TF)＝环醚； G＝1]
向含有搅拌棒的250-mL圆底烧瓶中添加已溶于50mL二甘醇二甲 醚中的聚酯胺，G＝1，HMDA核(24.0g，18.4mmol，147mmol丙烯 酸酯)(由实施例38A制备)。经过约5-10分钟，向已冷却至约4℃ 的这一混合物中添加已溶于50mL DME中的吗啉(14.0g，160.0mmol， 1.1当量/丙烯酸酯)。这一混合物升温至室温并搅拌24小时。该混 合物在旋转蒸发器上和在高真空和30℃下抽提挥发物18小时以得到 产物(34.0g；94％产率)。该物质的MALDI-TOF质谱显示了与1998amu 的理论分子量对应的峰，连同从1998amu峰的分裂所形成的几个较低 峰。该物质的13C NMR谱显示该产物是非常纯净的并且与所需产物的 准确碳原子数一致。它的谱如下：
13C NMR(500MHz，CDCl3)：7.42，22.82，27.21，27.54，32.15，40.78，40.89，48.97， 53.40，53.94，55.85，59.04，63.56，71.79，171.86，172.16.
全部的PAGE是在15％交联的均匀凝胶上进行并且显示出与校正梯 形相比而言的非常紧密的谱带，后者属于大部分的移动性实体，即具 有EA表面的EDA核PAMAM树枝形大分子，G＝2-6。这一移动性表 明了较小的尺寸，与这一加合物v相对于大的八-单乙醇胺加合物是一 致的。八-吗啉加合物在移动性上与八-单乙醇胺加合物相当。然而， 吗啉加合物在水中的有限溶解度显示了有拖影的柱，而不是对于更可 溶于水中的巯基乙醇和乙醇胺加合物所观察到的紧密谱带。
下面的反应路线43说明这一反应：
实施例40：与乙醇胺(EA)的反应：伯胺，每个伯胺加成两个三官 能环氧化物
[(C)＝EA；(FF)＝OH；(IF1)＝OH；(BR1)＝TMPTGE；(TF1)＝ 环氧基；G＝1]
向TMPTGE I(1.81g，6.0mmol)在8mL的MeOH中的溶液中添 加由EA II-c(122.0mg)溶于2mL的MeOH中所得到的溶液。在室温 下继续搅拌45小时，同时用TLC监测反应的进程。在旋转蒸发器上在 减压下蒸发溶剂，并在高真空下干燥所得反应混合物，得到透明液体。 MALDI-TOF质谱显示了产物III-c和IV-c的物质。该反应混合物通过 沉淀来提纯。首先，将己烷添加到反应混合物中，随后添加乙酸乙酯。 在摇振该圆底烧瓶的同时，观察到无色沉淀物的形成。烧瓶在室温下 保持一些时间，上层清液被滗析掉，沉淀物用己烷洗涤并在高真空下 干燥，得到III-c与IV-c的产物混合物(902mg；因为不知道混合比％ 产率不能计算)。
反应路线44说明这一反应：
反应路线44
实施例41：炔丙基季戊四醇三缩水甘油醚与季戊四醇四叠氮化物 (PETAZ)的反应，得到具有四个分支核和环氧基表面的PEHAM树枝形大 分子G＝1
[(C)＝PETGE；(IF1)＝OH；(EX1)＝三唑；(BR1)＝PETriGE； (TF)＝环氧基；G＝1]
向烘干的50-mL圆底烧瓶中添加炔丙基季戊四醇三缩水甘油醚2 (0.39g，1.14mmol，1.05当量/N3；由实施例F制备)，季戊四醇四 叠氮化物3(0.144g，0.271mmol；由实施例G制备)、1.2g的叔丁 醇和1.2g的水。该烧瓶装有搅拌棒和用塞子密封。向该混合物中添 加抗坏血酸钠(0.026g，0.114mmol，0.10当量)，随后添加五水合 硫酸铜(II)(CuSO4·5H2O)(0.014g，0.057mmol，0.05当量)。反应 的进程由TLC监测。在室温下搅拌3天后，发现反应已完成。因为环 氧基团的高反应活性，产物4无需分离即用于实施例76的下一个反应 中。
下面的反应路线45示出了这一反应。
实施例42：乙炔二羧酸二甲基酯与季戊四醇四叠氮化物(PETAZ) 的反应，在一个步骤中得到具有四个分支核和甲酯表面的PEHAM树枝 形大分子G＝1.5
[(C)＝PETGE；(IF1)＝OH；(BR1)＝三唑；(TF)＝甲酯；G＝1.5]
乙炔二羧酸二甲酯(411.3mg，2.894mmol)(Acros Organics) 与PETAZ(385.0mg，0.724mmol)(由实施例G制备)混合。向该混合 物中首先添加1.5mL的1的1：1t-BuOH：H2O，随后添加固体抗坏血 酸钠(55.0mg，0.28mmol)，随后添加CuSO4·5H2O(36.0mg，0.14mmol)。 反应在室温下搅拌48小时。MALDI-TOF分析显示了少量三取代的产物 PETAZ的存在。因此，将另外的乙炔二羧酸二甲基酯(70.0mg)添加到 反应混合物中，反应搅拌一夜。旋转蒸发除去溶剂，残留物在高真空 下干燥一夜。将残留物再溶于DCM中，过滤除去留下的固体材料。旋 转蒸发除去挥发物，得到作为浅黄色油的所需产物(700.0mg；90％产 率)。它的谱如下：
MALDI-TOF：C41H56N12O24；计算1101.0，实测1101.6[M+H]+和1123.6 [M+Na]+amu.
下面的反应路线46示出了这一反应。
反应路线46
实施例43：胺的烷基化
[(C)＝PETGE；(IF1)＝OH；(EX1)＝乙基PIPZ；(BR1)原位＝甲 基丙烯酸酯；(TF)＝甲基酯；G＝1.5]
将丙烯酸甲酯(861.0mg，10.0mmol)(Acros)溶于1mL的MeOH 中并冷却到0℃。然后，将先前制得的四胺(489.0mg，0.56mmol)(由 实施例11制备)在4mL的MeOH中的溶液滴加进去。在添加之后，反 应升温至室温。然后混合物被加热到40℃保持48小时。除去溶剂， 得到作为浅黄色油的产物(820mg，89％产率)，该产物具有下列谱：
MALDI：计算1565；实测1566.67(M+H)，188.69(M+Na)amu.
反应路线47说明这一反应：
反应路线47
实施例44：从伯胺制备的吡咯烷酮衍生物
[(C)＝PETGE；(IF1)＝OH；(BR1)＝DETA；(EX1)＝吡咯烷酮； (TF)＝甲基酯；G＝1.5]
将DMI(1.0g，6.32mmol)(Acros)溶于2.5mL的MeOH中并冷 却到0℃。然后将八胺(由实施例27制备)在7mL的MeOH中的溶液 添加到先前的溶液中。在添加之后，反应升至室温，并搅拌24小时。 在除去溶剂后，测定MALDI-TOF和它的谱如下：
MALDI-TOF：计算1771；实测1804.246(M+Na)amu.
反应路线48说明这一反应：
反应路线48
实施例45：用保护的二亚乙基三胺得到的异氰脲酸酯
[(C)＝TEPC；(IF1)＝OH；(BR1)＝DIA；(EX1)＝吡咯烷酮； (TF)＝甲基酯；G＝1.5]
A.在室温下向1，7-双(甲基-异丙叉基(isopropylidine))二亚 乙基三胺(2.15g，9.0mmol)[由F.Laduron等人，Org.Process Res. & Develop.9，102-104(2005)的程序制备]在15mL的MeOH中的搅 拌的溶液中一次性添加TGIC(0.594g，2mmol)(Aldrich)。异氰脲 酸酯最初不可溶，但在50℃下加热约3小时之后溶解。继续加热2天。 TLC(1:2:2的己烷:乙酸乙酯:氯仿)显示异氰脲酸酯完全地消耗。 在旋转蒸发器上除去溶剂并在高真空下干燥，得到黄色液体。 MALDI-TOF质谱显示化合物3的质量，但不是化合物2和少数其它几 种化合物的质量。
B.将以上反应混合物溶于30mL的10:90水:异丙醇(％v/v) 混合物中并在50℃下加热1天。在旋转蒸发器上除去异丙醇和水， 残留物由Kugelrohr蒸馏得到黄色粘性液体(1.83g；1.21g理论收 率)。MALDI-TOF显示了化合物3的质量和它的谱如下：
MALDI-TOF：C24H54N12O6计算606；实测607(M+H)& 629(M+Na)amu.
C.经过10分钟的时间，将化合物3(606mg，1.0mmol；在实施 例45B中制备)在4mL的MeOH中的溶液滴加到在冰浴中的DMI(1.9g， 12.0mmol)的4℃冷溶液中。移走冰浴，并在室温下搅拌混合物。1 天后，MALDI-TOF质谱显示了在1364和1386amu处的质量。继续搅 拌2天。然后在旋转蒸发器上除去溶剂，粗反应混合物进行硅胶柱色 谱处理。最初，用1:2:2的己烷:乙酸乙酯:氯仿洗脱过量的DMI， 随后用5:1的DCM:CH3OH洗脱，得到作为吸湿性固体的六吡咯烷酮 表面树枝形大分子4，4具有下列谱：
1H NMR：(300MHz，CD3OD)：δ 2.52-2.60(m，18H)，2.66(d，J＝8.70Hz，6H)，2-73 (d，J＝4.80Hz，6H)，3.47-3.34(m，12H)，3.72(s，18H)，3.76-3.90(m，12H)，3.64-3.70(m， 12H)，4.00(五重峰，J＝3.30Hz，3H)；和
13CNMR：(75MHz，CD3OD)：δ33.90，35.85，40.53，40.58，47.02，49.79，51.79， 58.10，66.93，150.20，173.91，174.17；和
IR(纯)：λmax 3374，3052，2952，2842，2822，1735，1686，1495，1461，1363，1271， 1203，1072，1024，937，847，766，732，700cm-1；和
MALDI-TOF：C60H90N12O24计算1363；实测1364(M+H)& 1386(M+Na)amu.
反应路线49说明以上反应：
反应路线49
实施例46：四羟苯基乙烷缩水甘油醚(TPEGE)与三(羟甲基)氨基 甲烷(TRIS)的反应
[(C)＝TPEGE；(IF1)＝OH；(BR1)＝TRIS；(TF)＝OH；G＝1]
在机械搅拌下向100-mL圆底烧瓶中添加TPEGE(5.0g，80.0mmol， 32mmol环氧基)和20mL的二甘醇二甲醚。向该混合物中添加TRIS (8.0g，66.0mmol，2当量/环氧基)和20mL的MeOH。混合物在N2 气氛中在55℃下加热48小时。然后用旋转蒸发除去挥发物，并将粗 残留物溶于～1:1甲醇-水混合物中并通过在切向流动超滤设备中使 用3K再生纤维素膜在20psi(137.9kPa)的压力下提纯。滞留物用 合适体积的MeOH或水调节，以保持混合物均匀。获得总共850mL的 渗透液。滞留物由旋转蒸发浓缩，随后在高真空下干燥残留物，得到 所需产物(5.6g，88％产率)和它的谱如下：
13CNMR(125MHz，DMSO-d6)：δ 68.94，70.59，78.71，80.08，80.23，123.46， 138.48，146.60，165.82；和
MALDI-TOF MS：C54H82N4O20计算1107.2；实测1130[M+Na]+amu.
下面的反应路线50示出了这一反应。
反应路线50
实施例47：三羟苯基甲烷三缩水甘油醚(TPMTGE)与三(羟甲基)氨 基甲烷(TRIS)的反应
[(C)＝TPMTGE；(FF)＝H；(IF1)＝OH；(BR1)＝TRIS；(TF)＝OH； G＝1]
在机械搅拌下将TPMTGE，I-d(0.46g，1.0mmol)(Aldrich)和 30mL的MeOH加入到100-mL圆底烧瓶中。将TRIS(0.726g，6.0mmol) (Aldrich)一次性加入到以上反应混合物中。最初，这两种起始原料不 完全可溶，但在加热约10-15分钟之后溶解。在60℃下继续加热一夜。 TLC显示了在这一时间中起始缩水甘油醚的完全消耗。在旋转蒸发器 上除去溶剂，得到无色固体。在加热下将固体溶于60mL 3:1的氯仿: MeOH(％v/v)中。在冷却到室温之后，添加己烷使过量的TRIS沉淀， 通过布氏漏斗过滤除去该沉淀。滤液的蒸发得到羟基封端的(G＝1) 树枝形大分子，III-e(产率，0.815g，99％)。它的谱如下：
1H NMR(300MHz，DMSO-d6)：δ 1.28-1.171(t，J＝6.00Hz，3H)，1.48(bs，9H)， 2.47(s，3H)，3.77-3.84(m，6H)，4.22(m，18H)，4.98(bs，3H)，5.72(s，1H)，6.62-6.88(m， 8H)，6.92(m，4H)；和
13C NMR(75MHz，DMSO-d6)：δ 44.72，55.59，60.08，61.64，69.86，71.31，114.74，
114.87，128.02，130.48，137.17，157.51；和
MALDI-TOF：C40H61N3O15计算823；实测847[M+Na]+amu.
下面的反应路线51示出了这一反应。
反应路线51
实施例48：季戊四醇四缩水甘油醚(PETGE)与三(羟甲基)氨基甲 烷(TRIS)的反应
[(C)＝PETGE；(IF1)＝OH；(BR1)＝TRIS；(TF)＝OH；G＝1]
在250-mL圆底烧瓶中，在机械搅拌下将PETGE(3.16g，8.78mmol) 溶解在70mL的MeOH中。将溶液放置于60℃油浴中，并经由漏粉斗 添加TRIS(6.4Ig，52.8mmol，1.50当量/环氧基)(Fisher Scientific)。然后在该烧瓶上安装回流冷凝器，让其反应48小时。 反应由TLC(3:1 CH2Cl2:MeOH)监测和在该时间之后没有观察到 PETGE(Rf＝0.80)。混合物用120mL的氯仿稀释，然后在搅拌下缓慢 地添加300mL的己烷。形成白色沉淀物并让混合物静置16小时。溶 液经过布氏漏斗过滤，在烧瓶的底部得到澄清的、白色的糊料。该糊 料在真空下干燥得到6.98g的粗产物。将该产物再溶解在40mL的 MeOH和60mL的氯仿中，通过从300mL的己烷中结晶来分离剩余TRIS。 过滤混合物并在高真空下干燥剩余半固体24小时，得到5.35g产物 (72.0％产率，7.43g理论物质)。为了进一步提纯，将该物质装载到36” ×4”(91cm×10cm)LH-20 SephadexTM柱中。在收集575mL的空隙 体积之后，收集各12mL的MeOH的48个馏分并由TLC分析(7:3 MeOH: NH4OH)。回收2.29g(31％产率)的提纯产物。它的谱如下：
1H NMR(500MHz，D2O)：δ 2.644(1H，q，J＝4.88Hz)，2.76(1H，q，J＝3.625)，3.34 (2H，s)3.44(2H，d，J＝9.0Hz)，3.54(2H，q，J＝6.75Hz)，3.79(1H，s)，4.80(4H，s)；和
13C NMR(75MHz，D2O)：δ 45.43，46.91，49.85，61.01，62.69，71.14，75.43，79.42； 和
MALDI-TOF：C33H72N4O20计算845；实测867[M+Na]+amu.
下面的反应路线52示出了这一反应。
反应路线52
实施例49：四羟苯基乙烷缩水甘油醚与亚氨基二乙酸二乙酯 (DEIDA)的反应
[(C)＝TPEGE；(BF1)＝OH；(BR1)＝DEIDA；(TF)＝乙酯；G＝1.5]
在机械搅拌下向100-mL圆底烧瓶中添加TPEGE(5.0g，8.0mmol， 32mmol环氧基)和20g的二甘醇二甲醚。向该混合物中添加DEIDA (12.0g，63.4mmol，2当量/环氧基)和20mL的MeOH。混合物在 45℃下在N2气体的覆盖层中搅拌3.5天。在冷却到室温之后，挥发性 物质由旋转蒸发法除去而得到13.0g的粗物质，它通过使用含有3K 再生纤维素膜的切向流动超滤设备在20psi(137.9kPa)的压力下在 MeOH中提纯，得到1.2升的渗透液。该混合物的TLC(MeOH，Rf＝0.85) 显示了DEIDA的完全消耗。粗产物进一步通过溶解在15mL的丙酮中 并在大口径的柱中使用硅胶(150g，60埃，200-400目)和MeOH来进 行层析而得到提纯。总共1.5升的MeOH用于洗脱以除去杂质。提纯的 产物用丙酮洗脱，取100-mL馏分并由TLC监测产物和纯度。收集馏分 7-12并由旋转蒸发浓缩得到所需产物(2.81g，43％产率，基于商购起 始原料的60％纯度)。它的谱如下：
13C NMR(125MHz，CDCl3)：δ 14.19，29.28，30.90，31.73，50.09，51.81，53.83， 54.13，55.91，56.12，56.79，58.44，60.96，67.26，114.24，114.66，129.38，136.87，156.01， 166.71，169.34，169.78，171.86，172.28；和
MALDI-TOF MS：C71H99N4O24计算1378.6；实测1379[M]+amu.
下面的反应路线53示出了这一反应。
实施例50：三羟苯基甲烷三缩水甘油醚与亚氨基二乙酸二乙酯 (DEIDA)的反应
[(C)＝TPMTGE；(FF)＝H；(IF1)＝OH；(BR1)＝DEIDA；(TF)＝ 乙基酯；G＝1.5]
将TPMTGE，I-d(0.92g，2.0mmol)和30mL的MeOH加入到100-mL 圆底烧瓶中，随后将DEIDA(1.417g，7.5mmol)(Aldrich)在10mL 的MeOH中的溶液添加进去。该烧瓶装有搅拌棒和回流冷凝器并在60 ℃下加热36小时。在旋转蒸发器上在减压下除去溶剂，留下浅黄色液 体。该液体通过硅胶柱色谱法提纯(9’高度×1.5’宽度)(2.7m×0.45 m)。首先，用30％乙酸乙酯/己烷洗脱过量的DEIDA，随后用5％MeOH/ 氯仿洗脱该产物III-g(1.929g；93.91％产率)。它的谱如下：
1H NMR(300MHz，CDCl3)：δ 1.26(t，J＝6.90Hz，18H)，3.34-3.55(m，12H)，3.61 (s，3H)，3.65-3.79(m，6H)，3.88-4.04(m，9H)，4.13-4.22(m，13H)，6.71-6.35(m，6H)，6.89- 6.99(m，6H)；和
13C NMR(75MHz，CDCl3)：δ 14.44，48.91，50.09，50.26，50.36，51.05，52.11， 54.38，56.34，57.03，58.28，58.74，61.16，67.44，69.85，77.05，111.45，114.44，120.69， 127.79，130.21，130.40，130.48，130.55，157.30，169.61，172.18，172.59；和
MALDI-TOF：C52H73N3O15计算1027；实测1050[M+Na]+amu.
下面的反应路线54示出了这一反应。
实施例51：季戊四醇四缩水甘油醚与亚氨基二乙酸二乙酯(DEIDA) 的反应[(C)＝PETGE；(IF1)＝OH；(BR1)＝DEIDA；(TF)＝乙酯； G＝1.5]
经由加料漏斗，经过30分钟的时间，向DEIDA，2(5.67g，30mmol) (Aldrich)在35mL的EtOH(Aldrich)中的溶液滴加PETGE，1(1.8g， 5mmol，20mmol环氧基)在20mL的EtOH(Aldrich)中的溶液。该 烧瓶安装回流冷凝器、N2气体入口并放入60℃的预热油浴中。在加热 1天之后，MALDI-TOF MS分析显示了完美结构和三取代的产物的计算 质量。继续加热36小时并在旋转蒸发器上除去溶剂，得到浅棕色液体。 过量的DEIDA由Kugelrohr蒸馏设备在175℃下蒸馏出来以得到粘性 液体，它被确定为所需产物3(4.99g，89.4％)。它的谱如下：
1H NMR(300MHz，CD3OD)：δ 1.24-1.29(24H，t，J＝7.20Hz)，3.03-3.09(4H，dd， J＝3.60Hz)，2.78-2.85(4H，bt，J＝9.0Hz)，3.41(12H，s)，3.45(8H，s)，3.61(8H，d，J＝5.40 Hz)，4.14-4.21(16H，q，J＝6.60Hz)，4.61-4.67(4H，六重峰，J＝4.20Hz)；和
13C NMR(75MHz，CD3OD)：δ 13.41，13.45，45.89，49.79，53.65，55.77，56.21， 57.97，60.57，60.69，68.71，69.79，69.93，71.31，73.55，78.43，78.46，168.62，170.26， 172.30；和
IR(纯)：vmax 3457，2980，2934，2904，2868，1741，1675，1460，1378，1250，1198， 1163，1106，1065，1029，927，860，819，732cm-1；和
MALDI-TOF MS：C49H88N4O24计算1117.2；实测1117.7[M]+，1139.7[M+Na]+ amu.
下面的反应路线55示出了这一反应。
反应路线55
实施例52：三(2，3-环氧基丙基)异氰脲酸酯与双(烯丙基胺)的反 应
[(C)＝TGIC；(IF1)＝OH；(BR1)＝BAA；(TF)＝(＝CH2)；G＝1]
在50-mL圆底烧瓶中加入BAA(5.82g或7.37mL，60mmol) (Aldrich)和20mL的MeOH(Fisher Scientific)。然后在机械搅拌 下添加TGIC(2.97g，10mmol，30mmol环氧基)(Aldrich)。在烧瓶 上安装回流冷凝器，并将混合物加热一天。MALDI-TOF分析显示产物3 的计算质量。在旋转蒸发器上除去溶剂和过量BAA，在高真空下干燥 残留物，得到所需产物3，3为浅黄色、粘性液体(5.8g，98.6％)。它 的谱如下：
1H NMR(500MHz，CDCl3)：δ 2.47-2.53(6H，m)，3.06(6H，dd，J＝7.00 & 7.00Hz) 3.22(6H，dd，J＝6.00 & 6.00Hz)，3.84-3.87(3H，m)，3.99(4.00(3H，m)，4.05-4.10(3H，m)， 5.14-5.18(12H，m)，5.76-5.84(6H，m)；和
13C NMR(125MHz，CDCl3).δ 47.16，56.84，56.89，56.93，57.17，65.80，111.37， 135.13，149.88，149.91；和
IR(纯)：vmax 3421，3083，3006，2975，2924，2806，1695，1644，1460，1413，1357， 1311，1255，1157，1065，999，968，917，860，835，763cm-1；和
MALDI-TOF MS：C30H48N6O6计算588.7；实测589.4[M]+，611.4[M+Na]+ amu.
下面的反应路线56示出了这一反应。
反应路线56
实施例53：季戊四醇四缩水甘油醚与双(烯丙基胺)的反应
[(C)＝PETGE；(IF1)＝OH；(BR1)＝BAA；(TF)＝(＝CH2)；G＝1]
在机械搅拌下在250-mL圆底烧瓶中将BAA(4.68g，48.2mmol， 1.5当量/PETGE)(Aldrich)溶解在30mL的MeOH中。将已溶于10mL 的MeOH中的PETGE(2.87g，7.97mmol)经由60-mL加料漏斗经过20 分钟的时间添加进去。另外20mL的MeOH用于洗涤。反应用N2气体 吹洗和覆盖，然后继续搅拌48小时。在反应之后接着进行TLC(7:3 甲苯：丙酮，Rf＝0.12)和在PETGE(Rf＝0.60)消耗之后停止。借助 于旋转蒸发器除去MeOH，随后在110℃下进行Kuglrohr蒸馏45分钟 (在1.5小时)，这得到所需产物(5.44g，91.3％产率；5.96g理论收 率)。它的谱如下：
1H NMR(500MHz，CDCL3)：δ 2.46(1H，q，J＝5.25Hz)，2.2.55(1H，q，J＝4.5Hz)， 3.15(4H，d，J＝3.5Hz)，3.36(2H，q，J＝3.4Hz)；3.44(2H，q，6.0Hz)；3.85(1H，q，J＝4.5Hz)； 4.83(1H，s)；5.16(4H，m，J＝8.6Hz)；和5.88(2H，m，5.1Hz)；和
13C NMR(75MHz，CDCl3)：δ 46.90，51.34，58.52，69.25，71.24，75.435，118.45， 136.48；和
IR(纯)：vmax 3429，3075，3006，2976，2875，2812，1642，1450，1419，1329，1260， 1106，996，920，869cm-1；和
MALDI-TOF：C41H72N4O8计算749；实测771[M+Na]+amu.
下面的反应路线57示出了这一反应。
实施例54：三羟苯基甲烷三缩水甘油醚与二乙醇胺的反应
[(C)＝TPMTGE；(FF)＝H；(IF1)＝OH；(BR1)＝DEA；(TF)＝OH； G＝1]
将TPMTGE，I-d(0.92g，2.0mmol)和30mL的MeOH加入到100-mL 圆底烧瓶中，随后在机械搅拌下将DEA(0.785g，7.5mmol)在10mL 的MeOH中的溶液添加进去。该烧瓶装有回流冷凝器并在60℃下加热 一夜。反应的进程由TLC监测。然后在旋转蒸发器上在减压下除去溶 剂，得到透明液体。将残留物(1.746g)溶于10mL的MeOH中，随后 添加50mL的乙酸乙酯，偶然摇振。在添加乙酸乙酯的过程中观察到 无色沉淀物的形成。让烧瓶保持2小时，而油在烧瓶的底部分离。通 过滗析分离混合物，且该油用乙酸乙酯(2×1mL)洗涤。该油通过在高 真空下干燥而凝固并得到1.242g的固体形式的所需产物。溶液在旋转 蒸发器上浓缩，得到0.522g的无色透明液体，它是产物III-f和二 乙醇胺的混合物。它的谱如下：
1H NMR(300MHz，CD3OD)：δ 2.92-2.58(m，6H)，2.60-2.77(m，12H)，3.29-3.31 (五重峰，J＝1.50Hz，3H)，3.46-3.67(m，6H)，3.57-3.67(m，6H)，3.80-4.00(m，10H)，4.84 (s，6H)，6.02-6.86(m，6H)，6.90-6.97(m，4H)，7.08-7.20(m，2H)；和
13C NMR(75MHz，CD3OD)：δ 57.51，58.28，59.64，67.97，68.13，70.23，114.12， 130.10，137.27，157.52；和
MALDI-TOF：C40H61N3O12计算775；实测799[M+Na]+amu.
下面的反应路线58示出了这一反应。
实施例55：四羟苯基乙烷缩水甘油醚与保护的二(乙基氨基)胺的 反应
[(C)＝TPEGE；(IF1)＝OH；(BR1)＝DETA；(TF)＝伯NH2；G＝1]
向含有搅拌棒的100-mL圆底烧瓶中添加双(甲基异丁基亚氨基乙 基)胺(62mL的在MIBK中0.63M的溶液，10.0g，38mmol，2当量 /环氧基)和25mL的MeOH。向该混合物中添加已溶于25mL二甘醇 二甲醚中的TPEGE(5.0g，8.0mmol，32mmol环氧基)(Aldrich)。 这一均匀混合物在70℃下在N2气氛中加热3天。在旋转蒸发器上除去 挥发物，所得残留物通过使用Kugelrohr装置在180-220℃和高真空 下进行球管-球管蒸馏而得到9.0g残留物。这一物质的等分部分(830 mg)在SephadexTM LH-20柱上在MeOH中提纯，取各2mL的40个馏分。 TLC(在MeOH中10％ NH4OH)显示馏分1-20含有产物。这些馏分在旋 转蒸发器上收集和浓缩，得到481mg(62％产率)的产物。它的谱如下：
13C NMR：(125MHz，CD3OD)δ 40.08，58.36，58.87，69.20，71.40，79.57，115.14， 130.54，138.30，158.14；和
MALDI-TOF MS：C54H90N12O8计算1035.4；实测1036[M]+，1058[M+Na]+ amu.
下面的反应路线59示出了这一反应。
反应路线59
实施例56：从四羟苯基乙烷缩水甘油醚与双(甲基异丁基-亚氨基 乙基)胺得到的产物与衣康酸二甲酯的反应，生产具有生物相容性吡咯 烷酮表面的PEHAM树枝形大分子G＝1
[(C)＝TPEGE；(IF1)＝OH；(BR1)＝DETA；(EX1)＝DMI；(TF) ＝甲酯；G＝1.5]
在250-mL圆底烧瓶中在机械搅拌下将DMI(2.19g，13.86mmol， 1.24当量/胺)(Acros Organics)溶于10mL的MeOH中，并将溶液冷 却到4℃。然后将G＝1树枝形大分子F1(1.45g，1.40mmol；从 实施例55制备)溶于15mL的MeOH中，并经过30分钟滴加到搅拌的 溶液中。该加料漏斗用5mL的MeOH洗涤，然后升温至22℃保持一夜。 反应进程通过在TLC板上茚三酮染色来监测。在24小时之后伯胺完全 消耗后，将反应倾倒在两个渗析袋(24mm直径，5cm长度，1,000 Dalton Spectra/；Spectrum Laboratories)和置于1,000mL的MeOH中。 本体MeOH变化两次，每次在90分钟渗析之后。然后将产物转移到 500-mL圆底烧瓶中，由旋转蒸发除去溶剂，然后该残留物在高真空下 放置24小时而得到具有吡咯烷酮表面的G＝1树枝形大分子(1.80g， 2.8％产率，2.87g理论收率)。它的谱如下：
1H NMR(500MHz，CDCl3)：δ 2.63(1H，s)，2.76(1H，s)，3.22(2H，s)，3.42(2H，s)， 3.68(4H，d，J＝3.17)，3.85(2H，m)，6.61(1H，m)，6.96(1H，m)；和
13C NMR(75MHz，CDCl3)：δ 33.97，35.74，37.38，40.65，51.82，52.32，67.00， 70.01，114.03，128.47，129.18，133.55，136.39，156.43，172.73，173.35；和
FT-IR(纯)：vmax 3364，2952，1736，1687，1608，1509，1437，1323，1248，1207， 1178，1148，1021，937，836，751cm-1；和
MALDI-TOF：C102H136N12O32计算2044.3；实测2067[M+Na]+amu.
下面的反应路线60示出了这一反应。
反应路线60
实施例57：PEHAM树枝形大分子的制备和乙酰化，G＝1，Nc＝4， Nb＝2，羰基乙氧基表面
[(C)＝PETGE；(IF1)＝乙酰基；(EX1)＝PIPZ；(IF2)＝乙酰 基；(BR1)＝TMPTGE；(IF3)＝乙酰基；(EX2)＝EPC；(TF)＝羧酸 酯；G＝1.5]
A.PEHAM树枝形大分子的制备，G＝1，Nc＝4，Nb＝2，羰基乙 氧基表面
向含有搅拌棒的50-mL圆底烧瓶中添加TMPTGE(7.2g，23.8 mmol，6当量/NH)和30g的MeOH。在25℃下经过～5分钟向该混 合物滴加已溶于3g MeOH中的季戊四醇四(2-羟丙基-3-哌嗪)醚(690.0 mg，0.98mmol，3.9mmol NH)。这一混合物在25℃和N2气氛的保护 层中密封搅拌36小时。用TLC(MeOH，用茚三酮染色剂)分析该混合 物，对于未反应的PIPZ-NH基团的存在没有显示正性试验结果。通过 使用维持温度在25-26℃含有1K再生纤维素膜的切向流动超滤设备， 从该混合物脱除过量环氧化物，得到800mL的渗透液(～7次再循 环)。滞留物的TLC(MeOH)显示了过量环氧化物的完全脱除。通过旋 转蒸发和高真空干燥除去挥发物，得到所需产物(2.4g；93％产率)， 它具有下列谱：
13CNMR(125MHz，CD3OD)δ 8.08，14.98，23.95，44.61，54.58，62.53，62.69， 68.74，70.46，71.31，72.64，73.32，74.01，75.37，157.12.
下面的反应路线61示出了这一反应。
反应路线61
B.季戊四醇四(2-羟基-3-哌嗪-N-乙基羧酸酯)的乙酰化
向含有搅拌棒的25-mL圆底烧瓶中添加PEHAM树枝形大分子，G＝ 1，Nc＝4，Nb＝2，羰基乙氧基表面(500.0mg，0.155mmol，1.8mmol OH)(由实施例57A制备)，二甲基氨基吡啶(23.0mg，0.19mmol) (Acros)和15mL的DCM。向已冷却至4℃的该均匀溶液中添加500mg 的乙酸酐。这一混合物在25℃和N2气氛中密封搅拌24小时。该混合 物用25mL的DCM稀释和用饱和NaHCO3溶液洗涤(2×5mL)。有机层 用无水Na2SO4干燥，过滤和由旋转蒸发法除去挥发物，得到粗产物(260 mg)。这一物质通过使用3:1 DCM:MeOH(％v/v)进行硅胶柱色谱处理。 首先两个级分含有产物。除去挥发物得到提纯产物(570mg；95％产率)， 后者具有下列谱：
13C NMR(125MHz，CDCl3)：δ 7.71，14.69，21.25，22.96，39.39，43.46，43.75， 53.34，53.66，58.48，59.26，61.29，69.74，70.08，70.24，71.24，71.36，71.64，155.49，169.75， 170.41.
下面的反应路线62示出了这一反应。
反应路线62
实施例58：四羟苯基乙烷缩水甘油醚与三(2-氨基乙基)胺反应得 到用于DNA压缩和抗菌活性伯胺的表面
[(C)＝TPEGE；(IF1)＝OH；(BR1)＝TREN；(TF)＝伯NH2；G＝1]
在250-mL圆底烧瓶中将TREN(10.35g，77.23mmol，9.0当量) (Dow Chemical)溶解在20mL的MeOH和10mL的DME中。将TPEGE (EPON1031)(2.0g，1.93mmol)(EPON)溶解在25mL的DME和10mL 的MeOH中并转移到60-mL加料漏斗中。经过30分钟滴加TPEGE溶液。 在加料结束之后该漏斗用DME洗涤(2×7.5mL)并让反应在22℃下进 行48小时。TLC(7:3CH3OH:NH4OH)显示TPEGE的完全消耗(Rf＝0.55)。 分出该反应混合物的55.22g(49.7％)的等分部分，使用旋转蒸发器 进行蒸发浓缩，然后在210℃下由Kugelrohr蒸馏提纯1.5小时。该 蒸馏回收到4.49g的TREN和1.68g的粗产物。然后将产物溶解在8 g的MeOH中并加入到LH-20 SephadexTM尺寸排阻柱中。在空隙体积(575 mL)之后，收集50个13-mL级分。TLC(7:3 CH3OH:NH4OH)分析显示 产物在级分5-17中。这些级分被合并，由旋转蒸发器除去MeOH。剩 余产物在高真空下放置24小时(0.7g，20.0％产率，3.61g理论质量 平衡)。它的谱如下：
1H NMR(500MHz，CD3OD)：δ 2.54(4H，m)，3.811(2H，m)，4.81(2H，s)6.87 (2H，m)；和
13C NMR(75MHz，CD3OD)：δ 40.16，53.15，54.21，55.74，57.88，69.55，72.99， 115.15，130.53，158.06；和
MALDI-TOF：C62H110N16O8计算1207.64；实测1208[M]+amu.
下面的反应路线63示出了这一反应。
反应路线63
实施例59：季戊四醇四缩水甘油醚与三(2-氨基乙基)胺(TREN) 用于DNA压缩和抗菌活性的反应得到伯胺表面，
[(C)＝PETGE；(IF1)＝OH；(BR1)＝TREN；(TF)＝伯NH2；G＝1]
向含有搅拌棒的50-mL圆底烧瓶中添加三(2-氨基乙基)胺(16.0 g，109mmol，10当量/环氧基)和4mL的MeOH并冷却到～25℃。将 PETGE(1.0g，2.78mmol，11.1mmol环氧基)在2mL的MeOH中的 溶液滴加到该搅拌的混合物中。这一混合物在25℃和N2气氛中搅拌 24小时。由旋转蒸发法蒸镏除去挥发物得到粗残留物，它通过使用 Kugelrohr装置在200-230℃下在高真空下进行球管-球管蒸馏而得到 2.4g残留物。该物质的MALDI-TOF质谱显示了在967amu[M+Na]+的 质量处的所需4:1加合物的纯净谱以及在799amu[M+Na]+处的3:1 加合物的较小信号。TLC(在MeOH中50％ NH4OH)显示TREN的不存在。 13C NMR谱显示了纯净产物(2.4g，92％产率)的预期峰。它的谱如下：
13C NMR：(125MHz，CDCl3)δ 39.63，35.36，47.30，52.64，54.01，57.24，68.10， 70.33，74.64；和
MALDI-TOF MS：C42H101N16O8；计算944.3，实测967[M+Na]+amu.
下面的反应路线64示出了这一反应。
反应路线64
实施例60：四羟苯基乙烷缩水甘油醚与甲基异丁基保护的1-(2- 氨基乙基)哌嗪(PEA)的反应生产用于DNA压缩和抗菌活性(H1)的伯胺 表面，
[(C)＝TPEGE；(IF1)＝OH；(BR1)＝PEA；(TF)＝伯NH2；G＝1]
向含有搅拌棒的250-mL圆底烧瓶中添加作为在MIBK中的0.84M 溶液形式的PEA(50.0mL，42.0mmol，2.2当量/环氧基)和25mL的 MeOH。向该混合物中添加已溶于25g二甘醇二甲醚中的TPEGE(5.0 g，8.0mmol，32mmol环氧基)。该混合物在N2气氛中在70℃下加热 65小时。然后添加25mL的去离子水，并在55℃下加热混合物24小 时。由旋转蒸发器除去挥发物得到粗残留物，它通过使用Kugelrohr 装置在140-190℃在高真空下进行球管-球管蒸馏而得到8.58g残留 物。该物质的一部分(600mg)通过SephadexTM LH 20柱在MeOH中提 纯。级分1-9含有如TLC(在MeOH中30％ NH4OH)测定的纯产物，得到 250mg的质量(70％产率，基于起始原料的60％纯度)。它的谱如下：
13C NMR：(125MHz，CDCl3)δ 38.59，60.83，53.19，60.64，65.63，70.27，114.14， 129.25，136.46，156.56；和
MALDI-TOF MS：C62H98N12O8；计算1139.5，实测1140[M+H]+amu.
下面的反应路线65示出了这一反应。
反应路线65
实施例61：从季戊四醇四缩水甘油醚与亚氨基二乙酸二乙酯反应 得到的产物与1(2-氨基乙基)哌嗪(PEA)的反应，生产用于DNA压缩 和抗菌活性的仲胺表面，
[(C)＝PETGE；(IF1)＝OH；(EX1)＝PEA；(TF)＝仲NH；G＝1.5]
向100-mL圆底烧瓶中加入AEP(2.06g，16.0mmol)(Acros Organics)并溶于20mL的EtOH(Aldrich)。然后在机械搅拌下在室 温下，将酯C5(2.23g，2.0mmol，16mmol酯；从实施例51制备) 在20mL的EtOH中的溶液添加进去。在该烧瓶上安装回流冷凝器并在 70-75℃下加热。1天后，MALDI-TOF MS分析显示了所需产物和很少的 副产物的预期质量。反应的进程由IR监测，显示在1660cm-1处的酰 胺振动(C＝O)比在1742cm-1的酯振动(C＝O)更强烈。继续加热36小 时并将所得反应混合物冷却至室温。混合物用MeOH稀释而得到5％溶 液并用1K尺寸排阻膜在20-22psi(约137.9kPa)的压力下进行超滤。 在收集480mL渗透液后，从超滤中提取该滞留物，由旋转蒸发除去溶 剂。残留浅棕色固体物在高真空下干燥，得到所需的PEHAM树枝形大 分子(G＝1)5(3.53g，99％产率)。它的谱如下：
1H NMR(300MHz，CD3OD)：δ 2.48-2.51(64H，t，J＝3.90Hz)，2.83-2.85(32H，t， J＝2.70Hz)，3.30-3.37(24H，m)，3.38(32H，bs)，3.78-3.81(4H，m)；和
13C NMR(75MHz，CD3OD)：δ 35.76，45.02，45.81，53.66，57.73，59.49，59.76， 68.12，70.20，74.22，172.38；和
IR(纯)：vmax 3288，3078，2939，2817，1654，1536，1454，1444，1352，1321，1301， 1265，1132，1029，999，912，845，758，666cm-1；和
MALDI-TOF MS：C81H160N28O16；计算1782.3；实测1803.9[M+Na]+amu.
下面的反应路线66示出了这一反应。
反应路线66
实施例62：季戊四醇四缩水甘油醚与二苄基胺(DBA)的反应，生 产疏水性、惰性表面
[(C)＝PETGE；(IF1)＝OH；(EX1)＝DBA；(TF)＝苄基；G＝1]
在250-mL圆底烧瓶中在机械搅拌下将DBA(7.23g，36.6mmol， 1.3当量/环氧基)(Aldrich)溶解在25mL的MeOH中。将PETGE(2.52 g，7.0mmol)溶解在5mL的MeOH中，并在搅拌和N2气氛中在22℃下 滴加到反应混合物中。反应由TLC监测(2:1 己烷:乙酸乙酯)，最 初得到两个斑点，分别在Rf＝0.15(DBA)和Rf＝0.26(产物)。在 24小时后，该烧瓶安装回流冷凝器，将混合物置于45℃油浴中以促使 反应完全。在另外24小时后，由旋转蒸发除去MeOH，将剩余物质(9.52 g)溶解在50mL的DCM中，随后用75mL 1.5％碳酸钾洗涤三次。在硫 酸钠上干燥该有机层，由旋转蒸发除去DCM得到所需产物，它为黄色、 澄清的粘性液体(7.99g，99.0％产率，8.07g理论质量)。它的谱如 下：
1H NMR(500MHz，CDCl3)：δ 2.46(1H，q，J＝5.25Hz)，3.27(1H，q，J＝2.75Hz)， 3.56(1H，d，J＝6.75Hz)，3.74(1H，d，J＝7.0Hz)；3.865(2H，s)；7.35(12H，m，J＝5.8Hz)；和
13C NMR(75MHz，CDCl3)：δ 45.32，53.03，58.59，67.03，70.32，73.90，126.88， 128.09，128.27，128.32，128.90，138.79，140.14；和
MALDI-TOF：C73H88O8；计算1149，实测1172[M+Na]+amu.
下面的反应路线67示出了这一反应。
反应路线67
实施例63：季戊四醇四缩水甘油醚与(2-羟乙基)乙二胺(AEEA)的 反应产生混合伯胺和羟基表面
[(C)＝PETGE；(IF1)＝OH；(BR1)＝AEEA；(TF)＝伯NH2和OH； G＝1]
在100-mL烘干的圆底烧瓶中安装搅拌棒，用N2气体吹洗，并用 隔膜密封。经由注射器向烧瓶中添加MIBK-保护的AEEA(30.1mL， 56.0mmol，在MIBK中的1.86M溶液，2当量/环氧基)，随后添加20 mL无水MeOH。在室温下将PETGE(2.52g，7.0mmol，28mmol环 氧基)在10mL无水MeOH中的溶液添加到反应混合物中。搅拌30分钟 后，在烧瓶上安装回流冷凝器，并放置在油浴中并在50℃在N2气氛中 加热24小时。反应的进程由MALDI-TOF质谱监测。溶剂由旋转蒸发 除去和添加40mL的2-丙醇和4mL的水。然后混合物在55℃下加热 一夜。由旋转蒸发除去溶剂，所形成的反应混合物在170-195℃下进 行Kugelrohr蒸馏得到浅棕色粘性液体(6.85g，5.43g理论)。1H和 13C NMR谱显示了保护基团的不完全除去。因此将反应混合物再溶解 在40mL的MeOH和4mL的水中并在55℃下加热3天。按前面的方法 除去溶剂并在170-195℃下进行Kugelrohr蒸馏而得到浅棕色粘性液 体，它具有化合物4的预期分析数据(5.58g，5.43g理论)。它的谱 如下：
1H NMR(300MHz，CD3OD)：δ 2.46-2.62(12H，m)，2.64-2.81(12H，m)，3.36- 3.41(8H，d，J＝4.50Hz)，3.46(8H，s)，3.53-3.66(8H，m)，3.81(4H，bs)；和
13CNMR(75MHz，CD3OD)：δ 39.04，45.80，57.40，57.50，58.45，59.66，68.48， 70.19，73.99；和
IR(纯)：vmax 3354，2945，2863，1572，1552，1541，1454，1367，1306，1101，876， 825，773cm-1；和
MALDI-TOF MS：C33H78N8O12；计算777.0，实测777.7[M]+，799.6[M+Na]+ amu.
下面的反应路线68示出了这一反应。
反应路线68
实施例64：季戊四醇四缩水甘油醚与2-甲基-2-咪唑啉(MIA)反应 产生弱碱性表面
[(C)＝PETGE；(IF1)＝OH；(EX1)＝MIA；(TF)＝咪唑啉；G＝1]
向50-mL烘干的圆底烧瓶中加入MIA(2.69g，32.0mmol) (Aldrich)和6mL的无水MeOH(Aldrich)。向其中添加由PETGE溶于 1mL的MeOH中所得到的溶液，混合物在室温下搅拌3天。反应混合 物使用MeOH稀释成2.5-5％(w/w)溶液并使用1K尺寸排阻过滤膜在 20-22psi(约137.9kPa)的压力下进行超滤。在收集1升的渗透液 后，该滞留物从超滤中排放，用MeOH洗涤(3×50mL)该超滤。由旋 转蒸发从滞留物中除去溶剂得到粘性液体，它进一步在高真空下干燥， 得到浅白色的固体(0.61g，87.64％产率)。该样品的13C NMR谱显示 它具有低于<5％的三个分支副产物。它的谱如下：
1H NMR(300MHz，CD3OD)：δ 1.90(12H，s)，3.23(8H，s)，3.41-3.42(8H，d，4.50 Hz)，3.30-3.62(16H，m)，3.57-3.60(8H，d，J＝9.30Hz)，3.86(4H，m)；和
13C NMR(75MHz，CD3OD)：δ 45.73，48.90，49.54，50.40，50.59，68.36，70.20， 73.29，165.87；和
IR(纯)：vmax 3308，2924，2868，1608，1490，1429，1372，1265，1178，1101，1014， 983，942cm-1；和
MALDI-TOF MS：C33H60N8O8；计算696.9，实测697.6[M]+amu.
下面的反应路线69示出了这一反应。
实施例65：使用吗啉开环：备选的仲胺
[(C)＝TMPTGE；(FF)＝Et；(IF1)＝OH；(EX1)＝吗啉；(TF)＝环 醚；G＝1]
在室温下向1.044g吗啉II-d(12mmol)在8mL的无水MeOH中 的搅拌的溶液一次性添加已溶于2mL干燥MeOH中的0.604g的TMPTGE I(2mmol)。反应的进程由TLC监测。搅拌3小时后，TLC显示TMPTGE 的完全消耗。在室温下继续搅拌一夜。在旋转蒸发器上在减压下除去 溶剂，并在高真空下干燥除去过量吗啉，得到无色透明液体。粗反应 混合物利用硅胶柱色谱处理(8.5”高度×1.25”宽度)(21.25cm×3.18 cm)，通过增大在氯仿中甲醇的量(在CHCl3中5-10％MeOH)来提纯。IIId +IVd的产率为25％和产量800mg，它还含有产物IIId和IVd，以及 一些未鉴定的物质(71％产率)。总产率是96％。IIId+IVd(两种化合 物的混合物)＝221mgIII-d(纯级分)＝66mg。
IIId的谱是：
1H NMR(500MHz，CDCl3)：δ 0.81(t，J＝7.50Hz，3H)，1.36(q，J＝7.50Hz，2H)， 2.32-2.43(m，12H)，2.52-2.59(五重峰，J＝4.50Hz，6H)，3.28-3.47(m，12H)，3.52(s， 3H，OH)，3.64-3.71(m，12H)，3.87(五重峰，J＝4.50Hz，3H)；和
13C NMR(125MHz，CDCl3)：δ 7.91，23.39，43.61，54.10，61.54，66.41，67.09， 72.22，74.02；和
MALDI-TOF：计算C27H53N3O9 563，实测587(M+Na)amu.
IV-d的谱是：
MALDI-TOF：计算C23H44N2O8 476，实测500(M+Na)amu
(级分-II)。
反应路线70说明这一反应：
反应路线70
实施例66：4，4’-亚甲基双(N，N’-二缩水甘油基苯胺)(MBDGA) 与三(羟甲基)甲基胺(TRIS)的反应
[(C)＝MBDGA；(IF1)＝OH；(BR1)＝TRIS；(Z1)＝OH；(Z2)＝ 环氧基；G＝1]
四缩水甘油基苯胺，I-b(0.422g，1mmol)称量加入到50mL单 颈圆底烧瓶中并添加15mL的MeOH和5mL的DCM。将TRIS(0.121 g，1mmol)添加到以上反应混合物中。该烧瓶装有回流冷凝器并在40 ℃下加热3天。在旋转蒸发器上蒸发溶剂得到无色蜡状固体，该固体 进一步在高真空下干燥。通过使用加热枪在热条件下，将整个反应混 合物溶于溶剂混合物(CHCl3+CH3OH；50mL，3:1)中。该烧瓶升温 至室温并添加30mL的己烷。在添加己烷时观察到沉淀物的形成。3 小时后，固体经由布氏漏斗滤出，在旋转蒸发器上蒸发溶剂得到粘性 液体，它进行硅胶柱色谱处理。首先，用40％乙酸乙酯/己烷洗脱痕量 的四缩水甘油基苯胺，随后用5％MeOH/CHCl3洗脱化合物-III。纯 级分(由TLC测定)进行蒸发，得到37mg的吸湿性固体。分析数据， MALDI-TOF，1H和13C NMR显示它是化合物-III。这一反应也用2当 量的TRIS/环氧基在MeOH和DCM的混合物中研究，并以良好的产率得 到化合物-III。该反应没有在DME中进行，和，与2当量的在MeOH 中的TRIS在60℃下反应一夜得到双-和三-加成产物。与2当量的 TRIS在60℃下反应3天得到具有痕量的四加成产物的双-和三-加成产 物。III-e的谱如下：
1H NMR(500MHz，CDCl3)：δ 2.50(q，J＝2.40Hz，2H)，2.70(q，J＝4.50Hz，2H)， 2.82(bs，1H)，3.07(s，4H)，3.24-3.37(m，7H)，3.58-3.66(m，9H)，3.95(s，2H)，4.59(s，6H)， 6.65(d，J＝8.40Hz，4H)，6.98(d，J＝8.10Hz，4H)；和
13C NMR(125MHz，CDCl3)：δ 39.98，45.58，45.71，50.92，51.03，53.35，55.08， 57.84，63.40，71.03，112.85，112.93，129.84，131.02，146.76，148.08；和
MALDI-TOF：计算C29H41N3O7，543；实测567(M+Na)amu.
反应路线71说明这一反应：
反应路线71
实施例67：杂缩水甘油醚与N-哌嗪羧酸乙基酯的反应
[(C)＝DGGA；(IF1)＝OH；(EX1)＝PIPZ；(TF1)＝仲NH；G＝1.5]
用0.33当量的EPC(Aldrich)/环氧基在室温下研究DGGA1 (Aldrich)的反应。1天后，MALDI-TOF质谱显示作为主要产物的单加 成产物2的峰，连同一些量的双-加成产物2a(从1H NMR测定的比例 是11:1)。用1.1当量的EPC/环氧基在室温下的研究表明：全部三个 环氧基发出反应以优异的产率得到产物3(92％)。化合物3的碱水解 以89％分离产率得到化合物4。
A.向DGGA1(1.38g，5mmol)在5mL的MeOH中的搅拌的溶液 中添加EPC(0.79g，5mmol)在5mL的MeOH中的溶液，并在室温下 搅拌1天。然而，该产物由硅胶柱色谱分离得到开环产物2，2具有 下列谱：
MALDI-TOF：C22H33N3O6计算435，实测436(M+H)和458(M+Na)amu.
B.向DGGA1(2.77g，10mmol)在15mL的MeOH中的搅拌的溶 液添加EPC(5.21g，33mmol)的溶液并在室温下搅拌2天。起始原 料完全消耗。在旋转蒸发器上在减压下除去溶剂。通过Kugelrohr蒸 馏除去过量EPC，得到纯化合物3(6.91g，92％产率)，3具有下列谱：
MALDI-TOF：C36H61N7O10计算值751，实测值774(M+Na)amu。
C.在圆底烧瓶(250mL，单颈)中加入化合物3(6.91g，9.2mmol) 并溶于42mL的MeOH。将KOH水溶液(45％)(20.73g的90％ KOH溶 于42mL的水)在室温下经过5分钟添加到上述搅拌的溶液中。在烧瓶 上安装回流冷凝器并放入到预热的油浴(85-90℃)中且加热一夜。反应 的进程由TLC监测。在旋转蒸发器上除去甲醇并用DCM(3×50mL)萃 取水层。合并的萃取液在Na2SO4上干燥，经由赛力特硅藻土过滤，并 在旋转蒸发器上浓缩，然后在高真空下干燥，这得到浅黄色的具有哌 嗪表面的树枝形大分子4，4为固体(4.86g，89％产率)，后者具有下 列谱：
MALDI-TOF：C27H49N7O4计算535，实测536(M+H)，558(M+Na)amu.
反应路线72说明这一反应：
反应路线72
下列实施例说明G＝2，2.5和3PEHAM树枝形大分子。
实施例68：三官能化的丙烯酸酯支化单元TMPTA加成到实施例20 的哌嗪树枝形大分子上：聚(酯胺)树枝形大分子，G＝1
[(C)＝TMPTA；(FF)＝Et；(EX1)＝PIPZ；(BR1)＝TMPTA；(EX2) ＝PIPZ；(BR2)＝TMPTA；(TF)＝丙烯酸酯；G＝2]
向装有用铝箔包裹的搅拌棒的50-mL圆底烧瓶中添加TMPTA (3.64g，12.3mmol，4当量/NH)(Aldrich)和8mL的MeOH。经 过约5分钟，将聚(酯胺)树枝形大分子，G＝1，TMPTA核，PIPZ表面 (1.0g，0.51mmol，3.1mmol NH)(由实施例20制备)在6mL的MeOH 中的溶液添加到上述搅拌的混合物中。这一混合物在25℃下搅拌24 小时。该混合物用己烷(3×30mL)萃取。该甲醇层经过10分钟添加 到PIPZ(3.0g，34.8mmol，约6当量/丙烯酸酯)在10g的MeOH中 的混合物，冷却到4℃。所得混合物在25℃下搅拌约2小时。这一混 合物用MeOH稀释到约5％w/w固体并在甲醇中使用1K再生纤维素膜渗 析36小时，渗析液有5次变化。从滞留物中除去挥发物，得到所需产 物(900mg；47％产率)。该物质的TLC(在MeOH中10％ NH4OH)仅仅显 示一个斑点；和它的谱如下：
1H NMR(500MHz，CDCl3)：δ 0.82-0.94(m，30H)，1.34(q，2H)，1.38(q，6H)，1.49 (bq，12H)，2.42(m，84H)，2.51(t，J＝7Hz，60H)，2.65(t，J＝7Hz，60H)，2.86(bs，84H)，4.05 (bs，60H)；和
13C NMR(125MHz，CDCl3)：δ 7.36，7.44，22.40，22.71，31.97，32.11，32.18， 32.30，32.38，40.81，40.87，40.92，45.73，45.84，52.63，52.70，52.74，53.40，54.05，54.10， 63.50，64.06，64.47，171.88，171.95，172.03.
实施例69：三官能化的环氧化物TMPTGE加成到G＝1，PIPZ封 端的PEHAM树枝形大分子上，随后用哌嗪封端得到PEHAM树枝形大分 子，G＝2
[(C)＝TMPTGE；(FF)＝Et；(IF1)＝OH；(EX1)＝PIPZ；(IF2)＝ OH；(BR1)＝TMPTGE；(IF3)＝OH；(EX2)＝PIPZ；(IF4)＝OH；(BR2) ＝TMPTGE；(IF5)＝OH；(EX3)＝PIPZ；(TF)＝仲NH；G＝2.5]
向装有搅拌棒的25-mL圆底烧瓶中添加TMPTGE(2.3g，7.6mmol， 10当量/NH)和12g的MeOH。经过5分钟向该搅拌的混合物(冷却到 4℃)中添加已溶于3g MeOH中的PEHAM树枝形大分子，G＝1，PIPZ 封端(250mg，0.126mmol，0.75mmol NH)(由实施例22制备)。这 一混合物在密封的容器中在N2气氛中和在25℃下搅拌24小时。将该 混合物经过10分钟添加到PIPZ(10.0g，116.0mmol，5当量/环氧 基)在30g的MeOH中的混合物中。这一混合物在25℃下搅拌18小 时。通过旋转蒸发器除去该混合物的挥发物，得到白色固体。在高真 空和140℃下使用球管-球管Kugelrohr蒸馏1小时来除去PIPZ，得到 澄清的、无色粘性的物质(6.0g)。将该物质溶于100g的MeOH中并 在1K再生纤维素膜上在4L的MeOH中经过24小时进行渗析，渗析液 具有2次变化，得到产物(1.4g)。TLC(在MeOH中NH4OH)显示存在一 些较低分子量物质。在相同条件下再渗析24小时得到提纯产物(360 mg；59％产率)。TLC显示不存在较低分子量杂质。它的谱如下：
1HNMR(500MHz，CD3OD)：δ 0.86(t，J＝7.0Hz，12H)，1.41(q，J＝7.0Hz，8H)， 2.32-2.45(m，H)，2.5(bs，H)，2.60(bs，H)，2.84(t，J＝7.0Hz，H)，3.33-3.35(bs，H)，3.64(bs， H)，3.37(bs，H)，3.89(m，H)；和
13C NMR(125MHz，CD3OD)：δ 8.04，8.07，23.91，44.59，46.21，54.61，55.49， 62.66，63.28，68.49，68.67，72.68，75.43.
实施例70：四官能化环氧化物支化单元试剂加成到哌嗪官能化的 聚(氨基醇醚)树枝形大分子上
[(C)＝PETGE；(IF1)＝OH；(EX1)＝PIPZ；(IF2)＝OH；(BR1) ＝PETGE；(IF3)＝OH；(EX2)＝P1PZ；(IF4)＝OH；(BR2)＝PETGE； (IF5)＝OH；(EX3)＝PIPZ；(TF)＝仲NH；G＝2.5]
向含有搅拌棒的25mL圆底烧瓶中添加2.8g的PETGE(7.8mmol， 10当量/NH)(由实施例3制备)和8g的MeOH。经过约5分钟，将 200mg的聚(氨基醇醚)树枝形大分子，季戊四醇核，G＝1，哌嗪表 面(6.3×10-5mol，7.6×10-4mol NH)(由实施例25制备)在3g的 MeOH中的溶液添加到这一搅拌的混合物中。这一混合物在25℃和N2 气氛中搅拌24小时。在25℃下将该混合物经过约5分钟滴加到由40g 的哌嗪(464mmol，15当量/环氧基)溶于80mL MeOH中所得到的搅拌 的混合物中。混合物搅拌24小时。在旋转蒸发器上除去混合物的挥发 物，得到白色固体残留物。使用球管-球管蒸馏装置在高真空和140℃ 下经过1小时从粗残留物中除去哌嗪，直至釜残留物是澄清的粘性物 质为止。将称量5.65g的该粗残留物溶于20g的MeOH中并添加到在 MeOH中的SephadexTM LH-20柱中。取500mL和3×25mL的空隙体积 级分。根据TLC(在MeOH中30％ NH4OH)观察，在最后两个空隙体积级 分中观察到产物，但没有可见的低分子物质存在。在空隙体积之后， 取得各15mL的总共49个级分。在级分1-7中观察到纯产物，与两 个空隙体积相结合并抽提挥发物得到390mg的产物。低分子量物质与 级分8-21中的产物混合。这些被合并，抽提挥发物，在1K再生纤维 素膜中进行渗析，渗析液具有3次变化(各2L)。滞留物被抽取挥发物， 得到200mg的产物。级分22-49不包含产物和仅仅含有较低分子量物 质。这些级分被抽提挥发物得到4.5g。产物的总重量变成590mg(88％ 产率)。该产物在有0.1％ SDS的15％均匀凝胶上的PAGE显示了与从 PAMAM树枝形大分子梯形G＝2-6得到的G＝4，EDA核，TRIS PAMAM 树枝形大分子(MW＝18000)(Dendritic Nanotechnologies，Inc)和 G＝1的二聚物对应的谱带。观察到另一个谱带，它在凝胶中迁移到 与梯形上的G＝5和6之间的中心对应的斑点。这一谱带可能是G＝2 的二聚物。在没有迁移的泳道(lane)的顶部观察到更多物质。它的谱 如下：
13CNMR(125MHz，CDCl3)：δ 46.28，46.98，54.69，55.58，62.66，63.28，68.52， 68.72，71.32，75.30，75.61.
实施例71：四官能化环氧化物支化单元试剂加成到有哌嗪封端的 哌嗪官能化G＝2，聚(氨基醇醚)树枝形大分子，G＝3
[(C)＝PETGE；(IF1)＝OH；(EX1)＝PIPZ；(IF2)＝OH；(BR1) ＝PETGE；(IF3)＝OH；(EX2)＝PIPZ；(IF4)＝OH；(BR2)＝PETGE； (IF5)＝OH；(EX3)＝PIPZ；(IF6)＝OH；(BR3)＝PETGE；(IF7)＝ OH；(EX4)＝PIPZ；(TF)＝仲NH；G＝3.5]
向含有搅拌棒的50-mL圆底烧瓶中添加已溶于15mL MeOH中的 5.2g的PETGE(由实施例C制备)。经过约5分钟向这一搅拌的混合 物中滴加已溶于3g的MeOH中的200mg聚(氨基醇醚)树枝形大分子， G＝2，哌嗪表面(1.88×10-5mol，6.7×10-4mol NH)(由实施例70 制备)。这一混合物在25℃下和N2气氛中搅拌24小时。在25℃下经 过约10分钟将所得混合物滴加到73g的哌嗪(847mmol，15当量/环 氧基)在140mL的MeOH中的混合物中。24小时后，使用旋转蒸发器 除去甲醇得到白色固体残留物。在高真空和140℃下使用球管-球管蒸 馏装置除去哌嗪达1小时或直至釜残留物是澄清的和粘性的为止。该 物质的重量变成10.2g。将该物质溶于30g的MeOH中并添加到在MeOH 中的SephadexTM LH-20柱中。在空隙体积之后，如根据TLC(在MeOH 中30％ NH4OH)测定，发现首先9个级分含有未被较低分子量物质污染 的产物。这些所收集的级分被抽提挥发物，得到820mg(80％产率)的 产物。级分10-22含有被较低分子量物质污染的产物。它的谱如下：
13C NMR(125MHz，CDCl3)：δ 46.29，46.89，47.00，54.70，55.59，62.67，63.29， 68.53，68.73，70.41，71.34，74.06，75.45，75.62.
实施例72：四官能化环氧化物支化单元试剂加成到哌嗪官能化G＝ 1，有哌嗪封端：聚(氨基醇醚)树枝形大分子，G＝2[用渗析除去过 量环氧化物]
[(C)＝PETGE；(IF1)＝OH；(EX1)＝PIPZ；(IF2)＝OH；(BR1) ＝PETGE；(IF3)＝OH；(EX2)＝PIPZ；(IF4)＝OH；(BR2)＝PETGE； (IF5)＝OH；(EX3)＝PIPZ；(IF6)＝OH；(BR3)＝PETGE；(IF7)＝ OH；(EX4)＝PIPZ；(TF)＝仲NH；G＝2.5]
向含有搅拌棒的50mL圆底烧瓶中添加5.7g的PETGE(15.8 mmol，16当量/NH)(由实施例C制备)和20g的MeOH。经过5分 钟向该搅拌的混合物中滴加已溶于5g MeOH中的260mg的聚(氨基醇 醚)树枝形大分子，G＝1，哌嗪表面(8.2×10-5mol，9.8×10-4mmol NH)(由实施例25制备)。这一混合物在25℃下搅拌24小时。该混 合物用MeOH稀释到约100mL得到5％固体溶液，将该溶液置于1K再 生纤维素膜上并在2L MeOH中渗析24小时，渗析液发生两次变化。将 该滞留物混合物添加到已溶于140g MeOH中的75g的PIPZ(848mmol， 341当量/环氧基)。所得混合物在室温下搅拌18小时。由旋转蒸发 器除去挥发物，得到白色固体。在高真空和140℃下用球管-球管蒸馏 1小时除去PIPZ，得到不非常易溶于MeOH中的不透明粘性物质。将混 合物在MeOH中搅拌16小时，随后过滤并从滤液中蒸发挥发物，得到 360mg(理论1.2g)的所需物质。
实施例73：四官能化环氧化物支化单元试剂加成到有哌嗪封端的 哌嗪官能化G＝1：聚(氨基醇醚)树枝形大分子，G＝2，(C)＝季戊 四醇，(TF)＝哌嗪[淬灭]
[(C)＝PETGE；(IF1)＝OH；(EX1)＝PIPZ；(IF2)＝OH；(BR1) ＝PETGE；(IF3)＝OH；(EX2)＝PIPZ；(IF4)＝OH；(BR2)＝PETGE； (IF5)＝OH；(EX1)＝PIPZ；(IF6)＝OH；(BR3)＝PETGE；(IF7)＝ OH；(EX4)＝PIPZ；(TF)＝仲NH；G＝2.5]
向含有搅拌棒的50-mL圆底烧瓶中添加4.9g的PETGE(13.6 mmol，10当量/环氧基)(由实施例C制备)和20g的MeOH。经过约 5分钟，将360mg的聚(氨基醇醚)树枝形大分子，G＝1，哌嗪表面 (1.13×10-4mol，1.36mmol NH)(由实施例25制备)在3g的MeOH 中的溶液添加到这一快速搅拌的混合物中。这一混合物在N2气氛中密 封并在25℃搅拌6小时。经过约10分钟，将该混合物添加到已溶于 250g MeOH中的250g的哌嗪(2.9mol，50当量/环氧基)中。这一 混合物在25℃和N2气氛中搅拌18小时。由旋转蒸发器除去挥发物， 得到白色固体。在140℃和高真空下使用球管-球管蒸馏装置除去哌 嗪，得到10g的澄清的粘性物质。将该物质溶于30g的MeOH中并在 MeOH中的SephadexTM LH-20柱上提纯。根据TLC(在MeOH中30％ NH4OH) 测定发现级分1-9含有纯产物和级分10-19是产物和低分子量物质的 混合物。所收集的级分1-9用旋转蒸发器在高真空下抽提挥发物，得 到950mg(80％产率)的澄清粘性物质。所收集的级分10-19被抽提挥 发物得到1.6g。该物质通过使用1K再生纤维素膜在甲醇中进行渗析， 直至除去低分子量物质得到150mg的纯产物为止。
实施例74：四官能化环氧化物支化单元试剂加成到有哌嗪封端的 哌嗪官能化G＝1，聚(氨基醇醚)树枝形大分子，G＝2[超滤除去过 量环氧化物]
[(C)＝PETGE；(IF1)＝OH；(EX1)＝PIPZ；(IF2)＝OH；(BR1) ＝PETGE；(IF3)＝OH；(EX2)＝PIPZ；(IF4)＝OH；(BR2)＝PETGE； (IF5)＝OH；(EX3)＝PIPZ；(IF6)＝OH；(BR3)＝PETGE；(IF7)＝ OH；(EX4)＝PIPZ；(TF)＝仲NH；G＝2.5]
向含有搅拌棒的50-mL圆底烧瓶中添加4.2g的PETGE(11.6 mmol，16当量/NH)(由实施例C制备)和15g的MeOH。经过约5分 钟，将200mg的聚(氨基醇醚)树枝形大分子，季戊四醇核，G＝1， 哌嗪表面(6.29×10-5mol，7.55×10-4mol NH)(由实施例25制备) 在3g的MeOH中的溶液滴加到这一均匀混合物中。这一混合物在25 ℃下搅拌4小时。该混合物用100mL的MeOH稀释得到5％w/w溶液， 然后在温度稳定于35℃的情况下在不锈钢切向流动超滤装置中在 MeOH中在20psi(137.9kPa)下进行超滤。渗透液收集2.75小时， 对于1.4再循环达到225mL体积。该混合物然后经过10分钟滴加到 已溶于140g MeOH中的75g的哌嗪(871mmol)。这一混合物在25 ℃下搅拌18小时。在旋转蒸发器上除去挥发物，得到白色固体残留物。 在140℃和高真空下用球管-球管蒸馏1小时除去哌嗪，得到6g的澄 清的粘性残留物。残留物不是澄清的粘性液体，但是多孔性固体，它 在几分钟的搅拌之后不溶于MeOH。这一混合物在100mL的MeOH中 在25℃下搅拌20小时。澄清液体被滗析掉，蒸发除去挥发物得到360 mg。该物质通过使用SephadexTM LH-20在MeOH中提纯，用TLC(在MeOH 中30％ NH4OH)监测各8mL的级分。由PAGE测得级分1-9含有所需产 物，总计260mg，其中在PAGE的基线上存在较大量的低聚物质。
实施例75：四官能化环氧化物支化单元试剂加成到有哌嗪封端的 哌嗪官能化G＝1，[滞留物温度控制]
[(C)＝PETGE；(IF1)＝OH；(EX1)＝PIPZ；(IF2)＝OH；(BR1) ＝PETGE；(IF3)＝OH；(EX2)＝PIPZ；(IF4)＝OH；(BR2)＝PETGE； (IF5)＝OH；(EX3)＝PIPZ；(IF6)＝OH；(BR3)＝PETGE；(IF7)＝ OH；(EX4)＝PIPZ；(TF)＝仲NH；G＝2.5]
向含有搅拌棒的50-mL圆底烧瓶中添加3.80g的PETGE(10.5 mmol，15当量/NH)(由实施例C制备)和12g的MeOH。将180mg 的聚(氨基醇醚)树枝形大分子，G＝1，季戊四醇核(5.66×10-5mol， 6.8×10-4mol NH)(由实施例25制备)在3g的MeOH中的溶液添加到 该均匀的、快速搅拌的混合物中。这一混合物在25℃和N2气氛中在密 闭的容器中搅拌4小时。该混合物被添加到在MeOH中的含有1K再生 纤维素膜的切向流动超滤装置中，维持滞留物的体积在80mL，约5％ w/w，和维持温度在25-27℃之间。对于3.4再循环，获得总共280mL 的渗透液(4.5小时)。该渗透液被抽提挥发物，得到1.9g(50％回收 率)。除去滞留物，超滤设备用MeOH洗涤(3×80mL)。合并的溶液经 过15分钟滴加到75g的PIPZ(871mmol)在140g的MeOH中的混合 物中。所得混合物在25℃下搅拌18小时。从混合物中除去挥发物， 得到白色固体。在140℃和高真空下用球管-球管蒸馏1小时从混合物 中除去哌嗪，得到4g的澄清的粘性残留物。将该混合物溶于9g的 MeOH中，在MeOH中的SephadexTM LH-20尺寸排阻柱上提纯。在取得 575mL的空隙体积之后，收集各8mL的48个级分。在级分1-12中 观察到纯产物并抽提挥发物得到540mg(90％产率)的产物。在级分 13-22中产物和季戊四醇四(2-羟丙基-3-哌嗪)醚的混合级分被收集 并在MeOH中用再生纤维素膜渗析，得到40mg(6％)。收集级分23-32 中的基本上纯的季戊四醇四(2-羟丙基-3-哌嗪)醚用于循环。
实施例76：实施例41的产物与二乙醇胺(DEA)反应生产具有四分 支核和羟基表面的PEHAM树枝形大分子G＝2，
[(C)＝PETGE；(IF1)＝OH；(EX1)＝三唑；(BR1)＝PETriGE； (IF2)＝OH；(BR2)＝DEA；(TF)＝OH；G＝2]
粗产物4用已溶于3mL叔丁醇中的DEA(1.07g，10.26mmol，3 当量/环氧基)(Aldrich)淬灭。反应混合物在室温下搅拌1天，然后 在45℃下加热3天。在冷却到室温之后，反应混合物用300mL的MeOH 稀释，几种未溶解的无机固体被滤出。滤液进一步通过1K尺寸排阻膜 由超滤提纯。在收集900mL的渗透液后，滞留物从超滤装置中排出并 用MeOH洗涤(3×50mL)超滤。由旋转蒸发除去溶剂得到棕褐色液体， 它在高真空下干燥得到所需G＝2树枝形大分子5，5为泡沫体状固体 (850mg，99％产率)。它的谱如下：
1HNMR(300MHz，CD3OD)：δ 2.49-2.80(m，H)，3.40-3.50(m，H)，3.52-3.70(m， H)，3.81(bs，H)，4.10-4.20(m，H)，4.38-4.50(m，H)，4.588(bs，H)，7.99(s，4H)；和
13C NMR(75MHz，CD3OD)：δ 29.99，45.51，45.68，53.39，57.47，58.46，59.63， 64.32，68.44，69.03，69.35，70.12，72.85，73.84，125.04，144.82.
下面的反应路线73示出了这一反应。
实施例77：从伯胺形成酯衍生物
[(C)＝PETGE；(IF1)＝OH；(BR1)＝DETA；(BR2)现场＝丙烯 酸甲酯；(TF)＝甲基酯；G＝2.5]
在0℃下将八胺(由实施例27制备)在MeOH中的溶液滴加到丙烯 酸甲酯(Acros)在MeOH中的溶液(1.5当量/NH)中。在添加之后，反 应升温至室温。然后加热混合物到40℃保持24小时。然后溶剂被除 去得到黄色油形式的产物，该产物具有下列谱：
MALDI-TOF：计算2146；实测2169.662(M+Na)amu.
反应路线74说明这一反应：
反应路线74
实施例78：从树枝形大分子(G＝1)和PETGE合成PEHAM树枝形 大分子(G＝2)
[(C)＝PETGE；(IF1)＝OH；(EX1)＝PIPZ；(IF2)＝OH；(BR1) ＝PETGE；(IF3)＝OH；(EX2)＝PIPZ；(IF4)＝OH；(BR2)＝PETGE； (IF5)＝OH；(EX3)＝PIPZ；(TF)＝仲NH；G＝2.5]
将PETGE(4.40g，12.24mmol)(由实施例C制备)添加到20mL 的MeOH中，烧瓶在冰浴中被冷却到4℃。将G＝1树枝形大分子(0.54 g，0.17mmol，2.04-(NH)-mmol)(由实施例26B制备)溶于10mL的 MeOH中并经过15分钟的时间滴加到上述搅拌的溶液中。移走冰浴， 混合物在室温下搅拌20小时。反应混合物在MeOH中配制成5％溶液， 进行超滤(1K截分)。在五次循环(5×120mL)之后，滞留物从超滤中 排除。用MeOH(2×20mL)洗涤超滤滤液并用EPC(3.38g，21.44mmol， 3.5当量/环氧基)急冷之，并在旋转蒸发器上在减压下以最小的加热 将其浓缩到15mL。
反应混合物在室温下搅拌16小时。过量的EP通过超滤(1K截分) 分离(2.33g的EPC从渗透液中回收)。在旋转蒸发器上除去溶剂和在 高真空下干燥，得到2.3g的酯表面树枝形大分子。
将酯表面G＝2树枝形大分子(2.3g)溶于21mL的MeOH。经过5 分钟的时间，将KOH(6.9g的90％ KOH溶于14mL的水)水溶液滴加到 上述搅拌的溶液中。在烧瓶上安装回流冷凝器并放入到预热的油浴 (85-90℃)中加热20小时。在旋转蒸发器上除去MeOH，所得水性反应 混合物进一步用20mL的水稀释，用冰浴冷却到10℃和在恒定的搅拌 下用6N HCl中和。pH调节到9，在旋转蒸发器上浓缩，得到固体。在 温和的加热(加热枪)下将固体再溶解在120mL MeOH中，然后在室温 下静置。固体由布氏漏斗滤出，并且用MeOH洗涤。该滤液在旋转蒸 发器上浓缩得到固体物质(3g)。该物质进行超滤(1K截分)(5×120mL) 以除去痕量的KCl。从滞留物中蒸发溶剂得到PIPZ表面，G＝2树枝 形大分子(1.66g，91.76％产率)，它为浅黄色固体并具有下列谱：
1H NMR：(300MHz，CD3OD)：δ 2.37-2.42(m，144H)，2.51(bs，144H)，2.58(bs， 136H)，2.83(bs，128H)，3.30(bs，68H，-OH)，3.34(s，36H，-NH)，2.37(d，J＝4.50Hz， 136H)，3.42-3.45(bs，136H)，3.90(bs，68H)；和
13C NMR：(75MHz，CD3OD)：δ 45.09，45.80，53.50，54.40，61.47，62.10，67.35， 67.55，69.24，70.12，72.85，74.20，74.42；和
IR(纯)：λmax 3385，2929，2924，2817，1649，1557，1454，1362，1321，1367，1106， 1029，1004，860，825，784cm-1；和
MALDI-TOF：C497H996N104O136计算10605；实测4000-10000amu；和
多分散性从AFM测量得到1.091。
实施例79：从树枝形大分子(G＝2)和PETGE得到的PEHAM树枝 形大分子(G＝3)
[(C)＝PETGE；(IF1)＝OH；(EX1)＝PIPZ；(IF2)＝OH；(BR1) ＝PETGE；(IF3)＝OH；(EX2)＝PIPZ；(IF4)＝OH；(BR2)＝PETGE； (IF5)＝OH；(EX3)＝PIPZ；(IF6)＝OH；(BR3)＝PETGE；(IF7)＝ OH；(EX4)＝PIPZ；(TF)＝仲NH；G＝0.5，1.5，2.5，3.5]
在100-mL单颈圆底烧瓶中加入PETGE(15.55g，43.2mmol)(由 实施例C制备)和35mL的MeOH。用冰浴将烧瓶冷却到10℃。将树枝 形大分子，G＝2.5(1.06g，0.1mmol，3.6-(NH)-mmol)(由实施 例78制备)溶于15mL的MeOH中并利用滴液漏斗经过20分钟的时间 添加到上述搅拌的溶液中。移走冰浴，混合物在室温下搅拌42小时。 反应混合物用320mL的MeOH稀释得到5％甲醇溶液和进行超滤(1K截 分)。在五次循环(5×120mL)后，TLC显示了随滞留物仅有痕量的 PETGE(从渗透液中回收11.78g的PETGE)。
滞留物从超滤液中分出；超滤液用甲醇洗涤(2×20mL)。滞留物 的总量是150mL，它用EPC(23g，145.56mmol，13.47当量/环氧 基)淬灭并在室温下搅拌4天。反应混合物用MeOH稀释，得到5％甲 醇溶液且过量的EPC由超滤(1K截分)分离(14×120mL)(从渗透液中 回收19.15g的EPC)。从滞留物中蒸发溶剂得到5.57g的酯表面G＝ 3.5树枝形大分子，它为泡沫状固体。
将酯表面G＝3.5树枝形大分子(5.38g)加入到250-mL圆底烧瓶 中并溶于48mL的MeOH中。将KOH(45％)水溶液(16.14g的90％ KOH 溶于32mL的水)经过5分钟添加到上述搅拌的溶液中。在烧瓶上安装 回流冷凝器并放入到预热(85-90℃)油浴中加热36小时。TLC表明没 有G＝0酯留下，它预计作为副产品来形成。反应混合物被冷却到室 温并在旋转蒸发器上浓缩。用冰浴将水性反应混合物被冷却到10℃。 添加6N HCl，偶而摇振。在添加40mL后，由pH试纸观察到pH从碱 性变化到酸性。添加另外6mL的HCl以调节到pH5。溶液然后在旋转 蒸发器在减压下浓缩(浴温是70℃)。在蒸发一半的溶液后，观察到在 烧瓶中固体的形成。完全除去水至干燥。该烧瓶从旋转蒸发器上取下， 在用加热枪进行温和加热的情况下将残留物溶于150mL的MeOH中。 烧瓶在试验台的顶部放置没几分钟。固体物质经由布氏漏斗过滤，用 100mL的MeOH彻底洗涤。固体没有完全地溶于MeOH中，且发现超滤 的速率非常缓慢。在通过1K膜的六个循环之后，滞留物在旋转蒸发器 上浓缩，它得到具有PIPZ表面的5.36g的浅黄色泡沫状固体(理论收 率是3.206g)。
在CD3OD中的1H NMR显示所有来自表面PIPZ的质子向着低场位移 了0.55ppm。该物质没有完全地溶于MeOH。这可能是客体分子在孔穴 /内部的截留的结果。这也可从最终收率>100％明显看出。
以上样品通过1K膜在水中渗析并渗析21小时，具有渗析液的两 次变化。在旋转蒸发器上从滞留物中蒸发水并在高真空下干燥，得到 2.34g(71％产率)的G＝3树枝形大分子，它为浅黄色固体。浓缩第 一渗析液得到固体。
对于渗析液的MALDI-TOF分析表明客体分子是G＝0.5树枝形大 分子，痕量的G＝0酯和少数其它未经确认的化合物。
记录来自滞留物的化合物的1H NMR，并且发现来自表面PIPZ的质 子向着高场位移了0.55ppm。
它的谱如下：
1H NMR：(300MHz，CD3OD)：δ 2.53(bs，H)，2.81(bs，H)，3.23(bs，H)，3.30(bs， H)，3.45(bs，H)，3.90(bs，H)，4.07(bs，H)；和
13C NMR：(75MHz，CD3OD+3 滴 D2O)：δ 43.53，45.77，50.22，51.46，58.47， 59.74，60.62，66.16，67.45，69.18，70.17，72.83，74.09；和
MALDI-TOF：C1541H3084N320O424计算32882；实测49617amu；和
多分散性从AFM测量得到1.117。
表I：PEHAM树枝形大分子
代 分子式 分子量 表面基团 核 0 C33H68N8O8 704 4 PETGE 1 C149H300N32O40 3180 12 PETGE 2 C497H996N104O136 10605 36 PETGE 3 C1541H3084N320O424 32882 108 PETGE
实施例80：4，4’-亚甲基双(N，N’-二缩水甘油基苯胺)(MBDGA) 与二乙醇胺(DEA)的反应
[(C)＝MBDGA；(IF1)＝OH；(BR1)＝DEA；(TF)＝OH；G＝2]
将缩水甘油基苯胺，I-b(0.844g，2mmol)和30mL的MeOH加 入到100-mL单颈圆底烧瓶中，然后安装搅拌棒。将DEA(1.68g，16 mmol)溶于10mL的MeOH中，然后在室温下添加到上述搅拌的溶液中。 在烧瓶上安装回流冷凝器并在N2气氛中在60℃下加热2天。2天后， TLC显示起始原料I-b的完全消耗且MALDI-TOF MS显示了八羟基封端 的(G＝1)树枝形大分子III-f和六羟基封端产物的分子离子峰。在旋 转蒸发器上除去溶剂，得到透明液体。III-f的谱如下：
MALDI-TOF：C41H74N6O12计算843；实测866(M+Na)和761 (M+Na)amu，三加成产物。
下面的反应路线75说明这一反应：
反应路线75
实施例81：缩水甘油基苯胺I-b与亚氨基二乙酸二乙基酯的反应
[(C)＝MBDGA；(IF1)＝OH；(BR1)＝DEIDA；(TF)＝乙酯；G＝2.5]
将DEIDA(1.512g，8mmol)加入到100-mL单颈圆底烧瓶中并添 加12mL的MeO。将MBDGA I-b(0.422g，1mmol)溶于溶剂的混合 物(3mL的DCM和5mL的MeOH)和经过30分钟添加到以上反应混合物 中。在室温下搅拌反应混合物2天后，MALDI-TOF质谱显示了单和双- 加成产物的分子离子峰。该烧瓶装有回流冷凝器并在40℃下加热3天。 在旋转蒸发器上除去溶剂，得到浅黄色液体。整个反应混合物进行硅 胶柱色谱处理(7”×1.5”)(17.8cm×3.8cm)。首先，用40％乙酸 乙酯/己烷洗脱过量的DEIDA，随后用5％甲醇/氯仿洗脱八酯封端的(G＝ 1)树枝形大分子III-g，0.92g(78％产率)，III-g具有下列谱：
1H NMR(300MHz，CDCl3)：δ 2.40-3.80(m，H)，3.90-4.3(m，16H)，4.7(m，4H)， 6.60-6.76(m，4H)，6.90-7.10(m，4H)；和
13C NMR(75MHz，CDCl3)：δ 14.43，21.29，39.90，45.57，45.71，45.91，50.64， 50.79，50.88，51.18，51.97，52.06，53.22，53.03，53.54，53.97，54.23，54.62，55.00，55.88， 56.07，56.48，56.59，56.92，58.68，58.98，59.28，59.63，60.63，60.99，61.11，66.60，66.92， 67.13，67.62，112.33，112.76，112.98，113.12，113.33，129.67，129.79，129.91，167.37， 169.66，171.92，171.97，172.02(发现的碳数目表明酯基转移产物。)；和
MALDI-TOF：C57H90N6O20计算1178；实测1201(M+Na)amu.
反应路线76说明这一反应：
反应路线76
实施例82：从酯封端的(G＝1)树枝形大分子合成八胺封端的(G＝ 1)树枝形大分子
[(C)＝MBDGA；(IF1)＝OH；(BR1)＝DEIDA；(EX1)＝EDA；(TF) ＝伯NH2；G＝2]
将EDA(66g，200mol.当量)加入到烘干的500-mL单颈圆底烧 瓶中，装有搅拌棒和用橡胶隔片密封，并用冰浴冷却到0℃。将酯表 面树枝形大分子III-g(0.65g，0.55mmol)(来自实施例81)溶于 10mL的MeOH中并利用压力平衡漏斗经过20分钟的时间添加到以上 溶液中。取下漏斗，用N2气体吹洗烧瓶，然后用橡胶隔片密封，并在 冰箱中在0℃下贮存2天。在2天后反应混合物升温至室温。在旋转 蒸发器上在减压下除去过量EDA，得到蜡状无色化合物。将整个反应 混合物溶于30mL的MeOH中，添加70mL的甲苯，并在旋转蒸发器上 蒸发。这一过程重复三次以便除去残留量的EDA，得到浅黄色固体， 胺表面树枝形大分子IV(0.825g，98％产率)，IV具有下列谱：
13C NMR(125MHz，DMSO-d6)：δ 41.97，42.53，49.27，52.96，54.09，56.76，57.56， 59.90，60.44，66.76，112.57，112.71，129.71，171.16；和
IR(纯)：vmax 3291(br)，2933，1653，1545，1517，1440，1358，1232，1189，1000， 962，799，7322cm-1；和
MALDI-TOF：C57H106N22O12计算1290；实测1313(M+Na)amu.
反应路线77说明这一反应：
反应路线77
实施例83：烯丙基封端的树枝形大分子的树枝形化
[(C)＝PETGE；(IF1)＝OH；(BR1)＝BAA；(BR2)＝PAMAM型支化单 元；(IF2)＝烯丙基；(TF)＝吡咯烷酮；G＝2.5]
将有吡咯烷酮表面的代零(G＝0)，胱胺核PAMAM树枝形大分子， (571mg，0.5129mmol)(Dendritic Nanotechnologies，Inc.)溶于 1.5mL的无水MeOH(Acros)中。然后添加DTT(71mg，0.462mmol， 0.9当量的二硫键)。还原反应在室温下在氩气中搅拌一夜。在另一 个烧瓶中将八烯丙基产物(57mg，0.0761mmol)(由实施例28制备) 和AIBN(17mg，0.104mmol)(Aldrich)添加到3mL的无水THF(Acros) 中。在氩气下向该溶液中添加还原的树突溶液。然后反应混合物加热 至65℃保持一夜。然后除去溶剂得到泡沫状固体形式的粗产物(631 mg，>100％，因为树突的过量使用)，它具有下列谱：
MALDI-TOF：计算3002.68(M+Na)；实测3003.43，(M+Na)amu.
反应路线78说明这一反应：
实施例84：从三羟甲基丙烷三缩水甘油醚与亚氨基二乙酸二乙基 酯(DEIDA)反应得到的产物与三(2-氨基乙基)胺(TREN)的反应，生产用 于DNA压缩和抗菌活性的具有三分支核和伯胺表面的PEHAM树枝形大 分子G＝2，
[(C)＝TMPTGE；(FF)＝Et；(IF1)＝OH；(BR1)＝DEIDA；(BR2) ＝TREN；(TF)＝伯NH2；G＝2]
向100-mL圆底烧瓶中加入TREN2(17.05g，116.82mmol，60NH2 当量/酯)和40mL的MeOH(Fisher Scientific)和磁力搅拌棒。在 放热的混合反应已经停止之后，(20分钟)，在室温下经过1小时的时 间将G＝1酯C4(0.846g，0.97mmol，5.84mmol酯；由实施例23B 制备)在10mL的MeOH中的溶液滴加进去。混合物然后被放入油浴中 并在50℃下加热3天。反应的进程由IR谱监测，即，在1740cm-1处 的酯振动的消失和在1567cm-1处的酰胺振动的出现。MALDI-TOF MS 分析显示了所需G＝2.0产物的质量，伴随有在1348[M+Na]+和1201 [M+Na]+(一个和两个环)处的环化合物。反应混合物用700mL的MeOH 稀释并使用1K尺寸排阻膜进行超滤。在收集1.8升的渗透液后，滞留 物从超滤装置中排出，溶剂由旋转蒸发除去，得到浅黄色粘性液体， 它进一步在高真空下干燥得到所需G＝2树枝形大分子3(1.41g， 98.94％产率)。它的谱如下：
1H NMR(300MHz，CD3OD)：δ 0.86(3H，bt)，1.38(2H，bs)，2.32-2.60(H，m)， 2.67-2.76(H，m)，3.29-3.34(H，m)，3.82(3H，bs)；和
13C NMR(125MHz，CD3OD)：δ 8.14，24.06，38.57，38.63，39.98，40.16，44.59， 54.00，55.09，55.28，57.21，58.02，60.19，63.05，63.28，69.38，69.94，72.52，72.96，75.00， 173.76，173.86，174.03；和
IR(纯)：vmax 3298，2934，2842，1659，1572，1536，1470，1388，1357，1311，1116， 973，819cm-1；和
MALDI-TOF MS：C63H143N27O12计算1470.9843.；实测1494.2270[M+Na]+， 1348.022[M+Na]+(一个环)，1201.0970[M+Na]+(两个环)amu。
下面的反应路线79示出了这一反应。
反应路线79
实施例85：来自实施例84的产物与衣康酸二甲酯(DMI)的反应生 产具有三分支核和生物相容性吡咯烷酮表面的PEHAM树枝形大分子G ＝2.5，
[(C)＝TMPTGE；(FF)＝Et；(IF1)＝OH；(BR1)＝DEIDA；(BR2) ＝TREN；(EX1)＝DMI；(TF)＝甲酯；G＝2.5]
经过30分钟的时间向DMI(2.84g，18.0mmol，3当量/NH2)(Acros Organics)的冷(10℃)溶液滴加G＝2树枝形大分子3(0.7435g，0.5 mmol，6NH2mmol；由实施例84制备)在5mL的MeOH中的溶液。在 加料完成后，烧瓶用隔膜密封，升至室温并在机械搅拌下保持60小时。 MALDI-TOF MS分析显示了所需产物的预期质量和具有一个、两个、三 个环的吡咯烷酮表面化合物的副产物的质量峰。另外添加1.42g的 DMI，搅拌36小时。反应混合物在MeOH中稀释成2.5-5％(w/w)溶液并 使用1K尺寸排阻膜膜在20-22psi(约137.9kPa)的压力下进行超滤。 在收集800mL的渗透液后，滞留物从超滤装置中排出，并用MeOH洗 涤(3×50mL)。由旋转蒸发从滞留物中除去溶剂得到液体，它进一步 在高真空下干燥得到吡咯烷酮表面G＝2.5树枝形大分子4，4为吸湿 性固体(1.166g，74.8％产率)。它的谱如下：
1HNMR(300MHz，CD3OD)：δ 0.83(3H，bt)，1.37(2H，bq)，2.65(H，bs)，3.30-， 3.35(H，t，J＝5.10Hz)，3.65(H，s)，3.68-3.73(H，bs)，3.84-3.96(H，bs)；和
13C NMR(75MHz，CD3OD)：δ 8.17，24.05，34.97，35.06，38.16，38.39，41.65， 41.96，44.61，50.96，51.98，52.55，54.05，54.68，60.25，62.50，69.34，72.86，75.01，173.69， 174.99，175.19；和
IR(纯)：vmax 3308，2955，2883，2842，1736，1675，1541，1495，1439，1362，1275， 1203，1173，1106，1024，932，855，753，697cm-1；和
MALDI-TOF MS：C135H215N27O48；计算2984.3，实测3007.3[M+Na]+amu.
下面的反应路线80示出了这一反应。
反应路线80
实施例86：从季戊四醇四缩水甘油醚与亚氨基二乙酸二乙基酯 (DEIDA)反应得到的产物与三(2-氨基乙基)胺(TREN)反应，生产用于 DNA压缩和抗菌活性的具有四分支核和伯胺表面的PEHAM树枝形大分 子G＝2，
[(C)＝PETGE；(IF1)＝OH；(BR1)＝DEIDA；(BR2)＝TREN； (TF)＝伯NH2；G＝2]
在250-mL圆底烧瓶中加入TREN 2(52.26g，358.0mmol，120 NH2当量/酯)，50mL的MeOH(Fisher Scientific)和搅拌棒。在放 热的混合反应已经停止(30分钟)之后，在室温下经过1小时的时间将 G＝1酯C5(1.25g，1.12mmol，8.95mmol酯；由实施例51制备)在 10mL的MeOH中的溶液滴加进去，所得混合物搅拌一夜。MALDI-TOF MS 分析显示了所需产物的预期质量峰以及具有一个和两个环的副产物的 质量峰。记录IR谱并且显示在1575cm-1处酰胺振动的存在和在1740 cm-1处酯振动的不存在。搅拌继续进行另外36小时。然后反应混合物 在MeOH中稀释成5％w/w溶液并使用1K尺寸排阻膜进行超滤。在收集 3.5升的渗透液后，滞留物从超滤中排出，溶剂由被旋转蒸发除去， 剩下的产物在高真空下干燥得到浅黄色、泡沫状固体3(2.02g，94％ 产率)。它的谱如下：
1H NMR(500MHz，CD3OD)：δ 2.49-2.59(H，m)，2.62(H，bt)，2.66(H，s)，2.68(H， s)，2.69(H，s)，2.70(H，s)，2.73-2.82(H，m)，3.29-3.47(H，m)，3.82(H，bs)；和
13C NMR(125MHz，CD3OD)：δ 38.64，40.19，48.48，49.85，53.94，55.10，55.29， 57.66，58.10，60.23，63.06，69.33，71.41，75.11，173.70，173.80，173.97；和
IR(纯)：vmax 3313，3078，2934，2868，1649，1557，1541，1475，1449，1362，1306， 1163，1101，978，818cm-1；和
MALDI-TOF MS：C81H184N36O16；计算1918.6，实测1941.8[M+Na]+amu.
下面的反应路线81示出了这一反应
实施例87：来自实施例86的产物与衣康酸二甲酯(DMI)的反应生 产具有四分支核和生物相容性吡咯烷酮表面的PEHAM树枝形大分子G ＝2.5，
[(C)＝PETGE；(IF1)＝OH；(BR1)＝DEIDA；(BR2)＝TREN； (EX1)＝DMI；(TF)＝甲酯；G＝2.5]
经过30分钟的时间向DMI(3.792g，24.0mmol)(Acros Organics) 在15mL MeOH(Fisher Scientific)中的冷(10℃)溶液滴加G＝2树 枝形大分子3(0.959g，0.5mmol，8mmol NH2；由实施例86制备)在 15mL的MeOH中的溶液。在加料完成后，反应混合物逐渐地升至室 温并搅拌2天。由MALDI-TOF MS谱的分析显示了所需产物和一些环状 物质的预期质量。将已溶于2.0mL MeOH中的另外1.896g(12.0mmol) DMI添加进去并搅拌24小时。反应混合物在MeOH中稀释成2.5-5％(w/w) 溶液并使用1K尺寸排阻膜膜在20-22psi(约137.9kPa)的压力下进 行超滤。在收集1升的渗透液后，该滞留物从超滤设备中排放并用MeOH 洗涤(3×50mL)该超滤设备。由旋转蒸发从滞留物中除去溶剂得到粘 性液体，它进一步在高真空下干燥得到吡咯烷酮表面G＝2.5树枝形 大分子，该大分子树枝形为吸湿性固体4(1.56g，79.27％产率)。它 的谱如下：
1H NMR(500MHz，CD3OD)：δ 2.65(H，bs)，3.30-3.47(H，bs)，3.65-3.68(H，m)， 3.72-3.74(H，m)，3.88(H，m)；和
13C NMR(125MHz，CD3OD)：δ 34.96，35.06，38.16，38.40，41.65，41.96，42.18， 46.95，49.85，50.95，51.98，52.24，52.84，52.94，54.05，54.69，60.22，69.35，71.43，75.11， 173.65，175.01，175.15；和
IR(纯)：vmax 3308，2950，2878，2817，1736，1675，1536，1495，1434，1362，1265， 1203，1168，1106，1019，937，855，753，702cm-1；和
MALDI-TOF MS：C177H280N36O64；计算3936.3，实测3957.7[M+Na]+amu.
下面的反应路线82示出了这一反应。
反应路线82
实施例88：实施例56的产物与三(2-氨基乙基)胺(TREN)的反应， 生产用于DNA压缩和抗菌活性的具有芳族四分支核和伯胺表面的 PEHAM树枝形大分子G＝2，
[(C)＝TPEGE；(IF1)＝OH；(BR1)＝DETA；(EX1)＝DMI；(BR2) ＝TREN；(TF)＝伯NH2；G＝2]
在机械搅拌下在250-mL圆底烧瓶中将TREN(11.42g，78.22mmol， 51.0当量/酯)(Dow Chemical)溶解在10mL的MeOH中并冷却到4℃。 利用60-mL加料漏斗经过25分钟加入树枝形大分子II(0.392g， 0.192mmol；由实施例56制备)在MeOH中的7.5％溶液。另外15mL 的MeOH用作洗液。反应利用FT-IR通过在1736cm-1处的甲酯振动的 消失来监测。将30.06g的等分部分从反应中取出，并放置在1000mL MeOH中的1,000道尔顿渗析膜(38mm直径，4cm长度，Spectra/， Spectrum Laboratories)中。本体MeOH在5小时，16小时，和另外 8小时之后发生变化。将产物转移到100-mL圆底烧瓶并由旋转蒸发除 去溶剂。将残留物在高真空下放置24小时得到暗黄色的，无定形吸湿 性的产物III(0.230g，88％产率，0.261g理论收率)。它的谱如下：
1HNMR(500MHz，CD3OD)：δ 2.52(8H，s)，2.72(8H，s)，3.14(2H，s)，3.53(2H， s)，4.89(16H，s)，6.68(1H，s)，7.15(1H，s)；和
13C NMR(75MHz，CD3OD)：δ 35.94，38.07，38.93，40.75，41.92，69.25，115.17， 149.32，156.29，162.48，168.36，157.09，175.49；和
MALDI-TOF：C142H250N44O24；计算2957.8，实测2981.4[M+Na]+amu.
下面的反应路线83示出了这一反应。
实施例89：实施例56的产物与三(羟甲基)氨基甲烷(TRIS)反应 生产有芳族四分支核和生物相容性羟基表面的PEHAM树枝形大分子G ＝2，_
[(C)＝TPEGE；(IF1)＝OH；(BR1)＝DETA；(EX1)＝DMI；(BR2) ＝TRIS；(TF)＝OH；G＝2]
在100-mL圆底烧瓶中将TRIS(0.722g，5.97mmol，3.22当量 /酯)溶解在25mL的DMSO(Acros Organics)中。将树枝形大分子II (0.472g，0.231mmol；由实施例56制备)利用漏粉斗添加到搅拌的 反应混合物中，然后用另外10mL的DMSO洗涤。然后利用漏粉斗添加 碳酸钾(0.011g，0.104mmol)(Acros Organics)，残余粉末用10mL 的DMSO洗涤。反应由FT-IR监测。在1736cm-1处的酯振动完全消失 之后，反应用水稀释到1000mL并使用3K尺寸排阻膜进行超滤。在完 成超滤之后，滞留物转移到500-mL圆底烧瓶中，溶剂由旋转蒸发除去。 剩下的黄色糊料在高真空下干燥24小时得到所需产物IV(0.520g， 78.5％产率，0.662g理论收率)。它的谱如下：
1H NMR：(500MHz，D2O)：δ 2.46(1H，s)，2.53(1H，s)，2.66(1H，s)，2.84(1H，s)， 3.06(1H，s)，3.16(1H，s)，3.52(2H，J＝3.0Hz)，4.77(10H，s)，7.05(1H，s)，7.41(1H，s)；和
13C NMR：(75MHz，D2O)：δ 33.64，35.07，37.55，39.57，43.28，51.49，53.42，59.07， 63.23，64.86，117.28，132.05，177.92，181.75；和
MALDI-TOF：C134H210N20O48；计算2757.0，实测2781.3[M+Na]+amu.
下面的反应路线84示出了这一反应。
反应路线84
实施例90：从四羟苯基乙烷缩水甘油醚与三(2-氨基乙基)胺 (TREN)反应的产物与丙烯酸甲酯反应生产出具有四分支核和酯表面的 PEHAM树枝形大分子G＝2.5
[(C)＝TPEGE；(IF1)＝OH；(BR1)＝TREN；(EX1)＝丙烯酸甲 酯；(TF)＝甲酯；G＝2.5]
向50-mL圆底烧瓶中添加已溶于6mL MeOH中的丙烯酸甲酯(4.0 g，46.0mmol，2当量/NH)。在机械搅拌下经过3分钟向已冷却至 4℃的这一混合物中滴加四羟苯基乙烷四(2-羟丙基-3-(双-氨基乙基) 胺G1(1.6g，1.5mmol，12.4mmol NH2；由实施例58制备)在10mL 的MeOH中的混合物。混合物升至25℃并在25℃下在N2气氛的覆盖 层中密封搅拌48小时。由旋转蒸发除去挥发物，将残留物再溶解在 50mL的MeOH中并再次旋转蒸发。再溶解和蒸发重复另外3次。所得 残留物在高真空下在25℃下干燥5小时得到所需产物II(2.4g，67％ 产率)。它的谱如下：
13C NMR(125MHz，CDCl3)：δ 49.80，51.01，52.08，52.67，53.88，58.04，68.19， 70.25，114.55，129.73，136.90，157.13，173.36；和
MALDI-TOF MS：C118H186N12O40；计算2411.3，实测2413[M]+amu.
下面的反应路线85示出了这一反应。
反应路线85
实施例91：实施例90的产物与碳酸钾的反应生产具有芳族四分 支核和生物相容性阴离子羧酸钠表面的PEHAM树枝形大分子G＝2.5
[(C)＝TPEGE；(IF1)＝OH；(BR1)＝TREN；(EX1)＝丙烯酸甲 酯；(TF)＝COONa；G＝2.5]
在机械搅拌下向50-mL圆底烧瓶中添加羧酸钠(700mg，6.53 mmol，1.9当量/酯)和20mL的去离子水。向该均匀溶液中添加已溶 于20mL MeOH中的G＝2甲酯表面树枝形大分子II(518mg，21.0mmol， 3.44mmol酯；由实施例90制备)。混合物在25℃下在N2气氛的覆盖 层中搅拌三天(首先浑浊，搅拌2.5小时之后混合物变澄清)。然后混 合物用150mL的去离子水稀释和用含有1K再生纤维素膜的切向流动 超滤设备在20psi(137.9kPa)的压力下进行超滤，得到总共1升的 渗透液。使用旋转蒸发器除去挥发物。将残留物溶于MeOH中并两次 在旋转蒸发器上除去挥发物，随后在高真空下干燥得到所需产物 III(540mg，98％产率)。它的谱如下：
13C NMR(125MHz，D2O)：δ 34.38，47.16，52.68，58.15，70.21，72.02，117.44， 132.12，140.60，158.88，181.51；和
MALDI-TOF MS：C102H138N12Na16O40；计算2540.1，实测2352[M-2 丙烯酸钠]+amu.
下面的反应路线86示出了这一反应。
反应路线86
实施例92：实施例90的产物与三(羟甲基)氨基甲烷(TRIS)反应 生产有芳族四分支核和生物相容性羟基表面的PEHAM树枝形大分子G ＝3，
[(C)＝TPEGE；(IF1)＝OH；(BR1)＝TREN；(EX1)＝丙烯酸甲 酯；(BR2)＝TRIS；(TF)＝OH；G＝3]
将含有搅拌棒并装有隔膜的100-mL圆底烧瓶在N2气体的流动下 进行火焰干燥。在冷却到25℃之后，利用注射器将G＝2甲酯表面 树枝形大分子II(2.4g，1.0mmol，16mmol酯；由实施例90制备) 在30mL无水DMSO中的溶液添加进去。向该混合物中添加TRIS(3.2 g，26.4mmol，2当量)，随后添加无水碳酸钾(4.0g，28.9mmol， 1.1当量/酯)。所得混合物在N2气氛中快速地搅拌24小时。粗混合 物的IR表明在这一时间之后在1736cm-1处的羰基振动消失。反应混 合物用去离子水稀释到3％w/w混合物(1000mL)并过滤得到900mL 的渗透液。在另外600mL渗透液进行超滤(6个再循环)之后，由旋转 蒸发法浓缩滞留物得到浅黄色固体。将固体溶于50mL的MeOH中然后 在旋转蒸发器上再浓缩3次，得到松散粉末。该粉末进一步在高真空 下干燥得到所需产物IV(3.54g，93％产率)。它的谱如下：
13C NMR(125MHz)：δ 35.51，51.78，52.45，54.45，63.31，64.83，70.21，117.23， 131.99，140.05，159.50，177.84；和
MALDI-TOF MS：C166N298N28O72；计算3838.1，实测3855[M+Na]+amu.
下面的反应路线87示出了这一反应。
反应路线87
实施例93：季戊四醇四缩水甘油醚和实施例10B的产物在水中反 应生产出具有四分支核和哌嗪表面的PEHAM树枝形大分子G＝1
[(C)＝PETGE；(IF1)＝OH；(EX1)＝PIPZ；(IF2)＝OH；(BR1) ＝PETGE；(IF3)＝OH；(EX2)＝PIPZ；(TF)＝仲NH；G＝1.5]
在机械搅拌下向500-mL圆底烧瓶中添加G＝0PEHAM树枝形大分 子A5(5.88g，8.34mmol，6当量/PETGE；由实施例10B制备)和 57.0g的水以及碳酸钾(1.27g，9.19mmol，1.1当量/NH)(Acros Organics)。利用移液管经过10分钟向该溶液中滴加已溶于8.0g 水中的PETGE(0.499g，1.34mmol)。反应在22℃下和N2气氛中搅拌 24小时，然后升温至45℃再加热24小时。48小时后，反应被冷却到 22℃和用水稀释到1000mL。产物进行3K超滤，收集14升的渗透液。 水由旋转蒸发除去并且残留物在高真空下干燥24小时，得到G＝1 树枝形大分子I(1.51g，64.5％产率，2.34g理论)。它的谱如下：
1H NMR：(300MHz，D2O)：δ 2.36，(m，8H)，2.74(s，2H)，3.374(m，6H)，3.92(s， 1H)，4.68(dd，J＝5.85Hz，5H)；和
13C NMR：(75MHz，D2O)：δ 44.03，45.57，50.83，52.52，53.26，60.69，61.25，67.25， 70.15，74.47，78.96；和
MALDI-TOF：C149H300O32；计算3180，实测3181[M]+amu.
下面的反应路线88示出了这一反应。
反应路线88
实施例94：实施例93的产物与缩水甘油反应生产具有四分支核 和羟基表面的PEHAM树枝形大分子G＝2，
[(C)＝PETGE；(IF1)＝OH；(EX1)＝PIPZ；(IF2)＝OH；(BR1) ＝PETGE；(IF3)＝OH；(EX2)＝PIPZ；(BR2)＝缩水甘油；(TF)＝OH； G＝2]
在100-mL圆底烧瓶中将缩水甘油(237mg，3.2mmol，2.12当量 /NH)(Aldrich)溶解在8mL的水中。将G＝1PEHAM树枝形大分 子I(400mg，0.126mmol，1.51mmol的NH；由实施例93制备)溶 解在12mL的水中，随后添加碳酸钾(220mg，1.59mmol，1.06当量 /NH)(Acros Organics)。利用移液管在机械搅拌下将树枝形大分子 和碱的澄清溶液滴加到缩水甘油溶液中。72小时后，MALDI-TOF显示 缩水甘油的消耗和与树枝形大分子I的反应。混合物进行3K超滤， 收集8升的渗透液。收集滞留物，由旋转蒸发除去水。残留物进一步 在高真空下干燥一夜得到所需树枝形大分子II(760mg，100％产率)。 它的谱如下：
1H NMR(500MHz，D2O)：δ 2.48(3H，s)，2.58(2H，s)，2.87(2H，s)，3.49(2H，s)， 3.90(1H，s)，4.03(2H，s)，4.80(4H，s，J＝7.8Hz)；和
13CNMR(75MHz，D2O)：δ 46.52，48.10，55.01，55.65，61.81，63.21，63.73，65.27， 67.22，69.76，71.32，72.67，73.11，74.79，76.58，76.99；和
MALDI-TOF：C183H368N32O64；计算4041.1，实测4080.5[M+K]+amu.
下面的反应路线89示出了这一反应。
反应路线89
实施例95：单焦点PAMAM树突胱胺核代四乙酰胺表面
[(C)或(BR)＝单中心反应活性树突；G＝0.5]
将代＝0，胱胺核，胺表面树枝形大分子2.315g(3.80mmol) 溶于5mL的MeOH中。然后将1.847g(18.25mmol)的TEA添加到 溶液中。该混合物用冰浴冷却到0℃。然后滴加1.725mL(18.25mmol) 的乙酸酐。反应然后升至室温并搅拌一夜。TLC显示全部起始原料已 消耗。然后除去溶剂，并将残留物放在高真空中得到棕色固体形式的 粗产物，3.47g。粗产物(1.27g)通过使用6:1:0.02 CHCl3:MeOH: NH4OH的溶剂利用SiO2色谱提纯。得到593.3mg白色固体产物，熔点 141.0-142.0℃；和它的谱如下：
1H NMR(300MHz，D2O)：δ 1.82(s，12H)，2.25(m，8H)，2.64(m，16H)，3.19(t， 16H)，4.67(s，8H)；和
13C NMR：δ 21.92，32.52，34.39，38.60，38.66，48.77，51.43，174.14，175.01.
1.[胱胺]的还原；代＝0；树枝形PAMAM；(乙酰胺)4树枝形大 分子：
将148.8mg(0.1915mmol)树枝形大分子溶于2mL的MeOH。在 使用之前，MeOH用氮气吹洗15分钟。然后将28mg(0.182，0.95 当量的树枝形大分子)的DTT添加到该溶液中。反应混合物在室温下 和在N2气氛中搅拌2天。TLC显示全部DTT消耗并且斑点对于在TLC 板上的Ellman试剂显阳性。产物无需进一步提纯就用于下一反应。
2.焦点，硫醇官能化PAMAM树突与丙烯酸甲酯的反应：
向步骤2的反应溶液中添加117mg(1.36mmol)丙烯酸甲酯。然 后反应加热至40℃保持两个小时。TLC显示有起始原料残留。然后添 加另外117mg的丙烯酸甲酯。TLC显示在4小时后反应完成。由旋转 蒸发器除去溶剂。残留物通过硅胶层析法提纯，得到104mg的淡白色 固体形式的产物：熔点128.0-129.5℃。
1H NMR(300MHz，CDCl3)：δ 1.93(s，6H)，2.32(m，8H)，2.65(m，12H)，3.29(m， 4H)，3.65(s，3H)；和
13C NMR(75MHz，CDCl3)：δ：23.10，27.13，29.80，33.69，34.58，39.22，39.78， 49.86，51.84，53.03，171.27，172.33，173.00.
3.焦点，硫醇官能化PAMAM树突与2-异丙烯基噁唑啉的反应：
向步骤2的反应溶液中添加15.4mg(0.136mmol)异丙烯基噁唑 啉。然后反应加热至40℃保持2.5小时。TLC表明有起始原料残留。 然后添加另外3.0mg的异丙烯基噁唑啉。TLC显示在4小时后反应完 成。由旋转蒸发器除去溶剂。该残留物通过硅胶层析法提纯，得到58 mg的产物，为蜡状白色固体(85％)；熔点92.0-95.0℃；具有下列谱：
1H NMR(300MHz，CDCl3)：δ 1.17(d，J＝6.6Hz，3H)，1.89(s，6H)，2.27(t， J＝6.0Hz，6H)，2.47-2.78(m，17H)，3.74(t，J＝9.6Hz，2H)，4.14(t，J＝9.6Hz)，7.32(s，2H)， 7.87(s，2H)；和
13CNMR(75MHz，CDCl3)：δ 17.17，23.07，29.98，33.70，34.08，36.11，39.12， 39.77，49.91，52.92，53.97，67.37，170.29，171.19，172.99.
反应路线90说明以上反应：
反应路线90
实施例96：在可分裂的二硫化物(S-S)核周围构造PEHAM树枝形 大分子，允许树枝形大分子分离成具有活性焦点官能团[FF]的两个树 突。
[(C)＝BPEDS；(IF1)＝OH；(BR1)＝PETGE；(EX1)＝PEA；(TF) ＝仲NH；G＝1]
A.双(2-哌嗪基乙基)二硫化物核的制备。
向含有搅拌棒和装有加料漏斗、冷凝器和玻璃塞子的100-mL三颈 圆底烧瓶中添加已溶于40mL苯中的哌嗪(5.8g，67.0mmol)。将该 混合物在N2气体中加热至缓和的回流，然后经过30分钟将环硫乙烷 (1.0g，1.0mL，16.8mmol)(Aldrich)在20mL的苯中的溶液滴加 进去。所得混合物在N2气体中温和地进一步回流2小时。挥发性物质 由旋转蒸发法除去而得到粗残留物(7.0g)。该残留物由硅胶层析法， 通过使用由浓铵、甲醇和氯仿(5:25:75)组成的混合物作为洗脱剂提 纯，并得到提纯的产物(1.76g，72％产率)。TLC(5:25:75，浓 铵，甲醇和氯仿)分析显示两种化合物的混合物，对于过量的Rf＝0.3 和对于所需产物的Rf＝0.5。13C NMR谱显示了两种化合物的粗略地1： 1混合物。因此，该混合物进一步在回流的苯中加热7小时，随后用 空气鼓泡2小时。该物质的13C NMR谱显示了～90％的所需产物。它的 谱如下：
13CNMR(75MHz，acetone-d6)：δ 36.93，46.70，55.21，59.04；和
MALDI-TOF MS：C12H26N4S2；计算290.2，实测291[M]+mu.
下面的反应路线91示出了这一反应。
反应路线91
B.双(2-哌嗪基乙基)二硫化物核与过量季戊四醇四缩水甘油醚 (PETGE)支化单元[BR]的反应，形成具有环氧基表面的PEHAM树枝形 大分子G＝0。
向含有搅拌棒的50-mL圆底烧瓶中添加PETGE(8.5g，23.6mmol， 6当量/NH)和25mL的MeOH。在机械搅拌下在25℃下经过5分钟将 BPEDS(550mg，1.89mmol，3.8mmol NH)在2.0mL的MeOH中的溶 液添加到该混合物中。所得混合物进一步在N2气氛中搅拌18小时。 通过使用含有1K再生纤维素膜的切向流动超滤装置，该混合物的一半 在MeOH中用超滤处理以除去过量PETGE，当得到125-mL滞留物溶液 时，得到600mL的渗透液(5个再循环)。MALDI-TOF质谱显示所需产 物(～960mg，0.95mmol产率)。它的谱如下：
MALDI-TOF MS：C46H82N4O16S2；计算1010.5，实测1011[M]+amu.
下面的反应路线92示出了这一反应。
反应路线92
C.PEHAM树枝形大分子与双(2-哌嗪基乙基)二硫化物核(BPEDS) 和季戊四醇四缩水甘油醚(PETGE)支化单元[BR]以及环氧基封端的官 能团[TF]与过量甲基异丙基亚氨基乙基哌嗪的反应生产伯胺表面。
在100-mL圆底烧瓶中，MIPIEP(6.5g，33.0mmol)和250mL来 自部分B的滞留物溶液(960mg，0.95mmol)在机械搅拌下进行混合并 在50℃下加热24小时。溶剂由旋转蒸发除去和通过使用含有1K再生 纤维素膜的切向流动超滤装置粗产物进一步在MeOH中由超滤提纯以 除去过量的MIPIEP。所需产物通过MALDI-TOF质谱鉴定如下：
MALDI-TOF MS：C82H172N22O16S2；计算1786，实测1785[M]+amu.
下面的反应路线93示出了这一反应。
反应路线93
实施例97：从哌嗪表面封端的季戊四醇四缩水甘油醚与聚(亚乙 基亚胺)得到的棒状树枝形大分子(G＝1)
[(C)＝PEI；(BR1)＝PETGE；(IF1)＝OH；(EX1)＝PIPZ；(TF) ＝仲NH；G＝1.5]
A.聚(亚乙基亚胺)与季戊四醇四缩水甘油醚，随后与N-哌嗪羧 酸乙基酯的反应
向含有搅拌棒的250-mL圆底烧瓶中添加PETGE(14.5g，40.3 mmol，6.9当量/NH)和39mL的MeOH。向已冷却到4℃的这一搅拌混 合物中添加已溶于4mL MeOH中的PEI(250.0mg，5.8mmol NH，DP＝ 21，由MALDI-TOF质谱得到的峰值信号)。混合物升温至25℃并在N2 气氛的覆盖层中搅拌24小时。反应混合物的MALDI-TOF质谱显示了 4591amu(理论：8482amu)的峰值质量，表明有54％的缩水甘油醚接 枝聚合物骨架之上。向该混合物中添加已溶于39mL MeOH中的EPC (39.0g，246.0mmol，1.5当量/环氧基)。混合物在40℃下搅拌24 小时。然后挥发物由旋转蒸发除去。这一粗产物的过量哌嗪通过使用 球管-球管Kugelrohr蒸馏方法在高真空和加热至170-200℃下除去， 得到37.0g的残留物。残留物的MALDI-TOF分析显示在6245amu处 的峰，表明60％接枝。将残留物溶于40mL的MeOH中并放置到在MeOH 中的含有硅胶(150g，60埃，200-430目)的柱中。通过用15个100-mL 级分的MeOH洗脱除去。四缩水甘油醚和单保护的哌嗪的未接枝产物。 产物通过使用在MeOH中的20％氢氧化铵，用8个100-mL级分洗脱。 这些级分由旋转蒸发法浓缩得到所需产物(1.55g，60％回收率，基于 3g的理论)。它的谱如下：
13C NMR(125MHz，CD3OD)：δ 14.95，15.06，44.72，46.99，54.62，62.47，62.71， 68.74，71.36，75.48，75.58157.10(与1-哌嗪羧酸乙基酯反应的最终产物)； 和
MALDI-TOF MS：C399H693N21O168；计算值8482(100％接枝)，实测值 6245(～60％接枝)amu(环氧化物中间体)。
B.G＝1聚(亚乙基亚胺)棒状树枝形大分子的保护基的水解
向含有搅拌棒的50-mL圆底烧瓶中添加KOH(4.7g，71.0mmol， 16当量/氨基甲酸酯)和10mL的去离子水。在这一均匀的溶液中滴 加已溶于14mL MeOH中的聚(亚乙基亚胺)棒条体(1.47g，14mmol， 1.6mmol氨基甲酸酯)(在实施例97A中制备)。该混合物在N2气氛中 在75℃下加热16小时。混合物被冷却到室温，然后用12N HCl酸化 到pH3，然后用氢氧化钾调节至碱性，达到pH10.5。由旋转蒸发除 去挥发物，随后在50℃下在高真空下干燥。残留固体在100mL的MeOH 中在25℃下搅拌3小时。让未溶解的盐沉降，并滗析甲醇溶液。这一 程序重复两次以上。然后合并的甲醇洗涤液由旋转蒸发浓缩，随后在 高真空下干燥残留物，得到1.2g的浅棕色固体。将这一物质放置在 MeOH中的SephadexTM LH-20柱上并进行洗脱，收集30个2-mL级分。 级分1-7被合并并由旋转蒸发浓缩得到所需产物(540mg)。它的谱如 下：
13C NMR(125MHz，CD3OD)：δ 46.29，47.04，55.57，63.30，68.53，71.39，75.68； 和
MALDI-TOF：C609H1218N126O168；计算值13908(100％接枝)，实测值 6245(～45％总接枝)amu。
下面的反应路线94示出了这一反应。
实施例98：无规的高度支化树枝形大分子。胺和环氧化物的反应 形成环氧基聚合物是一大类的商购单体的基础。通常该单体为了特殊 的应用而聚合。这些聚合物广泛用作保护涂层，胶水，粘结剂和一般 是有吸引力的，因为它们的高热稳定性和韧性(高拉伸强度)。树枝形 大分子借助于PEHAM重复单元在这一类型的聚合物中的引入应该提供 更多的用途。宽范围的物理和化学性质应该利用“树枝状态”以小心 地调节聚合度来实现。因为它们的树枝状生长树枝形大分子基的聚合 物应该还具有更致密的结构。
[(C)＝低聚(新戊基二缩水甘油醚)；(IF1)＝OH；(BR1)＝DETA； (TF)＝胺]
A.从双(甲基异丁基亚氨基乙基)胺和新戊基缩水甘油醚制备AB2 单体
向25-mL圆底烧瓶中添加10mL的双(甲基异丁基亚氨基乙基)胺 在MIBK中的0.633M溶液。在高真空和加热下通过抽空除去挥发物。 将残留物(1.7g，6.3mmol)经过1-2分钟滴加到含有新戊基二缩水甘 油醚(Aldrich)(8.2g，38mmol，6当量.)和20mL的MeOH的装有 搅拌棒的50mL烧瓶中。这一混合物在N2气氛中在25℃下搅拌18 小时。反应混合物的MALDI-TOF质谱显示了所需产物的在319amu处 的峰。TLC(30％ NH4OH-MeOH)显示在Rf＝0.85处的大斑点和在Rf＝0.2 处的小斑点。混合物由旋转蒸发法浓缩。所得残留物通过使用 Kugelrohr装置，在160-190℃下球管-球管蒸馏～20分钟除去过量的 双环氧化合物，得到一釜的所需产物(3.4g，理论3.1g)。将该单体 溶于MIBK中并在贮存过程中在N2气氛中密封。500mg的该单体的样 品在MeOH中的SephadexTM LH-20柱上提纯。所收集的级分15-23被 浓缩得到250mg的单体，显示了319amu的MALDI-TOF质谱，除去了 大部分的较高分子量杂质。该物质的TLC(在MeOH中30％ NH4OH)显示 了在Rf＝0.85处的一个斑点。它的谱如下：
13C NMR(CDCl3，500MHz)：δ 17.59，22.05，22.1，26.09，36.44，44.08，44.18， 50.02，50.92，51.58，68.51，70.71，71.13，73.80，71.91，78.03，170.73；和
MALDI-TOF：C15H33N3O4；计算319.44，实测319[M+]amu.
下面的反应路线95示出了这一反应。
反应路线95
B.AB2单体的聚合反应
向含有搅拌棒的25-mL圆底烧瓶中添加等分部分的单体(由实施 例98A制备)在MIBK中的溶液。挥发物由高真空除去(1.0g，3.2 mmol)。向该烧瓶中添加25mL的MeOH和120mg的水。该混合物在 N2气氛中在55℃下加热并搅拌48小时。反应混合物的TLC(在MeOH 中50％ NH4OH)显示了单体浓度(Rf＝0.85)的缓慢增加和在基线上对应 于高分子量物质的斑点的增加。粗聚合物混合物的MALDI-TOF质谱显 示了高达～4000amu的低聚物峰。它的谱如下：
MALDI-TOF：发现高达4000amu的低聚物峰(319amu的若干倍)。
实施例99：基于聚(2-乙基-2-噁唑啉)(PEOX)的树枝形接枝体聚 合物作为核，具有四分支核的PEHAM树枝形大分子G＝0作为支化单 元和哌嗪作为表面。
[(C)＝PEOX；(IF1)＝OH；(BR1)＝PEHAM树枝形大分子G＝0； (EX1)＝PIPZ；(TF)＝胺]
A.PEOX核的制备
向含有大搅拌棒的250-mL圆底烧瓶中加入对-甲苯磺酸甲酯 (1.85g，9.93mmol)和125mL的甲苯。该烧瓶装有Dean-Stark分 水器和连接到N2气体管线的冷凝器和鼓泡器。该混合物回流～30分 钟，将约25％的甲苯体积蒸馏到存水弯(trap)中以彻底干燥该装置， 然后冷却到90℃，同时该存水弯用隔膜置换以阻挡潮气。乙基噁唑啉 (19.5g，196.7mmol)在真空下从氢化钙粉末新蒸馏到装有隔膜以阻 挡潮气的分离烧瓶中。该烧瓶的内容物通过火焰干燥过的18-规格针 经过5-8分钟的时间转移到甲苯/对-甲苯磺酸甲酯溶液中。所得混合 物装有回流冷凝器并在N2气氛中加热到温和的回流(～110℃)保持 16小时。该物质的MALDI-TOF质谱显示20的聚合度(DP)。它的谱如 下：
MALDI-TOF：发现在900-3700amu之间的多个峰，最高者在2100 amu处(对应于DP＝20)。
B.PEHAM树枝形大分子G＝0接枝到PEOX骨架上
向已冷却至～90℃的上述混合物中一次性添加PEHAM G＝0核， 季戊四醇四(2-羟丙基-3-哌嗪)醚(483mg，0.686mmol，2.7mmol NH) 在2.0mL的MeOH中的溶液。所得混合物在N2气氛中回流24小时。 然后剩下的未接枝的聚(2-乙基-2-噁唑啉)用吗啉(2.0g，23.0 mmol，～2当量/活性聚合物末端)淬灭，混合物回流另外24小时。混 合物被冷却到25℃和由旋转蒸发除去挥发物，随后进一步在高真空下 干燥得到粗树枝形接枝体产物(25g)。将残留物溶于50mL的MeOH 中并在MeOH中的SephadexTM LH-20柱上提纯3g等分部分(对应于～1g 粗产物)，取得各2mL的总共40个级分。收集级分1-7并由旋转蒸发 除去溶剂，得到提纯产物(300mg)。这一产率显示了以质量平衡为基 础，4:1加合物(即，四个PEOX单元/PEHAM G＝O树枝形大分子)的 90-100％的接枝率。然而，提纯产物的MALDI-TOF质谱显示了平均1: 1加合物。这一结论由合并的级分1-7的碳NMR谱支持。树枝形接枝 体的PEHAM树枝形大分子G＝0部分的特征信号明显存在于74.30， 70.61，60.63和53.35ppm。在53.35ppm处的信号是宽的并且是当 第二个氮被取代时常常变宽的哌嗪官能团的指征。它的谱如下：
13C NMR(125MHz，CDCl3)δ 9.35，25.96，43.56，45.54，53.35，59.14，60.63， 70.61，74.30，173.92，174.41，174.52；和
MALDI-TOF MS：发现多个峰其最高者在2240amu处。
下面的反应路线96示出了这一反应。
实施例100：具有G＝4PAMAM核和G＝1PEHAM壳的核-壳构造 的树枝形大分子
核：G＝4PAMAM
壳：G＝1PEHAM[(C)＝TMPTGE；(EF1)＝OH；(BR1)＝DEIDA； (TF)＝乙基酯]
向压力管中添加作为壳单元的具有乙酯表面的G＝1PEHAM树枝 形大分子(2.17g，2.5mmol，50摩尔当量/G＝4PAMAM核；由实施 例23B制备)在11.0mL的MeOH中的溶液。向该溶液中一次性添加氯 化锂(0.21g，5.0mmol，2摩尔当量/G＝1酯)(Acros)，该管装 有搅拌棒和塞子。在室温下搅拌10分钟后，添加具有EDA核和伯胺 表面基团的G＝4 PAMAM树枝形大分子(0.71g，0.5mmol， 在MeOH中12.3％w/w溶液)的溶液作为核单元，并用塞子密封该管并 在45℃下加热一夜。反应混合物的等分部分由MALDI-TOF MS分析和 它显示了在26,809(对应于作为壳的大约14G＝1PEHAM树枝形大 分子)和54,142amu(对应于作为壳的大约46G＝1PEHAM树枝形大 分子)处的质量峰。在80,175和106,191amu处的低强度的峰表明 了少量的交联副产物的存在。加热继续进行3天，并由MALDI-TOF MS 分析反应的进程，显示了相同的峰强度比例。6天后，反应混合物冷 却到室温并转移到100-mL单颈圆底烧瓶中。然后将AEP(2.42g，18.75 mmol；1.25当量/起始G＝1酯基)(Acros)在10.0mL的MeOH中的 溶液添加进去并将混合物加热到75-80℃。22小时后，由IR分析反应 的进程，显示了在1740cm-1处酯振动的不存在和在1645cm-1处的强 酰胺振动带的存在。MALDI-TOF质谱分析结果与全部酯基转化成酰胺 官能团完全一致。反应混合物冷却至室温，在MeOH中稀释到2.5-5％ w/w溶液，然后通过使用5K尺寸排阻膜在15-20psi(约135-137.9kPa) 的压力下进行超滤以提纯。它的谱如下：
MALDI-TOF(具有酯壳表面的PAMAM-PEHAM构造树枝形大分子)： 26,809(PAMAM核，加成了14G＝1PEHAM表面树枝形大分子)和54,142 amu(PAMAM核，加成了46G＝1PEHAM表面树枝形大分子)；和
MALDI-TOF(具有哌嗪壳表面的PAMAM-PEHAM构造树枝形大分子)： 37,329(PAMAM核，加成了14G＝1PEHAM表面树枝形大分子)和71,904 amu(PAMAM核，加成了46G＝1PEHAM表面树枝形大分子)。
下面的反应路线97示出了这一反应。
反应路线97
实施例101：具有G＝2PEHAM核和G＝1 PEHAM壳的核-壳构造 树枝形大分子
核：G＝2PEHAM[(C)＝TMPTGE；(IF1)＝OH；(BR1)＝DEIDA； (BR2)＝TREN；(TF)＝胺]
壳：G＝1PEHAM[(C)＝TMPTGE；(IF1)＝OH；(BR1)＝DCEA； (TF)＝乙酯]
向烘干的100-mL圆底烧瓶中添加已溶于4mL的干燥MeOH (Aldrich)中作为核单元的具有伯胺表面的G＝2PEHAM树枝形大分子 (390mg，0.265mmol；由实施例84制备)。该烧瓶装有搅拌棒。添加 已溶于11.0mL MeOH中作为壳单元的具有乙酯表面的G＝1PEHAM 树枝形大分子(4.6g，5.3mmol，20摩尔当量/G＝2；由实施例23B 制备)。在室温下搅拌2小时后，一次性添加氯化锂(0.42g，10mmol) (Acros)。在反应烧瓶上安装回流冷凝器并在N2气氛中在45℃下加热 一夜。样品的等分部分由MALDI-TOF MS的分析表明对于连接于核上 的一个，两个，三个，四个和五个G＝1 PEHAM壳单元的质量峰，它 们具有降序的峰强度。继续加热6天，然后反应混合物冷却至室温。 然后将AEP(5.13g，39.75mmol；125当量/起始G＝1酯基)(Acros) 在20mL的MeOH中的溶液添加进去，然后将混合物加热到75-80℃保 持22小时。在这一时间段之后，反应的进程由IR监测，显示了在 1740cm-1处酯振动的不存在和在1649cm-1处的强酰胺振动的存在。 MALDI-TOF质谱分析表明酯键完全转化成酰胺官能团。反应混合物在 MeOH稀释成2.5-5％w/w溶液并使用3K尺寸排阻膜膜在20-25psi(约 137.9kPa)的压力下进行超滤以提纯。
MALDI-TOF MS(具有酯壳表面的PEHAM-PEHAM构造树枝形大分 子)：2349.3，3232.1，4011.8和4816.8amu(核单元，加成了1-4 个G＝1壳单元)；和
MALDI-TOF MS(具有PIPZ壳表面的PEHAM-PEHAM构造树枝形大 分子)：2609.4，3739.7，4682.3和5968.2amu(核单元，加成了1-4 个G＝1壳单元)。
下面的反应路线98示出了这一反应。
反应路线98
PEHAM树枝形大分子的生命科学应用
下列实施例举例说明了PEHAM树枝形大分子的生命科学应用并公 开它们在诸如药物包封，解毒，前体药物形成，表面辍合，膜渗透， 核酸-尤其siRNA-运输，和树枝形大分子的抗细菌作用之类的领域中 的应用。
实施例102：使用非甾族消炎药物(NSAID)吲哚美辛作为模型药 物，由PEHAM树枝形大分子进行药物包封。
一般方法：在已溶于5.0mL去离子水中的各自PEHAM树枝形大分 子(～0.2％w/v)存在下，考察吲哚美辛的包封效率。将过量(～15mg) 的吲哚美辛(Alfa Aesar，批号(lot#)c7517A)添加到含有树枝形大分 子水溶液的管形瓶中。这些悬浮液简短地进行超声波处理，然后在摇 振水浴中在37℃和100rpm下培养一夜，然后在室温下进行平衡。树 枝形大分子-吲哚美辛悬浮液经由0.2μm，13-mm直径尼龙针筒式滤器 进行过滤以除去过量药物。使用Perkin ElmerTM Lambda 2UV/VIS分 光光度计由UV光谱分析在320nm的光波长下分析树枝形大分子所包 封的吲哚美辛。结果总结于下面的表II中。结果显示了吲哚美辛对于 树枝形大分子尺寸(代)，核的疏水性，和树枝形大分子分支和表面的 官能团的包封依赖性。
表II
实施例#的化合 物 尺寸 (代) 核官能度 表面官能团 吲哚美辛(a) (摩尔药物/摩尔 树枝形大分子) 10B 1.5 4 哌嗪 2.3(0.022) 47 1 3 OH(TRIS) 1.1(0.007) 48 1 4 OH(TRIS) 1.5(0.027) 23A 1 3 OH(DEA) 1.0(0.077) 55 1 4(芳族) NH2(DETA) 4.0(0.14) 61 1.5 4 哌嗪 3.8(0.06) 84(C4+TREN) 2 3 NH2(TREN) 1.9(0.152) 85(Ex82+DMI) 2.5 3 吡咯烷酮 0.6(0.008) 86(C5+TREN) 2 4 NH2(TREN) 2.5(0.196) 87(Ex84+DMI) 2.5 4 吡咯烷酮 0.6(0.048) 92 3 4(芳族) 0H(TRIS) 5.2(0.14) 93 1.5 4 哌嗪 5.7(0.155) 94 2 4 0H 4.8(0.175)
(a)括号中的数字表示标准偏差(±SD)。
实施例103：铜(O)原子被PEHAM树枝形大分子包封，用作生物标 志纳米复合材料。
将具有吡咯烷酮表面的PEHAM树枝形大分子G＝2.5代(15.0mg， 0.0038mmol；由实施例87制备)溶于3.81mL的去离子水中，作为树 枝形大分子原料溶液。将乙酸铜(II)(9.0mg，0.0734mmol)(Aldrich) 溶于4.52mL的去离子水中。还原剂肼一水合物(0.1mL，99％)(Aldrich) 与0.1mL的水混合。同时制备含有去离子水但没有树枝形大分子的对 照溶液。然后将1.0mL的树枝形大分子原料溶液与0.5mL乙酸铜(II) 溶液混合。所得混合物在室温下搅拌20分钟。树枝形大分子-铜(II) 溶液的颜色转变成亮蓝色，而水-铜(II)对照物是非常浅的蓝色。然后 使用20μL注射器(Hamilton)将5.0μL的肼溶液慢慢地添加到两种混 合物中。树枝形大分子-铜(II)溶液的颜色变得非常浅，表明在树枝形 大分子内部形成了铜(0)纳米粒子，而水-铜(II)对照溶液立即变成黄 色并形成铜(0)颗粒并沉淀。树枝形大分子-铜(0)络合物在室温下和在 有空气和光照的情况下能稳定至少6小时。记录无铜的树枝形大分子 溶液、树枝形大分子-铜(II)溶液和树枝形大分子-铜(0)溶液的 UV/Vis谱。该树枝形大分子溶液显示在280nm处的最大吸收，这使 树枝形大分子-铜(II)溶液位移到632nm。在用肼一水合物还原后， 这一最大吸收位移到432nm，提示在PEHAM树枝形大分子内部形成了 稳定的铜(0)纳米粒子。
实施例104：含有模型药物吲哚美辛-生理盐水溶液的所选择 PEHAM树枝形大分子的注射药物型配制剂。下列实施例公开了PEHAM 树枝形大分子在注射药物型配制剂中用作药物载体的能力。
在去离子水中制备生理盐水(0.9％w/v)。然后在5.0mL盐水中制 备PEHAM溶液(0.2％w/v)。将过量的吲哚美辛(15.0mg)(Alfa Aesar) 添加到含有PEHAM溶液的管形瓶中，所得悬浮液用超声波进行简短地 处理，然后在摇振水浴中在37℃和100rpm下培养一夜。在冷却到室 温之后，该悬浮液经由0.2μm、13-mm直径尼龙针筒式滤器进行过滤， 以除去过量药物。使用Perkin ElmerTM Lambda 2UV/VIS分光光度计 由UV光谱分析在320nm的光波长下分析树枝形大分子所包封的吲哚 美辛。结果示于下面的表III中。全部配制剂具有水状稠度并且能够 通过使用标准24-规格注射器针头来给药。
表III
实施例#的 化合物 吲哚美辛(a) 生理盐水[mol药物/mol 树枝形大分子] 吲哚美辛(a) 去离子水 [mol药物/mol树枝形大分子] 61 4.8(0.01) 3.8(0.06) 92 5.6(0.16) 5.2(0.14) 94 9.1(0.047) 4.8(0.175)
(a)括号中的数字表示标准偏差(±SD)。
实施例105：使用抗癌症药物顺氯氨铂作为模型药物，PEHAM树枝 形大分子的药物包封。
在机械摇振下，将G＝3PEHAM树枝形大分子(61.5mg，0.024mM； 由实施例92制备)添加到圆底烧瓶中的60.0mL去离子水中。将抗癌 药物顺氯氨铂(226.0mg，0.75mM)(Strem Chemicals)添加到树枝形 大分子水溶液中，随后超声波处理5分钟并在50℃下加热20分钟。在 冷却到室温之后，反应混合物搅拌20小时。通过在4℃下相对于500mL 去离子水渗析30分钟(MWCO-1000)除去未包封的顺氯氨铂。渗析袋内 容物由冷冻干燥法干燥，然后由感应耦合等离子体谱(ICP)(Anderson Analytical，Texas)测量顺氯氨铂含量。顺氯氨铂含量发现是44.9± 1.89％(w/w)(N＝2)，表明具有羧酸酯表面的PEHAM树枝形大分子能 够用于这一药物递送应用中。
实施例106：使用核磁共振成像(MRI)剂作为模型药 物，PEHAM树枝形大分子的药物包封。
A.样品制备
建立两个反应以将二亚乙基三胺五乙酸，钆(III)(DTPA-Gd(III)， )(Aldrich)包封到PEHAM树枝形大分子中。在反应1中， 将已溶于水中的G＝1PEHAM树枝形大分子(200mg，0.0495mmol； 由实施例93制备)添加到10-mL圆底烧瓶中。在机械搅拌下向该溶液 添加DTPA-Gd(III)(867.2mg，1.584mmol，32当量/树枝形大分子)， 直到形成澄清溶液为止。在反应2中，将已溶于水中的G＝1PEHAM 树枝形大分子(200mg，0.0495mmol；由实施例93制备)添加到20-mL 圆底烧瓶中。然后在机械搅拌下添加DTPA-Gd(III)(433.4mg，0.791 mmol，16当量/树枝形大分子)，直到形成澄清溶液为止。两种混合 物都在室温下搅拌4.5天。然后各混合物转移到单独的渗析袋(1K截 分再生纤维素渗析管，Spectrum Laboratories Inc.)。该烧瓶用去 离子水(3×1.0mL)漂洗，并将漂洗溶液添加到各渗析管中。将渗析管 投入含有900mL去离子水的1L烧杯中，并在中等速度下搅拌。渗析 进行2.5小时。在0.5、1.0、1.5和2.0小时之后换水。在2.5小时 后，反应混合物转移到预先称量的100-mL圆底烧瓶中。渗析管用去离 子水(3×1.0mL)漂洗，该去离子水也被放置到该圆底烧瓶中。由旋转 蒸发除去水，剩下的残留物在高真空下干燥4-6小时以除去残留的痕 量水。所得产物是在烧瓶壁上的淡黄色固体。每种试样的重量是761mg (反应1)和537mg(反应2)。取出等分部分用于分析，将主要产物转 移到小的管形瓶中并在-12℃下贮存。
B.样品分析
溶液的Gd(III)含量在连续的、径向观察的VarianTM Liberty Series II ICPOES感应耦合等离子体光发射分光光度计(Anderson Analytical，TX)上测定。通过使用可变场T1-T2分析器(匹兹堡大学) 进行弛豫分析。场强度在1-64MHz变化。这些物质的分析数据示于表 IV。被建立以包封较高数目的DTPA-Gd(III)分子的反应1，显示了较 高的Gd(III)含量；然而，DTPA-Gd(III)的增加没有导致弛豫的提高。 DTPA-Gd(III)包封的树枝形大分子的弛豫类似于游离DTPA-Gd(III)。
表IV
样品 Gd含量(ppm) DTPA-Gd：PEHAM 弛豫(r1) 反应1 240389 37.8 4.0 反应2 213683 21.4 4.6 DTPA-Gd 4.2
实施例107：DTPA-Gd用G＝1树枝形大分子的包封
[(C)＝PETGE；(IF1)＝OH；(EX1)＝PIPZ；(IF2)＝OH；(BR2) ＝PETGE；(IF3)＝OH；(EX2)＝PIPZ；(TF)＝伯NH2；(M)＝DTPA-Gd； G＝1.5]
将G＝1树枝形大分子(50mg，0.0157mmol)(通过实施例26B 制备)溶于7mL去离子水中。然后添加DTPA-Gd(275mg，0.503mmol) (Aldrich)。反应混合物在室温下搅拌2天。将痕量的不溶解的固体滤 出。然后混合物通过使用1K截分膜针对去离子水渗析5小时，有几次 水变化。通过旋转蒸发器除去水，得到产物，其为稍微黄色的固体(164 mg，重量增加114mg，树枝形大分子：DTPA-Gd＝1:13.2，摩尔比 率)。
实施例108：DTPA-Gd用G＝2树枝形大分子的包封
[(C)＝PETGE；(IF1)＝OH；(EX1)＝PIPZ；(IF2)＝OH；(BR1) ＝PETGE；(IF3)＝OH；(EX2)＝PIPZ；(IF4)＝OH；(BR2)＝PETGE； (IF5)＝OH；(EX3)＝PIPZ；(TF)＝伯NH2；(M)＝DTPA-Gd；G＝2.5]
将G＝2树枝形大分子(100mg，0.00943mmol)(通过实施例78 制备)溶于7mL的去离子水中。然后添加DTPA-Gd(537mg，0.981mmol) (Aldrich)。反应混合物在室温下搅拌2天。将痕量的不溶解的固体滤 出。然后混合物通过使用1K截分膜针对去离子水渗析5小时，有几次 水变化。通过旋转蒸发器除去水，得到产物，其为稍微黄色的固体(318 mg，重量增加218mg，树枝形大分子：DTPA-Gd＝1:42，摩尔比率)。
实施例109：DTPA-Gd用G＝3.5树枝形大分子的包封
[(C)＝PETGE；(IF1)＝OH；(EX1)＝PIPZ；(IF2)＝OH；(BR1) ＝PETGE；(IF3)＝OH；(EX2)＝PIPZ；(IF4)＝OH；(BR2)＝PETGE； (IF5)＝OH；(EX3)＝PIPZ；(IF6)＝OH；(BR3)＝PETGE；(IF7)＝ OH；(EX4)＝PIPZ；(TF)＝伯NH2；(M)＝DTPA-Gd；G＝3.5]
将G＝3树枝形大分子(120mg，0.00366mmol)(通过实施例79 制备)溶于7mL的去离子水中。然后添加DTPA-Gd(313mg，0.5703 mmol)(Aldrich)。反应混合物在室温下搅拌2天。将痕量的不溶解的 固体滤出。然后混合物通过使用1K截分膜针对去离子水渗析5小时， 有几次水变化。通过旋转蒸发器除去水，得到产物，其为稍微黄色的 固体(294mg，重量增加174mg，树枝形大分子：DTPA-Gd＝1:86， 摩尔比率)。
实施例110：使用近红外的活性染料作为模型药物，利用PEHAM 树枝形大分子的药物包封。将PEHAM树枝形大分子与近红外活性材料 掺混，这使得应用在这一频谱波长范围内的物体变得可视化，例如在 肿瘤显影或夜间可读的地图中。
A.近红外活性染料CyTE-807的合成
在机械搅拌下和在N2气氛下向10-mL圆底烧瓶中添加染料IR-806 (112.0mg，0.1523mmol)(Aldrich)和2.0mL的无水DMF(Acros Organics)。然后经由25μL注射器将3-巯基丙酸(14.7μL，0.168 mmol，1.10当量)(Acros Organics)添加进去，随后经由100μL注射 器添加TEA(24.7μL，0.176mmol，1.15当量)(Acros Organics)。 反应混合物用氩气吹洗并在22℃下搅拌一夜。由旋转蒸发除去挥发 物，粗产物通过使用HPLC以0.1％乙酸和乙腈的混合物(75:25％v/v) 作为洗脱剂和以λ＝480nm的UV光作为检测器进行分析。起始原料， IR-806，具有7:05分钟的保留时间和产物，CyTE-807，具有5:20 分钟的保留时间。粗产物，CyTE-807，进一步通过从5.0mL叔丁基甲 基醚(Fisher Scientific)中重结晶，随后通过30-mL细孔玻璃过滤器 进行过滤和用叔丁基甲基醚洗涤(3×5mL)来提纯，得到所需产物 CyTE-807(111.5mg，93.5％产率，119.3mg理论质量平衡)。它的谱 如下：
1H NMR(500MHz，DMSO-d6)：δ 1.18(2H，t，J＝2.5Hz)，1.65-1.83(10H，m)， 2.51-2.56(4H，m)，2.72(2H，s)，2.94(4H，s)，3.03(3H，m)，4.17(2H，s)，6.19(1H，d J＝7.0 Hz)，7.23(1H，t，J＝4.83Hz)，7.42(2H，s，J＝8.67Hz)，7.58(1H，d，J＝3.5Hz)，8.03(1H，d， J＝6.5Hz)；和
13C NMR(75MHz，DMSO-d6)：δ 8.50，22.49，26.07，27.48，30.78，35.10，35.80， 43.60，45.43，48.68，50.70，102.57，111.28，124.69，128.57，136.96，142.30，162.35，170.22， 172.27；和
MALDI-TOF：C40H51N2O8S3：计算783.3，实测783.6[M]+和805.6[M+Na]+ amu.
下面的反应路线99示出了这一反应。
反应路线99
B.IR-806的包封
向装有磁力搅拌棒的10-mL圆底烧瓶中添加PEHAM G＝1树枝形 大分子(1.08g，含有0.045mg、0.0142mmol树枝形大分子的4.189％ 水溶液；由实施例93制备)。向这一溶液中添加粉末形式的过量染料 IR-806，导致非常深绿色溶液的形成，将该溶液放置在N2气氛中并搅 拌24小时。反应用60mL水稀释并加入到在1000mL水中的2K渗析 膜(38-mm直径，4cm长度，Spectra/，Spectrum Laboratories) 中。由旋转蒸发除去挥发物，得到暗红色固体形式的所需产物(114 mg)。产物通过使用0.1％乙酸和乙腈的混合物(75:25％v/v)作为洗 脱剂由HPLC提纯，并在λmax＝806nm处由其UV活性来鉴定。PEHAM 树枝形大分子是UV非活性的和该UV活性是由染料与树枝形大分子相 结合所产生的。
C.CyTE-807的包封
向装有搅拌棒的100-mL圆底烧瓶中添加已溶于2.0mL水中的染 料CyTE-807(20.0mg，0.0265mmol，1.5当量/树枝形大分子)。向 该溶液中添加PEHAM G＝1树枝形大分子(1.36g，含有56.8mg，0.0179 mmol树枝形大分子的4.18％水溶液)。反应搅拌96小时，然后用35mL 的水稀释和放置到有1000mL水作为本体溶剂的2K渗析膜(38-mm直 径，4cm长度，Spectra/，Spectrum Laboratories)中。该本 体在24小时后变化。在渗析完成之后，内容物转移到250-mL圆底烧 瓶中，由旋转蒸发除去挥发物得到深蓝色固体(59mg)。使用0.1％乙 酸和乙腈(75：25％v/v)作为洗脱剂的HPLC分析显示不存在游离染料， 游离染料预期进入到在5:20分钟后的洗脱液中。UV-VIS谱显示了在 λ＝672nm处的最高点，从对于游离染料发现的λ＝807nm的向下位 移，这归因于由PEHAM树枝形大分子产生的微环境。
实施例111：在金(Au-S)核周围构造的PEHAM树枝形大分子。
[(C)＝金；(EX1)＝PIPZ；(IF1)＝OH；(BR1)＝PETGE；(IF2) ＝OH；(EX2)＝PEA；(Ex3)＝DMI；(TF)＝甲酯]
将实施例96C制备的具有二硫化物核的PEHAM树枝形大分子G＝1 用DMI封端以生产吡咯烷酮表面。将该树枝形大分子(108mg)溶于 0.70mL的去离子水中。然后在机械搅拌下将DTT在去离子水中的溶 液(0.128mL，由23mg DTT溶解在0.5mL的去离子水中所形成的溶 液)添加进去。用于该实施例中的去离子水在使用之前用氩气吹洗 10-15分钟。混合物在室温下搅拌一夜。使用下列程序制备5-nm金 纳米粒子。首先，制备1mL的在去离子水中的4％氯金酸溶液。其次， 将375μL的该氯金酸溶液和500μL的碳酸钾(0.2M)水溶液添加到 100mL的去离子水中并在强烈搅拌下用冰冷却至4℃。第三，在5mL 的去离子水中新制备硼氢化钠(0.5mg/ml)。第四，将硼氢化钠溶液的 五个1mL等分部分在快速搅拌下添加到氯金酸/碳酸盐悬浮液中。在 混合过程中混合物的颜色从蓝紫色变化到微红-桔黄色。最后，最终的 混合物在硼氢化钠添加结束之后在冰上搅拌5分钟。在强烈搅拌下在 0℃下向这一预先制备的金纳米粒子溶液中添加具有SH焦点官能团的 还原的树突溶液。在添加之后，反应混合物在0℃下搅拌另外10分钟， 然后升至室温。混合物在黑暗中在室温下搅拌过夜。通过旋转蒸发除 去水，直到有约1mL的溶液留下为止。粗产物的三分之一通过使用 SephadexTM G-50柱(直径1.6cm，长度22cm)以水作为洗脱剂来提纯。 从柱中洗脱出尖锐的谱带。以2滴/级分来收集27个级分。最先的9 个级分用PAGE(4％丙烯酰胺凝胶，0.1％SDS)检查，显示了覆有硫代树 突的金纳米粒子的形成。
图10说明了这些覆有硫代树突的金纳米粒子的形成。对于覆有 PEHAM树突的金纳米粒子进行PAGE。在染色之前(左板面)，棕色表示 涂覆的金纳米粒子(紫色是荷载的染料)。在用考马斯蓝染料染色之后 (右侧板面)，蓝色表明在金周围存在树突壳。泳道1含有具有过量树 突的粗产物，而泳道2至10含有来自SephadexTM G-50分离中的级分 1-9。
下面的反应路线100说明该树突反应。
反应路线100
实施例112：PEHAM树枝形大分子的解毒行为，例如，将作为模型 毒素的吲哚美辛从溶液中除去。本实施例公开了PEHAM树枝形大分子 从身体中除去药物过度剂量或从环境中除去毒素的能力。
在PEHAM树枝形大分子(由实施例93制备)在去离子水中的溶液存 在下研究了吲哚美辛的模拟解毒。通过将树枝形大分子的各个等分部 分添加到5mL去离子水中来制备四种不同浓度(0.033，0.070，0.200， 0.335％w/v)的PEHAM树枝形大分子(双份)。将等量的10mg吲哚美 辛(Alfa Aesar)添加到含有树枝形大分子水溶液的各管形瓶中。该所 得悬浮液简短地进行超声波处理，然后在摇振水浴中在37℃和100rpm 下培养一夜并在室温下进行平衡。悬浮液用0.2μm、13mm直径尼龙针 筒式滤器过滤以除去过量的未包封药物。将来自过滤材料和混合管形 瓶中的过量的未溶解的吲哚美辛溶解在MeOH中。包封在PEHAM树枝形 大分子中的吲哚美辛内容物以及每种样品的过量药物由Perkin ElmerTM Lambda 2UV/VIS分光光度计，在320nm的光波长下由UV光 谱分析法进行分析。结果示于图11中，显示包封和未包封的吲哚美辛 的量，清楚地表明该模型毒素从溶液中的除去。
实施例113：在前体药物途径中作为载体的PEHAM树枝形大分子。 模型药物吲哚美辛已经以化学方式结合于PEHAM树枝形大分子的内部 羟基，产生前体药物。树枝形大分子-吲哚美辛络合物的水解和未改变 的药物的释放显示了PEHAM树枝形大分子可用于前体药物递送应用中 的能力。
A.末端哌嗪NH基团的保护以防止吲哚美辛的表面附着
将PEHAM树枝形大分子(50mg，0.016mmol；由实施例93制备) 和三(乙二醇)甲基醚对-硝基苯基碳酸酯(250mg，0.064mmol，4当 量)混合于3mL的MeOH中并搅拌4天。反应混合物转移到渗析袋 (1,000道尔顿渗析膜，18mm直径，10cm长度， Spectrum Laboratories)中并在水中渗析。提纯产物通过冷冻干燥被 分离，得到黄色固体(41mg，36％产率)。它的谱如下：
1H NMR(CDCl3)：δ 4.30-4.15(18H，br)，4.00-3.80(31H，br)，3.70-3.20(267H，br)， 2.75-2.20(152H，br)；和
13C NMR(125MHz，CDCl3)：δ 156.2，155.4，152.4，145.2，125.4，122.5，73.4，72.1， 70.8，69.8，66.8，66.6，66.5，64.8，61.0，60.9，59.3，53.4，45.8，44.9，44.3，44.0；和
MALDI-TOF：C245H468N32O100；计算5459，实测5471[M]+amu(宽的信号)。
B.表面保护的PEHAM树枝形大分子与吲哚美辛的反应
将三乙二醇保护的PEHAM树枝形大分子(80.0mg，0.015mmol) 和吲哚美辛(95.0mg，0.27mmol，18当量)溶于5mL的二氯甲烷中， 然后在机械搅拌下添加DCC(60.0mg，0.3mmol，20当量)。24小 时后，除去溶剂，将剩下的固体残留物悬浮在少量的丙酮中，然后离 心分离该悬浮液。黄色溶液被滗析出来并由旋转蒸发除去溶剂。将黄 色残留物溶于MeOH和DMF(9:1)中并首先在含有5％DMF的MeOH中 进行渗析以改进溶解度，随后在纯净的MeOH中进行渗析(1,000道尔 顿渗析膜，18mm直径，10cm长度，Spectrum Laboratories)。渗析袋内容物的蒸发得到所需产物，其为黄色固体(98 mg，86％产率)。它的谱如下：
1H NMR(CDCl3)：δ 8.01，7.67-7.63(m)，7.48-7.44(m)，7.00-6.95(m)，6.83-6.79 (m)，6.66-6.62(m)，5.20-5.12(br)，4.30-4.15(m)，4.10-3.10(m)，2.75-2.10(m).
C.PEHAM树枝形大分子-吲哚美辛前体药物的水解
在机械搅拌下将PEHAM-吲哚美辛前体药物(98mg，0.013mmol) 溶于10mL的MeOH和0.5mL浓HCl中。在3小时后，反应用碳酸氢 钠水溶液淬灭并在水中渗析(1,000道尔顿渗析膜，38mm直径，5cm 长度，Spectrum Laboratories)。渗析袋的内容物 进行过滤并在空气流中干燥固体残留物得到黄色固体(17mg，级分A)。 滤液由旋转蒸发法浓缩，滗析，并由离心除去固体部分。上层黄色溶 液由旋转蒸发干燥，得到黄色固体(57mg，级分C)。将来自烧瓶的不 溶性产物溶解在丙酮中并由旋转蒸发干燥，得到黄色固体(21mg，级 分B)。级分A-C由1H NMR谱和MALDI-TOF MS分析。通过在MALDI-TOF MS中在m/z 5464[M]+处的峰和通过它的1H NMR谱来确认所需产物， 即，没有连接吲哚美辛的PEHAM树枝形大分子，是在级分C中，它实 际上等同于起始原料的谱。级分C的重量与83％的PEHAM树枝形大分 子的回收率一致。通过1H NMR谱确认的级分A是作为被少量有机杂质 污染的吲哚美辛。级分A的重量与58％的吲哚美辛的回收率一致。通 过MALDI-TOF MS确认，级分B是级分A和C的混合物并且它们的谱如 下：级分A(回收的吲哚美辛)：
1H NMR(CDCl3)：δ 7.67-7.63(m)，7.48-7.45(m)，6.97-6.95(m)，6.83-6.80(m)， 4.05-3.95(m，impurity)，3.82，3.70-3.60(m)，2.38，2.00-1.00(杂质)。
级分C(回收的PEHAM树枝形大分子)：
1H NMR(CDCl3)：δ 4.25-4.18(br)，4.00-3.20(br)，2.70-2.20(br)；和70-2.20
MALDI-TOF：C245H468N32O100；计算5459，实测5464[M]+amu(宽的信号)。
下面的反应路线101示出了这一反应。
反应路线101
实施例114：生物活性物质在PEHAM树枝形大分子上的表面辍合。 作为生物活性物质的模型的染料异硫氰酸荧光素(FITC)已经以化学方 式键接于PEHAM树枝形大分子的表面上。通过聚(丙烯酰胺)凝胶电泳 (PAGE)来研究表面辍合，公开了PEHAM树枝形大分子可用于标准生命 科学辍合技术中的能力。
A.在FITC和PEHAM树枝形大分子之间的等摩尔反应
将PEHAM树枝形大分子G＝1(239μL，10.0mg，3.145×10-3mmol； 由实施例93制备)移液到1.5-mL微量离心管中来建立等摩尔反应。通 过将187mg的FITC溶解在50μL的DMSO(Aldrich)中来制备 FITC(Molecular Probes)溶液。从该溶液中取3.27μL(1.22mg，3.145 ×10-3mmol)加入到PEHAM溶液中并通过涡旋混合机混合10秒。反应 变成稍微浑浊的和桔黄色的。10N氢氧化钠水溶液溶液(2.5μL)的添 加使得溶液变成澄清桔黄色，然后反应在摇摆混合器上在黑暗中在室 温下混合一夜。
B.异硫氰酸荧光素(FITC)和PEHAM树枝形大分子之间的饱和反 应
将PEHAM树枝形大分子G＝1(239μL，10.0mg，3.145×10-3mmol； 由实施例94制备)移液到1.5-mL微量离心管中建立饱和反应。向该溶 液中添加FITC(39.27μL，14.6mg，3.773×10-2mmol，相对于PEHAM 的12倍摩尔过量，以便辍合理论上的12个表面胺)，然后由涡旋混合 机混合10秒。溶液变成浑浊的和桔黄色的，和立即形成粗大的桔黄色 沉淀物。10N氢氧化钠溶液(5.0μL)的添加使得溶液变成澄清桔黄色， 但粗大的暗橙色沉淀物会留下。反应在摇摆混合器上在黑暗中在室温 下混合一夜。
C.两种表面缀合的PEHAM树枝形大分子产物的PAGE分析
反应A和B的一部分由SDS-PAGE进行分析。两种 STARBURSTTM(Dendritic Nanotechnologies，Inc.)凝胶对照梯形 (control ladder)，一种含有具有TRIS表面的PAMAM树枝形大分子 G＝2-6(5.0μL)和另一种含有具有胺表面的PAMAM树枝形大分子 G＝0-6(2.5μL，与相同体积的SDS荷载染料混合)作为对照样品来进 行。第三种对照物是未改变的PEHAM树枝形大分子，且辍合反应是通 过使用1.0μL的各溶液，与4.0μL的水和5.0μL的SDS荷载染料(仅 仅该可溶性部分用于该饱和反应)混合来制备的。通过将0.2μL与4.8 μL的水和5.0μL的SDS荷载染料混合来制备FITC对照样品。样品 从左至右(泳道编号)装载：(2)NH2表面梯形，(3)Tris表面梯形，(4) PEHAM树枝形大分子G＝1，(5)饱和FITC反应，(6)等摩尔FITC反应， 和(7)FITC对照物。在[50.0mM TRIS，50mM 2-(4-吗啉代)-乙烷磺 酸(MES)，0.1％SDS]缓冲剂中的10％凝胶(30:1丙烯酰胺:双丙烯酰 胺)在恒定150V下从负到正进行试验，直至溴苯基蓝色荷载染料迁移 了向着凝胶的途径的～3/4。随后用UV光和在用考马斯蓝染料染色之 后，观察凝胶。这些结果示于图12。
在UV光(左侧板面)图12中，在泳道5-7中背景荧光的顶部上能 够看出明显的荧光谱带。在两个反应(泳道5和6)中的游离FITC的谱 带以外可以观察到树枝形大分子-FITC缀合物的几个明显谱带，其以 与对照FITC(泳道7)相同方式发生迁移。凝胶的考马斯蓝染色(右侧板 面)图12显示，PEHAM树枝形大分子存在于显示荧光的全部谱带中， 只是由游离染料引起的谱带除外。来自等摩尔反应的树枝形大分子(泳 道6)显示了与未辍合PEHAM树枝形大分子类似的图案，表明单个或低 数量的FITC辍合。对于饱和反应观察到的不同图案(泳道5)是在辍合 于FITC上之后，在树枝形大分子的尺寸和/或净电荷上有较大变化的 较高辍合水平的指征。
实施例115：表面-缀合的PEHAM树枝形大分子的薄膜渗透。对 于在生命科学应用中的实际使用，需要展示PEHAM树枝形大分子具有 渗透细胞膜的能力。这对于活体外和活体内应用都是重要的，因为物 质输送到细胞中是以树枝形大分子为介导的输送的重要方面。
HEK 293细胞在含有10％ FBS(ISC BioExpress)的MEM(Fisher) 中在96孔板(Becton Dickinson)中以40％汇合(confluency)进行接种 (plated)。在24小时后，将1.0μL的FITC-缀合的G＝1 PEHAM 树枝形大分子(0.128mM原料；由实施例114制备)添加到细胞中。对 照孔包括等同浓度的单独的G＝1 PEHAM树枝形大分子和FITC染料。 细胞用缀合物培养24小时，在2、5、和24小时由荧光显微术监测。 在显微镜下检查之前，待分析的细胞用PBS漂洗2次。将装有用于荧 光的NikonTM TMD-EF的NikonTM Diaphot-TMD显微镜用于该研究，并用 NikonTM CoolPix 990数字式照相机捕获结果。显微镜检查结果表明， FITC缀合的PEHAM树枝形大分子渗透该293细胞膜。在2小时之后 能够看到一些荧光细胞(图13，右侧板面)，并且这一效果在5小时和 24小时后显著地增加，清楚地表明PEHAM缀合物能够用于膜渗透应用。 该PEHAM和FITC对照物没有显示细胞内荧光。相差图像(图13，左侧 板面)已经包括在内作为参考点。
实施例116：作为核酸转染剂的PEHAM树枝形大分子G＝1(哌嗪 表面；由实施例93制备)。对于在生命科学应用中的实际使用，需要 表明PEHAM树枝形大分子能够转染核酸例如siRNA。这对于活体外和 活体内应用都是重要的，因为核酸的转染是以树枝形大分子为介导的 输送的重要方面。
A.细胞制剂
HEK293细胞和MDCK细胞在100mm盘中在具有青霉素和链霉素 抗生素，丙酮酸钠和10％FBS的MEM(完全培养基)中在37℃和5％ CO2 下来培养。当汇合时，培养物以1:3或1:4分裂以便维持活跃生长。 在转染前，一个100-mm盘的细胞分裂为10个35-mm盘，用于在转染 时实现～85％汇合。为了转染，冻干的树枝形大分子在完全培养基中调 节至250μL。在单独的Eppendorf管中，亲环素B siRNA(人PPIB； siGENOME duplex)(Dharmacon，Inc.)在完全培养基中调节至250μL， 达到150nM的最终浓度。两个管都在室温下温育15分钟，混合在一 起，随后温育另外20分钟。在温育之后将另外500μL的培养基添加 到各个管中，使总体积达到1.0mL。然后将该混合物添加到85％汇合 HEK 293和MDCK细胞中，它的培养基已经完全地抽出。该细胞与PEHAM 树枝形大分子-siRNA复合物培养6小时，之后用新鲜的培养基置换。 48小时后给细胞补料，然后在72小时之后收获以供蛋白质分析。组 织培养板用PBS漂洗，然后在150μL Western Lysis缓冲剂(15mM Tris-HCl，pH7.4-8.0，150mM NaCl，1％Triton X-100，和1mM NaVO4) 中刮起并转移到Eppendorf管中。样品然后使用涡旋混合器混合并在 -20℃下冷冻，一直到蛋白质分析为止。对照物LipofectamineTM 2000 (Invitrogen)转染根据涉及到293转染的制造商操作程序来进行。基 本上，进行与以上相同的程序，然而在复合物形成过程中的介质不含 FBS和抗生素。用2μg/ml LipofectamineTM 2000形成复合物。
B.蛋白质定量和蛋白质印迹
蛋白质样品进行解冻和涡旋处理，然后在12,000rpm下离心处理。 使用BioRadTM蛋白质分析(BioRad)根据制造商的规程来分析样品的蛋 白质含量。基本上，将2μL的蛋白质样品添加到96孔微量板中，然 后添加200μL的稀释BioRadTM试剂。该板在MultiskanTM MCC/340微 量板读出器(ThermoLabsystems)上在570nm波长读数。BSA用作标准 物。对于所得数据进行计算以测定样品的蛋白质量。对于蛋白质印迹， 以15％/5％ SDS PAGE对25μg蛋白质样品进行电泳。在30mA/个凝胶 下来凝胶。在电泳之后，该凝胶在凝胶转移装置中组装并在200mA下 经过2小时转移到在2.2g/L碳酸氢钠中的硝化纤维膜上。然后取出 膜，用Ponceau Red探测以监测转移效率，用TBS漂洗，然后在5％奶 溶液中封闭1小时。在封闭后，该膜在室温下用抗亲环素B抗体(1: 3000稀释)温育2小时(Abeam，Inc.)，随后用TBS+0.05％吐温进行 2次5分钟漂洗。然后该膜与碱性磷酸酶-缀合的抗兔二次抗体(1:5000 稀释)温育1小时，随后用TBS+0.05％吐温进行3次5分钟漂洗。然 后，膜使用来自Pierce的1-StepTM NBT/BCIP溶液来显影。对于荷载 对照物，该膜用抗-β肌动蛋白抗体(1:3000稀释)温育1小时(Abeam， Inc.)。碱性磷酸酶缀合的抗小鼠抗体(1:5000稀释)用作二次抗体， 按照如上所述的抗兔抗体的方法。按照与上述同样的方法进行洗涤。 图像以数字方式捕获并通过使用ImageJ软件(NIH)分析条带密度。
C.PEHAM树枝形大分子实验
为了测定G＝1PEHAM树枝形大分子(由实施例94制备)在有效作 为siRNA输送载体时的浓度，在HEK 293细胞情况下从1μg/mL至300 μg/mL和在MDCK细胞情况下从20μg/mL至250μg/mL的浓度范围用 于复合物形成。对于HEK 293细胞和MDCK细胞的数据示于图14中。 在HEK 293细胞中，有一个总趋势：PEHAM树枝形大分子浓度的提高 显示了knockdown基因产物knockdown(敲低)的增加。MDCK细胞显 示了在本分析中所使用的最高剂量的PEHAM下亲环素B表达的中等减 少。在HEK 293和MDCK细胞两者中，当使用200μg/mL的PEHAM树枝 形大分子将siRNA输送到细胞时，看出由siRNA输送引起最高百分数 的亲环素Bknockdown。尽管在MDCK细胞中观察到的knockdown是 中度的(8.5％)，但是在HEK 293细胞中的knockdown是显著的 (60.2％)，超越了对于对照物LipofectamineTM 2000所观察到的效果 (49.2％)。这一观察结果清楚地表明PEHAM树枝形大分子在试验浓度下 具有有效转染至少一些细胞系的潜力。许多转染剂在不同的细胞系中 不同地工作。为此原因，在这一实验中使用宽范围的浓度。对于MDCK 细胞而言用PEHAM树枝形大分子有效输送SiRNA的浓度可能在试验的 范围之外，或尚末试验的其它参数，如细胞密度，血清的存在，需要 优化。
为了验证第一个实验的发现，HEK 293和MDCK细胞通过一式三份 使用50，100，200和400μg/mL G＝1PEHAM树枝形大分子，用靶 向亲环蛋白B的siRNA来转染。这一实验的结果示于图15中。误差线 显示了PEHAM样品的三个实验的标准偏差，和在LipofectamineTM 2000 的两种凝胶之间的偏差。再次，HEK293细胞显示：增大用作输送剂 的PEHAM树枝形大分子浓度导致了增大亲环蛋白B的沉默。然而，在 该实验中，knockdown百分比继续超过200μg/mL浓度，显示了使用 400μg/mL的最高67.4％knockdown。该转染能力和后续的目标 knockdown再次优于对照转染剂，lipofectamineTM 2000。相反地，该 PEHAM树枝形大分子和lipofectamineTM 2000在MDCK细胞中都是无 效的转染剂。尽管PEHAM树枝形大分子显示了输送siRNA以便在一些 单个分析中knockdown亲环蛋白B表达的一些能力，但是这一能力是 高度易变的，这可通过高的标准偏差看出。这与输送siRNA诱导显著 的基因knockdown的失败是一致的。在单个样品中任何所观察的少量 的knockdown有可能是在样品之间的自然基因表达的差异。然而，正 如对于全部细胞转染剂所看到的，PEHAM树枝形大分子对于特定细胞 系在某些浓度下可用作siRNA的有效输送载体。因此，在一个细胞系 中观察到成功的输送表明了PEHAM树枝形大分子能够用作转染剂并且 提示了对于各自细胞系，需要改进其它条件以便找到适合于每一种的 条件。
实施例117：PEHAM树枝形大分子G＝2(伯胺表面；由实施例82 和84制备)作为核酸转染剂。
A.细胞制剂
MDCK和HEK 293细胞对于各细胞系按照1:300从汇合10-cm培 养皿分裂到96-孔板的22个孔中，以便在转染时实现～85％汇合 (confluency)。为测定具有三分支核和伯胺表面(由实施例84制备) 的PEHAM树枝形大分子G＝2以及具有四分支核和伯胺表面的PEHAM 树枝形大分子G＝2(由实施例86制备)的有效性，从1μg/mL至500 μg/mL的浓度范围用于在两个细胞系中的siRNA转染。对于转染，将 冻干的树枝形大分子在完全培养基中调节至50μL。在单独的 Eppendorf管中，亲环蛋白BsiRNA(Human PPIB；siGENOME duplex)(Dharmacon，Inc.)在完全培养基中调节至50μL，达到150nM 的最终浓度。两个管都在室温下温育15分钟，混合在一起，随后培养 另外20分钟。然后将该混合物添加到85％汇合HEK 293和MDCK细胞 中，它们的培养基已经完全地吸出。这些细胞与PEHAM树枝形大分子 -siRNA复合物温育11小时，之后用新鲜的培养基置换。在48小时后， 收获细胞，然后RNA表达通过使用支化DNA(bDNA)分析， Explore Kit(从Genospectra获得)，按照制造商的规程，对于特定基 因knockdown进行定量分析。简短地，50μL的Lysis混合物(专用 配制剂，Genospectra)添加到在各孔中的100μL培养基中并在37℃ 下温育15分钟。细胞在显微镜下的目测检查验证了细胞的溶解。Lysis 产物在-20℃下冷冻，直到进行定量分析为止。
B.定量分析
在分析之前准备探针组(probe sets)。通过添加52μL的探针到 208μL TE中将探针组组分(Ce，LE和BL)在TE(10mM TRIS，1mM乙 二胺四乙酸二钠)中稀释到1X浓度，制备肌动蛋白(HUMAN ACTB，5X 浓度)(Genospectra)和亲环蛋白(HUMAN PPIB，5X浓度)(Genospectra) 的探针组。通过将3.7mL的Lysis混合物与37μL的各1X浓度的探 针组组分混合，制备用于肌动蛋白和亲环蛋白两者的Lysis处理试剂。 剩余1X探针组组分在-20℃下贮存。为了定量分析，细胞提取物在室 温下融化并将20μL的每一种移液到捕获板的两个孔中(白色96孔板， 具有缀合到表面上的有专利权的DNA序列)(Genospectra)。在一个孔 中添加80μL的有肌动蛋白探针Lysis处理试剂，在第二个孔中添加 80μL有亲环蛋白探针的Lysis处理试剂。该板用铝板密封器(Costar) 密封并在50℃下在拉链锁铝袋(Genospectra)(内部有湿纸巾以减少 蒸发)中温育一夜。次日早晨按照Quantigene Explore Kit(Genospectra)说明来制备工作溶液。通过用180mL水将20mL 的10X洗涤缓冲剂(10X SSC(1.5M NaCl和0.15M柠檬酸钠，在pH7.0 下)，1％月桂基硫酸锂)(Genospectra)稀释到1X来制备洗涤缓冲剂。 通过将9μL的Amplifier(有专利权的支化DNA序列)(Genospectra) 和9μL的标记探针(有专利权的偶联于萤光素酶上的DNA序 列)(Genospectra)分别添加到9mL的Amplifier/标记探针稀释剂(有 专利权的溶液)(Genospectra)来制备放大工作溶液和标记探针工作溶 液。通过将27μL的10％月桂基硫酸锂添加到9mL底物(有专利权的 混合物)(Genospectra)中来制备底物处理剂。
在各孔中添加250μL的洗涤缓冲剂并将整个板内容物倾倒出来。 各孔用350μL洗涤缓冲剂洗涤3次，在最后一次洗涤之后该板通过翻 转和扣在纸巾上来干燥。在各孔中添加100mL的放大工作溶液。该板 被再密封并在50℃下温育一小时。放大工作溶液被倾倒出来，孔按照 上述方法洗涤三次。在各孔中添加100mL的标记探针工作溶液。该板 被再密封并在50℃下温育一小时。标记探针工作溶液被倾倒出来，孔 按照上述方法洗涤三次。在各孔中添加100mL的底物工作溶液。该板 被再密封并在50℃下培养15分钟，然后冷却到室温保持15分钟。将 密封箔从板上揭下，各孔的相对轻的单元在GloRunnerTM光度计 (Turner BioSystems)上测量。
C.PEHAM树枝形大分子实验
在HEK 293和MDCK细胞两者中，具有三分支核和伯胺表面的PEHAM 树枝形大分子G＝2(实施例84)显示了在低浓度(1μg/mL到10μg/mL) 下和在高浓度(200μg/mL到500μg/mL)下的有效沉默，其中在50μ g/mL到100μg/mL的浓度下有效性有所降低。在200μg/mL下观察到 在HEK293细胞中最高百分数的亲环蛋白B沉默，86％。对于MDCK细 胞，在1μg/mL下观察到最高百分数的亲环蛋白B沉默(39％)。这两种 数值都高于对于LipofectamineTM 2000(49％ HEK 293，26％MDCK)所 观察到的那些值，表明具有三分支核和伯胺表面的PEHAM树枝形大分 子G＝2(实施例84)能够在多个细胞系中用作siRNA输送的有效动载 体(参见图16)。具有四分支核和伯胺表面的PEHAM树枝形大分子G＝ 2(实施例86)跨越在HEK 293细胞中试验的整个浓度范围以及在MDCK 细胞中的低浓度下显示出了亲环蛋白B的有效沉默。对于两个细胞系 在5μg/mL下观察到峰值沉默，HEK 293细胞显示89％knockdown和 MDCK细胞有35％knockdown。这两种数值都高于对于LipofectamineTM 2000(49％ HEK 293，26％MDCK)所观察到的那些值，表明具有四分支 核和伯胺表面的PEHAM树枝形大分子G＝2(实施例86)也能够在多个 细胞系中用作siRNA的有效转染剂(参见图17)。
实施例118：PEHAM树枝形大分子的抗菌活性
为了测定PEHAM树枝形大分子的抗细菌性能，采用从Paul Goldenheim的1993 Postgraduate Medical Journal[Goldenheim P.， Postgrad Med.Journal，S62-S-65(1993)]改编的方法。L-Broth(LB) 培养基(TEKnova)的5-ml培养物用10μL大肠杆菌(从Schisa laboratory，Central Michigan University，Department of Biology 获得)接种，然后在225rpm的摇振下在37℃下生长过夜。在新鲜5-mL 批料的LB培养基中，添加10uL的过夜培养物并在摇振下在37℃下 生长2小时，让细菌达到它们的对数生长期。制备在水中3.35％， 0.0335％(1:100)和0.00335％(1:1000)浓度的G＝1PEHAM树枝形 大分子样品(从实施例93制备)。在各试验样品中添加十分之一体积的 正在积极生长的大肠杆菌，在1分钟之后取10μL样品。这些样品接 种到5mL LB培养基。抗菌剂聚维酮-碘(从Triadine商购的PVP-碘) 以相同的浓度用作阳性对照物。培养物在摇振下在37℃下生长一夜。 在PerkinElmerTM Lambda 2UV/VIS分光光度计上读出在600nm处的 吸光率以测量培养物密度，然后乘以1.4×108以计算细胞/mL。测定 抗微生物功效的细胞/mL的计算值显示在表V中。
表IV
样品 细胞/mL PEHAM G1 1:1(3.35％) 实施例93 4.48E+06 PEHAM G1 1:100 实施例93 2.73E+08 PEHAM G1 1:1000 实施例93 2.74E+08 聚维酮-碘1:1(3.35％) 7.00E+05 聚维酮-碘1:100 2.69E+08 聚维酮-碘1:100 2.69E+08 PEHAM G＝2TREN3-分支(5％) 实施例84 2.69E+08 PEHAM G＝2TREN4-分支(5％) 实施例86 1.40E+05
本实验的结果表明，PEHAM树枝形大分子在它的最高浓度(即， 3.35％)下以与对照样品类似的效率杀死大肠杆菌。为了进一步考察 PEHAM树枝形大分子的抗菌活性，研究从TREN表面衍生的两种附加化 合物。这些G＝2 PEHAM树枝形大分子，从实施例84制备的三分支树 枝形大分子，和从实施例86制备的四分支树枝形大分子，在5％浓度 下使用。如表V中所示，四分支PEHAM树枝形大分子杀死细菌，而三 分支树枝形大分子在实验条件下不太有效。这一行为归因于在分子表 面上较低数量的总胺。然而，这些研究表明PEHAM树枝形大分子能够 用于抗细菌应用中。
对比实施例：
式(I)的树枝形大分子与PAMAM树枝形大分子对比
实施例I：热稳定性
根据TGA测定，式(I)的树枝形大分子与PAMAM树枝形大分子相比 具有显著提高的热稳定性(高了约100℃)。这一数据示于图18中。在 图18中的曲线3显示了在典型的PAMAM[聚(酰胺基胺)，G＝3树枝形 大分子]，二氨基丁烷核胺表面聚合物(Dendritic Nanotechnologies， Inc.)的氮上的热降解走向。比较起来，在图18中的曲线1和2分别 显示实施例26B和78的产物的热降解走向。从数据可以看出，实施例 26B和78的产物显示出类似的热降解走向并且表现出与类似代的 PAMAM聚合物相比更加优异的热稳定性。这些实施例的聚合物显示高 得多的热降解起始温度并且存在比先前对于对比聚合物已知的残留量 更高的残留量。
这一数据显示与PAMAM树枝形大分子相比，式(I)的树枝形大分子 具有大得多的热稳定性。
实施例II：式(I)的各种树枝形大分子和PAMAM的在与对比实施 例I相同条件下的TGA示于下表VI中。
表VI
样品 开始 温度 (℃) 50wt％损 失时的温 度(℃) 残留时 的温度 (℃) PAMAM G＝3，二氨基丁烷核，胺表面 245 280 400 实施例26B 345 370 418 实施例78 345 370 418 *(C)＝TMPTGE；(IF1)＝OH；(EX1)＝PIPZ； (IF2)＝OH；(BR1)＝TMPGE；(IF3)＝OH；(EX2)＝PIPZ； (TF)＝2°NH 380 397 450 **(C)＝TMPTGE；(IF1)＝OH；(EX1)＝PIPZ； (IF2)＝OH；(BR1)＝TMPGE；(IF3)＝OH；(EX2)＝PIPZ； (IF4)＝OH；(BR2)＝TMPTGE；(IF5)＝OH； (EX3)＝PIPZ；(TF)＝2°NH 380 400 452 ***(C)＝TMPTGE；(IF1)＝OH；(EX1)＝PIPZ； (IF2)＝OH；(BR1)＝TMPGE；(IF3)＝OH；(EX2)＝PIPZ； (IF4)＝OH；(BR2)＝TMPTGE；(IF5)＝OH； (EX3)＝PIPZ；(IF6)＝OH；(BR3)＝TMPTGE； (IF7)＝OH；(EX4)＝PIPZ；(TF)＝2°NH 385 405 420 实施例34 320 407 500+
* 对试剂作合适的改变，重复实施例26A和26B的过程制得；
** 对试剂作合适的改变，重复实施例78的过程制得；
*** 对试剂作合适的改变，重复实施例79的过程制得。
以上结果表明，通式(I)树枝形大分子显示出比PAMAM高得多的热 稳定性。
实施例III：成本效益论证
通式(I)的树枝形大分子比PAMAM树枝形大分子更便宜制备，因为 有：
·更少处理步骤，归因于中间体的较高官能度
·更少反应副产物，归因于开环或加成反应
·更低的试剂成本，和
·更高的处理能力，归因于较少试剂过量。
通式(I)树枝形大分子的具有Nc＝4和Nb＝3的环氧基开环的哌 嗪树枝形大分子相对于有现场支化单元形成的典型PAMAM树枝形大分 子的分子量和表面基团数量的以下对比显示在下面的表VII中。
表VII
代 Nc＝4，Nb＝3 式(I)分子量 式(I) 表面基团的 数量 PAMAM EDA核 -分子量 PAMAM EDA核 -表面基团的数 量 G＝0 705 4 517 4 G＝1 3180 12 1430 8 G＝2 10606 36 3250 16 G＝3 32854 108 6909 32 G＝4 99691 324 14214 64 G＝5 305153 972 28825 128
该表VII显示了为什么本发明允许表面官能团的快速构造、分子 量的快速提高和de Gennes表面堆积的实现，和因此在比PAMAM更少 的代中的包容性能。因为每一代加成都因为单元操作的增加而增加相 当大的成本，在较少的步骤中达到高分子量和表面官能团表明了明显 的成本降低潜力。
通式(I)的树枝形大分子与高度支化树枝形大分子对比
实施例IV：多分散性
当与通过较少控制的无规开环得到的高度支化聚合物相比时，对 于通式(I)的树枝形大分子观察到较窄的多分散性。
AFM数据对于实施例78和79分别获得了1.091和1.117的非常 窄的多分散性数值。这些数值是非常窄的并且表明该颗粒是高度单分 散的和未聚集的。高度支化聚合物的典型多分散性从未发现低于 1.3-1.5和典型地宽于约3-8。
实施例V：尺寸排阻色谱法(SEC)
图19显示了与5000和8000分子量的两种类似平均分子量高度支 化树枝状聚缩水甘油的数据相比的实施例26B和78的产物的SEC。编 号1和2的SEC曲线显示了实施例26B和78的未优化产物的较低多分 散性，其与高度支化物质的典型宽的多分散性相比。计算的多分散性 数值在下面的表VIII中给出。
表VIII
曲线号 聚合物 多分散性 1 超支化聚缩水甘油(HB)-5000 3.20 2 超支化聚缩水甘油(HB)-8000 8.80 3 实施例26B 1.59 4 实施例78 2.90
通式(I)的树枝形大分子与高度支化树枝形大分子对比
实施例VI：CPK模型
图20显示了从CPK模型获得的尺寸，显示了收缩和延伸的PEHAM 树枝形大分子[(C)＝PETGE；(IF)＝OH；(EX)＝PIPZ；(BR)＝PETGE)； (TF)＝PIPZ；G＝0.5，1.5，2.5，3.5，4.5，5.5，6.5]。交叉点表明 此处de Gennes致密堆积是绝对的。在该膜的收缩和伸展版本之间的 间距显示了可供包封用的可利用的内部空隙体积。在水中的SEC体积 将给出在这两个边界之间的线。
图21比较了从CPK模型获得的此前聚醚树枝形大分子[(C)＝新戊 基；(BR)＝新戊基；(TF)＝OH)]尺寸。对于不具有扩链剂或内部官能 团的这些此前树枝形大分子，没有内部空隙体积。
实施例VII：N-SIS的理论讨论
不希望受理论束缚，提供下列讨论帮助理解可能的位阻因素和它 们对于PEHAM树枝形大分子反应和形成的影响原因。建立两个数学模 型来评估在核试剂(C)周围拟合的最高数量的支化试剂(BR)。第一个模 型将全部试剂视作理想的球，而第二个模型认为支化试剂(BR)是圆锥 形的而核试剂是球形。全部其它化学参数如结合角，实际分子形状， 溶剂等等不考虑。几种核试剂和支化试剂用这些模型进行测试，并且 结果表明当与从实际反应获得的结果相比时这些模型是相当准确的。
有几个参数用来微调没有缺陷的完美树枝形大分子结构的合成。 在它们之中，空间诱导化学计量(SIS)起着这些最重要作用当中的一 个。例如，de Gennes预测在给定的代，理想的支化不再能发生，因 为可用表面空间变得太有限，无法让数学计算量的表面基团占据它[P. G.de Gennes和Hervet，H.J.J.Physique-Lett.(Paris)，44， 351(1983)]。Ingrid van Baal等人[Ingrid van Baal et al.Angew. Chem.Int.Ed.44，2(2005)]当他们尝试用肽对G3树枝形大分子 进行表面改性时，观察到欠饱和的取代分子连同完美的结构。Tomalia 等人以数学方法计算了可以放置在核树枝形大分子分子(r2)周围以构 造核-壳构造结构(树枝形大分子)的壳树枝形大分子分子(r1)的饱和 数量[M.L.Mansfield；L.Rakesh；和D.A.Tomalia，J.Chem. Phys.，105，3245(1996)]。核和分支半径的比率依据 Mansfield-Tomalia-Rakesh方程决定了在核周围连接的理论上可能 的支化试剂的最高数量[M.L.Mansfield；L.Rakesh；和D.A. Tomalia，J.Chem.Phys.，105，3245(1996)]。这些理论计算值 已经得到证明并且由S.Uppuluri.等人[Adv.Mater.，12，796(2000)] 在核-壳构造结构(树枝形大分子)的合成中通过实验验证，它们由 MALDI-TOF和PAGE分析表明计算值相当接近于事实[D.A.Tomalia 等人，Pure Appl.Chem.，72，2343(2000)和D.A.Tomalia等人， Proc.Natl.Acad.Sci.，99(8)，5081-5087(2002)]。
在由发散的(divergent)迭代方法合成PEHAM树枝形大分子的过 程中，已经观察到缺陷结构。据信这些缺陷结构归因于由纳米级核(C) 和纳米级支化单元试剂(BR)的相互作用所显示的N-SIS效应。下面这 些模型通过将支化试剂视作简单几何形状，尝试解释和预测在核周围 以共价键连接的支化试剂的最高允许数量。该分析忽略氢键和溶剂效 应。两种类型的支化试剂(BR)将被考虑，即球形和圆锥形。
部分I.球形模型：
全部试剂被认为是理想的球。在这一阶段，其它形状如圆锥体、 圆柱形和楔形将不使用，以便简化计算。核试剂(例如，PETGE)的连接 (tether)点认为是正四面体形状。3-D绘图通过C4W的名称为3D Shop 共享软件的程序进行。在图22中红色球表示核试剂，和其它颜色的球 表示支化试剂。仅仅为美学原因使用不同的颜色。
1.四个支化试剂(BR)取代基所需的条件
首先，让四个较大的球(即，支化试剂)接触彼此的表面。通过连 接它们的四个中心，可以确定正四面体。(图22)在正四面体的内部确 定的空间表述了供可接受的核试剂利用的体积。在下面的方程式中， 假设支化试剂的半径是r且核的半径是R。四面体的侧边的长度应该 是2r。内部核空间的最大半径能够从下面的方程1计算。
方程式1
则
方程式2
只要r≤4.45R，则有足够的空间让具有半径r的四个支化试剂 取代基包围具有半径R的核。当r>4.45R时，则N-SIS效应开始出 现，因此将在核(C)周围可能的取代基数量减少到低于四的数量。
2.允许三个支化试剂(BR)取代基所需要的条件
让具有半径r的三个球形支化试剂(BR)组装在具有半径R的核试 剂(C)周围。如果结合角忽略不计并且排列四个球的中心以使它们位于 同一平面内，则限定的正三角形的边长度是2r。位于在由接触的支化 试剂(BR)限定的中心空间中的(C)的最高半径R通过使用方程式3计算 的。
方程式3
则
方程式4
结果总结于下面的表IX中。
表IX
排列在核(C)周围的最大数的球形支化试剂(BR)
支化剂半径范围 最大取代基数 r≤4.45R 4 4.45R6.46R 2
部分II.圆锥形(BR)模型：
1.四个圆锥形支化试剂取代基(BR)所需的条件
在该模型中有三个参数。它们是球形核的半径(R)，圆锥体的高度 (h)和圆锥体的基圆半径(r)。参见图23。
四个圆锥形支化试剂的基圆拟合到四面体的四个面，如图24中的 一个圆锥形基圆所示。核试剂(C)位于四面体的中心。
R＝核的半径
h＝圆锥形支化试剂的高度
r＝圆锥形支化试剂基圆的半径
r′＝R+h
a＝四面体的边长
方程式5
则，
方程式6
因此，
方程式7
如果 ，则四个支化剂能够在核(C)周围排 列，(Nmax＝4)。
2.三个圆锥形支化试剂取代基(BR)所需的条件
当三个圆锥体排列在球形核(C)周围，和结合角不认为是参数时， 则四个物体的中心能够位于同一平面内，正如以下方程式所表述(图 25)
r2+(h+R)2＝4(h+R)2
方程式8
则
方程式9
以这些数学结果为基础，在球形核(C)周围的最高数量的圆锥形支 化试剂能够计算出来，总结在表X中。
表X
能够装配在核周围的最高数量的圆锥形支化试剂
条件 最高取代基数 r≤1.414(h+R) 4 1.414(h+R)1.732(h+R) 2
部分III，方法和实施例。
全部试剂的尺寸在能量最低化(MM2)之后由Chem3DTM (CambridgeSoft)评估，并且不由其它方法验证。为支持这一讨论的图 形的三维绘图通过使用共享软件(C4W公司的3D Shop Shareware)制作 的。全部试剂被认为是简单的几何形状。小分子的尺寸确定如下：化 学结构已经在ChemDrawTM中描绘。键长和角度已经使用ChemDrawTM的 清除(clean-up)功能来校正。这些结构已经复制到Chem3DTM，再次清 除和进行MM2能量最低化处理。最终，获得所测量的尺寸。参见下面 的化学结构。
核试剂的尺寸：
从这些考虑，制作下面的表XI，XII和XIII。
虽然本发明已经参考它的优选实施方案进行了描述，但是本领域 中的普通技术人员在阅读和理解这一公开物之后可以认识到，在不脱 离如上所述的或在所附权利要求中的本发明的范围和精神的前提下可 以作一些变化和改进。
联邦资助研究声明
本发明是以美国国防部判授陆军研究实验室合同项目 DAAL-01-1996-02-044和W911NF-04-2-0030在美国政府的支持下进行 的。美国政府对本发明享有某些权利。
用于制备支化聚合物体系的多种开环反应是已知的。以下描述这 些方法的几种。
使用开环的聚合反应是众所周知的，尤其使用环醚，酰胺，氮杂 环丙烷类，硫化物，硅氧烷等通过阴离子、阳离子或其它机理。(参 见George Odian，Principles of Polymerization，John Wiley and Sons出版，1993，第7章。)然而，在高度的支化聚合物的合成中的 开环聚合的使用不太为公众所熟知。对于开环聚合在多种超支化聚合 物的合成中的应用已经进行了研究。在大多数情况下，开环聚合是传 统型的，获得了具有宽的多分散性的无规超支化的聚合物[参见D.A. Tomalia and J.M.J.Frechet，J.Polym.Sd.Part A：Polym.Chem.， 40，2719-2718(2002)]。
用于制备超支化聚合物的开环聚合的第一类实例之一是Oidan和 Tomalia的著作[P.A.Gunatillake，G.Odian，D.A.Tomalia， Macromolecules，21，1556(1989)]，其中超支化材料由噁唑啉类制 备。
开环反应已经用于形成作为单离子导体的线形或梳状支化聚醚 [X.G.Sun，J.B.Kerr，C.L.Reeder，G.Liu，Y.Han， Macromolecules，37(14)，5133-5135(2004)]。
2-羟甲基氧杂环丁烷在碱性条件下的开环聚合试图用于获得超支 化聚醚[Y.H.Kim，J.Polym.Sci，Polym.Chem.，36，1685(1998)]。
D.A.Tomalia的关于噁唑啉类的开环聚合的研究工作获得了超 支化PEOX或PEI聚合物(参见US专利4,690,985、5,631,329和 5,773,527)。
超支化的树枝状大分子已经使用多支化聚合(“MBP”)方法用引 发剂在核上制备，该制备涉及开环聚合，例如包括环状氨基甲酸酯在 引发剂的存在下使用噁嗪酮类的Pd催化的开环聚合[M.Suzuki；A. Ii，T.Saegusa，Macromolecules，25，7071-7072(1992)和M.Suzuki， S.Yoshida；K.Shiraga，T.Saegusa，Macromolecules，31，1716-19 (1998)]。
环氧化物开环，包括AB2类单体聚合，通过添加催化量的引发剂， 例如氢氧根离子来引发，并且经历了不同于涉及酸或碱催化的反应的 其它超支化聚合物方法的新型增长模式[H.T.Chang，J.M.J.Fré chet，J.Am.Chem.Soc，121，2313-2314(1999)]。AB2单体类缩 水甘油通过受控阴离子开环聚合被聚合成超支化“聚甘油”，达到低 于1.5的多分散性[A.Sunder，R.Hanselmann，H.Frey，R.Mulhaupt， Macromolecules，32，4240-4246(1999)]。使用二脱水-D-甘露醇的 阳离子环化聚合来生产超支化碳水化合物聚合物[T.Imai，T.Satoh， H.Kaga，N.Kaneko，T.Kakuchi，Macromolecules，36，6359-6363 (2003)；T.Imai，T.Satoh，H.Kaga，N.Kaneko，T.Kakuchi， Macromolecules，37，3113-3119(2004)]。
超支化聚合物通过将开环聚合和自缩合乙烯基聚合(“SCVP”) 的一些特征结合来获得，己内酯的开环聚合获得了具有大约3.2的多 分散性的超支化聚酯[M.Liu，N.Vladimirov，J.M.J.Fréchet， Macromolecules，32，6881-6884(1999)]。
双(羟甲基)己内酯类的开环聚合获得了超支化的聚酯[M. Trollsas，P.Lowenhielm，V.Y.Lee，M.Moller，R.D.Miller， J.L.Hedrick，Macromolecules，32，9062-9066(1999)]。
乙基羟甲基氧杂环丁烷类的阳离子开环聚合获得了超支化聚醚， 多分散性在1.33-1.61的范围内[Y.Mai，Y.Zhou，D.Yan，H.Lu， Macromolecules，36，9667-9669(2003)]。
使用3-乙基-3-(羟甲基)氧杂环丁烷开环来产生超支化聚醚[H. Magnusson，E.Malmstrom，A.Hult，Macromolecules，34，5786-5791 (2001)]。
通过N-羧酸酐的开环聚合获得了树枝状多肽。该方法涉及N-羧基 酸酐开环和末端偶联反应的重复序列。该方法获得了没有精确长度的、 具有统计学驱动的平均链长/分支的聚合区域，并且获得了具有1.2- 1.5的典型多分散性的聚合物。
精确的树枝形大分子开环反应
聚硫树枝形大分子可以通过让聚硫醇在碱性条件下与环硫氯丙烷 (epichlorosulfide)反应以形成聚环硫化物来获得(参见US专利 4,558,120和4,587,329)。这些专利还论述了制备聚氨基硫化物树枝 形大分子的方法，包括使用聚氨基核与过量环硫乙烷的反应以形成聚 硫化物，随后与过量氮杂环丙烷反应以形成更多的代。
N-甲苯磺酰氮杂环丙烷的添加被描述为产生部分保护的树枝形大 分子表面的方式(US专利4,361,337；4,587,329；和4,568,737)， 并且被延伸到氮杂环丁烷衍生物。
用于连接表面基团的精确的树枝形大分子开环反应
开环反应被描述为添加端基的一种方式。例如，US专利4,568,737 公开了环氧烷类用于在树枝形大分子上产生多元醇表面的用途。
用于精确的树枝形大分子结构的方法
已经使用许多特定反应来产生广泛的精确的树枝形大分子结构。 这些反应通常确定了核(“C”)，支化结构类型(“BR”)和末端官 能团(“TF”)。已经使用被分类为“收敛合成”和“发散合成”的 两大类方法来合成精确的树枝形大分子结构[Dendrimers and other Dendritic Polymers，J.M.J.Fréchet，D.A.Tomalia编辑，John Wiley and Sons出版，(2001)]。在这两大类中，还与支化单元结构 (branch cell construction)(即，原位形成和预形成)或树突 (dendron)锚定结构的其它变化。
支化单元试剂的最早公布的用途之一涉及在核周围偶联预形成的 支化单元，以形成低分子量树样(arborol)结构[G.R.Newkome，Z.-Q. Yao，G.R.Baker，V.K.Gupta，J.Org.Chem.，50，2003(1985)]。 聚(硫醚)树枝形大分子使用以季戊四醇核；Nc＝4和4-乙酰基硫代甲 基-2，6，7-三氧杂双环[2.2.2]辛烷；Nb＝3为基础的保护的预形成的支 化单元试剂来合成。在该情况下，在树枝形大分子支化结构的构建中 使用保护的支化单元试剂，这需要作为附加步骤的化学去保护，以快 速构建结构。虽然所用试剂是多环类醚(即，原酸酯)，但该醚环没 有应变，在聚合过程中不开环。
传统小分子化学的空间效应
在小分子化学中定义的空间效应归因于所有基础小分子“积木组 成”(即，原子，官能团和烃支架等)占据的亚纳米级空间(即，0.05 -1nm)的体积和它们在临界反应和组装事件中的相互关系。它们的相 对尺寸对反应性、置换、取代、手性、缔合、组装、特定产物形成和 可获得的结构的效应在学术界以及工业领域始终是非常重要的问题。 例如，降低反应性的空间效应被称为“位阻”[参见P.Y.Bruice， Organic Chemistry，第二版(1998)，第362页，Prentice Hall]。 位阻由阻碍反应部位的基团所导致。典型实例包括“新戊基效应”， 其中位阻不断增加的烷基卤化物对SN2反应的相对反应性逐渐被抑制 直到叔烷基卤化物(即，新戊基溴)太慢以致不能测定的程度。不只 是连接于遭受亲核攻击的碳的烷基的数目决定反应速度；烷基的相对 大小也是非常重要的。
克拉姆规则是小分子空间效应的另一典型实例。虽然不希望受理 论的制约，但据信，空间效应控制导致手性引入的在羰基氧上的立体 选择反应性。克拉姆规则阐述了亲核体沿着最小取代基排列攻击羰基。 最大基团本身背离羰基排列，从而最大限度减小空间效应，使得亲核 体优先从小取代基一侧攻击。[参见D.J.Cram，A.Elhafez，J.Am. Chem.Soc.74，5828(1952)]
以上这些简要的实例不仅预示了如果发现和定义纳米级(即，1 -100nm)的临界结构组成可以提供这种类似的“空间效应”的可能性 并且预示了其重要性。这些NSIS效应的纳米级规则基本上是未知的。 NSIS与本发明如何相关在本说明书的具体实施方式中阐述。
聚(酰胺胺)树枝形大分子(“PAMAM”)合成
树枝形大分子合成中的一些困难在用于制备它们的方法中是固有 的。例如，聚(酰胺胺)(“PAMAM”)树枝形大分子(这些树枝状聚 合物的关键组成家族之一)的制备目前集中在支化单元(cell)原位 形成的迈克尔加成化学过程[Dendrimers and other Dendritic Polymers，J.M.J.Fréchet，D.A.Tomalia编辑，John Wiley and Sons出版，(2001)，第25章]。通常的方法包括酰胺化步骤，这存在 化学过程慢、反应时间长和具有无差别二官能中间体的问题。这些情 况迫使该方法需要高稀释度，导致低生产能力和高成本，尤其在较高 的代数时。另外，由于PAMAM树枝形大分子的特定酰胺结构，它们会 进行通过反迈克尔加成反应和水解反应分解的低能途径。
显然，需要发现一种用更快的反应时间，更容易分离更少的副产 物和生产成本低于目前使用的方法的制备精确树枝形大分子结构的方 法。另外，还希望所述树枝形大分子是更稳定的，更容易确定大小。 此类改进的特性和性能也能够提供这些树枝形大分子的附加独特用 途，除此以外则是不可行的。
发明简述
本发明的树枝状聚合物结构具有表现了令人惊奇的性能的几种独 特组成(与传统树枝状结构相比)，并且它们的制备采用了独特的开 环方法。
以下用通式(I)示出了这些树枝状聚合物的结构：
(通式I)
其中：
(C)表示核；
(FF)表示所述核的焦点官能团组分组成；
x独立地是0或1至Nc-1的整数；
(BR)表示支化单元(cell)，如果p大于1，则(BR)可以是相同 或不同的结构部分；
p是在树枝形大分子中的支化单元(BR)的总数，并且是通过下 式得出的1-2000的整数：
其中：G是围绕所述核的同心支化单元外壳(代)的数目；
i是最终的代G；
Nb是支化单元多重性；和
Nc是核多重性，并且是1-1000的整数；
(IF)表示内部官能团，如果q大于1，则(IF)可以是相同或不同 的结构部分；
q独立地是0或1-4000的整数；
(EX)表示扩链剂，如果m大于1，则(EX)可以是相同或不同的结 构部分；
m独立地是0或1-2000的整数；
(TF)表示末端官能团，如果z大于1，则(TF)可以是相同或不同 的结构部分；
z表示表面基团的数目，为1到对于给定代数G的(C)和(BR)来说 可能的理论值，并由以下方程式得出
z＝NcNbG；
其中：G，Nb和Nc如以上所定义；和
前提条件是，(EX)或(IF)中的至少一个必须存在。
本发明的一些树枝形大分子用通式(II)表示：
其中：核＝(C)，(TF)、G、Nc、Nb、i、z和p与以上通式(I)中相 同定义，以及(BR)必须具有所存在的(IF)结构部分或能够原位产生 (IF)。
以上式(I)和式(II)的各种术语[(C)、(FF)、(IF)、(BR)、(EX)、 (TF)]在下面的详细说明中更充分地解释。优选地，通式(I)化合物存 在至少一个(EX)，后者是由叠氮化物的1，3-环加成到乙炔类上所得到 的哌嗪或三唑，或可分裂的结构部分如酯。也优选的是通式(I)的那些 化合物，其中(EX)和(IF)两者都存在，并且(BR)和(IF)中可以各自有 一个以上存在。
制备通式(I)的树枝形聚合物的方法
通式(I)的这些树枝形聚合物通过在本说明书中随后描述的方法 制备并且由下面提供的流程图1和2来说明一些方法。
本发明的一个实施方案提供制备树枝形大分子的方法，其中支化 单元试剂与对支化单元试剂有反应活性的二胺进行接触并且让支化单 元试剂和二胺在溶剂(例如醇)存在下优选在惰性气氛(例如氮气)中在 足够的温度(例如20℃-150℃)下反应足够的时间(例如，0.5-30小时) 以形成选自聚(酯-丙烯酸酯)树枝形大分子和聚(酯-环氧化物)树枝形 大分子中的树枝形大分子。树突也通过这些方法制备。该引发剂核和 该支化单元试剂在醇或极性/非极性溶剂存在下彼此接触。
由丙烯酸酯-胺反应体系制备以上定义的通式(I)的树枝形聚合物 的方法，它包括：
A.让丙烯酸酯官能化核与胺官能化扩链剂进行反应，如以下所 示：
(C)+(EX)→(C)(EX)(TF)
其中(C)＝丙烯酸酯官能化核如TMPTA；(EX)＝胺官能化扩链剂 如PIPZ；和(TF)＝胺；和
B.让(C)(EX)(TF1)的胺官能化扩链核试剂与丙烯酸酯官能化支 化单元试剂(BR)进行反应，如以下所示：
(C)(EX)(TF1)+(BR)→(C)(EX)(BR)(TF2)
其中(C)＝TMPTA；(EX)＝PIPZ；(TF1)＝胺；(BR)＝TMPTA； 和(TF2)＝丙烯酸酯；和
其中对于步骤A和B两者
扩链剂(EX)基团在核上的加成，(EX)/(C)的摩尔比被定义为扩链 剂分子(EX)的摩尔数与简单核、支架(scaffolding)核、超级核或当 前代结构(即Nc)上的反应活性官能团的摩尔数之比，其中当希望完全 覆盖时使用过量的(EX)；
支化单元(BR)在简单核、支架核、超级核、或当前代结构上的加 成(BR)/(C)被定义为支化单元分子(BR)的摩尔数与在简单核、支架核、 超级核或当前代结构(即Nc)上的反应活性官能团的摩尔数之比，其中 当希望完全覆盖时使用过量的(BR)；和
支化单元(BR)或扩链剂(EX)在核、支架核、超级核或当前代产物 上的加成水平能够通过所添加的摩尔比或通过N-SIS来控制。
由开环反应制备以上所定义的通式(I)的树枝形聚合物的方法，它 包括：
A.让环氧官能化核与胺官能化扩链剂进行反应，如以下所示：
(C)+(EX)→(C)(IF1)(EX)(TF1)
其中(C)＝环氧官能化核如PETGE；(IF1)＝内部羟基(OH)；(EX)＝ 哌嗪(PIPZ)；(TF1)＝胺；和
B.让胺官能化扩链的核试剂(C)(IF1)(EX)(TF1)与环氧基官能 化支化单元试剂进行反应，如下所示：
(C)(IF1)(EX)(TF1)+(BR)→(C)(IF1)(EX)(IF2)(BR) (TF2)
其中(C)＝PETGE；(IF1)＝在权利要求1中定义的内部官能团 结构部分如OH；(EX)＝在权利要求1中定义的扩链剂结构部分如 PIPZ；(TF1)＝胺；(BR)＝环氧官能化支化单元试剂如PETGE；和(IF2) ＝在权利要求1中定义的内部官能团结构部分如OH；(TF2)＝胺；和
其中对于步骤A和B两者
扩链剂(EX)基团在核上的加成，(EX)/(C)的摩尔比被定义为扩链 剂分子(EX)的摩尔数与简单核、支架核、超级核或当前代结构(即Nc) 上的反应活性官能团的摩尔数之比，其中当希望完全覆盖时使用过量 的(EX)；
支化单元(BR)在简单核、支架核、超级核、或当前代结构上的加 成(BR)/(C)被定义为支化单元分子(BR)的摩尔数与在简单核、支架核、 超级核或当前代结构(即Nc)上的反应活性官能团的摩尔数之比，其中 当希望完全覆盖时使用过量的(BR)；和
支化单元(BR)或扩链剂(EX)在核、支架核、超级核或当前代产物 上的加成水平能够通过所添加的摩尔比或通过N-SIS来控制。
通式(I)的树枝形聚合物的使用
通式(I)的这些树枝形聚合物可以按照以下所提及的并且在本说 明书中进一步描述的方式来使用。可以相信，基于这些材料和类似树 枝形聚合物的知识，这些树枝形聚合物可以显示出所提及的全部用途 和许多其它用途。有很多的参考文献述及了树枝形聚合物如PAMAM各 种各样的用途。
通式(I)的本发明树枝形聚合物被认为能够用于PAMAM和树枝形 聚合物的大部分(即使不是全部)的那些先前已知的用途和甚至更多的 用途中，这是因为如下面将讨论的它们的独特性能。此类应用的一些 实例包括，但不限于下列这些。在能量和电子市场，这些树枝形聚合 物能够用于燃料电池(例如，膜，催化剂)、能量存储(氢)、固态照明、 设备的热管理、发光二极管、显示器、电子油墨、层间绝缘材料、光 刻胶、分子电子学、电信设备(波导管)、光子设备、照相材料、量子 点、和材料的秘密性(stealth)增强。调色剂组合物能够通过将通式 (I)的这些树枝形聚合物与树脂粉掺混、加热、和然后将调色剂树脂颗 粒挤出或分散在有合适表面活性剂的溶液中来制备。通式(I)的这些树 枝形聚合物能够与染料(如阴离子染料)、盐、表面活性剂、抗氧化剂、 溶剂(如水)或纯净(无溶剂)、和其它所需的组分进行掺混，得到能够 沉积在纸张或另一种印刷表面上的无沉积物的油墨。染料涂覆或渗透 合成和天然纤维的能力的改进使得这些树枝形聚合物可用于布料的许 多应用中、用于布料的图案、地毯、和其它此类物品中。通式(I)的水 溶性的树枝形聚合物能够被添加到纸涂覆配制剂中以提高纸涂布机的 生产能力，同时改进纸质量。用于分离或过滤中的层析载体能够通过 将通式(I)的树枝形聚合物与二氧化硅或氧化铝混合来制备。通式(I) 的树枝形聚合物能够用于牙科组合物以便提高性能、减少收缩率、和/ 或改进粘合性。低粘度、最佳的蚀刻行为、以及可调节的玻璃化转变 温度是使得这些树枝形聚合物可用于制造计算机存储器系统的性能。 其它用途也是可能的，其中此类纳米尺寸的树枝形分子使它们本身官 能化或作为金属离子或金属的载体。作为油添加剂和润滑剂，通式(I) 的这些树枝形聚合物能够显示出分散剂和抗氧化剂性能，且作为SAE- 30车用机油的添加剂，能够减少油泥、积炭和堵塞。
在环境领域，这些树枝形聚合物能够用作化学和生物传感器、电 子鼻(阵列型传感器)、核片实验室、环境跟踪和来源鉴别用的材料的 纳米编码、环境传感器的放大技术、生物杀伤材料、环境感测、纠正、 清洁水(例如，离子交换)、清洁空气(例如，超级吸收剂)、和催化剂。
在个人/家庭领域，这些树枝形聚合物能够用作燃料、涂料和表面 改性剂(例如提供抗划伤性、抗微生物表面、颜色改变、织构改性剂、 抗污性、耐水性)、清洁剂和洗液、化妆品、颜料和染料、紫外线吸 收剂、吸附剂、反射器、营养物质的载体、营养物、增甜剂、人工增 甜剂、表面活性剂和功能添加剂的环境品质提升，而不增加颜色
在化学品和制造市场，这些树枝形聚合物能够用作改进的粘结剂， 用于包容性化合物中以便从溶液中除去重金属或杂质或用于水净化， 化学催化剂，化学分离材料，过滤系统，石化加工(纳米催化剂)，和 毒害物泄漏传感器。同时这些树枝形聚合物可以在各种化学应用中用 作单体，其中包括制造杂聚物或均聚物，和作为聚合改性剂或引发剂 (如用于尼龙6，降低粘度以便更容易注塑和降低加工压力)。
同时通式(I)的树枝形聚合物在它们的内部空隙空间中存在各种 携带的物质。这些树枝形聚合物在药物和农业领域中具有用作试剂的 多种用途。
在人和动物医疗和保健领域，这些树枝状聚合物可以用于在体内 诊断成像(例如，增加对比度的目标对照)，诊断感测(例如，信号 增强器同时导向)，药物输送(例如，促进口服、静脉内、皮肤、透 皮、鼻部等的药物输送)，药物发现(例如小型化，生物阵列)，体 外和在活体外诊断和治疗，激素，蛋白质，酶，医疗器械的耐蛋白涂 层(例如活体内和在活体外)，器械的抗生物结垢涂层和表面，透皮 输送，肿瘤的化疗，遥控和体内装置，多价药物应用，近红外吸收剂， 生物标志物，靶向的生物标志物，非侵入性成像和感测，射靶治疗， 靶向诊断学，含有金属如铜、银、金的树枝形聚合物，和磁力生物反 应器(例如细胞生长和收获)，药物释放支架，表面涂层和控释(例 如治疗剂，营养品等)。包括这些树枝形聚合物用于药物、前体药物、 抗病毒药、抗菌剂、杀寄生虫剂、蛋白质、激素、酶、寡核苷酸、遗 传物质(例如，DNA的片段、RNA、病毒颗粒或片段、或合成基因颗粒) 的包封或吸附的用途。
以已知的此前的树枝形聚合物以及对于通式(I)的本发明树枝形 聚合物所进行的试验为基础，显然有可能的是它们能够用作：表面缀 合或表面缔合的载体(如可能的话来自它们的椭圆体、球、棒条体、无 规高度支化物、树枝状接枝体、核-壳构造树枝形聚合物的形状变型)， 它们能够进一步通过所存在的各种表面基团(TF)来改性；包封的载体 (不论所担载的材料是否与所简单截留的内部相结合)，它可用于限时 释放型药物递送，具有在树枝形聚合物的结构中的可分裂的连接基以 用于给药后的限时释放和pH或其它所需变化，在树枝形聚合物的内部 和表面之间的溶解度差异，对于每一树枝形聚合物而言可能的被担载 的材料的量(因为代或形状)；以及它们尺寸上的精度使得可以用作分 子尺寸标准物，校准剂，和造孔模板。
在食品和农业市场，这些树枝状聚合物可以用作高选择性控制传 感器，传感放大材料(例如，味觉、嗅觉、声音、视觉和触觉)，生 物路径研究和在植物内的分布，定向的无毒可生物降解杀虫剂，除草 剂，缓释肥料和杀虫剂，包装材料(例如耐微生物的塑料)，新鲜度、 污染和/或干扰传感器，以及药品在植物和动物中的输送。
另外，这些树枝形聚合物可以携带在这里深入讨论的其它所需材 料。
用于这些用途的通式(I)的这些树枝形聚合物的配制料也在后面 进行描述。
附图简述
图1示出了通式(I)的树枝形大分子的树枝形大分子核-壳结构 的三维投影，它具有下述组成核(C)，具有支化单元(BR)、内部官 能团(IF)和扩链剂(EX)的内部，以及许多含有末端官能团(TF) 的表面基团(z)。在该图中作为(EX)的哌嗪和三唑仅仅为了举例而已 并且能够是任何其它(EX)。
图2示出了各种核组分(C)，它可以由一个或多个亲电结构部分 (E)，亲核结构部分(Nu)或其它反应性结构部分(O)，或这些结 构部分的结合组成。核的多重性被定义为Nc。除了用于这些结构部分 的惯用结构部分以外，包括在这三个术语(E)、(Nu)和(O)内还 有诸如具有所示的焦点官能团(FF)的树突(dendron)之类的基团。
图3示出了具有支化单元(BR)的通式(I)的树枝形大分子的内 部部分，该支化单元(BR)具有以下的一个或多个：亲电结构部分(E)， 亲核结构部分(Nu)或其它反应性结构部分(O)(即自由基或1，3- 双极性环加成)或这些结构部分的结合。另外，该内部可以任选具有 提供内部官能团(IF)的基团，通常由开环反应获得，它可以具有以 下的一个或多个：亲电结构部分(E)，亲核结构部分(Nu)或其它反 应性结构部分(O)或这些结构部分的结合。在内部还任选存在扩链剂 结构部分(EX)，它具有以下的一个或多个：亲电结构部分(E)，亲 核结构部分(Nu)或其它反应性结构部分(O)或这些结构部分的结合。 对于每一代的所述树枝形大分子来说，这些内部结构部分可以重复。
图4在(A)部分中示出了支化单元或核，其中Q能够是环氧化物结 构部分或丙烯酸酯结构部分。当环氧化物是开环的支化单元时，(B) 部分示出了四缩水甘油醚支化单元试剂的(BR)结构部分，(IF)结构部 分，(EX)结构部分和(TF)结构部分；其中Nb＝3。类似地，图1示出了 Nb＝2的情况。当丙烯酸酯是Q时，则该酯以可以分裂的方式整合。
图5示出了具有末端官能团(TF)的表面基团(z)的数目。这些(TF) 可以是相同或不同的。还有，这些(TF)可以具有一个或多个以下结 构特征：亲电结构部分(E)，亲核结构部分(Nu)，或其它结构部分 (O)，非反应活性端基(例如烃)，或这些可能结构部分的结合。
图6示出了从一代到下一代的树枝状聚合物的发散式生长(即， 树枝形大分子结构)。当树枝状聚合物生长时，它随着数字扩增的代 改变了纳米级分子形状和分子量。在该图中包括(IF)、(EX)和(BR)结 构部分。
图7示出了通式(I)的树枝形大分子/树突的N-SIS特性，以便 显示当(BR)大于或小于(C)时的各种结构部分的反应性和N-SIS对于 可参与反应的反应活性基团的数目的影响。
图8示出了通式(I)的树突/树枝形大分子的N-SIS特性，以显 示当(BR)大于(C)时的各种结构部分的反应性，表明用较小反应剂的进 一步的反应仍然是可能的。
图9示出了用于形成一代的通式(I)的树突/树枝形大分子的 (BR)、(EX)、(C)、(FF)和(TF)的(Nu)、(O)和(E)反 应的组合反应活性。这些反应可以重复进行以形成更高代或用于其它 正交式化学生长策略。
图10示出了包覆有(FF)硫代官能化树突的Au纳米粒子的PAGE 结果。在染色剂之前，左侧板面由棕色显示了包覆的Au纳米粒子，而 紫色是负载染料。在用考马斯蓝染色之后，右侧板面由蓝色显示了在 Au纳米粒子核周围的树突壳。泳道(lane)1含有具有过量树突的粗 产物；泳道2-10显示了从SephadexTM G-50分离得到的级分1-9。
图11显示了在四种不同浓度的PEHAM树枝形大分子的情况下，作 为毒素模型的吲哚美辛的包封结果。PEHAM树枝形大分子能够包封该 毒素模型并且从溶液中除去它。
图12显示了从辍合(conjugation)到PEHAM树枝形聚合物上的 FITC的表面结合所获得的结果。左侧板面(A)显示了在泳道7中的对 照物和在泳道5和6中与FITC辍合的PEHAM树枝形大分子。右侧板面 (B)显示了凝胶的考马斯蓝染色，其中显示荧光的所有谱带有PEHAM 树枝形聚合物存在，但游离染料谱带除外。
图13显示了在辍合到FFTC上的PEHAM树枝形大分子以及PEHAM 树枝形大分子和FITC(各自单独)的对照物在HEK 293细胞中的2、5 和24小时培养之后在右栏板面中的荧光显微结果。在细胞内荧光的存 在表明共轭的PEHAM树枝形大分子能够细胞渗透。左栏板面显示了相 差图像，作为参考点。
图14显示在HEK 293细胞和MDCK细胞中的不同浓度下，测试作 为siRNA输送载体的G＝1PEHAM树枝形大分子的结果。在HEK 293 细胞中PEHAM树枝形大分子浓度的提高的总趋势表明，knockdown基 因产物的增加在左侧图显示。MDCK细胞(右侧图)显示了在所测试的 PEHAM树枝形大分子的最高剂量下亲环蛋白B的适度减少。
图15显示了验证图14的结果所获得的结果，其中50,100,200， 和400μg/ml的G＝1PEHAM树枝形大分子按一式三份进行试验。 如前所述，HEK 293细胞对于增大浓度的PEHAM树枝形大分子显示了 亲环蛋白B的增大沉默。然而，该PEHAM树枝形大分子在MDCK细胞中 作为转染剂不太有效，显示了高度变化的结果。
图16显示在HEK 293细胞和MDCK细胞中的不同浓度下，测试作 为siRNA输送载体的实施例82的G＝2 PEHAM树枝形大分子的结果。 在HEK 293和MDCK细胞中G＝2PEHAM树枝形聚合物浓度的提高的总 趋势表明了knockdown基因产物的增加，并且两个值都高于 LipofectamineTM 2000的那些。
图17显示在HEK 293细胞和MDCK细胞中的不同浓度下，测试作 为siRNA输送载体的实施例84的G＝2 PEHAM树枝形大分子的结果。 结果表明了在HEK细胞中的整个浓度范围之中以及在MDCK细胞中的低 浓度下亲环蛋白B表达的有效沉默。
图18示出了通式(I)的树枝形大分子与传统PAMAM树枝形大分 子相比热稳定性提高。在该图18中，编号线条表示这些树枝形大分子 的数据：1是实施例25B，2是实施例76和3是PAMAM，G＝3，(C) ＝DAB，(TF)＝胺。
图19示出了通式(I)的代表性产品[即，实施例76(4)和77(3)] 的尺寸排阻色谱法(SEC)与平均分子量为5000(2)和8000(1)的 两种相关的超支化树枝状聚缩水甘油比较。所示谱带宽度指明了3和 4的窄多分散性。
图20(A)显示了从CPK模型获得的直径尺寸(nm)，说明了聚(醚 羟基胺)(PEHAM)树枝形大分子[(C)＝新戊基；(IF)＝OH；(BR)＝ PETGE；(Ex)＝PIPZ；(TF)＝NH；G＝0.5到6.5]的收缩(圆 形)和延伸(正方形)值。该黑色线性曲线(实线)显示了理想的延伸行 为。黑色指数曲线(实线)表明了收缩的尺寸。在收缩和延伸的尺寸之 间的这一差异表明了在树枝形聚合物的内部可利用的空隙空间。需要 指出的是，包封从约G1开始。因此，对于传统的聚(醚)树枝形大分子 没有观察到包封性能，如图20(B)中所示。在约G＝5.5处的交叉点 说明了该树枝形大分子家族的de Gennes致密堆积点。
图20(B)显示了从CPK模型获得的直径尺寸(nm)，说明了传统聚 (醚)(PE)树枝形大分子[(C)＝新戊基；(BR)＝新戊基；(TF)＝OH] 的收缩(圆形)和延伸(正方形)值。实际SEC值(由三角形显示)紧密地 对应于CPK值。该树枝形大分子家族不具有(EX)和没有(IF)。需要指 出的是，延伸和收缩的尺寸几乎是可重叠的，表明传统聚(醚)树枝形 大分子实际上不具有内部空隙空间。另外，与G＝5.5或PEHAM树枝 形聚合物相比，如图20(B)中所示，在传统聚(醚)树枝形大分子中不 存在(EX)使得de Gennes致密堆积交叉点提早了约2-3代位移到G＝3。
图21显示了从CPK模型获得的直径尺寸(nm)，说明了传统聚(酰 胺基胺)(PAMAM)树枝形大分子[(C)＝NH3；G＝1-10]的收缩(圆形) 和延伸(正方形)值。实际的SEC值(由三角形显示)位于该收缩的和延 伸的尺寸值之间。该树枝形聚合物家族不具有(EX)和不具有(IF)并且 具有在G＝10的de Gennes致密堆积交叉点。需要指出的是，与如图 20(A)中所示的PEHAM树枝形聚合物的G＝1-1.5相比，包封性能一直 到G＝4才开始。
图22说明了四个相同球形支化单元试剂的模型，它们彼此接触， 其中插入球形核而装入到在由四个球形试剂形成的四面体的中心的有 效空间之中，表明了确定N-SIS问题(issues)和预测(predictions) 的空间边界的核和支化单元球的相对体积(直径)。
图23显示N-SIS模型的三个视图，示出了用于N-SIS问题和预测 的考察的球形核和包围该核的三个圆锥形支化单元试剂。在这一模型 中有三个参数：核的尺寸(半径＝R)，圆锥体的高度(h)和圆锥体的基 圆半径(r)。
图24显示了N-SIS模型的四个视图，示出了用于N-SIS问题和预 测的考察的由四个圆锥形支化单元试剂所包围的球形核。四个圆锥形 支化单元试剂中每一个的基面内接在包围球形核试剂(位于四面体的 中心)的四面体的四个面上。
图25说明了在球形核周围组装的三个圆锥形支化单元试剂的用 途，其中四面体有一个表面不存在圆锥形支化单元试剂。
发明详述
术语表
在本申请中使用的以下术语如以下所述被定义，对于这些术语来 说，单数包括复数。
AEEA表示N-(2-羟乙基)乙二胺
AEP表示1-(2-氨基乙基)哌嗪
AFM表示原子力显微术
AIBN表示2，2’-偶氮双异丁腈
Alkyl表示该术语的任何数量的碳原子，它单独地或作为另一个 术语如烷基取代的，烷基芳基，环烷基，杂环族结构部分和其它类似 术语的一部分来使用，不论是直链或是支化的；典型地是C1-C100，其 中C1-C50是优选的和C1-C25是最优选的。按类似的方式，烯烃和炔烃作 广义的限定；典型地C2-C200，其中C2-C100是优选的。
AMTS表示丙烯酰氧基甲基三甲基硅烷
APS表示过二硫酸铵
Aptamer表示能够结合到特定的靶分子如蛋白质或代谢物上的特 定的合成DNA或RNA寡核苷酸
Aryl表示含有芳族结构部分的任何数量的碳原子并且能够选自 C5-C100和可以被一个或多个烷基(任选取代的)、烯烃(任选取代的)、 炔烃(任选取代的)、卤素、在环中的杂原子(如N，O，S，P，B)、叠 氮基、和其它如在本申请的实施例和在本说明书中教导的那些基团取 代。
BAA表示双(烯丙基)胺或二烯丙基胺
BGPM表示双(4-环氧丙氧基苯基)甲烷
BOC表示叔丁氧羰基。
BPEDS表示双(2-哌嗪基乙基)二硫化物
BSA表示牛血清白蛋白
Celite表示硅藻土(Fisher Scientific)
CPK表示Corey-Pauling-Koltun分子模型
DAB表示二氨基丁烷
DBA表示二苄基胺
DCC表示二环己基碳二亚胺
DCM表示二氯甲烷
DEA表示二乙醇胺
DEIDA表示二乙基亚胺基二乙酸盐
DETA表示二亚乙基三胺
DGGA表示N，N’-二缩水甘油基-4-环氧丙氧基苯胺
DIA表示二亚氨基胺
DI表示去离子水
diglyme表示二甘醇二甲醚
DMDTB表示二硫代丁酸二甲基酯
DME表示二甲氧基乙烷
DMF表示二甲基甲酰胺
DMI表示衣康酸二甲基酯
DMSO表示二甲亚砜；出自Acros Organics，在使用前进一步蒸馏
DNA或RNA或核酸表示合成或天然的，单个链或双链DNA或RNA 或PNA(磷核酸)或它们的结合物或适配体，优选从4个到9000个碱基 对或从500D到150kD。
DO3A表示1，4，7，10-四氮杂环十二烷-1，4，7-三(乙酸)
DOTA表示1，4，7，10-四氮杂环十二烷-1，4，7，10-四(乙酸)
DTPA表示二亚乙基三胺五乙酸
DTT表示二硫苏糖醇
EA表示乙醇胺
EDA表示乙二胺；Aldrich
EDTA表示乙二胺四乙酸
EPC表示N-哌嗪羧酸乙基酯
EPI表示表氯醇；出自Acros Organics，在使用前进一步蒸馏
Equiv.表示当量
Et表示乙基
EtOH表示乙醇
FBS表示胎牛血清
FITC表示异硫氰酸荧光素
FT-IR表示傅里叶变换红外分光术
G表示树枝形大分子的代数，用围绕所述核的同心支化单元外壳 的数目来表示(通常从核按序计数)
g表示克
halo表示氟、氯、溴、或碘原子，离子或基团
HCl表示盐酸
HEDA表示(2-羟乙基)乙二胺
HEK细胞表示人胚肾细胞
己烷类表示异构己烷的混合物(Fisher Scientific)
HMDA表示六亚甲基二胺
HPLC表示高压液相色谱法
HSEt表示硫乙醇或巯基乙醇
IDAN表示3，3-亚氨基二乙腈
IMAE表示2-咪唑烷基-1-氨基乙烷
IMPA表示亚胺基双(甲基膦酸)
IR表示红外光谱法
KOH表示氢氧化钾；按85％粒料使用，出自Aldrich，在使用前 粉碎
L表示升
Lipofectamine表示LipofectamineTM 2000(Invitrogen)
mA表示毫安
MALDI-TOF表示飞行质谱法的基质辅助激光解吸电离时间
MBDGA表示4，4’-亚甲基双(N，N’-二缩水甘油基苯胺)
MBP表示多支化聚合反应
m-CPDA表示间-氯过苯甲酸
MDCK细胞表示Madin-Darby狗肾细胞
MEM表示最低必需培养基
MeOH表示甲醇
MES表示2-(4-吗啉代)乙烷磺酸
mg表示毫克
MIA表示2-甲基-2-咪唑啉
MIBK表示甲基异丁基酮
mins.表示分钟
MIPIEP表示甲基异丙基亚氨基乙基哌嗪
mL表示毫升
NMR表示核磁共振
N-SIS表示纳米级空间诱导的化学计量
寡核苷酸表示合成或天然的，单个链或双链DNA或RNA或PNA(肽 核酸)或它们的结合物或适配体，优选从4个到100个碱基对
正交化学表示在多官能的试剂或底物上平行或依次进行的化学转 变，没有与反应物的其它组分之间的交叉反应或没有被它们干扰
PAGE表示聚丙烯酰胺凝胶电泳
PAMAM表示聚(酰胺基胺)，包括具有伯胺端基的线性和支化聚 合物或树枝形大分子
PBS表示磷酸盐缓冲盐水
PCR表示聚合酶链式反应
PEA表示甲基异丁基保护的1-(2-氨基乙基)哌嗪
PEHAM表示聚(醚羟基胺)；通式(I)的树枝形大分子。
PEI表示聚(亚乙基亚胺)
PEOX表示聚(2-乙基-2-噁唑啉)-部分地和完全地水解
百分数或％表示按重量，除非另有说明
PETAE表示季戊四醇四烯丙基醚
PETAZ表示季戊四醇四叠氮化物
PETGE表示季戊四醇四缩水甘油醚。
PETriAE表示季戊四醇三烯丙基醚
PETriGE表示季戊四醇三缩水甘油醚
PGA表示聚(缩水甘油)苯胺。
PGE表示聚(缩水甘油)醚。
PIPZ表示哌嗪或二亚乙基二胺
PPI表示聚(亚丙基亚胺)树枝形大分子
Pyrrol表示2-吡咯烷酮
Rf表示TLC中的相对流量
RT表示环境温度或室温，大约20-25℃
SCVP表示自缩合乙烯基聚合
SDS表示十二烷基硫酸钠
SEC表示尺寸排阻色谱法
SIS表示空间诱导的化学计量
TBAB表示四丁基溴化铵
TBE缓冲液表示三(羟甲基)酰胺基甲烷，硼酸和EDTA二钠缓冲 液
TBS表示TRIS缓冲的盐水
TEA表示三乙胺
TEMED表示N，N，N′，N’-四甲基乙二胺
TEPC表示四(环氧基丙基)氰尿酸酯
TES表示四环硫丙烷(tetraepisulfide)或四环硫烷 (tetrathiorane)
TETA表示三亚乙基四胺
TGA表示热解重量分析
TGIC表示三(2，3-环氧基丙基)异氰脲酸酯
THF表示四氢呋喃
TLC表示薄层色谱法
TMPTA表示三羟甲基丙烷三丙烯酸酯
TMPTGE表示三羟甲基丙烷三缩水甘油醚；Aldrich；[首先蒸馏并 通过在硅胶(200-400目)上的柱层析(1.75’×10’)来提纯，用 1:2:2比率的己烷类、乙酸乙酯和氯仿作为洗脱剂。提纯5g TMPTGE 获得了3.2g(64％收率)的纯(>98％)材料。作为预防措施，反应保 持60小时，或者过夜进行。]
TMS表示四甲基硅烷
TPEGE表示四羟苯基乙烷缩水甘油醚
TPMTGE表示三苯基甲烷三缩水甘油醚
TREN表示三(2-氨基乙基)胺
TRIS表示三(羟甲基)氨基甲烷
Tween表示聚氧化乙烯(20)脱水山梨糖醇单油酸酯
超滤表示超滤作用
UV-vis表示紫外线和可见光谱
化学结构
本发明的树枝状聚合物结构具有表现了令人惊奇的性能的几种独 特组成(与传统树枝状结构相比)，并且它们的制备采用了独特的开 环方法。以下用通式(I)示出了这些树枝状聚合物的结构：
(通式I)
其中：
(C)表示核；
(FF)表示所述核的焦点官能团组分；
x独立地是0或1至Nc-1的整数；
(BR)表示支化单元，如果p大于1，则(BR)可以是相同或不同的 结构部分；
p是在树枝形大分子中的支化单元(BR)的总数，并且是通过下 式得出的1-2000的整数：
其中：G是围绕所述核的同心支化单元外壳(代)的数目；
i是最终的代G；
Nb是支化单元多重性；和
Nc是核多重性并且是1-1000的整数；
(IF)表示内部官能团，如果q大于1，则(IF)可以是相同或不同 的结构部分；
q独立地是0或1-4000的整数；
(EX)表示扩链剂，如果m大于1，则(EX)可以是相同或不同的结 构部分；
m独立地是0或1-2000的整数；
(TF)表示末端官能团，如果z大于1，则(TF)可以是相同或不同 的结构部分；
z表示表面基团的数目，为1到对于给定代数G的(C)和(BR)来 说可能的理论值，并且由以下方程式得出
z＝NcNbG；
其中G，Nb和Nc如以上所定义；
前提条件是(EX)或(IF)中的至少一个必须存在。
以上通式(I)的优选化合物是这样的化合物，其中Nc是1到20的 整数；q是0或1到250的整数；p是1到250的整数；和m是0或从 1到250的整数；和q或m中的一个必须是至少1；和当q和m两者都 大于1时，(BR)和(EX)可以与另一个结构部分交替地出现或与相继出 现的多个基团(BR)或(EX)连续地出现。
通式(I)的其它优选的树枝形聚合物是这样的化合物，其中存在一 种或多种的下列结构部分：其中(C)是PETriGE，PETAZ，TPEGE或 TPMTGE；或其中(BR)是IDAN，IMEA，IMPA，BAA，DETA，PEA，TREN， AEEA或MIA；或其中(TF)是TMS；或其中(EX)是三唑。
在以上通式(I)中，所使用的术语进一步解释如下。
(C)包括以下这些：
核包括简单核、支架核和超级核。这些核可以是按照前面和后面 所述的亲电子的(E)、亲核的(N)或其它(O)结构部分。核必须能够参加 附加的反应。如果需要的话，核可以由酸或碱分裂并得到较低核Nc值 的树突或树枝形聚合物。另外一个或多个但不是全部的核官能团Nc可 以暂时或永久地被非活性基团(例如，t-BOC，酯，缩醛，酮缩醇等) 封闭。
简单核是本领域众所周知的。简单核的一些实例包括、但不限于 聚(缩水甘油醚)[例如，双酚缩水甘油醚，PETGE，TPEGE，TMPTGE， TMPTGEBGPM，三(2-丙烯酰氧基乙基)异氰脲酸酯，TGIC，MBDGA，二缩 水甘油基苯胺，DGGA，山梨醇，甘油，新戊基，寡聚新戊基二缩水甘 油醚，叔丁基缩水甘油醚，烯丙基缩水甘油醚)，氨基乙醇，氨，多 胺[例如，EDA，PAMAM，HMDA，二亚乙基三胺，甲基异丙叉基，亚烷基 双(2-卤乙基胺)，芳基甲基卤(例如苄基卤)，哌嗪，氨基乙基哌嗪， 超支化(例如，聚赖氨酸，聚亚乙基亚胺，聚亚丙基亚胺，三-2-(氨 基乙基胺))]，线形聚亚乙基亚胺，水，硫化氢，亚烷基/亚芳基二硫 醇，BPEDS，胱胺，4，4’-二硫代二丁酸，DMDTB，巯基烷基胺，硫醚 烷基胺，异氰脲酸酯，杂环类(例如DO3A，DOTA)，大环类(例如冠醚)， 多碳核(乙烯，丁烷，己烷，十二烷)，聚缩水甘油基甲基丙烯酸酯， 聚(官能化丙烯酸酯)(例如，TMPTA，二烯丙基胺)，二乙基氨基二 乙酸酯，三(羟甲基)氨基甲烷，膦，卟吩(例如卟啉)，环氧烷类，环 硫烷类(thioranes)(例如TES)，氧杂环丁烷类，氮杂环丙烷类，氮 杂环丁烷类，多叠氮基官能化物，硅氧烷类，噁唑啉类(例如PEOX)， 氨基甲酸酯类或己内酯类。优选的核是含二硫键的结构(例如胱胺和具 有二硫结构部分的其它二胺类，如二叠氮基二硫化物，二硫二乙炔)， 异氰脲酸酯，杂环类，炔丙基PETAE，炔丙基PETriGE，季戊四醇四叠 氮化物，PETGE，四羟苯基乙烷缩水甘油醚，三羟苯基甲烷三缩水甘油 醚，PETAZ，TMPTGE，TGIC，TMPTA，聚(2-乙基-2-噁唑啉)，多碳核(乙 烯，丁烷，己烷，十二烷)，膦，具有单一或多个环氧官能团的线形、 支化或环状结构部分，多官能团烯烃类，炔烃类，或芳基化物，或多 叠氮基官能化物(例如从PETGE衍生的四叠氮基加合物)。简单核用在 US专利4,568,77；4,587,329；4,631,337；4,558,120；5,714,166； 5,338,532，以及Dendrimers and other Dendritic Polymers，J.M.J. Fréchet，D.A.Tomalia编辑，John Wiley and Sons出版，(2001) 中论述的那些来举例说明。实际上具有至少两个反应活性末端的任何 核都能够使用，条件是当仅仅有两个此类反应活性末端时，在树枝形 聚合物的形成过程中在一些点上(BR)基团发生反应，并且(IF)或(EX) 或两者也存在于最终的树枝形聚合物中。
支架核是简单核连接有其它结构部分或实体的一种，它然后作为 第一代的树枝状聚合物生长的平台。支架核的实例包括、但不限于封 端材料，例如用哌嗪封端的三丙烯酸三羟甲基丙烷酯，各自用一个或 多个氨基乙基哌嗪封端的PETGE、TMPTGE、TPEGE或TPMTGE，叠氮化 物，炔丙基官能化物，哌嗪，二亚氨基二乙酸，或环氧化物表面PEHAMS 或它们的混合物。
超级核是其中树枝形大分子作为核官能团并且可以连接或从其表 面上生长其它树枝状结构的一种核，或者零价金属颗粒(例如 Au，Ag，Cu，Pd，Pt)，金纳米颗粒，金纳米棒，胶体，胶乳粒子，金属氧 化物，胶束，囊泡，脂质体，巴基球，碳纳米管(单壁和多壁)，碳 纤维，硅石或大块金属表面，和其中其它结构连接于核表面上或其它 结构从核表面上生长的一种核。超级核的一些例子是：PAMAM作为核， PEHAM生长于或附着于它的表面上；PEHAM作为核，PEHAM生长于或附 着于它的表面上；PEHAM作为核，PEHAM和PAMAM生长于或附着于它的 表面上；PAMAM作为核，PEHAM和PAMAM生长于或附着于它的表面上； PEHAM作为核，PAMAM生长于或附着于它的表面上；聚赖氨酸树枝形聚 合物作为核和PEHAM生长于或附着于它的表面上，PPI作为核和PEHAM 生长于或附着于它的表面上；或多元醇作为核和PEHAM生长于或附着 于它的表面上。在这些各种核已生长或附着了其它树枝形聚合物之 后，它们是超级核。
核具有至少一个亲核(Nu)或一个亲电(E)结构部分；或键接于至少 两个有序树枝状分支上的多价核(O)；或核(core)原子或分子，它可以 是任何单价或单官能结构部分或任何多价或多官能结构部分，优选具 有可供与树枝状分支键合的官能部位的2-2300个价键的多官能结构 部分。
亲核的核例子包括氨，水，硫化氢，膦，聚(亚烷基二胺)如EDA， HMDA，十二烷基二胺，多亚烷基多胺如DETA，TETA，四亚乙基五胺， 五亚乙基六胺，聚(亚丙基亚胺)，线性和支化聚(亚乙基亚胺)和聚(酰 胺基胺)，伯胺类如甲基胺，羟乙胺，十八烷基胺，聚(亚甲基二胺)， 大环/穴状配体多胺，聚(氨基烷基芳烃)，三(氨基烷基)胺，甲基异丙 叉基(methylisopropylidine)，亚烷基双(2-卤乙基胺)，芳基甲基卤 (例如，苄基卤)，高度支化(例如，聚赖氨酸)，聚(亚丙基亚胺)，三 -2-(氨基乙基胺)，杂环胺，星形/梳形-支化多胺，哌嗪和它的衍生物 (例如，氨基烷基哌嗪)，和其它各种胺类。其它亲核的核是聚乙烯醇， 聚乙烯基胺，乙二醇，聚亚烷基多元醇，聚亚烷基多硫醇，苯硫酚类 和酚类。这些核中的任何一个可以是封闭的核[例如，叔丁氧基羰基 (BOC)]，其中至少一个Nc价是未封闭的。
亲电核的实例包括其中核用布朗斯特德酸/路易斯酸或烷基化剂/ 酰化剂转化成(E)的那些核并且是环醚(例如环氧化物)，环氧烷类， 环状硫化物(环硫氯丙烷)，氮杂环丙烷类，氮杂环丁烷类，硅氧烷 类，氧杂环丁烷类，噁唑啉类，噁嗪类，氨基甲酸酯类，己内酯类， 羧酸酐，硫代内酯，磺内酯、β-内酰胺，α，β-烯属不饱和羧酸酯例如 丙烯酸甲酯，丙烯酸乙酯，甲基丙烯酸(C2-C18烷基)酯，丙烯腈，衣康 酸甲酯，富马酸二甲酯，马来酸酐，以及酰胺例如丙烯酰胺或作为封 闭核(其中至少一个Nc价是未封闭的)形式的这些核中的任何一种。
还有对于(O)而言的多官能引发剂核(核化合物)，其作为(C)能 够产生多价核或自由基受体基团(例如烯烃)，或1，3-二极性环加成结 构部分(例如，多炔烃和多叠氮化物)的化合物类。也包括星形/梳状支 化多胺在内。
核可以从如在US专利4,507,466；4,558,120；和4,631,337和 许多其它文献和专利引用文献中所述的树枝状聚合物中得知。
这些核的也优选的结构部分是三丙烯酸酯，四丙烯酸酯，三聚氮 杂环丙烷(triaziridine)，四聚氮杂环丙烷(tetraaziridine)，三叠 氮化物，四叠氮化物，三环硫烷(trithiorane)，四环硫烷 (tetrathiorane)，三噁唑啉，四噁唑啉，三环氧化物，四环氧化物， 二缩水甘油基苯胺，氨基醇如氨基乙醇，亚烷基二胺如乙二胺，三苯 基甲烷，新戊醇，三缩水甘油醚，三芳基甲烷，四芳基甲烷，四缩水 甘油醚，双(环氧丙氧基苯基)链烷烃，亚甲基双(二缩水甘油基苯胺)， 四环硫丙烷，三缩水甘油基异氰脲酸酯，三(2，3-环氧基丙基)异氰脲 酸酯。
图2举例说明这些核。
(FF)的含义如下：
焦点官能团(FF)结构部分用于使树突能用作核，该核从而后来 可以进一步反应，包括、但不限于将两个或多个树突连接在一起或与 另外(C)、(BR)或(EX)和(BR)反应。当通式(I)是具有完全反应的核(例 如，全部Nc价是树枝状)的树枝形大分子时，则(FF)变成核的一部分， 这样(FF)无法单独观察到(因此x＝0并形成树枝形大分子)。最高可 能的(FF)结构部分是Nc-1。当全部核反应性实体不反应时，则存在并 观察到(FF)(形成树突)。优选x是1到3个(FF)结构部分；和更优选 x是1个(FF)结构部分。特别优选的是，某些完全树枝形聚合物(FF) 是核的一部分并且不会明显地存在；因此x是0。
优选的(FF)结构部分是氢，硫醇，胺，羧酸，酯，醚，环醚(例如， 冠醚，穴状配体)，卟啉，羟基，马来酰亚胺，烷基，烯基，炔基，烷 基卤，芳基烷基卤，膦基，膦，硼烷，醇，醛，丙烯酸酯，环酐，氮 杂环丙烷，吡啶，腈，衣康酸，环状硫内酯，硫环丙烷(thioranes)， 氮杂环丁烷，环内酯，大环(例如，DOTA，D03A)，螯合配位体(例如， DTPA)异氰酸酯，异硫氰酸酯，寡核苷酸，氨基酸，肽，环肽，蛋白 质，抗体，或片段，适配体，咪唑，叠氮化物，巯基胺，硅烷，噁唑 啉，环氧乙烷，氧杂环丁烷，噁嗪，亚胺，甲苯磺酸盐，金属，生物 素，抗生物素蛋白链菌素，卵白素，保护基团(例如，BOC或酮溶剂保 护的)，硅氧烷或它的衍生物，或取代衍生物或它们的结合物，或适合 于单击型化学过程的基团(例如，多叠氮基或多炔官能团)。在这些烃 结构部分的每一个中存在的碳，当存在时，是至少1到25；卤素指氯， 溴，氟，或碘；杂指S，N，O，Si，B，或P。优选的是巯基，氨基， 羧基和羧基酯，噁唑啉，异硫氰酸酯，异氰酸酯，羟基，环氧化物， 原酸酯，丙烯酸酯，甲基丙烯酸酯，苯乙烯基，和乙烯基苄基结构部 分。(FF)基团进一步反应的能力是通过N-SIS评价的，下面将讨论。
图2示出了这些(FF)结构部分。
(BR)的含义如下
能够与(C)、扩链剂(EX)、与其它支化单元或支化单元试剂(BR) 或末端官能团(TF)反应的任何亲核(Nu)，亲电(E)或其它(O)试剂。 另外，(BR)试剂可以原位从(BR)的前体形成。这些(BR)结构部分必 须能进行这样的反应，该反应为下一代(G)导致多重性的共价键或反 应活性基团的扩增。(BR)键与(C)、扩链剂(EX)或较低代产物的 (BR)键合，从而使该树枝形大分子生长到下一代。(参见US专利 4,737,550。)该(BR)可以与共反应物反应形成核加合物并且进一步 与第二种共反应物反应。该共反应物能够是(C)、(FF)、(BR)或(EX)。 该(BR)也进行选择，使得它们能够与先前的较低代树枝形大分子的 核或末端官能团(TF)反应并成键，该较低代树枝形大分子现在进一 步反应，从而生成更高的下一代。这样，任何多官能(C)还可以用作 (BR)。当(BR)存在于一个以上的代中时，它们可以是相同或不同的 (BR)结构部分。
用来与亲电核键合的共反应剂的实例包括亲核结构部分例如未封 闭的和部分保护的多胺(支化和线形的，伯胺和仲胺两者)，DETA， IMAE，DEA，DBA，TETA，四亚乙基五胺，聚亚乙基亚胺，甲胺，BAA， 羟乙基胺，十八烷基胺，DEIDA，聚(亚甲基二胺类)例如HMDA，聚 氨基烷基芳烃，三(氨基烷基)胺类例如TREN，TRIS，线性和支化聚 (亚乙基亚胺)，线性和支化聚(酰胺基胺类)，杂环胺类例如咪唑 啉类，哌啶类，氨基烷基哌嗪类，PEA，PETGE，以及多种其它胺类例 如羟乙基氨基乙基胺，HEDA，巯基烷基胺，巯基乙基胺，亚氨基二炔 烃类，亚氨基二烯烃类，取代哌嗪，聚乙烯基苄基氯的氨基衍生物和 其它苄基胺类例如三(1，3，5-氨基甲基)苯。其它适合的亲核性反应剂 包括多元醇例如季戊四醇，乙二醇，聚亚烷基多元醇例如聚乙二醇， 聚丙二醇，1，2-二巯基乙烷和聚亚烷基多硫醇；苯硫酚类和苯酚类。 也合适的亲核反应物是炔属聚环氧化物，羟烷基叠氮化物，烷基叠氮， 三-和四-氮杂环丙烷，三-和四-噁唑啉，硫醇烷基，硫醇(FF)树突， 烯丙基，丙烯酸酯，甲基丙烯酸酯。以上结构部分中的任何一种可具 有烯烃官能团或封闭的结构部分。优选的是三丙烯酸酯，四丙烯酸酯， 三环氧化物，四环氧化物，二烯丙基胺，二乙醇胺，亚氨基二乙酸二 乙基酯，双(2-卤代烷基)胺，三(羟基甲基胺)，受保护的DETA，或丙 烯酸甲酯可以使用，包括原位在内。也优选的是环醚(环氧化物)，环 氧烷，硫化物(氯环硫丙烷)，氮杂环丙烷，氮杂环丁烷，硅氧烷，氧 杂环丁烷，噁唑啉，噁嗪，氨基甲酸酯，己内酯，羧酸酐，硫内酯， β-内酰胺，或它们的衍生物中的一种或多种。更优选的是三丙烯酸酯， 四丙烯酸酯，三环氧化物，四环氧化物，三叠氮化物，四叠氮化物， BAA，DEA，DEIDA，PETGE，PETriGE，PETriAE，HEDA，PEA，TREN， TRIS，亚氨基二乙酸二甲基酯，受保护的DETA(用酮溶剂)，或丙烯酸 甲酯，包括原位在内。
或者，亲核性结构部分可以与亲电反应剂反应，从而形成核加合 物，然后与适合的第二共反应剂反应，从而形成树枝形大分子。
当(BR)是其它(O)结构部分时，则一些合适试剂是这样的试剂，它 们可以经历自由基加成或参与1，3-环化加成反应即“单击”化学过程， 它们包括但不限于炔属聚环氧化物，羟烷基叠氮化物，烷基叠氮化物， 三唑，硫醇烷基，硫代(FF)树突，烯丙基，丙烯酸酯，甲基丙烯酸酯， 或烯属官能团。
当该(BR)结构部分是开环反应的一部分时，这种(BR)可以是 环醚(环氧化物)，环氧烷类，硫化物(环硫氯丙烷)，氮杂环丙烷 类，氮杂环丁烷类，硅氧烷类，氧杂环丁烷类，噁唑啉类，噁嗪类， 氨基甲酸酯类，己内酯类，羧酸酐，硫代内酯类，和β-内酰胺类。当 这一反应发生时，除该支化官能团之外，该(BR)还原位形成(IF)，这 归因于在(BR)保留的未反应基团。
优选的(BR)结构部分是三丙烯酸酯，四丙烯酸酯，三环氧化物， 四环氧化物，二烯丙基胺(BAA)，二乙醇胺(DEA)，二乙基亚氨基二乙 酸酯(DEIDA)，三(羟甲基胺)，PETGE，HEDA，PEA，TREN，TRIS， 二甲基亚氨基二乙酸酯，和保护的DETA(用酮溶剂)。另外，丙烯酸甲 酯可以作为亲电子试剂用于通过加成到胺或硫醇上原位产生(BR)。
图3和4举例说明了这些(BR)结构部分。
(IF)的含义如下：
该内部官能团(IF)是由适当的支化单元试剂的反应所产生的这 些树枝形大分子的独特的结构特征，所述反应获得一代代生长的(BR)。 这些内部反应性部位(即，羟基，巯基，胺，膦、烷基硅烷，硅烷， 硼烷类，羧基，羧酸酯，氯，溴，烯烃，炔烃，或烷基-或芳基-酰胺， 等)由开环反应获得。这提供了可以进一步反应的内部共价化学手柄 (handle)，同时保持适合于与其它基团缔合、适合于螯合或包封的重 要内部官能团。(IF)还提供了用于调节树枝状聚合物的内部的疏水/ 亲水结构特征，用于聚合引发剂或部位的引入或用于与作为前药的治 疗实体连接或缔合的独特连接部位。
优选的(IF)结构部分是羟基，硫醇，亚烷基酯和胺。
图3举例说明了这些(IF)结构部分。
(EX)的含义如下：
扩链剂(EX)可以存在于树枝形大分子的内部。它们提供了延长 该距离的方式并且因此增大了在树枝形聚合物的核(C)和后续代G之 间的间距和优选必须具有两个或多个反应活性部位，除非该(EX)位于 最后G，当它具有一个反应活性部位和有效地终止其它G生长或为(TF) 而封闭该树枝形聚合物或仅仅部分地封闭它时。内部空间体积的这些 增强提高了树枝形聚合物包封载体材料(M)的能力，如下面进一步描 述。这些(EX)可以在(BR)结构部分之前或之后出现，或在(BR)结构部 分之前和之后都出现。这些(EX)还可以存在(IF)结构部分。这些(EX) 具有至少两个反应活性部位和任选可以含有(IF)或可以原位形成 (IF)。还有可能在任何G中在任何其它反应之前接连让(EX)反应；在 这种情况下(EX)可以是相同的或不同的。
优选的扩链剂(EX)是聚(氨基酸)如聚赖氨酸，其它聚(氨基酸)， 赖氨酸，其它氨基酸，低聚乙二醇，二亚乙基四胺和更高级的胺类似 物，作为5-元咪唑烷基衍生物加以保护的低聚亚烷基胺[参见Arakiet al.，21(7)，1995-2001(1988)]，具有二个-或更多的不同型或相同型 官能团的脂肪酸，不饱和脂族和芳族双官能的或多官能的结构部分， EA，吗啉，二羧酸，EPC，1，2，3-三唑，IMAE，芳基二硫醇，二巯基烷 烃，DMI，二叠氮化物，联乙炔，吡咯烷酮，吡咯烷酮酯，氨基烷基咪 唑啉，咪唑啉，聚(亚烷基咪唑烷)，巯基烷基胺，羟烷基胺，和杂混 的不饱和脂族和芳族双官能的或多官能的结构部分(例如，咪唑烷基结 构部分)。
另外优选的(EX)是二氨基链烷烃，二酚类，双硫酚类，芳族聚(羧 酸类)，巯基胺类，巯基乙醇，烯丙基胺，PEA，哌嗪，聚哌嗪，AEP， EPC，环状吡咯烷衍生物，EDA，DEIDA，和高度支化树枝形聚合物如从 聚赖氨酸，聚(酯酰胺)，高度支化树枝形聚合物如从聚赖氨酸、聚(酯 酰胺)、聚(酰胺基胺)、聚(亚乙基亚胺)或聚(亚丙基亚胺)结构部分衍 生的那些。更优选的是PEA，DMI，丙烯酸甲酯，EPC，1，2，3-三唑， IMAE，PIPZ，氨基烷基哌嗪，聚(亚烷基哌嗪)，具有二硫化物结构部 分的二胺，MIPIEP，双(哌嗪基烷基)二硫化物，和哌嗪衍生物。
图3举例说明了这些(EX)结构部分。
(TF)的含义如下：
具有足以进行加成或取代反应或开环反应的反应性的末端官能团 (TF)，或者能够用于延长树枝状分支以形成下一代的任何官能活性 结构部分，其中包括但不限于自由基和1，3-二极性环加成反应活性结 构部分。一些、但不是全部的(TF)结构部分可以起反应，形成下一 代树枝形大分子，并且(TF)基团可以是相同或不同的。(TF)可以 是聚合物引发基团。当(TF)结构部分是最后G时，则(TF)可以是非反 应活性的。术语(z)是指在数学上由G限定的表面基团的数目。
这种端基的一些实例包括、但不限于氨基[包括伯和仲氨基，它们 可以是封闭的，但有至少一个未封闭的氨基存在(例如甲氨基，乙氨 基，羟乙基氨基，肼基，苄基氨基，葡糖胺，氨基酸，巯基乙基氨基)， 叔氨基(例如二甲氨基，二乙氨基，双(羟乙基)氨基)，季铵基，三 烷基铵，双(羟乙基)氨基，双(2-卤乙基)氨基，N-烷基化、N-芳基化、 N-酰化衍生物]；羟基，巯基，羧基，链烯基，烯丙基，芳基，甲基烷 基，乙烯基，酰胺基，卤素，脲，环氧烷基，氮杂环丙烷基，噁唑啉 基，氮杂内酯，内酰胺，内酯，咪唑啉基，磺酸根，膦酸根，硼酸根， 有机硅烷，异氰酸根，异硫氰酸根，羟基烷基叠氮基，和α-卤酰基。 这些烃基团的碳数是1-25。端基可以使用常规工序用其它基团取代。 [参见US专利4,507,466；4,558,120；4,631,337。]
优选的表面基团(TF)是聚乙二醇，吡咯烷酮，吡咯烷酮酯，羧基 哌啶，哌啶，哌嗪，取代哌嗪，氨基烷基哌嗪，己基酰胺，醛，叠氮 化物，氧杂环丁烷，染料(例如，近红外荧光染料如花青衍生物，FITC)， 比色的(colorimetric)(例如，尼罗红)，三(羟甲基)酰胺基甲烷，光 致变色结构部分(例如，斯德酮，卟吩)，酰胺基乙基乙醇胺，甲酯基 吡咯烷酮，琥珀酰胺酸，酰胺基乙醇，氨基酸，保护氨基酸，抗体和 片段，蛋白质，肽，环肽，阳离子甾类，大环基团，氮杂冠醚，抗生 素/抗细菌剂[例如，氨基糖苷类，amphenicols，安莎霉素类，β-内 酰胺(如青霉素，头孢菌素，头霉素，氧头孢烯类，carbapenems)，四 环素，大环内酯，林肯酰胺类，2，4-二氨基嘧啶，硝基呋喃，喹诺酮， 磺酰胺，砜]，抗肿瘤药[例如，烷基磺酸盐，氮杂环丙烷，环氧化物， 乙撑亚胺和甲基蜜胺，氮芥类，硝基脲，嘌呤类似物，雄激素类， antiadrenals，抗雄激素，抗雌激素类药，雌激素类，LH-RH类似 物，孕激素类和其它类似物]，叶酸和类似物，环氧化物，丙烯酸酯， 甲基丙烯酸酯，胺，羧酸酯，阳离子，阴离子，中性，芳族，葡糖胺 或其它氨基糖，生物素，卵白素，抗生物素蛋白链菌素，生长因子， 激素，适配体，DOTA，DTPA，金属螯合物，萘基磺酸盐，烷基磺酸盐， 芳基磺酸盐，靶向基团(例如，CD19，CD22，适配体)，透明质酸，多 金属氧酸盐，有机发色团，多价连接的化合物，碳纳米管，富勒烯， 纳米复合材料，全金属纳米粒子，具有各种的核和壳的全半导体纳米 粒子，放射性物质和它们的螯合类似物，荧光分子(金属盐，有机化合 物)，导电性分子，光或电磁能吸收或发射分子(如UV，VIS(可见光)， IR和微波)，药物或诊断剂的放射性类似物，硅烷，硅氧烷，硅倍半 氧烷，聚(芳基-烷基)聚(碘化物)，量子点，纳米晶体(例如，Au，Ag， Cu等)，多氟化的分子，表面活性剂，树突，区别的树突，树枝形大 分子，甲氧基乙氧基乙氧基，聚酰亚胺(例如，马来酰亚胺)，除草剂(例 如，氟乐灵，2-膦基甲基氨基乙酸)，多偶氮化合物，聚磷腈 (polyphosphazine)，多氟化的磺酸盐，杂原子链和分支，类脂，淀粉， 单糖(例如，甘露糖，右旋糖)，寡核苷酸，复合糖，药物，如抗癌剂(例 如，多柔比星，氨甲喋呤，其它)，乙酰水杨酸，水杨酸，维生素(例 如维生素E，C)，辅因子(例如NADH)，或抗氧化剂。(TF)能够进一 步与任何担载的材料(M)反应，后者能够与(TF)实体相缔合并且可以在 表面上存在一个(M)到最高可能的z，仅仅受N-SIS限制。另外一些(TF) 能够进一步与(BR)或(EX)反应来更多地生长表面。
此外，优选的(TF)基团是哌嗪和它的衍生物，烷基哌嗪，氨基烷 基哌嗪，1，2，3-三唑，IMEA，丙烯酸酯，甲基丙烯酸酯，丙烯酰胺， 炔烃，羟基，环氧化物，噁唑啉，亚烷基亚胺，内酯，氮杂内酯，聚 氧化乙烯，氨基，乙基亚胺，羧酸酯，烷基，氮杂环丙烷，叠氮化物， 乙基亚胺，烷基酯，环氧化物，醇基，烷基硫醇，硫醇，环硫烷 (thioranes)，吗啉，胺，肼基，羧基，烯丙基，叠氮基，烯基，炔基， 羟烷基氨基，保护的DETA，羧基烷基，吡咯烷酮(和它的酯)，和琥珀 酰亚胺酯。特别优选的是哌啶，氨基烷基哌嗪，烷基哌嗪，哌嗪衍生 物，和三唑。
图5举例说明了这些(TF)基团。
当需要时，结构部分(C)，(BR)，(IF)，(FF)和(EX)能够含 有属于放射性同位素的原子。例如，3H或14C可用于在生物途径中示 踪该树枝形或树突的位置或示踪该树枝形聚合物的副产物或代谢物。
通式(I)的树枝状聚合物必须具有在它们的所需结构中存在的 (EX)或(IF)当中的至少一个。还有可能的是，(EX)或(IF)两 者都存在一个以上。
这样制备的通式(I)的树枝形大分子可以与多种化合物反应，从 而形成具有独特特性的多官能化合物。例如，具有末端胺结构部分的 树枝形大分子可以与不饱和腈反应以获得聚腈，或者与α，β-烯属不饱 和酰胺反应以形成聚酰胺，或者与α，β-烯属不饱和酯反应以形成酯终 端的树枝形大分子，或者与环氧烷反应以形成多元醇，或者与烯属不 饱和硫化物反应以形成硫醇终端的树枝形大分子。具有末端羟基结构 部分的树枝形大分子可以与羧酸反应以形成酯终端的树枝形大分子， 与醇或烷基卤化物反应以形成醚终端的树枝形大分子，与异氰酸酯反 应以形成尿烷终端的树枝形大分子，与硫酰氯反应以形成氯终端的树 枝形大分子，以及与甲苯磺酸酯反应以形成甲苯磺酰基终端的树枝形 大分子。作为实例，以下用通式(III)示出了优选的通用结构：
通式(III)
其中：
Nc＝核多重性；Nb＝分支多重性
[TF]＝-CO2CH2CH3.H.-CH2-CH2-NH2
每一代的树枝形大分子生长的方法是众所周知的。图6示出了(z) 基团数目的这种生长和扩增以及增加的分子量。
更优选地，本发明的树枝形大分子用通式(II)表示：
通式(II)
其中：核＝(C)，(TF)、G、Nc、Nb、i、z和p与以上通式(I)中相 同定义，以及(BR)必须具有所存在的(IF)结构部分或能够原位产生 (IF)。
通式(I)的一些优选实例具有构成树突(其中x＝1)或构成树枝形 大分子(其中x＝0)的(FF)；(C)具有3-4的多重性Nc；(IF)＝OH， NH或SH；(EX)＝PIPZ；(BR)具有2-4的多重性Nb；和(TF)如 以上所定义。在另一个实施方案中，(M)与通式(I)的树枝形聚合物相 缔合。通式(I)的树枝形聚合物的又一个实施方案是聚(酯-丙烯酸酯) 和聚(酯-环氧化物)树枝形大分子。
纳米级空间诱导的化学计量(“N-SIS”)
简要地说，N-SIS目前可以被定义为改变或影响纳米级试剂或反 应性底物的反应性(即化合价/化学计量)的特定纳米级空间效应。这 些N-SIS性能基本上是未知的，至少在纳米级领域没有明确定义。只 要将一定组合或排列的纳米级试剂、纳米级底物、亚纳米级试剂或亚 纳米级底物聚集在一起形成化学键或形成超分子缔合或组装，它们似 乎就显现。另外，微米级底物和纳米级试剂可以提供类似的效应。该 原理的一个目前初步的见解假设，当某些纳米级反应组成体积的总和 接近或超过反应部位周围的可获得的纳米级空间时，这种N-SIS效应 开始出现。例如，当某些树枝形大分子表面基团体积和引入的试剂体 积接近一系列反应性树枝形大分子表面基团(TF)周围可获得的外部 体积时，反应速度被急剧抑制，且某些基团的反应性显著受影响[D.A. Tomalia；A.M.Naylor；W.A.Goddard III，Angew.Chem.Int.Ed. Engl，29，138-175(1990)]。因此，应该可以使用该NSIS效应来影 响与合成多种核、支化单元试剂、树突、树枝形大分子和其它树枝状 聚合物结构有关的反应参数，基于在这些结构中使用的特定纳米级和 亚纳米级试剂和底物的相对大小、蓬松度、电子/亲水/疏水结构特征 等。
尽管不希望受理论的束缚，该N-SIS结果的进一步讨论和通式(I) 的树枝形聚合物的形成的预测是在罗马数字编号的对比实施例之后提 供。
制造通式(I)的树枝形聚合物的方法
大多数的上述参考文献涉及聚合成为超支化聚合物的开环反应， 而非高能开环反应在试剂向支化单元扩增中用于受控加成的应用。这 些参考文献没有教导如现在由本发明所报告的反应性开环反应与高官 能支化单元试剂的结合或提出使用反应性开环反应与高官能支化单元 试剂。这些参考文献没有一个教导在支化单元试剂的分步受控加成中 使用开环或其它高反应性的、精确的化学过程。
PAMAM树枝形大分子的传统方法包括酰胺化步骤，这涉及到热力 学驱动的低反应速率、伴有长反应时间的慢化学过程，涉及无差别的 二官能中间体(即，乙二胺和丙烯酸甲酯)。这些工艺特征需要很大 过量的试剂和高稀释度，导致单位反应器体积的生产能力低下和因此 高成本，尤其在较高的代数时。
本发明涉及使用支化单元试剂构建树枝形大分子支化结构，与在 典型发散型PAMAM合成方法中所述的小分子试剂(即，乙二胺和丙烯 酸甲酯)相比，所述支化单元试剂常常是庞大的多官能分子。
本发明涉及以可控方式结合使用更快的动力学驱动的反应性开环 化学过程(即“单击型”或其它快速反应)与更庞大的多官能支化单 元试剂(BR)，以快速和精确地构建一代代的树枝形大分子结构。本 发明方法提供了精确的结构，化学过程更纯净，通常只有单一产品， 只需要较低过量的试剂，较低的稀释度，因此提供了更容易放大到工 业规模的更高生产能力的方法、一系列新型材料和更低的成本。所制 备的树枝形大分子组合物具有新颖的内部官能团，更高的稳定性，例 如热稳定性，并且很少有或没有反迈克尔加成反应(与传统的PAMAM 树枝形大分子结构相比)。此外，与传统PAMAM树枝形大分子结构相 比，它们在更低的代数下(因此成本减少)达到了包封表面密度(即， 获得了纳米容器性能)(参见图20A和21)。出乎意料的是，即使在比 传统PAMAM体系正常所需的更低的化学计量/过量下，这些具有高官能 化表面的多官能支化单元试剂(BR)的反应没有导致凝胶化、桥连/ 交联的体系/材料。
制备通式(I)的树枝形聚合物的方法能够进一步通过来自(C)的反 应的下列讨论来描述。
单釜反应对于工艺速度和所需产物的分离而言是工业上所希望 的。该方法在溶剂中在约0℃到100℃的温度下同时使用反应活性(C) 和反应活性(BR)前体(例如亚氨基二乙酸，伯胺保护的DETA，亚氨基 二烷基腈，亚氨基二烷基膦酸，亚胺基二烷基卤(例如双(2-氯乙基) 胺)，二乙醇胺，仲二胺如二烷基胺，二烯丙基胺，二芳基胺，亚氨基 亚烷基胺(例如，双(六亚甲基三胺))或预先形成的(BR)试剂(例如 TREN，TRIS，乙炔二-或三-环氧基结构部分)，直到反应完成为止，从 而形成了通式(I)但不存在(EX)结构部分的树枝形聚合物。以下通式 (IV)说明了这些树枝形聚合物，其中(C)，(FF)，(IF)，(BR)，(TF)， q，p，x，z，和Nc如以上所定义。
通式IV
以上通式(IV)的单釜反应的产物能够通过使用在(TF)上的正交化 学过程来进一步反应，以便将附加的(BR)结构部分加成到所形成的第 一种树枝状结构上。这可以导致合成出含有通式(I)树枝形聚合物(它 具有或不具有(EX))的更高代的同型/不同型组成(BR)。如果存在 (EX)，则它们借助于涉及到正交化学过程的该第二步骤被引入。下面 的通式(V)表明所形成的那些树枝形聚合物不存在(EX)且其中(C)， (FF)，(IF)，(BR)，(TF)，q，p，x，z，和Nc如以上所定义。下标“n” 仅仅是为了区分在如上所述的总反应的不同步骤中加成的(BR)结构部 分并且必须存在足够的第二(BR)以便与多个第一(BR)试剂反应。这是 所给出数量的全部(BR)反应的方法。
通式V
一种正交化学方法是使用具有仲和/或伯胺的反应活性(BR)前体 或(BR)的酮溶剂保护[例如Frédéric Laduron et al.，Org.Proc. Res.& Devel.，9，102-104(2005)]。按照这样的方式，伯胺可以 在仲胺存在下加以保护，因此允许仲胺部位与反应活性(C)或反应活性 (TF)反应。当仅仅伯胺存在于该预先形成的(BR)中时，一个或多个的 这些伯胺结构部分可以用酮溶剂保护且其它未保护的伯胺可以与合适 的(C)或(TF)反应。
另一个正交化学方法可以包括烷基胺与丙烯酸烷基酯(如丙烯酸 甲酯)的亲核反应(迈克尔加成)形成氨基乙酯连接基，随后该酯与亚烷 基胺或(EX)或其它(BR)反应。
其它正交化学方法可以包括具有伯胺(TF)基团的(C)或(BR)通过 与DMI反应，转化成吡咯烷酮酯基。该酯与伯胺或部分地保护的伯多 胺的后续反应能够为新(BR)或(TF)结构部分提供连接基。
另一个正交化学方法是含有预先形成(BR)试剂或反应活性(BR)前 体的硫醇以自由基加成方式被加成到具有烯丙基或烯属基团的(C)或 (BR)上。
另一个正交化学方法是含有(C)和(BR)的叠氮化物以1，3-偶极环 加成方式加成到含有(C)和(BR)的炔烃上。含有(C)的炔烃可以存在1 到Nc个炔烃结构部分以及含有(BR)的炔烃可以具有1到Nb-1个炔烃结 构部分。在(C)或(BR)中存在的其它反应活性基团能够是在前面列出的 (BR)基团中的任何一个。含有(C)和(BR)的叠氮化物通过环氧基环与叠 氮离子的亲核开环反应来生产。这些反应活性基团的后续反应能够按 照Michael Malkoch等人，在J.Am.Chem.Soc.127，14942-14949 (2005)中所述方法，使用“单击”化学过程为新的(BR)或(TF)结构部 分提供三唑连接基。
当(EX)是所希望的时，正交化学方法的上述反应中的任何一种可 以改进，以便在任何(BR)或(C)之后插入(EX)。(EX)的加成是通过这里 所讨论的途径来进行的。
末端表面基团(TF)可以按各种方式反应。例如，当(TF)是胺 结构部分时，它可以与不饱和腈反应以获得腈终端的树枝形大分子； 与α，β-烯属不饱和酰胺反应以形成酰胺终端的树枝形大分子；与α，β- 烯属不饱和酯反应以形成酯终端的树枝形大分子；与环氧烷反应以形 成羟基终端的树枝形大分子；或与烯属不饱和硫化物反应以形成硫醇 终端的树枝形大分子。另外，树枝形大分子端基可以与二官能或三官 能化合物例如烷基二卤化物或芳族二异氰酸酯反应以形成其中多个树 枝形大分子通过多卤化物或多异氰酸酯的残基连在一起的聚(树枝形 大分子)或桥连树枝形大分子。桥连树枝形大分子还可以通过亲电表 面树枝形大分子与亲核表面树枝形大分子的反应例如胺终端的表面与 酯终端的表面的反应来形成。当发生该反应时，可以任选存在连接基， 将这些树枝形大分子隔开。这样，可以制备连接的(相互缔合)的树 枝形大分子的片或聚集体。
当用于合成树枝形大分子时，迈克尔加成反应是多官能亲核试剂 的热力学驱动的加成(即，胺加成到不饱和迈克尔受体上)的一个实 例。它们已知即使在适中条件下仍是可逆的，并且没有产生侧挂的内 部官能团。因此，它们产生了缺乏由热重分析(TGA)所测定的高热稳 健性和稳定性的树枝形大分子结构连接性(参见图18，与本发明获得 的PEHAM相比)。相反，采用同样或类似的多官能试剂的小的张力环开 环反应通过动力学控制方法来驱动，从而产生热稳健性更高的树枝状 结构，其耐热降解和热重排性能更强。使用这些动力控制开环反应的 另一个优点是它们产生了侧挂的内部官能团(IF)，这在迈克尔加成 反应中不会发生。
由于所涉及的反应物的相对大小和尺寸，N-SIS似乎影响了(C) 与(BR)或焦点官能化(FF)树突的反应性。如果(BR)大于(C)， 那么较少的(BR)能够找到物理空间来允许化学键合，这导致了较大 的可确定的N-SIS效应。相反，如果(C)明显大于(BR)，则产生的 N-SIS效应较小，更多的(BR)能够与(C)成键(归因于在核周围的 增大空间)，因此减少了SIS效应。为了减轻N-SIS的效应，本发明使 用(EX)。这种(EX)在(C)和(BR)之间提供了更多的物理空间， 所以减小了N-SIS效应。
图9示出了用于制备通式(I)的树枝形大分子的作为本发明一部 分的各种反应。
NSIS的另一种用途是形成有差别的树枝状聚合物(即树突/树枝 形大分子)。例如，NSIS能够用于控制单一焦点官能化(FF)树突与 多官能(C)、支化单元(BR)、扩链剂(EX)、树突或树枝形大分子 端基(TF)的反应以形成正交反应性、有差别的树枝状结构。这样， 具有(FF)的树突可以与核和连接于(BR)上的(EX)反应。(BR) 可以进一步反应，该树突具有其自身表面端基(TF)。
可以精确地控制发散型树枝状生长，以便至少通过前几代的生长， 形成服从数学公式的理想的树枝状聚合物。然而，因为树枝状大分子 的分子半径在理想发散型生长期间随着代数增长以线性方式增加，而 表面单元根据几何级数定律扩增，理想的树枝状生长不会无限延伸。 有一个临界代，在该代时，起反应的树枝状大分子表面没有足够的空 间来允许所有数学上需要的新单元(unit)的引入。从理想树枝状生 长中脱离的该阶段被称为de Gennes紧密填充阶段。在该阶段，表面 挤满了末端官能团，使得虽然端基具有化学反应性，但它们在空间上 被禁止进一步参与理想的树枝状生长。换句话说，当可供反应性端基 利用的平均自由体积降低到低于将树枝形大分子生长延伸到下一代的 期望反应的过渡态所需的分子体积时，在发散型树枝形大分子合成中 达到了所述de Gennes紧密填充阶段。虽然如此，在发散型合成中的 de Gennes紧密填充阶段的出现不排除超过该程度的进一步树枝状生 长。通过质谱研究已经证明，可以发生超过de Gennes紧密填充阶段 的分子量的进一步增高。然而，这是以非理想的方式发生，不再遵守 到由树枝状的数学计算所预测的值。
由超过致密填充阶段的持续树枝状生长获得的产物在结构上是 “不完美的”，因为在前代中的一些表面基团在空间上被阻止进行进 一步反应。生长超过了所述de Gennes紧密填充阶段的树枝形大分子 上的官能团的数目将不会对应于该代的理想的数学预计值。这种不连 续被认为是所述de Gennes紧密填充阶段的标记。
反应性的差异
在以下反应路线中，简要评述了各种反应物的行为和反应活性。
聚缩水甘油醚；图1
支化单元试剂；图2
在以下论述中，粗体数字是指在以上这些反应路线中的结构。
1.电子密度对开环反应的影响
胺试剂(IIe-IIg)与聚(缩水甘油)醚(Ia和Ic-d)(PGE)的 反应速度快于与聚(缩水甘油)苯胺(Ib)(PGA)的反应。TRIS(II-e) 加成到缩水甘油苯胺(Ib)的反应即使在60℃下3天后也没有完成， 所观察的产物含有大量的双加合物和三加合物。延长的加热导致起始 原料的大量分解。与二乙醇胺(II-f)的反应获得了四加合物和三加 合物；与II-g反应获得了四加合物，但延长的反应导致产物的分解。
虽然不希望受理论制约，但据信PGE类和PGA类的这种反应性差 异可以分别根据氧和氮取代基的相对负电性来解释。因为氧的负电性 大于氮，所以(PGE类中的)环氧化物环上的电子密度低于环氧化物 (PGA类)(即通过诱导效应)，因此相对于PGA类，PGE类的亲核开 环更容易。因此，PGE类具有更快的反应时间。这些数据表明，通式 (I)的树枝形大分子更具电负性并具有更快的反应时间。
2.pKa对胺的反应性的影响
还发现，支化单元试剂(IIe-IIg)与PGE类和PGA类的反应性是 不同的。所观察到的反应性是IIf>IIg>IIe。三种支化单元试剂的反 应性的差异可以根据它们的pKa值来解释。三(羟甲基)氨基甲烷 (TRIS)的pKa值是8.10，二乙醇胺(DEA)的pKa值是8.88。pKa 值越高，碱性越强。DEA具有比TRIS更强的碱性，即用DEA的反应更 快。该基本原理得到实验证据的支持。因此，(BR)的pKa越高，反 应更快。
3.质子溶剂和温度的影响
PGE类和PGA类与各种亲核支化单元(BR)试剂的反应性具有差 异。研究了用各种溶剂和温度的反应。首先，在室温下在甲醇中研究 了与底物Ia三(缩水甘油醚)的反应，发现该反应是缓慢的，反应时 间需要多达10天。这些反应用不同溶剂和更高的温度重新检验。在 60℃下以小规模(至多3g)下研究支化单元试剂(IIe-g)(BR)在 所有缩水甘油醚上的加成。令人惊奇的是，在60℃下在甲醇中的所有 反应在12-24小时内完成。然而，相反的是，与聚(缩水甘油苯胺) (Ib)的反应即使在60℃下也是非常缓慢的。因此，(BR)不是速度 决定因素，但底物的电负性是速度决定因素，其中PGE类是最快的。
在各种溶剂，即甲醇、二氯甲烷(DCM)/甲醇(MeOH)混合物和 二甲氧基乙烷(DME)中研究这些反应。在DCM和DME中以及在室温下 在MeOH中的反应是缓慢的。这些结果表明，优选使用质子溶剂用于促 进快速亲核加成。
克拉姆规则
虽然不希望受理论制约，但据信空间效应控制羰基氧的立体选择 反应性，导致手性引入。克拉姆规则规定亲核体沿着最小取代基排列 攻击羰基。最大基团本身背离羰基排列，从而最大限度减小空间效应， 使得亲核体优先从小取代基一侧攻击。[参见D.J.Cram，A.Elhafez， J.Am.Chem.Soc.74，5828(1952)。]
典型反应条件
本发明包括、但不限于如下若干主反应类型包含(1)亲核加成反 应，(2)亲核开环反应，(3)1，3-环加成反应类型(其中包括叠氮化 物和乙炔类)，和(4)硫在烯烃上的自由基加成。加成反应实例包括、 但不限于其中丙烯酸酯与胺反应的迈克尔加成反应。开环反应实例包 括、但不限于其中胺与环氧、环硫烷、氮杂环丙烷或噁唑啉官能团反 应的开环反应。在所有这些情况下，胺、丙烯酸酯、环氧、环硫烷、 氮杂环丙烷或噁唑啉类基团可以是核(C)(包括简单核，支架核，或 超级核)、扩链剂(EX)、支化单元试剂(BR)或末端官能团(TF) 的官能部分。这两类反应，即加成反应和开环反应的反应条件可以用 在文献中确定的用于加成到碳-碳双键上的条件范围来说明。[例如参 见R.T.Morrison，R.N.Boyd，Organic Chemistry，第6章，Allyn and Bacon，Inc出版，New York，NY，(1966)或者一般开环反应， 也在第6章]。进一步描述典型的反应条件范围。
丙烯酸酯-胺反应体系
丙烯酸酯-胺反应体系的一个实例是丙烯酸酯官能化核与胺官能 化扩链剂的反应，例如以下所示的：
(C)+(EX)→(C)(EX)(TF) (1)
其中(C)＝三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)；(EX)＝哌嗪(PIPZ)； (TF)＝仲胺。
丙烯酸酯-胺反应的另一个实例是胺官能化扩链的核试剂(C)(EX) (TF1)与丙烯酸酯官能化的支化单元试剂的反应，例如如下所示：
(C)(EX)(TF1)+(BR)→(C)(EX)(BR)(TF2) (2)
其中(C)＝三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)；(EX)＝哌嗪(PIPZ)； (TF1)＝仲胺；(BR)＝三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)；和(TF2) ＝丙烯酸酯。
流程图1
为了将反应活性支化单元(BR)、扩链剂(EX)或端官能团f加 成到简单核、支架核、超级核或当前代的产物上，所要加成的该分子 与简单核、支架核、超级核或当前代的产物上的反应性官能团的摩尔 比是一个重要参数。例如，在将扩链剂基团加成到核上的反应中，(EX) /(C)的摩尔比被定义为扩链剂分子(EX)与简单核、支架核、超级 核或当前代结构上的反应性官能团的摩尔比(即Nc)。类似地，对于将 反应活性支化单元加成到简单核、支架核、超级核或当前代结构上的 反应，(BR)/(C)被定义为支化单元分子(BR)/简单核、支架核、 超级核或当前代结构上的反应性官能团的摩尔比(即Nc)。取决于所需 的结构，支化单元或扩链剂在简单核、支架核、超级核或当前代产物 上的加成水平可以通过添加的摩尔比或通过空间诱导的化学计量(例 如N-SIS)来控制。如果需要完全覆盖表面的话，该反应优选使用相 对于在简单核、支架核或超级核上的官能团的过量的所要加成的基团 的分子，例如扩链剂或支化单元试剂。
这些各种反应物的加成顺序可以是将简单核、支架核、超级核或 当前代产物加成到支化单元或扩链剂上，或者将支化单元或扩链剂加 成到简单核、支架核、超级核或当前代产物上。优选的步骤是将简单 核、支架核、超级核或当前代产物加成到扩链剂或支化单元上。
反应时间取决于反应条件、溶剂、温度、试剂的活性和其它因素 改变，但一般可以通过本领域已知的足以在不饱和有机官能团上实现 加成反应的典型反应条件来分类。反应时间可以是1分钟到几天，更 大空间的庞大基团的反应或拥挤表面上的反应，例如表面基团在较高 代树枝形大分子上的加成反应需要更长的反应时间。
反应温度可以在碳-碳双键加成反应或亲核环氧开环反应常用的 温度范围内。温度范围受试剂在反应中的热稳定性和在反应所需的温 度下的时间长度的限制，以下给出了典型的反应温度。
可以使用适于这些加成反应的任何有机溶剂或水，其中包括用于 碳-碳双键的加成反应，环氧基、氮丙啶、噁唑啉的亲核开环反应，在 乙炔类上的1，3-环加成反应或硫醇在烯烃上的自由基加成反应的典 型溶剂。可以使用足以溶解试剂以达到适于进行反应的浓度的任何溶 剂混合物。优选的溶剂是极性质子溶剂。还有用的是含有极性和非极 性溶剂的溶剂混合物，以及质子和非质子溶剂或它们的结合。溶剂混 合物可以主要是非质子溶剂与足以催化该反应的催化量的质子溶剂。 对于叠氮化物以1，3-环化加成方式加成到乙炔类上的情况，合适的铜 催化剂按照在文献中所述来使用[例如B.Helms等人，J.Amer.Chem. Soc.126，15020-15021(2004)；P.Wu等人，Angew.Chem.Int.Ed. 43，3928-3932(2004)]。这提供了允许低极性或非极性简单核、支架 核、超级核、扩链剂或支化单元试剂溶解和反应，例如聚(缩水甘油) 醚和聚(缩水甘油)苯胺与各种亲核性支化单元试剂的反应性之间有 差异的条件。研究了采用各种溶剂和温度的反应。首先，在室温下在 甲醇中研究了与底物Ia三(缩水甘油醚)的反应，发现是缓慢的，反 应时间需要多达10天。这些反应采用不同溶剂和更高的温度重新检 验。在60℃下以小规模(至多3g)研究了支化单元试剂(IIe-g)在 所有缩水甘油醚上的加成，有趣的是，在60℃下在甲醇中的所有反应 在12-24小时内完成。然而，与此相反，与聚(缩水甘油苯胺)(Ib) 的反应即使在60℃下也是显注缓慢的。
可以添加催化剂以促进加成反应。适合的催化剂包括通常用于催 化碳-碳双键的加成反应的任何催化剂。典型催化剂是自由基引发剂例 如AIBN，金属盐，钛、镁和锂盐，以及适于有机加成反应、3，4，5-元 杂环的亲核开环反应或叠氮化物在乙炔类上的1，3-环加成反应和硫 醇在烯烃上的自由基加成反应的任何其它催化剂。
对于涉及胺官能化组分与丙烯酸酯官能化组分的反应的这些和其 它反应，典型反应条件能够如下表所示总结：
胺-丙烯酸酯反应
胺/丙烯酸酯或丙烯酸酯 /胺的摩尔比范围 可用范围 0.1/1到20,000/1 优选范围 1/1到100/1 最优选范围 1/1到6/1 反应时间 可用范围 1分钟到几天 优选范围 1分钟到24小时 最优选范围 1分钟到6小时 反应温度 可用范围 0-180℃ 优选范围 0-80℃ 最优选范围 0-35℃ 溶剂 可用的 含有一些质子极性溶剂的溶剂 混合物 优选的 质子极性溶剂和混合物 最优选的 醇类，甲醇，乙醇，丙醇，丁 醇，二醇类，含有醇的混合物， 二氯甲烷/甲醇，氯仿/甲醇， DME/甲醇，DMSO/MeOH 催化剂 可用的 用于典型有机加成反应的催化 剂 优选的 金属盐 最优选的 钛，镁和锂盐
亲核开环反应体系
开环反应体系的一个实例是环氧官能化核与胺官能化扩链剂的反 应，例如：
(C)+(EX)→(C)(IF1)(EX)(TF1) (3)
其中(C)＝季戊四醇四缩水甘油醚(PETGE)；(IF1)＝内部羟基 (OH)；(EX)＝哌嗪(PIPZ)；(TF1)＝仲胺。
环氧-胺反应的另一个实例是胺官能化扩链的核试剂(C)(IF1) (EX)(TF1)与环氧官能化支化单元试剂的反应，例如：
(C)(IF1)(EX)(TF1)+(BR)→(C)(IF1)(EX)(IF2) (BR)(TF2) (4)
其中(C)＝季戊四醇四缩水甘油醚(PETGE)；(IF1)＝内部羟基 (OH)；(EX)＝哌嗪(PIPZ)；(IF2)＝内部羟基(OH)；(BR)＝季戊 四醇四缩水甘油醚(PETGE)；和(TF2)＝环氧。
流程2
为了将支化单元(BR)、扩链剂(EX)或官能团(TF)加成到简 单核、支架核、超级核或当前代产品上，所要加成的分子与在简单核、 支架核、超级核或当前代产品上的反应性官能团的摩尔比是一个重要 参数。例如，在将扩链剂基团加成到核的反应中，(EX)/(C)的摩 尔比被定义为被定义为扩链剂分子(EX)与简单核、支架核、超级核 或当前代结构上的反应性官能团的摩尔比(即Nc)。类似地，对于将支 化单元加成到简单核、支架核、超级核或当前代结构上的反应，(BR) /(C)被定义为支化单元分子(BR)/简单核、支架核、超级核或当前 代结构上的反应性官能团的摩尔比(即Nc)。取决于所需的结构，支化 单元或扩链剂在简单核、支架核、超级核或当前代产物上的加成水平 可以通过添加的摩尔比或通过空间诱导的化学计量(N-SIS)来控制。如 果需要完全覆盖表面的话，优选使用相对于在简单核、支架核或超级 核上的官能团的过量的所要加成的基团的分子，例如扩链剂或支化单 元试剂。
加成顺序可以是将简单核、支架核、超级核或当前代产物加成到 支化单元或扩链剂上，或者将支化单元或扩链剂加成到简单核、支架 核、超级核或当前代产物上。优选的是将简单核、支架核、超级核或 当前代产物加成到扩链剂或支化单元上。
反应时间取决于反应条件、溶剂、温度、试剂的活性和其它因素 改变，但一般可以通过足以在有张力的环氧基、氮丙啶或其它环状官 能团上实现亲核开环反应的反应条件范围来分类。反应时间可以是1 分钟到几天，空间庞大基团的反应或拥挤表面上的反应，例如表面基 团在较高代树枝形大分子上的加成反应需要更长的反应时间。
反应温度可以在张力环开环反应常用的温度范围内。温度范围受 试剂在反应中的热稳定性和反应时间的限制，以下给出了典型的反应 温度。
适合于开环加成反应的任何有机溶剂或水包括用于亲核环开环反 应的典型溶剂。可以使用足以溶解试剂以达到适于进行反应的浓度的 任何溶剂混合物。优选的溶剂是极性质子溶剂。还有用的是含有极性 和非极性溶剂的溶剂混合物，以及质子和非质子溶剂或它们的结合。 溶剂可以是非质子溶剂与足以允许该反应进行的催化量的质子溶剂。 这些试剂在溶剂中的浓度可以显著变化。在一些情况下，可以使用过 量的反应试剂作为溶剂。溶剂混合物可以主要是非质子溶剂与足以催 化该反应的催化量的质子溶剂。这提供了允许低极性或非极性简单核、 支架核、超级核、扩链剂或支化单元试剂溶解和反应的条件。例如， 聚(缩水甘油)醚和聚(缩水甘油)苯胺与各种亲核体支化单元试剂 的反应性差异需要考察多种溶剂和温度。对于要求较高温度的反应， 需要较少的挥发性溶剂。
在多种溶剂即甲醇、二氯甲烷(DCM)/甲醇混合物和二甲氧基乙 烷(DME)中研究这些反应。反应在DCM和DME中以及在室温下在甲醇 中是缓慢的。这些结果表明，必需使用质子溶剂来促进该亲核加成。
可以添加催化剂来促进加成反应，1，3-环加成或开环反应。适合 的催化剂包括通常用于催化开环反应的任何催化剂。典型催化剂是路 易斯酸和路易斯酸盐例如LiBF4，BF3，锌盐或在该类别中的其它催化 剂。用于1，3-环加成反应的合适催化剂也包括铜和锌盐。
对于涉及胺官能化组分与丙烯酸酯官能化组分的反应的这些和其 它反应，典型反应条件可以总结如下：
亲核开环反应
胺/环或环/胺的 摩尔比范围 可用范围 0.1/1到20,000/1 优选范围 1/1到100/1 最优选范围 1/1到6/1 反应时间 可用范围 1分钟到几天 优选范围 1分钟到24小时 最优选范围 1分钟到6小时 反应温度 可用范围 0-300℃ 优选范围 0-120℃ 最优选范围 0-60℃ 溶剂 可用的 含有一些质子极性溶剂的溶剂混合物 优选的 质子极性溶剂和混合物 最优选的 醇类，甲醇，乙醇，丙醇，丁醇，二醇类，含 有醇的混合物，二氯甲烷/甲醇，氯仿/甲醇， DME/甲醇，DMSO/MeOH 催化剂 可用的 用于典型张力环开环反应的催化剂 优选的 路易斯酸和路易斯酸盐 最优选的 LiBF4，BF3，锌盐和该类别中的其它化合物
分离和提纯这两类反应的产物的方法包括用于碳-碳双键加成反 应和张力环开环加成反应的典型分离方法。另外，使用已知的分离典 型树枝状分子的方法。优选的是超滤，渗析，使用硅胶或SephadexTM 的柱分离，沉淀，溶剂分离或蒸馏。分离方法可以随产品的规模和代 数而改变。当聚合物颗粒的尺寸增长时，更优选的树枝形大分子分离 方法包括超滤和渗析。在某些情况下，可以使用在起反应和未反应的 物质之间的溶解度差来促进产品的分离。例如，在分离方法中可以利 用在环氧化物(基本非极性的)和开环多元醇(更高极性的)之间的 溶解度差。
用于促进反应的方法可以包括使用微波辅助的或超声辅助的反 应。
叠氮化物以1，3-偶极环化加成方式加成到炔烃上形成通式(I)树枝形 大分子/树突
早在1968，Huisgen等人[Angew.Chem.，Int.Ed.Engl.7， 321-328(1968)]报导了有机叠氮化物以容易的、高产率的、化学选择 性的环化加成方式加成到炔烃上的反应(一般由Cu+1盐催化)，形成了 含有共价1，4-二取代的-1，2，3-三唑连接基的结构。因为这些反应的 高化学选择性，这些反应可以在有各种的竞争或平行反应/官能团存在 的情况下选择性地进行而没有干扰。这些反应对于制备本发明的树枝 形大分子来说是重要的，它允许通式(I)类型的树枝形聚合物/树突的 合成，这通过：(a)多叠氮化物，末端官能化(TF)核，具有内部官能 团(IF)(例如羟基，和前面所列出的其它官能团)的树突或树枝形大分 子与单炔烃(TF)官能化的多环氧基支化单元试剂/树突的合并；(b) 通过多叠氮化物，末端官能化(TF)核，具有内部官能团(IF)的树突或 树枝形大分子与稍微过量的多炔烃末端官能化(TF)支化单元试剂(即， 其中炔烃当量：叠氮化物当量的比率大于1)的直接合并。叠氮化物 和炔烃的混合能够在该方法中同时或顺序地进行。由于N-SIS效应的 优点，如上所述，稍微当量过量没有发生交联或凝胶形成。或者，多 种“正交化学”策略(c)(下面更充分地讨论)可以用于与以上方法(a) 和(b)平行或顺序地构造这些树突/树枝形大分子。下列流程图3显示 了这些方法的一系列可能的工艺步骤。
流程图3
新近，Sharpless[P.Wu等人，Angew.Chem.Int.Ed.，43， 3928-3932(2004)]，Frechet[B.Helms等人，J.Am.Chem.Soc，126， 15020-15021(2004)]和Hawker[MJ.Joralemon等人， Macromolecules，38，5436(2005)]通过单叠氮试剂加成到多炔底 物上制备不具有内部官能团(即(IF)结构部分)的树枝形大分子。这一 合成策略已经称为“单击化学”方法。然而，这些参考文献完全没有 报道在以上(a)，(b)或(c)中描述的试剂类型、反应序列或策略的使用。
路线(a)：使用(ANc)型核和(β-CNb)型支化单元试剂形成通式(I) 型树枝状结构的“双击”化学过程；其中：(A)可与(B)反应，但不与 (C)反应；然而，(C)能够转化成(A)。
经由路线(a)的通式(I)树枝状结构的合成涉及各种环氧核试剂， 即(C)，(TF)，其中Nc＝2-1000，与无机叠氮化物盐(例如NaN3)的开 环反应，生产由具有(C)、(IF)、(TF)的结构(1)表示的相应多官能 团的有机叠氮化物。这一转化的核试剂结构与具有通用结构(2)、 (TF1)、(BR)、(TF2)的AB3型乙炔-环氧官能化的支化单元(BR)试剂进 行反应。该反应以很高的产率进行，生成具有1，2，3-三唑结构(3)的 1，3-环化加成型产物。这一结构具有下列组分；即(C)；(IF1)；(EX)； (BR)；(TF)，其中(EX)＝1，2，3-三唑环。叠氮化钠在该产物上的后 续加成得到具有结构(4)的开环多叠氮化物产物，具有下列组分：(C)； (IF1)；(EX)；(BR)；(IF2)；(TF)。根据早期对于传统树枝形大分子 出版的传统数学表达式，这些步骤的重复可以使这些树枝状结构的末 端官能团生长和扩增[Dendrimers and other Dendritic Polymers， J.M.J.Fréchet，D.A.Tomalia编辑，John Wiley and Sons出版， (2001)]。
路线(b)：使用(ANc)核和(BNb-1)支化单元试剂形成通式(I)树枝状 结构的“双击”化学过程：其中：(A)可与(B)反应；然而N-SIS抑制 凝胶形成。
经由路线(b)的通式(I)树枝状结构的合成涉及多炔官能化的支化 单元试剂与多官能化的多叠氮化物核的1，3-环化加成反应生成所需 结构，而没有凝胶形成，这归因于高度拥挤的核和支化单元试剂的 N-SIS效应。
其它正交合成策略(c)
在如上所述的1，3-偶极环化加成型“单击化学”生长/改性步骤 之后平行或顺序进行的其它正交合成策略可以包括下列：
1通过使用酮溶剂保护试剂(例如甲基异丙基酮)在伯胺结构部分 存在下用仲胺结构部分的选择性环氧基开环，该保护试剂通过在仲胺 官能团存在下形成席夫碱型加合物来选择性地保护伯胺[例如，Fréd éric Laduron等人，Org.Proc.Res.& Devel.，9，102-104(2005)]。
(2)用烯烃仲胺(例如二烯丙基胺)的进一步环氧基开环反应，随 后，单一位点硫醇官能化试剂、支化单元试剂或树突的自由基辅助加 成。
(3)另一个正交策略涉及树突/树枝形大分子、伯胺端基(TF)转化 成酯官能化吡咯烷酮，后者有选择地与同时具有伯和仲胺结构部分的 扩链剂/支化单元试剂/树突的伯胺组分反应。
本发明的理论
虽然不希望受理论的制约，但据信，因为N-SIS控制了可以与任 何给定代数的特定尺寸的核或树枝形大分子支架反应的支化单元试剂 (BR)、扩链剂(EX)或末端官能团(TF)的数目，导致了本发明的 一些有利结果。这些反应的化学计量似乎通过纳米底物(即，核或不 同树枝形大分子/树突代的表面)的相对尺寸(即，S1比S2)和反应试 剂(即，支化单元试剂(BR)或焦点(FF)反应性树突)的空间尺寸 来纳米级空间控制。N-SIS可能与本发明有关，因为在本发明中使用 的庞大支化单元试剂(BR)和它们的加成产物表现了出乎意料的特性。 更显著的是，它们在反应期间不引起相邻结构部分之间的交联，尽管 它们是高反应性多官能实体。这与直觉相反，但可能与支化单元试剂 反应性(它们的反应性比丙烯酸酯胺反应或代表传统PAMAM树枝形大 分子反应的酯的酰胺化要高得多)和可动性(例如，较大的支化单元 试剂移动比小分子胺试剂缓慢(即，较慢的扩散常数))之间的平衡 的移动有关。这一理论的进一步描述可以在下面的罗马数字编号的对 比实施例之后见到。
实用性
通式(I)的树枝形大分子的用途与传统PAMAM树枝形大分子和其 它树枝状聚合物的用途一样多。以下的用途举例没有全部包括，而仅 仅是举例。因为通式(I)的这些树枝形大分子表现出精确的纳米级尺 寸(即尺寸)，所以它们能够用作尺寸选择性膜，高效质子清除剂以 及电子显微镜的校准标准和作为更复杂纳米器件/结构的构造用的量 化的纳米级构造单元。这些通式(I)的树枝形大分子可以用作油/ 水乳液的反乳化剂，造纸中的湿强度剂以及水性配制剂例如漆料和其 它类似溶液、悬浮液和乳液中的粘度改性剂。
通式(I)的这些树枝形大分子所表现出的独特性能是：它们对水 解、热降解的稳定性更高。当从亲核开环反应得到时它们不进行反迈 克尔加成反应；并且它们存在(IF)结构部分(来源于开环反应)， 后者可以进一步反应，从而提供了(M)的进一步结合或与(M)进一步缔 合。此外，此外它们显示出窄的多分散性范围并且由于简化的工艺过 程而使得它们的生产成本较低(例如，因为快速反应时间与需要较少 的试剂和较少的步骤)。
除了以上给出的通式(I)的树枝形大分子的用途以外，通式(I) 的这些树枝形大分子适用于需要特定输送材料(M)的各种应用。
通式(I)的这些树枝状大分子具有内部空隙空间，它们能够用于 包封材料(M)。US专利5,338,532提供了这种担载材料(M)的实例。 这些材料可以具有农业的、药物的、生物的或其它的活性。
在足够的起反应的支化单元代数之后，发生了表面基团(Z)的 de Gennes致密填充，表面变得拥挤并且包封了内部空隙空间，其中 (TF)的特性和尺寸可用作分子水平级门或孔隙，该门或孔隙适合于控 制材料(M)向树枝形大分子内部扩散或从树枝形大分子内部向外扩散。 这些树枝形大分子的增高的官能团密度可以允许每一树枝形大分子携 带更大量的材料。因为可以控制在表面(Z)上和在内部(IF)内树枝 形大分子官能团的数目，所以它还提供了例如用于控制每一树枝形大 分子输送的材料(M)的量和材料(M)的释放趋势的手段。例如，这些 树枝形大分子可以是生物活性剂靶向载体，后者能够将生物活性剂输 送到特定靶部位即疾病或癌症部位或在目标生物体(例如动物、人、植 物、藻类、病毒、真菌、霉菌或昆虫)中的特定决定基(受体)或部位。
表面基团(TF)能够具有以预定方式通过选择含有所需化学官能 团的重复单元或通过化学改性全部或一部分的这些(TF)基团以产生 新表面官能团来控制的化学结构。这些表面可以向特定部位导向或者 使之耐受特定细胞例如网状内皮细胞的摄取。(TF)基团的存在数量是 z。
另外，当制备含有一个或多个通式(I)的树枝形大分子的桥连树 枝形大分子时，这些多树枝状结构部分也适合作为所需材料(M)的载 体。
这些树枝形大分子的内部具有可能的内部官能团(IF)，其中这 些内部基团具有与材料反应和用作载体材料的更强键合体系的能力。 或者，从聚丙烯酸酯-胺加成产物衍生的2-氨基乙基酯键可以选择性 地在低pH范畴(例如内体(endosomal)畴)被分裂，以便作为控制释放 的释放机理，从树枝形聚合物内部释放出所需的药物或其它材料。该 材料与这些树枝形大分子的内部、表面或内部与表面两者结合，这些 基团可以是相同或不同的。本文所使用的“与…结合”是指被载体材 料(M)能够在树枝形大分子内部包封或截留，部分或完全分散在树枝 形大分子上，或附着或连接于树枝形大分子，或它们的任何结合物， 其中该附着或连接借助共价键合，氢键键合，吸附，吸收，金属键合， 范德华力或离子键合，或它们的任何结合。被载体材料和树枝形大分 子的结合可以任选使用连接基和/或间隔基或螯合剂，以有利于这些缀 合物的制备或使用。适合的连接基是将靶导向剂(即，T)连接于树枝 形大分子(即，D)，而不显著损害导向剂的效力或存在于结合的树枝 形大分子和材料(“缀合物”)中的任何其它被载体材料(即，M)的 效力的基团。这些连接基可以是可裂解的或不可裂解的，通常用于避 免靶导向剂和树枝形大分子之间的位阻，优选地，所述连接基是稳定 的(即，不可裂解的)，除非输送部位有能力分裂所存在的连接基(例 如，在细胞表面上或在内体腔隙(compartment)中供释放用的酸可裂 解连接基)。因为这些树枝形大分子的尺寸、形状和官能团密度能够 严格控制，所以具有能够将被载体材料与树枝形大分子连接的许多方 式。例如，(a)在被载体材料和位于树枝形大分子表面或表面附近的 实体(典型为官能团)之间可以具有共价、库仑、疏水或螯合类结合； (b)在被载体材料和位于树枝形大分子内部的结构部分之间可以具有 共价、库仑、疏水或螯合类结合；(c)树枝形大分子可以制备成具有 主要为中空的内部(即溶剂填充的空隙空间)，使得被载体材料在该内 部(空隙体积)物理截留，其中可以任选通过使该树枝形大分子的表 面充满扩散控制结构部分来控制被载体材料的释放，(d)所述树枝形 大分子存在内部官能团(IF)，后者还可以与被载体材料结合，具有 允许从树枝形大分子内部受控制(即pH依赖性)离开的可分裂内部官 能团(IF)；或(e)可以使用上述现象的各种组合。
用这些树枝形大分子包封或与这些树枝形大分子结合的材料(M) 可以是满足所需目的一大类可能结构部分。这些材料包括、但不限于 体内或体外或在活体外用作动物或植物或微生物、病毒和任何生物系 统的诊断或治疗剂的药物材料，该材料可以与这些树枝形大分子结合， 而不显著干扰该树枝形大分子的物理整体性。
在一个优选实施方案中，被载体材料(这里用“M”表示)是药物 材料。适用于树枝形大分子缀合物的这种材料包括体内和体外用于哺 乳动物的诊断或治疗的任何材料，它们可以与树枝形大分子结合，而 不显著影响该树枝形大分子的物理完整性，例如是：药物，比如抗生 素，止痛药，高血压药物，强心药，类固醇等，比如对扑热息痛，阿 昔洛韦，爱克兰，阿米卡星，氨苄西林，阿司匹林，比生群，博来霉 素，新制癌菌素(neocardiostatin)，苯丁酸氮芥，氯霉素，阿糖胞 苷，柔红霉素，多柔比星，顺铂，卡铂，氟尿嘧啶，紫杉酚，吉西他 滨，庆大霉素，布洛芬，卡那霉素，甲丙氨酯，甲氨喋呤，米托蒽醌， 制霉素，硫酸长春新碱，苯巴比妥，多粘菌素，丙丁酚，丙卡巴肼 (procarbabizine)，利福平，链霉素，大观霉素，金刚烷胺，硫鸟 嘌呤，妥布霉素，甲氧苄啶以及valbanl；毒素，比如白喉毒素， gelonin，外毒素A(exotoxin A)，红豆毒素，modeccin，篦麻毒蛋 白或它们的毒素片段；金属离子，例如碱金属和碱土金属；放射性核 素，例如由锕系或镧系或其它类似过渡元素或由其它元素产生的那些， 例如47Sc，67Cu，67Ga，82Rb，89Sr，88Y，90Y，99mTc，105Rh，109Pd，111In，115mIn， 125I，131I，140Ba，140La，149Pm，153Sm，159Gd，166Ho，175Yb，177Lu，186Re，188Re， 194Ir和199Au，优选88Y，90Y，99mTc，125I，131I，153Sm，166Ho，177Lu，186Re， 67Ga，111In，115mIn和140La；信号产生剂，包括由于它的存在而导致体 系产生可检测和可测定的扰动的任何物质，例如发荧光体，磷光体和 辐射；信号反射剂，例如顺磁体，例如Fe，Gd或Mn；螯合金属，例 如，以上给出的任何金属，不论在与螯合剂结合时它们是否是放射性 的；信号吸收剂，如近红外，例如造影剂(如显影剂和MRI剂)和电 子束不透明剂，例如Fe，Gd或Mn；抗体，包括单克隆抗体或多克隆 抗体和抗独特型抗体；抗体片段；适配体；激素；生物应答修饰剂例 如白介素，干扰素，病毒和病毒片段；诊断不透明剂；和荧光结构部 分。被运载的药物材料包括清除剂，例如螯合剂，抗原，抗体，适配 体，或任何能够选择性清除治疗剂或诊断剂的结构部分。
在另一个实施方案中，这里用“M”表示的被载体材料是农用材料。 适用于这些缀合物的这种材料包括能够与所述树枝形大分子结合而不 显著干扰所述树枝形大分子的物理完整性的体内或体外治疗、诊断或 应用于植物或非哺乳动物(包括微生物)的任何材料。例如，被载体 材料可以是毒素，例如，比如白喉毒素，gelonin，外毒素A，红豆毒 素，modeccin，篦麻毒蛋白或它们的毒素片段；金属离子，例如碱金 属和碱土金属；放射性核素，例如由锕系或镧系或其它类似过渡元素 或由其它元素产生的那些，例如47Sc，67Cu，67Ga，82Rb，89Sr，88Y，90Y， 99mTc，105Rh，109Pd，111In，115mIn，125I，131I，140Ba，140La，149Pm，153Sm，159Gd， 166Ho，175Yb，177Lu，186Re，188Re，194Ir和199Au；信号产生剂，包括由于 它的存在而导致体系产生可检测和可测定的扰动的任何物质，例如发 荧光体，磷光体和辐射；信号反射剂，例如顺磁体，例如Fe，Gd或 Mn；信号吸收剂，例如造影剂和电子束不透明剂，例如Fe，Gd或Mn； 激素；生物应答修饰剂例如白介素，干扰素，病毒和病毒片段；杀虫 剂，包括抗微生物剂，杀藻剂，arithelmetics，杀螨剂，II杀虫剂， 引诱剂，驱除剂，除草剂和/或杀菌剂，比如乙酰甲胺磷，三氟羧草醚， 甲草胺，莠去津，苯菌灵，灭草松，克菌丹，虫百威，氯化苦，毒死 蜱，绿黄隆，氰草津，三环锡，氯氰菊酯，2，4-二氯苯氧乙酸，茅草 枯，麦草畏，氯甲草甲基(diclofop methyl)，除虫脲，地乐酚，茵 多杀，福美铁，吡氟禾草灵(fluazifop)，草甘膦，吡氟氯禾灵，马 拉硫磷，萘草胺；二甲戊乐灵，氯菊酯，毒莠定，毒草胺，敌稗，稀 禾定(sethoxydin)，双硫磷，特丁磷，氟乐灵，嗪氨灵，代森锌等 等。被运载的农用材料包括清除剂，例如螯合剂，螯合金属(不论它 们是否是放射性的)或任何能够选择性清除治疗剂或诊断剂的结构部 分。
在另一个实施方案中，在这里用(M)表示的被载体材料是免疫增 效剂。适用于这些缀合物的这种材料包括产生免疫应答的任何抗原， 半抗原，有机结构部分或有机或无机化合物，它们可以与所述树枝形 大分子结合，而不明显扰乱所述树枝形大分子的物理完整性。例如， 载体材料可以是用于生产抗疟疾(US专利4,735,799)、霍乱(US专 利4,751,064)和尿道感染(US专利4,740,585)的疫苗的合成肽， 用于生产抗菌疫苗(US专利4,965,624)的细菌多糖以及用于生产预 防疾病例如AIDS和肝炎的抗病毒疫苗的病毒蛋白或病毒颗粒。
这些缀合物作为免疫增效剂的载体的应用避免了与用于将大分子 结构提供给辅助载体的通常已知的经典聚合物结构或合成的聚合物缀 合物有关的容量和结构不明确的缺点。使用这些树枝形大分子作为免 疫增效剂的载体可以控制缀合物的尺寸、形状和表面组成。这些选择 可以优化对生物体的抗原呈递，因此与普通助剂相比获得了具有更高 选择性和更高亲和性的抗体。还可以理想地将多抗原肽或基团连接于 该树枝形大分子，例如同时连接T细胞表位和B细胞表位。这种设计 将获得改进的疫苗。
还可以理想地将能够引起免疫应答的杀虫剂或污染物，例如含有 氨基甲酸酯、三嗪或有机磷酸酯成分的那些缀合于树枝形大分子。针 对所需杀虫剂或污染物产生的抗体可以通过标准工序提纯，固定在适 合的载体上，再用于后续检测环境或生物体中的所述杀虫剂或污染物。
在又一个实施方案中，适用于这些缀合物的这里用“M”表示的被 载体材料包括除了农用或药物材料以外的任何材料，它们能够与这些 树枝形大分子结合，而不明显扰乱所述树枝形大分子的物理完整性， 例如：金属离子，例如碱金属和碱土金属；信号产生剂，包括由于它 的存在而导致体系产生可检测和可测定的扰动的任何物质，例如发荧 光体，磷光体，红外，近红外，和辐射；信号反射剂，例如顺磁体， 例如Fe，Gd或Mn；信号吸收剂，例如造影剂和电子束不透明剂，例 如Fe，Gd或Mn；信息素结构部分；芳香剂结构部分；染料结构部分 等。被载体材料包括清除剂例如螯合剂或任何能够选择性清除多种试 剂的结构部分。
优选地，被载体材料(M)是生物活性剂。这里使用的“生物活性” 是指能够检测、鉴定、抑制、处理、催化、控制、杀灭、增强或修饰 目标实体例如蛋白、糖蛋白、脂蛋白、脂质体，目标病灶或目标细胞， 目标器官，目标生物体[例如微生物，植物或动物(包括哺乳动物例如 人)]或其它目标结构部分的活性实体例如分子，原子，离子和/或其 它实体。作为生物活性剂，还包括在基因治疗、siRNA、诊断、分析、 修饰、活化、反义、沉默、性状和序列的诊断等领域中具有广泛应用 的基因材料(任何类型，不论寡核苷酸、片段或合成序列)。这些缀合 物包括实现包含树枝状聚合物和基因材料的复合物的基因材料的细胞 转染和生物利用，并且使该复合物可为所要转染的细胞利用。
这些缀合物可以在各种体内、活体外或体外诊断或治疗应用中使 用。一些实例是治疗疾病例如癌症，自身免疫病，基因缺陷，中枢神 经系统疾病，传染性疾病和心脏病，诊断用途例如放射免疫测定，电 子显微术，PCR，酶联免疫吸附试验，核磁共振谱法，造影，免疫闪烁 照相术，和输送杀虫剂，例如除草剂，杀真菌剂，驱除剂，引诱剂， 抗微生物剂或其它毒素。还包括非基因材料，例如白介素，干扰素， 肿瘤坏死因子，粒细胞集落刺激因子以及其它蛋白或任何这些蛋白的 片段，抗病毒剂。
这些缀合物可以使用本领域技术人员已知的粘结剂配制为片剂。 这种剂型在Remington’s Pharmaceutical Sciences，第18版，1990， Mack Publishing Company出版，Easton，PA中有述。适合的片剂包 括压缩片剂，糖衣片剂，薄膜包衣片剂，肠溶衣片剂，复压片剂，控 释片剂等。安瓿剂，软膏，凝胶剂，悬浮液，乳液，注射剂(例如，肌 内，静脉内，腹膜内，皮下)，透皮配制剂(例如，于皮肤表面贴片或 敷贴，栓剂组合物)，鼻内给药配制剂(例如，滴剂，喷雾剂，吸入剂， 气溶胶喷射剂，chest rubs)，眼用药剂(例如，无菌的滴剂，喷雾剂， 软膏)，或在外科切口的部位，接近瘢痕部位，或肿瘤生长或去除的部 位上以薄纱、擦拭巾、喷雾剂或其它方式的施用剂，也可用作合适的 配制剂。作为生物标志物、分子探针的生物测定的试剂盒是可能的， 它包括与其它试剂一起用于分析，以及关于使用的说明。通常的药物 学上可接受的盐，助剂，粘结剂，干燥剂，稀释剂和赋形剂可以用于 这些配制剂中。为了农业应用，这些缀合物可以用常见的合适媒介物 和在农业方面可接受的载体或稀释剂来配制，如颗粒配制剂，可乳化 的浓缩物，溶液和悬浮液，以及与一种或一种以上的活性剂相结合使 用。
关于以下实施例，以下描述用于进行各种试验的各种设备和方法。
设备和方法
尺寸排阻色谱法(SEC)
将SephadexTM(Pharmacia)提纯的树枝形大分子的甲醇溶液蒸发， 用在SEC实验中使用的流动相重新配制(1mg/mL浓度)。所有样品新 鲜制备，立即用于SEC。
通过SEC系统(Waters 1515)定量分析树枝形大分子，该SEC 系统(Waters 1515)以等度模式操作，具有折射指数检测器(Waters 2400和Waters 717Plus自动取样器)。在室温下对两根连续对齐排列 的TSK凝胶柱(Supelco)G3000PW和G2500PW(粒径10μm，30cm×7.5mm) 进行分析。以1ml/min的流速泵送乙酸盐缓冲液(0.5M)的流动相。 发现树枝形大分子的洗脱体积为11-16ml，根据树枝形大分子的代 数。
高压/高性能液相色谱法(HPLC)
高压液相色谱法(HPLC)通过使用装有折射指数和紫外光检测器和 Waters C18(5μm)柱(4.6mm直径，150mm长度)的Perkin ElmerTM系列200装置来进行。典型的分离规程包括0.1％水性乙酸和乙 腈(75:25％v/v)作为洗脱剂和在λ＝480nm的UV光作为检测器。
薄层色谱法(TLC)
使用薄层色谱法来监控化学反应的进程。将1滴物质，通常是在 有机溶剂中的0.05-0.4M溶液，加入到硅胶板上，放入到溶剂室内， 使之显影通常10-15分钟。在洗脱溶剂之后，通常将TLC板干燥，然 后染色(如下所述)。因为硅胶是极性聚合物载体，低极性分子将在 板上进一步向上行进。使用“Rf”值来鉴定物质在TLC板上行进了多 远。改变溶剂条件随后改变了Rf值。该Rf通过产物行进的长度与溶剂 行进的长度的比率来测定。
材料：所使用的TLC板是(1)“薄层色谱板- PK6F 硅胶玻璃背衬，尺寸20×20cm，层厚度：250μm或(2)“薄层色谱 板塑料片材-EM Science”氧化铝背衬，尺寸20×20cm，层厚度200μm。
染色条件是：(1)茚三酮：用1.5g的茚三酮、5mL的乙酸和500mL 的95％乙醇制备溶液。将板浸没在茚三酮溶液中，干燥，用空气加热 枪加热，直到发生颜色改变(粉红色或紫色点表示胺的存在)。(2) 碘室：将2-3g的I2投入到封闭容器。将TLC板投入到该室内并保持 15分钟，产品点将被染成棕色。(3)KMnO4染色：用1.5g的KMnO4， 10g的K2CO3，2.5mL的5％ NaOH和150mL的水制备溶液。将TLC板浸 没在KMnO4溶液中，产品点变成黄色。(4)紫外线检查：使用紫外线 (UV)灯来照亮产品点。同时使用短波(254nm)和长波(365nm)来 进行产品鉴定。
MALDI TOF质谱
用具有脉冲离子萃取(Pulsed Ion Extraction)的Bruker AutoflexTM LRf MALDI-TOF质谱仪获取质谱。使用19kV采样电压和20kV 反射器电压以反射器模式获取低于20kDa的质量范围。使用聚氧化乙 烯来校准。使用20kV采样电压以线性模式获取更高的质量范围。更高 的质量范围用牛血清白蛋白校准。
通常，通过将1μL等份的分析物的5mg/mL溶液与10μL的基质溶 液合并来制备样品。除非另有规定，基质溶液是在3:7乙腈:水中的 10mg/mL的2，5-二羟基苯甲酸。将等份(2μL)的样品/基质溶液点在 目标板上，在室温下风干。
渗析分离
在典型渗析实验中，通过具有保留产品但滤除杂质的适当孔径的 渗析膜将大约500mg的产品渗析。在大多数实施例中用两种变化的渗 析液在水(所使用的其它合适渗析剂是丙酮和甲醇)中渗析大约21小 时。用旋转蒸发仪从保留物中蒸发掉水，产品在高真空下干燥，获得 固体。
超滤分离(超滤)
典型的超滤分离规程如下所示：将产物和不希望有的化合物的混 合物溶解在合适体积的供这一混合物用的溶剂(例如，125mL的MeOH)， 然后在装有3K截留(cutoff)再生纤维素膜的切向流动超滤设备上在 20psi(137.9kPa)的压力下在25℃下进行超滤。在超滤过程中，在 烧瓶中标记的残留物体积维持在100-125mL，收集到1500mL渗透液 (～5小时)。第一升的渗透液在旋转蒸发器上汽提挥发分，随后高真 空抽空得到提纯产物。取决于具体的分离问题，膜的截留尺寸(例如， 3K，2K或1K)以及渗透液和残留物的体积发生变化。
SephadexTM分离
将产物溶解在最低量的溶剂(水，PBS或MeOH)中并用SephadexTM LH-20(Pharmacia)在溶剂中提纯。在洗脱该柱的空隙体积之后，按大 约2-20mL(这取决于所考虑的各自分离)等份试样收集级分。使用TLC (采用前面所述的合适溶剂)来鉴定含有类似产品混合物的级分。将类 似级分合并，蒸发掉溶剂，获得固体产品。
核磁共振(NMR)-1H和13C
样品制备：向50-100mg的干燥样品添加800-900μL的氘化溶 剂中以便溶解。使用典型的参比溶剂即三甲基硅烷。典型溶剂是CDCl3， CD3OD，D2O，DMSO-d6和丙酮-d6。将溶解样品转移到NMR管中，在管内 达到～5.5cm的高度。
设备：(1)使用自动化三重共振宽带(ATB)探头H/X(其中X 可由15N调至31P)，由300MHz双通道VarianTM Mercury Plus核磁共 振波谱仪系统获得300MHz NMR数据。用具有SolarisTM 9操作系统的 Sun BladeTM 150计算机进行数据采集。所使用的软件是VNMR v6.1C。 (2)用采用可变换的探头H/X(X可由15N调至31P)的500MHz三通道 VarianTM Inova 500MHz核磁共振波谱仪系统获取500MHz NMR数据。 用具有SolarisTM 9操作系统的Sun BladeTM 150计算机进行数据采集。 所使用的软件是VNMR v6.1C。
原子力显微镜(AFM)或扫描探针显微镜(SPM)
所有图像采用多用途大型扫描仪和MAC模式尖端[MAClevers II 型，厚度：3μm，长度：225μm，宽度：28μm，共振频率：大约45KHz 和力常数：大约2.8N/m(Molecular Imaging，USA)]，用Pico-SPMTM LE AFM(Molecular Imaging，USA)在去离子水中以轻叩模式获得。 通常，使用3行/秒扫描速度来扫描不同区域，自由状态下的悬臂振荡 幅度的设定值为0.90。为了避免薄气隙的流体动力效应，以小的尖端 -样品距离仔细测定共振。
溶解度和物理性能
通式(I)的树枝形大分子通常是固体材料(与PAMAM树枝形大分 子相反，后者是凝胶样固体)。这些树枝形大分子不象PAMAM树枝形大 分子那样容易吸收水。目前，这些树枝形大分子以固体形式或作为甲 醇溶液储存。发现在这两种储存方法之间没有树枝形大分子稳定性差 别。这些(I)树枝形大分子在水中溶解比PAMAM树枝形大分子更快。 PAMAM树枝形大分子都可溶于水，但由于该系列材料的凝胶样状态， 通常更难溶解到水中。通式(I)的这些树枝形大分子也可溶于许多有 机溶剂中，其中包括、但不限于以下溶剂：甲醇，乙醇，异丙醇，DME， 氯仿，二氯甲烷，1，2-二氯乙烷，甲氧基丙醇，MIBK和DMSO。
热重分析(TGA)
用Universal V3.9ATM(TA Instrument)仪器获得热重分析数据。 温度扫描范围是20-520℃，升温速率为10℃/分钟。样品量一般是大 约10mg的固体产品。
聚丙烯酰胺凝胶电泳(PAGE)
将在溶剂中储存的树枝形大分子在真空下干燥，然后用水溶解或 稀释至大约100mg/4mL水的浓度。该水溶液用干冰冷冻，该样品用冷 冻干燥机(冻干仪)(LABCONCO Corp.，型号Free Zone 4.5升，冷 冻干燥系统77510)在大约-47℃和60×10-3毫巴下干燥。冻干的树枝 形大分子(1-2mg)用水稀释至1mg/mL的浓度。以10％v/v浓度将示 踪染料加入到每一种树枝形大分子样品中，包括(1)对于碱性化合物 而言亚甲蓝染料(1％w/v)，(2)对于酸性化合物而言溴酚蓝染料 (0.1％w/v)，(3)对于中性化合物而言具有0.1％SDS(w/v)的溴 酚蓝染料(0.1％w/v)而言。
预制的4-20％梯度凝胶从ISC BioExpress购买。凝胶尺寸为 100mm(宽)×80mm(高)×1mm(厚度)，在盒内形成10个预编号的 样品孔。样品孔的体积是50μL。非市场上购买的凝胶使用30％丙烯 酰胺(3.33mL)，4×TBE缓冲液(2.5mL)，水(4.17mL)，10％APS (100μL)，TEMED(3.5μL)作为10％均匀凝胶制备。用于凝胶电泳 的TBE缓冲液使用三(羟甲基)氨基甲烷(43.2g)，硼酸(22.08g)， EDTA二钠(3.68g)在1L水中制备，形成pH8.3的溶液。该缓冲液 在使用前稀释为1:4。
电泳使用PowerPacTM 300165-5050电源和BIO-RADTM Mini Protean 3电泳池进行。将所制备的树枝形大分子/染料混合物(各5μL)装载 到单独的样品孔内，进行电泳实验。具有胺表面的树枝形大分子用戊 二醛溶液固定大约1小时，然后用Coomassie Blue R-250(Aldrich) 染色大约1小时。然后使用冰醋酸溶液将凝胶脱色大约1小时。使用 hp ScanjetTM 5470C扫描仪记录图像。
红外光谱法(IR或FTIR)
红外光谱数据用Nicolet FourierTM变换红外分光计，Model G Series Omnic，System 20 DXB获得。样品使用溴化钾盐板(Aldrich) 纯化。
紫外线/可见光光谱法(UV/Vis)
用被各样品高度吸收的光波长例如480或320nm，在Perkin ElmerTM Lambda 2UV/VIS分光光度计上获得UV-VIS光谱数据。
感应耦合等离子体(ICP)发光
样品的Gd(III)含量是在顺序的、径向观察的VarianTM Liberty Series II ICPOES感应耦合等离子体发光分光光度计上测定的。
质子松弛性(relaxivity)
松弛性分析通过使用可变场T1-T2分析器来进行的。场强度从 1-64MHz变化。
荧光显微术和相衬显微术
荧光显微术和相衬显微技术研究通过使用装有NikonTM TMD-EF(用 于荧光)的Nikon DiaphotTM TMD显微镜，连同NikonTM CoolPix 990数 字式照相机捕获结果来进行的。
以下进一步通过实施例来进一步阐释本发明。这些实施例仅仅是 本发明的示例。标有字母的实施例是起始原料的合成，除了实施例G 和H也是本发明的实例；数字编号的实施例是本发明的实施例；罗马 数字编号的实施例是对比例。
起始原料
用作起始原料的TMPTGE可以从Aldrich获得，但它们具有大约 70％的纯度水平。四缩水甘油醚的合成和/或提纯基于使用表氯醇、KOH 和DMSO的在“Synthesis”1993，第487页中的工序。
实施例A：由季戊四醇和表氯醇(EPI)制备季戊四醇四缩水甘油 醚
[(C)＝PETGE；(TF)＝环氧基]
向设有大的搅拌棒的100mL圆底烧瓶内添加季戊四醇(4.1g， 30.1mmol，120mmol OH)(Aldrich)和30mL的DMSO(15.85g)与 KOH(13.47g，240.0mmol，2当量/OH)的混合物。用60-90分钟向 在室温下在水浴中的该快速搅拌的混合物滴加(大约1滴/10-15秒) 表氯醇(34.0g，367.0mmol，3当量/OH)(Aldrich)。每隔10分钟 监控温度，以便保持温度低于35℃。在另一小时后，放热平息，将该 混合物经5-6小时加热到35℃。通过TLC(7:3甲苯-丙酮)监控该 反应。由KMnO4染色观察斑点。将等份试样加入到醚-盐水混合物中， 以除去DMSO，醚层用Na2SO4干燥。在添加结束后，该反应混合物的TLC 显示了5个点，然后在7小时后显示2个点。该混合物用粗孔玻璃漏 斗过滤，用二乙醚(2×60mL)洗涤。过滤的液体与150mL二乙醚混合， 再与洗液合并。该醚层用80mL盐水洗涤。该盐水层用另外150mL二乙 醚洗涤。合并的醚层用无水硫酸镁干燥，过滤，蒸发，获得12g的粗 产物。将该粗产物溶于9:1甲苯-丙酮混合物中，然后在相同溶剂中在 硅胶(140g，60，230-400目)上提纯。前两个级分是200mL，各 自含有非常高的Rf的材料(TLC)。接下来的30个级分是50mL，在级 分7-10中，各自具有纯产物。合并产物级分，抽空，获得所需产物 (4.0g，37％收率)；和具有以下谱：
1H NMR(500MHz，CDCl3)：δ 2.593(dd，J＝6.5Hz，4H)，2.773(t，J＝6.5Hz)， 2.922(m，4H)，3.10(m，4H)，3.37(ddd，J＝7.0，3.7，1.5Hz，4H)，3.475(d，J＝12Hz，4H)， 3.515(d，J＝12Hz，4H)，3.70(dd，J＝12和7.0Hz，4H)；和
13CNMR(125MHz，CDCl3)：δ 44.17，45.75，50.822，69.93，72.013，72.036， 72.055，72.078；和
MALDI-TOF：计算360.47；实测360amu.
实施例B：由季戊四醇和表氯醇(EPI)制备季戊四醇四缩水甘油 醚
[(C)＝PETGE；(TF)＝环氧基]
该方法根据Mitsuo等人，Synthesis，487(1993)进行。将季戊四 醇I(13.6g，400mmol)和100mL DMSO投入到1L三颈圆底烧瓶内， 然后一次性添加KOH(52.7g，800mmol，2当量/OH)。用机械搅拌器 强烈搅拌该反应混合物，用冰浴冷却到15-20℃。在150分钟的过程 中在压力平衡漏斗中滴加表氯醇II(110.4g或93.55mL，1.2mol，3 当量/OH)。在表氯醇的添加过程中，温度保持在15-20℃。反应混 合物的颜色由无色变为浅黄色。在添加结束后，将反应混合物加热到 室温，继续搅拌过夜。通过TLC监控反应的进程。在3小时后，TLC 显示了季戊四醇四缩水甘油醚(PETGE)III和季戊四醇三缩水甘油醚 IV的色谱斑点。通过继续反应，预计三缩水甘油醚IV被转化为产物 III；然而，发现了III的一些二聚，这形成了产物V。
用Büchner漏斗过滤反应混合物，固体用100mL二氯甲烷(DCM) 洗涤。用旋转蒸发仪去除挥发性级分DCM。粗反应混合物用饱和盐水 (2×100mL)处理，再用二乙醚(2×100mL)萃取。合并的醚层用Na2SO4 干燥，用旋转蒸发仪浓缩，获得深黄色/浅棕色液体。将粗产物分为两 个等份，用硅胶柱层析。将硅胶(300g)装载到柱子(25cm高度×5.5cm 宽度)中。在用500ml溶剂洗脱后，收集了40mL级分。起先的级分是 表氯醇，随后是PETGE(III)(Rf＝0.62)，然后是二聚体(V)(Rf＝0.44)， 最后是三缩水甘油醚(IV)(Rf＝0.33)。分离的纯PETGE收率是45 -60％(一些量被其它副产物污染)。光谱分析与III的报告数据一致， 对于产品IV和V的分析也是令人满意的。
以下反应路线A说明了这一反应。
实施例C：使用烯丙基溴和间-氯过氧苯甲酸(m-CPBA)从季戊四醇合成 季戊四醇四缩水甘油醚
[(C)＝PETGE；(TF)＝环氧基]
季戊四醇I(15.03g，110mmol)(Acros Organics)和250mL的THF 在1L圆底烧瓶中混合。经由漏粉斗添加KOH(85.93g 1.35mol 3.0 当量/OH)，和四丁基溴化铵(TBAB)(0.460g，1.23％mol)(Acros Organics)，随后添加烯丙基溴，经过10分钟用125mL加料漏斗添加 II(106.6g，1.35mol，3.0当量/OH)。然后立即将反应混合物在 70℃的油浴中放置24小时。反应由TLC监测(10:1 己烷:乙酸乙酯)， 显示了在Rf＝0.4处的产物斑点且没有显示出三-，二-，或单烯丙基 -取代季戊四醇的斑点。反应混合物通过150mL粗孔玻璃布氏漏斗进 行真空过滤。有机层用二乙醚(2×250mL)稀释。有机层用5％ K2CO3(5 ×300mL)洗涤并在MgSO4上干燥。挥发分由旋转蒸发器(40℃浴温度) 除去，得到季戊四醇四烯丙基醚，III(30.07g；92％产率)；和具有下 列谱：
IR(纯)：vmax 3080，2867，1646，1478，1422，1350，1264，1137，992，922cm-1；和
13CNMR：(75MHz，CDCL3)：δ 45.33，69.25，72.15，115.95，135.16；和
1H NMR：(300MHz，CDCL3)：δ 3.39(4H，s)，3.84(4H，q，J＝2.3Hz)，5.04(2H，q， J＝13.8Hz)，5.80(1H，七重峰，J＝7.78Hz).
将PETAE，III(3.29g，11.0mmol)和50mL的氯仿添加到装有 磁力搅拌棒的500mL圆底烧瓶中。然后借助于加料漏斗经过10分钟 添加m-CPBA，IV(70％)(12.51g，51.0mmol，1.14当量/烯烃)(Acros oganics)。反应烧瓶在30分钟的过酸添加中升温。反应在22℃下 搅拌72小时，然后用100mL DCM稀释并转移到500-mL分液漏斗中。 有机层用3％ Na2S2O5(3×150mL)和3％ NaHCO3(3×150mL)洗涤。有 机层用Na2SO4干燥，过滤和由旋转蒸发器(40℃浴温度)除去挥发性物 质。硅石TLC(7:3 甲苯:丙酮)显示在Rf＝0.48的一个斑点。产 物在高真空下进一步干燥一夜得到PETGE，V，为澄清的无色粘性液体 (3.86g；92％产率)和具有下列谱：
IR(纯)：vmax 3055，2997，2876，1724，1480，1340，1258，1163，1018，908，845， 799，760cm-1；和
13CNMR(75MHz，CDCl3)：δ 43.96，45.5450.62，69.80，71.90；和
1HNMR：(300MHz，CDCl3)：δ 2.55(1H，q，J＝2.05Hz)，2.72(1H，t，J＝2.33Hz)， 3.09(1H，q，J＝3.06Hz)3.32(1H，q，J＝4.43Hz)，3.45(2H，d，J＝1.65Hz)，3.64(1H，q， J＝3.675Hz)；和
MALDI-TOF：383[M+Na]+amu.
这些反应在反应路线B中示出。
反应路线B
实施例D：由PETGE制备四(环硫化物)：制备环硫化物支化单 元
[(C)＝四环硫丙烷；(TF)＝环硫丙烷]
在用烘干的100mL圆底烧瓶内装入PETGE 1(1.8g，5.0mmol)， 再添加40mL干燥乙腈。将硫脲(3.04g，40mmol)一齐加入到以上反 应混合物中，随后添加LiBF4(0.372g)。在该烧瓶上安装回流冷凝器， 并在60℃下加热。在加热5小时后，TLC显示了痕量的PETGE 1和有 较高Rf的两种其它新色谱斑。继续在氮气氛围下加热过夜。该反应混 合物然后用50mL水淬灭，再用CHCl3(3×50mL)萃取。合并的萃取物 用盐水(2×30mL)洗涤，用Na2SO4干燥，再用旋转蒸发仪浓缩，获得 液体。粗反应混合物通过硅胶柱层析和用己烷:乙酸乙酯:氯仿(1: 2:2)洗脱来提纯，获得了无色液体状的纯(四环硫化物)(0.610g， 29％收率)。它的谱如下所示：
1H NMR：(300MHz，CDCl3)：δ 2.17(dd，J＝1.20 & 5.40Hz，4H)，2.50(d，J＝ 6.00Hz，4H)，3.05(五重峰J＝6.00Hz，4H)，3.43-3.50(m，14H)，3.56(五重峰J＝6.00Hz， 4H)；和
13C NMR：(75MHz，CDCl3)：δ 23.90，32.56，45.99，69.67，76.85；和
MALDI-TOF：C17H28O4S4；计算424，实测447(M+Na)amu.
以下反应路线C示出了该反应：
实施例E：季戊四醇三烯丙基醚(PETriAE)与间-氯过苯甲酸 (m-CPBA)的反应
[(C)＝PETriGE；(FF)＝OH；(TF)＝环氧基]
在100mL圆底烧瓶中加入PETriAE(2.56g，10.0mmol，30烯 烃mmol)(Aldrich)和50mL氯仿(Fisher Scientific)。在室温下， 在机械搅拌作用下，分几个部分将m-CPBA(8.84g，36.0mmol)(Acros Organics)添加到该溶液中。混合物搅拌3天，然后首先用3％焦亚硫 酸钠(Na2S2O5)水溶液(3×100mL)(Aldrich)，随后用3％碳酸氢钠 (NaHCO3)水溶液(3×100mL)洗涤。有机层用硫酸钠干燥，由旋转蒸发 浓缩得到浅黄色液体(2.58g，84.8％产率)。它的谱如下所示：
1HNMR(300MHz，CDCl3)：δ 2.57(q，J＝2.70Hz，3H)，2.76(t，J＝4.50Hz，4 H)，3.07-3.12(m，3H)，3.33(dd，J＝1.50 & 1.20Hz，2H)，3.37(dd，J＝1.50 & 1.20Hz，2 H)，3.51(q，J＝9.00Hz，6H)，3.66(s，H)，3.69(d，J＝2.70Hz，2H)，3.73(d，J＝2.40Hz，2 H)；和
13C NMR(75MHz，CDCl3)：δ 44.34，45.51，50.97，65.33，71.61，71.67，71.73， 72.18，72.20，72.23；和
IR(纯)：3507，3056，2999，2922，2870，1476，1450，1424，1336，1248，1160， 1098，1051，953，901，855，834，751cm-1；和
MALDI-TOF MS：C14H24O7；计算304.3；实测327.05[M+Na]+amu.
下面的反应路线D示出了这一反应。
季戊四醇三烯丙基醚
反应路线D
实施例F：季戊四醇三缩水甘油醚(PETriGE)与溴丙炔的反应
[(C)＝季戊四醇三缩水甘油醚(PETriGE)；(FF)＝炔烃；(TF)＝ 环氧基]
向250-mL烘干的圆底烧瓶中添加PETriGE(由实施例E制备)和 120mL干燥DMF(Aldrich)。反应烧瓶用N2气体冲洗，用隔膜封闭并 用冰浴冷却到0℃。在机械搅拌作用下，经过20分钟的时间分几个部 分将氢化钠(1.35g，33.8mmol，在矿物油中60％分散体)(Aldrich) 添加到该溶液中。在0℃下另外搅拌40min后，添加溴丙炔(3.73mL， 在甲苯中90wt％)。继续冷却90分钟，然后让混合物逐渐升温至室 温。混合物在这一温度下搅拌一夜。反应混合物然后使用冰浴被冷却 到10℃，用70mL水稀释，用乙酸乙酯(3×70mL)萃取，然后用饱和 盐水溶液(2×50mL)洗涤。合并的萃取液在硫酸钠上干燥并由旋转蒸 发浓缩得到深棕色液体，它通过硅胶柱色谱法提纯，最初使用乙酸乙 酯:己烷(20：80％v/v)，它逐渐地变成乙酸乙酯:己烷(40：60％v/v)。 得到的在Rf＝0.31处的TLC(乙酸乙酯:己烷1:1)斑点的级分被合 并，并且被测得是纯炔丙基化季戊四醇三缩水甘油醚(3.79g，82％产 率)。它的谱如下所示：
1H NMR(300MHz，CDCl3)：δ 2.43(t，J＝2.10Hz，1H)，2.61(q，J＝2.70Hz，3H)， 2.79(t，J＝4.20Hz，3H)，3.13(六重峰，J＝3.00Hz，3H)，3.37(d，J＝6.00Hz，1H)，3.41(d， J＝5.70Hz，1H)，3.51(d，J＝3.90Hz，6H)，3.54(s，2H)，3.70(d，J＝3.00Hz，2H)，3.74 (d，J＝2.70Hz，2H)，4.13(dd，J＝2.10 & 0.30Hz，2H)；和
13C NMR(75MHz，CDCl3)：δ 44.44，45.69，51.06，58.84，69.05，70.15，72.24， 74.34，80.25；和
IR(纯)：3267，3057，2991，2924，2878，2755，1480，1434，1367，1337，1260， 1168，1096，1014，963，906，840，758，666cm-1.
下面的反应路线E示出了这一反应。
反应路线E
实施例G：季戊四醇四缩水甘油醚(PETGE)与叠氮化钠的反应；改 性核
[(C)＝季戊四醇四叠氮化物(PETAZ)；(IF)＝OH；(TF)＝叠氮化 物]
在50-mL圆底烧瓶中加入PETGE(3.6g，10mmol)(实施例C制 备)，27mL DMF和3mL水。向该溶液中添加叠氮化钠(7.8g，120mmol， 3当量/环氧基)，随后添加氯化铵(6.36g，3当量)。反应烧瓶装有 搅拌棒和回流冷凝器，然后在50℃下加热一夜。反应的进程由TLC监 测。在这一时间之后，反应混合物被冷却至室温，然后固体材料经过 布氏漏斗滤出，固体物用乙酸乙酯(1×50mL)洗涤。滤液用70mL 水稀释和用乙酸乙酯(3×50mL)萃取。合并的有机层用饱和盐水洗涤， 在硫酸钠上干燥和通过硅胶床过滤。滤液由旋转蒸发浓缩得到无色液 体(5.1g，95％产率)。它的谱如下。
1HNMR(300MHz，CDCl3)：δ 3.04(bs，4H，OH)，3.33(t，J＝5.70Hz，8H)，3.47(s， 8H)，3.49(t，J＝2.40Hz，8H)，3.93(五重峰，J＝5.10Hz，4H)；和
13C NMR(75MHz，CDCl3)：δ 45.75，53.52，69.68，71.09，73.12；和 MALDI-TOF MS：C17H32N12O8；计算532.5，实测555.3[M+Na]+amu.
下面的反应路线F示出了这一反应。
反应路线F
实施例H：季戊四醇四缩水甘油醚(PETGE)与亚氨基二乙腈(IDAN) 的反应。这一物质用作生产噁唑啉基PEHAM树枝形大分子的起始核。
[(C)＝PETGE；(IF1)＝OH；(BR1)＝IDAN；(TF)＝CN]
在装有搅拌棒的250-mL圆底烧瓶中添加3，3-IDAN(12.0g，97.4 mmol，2.2当量/环氧基)(Aldrich)和30mL的MeOH。向该混合物 中添加已溶于10mL的MeOH中的季戊四醇四缩水甘油醚(4.0g，11.1 mmol，44.4mmol环氧基)。该烧瓶装有回流冷凝器，混合物在60℃下 和在N2气氛中加热和搅拌3天。挥发性物质由旋转蒸发法除去，得到 16.5g的粗重量。过量亚硝酸酯利用在高真空和200-220℃下的球管- 球管蒸馏法除去，留下釜残留物(10.3g，9.45g理论)。将粗产物溶 于20mL的MeOH中，然后通过一栓塞的硅胶(75.0g，60埃，200-430 目)，使用MeOH作为洗脱剂。挥发性物质通过旋转蒸发法从洗脱剂中 除去而得到所需产物(8.5g，90％产率)。该混合物的TLC(MeOH)表明 在Rf＝0.85处的强斑点，在Rf＝0.7处有轻得多的斑点。它的谱如 下所示：
13C NMR(125MHz，CDCl3)：δ 16.96，17.33，44.45，45.45，49.49，50.31，56.27， 68.23，71.06，73.46，118.56，119.11.
下面的反应路线G示出了这一反应。
实施例I：2-咪唑烷基-1-氨基乙烷(IMAE)的合成
[(EX)＝IMEA]
在搅拌下经过10分钟的时间，向DETA(1.037g，0.01mmol)在5 mL去离子水中的冰冷却水溶液中滴加0.85mL的37％甲醛。在搅拌1 小时后，反应混合物由旋转蒸发法浓缩。然后在冰冷却下将KOH料小 心地添加到缩合物中，直至获得二相溶液为止。上面的油相用CHCl3 萃取，然后在Na2SO4上干燥。旋转蒸发除去挥发物，得到所需IMAE， 为澄清的油(1.0g，95％产率)。它的谱如下所示：
1H NMR(CDCl3，300MHz，ppm)，2H(1.7，s，br)，8H(2.42-3.2，m)，2H(3.42，s).13C NMR(CDCl3，75MHz，ppm)，41.30，45.53，52.49，56.93，71.06ppm.
下面的反应路线H示出了这一反应。
反应路线H
有PIPZ表面的PEHAM0和0.5代(G＝0和G＝0.5)
已经发现PIPZ表面在包封研究中是有利的，因此，将为低代树枝 形大分子提供包封性能，如在下面的实施例中所说明。下列实施例(实 施例1-3，4B-8，10B，和13A)举例说明了PIPZ在各核上的连接，具 有2，3和4的多重性。实施例4A，7A，9，13B和14说明具有各种核， (IF)和(EX)结构部分的作为表面的羧酸盐或它的酯。其它表面如在实 施例12和15中所说明。
实施例1：迈克尔加成反应
用哌嗪将三丙烯酸三羟甲基丙烷酯(TMPTA)封端来形成三胺官能 化核
[(C)＝TMPTA；(FF)＝Et；(EX1)＝PIPZ；(TF)＝仲NH；G＝0.5]
向含有搅拌棒的250mL圆底烧瓶内添加13g的无水哌嗪(151mmol， 5当量/丙烯酸酯)(Aldrich)和45gMeOH。将该混合物混合均匀，在 氮气氛围下冷却到4℃。使用滴液漏斗经大约10分钟向该搅拌混合物 添加溶于20g甲醇中的3g的TMPTA(10.12mmol，30.4mmol丙烯酸酯) (Aldrich)。将该混合物在4℃下搅拌1小时，然后在25℃下搅拌1 小时。用旋转蒸发仪从该混合物中蒸发出挥发物。将所得残留物溶于 氯仿中，再用水萃取(4×20mL)。TLC(溶于MeOH的5％NH4OH)显示 PIPZ完全去除。有机层用硫酸钠干燥，过滤，蒸发掉挥发物，获得的 粘稠无色固体状所需产物(3.2g；60％收率)；和它的谱如下所示：
1H NMR(500MHz，CDCl3)：δ 0.89(qt，3H，CH3)，1.49(t，2H，CH2)，2.42(bs， 12H，CH2)，2.52(t，6H，CH2)，2.66(t，6H，CH2)，2.86(t，12H，CH2)，4.05(s，6H，CH2)；和
13C NMR(125MHz，CDCl3)：δ 7.49，22.77，32.16，40.91，45.93，54.03，54.93， 63.57，63.57，172.04；和
MALDI-TOF：计算554.4；实测556amu.
以上反应进一步用以下反应路线1来图示：
反应路线1
实施例2：使用环氧化物开环反应的加成
用哌嗪封端三环氧化物TMPTGE以获得三胺官能化核：三羟甲基丙 烷三(2-羟丙基-3-哌嗪)的反应
[(C)＝TMPTGE；(FF)＝Et；(IF1)＝OH；(EX1)＝PIPZ；(TF)＝仲NH； G＝0.5]
向含有搅拌棒的250mL圆底烧瓶内添加17g的PIPZ(198mmol，5 当量/环氧基)(Aldrich)和50g MeOH。将该混合物混合均匀。经大 约5分钟向该混合物添加溶于20g MeOH中的4.0g TMPTGE(13.2mmol， 39.6mmol环氧基)。将该混合物在氮气下在50℃下加热20小时。该 粗混合物的TLC(5％NH4OH/MeOH)和用K2MnO4显影表明不存在环氧化 物。用旋转蒸发仪蒸馏掉该混合物中的挥发物。用球管-球管蒸馏装置 在高真空下蒸馏出所得残留物中的PIPZ，在140℃下加热混合物30 分钟。该混合物的TLC(5％NH4OH/MeOH)显示残留PIPZ保留在该混合 物中。将该残留物溶于20g MeOH中，再与60g甲苯混合。该均匀混合 物用旋转蒸发仪蒸馏以除去共沸物哌嗪。该工序重复三次，以获得根 据TLC无PIPZ的产品。在25℃下高真空抽空过夜，获得6.8g(92％ 收率)的所需产物；和它的谱如下所示：
1H NMR(500MHz，CDCl3)：δ 0.84(t，J＝7.5Hz，3H)，1.40(qt，J＝7.5Hz，2H)，2.3- 2.5(bm，12H)，2.7-3.0(bm，12H)，3.3-3.5(m，5H)，3.88(m，6H)；和
13C NMR(125MHz，CDCl3)：δ 7.71，23.14，43.40，46.03，54.61，61.48，66.35， 71.96，73.14，和
MALDI-TOF：计算560.4；实测560amu.
以下的反应路线2说明了以上反应：
反应路线2
实施例3：使用迭代反应序列，离散型PEHAM树枝形大分子合成： 四官能化PETGE，用PIPZ扩链剂
[(C)＝PETGE；(IF1)＝OH；(EX1)＝PIPZ；(TF)＝仲NH；G＝0.5]
在装有大的搅拌棒的500mL圆底烧瓶中添加26g的PIPZ(310 mmol，8当量/环氧基)(Aldrich)和45g的MeOH。经过5分钟将3.5 g的PETGE(9.71mmol，38.8mmol环氧)(由实施例A制备)在10g 的MeOH中的混合物滴加到这一均匀溶液中。这一混合物在25℃和N2 气氛中搅拌24小时。用旋转蒸发器除去挥发物，得到白色固体残留物。 这一残留物使用球管-球管蒸馏装置在高真空和140℃下进行蒸镏 30-40分钟以除去PIPZ。所得的釜残留物含有少量的PIPZ，由TLC(在 MeOH中的30％ NH4OH)测定。残留PIPZ通过使用30mL的MeOH和90mL 的甲苯的三次共沸蒸馏所除去。粗产物在高真空和25℃下干燥一夜 (6.7g；97％产率)。混合物的TLC(在MeOH中的30％ NH4OH)显示少量 的低聚物。该混合物的一个等分(700mg)通过使用SephadexTM LH-20 在MeOH中由SEC提纯。在取得空隙体积之后，收集各8mL的48个级 分。级分1-3是空的，级分4-7仅仅含有低聚物和级分8是产物和低 聚物的混合物。级分9-48仅仅含有所需产物，且被收集和抽提挥发物， 得到400mg的产物。它的谱如下所示：
1H NMR(500MHz，CDCl3)：δ 2.36-2.44(bm，2H)，2.53-2.60(bm，2H)，2.82(m， 4H)，3.45(m，4H)，3.88(m，2H)；和
13C NMR(125MHz，CDCl3)：δ 45.62，46.02，46.02，54.72，61.52，66.18，70.49， 74.27和
MALDI-TOF：计算704.5；实测705amu.
实施例4：有三官能支化的四官能化核，在环氧基开环反应中使 用单保护的胺
A.用单保护哌嗪封闭四环氧化物，核：聚(醚-羟氨)树枝形大分 子，G＝0.5，从季戊四醇四缩水甘油醚(PETGE)和N-哌嗪羧酸乙基酯 形成
[(C)＝PETGE；(IF1)＝OH；(EX1)＝哌嗪羧酸乙基酯；(TF)＝羧 酸酯；G＝0.5]
将EPC(6.32g，40mmol，1当量/环氧)和40mL的MeOH添加到 100-mL圆底烧瓶中，在烧瓶上安装有搅拌棒。将PETGE(3.6g，10 mmol)(由实施例B制备)溶于10mL的MeOH中并通过滴液漏斗经过 20分钟的时间滴加到以上搅拌的溶液中。在搅拌2小时后，TLC显示 PETGE的完全消耗，Rf＝0.80(3:1的DCM:MeOH)和碘蒸气用来显 现该斑点。在室温下继续搅拌一夜，在旋转蒸发器上蒸发溶剂，得到 无色液体。由Kugelrohr蒸馏法在180℃下在20分钟中蒸馏出痕量的 EPC，得到酯表面(G＝0.5)树枝形大分子2，为粘性液体(9.47g；95％)。 它的谱如下所示：
1H NMR：(300MHz，CD3OD)：δ 1.24(t，J＝6.90Hz，12H)，2.36-2.55(m，24H)， 3.29-3.49(m，36H)，3.89(五重峰，J＝4.80Hz，4H)，4.10(q，J＝7.20Hz，8H)；和
13C NMR：(75MHz，CD3OD)：δ 13.80，43.50，45.80，53.42，61.31，61.53，67.55， 70.15，74.30，155.95；和
IR(纯)：λmax 3446，2975，2863，2801，1695，1536，1456，1424，1378，1352，1244， 1116，1034，876，830，758cm-1；和
MALDI-TOF：C45H84N8O16计算993；实测1017(M+Na)amu.
下面的反应路线3说明以上反应：
B.实施例4A的封闭四环氧化物核的去保护，酯表面(G＝0.5)树枝 形大分子用KOH水解
[(C)＝PETGE；(IF1)-OH；(EX1)＝PIPZ；(TF)＝仲NH；G＝0.5]
树枝形大分子2(9.4g，9.46mmol)(由实施例4A制备)添加到 250-mL圆底烧瓶中并溶于85mL的MeOH。该烧瓶装有搅拌棒。在室 温下将氢氧化钾溶液(28.2g的KOH溶于56.4mL的水中)添加到以上 搅拌的溶液中。烧瓶装有回流冷凝器并且在预热的油浴中在85-90℃ 下保持。反应的进程由TLC监测。在2小时后，TLC显示三个斑点和 继续加热一夜。产物在接触到茚三酮溶液之后显示出粉红色斑点，在 Rf＝0.17(在MeOH中的50％ NH4OH)。在旋转蒸发器上在减压下除去 溶剂和水，得到粘性液体。将该液体转移到分液漏斗中，然后用DCM(3 ×50mL)萃取。合并的DCM层在Na2SO4上干燥和通过Celite(1cm高 度)过滤，然后Celite用DCM彻底地洗涤。在旋转蒸发器上除去DCM， 它得到树枝形大分子3，为无色粘性液体(6.01g，90％产率)。在高真 空下干燥2小时之后得到吸湿性固体。该物质从它的光谱数据发现是 非常纯的并且无需进一步提纯就可用于后续的合成中。它的谱如下所 示：
1HNMR：(300MHz，CD3OD)：δ 3.46(s，8H)，3.39(d，J＝2.10Hz，8H)，2.84(t，J＝ 4.80Hz，16H)，2.51(bs，16H)，2.41(d，J＝3.90Hz，8H)，2.40(s，4H，NH)，2.37(s，4H，OH)， 3.89(六重峰，J＝4.80Hz，4H)；和
13C NMR：(75MHz，CD3OD)：δ 45.06，45.80，54.33，62.07，67.37，70.14，74.41； 和
IR(纯)：λmax 3456，2936，2817，1595，1457，1319，1111，1005，859，732，697 cm-1；和
MALDI-TOF：C33H68N8O8计算704；实测727(M+Na)，743(M+K)amu.
下面的反应路线4说明以上反应：
实施例5：四羟苯基乙烷缩水甘油醚与哌嗪的反应
[(C)＝TPEGE；(IF1)＝OH；(EX1)＝PIPZ；(TF)＝仲NH；G＝0.5]
A.四羟苯基乙烷四(2-羟丙基-3-哌嗪-1-羧酸乙基酯)醚的合成
在机械搅拌下向装有搅拌棒的50-mL圆底烧瓶添加 TPEGE(Aldrich)(2.0g，3.2mmol，12.9mmol环氧)和8mL的DME。 向该混合物中添加EPC(4.5g，28.4mmol，2.2当量/环氧)和4mL 的MeOH。混合物在N2气氛中在密封的情况下在25℃搅拌60小时。 该混合物的一个等分的MALDI-TOF质谱表明在622amu处起始原料的 完全消失以及在1255amu和1371amu处产物信号的形成。该混合物 的挥发物通过使用旋转蒸发器除去，得到7.6g的粗重量。将该混合 物溶于125mL的MeOH中，然后在含有3K截留再生纤维素膜的切向流 动超滤设备上在20psi(137.9kPa)的压力和在25℃下进行超滤。在 UL收集1500mL的渗透液的过程中(～5小时)，在烧瓶中标记的残留 物体积维持在100-125mL。第一升的渗透液在旋转蒸发器上汽提挥发 物，随后在40℃下高真空度抽空，得到4.3g的物质。该物质的 MALDI-TOF质谱表明在300-1200amu范围内的低分子量物质，以及透 过该膜的一些产物。最终500mL的渗透液被蒸镏除去挥发物而得到 500mg的物质，后者反显示TLC和Rf＝0.75且质谱显示所需产物的 峰。滞留物被汽提掉挥发物而得到1.9g的物质，TLC(乙酸乙酯-MeOH 1:1)为Rf＝0.75。该产物的总产率是47％。它的谱如下所示：
MALDI-TOF MS：C67H96N8O16计算1252.7；实测1277[M+Na]+amu.
B.羧酸酯保护基团的水解得到四羟苯基乙烷四(2-羟丙基-3-哌 嗪)醚
向含有搅拌棒和装有冷凝器的50-mL圆底烧瓶中添加KOH(3.6g， 54.5mmol，18当量/氨基甲酸酯)，7.5g的去离子水和12g的MeOH。 向该均匀混合物中添加溶于4g MeOH中的四羟苯基乙烷(2-羟丙基-3- 哌嗪-1-羧酸乙基酯)醚(1.2g，0.95mmol)(由实施例5A制备)。该 混合物在N2气氛中在80℃下加热16小时。该混合物被冷却到室温， 使用旋转蒸发器、随后使用高真空来除去挥发物，得到黄色固体。该 混合物用DCM(5×30mL)萃取。所收集的DCM萃取物用无水硫酸钠干 燥。过滤的溶剂被汽提挥发物，得到1.2g的物质。将该物质溶于热 的MeOH中，然后经由Celite塞进行过滤。挥发物通过高真空除去得 到800mg的固体，将它溶于最少量的MeOH中并于MeOH中在SephadexTM LH-20柱上提纯，取各2mL的30个级分。级分11-20含有所需产物 (440mg，55％产率)，这可通过MALDI-TOF质谱分析和13C NMR谱来 证实。它的谱如下所示：
13CNMR(75MHz，D2O)：δ 46.16，54.50，62.95，69.29，72.17，117.29，131.69， 140.04，159.16；和
MALDI-TOF MS：C54H78O8计算967.25；实测968[M]+，990[M+Na]+amu.
下面的反应路线5说明以上反应。
实施例6：三羟苯基甲烷三缩水甘油醚与哌嗪的反应
[(C)＝TPMTGE；(IF1)＝OH；(EX1)＝PIPZ；(TF)＝仲NH；G＝0.5]
A.三羟苯基甲烷三(2-羟丙基-3-哌嗪-1-羧酸乙基酯)醚的合成
经过10分钟的时间将已溶于10mL MeOH中的EPC，2(3.55g，22.5 mmol，1.5当量/环氧基)添加到TPMTGE，1(2.3g，5.0mmol)在20mL 的DME和10mL的MeOH中的溶液中。该烧瓶用塞子密封，混合物在 25℃下搅拌2天。在旋转蒸发器上除去溶剂，过量的EPC通过在165 ℃下的Kugelrohr蒸馏被除去，得到产物3，为高度粘性液体(4.56g， 97.6％)。在蒸馏后，TLC(在5mL的DCM中15滴MeOH，高锰酸钾染 色)显示在Rf＝0.28(较多的)，0.22和0.11(较少的)处的三个斑 点。它的谱如下所示：
MALDI-TOF MS：C40H70N6O12计算935.1100；实测935.6[M]+和957.5 [M+Na]+amu.
B.羧酸酯保护基团的水解得到三羟苯基甲烷三(2-羟丙基-3-哌 嗪)醚
在250-mL圆底烧瓶中添加三羟苯基甲烷三(2-羟丙基-3-哌嗪-1- 羧酸乙基酯)醚(4.46g，4.77mmol)(由实施例6A制备)，在机械搅 拌下溶于40mL的MeOH中。在25℃下将KOH(13.38g的90％ KOH溶 于26.76mL的水)水溶液滴加到以上搅拌反应混合物中。在完全添加 后，为圆底烧瓶安装回流冷凝器并放入油浴中，然后在85-90℃下加 热。在加热24小时之后，在旋转蒸发器上在减压下除去溶剂。所得粗 反应混合物用DCM(3×50mL)萃取。合并的萃取液经Celite床过滤， 然后在无水硫酸钠上干燥。TLC(在MeOH中的30％ NH4OH)显示在Rf＝ 0.46和0.27的两个斑点(用茚三酮溶液染色)。在旋转蒸发器上除去 溶剂，残留物在高真空下干燥，得到无色固体形式的所需产物3(3.37 g，98.3％产率)。它的谱如下：
MALDI-TOF MS：C40H58N6O6计算718.9；实测719.5[M]+，741.5[M+Na]+， 757.5[M+K]+amu.
下面的反应路线6示出了这一反应。
反应路线6
实施例7：三(2，3-环氧基丙基)异氰脲酸酯与N-哌嗪-羧酸乙基酯 的反应
[(C)＝TGIC；(IF1)＝OH；(EX1)＝PIPZ；(TF)＝仲NH；G＝0.5]
A.羧酸酯保护的三(2，3-环氧基丙基)异氰脲酸酯的合成
向溶于6mL MeOH中的EPC(1.42g，9mmol)的搅拌的溶液中一 次性添加TGIC(0.594g，2mmol)，随后添加4mL的DCM。在搅拌约 3小时后，该异氰脲酸酯完全地溶解。反应混合物在25℃下搅拌另外 48小时。TLC(1:2:2的己烷:乙酸乙酯:氯仿)显示了异氰脲酸酯 的完全消耗，而粗产物的MALDI-TOF仅仅显示了所需产物的峰。使用 旋转蒸发器除去溶剂，得到无色透明液体。通过在170℃下15分钟的 Kugelrohr蒸馏除去过量EPC，得到化合物2，为浅黄色、高度粘性液 体(1.54g，100％产率)。它的谱如下：
1HNMR(300MHz，CD3OD)：δ 1.24(t，J＝7.20Hz，9H)，2.41-2.54(m，18H)，3.45 (bs，12H)，3.90-4.04(m，6H)，4.07-4.16(m，3H)，4.11(q，J＝7.20Hz，6H)；和
13C NMR(75MHz，CD3OD)：δ 13.79，43.52，46.96，53.28，61.54，62.15，65.54， 150.11，155.94；和
IR(纯)：λmax 3344，2986，2934，2858，2806，1685，1465，1434，1388，1357，1383， 1244，1173，1127，1096，1034，1004，881，835，768cm-1；和
MALDI-TOF：C33H57N9O12计算771；实测794[M+Na]+amu.
下面的反应路线7说明这一反应：
反应路线7
B.羧酸酯保护基团的水解和异氰脲酸酯核的降解
在圆底烧瓶中加入溶于14mL MeOH中的羧酸酯保护的异氰脲酸 酯，2(由实施例7A制备)。于25℃在机械搅拌下经过5分钟将KOH 水溶液(4.5g的KOH溶于9mL的水)添加到以上溶液中。将烧瓶置 于预热的油浴(85-90℃)中和加热一夜。TLC(3:1的DCM:MeOH)显示 不存在起始原料(在50％ NH4OH/MeOH中Rf＝0.41的正性茚三酮试验)。 在旋转蒸发器上除去MeOH，水层用DCM(2×30mL)萃取。合并的萃取 液在Na2SO4上干燥，经由Celite垫过滤，在旋转蒸发器上浓缩，然后 在高真空下干燥，得到透明液体。从分析发现，化合物2不仅去掉保 护基团得到所需产物3，而且核另外在水解步骤中碱开环，得到降解 产物4。从MALDI-TOF中该产物4被确认为具有2的多重性的脲衍生 物，它是主要产物。它的谱如下：
13C NMR(75MHz，CD3OD)：δ 45.13，45.81，54.27，63.02，68.48，160.40；和
IR(纯)：λmax 3272，2929，2847，2811，1659，1567，1454，1367，1321，1270，1132， 1065，1009，855，794，702cm-1；和
MALDI-TOF：C15H32N6O3计算344；实测367[M+Na]+amu.
下面的反应路线8示出了这一反应。
实施例8：三羟甲基丙烷三缩水甘油醚与哌嗪的反应
[(C)＝TMPTGE；(IF1)＝OH；(EX1)＝PIPZ；(TF)＝仲NH；G＝0.5]
在机械搅拌下向250-mL圆底烧瓶中添加17g的PIPZ(198mmol， 5当量/环氧基)(Aldrich)和50g的MeOH。经过约5分钟向该混合 物中添加溶于20g MeOH中的4.0g TMPTGE(13.2mmol，40mmol环 氧基)。该混合物在N2气氛中在50℃下加热20小时。这一粗混合物的 TLC(在MeOH中的5％ NH4OH，用高锰酸钾溶液染色)显示环氧基不存在。 挥发物通过旋转蒸发被除去，过量的PIPZ通过使用高真空在140℃下 由30分钟的球管-球管Kugelrohr蒸馏除去。这一混合物的TLC(在 MeOH中的5％ NH4OH)表明残留PIPZ保留在混合物中，它通过使用20g 的MeOH和60g甲苯作为溶剂，作为共沸混合物被除去。这一程序重 复三次，得到无哌嗪的产物。在25℃下高真空抽空一夜得到所需产物 (6.8g，92％产率)。它的谱如下：
1H NMR(500MHz，CDCl3)：δ 0.84(t，J＝7.5Hz，3H)，1.40(qt，J＝7.5Hz，2H)，2.3- 2.5(bm，12H)，2.7-3.0(bm，12H)，3.3-3.5(m，5H)，3.88(m，6H)；和
13C NMR(125MHz，CDCl3)：δ 7.71，23.14，43.40，46.03，54.61，61.48，66.35， 71.96，73.14，和
MALDI-TOF：计算560.4；实测560[M]+amu.
下面的反应路线9说明该反应。
反应路线9
实施例9：用封闭的哌嗪来封端四环硫丙烷支化单元，核G＝0
[(C)＝四环硫丙烷；(IF1)＝SH；(EX1)＝EPC；(TF)＝羧酸酯；G＝ 0.5]
EPC(0.91g，5.76mmol，1当量/环硫基)和5mL的MeOH添加到装 有搅拌棒的50-mL圆底烧瓶中，并冷却到4℃。TES(0.610g，1.44 mmol)(由实施例D制备)溶于5mL的氯仿(TES不溶于MeOH)，然后经 过5分钟滴加到以上搅拌的溶液中。反应混合物搅拌36小时。在旋转 蒸发器上蒸发溶剂，粗反应混合物通过硅胶柱色谱法用3:1比率的 DCM和MeOH提纯，它得到纯四酯2，后者具有下列谱：
1H NMR：(300MHz，CD3Cl)：δ 1.24(J＝6.90Hz，12H)，2.44(m，26H)，2.61(4H， SH)，3.22(五重峰，J＝6.00Hz，4H)，3.44-3.59(m，30H)，4.09(q，J＝7.20Hz，8H)；和
13C NMR：(75MHz，CD3Cl)：δ 13.79，37.53，43.64，53.08，61.54，62.08，69.39， 74.42，76.10，155.95；和
MALDI-TOF：C45H84O12S4计算1057；实测1079(M+Na)amu.
下面的反应路线10说明这一反应：
反应路线10
实施例10：季戊四醇四缩水甘油醚与N-哌嗪羧酸乙基酯的反应
[(C)＝PETGE；(IF1)＝OH；(EX1)＝PIPZ；(TF)＝仲NH；G＝0.5]
A.PETGE用EPC封端
EPC(6.32g，40mmol，1当量/环氧基)和40mL的MeOH在100-mL 圆底烧瓶中混合，且烧瓶进行机械搅拌。将PETGE(3.6g，10mmol) 溶于10mL的MeOH中，经过20分钟利用滴液漏斗滴加到以上溶液中。 在另外搅拌2小时后，TLC(3:1的DCM:MeOH)显示PETGE的完全消 耗(Rf＝0.80，用碘蒸气染色)。在25℃下继续搅拌一夜，然后在旋转 蒸发器上蒸发溶剂，得到无色液体。剩余痕量的EPC通过Kugelrohr 蒸馏在180℃下于20分钟内除去，得到所需的单保护产物，为粘性液 体(9.47g，95％产率)。它的谱如下：
1H NMR(300MHz，CD3OD)：δ 1.24(t，J＝6.90Hz，12H)，2.36-2.55(m，24H)， 3.29-3.49(m，36H)，3.89(五重峰，J＝4.80Hz，4H)，4.10(q，J＝7.20Hz，8H)；和
13C NMR(75MHz，CD3OD)：δ 13.80，43.50，45.80，53.42，61.31，61.53，67.55， 70.15，74.30，155.95；和
IR(纯)：λmax 3446，2975，2863，2801，1695，1536，1456，1424，1378，1352，1244， 1116，1034，876，830，758cm-1；和
MALDI-TOF：C45H84N8O16计算993；实测1017[M+Na]+amu.
B.氨基甲酸酯保护的哌嗪表面的去保护
将单保护的产物(由实施例10A制备)添加到250-mL圆底烧瓶中， 然后在机械搅拌下溶于85mL的MeOH中。在25℃下将氢氧化钾溶液 (28.2g的KOH溶于56.4mL的水中)添加到以上溶液中。烧瓶装有回 流冷凝器并且在预热的油浴中在85-90℃下保持。反应的进程由TLC 监测。在2小时后，TLC显示三个斑点和继续加热过夜。产物在接触 到茚三酮溶液之后显示出粉红色斑点，Rf＝0.17(在MeOH中的50％ NH4OH)。在旋转蒸发器上在减压下除去溶剂和水，得到粘性液体。将 该液体转移到分液漏斗中，然后用DCM(3×50mL)萃取。合并的有机 层在硫酸钠上干燥和通过Celite(1cm高度)过滤。在旋转蒸发器上除 去溶剂。剩余无色粘性液体在高真空下2小时的干燥得到所需树枝形 大分子2，为吸湿性固体(6.01g，90％产率)。它的谱如下：
1H NMR(300MHz，CD3OD)：δ 3.46(s，8H)，3.39(d，J＝2.10Hz，8H)，2.84(t，J＝ 4.80Hz，16H)，2.51(bs，16H)，2.41(d，J＝3.90Hz，8H)，2.40(s，4H，NH)，2.37(s，4H，OH)， 3.89(六重峰，J＝4.80Hz，4H)；和
13C NMR(75MHz，CD3OD)：δ 45.06，45.80，54.33，62.07，67.37，70.14，74.41；和
IR(纯)：λmax 3456，2936，2817，1595，1457，1319，1111，1005，859，732，697 cm-1；和
MALDI-TOF：C33H68N8O8计算704；实测727[M+Na]+，743[M+K]+amu.
下面的反应路线11说明以上反应：
反应路线11
实施例11：用环氧基开环进行氨基乙基哌嗪保护
保护氨基乙基哌嗪以封闭四官能环氧化物：一个伯胺
[(C)＝PETGE；(IF1)＝OH；(EX1)＝AEP；(TF)＝伯NH2；G＝0.5]
在装有迪安-斯达克榻分水器和冷凝器的250mL圆底烧瓶中，将 AEP(8.08g，0.0625mol)(Acros)在4-甲基-2-戊酮(Aldrich)中的 混合物在氩气氛中加热回流。在理论量的水(1.12mL)作为共沸物被 蒸馏出之后，反应被冷却到室温。将反应混合物(4mL)加入到25-mL 圆底烧瓶中，然后将溶于4mL MeOH中的PETGE(1.5当量仲胺/环氧 基)(由实施例B制备)添加进去。混合物加热至60℃保持过夜，随 后在真空下除去溶剂。残留物用20mL的2-丙醇和3mL的水处理。 然后混合物被加热至50℃保持2.5小时，随后除去溶剂而得到黄色油 产物。它的谱如下：
MALDI-TOF：实测877.759(M+H)，899.752(M+Na)，748.621(三 -取代产物)amu。
下面的反应路线12说明以上反应：
反应路线12
实施例12：四环氧化物与氮杂环丙烷的反应：仲胺的反应
[(C)＝PETGE；(IF1)＝OH；(TF)＝氮杂环丙烷；G＝0.5]
向2-甲基氮杂环丙烷(913mg，16mmol)(Aldrich)在2mL的 MeOH中的溶液添加由PETGE(360mg，1.0mmol)(由实施例B制备) 溶于1mL的MeOH所得到的溶液。混合物在室温下搅拌过夜。然后除 去溶剂而得到该产物，澄清的无色油(550mg，93％产率)。
MALDI-TOF：计算588；实测589.430(M+H)，611.422(M+Na)amu.
下面的反应路线13说明以上反应：
反应路线13
实施例13：PEHAM树枝形大分子的制备，二(2-酰胺基乙基哌 嗪)-4’，4-二硫代丁酰胺(DMDTB)核，Nc＝2，Nb＝3，G＝0.5，哌 嗪表面
[(C)＝DMDTB；(EX1)＝AEP；(IF1)＝OH；(BR1)＝PETGE；(EX2) ＝EPC；(TF)＝羧酸酯；G＝0.5]
A.向含有搅拌棒的25-mL圆底烧瓶中添加AEP(1.0g，7.75mmol， 2当量/酯)和5g的MeOH。向该均匀混合物添加DMDTB(500mg，1.88 mmol，3.76mmol酯)。在25℃下经过24小时之后，该混合物的TLC(在 MeOH中的10％ NH4OH)表明残留较大量的二酯和形成一些产物。在65 ℃下加热该混合物16小时，由TLC显示二酯完全转化成一个斑点。该 混合物进行浓缩，通过使用30％ NH4OH(在MeOH中)，进行硅胶色层分 离。对含有产物的所收集级分汽提溶剂，得到所需二(2-酰胺基乙基哌 嗪)-4，4’-二硫代丁酰胺(840mg；97％产率)；和它的谱如下：
1HNMR(500MHz，CDCl3)：δ 2.04(t，J＝7Hz，4H)，2.32(t，J＝7Hz，4H)，2.38- 2.52(m，16H)，2.74(t，J＝7Hz，4H)，2.89(t，J＝7Hz，4H)，3.34(dt，J＝7Hz，4H)；和
13C NMR(125MHz，CDCl3)：δ 24.79，34.60，35.81，37.98，45.97，54.20，57.22， 172.06；和
MALDI-TOF：计算461；实测460amu.
下面的反应路线14说明以上反应：
反应路线14
B.向含有搅拌棒的25-mL圆底烧瓶添加PETGE(660mg，1.83 mmol，3当量/NH)和2g的MeOH。经过5分钟在该均匀混合物中滴加 由二(2-酰胺基乙基哌嗪)-4，4’-二硫代丁酰胺(140mg，0.3mmol)(由 实施例13A制备)溶于2g的MeOH所得到的混合物。这一混合物在 25℃和N2气氛中密封搅拌24小时。将该混合物滴加到向含有搅拌棒 的25mL圆底烧瓶中的EPC(1.8g，11.4mmol，1.6当量/环氧基) 的混合物中。这一混合物在室温和N2气氛中密封搅拌24小时。该混 合物在旋转蒸发器上浓缩，得到3g的粗物质。将该混合物的一个等 分(900mg)溶于MeOH中得到50％w/w溶液，然后添加到具有525mL 的空隙体积的SephadexTM LH-20柱(在MeOH中)。在取得空隙体积之 后，收集各4mL的37个级分。各级分的TLC(在MeOH中30％ NH4OH) 表明在级分2-10中含有纯产物。将这些级分收集，由旋转蒸发器汽提， 随后在高真空中处理而得到所需产物(172mg；98％产率)；和它的谱如 下：
13C NMR(125MHz，CDCl3)：δ 14.66，24.77，34.57，36.01，38.00，43.63，45.59， 52.90，53.18，56.61，60.81，60.81，61.34，66.36，66.46，70.56，74.12，74.26，155.42，172.06； 和
MALDI-TOF：计算2130；实测1065(从二硫键的分裂)。
实施例14：季戊四醇四(2-羟基-3-哌嗪-N-羧酸乙基酯)的乙酰 化
[(C)＝PETGE；(IF1)＝乙酰基；(EX1)＝EPC；(TF)＝羧酸酯； G＝0.5]
向含有搅拌棒的10-mL圆底烧瓶中添加季戊四醇四(2-羟基-3-哌 嗪-N-羧酸乙基酯)(800mg，0.81mmol，3.2mmol OH)(由实施例 10A制备)，二甲基氨基吡啶(23mg，0.19mmol，3mol％(基于酸酐)) (Acros)和6mL的DCM。经过2-3分钟在冷却到4℃的该均匀混合物 中滴加乙酸酐(550mg，5.4mmol，1.7当量/OH)。这一混合物在25 ℃和N2气氛中密封搅拌16小时。该混合物用20mL的二氯甲烷稀释， 用饱和NaHCO3(2×3mL)洗涤。有机层在Na2SO4上干燥，过滤和抽提挥 发物，得到所需产物(930mg；99％产率)；和
1H NMR(500MHz，CDCl3)：δ 1.25(t，J＝7Hz，12H)，2.06(s，9H)，2.38-2.43(m， 8H)，2.5-2.7(m，16H)，3.5-4.0(m，8H)，4.1-4.5(m，16H)，3.5-3.7(m，8H)，4.127(qt，J＝7 Hz，8H)，5.12(pt，J＝6.5Hz，4H)；和
13C NMR(125MHz，CDCl3)：δ 14.67，21.23，39.01，43.74，45.77，53.34，58.52， 61.29，70.04，71.41，155.45，170.25；和
MALDI-TOF：C53H92N8O20计算1160；实测1160amu.
下面的反应路线16说明以上反应：
反应路线16
实施例15：具有哌嗪表面的PETGE与丙烯酰氧基甲基-三甲基硅 烷(AMTS)的反应。本实施例公开了具有生物相容性膦酸表面的PEHAM 树枝形大分子的生产。
[(C)＝PETGE；(IF1)＝OH；(EX1)＝PIPZ；(EX2)＝丙烯酰氧 基甲基；(TF)＝TMS；G＝0.5]
向含有搅拌棒的25-mL圆底烧瓶中添加丙烯酰氧基甲基-三甲基 硅烷(1.6g，10.2mmol，1.2当量/NH)和5g的MeOH。在25℃下 向该混合物添加已溶于4g MeOH中的具有哌嗪表面的PETGE树枝形大 分子(1.5g，2.1mmol，8.5mmol NH)(由实施例4B制备)。这一混 合物在25℃和N2气氛的保护层中密封搅拌24小时。反应混合物作为 在MeOH中的～5％溶液，通过使用含有1K再生纤维素膜的切向流动超 滤设备来提纯，得到500mL的渗透液(～8再循环)。来自滞留物的挥 发物经由Whitman No.1滤纸进行过滤，所得滤液通过使用旋转蒸发 器浓缩，随后在高真空下浓缩，得到所需产物(2.7g；95％产率)；和 它的谱如下：
13C NMR(125MHz，CDCl3)：δ-3.50，33.42，45.17，47.38，55.32，56.14，57.23， 60.71，67.37，70.14，74.41，172.61；和
MALDI-TOF MS：C60H116N8O12Si4计算1337；实测1338[M+1]+amu.
下面的反应路线17说明以上反应：
反应路线17
实施例16：PETGE与焦亚硫酸钠的反应。本实施例公开了具有抗 微生物性的磺酸表面的PEHAM树枝形大分子的生产。
[(C)＝PETGE；(IF1)＝OH；(TF)＝磺酸；G＝0.5]
向含有搅拌棒的25-mL圆底烧瓶中添加去离子水(15.0g)。该混 合物通过将N2气体鼓泡通过溶液20分钟来脱氧。向该溶液中添加焦 亚硫酸钠，Na2S2O5，(2.6g，13.7mmol，27.4mmol NaHSO3)和所得 混合物通过搅拌变均匀。经过2-3分钟向该混合物中滴加已溶于1g MeOH中的PETGE(1.0g，2.7mmol，11mmol环氧基)。这一混合物 在25℃和N2气氛中快速地搅拌24小时。该均匀混合物的挥发物通过 旋转蒸发被除去，得到白色固体。该固体进一步在高真空和在30℃下 抽空3小时，得到粗产物(3.8g)。该产物与100ml的95％ EtOH在 60℃下搅拌30分钟，随后经由WhitmanTM No.1滤纸进行过滤，得到 澄清的无色溶液。挥发物由旋转蒸发法除去，随后在高真空下干燥， 得到提纯产物(300.0mg；15％产率)。它的谱如下：
13C NMR(125MHZ，D2O)：δ 47.58，48.01，54.47，72.58，74.60.
下面的反应路线18说明以上反应：
具有不同表面的PEHAM的1和1.5代(G＝1和G＝1.5)
已经发现作为(EX)的PIPZ在包封研究中是有利的，因此，将为低 代树枝形大分子提供包封性能，如在下面的实施例中所说明。各种(BR) 和(EX)通过这些实施例和各种树突(FF)结构部分来说明。
实施例17：使用乙二胺(二官能化伯胺)的开环：3个环氧基
[(C)＝EDA；(IF1)＝OH；(FF)＝H；(BR1)＝TMPTGE；(TF)＝环 氧基；G＝1]
经过15分钟的时间向搅拌的TMPTGE(1.81g；6mmol)在12mL 的MeOH中的溶液滴加已溶于3mL MeOH中的EDA(0.06g；1mmol)。 在室温下持续搅拌24小时，MALDI-TOF质谱显示树枝形大分子III-a， 连同痕量的树枝形大分子IV-a。搅拌持续进行总共3天。在旋转蒸发 器上在减压下蒸发溶剂得到无色透明液体，它在高真空下干燥。将整 个反应混合物溶于15mL的乙酸乙酯中，然后滴加40mL的己烷，偶 然摇振。在这一时间中，观察到沉淀物形成。烧瓶在室温下保持2小 时，溶液由滗析分离，用己烷洗涤沉淀物得到浅黄色固体(0.716g； 由于III-a和IV-a的比率未知％产率不能计算)。III-a的谱如下：
13C NMR(75MHz，CDCl3)：δ 7.92，14.36，22.87，23.07，31.80，43.60，44.32， 51.22，71.81，72.19，73.87；和
MALDI-TOF：C30H56N2O12计算642；实测666(M+Na)amu.
下面的反应路线19说明这一反应：
反应路线19
实施例18：TMPTGE与氨基双(甲基膦酸)(IMPA)的反应。
本实施例公开了具有生物相容性膦酸表面的PEHAM树枝形大分子 的生产。
[(C)＝TMPTGE；(FF)＝Et；(IF1)＝OH；(BR1)＝IMPA；(TF)＝ 羧酸酯；G＝1.5]
向含有搅拌棒的25-mL圆底烧瓶中添加IMPA(1.0g，4.9mmol， 2当量/环氧基)(Aldrich)和15mL的去离子水。向该非均匀混合物 中添加～10％ NaOH水溶液以调节溶液到pH8，由pH计测定。在25℃ 下向这一均匀混合物中添加洁净的TMPTGE(250mg，0.83mmol，2.5 mmol环氧基)。这一混合物在25℃下在N2气氛的保护层中密封搅拌3 天，然后作为～5％溶液使用1K渗析膜在去离子水中渗析，在13、16、 19和22小时有渗析液的四个变化。滞留物的挥发物由旋转蒸发器除 去，随后在高真空中浓缩，得到所需产物(290mg；33％产率)；和它 的谱如下：
13C NMR(125MHz，D2O)δ 9.63，25.05，45.91，47.76，50.22，51.24，54.56，56.97， 57.96，61.27，67.25，74.27，74.68，75.95.
下面的反应路线20说明以上反应
实施例19：丙烯酸酯支化的单元试剂加成到实施例1的三官能化 哌嗪核上：聚(酯胺)TMPTA核
[(C)＝TMPTA；(FF)＝Et；(EX1)＝PIPZ；(BR1)＝TMPTA；(TF) ＝丙烯酸酯；G＝1]
向含有搅拌棒的25-mL圆底烧瓶中添加6.4g的TMPTA(21.7 mmol，2当量/NH)(Aldrich)和5g的MeOH。经过约5分钟时间， 向已冷却到4℃的这一混合物中添加已溶于2g MeOH中的2.0g的哌 嗪基表面TMPTA(3.6mmol，10.8mmol NH)(由实施例1制备)。混 合物在25℃和在黑暗中搅拌20小时。混合物用己烷(3×30mL)萃取， 并在旋转蒸发器上从所得MeOH层抽提挥发物。在高真空下抽空30分 钟，得到4.9g的产物。它的谱如下：
(TF)该产物在表面上具有六个丙烯酸酯；和
13CNMR(125MHz，CDCl3)δ 7.42，7.47，23.11，23.25，32.27，32.32，40.92，50.59， 52.76，53.44，64.14，127.97，128.01，131.31，165.79，165.80，171.96，172.04和
MALDI-TOF：计算1442；实测1443amu.
下面的反应路线21说明以上反应：
反应路线21
实施例20：实施例19的具有丙烯酸酯表面的聚(酯胺)核用哌嗪 的封端，得到聚(酯胺)树枝形大分子，G＝1
[(C)＝TMPTA；(FF)＝Et；(EX1)＝PIPZ；(BR1)＝TMPTA；(EX2) ＝PIPZ；(TF)＝仲NH；G＝1.5]
向含有搅拌棒的250-mL圆底烧瓶中添加PIPZ(8.8g，102mmol， 5当量/丙烯酸酯)(Aldrich)和38g的MeOH。向已冷却到4℃的这一 混合物中添加已溶于10g MeOH中的具有丙烯酸酯表面的聚(酯胺)核 (4.9g，3.4mmol，21mmol丙烯酸酯)(由实施例19制备)。该混合 物在4℃下搅拌一小时然后在25℃下搅拌一个小时。该混合物的挥 发物由旋转蒸发器除去。所得粗混合物进行球管-球管蒸馏以在高真空 下除去PIPZ，得到所需粗物质(5.5g)。1克的该物质用1K再生纤维 素在MeOH中渗析，该渗析具有四个渗析液的变化，在抽空挥发物之后 得到提纯产物(400mg)。这一物质的PAGE显示了与G＝1对应的紧密 谱带；三羟基表面的PAMAM树枝形大分子；和它的谱如下：
1H NMR(500MHz，CDCl3)：δ 0.89(bt，12H)，1.47(bqt，8H)，2.3-2.6(bm，72H)， 2.65(t，J＝7Hz，24H)，2.86(t，J＝7Hz，24H)，4.04(s，24H)；和
13C NMR(125MHz，CDCl3)：δ 7.41，7.42，22.54，22.78，32.25，32.33，40.85， 40.91，45.92，52.65，52.82，53.45，54.09，54.14，54.19，63.60，64.16，171.99，172.08，172.40， 172.50，172.88.
下列反应路线22显示了以上反应的这一步骤：
反应路线22
实施例21：三官能的环氧化物支化单元TMPTGE加成到三官能的 哌嗪核上得到：
[(C)＝TMPTGE；(FF)＝Et；(IF1)＝OH；(EX1)＝PIPZ；(IF2)＝ OH；(BR1)＝TMPTGE；(TF)＝OMe；G＝1]
向含有搅拌棒的100-mL圆底烧瓶中添加TMPTGE(4.4g，14.6 mtnol，3.9当量/NH)(Aldrich)和20mL的MeOH。向该混合物中添 加已溶于10mL MeOH中的三羟甲基丙烷三(2-羟丙基-3-哌嗪)(700mg， 1.25mmol，3.75mmol NH)(由实施例2制备)。该混合物在50℃和 N2气氛下加热3天。由旋转蒸发器和高真空除去挥发物以得到粗产物 (6.3g)。600mg的等分部分由MeOH中的SephadexTM LH-20提纯。收 集级分1-14，然后抽提挥发物以得到提纯产物(220mg；92％产率)。 由13C和1HNMR谱分析表明该产物是用MeOH使环氧化物开环的所需产 物。该物质的PAGE显示了与G＝1，[EDA核]，TRIS封端的PAMAM树 枝形大分子对应的紧密谱带；和它的谱如下：
1H NMR(500MHz，CDCl3)：δ 0.84(bs，12H)，1.38(bs，8H)，2.3-2.9(m，12H)，3.37 (s，18H)，3.4-3.7(bm，48H)，3.93(bs，18H)；和
13C NMR(125MHz，CDCl3)：δ 8.13，23.95，44.62，54.12，59.49，61.23，62.28， 65.83，68.20，68.94，70.49，71.89，72.68，73.88，75.15，75.40，80.20. 75.15，75.40，80.20。
下列反应路线23显示了以上反应的这一步骤：
实施例22：三官能化环氧化物支化单元试剂加成到三官能化哌嗪 核上，随后用哌嗪封端
[(C)＝TMPTGE；(FF)＝Et；(IF1)＝OH；(EX1)＝P1PZ；(IF2)＝ OH；(BR1)＝TMPTGE；(IF3)＝OH；(EX2)＝PIPZ；(TF)＝仲NH； G＝1.5]
向含有搅拌棒的25-mL圆底烧瓶中添加TMPTGE(873mg，2.9 mmol，3当量/环氧化物)和5g的MeOH。使该混合物均匀化并冷却到 4℃。经过5分钟向该混合物中添加已溶于3g MeOH中的三羟甲基丙烷 三(2-羟丙基-3-哌嗪)(180mg，0.32mmol，0.96mmol NH)(由实 施例2制备)。在25℃下一个小时之后反应混合物的TLC(在MeOH中 30％ NH4OH)显示了从基线到Rf约0.6的条纹，还有在Rf＝0.9处的过 量环氧化物。在25℃下8小时后，这一混合物的TLC显示无起始胺残 留(无基线斑点)和在Rf＝0.9处的斑点。经过10分钟将反应混合物 添加到已溶于28g MeOH中的PIPZ(14.5g，168mmol，20当量/环 氧化物)中。这一混合物在25℃下搅拌24小时。在旋转蒸发器上除 去挥发物以得到白色固体。在高真空和160℃下球管-球管蒸馏30分 钟除去过量PIPZ以得到澄清的、无色的产物(2.2g)。该产物作为在 MeOH中的5％w/w溶液使用1K再生纤维素膜经过24小时渗析，MeOH 的3×4L变化，随后进行挥发物的旋转蒸发以得到所需产物(508mg； 80％产率)。该物质的PAGE显示了与G＝1，[EDA核]，TRIS封端的PAMAM 树枝形大分子对应的紧密谱带；和它的谱如下：
1H NMR(500MHz，CD3OD)：δ 0.86(t，J＝7Hz，12H)，1.41(q，J＝7Hz，8H)，2.34 (m，60H)，2.84(m，12H)，3.34(bs，12H)，3.36(bs，6H)，3.37(bs，6H)，3.89(bs，12H)；和
13C NMR(125MHz，CD3OD)：δ 8.04，8.07，23.91，44.59，46.21，49.82，54.61， 55.49，62.66，63.28，68.49，68.67，72.68，75.43.
下面的反应路线24说明以上反应：
聚醚胺树枝形大分子G＝1
聚醚胺树枝形大分子G＝1
反应路线24
实施例23：使用双官能试剂来合成PEHAM树枝形大分子用于支化 单元的原位形成
A.使用二羟基氨基支化单元试剂的开环：从三羟甲基丙烷三缩水 甘油醚和二乙醇胺得到的羟基封端的PEHAM树枝形大分子(G＝1)
[(C)＝TMPTGE；(FF)＝Et；(IF1)＝OH；(BR1)＝DEA；(TF)＝OH； G＝1]
将DEAII(7.82g，74.47mmol)(Aldrich)和120mL的无水 MeOH(Aldrich)(两个都没有进一步提纯)放置在烘干的250-mL单颈 圆底烧瓶中。该烧瓶装有搅拌棒和隔膜。将TMPTGE I(5g，16.55mmol) 溶于40mL的无水MeOH中在室温下经过1小时的时间通过压力平衡漏 斗滴加到上述搅拌的溶液中。用回流冷凝器置换该漏斗，然后在N2气 氛中在60℃下加热60小时。使用旋转蒸发器在减压下除去溶剂，以 得到无色透明液体。将整个反应混合物转移到100-mL单颈圆底烧瓶。 过量DEA II在减压下和在180-190℃下由Kugelrohr蒸馏分离。该产 物，III，(9.76g；95.53％产率)作为透明粘性液体被回收。它的谱如 下：
1HNMR：(300MHz，CD3OD)：δ 0.87(t，J＝7.50Hz，3H，CH3)，1.43(q，CH2， J＝7.20Hz，2H)，2.52-2.79(m，18H)，3.32(s，3H，3 x OH)，3.50(s，6H)，3.40(d，J＝5.10Hz， 6H)，3.54-3.67(m，12H)，3.93(六重峰，J＝5.10Hz，3H)，4.85(s，6H，6 x OH)；和
13C NMR：(75MHz，CD3OD)：δ 6.93，22.76，43.43，57.42，58.51，59.47，68.32， 71.56，73.72；和
IR(纯)：λmax 3354，2939，2817，1454，1408，1367，1321，1280，1111，1081，1070， 871，778cm-1；和
MALDI-TOF MS：C27H59N3O12计算617；实测641(M+Na)amu.
下面的反应路线25说明这一反应：
反应路线25
B.使用二酯氨基支化单元试剂前体的开环：从三羟甲基丙烷三缩 水甘油醚(TMPTGE)和亚氨基二乙酸二乙酯(DEIDA)得到的酯封端的 PEHAM树枝形大分子，G＝1，
[(C)＝TMPTGE；(FF)＝Et；(IF1)＝OH；(BR1)＝DEIDA；(TF)＝ 乙酯；G＝1.5]
将DEIDA II(14.07g，74.47mmol)(Aldrich)和120mL的无水 MeOH放置于烘干的250-mL单颈圆底烧瓶。该烧瓶装有搅拌棒和隔膜。 将TMPTGE I(5.0g，16.55mmol)(Aldrich)溶于40mL的无水MeOH 中，然后在室温下经过1小时的时间通过压力平衡漏斗滴加到上述搅 拌的溶液中。用回流冷凝器置换该漏斗，然后烧瓶在N2气氛中在60 ℃下加热60小时。在旋转蒸发器上在减压下除去溶剂，得到无色透明 液体。将整个反应混合物转移到100-mL单颈圆底烧瓶。过量的DEIDA II在减压下在150-160℃下由Kugelrohr蒸馏除去。未蒸馏的产物III (12.59g；87.5％产率)作为浅黄色的粘性液体被回收。化合物III在乙 醇中于0℃贮存。它的谱如下：
1HNMR：(300MHz，CD3OD)：δ 4.65(六重峰，J＝4.20Hz，3H)，4.16(m，12H)，3.59 (s，12H)，3.36(s，6H)，3.30(s，6H)，3.05(dd，J＝3.60Hz，3H)，2.95(dd，J＝3.90Hz，2H)， 2.81(dt，J＝1.80Hz & 9.90Hz，3H)，2.67(dd，J＝8.40 & 8.10Hz，2H)，1.37(q，J＝7.50Hz， 2H)，1.26(t，J＝7.20Hz，6H，2 x CH3)，1.25(J＝7.20Hz，12H，6 x CH3)，0.85(t，J＝7.50Hz， 3H，CH3)；和
13C NMR：(75MHz，CD3OD)：δ 6.81，13.36，13.40，22.66，43.48，49.85，53.62， 55.76，56.21，58.00，60.55，60.68，68.72，71.17，71.33，71.50，73.40，78.43，78.48，168.67， 170.25，172.31；和
IR(纯)：λmax 2980，2934，2904，2868，1741，1460，1408，1378，1342，1250，1198， 1111，1065，1024，983，927，860，784cm-1；和
MALDI-TOF MS：C39H71N3O18计算869；实测893(M+Na)和847，801，779， 775amu.(质谱显示了消去OC2H5基团的典型裂解方式。)
下面的反应路线26说明这一反应：
反应路线26
C.用EDA酰胺化酯封端的PEHAM树枝形大分子(G＝1)，得到 G＝1六胺树枝形大分子
[(C)＝TMPTGE；(FF)＝Et；(IF1)＝OH；(BR1)＝DEIDA；(EX1)＝ EDA；(TF)＝伯NH2；G＝1]
将EDA(180mL，在MeOH中77％，200mol当量/酯)添加到500-mL 单颈圆底烧瓶中。该烧瓶用N2气体冲洗，该烧瓶装有搅拌棒、压力 平衡漏斗和用冰浴冷却到0℃。经过20分钟时间添加六乙基酯封端的 树枝形大分子III-g(0.869g，在10mL的MeOH中1mmol)(由实 施例23B制备)。从圆底烧瓶上移去压力平衡漏斗并用隔膜密封，然后 在4℃下贮存40小时。将烧瓶升温至室温，在旋转蒸发器上除去过量 的EDA和MeOH而得到无色透明液体，六氨基封端(G＝1)树枝形大分 子V，它在高真空下进一步干燥。使用甲醇和甲苯通过共沸蒸馏法分 离残留的EDA，得到所需产物(0.95g；>99％产率)。树枝形大分子V的 谱是：
1H NMR(300MHz，CD3OD)：δ 0.8-0.9(t，J＝5.40，3H)，1.30-1.42(q，J＝6.6，2H)， 1.94(s，3H，3OH)，2.64-2.80(m，24H)，3.26-3.40(m，30H)，3.82(m，3H)；和
13C NMR(75MHz，CD3OD)：δ 6.70，6.95，21.42，40.77，40.81，41.70，41.94， 43.41，43.71，59.41，59.59，68.05，71.58，73.79，172.86；和
IR(纯)：vmax 3290，3068，2930，2863，1659，1542，1437，1360，1292，1110，919， 603cm-1.
MALDI-TOF MS：C39H83N15O12计算954；实测977(M+Na)amu.
MALDI-TOF MS：C39H83N15O12计算值954；实测值977(M+Na)amu。
下面的反应路线27说明这一反应：
实施例24：使用预先形成的三(羟甲基胺)(TRIS)支化单元试剂的 开环：从TMPTGE和TRIS得到的九羟基表面树枝形大分子，G＝1，
[(C)＝TMPTGE；(FF)＝Et；(IF1)＝OH；(BR1)＝TRIS；(TF)＝OH； G＝1]
将TMPTGEI(2.66g，8.8mmol)和50mL的MeOH放置于烘干的 100-mL圆底烧瓶中。该烧瓶装有搅拌棒和塞子。将TRIS II(4.79g， 39.6mmol)(Fisher Scientific)作为一个部分在室温下添加到上述 搅拌的反应混合物中。在烧瓶上安装回流冷凝器并在N2气氛中在60 ℃下加热60小时。在加热约15分钟之后TRIS彻底溶解。将反应混合 物冷却到室温，然后转移到500-mL锥形烧瓶。然后首先添加120mL 的氯仿，随后在使用刮勺的恒定搅拌下缓慢地添加300mL的己烷。在 己烷添加过程中观察到白色沉淀物的形成。再次彻底地混合混合物， 并在室温下静置一夜。观察到作为在烧瓶的壁和底部上的固体碎屑的 沉淀物。温和地混合溶液以便将固体与玻璃分离，随后通过布氏漏斗 过滤混合物，得到所需产物(1.7g)。甚至在分离固体之后，在烧瓶的 底部剩下无色糊料。该糊料称重为5.2g(1H和13C NMR显示了树枝 形大分子III连同痕量TRIS的信号)。将糊料溶于5mL的MeOH中， 随后用MeOH(2×2mL)漂洗烧瓶。将甲醇溶液加入到SephadexTM LH-20 柱上。在洗脱600mL的MeOH后，以15mL等分部分收集各馏分。在 馏分18-47中发现所需的树枝形大分子；然而，在馏分48-58中发现 TRIS。合并馏分18-47并在减压下在旋转蒸发器上蒸发溶剂得到吸湿 性固体(4.2g；71.82％)，(G＝1)PEHAM树枝形大分子III。从48-58 中蒸发溶剂得到作为无色固体的TRIS II(0.592g)。它的谱如下：
1H NMR：(300MHz，CD3OD)：δ 0.86(t，J＝7.20Hz，3H)，1.42(q，J＝6.90Hz，2H)， 2.64(dd，J＝7.80 & 8.10Hz，3H)，2.78(dd，J＝3.60 & 3.60Hz，3H)，3.34(s，6H)，3.35(s， 6H)，3.41(d，5.10Hz，6H)，3.48(s，1H，OH)，3.50(s，1H，OH)，3.53(d，J＝3.00Hz，12H)， 3.58(s，1H，OH)，3.67(bt，J＝3.00Hz3H，3 x NH)，3.79(六重峰，J＝3.60Hz，3H)，4.81(s，9H， 9 x OH)；和
13C NMR：(75MHz，CD3OD)：δ 6.91，22.72，43.41，44.34，59.83，61.49，70.07， 71.57，74.27；和
IR(纯)：vmax 3354，2919，2873，1460，1424，1408，1367，1296，1234，1106，1029， 866，773cm-1；和
MALDI-TOF MS：C27H59N3O15计算665；实测689(M+Na)amu.
下面的反应路线28说明这一反应：
反应路线28
实施例25：四官能化的环氧化物支化单元试剂PETGE加成到四官 能化的哌嗪核(G＝0.5)上并哌嗪封端：PEHAM树枝形大分子G＝1.5
[(C)＝PETGE；(IF1)＝OH；(EX1)＝PIPZ；(IF2)＝OH；(BR1) ＝PETGE；(IF3)＝OH；(EX2)＝PIPZ；(TF)＝2-胺；G＝1.5]
向含有搅拌棒的25-mL圆底烧瓶中添加已溶于8mL MeOH中的 PETGE(2.45g，6.8mmol，5.44当量/NH)(由实施例A制备)。经 过约5分钟，将季戊四醇四(2-羟丙基-3-哌嗪)(200mg，0.31mmol， 1.25mmol NH)(由实施例3制备)在3mL的MeOH中的溶液滴加到该 混合物中。这一混合物在25℃和N2气氛中搅拌8.5小时。经过约5分 钟将该混合物滴加到含有搅拌棒、PIPZ(35.0g，406mmol，15当量 /环氧基)和70mL的MeOH的250-mL圆底烧瓶中。所得混合物在N2 气氛中在25℃下搅拌18小时。使用旋转蒸发器从该混合物中除去挥 发物以得到白色固体残留物。通过使用球管-球管Kugelrohr蒸馏在高 真空和140℃的釜温度下从反应粗物质中除去过量PIPZ，直至在釜中 的残留物变成在烧瓶内部的澄清的均匀薄膜为止。该粗残留物称重为 5.0g。
将该物质溶于100mL的MeOH中，放入1K再生纤维素膜中并在 2-L容器中渗析48小时，其具有渗析液的四个变化。TLC(在MeOH中 30％ NH4OH)显示了在混合物中存在一些低级分子量物质。从滞留物中 除去挥发物，以得到粗产物(1.3g，理论：992mg)。因此，该物质渗 析另外24小时。该物质的TLC显示了低分子量残留物的几乎完全脱除。 滞留物被抽提挥发物，以得到提纯的产物(900mg)。为了完全除去全 部的低分子量杂质，该产物进一步在去离子水中渗析24小时，以得到 纯产物(360mg，36％产率)。滞留物的TLC显示一个斑点，表明低分 子量残留物完全脱除。被抽提了挥发物的含水的渗析液的TLC显示， 大量的产物与低分子量杂质一起迁移通过该膜(520mg；～45％产率)； 和它的谱如下：
1H NMR(500MHz，CD3OD)：δ 2.3-2.7(m，21H)，2.7-2.8(bt，43H)，3.34(s，H)， 3.38(s，H)，3.45(bt，43H)，3.89(bm，22H)；和
13C NMR(125MHz，CD3OD)：δ 46.21，46.78，46.92，54.61，55.46，62.58，63.19， 68.55，68.65，71.27，75.54，和
MALDI-TOF：计算3180；实测3143amu.
下面的反应路线29说明这一反应：
反应路线29
实施例26：四官能的环氧化物支化单元试剂加成到哌嗪
A.官能化G＝0和单保护哌嗪封端：聚(醚羟胺)树枝形大分子(G＝ 1.5)
[(C)＝PETGE；(IF1)＝OH；(EX1)＝PIPZ；(IF2)＝OH；(BR1) ＝PETGE；(IF3)＝OH；(EX2)＝哌嗪羧酸酯；(TF)＝羧酸酯；G＝1.5]
将PETGE1(5.05g，14.04mmol)(由实施例B制备)和35mL 的MeOH添加到100-mL圆底烧瓶中并装有搅拌棒。用冰浴将烧瓶被冷 却到4℃。将树枝形大分子(G＝0)(1.65g，2.34mmol)(由实施例 4B制备)溶于10mL的MeOH中并由滴液漏斗经过20分钟的时间滴加 到上述搅拌的溶液中。移走冰浴，反应混合物在室温下搅拌20小时。 MALDI-TOF显示了双-，三-和四-加成产物的信号。反应混合物在室温 下搅拌2天。以上反应混合物然后进行超滤(1K)以除去过量PETGE， 同时维持温度在25℃。在六个循环(6×120mL)之后，TLC显示仅仅痕 量的PETGE随滞留物保留下来。将滞留物转移到250-mL圆底烧瓶并用 EPC(1.5当量/环氧化物)急冷。反应混合物以最小的加热(45℃)在旋 转蒸发器上在减压下浓缩到50mL。反应混合物在室温下搅拌一夜。 通过超滤(1K)在室温下除去(6×120mL)过量EPC。在旋转蒸发器上 在减压下从滞留物中除去溶剂并在高真空下干燥残留物，得到吸湿性 固体(5.2g)。
B.封端羰乙氧基的去保护：酯表面(G＝1)树枝形大分子用KOH 的水解
[(C)＝PETGE；(IF1)＝OH；(EX1)＝PIPZ；(IF2)＝OH；(BR1) ＝PETGE；(IF3)＝OH；(EX2)＝PIPZ；(TF)＝仲NH；G＝1.5]
将酯表面树枝形大分子(5.2g)(由实施例26A制备)添加到 250-mL圆底烧瓶中并溶于47mL的MeOH。该烧瓶装有搅拌棒。将KOH (15.6g)溶于31mL的水并在室温下经过5分钟添加到上述搅拌的溶 液中。烧瓶放置于预热的油浴(85-90℃)中并加热为22小时。TLC显 示此时没有留下酯表面树枝形大分子(G＝0)。在旋转蒸发器上除去过 量MeOH并用DCM(3×150mL)萃取水相。合并的滤液在Na2SO4上干燥 和通过赛力特硅藻土床过滤。用DCM彻底地洗涤赛力特硅藻土。在旋 转蒸发器上蒸发溶剂，得到吸水性固体，它在高真空下干燥得到PIPZ 表面树枝形大分子4(1.7g；27％产率)。在第二轮中，上述后处理规 程加以改进：用6N HCl酸化该反应混合物，随后过滤KCl和由1K进 行超滤，这使收率提高到>90％。它的谱如下：
1H NMR(300MHz，CD3OD)：δ 2.37-2.46(m，H)，2.51(bs，H)，2.59(bs，H)，2.84 (t，J＝3.90Hz，H)，3.30(m，H)，3.35(bs，H)，3.45(bs，H)，3.83-3.90(五重峰，J＝5.40Hz， 20H)；和
13C NMR(75MHz，CD3OD+D2O(两滴)：δ 44.97，45.79，53.40，54.29，58.37， 61.43，62.06，67.34，67.54，69.20，70.11，72.83，74.16，74.43；和
IR(纯)：λmax 3385，2939，2873，2811，1649，1634，1454，1367，1321，1301，1111， 1009，963，860，830，789cm-1；和
MALDI-TOF：C149H300N32O40计算3180；实测3202.4(M+Na)amu.
下面的反应路线30说明以上反应：
实施例27：保护二亚乙基三胺的伯胺和使用仲胺封端该四官能的 环氧化物：两个伯胺
[(C)＝PETGE；(IF1)＝OH；(BR1)＝DIA；(TF)＝伯NH2；G＝1]
将DETA(6.56g，63.6mmol)(Acros)和125mL的4-甲基-2-戊 酮(Aldrich)加入到装有Dean-Stark分水器的250-mL圆底烧瓶中，并 且在氩气氛中加热到140℃。在理论量的水(2.2mL)作为共沸物被蒸 馏出之后，将反应冷却到室温。混合物的重量是77.37g，含有63.6 mmol的仲胺。将混合物(12.16g)转移到50-mL圆底烧瓶。由旋转蒸 发除去溶剂得到油。在该油中添加PETGE(360mg，1.0mmol)(由实 施例B制备)在5.5mL的干燥MeOH中的溶液。反应被加热至75℃保 持23小时。除去溶剂，将25mL的2-丙醇和3.0mL的水添加到该残 留物中。混合物被加热至50℃保持2小时。使用旋转蒸发器除去溶剂。 由Kugelrohr蒸馏(150℃)除去过量DETA，得到作为稍微黄色的粘性 油的产物，后者具有下列谱：
MALDI-TOF：计算773；实测795.784(M+Na)amu.
下面的反应路线31说明以上反应：
反应路线31
实施例28：将环氧基开环反应/试剂与Michael加成反应/试剂的 结合
四环氧化物与二烯丙基胺(BAA)的反应：表面烯丙基化
[(C)＝PETGE；(IF1)＝OH；(BR1)＝BAA；(TF)＝烯丙基；G＝1]
向BAA(816mg，8.40mmol)(Aldrich)在4mL的MeOH中的溶液 添加由PETGE(360mg，1.0mmol)(由实施例B制备)溶于1mL的 MeOH所得到的溶液。混合物被加热至60℃保持64小时。然后除去溶 剂得到作为澄清的无色油产物，(657mg，89％产率)，后者具有下列谱：
1H NMR(500MHz，CDCl3)：δ 2.47(m，8H)，3.06(q，8H)，3.21(q，8H)，3.39(m， 20H)，3.83(4H)，5.15(m，16H)，5.81(m，8H)；和
13C NMR(125MHz，CDCl3)：δ 45.54，55.63，56.86，66.75，70.54，74.11，117.73， 135.12，和
MALDI-TOF：计算748；实测749.588(M+H)，771.583(M+Na)amu.
下面的反应路线32说明这一反应：
反应路线32
实施例29：含有苯基的缩水甘油醚类的聚(环氧化物)与各种胺的 反应
三苯基甲烷三缩水甘油醚(TPMTGE)(I-d)与三(羟甲基)甲胺 (TRIS)(II-e)的反应
[(C)＝TPMTGE；(FF)＝H；(IF1)＝OH；(BR1)＝TRIS；(TF)＝OH； G＝1]
将TPMGEI-d(0.46g，1mmol)(Aldrich)和30mL的MeOH加入 到100-mL单颈圆底烧瓶中。将TRIS(0.726g，6mmol)(Aldrich) 一次性加入到以上反应混合物中。最初，这两种起始原料不是完全地 可溶，但在加热约10-15分钟之后溶解。在60℃下继续加热一夜。TLC 显示了在这一时间中起始的缩水甘油醚的完全消耗。在旋转蒸发器上 除去溶剂，得到无色固体。将整个反应混合物在热条件(用加热枪来加 热)下溶于溶剂混合物(CHCl3和CH3OH，60mL，3:1v/v)，然后冷却 到室温，并添加己烷形成沉淀物。通过布氏漏斗过滤固体以除去过量 的TRIS。滤液的蒸发得到羟基封端的(G＝1)树枝形大分子，III-e(产 率，0.815g，99％)，它具有下列谱：
1H NMR(300MHz，DMSO-d6)：δ 1.28-1.171(t，J＝6.00Hz，3H)，1.48(bs，9H)， 2.47(s，3H)，3.77-3.84(m，6H)，4.22(m，18H)，4.98(bs，3H)，5.72(s，1H)，6.62-6.88(m， 8H)，6.92(m，4H)；和
1H NMR(75MHz，DMSO-d6)：δ 44.72，55.59，60.08，61.64，69.86，71.31，114.74， 114.87，128.02，130.48，137.17，157.51；和
MALDI-TOF：C40H61N3O15计算823；实测847(M+Na)amu.
MALDI-TOF：C40H61N3O15计算值823；实测值847(M+Na)amu。
反应路线33说明这一反应：
反应路线33
实施例30：TPMTGE与二乙醇胺(DEA)的反应
[(C)＝TPMTGE；(FF)＝H；(IF1)＝OH；(BR1)＝DEA；(TF)＝OH； G＝1]
将TPMTGE，I-d(0.92g，2mmol)和30mL的MeOH加入到100-mL 圆底烧瓶中，随后加入DEA(0.785g，7.5mmol)在10mL的MeOH中 的溶液。该烧瓶装有搅拌棒和回流冷凝器，然后在60℃下加热。反 应的进程由TLC监测。在3小时后，TLC显示了一些量的未反应的三 缩水甘油醚。在相同的温度下继续加热一夜。在此时，由MALDI-TOF 质谱分析显示了树枝形大分子III-f的分子离子峰。在旋转蒸发器上 在减压下除去溶剂，得到透明液体。将整个反应混合物(1.75g)溶于 10mL的MeOH中，随后添加50mL的乙酸乙酯，偶然摇振。在添加乙 酸乙酯的过程中观察到沉淀物的形成。烧瓶在室温下放置2小时。2 小时后，在烧瓶的底部观察到油的分离。混合物通过滗析被分离，并 用乙酸乙酯(2×1mL)洗涤该油。该油通过在高真空下干燥而凝固，得 到固体(1.24g)。由13C NMR分析显示分离出过量的DEA且谱数据与 树枝形大分子III一致。溶液在旋转蒸发器上浓缩得到无色透明液体 (0.522g)，它是产物III-f和DEA的混合物。III-f的谱如下：
1H NMR(300MHz，CD3OD)：δ 2.92-2.58(m，6H)，2.60-2.77(m，12H)，3.29-3.31 (五重峰，J＝1.50Hz，3H)，3.46-3.67(m，6H)，3.57-3.67(m，6H)，3.80-4.00(m，10H)，4.84 (s，6H)，6.02-6.86(m，6H)，6.90-6.97(m，4H)，7.08-7.20(m，2H)；和
13C NMR(75MHz，CD3OD)：δ 57.51，58.28，59.64，67.97，68.13，70.23，114.12， 130.10，137.27，157.52；和
MALDI-TOF：C40H61N3O12计算775；实测799(M+Na)amu.
反应路线34说明这一反应：
反应路线34
实施例31：TPMTGE与亚氨基二乙酸二乙酯(DEIDA)的反应
[(C)＝TPMTGE；(FF)＝H；(IF1)＝OH；(BR1)＝DEIDA；(TF)＝乙 基酯；G＝1.5]
将TPMTGE，I-d(0.92g，2mmol)和30mL的MeOH加入到100-mL 圆底烧瓶中，随后一次性添加DE1DA(1.42g，7.5mmol)(Aldrich) 在10mL的MeOH中的溶液。该烧瓶装有搅拌棒和回流冷凝器并在60 ℃下加热一夜。MALDI-TOF质谱显示了树枝形大分子III-g的峰。继 续加热24小时和在旋转蒸发器上在减压下除去溶剂，得到反应混合 物，该反应混合物通过硅胶柱色谱法(22cm高度×3cm宽度)提纯。 首先，使用30％乙酸乙酯/己烷洗脱过量的DEIDA，随后用5％ MeOH /CHCl3洗脱该产物III-g(1.93g；93.9％产率)。III-g的谱如下：
1H NMR(300MHz，CDCl3)：δ 1.26(t，J＝6.90Hz，18H)，3.34-3.55(m，12H)，3.61 (s，3H)，3.65-3.79(m，6H)，3.88-4.04(m，9H)，4.13-4.22(m，13H)，6.71-6.35(m，6H)，6.89- 6.99(m，6H)；和
13C NMR(75MHz，CDCl3)：δ 14.44，48.91，50.09，50.26，50.36，51.05，52.11， 54.38，56.34，57.03，58.28，58.74，61.16，67.44，69.85，77.05，111.45，114.44，120.69， 127.79，130.21，130.40，130.48，130.55，157.30，169.61，172.18，172.59；和
MALDI-TOF：C52H73N3O15计算1027；实测1050(M+Na)amu.
下面的反应路线35说明这一反应：
反应路线35
实施例32：从酯封端的，G＝1，树枝形大分子合成六胺封端的， G＝1，树枝形大分子
[(C)＝TPMTGE；(FF)＝H；(IF1)＝OH；(BR1)＝DEIDA；(EX1)＝ EDA；(TF)＝伯NH2；G＝1]
将EDA(168.3g，2.244mol)放置于烘干的装有搅拌棒的500-mL 圆底烧瓶中，然后用冰浴冷却到0℃。将酯封端的(G＝1)树枝形大 分子III-g，(1.93g，1.87mmol)(由实施例31制备)添加到10mL 的MeOH中，并通过压力平衡漏斗经过15分钟添加到以上搅拌的、冷 却了的溶液中。该烧瓶用N2气体冲洗并用隔膜密封。反应混合物在 该温度下搅拌1小时并在0℃下贮存2天。反应混合物在室温下搅拌1 小时。样品由MALDI-TOF质谱分析显示了六胺表面(G＝1)树枝形大分 子IV-d的分子离子峰。在旋转蒸发器上在减压下除去过量EDA，得到 浅黄色液体。将整个反应混合物溶于30mL的MeOH中并添加70mL 的甲苯，以便通过形成共沸物来除去剩余的EDA。这一过程重复三次。 然后在高真空下干燥混合物，得到浅黄色吸湿性固体(2.07g；99％产 率)。分析数据(IR，1H和13C)与六胺封端的(G＝1)树枝形大分子IV-d 一致。它的谱如下：
1H NMR(300MHz，CD3OD)：δ 2.68-2.84(m，12H)，2.84-2.90(m，3H)，3.11-3.18 (m，6H，NH)，3.22-3.30(m，18H)，3.31-3.35(m，12H)，3.80-4.14(m，10H)，4.82(s，12H， NH2)，6.58-6.98(m，12H)；和
13C NMR(75MHz，CD3OD)：δ 40.74，41.58，51.99，59.20，59.52，67.69，70.30， 114.13，127.57，130.14，136.77，137.35，157.43，172.74，172.89；和
IR(纯)：vmax 3303(br)，2933，2863，1652，1543，1508，1451，1242，1176，1109， 1033，968，829，757cm-1；和
MALDI-TOF：C52H55N15O12计算1111；实测1134(M+Na)amu.
反应路线36说明这一反应：
反应路线36
实施例33：双(4-缩水甘油氧基苯基)甲烷(BGPM)与三(羟甲基) 甲胺(TRIS)的反应
[(C)＝BGPM；(IF1)＝OH；(BR1)＝TRIS；(TF)＝OH；G＝1]
将BGPM，I-c(0.624g，2.0mmol)和20mL的MeOH加入到100-mL 圆底烧瓶中。将TRIS(0.605g，5.0mmol)一次性添加到以上反应 中。在50℃下搅拌5-10分钟之后，两种起始原料都完全地溶解。在 50℃下继续加热42小时，在此之后TLC显示BGPM I-c的完全消耗， 然而继续搅拌另外6小时。在旋转蒸发器上除去溶剂，得到无色固体。 在用加热枪加热的条件下将整个粗反应混合物溶于60mL的CHCl3和 15mL的MeOH中，然后冷却至室温。然后添加30mL的己烷，在己烷 添加过程中导致沉淀物的形成。将烧瓶放置在试验台表面上并滤出固 体。溶液的浓缩得到吸湿性固体，III-e(1.044g，94％产率)，它具 有下列谱：
MALDI-TOF：C27H42N2O10计算554.63；实测578.608(M+Na)amu.
反应路线37说明这一反应：
反应路线37
实施例34：双(4-缩水甘油氧基苯基)甲烷(BGPM)与亚氨基二乙酸 二乙酯(DEIDA)的反应
[(C)＝BGPM；(IF1)＝OH；(BR1)＝DEIDA；(TF)＝乙基酯；G＝1.5]
将BGPM，I-c(1.25g，4.0mmol)(Aldrich)和30mL的MeOH加 入到装有搅拌棒的100-mL圆底烧瓶中。将DEIDA(1.965g，10.4mmol) (Aldrich)溶于10mL的MeOH中并一次性添加到以上反应混合物中。 在烧瓶上安装回流冷凝器并在60℃下加热36小时。在加热一夜之后， MALDI-TOF质谱显示了双-和单加成产物的峰。TLC也显示两个相应斑 点。在该温度下继续加热36小时和TLC显示仅仅一个斑点。在旋转蒸 发器上除去溶剂，得到透明液体。反应混合物进行硅胶柱色谱法(22cm 高度，3cm宽度)。首先，用40％乙酸乙酯在己烷中的溶液洗脱过量的 DEIDA(0.447g，98％收率)，随后用5％甲醇/氯仿洗脱四酯表面(G＝1) 树枝形大分子III-g(2.57g，93％产率)，III-g具有下列谱：
1H NMR(300MHz，CD3Cl)：δ 1.20-1.30(m，12H)，2.60-2.74(m，2H)，3.13-3.24 (m，2H)，3.34(s，2H)，3.45-3.72(m，8H)，3.80-4.00(m，6H)，4.07-4.22(m，8H)，4.75-4.83 (m，2H)，6.76-6.84(m，4H)，7.01-7.09(m，4H)；和
13C NMR(75MHz，CD3Cl)：δ 14.43，35.59，35.72，40.31，50.36，52.09，54.39， 56.36，57.03，58.74，61.15，67.45，67.61，69.77，69.90，77.07，111.35，111.50，114.58， 114.70，120.96，121.49，127.65，127.84，129.76，129.93，130.02，130.09，130.57，131.09， 130.57，131.01，134.16，156.50，157.27，166.97，169.61，172.16；和
MALDI-TOF：C35H50N2O12计算690；实测714(M+Na)amu.
下面的反应路线38说明这一反应：
反应路线38
实施例35：从酯封端的(G＝1)树枝形大分子合成四胺封端的(G＝ 1)树枝形大分子
[(C)＝BGPM；(IF1)＝OH；(BR1)＝DEIDA；(EX1)＝EDA；(TF) ＝伯NH2；G＝1]
将EDA(111.6g，1.49mol)加入到烘干的500-mL圆底烧瓶中并 冷却到0℃。将酯封端的(G＝1)树枝形大分子(III-g)(2.57g，3.72 mmol)(由实施例34制备)溶于10mL的MeOH中并通过滴液漏斗经过 20分钟的时间滴加到上述冷溶液中。该烧瓶用N2气体吹洗，在这一 温度下搅拌一个小时并在0℃下贮存2天。该烧瓶升温至室温并搅拌1 小时。样品的分析显示了六胺表面(G＝1)树枝形大分子IV-g的分子 离子峰。在旋转蒸发器上在减压下除去过量EDA，得到浅黄色液体。 整个反应混合物溶于30mL的MeOH。然后将70mL的甲苯添加到混合 物中，以便通过形成共沸物来除去残留的EDA。这一过程重复三次， 然后在高真空下干燥混合物，得到浅黄色吸湿性固体(2.69g，96.8％ 产率)。分析数据(IR，1H和13C)与六胺封端的(G＝1)树枝形大分子 IV-g一致，IV-g具有下列谱：
1H NMR(300MHz，CD3OD)：δ 2.54-2.62(m，4H，NH)，2.67-2.75(m，8H)，2.83- 2.88(m，4H)，3.22-3.31(m，8H)，3.33-3.36(m，8H)，3.80(s，2H)，3.88-4.02(m，8H)，4.80 (s，8H，NH2)，6.79-6.94(m，4H)，7.03-7.19(m，4H)；和
13C NMR(75MHz，CD3OD)：δ 40.76，41.66，59.21，59.53，67.55，67.69，70.27， 111.32，114.25，114.36，120.65，127.51，129.49，129.61，129.92，130.50，133.87，134.44， 156.64，157.22，157.366，172.78，172.85；和
IR(纯)：vmax 3286(br)，3071，2932，2872，1653，1541，1509，1452，1242，1175， 1114，966，822，756，602cm-1；和
MALDI-TOF：C35H58N10O8计算746；实测770(M+Na)amu.
反应路线39说明这一反应：
反应路线39
实施例36：双环氧化物的开环：4，4’-亚甲基-双(N，N-二-2-羟 丙基-3-哌嗪基苯胺)(MBDGA)
[(C)＝DGGA；(IF1)＝OH；(EX1)＝P1PZ；(TF)＝仲NH；G＝1.5]
向含有搅拌棒的250-mL圆底烧瓶中加入已溶于85g二甘醇二甲 醚中的PIPZ(16.0g189.0mmol，5当量/环氧基)和MBDGA(4.0g， 9.5mmol，37.8mmol环氧基)(Aldrich)。混合物通过添加45g的 MeOH而变均匀。该混合物在N2气氛中在60℃下加热65小时。冷却该 混合物并在旋转蒸发器上除去挥发物。通过使用球管-球管Kugelrohr 蒸馏，在高真空和从140-180℃下从混合物中蒸馏PDPZ。该混合物的 TLC(在MeOH中5％NH4OH)显示残留的PIPZ。通过将残留物溶解在称量 量的MeOH中，添加甲苯和在旋转蒸发器上蒸镏，残留的PIPZ用70： 30甲苯：MeOH(wt％)混合物进行共沸蒸馏。无PIPZ的产物在25℃和 高真空下抽空一夜以得到所需产物(6.8g；94％产率)。它的谱如下：
1H NMR(500MHz，CDCl3)：δ 2.3-2.6(bm，8H)，2.8-2.9(bs，8H)，3.35(dd，J＝7 Hz，1H)，3.15(dd，J＝7Hz，1H)，3.65(d，J＝7Hz，1H)，3.79(m，2H)，4.04(bd，2H)，6.44(d， J＝7Hz，1H)，6.74(d，J＝7Hz，1H)，7.02(t，J＝7Hz，2H)；和
13C NMR(125MHz，CDCl3)：δ 39.78，46.08，46.13，54.81，54.99，57.20，59.32， 62.52，65.33，65.79，111.98，113.34，129.29，129.34，129.44，129.47，129.69，129.75， 130.28，130.32，146.18，147.22；和
MALDI-TOF：计算768.6；实测767amu.
下面的反应路线40说明这一反应：
反应路线40
实施例37：
A.乙二胺，G＝1，树枝形{CH2-CH2-CO2-CH2C(CH3CH2) (CH2OC＝(O)CH＝CH2)2}2(六丙烯酸酯加合物)的制备
[(C)＝EDA；(FF)＝H；(BR1)＝TMPTA；(TF)＝丙烯酸酯；G＝1]
经过约5分钟的时间向装有搅拌棒的100-mL圆底烧瓶中添加冷却 至约4℃的由TMPTA(29.6g，0.10mol)(Aldrich)溶于5ml的MeOH 中所得到的溶液，和由EDA(1.2g，0.02mol)溶于5mL的MeOH中 所得到的溶液。这一混合物在30℃下搅拌18小时。该混合物被冷却 到20℃和倾倒在150g的搅拌MeOH中。在没有搅拌的情况下让混合 物在室温下静置1小时之后，产物发生相分离。上层清液MeOH层被滗 析掉，这一过程重复两次以上。所得到的澄清、粘性的相在高真空下 抽空3小时，同时通过用铝箔包裹反应器来保护反应物避免受光影响， 得到所需产物(20g；基于三-加合物的100％产率和基于四加合物的80％ 产率)。所分离的产物的重量提示了大部分的物质是六丙烯酸酯(三- 加合物)产物，它由加成到一个EDA上的三个TMPTA组成。该产物的 MALDI-TOF质谱显示在950amu处的主峰，对应于理论分子量为949 的六丙烯酸酯三加合物产物。观察到在1245amu处的小峰，它与八丙 烯酸酯(四加合物)产物一致。主峰的谱如下：
13C-NMR(500MHz，CDCl3)：δ 7.45，23.00，23.14，32.38，40.77，40.86，49.48， 63.88，64.05，128.04，131.26，165.69，172.10.
B.六巯基乙醇表面的制备
[(C)＝EDA；(FF)＝H；(BR1)＝TMPTA；(EX1)＝巯基乙醇；(TF) ＝OH；G＝1]
向含有搅拌棒的250-mL圆底烧瓶中添加已溶于20mL DME中的 EDA核聚酯胺(在50ml的DME中的19.0g，20.0mmol，120mmol丙 烯酸酯，)(由实施例37A制备)和巯基乙醇(10.4g，132mmol，1.1 当量/丙烯酸酯基团)(Aldrich)。这一混合物在室温下搅拌2天并在 旋转蒸发器上除去挥发物。所得物质与150mL的乙酸乙酯混合并用搅 拌棒快速地搅拌。让这一非均匀混合物沉降约1小时。澄清的乙酸乙 酯层被滗析掉。这一过程重复两次以上。通过使用具有EA表面的G＝ 2-6EDA核PAMAM树枝形大分子作为标准物G＝2-6，这一物质在15％ 交联的均匀聚丙烯酰胺凝胶上的PAGE显示了与G＝1PAMAM树枝形大 分子对应的尖锐的紧密谱带。
下面的反应路线41说明以上反应.
反应路线41
实施例38：
A.六亚甲基二胺(HMDA)，G＝1，树枝形 {CH2-CH2-CO2-CH2C(CH3CH2)(CH2OC＝(O)CH＝CH2)2}2的制备
[(C)＝HMDA；(BR)＝TMPTA；(TF)＝丙烯酸酯；G＝1]
在装有搅拌棒的100-mL圆底烧瓶中添加TMPTA(29.6g，0.10mol) (Aldrich)和10mL的MeOH。向已冷却到4℃的这一混合物中添加已溶 于20mL MeOH中的HMDA(2.32g，0.02mol)(Aldrich)。该混合物 在N2气氛中在30℃下加热18小时。冷却该混合物至约15℃和倾倒在 150mL的搅拌MeOH中。让混合物在没有搅拌的情况下静置1小时， 同时用铝箔包裹反应器保护烧瓶避免受光影响，产物发生相分离。甲 醇层被滗析掉，这一操作重复两次以上，得到澄清的无色的粘性液体。 这一不混溶的相通过在高真空下抽空3-5小时脱除挥发分而得到粗产 物(24g；92％产率)，所分离出的重量与八丙烯酸酯(四加合物)结构一 致。该产物的MALDI-TOF质谱显示了与四加合物一致的在1301amu 处的小峰和几个可能归属于四加合物结构的“原位质谱分解”的更低 分子量峰。让该产物在溶液状态下静置延长的时间或在室温下除去溶 剂的任何尝试，都导致白色、不溶性的交联产物的生成。因此，通过 让这一产物与化学计量量的合适的胺或硫醇试剂反应，将这一产物立 即转化成更稳定的Michacl加合物，如在下面的实施例38B中所述。
B.通过将胺Michacl加成到实施例38A产物上，制备八-单乙醇 胺加合物
[(C)＝HMDA；(BR)＝TMPTA；(EX)＝EA；(TF)＝OH；G＝1]
向含有搅拌棒的250-mL圆底烧瓶中添加已溶于50mL DME中的 EA(27.0g，442.0mmol，3当量/丙烯酸酯)。经过约10分钟，向已 冷却至4℃的这一混合物中滴加已溶于50mL DME中的六亚甲基二胺 核聚酯胺，G＝1，八丙烯酸酯(24.0g，18.4mmol，8丙烯酸酯/树 枝形大分子)(由实施例38A制备)。混合物在N2气氛中在25℃下搅拌 2天。然后用旋转蒸发器除去挥发物。将该粗物质倾倒在快速搅拌的 乙酸乙酯中。在几分钟的搅拌后，混合物静置1小时以便于两层的分 离，并将乙酸乙酯层滗析掉。添加相同体积的乙酸乙酯，混合物如前 所述那样快速地搅拌和分离。这一过程对于总共三次洗涤重复第二次。 澄清的、无色的粘性油在高真空下在室温下抽空一夜，以得到所需产 物(29.7g；90％产率)。使用PAMAM树枝形大分子作为标准物(G＝2 -6)，这一物质在15％交联的均匀聚丙烯酰胺凝胶上的PAGE分析显示 了与G＝1PAMAM树枝形大分子对应的尖锐的紧密谱带。
反应路线42
实施例39：实施例38A的物质的八吗啉加合物的制备
[(C)＝HMDA；(BR1)＝TMPTA；(EX1)＝吗啉；(TF)＝环醚； G＝1]
向含有搅拌棒的250-mL圆底烧瓶中添加已溶于50mL二甘醇二甲 醚中的聚酯胺，G＝1，HMDA核(24.0g，18.4mmol，147mmol丙烯 酸酯)(由实施例38A制备)。经过约5-10分钟，向已冷却至约4℃ 的这一混合物中添加已溶于50mL DME中的吗啉(14.0g，160.0mmol， 1.1当量/丙烯酸酯)。这一混合物升温至室温并搅拌24小时。该混 合物在旋转蒸发器上和在高真空和30℃下抽提挥发物18小时以得到 产物(34.0g；94％产率)。该物质的MALDI-TOF质谱显示了与1998amu 的理论分子量对应的峰，连同从1998amu峰的分裂所形成的几个较低 峰。该物质的13C NMR谱显示该产物是非常纯净的并且与所需产物的 准确碳原子数一致。它的谱如下：
13C NMR(500MHz，CDCl3)：7.42，22.82，27.21，27.54，32.15，40.78，40.89，48.97， 53.40，53.94，55.85，59.04，63.56，71.79，171.86，172.16.
全部的PAGE是在15％交联的均匀凝胶上进行并且显示出与校正梯 形相比而言的非常紧密的谱带，后者属于大部分的移动性实体，即具 有EA表面的EDA核PAMAM树枝形大分子，G＝2-6。这一移动性表 明了较小的尺寸，与这一加合物v相对于大的八-单乙醇胺加合物是一 致的。八-吗啉加合物在移动性上与八-单乙醇胺加合物相当。然而， 吗啉加合物在水中的有限溶解度显示了有拖影的柱，而不是对于更可 溶于水中的巯基乙醇和乙醇胺加合物所观察到的紧密谱带。
下面的反应路线43说明这一反应：
实施例40：与乙醇胺(EA)的反应：伯胺，每个伯胺加成两个三官 能环氧化物
[(C)＝EA；(FF)＝OH；(IF1)＝OH；(BR1)＝TMPTGE；(TF1)＝ 环氧基；G＝1]
向TMPTGE I(1.81g，6.0mmol)在8mL的MeOH中的溶液中添 加由EA II-c(122.0mg)溶于2mL的MeOH中所得到的溶液。在室温 下继续搅拌45小时，同时用TLC监测反应的进程。在旋转蒸发器上在 减压下蒸发溶剂，并在高真空下干燥所得反应混合物，得到透明液体。 MALDI-TOF质谱显示了产物III-c和IV-c的物质。该反应混合物通过 沉淀来提纯。首先，将己烷添加到反应混合物中，随后添加乙酸乙酯。 在摇振该圆底烧瓶的同时，观察到无色沉淀物的形成。烧瓶在室温下 保持一些时间，上层清液被滗析掉，沉淀物用己烷洗涤并在高真空下 干燥，得到III-c与IV-c的产物混合物(902mg；因为不知道混合比％ 产率不能计算)。
反应路线44说明这一反应：
反应路线44
实施例41：炔丙基季戊四醇三缩水甘油醚与季戊四醇四叠氮化物 (PETAZ)的反应，得到具有四个分支核和环氧基表面的PEHAM树枝形大 分子G＝1
[(C)＝PETGE；(IF1)＝OH；(EX1)＝三唑；(BR1)＝PETriGE； (TF)＝环氧基；G＝1]
向烘干的50-mL圆底烧瓶中添加炔丙基季戊四醇三缩水甘油醚2 (0.39g，1.14mmol，1.05当量/N3；由实施例F制备)，季戊四醇四 叠氮化物3(0.144g，0.271mmol；由实施例G制备)、1.2g的叔丁 醇和1.2g的水。该烧瓶装有搅拌棒和用塞子密封。向该混合物中添 加抗坏血酸钠(0.026g，0.114mmol，0.10当量)，随后添加五水合 硫酸铜(II)(CuSO4·5H2O)(0.014g，0.057mmol，0.05当量)。反应 的进程由TLC监测。在室温下搅拌3天后，发现反应已完成。因为环 氧基团的高反应活性，产物4无需分离即用于实施例76的下一个反应 中。
下面的反应路线45示出了这一反应。
实施例42：乙炔二羧酸二甲基酯与季戊四醇四叠氮化物(PETAZ) 的反应，在一个步骤中得到具有四个分支核和甲酯表面的PEHAM树枝 形大分子G＝1.5
[(C)＝PETGE；(IF1)＝OH；(BR1)＝三唑；(TF)＝甲酯；G＝1.5]
乙炔二羧酸二甲酯(411.3mg，2.894mmol)(Acros Organics) 与PETAZ(385.0mg，0.724mmol)(由实施例G制备)混合。向该混合 物中首先添加1.5mL的1的1：1t-BuOH：H2O，随后添加固体抗坏血 酸钠(55.0mg，0.28mmol)，随后添加CuSO4·5H2O(36.0mg，0.14mmol)。 反应在室温下搅拌48小时。MALDI-TOF分析显示了少量三取代的产物 PETAZ的存在。因此，将另外的乙炔二羧酸二甲基酯(70.0mg)添加到 反应混合物中，反应搅拌一夜。旋转蒸发除去溶剂，残留物在高真空 下干燥一夜。将残留物再溶于DCM中，过滤除去留下的固体材料。旋 转蒸发除去挥发物，得到作为浅黄色油的所需产物(700.0mg；90％产 率)。它的谱如下：
MALDI-TOF：C41H56N12O24；计算1101.0，实测1101.6[M+H]+和1123.6 [M+Na]+amu.
下面的反应路线46示出了这一反应。
反应路线46
实施例43：胺的烷基化
[(C)＝PETGE；(IF1)＝OH；(EX1)＝乙基PIPZ；(BR1)原位＝甲 基丙烯酸酯；(TF)＝甲基酯；G＝1.5]
将丙烯酸甲酯(861.0mg，10.0mmol)(Acros)溶于1mL的MeOH 中并冷却到0℃。然后，将先前制得的四胺(489.0mg，0.56mmol)(由 实施例11制备)在4mL的MeOH中的溶液滴加进去。在添加之后，反 应升温至室温。然后混合物被加热到40℃保持48小时。除去溶剂， 得到作为浅黄色油的产物(820mg，89％产率)，该产物具有下列谱：
MALDI：计算1565；实测1566.67(M+H)，188.69(M+Na)amu.
反应路线47说明这一反应：
反应路线47
实施例44：从伯胺制备的吡咯烷酮衍生物
[(C)＝PETGE；(IF1)＝OH；(BR1)＝DETA；(EX1)＝吡咯烷酮； (TF)＝甲基酯；G＝1.5]
将DMI(1.0g，6.32mmol)(Acros)溶于2.5mL的MeOH中并冷 却到0℃。然后将八胺(由实施例27制备)在7mL的MeOH中的溶液 添加到先前的溶液中。在添加之后，反应升至室温，并搅拌24小时。 在除去溶剂后，测定MALDI-TOF和它的谱如下：
MALDI-TOF：计算1771；实测1804.246(M+Na)amu.
反应路线48说明这一反应：
反应路线48
实施例45：用保护的二亚乙基三胺得到的异氰脲酸酯
[(C)＝TEPC；(IF1)＝OH；(BR1)＝DIA；(EX1)＝吡咯烷酮； (TF)＝甲基酯；G＝1.5]
A.在室温下向1，7-双(甲基-异丙叉基(isopropylidine))二亚 乙基三胺(2.15g，9.0mmol)[由F.Laduron等人，Org.Process Res. & Develop.9，102-104(2005)的程序制备]在15mL的MeOH中的搅 拌的溶液中一次性添加TGIC(0.594g，2mmol)(Aldrich)。异氰脲 酸酯最初不可溶，但在50℃下加热约3小时之后溶解。继续加热2天。 TLC(1:2:2的己烷:乙酸乙酯:氯仿)显示异氰脲酸酯完全地消耗。 在旋转蒸发器上除去溶剂并在高真空下干燥，得到黄色液体。 MALDI-TOF质谱显示化合物3的质量，但不是化合物2和少数其它几 种化合物的质量。
B.将以上反应混合物溶于30mL的10:90水:异丙醇(％v/v) 混合物中并在50℃下加热1天。在旋转蒸发器上除去异丙醇和水， 残留物由Kugelrohr蒸馏得到黄色粘性液体(1.83g；1.21g理论收 率)。MALDI-TOF显示了化合物3的质量和它的谱如下：
MALDI-TOF：C24H54N12O6计算606；实测607(M+H)& 629(M+Na)amu.
C.经过10分钟的时间，将化合物3(606mg，1.0mmol；在实施 例45B中制备)在4mL的MeOH中的溶液滴加到在冰浴中的DMI(1.9g， 12.0mmol)的4℃冷溶液中。移走冰浴，并在室温下搅拌混合物。1 天后，MALDI-TOF质谱显示了在1364和1386amu处的质量。继续搅 拌2天。然后在旋转蒸发器上除去溶剂，粗反应混合物进行硅胶柱色 谱处理。最初，用1:2:2的己烷:乙酸乙酯:氯仿洗脱过量的DMI， 随后用5:1的DCM:CH3OH洗脱，得到作为吸湿性固体的六吡咯烷酮 表面树枝形大分子4，4具有下列谱：
1H NMR：(300MHz，CD3OD)：δ 2.52-2.60(m，18H)，2.66(d，J＝8.70Hz，6H)，2-73 (d，J＝4.80Hz，6H)，3.47-3.34(m，12H)，3.72(s，18H)，3.76-3.90(m，12H)，3.64-3.70(m， 12H)，4.00(五重峰，J＝3.30Hz，3H)；和
13CNMR：(75MHz，CD3OD)：δ33.90，35.85，40.53，40.58，47.02，49.79，51.79， 58.10，66.93，150.20，173.91，174.17；和
IR(纯)：λmax 3374，3052，2952，2842，2822，1735，1686，1495，1461，1363，1271， 1203，1072，1024，937，847，766，732，700cm-1；和
MALDI-TOF：C60H90N12O24计算1363；实测1364(M+H)& 1386(M+Na)amu.
反应路线49说明以上反应：
反应路线49
实施例46：四羟苯基乙烷缩水甘油醚(TPEGE)与三(羟甲基)氨基 甲烷(TRIS)的反应
[(C)＝TPEGE；(IF1)＝OH；(BR1)＝TRIS；(TF)＝OH；G＝1]
在机械搅拌下向100-mL圆底烧瓶中添加TPEGE(5.0g，80.0mmol， 32mmol环氧基)和20mL的二甘醇二甲醚。向该混合物中添加TRIS (8.0g，66.0mmol，2当量/环氧基)和20mL的MeOH。混合物在N2 气氛中在55℃下加热48小时。然后用旋转蒸发除去挥发物，并将粗 残留物溶于～1:1甲醇-水混合物中并通过在切向流动超滤设备中使 用3K再生纤维素膜在20psi(137.9kPa)的压力下提纯。滞留物用 合适体积的MeOH或水调节，以保持混合物均匀。获得总共850mL的 渗透液。滞留物由旋转蒸发浓缩，随后在高真空下干燥残留物，得到 所需产物(5.6g，88％产率)和它的谱如下：
13CNMR(125MHz，DMSO-d6)：δ 68.94，70.59，78.71，80.08，80.23，123.46， 138.48，146.60，165.82；和
MALDI-TOF MS：C54H82N4O20计算1107.2；实测1130[M+Na]+amu.
下面的反应路线50示出了这一反应。
反应路线50
实施例47：三羟苯基甲烷三缩水甘油醚(TPMTGE)与三(羟甲基)氨 基甲烷(TRIS)的反应
[(C)＝TPMTGE；(FF)＝H；(IF1)＝OH；(BR1)＝TRIS；(TF)＝OH； G＝1]
在机械搅拌下将TPMTGE，I-d(0.46g，1.0mmol)(Aldrich)和 30mL的MeOH加入到100-mL圆底烧瓶中。将TRIS(0.726g，6.0mmol) (Aldrich)一次性加入到以上反应混合物中。最初，这两种起始原料不 完全可溶，但在加热约10-15分钟之后溶解。在60℃下继续加热一夜。 TLC显示了在这一时间中起始缩水甘油醚的完全消耗。在旋转蒸发器 上除去溶剂，得到无色固体。在加热下将固体溶于60mL 3:1的氯仿: MeOH(％v/v)中。在冷却到室温之后，添加己烷使过量的TRIS沉淀， 通过布氏漏斗过滤除去该沉淀。滤液的蒸发得到羟基封端的(G＝1) 树枝形大分子，III-e(产率，0.815g，99％)。它的谱如下：
1H NMR(300MHz，DMSO-d6)：δ 1.28-1.171(t，J＝6.00Hz，3H)，1.48(bs，9H)， 2.47(s，3H)，3.77-3.84(m，6H)，4.22(m，18H)，4.98(bs，3H)，5.72(s，1H)，6.62-6.88(m， 8H)，6.92(m，4H)；和
13C NMR(75MHz，DMSO-d6)：δ 44.72，55.59，60.08，61.64，69.86，71.31，114.74，
114.87，128.02，130.48，137.17，157.51；和
MALDI-TOF：C40H61N3O15计算823；实测847[M+Na]+amu.
下面的反应路线51示出了这一反应。
反应路线51
实施例48：季戊四醇四缩水甘油醚(PETGE)与三(羟甲基)氨基甲 烷(TRIS)的反应
[(C)＝PETGE；(IF1)＝OH；(BR1)＝TRIS；(TF)＝OH；G＝1]
在250-mL圆底烧瓶中，在机械搅拌下将PETGE(3.16g，8.78mmol) 溶解在70mL的MeOH中。将溶液放置于60℃油浴中，并经由漏粉斗 添加TRIS(6.4Ig，52.8mmol，1.50当量/环氧基)(Fisher Scientific)。然后在该烧瓶上安装回流冷凝器，让其反应48小时。 反应由TLC(3:1 CH2Cl2:MeOH)监测和在该时间之后没有观察到 PETGE(Rf＝0.80)。混合物用120mL的氯仿稀释，然后在搅拌下缓慢 地添加300mL的己烷。形成白色沉淀物并让混合物静置16小时。溶 液经过布氏漏斗过滤，在烧瓶的底部得到澄清的、白色的糊料。该糊 料在真空下干燥得到6.98g的粗产物。将该产物再溶解在40mL的 MeOH和60mL的氯仿中，通过从300mL的己烷中结晶来分离剩余TRIS。 过滤混合物并在高真空下干燥剩余半固体24小时，得到5.35g产物 (72.0％产率，7.43g理论物质)。为了进一步提纯，将该物质装载到36” ×4”(91cm×10cm)LH-20 SephadexTM柱中。在收集575mL的空隙 体积之后，收集各12mL的MeOH的48个馏分并由TLC分析(7:3 MeOH: NH4OH)。回收2.29g(31％产率)的提纯产物。它的谱如下：
1H NMR(500MHz，D2O)：δ 2.644(1H，q，J＝4.88Hz)，2.76(1H，q，J＝3.625)，3.34 (2H，s)3.44(2H，d，J＝9.0Hz)，3.54(2H，q，J＝6.75Hz)，3.79(1H，s)，4.80(4H，s)；和
13C NMR(75MHz，D2O)：δ 45.43，46.91，49.85，61.01，62.69，71.14，75.43，79.42； 和
MALDI-TOF：C33H72N4O20计算845；实测867[M+Na]+amu.
下面的反应路线52示出了这一反应。
反应路线52
实施例49：四羟苯基乙烷缩水甘油醚与亚氨基二乙酸二乙酯 (DEIDA)的反应
[(C)＝TPEGE；(BF1)＝OH；(BR1)＝DEIDA；(TF)＝乙酯；G＝1.5]
在机械搅拌下向100-mL圆底烧瓶中添加TPEGE(5.0g，8.0mmol， 32mmol环氧基)和20g的二甘醇二甲醚。向该混合物中添加DEIDA (12.0g，63.4mmol，2当量/环氧基)和20mL的MeOH。混合物在 45℃下在N2气体的覆盖层中搅拌3.5天。在冷却到室温之后，挥发性 物质由旋转蒸发法除去而得到13.0g的粗物质，它通过使用含有3K 再生纤维素膜的切向流动超滤设备在20psi(137.9kPa)的压力下在 MeOH中提纯，得到1.2升的渗透液。该混合物的TLC(MeOH，Rf＝0.85) 显示了DEIDA的完全消耗。粗产物进一步通过溶解在15mL的丙酮中 并在大口径的柱中使用硅胶(150g，60埃，200-400目)和MeOH来进 行层析而得到提纯。总共1.5升的MeOH用于洗脱以除去杂质。提纯的 产物用丙酮洗脱，取100-mL馏分并由TLC监测产物和纯度。收集馏分 7-12并由旋转蒸发浓缩得到所需产物(2.81g，43％产率，基于商购起 始原料的60％纯度)。它的谱如下：
13C NMR(125MHz，CDCl3)：δ 14.19，29.28，30.90，31.73，50.09，51.81，53.83， 54.13，55.91，56.12，56.79，58.44，60.96，67.26，114.24，114.66，129.38，136.87，156.01， 166.71，169.34，169.78，171.86，172.28；和
MALDI-TOF MS：C71H99N4O24计算1378.6；实测1379[M]+amu.
下面的反应路线53示出了这一反应。
实施例50：三羟苯基甲烷三缩水甘油醚与亚氨基二乙酸二乙酯 (DEIDA)的反应
[(C)＝TPMTGE；(FF)＝H；(IF1)＝OH；(BR1)＝DEIDA；(TF)＝ 乙基酯；G＝1.5]
将TPMTGE，I-d(0.92g，2.0mmol)和30mL的MeOH加入到100-mL 圆底烧瓶中，随后将DEIDA(1.417g，7.5mmol)(Aldrich)在10mL 的MeOH中的溶液添加进去。该烧瓶装有搅拌棒和回流冷凝器并在60 ℃下加热36小时。在旋转蒸发器上在减压下除去溶剂，留下浅黄色液 体。该液体通过硅胶柱色谱法提纯(9’高度×1.5’宽度)(2.7m×0.45 m)。首先，用30％乙酸乙酯/己烷洗脱过量的DEIDA，随后用5％MeOH/ 氯仿洗脱该产物III-g(1.929g；93.91％产率)。它的谱如下：
1H NMR(300MHz，CDCl3)：δ 1.26(t，J＝6.90Hz，18H)，3.34-3.55(m，12H)，3.61 (s，3H)，3.65-3.79(m，6H)，3.88-4.04(m，9H)，4.13-4.22(m，13H)，6.71-6.35(m，6H)，6.89- 6.99(m，6H)；和
13C NMR(75MHz，CDCl3)：δ 14.44，48.91，50.09，50.26，50.36，51.05，52.11， 54.38，56.34，57.03，58.28，58.74，61.16，67.44，69.85，77.05，111.45，114.44，120.69， 127.79，130.21，130.40，130.48，130.55，157.30，169.61，172.18，172.59；和
MALDI-TOF：C52H73N3O15计算1027；实测1050[M+Na]+amu.
下面的反应路线54示出了这一反应。
实施例51：季戊四醇四缩水甘油醚与亚氨基二乙酸二乙酯(DEIDA) 的反应[(C)＝PETGE；(IF1)＝OH；(BR1)＝DEIDA；(TF)＝乙酯； G＝1.5]
经由加料漏斗，经过30分钟的时间，向DEIDA，2(5.67g，30mmol) (Aldrich)在35mL的EtOH(Aldrich)中的溶液滴加PETGE，1(1.8g， 5mmol，20mmol环氧基)在20mL的EtOH(Aldrich)中的溶液。该 烧瓶安装回流冷凝器、N2气体入口并放入60℃的预热油浴中。在加热 1天之后，MALDI-TOF MS分析显示了完美结构和三取代的产物的计算 质量。继续加热36小时并在旋转蒸发器上除去溶剂，得到浅棕色液体。 过量的DEIDA由Kugelrohr蒸馏设备在175℃下蒸馏出来以得到粘性 液体，它被确定为所需产物3(4.99g，89.4％)。它的谱如下：
1H NMR(300MHz，CD3OD)：δ 1.24-1.29(24H，t，J＝7.20Hz)，3.03-3.09(4H，dd， J＝3.60Hz)，2.78-2.85(4H，bt，J＝9.0Hz)，3.41(12H，s)，3.45(8H，s)，3.61(8H，d，J＝5.40 Hz)，4.14-4.21(16H，q，J＝6.60Hz)，4.61-4.67(4H，六重峰，J＝4.20Hz)；和
13C NMR(75MHz，CD3OD)：δ 13.41，13.45，45.89，49.79，53.65，55.77，56.21， 57.97，60.57，60.69，68.71，69.79，69.93，71.31，73.55，78.43，78.46，168.62，170.26， 172.30；和
IR(纯)：vmax 3457，2980，2934，2904，2868，1741，1675，1460，1378，1250，1198， 1163，1106，1065，1029，927，860，819，732cm-1；和
MALDI-TOF MS：C49H88N4O24计算1117.2；实测1117.7[M]+，1139.7[M+Na]+ amu.
下面的反应路线55示出了这一反应。
反应路线55
实施例52：三(2，3-环氧基丙基)异氰脲酸酯与双(烯丙基胺)的反 应
[(C)＝TGIC；(IF1)＝OH；(BR1)＝BAA；(TF)＝(＝CH2)；G＝1]
在50-mL圆底烧瓶中加入BAA(5.82g或7.37mL，60mmol) (Aldrich)和20mL的MeOH(Fisher Scientific)。然后在机械搅拌 下添加TGIC(2.97g，10mmol，30mmol环氧基)(Aldrich)。在烧瓶 上安装回流冷凝器，并将混合物加热一天。MALDI-TOF分析显示产物3 的计算质量。在旋转蒸发器上除去溶剂和过量BAA，在高真空下干燥 残留物，得到所需产物3，3为浅黄色、粘性液体(5.8g，98.6％)。它 的谱如下：
1H NMR(500MHz，CDCl3)：δ 2.47-2.53(6H，m)，3.06(6H，dd，J＝7.00 & 7.00Hz) 3.22(6H，dd，J＝6.00 & 6.00Hz)，3.84-3.87(3H，m)，3.99(4.00(3H，m)，4.05-4.10(3H，m)， 5.14-5.18(12H，m)，5.76-5.84(6H，m)；和
13C NMR(125MHz，CDCl3).δ 47.16，56.84，56.89，56.93，57.17，65.80，111.37， 135.13，149.88，149.91；和
IR(纯)：vmax 3421，3083，3006，2975，2924，2806，1695，1644，1460，1413，1357， 1311，1255，1157，1065，999，968，917，860，835，763cm-1；和
MALDI-TOF MS：C30H48N6O6计算588.7；实测589.4[M]+，611.4[M+Na]+ amu.
下面的反应路线56示出了这一反应。
反应路线56
实施例53：季戊四醇四缩水甘油醚与双(烯丙基胺)的反应
[(C)＝PETGE；(IF1)＝OH；(BR1)＝BAA；(TF)＝(＝CH2)；G＝1]
在机械搅拌下在250-mL圆底烧瓶中将BAA(4.68g，48.2mmol， 1.5当量/PETGE)(Aldrich)溶解在30mL的MeOH中。将已溶于10mL 的MeOH中的PETGE(2.87g，7.97mmol)经由60-mL加料漏斗经过20 分钟的时间添加进去。另外20mL的MeOH用于洗涤。反应用N2气体 吹洗和覆盖，然后继续搅拌48小时。在反应之后接着进行TLC(7:3 甲苯：丙酮，Rf＝0.12)和在PETGE(Rf＝0.60)消耗之后停止。借助 于旋转蒸发器除去MeOH，随后在110℃下进行Kuglrohr蒸馏45分钟 (在1.5小时)，这得到所需产物(5.44g，91.3％产率；5.96g理论收 率)。它的谱如下：
1H NMR(500MHz，CDCL3)：δ 2.46(1H，q，J＝5.25Hz)，2.2.55(1H，q，J＝4.5Hz)， 3.15(4H，d，J＝3.5Hz)，3.36(2H，q，J＝3.4Hz)；3.44(2H，q，6.0Hz)；3.85(1H，q，J＝4.5Hz)； 4.83(1H，s)；5.16(4H，m，J＝8.6Hz)；和5.88(2H，m，5.1Hz)；和
13C NMR(75MHz，CDCl3)：δ 46.90，51.34，58.52，69.25，71.24，75.435，118.45， 136.48；和
IR(纯)：vmax 3429，3075，3006，2976，2875，2812，1642，1450，1419，1329，1260， 1106，996，920，869cm-1；和
MALDI-TOF：C41H72N4O8计算749；实测771[M+Na]+amu.
下面的反应路线57示出了这一反应。
实施例54：三羟苯基甲烷三缩水甘油醚与二乙醇胺的反应
[(C)＝TPMTGE；(FF)＝H；(IF1)＝OH；(BR1)＝DEA；(TF)＝OH； G＝1]
将TPMTGE，I-d(0.92g，2.0mmol)和30mL的MeOH加入到100-mL 圆底烧瓶中，随后在机械搅拌下将DEA(0.785g，7.5mmol)在10mL 的MeOH中的溶液添加进去。该烧瓶装有回流冷凝器并在60℃下加热 一夜。反应的进程由TLC监测。然后在旋转蒸发器上在减压下除去溶 剂，得到透明液体。将残留物(1.746g)溶于10mL的MeOH中，随后 添加50mL的乙酸乙酯，偶然摇振。在添加乙酸乙酯的过程中观察到 无色沉淀物的形成。让烧瓶保持2小时，而油在烧瓶的底部分离。通 过滗析分离混合物，且该油用乙酸乙酯(2×1mL)洗涤。该油通过在高 真空下干燥而凝固并得到1.242g的固体形式的所需产物。溶液在旋转 蒸发器上浓缩，得到0.522g的无色透明液体，它是产物III-f和二 乙醇胺的混合物。它的谱如下：
1H NMR(300MHz，CD3OD)：δ 2.92-2.58(m，6H)，2.60-2.77(m，12H)，3.29-3.31 (五重峰，J＝1.50Hz，3H)，3.46-3.67(m，6H)，3.57-3.67(m，6H)，3.80-4.00(m，10H)，4.84 (s，6H)，6.02-6.86(m，6H)，6.90-6.97(m，4H)，7.08-7.20(m，2H)；和
13C NMR(75MHz，CD3OD)：δ 57.51，58.28，59.64，67.97，68.13，70.23，114.12， 130.10，137.27，157.52；和
MALDI-TOF：C40H61N3O12计算775；实测799[M+Na]+amu.
下面的反应路线58示出了这一反应。
实施例55：四羟苯基乙烷缩水甘油醚与保护的二(乙基氨基)胺的 反应
[(C)＝TPEGE；(IF1)＝OH；(BR1)＝DETA；(TF)＝伯NH2；G＝1]
向含有搅拌棒的100-mL圆底烧瓶中添加双(甲基异丁基亚氨基乙 基)胺(62mL的在MIBK中0.63M的溶液，10.0g，38mmol，2当量 /环氧基)和25mL的MeOH。向该混合物中添加已溶于25mL二甘醇 二甲醚中的TPEGE(5.0g，8.0mmol，32mmol环氧基)(Aldrich)。 这一均匀混合物在70℃下在N2气氛中加热3天。在旋转蒸发器上除去 挥发物，所得残留物通过使用Kugelrohr装置在180-220℃和高真空 下进行球管-球管蒸馏而得到9.0g残留物。这一物质的等分部分(830 mg)在SephadexTM LH-20柱上在MeOH中提纯，取各2mL的40个馏分。 TLC(在MeOH中10％ NH4OH)显示馏分1-20含有产物。这些馏分在旋 转蒸发器上收集和浓缩，得到481mg(62％产率)的产物。它的谱如下：
13C NMR：(125MHz，CD3OD)δ 40.08，58.36，58.87，69.20，71.40，79.57，115.14， 130.54，138.30，158.14；和
MALDI-TOF MS：C54H90N12O8计算1035.4；实测1036[M]+，1058[M+Na]+ amu.
下面的反应路线59示出了这一反应。
反应路线59
实施例56：从四羟苯基乙烷缩水甘油醚与双(甲基异丁基-亚氨基 乙基)胺得到的产物与衣康酸二甲酯的反应，生产具有生物相容性吡咯 烷酮表面的PEHAM树枝形大分子G＝1
[(C)＝TPEGE；(IF1)＝OH；(BR1)＝DETA；(EX1)＝DMI；(TF) ＝甲酯；G＝1.5]
在250-mL圆底烧瓶中在机械搅拌下将DMI(2.19g，13.86mmol， 1.24当量/胺)(Acros Organics)溶于10mL的MeOH中，并将溶液冷 却到4℃。然后将G＝1树枝形大分子F1(1.45g，1.40mmol；从 实施例55制备)溶于15mL的MeOH中，并经过30分钟滴加到搅拌的 溶液中。该加料漏斗用5mL的MeOH洗涤，然后升温至22℃保持一夜。 反应进程通过在TLC板上茚三酮染色来监测。在24小时之后伯胺完全 消耗后，将反应倾倒在两个渗析袋(24mm直径，5cm长度，1,000 Dalton Spectra/；Spectrum Laboratories)和置于1,000mL的MeOH中。 本体MeOH变化两次，每次在90分钟渗析之后。然后将产物转移到 500-mL圆底烧瓶中，由旋转蒸发除去溶剂，然后该残留物在高真空下 放置24小时而得到具有吡咯烷酮表面的G＝1树枝形大分子(1.80g， 2.8％产率，2.87g理论收率)。它的谱如下：
1H NMR(500MHz，CDCl3)：δ 2.63(1H，s)，2.76(1H，s)，3.22(2H，s)，3.42(2H，s)， 3.68(4H，d，J＝3.17)，3.85(2H，m)，6.61(1H，m)，6.96(1H，m)；和
13C NMR(75MHz，CDCl3)：δ 33.97，35.74，37.38，40.65，51.82，52.32，67.00， 70.01，114.03，128.47，129.18，133.55，136.39，156.43，172.73，173.35；和
FT-IR(纯)：vmax 3364，2952，1736，1687，1608，1509，1437，1323，1248，1207， 1178，1148，1021，937，836，751cm-1；和
MALDI-TOF：C102H136N12O32计算2044.3；实测2067[M+Na]+amu.
下面的反应路线60示出了这一反应。
反应路线60
实施例57：PEHAM树枝形大分子的制备和乙酰化，G＝1，Nc＝4， Nb＝2，羰基乙氧基表面
[(C)＝PETGE；(IF1)＝乙酰基；(EX1)＝PIPZ；(IF2)＝乙酰 基；(BR1)＝TMPTGE；(IF3)＝乙酰基；(EX2)＝EPC；(TF)＝羧酸 酯；G＝1.5]
A.PEHAM树枝形大分子的制备，G＝1，Nc＝4，Nb＝2，羰基乙 氧基表面
向含有搅拌棒的50-mL圆底烧瓶中添加TMPTGE(7.2g，23.8 mmol，6当量/NH)和30g的MeOH。在25℃下经过～5分钟向该混 合物滴加已溶于3g MeOH中的季戊四醇四(2-羟丙基-3-哌嗪)醚(690.0 mg，0.98mmol，3.9mmol NH)。这一混合物在25℃和N2气氛的保护 层中密封搅拌36小时。用TLC(MeOH，用茚三酮染色剂)分析该混合 物，对于未反应的PIPZ-NH基团的存在没有显示正性试验结果。通过 使用维持温度在25-26℃含有1K再生纤维素膜的切向流动超滤设备， 从该混合物脱除过量环氧化物，得到800mL的渗透液(～7次再循 环)。滞留物的TLC(MeOH)显示了过量环氧化物的完全脱除。通过旋 转蒸发和高真空干燥除去挥发物，得到所需产物(2.4g；93％产率)， 它具有下列谱：
13CNMR(125MHz，CD3OD)δ 8.08，14.98，23.95，44.61，54.58，62.53，62.69， 68.74，70.46，71.31，72.64，73.32，74.01，75.37，157.12.
下面的反应路线61示出了这一反应。
反应路线61
B.季戊四醇四(2-羟基-3-哌嗪-N-乙基羧酸酯)的乙酰化
向含有搅拌棒的25-mL圆底烧瓶中添加PEHAM树枝形大分子，G＝ 1，Nc＝4，Nb＝2，羰基乙氧基表面(500.0mg，0.155mmol，1.8mmol OH)(由实施例57A制备)，二甲基氨基吡啶(23.0mg，0.19mmol) (Acros)和15mL的DCM。向已冷却至4℃的该均匀溶液中添加500mg 的乙酸酐。这一混合物在25℃和N2气氛中密封搅拌24小时。该混合 物用25mL的DCM稀释和用饱和NaHCO3溶液洗涤(2×5mL)。有机层 用无水Na2SO4干燥，过滤和由旋转蒸发法除去挥发物，得到粗产物(260 mg)。这一物质通过使用3:1 DCM:MeOH(％v/v)进行硅胶柱色谱处理。 首先两个级分含有产物。除去挥发物得到提纯产物(570mg；95％产率)， 后者具有下列谱：
13C NMR(125MHz，CDCl3)：δ 7.71，14.69，21.25，22.96，39.39，43.46，43.75， 53.34，53.66，58.48，59.26，61.29，69.74，70.08，70.24，71.24，71.36，71.64，155.49，169.75， 170.41.
下面的反应路线62示出了这一反应。
反应路线62
实施例58：四羟苯基乙烷缩水甘油醚与三(2-氨基乙基)胺反应得 到用于DNA压缩和抗菌活性伯胺的表面
[(C)＝TPEGE；(IF1)＝OH；(BR1)＝TREN；(TF)＝伯NH2；G＝1]
在250-mL圆底烧瓶中将TREN(10.35g，77.23mmol，9.0当量) (Dow Chemical)溶解在20mL的MeOH和10mL的DME中。将TPEGE (EPON1031)(2.0g，1.93mmol)(EPON)溶解在25mL的DME和10mL 的MeOH中并转移到60-mL加料漏斗中。经过30分钟滴加TPEGE溶液。 在加料结束之后该漏斗用DME洗涤(2×7.5mL)并让反应在22℃下进 行48小时。TLC(7:3CH3OH:NH4OH)显示TPEGE的完全消耗(Rf＝0.55)。 分出该反应混合物的55.22g(49.7％)的等分部分，使用旋转蒸发器 进行蒸发浓缩，然后在210℃下由Kugelrohr蒸馏提纯1.5小时。该 蒸馏回收到4.49g的TREN和1.68g的粗产物。然后将产物溶解在8 g的MeOH中并加入到LH-20 SephadexTM尺寸排阻柱中。在空隙体积(575 mL)之后，收集50个13-mL级分。TLC(7:3 CH3OH:NH4OH)分析显示 产物在级分5-17中。这些级分被合并，由旋转蒸发器除去MeOH。剩 余产物在高真空下放置24小时(0.7g，20.0％产率，3.61g理论质量 平衡)。它的谱如下：
1H NMR(500MHz，CD3OD)：δ 2.54(4H，m)，3.811(2H，m)，4.81(2H，s)6.87 (2H，m)；和
13C NMR(75MHz，CD3OD)：δ 40.16，53.15，54.21，55.74，57.88，69.55，72.99， 115.15，130.53，158.06；和
MALDI-TOF：C62H110N16O8计算1207.64；实测1208[M]+amu.
下面的反应路线63示出了这一反应。
反应路线63
实施例59：季戊四醇四缩水甘油醚与三(2-氨基乙基)胺(TREN) 用于DNA压缩和抗菌活性的反应得到伯胺表面，
[(C)＝PETGE；(IF1)＝OH；(BR1)＝TREN；(TF)＝伯NH2；G＝1]
向含有搅拌棒的50-mL圆底烧瓶中添加三(2-氨基乙基)胺(16.0 g，109mmol，10当量/环氧基)和4mL的MeOH并冷却到～25℃。将 PETGE(1.0g，2.78mmol，11.1mmol环氧基)在2mL的MeOH中的 溶液滴加到该搅拌的混合物中。这一混合物在25℃和N2气氛中搅拌 24小时。由旋转蒸发法蒸镏除去挥发物得到粗残留物，它通过使用 Kugelrohr装置在200-230℃下在高真空下进行球管-球管蒸馏而得到 2.4g残留物。该物质的MALDI-TOF质谱显示了在967amu[M+Na]+的 质量处的所需4:1加合物的纯净谱以及在799amu[M+Na]+处的3:1 加合物的较小信号。TLC(在MeOH中50％ NH4OH)显示TREN的不存在。 13C NMR谱显示了纯净产物(2.4g，92％产率)的预期峰。它的谱如下：
13C NMR：(125MHz，CDCl3)δ 39.63，35.36，47.30，52.64，54.01，57.24，68.10， 70.33，74.64；和
MALDI-TOF MS：C42H101N16O8；计算944.3，实测967[M+Na]+amu.
下面的反应路线64示出了这一反应。
反应路线64
实施例60：四羟苯基乙烷缩水甘油醚与甲基异丁基保护的1-(2- 氨基乙基)哌嗪(PEA)的反应生产用于DNA压缩和抗菌活性(H1)的伯胺 表面，
[(C)＝TPEGE；(IF1)＝OH；(BR1)＝PEA；(TF)＝伯NH2；G＝1]
向含有搅拌棒的250-mL圆底烧瓶中添加作为在MIBK中的0.84M 溶液形式的PEA(50.0mL，42.0mmol，2.2当量/环氧基)和25mL的 MeOH。向该混合物中添加已溶于25g二甘醇二甲醚中的TPEGE(5.0 g，8.0mmol，32mmol环氧基)。该混合物在N2气氛中在70℃下加热 65小时。然后添加25mL的去离子水，并在55℃下加热混合物24小 时。由旋转蒸发器除去挥发物得到粗残留物，它通过使用Kugelrohr 装置在140-190℃在高真空下进行球管-球管蒸馏而得到8.58g残留 物。该物质的一部分(600mg)通过SephadexTM LH 20柱在MeOH中提 纯。级分1-9含有如TLC(在MeOH中30％ NH4OH)测定的纯产物，得到 250mg的质量(70％产率，基于起始原料的60％纯度)。它的谱如下：
13C NMR：(125MHz，CDCl3)δ 38.59，60.83，53.19，60.64，65.63，70.27，114.14， 129.25，136.46，156.56；和
MALDI-TOF MS：C62H98N12O8；计算1139.5，实测1140[M+H]+amu.
下面的反应路线65示出了这一反应。
反应路线65
实施例61：从季戊四醇四缩水甘油醚与亚氨基二乙酸二乙酯反应 得到的产物与1(2-氨基乙基)哌嗪(PEA)的反应，生产用于DNA压缩 和抗菌活性的仲胺表面，
[(C)＝PETGE；(IF1)＝OH；(EX1)＝PEA；(TF)＝仲NH；G＝1.5]
向100-mL圆底烧瓶中加入AEP(2.06g，16.0mmol)(Acros Organics)并溶于20mL的EtOH(Aldrich)。然后在机械搅拌下在室 温下，将酯C5(2.23g，2.0mmol，16mmol酯；从实施例51制备) 在20mL的EtOH中的溶液添加进去。在该烧瓶上安装回流冷凝器并在 70-75℃下加热。1天后，MALDI-TOF MS分析显示了所需产物和很少的 副产物的预期质量。反应的进程由IR监测，显示在1660cm-1处的酰 胺振动(C＝O)比在1742cm-1的酯振动(C＝O)更强烈。继续加热36小 时并将所得反应混合物冷却至室温。混合物用MeOH稀释而得到5％溶 液并用1K尺寸排阻膜在20-22psi(约137.9kPa)的压力下进行超滤。 在收集480mL渗透液后，从超滤中提取该滞留物，由旋转蒸发除去溶 剂。残留浅棕色固体物在高真空下干燥，得到所需的PEHAM树枝形大 分子(G＝1)5(3.53g，99％产率)。它的谱如下：
1H NMR(300MHz，CD3OD)：δ 2.48-2.51(64H，t，J＝3.90Hz)，2.83-2.85(32H，t， J＝2.70Hz)，3.30-3.37(24H，m)，3.38(32H，bs)，3.78-3.81(4H，m)；和
13C NMR(75MHz，CD3OD)：δ 35.76，45.02，45.81，53.66，57.73，59.49，59.76， 68.12，70.20，74.22，172.38；和
IR(纯)：vmax 3288，3078，2939，2817，1654，1536，1454，1444，1352，1321，1301， 1265，1132，1029，999，912，845，758，666cm-1；和
MALDI-TOF MS：C81H160N28O16；计算1782.3；实测1803.9[M+Na]+amu.
下面的反应路线66示出了这一反应。
反应路线66
实施例62：季戊四醇四缩水甘油醚与二苄基胺(DBA)的反应，生 产疏水性、惰性表面
[(C)＝PETGE；(IF1)＝OH；(EX1)＝DBA；(TF)＝苄基；G＝1]
在250-mL圆底烧瓶中在机械搅拌下将DBA(7.23g，36.6mmol， 1.3当量/环氧基)(Aldrich)溶解在25mL的MeOH中。将PETGE(2.52 g，7.0mmol)溶解在5mL的MeOH中，并在搅拌和N2气氛中在22℃下 滴加到反应混合物中。反应由TLC监测(2:1 己烷:乙酸乙酯)，最 初得到两个斑点，分别在Rf＝0.15(DBA)和Rf＝0.26(产物)。在 24小时后，该烧瓶安装回流冷凝器，将混合物置于45℃油浴中以促使 反应完全。在另外24小时后，由旋转蒸发除去MeOH，将剩余物质(9.52 g)溶解在50mL的DCM中，随后用75mL 1.5％碳酸钾洗涤三次。在硫 酸钠上干燥该有机层，由旋转蒸发除去DCM得到所需产物，它为黄色、 澄清的粘性液体(7.99g，99.0％产率，8.07g理论质量)。它的谱如 下：
1H NMR(500MHz，CDCl3)：δ 2.46(1H，q，J＝5.25Hz)，3.27(1H，q，J＝2.75Hz)， 3.56(1H，d，J＝6.75Hz)，3.74(1H，d，J＝7.0Hz)；3.865(2H，s)；7.35(12H，m，J＝5.8Hz)；和
13C NMR(75MHz，CDCl3)：δ 45.32，53.03，58.59，67.03，70.32，73.90，126.88， 128.09，128.27，128.32，128.90，138.79，140.14；和
MALDI-TOF：C73H88O8；计算1149，实测1172[M+Na]+amu.
下面的反应路线67示出了这一反应。
反应路线67
实施例63：季戊四醇四缩水甘油醚与(2-羟乙基)乙二胺(AEEA)的 反应产生混合伯胺和羟基表面
[(C)＝PETGE；(IF1)＝OH；(BR1)＝AEEA；(TF)＝伯NH2和OH； G＝1]
在100-mL烘干的圆底烧瓶中安装搅拌棒，用N2气体吹洗，并用 隔膜密封。经由注射器向烧瓶中添加MIBK-保护的AEEA(30.1mL， 56.0mmol，在MIBK中的1.86M溶液，2当量/环氧基)，随后添加20 mL无水MeOH。在室温下将PETGE(2.52g，7.0mmol，28mmol环 氧基)在10mL无水MeOH中的溶液添加到反应混合物中。搅拌30分钟 后，在烧瓶上安装回流冷凝器，并放置在油浴中并在50℃在N2气氛中 加热24小时。反应的进程由MALDI-TOF质谱监测。溶剂由旋转蒸发 除去和添加40mL的2-丙醇和4mL的水。然后混合物在55℃下加热 一夜。由旋转蒸发除去溶剂，所形成的反应混合物在170-195℃下进 行Kugelrohr蒸馏得到浅棕色粘性液体(6.85g，5.43g理论)。1H和 13C NMR谱显示了保护基团的不完全除去。因此将反应混合物再溶解 在40mL的MeOH和4mL的水中并在55℃下加热3天。按前面的方法 除去溶剂并在170-195℃下进行Kugelrohr蒸馏而得到浅棕色粘性液 体，它具有化合物4的预期分析数据(5.58g，5.43g理论)。它的谱 如下：
1H NMR(300MHz，CD3OD)：δ 2.46-2.62(12H，m)，2.64-2.81(12H，m)，3.36- 3.41(8H，d，J＝4.50Hz)，3.46(8H，s)，3.53-3.66(8H，m)，3.81(4H，bs)；和
13CNMR(75MHz，CD3OD)：δ 39.04，45.80，57.40，57.50，58.45，59.66，68.48， 70.19，73.99；和
IR(纯)：vmax 3354，2945，2863，1572，1552，1541，1454，1367，1306，1101，876， 825，773cm-1；和
MALDI-TOF MS：C33H78N8O12；计算777.0，实测777.7[M]+，799.6[M+Na]+ amu.
下面的反应路线68示出了这一反应。
反应路线68
实施例64：季戊四醇四缩水甘油醚与2-甲基-2-咪唑啉(MIA)反应 产生弱碱性表面
[(C)＝PETGE；(IF1)＝OH；(EX1)＝MIA；(TF)＝咪唑啉；G＝1]
向50-mL烘干的圆底烧瓶中加入MIA(2.69g，32.0mmol) (Aldrich)和6mL的无水MeOH(Aldrich)。向其中添加由PETGE溶于 1mL的MeOH中所得到的溶液，混合物在室温下搅拌3天。反应混合 物使用MeOH稀释成2.5-5％(w/w)溶液并使用1K尺寸排阻过滤膜在 20-22psi(约137.9kPa)的压力下进行超滤。在收集1升的渗透液 后，该滞留物从超滤中排放，用MeOH洗涤(3×50mL)该超滤。由旋 转蒸发从滞留物中除去溶剂得到粘性液体，它进一步在高真空下干燥， 得到浅白色的固体(0.61g，87.64％产率)。该样品的13C NMR谱显示 它具有低于<5％的三个分支副产物。它的谱如下：
1H NMR(300MHz，CD3OD)：δ 1.90(12H，s)，3.23(8H，s)，3.41-3.42(8H，d，4.50 Hz)，3.30-3.62(16H，m)，3.57-3.60(8H，d，J＝9.30Hz)，3.86(4H，m)；和
13C NMR(75MHz，CD3OD)：δ 45.73，48.90，49.54，50.40，50.59，68.36，70.20， 73.29，165.87；和
IR(纯)：vmax 3308，2924，2868，1608，1490，1429，1372，1265，1178，1101，1014， 983，942cm-1；和
MALDI-TOF MS：C33H60N8O8；计算696.9，实测697.6[M]+amu.
下面的反应路线69示出了这一反应。
实施例65：使用吗啉开环：备选的仲胺
[(C)＝TMPTGE；(FF)＝Et；(IF1)＝OH；(EX1)＝吗啉；(TF)＝环 醚；G＝1]
在室温下向1.044g吗啉II-d(12mmol)在8mL的无水MeOH中 的搅拌的溶液一次性添加已溶于2mL干燥MeOH中的0.604g的TMPTGE I(2mmol)。反应的进程由TLC监测。搅拌3小时后，TLC显示TMPTGE 的完全消耗。在室温下继续搅拌一夜。在旋转蒸发器上在减压下除去 溶剂，并在高真空下干燥除去过量吗啉，得到无色透明液体。粗反应 混合物利用硅胶柱色谱处理(8.5”高度×1.25”宽度)(21.25cm×3.18 cm)，通过增大在氯仿中甲醇的量(在CHCl3中5-10％MeOH)来提纯。IIId +IVd的产率为25％和产量800mg，它还含有产物IIId和IVd，以及 一些未鉴定的物质(71％产率)。总产率是96％。IIId+IVd(两种化合 物的混合物)＝221mgIII-d(纯级分)＝66mg。
IIId的谱是：
1H NMR(500MHz，CDCl3)：δ 0.81(t，J＝7.50Hz，3H)，1.36(q，J＝7.50Hz，2H)， 2.32-2.43(m，12H)，2.52-2.59(五重峰，J＝4.50Hz，6H)，3.28-3.47(m，12H)，3.52(s， 3H，OH)，3.64-3.71(m，12H)，3.87(五重峰，J＝4.50Hz，3H)；和
13C NMR(125MHz，CDCl3)：δ 7.91，23.39，43.61，54.10，61.54，66.41，67.09， 72.22，74.02；和
MALDI-TOF：计算C27H53N3O9 563，实测587(M+Na)amu.
IV-d的谱是：
MALDI-TOF：计算C23H44N2O8 476，实测500(M+Na)amu
(级分-II)。
反应路线70说明这一反应：
反应路线70
实施例66：4，4’-亚甲基双(N，N’-二缩水甘油基苯胺)(MBDGA) 与三(羟甲基)甲基胺(TRIS)的反应
[(C)＝MBDGA；(IF1)＝OH；(BR1)＝TRIS；(Z1)＝OH；(Z2)＝ 环氧基；G＝1]
四缩水甘油基苯胺，I-b(0.422g，1mmol)称量加入到50mL单 颈圆底烧瓶中并添加15mL的MeOH和5mL的DCM。将TRIS(0.121 g，1mmol)添加到以上反应混合物中。该烧瓶装有回流冷凝器并在40 ℃下加热3天。在旋转蒸发器上蒸发溶剂得到无色蜡状固体，该固体 进一步在高真空下干燥。通过使用加热枪在热条件下，将整个反应混 合物溶于溶剂混合物(CHCl3+CH3OH；50mL，3:1)中。该烧瓶升温 至室温并添加30mL的己烷。在添加己烷时观察到沉淀物的形成。3 小时后，固体经由布氏漏斗滤出，在旋转蒸发器上蒸发溶剂得到粘性 液体，它进行硅胶柱色谱处理。首先，用40％乙酸乙酯/己烷洗脱痕量 的四缩水甘油基苯胺，随后用5％MeOH/CHCl3洗脱化合物-III。纯 级分(由TLC测定)进行蒸发，得到37mg的吸湿性固体。分析数据， MALDI-TOF，1H和13C NMR显示它是化合物-III。这一反应也用2当 量的TRIS/环氧基在MeOH和DCM的混合物中研究，并以良好的产率得 到化合物-III。该反应没有在DME中进行，和，与2当量的在MeOH 中的TRIS在60℃下反应一夜得到双-和三-加成产物。与2当量的 TRIS在60℃下反应3天得到具有痕量的四加成产物的双-和三-加成产 物。III-e的谱如下：
1H NMR(500MHz，CDCl3)：δ 2.50(q，J＝2.40Hz，2H)，2.70(q，J＝4.50Hz，2H)， 2.82(bs，1H)，3.07(s，4H)，3.24-3.37(m，7H)，3.58-3.66(m，9H)，3.95(s，2H)，4.59(s，6H)， 6.65(d，J＝8.40Hz，4H)，6.98(d，J＝8.10Hz，4H)；和
13C NMR(125MHz，CDCl3)：δ 39.98，45.58，45.71，50.92，51.03，53.35，55.08， 57.84，63.40，71.03，112.85，112.93，129.84，131.02，146.76，148.08；和
MALDI-TOF：计算C29H41N3O7，543；实测567(M+Na)amu.
反应路线71说明这一反应：
反应路线71
实施例67：杂缩水甘油醚与N-哌嗪羧酸乙基酯的反应
[(C)＝DGGA；(IF1)＝OH；(EX1)＝PIPZ；(TF1)＝仲NH；G＝1.5]
用0.33当量的EPC(Aldrich)/环氧基在室温下研究DGGA1 (Aldrich)的反应。1天后，MALDI-TOF质谱显示作为主要产物的单加 成产物2的峰，连同一些量的双-加成产物2a(从1H NMR测定的比例 是11:1)。用1.1当量的EPC/环氧基在室温下的研究表明：全部三个 环氧基发出反应以优异的产率得到产物3(92％)。化合物3的碱水解 以89％分离产率得到化合物4。
A.向DGGA1(1.38g，5mmol)在5mL的MeOH中的搅拌的溶液 中添加EPC(0.79g，5mmol)在5mL的MeOH中的溶液，并在室温下 搅拌1天。然而，该产物由硅胶柱色谱分离得到开环产物2，2具有 下列谱：
MALDI-TOF：C22H33N3O6计算435，实测436(M+H)和458(M+Na)amu.
B.向DGGA1(2.77g，10mmol)在15mL的MeOH中的搅拌的溶 液添加EPC(5.21g，33mmol)的溶液并在室温下搅拌2天。起始原 料完全消耗。在旋转蒸发器上在减压下除去溶剂。通过Kugelrohr蒸 馏除去过量EPC，得到纯化合物3(6.91g，92％产率)，3具有下列谱：
MALDI-TOF：C36H61N7O10计算值751，实测值774(M+Na)amu。
C.在圆底烧瓶(250mL，单颈)中加入化合物3(6.91g，9.2mmol) 并溶于42mL的MeOH。将KOH水溶液(45％)(20.73g的90％ KOH溶 于42mL的水)在室温下经过5分钟添加到上述搅拌的溶液中。在烧瓶 上安装回流冷凝器并放入到预热的油浴(85-90℃)中且加热一夜。反应 的进程由TLC监测。在旋转蒸发器上除去甲醇并用DCM(3×50mL)萃 取水层。合并的萃取液在Na2SO4上干燥，经由赛力特硅藻土过滤，并 在旋转蒸发器上浓缩，然后在高真空下干燥，这得到浅黄色的具有哌 嗪表面的树枝形大分子4，4为固体(4.86g，89％产率)，后者具有下 列谱：
MALDI-TOF：C27H49N7O4计算535，实测536(M+H)，558(M+Na)amu.
反应路线72说明这一反应：
反应路线72
下列实施例说明G＝2，2.5和3PEHAM树枝形大分子。
实施例68：三官能化的丙烯酸酯支化单元TMPTA加成到实施例20 的哌嗪树枝形大分子上：聚(酯胺)树枝形大分子，G＝1
[(C)＝TMPTA；(FF)＝Et；(EX1)＝PIPZ；(BR1)＝TMPTA；(EX2) ＝PIPZ；(BR2)＝TMPTA；(TF)＝丙烯酸酯；G＝2]
向装有用铝箔包裹的搅拌棒的50-mL圆底烧瓶中添加TMPTA (3.64g，12.3mmol，4当量/NH)(Aldrich)和8mL的MeOH。经 过约5分钟，将聚(酯胺)树枝形大分子，G＝1，TMPTA核，PIPZ表面 (1.0g，0.51mmol，3.1mmol NH)(由实施例20制备)在6mL的MeOH 中的溶液添加到上述搅拌的混合物中。这一混合物在25℃下搅拌24 小时。该混合物用己烷(3×30mL)萃取。该甲醇层经过10分钟添加 到PIPZ(3.0g，34.8mmol，约6当量/丙烯酸酯)在10g的MeOH中 的混合物，冷却到4℃。所得混合物在25℃下搅拌约2小时。这一混 合物用MeOH稀释到约5％w/w固体并在甲醇中使用1K再生纤维素膜渗 析36小时，渗析液有5次变化。从滞留物中除去挥发物，得到所需产 物(900mg；47％产率)。该物质的TLC(在MeOH中10％ NH4OH)仅仅显 示一个斑点；和它的谱如下：
1H NMR(500MHz，CDCl3)：δ 0.82-0.94(m，30H)，1.34(q，2H)，1.38(q，6H)，1.49 (bq，12H)，2.42(m，84H)，2.51(t，J＝7Hz，60H)，2.65(t，J＝7Hz，60H)，2.86(bs，84H)，4.05 (bs，60H)；和
13C NMR(125MHz，CDCl3)：δ 7.36，7.44，22.40，22.71，31.97，32.11，32.18， 32.30，32.38，40.81，40.87，40.92，45.73，45.84，52.63，52.70，52.74，53.40，54.05，54.10， 63.50，64.06，64.47，171.88，171.95，172.03.
实施例69：三官能化的环氧化物TMPTGE加成到G＝1，PIPZ封 端的PEHAM树枝形大分子上，随后用哌嗪封端得到PEHAM树枝形大分 子，G＝2
[(C)＝TMPTGE；(FF)＝Et；(IF1)＝OH；(EX1)＝PIPZ；(IF2)＝ OH；(BR1)＝TMPTGE；(IF3)＝OH；(EX2)＝PIPZ；(IF4)＝OH；(BR2) ＝TMPTGE；(IF5)＝OH；(EX3)＝PIPZ；(TF)＝仲NH；G＝2.5]
向装有搅拌棒的25-mL圆底烧瓶中添加TMPTGE(2.3g，7.6mmol， 10当量/NH)和12g的MeOH。经过5分钟向该搅拌的混合物(冷却到 4℃)中添加已溶于3g MeOH中的PEHAM树枝形大分子，G＝1，PIPZ 封端(250mg，0.126mmol，0.75mmol NH)(由实施例22制备)。这 一混合物在密封的容器中在N2气氛中和在25℃下搅拌24小时。将该 混合物经过10分钟添加到PIPZ(10.0g，116.0mmol，5当量/环氧 基)在30g的MeOH中的混合物中。这一混合物在25℃下搅拌18小 时。通过旋转蒸发器除去该混合物的挥发物，得到白色固体。在高真 空和140℃下使用球管-球管Kugelrohr蒸馏1小时来除去PIPZ，得到 澄清的、无色粘性的物质(6.0g)。将该物质溶于100g的MeOH中并 在1K再生纤维素膜上在4L的MeOH中经过24小时进行渗析，渗析液 具有2次变化，得到产物(1.4g)。TLC(在MeOH中NH4OH)显示存在一 些较低分子量物质。在相同条件下再渗析24小时得到提纯产物(360 mg；59％产率)。TLC显示不存在较低分子量杂质。它的谱如下：
1HNMR(500MHz，CD3OD)：δ 0.86(t，J＝7.0Hz，12H)，1.41(q，J＝7.0Hz，8H)， 2.32-2.45(m，H)，2.5(bs，H)，2.60(bs，H)，2.84(t，J＝7.0Hz，H)，3.33-3.35(bs，H)，3.64(bs， H)，3.37(bs，H)，3.89(m，H)；和
13C NMR(125MHz，CD3OD)：δ 8.04，8.07，23.91，44.59，46.21，54.61，55.49， 62.66，63.28，68.49，68.67，72.68，75.43.
实施例70：四官能化环氧化物支化单元试剂加成到哌嗪官能化的 聚(氨基醇醚)树枝形大分子上
[(C)＝PETGE；(IF1)＝OH；(EX1)＝PIPZ；(IF2)＝OH；(BR1) ＝PETGE；(IF3)＝OH；(EX2)＝P1PZ；(IF4)＝OH；(BR2)＝PETGE； (IF5)＝OH；(EX3)＝PIPZ；(TF)＝仲NH；G＝2.5]
向含有搅拌棒的25mL圆底烧瓶中添加2.8g的PETGE(7.8mmol， 10当量/NH)(由实施例3制备)和8g的MeOH。经过约5分钟，将 200mg的聚(氨基醇醚)树枝形大分子，季戊四醇核，G＝1，哌嗪表 面(6.3×10-5mol，7.6×10-4mol NH)(由实施例25制备)在3g的 MeOH中的溶液添加到这一搅拌的混合物中。这一混合物在25℃和N2 气氛中搅拌24小时。在25℃下将该混合物经过约5分钟滴加到由40g 的哌嗪(464mmol，15当量/环氧基)溶于80mL MeOH中所得到的搅拌 的混合物中。混合物搅拌24小时。在旋转蒸发器上除去混合物的挥发 物，得到白色固体残留物。使用球管-球管蒸馏装置在高真空和140℃ 下经过1小时从粗残留物中除去哌嗪，直至釜残留物是澄清的粘性物 质为止。将称量5.65g的该粗残留物溶于20g的MeOH中并添加到在 MeOH中的SephadexTM LH-20柱中。取500mL和3×25mL的空隙体积 级分。根据TLC(在MeOH中30％ NH4OH)观察，在最后两个空隙体积级 分中观察到产物，但没有可见的低分子物质存在。在空隙体积之后， 取得各15mL的总共49个级分。在级分1-7中观察到纯产物，与两 个空隙体积相结合并抽提挥发物得到390mg的产物。低分子量物质与 级分8-21中的产物混合。这些被合并，抽提挥发物，在1K再生纤维 素膜中进行渗析，渗析液具有3次变化(各2L)。滞留物被抽取挥发物， 得到200mg的产物。级分22-49不包含产物和仅仅含有较低分子量物 质。这些级分被抽提挥发物得到4.5g。产物的总重量变成590mg(88％ 产率)。该产物在有0.1％ SDS的15％均匀凝胶上的PAGE显示了与从 PAMAM树枝形大分子梯形G＝2-6得到的G＝4，EDA核，TRIS PAMAM 树枝形大分子(MW＝18000)(Dendritic Nanotechnologies，Inc)和 G＝1的二聚物对应的谱带。观察到另一个谱带，它在凝胶中迁移到 与梯形上的G＝5和6之间的中心对应的斑点。这一谱带可能是G＝2 的二聚物。在没有迁移的泳道(lane)的顶部观察到更多物质。它的谱 如下：
13CNMR(125MHz，CDCl3)：δ 46.28，46.98，54.69，55.58，62.66，63.28，68.52， 68.72，71.32，75.30，75.61.
实施例71：四官能化环氧化物支化单元试剂加成到有哌嗪封端的 哌嗪官能化G＝2，聚(氨基醇醚)树枝形大分子，G＝3
[(C)＝PETGE；(IF1)＝OH；(EX1)＝PIPZ；(IF2)＝OH；(BR1) ＝PETGE；(IF3)＝OH；(EX2)＝PIPZ；(IF4)＝OH；(BR2)＝PETGE； (IF5)＝OH；(EX3)＝PIPZ；(IF6)＝OH；(BR3)＝PETGE；(IF7)＝ OH；(EX4)＝PIPZ；(TF)＝仲NH；G＝3.5]
向含有搅拌棒的50-mL圆底烧瓶中添加已溶于15mL MeOH中的 5.2g的PETGE(由实施例C制备)。经过约5分钟向这一搅拌的混合 物中滴加已溶于3g的MeOH中的200mg聚(氨基醇醚)树枝形大分子， G＝2，哌嗪表面(1.88×10-5mol，6.7×10-4mol NH)(由实施例70 制备)。这一混合物在25℃下和N2气氛中搅拌24小时。在25℃下经 过约10分钟将所得混合物滴加到73g的哌嗪(847mmol，15当量/环 氧基)在140mL的MeOH中的混合物中。24小时后，使用旋转蒸发器 除去甲醇得到白色固体残留物。在高真空和140℃下使用球管-球管蒸 馏装置除去哌嗪达1小时或直至釜残留物是澄清的和粘性的为止。该 物质的重量变成10.2g。将该物质溶于30g的MeOH中并添加到在MeOH 中的SephadexTM LH-20柱中。在空隙体积之后，如根据TLC(在MeOH 中30％ NH4OH)测定，发现首先9个级分含有未被较低分子量物质污染 的产物。这些所收集的级分被抽提挥发物，得到820mg(80％产率)的 产物。级分10-22含有被较低分子量物质污染的产物。它的谱如下：
13C NMR(125MHz，CDCl3)：δ 46.29，46.89，47.00，54.70，55.59，62.67，63.29， 68.53，68.73，70.41，71.34，74.06，75.45，75.62.
实施例72：四官能化环氧化物支化单元试剂加成到哌嗪官能化G＝ 1，有哌嗪封端：聚(氨基醇醚)树枝形大分子，G＝2[用渗析除去过 量环氧化物]
[(C)＝PETGE；(IF1)＝OH；(EX1)＝PIPZ；(IF2)＝OH；(BR1) ＝PETGE；(IF3)＝OH；(EX2)＝PIPZ；(IF4)＝OH；(BR2)＝PETGE； (IF5)＝OH；(EX3)＝PIPZ；(IF6)＝OH；(BR3)＝PETGE；(IF7)＝ OH；(EX4)＝PIPZ；(TF)＝仲NH；G＝2.5]
向含有搅拌棒的50mL圆底烧瓶中添加5.7g的PETGE(15.8 mmol，16当量/NH)(由实施例C制备)和20g的MeOH。经过5分 钟向该搅拌的混合物中滴加已溶于5g MeOH中的260mg的聚(氨基醇 醚)树枝形大分子，G＝1，哌嗪表面(8.2×10-5mol，9.8×10-4mmol NH)(由实施例25制备)。这一混合物在25℃下搅拌24小时。该混 合物用MeOH稀释到约100mL得到5％固体溶液，将该溶液置于1K再 生纤维素膜上并在2L MeOH中渗析24小时，渗析液发生两次变化。将 该滞留物混合物添加到已溶于140g MeOH中的75g的PIPZ(848mmol， 341当量/环氧基)。所得混合物在室温下搅拌18小时。由旋转蒸发 器除去挥发物，得到白色固体。在高真空和140℃下用球管-球管蒸馏 1小时除去PIPZ，得到不非常易溶于MeOH中的不透明粘性物质。将混 合物在MeOH中搅拌16小时，随后过滤并从滤液中蒸发挥发物，得到 360mg(理论1.2g)的所需物质。
实施例73：四官能化环氧化物支化单元试剂加成到有哌嗪封端的 哌嗪官能化G＝1：聚(氨基醇醚)树枝形大分子，G＝2，(C)＝季戊 四醇，(TF)＝哌嗪[淬灭]
[(C)＝PETGE；(IF1)＝OH；(EX1)＝PIPZ；(IF2)＝OH；(BR1) ＝PETGE；(IF3)＝OH；(EX2)＝PIPZ；(IF4)＝OH；(BR2)＝PETGE； (IF5)＝OH；(EX1)＝PIPZ；(IF6)＝OH；(BR3)＝PETGE；(IF7)＝ OH；(EX4)＝PIPZ；(TF)＝仲NH；G＝2.5]
向含有搅拌棒的50-mL圆底烧瓶中添加4.9g的PETGE(13.6 mmol，10当量/环氧基)(由实施例C制备)和20g的MeOH。经过约 5分钟，将360mg的聚(氨基醇醚)树枝形大分子，G＝1，哌嗪表面 (1.13×10-4mol，1.36mmol NH)(由实施例25制备)在3g的MeOH 中的溶液添加到这一快速搅拌的混合物中。这一混合物在N2气氛中密 封并在25℃搅拌6小时。经过约10分钟，将该混合物添加到已溶于 250g MeOH中的250g的哌嗪(2.9mol，50当量/环氧基)中。这一 混合物在25℃和N2气氛中搅拌18小时。由旋转蒸发器除去挥发物， 得到白色固体。在140℃和高真空下使用球管-球管蒸馏装置除去哌 嗪，得到10g的澄清的粘性物质。将该物质溶于30g的MeOH中并在 MeOH中的SephadexTM LH-20柱上提纯。根据TLC(在MeOH中30％ NH4OH) 测定发现级分1-9含有纯产物和级分10-19是产物和低分子量物质的 混合物。所收集的级分1-9用旋转蒸发器在高真空下抽提挥发物，得 到950mg(80％产率)的澄清粘性物质。所收集的级分10-19被抽提挥 发物得到1.6g。该物质通过使用1K再生纤维素膜在甲醇中进行渗析， 直至除去低分子量物质得到150mg的纯产物为止。
实施例74：四官能化环氧化物支化单元试剂加成到有哌嗪封端的 哌嗪官能化G＝1，聚(氨基醇醚)树枝形大分子，G＝2[超滤除去过 量环氧化物]
[(C)＝PETGE；(IF1)＝OH；(EX1)＝PIPZ；(IF2)＝OH；(BR1) ＝PETGE；(IF3)＝OH；(EX2)＝PIPZ；(IF4)＝OH；(BR2)＝PETGE； (IF5)＝OH；(EX3)＝PIPZ；(IF6)＝OH；(BR3)＝PETGE；(IF7)＝ OH；(EX4)＝PIPZ；(TF)＝仲NH；G＝2.5]
向含有搅拌棒的50-mL圆底烧瓶中添加4.2g的PETGE(11.6 mmol，16当量/NH)(由实施例C制备)和15g的MeOH。经过约5分 钟，将200mg的聚(氨基醇醚)树枝形大分子，季戊四醇核，G＝1， 哌嗪表面(6.29×10-5mol，7.55×10-4mol NH)(由实施例25制备) 在3g的MeOH中的溶液滴加到这一均匀混合物中。这一混合物在25 ℃下搅拌4小时。该混合物用100mL的MeOH稀释得到5％w/w溶液， 然后在温度稳定于35℃的情况下在不锈钢切向流动超滤装置中在 MeOH中在20psi(137.9kPa)下进行超滤。渗透液收集2.75小时， 对于1.4再循环达到225mL体积。该混合物然后经过10分钟滴加到 已溶于140g MeOH中的75g的哌嗪(871mmol)。这一混合物在25 ℃下搅拌18小时。在旋转蒸发器上除去挥发物，得到白色固体残留物。 在140℃和高真空下用球管-球管蒸馏1小时除去哌嗪，得到6g的澄 清的粘性残留物。残留物不是澄清的粘性液体，但是多孔性固体，它 在几分钟的搅拌之后不溶于MeOH。这一混合物在100mL的MeOH中 在25℃下搅拌20小时。澄清液体被滗析掉，蒸发除去挥发物得到360 mg。该物质通过使用SephadexTM LH-20在MeOH中提纯，用TLC(在MeOH 中30％ NH4OH)监测各8mL的级分。由PAGE测得级分1-9含有所需产 物，总计260mg，其中在PAGE的基线上存在较大量的低聚物质。
实施例75：四官能化环氧化物支化单元试剂加成到有哌嗪封端的 哌嗪官能化G＝1，[滞留物温度控制]
[(C)＝PETGE；(IF1)＝OH；(EX1)＝PIPZ；(IF2)＝OH；(BR1) ＝PETGE；(IF3)＝OH；(EX2)＝PIPZ；(IF4)＝OH；(BR2)＝PETGE； (IF5)＝OH；(EX3)＝PIPZ；(IF6)＝OH；(BR3)＝PETGE；(IF7)＝ OH；(EX4)＝PIPZ；(TF)＝仲NH；G＝2.5]
向含有搅拌棒的50-mL圆底烧瓶中添加3.80g的PETGE(10.5 mmol，15当量/NH)(由实施例C制备)和12g的MeOH。将180mg 的聚(氨基醇醚)树枝形大分子，G＝1，季戊四醇核(5.66×10-5mol， 6.8×10-4mol NH)(由实施例25制备)在3g的MeOH中的溶液添加到 该均匀的、快速搅拌的混合物中。这一混合物在25℃和N2气氛中在密 闭的容器中搅拌4小时。该混合物被添加到在MeOH中的含有1K再生 纤维素膜的切向流动超滤装置中，维持滞留物的体积在80mL，约5％ w/w，和维持温度在25-27℃之间。对于3.4再循环，获得总共280mL 的渗透液(4.5小时)。该渗透液被抽提挥发物，得到1.9g(50％回收 率)。除去滞留物，超滤设备用MeOH洗涤(3×80mL)。合并的溶液经 过15分钟滴加到75g的PIPZ(871mmol)在140g的MeOH中的混合 物中。所得混合物在25℃下搅拌18小时。从混合物中除去挥发物， 得到白色固体。在140℃和高真空下用球管-球管蒸馏1小时从混合物 中除去哌嗪，得到4g的澄清的粘性残留物。将该混合物溶于9g的 MeOH中，在MeOH中的SephadexTM LH-20尺寸排阻柱上提纯。在取得 575mL的空隙体积之后，收集各8mL的48个级分。在级分1-12中 观察到纯产物并抽提挥发物得到540mg(90％产率)的产物。在级分 13-22中产物和季戊四醇四(2-羟丙基-3-哌嗪)醚的混合级分被收集 并在MeOH中用再生纤维素膜渗析，得到40mg(6％)。收集级分23-32 中的基本上纯的季戊四醇四(2-羟丙基-3-哌嗪)醚用于循环。
实施例76：实施例41的产物与二乙醇胺(DEA)反应生产具有四分 支核和羟基表面的PEHAM树枝形大分子G＝2，
[(C)＝PETGE；(IF1)＝OH；(EX1)＝三唑；(BR1)＝PETriGE； (IF2)＝OH；(BR2)＝DEA；(TF)＝OH；G＝2]
粗产物4用已溶于3mL叔丁醇中的DEA(1.07g，10.26mmol，3 当量/环氧基)(Aldrich)淬灭。反应混合物在室温下搅拌1天，然后 在45℃下加热3天。在冷却到室温之后，反应混合物用300mL的MeOH 稀释，几种未溶解的无机固体被滤出。滤液进一步通过1K尺寸排阻膜 由超滤提纯。在收集900mL的渗透液后，滞留物从超滤装置中排出并 用MeOH洗涤(3×50mL)超滤。由旋转蒸发除去溶剂得到棕褐色液体， 它在高真空下干燥得到所需G＝2树枝形大分子5，5为泡沫体状固体 (850mg，99％产率)。它的谱如下：
1HNMR(300MHz，CD3OD)：δ 2.49-2.80(m，H)，3.40-3.50(m，H)，3.52-3.70(m， H)，3.81(bs，H)，4.10-4.20(m，H)，4.38-4.50(m，H)，4.588(bs，H)，7.99(s，4H)；和
13C NMR(75MHz，CD3OD)：δ 29.99，45.51，45.68，53.39，57.47，58.46，59.63， 64.32，68.44，69.03，69.35，70.12，72.85，73.84，125.04，144.82.
下面的反应路线73示出了这一反应。
实施例77：从伯胺形成酯衍生物
[(C)＝PETGE；(IF1)＝OH；(BR1)＝DETA；(BR2)现场＝丙烯 酸甲酯；(TF)＝甲基酯；G＝2.5]
在0℃下将八胺(由实施例27制备)在MeOH中的溶液滴加到丙烯 酸甲酯(Acros)在MeOH中的溶液(1.5当量/NH)中。在添加之后，反 应升温至室温。然后加热混合物到40℃保持24小时。然后溶剂被除 去得到黄色油形式的产物，该产物具有下列谱：
MALDI-TOF：计算2146；实测2169.662(M+Na)amu.
反应路线74说明这一反应：
反应路线74
实施例78：从树枝形大分子(G＝1)和PETGE合成PEHAM树枝形 大分子(G＝2)
[(C)＝PETGE；(IF1)＝OH；(EX1)＝PIPZ；(IF2)＝OH；(BR1) ＝PETGE；(IF3)＝OH；(EX2)＝PIPZ；(IF4)＝OH；(BR2)＝PETGE； (IF5)＝OH；(EX3)＝PIPZ；(TF)＝仲NH；G＝2.5]
将PETGE(4.40g，12.24mmol)(由实施例C制备)添加到20mL 的MeOH中，烧瓶在冰浴中被冷却到4℃。将G＝1树枝形大分子(0.54 g，0.17mmol，2.04-(NH)-mmol)(由实施例26B制备)溶于10mL的 MeOH中并经过15分钟的时间滴加到上述搅拌的溶液中。移走冰浴， 混合物在室温下搅拌20小时。反应混合物在MeOH中配制成5％溶液， 进行超滤(1K截分)。在五次循环(5×120mL)之后，滞留物从超滤中 排除。用MeOH(2×20mL)洗涤超滤滤液并用EPC(3.38g，21.44mmol， 3.5当量/环氧基)急冷之，并在旋转蒸发器上在减压下以最小的加热 将其浓缩到15mL。
反应混合物在室温下搅拌16小时。过量的EP通过超滤(1K截分) 分离(2.33g的EPC从渗透液中回收)。在旋转蒸发器上除去溶剂和在 高真空下干燥，得到2.3g的酯表面树枝形大分子。
将酯表面G＝2树枝形大分子(2.3g)溶于21mL的MeOH。经过5 分钟的时间，将KOH(6.9g的90％ KOH溶于14mL的水)水溶液滴加到 上述搅拌的溶液中。在烧瓶上安装回流冷凝器并放入到预热的油浴 (85-90℃)中加热20小时。在旋转蒸发器上除去MeOH，所得水性反应 混合物进一步用20mL的水稀释，用冰浴冷却到10℃和在恒定的搅拌 下用6N HCl中和。pH调节到9，在旋转蒸发器上浓缩，得到固体。在 温和的加热(加热枪)下将固体再溶解在120mL MeOH中，然后在室温 下静置。固体由布氏漏斗滤出，并且用MeOH洗涤。该滤液在旋转蒸 发器上浓缩得到固体物质(3g)。该物质进行超滤(1K截分)(5×120mL) 以除去痕量的KCl。从滞留物中蒸发溶剂得到PIPZ表面，G＝2树枝 形大分子(1.66g，91.76％产率)，它为浅黄色固体并具有下列谱：
1H NMR：(300MHz，CD3OD)：δ 2.37-2.42(m，144H)，2.51(bs，144H)，2.58(bs， 136H)，2.83(bs，128H)，3.30(bs，68H，-OH)，3.34(s，36H，-NH)，2.37(d，J＝4.50Hz， 136H)，3.42-3.45(bs，136H)，3.90(bs，68H)；和
13C NMR：(75MHz，CD3OD)：δ 45.09，45.80，53.50，54.40，61.47，62.10，67.35， 67.55，69.24，70.12，72.85，74.20，74.42；和
IR(纯)：λmax 3385，2929，2924，2817，1649，1557，1454，1362，1321，1367，1106， 1029，1004，860，825，784cm-1；和
MALDI-TOF：C497H996N104O136计算10605；实测4000-10000amu；和
多分散性从AFM测量得到1.091。
实施例79：从树枝形大分子(G＝2)和PETGE得到的PEHAM树枝 形大分子(G＝3)
[(C)＝PETGE；(IF1)＝OH；(EX1)＝PIPZ；(IF2)＝OH；(BR1) ＝PETGE；(IF3)＝OH；(EX2)＝PIPZ；(IF4)＝OH；(BR2)＝PETGE； (IF5)＝OH；(EX3)＝PIPZ；(IF6)＝OH；(BR3)＝PETGE；(IF7)＝ OH；(EX4)＝PIPZ；(TF)＝仲NH；G＝0.5，1.5，2.5，3.5]
在100-mL单颈圆底烧瓶中加入PETGE(15.55g，43.2mmol)(由 实施例C制备)和35mL的MeOH。用冰浴将烧瓶冷却到10℃。将树枝 形大分子，G＝2.5(1.06g，0.1mmol，3.6-(NH)-mmol)(由实施 例78制备)溶于15mL的MeOH中并利用滴液漏斗经过20分钟的时间 添加到上述搅拌的溶液中。移走冰浴，混合物在室温下搅拌42小时。 反应混合物用320mL的MeOH稀释得到5％甲醇溶液和进行超滤(1K截 分)。在五次循环(5×120mL)后，TLC显示了随滞留物仅有痕量的 PETGE(从渗透液中回收11.78g的PETGE)。
滞留物从超滤液中分出；超滤液用甲醇洗涤(2×20mL)。滞留物 的总量是150mL，它用EPC(23g，145.56mmol，13.47当量/环氧 基)淬灭并在室温下搅拌4天。反应混合物用MeOH稀释，得到5％甲 醇溶液且过量的EPC由超滤(1K截分)分离(14×120mL)(从渗透液中 回收19.15g的EPC)。从滞留物中蒸发溶剂得到5.57g的酯表面G＝ 3.5树枝形大分子，它为泡沫状固体。
将酯表面G＝3.5树枝形大分子(5.38g)加入到250-mL圆底烧瓶 中并溶于48mL的MeOH中。将KOH(45％)水溶液(16.14g的90％ KOH 溶于32mL的水)经过5分钟添加到上述搅拌的溶液中。在烧瓶上安装 回流冷凝器并放入到预热(85-90℃)油浴中加热36小时。TLC表明没 有G＝0酯留下，它预计作为副产品来形成。反应混合物被冷却到室 温并在旋转蒸发器上浓缩。用冰浴将水性反应混合物被冷却到10℃。 添加6N HCl，偶而摇振。在添加40mL后，由pH试纸观察到pH从碱 性变化到酸性。添加另外6mL的HCl以调节到pH5。溶液然后在旋转 蒸发器在减压下浓缩(浴温是70℃)。在蒸发一半的溶液后，观察到在 烧瓶中固体的形成。完全除去水至干燥。该烧瓶从旋转蒸发器上取下， 在用加热枪进行温和加热的情况下将残留物溶于150mL的MeOH中。 烧瓶在试验台的顶部放置没几分钟。固体物质经由布氏漏斗过滤，用 100mL的MeOH彻底洗涤。固体没有完全地溶于MeOH中，且发现超滤 的速率非常缓慢。在通过1K膜的六个循环之后，滞留物在旋转蒸发器 上浓缩，它得到具有PIPZ表面的5.36g的浅黄色泡沫状固体(理论收 率是3.206g)。
在CD3OD中的1H NMR显示所有来自表面PIPZ的质子向着低场位移 了0.55ppm。该物质没有完全地溶于MeOH。这可能是客体分子在孔穴 /内部的截留的结果。这也可从最终收率>100％明显看出。
以上样品通过1K膜在水中渗析并渗析21小时，具有渗析液的两 次变化。在旋转蒸发器上从滞留物中蒸发水并在高真空下干燥，得到 2.34g(71％产率)的G＝3树枝形大分子，它为浅黄色固体。浓缩第 一渗析液得到固体。
对于渗析液的MALDI-TOF分析表明客体分子是G＝0.5树枝形大 分子，痕量的G＝0酯和少数其它未经确认的化合物。
记录来自滞留物的化合物的1H NMR，并且发现来自表面PIPZ的质 子向着高场位移了0.55ppm。
它的谱如下：
1H NMR：(300MHz，CD3OD)：δ 2.53(bs，H)，2.81(bs，H)，3.23(bs，H)，3.30(bs， H)，3.45(bs，H)，3.90(bs，H)，4.07(bs，H)；和
13C NMR：(75MHz，CD3OD+3 滴 D2O)：δ 43.53，45.77，50.22，51.46，58.47， 59.74，60.62，66.16，67.45，69.18，70.17，72.83，74.09；和
MALDI-TOF：C1541H3084N320O424计算32882；实测49617amu；和
多分散性从AFM测量得到1.117。
表I：PEHAM树枝形大分子
代 分子式 分子量 表面基团 核 0 C33H68N8O8 704 4 PETGE 1 C149H300N32O40 3180 12 PETGE 2 C497H996N104O136 10605 36 PETGE 3 C1541H3084N320O424 32882 108 PETGE
实施例80：4，4’-亚甲基双(N，N’-二缩水甘油基苯胺)(MBDGA) 与二乙醇胺(DEA)的反应
[(C)＝MBDGA；(IF1)＝OH；(BR1)＝DEA；(TF)＝OH；G＝2]
将缩水甘油基苯胺，I-b(0.844g，2mmol)和30mL的MeOH加 入到100-mL单颈圆底烧瓶中，然后安装搅拌棒。将DEA(1.68g，16 mmol)溶于10mL的MeOH中，然后在室温下添加到上述搅拌的溶液中。 在烧瓶上安装回流冷凝器并在N2气氛中在60℃下加热2天。2天后， TLC显示起始原料I-b的完全消耗且MALDI-TOF MS显示了八羟基封端 的(G＝1)树枝形大分子III-f和六羟基封端产物的分子离子峰。在旋 转蒸发器上除去溶剂，得到透明液体。III-f的谱如下：
MALDI-TOF：C41H74N6O12计算843；实测866(M+Na)和761 (M+Na)amu，三加成产物。
下面的反应路线75说明这一反应：
反应路线75
实施例81：缩水甘油基苯胺I-b与亚氨基二乙酸二乙基酯的反应
[(C)＝MBDGA；(IF1)＝OH；(BR1)＝DEIDA；(TF)＝乙酯；G＝2.5]
将DEIDA(1.512g，8mmol)加入到100-mL单颈圆底烧瓶中并添 加12mL的MeO。将MBDGA I-b(0.422g，1mmol)溶于溶剂的混合 物(3mL的DCM和5mL的MeOH)和经过30分钟添加到以上反应混合物 中。在室温下搅拌反应混合物2天后，MALDI-TOF质谱显示了单和双- 加成产物的分子离子峰。该烧瓶装有回流冷凝器并在40℃下加热3天。 在旋转蒸发器上除去溶剂，得到浅黄色液体。整个反应混合物进行硅 胶柱色谱处理(7”×1.5”)(17.8cm×3.8cm)。首先，用40％乙酸 乙酯/己烷洗脱过量的DEIDA，随后用5％甲醇/氯仿洗脱八酯封端的(G＝ 1)树枝形大分子III-g，0.92g(78％产率)，III-g具有下列谱：
1H NMR(300MHz，CDCl3)：δ 2.40-3.80(m，H)，3.90-4.3(m，16H)，4.7(m，4H)， 6.60-6.76(m，4H)，6.90-7.10(m，4H)；和
13C NMR(75MHz，CDCl3)：δ 14.43，21.29，39.90，45.57，45.71，45.91，50.64， 50.79，50.88，51.18，51.97，52.06，53.22，53.03，53.54，53.97，54.23，54.62，55.00，55.88， 56.07，56.48，56.59，56.92，58.68，58.98，59.28，59.63，60.63，60.99，61.11，66.60，66.92， 67.13，67.62，112.33，112.76，112.98，113.12，113.33，129.67，129.79，129.91，167.37， 169.66，171.92，171.97，172.02(发现的碳数目表明酯基转移产物。)；和
MALDI-TOF：C57H90N6O20计算1178；实测1201(M+Na)amu.
反应路线76说明这一反应：
反应路线76
实施例82：从酯封端的(G＝1)树枝形大分子合成八胺封端的(G＝ 1)树枝形大分子
[(C)＝MBDGA；(IF1)＝OH；(BR1)＝DEIDA；(EX1)＝EDA；(TF) ＝伯NH2；G＝2]
将EDA(66g，200mol.当量)加入到烘干的500-mL单颈圆底烧 瓶中，装有搅拌棒和用橡胶隔片密封，并用冰浴冷却到0℃。将酯表 面树枝形大分子III-g(0.65g，0.55mmol)(来自实施例81)溶于 10mL的MeOH中并利用压力平衡漏斗经过20分钟的时间添加到以上 溶液中。取下漏斗，用N2气体吹洗烧瓶，然后用橡胶隔片密封，并在 冰箱中在0℃下贮存2天。在2天后反应混合物升温至室温。在旋转 蒸发器上在减压下除去过量EDA，得到蜡状无色化合物。将整个反应 混合物溶于30mL的MeOH中，添加70mL的甲苯，并在旋转蒸发器上 蒸发。这一过程重复三次以便除去残留量的EDA，得到浅黄色固体， 胺表面树枝形大分子IV(0.825g，98％产率)，IV具有下列谱：
13C NMR(125MHz，DMSO-d6)：δ 41.97，42.53，49.27，52.96，54.09，56.76，57.56， 59.90，60.44，66.76，112.57，112.71，129.71，171.16；和
IR(纯)：vmax 3291(br)，2933，1653，1545，1517，1440，1358，1232，1189，1000， 962，799，7322cm-1；和
MALDI-TOF：C57H106N22O12计算1290；实测1313(M+Na)amu.
反应路线77说明这一反应：
反应路线77
实施例83：烯丙基封端的树枝形大分子的树枝形化
[(C)＝PETGE；(IF1)＝OH；(BR1)＝BAA；(BR2)＝PAMAM型支化单 元；(IF2)＝烯丙基；(TF)＝吡咯烷酮；G＝2.5]
将有吡咯烷酮表面的代零(G＝0)，胱胺核PAMAM树枝形大分子， (571mg，0.5129mmol)(Dendritic Nanotechnologies，Inc.)溶于 1.5mL的无水MeOH(Acros)中。然后添加DTT(71mg，0.462mmol， 0.9当量的二硫键)。还原反应在室温下在氩气中搅拌一夜。在另一 个烧瓶中将八烯丙基产物(57mg，0.0761mmol)(由实施例28制备) 和AIBN(17mg，0.104mmol)(Aldrich)添加到3mL的无水THF(Acros) 中。在氩气下向该溶液中添加还原的树突溶液。然后反应混合物加热 至65℃保持一夜。然后除去溶剂得到泡沫状固体形式的粗产物(631 mg，>100％，因为树突的过量使用)，它具有下列谱：
MALDI-TOF：计算3002.68(M+Na)；实测3003.43，(M+Na)amu.
反应路线78说明这一反应：
实施例84：从三羟甲基丙烷三缩水甘油醚与亚氨基二乙酸二乙基 酯(DEIDA)反应得到的产物与三(2-氨基乙基)胺(TREN)的反应，生产用 于DNA压缩和抗菌活性的具有三分支核和伯胺表面的PEHAM树枝形大 分子G＝2，
[(C)＝TMPTGE；(FF)＝Et；(IF1)＝OH；(BR1)＝DEIDA；(BR2) ＝TREN；(TF)＝伯NH2；G＝2]
向100-mL圆底烧瓶中加入TREN2(17.05g，116.82mmol，60NH2 当量/酯)和40mL的MeOH(Fisher Scientific)和磁力搅拌棒。在 放热的混合反应已经停止之后，(20分钟)，在室温下经过1小时的时 间将G＝1酯C4(0.846g，0.97mmol，5.84mmol酯；由实施例23B 制备)在10mL的MeOH中的溶液滴加进去。混合物然后被放入油浴中 并在50℃下加热3天。反应的进程由IR谱监测，即，在1740cm-1处 的酯振动的消失和在1567cm-1处的酰胺振动的出现。MALDI-TOF MS 分析显示了所需G＝2.0产物的质量，伴随有在1348[M+Na]+和1201 [M+Na]+(一个和两个环)处的环化合物。反应混合物用700mL的MeOH 稀释并使用1K尺寸排阻膜进行超滤。在收集1.8升的渗透液后，滞留 物从超滤装置中排出，溶剂由旋转蒸发除去，得到浅黄色粘性液体， 它进一步在高真空下干燥得到所需G＝2树枝形大分子3(1.41g， 98.94％产率)。它的谱如下：
1H NMR(300MHz，CD3OD)：δ 0.86(3H，bt)，1.38(2H，bs)，2.32-2.60(H，m)， 2.67-2.76(H，m)，3.29-3.34(H，m)，3.82(3H，bs)；和
13C NMR(125MHz，CD3OD)：δ 8.14，24.06，38.57，38.63，39.98，40.16，44.59， 54.00，55.09，55.28，57.21，58.02，60.19，63.05，63.28，69.38，69.94，72.52，72.96，75.00， 173.76，173.86，174.03；和
IR(纯)：vmax 3298，2934，2842，1659，1572，1536，1470，1388，1357，1311，1116， 973，819cm-1；和
MALDI-TOF MS：C63H143N27O12计算1470.9843.；实测1494.2270[M+Na]+， 1348.022[M+Na]+(一个环)，1201.0970[M+Na]+(两个环)amu。
下面的反应路线79示出了这一反应。
反应路线79
实施例85：来自实施例84的产物与衣康酸二甲酯(DMI)的反应生 产具有三分支核和生物相容性吡咯烷酮表面的PEHAM树枝形大分子G ＝2.5，
[(C)＝TMPTGE；(FF)＝Et；(IF1)＝OH；(BR1)＝DEIDA；(BR2) ＝TREN；(EX1)＝DMI；(TF)＝甲酯；G＝2.5]
经过30分钟的时间向DMI(2.84g，18.0mmol，3当量/NH2)(Acros Organics)的冷(10℃)溶液滴加G＝2树枝形大分子3(0.7435g，0.5 mmol，6NH2mmol；由实施例84制备)在5mL的MeOH中的溶液。在 加料完成后，烧瓶用隔膜密封，升至室温并在机械搅拌下保持60小时。 MALDI-TOF MS分析显示了所需产物的预期质量和具有一个、两个、三 个环的吡咯烷酮表面化合物的副产物的质量峰。另外添加1.42g的 DMI，搅拌36小时。反应混合物在MeOH中稀释成2.5-5％(w/w)溶液并 使用1K尺寸排阻膜膜在20-22psi(约137.9kPa)的压力下进行超滤。 在收集800mL的渗透液后，滞留物从超滤装置中排出，并用MeOH洗 涤(3×50mL)。由旋转蒸发从滞留物中除去溶剂得到液体，它进一步 在高真空下干燥得到吡咯烷酮表面G＝2.5树枝形大分子4，4为吸湿 性固体(1.166g，74.8％产率)。它的谱如下：
1HNMR(300MHz，CD3OD)：δ 0.83(3H，bt)，1.37(2H，bq)，2.65(H，bs)，3.30-， 3.35(H，t，J＝5.10Hz)，3.65(H，s)，3.68-3.73(H，bs)，3.84-3.96(H，bs)；和
13C NMR(75MHz，CD3OD)：δ 8.17，24.05，34.97，35.06，38.16，38.39，41.65， 41.96，44.61，50.96，51.98，52.55，54.05，54.68，60.25，62.50，69.34，72.86，75.01，173.69， 174.99，175.19；和
IR(纯)：vmax 3308，2955，2883，2842，1736，1675，1541，1495，1439，1362，1275， 1203，1173，1106，1024，932，855，753，697cm-1；和
MALDI-TOF MS：C135H215N27O48；计算2984.3，实测3007.3[M+Na]+amu.
下面的反应路线80示出了这一反应。
反应路线80
实施例86：从季戊四醇四缩水甘油醚与亚氨基二乙酸二乙基酯 (DEIDA)反应得到的产物与三(2-氨基乙基)胺(TREN)反应，生产用于 DNA压缩和抗菌活性的具有四分支核和伯胺表面的PEHAM树枝形大分 子G＝2，
[(C)＝PETGE；(IF1)＝OH；(BR1)＝DEIDA；(BR2)＝TREN； (TF)＝伯NH2；G＝2]
在250-mL圆底烧瓶中加入TREN 2(52.26g，358.0mmol，120 NH2当量/酯)，50mL的MeOH(Fisher Scientific)和搅拌棒。在放 热的混合反应已经停止(30分钟)之后，在室温下经过1小时的时间将 G＝1酯C5(1.25g，1.12mmol，8.95mmol酯；由实施例51制备)在 10mL的MeOH中的溶液滴加进去，所得混合物搅拌一夜。MALDI-TOF MS 分析显示了所需产物的预期质量峰以及具有一个和两个环的副产物的 质量峰。记录IR谱并且显示在1575cm-1处酰胺振动的存在和在1740 cm-1处酯振动的不存在。搅拌继续进行另外36小时。然后反应混合物 在MeOH中稀释成5％w/w溶液并使用1K尺寸排阻膜进行超滤。在收集 3.5升的渗透液后，滞留物从超滤中排出，溶剂由被旋转蒸发除去， 剩下的产物在高真空下干燥得到浅黄色、泡沫状固体3(2.02g，94％ 产率)。它的谱如下：
1H NMR(500MHz，CD3OD)：δ 2.49-2.59(H，m)，2.62(H，bt)，2.66(H，s)，2.68(H， s)，2.69(H，s)，2.70(H，s)，2.73-2.82(H，m)，3.29-3.47(H，m)，3.82(H，bs)；和
13C NMR(125MHz，CD3OD)：δ 38.64，40.19，48.48，49.85，53.94，55.10，55.29， 57.66，58.10，60.23，63.06，69.33，71.41，75.11，173.70，173.80，173.97；和
IR(纯)：vmax 3313，3078，2934，2868，1649，1557，1541，1475，1449，1362，1306， 1163，1101，978，818cm-1；和
MALDI-TOF MS：C81H184N36O16；计算1918.6，实测1941.8[M+Na]+amu.
下面的反应路线81示出了这一反应
实施例87：来自实施例86的产物与衣康酸二甲酯(DMI)的反应生 产具有四分支核和生物相容性吡咯烷酮表面的PEHAM树枝形大分子G ＝2.5，
[(C)＝PETGE；(IF1)＝OH；(BR1)＝DEIDA；(BR2)＝TREN； (EX1)＝DMI；(TF)＝甲酯；G＝2.5]
经过30分钟的时间向DMI(3.792g，24.0mmol)(Acros Organics) 在15mL MeOH(Fisher Scientific)中的冷(10℃)溶液滴加G＝2树 枝形大分子3(0.959g，0.5mmol，8mmol NH2；由实施例86制备)在 15mL的MeOH中的溶液。在加料完成后，反应混合物逐渐地升至室 温并搅拌2天。由MALDI-TOF MS谱的分析显示了所需产物和一些环状 物质的预期质量。将已溶于2.0mL MeOH中的另外1.896g(12.0mmol) DMI添加进去并搅拌24小时。反应混合物在MeOH中稀释成2.5-5％(w/w) 溶液并使用1K尺寸排阻膜膜在20-22psi(约137.9kPa)的压力下进 行超滤。在收集1升的渗透液后，该滞留物从超滤设备中排放并用MeOH 洗涤(3×50mL)该超滤设备。由旋转蒸发从滞留物中除去溶剂得到粘 性液体，它进一步在高真空下干燥得到吡咯烷酮表面G＝2.5树枝形 大分子，该大分子树枝形为吸湿性固体4(1.56g，79.27％产率)。它 的谱如下：
1H NMR(500MHz，CD3OD)：δ 2.65(H，bs)，3.30-3.47(H，bs)，3.65-3.68(H，m)， 3.72-3.74(H，m)，3.88(H，m)；和
13C NMR(125MHz，CD3OD)：δ 34.96，35.06，38.16，38.40，41.65，41.96，42.18， 46.95，49.85，50.95，51.98，52.24，52.84，52.94，54.05，54.69，60.22，69.35，71.43，75.11， 173.65，175.01，175.15；和
IR(纯)：vmax 3308，2950，2878，2817，1736，1675，1536，1495，1434，1362，1265， 1203，1168，1106，1019，937，855，753，702cm-1；和
MALDI-TOF MS：C177H280N36O64；计算3936.3，实测3957.7[M+Na]+amu.
下面的反应路线82示出了这一反应。
反应路线82
实施例88：实施例56的产物与三(2-氨基乙基)胺(TREN)的反应， 生产用于DNA压缩和抗菌活性的具有芳族四分支核和伯胺表面的 PEHAM树枝形大分子G＝2，
[(C)＝TPEGE；(IF1)＝OH；(BR1)＝DETA；(EX1)＝DMI；(BR2) ＝TREN；(TF)＝伯NH2；G＝2]
在机械搅拌下在250-mL圆底烧瓶中将TREN(11.42g，78.22mmol， 51.0当量/酯)(Dow Chemical)溶解在10mL的MeOH中并冷却到4℃。 利用60-mL加料漏斗经过25分钟加入树枝形大分子II(0.392g， 0.192mmol；由实施例56制备)在MeOH中的7.5％溶液。另外15mL 的MeOH用作洗液。反应利用FT-IR通过在1736cm-1处的甲酯振动的 消失来监测。将30.06g的等分部分从反应中取出，并放置在1000mL MeOH中的1,000道尔顿渗析膜(38mm直径，4cm长度，Spectra/， Spectrum Laboratories)中。本体MeOH在5小时，16小时，和另外 8小时之后发生变化。将产物转移到100-mL圆底烧瓶并由旋转蒸发除 去溶剂。将残留物在高真空下放置24小时得到暗黄色的，无定形吸湿 性的产物III(0.230g，88％产率，0.261g理论收率)。它的谱如下：
1HNMR(500MHz，CD3OD)：δ 2.52(8H，s)，2.72(8H，s)，3.14(2H，s)，3.53(2H， s)，4.89(16H，s)，6.68(1H，s)，7.15(1H，s)；和
13C NMR(75MHz，CD3OD)：δ 35.94，38.07，38.93，40.75，41.92，69.25，115.17， 149.32，156.29，162.48，168.36，157.09，175.49；和
MALDI-TOF：C142H250N44O24；计算2957.8，实测2981.4[M+Na]+amu.
下面的反应路线83示出了这一反应。
实施例89：实施例56的产物与三(羟甲基)氨基甲烷(TRIS)反应 生产有芳族四分支核和生物相容性羟基表面的PEHAM树枝形大分子G ＝2，_
[(C)＝TPEGE；(IF1)＝OH；(BR1)＝DETA；(EX1)＝DMI；(BR2) ＝TRIS；(TF)＝OH；G＝2]
在100-mL圆底烧瓶中将TRIS(0.722g，5.97mmol，3.22当量 /酯)溶解在25mL的DMSO(Acros Organics)中。将树枝形大分子II (0.472g，0.231mmol；由实施例56制备)利用漏粉斗添加到搅拌的 反应混合物中，然后用另外10mL的DMSO洗涤。然后利用漏粉斗添加 碳酸钾(0.011g，0.104mmol)(Acros Organics)，残余粉末用10mL 的DMSO洗涤。反应由FT-IR监测。在1736cm-1处的酯振动完全消失 之后，反应用水稀释到1000mL并使用3K尺寸排阻膜进行超滤。在完 成超滤之后，滞留物转移到500-mL圆底烧瓶中，溶剂由旋转蒸发除去。 剩下的黄色糊料在高真空下干燥24小时得到所需产物IV(0.520g， 78.5％产率，0.662g理论收率)。它的谱如下：
1H NMR：(500MHz，D2O)：δ 2.46(1H，s)，2.53(1H，s)，2.66(1H，s)，2.84(1H，s)， 3.06(1H，s)，3.16(1H，s)，3.52(2H，J＝3.0Hz)，4.77(10H，s)，7.05(1H，s)，7.41(1H，s)；和
13C NMR：(75MHz，D2O)：δ 33.64，35.07，37.55，39.57，43.28，51.49，53.42，59.07， 63.23，64.86，117.28，132.05，177.92，181.75；和
MALDI-TOF：C134H210N20O48；计算2757.0，实测2781.3[M+Na]+amu.
下面的反应路线84示出了这一反应。
反应路线84
实施例90：从四羟苯基乙烷缩水甘油醚与三(2-氨基乙基)胺 (TREN)反应的产物与丙烯酸甲酯反应生产出具有四分支核和酯表面的 PEHAM树枝形大分子G＝2.5
[(C)＝TPEGE；(IF1)＝OH；(BR1)＝TREN；(EX1)＝丙烯酸甲 酯；(TF)＝甲酯；G＝2.5]
向50-mL圆底烧瓶中添加已溶于6mL MeOH中的丙烯酸甲酯(4.0 g，46.0mmol，2当量/NH)。在机械搅拌下经过3分钟向已冷却至 4℃的这一混合物中滴加四羟苯基乙烷四(2-羟丙基-3-(双-氨基乙基) 胺G1(1.6g，1.5mmol，12.4mmol NH2；由实施例58制备)在10mL 的MeOH中的混合物。混合物升至25℃并在25℃下在N2气氛的覆盖 层中密封搅拌48小时。由旋转蒸发除去挥发物，将残留物再溶解在 50mL的MeOH中并再次旋转蒸发。再溶解和蒸发重复另外3次。所得 残留物在高真空下在25℃下干燥5小时得到所需产物II(2.4g，67％ 产率)。它的谱如下：
13C NMR(125MHz，CDCl3)：δ 49.80，51.01，52.08，52.67，53.88，58.04，68.19， 70.25，114.55，129.73，136.90，157.13，173.36；和
MALDI-TOF MS：C118H186N12O40；计算2411.3，实测2413[M]+amu.
下面的反应路线85示出了这一反应。
反应路线85
实施例91：实施例90的产物与碳酸钾的反应生产具有芳族四分 支核和生物相容性阴离子羧酸钠表面的PEHAM树枝形大分子G＝2.5
[(C)＝TPEGE；(IF1)＝OH；(BR1)＝TREN；(EX1)＝丙烯酸甲 酯；(TF)＝COONa；G＝2.5]
在机械搅拌下向50-mL圆底烧瓶中添加羧酸钠(700mg，6.53 mmol，1.9当量/酯)和20mL的去离子水。向该均匀溶液中添加已溶 于20mL MeOH中的G＝2甲酯表面树枝形大分子II(518mg，21.0mmol， 3.44mmol酯；由实施例90制备)。混合物在25℃下在N2气氛的覆盖 层中搅拌三天(首先浑浊，搅拌2.5小时之后混合物变澄清)。然后混 合物用150mL的去离子水稀释和用含有1K再生纤维素膜的切向流动 超滤设备在20psi(137.9kPa)的压力下进行超滤，得到总共1升的 渗透液。使用旋转蒸发器除去挥发物。将残留物溶于MeOH中并两次 在旋转蒸发器上除去挥发物，随后在高真空下干燥得到所需产物 III(540mg，98％产率)。它的谱如下：
13C NMR(125MHz，D2O)：δ 34.38，47.16，52.68，58.15，70.21，72.02，117.44， 132.12，140.60，158.88，181.51；和
MALDI-TOF MS：C102H138N12Na16O40；计算2540.1，实测2352[M-2 丙烯酸钠]+amu.
下面的反应路线86示出了这一反应。
反应路线86
实施例92：实施例90的产物与三(羟甲基)氨基甲烷(TRIS)反应 生产有芳族四分支核和生物相容性羟基表面的PEHAM树枝形大分子G ＝3，
[(C)＝TPEGE；(IF1)＝OH；(BR1)＝TREN；(EX1)＝丙烯酸甲 酯；(BR2)＝TRIS；(TF)＝OH；G＝3]
将含有搅拌棒并装有隔膜的100-mL圆底烧瓶在N2气体的流动下 进行火焰干燥。在冷却到25℃之后，利用注射器将G＝2甲酯表面 树枝形大分子II(2.4g，1.0mmol，16mmol酯；由实施例90制备) 在30mL无水DMSO中的溶液添加进去。向该混合物中添加TRIS(3.2 g，26.4mmol，2当量)，随后添加无水碳酸钾(4.0g，28.9mmol， 1.1当量/酯)。所得混合物在N2气氛中快速地搅拌24小时。粗混合 物的IR表明在这一时间之后在1736cm-1处的羰基振动消失。反应混 合物用去离子水稀释到3％w/w混合物(1000mL)并过滤得到900mL 的渗透液。在另外600mL渗透液进行超滤(6个再循环)之后，由旋转 蒸发法浓缩滞留物得到浅黄色固体。将固体溶于50mL的MeOH中然后 在旋转蒸发器上再浓缩3次，得到松散粉末。该粉末进一步在高真空 下干燥得到所需产物IV(3.54g，93％产率)。它的谱如下：
13C NMR(125MHz)：δ 35.51，51.78，52.45，54.45，63.31，64.83，70.21，117.23， 131.99，140.05，159.50，177.84；和
MALDI-TOF MS：C166N298N28O72；计算3838.1，实测3855[M+Na]+amu.
下面的反应路线87示出了这一反应。
反应路线87
实施例93：季戊四醇四缩水甘油醚和实施例10B的产物在水中反 应生产出具有四分支核和哌嗪表面的PEHAM树枝形大分子G＝1
[(C)＝PETGE；(IF1)＝OH；(EX1)＝PIPZ；(IF2)＝OH；(BR1) ＝PETGE；(IF3)＝OH；(EX2)＝PIPZ；(TF)＝仲NH；G＝1.5]
在机械搅拌下向500-mL圆底烧瓶中添加G＝0PEHAM树枝形大分 子A5(5.88g，8.34mmol，6当量/PETGE；由实施例10B制备)和 57.0g的水以及碳酸钾(1.27g，9.19mmol，1.1当量/NH)(Acros Organics)。利用移液管经过10分钟向该溶液中滴加已溶于8.0g 水中的PETGE(0.499g，1.34mmol)。反应在22℃下和N2气氛中搅拌 24小时，然后升温至45℃再加热24小时。48小时后，反应被冷却到 22℃和用水稀释到1000mL。产物进行3K超滤，收集14升的渗透液。 水由旋转蒸发除去并且残留物在高真空下干燥24小时，得到G＝1 树枝形大分子I(1.51g，64.5％产率，2.34g理论)。它的谱如下：
1H NMR：(300MHz，D2O)：δ 2.36，(m，8H)，2.74(s，2H)，3.374(m，6H)，3.92(s， 1H)，4.68(dd，J＝5.85Hz，5H)；和
13C NMR：(75MHz，D2O)：δ 44.03，45.57，50.83，52.52，53.26，60.69，61.25，67.25， 70.15，74.47，78.96；和
MALDI-TOF：C149H300O32；计算3180，实测3181[M]+amu.
下面的反应路线88示出了这一反应。
反应路线88
实施例94：实施例93的产物与缩水甘油反应生产具有四分支核 和羟基表面的PEHAM树枝形大分子G＝2，
[(C)＝PETGE；(IF1)＝OH；(EX1)＝PIPZ；(IF2)＝OH；(BR1) ＝PETGE；(IF3)＝OH；(EX2)＝PIPZ；(BR2)＝缩水甘油；(TF)＝OH； G＝2]
在100-mL圆底烧瓶中将缩水甘油(237mg，3.2mmol，2.12当量 /NH)(Aldrich)溶解在8mL的水中。将G＝1PEHAM树枝形大分 子I(400mg，0.126mmol，1.51mmol的NH；由实施例93制备)溶 解在12mL的水中，随后添加碳酸钾(220mg，1.59mmol，1.06当量 /NH)(Acros Organics)。利用移液管在机械搅拌下将树枝形大分子 和碱的澄清溶液滴加到缩水甘油溶液中。72小时后，MALDI-TOF显示 缩水甘油的消耗和与树枝形大分子I的反应。混合物进行3K超滤， 收集8升的渗透液。收集滞留物，由旋转蒸发除去水。残留物进一步 在高真空下干燥一夜得到所需树枝形大分子II(760mg，100％产率)。 它的谱如下：
1H NMR(500MHz，D2O)：δ 2.48(3H，s)，2.58(2H，s)，2.87(2H，s)，3.49(2H，s)， 3.90(1H，s)，4.03(2H，s)，4.80(4H，s，J＝7.8Hz)；和
13CNMR(75MHz，D2O)：δ 46.52，48.10，55.01，55.65，61.81，63.21，63.73，65.27， 67.22，69.76，71.32，72.67，73.11，74.79，76.58，76.99；和
MALDI-TOF：C183H368N32O64；计算4041.1，实测4080.5[M+K]+amu.
下面的反应路线89示出了这一反应。
反应路线89
实施例95：单焦点PAMAM树突胱胺核代四乙酰胺表面
[(C)或(BR)＝单中心反应活性树突；G＝0.5]
将代＝0，胱胺核，胺表面树枝形大分子2.315g(3.80mmol) 溶于5mL的MeOH中。然后将1.847g(18.25mmol)的TEA添加到 溶液中。该混合物用冰浴冷却到0℃。然后滴加1.725mL(18.25mmol) 的乙酸酐。反应然后升至室温并搅拌一夜。TLC显示全部起始原料已 消耗。然后除去溶剂，并将残留物放在高真空中得到棕色固体形式的 粗产物，3.47g。粗产物(1.27g)通过使用6:1:0.02 CHCl3:MeOH: NH4OH的溶剂利用SiO2色谱提纯。得到593.3mg白色固体产物，熔点 141.0-142.0℃；和它的谱如下：
1H NMR(300MHz，D2O)：δ 1.82(s，12H)，2.25(m，8H)，2.64(m，16H)，3.19(t， 16H)，4.67(s，8H)；和
13C NMR：δ 21.92，32.52，34.39，38.60，38.66，48.77，51.43，174.14，175.01.
1.[胱胺]的还原；代＝0；树枝形PAMAM；(乙酰胺)4树枝形大 分子：
将148.8mg(0.1915mmol)树枝形大分子溶于2mL的MeOH。在 使用之前，MeOH用氮气吹洗15分钟。然后将28mg(0.182，0.95 当量的树枝形大分子)的DTT添加到该溶液中。反应混合物在室温下 和在N2气氛中搅拌2天。TLC显示全部DTT消耗并且斑点对于在TLC 板上的Ellman试剂显阳性。产物无需进一步提纯就用于下一反应。
2.焦点，硫醇官能化PAMAM树突与丙烯酸甲酯的反应：
向步骤2的反应溶液中添加117mg(1.36mmol)丙烯酸甲酯。然 后反应加热至40℃保持两个小时。TLC显示有起始原料残留。然后添 加另外117mg的丙烯酸甲酯。TLC显示在4小时后反应完成。由旋转 蒸发器除去溶剂。残留物通过硅胶层析法提纯，得到104mg的淡白色 固体形式的产物：熔点128.0-129.5℃。
1H NMR(300MHz，CDCl3)：δ 1.93(s，6H)，2.32(m，8H)，2.65(m，12H)，3.29(m， 4H)，3.65(s，3H)；和
13C NMR(75MHz，CDCl3)：δ：23.10，27.13，29.80，33.69，34.58，39.22，39.78， 49.86，51.84，53.03，171.27，172.33，173.00.
3.焦点，硫醇官能化PAMAM树突与2-异丙烯基噁唑啉的反应：
向步骤2的反应溶液中添加15.4mg(0.136mmol)异丙烯基噁唑 啉。然后反应加热至40℃保持2.5小时。TLC表明有起始原料残留。 然后添加另外3.0mg的异丙烯基噁唑啉。TLC显示在4小时后反应完 成。由旋转蒸发器除去溶剂。该残留物通过硅胶层析法提纯，得到58 mg的产物，为蜡状白色固体(85％)；熔点92.0-95.0℃；具有下列谱：
1H NMR(300MHz，CDCl3)：δ 1.17(d，J＝6.6Hz，3H)，1.89(s，6H)，2.27(t， J＝6.0Hz，6H)，2.47-2.78(m，17H)，3.74(t，J＝9.6Hz，2H)，4.14(t，J＝9.6Hz)，7.32(s，2H)， 7.87(s，2H)；和
13CNMR(75MHz，CDCl3)：δ 17.17，23.07，29.98，33.70，34.08，36.11，39.12， 39.77，49.91，52.92，53.97，67.37，170.29，171.19，172.99.
反应路线90说明以上反应：
反应路线90
实施例96：在可分裂的二硫化物(S-S)核周围构造PEHAM树枝形 大分子，允许树枝形大分子分离成具有活性焦点官能团[FF]的两个树 突。
[(C)＝BPEDS；(IF1)＝OH；(BR1)＝PETGE；(EX1)＝PEA；(TF) ＝仲NH；G＝1]
A.双(2-哌嗪基乙基)二硫化物核的制备。
向含有搅拌棒和装有加料漏斗、冷凝器和玻璃塞子的100-mL三颈 圆底烧瓶中添加已溶于40mL苯中的哌嗪(5.8g，67.0mmol)。将该 混合物在N2气体中加热至缓和的回流，然后经过30分钟将环硫乙烷 (1.0g，1.0mL，16.8mmol)(Aldrich)在20mL的苯中的溶液滴加 进去。所得混合物在N2气体中温和地进一步回流2小时。挥发性物质 由旋转蒸发法除去而得到粗残留物(7.0g)。该残留物由硅胶层析法， 通过使用由浓铵、甲醇和氯仿(5:25:75)组成的混合物作为洗脱剂提 纯，并得到提纯的产物(1.76g，72％产率)。TLC(5:25:75，浓 铵，甲醇和氯仿)分析显示两种化合物的混合物，对于过量的Rf＝0.3 和对于所需产物的Rf＝0.5。13C NMR谱显示了两种化合物的粗略地1： 1混合物。因此，该混合物进一步在回流的苯中加热7小时，随后用 空气鼓泡2小时。该物质的13C NMR谱显示了～90％的所需产物。它的 谱如下：
13CNMR(75MHz，acetone-d6)：δ 36.93，46.70，55.21，59.04；和
MALDI-TOF MS：C12H26N4S2；计算290.2，实测291[M]+mu.
下面的反应路线91示出了这一反应。
反应路线91
B.双(2-哌嗪基乙基)二硫化物核与过量季戊四醇四缩水甘油醚 (PETGE)支化单元[BR]的反应，形成具有环氧基表面的PEHAM树枝形 大分子G＝0。
向含有搅拌棒的50-mL圆底烧瓶中添加PETGE(8.5g，23.6mmol， 6当量/NH)和25mL的MeOH。在机械搅拌下在25℃下经过5分钟将 BPEDS(550mg，1.89mmol，3.8mmol NH)在2.0mL的MeOH中的溶 液添加到该混合物中。所得混合物进一步在N2气氛中搅拌18小时。 通过使用含有1K再生纤维素膜的切向流动超滤装置，该混合物的一半 在MeOH中用超滤处理以除去过量PETGE，当得到125-mL滞留物溶液 时，得到600mL的渗透液(5个再循环)。MALDI-TOF质谱显示所需产 物(～960mg，0.95mmol产率)。它的谱如下：
MALDI-TOF MS：C46H82N4O16S2；计算1010.5，实测1011[M]+amu.
下面的反应路线92示出了这一反应。
反应路线92
C.PEHAM树枝形大分子与双(2-哌嗪基乙基)二硫化物核(BPEDS) 和季戊四醇四缩水甘油醚(PETGE)支化单元[BR]以及环氧基封端的官 能团[TF]与过量甲基异丙基亚氨基乙基哌嗪的反应生产伯胺表面。
在100-mL圆底烧瓶中，MIPIEP(6.5g，33.0mmol)和250mL来 自部分B的滞留物溶液(960mg，0.95mmol)在机械搅拌下进行混合并 在50℃下加热24小时。溶剂由旋转蒸发除去和通过使用含有1K再生 纤维素膜的切向流动超滤装置粗产物进一步在MeOH中由超滤提纯以 除去过量的MIPIEP。所需产物通过MALDI-TOF质谱鉴定如下：
MALDI-TOF MS：C82H172N22O16S2；计算1786，实测1785[M]+amu.
下面的反应路线93示出了这一反应。
反应路线93
实施例97：从哌嗪表面封端的季戊四醇四缩水甘油醚与聚(亚乙 基亚胺)得到的棒状树枝形大分子(G＝1)
[(C)＝PEI；(BR1)＝PETGE；(IF1)＝OH；(EX1)＝PIPZ；(TF) ＝仲NH；G＝1.5]
A.聚(亚乙基亚胺)与季戊四醇四缩水甘油醚，随后与N-哌嗪羧 酸乙基酯的反应
向含有搅拌棒的250-mL圆底烧瓶中添加PETGE(14.5g，40.3 mmol，6.9当量/NH)和39mL的MeOH。向已冷却到4℃的这一搅拌混 合物中添加已溶于4mL MeOH中的PEI(250.0mg，5.8mmol NH，DP＝ 21，由MALDI-TOF质谱得到的峰值信号)。混合物升温至25℃并在N2 气氛的覆盖层中搅拌24小时。反应混合物的MALDI-TOF质谱显示了 4591amu(理论：8482amu)的峰值质量，表明有54％的缩水甘油醚接 枝聚合物骨架之上。向该混合物中添加已溶于39mL MeOH中的EPC (39.0g，246.0mmol，1.5当量/环氧基)。混合物在40℃下搅拌24 小时。然后挥发物由旋转蒸发除去。这一粗产物的过量哌嗪通过使用 球管-球管Kugelrohr蒸馏方法在高真空和加热至170-200℃下除去， 得到37.0g的残留物。残留物的MALDI-TOF分析显示在6245amu处 的峰，表明60％接枝。将残留物溶于40mL的MeOH中并放置到在MeOH 中的含有硅胶(150g，60埃，200-430目)的柱中。通过用15个100-mL 级分的MeOH洗脱除去。四缩水甘油醚和单保护的哌嗪的未接枝产物。 产物通过使用在MeOH中的20％氢氧化铵，用8个100-mL级分洗脱。 这些级分由旋转蒸发法浓缩得到所需产物(1.55g，60％回收率，基于 3g的理论)。它的谱如下：
13C NMR(125MHz，CD3OD)：δ 14.95，15.06，44.72，46.99，54.62，62.47，62.71， 68.74，71.36，75.48，75.58157.10(与1-哌嗪羧酸乙基酯反应的最终产物)； 和
MALDI-TOF MS：C399H693N21O168；计算值8482(100％接枝)，实测值 6245(～60％接枝)amu(环氧化物中间体)。
B.G＝1聚(亚乙基亚胺)棒状树枝形大分子的保护基的水解
向含有搅拌棒的50-mL圆底烧瓶中添加KOH(4.7g，71.0mmol， 16当量/氨基甲酸酯)和10mL的去离子水。在这一均匀的溶液中滴 加已溶于14mL MeOH中的聚(亚乙基亚胺)棒条体(1.47g，14mmol， 1.6mmol氨基甲酸酯)(在实施例97A中制备)。该混合物在N2气氛中 在75℃下加热16小时。混合物被冷却到室温，然后用12N HCl酸化 到pH3，然后用氢氧化钾调节至碱性，达到pH10.5。由旋转蒸发除 去挥发物，随后在50℃下在高真空下干燥。残留固体在100mL的MeOH 中在25℃下搅拌3小时。让未溶解的盐沉降，并滗析甲醇溶液。这一 程序重复两次以上。然后合并的甲醇洗涤液由旋转蒸发浓缩，随后在 高真空下干燥残留物，得到1.2g的浅棕色固体。将这一物质放置在 MeOH中的SephadexTM LH-20柱上并进行洗脱，收集30个2-mL级分。 级分1-7被合并并由旋转蒸发浓缩得到所需产物(540mg)。它的谱如 下：
13C NMR(125MHz，CD3OD)：δ 46.29，47.04，55.57，63.30，68.53，71.39，75.68； 和
MALDI-TOF：C609H1218N126O168；计算值13908(100％接枝)，实测值 6245(～45％总接枝)amu。
下面的反应路线94示出了这一反应。
实施例98：无规的高度支化树枝形大分子。胺和环氧化物的反应 形成环氧基聚合物是一大类的商购单体的基础。通常该单体为了特殊 的应用而聚合。这些聚合物广泛用作保护涂层，胶水，粘结剂和一般 是有吸引力的，因为它们的高热稳定性和韧性(高拉伸强度)。树枝形 大分子借助于PEHAM重复单元在这一类型的聚合物中的引入应该提供 更多的用途。宽范围的物理和化学性质应该利用“树枝状态”以小心 地调节聚合度来实现。因为它们的树枝状生长树枝形大分子基的聚合 物应该还具有更致密的结构。
[(C)＝低聚(新戊基二缩水甘油醚)；(IF1)＝OH；(BR1)＝DETA； (TF)＝胺]
A.从双(甲基异丁基亚氨基乙基)胺和新戊基缩水甘油醚制备AB2 单体
向25-mL圆底烧瓶中添加10mL的双(甲基异丁基亚氨基乙基)胺 在MIBK中的0.633M溶液。在高真空和加热下通过抽空除去挥发物。 将残留物(1.7g，6.3mmol)经过1-2分钟滴加到含有新戊基二缩水甘 油醚(Aldrich)(8.2g，38mmol，6当量.)和20mL的MeOH的装有 搅拌棒的50mL烧瓶中。这一混合物在N2气氛中在25℃下搅拌18 小时。反应混合物的MALDI-TOF质谱显示了所需产物的在319amu处 的峰。TLC(30％ NH4OH-MeOH)显示在Rf＝0.85处的大斑点和在Rf＝0.2 处的小斑点。混合物由旋转蒸发法浓缩。所得残留物通过使用 Kugelrohr装置，在160-190℃下球管-球管蒸馏～20分钟除去过量的 双环氧化合物，得到一釜的所需产物(3.4g，理论3.1g)。将该单体 溶于MIBK中并在贮存过程中在N2气氛中密封。500mg的该单体的样 品在MeOH中的SephadexTM LH-20柱上提纯。所收集的级分15-23被 浓缩得到250mg的单体，显示了319amu的MALDI-TOF质谱，除去了 大部分的较高分子量杂质。该物质的TLC(在MeOH中30％ NH4OH)显示 了在Rf＝0.85处的一个斑点。它的谱如下：
13C NMR(CDCl3，500MHz)：δ 17.59，22.05，22.1，26.09，36.44，44.08，44.18， 50.02，50.92，51.58，68.51，70.71，71.13，73.80，71.91，78.03，170.73；和
MALDI-TOF：C15H33N3O4；计算319.44，实测319[M+]amu.
下面的反应路线95示出了这一反应。
反应路线95
B.AB2单体的聚合反应
向含有搅拌棒的25-mL圆底烧瓶中添加等分部分的单体(由实施 例98A制备)在MIBK中的溶液。挥发物由高真空除去(1.0g，3.2 mmol)。向该烧瓶中添加25mL的MeOH和120mg的水。该混合物在 N2气氛中在55℃下加热并搅拌48小时。反应混合物的TLC(在MeOH 中50％ NH4OH)显示了单体浓度(Rf＝0.85)的缓慢增加和在基线上对应 于高分子量物质的斑点的增加。粗聚合物混合物的MALDI-TOF质谱显 示了高达～4000amu的低聚物峰。它的谱如下：
MALDI-TOF：发现高达4000amu的低聚物峰(319amu的若干倍)。
实施例99：基于聚(2-乙基-2-噁唑啉)(PEOX)的树枝形接枝体聚 合物作为核，具有四分支核的PEHAM树枝形大分子G＝0作为支化单 元和哌嗪作为表面。
[(C)＝PEOX；(IF1)＝OH；(BR1)＝PEHAM树枝形大分子G＝0； (EX1)＝PIPZ；(TF)＝胺]
A.PEOX核的制备
向含有大搅拌棒的250-mL圆底烧瓶中加入对-甲苯磺酸甲酯 (1.85g，9.93mmol)和125mL的甲苯。该烧瓶装有Dean-Stark分 水器和连接到N2气体管线的冷凝器和鼓泡器。该混合物回流～30分 钟，将约25％的甲苯体积蒸馏到存水弯(trap)中以彻底干燥该装置， 然后冷却到90℃，同时该存水弯用隔膜置换以阻挡潮气。乙基噁唑啉 (19.5g，196.7mmol)在真空下从氢化钙粉末新蒸馏到装有隔膜以阻 挡潮气的分离烧瓶中。该烧瓶的内容物通过火焰干燥过的18-规格针 经过5-8分钟的时间转移到甲苯/对-甲苯磺酸甲酯溶液中。所得混合 物装有回流冷凝器并在N2气氛中加热到温和的回流(～110℃)保持 16小时。该物质的MALDI-TOF质谱显示20的聚合度(DP)。它的谱如 下：
MALDI-TOF：发现在900-3700amu之间的多个峰，最高者在2100 amu处(对应于DP＝20)。
B.PEHAM树枝形大分子G＝0接枝到PEOX骨架上
向已冷却至～90℃的上述混合物中一次性添加PEHAM G＝0核， 季戊四醇四(2-羟丙基-3-哌嗪)醚(483mg，0.686mmol，2.7mmol NH) 在2.0mL的MeOH中的溶液。所得混合物在N2气氛中回流24小时。 然后剩下的未接枝的聚(2-乙基-2-噁唑啉)用吗啉(2.0g，23.0 mmol，～2当量/活性聚合物末端)淬灭，混合物回流另外24小时。混 合物被冷却到25℃和由旋转蒸发除去挥发物，随后进一步在高真空下 干燥得到粗树枝形接枝体产物(25g)。将残留物溶于50mL的MeOH 中并在MeOH中的SephadexTM LH-20柱上提纯3g等分部分(对应于～1g 粗产物)，取得各2mL的总共40个级分。收集级分1-7并由旋转蒸发 除去溶剂，得到提纯产物(300mg)。这一产率显示了以质量平衡为基 础，4:1加合物(即，四个PEOX单元/PEHAM G＝O树枝形大分子)的 90-100％的接枝率。然而，提纯产物的MALDI-TOF质谱显示了平均1: 1加合物。这一结论由合并的级分1-7的碳NMR谱支持。树枝形接枝 体的PEHAM树枝形大分子G＝0部分的特征信号明显存在于74.30， 70.61，60.63和53.35ppm。在53.35ppm处的信号是宽的并且是当 第二个氮被取代时常常变宽的哌嗪官能团的指征。它的谱如下：
13C NMR(125MHz，CDCl3)δ 9.35，25.96，43.56，45.54，53.35，59.14，60.63， 70.61，74.30，173.92，174.41，174.52；和
MALDI-TOF MS：发现多个峰其最高者在2240amu处。
下面的反应路线96示出了这一反应。
实施例100：具有G＝4PAMAM核和G＝1PEHAM壳的核-壳构造 的树枝形大分子
核：G＝4PAMAM
壳：G＝1PEHAM[(C)＝TMPTGE；(EF1)＝OH；(BR1)＝DEIDA； (TF)＝乙基酯]
向压力管中添加作为壳单元的具有乙酯表面的G＝1PEHAM树枝 形大分子(2.17g，2.5mmol，50摩尔当量/G＝4PAMAM核；由实施 例23B制备)在11.0mL的MeOH中的溶液。向该溶液中一次性添加氯 化锂(0.21g，5.0mmol，2摩尔当量/G＝1酯)(Acros)，该管装 有搅拌棒和塞子。在室温下搅拌10分钟后，添加具有EDA核和伯胺 表面基团的G＝4 PAMAM树枝形大分子(0.71g，0.5mmol， 在MeOH中12.3％w/w溶液)的溶液作为核单元，并用塞子密封该管并 在45℃下加热一夜。反应混合物的等分部分由MALDI-TOF MS分析和 它显示了在26,809(对应于作为壳的大约14G＝1PEHAM树枝形大 分子)和54,142amu(对应于作为壳的大约46G＝1PEHAM树枝形大 分子)处的质量峰。在80,175和106,191amu处的低强度的峰表明 了少量的交联副产物的存在。加热继续进行3天，并由MALDI-TOF MS 分析反应的进程，显示了相同的峰强度比例。6天后，反应混合物冷 却到室温并转移到100-mL单颈圆底烧瓶中。然后将AEP(2.42g，18.75 mmol；1.25当量/起始G＝1酯基)(Acros)在10.0mL的MeOH中的 溶液添加进去并将混合物加热到75-80℃。22小时后，由IR分析反应 的进程，显示了在1740cm-1处酯振动的不存在和在1645cm-1处的强 酰胺振动带的存在。MALDI-TOF质谱分析结果与全部酯基转化成酰胺 官能团完全一致。反应混合物冷却至室温，在MeOH中稀释到2.5-5％ w/w溶液，然后通过使用5K尺寸排阻膜在15-20psi(约135-137.9kPa) 的压力下进行超滤以提纯。它的谱如下：
MALDI-TOF(具有酯壳表面的PAMAM-PEHAM构造树枝形大分子)： 26,809(PAMAM核，加成了14G＝1PEHAM表面树枝形大分子)和54,142 amu(PAMAM核，加成了46G＝1PEHAM表面树枝形大分子)；和
MALDI-TOF(具有哌嗪壳表面的PAMAM-PEHAM构造树枝形大分子)： 37,329(PAMAM核，加成了14G＝1PEHAM表面树枝形大分子)和71,904 amu(PAMAM核，加成了46G＝1PEHAM表面树枝形大分子)。
下面的反应路线97示出了这一反应。
反应路线97
实施例101：具有G＝2PEHAM核和G＝1 PEHAM壳的核-壳构造 树枝形大分子
核：G＝2PEHAM[(C)＝TMPTGE；(IF1)＝OH；(BR1)＝DEIDA； (BR2)＝TREN；(TF)＝胺]
壳：G＝1PEHAM[(C)＝TMPTGE；(IF1)＝OH；(BR1)＝DCEA； (TF)＝乙酯]
向烘干的100-mL圆底烧瓶中添加已溶于4mL的干燥MeOH (Aldrich)中作为核单元的具有伯胺表面的G＝2PEHAM树枝形大分子 (390mg，0.265mmol；由实施例84制备)。该烧瓶装有搅拌棒。添加 已溶于11.0mL MeOH中作为壳单元的具有乙酯表面的G＝1PEHAM 树枝形大分子(4.6g，5.3mmol，20摩尔当量/G＝2；由实施例23B 制备)。在室温下搅拌2小时后，一次性添加氯化锂(0.42g，10mmol) (Acros)。在反应烧瓶上安装回流冷凝器并在N2气氛中在45℃下加热 一夜。样品的等分部分由MALDI-TOF MS的分析表明对于连接于核上 的一个，两个，三个，四个和五个G＝1 PEHAM壳单元的质量峰，它 们具有降序的峰强度。继续加热6天，然后反应混合物冷却至室温。 然后将AEP(5.13g，39.75mmol；125当量/起始G＝1酯基)(Acros) 在20mL的MeOH中的溶液添加进去，然后将混合物加热到75-80℃保 持22小时。在这一时间段之后，反应的进程由IR监测，显示了在 1740cm-1处酯振动的不存在和在1649cm-1处的强酰胺振动的存在。 MALDI-TOF质谱分析表明酯键完全转化成酰胺官能团。反应混合物在 MeOH稀释成2.5-5％w/w溶液并使用3K尺寸排阻膜膜在20-25psi(约 137.9kPa)的压力下进行超滤以提纯。
MALDI-TOF MS(具有酯壳表面的PEHAM-PEHAM构造树枝形大分 子)：2349.3，3232.1，4011.8和4816.8amu(核单元，加成了1-4 个G＝1壳单元)；和
MALDI-TOF MS(具有PIPZ壳表面的PEHAM-PEHAM构造树枝形大 分子)：2609.4，3739.7，4682.3和5968.2amu(核单元，加成了1-4 个G＝1壳单元)。
下面的反应路线98示出了这一反应。
反应路线98
PEHAM树枝形大分子的生命科学应用
下列实施例举例说明了PEHAM树枝形大分子的生命科学应用并公 开它们在诸如药物包封，解毒，前体药物形成，表面辍合，膜渗透， 核酸-尤其siRNA-运输，和树枝形大分子的抗细菌作用之类的领域中 的应用。
实施例102：使用非甾族消炎药物(NSAID)吲哚美辛作为模型药 物，由PEHAM树枝形大分子进行药物包封。
一般方法：在已溶于5.0mL去离子水中的各自PEHAM树枝形大分 子(～0.2％w/v)存在下，考察吲哚美辛的包封效率。将过量(～15mg) 的吲哚美辛(Alfa Aesar，批号(lot#)c7517A)添加到含有树枝形大分 子水溶液的管形瓶中。这些悬浮液简短地进行超声波处理，然后在摇 振水浴中在37℃和100rpm下培养一夜，然后在室温下进行平衡。树 枝形大分子-吲哚美辛悬浮液经由0.2μm，13-mm直径尼龙针筒式滤器 进行过滤以除去过量药物。使用Perkin ElmerTM Lambda 2UV/VIS分 光光度计由UV光谱分析在320nm的光波长下分析树枝形大分子所包 封的吲哚美辛。结果总结于下面的表II中。结果显示了吲哚美辛对于 树枝形大分子尺寸(代)，核的疏水性，和树枝形大分子分支和表面的 官能团的包封依赖性。
表II
实施例#的化合 物 尺寸 (代) 核官能度 表面官能团 吲哚美辛(a) (摩尔药物/摩尔 树枝形大分子) 10B 1.5 4 哌嗪 2.3(0.022) 47 1 3 OH(TRIS) 1.1(0.007) 48 1 4 OH(TRIS) 1.5(0.027) 23A 1 3 OH(DEA) 1.0(0.077) 55 1 4(芳族) NH2(DETA) 4.0(0.14) 61 1.5 4 哌嗪 3.8(0.06) 84(C4+TREN) 2 3 NH2(TREN) 1.9(0.152) 85(Ex82+DMI) 2.5 3 吡咯烷酮 0.6(0.008) 86(C5+TREN) 2 4 NH2(TREN) 2.5(0.196) 87(Ex84+DMI) 2.5 4 吡咯烷酮 0.6(0.048) 92 3 4(芳族) 0H(TRIS) 5.2(0.14) 93 1.5 4 哌嗪 5.7(0.155) 94 2 4 0H 4.8(0.175)
(a)括号中的数字表示标准偏差(±SD)。
实施例103：铜(O)原子被PEHAM树枝形大分子包封，用作生物标 志纳米复合材料。
将具有吡咯烷酮表面的PEHAM树枝形大分子G＝2.5代(15.0mg， 0.0038mmol；由实施例87制备)溶于3.81mL的去离子水中，作为树 枝形大分子原料溶液。将乙酸铜(II)(9.0mg，0.0734mmol)(Aldrich) 溶于4.52mL的去离子水中。还原剂肼一水合物(0.1mL，99％)(Aldrich) 与0.1mL的水混合。同时制备含有去离子水但没有树枝形大分子的对 照溶液。然后将1.0mL的树枝形大分子原料溶液与0.5mL乙酸铜(II) 溶液混合。所得混合物在室温下搅拌20分钟。树枝形大分子-铜(II) 溶液的颜色转变成亮蓝色，而水-铜(II)对照物是非常浅的蓝色。然后 使用20μL注射器(Hamilton)将5.0μL的肼溶液慢慢地添加到两种混 合物中。树枝形大分子-铜(II)溶液的颜色变得非常浅，表明在树枝形 大分子内部形成了铜(0)纳米粒子，而水-铜(II)对照溶液立即变成黄 色并形成铜(0)颗粒并沉淀。树枝形大分子-铜(0)络合物在室温下和在 有空气和光照的情况下能稳定至少6小时。记录无铜的树枝形大分子 溶液、树枝形大分子-铜(II)溶液和树枝形大分子-铜(0)溶液的 UV/Vis谱。该树枝形大分子溶液显示在280nm处的最大吸收，这使 树枝形大分子-铜(II)溶液位移到632nm。在用肼一水合物还原后， 这一最大吸收位移到432nm，提示在PEHAM树枝形大分子内部形成了 稳定的铜(0)纳米粒子。
实施例104：含有模型药物吲哚美辛-生理盐水溶液的所选择 PEHAM树枝形大分子的注射药物型配制剂。下列实施例公开了PEHAM 树枝形大分子在注射药物型配制剂中用作药物载体的能力。
在去离子水中制备生理盐水(0.9％w/v)。然后在5.0mL盐水中制 备PEHAM溶液(0.2％w/v)。将过量的吲哚美辛(15.0mg)(Alfa Aesar) 添加到含有PEHAM溶液的管形瓶中，所得悬浮液用超声波进行简短地 处理，然后在摇振水浴中在37℃和100rpm下培养一夜。在冷却到室 温之后，该悬浮液经由0.2μm、13-mm直径尼龙针筒式滤器进行过滤， 以除去过量药物。使用Perkin ElmerTM Lambda 2UV/VIS分光光度计 由UV光谱分析在320nm的光波长下分析树枝形大分子所包封的吲哚 美辛。结果示于下面的表III中。全部配制剂具有水状稠度并且能够 通过使用标准24-规格注射器针头来给药。
表III
实施例#的 化合物 吲哚美辛(a) 生理盐水[mol药物/mol 树枝形大分子] 吲哚美辛(a) 去离子水 [mol药物/mol树枝形大分子] 61 4.8(0.01) 3.8(0.06) 92 5.6(0.16) 5.2(0.14) 94 9.1(0.047) 4.8(0.175)
(a)括号中的数字表示标准偏差(±SD)。
实施例105：使用抗癌症药物顺氯氨铂作为模型药物，PEHAM树枝 形大分子的药物包封。
在机械摇振下，将G＝3PEHAM树枝形大分子(61.5mg，0.024mM； 由实施例92制备)添加到圆底烧瓶中的60.0mL去离子水中。将抗癌 药物顺氯氨铂(226.0mg，0.75mM)(Strem Chemicals)添加到树枝形 大分子水溶液中，随后超声波处理5分钟并在50℃下加热20分钟。在 冷却到室温之后，反应混合物搅拌20小时。通过在4℃下相对于500mL 去离子水渗析30分钟(MWCO-1000)除去未包封的顺氯氨铂。渗析袋内 容物由冷冻干燥法干燥，然后由感应耦合等离子体谱(ICP)(Anderson Analytical，Texas)测量顺氯氨铂含量。顺氯氨铂含量发现是44.9± 1.89％(w/w)(N＝2)，表明具有羧酸酯表面的PEHAM树枝形大分子能 够用于这一药物递送应用中。
实施例106：使用核磁共振成像(MRI)剂作为模型药 物，PEHAM树枝形大分子的药物包封。
A.样品制备
建立两个反应以将二亚乙基三胺五乙酸，钆(III)(DTPA-Gd(III)， )(Aldrich)包封到PEHAM树枝形大分子中。在反应1中， 将已溶于水中的G＝1PEHAM树枝形大分子(200mg，0.0495mmol； 由实施例93制备)添加到10-mL圆底烧瓶中。在机械搅拌下向该溶液 添加DTPA-Gd(III)(867.2mg，1.584mmol，32当量/树枝形大分子)， 直到形成澄清溶液为止。在反应2中，将已溶于水中的G＝1PEHAM 树枝形大分子(200mg，0.0495mmol；由实施例93制备)添加到20-mL 圆底烧瓶中。然后在机械搅拌下添加DTPA-Gd(III)(433.4mg，0.791 mmol，16当量/树枝形大分子)，直到形成澄清溶液为止。两种混合 物都在室温下搅拌4.5天。然后各混合物转移到单独的渗析袋(1K截 分再生纤维素渗析管，Spectrum Laboratories Inc.)。该烧瓶用去 离子水(3×1.0mL)漂洗，并将漂洗溶液添加到各渗析管中。将渗析管 投入含有900mL去离子水的1L烧杯中，并在中等速度下搅拌。渗析 进行2.5小时。在0.5、1.0、1.5和2.0小时之后换水。在2.5小时 后，反应混合物转移到预先称量的100-mL圆底烧瓶中。渗析管用去离 子水(3×1.0mL)漂洗，该去离子水也被放置到该圆底烧瓶中。由旋转 蒸发除去水，剩下的残留物在高真空下干燥4-6小时以除去残留的痕 量水。所得产物是在烧瓶壁上的淡黄色固体。每种试样的重量是761mg (反应1)和537mg(反应2)。取出等分部分用于分析，将主要产物转 移到小的管形瓶中并在-12℃下贮存。
B.样品分析
溶液的Gd(III)含量在连续的、径向观察的VarianTM Liberty Series II ICPOES感应耦合等离子体光发射分光光度计(Anderson Analytical，TX)上测定。通过使用可变场T1-T2分析器(匹兹堡大学) 进行弛豫分析。场强度在1-64MHz变化。这些物质的分析数据示于表 IV。被建立以包封较高数目的DTPA-Gd(III)分子的反应1，显示了较 高的Gd(III)含量；然而，DTPA-Gd(III)的增加没有导致弛豫的提高。 DTPA-Gd(III)包封的树枝形大分子的弛豫类似于游离DTPA-Gd(III)。
表IV
样品 Gd含量(ppm) DTPA-Gd：PEHAM 弛豫(r1) 反应1 240389 37.8 4.0 反应2 213683 21.4 4.6 DTPA-Gd 4.2
实施例107：DTPA-Gd用G＝1树枝形大分子的包封
[(C)＝PETGE；(IF1)＝OH；(EX1)＝PIPZ；(IF2)＝OH；(BR2) ＝PETGE；(IF3)＝OH；(EX2)＝PIPZ；(TF)＝伯NH2；(M)＝DTPA-Gd； G＝1.5]
将G＝1树枝形大分子(50mg，0.0157mmol)(通过实施例26B 制备)溶于7mL去离子水中。然后添加DTPA-Gd(275mg，0.503mmol) (Aldrich)。反应混合物在室温下搅拌2天。将痕量的不溶解的固体滤 出。然后混合物通过使用1K截分膜针对去离子水渗析5小时，有几次 水变化。通过旋转蒸发器除去水，得到产物，其为稍微黄色的固体(164 mg，重量增加114mg，树枝形大分子：DTPA-Gd＝1:13.2，摩尔比 率)。
实施例108：DTPA-Gd用G＝2树枝形大分子的包封
[(C)＝PETGE；(IF1)＝OH；(EX1)＝PIPZ；(IF2)＝OH；(BR1) ＝PETGE；(IF3)＝OH；(EX2)＝PIPZ；(IF4)＝OH；(BR2)＝PETGE； (IF5)＝OH；(EX3)＝PIPZ；(TF)＝伯NH2；(M)＝DTPA-Gd；G＝2.5]
将G＝2树枝形大分子(100mg，0.00943mmol)(通过实施例78 制备)溶于7mL的去离子水中。然后添加DTPA-Gd(537mg，0.981mmol) (Aldrich)。反应混合物在室温下搅拌2天。将痕量的不溶解的固体滤 出。然后混合物通过使用1K截分膜针对去离子水渗析5小时，有几次 水变化。通过旋转蒸发器除去水，得到产物，其为稍微黄色的固体(318 mg，重量增加218mg，树枝形大分子：DTPA-Gd＝1:42，摩尔比率)。
实施例109：DTPA-Gd用G＝3.5树枝形大分子的包封
[(C)＝PETGE；(IF1)＝OH；(EX1)＝PIPZ；(IF2)＝OH；(BR1) ＝PETGE；(IF3)＝OH；(EX2)＝PIPZ；(IF4)＝OH；(BR2)＝PETGE； (IF5)＝OH；(EX3)＝PIPZ；(IF6)＝OH；(BR3)＝PETGE；(IF7)＝ OH；(EX4)＝PIPZ；(TF)＝伯NH2；(M)＝DTPA-Gd；G＝3.5]
将G＝3树枝形大分子(120mg，0.00366mmol)(通过实施例79 制备)溶于7mL的去离子水中。然后添加DTPA-Gd(313mg，0.5703 mmol)(Aldrich)。反应混合物在室温下搅拌2天。将痕量的不溶解的 固体滤出。然后混合物通过使用1K截分膜针对去离子水渗析5小时， 有几次水变化。通过旋转蒸发器除去水，得到产物，其为稍微黄色的 固体(294mg，重量增加174mg，树枝形大分子：DTPA-Gd＝1:86， 摩尔比率)。
实施例110：使用近红外的活性染料作为模型药物，利用PEHAM 树枝形大分子的药物包封。将PEHAM树枝形大分子与近红外活性材料 掺混，这使得应用在这一频谱波长范围内的物体变得可视化，例如在 肿瘤显影或夜间可读的地图中。
A.近红外活性染料CyTE-807的合成
在机械搅拌下和在N2气氛下向10-mL圆底烧瓶中添加染料IR-806 (112.0mg，0.1523mmol)(Aldrich)和2.0mL的无水DMF(Acros Organics)。然后经由25μL注射器将3-巯基丙酸(14.7μL，0.168 mmol，1.10当量)(Acros Organics)添加进去，随后经由100μL注射 器添加TEA(24.7μL，0.176mmol，1.15当量)(Acros Organics)。 反应混合物用氩气吹洗并在22℃下搅拌一夜。由旋转蒸发除去挥发 物，粗产物通过使用HPLC以0.1％乙酸和乙腈的混合物(75:25％v/v) 作为洗脱剂和以λ＝480nm的UV光作为检测器进行分析。起始原料， IR-806，具有7:05分钟的保留时间和产物，CyTE-807，具有5:20 分钟的保留时间。粗产物，CyTE-807，进一步通过从5.0mL叔丁基甲 基醚(Fisher Scientific)中重结晶，随后通过30-mL细孔玻璃过滤器 进行过滤和用叔丁基甲基醚洗涤(3×5mL)来提纯，得到所需产物 CyTE-807(111.5mg，93.5％产率，119.3mg理论质量平衡)。它的谱 如下：
1H NMR(500MHz，DMSO-d6)：δ 1.18(2H，t，J＝2.5Hz)，1.65-1.83(10H，m)， 2.51-2.56(4H，m)，2.72(2H，s)，2.94(4H，s)，3.03(3H，m)，4.17(2H，s)，6.19(1H，d J＝7.0 Hz)，7.23(1H，t，J＝4.83Hz)，7.42(2H，s，J＝8.67Hz)，7.58(1H，d，J＝3.5Hz)，8.03(1H，d， J＝6.5Hz)；和
13C NMR(75MHz，DMSO-d6)：δ 8.50，22.49，26.07，27.48，30.78，35.10，35.80， 43.60，45.43，48.68，50.70，102.57，111.28，124.69，128.57，136.96，142.30，162.35，170.22， 172.27；和
MALDI-TOF：C40H51N2O8S3：计算783.3，实测783.6[M]+和805.6[M+Na]+ amu.
下面的反应路线99示出了这一反应。
反应路线99
B.IR-806的包封
向装有磁力搅拌棒的10-mL圆底烧瓶中添加PEHAM G＝1树枝形 大分子(1.08g，含有0.045mg、0.0142mmol树枝形大分子的4.189％ 水溶液；由实施例93制备)。向这一溶液中添加粉末形式的过量染料 IR-806，导致非常深绿色溶液的形成，将该溶液放置在N2气氛中并搅 拌24小时。反应用60mL水稀释并加入到在1000mL水中的2K渗析 膜(38-mm直径，4cm长度，Spectra/，Spectrum Laboratories) 中。由旋转蒸发除去挥发物，得到暗红色固体形式的所需产物(114 mg)。产物通过使用0.1％乙酸和乙腈的混合物(75:25％v/v)作为洗 脱剂由HPLC提纯，并在λmax＝806nm处由其UV活性来鉴定。PEHAM 树枝形大分子是UV非活性的和该UV活性是由染料与树枝形大分子相 结合所产生的。
C.CyTE-807的包封
向装有搅拌棒的100-mL圆底烧瓶中添加已溶于2.0mL水中的染 料CyTE-807(20.0mg，0.0265mmol，1.5当量/树枝形大分子)。向 该溶液中添加PEHAM G＝1树枝形大分子(1.36g，含有56.8mg，0.0179 mmol树枝形大分子的4.18％水溶液)。反应搅拌96小时，然后用35mL 的水稀释和放置到有1000mL水作为本体溶剂的2K渗析膜(38-mm直 径，4cm长度，Spectra/，Spectrum Laboratories)中。该本 体在24小时后变化。在渗析完成之后，内容物转移到250-mL圆底烧 瓶中，由旋转蒸发除去挥发物得到深蓝色固体(59mg)。使用0.1％乙 酸和乙腈(75：25％v/v)作为洗脱剂的HPLC分析显示不存在游离染料， 游离染料预期进入到在5:20分钟后的洗脱液中。UV-VIS谱显示了在 λ＝672nm处的最高点，从对于游离染料发现的λ＝807nm的向下位 移，这归因于由PEHAM树枝形大分子产生的微环境。
实施例111：在金(Au-S)核周围构造的PEHAM树枝形大分子。
[(C)＝金；(EX1)＝PIPZ；(IF1)＝OH；(BR1)＝PETGE；(IF2) ＝OH；(EX2)＝PEA；(Ex3)＝DMI；(TF)＝甲酯]
将实施例96C制备的具有二硫化物核的PEHAM树枝形大分子G＝1 用DMI封端以生产吡咯烷酮表面。将该树枝形大分子(108mg)溶于 0.70mL的去离子水中。然后在机械搅拌下将DTT在去离子水中的溶 液(0.128mL，由23mg DTT溶解在0.5mL的去离子水中所形成的溶 液)添加进去。用于该实施例中的去离子水在使用之前用氩气吹洗 10-15分钟。混合物在室温下搅拌一夜。使用下列程序制备5-nm金 纳米粒子。首先，制备1mL的在去离子水中的4％氯金酸溶液。其次， 将375μL的该氯金酸溶液和500μL的碳酸钾(0.2M)水溶液添加到 100mL的去离子水中并在强烈搅拌下用冰冷却至4℃。第三，在5mL 的去离子水中新制备硼氢化钠(0.5mg/ml)。第四，将硼氢化钠溶液的 五个1mL等分部分在快速搅拌下添加到氯金酸/碳酸盐悬浮液中。在 混合过程中混合物的颜色从蓝紫色变化到微红-桔黄色。最后，最终的 混合物在硼氢化钠添加结束之后在冰上搅拌5分钟。在强烈搅拌下在 0℃下向这一预先制备的金纳米粒子溶液中添加具有SH焦点官能团的 还原的树突溶液。在添加之后，反应混合物在0℃下搅拌另外10分钟， 然后升至室温。混合物在黑暗中在室温下搅拌过夜。通过旋转蒸发除 去水，直到有约1mL的溶液留下为止。粗产物的三分之一通过使用 SephadexTM G-50柱(直径1.6cm，长度22cm)以水作为洗脱剂来提纯。 从柱中洗脱出尖锐的谱带。以2滴/级分来收集27个级分。最先的9 个级分用PAGE(4％丙烯酰胺凝胶，0.1％SDS)检查，显示了覆有硫代树 突的金纳米粒子的形成。
图10说明了这些覆有硫代树突的金纳米粒子的形成。对于覆有 PEHAM树突的金纳米粒子进行PAGE。在染色之前(左板面)，棕色表示 涂覆的金纳米粒子(紫色是荷载的染料)。在用考马斯蓝染料染色之后 (右侧板面)，蓝色表明在金周围存在树突壳。泳道1含有具有过量树 突的粗产物，而泳道2至10含有来自SephadexTM G-50分离中的级分 1-9。
下面的反应路线100说明该树突反应。
反应路线100
实施例112：PEHAM树枝形大分子的解毒行为，例如，将作为模型 毒素的吲哚美辛从溶液中除去。本实施例公开了PEHAM树枝形大分子 从身体中除去药物过度剂量或从环境中除去毒素的能力。
在PEHAM树枝形大分子(由实施例93制备)在去离子水中的溶液存 在下研究了吲哚美辛的模拟解毒。通过将树枝形大分子的各个等分部 分添加到5mL去离子水中来制备四种不同浓度(0.033，0.070，0.200， 0.335％w/v)的PEHAM树枝形大分子(双份)。将等量的10mg吲哚美 辛(Alfa Aesar)添加到含有树枝形大分子水溶液的各管形瓶中。该所 得悬浮液简短地进行超声波处理，然后在摇振水浴中在37℃和100rpm 下培养一夜并在室温下进行平衡。悬浮液用0.2μm、13mm直径尼龙针 筒式滤器过滤以除去过量的未包封药物。将来自过滤材料和混合管形 瓶中的过量的未溶解的吲哚美辛溶解在MeOH中。包封在PEHAM树枝形 大分子中的吲哚美辛内容物以及每种样品的过量药物由Perkin ElmerTM Lambda 2UV/VIS分光光度计，在320nm的光波长下由UV光 谱分析法进行分析。结果示于图11中，显示包封和未包封的吲哚美辛 的量，清楚地表明该模型毒素从溶液中的除去。
实施例113：在前体药物途径中作为载体的PEHAM树枝形大分子。 模型药物吲哚美辛已经以化学方式结合于PEHAM树枝形大分子的内部 羟基，产生前体药物。树枝形大分子-吲哚美辛络合物的水解和未改变 的药物的释放显示了PEHAM树枝形大分子可用于前体药物递送应用中 的能力。
A.末端哌嗪NH基团的保护以防止吲哚美辛的表面附着
将PEHAM树枝形大分子(50mg，0.016mmol；由实施例93制备) 和三(乙二醇)甲基醚对-硝基苯基碳酸酯(250mg，0.064mmol，4当 量)混合于3mL的MeOH中并搅拌4天。反应混合物转移到渗析袋 (1,000道尔顿渗析膜，18mm直径，10cm长度， Spectrum Laboratories)中并在水中渗析。提纯产物通过冷冻干燥被 分离，得到黄色固体(41mg，36％产率)。它的谱如下：
1H NMR(CDCl3)：δ 4.30-4.15(18H，br)，4.00-3.80(31H，br)，3.70-3.20(267H，br)， 2.75-2.20(152H，br)；和
13C NMR(125MHz，CDCl3)：δ 156.2，155.4，152.4，145.2，125.4，122.5，73.4，72.1， 70.8，69.8，66.8，66.6，66.5，64.8，61.0，60.9，59.3，53.4，45.8，44.9，44.3，44.0；和
MALDI-TOF：C245H468N32O100；计算5459，实测5471[M]+amu(宽的信号)。
B.表面保护的PEHAM树枝形大分子与吲哚美辛的反应
将三乙二醇保护的PEHAM树枝形大分子(80.0mg，0.015mmol) 和吲哚美辛(95.0mg，0.27mmol，18当量)溶于5mL的二氯甲烷中， 然后在机械搅拌下添加DCC(60.0mg，0.3mmol，20当量)。24小 时后，除去溶剂，将剩下的固体残留物悬浮在少量的丙酮中，然后离 心分离该悬浮液。黄色溶液被滗析出来并由旋转蒸发除去溶剂。将黄 色残留物溶于MeOH和DMF(9:1)中并首先在含有5％DMF的MeOH中 进行渗析以改进溶解度，随后在纯净的MeOH中进行渗析(1,000道尔 顿渗析膜，18mm直径，10cm长度，Spectrum Laboratories)。渗析袋内容物的蒸发得到所需产物，其为黄色固体(98 mg，86％产率)。它的谱如下：
1H NMR(CDCl3)：δ 8.01，7.67-7.63(m)，7.48-7.44(m)，7.00-6.95(m)，6.83-6.79 (m)，6.66-6.62(m)，5.20-5.12(br)，4.30-4.15(m)，4.10-3.10(m)，2.75-2.10(m).
C.PEHAM树枝形大分子-吲哚美辛前体药物的水解
在机械搅拌下将PEHAM-吲哚美辛前体药物(98mg，0.013mmol) 溶于10mL的MeOH和0.5mL浓HCl中。在3小时后，反应用碳酸氢 钠水溶液淬灭并在水中渗析(1,000道尔顿渗析膜，38mm直径，5cm 长度，Spectrum Laboratories)。渗析袋的内容物 进行过滤并在空气流中干燥固体残留物得到黄色固体(17mg，级分A)。 滤液由旋转蒸发法浓缩，滗析，并由离心除去固体部分。上层黄色溶 液由旋转蒸发干燥，得到黄色固体(57mg，级分C)。将来自烧瓶的不 溶性产物溶解在丙酮中并由旋转蒸发干燥，得到黄色固体(21mg，级 分B)。级分A-C由1H NMR谱和MALDI-TOF MS分析。通过在MALDI-TOF MS中在m/z 5464[M]+处的峰和通过它的1H NMR谱来确认所需产物， 即，没有连接吲哚美辛的PEHAM树枝形大分子，是在级分C中，它实 际上等同于起始原料的谱。级分C的重量与83％的PEHAM树枝形大分 子的回收率一致。通过1H NMR谱确认的级分A是作为被少量有机杂质 污染的吲哚美辛。级分A的重量与58％的吲哚美辛的回收率一致。通 过MALDI-TOF MS确认，级分B是级分A和C的混合物并且它们的谱如 下：级分A(回收的吲哚美辛)：
1H NMR(CDCl3)：δ 7.67-7.63(m)，7.48-7.45(m)，6.97-6.95(m)，6.83-6.80(m)， 4.05-3.95(m，impurity)，3.82，3.70-3.60(m)，2.38，2.00-1.00(杂质)。
级分C(回收的PEHAM树枝形大分子)：
1H NMR(CDCl3)：δ 4.25-4.18(br)，4.00-3.20(br)，2.70-2.20(br)；和70-2.20
MALDI-TOF：C245H468N32O100；计算5459，实测5464[M]+amu(宽的信号)。
下面的反应路线101示出了这一反应。
反应路线101
实施例114：生物活性物质在PEHAM树枝形大分子上的表面辍合。 作为生物活性物质的模型的染料异硫氰酸荧光素(FITC)已经以化学方 式键接于PEHAM树枝形大分子的表面上。通过聚(丙烯酰胺)凝胶电泳 (PAGE)来研究表面辍合，公开了PEHAM树枝形大分子可用于标准生命 科学辍合技术中的能力。
A.在FITC和PEHAM树枝形大分子之间的等摩尔反应
将PEHAM树枝形大分子G＝1(239μL，10.0mg，3.145×10-3mmol； 由实施例93制备)移液到1.5-mL微量离心管中来建立等摩尔反应。通 过将187mg的FITC溶解在50μL的DMSO(Aldrich)中来制备 FITC(Molecular Probes)溶液。从该溶液中取3.27μL(1.22mg，3.145 ×10-3mmol)加入到PEHAM溶液中并通过涡旋混合机混合10秒。反应 变成稍微浑浊的和桔黄色的。10N氢氧化钠水溶液溶液(2.5μL)的添 加使得溶液变成澄清桔黄色，然后反应在摇摆混合器上在黑暗中在室 温下混合一夜。
B.异硫氰酸荧光素(FITC)和PEHAM树枝形大分子之间的饱和反 应
将PEHAM树枝形大分子G＝1(239μL，10.0mg，3.145×10-3mmol； 由实施例94制备)移液到1.5-mL微量离心管中建立饱和反应。向该溶 液中添加FITC(39.27μL，14.6mg，3.773×10-2mmol，相对于PEHAM 的12倍摩尔过量，以便辍合理论上的12个表面胺)，然后由涡旋混合 机混合10秒。溶液变成浑浊的和桔黄色的，和立即形成粗大的桔黄色 沉淀物。10N氢氧化钠溶液(5.0μL)的添加使得溶液变成澄清桔黄色， 但粗大的暗橙色沉淀物会留下。反应在摇摆混合器上在黑暗中在室温 下混合一夜。
C.两种表面缀合的PEHAM树枝形大分子产物的PAGE分析
反应A和B的一部分由SDS-PAGE进行分析。两种 STARBURSTTM(Dendritic Nanotechnologies，Inc.)凝胶对照梯形 (control ladder)，一种含有具有TRIS表面的PAMAM树枝形大分子 G＝2-6(5.0μL)和另一种含有具有胺表面的PAMAM树枝形大分子 G＝0-6(2.5μL，与相同体积的SDS荷载染料混合)作为对照样品来进 行。第三种对照物是未改变的PEHAM树枝形大分子，且辍合反应是通 过使用1.0μL的各溶液，与4.0μL的水和5.0μL的SDS荷载染料(仅 仅该可溶性部分用于该饱和反应)混合来制备的。通过将0.2μL与4.8 μL的水和5.0μL的SDS荷载染料混合来制备FITC对照样品。样品 从左至右(泳道编号)装载：(2)NH2表面梯形，(3)Tris表面梯形，(4) PEHAM树枝形大分子G＝1，(5)饱和FITC反应，(6)等摩尔FITC反应， 和(7)FITC对照物。在[50.0mM TRIS，50mM 2-(4-吗啉代)-乙烷磺 酸(MES)，0.1％SDS]缓冲剂中的10％凝胶(30:1丙烯酰胺:双丙烯酰 胺)在恒定150V下从负到正进行试验，直至溴苯基蓝色荷载染料迁移 了向着凝胶的途径的～3/4。随后用UV光和在用考马斯蓝染料染色之 后，观察凝胶。这些结果示于图12。
在UV光(左侧板面)图12中，在泳道5-7中背景荧光的顶部上能 够看出明显的荧光谱带。在两个反应(泳道5和6)中的游离FITC的谱 带以外可以观察到树枝形大分子-FITC缀合物的几个明显谱带，其以 与对照FITC(泳道7)相同方式发生迁移。凝胶的考马斯蓝染色(右侧板 面)图12显示，PEHAM树枝形大分子存在于显示荧光的全部谱带中， 只是由游离染料引起的谱带除外。来自等摩尔反应的树枝形大分子(泳 道6)显示了与未辍合PEHAM树枝形大分子类似的图案，表明单个或低 数量的FITC辍合。对于饱和反应观察到的不同图案(泳道5)是在辍合 于FITC上之后，在树枝形大分子的尺寸和/或净电荷上有较大变化的 较高辍合水平的指征。
实施例115：表面-缀合的PEHAM树枝形大分子的薄膜渗透。对 于在生命科学应用中的实际使用，需要展示PEHAM树枝形大分子具有 渗透细胞膜的能力。这对于活体外和活体内应用都是重要的，因为物 质输送到细胞中是以树枝形大分子为介导的输送的重要方面。
HEK 293细胞在含有10％ FBS(ISC BioExpress)的MEM(Fisher) 中在96孔板(Becton Dickinson)中以40％汇合(confluency)进行接种 (plated)。在24小时后，将1.0μL的FITC-缀合的G＝1 PEHAM 树枝形大分子(0.128mM原料；由实施例114制备)添加到细胞中。对 照孔包括等同浓度的单独的G＝1 PEHAM树枝形大分子和FITC染料。 细胞用缀合物培养24小时，在2、5、和24小时由荧光显微术监测。 在显微镜下检查之前，待分析的细胞用PBS漂洗2次。将装有用于荧 光的NikonTM TMD-EF的NikonTM Diaphot-TMD显微镜用于该研究，并用 NikonTM CoolPix 990数字式照相机捕获结果。显微镜检查结果表明， FITC缀合的PEHAM树枝形大分子渗透该293细胞膜。在2小时之后 能够看到一些荧光细胞(图13，右侧板面)，并且这一效果在5小时和 24小时后显著地增加，清楚地表明PEHAM缀合物能够用于膜渗透应用。 该PEHAM和FITC对照物没有显示细胞内荧光。相差图像(图13，左侧 板面)已经包括在内作为参考点。
实施例116：作为核酸转染剂的PEHAM树枝形大分子G＝1(哌嗪 表面；由实施例93制备)。对于在生命科学应用中的实际使用，需要 表明PEHAM树枝形大分子能够转染核酸例如siRNA。这对于活体外和 活体内应用都是重要的，因为核酸的转染是以树枝形大分子为介导的 输送的重要方面。
A.细胞制剂
HEK293细胞和MDCK细胞在100mm盘中在具有青霉素和链霉素 抗生素，丙酮酸钠和10％FBS的MEM(完全培养基)中在37℃和5％ CO2 下来培养。当汇合时，培养物以1:3或1:4分裂以便维持活跃生长。 在转染前，一个100-mm盘的细胞分裂为10个35-mm盘，用于在转染 时实现～85％汇合。为了转染，冻干的树枝形大分子在完全培养基中调 节至250μL。在单独的Eppendorf管中，亲环素B siRNA(人PPIB； siGENOME duplex)(Dharmacon，Inc.)在完全培养基中调节至250μL， 达到150nM的最终浓度。两个管都在室温下温育15分钟，混合在一 起，随后温育另外20分钟。在温育之后将另外500μL的培养基添加 到各个管中，使总体积达到1.0mL。然后将该混合物添加到85％汇合 HEK 293和MDCK细胞中，它的培养基已经完全地抽出。该细胞与PEHAM 树枝形大分子-siRNA复合物培养6小时，之后用新鲜的培养基置换。 48小时后给细胞补料，然后在72小时之后收获以供蛋白质分析。组 织培养板用PBS漂洗，然后在150μL Western Lysis缓冲剂(15mM Tris-HCl，pH7.4-8.0，150mM NaCl，1％Triton X-100，和1mM NaVO4) 中刮起并转移到Eppendorf管中。样品然后使用涡旋混合器混合并在 -20℃下冷冻，一直到蛋白质分析为止。对照物LipofectamineTM 2000 (Invitrogen)转染根据涉及到293转染的制造商操作程序来进行。基 本上，进行与以上相同的程序，然而在复合物形成过程中的介质不含 FBS和抗生素。用2μg/ml LipofectamineTM 2000形成复合物。
B.蛋白质定量和蛋白质印迹
蛋白质样品进行解冻和涡旋处理，然后在12,000rpm下离心处理。 使用BioRadTM蛋白质分析(BioRad)根据制造商的规程来分析样品的蛋 白质含量。基本上，将2μL的蛋白质样品添加到96孔微量板中，然 后添加200μL的稀释BioRadTM试剂。该板在MultiskanTM MCC/340微 量板读出器(ThermoLabsystems)上在570nm波长读数。BSA用作标准 物。对于所得数据进行计算以测定样品的蛋白质量。对于蛋白质印迹， 以15％/5％ SDS PAGE对25μg蛋白质样品进行电泳。在30mA/个凝胶 下来凝胶。在电泳之后，该凝胶在凝胶转移装置中组装并在200mA下 经过2小时转移到在2.2g/L碳酸氢钠中的硝化纤维膜上。然后取出 膜，用Ponceau Red探测以监测转移效率，用TBS漂洗，然后在5％奶 溶液中封闭1小时。在封闭后，该膜在室温下用抗亲环素B抗体(1: 3000稀释)温育2小时(Abeam，Inc.)，随后用TBS+0.05％吐温进行 2次5分钟漂洗。然后该膜与碱性磷酸酶-缀合的抗兔二次抗体(1:5000 稀释)温育1小时，随后用TBS+0.05％吐温进行3次5分钟漂洗。然 后，膜使用来自Pierce的1-StepTM NBT/BCIP溶液来显影。对于荷载 对照物，该膜用抗-β肌动蛋白抗体(1:3000稀释)温育1小时(Abeam， Inc.)。碱性磷酸酶缀合的抗小鼠抗体(1:5000稀释)用作二次抗体， 按照如上所述的抗兔抗体的方法。按照与上述同样的方法进行洗涤。 图像以数字方式捕获并通过使用ImageJ软件(NIH)分析条带密度。
C.PEHAM树枝形大分子实验
为了测定G＝1PEHAM树枝形大分子(由实施例94制备)在有效作 为siRNA输送载体时的浓度，在HEK 293细胞情况下从1μg/mL至300 μg/mL和在MDCK细胞情况下从20μg/mL至250μg/mL的浓度范围用 于复合物形成。对于HEK 293细胞和MDCK细胞的数据示于图14中。 在HEK 293细胞中，有一个总趋势：PEHAM树枝形大分子浓度的提高 显示了knockdown基因产物knockdown(敲低)的增加。MDCK细胞显 示了在本分析中所使用的最高剂量的PEHAM下亲环素B表达的中等减 少。在HEK 293和MDCK细胞两者中，当使用200μg/mL的PEHAM树枝 形大分子将siRNA输送到细胞时，看出由siRNA输送引起最高百分数 的亲环素Bknockdown。尽管在MDCK细胞中观察到的knockdown是 中度的(8.5％)，但是在HEK 293细胞中的knockdown是显著的 (60.2％)，超越了对于对照物LipofectamineTM 2000所观察到的效果 (49.2％)。这一观察结果清楚地表明PEHAM树枝形大分子在试验浓度下 具有有效转染至少一些细胞系的潜力。许多转染剂在不同的细胞系中 不同地工作。为此原因，在这一实验中使用宽范围的浓度。对于MDCK 细胞而言用PEHAM树枝形大分子有效输送SiRNA的浓度可能在试验的 范围之外，或尚末试验的其它参数，如细胞密度，血清的存在，需要 优化。
为了验证第一个实验的发现，HEK 293和MDCK细胞通过一式三份 使用50，100，200和400μg/mL G＝1PEHAM树枝形大分子，用靶 向亲环蛋白B的siRNA来转染。这一实验的结果示于图15中。误差线 显示了PEHAM样品的三个实验的标准偏差，和在LipofectamineTM 2000 的两种凝胶之间的偏差。再次，HEK293细胞显示：增大用作输送剂 的PEHAM树枝形大分子浓度导致了增大亲环蛋白B的沉默。然而，在 该实验中，knockdown百分比继续超过200μg/mL浓度，显示了使用 400μg/mL的最高67.4％knockdown。该转染能力和后续的目标 knockdown再次优于对照转染剂，lipofectamineTM 2000。相反地，该 PEHAM树枝形大分子和lipofectamineTM 2000在MDCK细胞中都是无 效的转染剂。尽管PEHAM树枝形大分子显示了输送siRNA以便在一些 单个分析中knockdown亲环蛋白B表达的一些能力，但是这一能力是 高度易变的，这可通过高的标准偏差看出。这与输送siRNA诱导显著 的基因knockdown的失败是一致的。在单个样品中任何所观察的少量 的knockdown有可能是在样品之间的自然基因表达的差异。然而，正 如对于全部细胞转染剂所看到的，PEHAM树枝形大分子对于特定细胞 系在某些浓度下可用作siRNA的有效输送载体。因此，在一个细胞系 中观察到成功的输送表明了PEHAM树枝形大分子能够用作转染剂并且 提示了对于各自细胞系，需要改进其它条件以便找到适合于每一种的 条件。
实施例117：PEHAM树枝形大分子G＝2(伯胺表面；由实施例82 和84制备)作为核酸转染剂。
A.细胞制剂
MDCK和HEK 293细胞对于各细胞系按照1:300从汇合10-cm培 养皿分裂到96-孔板的22个孔中，以便在转染时实现～85％汇合 (confluency)。为测定具有三分支核和伯胺表面(由实施例84制备) 的PEHAM树枝形大分子G＝2以及具有四分支核和伯胺表面的PEHAM 树枝形大分子G＝2(由实施例86制备)的有效性，从1μg/mL至500 μg/mL的浓度范围用于在两个细胞系中的siRNA转染。对于转染，将 冻干的树枝形大分子在完全培养基中调节至50μL。在单独的 Eppendorf管中，亲环蛋白BsiRNA(Human PPIB；siGENOME duplex)(Dharmacon，Inc.)在完全培养基中调节至50μL，达到150nM 的最终浓度。两个管都在室温下温育15分钟，混合在一起，随后培养 另外20分钟。然后将该混合物添加到85％汇合HEK 293和MDCK细胞 中，它们的培养基已经完全地吸出。这些细胞与PEHAM树枝形大分子 -siRNA复合物温育11小时，之后用新鲜的培养基置换。在48小时后， 收获细胞，然后RNA表达通过使用支化DNA(bDNA)分析， Explore Kit(从Genospectra获得)，按照制造商的规程，对于特定基 因knockdown进行定量分析。简短地，50μL的Lysis混合物(专用 配制剂，Genospectra)添加到在各孔中的100μL培养基中并在37℃ 下温育15分钟。细胞在显微镜下的目测检查验证了细胞的溶解。Lysis 产物在-20℃下冷冻，直到进行定量分析为止。
B.定量分析
在分析之前准备探针组(probe sets)。通过添加52μL的探针到 208μL TE中将探针组组分(Ce，LE和BL)在TE(10mM TRIS，1mM乙 二胺四乙酸二钠)中稀释到1X浓度，制备肌动蛋白(HUMAN ACTB，5X 浓度)(Genospectra)和亲环蛋白(HUMAN PPIB，5X浓度)(Genospectra) 的探针组。通过将3.7mL的Lysis混合物与37μL的各1X浓度的探 针组组分混合，制备用于肌动蛋白和亲环蛋白两者的Lysis处理试剂。 剩余1X探针组组分在-20℃下贮存。为了定量分析，细胞提取物在室 温下融化并将20μL的每一种移液到捕获板的两个孔中(白色96孔板， 具有缀合到表面上的有专利权的DNA序列)(Genospectra)。在一个孔 中添加80μL的有肌动蛋白探针Lysis处理试剂，在第二个孔中添加 80μL有亲环蛋白探针的Lysis处理试剂。该板用铝板密封器(Costar) 密封并在50℃下在拉链锁铝袋(Genospectra)(内部有湿纸巾以减少 蒸发)中温育一夜。次日早晨按照Quantigene Explore Kit(Genospectra)说明来制备工作溶液。通过用180mL水将20mL 的10X洗涤缓冲剂(10X SSC(1.5M NaCl和0.15M柠檬酸钠，在pH7.0 下)，1％月桂基硫酸锂)(Genospectra)稀释到1X来制备洗涤缓冲剂。 通过将9μL的Amplifier(有专利权的支化DNA序列)(Genospectra) 和9μL的标记探针(有专利权的偶联于萤光素酶上的DNA序 列)(Genospectra)分别添加到9mL的Amplifier/标记探针稀释剂(有 专利权的溶液)(Genospectra)来制备放大工作溶液和标记探针工作溶 液。通过将27μL的10％月桂基硫酸锂添加到9mL底物(有专利权的 混合物)(Genospectra)中来制备底物处理剂。
在各孔中添加250μL的洗涤缓冲剂并将整个板内容物倾倒出来。 各孔用350μL洗涤缓冲剂洗涤3次，在最后一次洗涤之后该板通过翻 转和扣在纸巾上来干燥。在各孔中添加100mL的放大工作溶液。该板 被再密封并在50℃下温育一小时。放大工作溶液被倾倒出来，孔按照 上述方法洗涤三次。在各孔中添加100mL的标记探针工作溶液。该板 被再密封并在50℃下温育一小时。标记探针工作溶液被倾倒出来，孔 按照上述方法洗涤三次。在各孔中添加100mL的底物工作溶液。该板 被再密封并在50℃下培养15分钟，然后冷却到室温保持15分钟。将 密封箔从板上揭下，各孔的相对轻的单元在GloRunnerTM光度计 (Turner BioSystems)上测量。
C.PEHAM树枝形大分子实验
在HEK 293和MDCK细胞两者中，具有三分支核和伯胺表面的PEHAM 树枝形大分子G＝2(实施例84)显示了在低浓度(1μg/mL到10μg/mL) 下和在高浓度(200μg/mL到500μg/mL)下的有效沉默，其中在50μ g/mL到100μg/mL的浓度下有效性有所降低。在200μg/mL下观察到 在HEK293细胞中最高百分数的亲环蛋白B沉默，86％。对于MDCK细 胞，在1μg/mL下观察到最高百分数的亲环蛋白B沉默(39％)。这两种 数值都高于对于LipofectamineTM 2000(49％ HEK 293，26％MDCK)所 观察到的那些值，表明具有三分支核和伯胺表面的PEHAM树枝形大分 子G＝2(实施例84)能够在多个细胞系中用作siRNA输送的有效动载 体(参见图16)。具有四分支核和伯胺表面的PEHAM树枝形大分子G＝ 2(实施例86)跨越在HEK 293细胞中试验的整个浓度范围以及在MDCK 细胞中的低浓度下显示出了亲环蛋白B的有效沉默。对于两个细胞系 在5μg/mL下观察到峰值沉默，HEK 293细胞显示89％knockdown和 MDCK细胞有35％knockdown。这两种数值都高于对于LipofectamineTM 2000(49％ HEK 293，26％MDCK)所观察到的那些值，表明具有四分支 核和伯胺表面的PEHAM树枝形大分子G＝2(实施例86)也能够在多个 细胞系中用作siRNA的有效转染剂(参见图17)。
实施例118：PEHAM树枝形大分子的抗菌活性
为了测定PEHAM树枝形大分子的抗细菌性能，采用从Paul Goldenheim的1993 Postgraduate Medical Journal[Goldenheim P.， Postgrad Med.Journal，S62-S-65(1993)]改编的方法。L-Broth(LB) 培养基(TEKnova)的5-ml培养物用10μL大肠杆菌(从Schisa laboratory，Central Michigan University，Department of Biology 获得)接种，然后在225rpm的摇振下在37℃下生长过夜。在新鲜5-mL 批料的LB培养基中，添加10uL的过夜培养物并在摇振下在37℃下 生长2小时，让细菌达到它们的对数生长期。制备在水中3.35％， 0.0335％(1:100)和0.00335％(1:1000)浓度的G＝1PEHAM树枝形 大分子样品(从实施例93制备)。在各试验样品中添加十分之一体积的 正在积极生长的大肠杆菌，在1分钟之后取10μL样品。这些样品接 种到5mL LB培养基。抗菌剂聚维酮-碘(从Triadine商购的PVP-碘) 以相同的浓度用作阳性对照物。培养物在摇振下在37℃下生长一夜。 在PerkinElmerTM Lambda 2UV/VIS分光光度计上读出在600nm处的 吸光率以测量培养物密度，然后乘以1.4×108以计算细胞/mL。测定 抗微生物功效的细胞/mL的计算值显示在表V中。
表IV
样品 细胞/mL PEHAM G1 1:1(3.35％) 实施例93 4.48E+06 PEHAM G1 1:100 实施例93 2.73E+08 PEHAM G1 1:1000 实施例93 2.74E+08 聚维酮-碘1:1(3.35％) 7.00E+05 聚维酮-碘1:100 2.69E+08 聚维酮-碘1:100 2.69E+08 PEHAM G＝2TREN3-分支(5％) 实施例84 2.69E+08 PEHAM G＝2TREN4-分支(5％) 实施例86 1.40E+05
本实验的结果表明，PEHAM树枝形大分子在它的最高浓度(即， 3.35％)下以与对照样品类似的效率杀死大肠杆菌。为了进一步考察 PEHAM树枝形大分子的抗菌活性，研究从TREN表面衍生的两种附加化 合物。这些G＝2 PEHAM树枝形大分子，从实施例84制备的三分支树 枝形大分子，和从实施例86制备的四分支树枝形大分子，在5％浓度 下使用。如表V中所示，四分支PEHAM树枝形大分子杀死细菌，而三 分支树枝形大分子在实验条件下不太有效。这一行为归因于在分子表 面上较低数量的总胺。然而，这些研究表明PEHAM树枝形大分子能够 用于抗细菌应用中。
对比实施例：
式(I)的树枝形大分子与PAMAM树枝形大分子对比
实施例I：热稳定性
根据TGA测定，式(I)的树枝形大分子与PAMAM树枝形大分子相比 具有显著提高的热稳定性(高了约100℃)。这一数据示于图18中。在 图18中的曲线3显示了在典型的PAMAM[聚(酰胺基胺)，G＝3树枝形 大分子]，二氨基丁烷核胺表面聚合物(Dendritic Nanotechnologies， Inc.)的氮上的热降解走向。比较起来，在图18中的曲线1和2分别 显示实施例26B和78的产物的热降解走向。从数据可以看出，实施例 26B和78的产物显示出类似的热降解走向并且表现出与类似代的 PAMAM聚合物相比更加优异的热稳定性。这些实施例的聚合物显示高 得多的热降解起始温度并且存在比先前对于对比聚合物已知的残留量 更高的残留量。
这一数据显示与PAMAM树枝形大分子相比，式(I)的树枝形大分子 具有大得多的热稳定性。
实施例II：式(I)的各种树枝形大分子和PAMAM的在与对比实施 例I相同条件下的TGA示于下表VI中。
表VI
样品 开始 温度 (℃) 50wt％损 失时的温 度(℃) 残留时 的温度 (℃) PAMAM G＝3，二氨基丁烷核，胺表面 245 280 400 实施例26B 345 370 418 实施例78 345 370 418 *(C)＝TMPTGE；(IF1)＝OH；(EX1)＝PIPZ； (IF2)＝OH；(BR1)＝TMPGE；(IF3)＝OH；(EX2)＝PIPZ； (TF)＝2°NH 380 397 450 **(C)＝TMPTGE；(IF1)＝OH；(EX1)＝PIPZ； (IF2)＝OH；(BR1)＝TMPGE；(IF3)＝OH；(EX2)＝PIPZ； (IF4)＝OH；(BR2)＝TMPTGE；(IF5)＝OH； (EX3)＝PIPZ；(TF)＝2°NH 380 400 452 ***(C)＝TMPTGE；(IF1)＝OH；(EX1)＝PIPZ； (IF2)＝OH；(BR1)＝TMPGE；(IF3)＝OH；(EX2)＝PIPZ； (IF4)＝OH；(BR2)＝TMPTGE；(IF5)＝OH； (EX3)＝PIPZ；(IF6)＝OH；(BR3)＝TMPTGE； (IF7)＝OH；(EX4)＝PIPZ；(TF)＝2°NH 385 405 420 实施例34 320 407 500+
* 对试剂作合适的改变，重复实施例26A和26B的过程制得；
** 对试剂作合适的改变，重复实施例78的过程制得；
*** 对试剂作合适的改变，重复实施例79的过程制得。
以上结果表明，通式(I)树枝形大分子显示出比PAMAM高得多的热 稳定性。
实施例III：成本效益论证
通式(I)的树枝形大分子比PAMAM树枝形大分子更便宜制备，因为 有：
·更少处理步骤，归因于中间体的较高官能度
·更少反应副产物，归因于开环或加成反应
·更低的试剂成本，和
·更高的处理能力，归因于较少试剂过量。
通式(I)树枝形大分子的具有Nc＝4和Nb＝3的环氧基开环的哌 嗪树枝形大分子相对于有现场支化单元形成的典型PAMAM树枝形大分 子的分子量和表面基团数量的以下对比显示在下面的表VII中。
表VII
代 Nc＝4，Nb＝3 式(I)分子量 式(I) 表面基团的 数量 PAMAM EDA核 -分子量 PAMAM EDA核 -表面基团的数 量 G＝0 705 4 517 4 G＝1 3180 12 1430 8 G＝2 10606 36 3250 16 G＝3 32854 108 6909 32 G＝4 99691 324 14214 64 G＝5 305153 972 28825 128
该表VII显示了为什么本发明允许表面官能团的快速构造、分子 量的快速提高和de Gennes表面堆积的实现，和因此在比PAMAM更少 的代中的包容性能。因为每一代加成都因为单元操作的增加而增加相 当大的成本，在较少的步骤中达到高分子量和表面官能团表明了明显 的成本降低潜力。
通式(I)的树枝形大分子与高度支化树枝形大分子对比
实施例IV：多分散性
当与通过较少控制的无规开环得到的高度支化聚合物相比时，对 于通式(I)的树枝形大分子观察到较窄的多分散性。
AFM数据对于实施例78和79分别获得了1.091和1.117的非常 窄的多分散性数值。这些数值是非常窄的并且表明该颗粒是高度单分 散的和未聚集的。高度支化聚合物的典型多分散性从未发现低于 1.3-1.5和典型地宽于约3-8。
实施例V：尺寸排阻色谱法(SEC)
图19显示了与5000和8000分子量的两种类似平均分子量高度支 化树枝状聚缩水甘油的数据相比的实施例26B和78的产物的SEC。编 号1和2的SEC曲线显示了实施例26B和78的未优化产物的较低多分 散性，其与高度支化物质的典型宽的多分散性相比。计算的多分散性 数值在下面的表VIII中给出。
表VIII
曲线号 聚合物 多分散性 1 超支化聚缩水甘油(HB)-5000 3.20 2 超支化聚缩水甘油(HB)-8000 8.80 3 实施例26B 1.59 4 实施例78 2.90
通式(I)的树枝形大分子与高度支化树枝形大分子对比
实施例VI：CPK模型
图20显示了从CPK模型获得的尺寸，显示了收缩和延伸的PEHAM 树枝形大分子[(C)＝PETGE；(IF)＝OH；(EX)＝PIPZ；(BR)＝PETGE)； (TF)＝PIPZ；G＝0.5，1.5，2.5，3.5，4.5，5.5，6.5]。交叉点表明 此处de Gennes致密堆积是绝对的。在该膜的收缩和伸展版本之间的 间距显示了可供包封用的可利用的内部空隙体积。在水中的SEC体积 将给出在这两个边界之间的线。
图21比较了从CPK模型获得的此前聚醚树枝形大分子[(C)＝新戊 基；(BR)＝新戊基；(TF)＝OH)]尺寸。对于不具有扩链剂或内部官能 团的这些此前树枝形大分子，没有内部空隙体积。
实施例VII：N-SIS的理论讨论
不希望受理论束缚，提供下列讨论帮助理解可能的位阻因素和它 们对于PEHAM树枝形大分子反应和形成的影响原因。建立两个数学模 型来评估在核试剂(C)周围拟合的最高数量的支化试剂(BR)。第一个模 型将全部试剂视作理想的球，而第二个模型认为支化试剂(BR)是圆锥 形的而核试剂是球形。全部其它化学参数如结合角，实际分子形状， 溶剂等等不考虑。几种核试剂和支化试剂用这些模型进行测试，并且 结果表明当与从实际反应获得的结果相比时这些模型是相当准确的。
有几个参数用来微调没有缺陷的完美树枝形大分子结构的合成。 在它们之中，空间诱导化学计量(SIS)起着这些最重要作用当中的一 个。例如，de Gennes预测在给定的代，理想的支化不再能发生，因 为可用表面空间变得太有限，无法让数学计算量的表面基团占据它[P. G.de Gennes和Hervet，H.J.J.Physique-Lett.(Paris)，44， 351(1983)]。Ingrid van Baal等人[Ingrid van Baal et al.Angew. Chem.Int.Ed.44，2(2005)]当他们尝试用肽对G3树枝形大分子 进行表面改性时，观察到欠饱和的取代分子连同完美的结构。Tomalia 等人以数学方法计算了可以放置在核树枝形大分子分子(r2)周围以构 造核-壳构造结构(树枝形大分子)的壳树枝形大分子分子(r1)的饱和 数量[M.L.Mansfield；L.Rakesh；和D.A.Tomalia，J.Chem. Phys.，105，3245(1996)]。核和分支半径的比率依据 Mansfield-Tomalia-Rakesh方程决定了在核周围连接的理论上可能 的支化试剂的最高数量[M.L.Mansfield；L.Rakesh；和D.A. Tomalia，J.Chem.Phys.，105，3245(1996)]。这些理论计算值 已经得到证明并且由S.Uppuluri.等人[Adv.Mater.，12，796(2000)] 在核-壳构造结构(树枝形大分子)的合成中通过实验验证，它们由 MALDI-TOF和PAGE分析表明计算值相当接近于事实[D.A.Tomalia 等人，Pure Appl.Chem.，72，2343(2000)和D.A.Tomalia等人， Proc.Natl.Acad.Sci.，99(8)，5081-5087(2002)]。
在由发散的(divergent)迭代方法合成PEHAM树枝形大分子的过 程中，已经观察到缺陷结构。据信这些缺陷结构归因于由纳米级核(C) 和纳米级支化单元试剂(BR)的相互作用所显示的N-SIS效应。下面这 些模型通过将支化试剂视作简单几何形状，尝试解释和预测在核周围 以共价键连接的支化试剂的最高允许数量。该分析忽略氢键和溶剂效 应。两种类型的支化试剂(BR)将被考虑，即球形和圆锥形。
部分I.球形模型：
全部试剂被认为是理想的球。在这一阶段，其它形状如圆锥体、 圆柱形和楔形将不使用，以便简化计算。核试剂(例如，PETGE)的连接 (tether)点认为是正四面体形状。3-D绘图通过C4W的名称为3D Shop 共享软件的程序进行。在图22中红色球表示核试剂，和其它颜色的球 表示支化试剂。仅仅为美学原因使用不同的颜色。
1.四个支化试剂(BR)取代基所需的条件
首先，让四个较大的球(即，支化试剂)接触彼此的表面。通过连 接它们的四个中心，可以确定正四面体。(图22)在正四面体的内部确 定的空间表述了供可接受的核试剂利用的体积。在下面的方程式中， 假设支化试剂的半径是r且核的半径是R。四面体的侧边的长度应该 是2r。内部核空间的最大半径能够从下面的方程1计算。
方程式1
则
方程式2
只要r≤4.45R，则有足够的空间让具有半径r的四个支化试剂 取代基包围具有半径R的核。当r>4.45R时，则N-SIS效应开始出 现，因此将在核(C)周围可能的取代基数量减少到低于四的数量。
2.允许三个支化试剂(BR)取代基所需要的条件
让具有半径r的三个球形支化试剂(BR)组装在具有半径R的核试 剂(C)周围。如果结合角忽略不计并且排列四个球的中心以使它们位于 同一平面内，则限定的正三角形的边长度是2r。位于在由接触的支化 试剂(BR)限定的中心空间中的(C)的最高半径R通过使用方程式3计算 的。
方程式3
则
方程式4
结果总结于下面的表IX中。
表IX
排列在核(C)周围的最大数的球形支化试剂(BR)
支化剂半径范围 最大取代基数 r≤4.45R 4 4.45R
部分II.圆锥形(BR)模型：
1.四个圆锥形支化试剂取代基(BR)所需的条件
在该模型中有三个参数。它们是球形核的半径(R)，圆锥体的高度 (h)和圆锥体的基圆半径(r)。参见图23。
四个圆锥形支化试剂的基圆拟合到四面体的四个面，如图24中的 一个圆锥形基圆所示。核试剂(C)位于四面体的中心。
R＝核的半径
h＝圆锥形支化试剂的高度
r＝圆锥形支化试剂基圆的半径
r′＝R+h
a＝四面体的边长
方程式5
则，
方程式6
因此，
方程式7
如果 ，则四个支化剂能够在核(C)周围排 列，(Nmax＝4)。
2.三个圆锥形支化试剂取代基(BR)所需的条件
当三个圆锥体排列在球形核(C)周围，和结合角不认为是参数时， 则四个物体的中心能够位于同一平面内，正如以下方程式所表述(图 25)
r2+(h+R)2＝4(h+R)2
方程式8
则
方程式9
以这些数学结果为基础，在球形核(C)周围的最高数量的圆锥形支 化试剂能够计算出来，总结在表X中。
表X
能够装配在核周围的最高数量的圆锥形支化试剂
条件 最高取代基数 r≤1.414(h+R) 4 1.414(h+R)
部分III，方法和实施例。
全部试剂的尺寸在能量最低化(MM2)之后由Chem3DTM (CambridgeSoft)评估，并且不由其它方法验证。为支持这一讨论的图 形的三维绘图通过使用共享软件(C4W公司的3D Shop Shareware)制作 的。全部试剂被认为是简单的几何形状。小分子的尺寸确定如下：化 学结构已经在ChemDrawTM中描绘。键长和角度已经使用ChemDrawTM的 清除(clean-up)功能来校正。这些结构已经复制到Chem3DTM，再次清 除和进行MM2能量最低化处理。最终，获得所测量的尺寸。参见下面 的化学结构。
核试剂的尺寸：
从这些考虑，制作下面的表XI，XII和XIII。
虽然本发明已经参考它的优选实施方案进行了描述，但是本领域 中的普通技术人员在阅读和理解这一公开物之后可以认识到，在不脱 离如上所述的或在所附权利要求中的本发明的范围和精神的前提下可 以作一些变化和改进。
联邦资助研究声明
本发明是以美国国防部判授陆军研究实验室合同项目 DAAL-01-1996-02-044和W911NF-04-2-0030在美国政府的支持下进行 的。美国政府对本发明享有某些权利。
发明背景
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