폴리에틸렌 글리콜(PEG) 소개

Jun 29, 2023

PEG의 합성

PEG는 에틸렌옥사이드와 모든 수산기 개시제의 음이온 중합을 통해 합성될 수 있습니다. 하이드록실 그룹은 물이나 에틸렌 글리콜 또는 모든 디올에서 나올 수 있습니다. 이는 또한 개환 중합을 통해 에폭시에탄으로부터 유도될 수도 있습니다. 일반적으로 중합 공정에서는 넓은 가우스 분포의 분자량을 갖는 PEG 분자 계열이 생성됩니다. PEG는 다른 잔기 또는 표적 리간드를 사용한 추가 유도체화 범위를 제한하는 두 개의 작용기만을 갖고 있습니다. 따라서 다양한 중합 정도와 활성화된 작용기를 갖는 상업용 PEG를 사용할 수 있습니다.

PEG 속성

PEG는 높은 구조 유연성, 생체적합성, 양친매성, 입체 장애가 없고 높은 수화 능력으로 인해 명성을 얻습니다. PEG는 물, 에탄올 및 DMF, 디클로로메탄, 톨루엔, 아세토니트릴, 아크릴로니트릴 등과 같은 기타 여러 유기 용매에 용해됩니다. 독성이 거의 없으며 신장(PEG < 30 kDa의 경우) 또는 대변(PEG > 20 kDa의 경우)을 통해 손상되지 않은 채 체내에서 제거될 수 있습니다. 그 외에도 PEG는 자극이 없고 열, 산, 알칼리에 안정하여 다양한 의약품 용도로 널리 사용될 수 있습니다.

PEG 시리즈 제품은 분자량(Mw)에 따라 특성이 다릅니다. 외관상 Mw가 200~700인 PEG는 일반적으로 실온에서 액체이고, Mw > 700인 PEG는 점차적으로 반고체에서 연질 고체(Mw 1000~2000 사이)로 변하고 최종적으로 단단한 결정성 고체로 변합니다. (Mw > 2000). 반면, Mw가 증가함에 따라 PEG의 수용해도, 증기압, 수분 흡수 및 유기 용매에 대한 용해도는 그에 따라 감소하는 반면, 응고점, 상대 밀도, 인화점 및 점도는 그에 따라 증가합니다. 다음 표에는 다양한 Mw를 갖는 PEG 제품의 여러 특성이 간략하게 나열되어 있습니다.

PEG 및 PEG 파생상품

PEG-NHS 에스테르; PEG-알데히드; PEG-말레이미드; PEG-히드라지드; PEG-아민; PEG-알킨; PEG-아지드; PEG-비닐 설폰; PEG-티올.

폴리에테르 주쇄 중합체인 PEG는 일반적으로 메탄올이나 물을 개시제로 사용하여 산화에틸렌의 개환 중합을 통해 합성됩니다. 이 반응은 각각 모노메톡시-PEG(mPEG-OH) 또는 디올-PEG(HO-PEG-OH)라고 불리는 하나 또는 두 개의 말단 사슬 수산기를 갖는 생성물을 생성합니다(그림 2).

메톡시 형태의 경우 단독 수산기, PEG 디올의 경우 두 개는 여러 활성화 전략을 통해 다양한 화학 그룹에 반응하도록 변형될 수 있습니다. 요즘에는 다수의 활성화된 PEG가 상업적으로 이용 가능합니다. 이러한 파생물은 일반적으로 선형 또는 분지형 구조에서 단일 기능을 갖습니다. 여러 주요 PEG 유도체의 화학 구조가 그림 2에 나와 있습니다. 이러한 유도체는 주로 Mw로 알려져 있습니다.

페길화 기술

페길화는 폴리(에틸렌 글리콜)(PEG) 사슬을 나노입자, 단백질, 펩타이드 또는 비펩타이드 분자와 같은 생리활성 물질에 공유 결합으로 부착하는 것으로 정의됩니다. 이 기술은 생물학 및 고분자 화학 분야의 발전과 함께 점차적으로 등장했으며 광범위한 치료법의 제약 응용을 개선하는 데 활용되었습니다. 오늘날 페길화는 생물학적 제제의 한계 대부분과 효소(소 아데노신 데아미나제 및 요산염 산화효소), 사이토카인(인터페론-α2a, 인터페론-α2b), 과립구 콜로니 자극 인자, 호르몬(epoetin-β), 항체 및 그 단편, 기타 유기 분자(pegvisomant, pegatinib)가 시중에 나와 있습니다.

참고자료

1.D'souza, AA; Shegokar, R., 폴리에틸렌 글리콜(PEG): 제약 응용 분야를 위한 다용도 폴리머. 약물 전달에 관한 전문가 의견 2016, 13 (9), 1257-1275.