PEG修饰技术是改良蛋白质及多肽药物最常用、最有效的手段之一,已日益成为生物制药领域的研究热点。有研究表明,具有分枝结构的PEG修饰剂比目前广泛使用的线性结构PEG修饰剂表现出更优越的特性,包括能够更有效地保护被修饰药物不被水解及酶解,从而大大延长其在体内的驻留时间;能够更多的保留被修饰药物的生物活性;能够更有效地降低被修饰药物的免疫源性和抗原性;能赋予被修饰药物更好的药动学特性等。因此,近年来PEG修饰技术开始向开发分枝结构修饰剂的方向发展。本论文分别从发散法（divergent）和会聚法（convergent）两条实验路线,对分枝型PEG衍生物的制备进行了系统的研究。发散法是以一个多活性中心的引发剂分子同时引发环氧乙烷（EO）发生多个聚合反应,从而形成以引发剂分子为中心的具有分枝结构的PEG衍生物。本论文分别采用了碱—多元醇引发体系以及Lewis酸—多元醇引发体系,通过控制反应条件得到了分子量可控的分枝型PEG衍生物,并从聚合的几步基元反应如链引发、链增长、链转移以及链终止机理来分析分枝型PEG的形成过程及产物结构。用碱-多元醇引发体系引发环氧乙烷聚合得到了以多元醇为中心核的分枝型PEG,采用不同的终止方法,可得到具有不同的活性末端的聚合物,但聚合产物分子量分布较宽。本论文提出了采用Lewis酸-醇引发体系引发EO聚合合成分枝型PEG的新方法,打破了采用阳离子聚合不能生成较高分子量PEG的传统观念。论文采用了ZnCl₂、TiCl₄和ZrCl₄三种Lewis酸。通过改变Lewis酸与多元醇的摩尔比可以制得不同空间结构的聚合产物,通过改变多元醇与EO的摩尔比则得到了分子量可控的分枝型PEG。更为重要的是,采用不同的终止方法理论上可以得到具有各种不同活性末端的聚合物,这使其具有了更为广泛的潜在用途。此外,论文还对采用Lewis酸—醇引发体系引发聚合反应的机理进行了初步探讨,通过对大量实验现象及结果的分析提出了阳离子型配位聚合机理。会聚法是从现有的线性PEG衍生物出发,通过官能团反应,将多条（两条或两条以上）PEG链段连接到一个具有多官能团的中心核分子上,形成分枝结构。本论文分别以谷氨酸（Glu）和三羟甲基氨基甲烷（Tris）为中心核分子,对二分枝结构和三分枝结构的PEG衍生物进行了合成研究,系统探索了会聚法合成分枝结构PEG衍生物的合成方法和反应条件,并对相关反应机理进行了探讨。以Glu为中心核分子,在DCC/DMAP催化体系作用下,合成二分枝结构PEG衍生物。以Tris为中心核分子时,首先用Boc保护Tris上的氨基,然后将mPEG端基依次进行羧基化、酰氯化等活化处理,最后通过酰氯与羟基的官能团反应合成出三分枝结构PEG衍生物。其中,论文对mPEG端基的羧基化提出了新的实验路线,通过丙烯腈与mPEG在水相中发生加成反应,然后水解得到mPEG-COOH。为了减小会聚法合成的分枝型PEG修饰剂在修饰反应中的位阻效应,本文设计并合成了一种通用型间隔臂分子——6-马来酰亚胺基己酸（6-MICA）。6-MICA采用两步法合成,首先通过马来酸酐和6-氨基己酸反应生成中间产物6-马来酸酰胺基己酸（6-MACA）,然后中间产物通过发生闭环反应生成最终产物。第一步开环反应采用双液体系,并利用正交设计方法优化反应条件,产率超过90%;第二步闭环反应通过筛选催化剂及带水剂确定了最优反应条件,以三乙胺为催化剂,甲苯为溶剂兼带水剂,回流温度反应脱水闭环合成最终产物。论文以6-MICA对所合成的二分枝结构PEG衍生物进行了改进。在“DCC/HOBt”催化体系作用下将间隔臂分子接到二分枝结构PEG衍生物上,通过所合成的MICA-Glu-mPEG₂对多肽药物Tα1进行修饰,修饰剂与药物偶联迅速,反应进行完全。对修饰后的多肽药物进行了生物体内代谢测试。结果表明,修饰后的药物具有较好的药代动力学曲线,与未修饰药物相比,经本论文合成的分枝型PEG修饰剂修饰后,血药浓度波动变小,体内循环半衰期延长。