CN100482282C - 高水溶性前体药物及其制备方法和在制药中的应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高水溶性前体药物及其制备方法和在制药中的应用。该前体药物符合通式(I)。其制备方法是将氨基或亚氨基受保护的具有三个反应基团的有机酸与经适当处理的母体药物进行反应；然后去掉化合物的氨基或亚氨基保护基团，与含有氨基或亚氨基的具有三个反应基团的有机酸先活化再与主链为3个以上碳原子的长链氨基酸或者长链的主链末端带羟基的羧酸反应并活化后生成的化合物反应；生成带有2个分子母体药物并去掉氨基或亚氨基保护的化合物；将该化合物与高分子作用即可。该前体药物可用于多种药物的制备，具有高水溶性、效果好、毒副作用低的优点。

Description

高水溶性前体药物及其制备方法和在制药中的应用

技术领域

本发明属于前体药物领域，特别是涉及一种高水溶性前体药物，本发明还涉及该前体药物的制备方法及其在制药中的应用。

背景技术

近年来，在创造新药物制剂过程中发现，有一些确有良好疗效的药物，由于它们的理化性质不符合要求，(如溶解度太小，甚至在一般溶剂中根本不溶解，或即使溶解但达不到所需的浓度等)或稳定性和吸收不够理想，或有剌激性，不愉快嗅味，或有严重的毒副作用，以致无法用于临床，甚至被淘汰。有时需要延长药物的作用时间，延缓耐药菌产生的时间，或制成靶向性制剂等等。为了克服以上这些缺点或达到缓释靶向或延缓耐药的目的，可通过制剂加工或对其化学结构进行适当的改造(这些结构改造工作大多也在制剂配制过程中进行)，使母体药物的理化性状及其在机体内的运动过程(如吸收分布，代谢、排泄等)都有所改善，如可在靶位局部均匀释放出游离母体药物，形成局部高浓度，显著提高药效，而全身血药浓度极低，毒性反应因之大大降低，或者可以增加溶解度，提高稳定性。

前体药物是将一种具有药理活性的母体药物，导入另一种载体基团(或与另一种作用相似的母体药物相结合)形成一种新的化合物，这种化合物在人体中通过生物转化(酶或其它生物机能的)，释放出母体药物而呈显疗效，这些化合物大多以复盐(或络盐、酯类等)的形式存在。

例如：由于紫杉醇不溶于水，限制了它的使用，研究人员采用一些方法对紫杉醇的处理，他们采用非水溶性物质乳油汁与紫杉醇进行了物理混合的处理。但这种方法有明显的不足，该物质具过敏性反应而且该物质在静脉内对病人也有不良反应。另外也有多种加强紫杉醇水溶性的方法被提出。参见：PCT WO 93/24476，U.S.Pat.No 5,362,831，和Nicolaou，et al.Angew.Chem.Int.Ed.Engl.(1994)33，No.15/16,1583-1587页。

最近，有人提出用聚乙二醇(PEG)和相关的聚烷氧基高分子化合物(PAO)作为辅助紫杉醇的前体药物(参见PCT WO 93/24476)。PEG也可与蛋白质、肽或酶聚合来增强水溶性，并增加水解的循环以及减少免疫性。

目前的前体药物有一定的局限性，PEG是在其终端有功能基团的线性高分子物质。常规的前体药物是在PEG的每一端附一个药物分子，这样每个PEG分子就附有两个药物分子，这样的数量是很少的(大约为分子重量的1-4％)。在临床试验中，一个剂量的喜树碱前体药物用量约为3249mg/m²，或每次7至10克静脉输液给药。这样的高剂量药物对病人极大不便，并且可引起副作用。PEG是水溶性高分子，原则上来说，当它与两个小分子聚合的时候，它可以改善小分子的水溶性。当小分子物质是极不溶于水的，或超过两个这样的分子需要附于PEG，共轭的PEG的水溶性将极大的下降，这样也就不适合于临床应用了。

总之，前述之前体药物是基于对母体药物化合物的共轭，一个水溶性的高分子因为各种各样的原因并不是特别成功，包括附量的局限，附量大时的低水溶性。

发明内容

本发明的目的是提供一种高水溶性、稳定性好、毒副作用低、具有靶向作用的前体药物。

本发明的另一个目的是提供上述前体药物的制备方法。

本发明还有一个目的是提供上述前体药物在制药中的应用。

本发明的目的是通过以下措施实现的：

一种高水溶性前体药物，它的分子式是下列通式：

其中：

D是具有生物活性的母体药物及其衍生物；

R是不产生抗原的高分子化合物；

L1和L2是含双功能键的基团，它们是独立从下面的物质中选出：羰基，尿素，异脲，氨基甲酸盐，碳酸盐，碳酸酯，氨基酸，肽，二羟基烷，二氨基烯，二酸；

X 是多功能支分子，它们是单独从下面的物质中选出：氨基酸，戊二酸，亚氨基二乙酸，N-(羟基乙醇)亚氨基二乙酸，硝乙酸；

Y是水溶性的物质，它是从下面的物质中选出：羧基，糖，聚糖，磺酸，维生素，糖，多肽或抗体；

m、p是正整数。

具体地说，该前体药物符合下列特征：

所述的高水溶性前体药物，它的分子式是下列通式：

这里：D，R，L₁，L₂，X，Y，p同上述定义，且R为直链高分子。

所述的高水溶性前体药物，它的分子式是下列通式：

这里：D，R，L₁，L₂，X，Y，p同上述定义，且R为星状高分子。

更进一步：所述的高水溶性前体药物，其中D从下列物质中选出的含有羟基、氨基或者硫羟基的生物活性物质：蛋白质、酶、肽、抗肿瘤药、心血管药、抗感染药、抗真菌药、抗抑郁药、胃肠药、中枢神经激活物质、止痛物质、减肥药、避孕药、消炎药、甾体药、血管扩张药或血管收缩药。

所述的高水溶性前体药物，其中D为从下列物质中选出的生物活性物质：喜树碱、紫杉醇、泰素帝、鬼臼毒素、阿昔洛韦、环孢霉素A、阿莫西林、氟康唑、5-氟脱氧尿苷或者它们的衍生物。

D是从下列物质中选出的生物活性物质：紫杉醇、紫杉烷或者它们的衍生物。

所述的高水溶性前体药物，其中R是不产生抗原的水溶性高分子化合物。

所述的高水溶性前体药物，其中R是从下面一组物质中选择的：

J-O-(CH₂CH₂O)_n-，

J-O-(CH₂CH₂O)_n-CH₂C(O)-O-，

J-O-(CH₂CH₂O)_n-CH₂CH₂NR₁₂-，

J-O-(CH₂CH₂O)_n-CH₂CH₂S-，

-OC(O)CH₂-O-(CH₂CH₂O)_n-CH₂C(O)-O-，

-NR₁₂CH₂CH₂-O-(CH₂CH₂O)_n-CH₂CH₂NR₁₂-，

-SCH₂CH₂-O-(CH₂CH₂O)_n-CH₂CH₂S-；

其中：

n是正整数，代表了高分子物质的聚合程度；

R₁₂从下面物质中选出：氢，C_1-6烷基，C_2-6烯基，C_2-6炔基，C_3-12分支烷基，C_3-8环烷基，C_1-6替代烷基，C_2-6替代烯基，C_2-6炔基替代物，C_3-8环烷基替代物，芳香基，芳香基替代物，芳烷基，C_1-6异烷基，C_1-6替代异烷基物，C_1-6烷氧基，苯氧基，C_1-6异烷氧基；

J是终端基团，从氢氧基、1-4碳取代烷基或者羧基中选出。

所述的高水溶性前体药物，R将从下面几组物质中选出：

CH₃-O-(CH₂CH₂O)_n-，

CH₃-O-(CH₂CH₂O)_n-CH₂C(O)-O-，

CH₃-O-(CH₂CH₂O)_n-CH₂CH₂NH-，

或CH₃-O-(CH₂CH₂O)_n-CH₂CH₂S-；

这里n是正整数。

所述的高水溶性前体药物，R将从下面几组物质中选出：

其中：

R₂是高分子聚合物PEG；

L₃是活化的或者离去的功能基团；

L₄是双功能基团，从氧、氨基酸、

-(CH₂)_y或-NH(CH₂CH₂O)₂-中选出；

n和y是正整数；z为1-6的正整数。

所述的高水溶性前体药物，R是聚乙烯氧化物或聚乙二醇。

所述的高水溶性前体药物，其中聚乙烯氧化物是分子量介于1000至100000。

所述的高水溶性前体药物，其中L₁和L₂是从下面的物质中独立选出的：

-NR₁₉(CR₁₄R₁₅)_tO-

-NR₁₉(CR₁₄R₁₅)_t(CR₁₆CR₁₇O)_sNR₁₉-

-O(CR₁₄R₁₅)_tNR₁₉-

-O(CR₁₄R₁₅)_tO-

-NR₁₉(CR₁₄R₁₅)_tNR₁₉-

-NR₁₉(CR₁₄R₁₅)_t(CR₁₆CR₁₇O)_s-

-NR₁₉(CR₁₆CR₁₇O)_t-

-NR₁₉(CR₁₆CR₁₇O)_t(CR₁₄R₁₅)_sNR₁₉-

-NR₁₉(CR₁₆CR₁₇O)t-

-O(CR₁₄R₁₅)_t-NR₁₉-

-O(CR₁₄R₁₅)_tNR₁₉-

-O(CR₁₄R₁₅)_tO-

-O(CR₁₆CR₁₇O)_tNR₁₉-

其中：

R₁₄-R₁₇和R₁₉是从下面一组物质中单独选出：氢基，C_1-6烷基，C_2-6烯基，C_2-6炔基，C_3-19分支烷基，C_3-8环烷基及其替代烷基，C_2-6替代烯基，C_2-6替代炔基，C_3-8替代环烷基，芳香基，替代芳香基，芳烷基，C_1-6异烷基，C_1-6替代异烷基，C_1-6烷氧基，苯氧基和C_1-6异烷氧基；

R₁₈是从下面一组物质中选出：氢基，C_1-6烷基，C_2-6烯基，C_2-6炔基，C_3-19分支烷基，C_3-8环烷基，C_1-6替代烷基，C_2-6替代炔基，C_2-6替代烯基，C_3-8替代环烷基，芳香基，替代芳香基，芳烷基，C_1-6烷基，异烷基，C_1-6异烷基替代物，C_1-6烷氧基，苯氧基和C_1-6异烷氧基，二氧化氮，卤烷基和卤素；

t和s是单独选出的正整数，通常介于1至4。

所述的高水溶性前体药物，其中L₁和L₂分别是单独地从任何已知的自然产生的L型氨基酸中得到，这些氨基酸是丙氨酸，缬氨酸，亮氨酸，异亮氨酸，甘氨酸，丝氨酸，苏氨酸，蛋氨酸，半胱氨酸，苯基丙氨酸，酪氨酸，色氨酸，天冬氨酸，戊二酸，赖氨酸，精氨酸，组氨酸，脯氨酸；或者

L₁和L₂是由这些氨基酸的组合；当L₁包含肽，肽是由2至10个氨基酸基组成的多肽，通过下面的分子式来表达：

其中：

X’是氧，硫或NR₂₆；

Y₅是氧，硫或NR₂₇；

R₂₆、R₂₇和R₂₈是从氢或低烷基中选出，其中低烷基是C_1-6烷基；

f是介于1至10的正整数。

所述的高水溶性前体药物，其中m，p是1、2、3、4或8的正整数。

所述的高水溶性前体药物与药学上可接受的辅料制成任何一种允许的剂型。

上述的高水溶性前体药物的制备方法，其包含如下步骤：

a、将一种含有氨基或亚氨基的具有三个反应基团的有机酸与一种具有氨基或亚氨基保护基团的化合物反应，将氨基或亚氨基保护起来，得到化合物A；

b、将母体药物与丙胺酸反应，再与有机酸或无水HCl反应，得到化合物B；

c、将化合物A与B反应，生成化合物C，化合物C在有机酸或无水HCl作用下去掉氨基或亚氨基的保护基团，得到化合物K；

d、含有氨基或亚氨基的具有三个反应基团的有机酸先活化再与主链为3个以上碳原子的长链氨基酸或者长链的主链末端带羟基的羧酸反应并活化后生成化合物E；

e、化合物K与化合物E反应生成带有2个分子母体药物并去掉氨基或亚氨基保护的化合物F；

f、将化合物F与活化的SC-PEG作用生成化合物G即可；或者，将化合物K与呈星状的活化的PEG反应生成化合物H即可；或者，将化合物F与呈星状的活化的PEG反应生成化合物I即可。

活化的方法可采取本领域技术人员公知的技术，SC是活化方法的一种。

所述的高水溶性前体药物的制备方法，其中步骤a、d所述的含有氨基或亚氨基的具有三个反应基团的有机酸是亚氨基二乙酸、Asp或Glu；步骤b、c所述的有机酸是三氟乙酸、三氯乙酸、冰醋酸或二氯乙酸；步骤a中所述的具有氨基或亚氨基保护基团的化合物是可以提供羰基的化合物，该化合物为二异丁基二碳酸酯。

所述的高水溶性前体药物的制备方法，其中SC-PEG分子式为：

所述的高水溶性前体药物的制备方法，其中化合物G的分子式为：

这里D是具有生物活性的母体药物及其衍生物；

所述的高水溶性前体药物的制备方法，其中化合物H的分子式为：

这里D是具有生物活性的母体药物及其衍生物，n是正整数。

所述的高水溶性前体药物的制备方法，其中化合物I的分子式为：

这里D是具有生物活性的母体药物及其衍生物，n是正整数。

所述的高水溶性前体药物在药物制备中的应用。

本发明的优点：

本发明的一个主要优点就是前体药物为母体药物提供了极好的水溶性。这样的前体药物设计可以使每一药物分子至少伴随一个亲水基团，这样就使每个PEG分子可以承载两个甚至更多的药物分子，并保持整个前体药物的水溶性。

另一个主要的优点就是它有能力将前体药物附着于特定的组织，从而使前体药物可以针对特定的组织或器官进行治疗。

进一步，本发明的化合物另一大优点是本前体药物可以使释放出母体药物分子的速度和前体药物被身体排除速度达到一个有机的平衡。母体药物分子与高分子之间的化学键的水解速度能够保证有足量的药物分子在前体药物被排泄到身体外之前释放出来。

在大多数情况下，前体药物在其两端包含水溶的共轭的药物基。这种水溶的基团主要由羧基、磺酸或糖基等组成。因为母体药物有一个水溶性的结构，该前体药物总体上来说具有极好的水溶性，所以每个聚乙二醇分子可以承载两个以上的药物分子。因此，该前体药物可以承载较多的药物并保持较好的水溶性。前体药物还可以附着特定的组织以针对特定的组织或器官进行治疗。

另一方面，本发明的前体药物合成物在高分子载体和生物活性物质之间含有可水解的化学键。这些键很可能是脂键，并且它们以适当的速度释放以确保有足够剂量的生物活性母体化合物在人体内，其剂量水平可以在被排泄或灭活前达到治疗疾病的效果。足够的剂量在这里是指能够产生预期的治疗效果的药剂的量。

本发明的化合物的设计包括适当的分子量以确保药物在被清除前该前体药物有足够长的生命周期并释放足够的水解分子。换言之，该化合物将被设计为体内循环的周期的半衰期长于水解的半衰期。

一个主要的优点在于生物活性物质或药物从高分子中释放速度在工艺上是可以控制的。基于对键的特定选择，对化合物进行巧妙修饰可以控制水解的速度。本前体药物还允许通过导向技术达到以预期的速度向病体目标传送药物的目的。

本发明药效学实验：

本发明提供患有不同的病症的哺乳动物的实验效果，这些效果是通过采用有效剂量的前体药物对哺乳动物进行实验获得的，如：紫杉醇2′-PEG脂合物(如同下面描述中要求准备的)，这些前体药物在针对在哺乳动物身上发生的癌症，减少肿瘤增长，防止肿瘤转移和重新生长是有效的。

所需的前体药物的数量取决于所运载的母体分子。总体来说，前体药物用量是指能够到达哺乳动物治疗部位的量。自然的，各种前体药物化合物的剂量将根据母体合成物的变化而变化，包括在活体内水解速度，高分子的分子量等。总之，紫杉醇前体药物的剂量将介于每天5至500mg/m²之间。上述设定的范围只是说明性的，实际的最佳剂量将取决于前体药物的实验和临床实验结果。

本发明的前体药物可经各种途径达到体内来治疗哺乳动物。它可以包含在溶液、悬浮液、药片、胶囊或是人们知道的其它形式。这种化合物药也可能依据不同的工艺通过口服和/或静脉注射路径使用。但大多数情况下，本发明的前体药物是经静脉注射进入哺乳动物身体的。

1、在体外生物活性测定

在这个例子中，将进行一系列的体外细胞测定以比较未经修饰的喜树碱和实施例中的高分子量前体药物的IC₅₀。

本申请中所有的化合物(详见实施例中化合物编号：化合物12、15、16)针对一个或多个P388/0(鼠科淋巴瘤，Southern Research Institute)，HT-29(人类克隆癌症)进行单独细胞实验。

P388/0细胞在RPMI 1640(Whittaker Bioproducts，Walkersville，Md.)+10％ FBS(Hyclone Inc.，Logan Utah)的培养基中生长。HT-29细胞在DMEM(GIBCOBRL)+10％FBS(Hyclone，Inc.)的培养基中生长，细胞实验在相应的含有抗生素和两性霉素B的培养基中进行。

喜树碱和紫杉醇被溶解入DMSO(二甲基亚砜)并被适当的细胞培养液稀释。喜树碱的高分子前体药物也同样溶于水并被适当的细胞培养液稀释。实验结果见表1。

表1  本发明化合物对肿瘤细胞IC₅₀的影响

注：表中P-388为鼠科白血病细胞排列实验；HT29为人类克隆癌细胞排列实验。

2、体内实验

在这个例子中，一些化合物的体内活性(vivo activity)在本发明中将通过鼠科白血病模型以及直肠异种移植模型进行评估。

1)鼠科白血病模型(活体P388)

下表中的化合物是经筛选的活体对抗鼠科白血病细胞实验P388/0(鼠科淋巴癌细胞排列是从Southern Research Institute(Birmingham，Ala.)得到，并在含有10％FBS的RPMI1640培养基中生长的)。P388/0细胞是每周两次培养并且在所有活体实验中都使用了(发育能力≥95％log_e)。7-8周大的雌CD2F1鼠(Taconic Farms，Germantown，N.Y.)用于研究。鼠适应环境一周，鼠在指定的第0天被注入P388/0细胞(5×10⁵细胞/鼠)。鼠被随机地分组(每组10-20只)。按照控制的原则分空白对照组、药物对照组(未经修饰的喜树碱组)、前体药物组(本发明化合物12、15、16组)等。对鼠进行连续5天用药(剂量为500μL，i.p.)。空白对照组老鼠只注射水或油脂载体。鼠将被观察40天，实验将通过40天的成活率进行评估和表达。结果见表2。

表2  本发明化合物对种植P388/0细胞的鼠成活情况的影响

 

组别	总活性剂量(mg/kg)	50％成活(天)	成活率％
				空白对照组	0	13	NA
药物对照组	16	NA	80
				化合物12	16	NA	90
化合物15	16	NA	100
				化合物16	16	NA	100

结果显示，使用本发明的前体药物的治疗率好于未经修饰的喜树碱或自然喜树碱化合物。进一步说，用前体药物化合物处理的前体药物组的成活率超过了未经处理的50％。另外，经高分子量化合物处理过的前体药物组的成活率高于未经修饰喜树碱处理的成活率。

2)直肠癌细胞异种移植(活体HT-29)

用18-24克重10-14周大的雌裸鼠(Harlan Sprague Dawley，Madison，Wis.)作为实验开始。从ATCC(HTB 38)中得到固体肿瘤HT-29(人类克隆癌)并在含有10％FBS的DMEM培养基中成长。HT-29细胞每周再培养一次，用于活体实验的细胞发育能力≥90％loge。鼠被养在隔音的隔离架内，并用酸水维持在任何消过毒的实验室中。接下来一周为适应期。肿瘤是通过在鼠的左侧腋窝的腰窝肉部位的一处皮下注射1×10⁶成熟的HT-29肿瘤细胞。注射肿瘤的部位每周观察两次，测量一次。每只鼠肿瘤的大小通过测径器在两个方向进行丈量并通过下面的公式计算：肿瘤大小＝(长×宽²)/2得到。当肿瘤平均长到300mm³大小时，鼠被根据肿瘤大小平均地分类入组(详见表3、4)，每笼子5只鼠，并在鼠耳上铆上永久性的标记。治疗组(喜树碱组、化合物12组、化合物15组、化合物16组)接受2.5mg/kg/天的喜树碱、含有喜树碱的前体药物的剂量。鼠每周接受5次药物，每次500μL剂量从周一至周五连续5个星期实验。鼠重和肿瘤大小将在期初和每周测量直到第7周。肿瘤的总体生长情况将通过肿瘤大小变化百分比体现，计算方法是：期末平均肿瘤大小减去期初平均肿瘤大小，再除以期初平均肿瘤大小。这样，任何在实验期间没有反应或长大的肿瘤组将显示为0或一个正的百分比，肿瘤大小缩小的则显示为一个负的百分比。

实验结果数据如下：

表3  HT-29第5周数据(实验末期)

 

组别	总活性剂量(mg/kg)	肿瘤生长(％)	体重变化(％)	死亡率(％)
					控制组	NA	723	+6	100
喜树碱组	62.5	-20	-3	50

 

化合物12组	62.5	-64	+1	10
					化合物15组	62.5	-72	+2	0
化合物16组	62.5	-90	+5	0

表4  第7周(处理后2周)

 

组别	总活性剂量(mg/kg)	肿瘤成长(％)	体重变化(％)
				控制组	NA	1347	+8
喜树碱组	62.5	62	-3
				化合物12组	62.5	-80	+12
化合物15组	62.5	-95	+20
				化合物16组	62.5	-96	+25

另外，为增加本发明所表达的前体药物的水溶性，数据显示PEG前体药物化合物母体药物更加有效而且有较少的毒性。一个特别值得关注的事实是在实验后平均两周时，与控制组的动物相比，用前体药物处理的动物的肿瘤大小在减小，并且体重也在增加。由于没有相应的理论依据，我们相信一个独特的高分子量聚合物组合以及特定的有一定水溶速度的脂键，允许在前体药物被身体清除之前释放出有治疗效果量的母体药物。我们也据此得出结论，前体药物化合物在肿瘤区域累积并提供一个局部且长期的效果。

附图说明

图1是实施例1-7的化学反应的示意图；

图2是实施例8-9的化学反应的示意图；

图3是实施例10-11的化学反应的示意图；

具体实施方式

下面通过实施例对本发明作进一步阐述，但不意味着本发明限制在下面的例子范围内。在例子中粗体写的数字对应附图1-3示意图中所表示的化合物。

一般情况说明：所有的反应均在干燥的氮气或氩气中进行。通过商业途径购买的反应物不再进行进一步的纯化。所有的PEG化合物在使用之前是进行了真空干燥或用甲苯共沸蒸馏的。(¹³C NMR)碳13核磁共振谱图是在75.4MHz下取得的，(¹H NMR)氢1核磁共振谱图是在300MHz下使用Varian  300 NMR分光计取得的。化学位移(δ)的报告单位是PPM，四甲基硅烷为0PPM。

实施例中的缩写：

三氟乙酸(TFA)、1-(3-二甲基氨基丙烷)-3-乙醛碳水二酰亚胺氢氧化物(EDC)、二氯甲烷(DCM)、4-二甲基氨基吡啶(DMAP)、癸二酸二己酯(NHS)、喜树碱(CPT)、异丙醇(IPA)

实施例1

亚氨基二乙酸(化合物1，5g，37.57mmol)溶解于二氯甲烷溶液(DCM，100mL)，加入二异丁基二碳酸酯(9.02g，41.32mmol)并且在室温下将混合液搅拌2小时进行反应。之后，混合物用0.1N HCl(3×100mL)萃取，有机层用硫酸镁(MgSO₄)干燥，过滤，蒸发得到化合物2(7.88g，33.81mmol，产率为90％)。¹H NMR(300MHz，CDCl₃)δ 11.0(s，2H)，3.90(s，4H)，1.40(s，9H)；¹³C NMR(75.4MHz，CDCl₃)δ 176.0，156.3，70.9，54.2，28.7。

实施例2

在化合物2(3.94g，16.91mmol)的溶液中，加入冷却至0℃的含有4-二甲基氨基吡啶(DMAP，4.13g，33.81mmol)，20(S)-喜树碱-(S)-丙胺酸TFA盐(8.76g，16.91mmol)和1-(3-二甲基氨基丙烷)-3-乙醛碳水二酰亚胺氢氧化物(EDC，4.86g，25.36mmol)的DCM溶液(400mL)。将混合物搅拌并加热至室温两个小时。用0.1M NaHCO₃(3×200mL)，0.1N HCl(3×200mL)和水(200mL)洗该反应物，将有机层用MgSO₄干燥，过滤并蒸发得到化合物3(9.42g，15.21mmol，90％)。¹H NMR(300MHz，CDCl₃)δ 11.0(s，1H)，8.06(d，1H)，8.0(d，1H)，7.65(m，2H)，7.57(d，1H)，7.42(d，2H)，6.74(s，1H)，4.75(s，2H)，4.60(m，1H)，3.90(s，2H)，3.85(s，2H)，1.96(q，2H)，1.40(s，9H)，0.96(t，3H)；¹³C NMR(75.4MHz，CDCl₃)δ 176.0，172.0，170.9，160.9，160.7，156.3，149.2，145.9，140.3，134.5，129.2，128.7，128.3，127.3，127.2，126.6，125.9，105.8，91.7，70.9，66.2，53.8，52.7，51.9，49.7，28.7，23.4，16.6，5.7。

实施例3

在化合物2(3.94g，16.91mmol)的水溶液中，加入冷却至0℃的含有4-二甲基氨基吡啶(DMAP，4.13g，33.81mmol)，和N-羟基琥珀酰亚胺(NHS，3.89g，33.82mmol)和1-(3-二甲基氨基丙烷)-3-e乙醛碳水二酰亚胺氢氧化物(EDC，6.48g，33.82mmol)的DCM溶液(400mL)。将混合物搅拌并加热至室温两个小时。用0.1N HCl(3×200mL)洗该反应物，在减压的条件下将有机层干燥(采用MgSO₄)，过滤，蒸发得到化合物4(6.86g，16.06mmol，90％)。¹H NMR(300MHz，CDCl₃)δ 3.90(s，4H)，2.73(t，8H)，1.40(s，9H)；¹³C NMR(75.4MHz，CDCl₃)δ 176.0，168.5，156.3，70.9，49.1，28.7，22.7。

实施例4

含化合物3(9.42g，15.21mmol)的三氟乙酸溶液(45mL)和DCM溶液(255mL)在室温下搅拌半小时。溶剂在减少压力的条件下完全蒸发得到化合物5(9.63g，15.21mmol，100％)。¹H NMR(300MHz，CDCl₃)δ 11.0(s，1H)，8.06(d，1H)，8.0(d，1H)，7.65(m，2H)，7.57(d，1H)，7.42(d，2H)，6.74(s，1H)，4.75(s，2H)，4.60(m，1H)，3.49(s，2H)，3.44(s，2H)，2.0(b，1H)，1.96(q，2H)，0.96(t，3H)；¹³C NMR(75.4MHz，CDCl₃)δ 176.0，172.0，170.9，160.9，160.7，149.2，145.9，140.3，134.5，129.2，128.7，128.3，127.3，127.2，126.6，125.9，105.8，91.7，66.2，54.0，52.9，51.9，49.7，23.4，16.6，5.7。

实施例5

在含有化合物4(6.86g，16.06mmol)的DCM溶液(200mL)中加入6-氨基山羊酸(化合物6，4.42g，33.73mmol)并在室温下搅拌混合物两小时进行反应。用0.1M NaHCO₃(3×200mL)，0.1N HCl(3×200mL)和水(200mL)洗涤反应物，将有机层进行干燥(采用MgSO₄)，过滤，蒸发得到化合物7(6.63g，14.45mmol)。¹H NMR(300MHz，CDCl₃)δ11.0(s，2H)，8.0(t，2H)，3.85(s，4H)，3.20(q，4H)，2.23(t，4H)，1.56(m，4H)，1.55(m，4H)，1.40(s，9H)，1.29(m，4H)；¹³C NMR(75.4MHz，CDCl₃)δ 177.0，170.9，156.3，70.9，52.3，42.8，35.8，31.4，28.7，26.8，24.8。

实施例6

将含有化合物7(6.63g，14.45mmol)，DMAP(3.53g，28.90mmol)和NHS(3.32g，28.90mmol)的DCM(400mL)溶液冷却至0℃加入EDC(5.55g，28.90mmol)并将混合物搅拌加热两小时至室温进行反应。用0.1N HCl(3×200mL)洗涤混合物并在减少压力的情况下将有机层干燥(采用MgSO₄)，过滤，蒸发得到化合物8(8.02g，12.28mmol，85％)。¹H NMR(300MHz，CDCl₃)δ 8.0(t，2H)，3.85(s，4H)，3.20(q，4H)，2.73(t，8H)，2.23(t，4H)，1.56(m，4H)，1.55(m，4H)，1.40(s，9H)，1.29(m，4H)；¹³C NMR(75.4MHz，CDCl₃)δ 177.0，170.9，168.5，156.3，70.9，52.3，42.8，31.4，30.7，28.7，26.8，24.8，22.7。

实施例7

在含有化合物5(6.33g，10.0mmol)和化合物8(3.26g，5.0mmol)的DCM(300mL)溶液中加入DMAP(1.34g，11mmol)并在室温下搅拌3小时进行反应。然后用0.1MNaHCO₃(3×200mL)，0.1N HCl(3×200mL)和水(200mL)洗涤反应物。将有机层干燥(采用MgSO₄)，过滤，蒸发得到化合物9(6.58g，4.50mmol，产率为90％)。¹H NMR(300MHz，CDCl₃)δ 11.0(s，2H)，8.06(d，2H)，8.0(m，4H)，7.65(m，4H)，7.57(d，2H)，7.42(d，4H)，6.74(s，2H)，4.75(s，4H)，4.60(m，2H)，4.14(s，4H)，4.09(s，4H)，3.85(s，4H)，3.20(q，4H)，2.73(t，8H)，2.18(t，4H)，1.96(q，4H)，1.57(m，4H)，1.55(m，4H)，1.40(s，9H)，1.29(m，4H)0.96(t，6H)；¹³C NMR(75.4MHz，CDCl₃)δ 176.0，173.5，172.0，170.9，160.9，160.7，156.3，149.2，145.9，140.3，134.5，129.2，128.7，128.3，127.3，127.2，126.6，125.9，105.8，91.7，70.9，66.2，52.3，51.9，51.2，49.7，42.8，31.4，31.1，28.7，26.8，26.0，23.4，16.6，5.7。

实施例8

将含有化合物9(6.58g，4.50mmol)的三氟乙酸溶液(45mL)与DCM(255mL)溶液在室温下搅拌半小时。在减少压力的情况下完全蒸发溶剂得到化合物10(6.64g，4.50mmol，产率为100％)。¹H NMR(300MHz，CDCl₃)δ 11.0(s，2H)，8.06(d，2H)，8.0(m，4H)，7.65(m，4H)，7.57(d，2H)，7.42(d，4H)，6.74(s，2H)，4.75(s，4H)，4.60(m，2H)，4.14(s，4H)，4.09(s，4H)，3.44(s，4H)，3.20(q，4H)，2.73(t，8H)，2.18(t，4H)，2.0(b，1H)，1.96(q，4H)，1.57(m，4H)，1.55(m，4H)，1.29(m，4H)0.96(t，6H)；¹³C NMR(75.4MHz，CDCl₃)δ 176.0，173.5，172.0，170.9，160.9，160.7，149.2，145.9，140.3，134.5，129.2，128.7，128.3，127.3，127.2，126.6，125.9，105.8，91.7，66.2，52.5，51.9，51.2，49.7，42.8，31.4，31.1，26.8，26.0，23.4，16.6，5.7。

实施例9

在含有化合物10(1.11g，0.75mmol)和SC-PEG(化合物11，mw 40kDa，10g，0.25mmol)的DCM(200mL)溶液中加入DMAP(0.12g，1.0mmol)并混合物在室温下搅拌12小时进行反应。在减压的情况下，将溶剂减少至约20mL，加入300mL乙醚，使PEG衍生物沉淀。将固体过滤并从异丙醇(IPA，200mL)结晶两次得到纯的化合物12(8.56g，0.20mmol，80％)。¹³C NMR(75.4MHz，CDCl₃)δ 177.0，173.5，172.0，170.9，160.9，160.7，156.3，149.2，145.9，140.3，134.5，129.2，128.7，128.3，127.3，127.2，126.6，125.9，105.8，91.7，72.0-68.5(PEG)，66.2，52.3，51.9，51.2，49.7，42.8，31.4，31.1，26.8，26.0，23.4，16.6，5.7。

实施例10

在含有化合物5(0.96g，1.50mmol)和分支SC-PEG(化合物14，mw 40kDa，10g，0.25mmol)的DCM(200mL)溶液中加入DMAP(0.12g，1.0mmol)并将混合物在室温下搅拌12小时，在减压的情况下，将溶剂减少至约20mL，加入300mL乙醚，使PEG衍生物沉淀。将固体过滤并从异丙醇(IPA，200mL)结晶两次得到纯的化合物15(8.44g，0.20mmol，80％)。¹³C NMR(75.4MHz，CDCl₃)δ 177.0，172.0，169.7，160.9，160.7，156.3，149.2，145.9，140.3，134.5，129.2，128.7，128.3，127.3，127.2，126.6，125.9，105.8，91.7，70.7-69.5(PEG)，66.2，53.8，51.9，49.7，49.5，45.2，23.4，16.6，5.7。

实施例11

在含有化合物10(2.22g，1.50mmol)和化合物14(mw 40kDa，10g，0.25mmol)的DCM(200mL)溶液中加入DMAP(0.12g，1.0mmol)并在室温下搅拌反应12小时。在减压的情况下，将溶剂减少至约20mL，加入300mL乙醚，使PEG衍生物沉淀。将固体过滤并从异丙醇(IPA，200mL)结晶两次得到纯的化合物16(8.54g，0.19mmol，75％)。¹³C NMR(75.4MHz，CDCl₃)δ 177.0，173.5，172.0，170.9，160.9，160.7，156.3，149.2，145.9，140.3，134.5，129.2，128.7，128.3，127.3，127.2，126.6，125.9，105.8，91.7，72.0-69.2(PEG)，66.2，52.3，51.9，51.2，49.7，45.2，42.8，31.4，31.1，26.8，26.0，23.4，16.6，5.7。

实施例12

称取化合物12  10.0g，加入注射液常规辅料，按常规工艺制成注射液。

实施例13

称取化合物15  10.0g，加入注射液常规辅料，按常规工艺制成注射液。

实施例14

称取化合物16  10.0g，加入注射用冻干粉所需常规辅料，按冻干粉常规工艺制成注射用冻干粉。

实施例15

称取化合物16  10.0g，加入注射用脂质体所需常规辅料，按脂质体常规工艺制成注射用脂质体。

Claims (5)

1、一种高水溶性前体药物，其特征在于它的分子式是下列通式：

其中：

D是喜树碱；

R是分子量介于1000至100000的聚乙二醇；

L₁和L₂是含双功能键的基团，它们独立选自：羰基，尿素，异脲，氨基甲酸盐，碳酸盐，碳酸酯，氨基酸，

-NR₁₉(CR₁₄R₁₅)_tO-

-NR₁₉(CR₁₄R₁₅)_t(CR₁₆CR₁₇O)_sNR₁₉-

-O(CR₁₄R₁₅)_tNR₁₉-

-O(CR₁₄R₁₅)_tO-

-NR₁₉(CR₁₄R₁₅)_tNR₁₉-

-NR₁₉(CR₁₄R₁₅)_t(CR₁₆CR₁₇O)_s-

-NR₁₉(CR₁₆CR₁₇O)_t-

-NR₁₉(CR₁₆CR₁₇O)_t(CR₁₄R₁₅)_sNR₁₉-

-NR₁₉(CR₁₆CR₁₇O)_t-

-O(CR₁₄R₁₅)_t-NR₁₉-

-O(CR₁₄R₁₅)_tNR₁₉-

-O(CR₁₄R₁₅)_tO-

-O(CR₁₆CR₁₇O)_tNR₁₉-

R₁₄-R₁₇和R₁₉是从下面一组物质中单独选出：氢基，C_1-6烷基，C_2-6烯基，C_2-6炔基，C_1-6烷氧基，苯氧基；

R₁₈是从下面一组物质中选出：氢基，C_1-6烷基，C_2-6烯基，C_2-6炔基，C_1-6烷氧基，苯氧基，二氧化氮，和卤素：t和s是单独选出的正整数，介于1至4；

X是多功能支分子，它们是单独从下面的物质中选出：戊二酸，亚氨基二乙酸，N-(羟基乙醇)亚氨基二乙酸，硝乙酸；

Y为羧基；

m，p是1、2、3、4或8的正整数；

当L₁和L₂为氨基酸时，L₁和L₂分别是任何已知的自然产生的L型氨基酸中的一种或多种，这些氨基酸是丙氨酸，缬氨酸，亮氨酸，异亮氨酸，甘氨酸，丝氨酸，苏氨酸，蛋氨酸，半胱氨酸，苯基丙氨酸，酪氨酸，色氨酸，天冬氨酸，戊二酸，赖氨酸，精氨酸，组氨酸，脯氨酸；或者

当L₁包含肽，肽是由2至10个氨基酸基组成的多肽，通过下面的分子式来表达：

其中：

X’是氧，硫或NR₂₆；

Y₅是氧，硫或NR₂₇；

R₂₆、R₂₇和R₂₈是氢或C_1-6烷基；

f是介于1至10的正整数。

2、根据权利要求1所述的高水溶性前体药物，其特征在于它的分子式是下列通式：

这里：D，R，L₁，L₂，X，Y，p在权利要求1中已经定义，且R为直链高分子。

3、根据权利要求1所述的高水溶性前体药物，其特征在于它的分子式是下列通式：

这里：D，R，L₁，L₂，X，Y，p在权利要求1中已经定义，且R为星状高分子。

4、权利要求1-3中任一所述的高水溶性前体药物与药学上可接受的辅料制成任何一种允许的剂型。

5、如权利要求1-3中任一所述的高水溶性前体药物在制药中的应用。

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