CN102256989B - 糖基化细菌代谢物的阴离子轭合物 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及糖基化细菌代谢物的阴离子轭合物,其可以用于模拟被称作葡糖氨基聚糖(GAGs)的阴离子生物活性分子的结构和/或活性。本发明也涉及该轭合物的制备方法。所述轭合物用于疾病尤其是慢性疾病例如炎症性(包括过敏性)疾病、转移癌和包括细菌、病毒或者寄生虫的致病体引起的感染的预防和/或治疗。

Description

糖基化细菌代谢物的阴离子轭合物
技术领域
本发明涉及糖基化细菌代谢物的阴离子轭合物,其可以用于模拟被称作葡糖氨基聚糖(GAGs)的阴离子生物活性分子的结构和/或活性。本发明也涉及该轭合物的制备方法。所述轭合物用于疾病尤其是慢性疾病例如炎症性(包括过敏性)疾病、转移癌和包括细菌、病毒或者寄生虫的致病体引起的感染的预防和/或治疗。
背景技术
天然的和合成的阴离子基于糖的化合物一直被使用着,并被开发用作治疗。这样的化合物的一个公知例子为天然产物肝素,其已经在临床上作为抗凝剂使用超过80年。肝素经过两代的改进使得产品对靶点有更高的选择性和/或特异性。第一种为半合成方法,其生成表现出更高特异性功能的低分子量肝素。第二种方法包括合成的戊多糖,其对靶蛋白具有选择性。然而,合成方法包括大约40个化学步骤,这提高了与这些化合物合成相关的技术难度。
一种克服由肝素和更广义上的GAGs的合成所提出的挑战的方法,已经对准GAG模拟物。一种这样的模拟物为半合成的硫酸化天然同寡糖。然而,在从天然来源轻易获得的小尺寸寡糖与在许多生物系统中生成活性的更大的寡糖和多糖之间存在差异。尤其是,获得含有6个或者更多单糖的寡糖,同时保持结构多样性以及低成本是特别困难的。
仍然持续需要生产出显示更高程度选择性和/或特异性的GAG模拟物,并且其能通过简单、经济的方法生产。
发明内容
发明简述
本发明的一个方面提供一种2个或者更多糖基化的细菌代谢物的阴离子轭合物,其中在轭合之前一个或者多个的代谢物被任选地修饰。
本发明另一个方面提供一种2个或者更多糖基化细菌代谢物的阴离子轭合物的制备方法,其包括步骤:a)将至少一个代谢物转化为阴离子衍生物;和b)通过连接基团轭合代谢物;其中步骤a)和b)可以以任意顺序进行,并且其中一个或者多个的代谢物在步骤b)之前被任选地修饰。
本发明使用细菌作为大量用作GAG模拟物的糖基化代谢物的来源。2个或者更多这样的代谢物的轭合,和转化为阴离子衍生物,可以生成有效的GAG模拟物。方法步骤的正确选择可以对所述方法产品的性质有显著的影响。有利地,此处描述的许多细菌的当前工业应用使得有机体代谢物的利用具有商业上的吸引力。
不希望受制于理论,由于以下的原因相信在GAG模拟物生产中作为“建筑块(building-block)”的糖基化细菌代谢物是反直观的:
1)许多糖基化细菌代谢物负载有阳离子并且,相应地,不希望与负电荷的核酸和核糖核酸以及阴离子GAGs例如硫酸肝素结合。本发明,在另一个方面,提供有代表性地不与负电荷的核酸和核糖核酸或者阴离子GAGs相结合的阴离子轭合物;
2)某些糖基化细菌代谢物(尤其是氨基糖苷抗生素)的毒性使得这种分子不可能作为开发新的治疗剂的起始点,其不期望作为抗生素的特殊用途;和
3)糖基化细菌代谢物与其准备模拟的GAGs典型地不具有相同的骨架结构以及立体化学。这样的差异可能对分子中官能团的位置有反面影响,其另外在分子间的相互作用中十分重要。此外,糖基化细菌代谢物常含有罕见的单糖,包括那些具有L-葡萄糖构型的单糖,因此极少为GAGs结构的模拟物。
发明详述
本文所使用的术语“阴离子”描述的是物质的净负电荷。其可以被理解为特定的负电荷材料可以具有一个或者多个的与其相关的正电荷平衡离子,或者反之亦然。在溶液中负电荷物质可以从一个或者多个与其相关的正电荷平衡离子中分离出来。如本文所使用的,术语“阴离子”用于描述这类物质的性质,并且不是具有一个或多个典型地给予络合物中性的平衡离子的完整络合物。可以理解的是在不同pH值下某种官能团为负电荷、中性或者正电荷。物质是否为阴离子将基于这些电荷的总和决定。相应地,在特定的pH下,如果物质具有一个正电荷官能团和两个负电荷官能团,然后该物质具有净负电荷并且是如本发明上下文中所使用的术语阴离子。在优选的实施方案中本发明轭合物在pH5的水溶液中具有净负电荷。
在优选的实施方案中,本发明阴离子轭合物和一个或者多个平衡离子之间形成的盐为药学上可接受的盐。
糖基化细菌代谢物结构变化多样并且尤其适于更大轭合物的形成。将可以理解的是本领域技术人员熟悉提供分离细菌代谢物或者细菌代谢物的特定组的技术。此外许多糖基化细菌代谢物被工业化生产并可以商业上获得。
本发明也涉及天然存在的细菌种衍生物和变种所生成的代谢物。被用于得到本发明代谢物的优选细菌种从放线杆菌门的成员(此处指的是放线杆菌种)处获得以及它们从芽孢杆菌目的成员(此处指的是芽孢杆菌种)处获得。尤其优选的菌种为放线杆菌种。放线杆菌门的成员为革兰阳性菌其包括,但不限于,下列家族:放线菌、节杆菌、链霉菌、分枝杆菌、棒杆菌、弗兰克菌、微球菌、小单孢菌、分枝杆菌、诺卡尔菌和丙酸杆菌。
在US7,022,684和US2005/233983中公开了许多糖基化细菌代谢物,各自文件的全部内容在此引入作为参考。
糖基化细菌代谢物的例子为:阿卡波糖、2-(N-乙酰半胱氨酰)氨基-2-脱氧-α-D-吡喃葡萄糖基-D-肌醇二硫化物、腺霉素、腺霉素,去-O-丝氨酰、腺苷3′-(磷酸氢丁酯)、肥胖菌素1、肥胖菌素2、友霉素、阿米卡星、3′-氨基-3′-脱氧腺苷,6,6-二-N-甲基、4-O-(6-氨基-6-脱氧吡喃葡萄糖基)-2,5-二脱氧链霉胺、5″-氨基-4′,5″-二脱氧丁胺菌素A、5″-氨基-3′,4,5″-三脱氧丁胺菌素A、抑淀粉酶素、狭霉素A、脂质体蒽环霉素、抗生素X14766A、抗生素X1493IA、抗生素AC4437、抗生素BL580、抗生素BL580d、抗生素66-40C、抗生素FU10、抗生素I1、抗生素1-SKA1、抗生素KA7038IV、抗生素KA6606IX、抗生素KA6606IX,1-甲基、抗生素KA6606IX,1-差向异构体、抗生素KA6606IX,1-差向异构体,1-甲基、抗生素KA6606IX,1-差向异构体,1-甲基,4′,5′-去氢、抗生素KA6606IX,6-差向异构体,1-甲基、抗生素KA6606XV、抗生素LL-AC541、抗生素NK1012-2、抗生素SF2052B、抗生素SS56A、抗生素SS56A,4′-差向异构体、抗生素SU1、抗生素SU2、抗生素SU3、抗生素SU4、抗生素XK62-4、抗生素XK62-4,6′,6′-二-N-去-甲基、抗生素XK62-6、抗生素XK62-6,N6′-甲基、抗生素Y02077Hγ、抗生素Y02077Hg,N-去-甲基、抗生素Y03873J、安普霉素、芒霉素、芒霉素M、芒霉素M,5′-羟基、阿斯卡霉素、足霉素A、足霉素B、5-氮胞苷、布鲁霉素、波尔霉素、布替卡星、丁胺菌胺(Butirosamine)、丁胺菌胺,5-脱氧、丁胺菌素A、丁胺菌素A,3″-差向异构体、丁胺菌素A,4′-脱氧、丁胺菌素A,3′,4′-二脱氧、丁胺菌素A,3′-脱氧,3′-氯、丁胺菌素A,3′,4′-二脱氧,3″-差向异构体、丁胺菌素A,6′-脱氨,6′-羟基、丁胺菌素A,6′-脱氨,6′-羟基,3″-差向异构体、丁胺菌素A,3′,4′-二脱氧,6′-N-甲基、丁胺菌素A,3′,4′-二脱氧,6′-N-甲基,3″-差向异构体、丁胺菌素A,2S-羟基、卡德勾霉素、卡德勾霉素,2′-脱氧、开普拉霉素、助间型霉素A2、助间型霉素B1、助间型霉素B2、居拉霉素A、胞霉素、胞胺霉素A(CytosaminomycinA)、达替咪星、达替咪星,1-差向异构体、达比拉霉素B、达比拉霉素B,1′-差向异构体,6′-脱氧、达比拉霉素B,6′-脱氧、N-去酰基衣霉素、N-去酰基衣霉素,N4″-(11-甲基-2-正十二碳二烯酰)、N-去酰基衣霉素,N4″-(2-十四碳烯酰)、N-去酰基衣霉素,N4″-(12-甲基-2-十三烷烯酰)、N-去酰基衣霉素,N4″-(2-十五烷烯酰)、N-去酰基衣霉素,N4″-(13-甲基十四酰)、N-去酰基衣霉素,N4″-(13-甲基-2-十四酰)、N-去酰基衣霉素,N4″-(2-十六烷烯酰)、N-去酰基衣霉素,N4″-(14-甲基-2-十五烷烯酰)、N-去酰基衣霉素,N4″-(2-十七烷烯酰)、N-去酰基衣霉素,N4″-(15-甲基-2-十六烷烯酰)、越霉素A、越霉素A,N3-甲基、越霉素A,N-去-甲基,N3-甲基、越霉素A,2S-羟基,N-去-甲基,N1-脒基、越霉素A,4′-差向异构体,N-去-甲基,N3-甲基、越霉素A,4′,4″-二差向异构体,N3-甲基、3′,4′-二脱氧卡那霉素B、3′,4′-二脱氧卡那霉素B,硫酸盐(1∶7)、3′,4′-二脱氧卡那霉素B,N1-(4-氨基-2-羟基丁酰)、3′,4′-二脱氧卡那霉素B,3″-N-甲基、3′,4′-二脱氧卡那霉素B,3″,6′-N,N-二-甲基、双氢链霉素、双氢链霉素,硫酸(1∶1.5)、红霉素E、鲥霉素A1、鲥霉素A2、鲥霉素B1、鲥霉素B1,1-差向异构体、鲥霉素B2、鲥霉素B2,1-差向异构体、鲥霉素D1、鲥霉素D2、间型霉素A、间型霉素A,3′-差向异构体、间型霉素B、福贴霉素A、福贴霉素A,硫酸(2∶1)、福贴霉素A,Nw-甲酰基、福贴霉素A,3-O-去-甲基、福贴霉素AH、福贴霉素AH,3-差向异构体、福贴霉素AK、福贴霉素AN、福贴霉素AO、福贴霉素AP、福贴霉素AP,3-差向异构体、福贴霉素AP,4′,5′-二去氢、福贴霉素B、福贴霉素B,N1-甲基、福贴霉素B,N1-(2-羟乙基)、福贴霉素B,O-去-甲基,2′-N-甘氧酰基、福贴霉素B,O-去-甲基,2′-N-(N-氨基甲酰甘氧酰基)、福贴霉素B,4′,5′-二去氢、福贴霉素C、福贴霉素D、福贴霉素E、福贴霉素E,6-差向异构体、福贴霉素KE、福贴霉素KF、福贴霉素KG1、福贴霉素KO1、福贴霉素KO1,N2′-氨乙酰基、福贴霉素KQ、福贴霉素KR1、加纳糖胺、庆大霉素A1、庆大霉素A1,6′-甲基、庆大霉素A2、庆大霉素A3、庆大霉素A4、庆大霉素A、庆大霉素A,6′-甲基、庆大霉素B1、庆大霉素B1,3′,4′-二脱氧、庆大霉素B、庆大霉素B,硫酸(1∶x)、庆大霉素B,1-N-(S)-3-氨基-2-羟基丙酰基、庆大霉素B,3′,4′-二脱氧、庆大霉素C、庆大霉素C1、庆大霉素C1,4″-去甲基、庆大霉素C1a、庆大霉素C1a,1-N-乙基、庆大霉素C1a,3″-N-去-甲基、庆大霉素C1a,4″-去甲基、庆大霉素C2、庆大霉素C2,6′-差向异构体、庆大霉素C2,4″-去甲基、庆大霉素C2b、庆大霉素C2b,双尾半硫酸盐、庆大霉素C2b,3″-N-去-甲基、庆大霉素C2b,5-脱氧、庆大霉素C2b,5-脱氧,6′-N-甲基;庆大霉素C2b,2-羟基、庆大霉素C2b,2-羟基,6′-N-甲基、庆大霉素G418;庆大霉素X2、庆大霉胺C1a、庆大霉胺C2、庆大霉胺C2,N6′-甲基、引地霉素、杂霉素A1、杂霉素A1,1-脱氨,1-羟基、杂霉素A1,6″′-脱氨,6″′-羟基、杂霉素A1,2-差向异构体、杂霉素A1,5″-差向异构体、杂霉素A1,5″-差向异构体,6″′-脱氨,6″′-羟基、杂霉素A1,2,5″-二差向异构体、杂霉素A1,5-O-去糖基、杂霉素A1,5-O-去糖基,6″′-脱氨,6″′-羟基、杂霉素A1,5-O-去糖基,2-差向异构体、羟基链霉素、羟基链霉素B、潮霉素A、潮霉素A,4′-差向异构体、肌胺霉素A、肌胺霉素B、肌胺霉素C、肌胺霉素D、肌胺霉素E;天神霉素A、天神霉素A,N2″-氨基甲酰、天神霉素A,N2″-甲酰基、天神霉素A,N-去(氨醋酸基)、天神霉素A,1-差向异构体、天神霉素A,1-差向异构体,N2″-甲酰基、天神霉素A,1-差向异构体,N-去(氨醋酸基)、天神霉素A3、天神霉素A3,6-差向异构体、天神霉素C、天神霉素C,N-去(氨醋酸基)、天神霉素C,N2″-甲酰基、天神霉素X0、天神霉素X0,6-差向异构体、神奈川霉素(Kanagawamicin)、卡那霉胺(Kanamine)、卡那霉素A、卡那霉素A,3″-N-甲基、卡那霉素A,5-脱氧、卡那霉素B、卡那霉素B,硫酸、卡那霉素B,N-乙酰、卡那霉素B,4′-O-a-D-吡喃葡萄糖基、卡那霉素B,3″-N-甲基、卡那霉素B,6″-O-氨基甲酰、卡那霉素C、卡那霉素C,3′-脱氧、卡那霉素C,2-羟基、春雷霉素(Kasugamycin)、春日野生物胺(Kasuganobiosamine)、林可霉素、林可霉素,S-氧化物、林可霉素,N-去-甲基、林可霉素,N-去-甲基,N-乙基、林可霉素,S-去-甲基,S-乙基、林可霉素,N,S-二-去-甲基,S-乙基、林可霉素,N,S-二-去-甲基,N,S-二-乙基、林可霉素,1-去(甲硫基),1-羟基、林可霉素B、利维霉素A、利维霉素A,4″′-去糖基、赖氨霉素、甘露吡喃基肌糖(Mannimositose)、甘露糖基巴龙霉素(Mannosylparomomycin)、甲氧基潮霉素(Methoxyhygromycin)、灭粉霉素、灭粉霉素,8′-脱氧;肌醇胺霉素(Minosaminomycin)、默诺霉素、默诺霉素A、默诺霉素A12、默诺霉素C1、默诺霉素C3、默诺霉素C4、喷替米星(Mutamicin)20、喷替米星1、喷替米星2、喷替米星4、喷替米星5、喷替米星IA、喷替米星1B、筋霉素(Myomycin)B、筋霉素A、筋霉素C、那波霉素、暗霉素T(NebmycinT)、暗霉素因子(Nebramycinfactor)3、暗霉素因子3,3′-脱氧、暗霉素因子7、暗霉素因子8、暗霉素因子9、新酒霉素、新酒霉素,10-羟基、新霉素A、新霉素B、新霉素B、与新霉素A和C的混合、新霉素B,O5″-b-D-吡喃葡萄糖苷、新霉素B,N-二磷酸盐、新霉素B,6″′-脱氨,6″′-羟基、新霉素C、新霉素C,N-二磷酸盐、新霉素C,6″′-脱氨,6″′-羟基、奈替米星、奈替米星,硫酸(1∶5)、噁嗪霉素、帕地霉素、帕地霉素A、帕地霉素A2、帕地霉素B、帕地霉素B2、巴龙霉胺(Paromamine)、巴龙霉胺,O5-β-D-呋喃木糖基、巴龙霉素、巴龙霉素,硫酸、巴龙霉素,N1-乙酰、巴龙霉素,3-N-甲基、巴龙霉素,2’-N-乙基、巴龙霉素,6-脱氧、巴龙霉素,6″′-脱氨,6″′-羟基、巴龙霉素5″′-差向异构体、巴龙霉素,5″′-差向异构体,6-脱氧、巴龙霉素,5″′-差向异构体,6″′-脱氨,6″′-羟基、喷司他丁、褶皱菌素,3′b-羟基、褶皱菌素,3′b-羟基,4″-N-甲基、多氧霉素B、多氧霉素L、普匹卡星、普鲁霉素、阿洛酮糖腺苷(Psicofuranine)、嘌呤霉素、盐酸嘌呤霉素(1∶2)、吡唑霉素、吡唑霉素,a-D-型、核糖霉素、核糖霉素,硫酸(2∶1)、核糖霉素,N3-乙酰、核糖霉素,N1-甲基、核糖霉素,N3-羧甲基、核糖霉素,3′,4′-二脱氧、核糖霉素,2a-羟基、核糖霉素,2b-羟基、糖菌素(Saccharocin)、糖菌素,3′-羟基、萨保菌素(Salbostatin)、桑吉瓦霉素酸(Sangivamycicacid),酰胺、桑吉瓦霉素酸,腈、桑吉瓦霉素酸,腈,5′-O-a-D-吡喃葡萄糖苷、桑吉瓦霉素酸,5′-脱氧,腈、三内霉素(Sannamycin)C、三内霉素C,N2′-(N-甲酰基甘氧酰基)、三内霉素C,6′-N-去-甲基、三内霉素E、三内霉素E,N-去-甲基、三内霉素K、昔尔杜霉素(Seldomycin)1、昔尔杜霉素2、昔尔杜霉素3、昔尔杜霉素5、焦土霉素、西伯里亚霉素(Sibiromycin)、西索米星、西索米星,硫酸(1∶2.5)、西索米星,2′-N-甲酰基、西索米星,N1-甲基、西索米星,6′-N-甲基、西索米星,N-去-甲基、西索米星,立体异构体、西索米星,N-去-甲基,3″-N-乙基、西索米星B、西索米星D、斯佩诺霉素(Spenolimycin)、穗霉素(Spicamycin)、糖多孢菌素(Sporaricin)A、糖多孢菌素A,N*-亚胺甲基、糖多孢菌素B、糖多孢菌素B,O-去-甲基、糖多孢菌素E、链霉素、链霉素,硫酸(2∶3)、链霉素,N-去-甲基、链霉素,2-脱氧、链霉素,异烟腙、链霉素B、链丝菌素A、链丝菌素B、链丝菌素C、链丝菌素D、链丝菌素E、链丝菌素F、妥布霉素、妥布霉素,6″-N-氨基甲酰、妥布霉素,6″-O-氨基甲酰、妥布霉素,2′-N-氨基甲酰、杀结核菌素、有效霉素C、井冈霉亚基胺(Validoxylamine)B、井冈霉亚基胺B,4-O-b-D-吡喃葡萄糖苷、井冈霉亚基胺B,6-脱氧、井冈霉亚基胺B,6-脱氧,4-O-b-D-吡喃葡萄糖苷、井冈霉亚基胺B,6-脱氧,4-O-[b-D-吡喃葡萄糖基-(14)-b-D-吡喃葡萄糖苷]、井冈霉亚基胺B,6-脱氧,4-O-[b-D-吡喃葡萄糖基-(16)-b-D-吡喃葡萄糖苷]、井冈霉亚基胺G,4-O-b-D-吡喃葡萄糖苷、甲基姿苏霉素(Verdamicin)、甲基姿苏霉素,6′-N-甲基、优乐霉素(Youlemycin)、抗生素X14847、抗生素D53、抗生素JI20A、抗生素JI20B、抗生素K52B、抗生素KA6606IV、抗生素LL-AM31α、抗生素LL-AM31a,N2-乙酰、抗生素LL-AM31a,N4-丙酰基、抗生素LL-BM782α1、抗生素LL-BM782α1a、抗生素LL-BM782α2、抗生素LL-BM123α、抗生素LL-BM408、抗生素Ro09-0766、抗生素S-11-A、糖精氨菌素(Glysperin)A、糖精氨菌素B、糖精氨菌素C、去甲褶皱菌素、寡糖制菌素(Oligostatin)C、寡糖制菌素D、寡糖制菌素E、噁酮霉素(Oxanosine)、噁嗪霉素、多氧霉素I、多氧霉素A、多氧霉素C、多氧霉素D、多氧霉素E、多氧霉素F、多氧霉素G、多氧霉素H、多氧霉素J、多氧霉素K、多氧霉素L,5-氟、多氧霉素M、多氧霉素M,5-氟、多氧霉素N、西奈芬净、山梨醇菌素(Sorbistin)B、山梨醇菌素C、山梨醇菌素D、苏云金素、3-海藻糖胺、萃他丁(Trestatin)A、萃他丁B、萃他丁C、杀结核菌素,5′-O-a-D-吡喃葡萄糖基、和木菌素(Xylostacin)。
具体而言,“糖基化细菌代谢物”指包括糖苷配基和糖基部分的细菌代谢物。糖苷配基和糖基部分可以通过糖苷键偶联。这些细菌代谢物被称作糖苷。细菌产生大量结构不同的糖基化代谢物,糖苷配基部分的例子是:环多醇、蒽醌部分、1,3-二脱氧-1,3-二胍基-鲨-肌醇、1,3-二脱氧-1,3-二氨基-鲨-肌醇、1,3-二脱氧-1,3-双(甲基氨基)-肌-肌醇、1,3-二氨基-1,3-二脱氧-肌-肌醇、1-O-氨基甲酰-3-脱氧-3-胍基-鲨-肌醇、1,2,3-三脱氧-1,3-二氨基-鲨-肌醇、1,2,3-三脱氧-1-氨基-3-甲基氨基-鲨-肌醇、1,2,3-三脱氧-1-甲基氨基-3-氨基-鲨-肌醇、1,2,3-三脱氧-1,3-双(甲基氨基)-鲨-肌醇、L-肌-肌醇胺-1、肌-肌醇胺-2、D-手性-肌醇、肌-肌醇、1,4-二脱氧-1-甲基氨基-2-O-甲基-4-氨基-手性肌醇、3,5-二氯-4-羟基-6-甲基苯甲酸、阿雷胺唑啉(Allosamizoline)、橄榄石、巴霉酮类、肽类、磷脂类、嘌呤类、和核苷类。
当存在时,环多醇糖苷配基的部分可以包括胺基或其衍生物。此外这样含氮环多醇可以含有7个碳原子。环多醇残基的这一特殊类型此处指C7N环多醇。C7N环多醇的优选例子为井冈霉烯胺、有效胺、羟基有效胺和环氧有效胺:
包括C7N环多醇的糖基化细菌代谢物此处指C7N环多醇代谢物。C7N环多醇代谢物的例子为:有效霉素、阿卡波糖和抑淀粉酶素、肥胖菌素、寡糖制菌素、萃他丁、环氧乙烷、准-寡糖、萨保菌素和休达斯汀(Suidatrestin)、和比拉米星(Pyralomicins)。
C7N环多醇代谢物的例子表示如下:
阿卡波糖:
肥胖菌素类:
寡糖制菌素类:
萃他丁类和相关的代谢物:
有效菌素:
一些糖基化细菌代谢物具有抗生素性质。具有抗生素性质和含有通过糖苷键偶联的糖苷配基和糖基部分的细菌代谢物此处指糖苷抗生素。一些含有胺(或者衍生的胺基团)的糖苷抗生素此处指的是氨基糖苷抗生素。氨基糖苷抗生素代谢物的例子为:链霉胺类(例如,链霉素和壮观霉素)、2-脱氧链霉胺类(例如,卡那霉素、妥布霉素、庆大霉素)、右氯苯吡胺和2-脱氧右氯苯吡胺类(例如,福提霉素(fortamicin)和天神霉素)、糖肽类(例如,万古霉素、阿伏帕星、利托菌素)、金霉酸、奥尔托索霉素类(例如阿维霉素、扁枝衣霉素(everninomycin))、大环内酯类、阿米霉素类、安古环素类(Angucycline)、林可霉素类、葡萄糖肉桂酰精脒类、和核苷抗生素(例如衣霉素类和穆雷霉素(muraymycin)类)。
氨基糖苷抗生素结构例子在下面给出。正如我们可以看到的那样许多氨基糖苷抗生素包括6元环多醇糖苷配基部分。
链霉素类和相关代谢物:
新霉素类和相关代谢物:
丁胺菌素类和相关代谢物:
ahb=氨基羟基丁酸(C(O)CHOHCH2CH2NH2)
卡那霉素类和相关代谢物:
R1 R2 R3 R4 R5
卡那霉素 OH OH NH2 NH2 OH
卡那霉素B NH2 OH NH2 NH2 OH
卡那霉素C NH2 OH OH NH2 OH
NK-1001 OH OH NH2 OH OH
NK·1012·1 NH2 OH NH2 OH OH
妥布霉素 NH2 H NH2 NH2 OH
尼拉霉素4 NH2 OH NH2 NH2 OC(O)NH2
尼拉霉素5 NH2 H NH2 NH2 OC(O)NH2
庆大霉素和相关代谢物:
昔尔杜霉素类:
脱氧链霉胺类和相关代谢物:
安普霉素类:
潮霉素类和相关代谢物:
福贴霉素类和相关代谢物:
A R1 R2 R3 R4 R5 R6
福贴霉素A NH2 H OH C(O)CH2NH2 CH3 H
福贴霉素B NH2 H OH H CH3 H
1-表-福贴霉素B H NH2 OH H CH3 H
福贴霉素C NH2 H OH C(O)CH2NHC(O)NH2 CH3 H
福贴霉素D NH2 H OH C(O)CH2NH2 H H
达替咪星 NH2 H OH C(O)CH2NHCH=NH CH3 H
1-表-达替咪星 H NH2 OH C(O)CH2NHCH=NH CH3 H
糖多孢菌素A H NH2 H C(O)CH2NH2 CH3 H
糖多孢菌素B H NH2 H H CH3 H
天神霉素A0 NH2 H H H H CH3
天神霉素A NH2 H H C(O)CH2NH2 H CH3
天神霉素A3 NH2 H H C(O)CH2NHCH=NH H CH3
天神霉素B0 H NH2 H H H CH3
天神霉素B H NH2 H C(O)CH2NH2 H CH3
天神霉素B3 H NH2 H C(O)CH2NHCH=NH H CH3
天神霉素C NH2 H H C(O)CH2NH2 H CH3
天神霉素A2 NH2 H H C(O)CH2NHC(O)NH2 H CH3
B R1 R2 R3 R4
福贴霉素KH OCH3 H OH CH3
福贴霉素KR H OCH3 OH CH3
天神霉素Y0 OCH3 H H H
天神霉素X0 H OCH3 H HH
C R1
福贴霉素KG3 H
赖氨霉素 C(O)CH2NHC(O)NH(CH2)3NH2
默诺霉素为另一优选的糖基化细菌代谢物,其通常不被称作C7N环多醇代谢物或者氨基糖苷抗生素。默诺霉素结构在下面给出:
本文所使用的术语″轭合物″指2个或者更多物质的偶联产物。偶联物质可以是相同或者不同。这样的偶联可以通过1个或者更多连接基团。
本文所使用的术语″连接基团″指共价连接2个或者更多物质的多价基团。优选该或者每个连接基团为选自烷基、烯基、炔基、芳基、酰基、碳环基、杂环基、杂芳基、烷氧基、烯氧基、炔氧基、芳氧基、酰氧基、碳环基氧基、杂环基氧基、杂芳氧基、烷基硫基、烯基硫基、炔基硫基、芳基硫基、酰基硫基、碳环基硫基、杂环基硫基、杂芳基硫基、烷基烯基、烷基炔基、烷基芳基、烷基酰基、烷基碳环基、烷基杂环基、烷基杂芳基、烷氧基烷基、烯氧基烷基、炔氧基烷基、芳氧基烷基、烷基酰氧基、烷基碳环基氧基、烷基杂环基氧基、烷基杂芳氧基、烷基硫烷基、烯基硫烷基、炔基硫烷基、芳基硫烷基、烷基酰基硫基、烷基碳环基硫基、烷基杂环基硫基、烷基杂芳基硫基、烷基烯基烷基、烷基炔基烷基、烷基芳基烷基、烷基酰基烷基、芳基烷基芳基、芳基烯基芳基、芳基炔基芳基、芳基酰基芳基、芳基酰基、芳基碳环基、芳基杂环基、芳基杂芳基、烯氧基芳基、炔氧基芳基、芳氧基芳基、芳基酰氧基、芳基碳环基氧基、芳基杂环基氧基、芳基杂芳氧基、烷基硫芳基、烯基硫芳基、炔基硫芳基、芳基硫芳基、芳基酰基硫基、芳基碳环基硫基、芳基杂环基硫基和芳基杂芳基硫基的多价形式。
更优选地,该或每个连接基团为任意选自C1-C18烷基、C2-C18烯基、C2-C18炔基、C6-C18芳基、C1-C18酰基、C3-C18碳环基、C2-C18杂环基、C3-C18杂芳基、C1-C18烷氧基、C2-C18烯氧基、C2-C18炔氧基、C6-C18芳氧基、C1-C18酰氧基、C3-C18碳环基氧基、C2-C18杂环基氧基、C3-C18杂芳氧基、C1-C18烷基硫基、C2-C18烯基硫基、C2-C18炔基硫基、C6-C18芳基硫基、C1-C18酰基硫基、C3-C18碳环基硫基、C2-C18杂环基硫基、C3-C18杂芳基硫基、C3-C18烷基烯基、C3-C18烷基炔基、C7-C24烷基芳基、C2-C18烷基酰基、C4-C18烷基碳环基、C3-C18烷基杂环基、C4-C18烷基杂芳基、C2-C18烷氧基烷基、C3-C18烯氧基烷基、C3-C18炔氧基烷基、C7-C24芳氧基烷基、C2-C18烷基酰氧基、C4-C18烷基碳环基氧基、C3-C18烷基杂环基氧基、C4-C18烷基杂芳氧基、C2-C18烷基硫烷基、C3-C18烯基硫烷基、C3-C18炔基硫烷基、C7-C24芳基硫烷基、C2-C18烷基酰基硫基、C4-C18烷基碳环基硫基、C3-C18烷基杂环基硫基、C4-C18烷基杂芳基硫基、C4-C18烷基烯基烷基、C4-C18烷基炔基烷基、C8-C24烷基芳基烷基、C3-C18烷基酰基烷基、C13-C24芳基烷基芳基、C14-C24芳基烯基芳基、C14-C24芳基炔基芳基、C13-C24芳基酰基芳基、C7-C18芳基酰基、C9-C18芳基碳环基、C8-C18芳基杂环基、C9-C18芳基杂芳基、C8-C18烯氧基芳基、C8-C18炔氧基芳基、C12-C24芳氧基芳基、C7-C18芳基酰氧基、C9-C18芳基碳环基氧基、C8-C18芳基杂环基氧基、C9-C18芳基杂芳氧基、C7-C18烷基硫芳基、C8-C18烯基硫芳基、C8-C18炔基硫芳基、C12-C24芳基硫芳基、C7-C18芳基酰基硫基、C9-C18芳基碳环基硫基、C8-C18芳基杂环基硫基和C9-C18芳基杂芳基硫基的多价形式。
仍然更优选地,该或每个连接基团为选自烷基(例如,C1-C18,C1-C6,C1-C5,C8-C18,或者C9-C18)、芳基(例如,C6-C18)、杂芳基(例如,C3-C18)、碳环基(例如,C3-C18)、杂环基(例如,C2-C18)、烷基芳基(例如,C7-C24)、烷基杂芳基(例如,C4-C18)、烷基碳环基(例如,C4-C18)和烷基杂环基(例如,C3-C18)的多价形式。该连接基团或者众多基团可以包括支链或直链寡聚物或者聚合物、甾体部分、肽类等等。
该或每个连接基团可以从中选择的在上面所列的所定义的多价基团中,每个烷基、烯基、炔基、芳基、碳环基、杂芳基和杂环基部分可以被任选地取代。为了避免任何的疑问,其中特定连接基团含有两个或者更多所述部分(例如,烷基芳基),所述部分每个可以被一个、两个、三个或者更多如此处所定义的任选取代基任选地取代。
该或每个连接基团可以从中选择的在上面所列的所定义的多价基团中,其中特定的连接基团含有两种或者更多亚基团(例如,[基团A][基团B]),亚基团的顺序并不旨在对它们所在的顺序进行限制。因此,有两个被定义为[基团A][基团B]的亚基团的连接基团(例如,烷基芳基)也旨在指有两个被定义为[基团B][基团A]的亚基团的连接基团(例如,芳基烷基)。
该或每个连接基团可以为支链和/或被任选地取代。在包括任选被烷基部分取代的该或每个连接基团中,优选的任选取代基包括在烷基链中的-CH2-基团上被选自-O-、-S-、-NRa-、-C(O)-(即羰基)、-C(O)O-(即酯)、和-C(O)NRa-(即酰胺),其中Ra可以选自氢、烷基、烯基、炔基、芳基、碳环基、杂芳基、杂环基、芳基烷基、和酰基的基团取代。
本发明阴离子轭合物优选模拟在GAG和例如一种蛋白的GAG受体之间相互作用中的GAG功能。相应地,阴离子轭合物可以包括至少一种促进轭合物和GAG受体之间结合的配体域。在优选的实施方案中阴离子轭合物包括多个配体域。
连接基团优选不与GAG受体相互作用。连接基团可以影响阴离子轭合物的形状、大小、柔性或刚性、亲水性和疏水性。相应地,连接基团优选以放大特定生物效应。关于该点,连接基团可以被认为是一种″骨架″,在这上面对配体域进行排列从而使配体域定向生成一种多结合剂。配体域的轭合物中的相关定位可以取决于配体域对连接基团的一个或多个特殊附着点,以及取决于骨架的形状。希望模拟的GAG(或者GAGs)和/或同源物之间的构效关系和/或关于配体-受体复合物的结构信息(例如,来自X射线晶体学,NMR)的知识可以影响连接基团的选择。
轭合物中配体域的不同定位可以通过单环或多环连接基团的选择实现,该连接基团包括芳基和杂芳基或者结构中掺入一个或者多个不饱和碳-碳键(即,烯烃类和炔类)达到。在一些实施方案中,环基(例如,芳基、杂芳基、环烷基、杂环等等)包含给予轭合物刚性。在优选的实施方案中,环基为六或十元环。环基可以优选芳香烃(例如苯基或者萘基)。
对配体域所呈现的合适骨架形状的鉴定可以是在本发明阴离子轭合物构建中一个重要的考虑因素。系统性立体空间探索策略可有助于对GAG模拟物的优选骨架的鉴定。相应地,分子设计可有助于本发明轭合物的设计。
连接基团例子表示如下(每个M为相同或不同并且指糖基化细菌代谢物,其可以是用于同GAG受体结合的配体域):
以上表示的连接基团可以进一步成为更大连接基团的一部分,这样配体域的空间排布本质上由所取代的类型所决定,例如,在上述连接基团中的苯基。
该或每个连接基团可以独立地选自选自三价基团,例如:
基于氰尿酰氯的三价连接基团是优选的。可以通过pH和温度的操作对氰尿酰氯进行选择性功能化。配体域可以直接或通过其它基团与氰尿酰核心结合。
也可以使用四价和更高价的连接基团。可以通过经由键或桥连基连接两个三价连接基团来制备四价连接基团。
连接基团可以包括一个或多个辅助基团,例如,其可以调节多结合剂的溶解度(在水、脂肪类、脂类、生物液体等等中)、疏水性、亲水性,连接体柔性、抗原性、分子大小、分子量、体内半衰期、体内分布、生物相容性、免疫原性、稳定性等等。
提高连接基团水溶性/亲水性的基团例子为聚乙二醇、醇类、多元醇类(例如,甘油、甘油丙氧基化物和糖类例如单、寡和多糖类)、羧酸盐、聚羧酸盐类(例如,聚谷氨酸、聚丙烯酸等等)、胺类、聚胺类(例如,聚赖氨酸、聚(二甲亚胺)等等)。在优选的实施方案中,用于提高水溶性/亲水性的辅助基团是聚醚。在特别优选的实施方案中,辅助基团将是聚乙二醇。
亲脂性辅助基团被引入连接基团以增强阴离子轭合物的亲脂性和/或疏水性。所述基团的例子为任选取代的烷基、芳基和杂芳基。
可以通过刚性和/或大的辅助基团的引入来减少连接基团的柔性。刚性或大基团的存在可以妨碍连接基团中键的自由转动。刚性基团的例子为那些构象柔性受限于环和/或多键存在的基团,例如,芳基、杂芳基、环烷基和/或杂环。可以给予刚性的其它基团包括聚合基团例如寡聚或聚脯氨酸链。也可以通过内在的氢键给予刚性。大基团的例子包括大原子和/或离子(例如,碘、硫、金属离子等等)、多环基团(包括芳香烃和非芳香烃)和包含一个或多个烯键和/或炔键的基团。大基团也可以包括为支链或直链的寡聚物和聚合物。每单位分子重量增加,预期支链比直链更能提高结构的刚性。
作为连接基团(类)的选择结果阴离子轭合物的抗原性可以被消除或减少。在特定的应用中,可以通过聚乙二醇连接子的使用来减少或消除阴离子轭合物的抗原性。
优选的连接子长度随邻近配体识别点间距离、和形状、柔性和连接子的组成而变化。连接子的长度将优选在约的范围,更优选约
可以根据糖基化细菌代谢物(或者修饰的细菌代谢物)中所存在的功能化做出连接基团上官能团的选择以便于轭合。本领域技术人员将对所述连接基团上官能团作出常规选择。将要轭合的分子可以使用常规化学技术共价键合于连接子或者连接子类,例如羧酸和胺之间反应形成酰胺,胺和磺酰卤化物之间反应形成磺酰胺,醇与烷基或者芳基卤化物之间反应形成醚,等等。含有具有自由还原端的糖部分(例如半缩醛或者半缩醛胺功能化)的糖基化细菌代谢物可以通过这一基团被偶联。与羟基相比胺基的更大亲核性,可以避免例如羟基基团的保护和脱保护步骤。
糖基化细菌代谢物可以在轭合之前被″任选地修饰″。这样修饰的例子为:链的缩短(例如寡糖链的缩短)、链的延长(例如寡糖链的延长)寡糖链的交换(部分或者全部,例如转糖基作用)、N-乙酰化和官能团互变(例如伯醇转化为叠氮化物或者烯部分转化为环氧化物)。同时一些糖基化细菌代谢物可以自身具有促进2个或更多所述化合物轭合的功能化,可以在轭合之前对一些糖基化细菌代谢物进行修饰以促进轭合。甚至那些具有促进2个或者更多所述化合物轭合的功能化的糖基化代谢物可以被修饰以通过不同类型连接基团促进轭合。一个或多个糖苷键水解以暴露还原糖的还原端作为反应柄(reactivehandle)是促进轭合的一种修饰的例子。将可以理解在轭合之前的糖基化细菌代谢物的修饰可以生成一个或者多个化合物,它们本身不再被认为是糖基化细菌代谢物-例如形成自糖苷的糖苷配基和糖基部分的裂解的产物。然而,生成自在轭合之前糖基化细菌代谢物修饰的一个或者多个化合物,为糖基化细菌代谢物的部分并落入本文所使用的“糖基化细菌代谢物”的范围。
有许多不同偶联剂可以用于偶联两种或更多分子。所述试剂的例子为(聚)乙二醇、碳水化合物、烷基、芳基、聚氨基和杂环基。将糖基化产物偶联的化学部分长度可以是多样的。适于偶联糖基化产物的多官能团例子包括那些基于烷基三胺[例如(H2N(CH2)n)2NH,其中n为整数优选2至6]和三嗪类例如氰尿酰氯的多官能团。糖部分的自由还原端的修饰可以通过其它连接基团促进轭合。以下表示的是阿卡波糖的自由还原端的修饰以生成烷基溴化物,和然后通过基于硫醚的连接基团轭合两个衍生物。
具有不饱和性的代谢物(例如西索米星和奈替米星)可以通过那一部分偶联。该偶联模式的例子为在萃他丁家族化合物成员的C7N环多醇部分中的不饱和键上进行UV催化的二巯基试剂加成(值得注意的是,萃他丁为非还原糖并且因此糖苷配基为优选轭合这些分子类型的手段):
一些糖基化细菌代谢物具有环氧化物功能化,其提供一种用于进一步处理和/或轭合的柄(handle)。例如,可以利用各种试剂并甚至可能使用水作为共溶剂利用硫醇和胺类完成环氧化物的开环。
烯烃类和环氧化物(和其它拉紧的3元环系例如氮丙啶类和环硫化物)具有紧密联系因为烯烃类可以被轻易地转化为这些3元环系。以下表示的是烯烃转化为叠氮化物的代表性方案,叠氮化物可以被用于与类似制备的炔化合物反应。这两种化合物可以经过1,3-二级环加成反应以生成所表示的轭合物。这些,和其它,概念形成为已经被称作“点击(click)”化学的化学的基础(例如参见:KoIb,H.C.,M.G.Finn,和K.B.Sharpless,ClickChemistry:DiverseChemicalFunctionfromaFewGoodReactions.AngewChemIntEdEngl,2001.40(11):p.2004-2021)。
G1,G2=独立选择的聚糖类
修饰糖基化细菌代谢物以促进轭合的另一例子为从C7N环多醇代谢物中裂解环多醇残基以生成含有伯胺端的更低聚合度的假寡糖或寡糖,并表示如下。链缩短可以通过使用公知方法的C-N键裂解完成例如:催化氢化、与然后得到的亚胺的水解的氧化、和酶裂解(例如,利用C-N裂解酶)。
有效霉素,具有1-氨基环多醇的假二糖的链缩短,生成(A)。阿卡波糖,在非还原端有4,6-二脱氧-4-葡糖胺残基的三糖的链缩短,生成(B)。相应地例如对于阿卡波糖,该方法可以被用于生成在各自端部有反应柄(reactivehandle)的寡糖-所述端部为还原端和4-脱氧-4-氨基功能化的非还原端。这些官能团促进更长链轭合物的头至尾(head-to-tail)构造。
类似修饰策略可以被用于生成在假还原端以环多醇为终结的假寡糖。影响裂解的条件选择,以及所选择的分离/纯化条件,将通过环醇(cylcitol)残基决定取代负荷。在下列两个例子中,可以形成胺功能化或α,β-不饱和酮。这些均为可以促进然后轭合的官能团。
修饰糖基化细菌代谢物以生成包括两个连接点的产物的能力使得轭合物能够进行头至尾(head-to-tail)组装。在利用合适的正交保护基策略(R1和R2)的轭合中,衍生自阿卡波糖的三糖可以以头至尾(head-to-tail)方式进行偶联:
通过这一步骤的延长可以制备3段新低聚九糖(neo-nonasaccharide):
此外,使用所述技术如固相化学和氟标记可以完成2个或者更多糖基化细菌代谢物的轭合。
默诺霉素类的结构特征提供轭合的许多选择。例如,默诺霉素A的糖苷配基的臭氧分解生成经过修饰的糖基化细菌代谢物,其包括可以用于促进轭合的醛官能团。可选择地,磷酸基团的水解或酶裂解可以用于释放默诺霉素的戊多糖部分。这两种修饰表示如下:
默诺霉素的环戊二酮环也可以用作促进轭合的柄(handle)。例如,重氮盐(其例如可以形成连接基团的部分)与默诺霉素的环戊二酮环的反应在重排后生成三唑。在下列例子中R取代基可以包括糖基化细菌代谢物。
适于本发明阴离子轭合物形成的轭合糖基化细菌代谢物(Michael,K.,H.Wang,和Y.Tor,EnhancedRNAbindingofdimerizedaminoglycosides.BioorgMedChem,1999.7(7):p.1361-71)如下所示:
许多半合成抗生素是已知的,包括:阿米卡星(US4,902,790;US5,656,735;US5,763,587)、地贝卡星(US5,618,795)、阿贝卡星、奈替米星(US4,831,123)、和异帕米星(US4,230,847和US5,442,047):
抗生素 衍生自 衍生的部分
阿米卡星 卡那霉素A N1-氨基羟基丁酰胺
地贝卡星 卡那霉素B 3’,4’-二羟基
阿贝卡星 地贝卡星 N1-氨基羟基丁酰胺
奈替米星 西索米星 N1-乙基
异帕米星 庆大霉素B N1-氨基羟基丙酰胺乙酰基和N3”-乙酰基
本发明考虑在这些化合物的合成中使用中间体作为在阴离子轭合物制备中的修饰的糖基化细菌代谢物。
制备本发明轭合物的另一方法为通过非氨基基团偶合糖基化细菌代谢物,同时使用选择性胺基保护/脱保护策略以调节例如N-硫酸化的程度。在这一方面,新霉素的轭合物可以通过完全N-保护衍生物的Mitsunobu反应制备得到,其中至少有一个未保护的羟基,由此在ido(艾杜吡喃糖基)环上生成环氧化物中间体。然后叠氮化物的断开提供3″′-叠氮基功能化衍生物并接近“点击”化学(R=保护基团):
一种可选择的途径为N-Boc保护的衍生新霉素的伯醇基(例如)与三异丙基苯磺酰氯的选择性反应,其随着叠氮化物移位也得到可以在“点击”化学中使用的产品(R=Boc):
这两种单功能化新霉素的途径表明如何可以在结构-功能研究中探究硫酸分布。关注怎么样更低级的结构可以生成单O-硫酸化核糖环和双硫酸化ido(艾杜吡喃糖基)环,然而更高级的结构可以生成单O-硫酸化ido(艾杜吡喃糖基)环和双硫酸化核糖。可以通过在全部或者特定胺基团上增加N-硫酸化对硫酸化密度和模式作进一步改变。
本发明阴离子轭合物的直链组合可以利用两个部分的正交反应性(orthogonalreactivity)。例如,这可以通过连续使用如上所示的新霉素单功能化的两种途径完成。此外,第三种途径可以包括对二次脱水产物进行Mitsunobu反应(即环氧化物和氮丙啶衍生物)。
构成新霉素B核心的新霉胺的选择性酰基化处理,可以通过使用过渡金属的混合物完成(Haddad,J.,M.-Z.Liu,和S.Mobashery,SynthesisofAminoglycosideAntibiotics,inGlycochemistry:Principles,SynthesisandApplications,P.G.Wang,Bertozzi,C.R.,Editor.2001,MarcelDekker:NewYork.)。相应地,通过扩展至新霉素B可以生成另一批N-保护的衍生物,其使未保护的胺可以被硫酸化。
糖基核苷抗生素家族的糖基化细菌代谢物优选通过糖苷配基部分轭合。对于腺霉素可以通过在腺嘌呤胺上的选择性反应完成这一轭合同时古洛糖胺胺被掩蔽。核呋喃糖基马来酰亚胺、焦土霉素可以被引入已知的马来酰亚胺聚合作用中以生成聚合衍生物。衣霉素型抗生素也可以通过不饱和脂质部分进行轭合。
可以转化糖肽抗生素、糖基化的大环内酯抗生素和阿佛菌素家族的糖基化细菌代谢物从而在非环醇糖苷配基部分以及糖基部分引入阴离子基团。也可以制备这些阴离子轭合物的连接(二聚和更高聚)形式。
本发明阴离子轭合物可以表示为式I:
其中:n为正整数;
对于给定的n,i有从2开始以2、3、…、n顺序的n-1连续值;
每个M独立地为糖基化细菌代谢物或者修饰的糖基化细菌代谢物;
L或每个L为连接基团。
适合上式的化合物例子为:
n=1:M1L1-M2
n=2:M1L1-M2L2-M3
n=3:M1L1-M2L2-M3L3-M4
等等。
各自连接基团(Li)可以相同或者不同并可进一步包括一个或多个糖基化细菌代谢物。以这种方式,可以通过使用化合价大于2的连接基团制备复杂的分子结构。所述分子结构的一个例子为星状轭合物。
氨基和/或羟基的衍生化是制备糖基化细菌代谢物的阴离子轭合物的优选方法,特别地在给予物质负电荷中。相应地,聚胺化和聚羟基化的糖基化细菌代谢物为本发明中优选使用的糖基化细菌代谢物。
本发明轭合物可以包括一个或者多个下列优选的官能团:基于硫的基团例如-SO2OH、-OSO2OH、-OSO2H、-SO2H和-OSO2-;和基于磷的基团例如:-OPO2OH、-OP(S)(OH)2、-OP(O)(OR)2、-OP(S)(OR)2、-OP(O)OHR、-OP(S)OHR、-OP(O)OR1R2、-OP(S)OR1R2、-OP(S)(OH)(SH)和环磷酸。可以理解许多上述官能团可以被轻易地去质子化并在例如pH5的水溶液中变成阴离子。其它如上表示的官能团为中性的(例如-OSO2-和-OP(O)(OR)2)并且相应地可以被用于与阴离子官能团联合以控制轭合物中所存在的阴离子特性的程度。
优选的羟基阴离子衍生物包括硫酸盐和磷酸盐基团。特别地,可以理解在pH5的水溶液中,硫酸盐和磷酸盐基团为如此处定义的阴离子基团。
可以理解本领域技术人员熟悉所示官能团的许多氮类似物,其可以从相应胺的转化中制备得到。例如,羟基衍生的-OPO2OH基团的伯胺类似物为-NHPO2OH基团。
羟基和氨基的硫酸化方法在本领域中是公知的,包括伯醇羟基或仲醇羟基或氨基或其组合的选择性硫酸化方法。
可以理解本领域技术人员将熟悉使在糖基化的放线菌产物中的“可磺化”基团可进行选择性修饰的技术。例如,分子可以经过:
1)胺基和羟基两者的完全硫酸化;
2)胺基上的特异硫酸化;或者
3)通过氨基的在先阻断或者通过在完全O-和N-硫酸化后的特定去N-硫酸化完成羟基上的特定硫酸化。
同时本发明考虑在制备轭合物之前和/或之后将糖基化细菌代谢物的羟基和/或氨基转化为阴离子基团,优选在轭合物形成之前这样做。这样优选的一个原因是有助于控制终产物的同质性。
不希望受限于理论,相信通过将较小的阴离子分子偶联在一起以形成更大的阴离子分子,从而完成对产物和同质性程度的更大控制。例如,每个残基含有3个“可磺化”基团的小寡糖(二糖类至四糖类)的硫酸化,继续进行完成。另一方面,更大寡糖的硫酸化是一个更困难的过程,并且典型地得到低硫酸化物质的异质混合物。相信在更大的体系中,异质性程度显示与硫酸盐基团的数量或密度相关,-存在越多″可磺化″基团,混合物成分越不同。作为两个五糖类的例子,Arixtra和硫代麦芽五糖,前者含有8个硫酸盐基团,并且轻易地以纯的形式获得,然而具有16个可磺化基团麦芽五糖,得到的却是混合物。此外,在低聚九糖萃他丁A的硫酸化中,每个亚单元所获得硫酸化的平均程度为约3中2.4个被硫酸化(忽略还原端),其等于大约22个硫酸盐基团/分子。假定硫酸化是一个随机事件,并使用泊松分布去计算有指定量硫酸盐基的分子的分布,将显示混合物含有14到27之间的硫酸盐基团的分子。并且,除了过硫酸化的分子外,对于每个硫酸化物质有大量可能的异构体-例如含有22个硫酸盐基团的物质的异构体数量为81,000。我们可以看到,甚至适宜长度的寡糖(低聚九糖)的硫酸化也可以生成复杂的混合物。
另一方面,可以含有总共9个“可磺化”基团的三糖的硫酸化,生成相对于过硫酸化三糖有98%纯度的混合物。将三个这样的硫酸化三糖偶联在一起生成过具有94%纯度的硫酸化新低聚九糖(27个硫酸盐基团)。此外,低硫酸化物质的可能异构体数量也减少了。
本发明提供制备大量结构不同的阴离子轭合物的方法,该轭合物可以形成GAG模拟物库的基础。阴离子轭合物可以应用于涉及在GAG样分子和一个或者多个配体之间相互作用的疾病的治疗。优选的疾病包括:炎症性或者过敏性疾病、转移癌、和致病体引起的感染。特别优选的疾病为:哮喘、过敏性呼吸疾病、过敏性鼻炎、气道高反应性中的上皮下的纤维化、慢性窦炎、常年性过敏性鼻炎、囊性纤维化患者中的过敏性支气管肺曲霉菌病、COPD(慢性阻塞性肺病)、嗜酸性支气管炎、支气管扩张、支气管炎、支气管紧缩、支气管高反应性和支气管肥大。
虽然本发明扩展至配体为碳水化合物、脂质、糖蛋白或者来自天然产物筛选或化学库的分子,但优选地,配体为肽、多肽或者蛋白。合适的蛋白靶点包括那些已经被描述为GAG(肝素、硫酸肝素、软骨素和透明质酸)结合蛋白的蛋白靶点。蛋白配体的例子包括,但不限于:细胞因子包括白介素(例如,IL-1、IL-2、IL-3、IL-4、IL-5、IL-6、IL-7、IL-8、IL-9、IL-10、IL-11、IL-12、IL-13、IL-14或IL-15)、干扰素(例如,α-干扰素、β-干扰素、γ-干扰素)或者生长因子包括但不限于G-CSF、M-CSF、GM-CSF、BDNF、CNTF、EGF、EPO、FGF1、FGF2、FGF3、FGF4、FGF5、FGF6、FGF7、FGF8、FGF9、FGF10、FGF11、FGF12、FGF12、FGF13、FGF14、FGF15、FGF16、FGF17、FGF18、FGF19、FGF20、FGF21、FGF22、FGF23、LIF、MCP1、MCP2、MCP3、MCP4、MCP5、M-CSF、MIP1、MIP2、KC、NGF、NT3、NT4、NT5、NT6、NT7、OSM、PBP、PBSF、PDGF、PECAM-1、PF4、RANTES、SCF、TGFα、TGFβ1、TGFβ2、TGFβ3、TNFα、TNFβ、TPO、VEGF、GH、胰岛素等等;酶(例如,超氧物歧化酶、嗜酸性阳离子蛋白、类胰蛋白酶、弹性蛋白酶、磷脂酶A2或者前列腺素内过氧化物);炎症趋化因子例如嗜酸细胞活化趋化因子(嗜酸细胞活化趋化因子-1、-2或-3);或一种可溶的或细胞-或病毒-结合受体(例如,肌醇三磷酸受体)。
与配体的相互作用可以通过任意便利的方式例如凝胶阻留法、过滤缓聚作用、亲和共电泳、生物发光共振能量转移(BRET)分析法、荧光共振能量转移(FRET)分析法、荧光偏振(FP)分析法、闪烁亲近分析法或者对或固定在生物芯片或其它表面上,包括那些与质谱检测连接的表面上。
后者可以通过首先固定阴离子轭合物至芯片和然后加入配体来完成。可选择地,配体可以被固定至芯片并用于筛选阴离子轭合物对其结合的能力。
还有另一选择是固定GAG,例如肝素,至固体载体上并然后筛选阴离子轭合物抑制配体与所固定肝素结合的能力。
相应地,一种特别有用的分析是使配体和阴离子轭合物混合并筛选阴离子轭合物抑制配体与固定于芯片的GAG(例如,肝素或者硫酸肝素)结合的能力。
本发明另一方面因此考虑,一种生产与例如蛋白的配体相互作用的GAG模拟物的方法,所述方法包括生成糖基化细菌代谢物的阴离子轭合物库,并且然后筛选所述库每个成员与所述配体相互作用或者抑制配体和已知能同所述配体相互作用的肝素样GAGs(HLGAGs)之间相互作用的能力。
在一个优选实施方案中,阴离子轭合物结合可以是蛋白的分泌细胞产物并且,在这种情况下,抑制配体和GAG例如肝素之间的相互作用。
当然,也有任意数量的其它分析方法,其可以用于筛选阴离子轭合物和配体之间的相互作用或用于筛选配体和已知结合该配体的GAG之间相互作用的抑制作用。另一分析方法为滤膜结合试验。在该试验中,阴离子轭合物中的一个、或者一个配体被一个能够提供可辨认信号例如荧光染料的报道分子所标记并且允许两个分子在溶液中相互作用。然后使所得混合物通过能够阻止阴离子轭合物或阴离子轭合物复合分子或配体或仅一个阴离子轭合物-配体复合物或阴离子轭合物复合分子-配体复合物中的一个的过滤器。
例如在一个实施方案中,过滤器为阻止蛋白质的硝化纤维素滤器。在这这种情况中,如果被报道分子所标记的阴离子轭合物未能通过该滤器,然后在滤器中报道分子信号的存在表示阴离子轭合物与蛋白的结合。
在另一实施方案中,肝素或硫酸乙酰肝素被报道分子所标记并且在不同阴离子轭合物存在下与蛋白反应。肝素或硫酸乙酰肝素通过滤器表明阴离子轭合物已经抑制肝素/硫酸肝素和蛋白之间的相互作用。
不同阴离子轭合物将与不同配体相互作用,或不同配体将与不同阴离子轭合物相互作用或两种相互作用均进行。相应地,另一分析包括负载有固定配体的亲和柱的使用。然后使阴离子轭合物通过该柱子并测定阴离子轭合物阻碍作用的存在。盐梯度被方便地用于洗脱所结合的阴离子轭合物。一旦一种在柱子上与配体结合的成分被鉴定,可以进一步分析该成分以获得其中不同结构实体数量的表示。所述分析可以包括,例如,阴离子交换层析、质谱法或电泳。
本发明不限于此处所描述步骤的任何特定顺序。
一旦与特定配体结合的阴离子轭合物被鉴定,该成分本身可以被用作抑制蛋白(或者其它配体)和细胞表面GAG(例如,肝素或者硫酸乙酰肝素)之间相互作用的治疗。蛋白(或其它配体)可以是无细胞的或与细胞或病毒相关的例如细胞表面或病毒表面。所述阴离子轭合物也可以被用作治疗以调节分泌细胞产物和细胞外基质成分之间或细胞表面蛋白和细胞外基质成分之间,或蛋白及其配体之间的相互作用,蛋白及其配体两者或之一可以是细胞表面或细胞相关。可选择地,阴离子轭合物可以被用作鉴定天然产物或来自化学库的产物的靶点,所述产物以与配体结合的方式模拟阴离子轭合物或抑制或促进GAG和配体之间的相互作用。这些分子可以是GAG的拮抗剂或激动剂或化学类似物。因此,“类似物”扩大至并包括功能相当的任意结构,此类结构中其以类似的方式结合和/或调节配体。
此处所指的“调节(modulate)”或“调节(modulation)”扩大至并包括抑制和/或促进相互作用。
相应地,本发明的另一方面涉及生产主体中治疗疾病药物的方法,所述方法包括生产根据本发明方法所得的一系列阴离子轭合物,和筛选每个阴离子轭合物与配体相互作用或调节配体的能力。鉴别与配体相互作用或者调节配体的阴离子轭合物并在所述药物的制备中使用相同物质或者其类似物、激动剂或拮抗剂。
在一个优选的实施方案中,调节为抑制。
此处考虑的配体类型包括那些上面所罗列的例如PECAM-1、亲环素A、gp120和细胞因子例如白介素(IL)-1、2、3、4、5、6、7、8、10、11、12和13、G-CSF、GM-CSF、LIF和M-CSF以及炎症趋化因子类例如嗜酸细胞活化趋化因子-1、嗜酸细胞活化趋化因子-2和嗜酸细胞活化趋化因子-3。此处注意的疾病包括过敏性鼻炎、哮喘、异位性皮炎和其它过敏性疾病、HIV(人、犬、猫、马等等)、炎症性疾病、深静脉血栓形成和黑素瘤以及其它癌症。
在一个优选的实施方案中,作为一种GAG模拟物的阴离子轭合物被用作抗凝剂和/或抗血栓剂。可以通过使用区分在凝血级联中各种化合物活性的特殊位点和在它们的全部抗凝剂效力和它们的抗血栓剂活性之间进行区分的任意标准分析实验完成对所述活性的测定。例如,凝血酶原时间(PT)分析测定外因性系统的凝固作用并因此被用于检测因子II、V、VII和X中的缺陷。激活部分促凝血酶原激酶时间(APTT)分析测定固有系统的凝固作用中存在的凝固因素并通常可用于肝素样活性的监测。可以使用血浆样品进行这些活性的体外筛选。
治疗的主体包括人类、家畜类动物(例如,牛、羊、猪、马、驴)、实验室试验动物(例如,兔子、豚鼠、小鼠、大鼠)和陪伴动物(例如,狗、猫)。
本发明另一方面也考虑预防和/或治疗主体中疾病的方法,所述疾病来自于所述宿主中细胞表面上HLGAG和配体之间的相互作用,或所述宿主细胞外基质中HLGAG和可能是或不是细胞相关的配体之间的相互作用,或者所述宿主中的蛋白-配体相互作用,其中相互作用可以被HLGAG所中断,此处蛋白可以是细胞相关的和配体可溶性的或蛋白和配体都是细胞相关的,所述方法包括给予所述主体治疗有效量的根据本发明所生产和鉴定的阴离子轭合物,其与所述配体相互作用。
本发明另一方面提供一种药物组合物,其包括如此处定义的阴离子轭合物和药学上可接受的载体和/或稀释剂。
适合注射用的药物形式包括:无菌水溶液(其中是水溶性的)、用于临时制备无菌注射液的无菌粉剂和吸入形式。这样的形式优选在制备和储藏的条件下是稳定的并且通常被保存免受微生物例如细菌和真菌的污染作用。所述载体可为溶剂或稀释介质,包括例如水、乙醇、多元醇(例如甘油、丙二醇和液态聚乙二醇等)、其合适的混合物和植物油。可例如通过使用表面活性剂保持适当的流动性。可通过各种抗细菌剂和抗真菌剂产生预防微生物的作用,例如对羟基苯甲酸酯类、氯丁醇、苯酚、山梨酸、硫柳汞等。在许多情况中,优选的是包含等渗剂例如糖或氯化钠。可注射组合物的延长吸收可通过在组合物中使用延迟吸收的试剂例如单硬脂酸铝和明胶实现。
无菌注射液如下制备:将所需量的阴离子轭合物和载体/稀释剂加入合适溶剂中,然后灭菌或至少一种操作以减少污染性病毒、细胞或其它生物实体至用于给予人或动物主体的可接受的水平。在用于制备无菌注射液的无菌粉剂的情况中,合适的制备方法包括真空干燥和冷冻干燥技术,其生成含活性成分及任何另外的所需成分的粉剂。
当阴离子轭合物被适当地保护时,其可口服给予,例如连同惰性稀释剂或可同化的可食用载体,或其可包封在硬壳或软壳胶囊中,或其可压制为片剂。对于口服治疗给药,活性成分可掺入赋形剂并以可摄取片剂、颊含片、锭剂、胶囊、酏剂、混悬剂、糖浆、纸囊剂(wafer)等的形式使用。这样的组合物和制剂优选含有至少1%重量的活性化合物。当然组合物和制剂的百分比可变化并可合适地在约5至约80%单位重量之间。在这样的治疗上有用的组合物中活性化合物的量为得到合适剂量。制备优选的本发明组合物或制剂,以使口服单位剂量含约0.1μg至200mg之间的活性化合物。可选的剂量包括约1μg至约1000mg和约10μg至约500mg。这些剂量可按每个个体或每kg体重。给药可按每秒、每分钟、每小时、每天、每周、每月或每年。
片剂、锭剂、丸剂和胶囊等还可含有下列组分。可加入粘合剂例如树胶、阿拉伯胶、玉米淀粉或明胶;赋形剂例如磷酸二钙;崩解剂例如玉米淀粉、土豆淀粉、海藻酸等;润滑剂例如硬脂酸镁;和甜味剂例如蔗糖、乳糖或糖精。当剂量单位形式为胶囊时,除了以上类型物质之外,其还可含有液态载体。各种其它物质可作为包衣存在或改变剂量单位的物理形式。例如片剂、丸剂或胶囊可用虫胶、糖或这两者包衣。糖浆或酏剂可含有活性化合物、作为甜味剂的蔗糖、作为防腐剂的对羟基苯甲酸甲酯和对羟基苯甲酸丙酯、染料和矫味剂例如樱桃味或橙味剂。当然,在制备任何剂量单位形式中所用的任何物质应为药学上纯的并在所应用量中基本无毒的。此外,活性化合物可掺入缓释制备物和制剂中。
药学可接受载体和/或稀释剂包括任何和所有的溶剂、分散介质、包衣、抗细菌剂和抗真菌剂、等渗剂和吸收延缓剂等。这样的介质和试剂用于药学活性物质的用途为本领域所熟知,与所述活性成分不相容的任何常规介质或试剂除外,考虑其在治疗组合物中的用途。补充的活性成分也可掺入组合物中。
组合物还可配制用于局部给药或表面给药。配制和给药技术可参见“Remington’sPharmaceuticalSciences”,MackPublishingCo.,EastonPA.,第16版,1980,由ArthurOsol编辑。因此,对于局部或表面给药,主题组合物可以任何合适的方式配制,包括但不限于霜剂、凝胶剂、油剂、软膏剂、溶液剂、混悬剂、粉剂、气雾剂或气溶胶。对于经粘膜给药,适合渗透屏障的渗透剂用于制剂中。这样的渗透剂通常为本领域所已知并且包括但不限于苯扎氯铵、洋地黄皂苷、二氢细胞松弛素B5和癸酸。
洗剂、霜剂或凝胶剂形式的本发明组合物可含有可接受的稀释剂或载体以赋予所需的质地、稠度、粘度和外观。可接受的稀释剂和载体为本领域技术人员熟悉并且包括但不限于乙氧基化和未乙氧基化的表面活性剂、脂肪醇、脂肪酸、烃油(例如棕榈油、椰子油和矿物油)、可可脂蜡、硅油、缓冲剂、纤维素衍生物、乳化剂例如非离子有机和无机碱、防腐剂、蜡酯、类固醇、甘油三酯、磷脂类例如卵磷脂和脑磷脂、多元醇酯、脂肪醇酯、亲水的羊毛脂衍生物和亲水的蜂蜡衍生物。
在一个特别优选的实施方案中,本发明考虑吸入的药物组合物。
单独或在化合物单词中的术语“酰基”表示含有C=O部分的基团(并且不为羧酸、酯或酰胺)。优选的酰基包括C(O)-Re,其中Re为氢或者烷基、烯基、炔基、芳基、杂芳基、碳环基、或者杂环基残基。酰基的例子包括甲酰基、直链或者支链烷酰基(例如,C1-20)例如乙酰基、丙酰基、丁酰基、2-甲基丙酰基、戊酰基、2,-二甲基丙酰基、己酰基、庚酰基、辛酰基、壬酰基、癸酰基、十一酰基、十二酰基、十三酰基、十四酰基、十五酰基、十六酰基、十七酰基、十八酰基、十九酰基和二十酰基;环烷基羰基例如环丙基羰基环丁基羰基、环戊基羰基和环己基羰基;芳酰基例如苯甲酰基、甲苯酰基和萘甲酰基;芳烷酰基例如苯烷酰基(例如,苯乙酰基、苯丙酰基、苯丁酰基、苯异丁酰基、苯戊酰基和苯己酰基)和萘烷酰基(例如,萘乙酰基、萘丙酰基和萘丁酰基);芳烯酰基例如苯烯酰基(例如,苯丙烯酰基、苯丁烯酰基、苯异丁烯酰基、苯戊烯酰基和苯己烯酰基和萘烯酰基(例如,萘丙烯酰基、萘丁烯酰基和萘戊烯酰基);芳氧烷酰基例如苯氧乙酰基和苯氧丙酰基;芳基硫氨甲酰基例如苯硫氨甲酰基;芳基乙醛酰基例如苯乙醛酰基和萘乙醛酰基;芳基磺酰基例如苯磺酰基和萘磺酰基;杂环羰基;杂环烷酰基例如噻吩乙酰基、噻吩丙酰基、噻吩丁酰基、噻吩戊酰基、噻吩己酰基、噻唑乙酰基、噻二唑乙酰基和四唑乙酰基;杂环烯酰基例如杂环丙烯酰基、杂环丁烯酰基、杂环戊烯酰基和杂环己烯酰基;和杂环乙醛酰基例如噻唑乙醛酰基和噻吩乙醛酰基。RX残基如此处描述可以被任选地取代。
如本文所使用的,术语“酰氧基”指的是一种“酰基”,其中“酰基”依次通过氧原子连接。“酰氧基”的例子包括己羰基氧基(庚酰氧基)、环戊基羰基氧基、苯甲酰氧基、4-氯苯甲酰氧基、癸基羰基氧基(十一酰氧基)、丙基羰基氧基(丁酰氧基)、辛基羰基氧基(壬酰氧基)、二苯基羰基氧基(例如4-苯基苯甲酰氧基)、萘羰基氧基(例如1-萘甲酰氧基)等等。
术语“烷芳基”或“芳烷基”指基团-亚烷基-芳基和-取代的亚烷基-芳基其中亚烷基和芳基如此处定义。所述烷芳基由苯甲基、苯乙基等举例说明。
“烯基”指单价支链或非支链不饱和烃优选包含2至40个碳原子,优选2至10个碳原子,更优选2至6个碳原子,并且优选具有1至6个双键。本发明所考虑的烯基例子为乙烯基、丙-2-烯基、戊-3-烯基、己-5-烯基、5-乙基十二-3,6-二烯基等等。
术语“取代烯基”指烯基其中一个或多个氢原子被取代基独立地取代,取代基选自烷氧基、取代烷氧基、酰基、酰基氨基、酰氧基、氨基、氨基酰基、氨基酰氧基、氧基氨基酰基、叠氮基、氰基、卤素、羟基、酮基、硫酮基、羧基、羧基烷基、硫醇基、烷基硫基、取代烷基硫基、芳基、杂芳基、杂环基,芳氧基、硫芳氧基、杂芳氧基、硫杂芳氧基、杂环氧基、硫杂环氧基、硝基、-SO-烷基、-SO-取代烷基、-SO-芳基、-SO-杂芳基、-SO2-烷基、-SO2-取代烷基、-SO2-芳基、-SO2-杂芳基、和-NRaRb其中Ra和Rb可以相同或者不同并选自氢、任选取代的烷基、环烷基、烯基、环烯基、炔基、芳基、杂芳基和杂环基。优选地,本发明考虑的取代烯基包含1至5个取代基。
“亚烯基“指二价不饱和烃物质,优选具有2至40个碳原子,优选2至10个碳原子,更优选2至6个碳原子,并优选具有1至6个双键。本发明考虑的亚烯基例子为1,2-亚乙烯基、1,3-丙-2-亚烯基、1,5-戊-3-亚烯基、1,4-己-5-亚烯基、5-乙基-1,12-十二-3,6-二亚烯基等等。
术语“取代亚烯基“指亚烯基其中一个或多个氢原子被取代基独立取代,取代基选自基团包括烷氧基、取代烷氧基、酰基、酰基氨基、酰氧基、氨基、氨基酰基、氨基酰氧基、氧基酰基氨基、叠氮基、氰基、卤素、羟基、酮基、硫酮基、羧基、羧基烷基、硫醇基、烷基硫基、取代烷基硫基、芳基、芳氧基、硫芳氧基、杂芳基、杂芳氧基、硫杂芳氧基、杂环基、杂环氧基、硫杂环氧基、硝基、和-NRaRb其中Ra和Rb可以相同或者不同并选自氢、任选取代的烷基、环烷基、烯基、环烯基、炔基、芳基、杂芳基和杂环基。此外,所述取代亚烯基包括那些在亚烯基上的2个取代基稠合以形成一个或多个与亚烯基稠合的环烷基、取代环烷基、环烯基、取代环烯基、芳基、杂环基或杂芳基的取代亚烯基。优选地,本发明考虑的取代亚烯基包含1至5个取代基。
术语“烷氧基“指基团烷基-O-、烯基-O-、环烷基-O-、环烯基-O-和炔基-O-,其中烷基、烯基、环烷基、环烯基和炔基如此处所定义。优选的烷氧基为烷基-O-并包括,通过例子表示,甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基、正丁氧基、叔丁氧基、仲丁氧基、正戊氧基、正己氧基、1,2-二甲基丁氧基等等。
术语“取代烷氧基”指基团取代烷基-O-、取代烯基-O-、取代环烷基-O-、取代环烯基-O-、和取代炔基-O-,其中取代烷基、取代烯基、取代环烷基、取代环烯基和取代炔基如此处所定义。
术语“烷氧基烷基”指基团烷氧基烷基、(取代的)烷氧基烷基、烷氧基(取代的)烷基和(取代的)烷氧基(取代的)烷基,其中烷基、取代烷基、亚烷基和取代亚烷基如此处定义。所述基团的例子为甲氧基甲基(CH3OCH2-)、甲氧基乙基(CH3OCH2CH2-)、异丙氧基丙基((CH3)2CHOCH2CH2CH2-)、叔丁氧基甲基((CH3)3COCH2-)等等。
如本文所使用的,术语“烷氧基羰基”指“烷氧基”基团通过羰基连接。“烷氧基羰基”基团的例子包括甲酸丁酯、甲酸仲丁酯、甲酸己酯、甲酸辛酯、甲酸癸酯、甲酸环戊酯等等。
如本文所使用的,术语“烷基”指单价支链或非支链饱和烃链,优选包括1至40个碳原子,优选1至10个碳原子,更优选1至6个碳原子。本发明考虑的烷基例子为甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、叔丁基、正己基、正辛基、正癸基、正十二烷基、2-乙基十二烷基、十四烷基等等,除非另有表述。
术语“取代烷基”指如上定义的烷基,其中一个或者多个氢原子被取代基独立取代,取代基选自烷氧基、取代烷氧基、环烷基、取代环烷基、环烯基、取代环烯基、酰基、酰基氨基、酰氧基、氨基、氨基酰基、氨基酰氧基、氧基氨基酰基、叠氮基、氰基、卤素、羟基、酮基、硫酮基、羧基、羧基烷基、硫芳氧基、硫杂芳氧基、硫杂环氧基、硫醇基、烷基硫基、取代烷基硫基、芳基、芳氧基、杂芳基、杂芳氧基、杂环基、杂环氧基、羟基氨基、烷氧基氨基、硝基、-SO-烷基、-SO-芳基、-SO-杂芳基、-SO2-烷基、-SO2-芳基、-SO2-杂芳基、和-NRaRb,其中Ra和Rb可以相同或者不同并选自氢、任选取代的烷基、环烷基、烯基、环烯基、炔基、芳基、杂芳基和杂环基。优选地,本发明考虑的取代烷基包含1至5个取代基。
术语“亚烷基”指二价支链或非支链饱和烃链,优选包括1至40个碳原子、优选1至10个碳原子、更优选1至6个碳原子。本发明考虑的亚烷基例子为亚甲基(-CH2-)、亚乙基(-CH2CH2-)、亚丙基异构体(例如,-CH2CH2CH2-和-CH(CH3)CH2-)等等。
术语“取代亚烷基”指如上所定义的亚烷基,其中一个或者多个氢原子被取代基独立取代,取代基选自烷氧基、取代烷氧基、环烷基、取代环烷基、环烯基、取代环烯基、酰基、酰基氨基(例如,包括N-葡糖胺羰基,苯甲酰基氨基、二苯羰基氨基等等)、酰氧基、氨基、氨基酰基、氨基酰氧基、氧基酰基氨基、叠氮基、氰基、卤素、羟基、酮基、硫酮基、羧基、羧基烷基、硫醇基、烷基硫基、取代烷基硫基、芳基、芳氧基、硫芳氧基、杂芳基、杂芳氧基、硫杂芳氧基、杂环基、杂环氧基、硫杂环氧基、硝基、和-NRaRb,其中Ra和Rb可以相同或者不同并选自氢、任选取代的烷基、环烷基、烯基、环烯基、炔基、芳基、杂芳基和杂环基。此外,所述取代亚烷基包括那些在亚烷基上的2个取代基稠合以形成一个或者多个与亚烷基稠合的环烷基、取代环烷基、环烯基、取代环烯基、芳基、杂环基或杂芳基的取代亚烷基。术语“取代亚烷基”也指如上所定义的亚烷基,其中亚烷基部分上的一个或多个碳原子被1至20个原子或取代基独立取代,取代基独立地选自氧、硫和-NRa-,其中Ra选自氢、任选取代的烷基、环烷基、烯基、环烯基、炔基、芳基、杂芳基和杂环基。术语“取代亚烷基”也指如上所定义的具有1至5个如上定义的取代基的亚烷基,其中亚烷基部分上的一个或多个碳原子被1至20个原子或取代基独立取代,取代基独立地选自氧、硫和-NRa-,其中Ra选自氢、任选取代的烷基、环烷基、烯基、环烯基、炔基、芳基、杂芳基和杂环基。本发明考虑的取代亚烷基例子为氯代亚甲基(-CH(Cl)-)、氨基亚乙基(-CH(NH2)CH2-)、1-(十二酰胺)亚丙基(-CH[NHC(O)(CH2)11CH3]CH2-)、1-(4-苯基苯甲酰基氨基)亚戊基(-CH[NHC(O)Ph](CH2)4-)、2-羧基亚丙基异构体(-CH2CH(CO2H)CH2-)、乙氧基乙基(-CH2CH2OCH2CH2-)、乙基甲基氨基乙基(-CH2CH2N(CH3)CH2CH2-)、1-乙氧基-2-(2-乙氧基-乙氧基)乙烷(-CH2CH2OCH2CH2OCH2CH2OCH2CH2-)等等。优选地,本发明考虑的取代烷基含有1至5个取代基。
术语“烷基硫烷基”指基团烷基硫烷基、烷基硫(取代的)烷基、(取代的)烷基硫烷基和(取代的)烷基硫(取代的)烷基,其中烷基、取代烷基、烯基和取代烯基如此处所定义。优选的烷基硫烷基包括,通过例子的方式,甲硫基甲基(CH3SCH2-)、甲硫基乙基(CH3SCH2CH2-)、异丙氧基硫丙基((CH3)2CHSCH2CH2CH2-)、叔丁基硫甲基((CH3)3CSCH2-)等。
“炔基”指单价不饱和烃物质,优选具有2至40个碳原子,优选2至10个碳原子,更优选2至6个碳原子,并优选具有1至6个三键。本发明考虑的炔基例子为乙酰基烯基、丙-2-炔基、戊-3-炔基、己-5-炔基、5-乙基十二-3,6-二炔基等等。
术语“取代炔基”指炔基,其中一个或者多个氢原子被取代基独立取代,取代基选自基团包括烷氧基、取代烷氧基、酰基、酰基氨基、酰氧基、氨基、氨基酰基、氨基酰氧基、氧基酰基氨基、叠氮基、氰基、卤素、羟基、酮基、硫酮基、羧基、羧基烷基、硫醇基、烷基硫基、取代烷基硫基、芳基、芳氧基、硫芳氧基、杂芳基、杂芳氧基、硫杂芳氧基、杂环基、杂环氧基、硫杂环氧基、硝基、-SO-烷基、-SO-取代烷基、-SO-芳基、-SO-杂芳基、-SO2-烷基、-SO2-取代烷基、-SO2-芳基、-SO2-杂芳基、-SO2-杂环基、-NRaRb其中Ra和Rb可以相同或者不同并选自氢、任选取代的烷基、环烷基、烯基、环烯基、炔基、芳基、杂芳基和杂环。
“亚炔基”指二价不饱和烃物质,优选具有2至40个碳原子,优选2至10个碳原子,更优选2至6个碳原子,并优选具有1至6个三键。本发明考虑的炔基例子为1,3-丙-2-亚炔基、1,5-戊-3-亚炔基、1,4-己-5-亚炔基、5-乙基-1,12-十二-3,6-二亚炔基等等。
术语,“氨基”以其在本领域所能理解的最广含义在此处使用并包括式-NRaRb基团,其中Ra和Rb可以任意独立地选自氢、烷基、烯基、炔基、芳基、碳环基、杂芳基、杂环基、芳基烷基、和酰基。Ra和Rb,与它们附着的氮一起,也可以形成单环或多环环系例如,3-10元环,特别地,5-6和9-10元环系。“氨基”的例子包括NH2、NH烷基(例如,C1-20烷基)、NH芳基(例如,NH苯基)、NH芳烷基(例如,NH苄基)、NH酰基(例如,NHC(O)C1-20烷基、NHC(O)苯基)、N烷基烷基(其中每个烷基,例如C1-20,可以相同或者不同)和5或6元环,任选地含有一个或多个相同或不同的杂原子(例如,O、N和S)。
术语“烷基氨基”指基团-NHRa,其中Ra为烷基。术语“二烷基氨基”指基团-NRaRb,其中Ra和Rb各自独立地为烷基。术语“烷基氨基烷基”指基团-Rb-NHRa,其中Ra为烷基,和Rb为烯基。本发明考虑的烷基氨基烷基例子为正癸基氨基乙基、3-(二甲基氨基)丙基等等。
术语“氨基酰基”指基团-C(O)NRaRb其中Ra和Rb各自独立地选自氢、烷基、取代烷基、芳基、杂芳基、杂环基或者其中两个R基团连接以形成杂环基(例如,吗啉),其中烷基、取代烷基、芳基、杂芳基和杂环基如此处所定义。
术语“酰基氨基”指基团-NRaC(O)Rb其中Ra和Rb各自独立地选自氢、烷基、取代烷基、芳基、杂芳基、或杂环基,其中烷基、取代烷基、芳基、杂芳基和杂环基如此处所定义。
术语“烷氧基酰基氨基”指基团-NRaC(O)ORb其中Ra和Rb各自独立地选自氢、烷基、取代烷基、芳基、杂芳基、或杂环基,其中烷基、取代烷基、芳基、杂芳基和杂环基如此处所定义。
术语“氨基羧基”指基团-OC(O)NRaRb其中Ra和Rb可以相同或者不同并选自氢、烷基、取代烷基、芳基、杂芳基、或杂环基,其中烷基、取代烷基、芳基、杂芳基和杂环基如此处所定义。
术语“酰胺基”以其在本领域所能理解的最广含义在此处使用并包括具有式C(O)NRaRb的基团,其中Ra和Rb如上所定义。酰胺基的例子包括C(O)NH2、C(O)NH烷基(例如,C1-20烷基)、C(O)NH芳基(例如,C(O)NH苯基)、C(O)NH芳烷基(例如,C(O)NH苄基)、C(O)NH酰基(例如,C(O)NHC(O)C1-20烷基、C(O)NHC(O)苯基)、C(O)N烷基烷基(其中每个烷基,例如C1-20,可以相同或者不同)和5或6元环,任选地含有一个或多个相同或者不同杂原子(例如,O、N和S)。
如本文所使用的,术语“芳基烷基”指形成自芳环取代的直链或支链烷烃的基团。芳基烷基的例子包括苯甲基(苄基)和苯乙基和苯丙基。
如本文所使用的,术语“烷基芳基”指形成自直链或支链烷烃取代的芳基的基团。烷基芳基的例子包括甲基苯基和丙基苯基。
术语“芳基”(或者“碳芳基”)表示芳香烃环系的任何单、多环、轭合和稠合的残基。芳基的例子包括苯基、二苯基、三苯基、四苯基、萘基、四氢萘基、蒽基、二氢蒽基、苄蒽基、二苄蒽基、菲基、芴基、芘基、茆基、萸基、屈基。优选的芳基包括苯基和萘基。芳基可以或者不可以被一个或者多个如此处所定义的任选取代基任选地取代。术语“亚芳基”用来表示芳基的二价形式。
如本文所使用的,术语“芳氧基”指通过氧桥连接的″芳基″基团。芳氧取代基的例子包括苯氧基、二苯氧基、萘氧基等等。
术语“碳环基”包括任何非芳香单环、多环、稠合或轭合的烃残基,优选C3-20(例如,C3-10或者C3-8)。该环可以是饱和的,例如,环烷基,或者可具有一个或者多个双键(环烯基)和/或一个或者多个三键(环炔基)。特别优选的碳环基部分为5-6元或9-10元环系。合适的例子包括环丙基、环丁基、环戊基、环己基、环庚基、环辛基、环壬基、环癸基、环戊烯基,环己烯基、环辛烯基、环戊二烯基、环己二烯基、环辛四烯基、茚满基、萘烷基和茚基。碳环基可以被一个或者多个如此处所定义的任选取代基任选地取代。术语″亚碳环基″用来表示碳环基的二价形式。
术语“羧基酯”以其在本领域所能理解的最广含义在此处使用并包括具有式-CO2Rg的基团,其中Rg选自基团包括烷基、烯基、炔基、芳基、碳环基、杂芳基、杂环基、芳烷基和酰基。羧基酯的例子包括-CO2C1-20烷基、-CO2芳基(例如,-CO2苯基)、-CO2芳烷基(例如,-CO2苄基)。
术语“环烯基”指具有单环或稠合环其中至少一个桥环键为不饱和的4至20个碳原子的环烯基。合适的环烯基例子包括,例如,环丁-2-烯基、环戊-3-烯基、环辛-3-烯基等等。
术语“取代环烯基”指环烯基其中一个或者多个氢原子被取代基独立取代,取代基选自基团包括烷氧基、取代烷氧基、环烷基、取代环烷基、环烯基、取代环烯基、酰基、酰基氨基、酰氧基、氨基、氨基酰基、氨基酰氧基、氧基氨基酰基、叠氮基、氰基、卤素、羟基、酮基、硫酮基、羧基、羧基烷基、硫芳氧基、硫杂芳氧基、硫杂环氧基、硫醇基、烷基硫基、取代烷基硫基、芳基、芳氧基、杂芳基、杂芳氧基、杂环基、杂环氧基、羟基氨基、烷氧基氨基、硝基、-SO-烷基、-SO-取代烷基、-SO-芳基、-SO-杂芳基、-SO2-烷基、-SO2-取代烷基、-SO2-芳基、-SO2-杂芳基、和-NRaRb其中Ra和Rb可以相同或者不同并选自氢、任选取代的烷基、环烷基、烯基、环烯基、炔基、芳基、杂芳基和杂环。
术语“环烷基”指具有单环或者多稠合环的3至20个碳原子的环烷基。所述环烷基包括,通过例子的方式,单环结构例如环丙基、环丁基、环戊基、环辛基等等,或者多环结构例如金刚烷基等等。
术语“取代环烷基”指环烷基其中一个或者多个氢原子被取代基独立取代,取代基选自基团包括烷氧基、取代烷氧基、环烷基、取代环烷基、环烯基、取代环烯基、酰基、酰基氨基、酰氧基、氨基、氨基酰基、氨基酰氧基、氧基氨基酰基、叠氮基、氰基、卤素、羟基、酮基、硫酮基、羧基、羧基烷基、硫芳氧基、硫杂芳氧基、硫杂环氧基、硫醇基、烷基硫基、取代烷基硫基、芳基、芳氧基、杂芳基、杂芳氧基、杂环基、杂环氧基、羟基氨基、烷氧基氨基、硝基、-SO-烷基、-SO-取代烷基、-SO-芳基、-SO-杂芳基、-SO2-烷基、-SO2-取代烷基、-SO2-芳基、-SO2-杂芳基、和-NRaRb其中Ra和Rb可以相同或者不同并选自氢、任选取代的烷基、环烷基、烯基、环烯基、炔基、芳基、杂芳基和杂环基。
术语“卤素”(“卤代”)表示氟、氯、溴或者碘(氟代、氯代、溴代或碘代)。
“卤代烷基”指如上所定义的烷基被1至4个如上所定义的卤素基团所取代,它们可以相同或者不同。本发明考虑的卤代烷基例子为:3-氟十二烷基、12,12,12-三氟十二烷基、2-溴辛基、3-溴-6-氯庚基等等。
如此处以它们最广含义所使用的术语“杂原子”或者“杂”指碳原子外的任何原子,其可以是环有机基团的成员。杂原子的特殊例子包括氮、氧、硫、磷、硼、硅,硒和碲,更特殊的是氮、氧和硫。
术语“杂环基”单独或者在化合物单词中使用时包括任意的单环、多环、稠合或者轭合烃残基,优选C3-20(例如,C3-10或者C3-8),其中一个或者多个碳原子被杂原子替代从而提供非芳香残基。合适的杂原子包括O、N、S、P和Se,特别包括O,N和S。其中两个或者更多碳原子可以被两个或者更多相同杂原子或者不同杂原子替代。杂环基可以是饱和或者部分不饱和的,即具有一个或者多个双键。特别优选的杂环基为5-6和9-10元杂环基。杂环基的合适的例子可以包括氮丙啶基、环氧乙烷基、硫杂丙环基、氮杂环丁烷基、二氧杂环己基、硫杂环丁基、2H-吡咯基、吡咯烷基、吡咯啉基、哌啶基、哌嗪基、吗啉基、二氢吲哚基、咪唑烷基、咪唑啉基、吡唑啶基、硫代吗啉基、二噁烷基、四氢呋喃基、四氢吡喃基、四氢吡咯基、四氢硫苯基、吡唑啉基、二氧戊环基、噻唑烷基、异噁唑烷基、二氢吡喃基、噁嗪基、噻嗪基、硫代吗啉基、氧硫杂环己基、二噻烷基、三氧杂环己烷基、噻二嗪基、二噻嗪基、三噻烷基、吖庚因基、噁庚因基(oxepinyl)、噻庚因基(thiepinyl)、茚基、茚满基、3H-吲哚基、异二氢吲哚基、4H-喹啉并吖嗪基、色烯基、色满基、异色满基、吡喃基和二氢吡喃基。杂环基可以任选被一个或多个如此处定义的任选取代基取代。术语“亚杂环基”用来表示杂环基的二价形式。
术语“杂芳基”包括任何单环、多环、稠合或轭合的烃残基,其中一个或多个碳原子被杂原子取代,以提供芳族残基。优选的杂芳基有3-20个环原子,如3-10个。特别优选的杂芳基是5-6元和9-10元的二环的环系统。合适的杂原子包括O、N、S、P和Se,特别是O、N和S。当两个或更多个碳原子被替代时,它们可以被两个或更多个相同的杂原子或不同的杂原子替代。合适的杂芳基的例子包括:吡啶基、吡咯基、噻吩基、咪唑基、呋喃基、苯并噻吩基、异苯并噻吩基、苯并呋喃基、异苯并呋喃基、吲哚基、异吲哚基、吡唑基、吡嗪基、嘧啶基、哒嗪基、中氮茚基、喹啉基、异喹啉基、酞嗪基、1,5-萘啶基、喹喔啉基、喹唑啉基、喹啉基、噁唑基、噻唑基、异噻唑基、异噁唑基、三唑基、噁二唑基、噁三唑基、三吖嗪基和呋咱基。杂芳基可以任选被一个或多个如此处定义的任选取代基取代。术语“亚杂芳基”用来表示杂芳基的二价形式。
术语“杂芳氧基”指杂芳基-O-。
如本文所使用的,术语“惰性有机溶剂”或者“惰性溶剂”表示在结合中的反应条件下所描述的一种溶剂惰性因此可以是,例如,苯、甲苯、乙腈、四氢呋喃(“THF”)、二甲基甲酰胺(“DMF”)、氯仿(“CHCl3”)、二氯甲烷(methylenechloride)(或二氯甲烷(dichloromethane)或“CH2Cl2”)、二乙醚、乙酸乙酯、丙酮、甲基乙基酮、甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、叔丁醇、二噁烷、吡啶等等。除非有相反的特指,本发明反应中所使用的溶剂为惰性溶剂。
在本说明书中,“任选取代的”用来表示基团可以或可以不被1个、2个、3个或更多个有机基团或无机基团取代或稠合(以形成稠合的多环基团),所述基团包括选自以下的那些基团:烷基、烯基、炔基、碳环基、芳基、杂环基、杂芳基、酰基、芳烷基、烷芳基、烷基杂环基、烷基杂芳基、烷基碳环基、卤素、卤代烷基、卤代烯基、卤代炔基、卤代芳基、卤代碳环基、卤代杂环基、卤代杂芳基、卤代酰基、卤代芳烷基、羟基、羟基烷基、羟基烯基、羟基炔基、羟基碳环基、羟基芳基、羟基杂环基、羟基杂芳基、羟基酰基、羟基芳烷基、烷氧基烷基、烷氧基烯基、烷氧基炔基、烷氧基碳环基、烷氧基芳基、烷氧基杂环基、烷氧基杂芳基、烷氧基酰基、烷氧基芳烷基、烷氧基、烯氧基、炔氧基、芳氧基、碳环基氧基、芳基烷氧基、杂芳氧基、杂环氧基、酰氧基、卤代烷氧基、卤代烯氧基、卤代炔氧基、卤代芳氧基、卤代碳环基氧基、卤代芳烷氧基、卤代杂芳氧基、卤代杂环氧基、卤代酰氧基、硝基、硝基烷基、硝基烯基、硝基炔基、硝基芳基、硝基杂环基、硝基杂芳基、硝基碳环基、硝基酰基、硝基芳烷基、氨基(NH2)、烷基氨基、二烷基氨基、烯基氨基、炔基氨基、芳基氨基、二芳基氨基、芳烷基氨基、二芳烷基氨基、酰基氨基、二酰基氨基、杂环基氨基、杂芳基氨基、羧基、羧酸酯、酰氨基(amido)、烷基磺酰氧基、芳基亚磺酰氧基、烷基亚磺酰基、芳基亚磺酰基、硫基、烷硫基、烯硫基、炔硫基、芳硫基、芳基烷硫基、碳环基硫基、杂环基硫基、杂芳基硫基、酰硫基、亚砜、磺酰基、磺酰胺基、氨基烷基、氨基烯基、氨基炔基、氨基碳环基、氨基芳基、氨基杂环基、氨基杂芳基、氨基酰基、氨基芳烷基、硫烷基、硫烯基、硫炔基、硫碳环基、硫芳基、硫杂环基、硫杂芳基、硫酰基、硫芳烷基、羧基烷基、羧基烯基、羧基炔基、羧基碳环基、羧基芳基、羧基杂环基、羧基杂芳基、羧基酰基、羧基芳烷基、羧酸酯烷基、羧酸酯烯基、羧酸酯炔基、羧酸酯碳环基、羧酸酯芳基、羧酸酯杂环基、羧酸酯杂芳基、羧酸酯酰基、羧酸酯芳烷基、酰氨基烷基、酰氨基烯基、酰氨基炔基、酰氨基碳环基、酰氨基芳基、酰氨基杂环基、酰氨基杂芳基、酰氨基酰基、酰氨基芳烷基、甲酰基烷基、甲酰基烯基、甲酰基炔基、甲酰基碳环基、甲酰基芳基、甲酰基杂环基、甲酰基杂芳基、甲酰基酰基、甲酰基芳烷基、酰基烷基、酰基烯基、酰基炔基、酰基碳环基、酰基芳基、酰基杂环基、酰基杂芳基、酰基酰基、酰基芳烷基、亚砜烷基、亚砜烯基、亚砜炔基、亚砜碳环基、亚砜芳基、亚砜杂环基、亚砜杂芳基、亚砜酰基、亚砜芳烷基、磺酰基烷基、磺酰基烯基、磺酰基炔基、磺酰基碳环基、磺酰基芳基、磺酰基杂环基、磺酰基杂芳基、磺酰基酰基、磺酰基芳烷基、亚磺酰氨基烷基、亚磺酰氨基烯基、亚磺酰氨基炔基、亚磺酰氨基碳环基、亚磺酰氨基芳基、亚磺酰氨基杂环基、亚磺酰氨基杂芳基、亚磺酰氨基酰基、亚磺酰氨基芳烷基、硝基烷基、硝基烯基、硝基炔基、硝基碳环基、硝基芳基、硝基杂环基、硝基杂芳基、硝基酰基、硝基芳烷基、氰基、硫酸盐基团和磷酸盐基团。还可以用任选取代来表示链或环中的-CH2-基团被选自以下的基团取代:-O-、-S-、-NRa、-C(O)-(即羰基)、-C(O)O-(即酯)和-C(O)NRa-(即酰氨基),其中Ra如此处所定义。
优选的任选取代基包括:烷基(如,C1-6烷基,如甲基、乙基、丙基、丁基、环丙基、环丁基、环戊基或环己基)、羟基烷基(如,羟基甲基、羟基乙基、羟基丙基)、烷氧基烷基(如,甲氧基甲基、甲氧基乙基、甲氧基丙基、乙氧基甲基、乙氧基乙基、乙氧基丙基等)、烷氧基(如,C1-6烷氧基如甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、环丙氧基、环丁氧基)、卤素、三氟甲基、三氯甲基、三溴甲基、羟基、苯基(其本身还可以被例如以下基团取代:C1-6烷基、卤素、羟基、羟基C1-6烷基、C1-6烷氧基、卤代C1-6烷基、氰基、硝基OC(O)C1-6烷基和氨基)、苄基(其中苄基本身还可以被例如以下取代基取代:C1-6烷基、卤素、羟基、羟基C1-6烷基、C1-6烷氧基、卤代C1-6烷基、氰基、硝基OC(O)C1-6烷基和氨基)、苯氧基(其中,苯基本身可以进一步被例如以下取代基取代:C1-6烷基、卤素、羟基、羟基C1-6烷基、C1-6烷氧基、卤代C1-6烷基、氰基、硝基OC(O)C1-6烷基和氨基)、苄氧基(其中,苄基本身还可以被例如以下取代基取代:C1-6烷基、卤素、羟基、羟基C1-6烷基、C1-6烷氧基、卤代C1-6烷基、氰基、硝基OC(O)C1-6烷基和氨基)、氨基、烷基氨基(如,C1-6烷基如甲基氨基、乙基氨基、丙基氨基等)、二烷基氨基(如,C1-6烷基如二甲基氨基、二乙基氨基、二丙基氨基)、酰基氨基(如,NHC(O)CH3)、苯基氨基(其中,苯基本身可以进一步被例如以下的取代基取代:C1-6烷基、卤素、羟基、羟基C1-6烷基、C1-6烷氧基、卤代C1-6烷基、氰基、硝基OC(O)C1-6烷基和氨基)、硝基、甲酰基、-C(O)-烷基(如,C1-6烷基如乙酰基)、O-C(O)-烷基(如,C1-6烷基如乙酰氧基)、苯甲酰基(其中,苯基本身可以进一步被例如以下的取代基取代:C1-6烷基、卤素、羟基羟基C1-6烷基、C1-6烷氧基、卤代C1-6烷基、氰基、硝基OC(O)C1-6烷基和氨基),用C=O、CO2H、CO2烷基替代CH2(如,C1-6烷基,如甲酯、乙酯、丙酯、丁酯)、CO2苯基(其中,苯基本身可以进一步被例如以下的取代基取代:C1-6烷基、卤素、羟基、羟基C1-6烷基、C1-6烷氧基、卤代C1-6烷基、氰基、硝基OC(O)C1-6烷基和氨基)、CONH2、CONH苯基(其中,苯基本身可以进一步被例如以下的取代基取代:C1-6烷基、卤素、羟基、羟基C1-6烷基、C1-6烷氧基、卤代C1-6烷基、氰基、硝基OC(O)C1-6烷基和氨基)、CONH苄基(其中,苄基本身可以进一步被例如以下的取代基取代:C1-6烷基、卤素、羟基羟基C1-6烷基、C1-6烷氧基、卤代C1-6烷基、氰基、硝基OC(O)C1-6烷基和氨基)、CONH烷基(如,C1-6烷基如甲酯、乙酯、丙酯、丁基酰氨基)、CONH二烷基(如,C1-6烷基)、氨基烷基(如,HNC1-6烷基-、C1-6烷基HN-C1-6烷基-和(C1-6烷基)2N-C1-6烷基-)、硫烷基(如HSC1-6烷基-)、羧基烷基(如,HO2CC1-6烷基-)、羧酸酯烷基(如,C1-6烷基O2CC1-6烷基-)、酰氨基烷基(如H2N(O)CC1-6烷基-、H(C1-6烷基)N(O)CC1-6烷基-)、甲酰基烷基(如OHCC1-6烷基-)、酰基烷基(如C1-6烷基(O)CC1-6烷基-)、硝基烷基(如O2NC1-6烷基-)、亚砜烷基(如R(O)SC1-6烷基如C1-6烷基(O)SC1-6烷基-)、磺酰基烷基(如R(O)2SC1-6烷基-如C1-6烷基(O)2SC1-6烷基-)、亚磺酰氨基烷基(如2HRN(O)SC1-6烷基、H(C1-6烷基)N(O)SC1-6烷基-)。
如本文所使用的表达“药学可接受盐”指特定化合物的盐,其中该盐适于药学上给药。例如,所述盐可以通过酸或者碱分别与氨基或者羧基的反应形成。
药学上可接受碱加成盐可以从无机和有机碱制备。衍生自无机碱的盐包括,但不限于,钠、钾、锂、铵、钙和镁盐。衍生自有机碱的盐包括,但不限于,伯、仲和叔胺盐,取代胺类包括天然存在的取代胺类,和环胺类,包括异丙胺、三甲胺、二乙胺、三乙胺、三丙胺、乙醇胺、2-二甲氨基乙醇、氨丁三醇、赖氨酸、精氨酸、组氨酸、咖啡因、普鲁卡因、哈胺、胆碱、甜菜碱、乙二胺、葡糖胺、N-烷基葡糖胺、可可碱、嘌呤、哌嗪、哌啶和N-乙基哌啶。同样可以理解的是其它羧酸衍生物将可用于本发明的实践,例如羧酸酰胺,包括羧酰胺、低烷基羧酰胺、二(低烷基)羧酰胺等等。
药学上可接受酸加成盐可以从无机和有机酸制备。衍生自无机酸的盐包括盐酸、氢溴酸、硫酸、硝酸、磷酸等等。衍生自有机酸的盐包括乙酸、丙酸、羟乙酸、丙酮酸、草酸、苹果酸、丙二酸、丁二酸、马来酸、富马酸、酒石酸、柠檬酸、苯甲酸、桂皮酸、苦杏仁酸、甲磺酸、乙磺酸、对甲苯磺酸、水杨酸等等。
术语“保护基团”或者“阻断基团”指当其与化合物的一个或者多个羟基、硫醇基、氨基或羧基结合时预防反应在这些基团上发生的任意基团并且保护基团可以通过常规化学或者酶步骤被移除以恢复羟基、硫醇基、氨基或者羧基。所使用的特别的可移除阻断基团并不是关键且是优选的可移除羟基的阻断基团包括常规取代基例如烯丙基、苄基、乙酰基、氯乙酰基、硫苄基、苯基亚甲基、苯甲酰甲基、叔丁基-二苯硅基和可以被化学引到羟基官能团上并然后在与产物性质相适应的温和条件下通过化学或者酶方法选择性移除的任意其它基团。保护基团更详细的内容公开在T.W.Greene和P.G.M.Wuts,“ProtectiveGroupsinOrganicSynthesis”第二版,1991,JohnWiley和Sons,N.Y.中。
优选的可移除氨基阻断基团包括常规取代基例如叔丁氧羰基(t-BOC)、苄氧基羰基(CBZ)、芴甲氧羰基(FMOC)、烯丙氧基羰基(ALOC)等等,其可通过与产物性质相适应的常规条件被移除。
优选的羧基保护基团包括酯类例如甲基、乙基、丙基、叔丁基等等,其可通过与产物性质相适应的温和条件被移除。
“选择性”或者“特异性”大体上是配体对不同受体结合优选性的量度和/或不同配体对受体结合优选性的量度。一种配体对于它的受体相对于另一受体的选择性通过各自Kd值的比率(即,每个配体-受体复合物的解离常数)给出,或者在观察到生物学效应低于Kd时,选择性通过各自EC50值的比率给出(即生成配体与两个不同受体相互作用的50%最大响应的浓度)。
单独或者在化合物单词中的术语“磺酰基”,指S(O)2-Rf基团,其中Rf选自氢、烷基、烯基、炔基、芳基、杂芳基、杂环基、碳环基和芳烷基。优选的Rf例子包括C1-20烷基、苯基和苄基。
单独或者在一个化合物单词中的术语“磺胺”,指基团S(O)RfRf其中每个Rf各自独立地选自氢、烷基、烯基、炔基、芳基、杂芳基、杂环基、碳环基和芳烷基。优选的Ry例子包括C1-20烷基、苯基和苄基。在一个优选的实施方案中至少一个Rf为氢。在另一形式中,两个Ry都为氢。
单独或者在化合物单词中的术语“亚砜”,指-S(O)Rf基团,其中Rf选自氢、烷基、烯基、炔基、芳基、杂芳基、杂环基、碳环基和芳烷基。优选的Rf例子包括C1-20烷基、苯基和苄基。
术语“硫醇基”指基团-SH。术语“烷基硫基”指基团-S-烷基。术语“取代烷基硫基”指基团-S-取代烷基。术语“芳基硫基”指的是基团芳基-S-其中芳基为如上所定义并包括任选取代的也如上所定义的芳基。
术语“治疗有效量”指足以产生疗效的量,如上所定义的,当向动物给药,优选哺乳动物,更优选需要所述治疗的人类。治疗有效量将随着受主体和治疗的疾病、痛苦的严重程度和给药方式而变化,并可以由本领域技术人员按常规决定。
如本文所使用的术语“治疗”涵盖动物中病情或者疾病的任意治疗,优选哺乳动物,更优选人类,并包括:(i)在可能会被诱发该疾病但还未被诊断出患有该疾病的主体中预防疾病或者病情的发生;(ii)阻止疾病或者病情,即阻止其发展;(iii)缓解疾病或者病情,即使得病情好转;或者(iv)缓解疾病所引起的病情,即疾病的症状。
可以理解的是本发明化合物可以以一个或者多个立体异构体形式存在(例如对映异构体,非对映异构体)。本发明包括在其范围内的所有这些立体异构体或者分离(例如以分离对映体形式),或者组合(包括外消旋混合物)的形式。
具体实施方式
一般步骤1:硫酸化。
A.将糖基化代谢物(1mmol)溶于DMF(20mL)中,加入Py.SO3(超过羟基和胺基3倍量)并于50℃搅拌混合物16h。通过水的加入(80mL)淬灭该反应并通过三丁胺的加入调节pH至6。使用制备型反相离子对HPLC(RP-IPHPLC,见下文)萃取硫酸化产物。
B.对于N-和O-硫酸化,用吡啶替代DMF作为溶剂并于室温搅拌样品16h,然后于50℃加热24h。
通过水的加入(80mL)淬灭任一反应并通过三丁胺的加入调节pH至6。在这些例子中当产物从反应混合物中析出时,可以缓慢倒出上清液并对所剩胶状物进行类似处理。使用制备型反相离子对HPLC(RP-IPHPLC,见下文)萃取硫酸化产物。
一般步骤2:利用Fmoc-glyOH的酰基化
将Fmoc-gly-OH(2mmol)、羟基苯并三唑(HOBT,2mmol)、O-苯并三唑-N,N,N’,N’-四甲基脲六氟磷酸盐(HBTU,4mmol)和DIPEA(2mmol)溶于20mL的DMSO∶DMF(2∶1)混合物中。将所得溶液加入糖基胺并且混合物搅拌过夜。通过水(50mL)和冰醋酸(0.5mL)的加入淬灭反应并使其冷却至室温。移除并弃去形成的沉淀物。用乙酸乙酯(3x10mL)和己烷(1x10mL)洗涤液体。通过在旋转蒸发仪中浓缩除去水层中残留的乙酸乙酯和己烷并且通过水的加入将溶液稀释至60mL。
利用制备型反相HPLC通过反复注入将混合物分馏。
实施例条件-
色谱柱:配有保护柱(或者合适替代物)的PhenomenexAxia100x21.2mmLunaC18(2)。
洗脱液A:0.1%甲酸。
洗脱液B:80%乙腈。
流速:20ml/min。
检测器:UV270nm。
收集需要的馏分并在旋转蒸发仪中浓缩并冻干所得溶液以生成白色粉末。
一般步骤3:移除含水Fmoc。
将Fmoc衍生物溶于水并用NaOH调节pH>13并于室温培养15分钟。利用戊烷(2x10mL)萃取ppt/油并弃除。典型地,降低pH并将所得水溶液用于随后的酰基化。
一般步骤4:溴乙酰化
调节胺溶液(典型地来自Fmoc的去除)至pH8.25。以20分钟间隔加3等份的溴乙酰溴(3倍摩尔过量)至该溶液并有持续的pH监测和Na2CO3的加入以保持pH8-8.25。通过分析型RP-IPHPLC(一般步骤6)监测这一反应的进程。通过3体积乙醇的加入使需要的溴乙酰化衍生物析出并将混合物冷却至4℃。分离沉淀物并将其再溶于0.4MpH7的NaOAc中,通过3体积乙醇的加入进行再沉淀并将混合物冷却至4℃。通过离心分离白色沉淀产物。
一般步骤5:硫酸化产物的HPLC纯化。
色谱柱:配有保护柱(或者合适的替代物)的PhenomenexAxia100x21.2mmLunaC18(2)。
洗脱液A:20%乙腈中的8mM三丁胺,利用乙酸调节pH至5.8。
洗脱液B:80%乙腈。
流速:20ml/min。
检测器:1)蒸发光散射,利用三通管达到40∶1分流比;2)UV。
一般步骤6:与硫酸化产物的反应的分析型RP-IPHPLC。
实施例条件-
色谱柱:配有保护柱的PhenomenexLuna30x4.6mmC18(2)。
洗脱液A:20%乙腈中的8mM三丁胺,利用乙酸调节pH至5.8。
洗脱液B:乙腈。
流速:1ml/min。
检测器:串联的UV和ELSD。
一般步骤7:二硫醇与溴乙酰化糖苷的偶联。
向含有溴乙酰化糖苷(10μmol)的溶液中加入0.2MEDTA(200μL)、1MNaHCO3(2mL)并调节pH至8.75。加入异丙醇至33%v/v,加入二硫醇(0.4eq)并于室温搅拌混合物16h。通过如上所描述的RP-IPHPLC监测反应并通过一般步骤5纯化产物。
一般步骤8:糖基胺形成
在25%氨水中制备寡糖(0.2M)和NH4HCO3(0.2M),加盖并于40℃培养40h。蒸去氨水,残余物再溶于最小量的水中并再次蒸干。将残余物溶于最小量的水中并冻干生成灰白色粉末。
一般步骤9:通过重氮基转移反应引入叠氮化物基团。
将咪唑-1-磺酰叠氮化物盐酸盐(1.2mmol)加入至胺或其盐酸盐(1.0mmol)、碳酸钾(2.0mmol)和硫酸铜(II)五水合物(10mmol,1mol%)的甲醇(5mL)搅拌混悬液中。反应完成后,浓缩混合物并混悬于氯仿中。在滤过西莱特板(Celitepad)后,浓缩滤液并通过快速色谱法进行纯化。
一般步骤10:叠氮基还原反应。
a)Staudinger还原反应。将叠氮化物溶于无水CH2Cl2并加入PPh3(4摩尔当量)。氩气下于室温搅拌溶液24h,并然后加入H2O(~15摩尔当量)。将混合物回流加热5h,使其冷却并且真空蒸发溶剂。色谱法纯化产物。
b)氢化。用Pd(C)(10%w/w,催化量)处理乙醇中的叠氮化物并在氢气氛下搅拌过夜。在反应完成后,通过西莱特饼(celitecake)过滤混合物并浓缩。
c)锌/氯化铵。向在乙醇(80mL)和水(25mL)混合物中的叠氮化合物(2mmol)和氯化铵(10mmol)的溶液中,加入锌粉(60mmol),于室温剧烈搅拌混合物3h并过滤。蒸发除去溶剂并色谱法纯化产物。
d)丙烷-1,3-二硫醇。将叠氮化合物溶于甲醇(或者如果需要,50∶50甲醇∶水)并加入4当量三乙胺和丙烷-1,3-二硫醇。于室温培养混合物直至影响还原反应(典型地16h)。
e)Boc保护胺的一锅转化。
按照在J.Antibiotics1959,12,114-115中描述的方法。简而言之,所有组分于-20℃一起混合在甲苯或THF中(叠氮化物,1.1当量的PMe3,和1.1当量的Boc-ON),并于室温搅拌4-5h。水处理和/或通过制备型HPLC纯化得到产物。
一般步骤11:硫乙酰化。
将胺溶液(典型地来自Fmoc的去除)调节至pH8.25。以20分钟间隔加入3等份的N-羟基琥珀酰亚胺基-S-乙酰基硫乙酸酯(每等份三倍摩尔过量)至该溶液并有持续的pH监测和Na2CO3的加入以保持pH8-8.25。
通过分析型RP-IPHPLC(一般步骤6)监测这一反应的进程。通过乙醇沉淀或者色谱法纯化产物。
一般步骤12:去-S-乙酰化
将盐酸羟胺(1.2等量)、和EDTA加入至S-乙酰基衍生物水溶液并调节pH至7.5。于室温培养溶液2h并利用乙醇沉淀或者色谱法纯化游离的硫醇。
一般步骤13:单硫醇与卤代乙酰胺偶联。
向含有溴乙酰化糖苷(10μmol)的溶液中加入0.2MEDTA(200μL)、1MNaHCO3(2mL)并调节至pH8.75。加异丙醇至33%v/v,加入硫醇(3当量)并于室温搅拌混合物16h。通过如上所述的RP-IPHPLC监测反应并通过一般步骤5纯化产物。在纯化之前,加入还原剂(三(2-羧乙基)膦或者三丁基膦)并于室温培养1hr。
一般步骤14:硫酸化聚糖类的FmocN-保护。
将Fmoc-Cl(3当量)溶于丙酮并加入到0.25MNaHCO3中的pH8.25的糖苷胺水溶液中并且加入足量甲醇以保持Fmoc的溶解度。2h后浓缩溶液以去除丙酮和甲醇并且利用乙酸乙酯∶己烷(2∶1)萃取过量的Fmoc。通过HPLC纯化Fmoc保护的衍生物。
一般步骤15:还原胺化作用
将糖苷(1mmol)溶于1MNH4Cl并加入NaCNBH3(5mmol)于60℃过夜培养。由于化合物水中溶解度有限,将化合物溶于甲醇,加入CH3CO2NH4(5摩尔过量)和NaCNBH3(2摩尔过量)并且混合物于40℃过夜培养。色谱法纯化产物。
一般步骤16:伯醇羟基的磺酰化。
a)2,4,6-三异丙基苯磺酰氯。于室温搅拌在无水吡啶(20mL)中的Boc-保护氨基糖苷(0.82mmol)和过量的2,4,6-三异丙基苯磺酰氯(7g,23mmol)溶液(18h)。在真空中通过与甲苯的共沸除去吡啶。然后将粗残余物溶于乙酸乙酯(200mL)并用水(2x100mL)洗涤。合并水层并用乙酸乙酯(2x100mL)萃取。干燥(Na2SO4)合并的有机层,真空中浓缩,并利用快速色谱法得到作为无定形白色固体的TPSO衍生物。
b)通过与吡啶的共沸仔细干燥的Boc-保护的氨基糖苷(10mmol),与2,4,6-三异丙基苯磺酰氯(5-倍摩尔过量)在无水吡啶(120mL)中于室温反应70h。将反应混合物倾倒入5%NaHCO3水溶液(150mL)中,搅拌30分钟和蒸发至燥。通过用CHCl3(2X75mL)处理残余物萃取粗BOC-2并通过柱色谱法纯化。
一般步骤17:三异丙基苯磺酰氯的叠氮化物取代。
在提高的温度(100℃,8h)下搅拌TPSO衍生物(0.3mmol)和NaN3(150mg,2.3mmol)在DMF(5mL)中的溶液。在冷却至室温后利用乙酸乙酯(100mL)稀释反应混合物并用水(2x20mL)洗涤。干燥(Na2SO4)并蒸发乙酸乙酯层,生成白色无定形固体状的叠氮基衍生物。
一般步骤18:点击偶联。
将叔丁醇和水(1∶1,2mL)混合物加入到叠氮基聚糖(0.04mmol)、丙-2-炔衍生物(0.05mmol)、CuSO4.5H2O(1mg)和铜粉(30mg)的混合物中。于室温剧烈搅拌反应混合物(18h)并然后用水(20mL)稀释。过滤除去铜粉和真空浓缩滤液。通过RP-IPHPLC纯化(一般步骤5)并且成分在真空中的浓缩生成产物。
一般步骤19:丙炔酰胺形成。
将氨基聚糖溶液(5mmol)溶于冰冷却的饱和NaHCO3(3mL)中。以20分钟间隔加3等份的丙炔酸NHS酯(15mmol在0.2mLDMS中,如Biokimiya1962,27,608中所述制备)至溶液。通过分析型RP-IPHPLC监测反应进程(一般步骤6)。或者通过制备型RP-IPHPLC或者通过3体积乙醇的加入并将混合物冷却至4℃的沉淀分离需要的衍生物。分离沉淀物并再溶于pH7的0.4MNaOAc中,通过3体积乙醇的加入并冷却混合物至4℃进行再沉淀。离心分离白色沉淀产物。
一般步骤20.胺转化为叠氮基。
将咪唑-1-磺酰叠氮化物盐酸盐(0.05g,0.24mmol)加入至MeOH(1mL)中的胺或者铵盐底物(0.2mmol)、K2CO3(0.5mmol)和CuSO4.5H2O(0.5mg,2μmol)并于室温搅拌混合物直至HPLC监测表明反应完成。
一般步骤21:烯烃的环氧化。
a)mCPBA方法。将不饱和环多醇(1mmol)溶于1MNaH2PO4(10mL)和1MNa2HPO4(10mL)。加入溶于二氯乙烷(20mL)中的间氯过氧苯甲酸(1.5mmol)并于50℃剧烈搅拌混合物24h。将层分离后,通过阳离子交换色谱法从水相纯化需要的产物。
b)金属催化剂。
一般步骤22.Boc去除。以常规方法除去Boc保护基。典型地,需要于室温同TFA接触5-10分钟。真空除去TFA。
一般步骤23.N-叠氮乙酰化。
a)利用氯乙酰氯使用一般步骤4完成酰基化。该中间体通过同2当量的NaN3于室温搅拌16h原位转化为叠氮基衍生物。
b)如一般步骤4所述进行直接的叠氮乙酰化,用叠氮乙酰氯替换溴乙酰溴。
一般步骤24.N-乙酰化。
A.根据步骤4,用醋酸酐(或者乙酰氯)替换溴乙酰溴。
B.将氨基糖苷(游离碱)溶于甲醇且加入10%摩尔过量(相对于氨基数量)醋酸酐并于室温搅拌反应直至16h。通过RPHPLC(一般步骤25)监测反应并若需要加入更多醋酸酐。
一般步骤25.氨基糖苷反应的RPHPLC分析。
洗脱液A:0.1%HFBA
洗脱液B:甲醇
色谱柱:VarianPursuitC18,5μm,100x4.6mm。
流速:1mL/min
检测器:1)UV2)ELSD
梯度:典型地,开始30%B,经15分钟线性增加至70%。
一般步骤26.硫酸化产物的尺寸排除色谱法。
洗脱液:含有5%乙腈的50mMNH4Cl。
色谱柱:2个BioSep2000(Phenomenex,Torrance,California)300x7.6mm按顺序连接并配有一个GFC2000保护柱(Phenomenex,Torrance,California)。
流速:0.5mL/min
柱温:35℃
检测器:折射率
注射:25μL。
用克赛(Clexane)来确定尺寸和洗脱之间的联系。硫酸化硫酸β-环糊精(Sigma,StLouisMO)被用作定量标准。
试剂-
集合1.三(溴乙酰胺基)试剂。
使用US2,909,566中对相应三氯乙酰胺描述的步骤来制备N,N′,N″-三(溴乙酰胺基)亚乙基三胺(R1)和N,N′,N″-三(溴乙酰胺基)六亚甲基三胺(R2)。
集合2.二乙炔基聚乙二醇类(n=1-5):
a)在THF(35mL)中用NaH(12mg,0.5mmol)处理以二醇为终端的低聚乙二醇。溴化炔丙基溶液,在二甲苯中溶解为80%重量溶液(0.56mL,5mmol,50当量,Aldrich),然后将催化量的KI加入至该溶液中并将得到的混合物加热回流2h。然后加入水(1mL)并真空除去溶剂。向残余物中加入CH2Cl2(25mL)并分离有机层,无水Na2SO4干燥,并使体积减少至约2mL。将该CH2Cl2溶液滴加入二乙醚(150mL)。收集得到的沉淀,用多份冷二乙醚洗涤,并干燥得到炔丙基-O-PEG。
b)将低聚乙二醇二醇([-OH]=10mmol)溶于无水甲苯,回流,并真空干燥以除去水。然后将光气溶液(15mL,20%在甲苯中)搅拌下加入至无水PEG中。反应可以在通风橱中过夜进行。真空除去过量光气。使用DCM(20mL)溶解粘稠的残余物。然后将炔丙基胺(1.65g,30mmol)加入至该溶液中。反应可以于室温进行7-8h。产物在二乙醚中析出三次并通过LH-20柱纯化。收率:83.3%。1HNMR(D2O)δ(ppm):4.23(t,PEG,-CH2-),3.89(s,炔丙基酰胺,-CH2-),3.68(m,PEG,-CH2-)。13CNMR(CDCl3)δ(ppm):155.80,79.74,71.24,70.32,69.22,64.01,30.44。为了确定100%PEG二醇衍生转化为乙炔为终端的PEG,也通过1HNMR(CDCl3)对产物进行分析。没有OH信号(δ=2.63ppm)被检测到。
集合3.叠氮基PEGS
O-炔丙基-四(乙二醇)甲苯磺酸盐(3)。将p-甲苯磺酰氯(1g,5.4mmol)和DMAP(25mg,0.2mmol)加入到2(1.044g,4.5mmol)的1∶1吡啶-二氯甲烷(10mL)溶液中。5h后,将溶液倾倒入冰水(20mL)中,并用二氯甲烷(3x20mL)萃取水相。用NH4Cl(20mL)和盐水(20mL)洗涤合并的有机相,无水Na2SO4干燥,并浓缩。在硅胶上对黄色油进行色谱层析(EtOAc∶己烷3∶1)以得到澄清油状的3(1.404g,81%)。1HNMR(CDCl3)δ:7.75(d,2H,J=8.4Hz,Ph),7.26((d,2H,J=8.4Hz,Ph),4.19(d,2H,J=2.4Hz,OCH2C≡CH),4.16(t,2H,J=7.8Hz,OCH2CH2OTs),3.70-3.55(m,14H,(OCH2CH2)O),2.54(s,3H,Ph-CH3),2.52(t,1H,J=2.4Hz,OCH2C≡CH)。
集合3.二叠氮基PEGS。
如TetrahedronLetters2001,42(23),3819-3822中所述制备以二叠氮基为终端的单分散PEGs。
集合4.在二聚体排列的二聚体中的四聚乙炔。
炔基化Di-Cbz保护的二亚乙基三胺(RI1)并使用标准的点击化学条件使所得乙炔(RI2)与二叠氮基PEG(n=0)反应。产物(RI3)脱保护以生成核心单元RI4。
同样地,可以制备其中n=1、2、4、8和12的试剂。
a)炔丙基化。
使用混合的酸酐试剂(试剂6b,见下文)将RI4转化为四丙炔酰胺衍生物以得到试剂T4-1。
在甲醇/TEA中与0.4当量的PEG二巯基化物偶联。
同样地,也可以制备其中n=1、2、4、8和12的试剂。
b)四叠氮基。
使用一般步骤9将RI4转化为四叠氮基衍生物(T4-101)。
同样地,可以制备其中n=1、2、4、8和12的试剂。
c)侧链PEG炔烃。
使用一般步骤18和20倍过量的二(O-炔丙基)乙二醇将101转化为四(PEG)衍生物T4-201。
同样地,可以制备其中n=1、2、4、8和12的试剂。
试剂5.a)2,4,6-三(丙-2-炔氧基)-1,3,5-三嗪。于室温缓慢将丙炔醇(10mL)加入至在15mlTHF中的氰尿酰氯(2.2g,12.1mmol)混悬液中,然后加入K2CO3(5.2g,36.3mmol)并将混合物加热至60℃过夜。滤过反应混合物。在溶剂蒸发后,将残余物溶于80mlCH2Cl2,并用稀柠檬酸(10%)、饱和盐水洗涤。MgSO4干燥,蒸发以得到90%收率的白色固体状23。1HNMR(600MHz,[D6]丙酮):δ=3.13(t,J=2.2Hz,C≡CH,3H),5.10(d,J=2.2Hz,CH2C≡CH,6H)。13CNMR(150MHz,[D6]丙酮):δ=53.4(s,CH2C≡CH,3C),77.3(s,CH2C≡CH,3C),78.4(s,C≡CH,3C),173.5(s,Ar-C,3C)。m.p.69-70℃。
b)使用与三(溴乙酰胺基)衍生物制备表述的类似步骤制备N,N′,N″-三(丙炔酰)亚乙基三胺(R1)和N,N′,N″-三(丙炔酰)六亚甲基四胺(R2)。
试剂6.炔丙基化试剂。
如Synth.Comm.1993,23(14),2003-2010所述制备丙炔酸的NHS酯(试剂6a)和混合酸酐(试剂6b)。
试剂7.N-羟基-5-冰降片烯-2,3-二甲酰亚胺(NBD-Boc)。
将内-N-羟基-5-冰降片烯-2,3-二甲酰亚胺(NBD)(3.59g,20mmol)溶于绝对乙醇(100mL)中,并且然后在真空中蒸发至干除去试剂残余水份。残余物再溶于新鲜配制的绝对乙醇(60mL)中,并且在剧烈搅拌下滴入乙醇铊(1.42mL,20mmol)。于室温搅拌溶液3h并且于4℃过夜。过滤收集在反应过程中形成的白色沉淀物,用冷乙醇清洗,高真空下干燥。将固体物质混悬于二氯甲烷(100mL)中,并滴加入二叔丁碳酸氢盐(4.37g,20mmol)。于室温搅拌溶液过夜并且然后用水洗涤(2x10mL)。用无水MgSO4干燥有机层,滤过,并蒸发至干以得到白色固体状的粗产物。剧烈搅拌下将固体混悬在无水醚(60mL)中2h,然后过滤,得到3.0g纯产物。滤液于-20℃过夜保存后,析出另外的纯产物以得到65%的总收率的两批次中总共3.63g的目标化合物。
试剂8.叠氮乙酰氯。
根据J.Am.Chem.Soc,2002,124(23),6626-6635的步骤,将叠氮化钠(2.0g,30.8mmol)溶于15mL蒸馏H2O并冷却至0℃。然后经过10分钟加入溴乙酸(2.14g,15.4mmol)并使反应混合物过夜缓慢升至室温。将反应混合物酸化至pH1并用20mL二乙醚提取三次。合并有机层,MgSO4干燥并浓缩。然后将粗混合物溶于加了两滴DMF的50mLCH2Cl2并冷却至0℃。通过注射器经15分钟缓慢加入草酰氯(2.44g,19.3mmol)。使反应过夜缓慢升至室温,然后减压除去溶剂。高真空下于室温蒸馏粗油至-78℃的收集瓶中以生成无色油状纯叠氮乙酰氯(1.56g,85%)。
叠氮乙酸的NBD和酞酰亚胺酯。通过采用在Bioorg.&Med.Chem.2007,15(8),2944-2951中所描述的步骤制备NBD和酞酰亚胺酯。如US20080227213中所描述制备N-苄氧羰基氧基-5-冰降片烯-内-2,3二甲酰亚胺。
试剂9.低聚乙二醇二硫醇类。
通过采用在OrganicSyntheses,Coll.Vol.4,p401;Vol.30,p.35和OrganicSyntheses,Coll.Vol.5,p.249;Vol.48,p.51中所描述的步骤制备四乙二醇和戊乙二醇的二硫醇类。
PEG二硫醇类
实施例1.糖基胺形成。
使用一般步骤8将阿卡波糖(1)转化为糖基胺(1A)并将粗物质用于进一步的反应。
同样地将下列原料转化为它们相应的糖基胺:阿卡波糖组分A(阿卡维基-1,4Glc1,4-Fru)、阿卡波糖组分D(阿卡维基-1,4Glc1,4-Man)、阿卡波糖组分4b(阿卡维基-1,4Glc1,4-Glc1,4-Fru)、阿卡波糖组分4a(阿卡维基-1,4Glc1,4-Glc1,1-Glc)、假阿卡波糖(阿卡维基-1-4-(6-脱氧)Glc-1-4-Glc)、抑淀粉酶素XG、抑淀粉酶素XGGG、抑淀粉酶素GXG、抑淀粉酶素GXGG、抑淀粉酶素GXGGG、肥胖菌素-1、肥胖菌素-2、寡糖制菌素C、寡糖制菌素D、和寡糖制菌素E。
实施例2.糖基胺的保护
使用一般步骤2b将粗制阿卡波糖糖基胺(1A)保护为Fmoc-甘氨酸衍生物(1B)。
同样地将实施例1的其它糖基胺转化为它们相应的Fmoc-甘氨酸衍生物。
实施例3.Fmoc-衍生物的硫酸化。
使用一般步骤1硫酸化Fmoc-阿卡波糖衍生物(1B)以生成硫酸化的Fmoc-阿卡波糖(1C)。
同样地将实施例2的其它Fmoc-甘氨酸衍生物硫酸化。
实施例4.硫酸化衍生物的Fmoc脱保护和溴乙酰化。
使用一般步骤3对硫酸化的阿卡波糖-Fmoc衍生物(1C)脱保护并在一锅反应中使用一般步骤4将该中间体溴乙酰化。
同样地将实施例3的其它Fmoc-甘氨酸衍生物转化为相应的烷基溴化物。
实施例5.通过与2,2′-氧二乙硫醇的偶联形成同型二聚体。
使用一般步骤7将溴乙酰基阿卡波糖衍生物(1D)与2,2′-氧二乙硫醇偶联。
同样地实施例4的其它溴乙酰胺衍生物也被偶联。
实施例6A.硫酸化的阿卡波糖糖基胺与不同长度的PEG连接子偶联。
使用一般步骤7将溴乙酰基阿卡波糖衍生物(1D)与以二巯基为终端的寡聚乙二醇以及乙二硫醇偶联。
同样地使用不同长度的连接基团偶联实施例4的其它烷基溴衍生物。
实施例6B.形成自阿卡波糖的二聚体的硫酸化。
实施例5和6A中产物的类似物可以通过步骤顺序的改变来制备,即在硫酸化之前将阿卡波糖亚单元偶联。因此,将1A溴乙酰化(一般步骤4)并通过在Hypercarb(GraceDavison,DeerfieldIL)柱上使用水-乙醇梯度的色谱法纯化产物。ESI/MS765.23,767.23(计算值[M+H]+765.19(100%)767.18(97.3%))。
将溴乙酰胺1A-01溶于饱和碳酸氢钠并加入固体硫化钠。立刻形成二聚体1A-02并在Hypercarb柱上纯化。7.ESI/MS702.45(m/z=2);1404.46(100%),1403.46(94%)(计算值[M+2]+2702.75;[M+H]+1403.5(100%)1404.5(63%)。
使用一般步骤1硫酸化1A-02并通过RPIPHPLC纯化产物1A-03。
以相近的方式,利用一般步骤7使在下表中的连接子与溴乙酰胺反应。
实施例6C。
调整实施例6B中的步骤。
将化合物1B脱保护然后以与在先实施例相同的方式进行处理。因此,生成下列产物。
实施例7.C7N环多醇代谢物的硫酸化。
使用一般步骤1硫酸化阿卡波糖(1)以生成硫酸化阿卡波糖(1J)。
同样地将下列原料硫酸化:阿卡波糖组分A(阿卡维基-1,4Glc1,4-Fru)、阿卡波糖组分B(阿卡维基-1,4Glc1,4-(1-表-valeinol))、阿卡波糖组分C(阿卡维基-1,4Glc1,1-Glc)、阿卡波糖组分D(阿卡维基-1,4Glc1,4-Man)、阿卡波糖组分4b(阿卡维基-1,4Glc1,4-Glc1,4-Fru)、阿卡波糖组分4a(阿卡维基-1,4Glc1,4-Glc1,1-Glc)、阿卡波糖组分4c(阿卡维基-1,4Glc1,4-Glc1,1-Glc)、假阿卡波糖(阿卡维基-1-4-(6-脱氧)Glc-1-4-Glc)、抑淀粉酶素XG、抑淀粉酶素XGGG、抑淀粉酶素GXG、抑淀粉酶素GXGG、抑淀粉酶素GXGGG、CK-4416、CKD-711、CKD711A、肥胖菌素-1、肥胖菌素-2、NS-1、NS-2、NS-3、NS-4、NS-5、NS-6、NS-7、NS-8、NS-9、NS-10、NS-11、NS-12、NS-13、NS-14、NS-15、NS-16、NS-17、寡糖制菌素C、寡糖制菌素D、寡糖制菌素E、井冈霉亚基胺A、井冈霉亚基胺B、井冈霉亚基胺C、有效霉素A、有效霉素B、有效霉素C、有效霉素D、有效霉素E、有效霉素F、有效霉素G、有效霉素H、抑淀粉酶素L、抑淀粉酶素M、抑淀粉酶素N、抑淀粉酶素A、抑淀粉酶素B、抑淀粉酶素C、抑淀粉酶素D、抑淀粉酶素E、抑淀粉酶素F、萃他丁A、萃他丁B、萃他丁C、Ro09-766、Ro09-0767、Ro09-0768、W46A、W46B、W46C、W46H、W46P、和萨保菌素。
实施例8.通过2,2′-氧二乙硫醇与不饱和偶联连接的C7N环多醇代谢物同质二聚轭合物。
将过量的阿卡波糖聚硫酸酯(1J)与2,2′-氧二乙硫醇在水和甲醇混合物中反应并接受紫外光照射。通过RP-IPHPLC与ELSD检测监测反应并可以通过RP-IPHPLC纯化产物从而得到连接的轭合物(1J)。
同样地,将包含单个不饱和环多醇的实施例7的其它硫酸化化合物偶联。
实施例9.通过PEG二硫醇与不饱和的偶联连接的C7N环多醇代谢物的轭合物。
将过量的阿卡波糖聚硫酸酯(1J)与以二巯基为终端的低聚乙二醇或者乙烷二硫醇在水和甲醇混合物中反应并接受紫外光照射。通过RP-IPHPLC与ELSD检测监测反应并可以通过RP-IPHPLC纯化产物从而得到连接的轭合物(1L-1O)。
同样地,使用不同长度的连接基团将包含单个不饱和环多醇的实施例7的其它硫酸化化合物偶联。
实施例10.环氧乙烷寡糖同2,2′-氧二乙硫醇的偶联。
于室温搅拌硫酸化的环氧化物CKD711a(17J)、在水中的DABCO或者Et3N(1mol%)、2,2′-氧二乙硫醇(0.4mmol)和2-丙醇(不超过35%v/v)。于室温搅拌该反应混合物并通过RP-IPHPLC与ELSD检测监测反应并可以通过RP-IPHPLC纯化产物从而得到连接的轭合物(1L-1O)。
同样地,将具有环氧化物功能的实施例7的其它硫酸化化合物偶联。
实施例10a.使用3-氯过氧苯甲酸(mCPA)将阿卡波糖环氧化并使用阳离子交换和碳色谱法分离环氧衍生物1001J。如实施例10对环氧衍生物进行偶联。
同样地,包含单个不饱和环多醇的糖基化细菌代谢物可以被环氧化和偶联。
实施例11.叠氮化物加成至环氧乙烷寡糖。
向在3∶1甲醇-水混合物中的环氧化物17J溶液分批加入NaN3(10当量)和NH4Cl(60当量)。于80℃搅拌24h后,冷却反应混合物并通过RP-IPHPLC纯化叠氮基产物(17Q)。
同样地将实施例7的环氧化化合物与叠氮化钠反应。
实施例11a.同样地将在实施例10a形成的作为中间体的环氧化物转化为它们相应的叠氮化合物。
实施例12.环多醇叠氮化物的还原。
使用一般步骤10c将叠氮基聚糖17Q还原。滤过混合物并可以通过RP-IPHPLC纯化产物(17R)。
同样地可以进行实施例11其它叠氮化物的还原。
实施例12a.同样地将实施例11a叠氮化物还原为它们相应的胺。
实施例13.胺化聚糖的炔丙基化。
使用一般步骤19炔丙基化氨基聚糖17R。通过RP-IPHPLC纯化产物17S。
同样地炔丙基化实施例12的其它胺。
实施例13a.同样地炔丙基化实施例12a的胺。
实施例14.环氧乙烷寡糖的点击偶联以形成同型二聚体。
使用一般步骤18将叠氮基衍生物17Q与乙炔17Q轭合并且通过RP-IPHPLC纯化二聚产物17T。
同样地实施例13的其它炔丙基化物质与实施例11的叠氮化物化合物进行轭合。
实施例14a.同样地实施例13a的炔丙基化物质与实施例11a的叠氮化物化合物进行轭合。
实施例15.单个阿卡波糖的2,2′-氧二乙硫醇的加成。
将硫酸化阿卡波糖(1J)同20倍过量的2,2′-氧二乙硫醇在水和甲醇1∶1混合物中混合并接受紫外光照射,同时通过RP-IPHPLC与ELSD检测监测反应。通过RP-IPHPLC纯化产物(IU)。
同样地2,2′-氧二乙硫醇可以同包含单个不饱和环多醇的实施例7化合物进行加成反应。
实施例16.阿卡波糖与不同长度硫醇连接子的单体轭合物。
将硫酸化阿卡波糖(1J)同20倍过量的硫醇(RSH)混合并如在先实施例所述进行反应。
同样地上面表格中的不同长度硫醇与以下化合物进行加成反应:包含单个不饱和环多醇的实施例7化合物和实施例3的硫酸化合物。
实施例17.通过环多醇硫醇衍生物与三溴乙酰胺的偶联形成三聚体。
K=H,SO3H
使用一般步骤13将阿卡波糖硫醇衍生物17U同N,N,N”三(溴乙酰胺基)-二(六亚甲基)三胺(试剂1)反应。通过RP-IPHPLC监测反应并通过制备型RP-IPHPLC纯化三聚产物17AF。
同样地实施例15的硫醇加成产物和衍生自实施例15化合物的实施例16的那些硫醇加成产物与三溴乙酰胺进行偶联。
实施例17B。
通过还原端偶联至三溴乙酰胺。
使用一般步骤13和分离的产物1DA将溴乙酰胺1D同20倍过量的HS(CH2)2O(CH2)2SH反应。
同样地,下列二硫醇也被用于反应。
使用一般步骤13将1DA同N,N,N”三(溴乙酰胺基)-二(亚甲基)三胺(试剂1)反应。通过RP-IPHPLC监测反应并通过制备型RP-IPHPLC纯化三聚产物1DF。
以相类似的方法处理1DB、1DC、1DD和1DE以生成1DG、1DH、1DI、1DJ。
实施例17C.单硫醇与二聚母核的偶联。
根据一般步骤7将一当量的硫醇1DA同0.45当量的1,3-二(溴甲基)苯反应以分离1DK。以类似的方式处理1DB、1DC、1DD和1DE从而生成1DL、1DM、1DN、1DO。
实施例17D.通过形成二硫化物制备二聚体
将DMSO加入至硫醇1DA溶液直至10%并于室温培养混合物2天。通过RPIPHPLC纯化二硫化物1DAAD。
同样地,对硫醇1DB-1DE进行类似处理以生成1DBBD、1DCCD、1DDD和1DEED。
实施例18.形成自环多醇与单个伯胺的叠氮基。
X=H,SO3H
使用一般步骤20将胱胺与阿卡波糖(1Z)的轭合物转化为叠氮基衍生物。通过RP-IPHPLC纯化产物1AJ。
同样地,将实施例16的胱胺衍生产物转化为相应的叠氮化物衍生物。
实施例19.形成自保护的糖基胺衍生物的叠氮化物。
如实施例4中所述将Fmoc保护的糖基胺(1C)脱保护并通过RP-IPHPLC将中间体胺纯化并直接用于下一步骤。使用一般步骤20将胺中间体(1AK)转化为叠氮基产物(1AL),并通过RP-IPHPLC纯化。
同样地,可以将实施例3的其它化合物转化为胺和随后的叠氮化物。
实施例20叠氮基环多醇与丁二炔终端的乙二醇的二聚化。
使用一般步骤18将叠氮基环多醇1AL同丁二炔终端的乙二醇(试剂2)轭合。通过RP-IPHPLC纯化二聚体产物。
同样地,实施例19的其它叠氮基化合物可以被偶联。
实施例21.通过偶联至不同长度的乙炔终端连接子的来自阿卡波糖叠氮化物的同质二聚轭合物的制备。
使用一般步骤18将叠氮基环多醇1AL与在下表中的丁二炔终端的乙二醇连接子轭合。通过RP-IPHPLC纯化二聚产物。
同样地,通过上表列出的不同长度(n=2、3、4和5)的连接基团偶联实施例11、18和19的其它叠氮基化合物。
实施例22.形成自阿卡波糖叠氮化物的四聚产物
使用一般步骤18将叠氮基阿卡波糖衍生物(IAL)与试剂T4-203偶联。通过RP-IPHPLC纯化四聚产物。
同样地实施例11、18和19的其它叠氮基化合物可以被偶联。
实施例23.具有不同长度低聚乙二醇间隔的四聚产物的形成也可以发生。
实施例24.在核心具有氰尿酸的三聚轭合物。
使用一般步骤18将叠氮基阿卡波糖衍生物1AL与2,4,6-三(丙-2-炔氧基)-1,3,5-三嗪偶联。通过RP-IPHPLC纯化产物1AW。
同样地实施例11、18和19的其它叠氮化合物可以类似地被偶联。
实施例24B
向含有溴乙酰化糖苷1D(实施例4,10μmol)的溶液中加入1MNaHCO3(2mL)并调节至pH8.5-9.5。将1,3,5-三嗪-2,4,6-三硫醇三钠盐溶液(15%在水中)加入到(0.3当量)反应混合物中。于室温搅拌混合物1h。通过HPLC纯化三聚产物(1AW2)。
实施例25.对氰尿酰氯的直接轭合。
使用JBiolChem2005,280(10),8842-9中所描述的步骤将中间体1AK(实施例19)与氰尿酰氯反应。通过RP-IPHPLC纯化产物1AU。
同样地,实施例19的胺中间体和实施例16的胱胺衍生物衍生自实施例7的硫酸化物。
实施例26.生成胺终端的聚糖的阿卡波糖衍生物的链缩短。
4a.氢解作用。
如Truscheit,E.和B.J.WernerFrommer,LutzMuller,DeIfD.Schmidt,和WinfriedWingender,ChemistryandBiochemistryofMicrobiala-GlucosidaseInhibitors.Angew.Chem.Int.Ed.Engl.,1981.20:p.744-761和Bock,K.,M.Meldal,和S.Refn,Controlledreductionofacarbose:conformationalanalysisofacarboseandtheresultingsaturatedproducts.CarbohydrateResearch,1991.221:p.1-16中所描述对阿卡波糖(1)进行氢解作用并且通过阳离子交换色谱法和碳色谱法或者RPHPLC纯化所需要的产物(101)。ESI/MS488.12(计算值[M+H]+488.19)。
4b).N-溴琥珀酰亚胺及其类似物。
利用如US6,150,568中所描述的氧化剂或者N-溴琥珀酰亚胺(Ogawa,S.,Nakajima,A和Miyamoto,Y.,CleavageofValidoxylamineAderivativeswithN-Bromosuccinimide:Preparationofblockedsynthonsusefulfortheconstructionofcarba-oligosaccharidescomposedofiminolinkages.J.Chem.Soc.PerkinTrans.1,1991:p.3287-3290)对阿卡波糖(1)进行处理并如实施例4a的描述后处理。
同样地具有单个不饱和环多醇的实施例1的糖基化细菌代谢物和具有单个不饱和环多醇的实施例2衍生物可以进行链缩短。
实施例27.4-脱氧氨基寡糖的Fmoc保护。
以标准的方式用Fmoc氯化物对4-脱氧氨基三糖(101)进行N-保护并通过反相色谱法分离产物(101B)。同样地,根据在前面实施例中所描述的步骤对有效霉素进行还原并随后用Fmoc进行保护。ESI/MS562.02(计算值[M+H]+562.22)。
同样地,实施例26的其它链缩短化合物可以接受Fmoc氯化物或者Fmoc-GlyOH(一般步骤2)的N-保护。Fmoc-gly衍生物的ESI/MS:4-脱氧氨基三糖767.0([M+H]+计算值767.28);和4-脱氧氨基戊多糖(161B2,来自萃他丁B)1091.1([M+H]+计算值1091.4)。
实施例28A.Fmoc保护的4-脱氧氨基寡糖的硫酸化。
使用一般步骤1将Fmoc衍生物101B硫酸化并通过RP-IPHPLC分离。
同样地,将N-保护的实施例27的链缩短化合物硫酸化。
实施例28B.硫酸化4-脱氧氨基寡糖的同质二聚偶联。
对来自在先实施例的101B硫酸化Fmoc衍生物进行脱保护、溴乙酰化和偶联,其步骤描述在实施例4-6中。同样地,也可以对来自实施例28的其它N-保护的链缩短化合物进行类似处理。以相近的方式,将161B2转化为161C2、161D2并用二硫醇连接子进行偶联以生成下表中的化合物。
实施例29.使用方酸偶联4-脱氧氨基糖类形成的同质二聚轭合物。
使用一般步骤3将硫酸化三糖101B去保护并不经纯化直接用于下一步骤。pH调至8.5,加入碳酸氢钠(0.5当量)、甲醇(40%)和0.4当量的方酸二乙酯。于室温搅拌反应直至胺耗尽(通过HPLC监测)并通过RP-IPHPLC纯化产物(101D)。
同样地,将实施例28的硫酸化化合物偶联。
实施例30.硫酸化4-脱氧氨基寡糖的炔丙基化。
如在前实施例中所描述对硫酸化三糖101B进行脱保护并使用一般步骤19炔丙基化。通过RP-IPHPLC纯化产物101D。
同样地实施例28硫酸化化合物进行炔丙基化。
实施例31.4-脱氧氨基寡糖与二叠氮基乙烷的偶联。
使用一般步骤18使丙炔酰胺(101E)同二叠氮基乙烷反应并可以通过RP-IPHPLC纯化从而得到产物。
同样地将实施例30的炔丙基化化合物偶联。
实施例32.4-脱氧氨基寡糖与二叠氮基PEGs的偶联。
使用一般步骤18使丙炔酰胺(101E)同二叠氮基PEGs反应(表示在下表中)并可以纯化通过RP-IPHPLC纯化从而得到下列产物。
同样地实施例30的炔丙基化化合物进行偶联。
实施例33.4-脱氧-4-叠氮基寡糖的形成
使用一般步骤20将4-脱氧氨基三糖(101)转化为叠氮基衍生物(101K)。
同样地,制备实施例26的链缩短化合物的叠氮基衍生物。
实施例344-脱氧-4-叠氮基寡糖的硫酸化。
如实施例27中所述以同样的方式从101K制备硫酸化叠氮基三糖101L。
同样地实施例33的叠氮基化合物进行硫酸化。
实施例35使用硫醇化学的头至尾新寡糖的形成。
三糖1B01L(参见实施例33)在链的头部和尾部具有正交保护功能性,这使得一个分子的头部能够以可控的方式与另一分子的尾部偶联。所得二聚体结构的脱保护使得该环能重复。下列顺序说明了这是如何完成的。
a)有Fmoc保护的还原端的硫酸化4-脱氧氨基寡糖的形成。
使用一般步骤10c将叠氮基聚糖1B01L还原。滤过混合物并且可以通过RP-IPHPLC纯化产物(1B01M)。
b)硫酸化4-脱氧氨基寡糖的S-乙酰基硫代乙酸酯衍生物(SATA)。
使用一般步骤11将S-乙酰基硫乙酰化4-脱氧氨基三糖(101M)。
c)SATA衍生物的Fmoc脱保护和溴乙酰化
如实施例4中所述依次对SATA衍生物101N进行Fmoc去除和溴乙酰化。产物(101O)表现出令人满意的LC-MS数据。这一产物被认为是链延长结构单元。
d)SATA衍生物的去S-乙酰化
使用一般步骤12将SATA衍生物101N去S-乙酰化。产物(101P)为开始该链的基础结构。
e)二聚轭合物的形成。
使用一般步骤13使基础结构101P与链延长结构单元101O反应。可以通过RP-IPHPLC纯化产物(101Q)。
f)二聚轭合物的去S-乙酰化。
使用一般步骤12将来自先前步骤的二聚轭合物(101Q)去S-乙酰化并且可以通过RP-IPHPLC纯化产物101R。
g)三聚轭合物的形成。
使用一般步骤13使来自先前步骤的游离硫醇二聚轭合物(101R)与链延长结构单元101O反应并且可以通过RP-IPHPLC纯化产物101S。
h)脱Fmoc和链封闭反应。
使用一般步骤4的调整完成Fmoc的去除和随后的101SN-乙酰化,其中用醋酸酐替代溴乙酰溴。通过RP-IPHPLC纯化产物101T。
实施例36与其它寡糖的三聚轭合物的形成。
将实施例35所描述的反应顺序用于其它双功能的寡糖,例如衍生自实施例2的实施例33的其它硫酸化化合物。
实施例37.使用点击化学形成头至尾的新低聚九糖。
在实施例34的这一变化中,叠氮化物和Fmoc被用作分子头和尾的正交保护基团。轭合物构建自分子头部的加成并且链延长单元为1BO1L。
反应的顺序如下:
a)4-脱氧氨基寡糖的N-乙酰化。
使用一般步骤4的调整将氨基聚糖1B01MN-乙酰化其中醋酸酐替代溴乙酰溴。
b)脱Fmoc和N-炔丙基化
如一般步骤4的第一个步骤所述对三糖1B01U进行N-脱保护并且在一锅中进行胺的N-炔丙基化。通过RP-IP纯化产物1B01V。
c)二聚轭合物的形成
X=SO3H或者H。
使用一般步骤20将1B01V与链延长单元1B01L轭合。通过RP-IPHPLC纯化产物1B01W。
d)二聚轭合物的脱Fmoc和N-炔丙基化。
重复步骤b所描述的操作以生成产物1B01X
e)三聚轭合物的形成
使用一般步骤20将1B01X与链延长单元1B01L轭合。通过RP-IPHPLC纯化产物1B01Y。
f)终止和封闭反应。
使用一般步骤4的调整完成1B01Y的Fmoc去除和随后的N-乙酰化其中醋酸酐替代溴乙酰溴。通过RP-IPHPLC纯化产物1B01Z。
实施例38使用点击化学形成头至尾的新寡糖。
将实施例37描述的反应顺序应用于实施例34的其它双功能寡糖。
实施例39使用头至尾和头至头偶联的混合形成新十二聚糖。
在这一实施例中1B01U和1B01M再一次分别为链延长单元和启动单元。将同质双功能(homodifuntional)连接子用于偶联。
a)脱保护以及方酸加成至自由胺。
通过使用实施例28中描述的步骤的调整对1B01M进行N-脱保护和与方酸的偶联,其中于pH7-7.5使用20倍摩尔过量的方酸以确保仅有一个单胺加成至方酸。通过RP-IPHPLC纯化产物1B01AA。
b)链延长
如实施例28中所描述将1B01AA同1.2当量的1B01U相混合(即pH>8下)。通过RP-IPHPLC纯化产物1B01AB。
c)两个二聚轭合物的偶联。
使用实施例28中所描述的步骤将二聚体1B01AB进行N-脱保护并偶联至方酸的两个反应点。通过RP-IPHPLC纯化产物1B01AC。
实施例40.2″-叠氮基链霉素衍生物。
a)使用US3,397,197中描述的步骤还原链霉素(201)从而生成二羟基链霉素202。
b)使用J.Org.Chem.1962,1923中描述的步骤将202B去胍基化。在该反应完成后,调节反应混合物的pH并将氨基N-乙酰化。利用色谱法纯化产物202B。
c)使用一般步骤1将202B硫酸化。可以使用RPIP-HPLC纯化产物202C。
下列糖基化细菌代谢物的相应叠氮化物衍生物也可以被制备:双氢链霉素、5′-羟基链霉素、N-去甲基链霉素、布鲁霉素、甘露糖苷羟基链霉素、二甘露糖苷链霉素和足霉素A。
实施例41.3′-叠氮基链霉素衍生物。
a)还原胺化。使用一般步骤15还原胺化链霉素以生成209A。
b)重氮基转移。使用一般步骤20将胺209A转化为叠氮化物209B。
c)如实施例40所述将叠氮化物209B去胍基化和N-乙酰化。
d)使用一般步骤1将209C硫酸化。通过RPIP-HPLC纯化产物209D。
也可以制备下列糖基化细菌代谢物的相应叠氮化物衍生物:5′-羟基链霉素、N-去甲基链霉素、布鲁霉素、甘露糖苷-羟基链霉素、二甘露糖苷链霉素、足霉素A;和足霉素B。
实施例42.新霉素Bido(艾杜吡喃糖基)环叠氮基衍生物。
使用J.Org.Chem.2007,72(6),1962-79所述的步骤将新霉素B转化为ido(艾杜吡喃糖基)环叠氮基衍生物。
a)Boc保护。将三乙胺(TEA)(7ml)和甲醇(10ml)加入到搅拌的硫酸新霉素B(2g,2.2mmol)水(10mL)溶液中。然后加入二叔丁基碳酸氢盐(5g,22mmol),并在升高的温度下搅拌所得的反应混合物(55℃,16h)。蒸发除去甲醇并使残余物在乙酸乙酯(200mL)和水(100mL)之间分层。用新鲜的乙酸乙酯萃取水层(2x50mL)并干燥(Na2SO4)合并的有机层并在真空中浓缩。通过在二氧化硅上的快速色谱法纯化(DCM/丙酮3∶2)得到无定形白色固体状的1,3,2′,6′,2″′,6″′-六N-(叔丁氧基羰基)-新霉素B(210B)(2.42g,90%)。
b)环氧化。将DIAD(170μL,0.82mmol)缓慢加入至搅拌的在无水甲苯(3mL)中的210B(500mg,0.41mmol)和TPP(215mg,0.82mmol)冰冷溶液中并且在干燥N2氛围下于室温搅拌反应混合物(12h)。然后加入第二等份的TPP甲苯溶液(215mg,0.82mmol,2mL),接着加入第二部分的DIAD(170μL,0.82mmol)并在真空下除去溶剂之前继续搅拌反应12h。残余物在二氧化硅上的柱色谱法(DCM/MeOH97∶3至95∶5)得到无定形白色固体状的210C(305mg,62%)。
c)将NaN3(130mg,2mmol)加入至210B(400mg,0.33mmol)的DMF(10mL)溶液并于室温搅拌混合物(2d)。然后用乙酸乙酯(200mL)稀释反应混合物并用水洗涤(2x100mL)。干燥(Na2SO4)乙酸乙酯层,真空浓缩,并通过快速色谱法(DCM/MeOH97∶3)纯化生成白色无定形固体状的210D(352mg,85%)。
d)Boc脱保护。使用一般步骤21除去Boc基团以生成210Dd。
e)硫酸化。使用一般步骤1将210Dd硫酸化,并且随后可以被纯化。
下列糖基化细菌代谢物的相应的硫酸衍生物也可以被制备:新霉素C、巴龙霉素I、巴龙霉素II、利维霉素B。
实施例43新霉素呋喃糖环叠氮化物衍生物。
a)于室温搅拌211A(1g,0.82mmol)和过量2,4,6-三异丙基苯磺酰氯(7g,23mmol)的无水吡啶(20mL)溶液(18h)。通过与甲苯共沸真空除去吡啶。然后将粗残余物溶于乙酸乙酯(200mL)并用水洗涤(2x100mL)。合并水层并用乙酸乙酯萃取(2x100mL)。干燥(Na2SO4)合并的有机层,真空浓缩,并进行快速色谱法。使用DCM作为洗脱液回收未反应的2,4,6-三异丙基苯磺酰氯(6g,mp同真实样品一样)。残余物(1.2g)从二氧化硅柱上洗脱(DCM/MeOH5∶1),然后再次进行层析(DCM/MeOH98∶2至95∶5)得到无定形白色固体状的211F(0.75g,61%)。1HNMR(400MHz,甲醇-d4,298K):δ7.33(s,2H),5.52(brs,1H),5.22(brs,1H),4.99(brs,1H),4.39(m,1H),4.30(m,2H),4.19(m,4H),3.91(m,1H),3.82(m,1H),3.77(m,2H),3.62(m,1H),3.54(m,4H),3.47-3.36(m,4H),3.24(m,2H),2.96(m,2H),1.96(m,1H),1.51-1.40(m,54H),1.31(m,18H)。
b)在升高的温度下搅拌211F(500mg,0.3mmol)和NaN3(150mg,2.3mmol)的DMF(5mL)溶液(100℃,8h)。在冷却至室温后用乙酸乙酯(100mL)稀释反应混合物并用水洗涤(2x20mL)。干燥(Na2SO4)乙酸乙酯层并蒸发,从而生成白色无定形固体状的211G(365mg,98%)。粗产物足够纯而无需进一步纯化就可以用于下一步骤。IR(KBr圆盘)2106.3cm-1(N3)。HRMS(ESI):计算值(M+Na+)C53H93N9O241262.62311,检测值1262.62835。
c)以标准的方式对211G进行脱保护以生成211G。
d)硫酸化。使用一般步骤1将211H硫酸化,并且随后将其纯化。
同样地,其它2,4,6-三异丙基苯磺酰基保护的新霉素C伯醇、巴龙霉素I、巴龙霉素II、利维霉素B、丁胺菌素A、丁胺菌素B、丁胺菌素E1、丁胺菌素E2、丁胺菌素C1、丁胺菌素C2、核糖霉素、木菌素和LL-Bm408α被转化为相应的叠氮化合物。
实施例44利维霉素B6′叠氮基衍生物。
以巴龙霉素I作为起始原料,根据US4,247,687的步骤生成叠氮基衍生物216J。我们注意到这一过程导致4′羟基的失去,因此生成利维霉素B结构。使用一般步骤1将216J硫酸化从而生成216K,其显示出令人满意的LC-MS分析结果。
同样地制备巴龙霉素II的相应衍生物。
实施例45巴龙霉素I6′叠氮基衍生物II。
a)以巴龙霉素I作为起始原料,根据WO2007/064954中描述的步骤生成醛212L。
b)使用一般步骤15进行还原胺化从而生成胺212M。
c)以标准的方式利用Fmoc-Cl进行胺Fmoc保护从而生成212N。
d)如WO2007/064954中所述对212N脱保护从而生成212O。
e)使用一般步骤1将212O硫酸化从而生成212P。
f)对硫酸化的巴龙霉素212P脱保护并如实施例19中所述将其转化为叠氮化物从而生成212Q。
同样地衍生得到巴龙霉素II。
实施例46利维霉素A叠氮基衍生物。
a)如US4,029,833中所述将利维霉素酶磷酸化并将其转化为氯衍生物214S。
b)将氯衍生物214S同HMPA中的NaN3混合并于55℃加热6个小时。
将混合物冷却至0℃,加入冰水,并滤过沉淀物,用水洗涤。使用氯仿-乙酸乙酯和甲醇(20∶5;2)作为洗脱液的硅胶色谱法消除痕量的杂质并得到需要的化合物,其为一种色谱上均质的无定形固体。
c)使用一般步骤1硫酸化叠氮化物214T生成214U。
实施例47A.卡那霉素6′-叠氮基衍生物。
如Bioorg.Med.Chem.2007,15(8),2944-2951中所述在无阻挡的6′-胺上使用NBD-叠氮乙酸酯将卡那霉素选择性酰基化从而生成226AA。使用一般步骤1将叠氮化物226A硫酸化从而生成226AB。
同样地将下列原料转化:卡那霉素B、NK-1001、NK·1012·1、妥布霉素、暗霉素4、和暗霉素5。
实施例47BNBD-叠氮乙酸酯同巴龙霉素反应。
以相类似的方式,将巴龙霉素同NBD-叠氮乙酸酯反应以生成(大部分)6″′-叠氮基乙酰胺衍生物212R,其通过RPHPLC纯化(0.1%HFBA梯度)并使用一般步骤1进行硫酸化生成212S。
实施例47C使用标准氢化条件使226AB脱保护(一般步骤10b)以形成226AC。以与实施例4和5相近的方式,将226AC溴乙酰化并与HS(CH2)2O(CH2)2SH偶联,因此分别生成226AD和226AD1。
在实施例47A中制备的其它衍生物也可以进行类似的处理。
实施例47D同样地,226AD可以与在下表中的连接子偶联以生成相应的产物。
实施例47E.可以如实施例47C中所述对来自实施例47B的巴龙霉素衍生物212S进行处理,由此分别生成212T和212T1。
实施例47F.同样地,212T可以同根据下表所述的其它连接子反应。
实施例47G用Cbz-NBD酯的衍生化。
对于同巴龙霉素的反应,用N-苄氧基羰基氧基-5-冰降片烯-内-2,3二甲酰亚胺替代实施例47B步骤中的NBD-叠氮乙酸酯。使用一般步骤1将所得的主要含有3″′-Cbz-巴龙霉素衍生物(212U)的混合物硫酸化并通过RPIP-HPLC纯化主要组分(212V)。将其处理以进行实施例4和5中描述的溴乙酰化和硫醇偶联步骤,从而分别生成212W和212W1。
以相类似的方式,将212W与下表所示连接子反应。
实施例48.卡那霉素6″-叠氮基衍生物。
使用实施例43中所采用的伯醇羟基TPS活化路线将卡那霉素A转化为6″-叠氮基衍生物,其先前已经在Bioorg.Med.Chem.1999,7(7),1361-71中被描述用于卡那霉素A。简而言之,其包括如下步骤:胺的Boc保护(a,226AC),TPS-Cl衍生化(b,226AD),叠氮化物取代(c,226AE)和脱N保护(d,226AF)。在最后的步骤e中,使用一般步骤1将222AF硫酸化以生成226AG。
下列原料同样地被转化:卡那霉素B、NK-1001、NK·1012·1和妥布霉素。
实施例49A.卡那霉素的金属离子临时保护。
a)根据在US4,297,485中描述的阿米卡星制备步骤生成三保护的中间体226AI。使用一般步骤22进行叠氮基乙酰化(步骤c),如US4,297,485中所述进行脱保护以生成226AK(步骤d)并使用一般步骤1进行硫酸化(步骤e)。也可无需制备三氟乙酰胺中间体就制备得到同样的产物,即根据US4,297,485实施例72中给出的指导直接从226AI到226AK。
同样地将下列原料转化为它们的叠氮化物衍生物:卡那霉素B、卡那霉素C、NK-1001、NK·1012·1、妥布霉素、暗霉素4、和暗霉素5。
实施例49B3,6′-二N-苄氧基羰基卡那霉素A
如US4297485中所述制备目标化合物(226BA)。
实施例49C6′-N-Cbz卡那霉素衍生物。
如US4297485中所述制备目标化合物(226CA)。
实施例49D6′-N-苄氧基羰基-S-N-乙酰基卡那霉素的一锅制备
如US4297485中描述的6′-N-苄氧基羰基卡那霉素A制备步骤所述将卡那霉素A同Cbz-Osu反应并在第一步反应完成时,加入1.25当量的醋酸酐并在如US4297485所述进行处理前进一步于室温搅拌混合物4h。粗6′-N-苄氧基羰基-3-N-乙酰基卡那霉素(226CB)含有少量百分比的每个3,6′二乙酰基卡那霉素和3,6′-二-Cbz卡那霉素。通过RPHPLC(0.1%HFBA梯度)将一部分纯化用于定性。ESI/MS661.25(计算值[M+H[+661.29)。MS/MS661.3(500.17,3″-N-未保护的环)366.17(6-N-Z保护环的缺失)。
实施例49E6′-N-苄氧基羰基-3″-N-芴甲氧羰基-1,3-二N-乙酰基卡那霉素
将来自上面的粗226CB(0.4g)溶于吡啶(3ml)并加入三氟乙酸乙酯(1.2当量),于室温搅拌4h,通过RPHPLC监测226CC的形成。ESI/MS757.25(计算值[M+H]+757.27)。757MS/MS462.22(6′-Z-环的缺失),500.27(3″-TFA-环的缺失)。用甲醇(10ml)稀释溶液并加入醋酸酐(50当量),于室温搅拌16h直至形成226CD。通过加入25%氨水(3ml)和反应搅拌过夜将TFA基团原位脱保护。蒸发溶液至干并在50∶50水∶甲醇中重构(reconsitituted)并加入碳酸氢钠和Fmoc-Cl(10当量)。于室温搅拌反应过夜,用水稀释并收集沉淀物。减压干燥粗物质(被水解的Fmoc-Cl所污染)。将少部分纯化用于226CF定性。ESI/MS925.0(计算值[M+H]+925.26)。
实施例49F硫酸化6′-N-连接的卡那霉素二聚体。
将226CA硫酸化(一般步骤1)并缓慢倒出上清液以恢复沉淀剂。通过RP-IPHPLC分离产物(一般步骤5)。将其还原(一般步骤10b)和溴乙酰化(一般步骤4)从而得到226DB,通过RP-IPHPLC将其纯化(一般步骤5)。如实施例4所述将226DB同二巯基偶联得到226DC。
以相类似的方式将226DB同下列连接子反应生成下表所示的产物。
实施例50.卡那霉素3″-叠氮基衍生物。
a)以标准的方式将226AI(来自先前的实施例)的1-氨基保护为Boc衍生物从而生成226AM。
b)将226AM溶于2N氨水-四氢呋喃(按体积计5∶3)并使溶液以环境温度静置过夜从而影响3″-N-三氟乙酰基的去除以生成226AN。
c)使用一般步骤9将226AN转化为叠氮基衍生物226AO。
d)以常规方式将226AON-脱保护生成226AP。
e)使用一般步骤1将226AO硫酸化生成226AQ。
实施例49中产生的每个三氟乙酰胺中间体:卡那霉素B、NK-1001、NK·1012·1、妥布霉素、暗霉素4、和暗霉素5也同样被转化。
实施例51.庆大霉素A3的6′-叠氮基衍生物。
使用金属离子选择性掩蔽氨基糖苷的一些氨基同时使得其它氨基能够反应并且许多选择性保护的衍生物被描述在:US4,136,254、US4,297,485、US4,831,123、US4,230,847、和US4,337,335中。已经在前面的2个实施例中对这些技术的使用进行说明。已经在该以及随后的实施例中提供了如何使用这些技术的进一步说明。
以US4,136,254中描述的方式使用Cu2+络合作用和叠氮基乙酸的酞酰亚胺酯完成庆大霉素A3的选择性6′-叠氮基酰基保护。使用一般步骤1将237AA硫酸化生成237AB,其表现出令人满意的LC-MS分析结果。
使用下列原料制备类似产物:庆大霉素B、JI·20A、JI·20B、庆大霉素C1、庆大霉素C2-III、沙加霉素、西索米星、66-40B、和66-4OD。
实施例52.金属络合作用用于庆大霉素C1aN-3″衍生物的制备。
这一步骤与实施例50相似,除了将三保护的衍生物用于三氟乙酰化步骤。
a)使用US4,297,485和US4,337,335中描述的步骤将庆大霉素C1a转化为3,2′,6′-三-NBoc保护的衍生物(245AS)。
b)如US4,297,485中所述进行三氟乙酰化以生成245AM。
c)以标准的方式制备1-N-Boc衍生物以生成245AN。
d)如US4,297,485所述除去三氟乙酰基以生成245AO。
e)如实施例50中所述将3″胺叠氮乙酰化以生成245AP。
f)以标准的方式除去Boc基团生成245AQ。
g)使用一般步骤1将脱保护的衍生物硫酸化生成245AR。
同样地一样的方法应用于:庆大霉素C2、庆大霉素C2a、庆大霉素C2-111a、沙加霉素、西索米星、甲基姿苏霉素、G.S2、66-40B、和66-40D。
实施例53.庆大霉素A的6′-叠氮基。
使用实施例43中所采用的伯醇羟基TPS活化路线将庆大霉素A的6′-伯醇羟基转化为叠氮基衍生物。因此,在这一过程中产生下列中间体和产物。
同样地一样的方法应用于:庆大霉素A、庆大霉素A2、庆大霉素A4、庆大霉素B1、庆大霉素X2、昔尔杜霉素1、安普霉素、氧安普霉素(Oxyapramycin)、糖菌素(KA-5685)、和昔尔杜霉素3。
实施例54.昔尔杜霉素5的1N-叠氮基衍生物。
以类似于实施例52并采用自US4,214,077的步骤制备得到昔尔杜霉素5的1-N-叠氮基衍生物。因此,以这一过程产生下列中间体和产物。
类似方法被用于昔尔杜霉素3以产生它的1N-叠氮基衍生物。
实施例55A通过仅O-硫酸化硫酸化程度的变化控制。
在实施例42-44和46-54中明显的在倒数第二个的步骤中,氨基糖苷中间体具有自由氨基并且它们在最后的步骤中变为硫酸化。在实施例45中,这在倒数第二个步骤之前的步骤中发生。因此,将在实施例42-54中制备的化合物转化为类似物,其使用一般步骤23通过N-乙酰化的这些中间体具有精确控制的更低硫酸化程度。因此,制备完全硫酸化化合物的类似物。本领域技术人员清楚的是通过应用许多在前实施例中所描述的选择性N-掩蔽技术,进一步变化也是可能的。
实施例55B.硫酸化的二-N-苄氧基羰基卡那霉素A二聚体。
按照US4297485中描述的3,6′-二-N-苄氧基羰基-3″-N-三氟乙酰基卡那霉素A制备顺序。溴乙酰化产物(一般步骤4)生成226BC,其通过RPHPLC纯化。ESI/MS970.94(100%)968.9(90%);(计算值d[M+H]+970.2,968.2)。将溴乙酰胺同HS(CH2)2O(CH2)2SH偶联(一般步骤7)并通过RPHPLC纯化产物(226BD)。ESI/MS958.28(m/z+2)(计算值([M+2H]+2958.3。硫酸化该中间体(一般步骤1)和并通过RPIPHPLC纯化产物226BE(一般步骤5)。
以相类似的方式,将溴乙酰胺226BC同下表中的连接子反应并随后硫酸化生成所示的相应产物。
实施例55C.硫酸化四-N-乙酰基巴龙霉素二聚体。
将巴龙霉素衍生物212R溶于甲醇并加入醋酸酐(10当量)并于室温搅拌反应16个小时。如一般步骤2所述用水将反应稀释并通过RPHPLC纯化四乙酰基衍生物212B1。使用一般步骤10b将叠氮化物还原为212B2,使用一般步骤4进行溴乙酰化并通过RPHPLC纯化212B3。将溴乙酰胺同HS(CH2)2O(CH2)2SH偶联(一般步骤7)并通过RPHPLC纯化产物212B4。ESI/MS950.45(计算值([M+2H]+2950.35)。硫酸化该中间体(一般步骤1)并通过RPIPHPLC纯化产物212B5(一般步骤5)。
以相类似的方式将溴乙酰胺同下表中的连接子反应并随后将其硫酸化。
实施例55D硫酸化三-N-乙酰基卡那霉素A二聚体
使用一般步骤24b将化合物226AAN-乙酰化并通过RPHPLC纯化产物226AH。如在先实施例中所述,226AH接受还原反应、溴乙酰化和同HS(CH2)2O(CH2)2SH偶联的步骤。ESI/MS777.46(m/z+2)计算值([M+2H]+2799.30)。硫酸化该中间体(一般步骤1)并通过RPIPHPLC纯化产物226AI(一般步骤5)。
以相类似的方式将溴乙酰胺同下表中的连接子反应并随后将其硫酸化。
实施例55E.硫酸化四邻苯二甲酰胺连接的卡那霉素A。
根据ChengxunL和QiangL,PolymerCommunications,42-47,1985所述制备对苯二酸的二NBD酯。以用于其它NBD酯的相同方式将这一试剂与卡那霉素A反应生成二聚体226TA。使用一般步骤24b将粗物质N-乙酰化并通过RPHPLC纯化产物226TB(0.1%乙酸梯度)。ESI/MS676.31(m/z+2)(计算值[M+2H]+2676.15)。硫酸化该中间体(一般步骤1)并通过RPIPHPLC纯化产物226TC(一般步骤5)。
此外,使用一般步骤9将226TA转化为高-叠氮基化合物226TD并通过RPHPLC纯化(0.1%乙酸梯度)。ESI/MS1255.02(计算值[M+H]+1255.4)。如上所述将其硫酸化生成226TE。
通过RPHPLC用0.1%TFA替代0.1%乙酸作为离子配对剂将226TA纯化(一般步骤2)。226TA接受N,O-硫酸化(一般步骤1)生成226TF。
实施例55F.硫酸化四邻苯二甲酰胺连接的巴龙霉素。
以与实施例55E相类似的方式,将巴龙霉素转化为三硫酸化衍生物、212TC、212TE和212TF。
实施例56N-硫酸化链霉素衍生物。
在实施例40和41的倒数第二个步骤中,将链霉素型氨基糖苷去胍基化和N-乙酰化。省略N-乙酰化步骤使得N-和O-硫酸化(一般步骤1)能够合并。因此,制备在前的实施例40和41的N-乙酰化链霉素型化合物的N-硫酸化类似物。
实施例57默诺霉素单功能化。如Tetrahedron1992,48,8401所述对默诺霉素进行酶脱磷酸化生成还原端聚糖(399),将其转化为糖基胺399A(一般步骤8)并通过Fmoc-gly保护(一般步骤2)生成399B。进行硫酸化(一般步骤1,399C)、脱保护(一般步骤3,399D)并转化为叠氮基衍生物(一般步骤20)。
实施例58.单叠氮基氨基糖苷与二乙炔PEGs的点击偶联。
以实施例20的方式将叠氮基衍生物202D同丁二炔终端的乙二醇偶联。色谱法纯化产物202D-1。
同样地,将实施例40-54中产生的所有硫酸化的单叠氮基衍生物与丁二炔终端的乙二醇偶联。
实施例59叠氮基氨基糖苷与其它长度的乙炔终端的连接子的偶联。
以实施例21中描述的方式将实施例40-54中产生的所有硫酸化单叠氮基衍生物与不同长度的丁二炔终端的连接子偶联。
实施例60通过与2,4,6-三(丙-2-炔氧基)-1,3,5-三嗪偶联的三聚链霉素衍生物。
同样地将实施例40-54中产生的所有硫酸化单叠氮基衍生物与2,4,6-三(丙-2-炔氧基)-1,3,5-三嗪偶联。
实施例61.通过与N,N′,N″-三(丙-2-炔氧基)-乙三胺和六亚甲基三胺偶联的三聚链霉素衍生物。
以在先实施例的方式,将实施例40-54中产生的所有硫酸化单叠氮基衍生物与基于亚乙基三胺和六亚甲基三胺的三聚乙炔连接子偶联。
实施例62四聚氨基糖苷衍生物。
以实施例22的方式,将实施例40-54中产生的所有硫酸化单叠氮基衍生物与四聚乙炔连接子偶联。
实施例63.双功能氨基糖苷:链霉素
为了说明双功能化氨基糖苷结构单元的制备的概念,将对有叠氮基和Fmoc保护的胺的衍生物进行描述。这也是实施例36中举例说明的策略。显然也有许多适当保护和或功能化的结构单元的其它合适组合。
通过合并实施例40和41中的步骤由此制备双功能化链霉素。如实施例41所述制备201F并将仲胺保护为Boc衍生物(201F-A)。如实施例40中所述将201F-A去胍基化和N-乙酰化(201F-B)。除去Boc基团(201F-C)并用Fmoc-甘氨酸将胺酰化(一般步骤2201F-D),其然后硫酸化生成201F-E。在实施例36的措词中,201F-E为链延长单元。
将实施例41的其它叠氮化合物进行类似转化。
实施例64双功能化新霉素
将210D(实施例42)还原为胺(一般步骤10,210D-A)并保护为Fmoc衍生物(210D-B)。然后经过实施例43中的4步骤生成210D-C、210D-D、210D-E和210D-F。210D-F为链延长单元。
将实施例42的其它叠氮化合物进行类似转化。
实施例656′,6″-双功能卡那霉素结构单元。
将226AF(实施例48)经过调整的实施例47中的2步骤,其中用NBD-(N-Fmoc)甘氨酸酯替代NBD-叠氮乙酸酯。由此,生成226AF-A和226AF-B。226AF-B为链延长单元。
将实施例48的其它伯胺类进行类似转化。
实施例66默诺霉素双功能化。
如Tetrahedron1997,53(52),17669-17690所述将默诺霉素衍生物399B与有叠氮基保护支链的重氮盐偶联生成399B-1。硫酸化(一般步骤1)生成399-B2。
实施例671,3″-双功能卡那霉素结构单元。
如实施例50所述除去226AJ的三氟乙酰基(实施例49),用Fmoc-gly酰化(一般步骤2,226AJ-A)并硫酸化(一般步骤1)生成226AJ-B。
将实施例49的其它三氟乙酰胺进行类似转化。
实施例686′,3″-双功能性庆大霉素结构单元。
237AA(实施例51)经过实施例52的步骤a-d(生成化合物237AA-A、237AA-B、237AA-C和237AA-D)。将237AA-D保护为3″-Fmoc衍生物(237AA-E)并使用一般步骤1硫酸化生成237AA-F。
将实施例51的其它叠氮化合物(除去庆大霉素B和JI20A)进行类似转化。
实施例69A氨基糖苷新寡糖的链。
顺序类似于实施例36中所描述的顺序并且如下图解表示:
形成自卡那霉素的直链的、头至尾的新寡糖图解。KS表示具有在6′的Boc和在6″的叠氮基的硫酸化卡那霉素骨架。
a)将226AF-B还原为自由胺(一般步骤20)以生成226AF-B1,其被N-乙酰化(一般步骤23,226AF-B2)。通过使用一般步骤3和19在1锅中除去Fmoc基团和丙炔酰化从而制得起始单元226AF-B3。
b)通过Fmoc基团的除去制得链延长单元226AF-B4。
c)使用一般步骤18将226AF-B4与226AF-B3偶联生成226AF-B5。
c)通过226AF-B5的丙炔酰化制得三聚体(一般步骤19,226AF-B6)并与另外的226AF-B4单元偶联(一般步骤18)。
d)通过N-乙酰化终止该过程(一般步骤23)从而生成三聚产物226AF-B7。
实施例63、64、65、66和68的链延长单元也被类似地转化。
实施例69B.连接于3-和6″-N位的卡那霉素三聚体。
226BA(实施例49B)经过N-和O-硫酸化(一般步骤1)以生成226E。将226E脱保护(一般步骤10b)和二溴乙酰化从而得到226E2,通过RPIPHPLC将其纯化。分别地,通过采用一般步骤7将226DB同20倍过量的HSCH2(CH2OCH2)3CH2SH反应形成硫醇化的衍生物226DI。在226E2加入前通过利用乙酸乙酯的完全萃取除去过量的二巯基化物并通过RPIPHPLC监测反应。通过制备型RPIPHPLC纯化三聚产物226E3。
实施例69C卡那霉素四聚体。
硫酸化226CF(实施例49F)(一般步骤1)并收集呈胶状沉淀的产物226CG,通过RPIPHPLC纯化。将226CG氢化(一般步骤10b)和溴乙酰化(一般步骤4)。通过RPIPHPLC将226CH纯化。如实施例4所述同二硫醇反应得到226CI,其通过RP-IPHPLC纯化(一般步骤5)。使用乙腈中的DABCO除去Fmoc基团。反应完全后用水稀释混合物并用乙酸乙酯萃取,将水层冻干。将无水胺同各自1.25当量的TEA和硝基苯酚溴乙酯一起溶于甲醇并于室温培养16h同时通过RPIPHPLC进行监测。通过RP-IPHPLC纯化溴乙酰胺226CJ(一般步骤5)并与硫醇226DI偶联。通过RPIPHPLC和SEC监测反应(一般步骤26)。通过制备型RPIPHPLC纯化产物。
同样地,在其它实施例中制备的硫醇也可以引入该最后的偶联中。
实施例70
BIAcore试验
这一技术使用表面等离子共振的光学现象以监测分子之间的物理相互作用。使潜在蛋白配体溶液经过其中偶联了配体的传感器表面,监测蛋白与固定化配体的实时结合。通过测量非常接近于传感器表面的折射率变化来实现检测。当折射率改变时,等离子共振发生的角度改变并且该改变直接与和表面相互作用的蛋白量相关。合宜地使用BIAcore2000。它非常灵敏并且其微流体确保仅需要少量材料。
本发明阴离子轭合物可以固定在生物传感器芯片上。通过氨基,或使用磺基-NHS-生物素通过还原胺化用氨修饰还原末端生物素化完整的阴离子轭合物,。将生物素化的阴离子轭合物固定在抗生蛋白链菌素偶联的传感器芯片上。将含感兴趣蛋白的溶液注入传感器芯片表面上,并实时测量结合情况(Fernig,In:Proteoglycanprotocols,Ed.R.V.Iozzo,HumanaPress,Totowa,NJ,USA,2001)。发明人证实杆状病毒群和大肠杆菌表达的人IL-4(rhIL-4)和杆状病毒群表达的人IL-5(rhIL-5)很容易与通过本方法固定的肝素结合。
实施例71
库的筛选
使用BIAcore测试本发明制备的阴离子轭合物分别抑制目标蛋白质与肝素或者硫酸肝素结合的能力。在使用BIAcore分析前平衡阴离子轭合物和目标蛋白的混合物。在这一例子中观察到的结合相对缺少阴离子轭合物下观察到的结合进行表达并测定IC50作为使得结合减少50%的抑制剂浓度。结果的选择性表示如下,特定化合物对1个或者更多细胞因子表现出潜在活性。因此,重要地,化合物表现出结合的选择性。
表1所选化合物抑制IL-5、IL-4和IL-13与肝素结合的IC50值。
实施例71BL-选择蛋白筛选。
慢性阻塞性肺疾病(COPD)和哮喘为涉及过量白细胞浸润的肺炎症疾病其导致气流减少并损伤组织。细胞粘附分子(例如,选择蛋白)在白细胞直接从血管浸润至组织中起关键作用。L-选择蛋白在白细胞表面组成性表达。白细胞浸润入发炎的组织被认为涉及在内皮上翻转、附着和渗出的连续步骤。在这一模型中,白细胞附着分子L-选择蛋白及其在炎症内皮细胞上表达的配体在白细胞滚动中相关。L-选择蛋白被认为是重要的治疗靶点,因为大量动物研究已经表明L-选择蛋白在肺部炎症中的重要作用。天然存在的L-选择蛋白配体为唾液酰化的6-硫代路易斯寡糖-X抗原结构和硫酸肝素(Uchimura和Rosen.2006.TrendImmunol.27(12):559-565;Celie等,2007.Am.J.Pathol.170(6):1865-1878)。
L-选择蛋白在COS-7细胞中表达为一种IgG-Fc融合蛋白并通过蛋白A色谱法纯化。一种人类L-选择蛋白的全长cDNA克隆获得自ImaGenesGmBH,柏林,德国。所使用的表达载体为含有人类IgG的Fc部分DNA的pCDNA3.1(Invitrogen,USA),其被接合到任意克隆的蛋白的羧基端。设计PCR引物以诱导在L-选择蛋白cDNA的5′末端和跨膜区克隆的限制性酶位点。而且,将接合供体位点附加于3′末端从而能够与人类FcDNA融合。
引物序列为:
上游-5′ccaagctttcaatgggctgcagaagaactagag3′(HinDIII)
下游-5′acggatccacttacctgtataatcaccctccttaatcattgag3′(BamH1)(接合)
PCR条件包括2mMMgCl2,160μMdNTP′s,~5ng模板,1μM每个引物。循环:变性94℃1分钟,退火58℃1分钟,延长72℃2分钟,总共30个循环,然后是72℃下的5分钟延长。将1千碱基产物接合入pCR3.1T-克隆载体(Invitrogen,USA)并转导进入大肠杆菌JM109菌。通过限制酶切消化选择、分析细胞克隆并通过测序证实显然正确的克隆。正确的L-选择蛋白cDNA酶切消化自pCR3.1并结合入pCDNA3.1-IgG-Fc表达载体。通过限制酶切消化分析克隆并选择正确的克隆用于COS7细胞中的试验。Western印迹法,使用DREG56鼠抗人L选择蛋白抗体;(Immunotech,法国)与L-选择蛋白二聚体相应的~210kDa蛋白被确认表达。通过COS7细胞的批转染产生L-选择蛋白,在缺少免疫球蛋白的介质中生长,并然后在蛋白A亲和柱上纯化。
将纯化蛋白用于上面所述的经过调整的BIAcore测试设计,其中缓冲液为pH6.5并含有0.15MNaCl的10mMBisTris。将受试化合物(2μM终浓度)同L-选择-Fc融合蛋白一起培养并测量L-选择-Fc融合蛋白与肝素在BIAcore芯片上的残余结合。选择的结果表示如下,其中特定化合物达到很好的效能。
实施例72抗凝剂试验
使用配有合适试剂盒的标准自动化血液分析仪来筛选抗凝剂和抗血栓药活性(例如,APTT、PT、抗Xa因子和抗IIa因子)。将获得的数值同使用肝素和/或低分子量肝素的参考标准获得的数值相比较。
在STA-R血凝分析仪(DiagnosticaStago)上进行血凝试验。INR(和降低的凝血酶原时间)使用Neoplastin试剂盒(Stago)和aPTT使用利用标准凝血试验的PlatelinLS(bioMerieux)试剂盒。使用STAGO试剂盒进行抗FXa活性的生色测定。所有试验使用混合的标准血浆。
所有受试化合物表现出2%LMWH以下的抗Xa因子活性。在aPTT分析中引起混合血浆凝血时间倍增的添加物浓度被测定(ED200)。在下表中受试化合物的ED200相对于肝素观察到的ED200进行表达。
表2在aPTT分析中受试化合物相对于肝素的ED200的ED200
因此,不同于表现出aPTT和FXa双重活性的肝素,一些化合物表现出更大的功能特异性,因为它们具有很弱的FXa活性但能扩展aPTT活性。
说明书中对任意在先公开(或者来自它的信息)、或者任意已知事物的引用参考,不是,且不应该作为在先公开(或者来自它的信息)或者已知事物形成这一说明书所涉及的努力领域中公知常识的确认或承认或任意形式的建议。
在这一说明书以及其后权利要求的所有各处,除非上下文另有要求,单词‘包括(comprise)’,及其变形例如‘包括(comprises)’和‘包括(comprising)’,将被理解为暗指含有一定的整数或步骤或者整数或步骤的集合但并不排除任意其它整数或步骤或者整数或步骤的集合。

Claims (10)

1.一种2个或者更多糖基化细菌代谢物的阴离子轭合物,其中在轭合之前一个或者多个代谢物被修饰以促进通过连接基团轭合;其中所述糖基化细菌代谢物选自C7N环多醇代谢物和氨基糖苷抗生素;
其中当糖基化细菌代谢物为氨基糖苷抗生素时,所述阴离子轭合物选自:
其中X=H或SO3H,条件是每个轭合物中至少一个X为SO3H;
当糖基化细菌代谢物为C7N环多醇代谢物时,所述阴离子轭合物选自:
X=H,SO3H;
X=H,SO3H
其中连接子替换轭合物中的-SRS-基团;
其中连接子替换轭合物中的-S-基团;
X=H,SO3H;
X=H,SO3H
其中连接子替换轭合物中的-SRS-基团;
X=H,SO3H;
X=H,SO3H;
X=H,SO3H;
X=H,SO3H;
X=H,SO3H
X=H,SO3H;
X=H,SO3H;
X=H,SO3H,
其中条件是每个轭合物中至少一个X为SO3H。
2.一种制备根据权利要求1所述的阴离子轭合物的方法,其包括步骤:
a)将至少一种代谢物转化为阴离子衍生物;和
b)通过连接基团轭合代谢物;
其中可以以任意顺序进行步骤a)和b),并且其中一个或者多个代谢物在步骤b)之前被修饰。
3.根据权利要求2所述的方法,其中步骤a)在步骤b)之前进行。
4.根据权利要求2所述的方法,其中当存在时,在步骤b)之前的代谢物修饰步骤包括代谢物的断裂。
5.根据权利要求4所述的方法,其中所述代谢物的断裂包括破坏代谢物中的至少一个糖苷键。
6.根据权利要求2至5任意一项所述的方法,其中至少一种代谢物被聚羟基化并且步骤a)包括将聚羟基化代谢物的羟基转化为硫酸根基团。
7.一种药物组合物,其包含治疗有效量的根据权利要求1所述的阴离子轭合物和药学上可接受的载体和/或稀释剂。
8.根据权利要求1所述的阴离子轭合物用于制备预防和/或治疗炎症性疾病、转移癌或者致病体引起的感染的药物中的用途。
9.根据权利要求8所述的用途,其中所述炎症性疾病为过敏性疾病。
10.根据权利要求8所述的用途,其中所述致病体选自细菌、病毒或寄生虫。
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