CN103582640A - 肼基1h-咪唑并喹啉-4-胺以及由其制成的缀合物 - Google Patents

肼基1h-咪唑并喹啉-4-胺以及由其制成的缀合物 Download PDF

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Abstract

本发明公开了在1-位处由取代基取代的1H-咪唑并[4，5-c]喹啉-4-胺和由此类化合物制成的缀合物，所述取代基含有肼基苯甲酰胺或肼基烟酰胺、其盐、或受保护的肼基苯甲酰胺或肼基烟酰胺。还公开了含有该化合物或缀合物的药物组合物、制备缀合物的方法、以及该化合物或缀合物作为免疫调节剂用于在动物中诱导细胞因子生物合成和用于给动物接种疫苗的使用方法。

Description

肼基1H-咪唑并喹啉-4-胺以及由其制成的缀合物
相关申请的交叉引用
本申请要求于2011年6月3日提交的美国临时申请号61/493,051和61/493,143二者的优先权，所述专利申请的公开内容全文以引用方式并入本文。
背景技术
近几年来，已具有显著成功的努力，以发现通过刺激免疫系统的某些关键方面以及通过抑制某些其它方面(参见例如，美国专利号6,039,969(Tomai等人)和6,200,592(Tomai等人)而起作用的新药物化合物。这些化合物，在本文中被称为免疫应答调节剂(IRM)，似乎通过称为Toll样受体(TLR)的基本免疫系统机理诱导选定的细胞因子生物合成、共刺激分子的诱导以及增加抗原递呈能力而起作用。
许多IRM可用于治疗多种疾病和病症。例如，某些IRM可用于治疗病毒性疾病(如，人乳头状瘤病毒、肝炎、疱疹)、肿瘤(如，基底细胞癌、鳞状上皮细胞癌、光化性角化症、黑素瘤)、TH2-介导的疾病(如哮喘、过敏性鼻炎、特应性皮炎)、以及自体免疫疾病。
某些IRM也可例如用作疫苗佐剂。在一些情况下，IRM化合物可在缀合组合物中施用，在所述缀合组合物中，所述IRM化合物共价附接到抗原部分(参见例如美国专利号7,427,629(Kedl等人)和美国专利申请公开号2009/0035323(Stoermer等人))。
许多已知的IRM为咪唑并喹啉胺衍生物(参见例如美国专利号4,689,338(Gerster))，但其它化合物种类同样为已知的(参见例如美国专利号5,446,153(Lindstrom等人)；6,194,425(Gerster等人)；和6,110,929(Gerster等人)；和国际公开号WO2005/079195(Hays等人))，而更多的化合物仍在开发中。
根据IRM在广泛的多种疾病和病症的治疗中的极大治疗潜力，并且尽管重要工作已经完成，但仍存在对于可调节免疫应答的新化合物和对于IRM化合物的扩展用途、组合物和递送选项的需要。
发明内容
本发明提供例如对于制备IRM缀合物并在动物中诱导细胞因子生物合成有用的新化合物。此类化合物具有下式(I)：
Figure BDA0000428596880000021
其中R、R2、A、X、P和n如下定义。
在另一方面，本发明提供包含式I的化合物或盐与含醛抗原的反应产物的缀合物。
在另一方面，本发明提供抗原的缀合物，所述缀合物具有由式(II)表示的至少一个链段：
Figure BDA0000428596880000022
其中R、R2、A、X、n、Z和抗原如下定义。
由于它们在施用于动物时诱导细胞因子生物合成(例如诱导至少一种细胞因子的合成)和另外调节免疫应答的能力，式I的化合物可用作免疫应答调节剂。式I的化合物也为有用的疫苗佐剂，其可与抗原共价接合，以提供缀合物(例如具有由式II表示的至少一个链段的缀合物)。向免疫细胞共递送疫苗佐剂(如，诸如式I化合物的IRM化合物)和抗原可增加对抗原的免疫应答并改善抗原特异性免疫记忆。例如，当佐剂和抗原同时在抗原递呈细胞内处理时，可进行最佳递送。
有利的是，根据本发明的缀合物可在不使抗原(例如其可为蛋白质)变性的条件下制备。例如，缀合物可在生理pH下制备。此外，不需要照射在缀合物的合成中形成的用以连接式I的化合物和抗原的共价键。还有利的是，在许多实施例中，由于形成的腙键的特征性吸收，式I的化合物和含醛抗原的反应可使用UV光谱容易地监控。
在动物中诱导细胞因子生物合成的能力使得式I的化合物以及由其制备的缀合物可用于治疗多种病症，诸如在免疫应答中响应于此类变化的病毒性疾病和肿瘤。因此，本发明提供通过向动物施用有效量的由式I的化合物和抗原制备的缀合物(在一些实施例中，具有由式II表示的至少一个链段的缀合物)，在动物中诱导细胞因子生物合成的方法。本发明还提供给动物接种疫苗的方法，所述方法包括向所述动物施用由式I的化合物和抗原制备的缀合物(在一些实施例中，具有由式II表示的至少一个链段的缀合物)。
本发明还提供药物组合物，其包含药学上可接受的载体和有效量的由式I的化合物和抗原制备的缀合物(在一些实施例中，具有由式II表示的至少一个链段的缀合物)。
当术语“包含”及其变型出现在说明书和权利要求中时，这些术语不具有限制的意思。
本文所用的“一种”、“一个”、“所述”、“至少一种”和“一种或多种”可互换使用。
另外，本文通过端点表述的数值范围包括包含在所述范围内的所有数值(例如，1到5包括1、1.5、2、2.75、3、3.80、4、5等)。
“抗原”是指可以在某种程度上对于体液免疫应答免疫特异性的方式由抗体结合的任何物质。如本文所用，“抗原”还指可由抗原递呈细胞结合用于细胞介导的免疫应答的任何物质。本文所述抗原可引出抗原活性，包括例如以下中的任一种或多种：通过B细胞生成对抗原特异性的抗体、免疫细胞成熟、通过免疫细胞产生细胞因子、以及生成递呈抗原的抗原递呈细胞。可用于实践本发明的抗原包括在不存在佐剂(例如IRM化合物或式I的化合物)的情况下具有非常弱的活性和/或无治疗有益效果的那些。
如本文所用，“缀合物”为包含共价连接在一起的两种组分(例如式I的化合物和抗原)的化合物。
“诱导”及其变型是指细胞活性的任何可测量的增加。例如，免疫应答的诱导可包括例如细胞因子产量的增加，一组免疫细胞的活化、增殖或成熟、和/或增加的免疫功能的其它指标。
术语“蛋白质”包括蛋白质和糖蛋白。对于蛋白质性抗原，可对特定抗原进行改性，而不使被改性的抗原不适于用作抗原。例如，可删除或取代蛋白质性抗原的氨基酸序列的一个或多个部分，或者可添加另外的氨基酸，并且所述蛋白质性抗原可仍保留抗原活性。
本发明的上述发明内容并不旨在描述本发明的每个公开的实施例或每种实施方式。以下描述更具体地例示了示例性实施例。在整个说明书的多个部分中，通过实例的列表提供指导，这些实例可以各种组合使用。在每种情形下，所列举的列表仅作为代表性群组，并且不应被理解为排他性列表。
具体实施方式
在一个实施例中，本发明提供式(I)的化合物或其药学上可接受的盐：
其中：
X为任选地由-O-间隔或封端的具有至多8个碳原子的亚烷基；
R2为氢、烷基、烷氧基亚烷基、烷基氨基亚烷基、或羟基亚烷基；
P为氨基基团、受保护的氨基基团、或NH3 +Y-，其中Y-为抗衡阴离子；
A为CH或N；
R为卤素、羟基、烷基、卤代烷基、或烷氧基；并且
n为0至4的整数。
在一个实施例中，本发明提供式(I-A)的化合物或其盐：
Figure BDA0000428596880000051
其中：
X为任选地由-O-间隔或封端的具有至多8个碳原子的亚烷基；
R2为氢、烷基、烷氧基亚烷基、烷基氨基亚烷基、或羟基亚烷基；
A为CH或N；
R为卤素、羟基、烷基、卤代烷基、或烷氧基；并且
n为0至4的整数。
在一个实施例中，本发明提供抗原的缀合物或其药学上可接受的盐，所述缀合物具有由式(II)表示的至少一个链段：
Figure BDA0000428596880000061
其中：
X为任选地由-O-间隔或封端的具有至多8个碳原子的亚烷基；
R2为氢、烷基、烷氧基亚烷基、烷基氨基亚烷基、或羟基亚烷基；
A为CH或N；
R为卤素、羟基、烷基、卤代烷基、或烷氧基；
n为0至4的整数；
Z为键或-C(O)-NH-(CH2CH2O)p-CH2CH2-，其中p在1至50的范围内；并且
由N*指示的氮原子共价键合至抗原。
如本文所用，术语“烷基”、“烯基”、“炔基”和前缀“烷基(alk-)”包括直链和支链基团二者以及环状基团例如环烷基和环烯基在内。除非另外指明，这些基团包含1至20个碳原子，其中烯基基团包含2至20个碳原子，并且炔基基团包含2至20个碳原子。在一些实施例中，这些基团具有总计至多10个碳原子、至多8个碳原子、至多7个碳原子、至多6个碳原子、或至多4个碳原子。环状基团可为单环的或多环的，并且优选具有3至10个环碳原子。示例性环状基团包括环丙基、环丙基甲基、环戊基、环己基、金刚烷基、以及取代的和未取代的冰片基、降冰片基和降冰片烯基。
除非另外指明，“亚烷基”、“亚烯基”和“亚炔基”为上文定义的“烷基”、“烯基”和“炔基”基团的二价形式。当“亚烷基”、“亚烯基”和“亚炔基”分别被取代时，使用术语“亚烷基(alkylenyl)”、“亚烯基(alkenylenyl)”和“亚炔基(alkynylenyl)”。例如，芳基亚烷基基团包含芳基基团与之附接的亚烷基部分。
术语“卤代烷基”包括由一种或多种卤素原子取代的基团在内，包括全氟化基团。包括前缀“卤代”的其它基团也是如此。合适的卤代烷基基团的例子包括氯甲基和三氟甲基。
任选地由-O-“间隔的”具有碳原子的亚烷基基团是指在-O-的任一侧上具有碳原子。一个例子为-CH2-CH2-O-CH2-CH2-。
任选地由-O-“封端的”具有碳原子的亚烷基基团是指在亚烷基基团或碳原子链的任一末端上具有-O-。例子包括-O-CH2-CH2-CH2-CH2-和-CH2-CH2-CH2-CH2-O-。在本发明的化合物和缀合物中，当X为由-O-封端的具有至多8个碳原子的亚烷基时，-O-可连接至咪唑环的氮或者苯甲酰胺或烟酰胺基团的氮。
本发明包括以其药学上可接受的形式中的任一种的本文所述化合物在内(包括中间体)，所述药学上可接受的形式包括异构体(例如非对映体和对映体)、盐、溶剂化物、多晶型物、前药等。具体地，如果化合物是旋光活性的，则本发明具体地包括化合物的对映体以及对映体的外消旋混合物中的每一种。应当理解，术语“化合物”包括此类形式中的任一种或全部，无论是否明确陈述(尽管有时，明确陈述“盐”)。
如本领域技术人员将理解，对于本文递呈的化合物中的任一种，包括式I、I-A和II，在其实施例的任一个中的以下变量(例如X、R2、R、n等)中的每一个可与在它们的实施例的任一个中的其它变量中的任一个或多个组合，并且与本文所述的式中的任一个相关。所得的变量的组合中的每一个为本发明的一个实施例。
在一些实施例中，X为任选地由-O-间隔或封端的具有至多8个碳原子的亚烷基。
在一些实施例中，X为任选地由-O-间隔或封端的具有至多5个碳原子的亚烷基。
在一些实施例中，X为-O-C2-8亚烷基(例如-O-C2-5亚烷基)。在这些实施例中，-O-直接附接到咪唑环的氮。
在一些实施例中，X为-O-C3-8亚烷基(例如-O-C3-5亚烷基)。在这些实施例中，-O-直接附接到咪唑环的氮。
在一些实施例中，X为-C1-8亚烷基(例如-C2-5亚烷基)。
在一些实施例中，X为由-O-间隔的-C1-8亚烷基(例如-C2-5亚烷基)。
在一些实施例中，X为-C3-8亚烷基(例如-C3-5亚烷基)。
在一些实施例中，X为-O-丁烯(例如-O-CH2-CH2-CH2-CH2-)。在这些实施例中，-O-直接附接到咪唑环的氮。
在一些实施例中，X为-CH2-CH2-O-CH2-CH2-。
在其中限定X的一些实施例中，包括上文式I、I-A和II的实施例中的任一个，R2为氢、烷基、烷氧基亚烷基、烷基氨基亚烷基、或羟基亚烷基。
在其中限定X的一些实施例中，包括上文式I、I-A和II的实施例中的任一个，R2为氢、烷基、烷氧基亚烷基、或羟基亚烷基。
在其中限定X的一些实施例中，包括上文式I、I-A和II的实施例中的任一个，R2为氢、烷基、或烷氧基亚烷基。
在其中限定X的一些实施例中，包括上文式I、I-A和II的实施例中的任一个，R2为甲基、乙基、丙基、丁基、乙氧基甲基、甲氧基甲基、乙基氨基甲基、或2-甲氧基乙基。
在其中限定X的一些实施例中，包括上文式I、I-A和II的实施例中的任一个，R2为甲基、乙基、丙基、丁基、乙氧基甲基、甲氧基甲基、或2-甲氧基乙基。
在其中限定X的一些实施例中，包括上文式I、I-A和II的实施例中的任一个，R2为乙基、丁基、乙氧基甲基、或2-甲氧基乙基。
在其中限定X的一些实施例中，包括上文式I、I-A和II的实施例中的任一个，R2为丁基(例如-CH2-CH2-CH2-CH3)。
在其中限定X或R2的一些实施例中，包括上文式I、I-A和II的实施例中的任一个，A为CH或N。
在其中限定X或R2的一些实施例中，包括上文式I、I-A和II的实施例中的任一个，A为CH。
在其中限定X或R2的一些实施例中，包括上文式I、I-A和II的实施例中的任一个，A为N。
在其中限定X、A、或R2的一些实施例中，包括上文式I、I-A和II的实施例中的任一个，R为卤素、羟基、烷基、卤代烷基、或烷氧基。
在其中限定X、A、或R2的一些实施例中，包括上文式I、I-A和II的实施例中的任一个，R为卤素或羟基。
在其中限定X、A、R、或R2的一些实施例中，包括上文式I、I-A和II的实施例中的任一个，n为1。
在其中限定X、A、或R2的一些实施例中，包括上文式I、I-A和II的实施例中的任一个，n为0。
在其中限定X、A、R2、R、或n的一些实施例中，包括上文式I的实施例中的任一个，P为氨基基团(即NH2)、受保护的氨基基团、或NH3 +Y-，其中Y-为抗衡阴离子。
在其中限定X、A、R2、R、或n的一些实施例中，包括上文式I的实施例中的任一个，P为氨基基团(即NH2)。
在其中限定X、A、R2、R、或n的一些实施例中，包括上文式I的实施例中的任一个，P为NH3 +Y-或受保护的氨基基团。
在其中限定X、A、R2、R、或n的一些实施例中，包括上文式I的实施例中的任一个，P为NH3 +Y-，其中Y-为抗衡阴离子。Y-可为任何药学上可接受的抗衡阴离子，所述抗衡阴离子不会不利地影响式I的化合物的溶解度，或干扰式I的化合物与含醛抗原的反应。
在其中限定X、A、R2、R、或n的一些实施例中，包括上文式I的实施例中的任一个，P为NH3 +Y-，其中Y-为卤化物(即氟化物、氯化物、溴化物和碘化物)、R′-C(O)-O-、R′-SO2-O-、R″-O-SO2-O-、磷酸盐、硝酸盐、硫酸盐、硼酸盐、或四氟硼酸盐，其中R′和R″独立地为烷基、烯基、炔基、芳基、芳基亚烷基、杂芳基和杂芳基亚烷基，其中所述烷基、烯基、炔基、芳基、芳基亚烷基、杂芳基和杂芳基亚烷基基团可为未取代的，或由独立地选自以下的一个或多个取代基取代的：烷基、烷氧基、羟烷基、卤代烷基、卤代烷氧基、卤素、硝基、羟基、氰基、芳基和芳氧基。
在其中限定X、A、R2、R、或n的一些实施例中，包括上文式I的实施例中的任一个，P为NH3 +Cl-。
在其中限定X、A、R2、R、或n的一些实施例中，包括上文式I的实施例中的任一个，P为受保护的氨基基团。受保护的氨基基团可为任何受保护的氨基基团，所述氨基不会不利地影响式I的化合物的溶解度，并且可易于去除，以允许与含醛抗原反应。示例性的合适受保护的氨基基团包括氨基甲酸酯和胺。
在其中限定X、A、R2、R、或n的一些实施例中，包括上文式I的实施例中的任一个，P为可具有式-N(H)-C(O)-O-R′的氨基甲酸酯，其中R′为烷基、烯基、炔基、芳基、芳基亚烷基、杂芳基和杂芳基亚烷基，其中所述烷基、烯基、炔基、芳基、芳基亚烷基、杂芳基和杂芳基亚烷基基团可为未取代的，或由独立地选自以下的一个或多个取代基取代的：烷基、烷氧基、羟烷基、卤代烷基、卤代烷氧基、卤素、硝基、羟基、氰基、芳基和芳氧基。
在其中限定X、A、R2、R、或n的一些实施例中，包括上文式I的实施例中的任一个，P为-N(H)-C(O)-O-R′，其中R′为甲基、乙基、叔丁基、9-芴甲基、2，2，2-三氯乙基、2-三甲基甲硅烷基乙基、2-苯乙基、1-金刚烷基、或苄基。
在其中限定X、A、R2、R、或n的一些实施例中，包括上文式I的实施例中的任一个，P为-N(H)-C(O)-O-叔丁基。
在其中限定X、A、R2、R、或n的一些实施例中，包括上文式I的实施例中的任一个，P为可具有式-N＝C(R′)2的亚胺，其中每个R′独立地为烷基、烯基、炔基、芳基、芳基亚烷基、杂芳基和杂芳基亚烷基，其中所述烷基、烯基、炔基、芳基、芳基亚烷基、杂芳基和杂芳基亚烷基基团可为未取代的，或由独立地选自以下的一个或多个取代基取代的：烷基、烷氧基、羟烷基、卤代烷基、卤代烷氧基、卤素、硝基、羟基、氰基、芳基和芳氧基。
在其中限定X、A、R2、R、或n的一些实施例中，包括上文式I的实施例中的任一个，P为-N＝C(CH3)2。
在其中限定X、A、R2、R、P、或n的一些实施例中，包括上文式I的实施例中的任一个，基团-NH-P在A的邻位或间位。
在其中限定X、A、R2、R、P、或n的一些实施例中，包括上文式I的实施例中的任一个，基团-NH-P在A的邻位。
在其中限定X、A、R2、R、P、或n的一些实施例中，包括上文式I的实施例中的任一个，基团-NH-P在A的间位。
在其中限定X、A、R2、R、或n的一些实施例中，包括上文式I-A的实施例中的任一个，基团-NH-NH2在A的邻位或间位。
在其中限定X、A、R2、R、或n的一些实施例中，包括上文式I-A的实施例中的任一个，基团-NH-NH2在A的邻位。
在其中限定X、A、R2、R、或n的一些实施例中，包括上文式I-A的实施例中的任一个，基团-NH-NH2在A的间位。
在其中限定X、A、R2、R、或n的一些实施例中，包括上文式II的实施例中的任一个，基团-NH-N＝CH-在A的邻位或间位。
在其中限定X、A、R2、R、或n的一些实施例中，包括上文式II的实施例中的任一个，基团-NH-N＝CH-在A的邻位。
在其中限定X、A、R2、R、或n的一些实施例中，包括上文式II的实施例中的任一个，基团-NH-N＝CH-在A的间位。
在其中限定X、A、R2、R、n、或基团-NH-N＝CH-的位置的一些实施例中，包括上文式II的实施例中的任一个，Z为键。在其中Z为键的实施例中，应当理解，Z不存在，并且由式II表示的链段还可书写为：
Figure BDA0000428596880000111
在其中限定X、A、R2、R、n、或基团-NH-N＝CH-的位置的一些实施例中，包括上文式II的实施例中的任一个，Z为-C(O)-NH-(CH2CH2O)p-CH2CH2-。在这些实施例中，应当理解，羰基基团附接到芳族环，并且由式II表示的链段还可书写为：
Figure BDA0000428596880000112
在这些实施例的一些中，p在1至50的范围内。在其它实施例中，p在2至50、1至40、2至40、1至30、2至30、2至24、2至16、2至12、4至24、4至16、或4至12的范围内。
在式I、I-A和II的一些实施例中，n为0，X为-O-C3-5亚烷基，并且R2为甲基、乙基、丙基、丁基、乙氧基甲基、甲氧基甲基、或2-甲氧基乙基。
在式I、I-A和II的一些实施例中，n为0，X为-O-丁烯，并且R2为丁基。
在一些实施例中，式I的化合物为N-(4-{[4-氨基-2-丁基-1H-咪唑并[4，5-c]喹啉-1-基]氧基}丁基)-6-肼基烟酰胺：
或其药学上可接受的盐。
在一些实施例中，式I的化合物为N-(4-{[4-氨基-2-丁基-1H-咪唑并[4，5-c]喹啉-1-基]氧基}丁基)-6-(N’-异亚丙基肼基)烟酰胺：
Figure BDA0000428596880000131
或其药学上可接受的盐。
在一些实施例中，式I的化合物为N-(4-{[4-氨基-2-丁基-1H-咪唑并[4，5-c]喹啉-1-基]氧基}丁基)-4-(N’-异亚丙基肼基)苯甲酰胺：
Figure BDA0000428596880000132
或其药学上可接受的盐。
在一些实施例中，式I的化合物为N-(4-{[4-氨基-2-丁基-1H-咪唑并[4，5-c]喹啉-1-基]氧基}丁基)-4-肼基苯甲酰胺：
Figure BDA0000428596880000141
或其药学上可接受的盐。
如上定义，“抗原”是指可以在某种程度上免疫特异性的方式结合并且可引出体液免疫应答、细胞介导的应答或二者的任何物质。示例性抗原包括肽、多肽、蛋白质、糖蛋白、脂质、糖脂、多糖、碳水化合物、多核苷酸、朊病毒、寡核苷酸(例如CpG)、DNA、病毒、细菌、真菌、寄生生物、毒素、或类毒素)。
在其中限定X、A、R2、R、n、p、或基团-NH-N＝CH-的位置的一些实施例中，包括上文式II的实施例中的任一个，该抗原为蛋白质。
在其中限定X、A、R2、R、n、p、或基团-NH-N＝CH-的位置的一些实施例中，包括上文式II的实施例中的任一个，该抗原为脂质。
在其中限定X、A、R2、R、n、p、或基团-NH-N＝CH-的位置的一些实施例中，包括上文式II的实施例中的任一个，该抗原为疫苗。
化合物的制备
本发明的化合物可通过合成途径合成，所述合同途径包括与化学领域中熟知的那些类似的工艺，特别是按照本文包含的说明书。起始材料一般可购自商业来源，例如奥德里奇化学公司(美国威斯康星州密尔沃基(Milwaukee，Wisconsin，USA))，或是使用本领域技术人员熟知的方法易于制备的(例如通过一般描述于以下中的方法制备：Louis F.Fieser和MaryFieser，Reagents for Organic Synthesis《有机合成试剂》，第1-19卷，纽约威利出版社(Wiley，New York)(1967-1999年编)；Alan R.Katritsky，OttoMeth-Cohn，Charles W.Rees，Comprehensive Organic Functional GroupTransformations《有机官能基团转化全书》，第1-6卷，英国牛津帕加蒙出版社(Pergamon Press，Oxford，England)，(1995)；Barry M.Trost和IanFleming，Comprehensive Organic Synthesis《综合有机合成》，第1-8卷，英国牛津帕加蒙出版社，(1991)；或Beilsteins Handbuch der organischenChemie《拜耳斯坦有机化学手册》，4，Aufl.编辑，德国柏林斯普林格出版社(Springer-Verlag，Berlin，Germany)，包括增刊(也可经由拜耳斯坦在线数据库获得))。
为了示例性目的，下文描述的反应方案提供用于合成本发明的化合物以及关键中间体的潜在途径。为了更详细地描述各个反应步骤，参见下文实例部分。本领域的技术人员将会知道，其它合成途径可用于合成本发明的化合物。尽管具体起始材料和试剂在反应方案中描述并在下文讨论，但其它起始材料和试剂可被容易地取代，以提供多种衍生物和/或反应条件。此外，通过下文所述方法制备的化合物中的许多还可按照本公开使用本领域技术人员熟知的常规方法改性。
在本发明的化合物的制备中，有时保护特定官能基团可能是必要的，同时使中间体上的其它官能基团反应。对于此类保护的需要将根据特定官能基团的性质和反应步骤的条件而改变。合适的氨基保护基团包括乙酰基、三氟乙酰基、叔丁氧羰基(Boc)、苄氧羰基和9-芴甲氧羰基(Fmoc)。合适的羟基保护基团包括乙酰基和甲硅烷基基团，例如叔丁基二甲基甲硅烷基基团。对于保护基团及其用途的一般描述，参见T.W.Greene和P.G.M.Wuts，Protective Groups in Organic Synthesis《有机合成中的保护基团》，美国纽约约翰·威利父子出版社(John Wiley&Sons，New York，USA)，1991年。
分离和纯化的常规方法和技术可用于分离本发明的化合物，以及与其相关的各种中间体。此类技术可包括例如所有类型的色谱法(高效液相色谱法(HPLC)、使用通用吸收剂例如硅胶的柱色谱法、以及薄层色谱法)、重结晶和差异(即液-液)萃取技术。
在反应方案I中，描述可用于实践本发明的中间体化合物。在反应方案I的步骤(1)中，使式IV的肼基苯甲酸或肼基烟酸化合物在环境温度下与丙酮反应，以提供式V的腙取代的化合物。起始的式IV的肼取代的化合物为4-肼基苯甲酸(其中A＝CH的IV)和6-肼基烟酸(其中A＝N的IV)。这些化合物可使用由以下描述的反应条件制备：Lagisetty，P.；Vilekar，P.；和Awasthi，V.Biorganic and Medicinal Chemistry Letters《生物有机化学与医药化学通讯》，19，第4764-4767页(2009)或Pegurier，C.；Collart，P.；Danhaive，P.；Defays，S.；Gillard，M.；Gilson，F.；Kogej，T.；Pasau，P.；Van Houtvin，N.；VanThuyne，M.；Van Keulen，B.Bioorganic andMedicinal Chemistry Letters《生物有机化学与医药化学通讯》，17，第4228-4231页(2007)或国际专利申请公开号WO2006071940(Flynn等人)。
在反应方案I的步骤(2)中，使式V的化合物在环境温度下与N-羟基琥珀酰亚胺和标准偶联试剂反应，所述标准偶联试剂例如合适溶剂例如二氯甲烷或吡啶中的1，3-二环己基碳二亚胺(DCC)或1-[3-(二甲基氨基)丙基]-3-乙基碳二亚胺(EDC)。式VI的产物可使用常规方法分离。
在反应方案I的步骤(3)中，使式VII的肼基苯甲酸或肼基烟酸化合物在环境温度下与丙酮反应，以提供式VIII的腙取代的化合物。起始的式VII的肼取代的化合物为3-肼基苯甲酸(其中A＝CH的VII)和5-肼基烟酸(其中A＝N的VII)。这些化合物可根据提供的参考文献中的工序制备，以制备式IV的化合物。
在反应方案I的步骤(4)中，使用例如上文对于步骤(2)描述的条件，使式VIII的化合物在环境温度下与N-羟基琥珀酰亚胺反应。
反应方案I
本发明的化合物可根据反应方案II制备，其中R、R2、A和n如上定义，并且X′为具有至多8个碳原子的亚烷基。
在反应方案II的步骤(1)中，将式X的4-氯-3-硝基喹啉还原，以提供式XI的3-氨基-4-氯喹啉。还原可使用常规异质氢化催化剂例如碳载铂或碳载钯进行。对于式X的一些化合物，例如，其中R为卤素的化合物，铂催化剂是优选的。该反应可使用Parr设备在合适的溶剂例如甲苯和/或异丙醇中进行。该产物可通过常规方法分离。式X的许多化合物是已知的，或者可使用已知合成方法制备，参见例如美国专利号4,689,338(Gerster)；5,175,296(Gerster)；5,367,076(Gerster)；和5,389,640(Gerster等人)；以及其中引用的文件。式XI的一些化合物是已知的。例如，3-氨基-4-氯喹啉、3-氨基-4，5-二氯喹啉和3-氨基-4，7-二氯喹啉已通过Surrey等人Journal of theAmerican Chemical Society《美国化学会志》，73，第2413-2416页(1951)制备。
作为另外一种选择，还原步骤(1)可使用单相或二相连二硫酸钠还原进行。该反应使用由Park，K.K.；Oh，C.H.；和Joung，W.K.Tetrahedron Letters《四面体通讯》，34，第7445-7446页(1993)描述的条件进行，在存在碳酸钾和乙基紫精二溴化物、乙基紫精二碘化物、或1，1’-二-正辛基-4，4’-联吡啶
Figure BDA0000428596880000172
二溴化物的情况下，在环境温度下将连二硫酸钠添加到在二氯甲烷和水的混合物中的式X的化合物中。该产物可使用常规方法分离。
在反应方案II的步骤(2)中，使式XI的3-氨基-4-氯喹啉与式R2C(O)Cl或R2C(O)Br的酰基卤反应，以提供式XII的N-(4-氯喹啉-3-基)酰胺。在存在碱例如三乙胺、吡啶、或4-二甲基氨基吡啶的情况下，将酰基卤添加到合适溶剂例如二氯甲烷中的式XI化合物溶液中。该反应可在低温例如0℃下或在环境温度下运行。该产物可通过常规方法例如重结晶分离。
在反应方案II的步骤(3)中，使式XII的N-(4-氯喹啉-3-基)酰胺与式CBZ-NH-X’-ONH2的羟胺反应并环化，以提供式XIII的1H-咪唑并[4，5-c]喹啉。CBZ为对于羧基苄基基团的通用化学缩写。将CBZ-NH-X’-ONH2添加到醇溶剂中的式XII化合物溶液中。该反应可在高温下例如在回流温度下在异丙醇中进行。还可将碱例如三乙胺添加到反应中。该产物可通过常规方法例如重结晶分离。
在反应方案II的步骤(3)中使用的CBZ-NH-X’-ONH2化合物可通过使式H2N-X’-OH的氨基烷基醇与氯甲酸苄酯反应来制备，以提供式CBZ-NH-X’-OH的化合物。在存在碱例如吡啶的情况下，将氯甲酸苄酯添加到合适溶剂例如二氯甲烷中的式H2N-X’-OH溶液中。该反应初始可在低温例如0℃下运行，随后缓慢升温至环境温度。该产物可通过常规方法例如重结晶分离。式CBZ-NH-X’-OH的化合物还使用光延反应(Mitsunobu Reaction)条件进行反应，以提供式CBZ-NH-X’-ONH2的化合物。将N-羟基邻苯二甲酰亚胺、式CBZ-NH-X’-OH的化合物和三苯基膦在合适的溶剂例如二氯甲烷中混合，并且冷却至0℃。缓慢添加偶氮二甲酸二异丙酯(D1AD)，并且使反应升温至环境温度。如果需要的话，反应可在高温例如60℃下进行。在减压下浓缩后，通过在合适溶剂例如乙醇中用肼(水溶液)处理来去除邻苯二甲酰亚胺保护基团。式CBZ-NH-X’-ONH2的产物可通过常规方法例如重结晶分离。
在反应方案II的步骤(4)中，使式XIII的1H-咪唑并[4，5-c]喹啉进行三次转化，以提供式XIV的1H-咪唑并[4，5-c]喹啉-4-胺。首先，使用常规氧化剂将式XIII的化合物氧化，所述常规氧化剂能够形成吡啶环中的氮原子的N-氧化物。该反应通过用3-氯过氧苯甲酸处理合适溶剂例如氯仿或二氯甲烷中的式XIII化合物溶液进行。可任选地分离N-氧化物反应产物，或可在相同反应容器中用原位形成的N-氧化物进行二次转化。在二次转化中，通过用合适的活化剂活化N-氧化物，随后用合适的胺化剂胺化，将N-氧化物产物胺化。合适的活化剂包括烷基或芳基磺酰氯(例如苯磺酰氯、甲磺酰氯和对甲苯磺酰氯)。芳基磺酰氯(例如对甲苯磺酰氯)在一些实施例中是有用的。合适的胺化剂包括氨(例如以氢氧化铵的形式)和铵盐(例如碳酸铵、碳酸氢铵、磷酸铵)。该反应可通过以下进行：将式XIII的化合物的N-氧化物溶解于合适的溶剂例如二氯甲烷、1，2-二氯乙烷、或氯仿中，并且添加氢氧化铵，随后添加芳基磺酰氯。该反应可任选地伴随加热进行。任选地，该反应可在密封的压力容器中在高温(85-100℃)下进行。在三次转化中，CBZ保护基团在酸性条件(例如在高温下的浓盐酸)下去除，以提供式XIV的化合物。式XIV的化合物可作为游离碱或作为酸盐(例如马来酸盐或延胡索酸盐)通过常规方法分离。
在反应方案II的步骤(5)中，使式XIV的化合物与式V的化合物(来自其中A＝CH或N的反应方案I)反应，以提供式XV的化合物。该反应可在环境温度下在溶剂例如二氯甲烷、吡啶、或1-丁醇中用标准偶联试剂进行，所述标准偶联试剂例如1，3-二环己基碳二亚胺(DCC)或1-[3-(二甲基氨基)丙基]-3-乙基碳二亚胺(EDC)。式XV的化合物可使用常规方法分离。作为反应方案II的步骤(5)的替代方法，使式XIV的化合物与式VI的化合物(来自其中A＝CH或N的反应方案I)反应，以提供式XV的化合物。式XIV的化合物可溶解于合适的醇溶剂例如1-丁醇中，并且式VI的化合物可在环境温度下缓慢添加。
在反应方案II的步骤(6)中，乙酰胺(acetamine)保护基团在酸性条件下去除，以提供式XVI的化合物。该反应可在盐酸中在环境温度或高温(例如60℃)下进行。式XVI的产物可例如作为盐酸盐通过冻干分离。
在反应方案II的步骤(7)中，根据步骤(5)中所述的相应工序，使式XIV的化合物与式VIII或式IX的化合物(来自其中A＝CH或N的反应方案I)反应，以提供式XVII的化合物。
在反应方案II的步骤(8)中，乙酰胺保护基团在酸性条件下去除，以提供式XVIII的化合物。该反应可根据步骤(6)中所述的工序进行。
反应方案II
Figure BDA0000428596880000201
本发明的化合物可根据反应方案III制备，其中R、R2、A和n如上定义，并且X′为具有至多8个碳原子的亚烷基。
在反应方案III的步骤(1)中，用式HO-X’-NH2的胺处理式X的4-氯-3-硝基喹啉，以提供式XIX的化合物。多种式HO-X’-NH2的胺是可商购获得的，并且其它的可通过已知的合成方法制备。在存在叔胺例如三乙胺的情况下，通过将式HO-X’-NH2的胺添加到合适溶剂例如二氯甲烷中的式X的4-氯-3-硝基喹啉溶液中，进行该反应。该反应可在环境温度下或在亚环境温度例如0℃下进行。反应产物可使用常规方法分离。
在反应方案III的步骤(2)中，将式XIX的化合物还原，以提供式XX的二胺。该反应可例如使用反应方案II的步骤(1)中所述的方法进行。
在反应方案III的步骤(3)中，使式XX的二胺与羧酸等同物反应，以提供式XXI的1H-咪唑并[4，5-c]喹啉。合适的羧酸等同物包括式R2C(O-烷基)3的原酸酯、式R2C(O-烷基)2(O-C(O)-烷基)的1，1-二烷氧基烷基链烷酸酯、以及式R2C(O)Cl的酰氯。羧酸等同物的选择通过在R2处的所需取代基确定。例如，原甲酸三乙酯将提供其中R2为氢的化合物，并且原丁酸三甲酯将提供其中R2为丙基基团的化合物。
步骤(3)可通过将羧酸等同物添加到合适溶剂例如甲苯或二甲苯中的式XX的二胺中进行。任选地，可添加催化盐酸吡啶。该反应通常在足够高的温度下进行，以驱除在该反应期间形成的醇或水。便利地，Dean-Stark捕集器可用于收集挥发物。式XXI的1H-咪唑并[4，5-c]喹啉产物可使用常规技术分离并任选地纯化。作为另外一种选择，当式R2C(O)Cl的酰氯用作羧酸等同物时，反应方案III的步骤(3)可在两个步骤中进行。步骤(3)的部分(i)可通过将酰氯添加到合适溶剂例如二氯甲烷或乙腈中的式XX的二胺溶液中进行。任选地，可添加叔胺例如三乙胺、吡啶、或4-二甲基氨基吡啶。该反应可在环境温度下进行。酰胺产物可使用常规技术分离并任选地纯化。步骤(3)的部分(ii)涉及在存在碱的情况下加热部分(i)中制备的酰胺，以提供式XXI的1H-咪唑并[4，5-c]喹啉。在存在碱例如氢氧化钠或含水碳酸钾的情况下，该反应可在合适的溶剂例如乙醇中在高温下进行。式XXI的产物可使用常规方法分离。
其中n为0的式XXI的多种化合物是已知的，并且已通过其它相关途径制备；参见例如美国专利号4,689,338(Gerster)、5,605,899(Gerster等人)和5，175,296(Gerster)。
在反应方案III的步骤(4)中，在光延反应条件下用N-羟基邻苯二甲酰亚胺处理式XXI的羟基取代的化合物，以提供式XXII的受N-邻苯二甲酰亚胺保护的羟胺。该反应可通过以下进行：将三苯基膦和N-羟基邻苯二甲酰亚胺添加到合适溶剂例如四氢呋喃或N，N-二甲基甲酰胺中的式XXI的醇溶液中，然后缓慢添加偶氮二甲酸二异丙酯(DIAD)。该反应可在环境温度下或在高温例如60℃下进行。该产物可使用常规方法分离。
在反应方案III的步骤(5)和(6)中，使用能够形成N-氧化物的常规氧化剂，将式XXII的受N-邻苯二甲酰亚胺保护的羟胺氧化，以提供式XXIII的1H-咪唑并[4，5-c]喹啉-5N-氧化物，然后将式XXIII的1H-咪唑并[4，5-c]喹啉-5N-氧化物胺化，以提供式XXIV的1H-咪唑并[4，5-c]喹啉-4-胺。该反应可使用反应方案II的步骤(4)中的一次和二次转化中所述的条件进行。在这些条件下，去除N-邻苯二甲酰亚胺保护基团，以提供式XXIV的1H-咪唑并[4，5-c]喹啉-4-胺。式XXIV的化合物是已知的，并且它们的其它制备方法已有所描述；参见例如美国专利号7,648,997(Kshirsagar等人)。
在反应方案III的步骤(7)中，使式XXIV的化合物与式V或VI的化合物(来自其中A＝CH或N的反应方案I)反应，以提供式XXV的化合物。该反应可根据反应方案II的步骤(5)中所述的相应方法进行。
在反应方案III的步骤(9)中，根据反应方案II的步骤(5)中所述的相应工序，使式XXIV的化合物与式VIII或式IX的化合物(来自其中A＝CH或N的反应方案I)反应，以提供式XXVII的化合物。
在反应方案III的步骤(8)和(10)中，如反应方案II的步骤(6)中所述，在酸性条件下去除乙酰胺保护基团，以分别提供式XXVI和XXVIII的化合物。
反应方案III
本发明的化合物可根据反应方案IV制备，其中R、R2、A和n如上定义，BOC为叔丁氧羰基，并且Y和Z为具有总计至多8个碳原子的亚烷基基团。
在反应方案IV的步骤(1)中，用叔丁氧羰基基团(BOC)保护式XXIX的氨基醇的氨基基团，以提供式XXX的化合物。在存在碱例如氢氧化钠的情况下，四氢呋喃中的氨基醇溶液可用二碳酸二叔丁酯处理。许多式XXIX的氨基醇是可商购获得的，并且其它的可使用已知的合成方法制备。
在反应方案IV的步骤(2)中，将式XXX的受保护的氨基醇转变为式XXXI的碘化物。碘可添加到二氯甲烷中的三苯基膦和咪唑溶液中，然后可添加二氯甲烷中的受保护的氨基醇XXX溶液。该反应可在环境温度下进行。式XXXI的化合物可使用常规方法分离。
在反应方案IV的步骤(3)中，式XXXII的1H-咪唑并[4，5-c]喹啉-1-基醇用式XXXI的碘化物烷基化，以提供式XXXIII的1H-咪唑并[4，5-c]喹啉-1-基醚。式XXXII的1H-咪唑并[4，5-c]喹啉-1-基醇表示在反应方案III中由式XXI表示的化合物子集。式XXXII的化合物可使用对于反应方案III中的式XXI化合物的合成描述的工序制备。在步骤(3)中，式XXXII的醇可与合适溶剂例如N，N-二甲基甲酰胺中的氢化钠反应，以形成醇盐。碘化物在环境温度下添加到醇盐溶液中，然后在高温(大约100℃)下搅拌。
在反应方案IV的步骤(4)中，将式XXXIII的1H-咪唑并[4，5-c]喹啉-1-基醚氧化，以提供式XXXIV的1H-咪唑并[4，5-c]喹啉-5N-氧化物。在反应方案IV的步骤(5)中，将式XXXIV的1H-咪唑并[4，5-c]喹啉-5N-氧化物胺化，以提供式XXXV的1H-咪唑并[4，5-c]喹啉-4-胺。该反应可使用反应方案II的步骤(4)中的一次和二次转化中所述的条件进行。
在反应方案IV的步骤(6)中，通过在酸性条件下的水解去除BOC保护基团，以提供式XXXVI的1H-咪唑并[4，5-c]喹啉-4-胺。式XXXV的化合物可在环境温度下或伴随微热在乙醇中用盐酸处理。其中n为0的式XXXVI的化合物是已知的，并且制备和分离方法已有所描述；参见例如美国专利号6,660,747(Crooks等人)。
在反应方案IV的步骤(7)中，使式XXXVI的化合物与式V或VI的化合物(来自其中A＝CH或N的反应方案I)反应，以提供式XXXVII的化合物。该反应可根据反应方案II的步骤(5)中所述的相应方法进行。
在反应方案IV的步骤(9)中，根据反应方案II的步骤(5)中所述的相应工序，使式XXXVI的化合物与式VIII或式IX的化合物(来自其中A＝CH或N的反应方案I)反应，以提供式XXXIX的化合物。
在反应方案IV的步骤(8)和(10)中，在酸性条件下去除乙酰胺保护基团，以分别提供式XXXVIII或XL的化合物。该反应可在盐酸中在环境温度或高温(例如60℃)下进行。式XXXVIII或XL的产物可通过冻干作为盐酸盐分离。
反应方案IV
Figure BDA0000428596880000261
本发明的化合物还可使用反应方案I至IV的修改形式制成，所述反应方案I至IV的修改形式对于本领域技术人员将是显而易见的。例如，具有包含至多8个碳原子的X基团的式I化合物可使用反应方案IV的修改形式制成，以其中用C1-8亚烷基替换-Y-O-Z-的式XXXVI的化合物起始。此类起始化合物可使用美国专利号6,069,149(Nanba)中所述的方法制成。在另一个实例中，具有烷基氨基亚烷基基团的式I的化合物可使用例如美国专利号5,389,640(Gerster等人)中所述的方法使用反应方案II至IV的修改形式制备。本发明的化合物还可使用下文实例中所述的合成途径制备。
缀合物的制备
式I或I-A的化合物可与含醛抗原反应，以提供本发明的缀合物。因此，本发明的缀合物通常为式I或I-A的化合物或盐与含醛抗原的反应产物。这些反应产物通常为亚肼基苯甲酰胺或亚肼基烟酰胺1H-咪唑并[4，5-c]喹啉-4-胺。
含醛抗原可根据多种方法制备。在一些情况下，该抗原可与含有醛官能基团和第二反应性官能基团的异双官能连接化合物反应。在此类情况下，该抗原通常具有允许与异双官能连接化合物反应(例如在第二反应性官能基团处)的反应性官能基团。例如，抗原可具有来自赖氨酸残基的一个或多个(例如通常为多个)末端氨基基团，所述氨基基团可例如与异双官能连接化合物上的羧酸或其衍生物反应。本领域技术人员将理解，在包含多个氨基基团的生物分子例如蛋白质(即赖氨酸)中，与根据需要一样多的氨基基团可与异双官能连接化合物反应。改性程度可受使用的连接化合物的摩尔当量数控制。
在一些实施例中，异双官能连接化合物是芳族的。作为具体实例，氨基官能抗原可与琥珀酰亚胺4-甲酰苯甲酸酯(SFB)反应，以形成酰胺键，并且从而提供通过芳族环共价连接至抗原的醛官能基团。该反应可在适当的缓冲溶液中(例如在pH范围为7.2至7.5的磷酸盐缓冲液中)进行。SFB可溶解于适当的极性溶剂(例如DMSO或DMF)中，并且与含抗原的缓冲溶液混合。该反应可便利地在室温下进行。
在一些实施例中，异双官能连接化合物是芳族的，并且包括聚(乙烯氧基)链段。在这些实施例的一些中，异双官能连接化合物为
Figure BDA0000428596880000281
其中p如上文其实施例的任一个中所定义。此类化合物可例如通过使羧基-PEG-胺化合物与N-琥珀酰亚胺-4-甲酰苯甲酸酯反应制备，所述羧基-PEG-胺化合物为例如可购自依利诺斯州洛克福德的赛默飞科技公司(Thermo Scientific，Rockford，IL)的那些。随后，例如通过与N，N，N’，N’-四甲基-O-(N-琥珀酰亚胺)脲
Figure BDA0000428596880000282
四氟硼酸盐(TSTU)反应，羧酸基团可转变为活化酯。异双官能连接化合物与抗原的反应可在适当的缓冲溶液中(例如在范围为7.2至7.5的pH下的磷酸盐缓冲液中)进行。异双官能连接化合物可溶解于适当的极性溶剂(例如DMSO或DMF)中，并且与含抗原的缓冲溶液混合。该反应可便利地在室温下进行。关于此类异双官能连接化合物的另外信息，参见于2011年6月3日提交的共同待审的美国专利申请序列号61/493,143，该专利的公开内容以引用方式全文并入本文。
在其它实施例中，该抗原可能不需要异双官能连接化合物。例如，该抗原可具有可容易地转化为醛基团的官能基团。例如，在糖蛋白或糖脂的碳水化合物上的伯羟基基团可容易地氧化为醛。
在一些实施例中，本发明提供包含式I的化合物或盐、含醛抗原和药学上可接受的载体的组合物。本发明的缀合物可在此类组合物中制备。在制备根据本发明的缀合物的一些实施例中，式I或I-A的化合物或盐可溶解于适当的极性溶剂(例如DMSO、DMF)中，并且与含醛抗原的适当缓冲溶液混合。如果使用其中P为酸不稳定的受保护氨基基团的式I化合物，则例如酸性缓冲溶液(例如具有在4.7至6.2范围内的pH)可影响氨基基团的脱保护，并且同时允许与含醛抗原反应。该反应通常在室温下进行。因此，在一些实施例中，本发明提供制备缀合物的方法，所述方法包括在其中使受保护的氨基基团脱保护且形成缀合物的条件下，将其中P为受保护的氨基基团的式I的化合物或盐、含醛抗原和载体组合。
当芳族、含醛异双官能连接化合物用于制备含醛抗原时(例如当氨基官能抗原与琥珀酰亚胺4-甲酰苯甲酸酯(SFB)反应，以形成酰胺键，并且从而提供共价连接至抗原的醛官能基团时)，芳族醛基团与式I的化合物的反应可便利地使用UV分光光度曲线测定进行跟踪。形成的双芳族腙键提供鉴别性发色团，其具有在354nm处的最大吸光度和等于29,000的摩尔消光系数。如下文实例中所证实，通过将在354nm处测量的缀合物吸光度除以29,000的摩尔消光系数，可计算掺入抗原中的式I化合物的摩尔数。
为了促进反应中的溶解度和稳定性以提供本文所公开的缀合物，根据所选抗原或蛋白质的性质，多种添加剂可用于反应混合物中。例如，甘油和/或表面活性剂(例如聚山梨醇酯80)可用于促进溶解度和稳定性。另外，在缀合物中提供聚(乙烯氧基)链段可用于促进溶解度和稳定性。在这些实施例的一些中，Z为-C(O)-NH-(CH2CH2O)p-CH2CH2-，其中p如上文实施例中的任一个中所定义。为了促进反应效率，催化剂(例如苯胺)可以有效量(例如至多200mM)添加。当甘油和/或表面活性剂添加到反应混合物中时，催化剂可用于例如促进反应。
在一些实施例中，该抗原为蛋白质。在本发明的缀合物中可为有用的抗原的示例性蛋白质包括来自H1N1PR8的血凝素、乙型肝炎表面抗原、利什曼原虫属(Leishmania)抗原、呼吸道合胞病毒分泌蛋白F、疟疾表面抗原、前列腺碱性磷酸酶前列腺癌抗原和M期磷蛋白1膀胱癌抗原。
最佳反应条件可根据不同蛋白质特性而改变，所述蛋白质特性包括等电点、总平均亲水性、不稳定性指数(试管中的蛋白质稳定性估计)、由脂族侧链(丙氨酸、缬氨酸、异亮氨酸和亮氨酸)占据的相对体积(其视为增加球状蛋白质热稳定性的正面因素)、阴离子残基数和阳离子残基数。此类特性对于多种蛋白质是已知的。
蛋白质的稳定性及其天然构象的维护受到在其内部域内的疏水相互作用以及在其结构的外表面上的氢键和电荷相互作用的组合影响。因为这些表面相互作用通过用试剂例如含醛异双官能化合物和式I的化合物改性而改变，因此可改变蛋白质的天然构象。为了提供缀合物(即式I的化合物或盐与含醛蛋白质的反应产物)，化合物或盐与含醛蛋白质的比率可改变，使得蛋白质的稳定性及其天然构象得到维护。在一些实施例中，化合物或盐与含醛蛋白质的比率在30：1至1：3的范围内。在一些实施例中，化合物或盐与含醛蛋白质的比率在20：1至1：2的范围内。在一些实施例中，化合物或盐与含醛蛋白质的比率在10：1至1：1的范围内。式I的化合物或盐的当量数例如可与相同实施例中使用的异双官能连接化合物的当量数相同或相似。在缀合物的一些实施例中，式II的缀合链段与含醛蛋白质的比率在30：1至1：6的范围内。在一些实施例中，式II的缀合链段与含醛蛋白质的比率在20：1至1：5的范围内。在一些实施例中，式II的缀合链段与含醛蛋白质的比率在10：1至1：1的范围内。
药物组合物和方法
由式I或I-A的化合物和含醛抗原制成的缀合物(在一些实施例中为式II的缀合物)可以任何合适方式(例如肠道或非肠道)在本文公开的药物组合物中施用。如本文所用，肠道是指通过消化道(包括通过口服摄取)施用。非肠道是指给不是通过消化道的施用，其将包括鼻腔(如，通过吸入透粘膜)、局部、眼科和颊面施用，但是在实践中通常是指使用例如常规的针注射、使用微针阵列注射、或任何其它已知的注射方法的注射(如，静脉注射、肌内注射、皮下注射、瘤内注射或透皮注射)。
由式I或I-A的化合物和含醛抗原制成的缀合物(在一些实施例中为式II的缀合物)可在适于向受试者施用的任何药物组合物中提供，并且可以任何合适形式存在于药物组合物中(例如溶液、悬浮液、乳状液、或任何形式的混合物)。药物组合物可由任何药学上可接受的赋形剂、载体、或媒介物配制。该药物组合物还可包含一种或多种添加剂，包括皮肤渗透促进剂、着色剂、芳香剂、调味剂、增湿剂、增稠剂、悬浮剂、表面活性剂和分散剂。
除了上文和下文具体描述的抗原，本发明的药物组合物和方法可包括例如混合或单独施用的其它另外的活性剂。此类另外的试剂可包括化学治疗剂、细胞类毒素剂、抗体、抗病毒素剂、细胞因子、肿瘤坏死因子受体(TNFR)激动剂、或另外的免疫应答调节剂。可与本发明的缀合物(在一些实施例中为式II的缀合物)结合递送的TNFR激动剂包括CD40受体激动剂，例如美国专利申请公布号2004/0141950(Noelle等人)中所公开。用于与本发明的IRM制剂组合使用的其它活性成分包括在例如美国专利申请公布号2003/0139364(Krieg等人)中公开的那些。
由式I或I-A的化合物和含醛抗原制成的缀合物(在一些实施例中为式II的缀合物)已显示在人细胞中诱导INF-α和TNF-α的产生，如下文实例中所述。诱导INF-α和TNF-α产生的能力表明本发明的化合物和缀合物可以多种不同方式调节免疫应答，从而使它可用于多种疾病的治疗中。可通过本文公开的化合物和缀合物的施用诱导产生的其它细胞因子通常包括I型干扰素(例如INF-α)、IL-1、IL-6、IL-8、IL-10、IL-12、MIP-1、MCP-1和多种其它细胞因子。在其它效应中，这些及其它细胞因子抑制病毒产生和肿瘤细胞生长，使得式I的化合物以及由其制成的缀合物可用于病毒性疾病和赘生性疾病的治疗中。例如，肿瘤坏死因子、干扰素、或白介素已显示刺激某些单核细胞/巨噬细胞衍生的细胞因子的迅速释放，并且还能够刺激B细胞分泌在抗病毒素和抗肿瘤活性方面起重要作用的抗体。
除了诱导细胞因子产生的能力，本文所述的缀合物还可影响先天性免疫应答的其它方面。例如，可以刺激自然杀伤细胞活性，这可能是由于细胞因子的诱导的效应。本发明的缀合物的IRM活性还可包括活化巨噬细胞，这继而刺激了一氧化氮的分泌和另外的细胞因子的产生。本发明的缀合物的IRM活性还可包括通过T细胞诱导细胞因子产生、活化对抗原特异性的T细胞、和/或活化树突状细胞。另外，缀合物的IRM活性可包括B-淋巴细胞的增殖和分化。缀合物的IRM活性还可影响获得性免疫应答。例如，IRM活性可包括诱导1型T辅助细胞(TH1)细胞因子IFN-γ的产生和/或抑制2型T辅助细胞(TH2)细胞因子IL-4、IL-5和/或IL-13的产生。
在下文实例中，由式I的化合物和血凝素1(HA)制备的缀合物证实有力的疫苗佐剂效应，其中强TH1偏向的免疫应答由增加的HA特异性IgG2a与HA特异性IgG1抗体的比率表明。此类应答通常伴有T细胞干扰素γ生产的HA刺激，和针对HA表达细胞以及其它疫苗抗原的细胞介导的、细胞毒性T细胞免疫的生成。此类抗原可为与病毒和细菌传染性疾病以及多种癌症相关的那些，并且预期用于治疗病毒和细菌传染性疾病以及多种癌症。
因此，本发明提供在动物中诱导细胞因子生物合成的方法，所述方法包括向所述动物施用有效量的由式I或I-A的化合物和含醛抗原制成的缀合物(在一些实施例中为式II的缀合物)(例如在药物组合物中)。
在由式I或I-A的化合物和含醛抗原制成的缀合物(在一些实施例中为式II的缀合物)的一些实施例中，该抗原为疫苗，并且根据本发明的方法包括给动物接种疫苗的方法，所述方法包括向所述动物施用由式I的化合物和抗原制备的缀合物(在一些实施例中为式II的缀合物)。疫苗包括施用于提高或者体液的和/或细胞介导的免疫应答的任何物质，诸如活的或减毒的病毒和细菌免疫原和进行灭活的病毒、肿瘤来源的、原生动物的、生物体来源的、真菌的和细菌的免疫原、类毒素、毒素、多糖、蛋白质、糖蛋白、肽、细胞疫苗(如，使用树枝状的细胞)、DNA疫苗、重组蛋白、糖蛋白和肽。示例性的疫苗包括用于癌症、BCG、霍乱、瘟疫、伤寒、肝炎A，B和C、流行性感冒A和B、变异流行性感冒病毒、脑灰质炎、狂犬病、麻疹、腮腺炎、风疹、黄热病、破伤风、白喉、流感嗜血杆菌b、肺结核、流行性脊髓膜炎和肺炎球菌的疫苗、腺病毒、HIV、水痘、细胞巨化病毒、登革热、猫白血、禽类瘟疫、HSV-1和HSV-2、猪瘟、日本脑炎、呼吸道合胞病毒、轮状病毒、乳头状瘤病毒、严重急性呼吸系统综合症(SARS)、炭疽热和黄热病的疫苗。还参见例如公开于国际公开号WO02/24225(Thomsen等人)中的疫苗。
本发明的方法可在任何合适的受试者上执行。合适的受试者包括动物诸如人类、非人灵长类、啮齿类、狗、猫、马、猪、绵羊、山羊或牛。
施用该缀合物用于诱导细胞因子生物合成或用于接种疫苗的动物可具有疾病(如，病毒性疾病或赘生性疾病)，并且化合物的施用可提供治疗处理。另外，该缀合物可在动物获得疾病之前施用于动物，使得该缀合物的施用可提供预防处理。例如，缀合物可由式I或I-A的化合物和HIV抗原制成，并且可提供对于HIV的治疗和/或预防处理。在另一个实例中，缀合物可由式I或I-A的化合物和肿瘤相关的抗原制成，并且可提供针对与抗原相关的肿瘤的治疗和/或预防处理。
可通过施用IRM缀合物治疗的示例性病症包括：
(a)病毒性疾病诸如由腺病毒、疱疹病毒(如，HSV-I、HSV-II、CMV、或VZV)、痘病毒(如，正痘病毒诸如天花或牛痘、或传染性软疣)、小核糖核酸病毒(如，鼻病毒或肠病毒)、正粘病毒(如，流感病毒)、副粘病毒(如，副流感病毒、腮腺炎病毒、麻疹病毒和呼吸道合胞病毒(RSV))、冠状病毒(如，SARS)、乳多泡病毒(如，乳头状瘤病毒，诸如引起生殖器疣、寻常疣、或脚底疣的那些)、嗜肝DNA病毒(如，乙型肝炎病毒)、黄病毒(如，丙型肝炎病毒或登革热病毒)或逆转录病毒(如，慢病毒诸如HIV)感染引起的疾病；
(b)细菌疾病诸如由细菌，例如，埃希氏菌属、肠杆菌属、沙门氏菌属、葡萄球菌属、志贺氏菌属、李斯特菌属、气杆菌属、螺杆菌属、克雷白氏杆菌属、变形杆菌属、假单胞菌属、链球菌属、衣原体、支原体、肺炎球菌属、奈瑟氏菌属、梭状芽孢杆菌属、芽孢杆菌属、棒状杆菌属、分枝杆菌属、弯曲杆菌属、弧菌属、沙雷氏菌属、普罗威登斯菌属、色杆菌属、布氏杆菌属、耶尔森氏菌属、嗜血杆菌属、或博代氏杆菌属的感染引起的疾病；
(c)其它感染性疾病诸如衣原体、真菌疾病(诸如，念珠菌病、曲霉病、组织胞浆菌病、或隐球菌脑膜炎)、或寄生虫病(如，疟疾、间质性浆细胞肺炎、利什曼病、隐孢子虫病、弓形体病和锥体虫感染)；
(d)赘生性疾病诸如上皮内肿瘤、宫颈异常、光化性角化症、基底细胞癌、鳞状上皮细胞癌、肾细胞恶性肿瘤、卡波西(Kaposi’s)恶性毒瘤、黑素瘤、白血病(如，骨髓性白血病、慢性淋巴细胞白血病、多发性骨髓瘤、非霍奇金氏(non-Hodgkin’s)淋巴瘤、皮肤T-细胞淋巴瘤、B-细胞淋巴瘤和毛发细胞白血病)、乳腺癌、肺癌、前列腺癌、结肠癌以及其它癌症；
(e)TH2-介导的、特应性疾病诸如特应性皮炎或湿疹、嗜曙红细胞过多、哮喘、过敏症、过敏性鼻炎和奥门(Ommen’s)综合征；
(f)某些自体免疫疾病诸如系统性红斑狼疮、原发性血小板增多症、多发性硬化症、盘状狼疮和斑秃症；以及
(g)与伤口修复相关的疾病，诸如抑制瘢痕疙瘩形成和其它类型的结疤(如，增强伤口愈合，包括慢性伤口)。
IRM缀合物还可用于具有失能的免疫功能的个体。例如，某些缀合物可用于治疗在例如移植患者、癌症患者和HIV患者中的机会性感染和肿瘤，其在细胞介导的免疫的抑制后出现。
应当理解，在上文所提及的疾病的治疗中，例如，本文公开的缀合物可与其它疗法诸如上文提及的活性剂和其它工序(如，化学消融术、激光烧蚀、冷冻疗法和外科切除)组合使用。
有效诱导细胞因子生物合成的缀合物的量为足以引起一种或多种细胞类型，诸如单核细胞、巨噬细胞、树突状细胞和B-细胞产生一种或多种细胞因子(例如IFN-α、TNF-α、IL-1、IL-6、IL-IO和IL-12)的量，该量增加超过此类细胞因子的背景水平。精确的量将根据本领域中已知的因素改变，但是预计剂量为约100纳克/千克(ng/kg)至约50毫克/千克(mg/kg)，在一些实施例中为约10微克/千克(μg/kg)至约5mg/kg、约100μg/kg至约1mg/kg、或约0.01mg/m2至约10mg/m2。作为另外一种选择，可使用刚好在治疗过程开始之前获得的实际体重计算剂量。对于以该方式计算的剂量，在治疗过程开始之前计算体表面积(m2)，使用杜博瓦(Dubois)方法：m2＝(重量kg0.425×高度cm0.725)×0.007184。有效治疗或抑制病毒感染的量例如为与未经治疗的对照动物相比较，引起病毒感染临床表现中的一种或多种减少的量，所述临床表现例如病毒损害、病毒负荷、病毒产生率和死亡率，并且可包括前述剂量中的任一种。有效治疗赘生性病症的化合物或药物组合物的量为将引起肿瘤尺寸或肿瘤病灶数目减少的量，并且可包括前述剂量中的任一种。
例如，适于实践本发明的制剂的组成、对于根据本发明的方法有效的缀合物的精确量和剂量方案，将根据本领域中已知的因素改变，所述因素包括载体的性质、受试者免疫系统的状态(如，抑制的、失能的、刺激的)、施用缀合物的方法以及制剂所施用的菌种。因此，大体示出包括由式I或I-A的化合物制成的缀合物的制剂的组成、构成有效量的缀合物的量、或对所有可能应用有效的剂量方案是不切实际的。然而，本领域的普通技术人员在充分考虑这些因素后，可易于确定适当的制剂、缀合物的量和剂量方案。
在一些实施例中，本发明的方法包括以制剂向受试者施用缀合物，例如，所述制剂具有约0.0001％至约20％的化合物浓度(除非另外指明，本文所提供的所有百分比均为相对于总制剂的重量/重量)，尽管在一些实施例中，该缀合物可使用提供该范围外的浓度的化合物的制剂施用。在一些实施例中，该方法包括向受试者施用包括约0.01％至约1％的缀合物的制剂，例如，包括约0.1％至约0.5％的缀合物化合物的制剂。
在本文所公开方法的一些实施例中，缀合物可例如每周单剂量至多剂量施用，尽管在本发明方法的一些实施例中，可通过以该范围外的频率施用该缀合物来执行。在一些实施例中，该缀合物可施用约每月一次至约每周五次。在一些实施例中，该缀合物每周施用一次。
该缀合物还可用作初始免疫后的加强剂，所述初始免疫使用整个或部分编码相同抗原的DNA或RNA疫苗。
本发明的一些实施例：
在第一实施例中，本发明提供式(I)的化合物或其药学上可接受的盐：
Figure BDA0000428596880000351
其中：
X为任选地由-O-间隔或封端的具有至多8个碳原子的亚烷基；
R2为氢、烷基、烷氧基亚烷基、烷基氨基亚烷基、或羟基亚烷基；
P为氨基基团、受保护的氨基基团、或NH3 +Y-，其中Y-为抗衡阴离子；
A为CH或N；
R为卤素、羟基、烷基、卤代烷基、或烷氧基；并且
n为0至4的整数。
在第二实施例中，本发明提供根据第一实施例的化合物或盐，其中P为氨基基团(即-NH2)。
在第三实施例中，本发明提供式(I-A)的化合物或其药学上可接受的盐：
Figure BDA0000428596880000361
其中：
X为任选地由-O-间隔或封端的具有至多8个碳原子的亚烷基；
R2为氢、烷基、烷氧基亚烷基、烷基氨基亚烷基、或羟基亚烷基；
A为CH或N；
R为卤素、羟基、烷基、卤代烷基、或烷氧基；并且
n为0至4的整数。
在第四实施例中，本发明提供第一至第三实施例中任一个的化合物或盐，其中n为0。
在第五实施例中，本发明提供第一至第四实施例中任一个的化合物或盐，其中R2为甲基、乙基、丙基、丁基、乙氧基甲基、甲氧基甲基、乙基氨基甲基、或2-甲氧基乙基。在这些实施例的一些中，R2为甲基、乙基、丙基、丁基、乙氧基甲基、甲氧基甲基、或2-甲氧基乙基。
在第六实施例中，本发明提供第一至第五实施例中任一个的化合物或盐，其中X为-O-C3-8亚烷基。
在第七实施例中，本发明提供第一至第五实施例中任一个的化合物或盐，其中X为-O-C3-5亚烷基。
在第八实施例中，本发明提供第二或第三实施例的化合物或盐，其为下式或其药学上可接受的盐：
Figure BDA0000428596880000371
在第九实施例中，本发明提供第一实施例的化合物或盐，其为下式或其药学上可接受的盐：
Figure BDA0000428596880000372
在第十实施例中，本发明提供第一至第五实施例中任一个的化合物或盐，其中X为-C3-8亚烷基。
在第十一实施例中，本发明提供第一至第五实施例中任一个的化合物或盐，其中X为-C3-5亚烷基。
在第十二实施例中，本发明提供缀合物，其包含第一至第十一实施例中任一个的化合物或盐与含醛抗原的反应产物。
在第十三实施例中，本发明提供缀合物，其包含通过第一至第十一实施例中任一个的化合物或盐与含醛抗原的反应形成的亚肼基苯甲酰胺1H-咪唑并[4，5-c]喹啉-4-胺或亚肼基烟酰胺1H-咪唑并[4，5-c]喹啉-4-胺。
在第十四实施例中，本发明提供第十二或第十三实施例的缀合物，其中所述含醛抗原为含醛蛋白质。
在第十五实施例中，本发明提供第十四实施例的缀合物，其中为了提供反应产物，该化合物或盐与含醛蛋白质的比率在30：1至1：3的范围内。
在第十六实施例中，本发明提供第十二或第十三实施例的缀合物，其中所述含醛抗原为含醛脂质。
在第十七实施例中，本发明提供抗原的缀合物或其药学上可接受的盐，所述缀合物具有由下式表示的至少一个链段：
Figure BDA0000428596880000381
其中：
X为任选地由-O-间隔或封端的具有至多8个碳原子的亚烷基；
R2为氢、烷基、烷氧基亚烷基、烷基氨基亚烷基、或羟基亚烷基；
A为CH或N；
R为卤素、羟基、烷基、卤代烷基、或烷氧基；
n为0至4的整数；
Z为键或-C(O)-NH-(CH2CH2O)p-CH2CH2-，其中p在1至50的范围内；并且
由N*指示的氮原子共价键合至抗原。
在第十八实施例中，本发明提供第十七实施例的缀合物，其中n为0。
在第十九实施例中，本发明提供第十七或第十八实施例的缀合物，其中R2为甲基、乙基、丙基、丁基、乙氧基甲基、甲氧基甲基、乙基氨基甲基、或2-甲氧基乙基。在这些实施例的一些中，R2为甲基、乙基、丙基、丁基、乙氧基甲基、甲氧基甲基、或2-甲氧基乙基。
在第二十实施例中，本发明提供第十七至第十九实施例中任一个的缀合物，其中X为-O-C3-8亚烷基。
在第二十一实施例中，本发明提供第二十实施例的缀合物，其中X为-O-C3-5亚烷基。
在第二十二实施例中，本发明提供第十七至第十九实施例中任一个的化合物或盐，其中X为C3-8亚烷基。
在第二十三实施例中，本发明提供第二十二实施例的化合物或盐，其中X为C3-5亚烷基。
在第二十四实施例中，本发明提供第十七至第二十三实施例中任一个的缀合物，其中抗原为蛋白质。
在第二十五实施例中，本发明提供第十七至第二十四实施例中任一个的缀合物，其中Z为键。
在第二十六实施例中，本发明提供第十七至第二十四实施例中任一个的缀合物，其中Z为-C(O)-NH-(CH2CH2O)p-CH2CH2-，其中p在1至50的范围内。
在第二十七实施例中，本发明提供药物组合物，其包含药学上可接受的载体和有效量的第十二至第二十六实施例中任一个的缀合物。
在第二十八实施例中，本发明提供给动物接种疫苗的方法，所述方法包括向所述动物施用有效量的第十二至第二十六实施例中任一个的缀合物或第二十七实施例的药物组合物。
在第二十九实施例中，本发明提供在动物中刺激抗原特异性应答的方法，所述方法包括向所述动物施用有效量的第十二至第二十六实施例中任一个的缀合物或第二十七实施例的药物组合物。
在第三十实施例中，本发明提供在动物中诱导细胞因子生物合成的方法，所述方法包括向所述动物施用有效量的第十二至第二十六实施例中任一个的缀合物或第二十七实施例的药物组合物。
在第三十一实施例中，通过向动物施用有效量的第十二至第二十六实施例中任一个的缀合物或第二十七实施例的药物组合物，本发明提供用于在给动物接种疫苗中使用的缀合物或药物组合物。
在第三十二实施例中，通过向动物施用有效量的第十二至第二十六实施例中任一个的缀合物或第二十七实施例的药物组合物，本发明提供用于在动物中刺激抗原特异性应答中使用的缀合物或药物组合物。
在第三十三实施例中，通过向动物施用有效量的第十二至第二十六实施例中任一个的缀合物或第二十七实施例的药物组合物，本发明提供用于在动物中诱导细胞因子生物合成中使用的缀合物或药物组合物。
在第三十四实施例中，本发明提供组合物，其包含第一至第十一实施例中任一个的化合物或盐、含醛抗原和药学上可接受的载体。
在第三十五实施例中，本发明提供制备缀合物的方法，所述方法包括：
在其中使受保护的氨基基团脱保护且形成缀合物的条件下，将其中P为受保护的氨基基团的第一实施例或者第四至第七或第十实施例中任一个的化合物或盐(除非它们依赖第二或第三实施例)、含醛抗原和载体组合。
以下非限制性实例进一步示例了本发明的实施例，但这些实例中引用的具体物质及其量以及其它条件和细节不应理解为不当地限制本发明。
实例
实例1
N-(4-{[4-氨基-2-丁基-1H-咪唑并[4，5-c]喹啉-1-基]氧基}丁基)-6-(N’-异亚 丙基肼基)烟酰胺(化合物1)和N-(4-{[4-氨基-2-丁基-1H-咪唑并[4.5-c]喹啉 -1-基]氧基}丁基)-6-肼基烟酰胺(化合物2)
Figure BDA0000428596880000401
A部分
将戊酸酐(6.03g)和含吡啶盐酸盐(0.198g)的吡啶(8.28g)溶液添加至含3-氨基-4-氯喹啉(2.94g)的吡啶(5.0g)溶液中，并且将反应在室温下搅拌16小时，随后在60℃下加热3小时。将反应在减压下浓缩并添加碳酸钠(15mL的10％水溶液)。将反应搅拌30分钟，然后过滤。将所得的固体用水(60mL)洗涤并在真空下干燥4小时，以提供4.59g作为棕色薄片的粗制N-(4-氯喹啉-3-基)戊酰胺。将粗产物从庚烷(10mL)中重结晶并使用回流庚烷通过索氏萃取16小时进一步纯化回收产物。将来自索氏萃取装置的收集烧瓶在冷冻机中冷却2小时。通过过滤收集所得的固体并在真空下干燥，以得到2.00g作为白色固体的N-(4-氯喹啉-3-基)戊酰胺。
B部分
4-氨基-1-丁醇(7.68g)和含吡啶(7.00g)的二氯甲烷(100mL)溶液在冰浴中冷却并在30分钟的时间内在搅拌下缓慢添加含氯甲酸苄酯(14.37g)的二氯甲烷(100mL)溶液。移除冰浴并将反应搅拌另外的16小时。添加盐酸(1.2M，200mL)并分离相。在减压下将有机相干燥(MgSO4)，过滤并浓缩。将所得的残余物从甲苯中重结晶并在真空下干燥，以提供5.15g的苄基(4-羟基丁基)氨基甲酸酯。
将N-羟基邻苯二甲酰亚胺(3.36g)、苄基(4-羟基丁基)氨基甲酸酯(4.18g)以及三苯膦(7.41g)的二氯甲烷(100mL)溶液在冰浴中冷却并在搅拌下缓慢添加大约三分之二的含偶氮二甲酸二异丙酯(DIAD、5.68g)的二氯甲烷(50mL)溶液。监控反应的内部温度，并且当不再能检测到放热时停止添加DIAD溶液。移除冰浴，并使反应升温至室温。在减压下浓缩反应并将所得的残余物溶解在乙醇中(200proof、100mL)。添加肼(1.98g，35％水中)，并将反应搅拌6小时。将反应在冷冻机中冷却并通过过滤移除所得的固体。将该固体用乙醇(50mL)洗涤。将混合滤液在减压下浓缩，并添加二乙基醚(100mL)。通过过滤移除不溶解的杂质，并向溶液中添加含2.0M HCl的醚(10mL)。立即形成沉淀。将该粗产物添加至甲苯(100mL)并在回流温度下加热一小时。在冷却至室温后，通过过滤回收该固体产物，用甲苯洗涤并在真空下干燥，以得到3.76g的苄基(4-氨氧丁基)氨基甲酸酯。
C部分
将N-(4-氯喹啉-3-基)戊酰胺(1.97g)、苄基(4-氨氧丁基)氨基甲酸酯(2.99g)、三乙胺(0.89g)和2-丙醇(40.69g)混合并在80℃下加热3.5小时。将反应冷却至室温，过滤，并将滤液在减压下浓缩。将二氯甲烷(20mL)添加至所得的固体并将混合物搅拌二十分钟。通过过滤移除未溶解的固体并将滤液用两份10mL的水洗涤，该水已通过添加20滴的盐酸(1.2M)制成微酸性。干燥有机镏分并在减压下浓缩。将粗制固体从四氢呋喃中重结晶，以提供2.56g的苄基4-{[2-丁基-1H-咪唑并[4，5-c]喹啉-1-基]氧基}氨基甲酸丁酯。
D部分
将苄基4{-[2-丁基-1H-咪唑并[4，5-c]喹啉-1-基]氧基}氨基甲酸丁酯盐酸盐(10.05g)溶解在二氯甲烷(80mL)中，并且用碳酸钠(2.02g)的30mL H2O溶液萃取。将有机层在冰浴中冷却，并且缓慢添加溶解于二氯甲烷(30mL)中的间氯过苯甲酸(5.93g，1.24当量)溶液。6小时后，向反应中添加氢氧化铵(10mL的28-30％水溶液)。将溶解在10mL二氯甲烷中的苯磺酰氯(6.96g)溶液在大力搅动下缓慢添加。移除冷却浴并将反应搅拌另外的12小时。将反应用水(100mL)稀释并分离有机馏分和含水馏分。将含水馏分用二氯甲烷(30mL)萃取。将混合的有机馏分用两份90mL的5％碳酸钠洗涤。
将该二氯甲烷溶液转移至蒸馏装置，并添加1-戊醇(50mL)。将其升温至40℃并在减压下去除二氯甲烷。随后添加浓盐酸(50mL)，并且将反应搅拌且加热至80℃。在11小时后，将溶液冷却至室温并用水(100mL)稀释。将含水馏分从1-戊醇中分离并用水(25mL)萃取该1-戊醇。将含水馏分混合。将1-戊醇(50mL)添加至混合的含水馏分中并将其在冰浴中冷却。在大力搅动下添加固体碳酸钠，以使pH至9-10。将混合物转移至分液漏斗中并分离馏分。将含水馏分用两份25mL的1-戊醇萃取。将混合的1-戊醇馏分在硫酸钠之上干燥并过滤，以提供溶解于1-戊醇中的1-(4-氨基丁氧基)-2-丁基-1H-咪唑并[4，5-c]喹啉-4-胺。
1-(4-氨基丁氧基)-2-丁基-1H-咪唑并[4，5-c]喹啉-4-胺的马来酸盐通过以下制备：将马来酸(4.83g)溶解于1-戊醇(50mL)中，并且在搅拌下将它添加到1-戊醇中的1-(4-氨基丁氧基)-2-丁基-1H-咪唑并[4，5-c]喹啉-4-胺溶液中。通过过滤收集所得的沉淀并干燥，以得到7.69g的1-(4-氨基丁氧基)-2-丁基-1H-咪唑并[4，5-c]喹啉-4-胺双马来酸盐。1H-NMR(DMSO-d6)：δ0.96(t，3H)，1.44(m，2H)，1.7-1.95(m，4H)，2.02(m，2H)，2.8-3.1(m，4H)，δ4.43(t，2H)，6.07(s，4H)，7.57(t，1H)，7.73(t，1H)，7.80(d，1H)，8.16(d，1H)。铵质子的宽峰在大约δ7.8和δ8.7处可见。
E部分
将1-(4-氨基丁氧基)-2-丁基-1H-咪唑并[4，5-c]喹啉-4-胺双马来酸盐(0.2g)悬浮于1-丁醇(5mL)中，并且用2×5mL份的5％碳酸钠溶液随后用5mL的饱和氯化钠溶液依次洗涤。添加琥珀酰亚胺4-肼基烟酸盐丙酮腙(SANH，0.0216g)；可购自依利诺斯州洛克福德的赛默飞科技公司；并且将溶液在环境温度下搅拌17.5小时。通过薄层色谱法(硅胶，1：1甲基-叔丁醚：乙醇的洗脱液)的反应分析显示仅存在1-(4-氨基丁氧基)-2-丁基-1H-咪唑并[4，5-c]喹啉-4-胺(Rf＜0.05)和所需产物N-(4-{[4-氨基-2-丁基-1H-咪唑并[4，5-c]喹啉-1-基]氧基}丁基)-6-(N’-异亚丙基肼基)烟酰胺(Rf0.30)。该反应在减压下浓缩，并将5mL的二氯甲烷添加到残余物中。通过过滤去除少量不溶解的物质，并且通过柱色谱法(硅胶，1：1甲基-叔丁醚：乙醇的洗脱液)纯化。将含产物的馏分混合，并且在减压下去除溶剂，以提供作为淡黄色固体的N-(4-{[4-氨基-2-丁基-1H-咪唑并[4，5-c]喹啉-1-基]氧基}丁基)-6-(N’-异亚丙基肼基)烟酰胺(化合物1)。
1H NMR(氯仿-d)δ：8.59(d，J＝2.2Hz，1H)，7.81-8.15(m，3H)，7.75(d，J＝8.1Hz，1H)，7.48(t，J＝7.6Hz，1H)，7.28(t，J＝7.5Hz，1H)，7.20(d，J＝8.7Hz，1H)，6.57(t，J＝5.6Hz，1H)，5.61(br.s.，2H)，4.24(t，J＝6.1Hz，2H)，3.55(q，J＝6.3Hz，2H)，2.88(t，J＝7.6Hz，2H)，1.93-2.12(m，5H)，1.74-1.93(m，7H)，1.37-1.54(m，2H)，0.96(t，J＝7.2Hz，3H)。
F部分
将来自E部分的N-(4-{[4-氨基-2-丁基-1H-咪唑并[4，5-c]喹啉-1-基]氧基}丁基)-6-(N’-异亚丙基肼基)烟酰胺悬浮于1mL的盐酸(0.6M)中，并在60℃下加热90分钟。将所得的均匀溶液冷却至环境温度，并且将反应在减压下浓缩。将所得的残余物溶解于水中并冻干，以提供43.6mg作为黄色固体的N-(4-{[4-氨基-2-丁基-1H-咪唑并[4，5-c]喹啉-1-基]氧基}丁基)-6-肼基烟酰胺盐酸盐(化合物2)。MS(ESI)m/z463.25661(对于C24H31N8O2计算的46325645，M+H+)。
实例2
将来自H1N1PR8的重组血凝素1(HA)克隆，在大肠杆菌中表达，并且使用标准工序纯化。将分子量为32083.11道尔顿、在C末端处含有6个组氨酸的HA置于含有0.15M NaCl的pH7.5，0.1M磷酸盐缓冲液中。基于HA的分子量和蛋白质的质量，确定HA溶液的摩尔浓度。将溶解于二甲基亚砜(DMSO)中的琥珀酰亚胺4-甲酰苯甲酸酯(SFB)(依利诺斯州洛克福德的赛默飞科技公司)以10倍摩尔过量添加到HA中。随后将溶液在室温下温育2小时。使HA的对照样品在等同体积的DMSO中以类似方式温育。通过使用由含有0.15M NaCl的pH6.0，0.1M磷酸盐缓冲液预平衡的ZEBA旋转柱(依利诺斯州洛克福德的赛默飞科技公司)，使SFB改性的HA(表示为HA-SFB)与游离SFB分离。该步骤在用于缀合反应的制备中使HA-SFB溶液变成pH6.0。
为了测定共价缀合的效率，将N-(4-{[4-氨基-2-丁基-1H-咪唑并[4，5-c]喹啉-1-基]氧基}丁基)-6-(N’-异亚丙基肼基)烟酰胺(实例1的化合物1)溶解于DMSO中，并且以30、10、3和1倍摩尔过量的量添加到缓冲的HA-SFB溶液中。反应介质的酸性条件导致化合物1的乙酰胺(acetimine)保护基团的脱保护，以原位形成化合物2。四个测试样品中的每一个在室温下温育2小时。使对照HA-SFB样品在等同体积的DMSO中以类似方式温育。通过使用由达尔贝科磷酸盐缓冲盐水(PBS)预平衡的ZEBA旋转柱(密苏里州圣路易斯的西格玛奥德里奇公司(Sigma-Aldrich，St.Louis，MO))，使共价缀合至实例1的化合物2的HA-SFB(表示为HA-SFB-化合物2)与未缀合的组分分离。
通过使用UV分光光度曲线测定来确定化合物2通过共价缀合掺入HA中的效率，并且结果记录在表1中。通过HA-SFB与化合物2的共价缀合形成的双芳族腙键提供鉴别性发色团。该发色团具有在354nm处的最大吸光度和等于29,000的摩尔消光系数。通过将在354nm处测量的缀合的HA-SFP-化合物2的吸光度除以29,000的摩尔消光系数，计算掺入HA蛋白质中的化合物1的摩尔数。结果显示于下表1中。
表1
Figure BDA0000428596880000451
实例3
根据实例2中所述的工序，通过将10倍摩尔过量的化合物1添加到HA-SFB中，制备共价缀合的产物(HA-SFB-化合物2)。测定通过缀合产物在人外周单核细胞(PBMC)中的干扰素-α(IFN)和肿瘤坏死因子(TNF)生产的体外诱导。从人类志愿者中制备PBMC并置于96孔微量滴定板中的培养物中。分别将HA、HA-SFB和HA-SFB-化合物2缀合物以1μ蛋白质的最终浓度添加到孔中。随后使细胞在37℃下温育过夜。去除培养基，并且通过ELISA测定来测量IFN浓度(pg/mL)和TNF浓度(ng/mL)。测定的结果报告于下表2中。
表2
添加到PBMC的试剂 TNF(ng/mL) IFN(pg/mL)
无 未检测到 未检测到
HA 3.71 17.00
HA-SFB 2.30 未检测到
HA-SFB-化合物2 11.28 161.60
实例4
在Balb/C雄性小鼠(马萨诸塞州威尔明顿的查尔斯河实验室国际公司(Charles River Laboratories，International，Wilmington，MA))中评估共价缀合至重组血凝素1(HA)的化合物2(HA-SFB-化合物2)的疫苗佐剂活性。各5只小鼠的组用10微克PBS中的HA抗原(对照)、10微克缀合至SFB的HA抗原(对照)，或用SFB改性，然后缀合至实例1的化合物2的HA抗原进行皮下免疫。根据实例2中所述的工序，通过将10倍摩尔过量的化合物1添加到HA-SFB中，制备缀合的产物。在初始免疫后的2周和4周用相同的组合对小鼠进行追加。三周和再次在最终加强后的12周时，将小鼠放血并测定HA特异性抗体滴度。由标准血清ELISA在HA-涂覆的微量滴定板上通过血清样品的系列稀释执行测定。数据呈现为实现终点(2X基线)的血清稀释度且为每组5只小鼠的几何平均值。作为免疫应答的TH1偏差的标记，除了HA-特异性总IgG之外，还测量HA-特异性IgG1和IgG2a亚型。计算结果报告于表3中。
通过腙连接基团共价缀合至HA的化合物2证实有力的疫苗佐剂效应，其中强TH1偏向的免疫应答由增加的HA特异性IgG2a与HA特异性IgG1抗体比率表明。
表3
Figure BDA0000428596880000461
制备
Figure BDA0000428596880000462
A部分
将溶解于干燥二氯甲烷(5mL)中的CA(PEG)12(式H2N-CH2CH2-(OCH2CH2)12-CO2H；MW＝617.7；可购自依利诺斯州洛克福德的赛默飞科技公司，115mg)、N-琥珀酰亚胺-4-甲酰苯甲酸酯(溶解于干燥二氯甲烷(0.5mL)中的52mg；可购自纽泽西州吉比斯镇的EMD Chemicals公司(EMDChemicals，Gibbstown，NJ))、干燥三乙胺(52μL)和催化量的DMAP在氮气氛下混合。将反应搅拌3小时，然后用二氯甲烷(25mL)稀释。将有机馏分用0.1M磷酸钠(2×10mL)洗涤，随后用盐水洗涤。将有机馏分在硫酸钠之上干燥，过滤，并在减压下浓缩。混合含水洗涤馏分且用多份二氯甲烷萃取。随后用稀盐酸将含水馏分酸化至pH～2，并且用另外两份二氯甲烷萃取。将有机萃取物混合，在硫酸钠之上干燥，过滤，并在减压下浓缩。将所得物质与得自第一次萃取的物质混合，并且使用小硅胶柱纯化。用10-25％甲醇/氯仿洗脱，用水饱和，得到58mg作为无色固体的酰胺产物。1H NMR(氯仿-d，500MHz)δ10.08(s，1H)，8.00(d，J＝8.2Hz，2H)，7.95(d，J＝8.4Hz，2H)，7.19(m，1H)，3.77(t，J＝6.1Hz，2H)，3.70-3.60(m，48H)，2.60(t，J＝6.1Hz，2H)。
B部分
将来自A部分的物质溶解于干燥N，N-二甲基甲酰胺(0.5mL)和干燥吡啶(0.5mL)中。添加O-(N-琥珀酰亚胺)-1，1，3，3-四甲基脲
Figure BDA0000428596880000471
四氟硼酸盐(TSTU；46mg；可购自密苏里州圣路易斯的西格玛奥德里奇公司)，并且将反应在氮气氛下搅拌3小时。在减压下去除大多数溶剂。将所得物质溶解于氯仿(25mL)和甲醇(5mL)中，并且置于分液漏斗中。添加缓冲溶液(10mL用氢氧化钠调节至pH7.5的0.10M氯化钠、0.05M磷酸钠、1.0mM EDTA溶液)，并且将混合物振荡2分钟。将有机馏分收集且用另外份的缓冲溶液(10mL)、水(3×10mL)和盐水依次洗涤。将有机馏分在硫酸钠之上干燥，过滤，并在减压下浓缩，以提供55mg作为无色糖浆的化合物3。1H NMR(氯仿-d，500MHz)δ10.08(s，1H)，7.99(d，J＝8.2Hz，2H)，7.95(d，J＝8.1Hz，2H)，7.10(m，1H)，3.85(t，J＝6.5Hz，2H)，3.70-3.60(m，48H)，2.90(t，J＝6.9Hz，2H)2.84(br s，4H)。
实例5
实例5根据实例2的方法制备，伴随改性：将溶解于二甲基亚砜(DMSO)中的化合物3以10倍摩尔过量添加到HA中，以提供化合物3-改性的HA(表示为HA-化合物3)。
将N-(4-{[4-氨基-2-丁基-1H-咪唑并[4，5-c]喹啉-1-基]氧基}丁基)-6-(N’-异亚丙基肼基)烟酰胺(实例1的化合物1)溶解于DMSO中，并且以10倍摩尔过量添加到缓冲的HA-化合物3溶液中。反应介质的酸性条件导致化合物1的乙酰胺保护基团的脱保护，以原位形成化合物2。样品在室温下温育2小时。通过使用由达尔贝科磷酸盐缓冲盐水(PBS)预平衡的ZEBA旋转柱(密苏里州圣路易斯的西格玛奥德里奇公司)，使共价缀合至实例1的化合物2的HA-化合物3(表示为HA-化合物3-化合物2)与未缀合的组分分离。
根据实例2中所述的工序，将化合物1溶解于DMSO中，并且以10倍摩尔过量添加到缓冲的HA-SFB溶液中，以提供共价缀合至实例1的化合物2的HA-SFB(表示为HA-SFB-化合物2)。
与SFB相比较，使用在共价缀合的产物中的化合物3对最终蛋白质溶解度和回收百分比的作用显示于表4中。可溶蛋白质测量测定为在100K×g离心样品的上清液中回收的HA-SFB-化合物2或HA-化合物3-化合物2的量。总蛋白质测量测定为在离心之前的样品中的HA-SFB-化合物2或HA-化合物3-化合物2的量。可溶蛋白质和总蛋白质测量使用二辛可宁酸(BCA)蛋白质测定(得自依利诺斯州洛克福德的赛默飞科技公司)进行。
表4
本文所引用的专利、专利文献和出版物的完整公开内容以引用方式全文并入本文，就如同将每个单独并入本文一样。在不偏离本发明的范围和精神的前提下，对本发明的各种修改和更改对于本领域技术人员将变得显而易见。应当理解，本发明不旨在用本文所述的示例性实施例和实例进行不当地限制，并且此类实施例和实例仅以举例的方式提出，其中本发明的范畴旨在仅由本文如下所述的权利要求限定。

Claims (17)

1.一种下式的化合物或其药学上可接受的盐：
Figure FDA0000428596870000011
其中：
X为任选地由-O-间隔或封端的具有至多8个碳原子的亚烷基；
R2为氢、烷基、烷氧基亚烷基、烷基氨基亚烷基、或羟基亚烷基；
P为氨基基团、受保护的氨基基团、或NH3 +Y-，其中Y-为抗衡阴离子；
A为CH或N；
R为卤素、羟基、烷基、卤代烷基、或烷氧基；并且
n为0至4的整数。
2.根据权利要求1所述的化合物或盐，其中P为氨基基团。
3.根据权利要求1或2所述的化合物或盐，其中n为0。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的化合物或盐，其中R2为甲基、乙基、丙基、丁基、乙氧基甲基、甲氧基甲基、乙基氨基甲基、或2-甲氧基乙基。
5.根据前述权利要求中任一项所述的化合物或盐，其中X为-O-C3-8亚烷基。
6.根据权利要求1所述的化合物或盐，其为下式或其药学上可接受的盐：
Figure FDA0000428596870000021
7.根据权利要求1-4中任一项所述的化合物或盐，其中X为C3-8亚烷基。
8.一种缀合物，包含权利要求1-7中任一项的化合物或盐与含醛抗原的反应产物。
9.根据权利要求8所述的缀合物，其中所述含醛抗原为含醛蛋白质。
10.根据权利要求9所述的缀合物，其中为了提供所述反应产物，所述化合物或盐与所述含醛蛋白质的比率在30：1至1：3的范围内。
11.根据权利要求8所述的缀合物，其中所述含醛抗原为含醛脂质。
12.一种抗原的缀合物或其药学上可接受的盐，所述缀合物具有由下式表示的至少一个链段：
Figure FDA0000428596870000022
其中：
X为任选地由-O-间隔或封端的具有至多8个碳原子的亚烷基；
R2为氢、烷基、烷氧基亚烷基、烷基氨基亚烷基、或羟基亚烷基；
A为CH或N：
R为卤素、羟基、烷基、卤代烷基、或烷氧基；
n为0至4的整数；
Z为键或-C(O)-NH-(CH2CH2O)p-CH2CH2-，其中p在1至50的范围内；并且
由N*指示的氮原子共价键合至所述抗原。
13.一种药物组合物，包含药学上可接受的载体和有效量的权利要求8-12中任一项的缀合物。
14.一种给动物接种疫苗的方法，所述方法包括向所述动物施用有效量的权利要求8-12中任一项的缀合物或权利要求13的药物组合物。
15.一种在动物中诱导细胞因子生物合成的方法，所述方法包括向所述动物施用有效量的权利要求8-12中任一项的缀合物或权利要求13的药物组合物。
16.一种组合物，包含权利要求1-7中任一项的化合物或盐、含醛抗原和药学上可接受的载体。
17.一种制备缀合物的方法，所述方法包括：
在其中使受保护的氨基基团脱保护且形成所述缀合物的条件下，将其中P为受保护的氨基基团的权利要求1的化合物或盐、含醛抗原和载体组合。
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