CN111560078A - 具有马来酰亚胺接头的双臂中间体及其合成方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及有机化学领域,特别涉及一系列用于合成抗体药物偶联药物的中间体及其合成方法,这些中间体的特点是具有马来酰亚胺接头,且每个接头通过双臂设计可以连接两个毒素分子。
Description
技术领域
本发明涉及有机化学领域,特别涉及一系列用于抗体药物偶联药物的中间体及其合成方法。
背景技术
抗体药物偶联物(Antibody drug conjugate,简称ADC)是一类新型的抗肿瘤药物,其原理是将细胞毒素连接在抗体上,通过抗体对癌细胞表面特定抗原的识别,通过内吞作用进入癌细胞,从而将细胞毒素运输到靶点,达到靶向性治疗恶性肿瘤的目的。ADC与传统的小分子抗肿瘤药物相比,因能借助抗体的靶向识别性与毒素的高活性,故更具备特异性和有效性。
ADC包括三个不同的组成部分,即抗体、连接子和细胞毒素。抗体实现靶向性,连接子保证在ADC在血液转运过程中的稳定性,而到达作用靶点后,毒素发挥对癌细胞的杀伤作用。根据作用机制的不同,适用于ADC的毒素分为微管类抑制剂(Microtubuleinhibitors),DNA损伤剂(DNA damaging agents),RNA聚合酶抑制剂(RNA polymeraseinhibitors)等。目前,市场上销售和临床试验中的ADC所采用的毒素主要为微管类抑制剂,主要包括基于海兔毒素(Dolastatin-based)设计的化合物,比如MMAE、MMAF和MMAD,以及基于美登素(Maytansine-based)设计的化合物,比如DM1和DM4,基于喜树碱(camptothecin)设计的化合物,比如SN38和Exatecan。连接子方面,主要应用的为不可裂解型,如缬氨酸-瓜氨酸(Valine-Citriline)和环已基甲酸(MCC),经过溶酶体水解后,药物仍然具有活性,并通过连接区与某个氨基酸残基结合在一起。
发明内容
目前ADC药物的设计通常在一个抗体偶联位点上面连接一个毒素分子。在不影响抗体结构和稳定性的前提下,抗体表面的偶联位点是有限的,因此目前ADC药物存在抗体有效载药量较小的问题。
本发明的目的是提供一系列新的,具有马来酰亚胺接头,用于抗体偶联药物的双臂结构中间体及其合成方法,可以在一个抗体偶联位点接两个毒素分子,能提高单位抗体的载药量(DAR)及药效。
实现本发明目的的技术方案如下。
一种具有马来酰亚胺连接头的用于抗体药物偶联物的双臂中间体,具有如下通式:Warhead-Linker-(Toxin)2,
其中,Warhead含有马来酰亚胺接头,用于与抗体的巯基偶联;
n1=2-8,
Toxin是细胞毒素,用于杀灭肿瘤细胞。
优选地,Toxin为SN38时,包括10位和20位两种连接方式。在同一抗体药物偶联物中间体中,可以只包括一种连接方式,即双臂连接方式均采用10位或20位连接;也可以同时包括两种连接方式,即双臂分别采用10位和20位两种连接方式。
优选地,本发明所涉抗体药物偶联物中间体为下列式A至式G所示的任意一种:
本发明还提供具有马来酰亚胺接头的双臂中间体的合成方法,所述具有马来酰亚胺接头的抗体药物偶联物双臂中间体的通式为Warhead-Linker-(Toxin)2,所述方法包括将含有Linker的化合物或含有部分Linker片段的化合物,和含有Toxin的化合物进行反应的步骤,其中,
Warhead含有马来酰亚胺接头,
n1=2-8,
Toxin为包含细胞毒素的基团,具体为用于杀灭肿瘤细胞的细胞毒素。
优选地,在试剂HOBt和DIPEA作用下,或HATU和DIPEA作用下,使含有Linker的化合物或含有部分Linker片段的化合物和含有Toxin的化合物发生反应。
优选地,Toxin为时,在试剂DIPEA作用下,使含有Linker的化合物或含有部分Linker片段的化合物和含有Toxin的化合物发生反应,且合成的化合物中Toxin同时包括10位和20位两种连接方式。
优选地,反应溶剂为DMA、DCM、DMF或乙腈中的任意一种。
上述原料、试剂等除特别说明外,均为市售可得。
利用本发明提供的一系列新的具有马来酰亚胺接头的用于抗体偶联药物的双臂结构中间体及其合成方法,可以在一个抗体偶联位点接两个毒素分子,增加ADC药物中单位抗体的载药量(DAR),能提高单位抗体的药效。
附图说明
图1a是本发明合成的化合物A的液相色谱图。
图1b是本发明合成的化合物A的质谱图。
图2a是本发明合成的化合物B的核磁共振谱图。
图2b是本发明合成的化合物B的液相色谱图。
图2c是本发明合成的化合物B的质谱图。
图3a是本发明合成的化合物C的液相色谱图。
图3b是本发明合成的化合物C的质谱图。
图4a是本发明合成的化合物D的液相色谱图。
图4b是本发明合成的化合物D的质谱图
图5a是本发明合成的化合物E的液相色谱图。
图5b是本发明合成的化合物E的质谱图。
图6a是本发明合成的化合物F的液相色谱图。
图6b是本发明合成的化合物F的质谱图。
图7a是本发明合成的化合物G的核磁共振谱图。
图7b是本发明合成的化合物G的液相色谱图。
图7c是本发明合成的化合物G的质谱图。
具体实施方式
如本发明所用,常用的缩写具有本领域中的常规含义。
具有马来酰亚胺连接头表示具有马来酰亚胺基。
下面结合具体实施方式对本发明的技术方案作进一步非限制性的详细说明。需要指出的是,下述实施例仅为说明本发明的技术构思及特点,其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施,并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
本发明提供具有马来酰亚胺接头的双臂中间体的合成方法,所述具有马来酰亚胺接头的抗体药物偶联物双臂中间体的通式为Warhead-Linker-(Toxin)2,所述方法包括将含有Linker的化合物或含有部分Linker片段的化合物,和含有Toxin的化合物进行反应的步骤,其中,
Warhead含有马来酰亚胺接头,
n1=2-8,
Toxin为包含细胞毒素的基团,具体为用于杀灭肿瘤细胞的细胞毒素。
在试剂HOBt和DIPEA作用下,或HATU和DIPEA作用下,使含有Linker的化合物或含有部分Linker片段的化合物和含有Toxin的化合物发生反应。
反应溶剂为DMA、DCM、DMF或乙腈中的任意一种。
根据实施方式合成化合物A至化合物G,实施例如下:
(1)化合物A的合成实施例
化合物A的合成路线:
VC1002的合成
将VC1000(300g,71.6mmol)加入到10L三口瓶中,加入DCM 6L,搅拌30分钟后,依次加入PABOH(150g,143mmol)、EEDQ(300g,143mmol)、甲醇3L,加入完毕后,水浴30℃度反应18小时后,HPLC检测反应结束。
将反应液直接压滤,滤饼用2.5L DCM打浆均匀后再次压滤,滤饼再次用2L DCM打浆均匀后压滤得固体烘干打粉,得谈黄色固体210g,收率57.8%.
VC1003的合成
将VC1002(100g,16.6mmol)、DNPC(100g,33.2mmol)、DMAP(0.1g,)加入到2L三口瓶中,加入DMF 1L,搅拌片刻,氮气置换保护后,注射器打进DIPEA(2.9mL,1.66mmol),25℃反应7小时后,HPLC检测原料有少量剩余(2.6%),可以处理。反应液氮气保护放入-20冰柜。次日处理。
将反应液从冰柜拿出复温,复温结束后,将反应液缓慢倒入2L DCM中,搅拌1.5小时,有固体析出。再加入MTBE 1L,继续搅拌30分钟,过滤,滤饼用500mL DCM D打浆分散均匀后压滤,滤饼再次用500mL DCM D打浆分散均匀,加入MTBE 200mL,搅拌30分钟后压滤。烘干得黄色固体70g,,收率55%。
A3的合成:
称取A1(20g,1.0eq)加入200mL DCM溶清。N2保护,保温0℃-5℃加入HOBt(20.8g,1.1eq),EDCI(29.6g,1.1eq),滴加DIPEA(26.8g,3.0eq)。搅拌2h,加入A2(18.6g,1.1eq)。常温搅拌18h。TLC检测:反应完全。
将反应液依次用水,柠檬酸水溶液,饱和食盐水各分液一次,无水硫酸钠干燥。浓缩,得到粗品30g。用150mL乙醚打浆2h。过滤得到24.6g固体。加入240mL石油醚,40℃滴加EA重结晶。待固体全部溶清后15℃水浴静置。得到产品21g。
A4的合成:
称取A3(10g),加入100mL DCM溶清。保温5℃-10℃滴加44mL 6N HCl的dioxane溶液。常温搅拌2h。检测:反应完全。
反应液直接浓缩至油状,加入50mL DCM,混合均匀,旋干。加入DCM重复一次。得到A4固体8.7g。
A6的合成:
称取A4(8.7g),加入100mL DCM溶清。N2保护,加入HATU(9.7g,1.2eq),A5(13.5g,1eq)。保温5℃-10℃滴加DIPEA(8.2g,3.0eq)。常温搅拌2h。检测:反应完全。
将反应液依次用柠檬酸水溶液,碳酸氢钠水溶液,饱和食盐水各分液一次。无水硫酸钠干燥。浓缩,得到A6 22g。
A7的合成:
称取A6 22g,加入100mL乙腈,N2保护。搅拌澄清。保温5℃-10℃滴加DIPA 45mL。常温搅拌18小时,检测:反应完全。
将反应液浓缩至油状。加入100mL DCM,混合均匀。浓缩。加入DCM重复一次。将得到的固体用3倍体积的乙腈打浆2h。过滤,得到产品A714.3g。
合成A8:
将VC1003(180mg)和A7(200mg)溶解于5mL DMA中,加入HOBt(32mg)和DIPEA(3mg),室温搅拌18h,中压反相纯化,水/乙腈洗脱,产物出峰时,乙腈比例为65%,冻干得产物A8(220mg,白色固体,收率67.1%)。
合成A9
将A8(220mg)溶解于5mL DMF中,加入二异丙基胺(200μL),室温搅拌3h,中压反相纯化,水/乙腈洗脱,产物出峰时,乙腈比例为50%,冻干得产物A9(150mg,白色固体,收率81.1%)。
合成A11
将A9(330mg)和A10(161mg)溶解于8mL DMF中,加入HOBt(14mg)和DIPEA(18mg),室温搅拌18h,中压反相纯化,水(10mmol NH4HCO3)/乙腈洗脱,产物出峰时,乙腈比例为63%,冻干得产物A11(180mg,白色固体,收率26.9%)。
合成A12:
将A11(180mg)溶解于3mL DMF中,加入二乙胺(1mL),室温搅拌1h,中压反相纯化,水(10mmol NH4HCO3)/乙腈洗脱,产物出峰时,乙腈比例为57%,冻干得产物A12(50mg,白色固体,收率30.3%)。
合成化合物A
将MC-OSu(8mg)和A12(50mg)溶解于3mL DMF中,加入DIPEA(4mg)和HOBt(4mg),室温搅拌18h,高压制备反相纯化,水(10mmol NH4HCO3)/乙腈洗脱,冻干得产物A(25mg,白色固体,收率46.5%)。
(2)化合物B的合成实施例
化合物B的合成路线:
B-02的合成:
将B-01(116mg)溶于DCM(50mL),加入Mal-Peg8-NHS(500mg),DIPEA(200mg),室温下搅拌过夜,HPLC检测,原料大部分反应完毕,停止反应,浓缩至干,反相纯化,得到B-02(160mg)。
化合物B的合成:
将B-02(70mg)溶于DCM(10mL),加入HATU(95mg),DIPEA(40mg),室温搅拌反应5分钟,加入B-03(100mg),室温下搅拌2h,LCMS显示原料反应完全。反相纯化,得到化合物B(30mg)。
(3)化合物C的合成实施例
化合物C的合成路线:
C-02的合成:
将C-01(116mg)溶于DCM(50mL),加入Mal-Peg8-NHS(500mg),DIPEA(200mg),室温下搅拌过夜,HPLC检测,原料大部分反应完毕,停止反应,浓缩至干,反相纯化,得到C-02(160mg)。
化合物C的合成:
将C-02(70mg)溶于DCM(10mL),加入HATU(95mg),DIPEA(40mg),室温搅拌反应5分钟,加入MMAE(67mg),室温下搅拌2h,LCMS显示原料反应完全。高压制备,得到化合物C(20mg)。
(4)化合物D的合成实施例
化合物D的合成路线:
合成D-05:
将原料D-01(1.0g)溶于80mL二氯甲烷中,N2置换2次,加入D-02(500mg),常温搅拌反应15min。加入TEA(743mg),再加入D-03(294mg),继续反应45-60min;再依次加入D-04(635mg)与TEA(424mg),继续反应3-5h。加入150mL2%的柠檬酸水溶液,用DCM萃取2次,合并有机相,用饱和食盐水洗涤,无水硫酸钠干燥,浓缩,加入硅胶拌样。正相柱过柱纯化,过柱体系(PE/EA),产物出峰时,洗脱剂EA的浓度为65%左右。浓缩得淡黄色固体D-05(1.35g,Y=58.7%)。
合成D-06:
VC1003(23.2g),MMAE(23.9g),HOBt(4.1g),依次加入到500mL单口瓶中,加入DMA190mL,加入完毕后,搅拌下氮气球置换3次保护。加入DIPEA(0.39g,3.025mmol),室温26℃反应16小时。将反应液平均分成四份。每份加入50mL乙腈,30mL娃哈哈水。中压反相制备纯化。将洗脱液,合并冻干,得到白色固体D-06(28g,Y=68.8%)。
合成D-07:
将D-06(27.5g)加入至反应瓶中,加入DMF 220ml,降温至10-20℃,滴加DIPA27.5mL,滴加完毕后,25-30℃搅拌5小时。将反应液用水泵浓缩除去DIPA,再用油泵浓缩除去DMF 80mL,将反应液滴加至MTBE/n-Heptane=2∶1混合液2.0L中,滴加完毕,搅拌30分钟后静置,倒出上清液,下层残留物加入MTBE/n-Heptane=2∶1 1L,超声分散,搅拌30分钟分散,再加入MTBE/n-Heptane=2∶1混合液500mL,超声分散,搅拌30分钟,固体析出。过滤得固体。红外灯烘干得产品D-07(22.3g,Y=97.2%)
合成D-09:
将D-08(9.05g)和D-07(34.03g)溶解于136mL DMF中,加入DIPEA(10.67g)和HOBt(4.09g),室温搅拌18h,然后向反应液中加入9ml二乙胺,继续反应1h,将反应液分成2份,用中压反相制备纯化。将洗脱液,合并冻干,得到白色固体D-09(27.84g,Y=84.1%)。
合成D-10
将D-05(100mg)和D-09(330mg)溶解于2mL DMF中,加入DIPEA(20mg)和HOBt(20mg),室温搅拌3h,中压反相纯化,水(10mmol NH4HCO3)/乙腈洗脱,产物出峰时,乙腈比例为50%,冻干得产物D-10(390mg,白色固体,收率97.2%)。
合成D-11:
将D-10(150mg)溶解于2mL DCM中,加入二乙胺(1mL),室温搅拌1h,中压反相纯化,水(0.05%TFA)/乙腈洗脱,产物出峰时,乙腈比例为43%,冻干得产物D-11(101mg,白色固体,收率73.2%)。
合成化合物D
将D-12(12mg)和D-11(100mg)溶解于2mL DCM中,加入DIPEA(7mg),室温搅拌18h,中压反相纯化,水/乙腈洗脱,冻干得化合物D(13mg,白色固体,收率12.1%)。
(5)化合物E的合成实施例
化合物E的合成路线:
合成E-03:
将E-01(1.02g),HOBT(515mg)和E-02(1.24g)溶于DMF(10mL)中,搅拌条件下加入DIEA(492mg),室温搅拌反应2小时,LCMS显示原料反应完全。反应液中压反相纯化(流动相乙腈∶水=10∶90~90∶10),收集冻干得E-03(白色固体,1.20g,产率69%)。
合成E-04:
将E-03(1.0g)溶于DMF(5mL)中,搅拌条件下加入DEA(5mL),室温搅拌反应16小时,LCMS显示原料基本反应完全。反应液加入5mL乙腈稀释,低温浓缩至约5mL体积,中压反相纯化(流动相乙腈:水=10:90~90:10),收集冻干得E-04(白色固体,500mg,产率62%)。
合成E-05
将E-04(500mg),MC-COOH(174mg),HATU(418mg),DIPEA(213mg)溶于DMF(5mL),室温反应2小时,LCMS显示原料反应完全。将反应液中压反相纯化(流动相乙腈∶水=10∶90~90∶10),收集冻干得E-05(白色固体,300mg,产率49%)。
合成E-06
将E-05(200mg),DNPC(220mg),DIPEA(70mg)溶于DMF(5mL),室温搅拌反应2小时,LCMS显示原料反应完全。反应液中压反相纯化(流动相乙腈∶水=10∶90~90∶10),收集冻干得E-06(白色固体,220mg,产率85%)。
合成化合物E:
将E-06(220mg),E-07(450mg),HOBT(50mg),DIPEA(79mg)溶于DMF(4mL),室温搅拌反应16小时,LCMS显示原料反应完全。反应液高压反相纯化(流动相乙腈∶水=10∶90~90∶10),收集冻干得化合物E(黄色固体,100mg,产率30%)。
(6)化合物F的合成实施例
化合物F合成路线:
合成化合物F:
将E-06(100mg),MMAE(200mg),HOBT(18mg),DIPEA(36mg)溶于DMF(4mL),室温搅拌反应16小时,LCMS显示原料反应完全。反应液高压反相纯化(流动相乙腈∶水=10∶90~90∶10),收集冻干得化合物F(白色固体,50mg,产率28%)。
(7)化合物G的合成实施例
化合物G的合成路线:
化合物G的合成
将G-01(117mg),G-02(45mg)溶于乙腈(4mL),加入DIPEA(19mg),室温反应1小时,LCMS显示原料反应完全。反应液水洗旋干,制备纯化,收集冻干得化合物G(浅黄色固体,17mg,产率12%,HPLC纯度95.4%)。
Claims (8)
6.如权利要求5所述的方法,其特征在于,在试剂HOBt和DIPEA作用下,或HATU和DIPEA作用下,使含有Linker的化合物或含有部分Linker片段的化合物和含有Toxin的化合物发生反应。
8.如权利要求5-7任一项所述的方法,其特征在于,反应溶剂为DMA、DCM、DMF或乙腈中的任意一种。
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