CN112584871A - 支化糖醇基化合物和组合物及其方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供新型糖醇基类树枝状分子。所述糖醇基分子具有多个可以标记、偶联和固定大量分子或多种目标分子用于诊断、治疗和研究的功能基团。此类糖醇基类树枝状分子和偶联物的合成方法也属于本发明的范围。

Description

支化糖醇基化合物和组合物及其方法
优先权要求和相关申请
本申请要求2018年5月1日提交且其全部内容通过引用结合到本文中的第2/665,250号美国临时专利申请的优先权权益。
发明领域
本发明涉及新型糖醇基类树枝状化合物及其合成方法。更具体而言，本发明提供用于标记、偶联、固定目标分子进行诊断、治疗和研究的新化学实体。本发明还提供采用新型糖醇基类树枝状化合物制备的新型偶联物。
发明背景
亲水连接子经过改造可以调节各种分子的特性。此类连接子具有不同的结构单元，已用作药物递送剂、疏水性分子的水溶性增强剂、偶联间隔子或栓链、纳米技术中的封装分子并用于化妆品配方。聚乙二醇(PEG)是最常用的亲水连接子之一。低分子量(MW)异型双功能PEG化合物是最常见的用于连接疏水性化合物的化合物。
但是，在很多情况下聚乙二醇的亲水性不足，所以不能使一些疏水性分子达到生物应用所需的足够大的溶解性。因此，需要开发更好的亲水连接子。
最近的一些专利披露了一类基于糖醇的新型亲水性交联试剂(US 8,907,079B2、US 9,511,150B2、WO2013/012961A2)。这些新型化合物基于糖醇，修饰后具有改善多种疏水性分子溶解性的巨大潜力，并且可用于偶联诸多应用中的各种生物分子。
因此，目前需要改进的亲水性连接子和交联试剂。
发明内容
本发明提供分支(如支化或类树枝状)糖醇(SA)分子及其在偶联物制备中的应用，以及此类类树枝状分子的合成方法。本发明部分基于比聚乙醇(PEG)亲水性更好的SA。本发明还部分基于SA可进行衍生和修饰处理以便结合各种功能基团和活化基团。本发明还部分基于SA可与各种其它SA进一步反应制备带有多种交联基团支化或超支化SA大分子以实现高载量。
一方面，本发明总体上涉及一种具有式1所示化学结构的分支糖醇单体：
Figure BDA0002874186800000021
式中
每个Z1、Z2和Z3各自独立地选自R11和
Figure BDA0002874186800000022
Figure BDA0002874186800000023
Z1、Z2和Z3之中至少一个不是R11；
每个R11各自独立地选自氢、乙酰基、乙酸酯、苯甲酰基、苄基、β-甲氧基乙氧基甲醚、二甲氧基三苯甲基、甲氧基甲醚、甲氧基三苯甲基[(4-甲氧基苯基)二苯基甲基]、对甲氧基苄基醚、甲硫基甲醚、特戊酰基、四氢吡喃基、四氢呋喃基、四氢噻吩基、三苯甲基、硅基醚、C1-C8烃基硅基、甲基醚和乙氧基乙基醚；
每个R21各自独立地选自氢、乙酰基、苯甲酰基、苄基、β-甲氧基乙氧基甲醚、二甲氧基三苯甲基、甲氧基甲醚、甲氧基三苯甲基[(4-甲氧基苯基)二苯基甲基]、对甲氧基苄基醚、甲硫基甲醚、特戊酰基、四氢吡喃基、四氢呋喃基、四氢噻吩基、三苯甲基、硅基醚、C1-C8烃基硅基、甲基醚和乙氧基乙基醚、C1-C8烃基、环状原酸酯和邻位醇的缩丙酮；
n为2至8左右的整数；
m为1至8左右的整数；
p为0至50左右的整数；
n1为1至4左右的整数；
m1为1至4左右的整数；
每个L各自独立地选自R2和–V1-R2-V2-结构，其中V1和V2各自独立地选自狄尔斯–阿尔德反应加合物、1,3-偶极加合物、-C(R4)(＝N)-O-、-O-C(R4)(＝N)-、-S-CH2-C(＝O)-NH-、-NH-C(＝O)-CH2-S-、-C(＝G2)-G1-、-G1-C(＝G2)-、-G3-、-G1-C(＝G2)-G1-、-S-S-、-S-(CH2)2-S(O)2-、-S(O)2-(CH2)2-S-、-S(O)2-N(R3)-、-N(R3)-S(O)2-、-C(O)-NH-NH-CH2-、-C(O)-NH-N＝CH-、-CH＝N-NH-C(O)-、-CH2-NH-NH-C(O)-、-N(R3)-S(O)2-N(R3)-、-C(O)-NH-CH(CH2SH)-、-N＝CH-、-NH-CH2-、-NH-C(O)-CH2-C(O)-NH-、-CH＝N-G4-、-CH2-NH-G4-、-G4-NH-CH2-、-G4-N＝CH-、-C(＝NH2 +)-NH-、-NH-C(＝NH2 +)-、-O-P(＝O)(O-)-NH-、-NH-P(＝O)(O-)-O-、-CH2-CH(NH2)-CH2-S-、-S-CH2-CH(NH2)-CH2-、-O-P(＝O)(O-)-O-、-O-P(＝O)(S-)-O-、-O-P(＝S)(S-)-O-、
Figure BDA0002874186800000041
Figure BDA0002874186800000042
其中
每个G1各自独立地选自NR3、O和S；
每个G2各自独立地选自O或S；
每个G3各自独立地选自S、O、NR3和SO2；
每个G4各自独立地选自O或NR3；
每个R2各自独立地选自键、C1-C12烃基、-(CH2CH2O)1-10-、-(CH2CH2O)1-10-CH2-、-CH2-(CHOH)1-6-、-CHOH)1-6-CH2-、-(CHOH)1-6-、任选取代的脂环基、杂脂环基、芳基、肽、对氨基苄基羰基间隔子、带对氨基苄基羰基间隔子的肽、带对氨基苄基羰基间隔子的二肽和拟肽寡聚体；
每个R3各自独立地选自氢、C1-C8烃基、-(OCH2CH2)1-3、任选取代的脂环基和任选取代的杂脂环基；
每个R4各自独立地选自C1-C16烃基；
每个X各自独立地选自-OH、-J、-R5J、-C(＝O)-J、-C(＝O)-CH2-J、-NH-C(＝O)-CH2-J、-OR5、-OR6,-OR7、-O-甲磺酰基、-O-甲苯磺酰基、、-NH-C(＝O)-CH2-O-甲磺酰基、-NH-C(＝O)-CH2-O-甲苯磺酰基、-SH、-S-S-叔丁基、-SR7、-SR5、-S-S-R8、-NH-C(＝O)-R9-S-S-R8、-NH-C(＝O)-CH2-SH、-S(＝O)2-J、-NH-C(＝O)-R9-S-C(＝O)-R5、-NH2、-NHR5、-N(R5)R5、-NHR7、-NH-Fmoc、-NH-Boc、N-(邻苯二甲酰亚胺基)、-C(＝O)H、-C(＝O)-R5、NH-C(＝O)-R9-C(＝O)-R5、-C(＝O)OH、NH-C(＝O)-R9-C(＝O)OH、-N＝C＝S、-N＝C＝O、-C≡C-R5、-N＝N+＝N-、-O-NH2、-O-NH-Fmoc、-O-NH-Boc、-O-N-(Boc)2、-O-N(-邻苯二甲酰亚胺基),-NH-C(＝O)-R9-O-NH-Boc、-NH-C(＝O)-R9-O-N-(Boc)2、NH-C(＝O)-R9-O-N(-邻苯二甲酰亚胺基)、-NH-NH2、-C(＝O)-NH-NH2、-NH-C(＝O)-NH-NH2、-NH-C(＝S)-NH-NH2、甲苯磺酰肼、-R5-NH-C(＝NH2 +)-NH2、-NH-C(＝NH2 +)-CH2CH2CH2-SH
Figure BDA0002874186800000051
二苯甲酮、芳基重氮化物、重氮烷、重氮乙酰基、蒽醌、二氮丙啶、任选取代的三氟甲基苯基二氮丙啶、二烯烃、亲二烯体、1,3-偶极体、亲偶极体、烯烃、烯酮、烯、带烯丙基氢的烯烃、二羰基、环氧化物、环氧乙烷、有机硅烷、膦基、酯、酸酐、碳酸酯基、乙二醛、-C(＝NH2)-O-R5、羟甲基膦衍生物、乙基乙烯基、马来酰亚胺、乙烯基砜、烯丙基砜、硫酯、顺铂衍生物、氮丙啶、丙烯酰基；
其中
每个R5各自独立地选自氢、C1-C8烃基、脂环基、杂脂环基、苄基或芳基，其中R5中的任意环均为任选取代；
每个R6各自独立地选自苯甲酰基、乙酰基、苄基、C1-C8烃基硅基、四氢吡喃基、四氢呋喃基、和四氢噻吩基；
每个R7各自独立地选自三苯甲基(trityl)、单甲氧基三苯甲基(MMT)和二甲氧基三苯甲基(DMT)；
每个R8各自独立地选自2-吡啶基、4-吡啶基、5-硝基-2-吡啶基、5-硝基-4-吡啶基、2-硝基苯基、4-硝基苯基、3-羧基-4-硝基苯基、和2,4-二硝基苯基；
每个R9各自独立地选自C1-C16烃基；
每个J各自独立地选自Cl、Br和I。
另一方面，本发明总体上涉及一种包含具有式(1)所示化学结构的分支糖醇单体的固相连接化合物。
Figure BDA0002874186800000061
其中，分支SA单体通过Z1单元的X基团与固相上的功能基团反应所形成的连接基团W与固相结合；
其中
所述固相是具有以下任意一种功能基团的商品化聚苯乙烯树脂：4-苄氧基苄醇、三苯甲基醇、2-氯三苯甲基醇、三苯甲基氯、4-甲基三苯甲基氯、4-甲氧基三苯甲基氯、4-(4-羟基甲基-3-甲氧基苯氧基)丁酰MBHA、4-(2’4’-二甲氧基苯基羟甲基)苯氧基、4-(4-羟甲基-3-甲氧基苯氧基)丁基]BHA、4-羟甲基苯甲酰基MBHA、4-(4-羟甲基-3-甲氧基苯氧基)丁基MBHA、HMBA AM、TentaGel S PHB、Tentagel S HMBA、4-羟甲基苯氧基乙酰基AM、醇、酮、胺、氨甲基、碳酸酯、羧酸、硫醇、可光裂解化合物；
每个Z1、Z2和Z3各自独立地选自R11和
Figure BDA0002874186800000071
Figure BDA0002874186800000072
Z1、Z2和Z3中至少一个不是R11；
每个R11各自独立地选自氢、乙酰基、乙酸酯、苯甲酰基、苄基、β-甲氧基乙氧基甲醚、二甲氧基三苯甲基、甲氧基甲醚、甲氧基三苯甲基[(4-甲氧基苯基)二苯基甲基]、对甲氧基苄基醚、甲硫基甲醚、特戊酰基、四氢吡喃基、四氢呋喃基、四氢噻吩基、三苯甲基、硅基醚、C1-C8烃基硅基、甲基醚和乙氧基乙基醚；
每个R21各自独立地选自氢、乙酰基、苯甲酰基、苄基、β-甲氧基乙氧基甲醚、二甲氧基三苯甲基、甲氧基甲醚、甲氧基三苯甲基[(4-甲氧基苯基)二苯基甲基]、对甲氧基苄基醚、甲硫基甲醚、特戊酰基、四氢吡喃基、四氢呋喃基、四氢噻吩基、三苯甲基、硅基醚、C1-C8烃基硅基、甲基醚和乙氧基乙基醚、C1-C8烃基、环状原酸酯和邻位醇的缩丙酮；
n为2至8左右的整数；
m为1至8左右的整数；
p为0至50左右的整数；
n1为1至4左右的整数；
m1为1至4左右的整数；
每个L和W各自独立地选自R2和–V1-R2-V2-结构，其中V1和V2各自独立地选自狄尔斯–阿尔德反应加合物、1,3-偶极加合物、-C(R4)(＝N)-O-、-O-C(R4)(＝N)-、-S-CH2-C(＝O)-NH-、-NH-C(＝O)-CH2-S-、-C(＝G2)-G1-、-G1-C(＝G2)-、-G3-、-G1-C(＝G2)-G1-、-S-S-、-S-(CH2)2-S(O)2-、-S(O)2-(CH2)2-S-、-S(O)2-N(R3)-、-N(R3)-S(O)2-、-C(O)-NH-NH-CH2-、-C(O)-NH-N＝CH-、-CH＝N-NH-C(O)-、-CH2-NH-NH-C(O)-、-N(R3)-S(O)2-N(R3)-、-C(O)-NH-CH(CH2SH)-、-N＝CH-、-NH-CH2-、-NH-C(O)-CH2-C(O)-NH-、-CH＝N-G4-、-CH2-NH-G4-、-G4-NH-CH2-、-G4-N＝CH-、-C(＝NH2 +)-NH-、-NH-C(＝NH2 +)-、-O-P(＝O)(O-)-NH-、-NH-P(＝O)(O-)-O-、-CH2-CH(NH2)-CH2-S-、-S-CH2-CH(NH2)-CH2-、-O-P(＝O)(O-)-O-、-O-P(＝O)(S-)-O-、-O-P(＝S)(S-)-O-、
Figure BDA0002874186800000081
Figure BDA0002874186800000082
其中
每个G1各自独立地选自NR3、O和S；
每个G2各自独立地选自O或S；
每个G3各自独立地选自S、O、NR3和SO2；
每个G4各自独立地选自O或NR3；
每个R2各自独立地选自键、C1-C12烃基、-(CH2CH2O)1-10-、-(CH2CH2O)1-10-CH2-、-CH2-(CHOH)1-6-、-CHOH)1-6-CH2-、-(CHOH)1-6-、任选取代的脂环基、杂脂环基、芳基、肽、对氨基苄基羰基间隔子、带对氨基苄基羰基间隔子的肽、带对氨基苄基羰基间隔子的二肽和拟肽寡聚体；
每个R3各自独立地选自氢、C1-C8烃基、-(OCH2CH2)1-3、任选取代的脂环基和任选取代的杂脂环基；
每个R4各自独立地选自C1-C16烃基；
每个X各自独立地选自-OH、-J、-R5J、-C(＝O)-J、-C(＝O)-CH2-J、-NH-C(＝O)-CH2-J、-OR5、-OR6,-OR7、-O-甲磺酰基、-O-甲苯磺酰基、、-NH-C(＝O)-CH2-O-甲磺酰基、-NH-C(＝O)-CH2-O-甲苯磺酰基、-SH、-S-S-叔丁基、-SR7、-SR5、-S-S-R8、-NH-C(＝O)-R9-S-S-R8、-NH-C(＝O)-CH2-SH、-S(＝O)2-J、-NH-C(＝O)-R9-S-C(＝O)-R5、-NH2、-NHR5、-N(R5)R5、-NHR7、-NH-Fmoc、-NH-Boc、N-(邻苯二甲酰亚胺基)、-C(＝O)H、-C(＝O)-R5、NH-C(＝O)-R9-C(＝O)-R5、-C(＝O)OH、NH-C(＝O)-R9-C(＝O)OH、-N＝C＝S、-N＝C＝O、-C≡C-R5、-N＝N+＝N-、-O-NH2、-O-NH-Fmoc、-O-NH-Boc、-O-N-(Boc)2、-O-N(-邻苯二甲酰亚胺基),-NH-C(＝O)-R9-O-NH-Boc、-NH-C(＝O)-R9-O-N-(Boc)2、NH-C(＝O)-R9-O-N(-邻苯二甲酰亚胺基)、-NH-NH2、-C(＝O)-NH-NH2、-NH-C(＝O)-NH-NH2、-NH-C(＝S)-NH-NH2、甲苯磺酰肼、-R5-NH-C(＝NH2 +)-NH2、-NH-C(＝NH2 +)-CH2CH2CH2-SH、
Figure BDA0002874186800000101
二苯甲酮、芳基重氮化物、重氮烷、重氮乙酰基、蒽醌、二氮丙啶、任选取代的三氟甲基苯基二氮丙啶、二烯烃、亲二烯体、1,3-偶极体、亲偶极体、烯烃、烯酮、烯、带烯丙基氢的烯烃、二羰基、环氧化物、环氧乙烷、有机硅烷、膦基、酯、酸酐、碳酸酯基、乙二醛、-C(＝NH2)-O-R5、羟甲基膦衍生物、乙基乙烯基、马来酰亚胺、乙烯基砜、烯丙基砜、硫酯、顺铂衍生物、氮丙啶、丙烯酰基；
其中
每个R5各自独立地选自氢、C1-C8烃基、脂环基、杂脂环基、苄基或芳基，其中R5中的任意环均为任选取代；
每个R6各自独立地选自苯甲酰基、乙酰基、苄基、C1-C8烃基硅基、四氢吡喃基、四氢呋喃基、和四氢噻吩基；
每个R7各自独立地选自三苯甲基(trityl)、单甲氧基三苯甲基(MMT)和二甲氧基三苯甲基(DMT)；
每个R8各自独立地选自2-吡啶基、4-吡啶基、5-硝基-2-吡啶基、5-硝基-4-吡啶基、2-硝基苯基、4-硝基苯基、3-羧基-4-硝基苯基、和2,4-二硝基苯基；
每个R9各自独立地选自C1-C16烃基；
每个J各自独立地选自Cl、Br和I。
在又另一方面，本发明总体上涉及一种包含两个或更多分支SA单体B1的类树枝状SA分子，其中每个B1具有式(1)所示的化学结构：
Figure BDA0002874186800000102
通过Z1单元的X基团与Z2或Z3单元的X基团反应形成的连接基团W，每个B1单元结合一个或多个其它单体单元；
其中
每个Z1、Z2和Z3各自独立地选自R11和
Figure BDA0002874186800000111
Figure BDA0002874186800000112
Z1、Z2和Z3之中至少一个不是R11；
每个R11各自独立地选自氢、乙酰基、乙酸酯、苯甲酰基、苄基、β-甲氧基乙氧基甲醚、二甲氧基三苯甲基、甲氧基甲醚、甲氧基三苯甲基[(4-甲氧基苯基)二苯基甲基]、对甲氧基苄基醚、甲硫基甲醚、特戊酰基、四氢吡喃基、四氢呋喃基、四氢噻吩基、三苯甲基、硅基醚、C1-C8烃基硅基、甲基醚和乙氧基乙基醚；
R21各自独立地选自氢、乙酰基、苯甲酰基、苄基、β-甲氧基乙氧基甲醚、二甲氧基三苯甲基、甲氧基甲醚、甲氧基三苯甲基[(4-甲氧基苯基)二苯基甲基]、对甲氧基苄基醚、甲硫基甲醚、特戊酰基、四氢吡喃基、四氢呋喃基、四氢噻吩基、三苯甲基、硅基醚、C1-C8烃基硅基、甲基醚和乙氧基乙基醚、C1-C8烃基、环状原酸酯和邻位醇的缩丙酮；
n为2至8左右的整数；
m为1至8左右的整数；
p为0至50左右的整数；
n1为1至4左右的整数；
m1为1至4左右的整数；
每个L和W各自独立地选自R2和–V1-R2-V2-结构，其中V1和V2各自独立地选自狄尔斯–阿尔德反应加合物、1,3-偶极加合物、-C(R4)(＝N)-O-、-O-C(R4)(＝N)-、-S-CH2-C(＝O)-NH-、-NH-C(＝O)-CH2-S-、-C(＝G2)-G1-、-G1-C(＝G2)-、-G3-、-G1-C(＝G2)-G1-、-S-S-、-S-(CH2)2-S(O)2-、-S(O)2-(CH2)2-S-、-S(O)2-N(R3)-、-N(R3)-S(O)2-、-C(O)-NH-NH-CH2-、-C(O)-NH-N＝CH-、-CH＝N-NH-C(O)-、-CH2-NH-NH-C(O)-、-N(R3)-S(O)2-N(R3)-、-C(O)-NH-CH(CH2SH)-、-N＝CH-、-NH-CH2-、-NH-C(O)-CH2-C(O)-NH-、-CH＝N-G4-、-CH2-NH-G4-、-G4-NH-CH2-、-G4-N＝CH-、-C(＝NH2 +)-NH-、-NH-C(＝NH2 +)-、-O-P(＝O)(O-)-NH-、-NH-P(＝O)(O-)-O-、-CH2-CH(NH2)-CH2-S-、-S-CH2-CH(NH2)-CH2-、-O-P(＝O)(O-)-O-、-O-P(＝O)(S-)-O-、-O-P(＝S)(S-)-O-、
Figure BDA0002874186800000121
其中
每个G1各自独立地选自NR3、O和S；
每个G2各自独立地选自O或S；
每个G3各自独立地选自S、O、NR3和SO2；
每个G4各自独立地选自O或NR3；
每个R2各自独立地选自键、C1-C12烃基、-(CH2CH2O)1-10-、-(CH2CH2O)1-10-CH2-、-CH2-(CHOH)1-10-CH2-、-CH2-CHOH)1-6-、-(CHOH)1-6-CH2-、-(CHOH)1-6-、任选取代的脂环基、杂脂环基、芳基、肽、对氨基苄基羰基间隔子、带对氨基苄基羰基间隔子的肽、带对氨基苄基羰基间隔子的二肽和拟肽寡聚体；
每个R3各自独立地选自氢、C1-C8烃基、-(OCH2CH2)1-3、任选取代的脂环基和任选取代的杂脂环基；
每个R4各自独立地选自C1-C16烃基；
每个X各自独立地选自-OH、-J、-R5J、-C(＝O)-J、-C(＝O)-CH2-J、-NH-C(＝O)-CH2-J、-OR5、-OR6,-OR7、-O-甲磺酰基、-O-甲苯磺酰基、、-NH-C(＝O)-CH2-O-甲磺酰基、-NH-C(＝O)-CH2-O-甲苯磺酰基、-SH、-S-S-叔丁基、-SR7、-SR5、-S-S-R8、-NH-C(＝O)-R9-S-S-R8、-NH-C(＝O)-CH2-SH、-S(＝O)2-J、-NH-C(＝O)-R9-S-C(＝O)-R5、-NH2、-NHR5、-N(R5)R5、-NHR7、-NH-Fmoc、-NH-Boc、N-(邻苯二甲酰亚胺基)、-C(＝O)H、-C(＝O)-R5、NH-C(＝O)-R9-C(＝O)-R5、-C(＝O)OH、NH-C(＝O)-R9-C(＝O)OH、-N＝C＝S、-N＝C＝O、-C≡C-R5、-N＝N+＝N-、-O-NH2、-O-NH-Fmoc、-O-NH-Boc、-O-N-(Boc)2、-O-N(-邻苯二甲酰亚胺基),-NH-C(＝O)-R9-O-NH-Boc、-NH-C(＝O)-R9-O-N-(Boc)2、NH-C(＝O)-R9-O-N(-邻苯二甲酰亚胺基)、-NH-NH2、-C(＝O)-NH-NH2、-NH-C(＝O)-NH-NH2、-NH-C(＝S)-NH-NH2、-NH-C(＝S)-NH-NH2、甲苯磺酰肼、-R5-NH-C(＝NH2 +)-NH2、-NH-C(＝NH2 +)-CH2CH2CH2-SH、
Figure BDA0002874186800000141
二苯甲酮、芳基重氮化物、重氮烷、重氮乙酰基、蒽醌、二氮丙啶、任选取代的三氟甲基苯基二氮丙啶、二烯烃、亲二烯体、1,3-偶极体、亲偶极体、烯烃、烯酮、烯、带烯丙基氢的烯烃、二羰基、环氧化物、环氧乙烷、有机硅烷、膦基、酯、酸酐、碳酸酯基、乙二醛、-C(＝NH2)-O-R5、羟甲基膦衍生物、乙基乙烯基、马来酰亚胺、乙烯基砜、烯丙基砜、硫酯、顺铂衍生物、氮丙啶、丙烯酰基；
每个R5各自独立地选自氢、C1-C8烃基、脂环基、杂脂环基、苄基或芳基，其中R5中的任意环均为任选取代；
每个R6各自独立地选自苯甲酰基、乙酰基、苄基、C1-C8烃基硅基、四氢吡喃基、四氢呋喃基、和四氢噻吩基；
每个R7各自独立地选自三苯甲基(trityl)、单甲氧基三苯甲基(MMT)和二甲氧基三苯甲基(DMT)；
每个R8各自独立地选自2-吡啶基、4-吡啶基、5-硝基-2-吡啶基、5-硝基-4-吡啶基、2-硝基苯基、4-硝基苯基、3-羧基-4-硝基苯基、和2,4-二硝基苯基；
每个R9各自独立地选自C1-C16烃基；
每个J各自独立地选自Cl、Br和I。
在又另一方面，本发明总体上涉及一种通过分子M1与分支单体B1或包含两个或更多分支单体单元B1的类树枝状SA分子B的Z1单元的X基团反应形成的偶联物，其中所述偶联物具有式(3)或(4)所示的化学结构：
M1-(L2-B1)r (3)或
M1-(L2-B)r (4)
式中
每个M1各自独立地选自固体载体、蛋白质、酶、抗体、抗体片段、多肽、寡核苷酸、寡核苷酸类似物、多糖、代谢物、荧光化合物、化学发光化合物、质谱标签、发色团、生物素、毒素、药物、化疗剂、细胞毒性剂、免疫抑制剂、诊断剂、放射配体、螯合剂和小分子；
r为1至50左右的整数；
L2是M1和Z1的X基团反应形成的连接基团，并且各自独立地选自R22和–V1-R22-V22-结构，其中V11和V22各自独立地选自狄尔斯–阿尔德反应加合物、1,3-偶极加合物、-C(R4)(＝N)-O-、-O-C(R4)(＝N)-、-S-CH2-C(＝O)-NH-、-NH-C(＝O)-CH2-S-、-C(＝G2)-G1-、-G1-C(＝G2)-、-G3-、-G1-C(＝G2)-G1-、-S-S-、-S-(CH2)2-S(O)2-、-S(O)2-(CH2)2-S-、-S(O)2-N(R3)-、-N(R3)-S(O)2-、-C(O)-NH-NH-CH2-、-C(O)-NH-N＝CH-、-CH＝N-NH-C(O)-、-CH2-NH-NH-C(O)-、-N(R3)-S(O)2-N(R3)-、-C(O)-NH-CH(CH2SH)-、-N＝CH-、-NH-CH2-、-NH-C(O)-CH2-C(O)-NH-、-CH＝N-G4-、-CH2-NH-G4-、-G4-NH-CH2-、-G4-N＝CH-、-C(＝NH2 +)-NH-、-NH-C(＝NH2 +)-、-O-P(＝O)(O-)-NH-、-NH-P(＝O)(O-)-O-、-CH2-CH(NH2)-CH2-S-、-S-CH2-CH(NH2)-CH2-、-O-P(＝O)(O-)-O-、-O-P(＝O)(S-)-O-、-O-P(＝S)(S-)-O-、
Figure BDA0002874186800000161
其中
每个G1各自独立地选自NR3、O和S；
每个G2各自独立地选自O或S；
每个G3各自独立地选自S、O、NR3和SO2；
每个G4各自独立地选自O或NR3；
每个R22各自独立地选自键、C1-C12烃基、-(CH2CH2O)1-10-、-CH2-(CHOH)1-10-CH2-、-CH2-(CHOH)1-6-、-(CHOH)1-6-CH2-、-(CHOH)1-6-、任选取代的脂环基、杂脂环基、芳基、肽、对氨基苄基羰基间隔子、带对氨基苄基羰基间隔子的肽、带对氨基苄基羰基间隔子的二肽和拟肽寡聚体；
每个R3各自独立地选自氢、C1-C8烃基、-(OCH2CH2)1-3、任选取代的脂环基和任选取代的杂脂环基；
每个R4各自独立地选自C1-C16烃基；
每个B包含两个或更多分支SA单体单元B1，其中每个B1具有式(1)所示的化学结构：
Figure BDA0002874186800000162
通过Z1单元的X基团与Z2或Z3单元的X基团反应形成的连接基团W，每个B1单元结合一个或多个其它单体单元；
其中
每个Z1、Z2和Z3各自独立地选自
Figure BDA0002874186800000171
其中
n为2至8左右的整数；
m为1至8左右的整数；
p为0至4左右的整数；
每个L和W各自独立地选自键、R2和–V1-R2-V2-结构，其中V1和V2各自独立地选自狄尔斯–阿尔德反应加合物、1,3-偶极加合物、-C(R4)(＝N)-O-、-O-C(R4)(＝N)-、-S-CH2-C(＝O)-NH-、-NH-C(＝O)-CH2-S-、-C(＝G2)-G1-、-G1-C(＝G2)-、-G3-、-G1-C(＝G2)-G1-、-S-S-、-S-(CH2)2-S(O)2-、-S(O)2-(CH2)2-S-、-S(O)2-N(R3)-、-N(R3)-S(O)2-、-C(O)-NH-NH-CH2-、-C(O)-NH-N＝CH-、-CH＝N-NH-C(O)-、-CH2-NH-NH-C(O)-、-N(R3)-S(O)2-N(R3)-、-C(O)-NH-CH(CH2SH)-、-N＝CH-、-NH-CH2-、-NH-C(O)-CH2-C(O)-NH-、-CH＝N-G4-、-CH2-NH-G4-、-G4-NH-CH2-、-G4-N＝CH-、-C(＝NH2 +)-NH-、-NH-C(＝NH2 +)-、-O-P(＝O)(O-)-NH-、-NH-P(＝O)(O-)-O-、-CH2-CH(NH2)-CH2-S-、-S-CH2-CH(NH2)-CH2-、-O-P(＝O)(O-)-O-、-O-P(＝O)(S-)-O-、-O-P(＝S)(S-)-O-、
Figure BDA0002874186800000172
其中
每个G1各自独立地选自NR3、O和S；
每个G2各自独立地选自O或S；
每个G3各自独立地选自S、O、NR3和SO2；
每个G4各自独立地选自O或NR3；
每个R2各自独立地选自键、C1-C12烃基、-(CH2CH2O)1-10-、-(CH2CH2O)1-10-CH2-、-CH2-(CHOH)1-10-CH2-、-CH2-CHOH)1--、-(CHOH)1-6-CH2-、-(CHOH)1-6-、任选取代的脂环基、杂脂环基、芳基、肽、对氨基苄基羰基间隔子、带对氨基苄基羰基间隔子的肽、带对氨基苄基羰基间隔子的二肽和拟肽寡聚体；
每个R3各自独立地选自氢、C1-C8烃基、-(OCH2CH2)1-3、任选取代的脂环基和任选取代的杂脂环基；
每个R4各自独立地选自C1-C16烃基；
每个X各自独立地选自-OH、-J、-R5J、-C(＝O)-J、-C(＝O)-CH2-J、-NH-C(＝O)-CH2-J、-OR5、-OR6,-OR7、-O-甲磺酰基、-O-甲苯磺酰基、、-NH-C(＝O)-CH2-O-甲磺酰基、-NH-C(＝O)-CH2-O-甲苯磺酰基、-SH、-S-S-叔丁基、-SR7、-SR5、-S-S-R8、-NH-C(＝O)-R9-S-S-R8、-NH-C(＝O)-CH2-SH、-S(＝O)2-J、-NH-C(＝O)-R9-S-C(＝O)-R5、-NH2、-NHR5、-N(R5)R5、-NHR7、-NH-Fmoc、-NH-Boc、N-(邻苯二甲酰亚胺基)、-C(＝O)H、-C(＝O)-R5、NH-C(＝O)-R9-C(＝O)-R5、-C(＝O)OH、NH-C(＝O)-R9-C(＝O)OH、-N＝C＝S、-N＝C＝O、-C≡C-R5、-N＝N+＝N-、-O-NH2、-O-NH-Fmoc、-O-NH-Boc、-O-N-(Boc)2、-O-N(-邻苯二甲酰亚胺基),-NH-C(＝O)-R9-O-NH-Boc、-NH-C(＝O)-R9-O-N-(Boc)2、NH-C(＝O)-R9-O-N(-邻苯二甲酰亚胺基)、-NH-NH2、-C(＝O)-NH-NH2、-NH-C(＝O)-NH-NH2、-NH-C(＝S)-NH-NH2、甲苯磺酰肼、-R5-NH-C(＝NH2 +)-NH2、-NH-C(＝NH2 +)-CH2CH2CH2-SH、
Figure BDA0002874186800000191
二氮丙啶、任选取代的三氟甲基苯基二氮丙啶、叠氮、酯、碳酸酯基团、乙基乙烯基、马来酰亚胺、乙烯基砜、烯丙基砜、硫酯、氮丙啶，
每个R5各自独立地选自氢、C1-C8烃基、脂环基、杂脂环基、苄基或芳基，其中R5中的任意环均为任选取代；
每个R6各自独立地选自苯甲酰基、乙酰基、苄基、C1-C8烃基硅基、四氢吡喃基、四氢呋喃基、和四氢噻吩基；
每个R7各自独立地选自三苯甲基(trityl)、单甲氧基三苯甲基(MMT)和二甲氧基三苯甲基(DMT)；
每个R8各自独立地选自2-吡啶基、4-吡啶基、5-硝基-2-吡啶基、5-硝基-4-吡啶基、2-硝基苯基、4-硝基苯基、3-羧基-4-硝基苯基、和2,4-二硝基苯基；
每个R9各自独立地选自C1-C16烃基；
每个J各自独立地选自Cl、Br和I。
在又另一方面，本发明总体上涉及具有式(5)或(6)所示化学结构的偶联物：
B-(L1-M2)q (5)或
B1-(L1-M2)q (6)
其中所述偶联物是由一个或多个M2分子与一个分支SA单体B1或包含两个或更多分支SA单体单元B1的一个类树枝状SA分子B的Z2或Z3单元的一个或多个X基团反应形成的。
其中
每个M2各自独立地选自蛋白质、酶、抗体、抗体片段、多肽、寡核苷酸、寡核苷酸类似物、多糖、代谢物、荧光化合物、化学发光化合物、质谱标签、发色团、生物素、毒素、药物、化疗剂、细胞毒性剂、免疫抑制剂、诊断剂、放射配体、螯合剂和小分子；
q为1至50左右的整数；
每个L1各自独立地选自R22和–V1-R2-V2-结构，其中V11和V22各自独立地选自狄尔斯–阿尔德反应加合物、1,3-偶极加合物、-C(R4)(＝N)-O-、-O-C(R4)(＝N)-、-S-CH2-C(＝O)-NH-、-NH-C(＝O)-CH2-S-、-C(＝G2)-G1-、-G1-C(＝G2)-、-G3-、-G1-C(＝G2)-G1-、-S-S-、-S-(CH2)2-S(O)2-、-S(O)2-(CH2)2-S-、-S(O)2-N(R3)-、-N(R3)-S(O)2-、-C(O)-NH-NH-CH2-、-C(O)-NH-N＝CH-、-CH＝N-NH-C(O)-、-CH2-NH-NH-C(O)-、-N(R3)-S(O)2-N(R3)-、-C(O)-NH-CH(CH2SH)-、-N＝CH-、-NH-CH2-、-NH-C(O)-CH2-C(O)-NH-、-CH＝N-G4-、-CH2-NH-G4-、-G4-NH-CH2-、-G4-N＝CH-、-C(＝NH2 +)-NH-、-NH-C(＝NH2 +)-、-O-P(＝O)(O-)-NH-、-NH-P(＝O)(O-)-O-、-CH2-CH(NH2)-CH2-S-、-S-CH2-CH(NH2)-CH2-、-O-P(＝O)(O-)-O-、-O-P(＝O)(S-)-O-、-O-P(＝S)(S-)-O-、
Figure BDA0002874186800000211
其中
每个G1各自独立地选自NR3、O和S；
每个G2各自独立地选自O或S；
每个G3各自独立地选自S、O、NR3和SO2；
每个G4各自独立地选自O或NR3；
每个R22各自独立地选自键、C1-C12烃基、-(CH2CH2O)1-10-、-(CH2CH2O)1-10-CH2-、-CH2-(CHOH)1-6-、-CHOH)1-6-CH2-、-(CHOH)1-6-、任选取代的脂环基、杂脂环基、芳基、肽、对氨基苄基羰基间隔子、带对氨基苄基羰基间隔子的肽、带对氨基苄基羰基间隔子的二肽和拟肽寡聚体；
每个R3各自独立地选自氢、C1-C8烃基、-(OCH2CH2)1-3、任选取代的脂环基和任选取代的杂脂环基；
每个R4各自独立地选自C1-C16烃基；
每个B包含两个或更多分支SA单体单元B1，其中每个B1具有式(1)所示的化学结构：
Figure BDA0002874186800000212
通过Z1单元的X基团与Z2或Z3单元的X基团反应形成的连接基团W，每个B1单元结合一个或多个其它单体单元；
其中
每个Z1、Z2和Z3各自独立地选自
Figure BDA0002874186800000221
其中
n为2至8左右的整数；
m为1至8左右的整数；
p为0至50左右的整数；
每个L和W各自独立地选自键、R2和–V1-R2-V2-结构，其中V1和V2各自独立地选自狄尔斯–阿尔德反应加合物、1,3-偶极加合物、-C(R4)(＝N)-O-、-O-C(R4)(＝N)-、-S-CH2-C(＝O)-NH-、-NH-C(＝O)-CH2-S-、-C(＝G2)-G1-、-G1-C(＝G2)-、-G3-、-G1-C(＝G2)-G1-、-S-S-、-S-(CH2)2-S(O)2-、-S(O)2-(CH2)2-S-、-S(O)2-N(R3)-、-N(R3)-S(O)2-、-C(O)-NH-NH-CH2-、-C(O)-NH-N＝CH-、-CH＝N-NH-C(O)-、-CH2-NH-NH-C(O)-、-N(R3)-S(O)2-N(R3)-、-C(O)-NH-CH(CH2SH)-、-N＝CH-、-NH-CH2-、-NH-C(O)-CH2-C(O)-NH-、-CH＝N-G4-、-CH2-NH-G4-、-G4-NH-CH2-、-G4-N＝CH-、-C(＝NH2 +)-NH-、-NH-C(＝NH2 +)-、-O-P(＝O)(O-)-NH-、-NH-P(＝O)(O-)-O-、-CH2-CH(NH2)-CH2-S-、-S-CH2-CH(NH2)-CH2-、-O-P(＝O)(O-)-O-、-O-P(＝O)(S-)-O-、-O-P(＝S)(S-)-O-、
Figure BDA0002874186800000222
其中
每个G1各自独立地选自NR3、O和S；
每个G2各自独立地选自O或S；
每个G3各自独立地选自S、O、NR3和SO2；
每个G4各自独立地选自O或NR3；
每个R2各自独立地选自键、C1-C12烃基、-(CH2CH2O)1-10-、-(CH2CH2O)1-10-CH2-、-CH2-(CHOH)1-10-CH2-、-CH2-CHOH)1--、-(CHOH)1-6-CH2-、-(CHOH)1-6-、任选取代的脂环基、杂脂环基、芳基、肽、对氨基苄基羰基间隔子、带对氨基苄基羰基间隔子的肽、带对氨基苄基羰基间隔子的二肽和拟肽寡聚体；
每个R3各自独立地选自氢、C1-C8烃基、-(OCH2CH2)1-3、任选取代的脂环基和任选取代的杂脂环基；
每个R4各自独立地选自C1-C16烃基；
每个X各自独立地选自-OH、-J、-R5J、-C(＝O)-J、-C(＝O)-CH2-J、-NH-C(＝O)-CH2-J、-OR5、-OR6,-OR7、-O-甲磺酰基、-O-甲苯磺酰基、、-NH-C(＝O)-CH2-O-甲磺酰基、-NH-C(＝O)-CH2-O-甲苯磺酰基、-SH、-S-S-叔丁基、-SR7、-SR5、-S-S-R8、-NH-C(＝O)-R9-S-S-R8、-NH-C(＝O)-CH2-SH、-S(＝O)2-J、-NH-C(＝O)-R9-S-C(＝O)-R5、-NH2、-NHR5、-N(R5)R5、-NHR7、-NH-Fmoc、-NH-Boc、N-(邻苯二甲酰亚胺基)、-C(＝O)H、-C(＝O)-R5、NH-C(＝O)-R9-C(＝O)-R5、-C(＝O)OH、NH-C(＝O)-R9-C(＝O)OH、-N＝C＝S、-N＝C＝O、-C≡C-R5、-N＝N+＝N-、-O-NH2、-O-NH-Fmoc、-O-NH-Boc、-O-N-(Boc)2、-O-N(-邻苯二甲酰亚胺基),-NH-C(＝O)-R9-O-NH-Boc、-NH-C(＝O)-R9-O-N-(Boc)2、NH-C(＝O)-R9-O-N(-邻苯二甲酰亚胺基)、-NH-NH2、-C(＝O)-NH-NH2、-NH-C(＝O)-NH-NH2、-NH-C(＝S)-NH-NH2、甲苯磺酰肼、-R5-NH-C(＝NH2 +)-NH2、-NH-C(＝NH2 +)-CH2CH2CH2-SH、
Figure BDA0002874186800000241
二氮丙啶、任选取代的三氟甲基苯基二氮丙啶、叠氮、酯、碳酸酯基团、乙基乙烯基、马来酰亚胺、乙烯基砜、烯丙基砜、硫酯、氮丙啶
每个R5各自独立地选自氢、C1-C8烃基、脂环基、杂脂环基、苄基或芳基，其中R5中的任意环均为任选取代；
每个R6各自独立地选自苯甲酰基、乙酰基、苄基、C1-C8烃基硅基、四氢吡喃基、四氢呋喃基、和四氢噻吩基；
每个R7各自独立地选自三苯甲基(trityl)、单甲氧基三苯甲基(MMT)和二甲氧基三苯甲基(DMT)；
每个R8各自独立地选自2-吡啶基、4-吡啶基、5-硝基-2-吡啶基、5-硝基-4-吡啶基、2-硝基苯基、4-硝基苯基、3-羧基-4-硝基苯基、和2,4-二硝基苯基；
每个R9各自独立地选自C1-C16烃基；
每个J各自独立地选自Cl、Br和I。
在又另一方面，本发明总体上涉及具有式(7)或(8)所示化学结构的偶联物：
M1-(L1-B1-(L1-M2)q)r (7),或
M1-(L1-B-(L1-M2)q)r (8)
其中，所述偶联物是由一个M1分子与一个分支SA单体B1或包含两个或更多分支SA单体单元B1的一个类树枝状SA分子B的Z1的X基团反应，以及一个或多个M2分子与一个分支SA单体单元B1或包含两个或更多SA单体单元B1的一个类树枝状SA分子B的Z2或Z3的一个或多个X基团反应形成的；
其中
q为1至50左右的整数；
r为1至50左右的整数；
每个M1各自独立地选自固体载体、蛋白质、酶、抗体、抗体片段、多肽、寡核苷酸、寡核苷酸类似物、多糖、代谢物、荧光化合物、化学发光化合物、质谱标签、发色团、生物素、毒素、药物、化疗剂、细胞毒性剂、免疫抑制剂、诊断剂、放射配体、螯合剂和小分子；
每个M2各自独立地选自蛋白质、酶、抗体、抗体片段、多肽、寡核苷酸、寡核苷酸类似物、多糖、代谢物、荧光化合物、化学发光化合物、质谱标签、发色团、生物素、毒素、药物、化疗剂、细胞毒性剂、免疫抑制剂、诊断剂、放射配体、螯合剂和小分子；
每个L1各自独立地选自R22和–V1-R2-V2-结构，其中V11和V22各自独立地选自狄尔斯–阿尔德反应加合物、1,3-偶极加合物、-C(R4)(＝N)-O-、-O-C(R4)(＝N)-、-S-CH2-C(＝O)-NH-、-NH-C(＝O)-CH2-S-、-C(＝G2)-G1-、-G1-C(＝G2)-、-G3-、-G1-C(＝G2)-G1-、-S-S-、-S-(CH2)2-S(O)2-、-S(O)2-(CH2)2-S-、-S(O)2-N(R3)-、-N(R3)-S(O)2-、-C(O)-NH-NH-CH2-、-C(O)-NH-N＝CH-、-CH＝N-NH-C(O)-、-CH2-NH-NH-C(O)-、-N(R3)-S(O)2-N(R3)-、-C(O)-NH-CH(CH2SH)-、-N＝CH-、-NH-CH2-、-NH-C(O)-CH2-C(O)-NH-、-CH＝N-G4-、-CH2-NH-G4-、-G4-NH-CH2-、-G4-N＝CH-、-C(＝NH2 +)-NH-、-NH-C(＝NH2 +)-、-O-P(＝O)(O-)-NH-、-NH-P(＝O)(O-)-O-、-CH2-CH(NH2)-CH2-S-、-S-CH2-CH(NH2)-CH2-、-O-P(＝O)(O-)-O-、-O-P(＝O)(S-)-O-、-O-P(＝S)(S-)-O-、
Figure BDA0002874186800000261
其中
每个G1各自独立地选自NR3、O和S；
每个G2各自独立地选自O或S；
每个G3各自独立地选自S、O、NR3和SO2；
每个G4各自独立地选自O或NR3；
每个R2各自独立地选自键、C1-C12烃基、-(CH2CH2O)1-10-、-(CH2CH2O)1-10-CH2-、-CH2-(CHOH)1-6-、-CHOH)1-6-CH2-、-(CHOH)1-6-、任选取代的脂环基、杂脂环基、芳基、肽、对氨基苄基羰基间隔子、带对氨基苄基羰基间隔子的肽、带对氨基苄基羰基间隔子的二肽和拟肽寡聚体；
每个R3各自独立地选自氢、C1-C8烃基、-(OCH2CH2)1-3、任选取代的脂环基和任选取代的杂脂环基；
每个R4各自独立地选自C1-C16烃基；
每个B包含两个或更多分支SA单体单元B1，其中每个B1具有式(1)所示的化学结构：
Figure BDA0002874186800000271
通过Z1单元的X基团与Z2或Z3单元的X基团反应形成的连接基团W，每个B1单元结合一个或多个其它单体单元；
其中
每个Z1、Z2和Z3各自独立地选自
Figure BDA0002874186800000272
其中
n为2至8左右的整数；
m为1至8左右的整数；
p为0至50左右的整数；
每个L和W各自独立地选自键、R2和–V1-R2-V2-结构，其中V1和V2各自独立地选自狄尔斯–阿尔德反应加合物、1,3-偶极加合物、-C(R4)(＝N)-O-、-O-C(R4)(＝N)-、-S-CH2-C(＝O)-NH-、-NH-C(＝O)-CH2-S-、-C(＝G2)-G1-、-G1-C(＝G2)-、-G3-、-G1-C(＝G2)-G1-、-S-S-、-S-(CH2)2-S(O)2-、
-S(O)2-(CH2)2-S-、-S(O)2-N(R3)-、-N(R3)-S(O)2-、-C(O)-NH-NH-CH2-、-C(O)-NH-N＝CH-、-CH＝N-NH-C(O)-、-CH2-NH-NH-C(O)-、-N(R3)-S(O)2-N(R3)-、-C(O)-NH-CH(CH2SH)-、-N＝CH-、-NH-CH2-、-NH-C(O)-CH2-C(O)-NH-、-CH＝N-G4-、-CH2-NH-G4-、-G4-NH-CH2-、-G4-N＝CH-、-C(＝NH2 +)-NH-、-NH-C(＝NH2 +)-、-O-P(＝O)(O-)-NH-、-NH-P(＝O)(O-)-O-、-CH2-CH(NH2)-CH2-S-、-S-CH2-CH(NH2)-CH2-、-O-P(＝O)(O-)-O-、-O-P(＝O)(S-)-O-、-O-P(＝S)(S-)-O-、
Figure BDA0002874186800000281
其中
每个G1各自独立地选自NR3、O和S；
每个G2各自独立地选自O或S；
每个G3各自独立地选自S、O、NR3和SO2；
每个G4各自独立地选自O或NR3；
每个R2各自独立地选自键、C1-C12烃基、-(CH2CH2O)1-10-、-(CH2CH2O)1-10-CH2-、-CH2-(CHOH)1-10-CH2-、-CH2-CHOH)1--、-(CHOH)1-6-CH2-、-(CHOH)1-6-、任选取代的脂环基、杂脂环基、芳基、肽、对氨基苄基羰基间隔子、带对氨基苄基羰基间隔子的肽、带对氨基苄基羰基间隔子的二肽和拟肽寡聚体；
每个R3各自独立地选自氢、C1-C8烃基、-(OCH2CH2)1-3、任选取代的脂环基和任选取代的杂脂环基；
每个R4各自独立地选自C1-C16烃基；
每个X各自独立地选自-OH、-J、-R5J、-C(＝O)-J、-C(＝O)-CH2-J、-NH-C(＝O)-CH2-J、-OR5、-OR6,-OR7、-O-甲磺酰基、-O-甲苯磺酰基、、-NH-C(＝O)-CH2-O-甲磺酰基、-NH-C(＝O)-CH2-O-甲苯磺酰基、-SH、-S-S-叔丁基、-SR7、-SR5、-S-S-R8、-NH-C(＝O)-R9-S-S-R8、-NH-C(＝O)-CH2-SH、-S(＝O)2-J、-NH-C(＝O)-R9-S-C(＝O)-R5、-NH2、-NHR5、-N(R5)R5、-NHR7、-NH-Fmoc、-NH-Boc、N-(邻苯二甲酰亚胺基)、-C(＝O)H、-C(＝O)-R5、NH-C(＝O)-R9-C(＝O)-R5、-C(＝O)OH、NH-C(＝O)-R9-C(＝O)OH、-N＝C＝S、-N＝C＝O、-C≡C-R5、-N＝N+＝N-、-O-NH2、-O-NH-Fmoc、-O-NH-Boc、-O-N-(Boc)2、-O-N(-邻苯二甲酰亚胺基),-NH-C(＝O)-R9-O-NH-Boc、-NH-C(＝O)-R9-O-N-(Boc)2、NH-C(＝O)-R9-O-N(-邻苯二甲酰亚胺基)、-NH-NH2、-C(＝O)-NH-NH2、-NH-C(＝O)-NH-NH2、-NH-C(＝S)-NH-NH2、甲苯磺酰肼、-R5-NH-C(＝NH2 +)-NH2、-NH-C(＝NH2 +)-CH2CH2CH2-SH、
Figure BDA0002874186800000291
二氮丙啶、任选取代的三氟甲基苯基二氮丙啶、叠氮、酯、碳酸酯基团、乙基乙烯基、马来酰亚胺、乙烯基砜、烯丙基砜、硫酯、氮丙啶
每个R5各自独立地选自氢、C1-C8烃基、脂环基、杂脂环基、苄基或芳基，其中R5中的任意环均为任选取代；
每个R6各自独立地选自苯甲酰基、乙酰基、苄基、C1-C8烃基硅基、四氢吡喃基、四氢呋喃基、和四氢噻吩基；
每个R7各自独立地选自三苯甲基(trityl)、单甲氧基三苯甲基(MMT)和二甲氧基三苯甲基(DMT)；
每个R8各自独立地选自2-吡啶基、4-吡啶基、5-硝基-2-吡啶基、5-硝基-4-吡啶基、2-硝基苯基、4-硝基苯基、3-羧基-4-硝基苯基、和2,4-二硝基苯基；
每个R9各自独立地选自C1-C16烃基；
每个J各自独立地选自Cl、Br和I。
在又另一方面，本发明总体上涉及一种制备具有式(1)所示化学结构的分支SA分子的方法：
Figure BDA0002874186800000301
式中
每个Z1、Z2和Z3各自独立地选自R11和
Figure BDA0002874186800000302
Figure BDA0002874186800000303
Z1、Z2和Z3之中至少一个不是R11；
每个R11各自独立地选自氢、乙酰基、乙酸酯、苯甲酰基、苄基、β-甲氧基乙氧基甲醚、二甲氧基三苯甲基、甲氧基甲醚、甲氧基三苯甲基[(4-甲氧基苯基)二苯基甲基]、对甲氧基苄基醚、甲硫基甲醚、特戊酰基、四氢吡喃基、四氢呋喃基、四氢噻吩基、三苯甲基、硅基醚、C1-C8烃基硅基、甲基醚和乙氧基乙基醚；
每个R21各自独立地选自氢、乙酰基、苯甲酰基、苄基、β-甲氧基乙氧基甲醚、二甲氧基三苯甲基、甲氧基甲醚、甲氧基三苯甲基[(4-甲氧基苯基)二苯基甲基]、对甲氧基苄基醚、甲硫基甲醚、特戊酰基、四氢吡喃基、四氢呋喃基、四氢噻吩基、三苯甲基、硅基醚、C1-C8烃基硅基、甲基醚和乙氧基乙基醚、C1-C8烃基、环状原酸酯和邻位醇的缩丙酮；
n为2至8左右的整数；
m为1至8左右的整数；
p为0至50左右的整数；
n1为1至4左右的整数；
m1为1至4左右的整数；
每个L各自独立地选自R2和–V1-R2-V2-结构，其中V1和V2各自独立地选自狄尔斯–阿尔德反应加合物、1,3-偶极加合物、-C(R4)(＝N)-O-、-O-C(R4)(＝N)-、-S-CH2-C(＝O)-NH-、-NH-C(＝O)-CH2-S-、-C(＝G2)-G1-、-G1-C(＝G2)-、-G3-、-G1-C(＝G2)-G1-、-S-S-、-S-(CH2)2-S(O)2-、-S(O)2-N(R3)-、-N(R3)-S(O)2-、-C(O)-NH-NH-CH2-、-C(O)-NH-N＝CH-、-CH＝N-NH-C(O)-、-CH2-NH-NH-C(O)-、-N(R3)-S(O)2-N(R3)-、-C(O)-NH-CH(CH2SH)-、-N＝CH-、-NH-CH2-、-NH-C(O)-CH2-C(O)-NH-、-CH＝N-G4-、-CH2-NH-G4-、-G4-NH-CH2-、-G4-N＝CH-、-C(＝NH2 +)-NH-、-NH-C(＝NH2 +)-、-O-P(＝O)(O-)-NH-、-NH-P(＝O)(O-)-O-、-CH2-CH(NH2)-CH2-S-、-S-CH2-CH(NH2)-CH2-、-S-CH2-CH(NH2)-CH2-、-O-P(＝O)(O-)-O-、-O-P(＝O)(S-)-O-、-O-P(＝S)(S-)-O-、
Figure BDA0002874186800000311
其中
每个G1各自独立地选自NR3、O和S；
每个G2各自独立地选自O或S；
每个G3各自独立地选自S、O、NR3和SO2；
每个G4各自独立地选自O或NR3；
每个R2各自独立地选自键、C1-C12烃基、-(CH2CH2O)1-10-、-(CH2CH2O)1-10-CH2-、-CH2-(CHOH)1-6-、-CHOH)1-6-CH2-、-(CHOH)1-6-、任选取代的脂环基、杂脂环基、芳基、肽、对氨基苄基羰基间隔子、带对氨基苄基羰基间隔子的肽、带对氨基苄基羰基间隔子的二肽和拟肽寡聚体；
每个R3各自独立地选自氢、C1-C8烃基、-(OCH2CH2)1-3、任选取代的脂环基和任选取代的杂脂环基；
每个R4各自独立地选自C1-C16烃基；
每个X各自独立地选自-OH、-J、-R5J、-C(＝O)-J、-C(＝O)-CH2-J、-NH-C(＝O)-CH2-J、-OR5、-OR6,-OR7、-O-甲磺酰基、-O-甲苯磺酰基、、-NH-C(＝O)-CH2-O-甲磺酰基、-NH-C(＝O)-CH2-O-甲苯磺酰基、-SH、-S-S-叔丁基、-SR7、-SR5、-S-S-R8、-NH-C(＝O)-R9-S-S-R8、-NH-C(＝O)-CH2-SH、-S(＝O)2-J、-NH-C(＝O)-R9-S-C(＝O)-R5、-NH2、-NHR5、-N(R5)R5、-NHR7、-NH-Fmoc、-NH-Boc、N-(邻苯二甲酰亚胺基)、-C(＝O)H、-C(＝O)-R5、NH-C(＝O)-R9-C(＝O)-R5、-C(＝O)OH、NH-C(＝O)-R9-C(＝O)OH、-N＝C＝S、-N＝C＝O、-C≡C-R5、-N＝N+＝N-、-O-NH2、-O-NH-Fmoc、-O-NH-Boc、-O-N-(Boc)2、-O-N(-邻苯二甲酰亚胺基),-NH-C(＝O)-R9-O-NH-Boc、-NH-C(＝O)-R9-O-N-(Boc)2、NH-C(＝O)-R9-O-N(-邻苯二甲酰亚胺基)、-NH-NH2、-C(＝O)-NH-NH2、-NH-C(＝O)-NH-NH2、-NH-C(＝S)-NH-NH2、甲苯磺酰肼、-R5-NH-C(＝NH2 +)-NH2、-NH-C(＝NH2 +)-CH2CH2CH2-SH、
Figure BDA0002874186800000331
二苯甲酮、芳基重氮化物、重氮烷、重氮乙酰基、蒽醌、二氮丙啶、任选取代的三氟甲基苯基二氮丙啶、二烯烃、亲二烯体、1,3-偶极体、亲偶极体、烯烃、烯酮、烯、带烯丙基氢的烯烃、二羰基、环氧化物、环氧乙烷、有机硅烷、膦基、酯、酸酐、碳酸酯基、乙二醛、-C(＝NH2)-O-R5、羟甲基膦衍生物、乙基乙烯基、马来酰亚胺、乙烯基砜、烯丙基砜、硫酯、顺铂衍生物、氮丙啶、丙烯酰基；
每个R5各自独立地选自氢、C1-C8烃基、脂环基、杂脂环基、苄基或芳基，其中R5中的任意环均为任选取代；
每个R6各自独立地选自苯甲酰基、乙酰基、苄基、C1-C8烃基硅基、四氢吡喃基、四氢呋喃基、和四氢噻吩基；
每个R7各自独立地选自三苯甲基(trityl)、单甲氧基三苯甲基(MMT)和二甲氧基三苯甲基(DMT)；
每个R8各自独立地选自2-吡啶基、4-吡啶基、5-硝基-2-吡啶基、5-硝基-4-吡啶基、2-硝基苯基、4-硝基苯基、3-羧基-4-硝基苯基、和2,4-二硝基苯基；
每个R9各自独立地选自C1-C16烃基；
每个J各自独立地选自Cl、Br和I。
其中所述方法包括以下步骤：
(1)取甘油；
(2)使甘油与能够以R23选择性地保护两个末端伯羟基的试剂结合，以形成具有式(2)
Figure BDA0002874186800000341
所示化学结构的中间体
(3)取具有式3
Figure BDA0002874186800000342
或式4
Figure BDA0002874186800000343
所示化学结构和一个游离伯羟基的第一SA分子；
(4)以良好的离去基团取代式3或4的伯羟基；
(5)在允许两个单元缩合的条件下使第一SA分子和甘油结合以形成分支SA单体；
(6)除去分支SA单体中甘油上的伯羟基的一个或两个保护基团(R23)；
(7)取具有式3
Figure BDA0002874186800000344
或式4
Figure BDA0002874186800000345
所示化学结构和一个游离伯羟基的第二SA分子；
(8)以良好的离去基团取代第二SA分子的伯羟基；
(9)在允许两个单元缩合的条件下使分支SA单体和一个或两个第二SA分子结合以形成大型分支SA单体；
(10)使上述分支SA单体与能够选择性地对SA分子的R24或R25基团脱保护的试剂结合；
(11)使以上反应产物进一步与能够引入连接子L和不同功能基团X的试剂反应，以形成具有式(1)所示化学结构的分支SA单体。
在又另一方面，本发明总体上涉及一种基于固相组装包含两个或更多分支式SA单体单元B1的类树枝状SA分子的方法，其中每个B1单元通过Z1单元的X基团与Z2或Z3单元的X基团反应形成的连接基团W，结合一个或多个其它单体单元；
其中
每个B1具有式1所示的化学结构：
Figure BDA0002874186800000351
式中
每个Z1、Z2和Z3各自独立地选自R11和
Figure BDA0002874186800000352
Figure BDA0002874186800000353
Z1、Z2和Z3之中至少一个不是R11；
每个R11各自独立地选自氢、乙酰基、乙酸酯、苯甲酰基、苄基、β-甲氧基乙氧基甲醚、二甲氧基三苯甲基、甲氧基甲醚、甲氧基三苯甲基[(4-甲氧基苯基)二苯基甲基]、对甲氧基苄基醚、甲硫基甲醚、特戊酰基、四氢吡喃基、四氢呋喃基、四氢噻吩基、三苯甲基、硅基醚、C1-C8烃基硅基、甲基醚和乙氧基乙基醚；
R21各自独立地选自氢、乙酰基、苯甲酰基、苄基、β-甲氧基乙氧基甲醚、二甲氧基三苯甲基、甲氧基甲醚、甲氧基三苯甲基[(4-甲氧基苯基)二苯基甲基]、对甲氧基苄基醚、甲硫基甲醚、特戊酰基、四氢吡喃基、四氢呋喃基、四氢噻吩基、三苯甲基、硅基醚、C1-C8烃基硅基、甲基醚和乙氧基乙基醚、C1-C8烃基、环状原酸酯和邻位醇的缩丙酮；
n为2至8左右的整数；
m为1至8左右的整数；
p为0至50左右的整数；
n1为1至4左右的整数；
m1为1至4左右的整数；
每个L和W各自独立地选自键、R2和–V1-R2-V2-结构，其中V1和V2各自独立地选自狄尔斯–阿尔德反应加合物、1,3-偶极加合物、-C(R4)(＝N)-O-、-O-C(R4)(＝N)-、-S-CH2-C(＝O)-NH-、-NH-C(＝O)-CH2-S-、-C(＝G2)-G1-、-G1-C(＝G2)-、-G3-、-G1-C(＝G2)-G1-、-S-S-、-S-(CH2)2-S(O)2-、-S(O)2-(CH2)2-S-、-S(O)2-N(R3)-、-N(R3)-S(O)2-、-C(O)-NH-NH-CH2-、-C(O)-NH-N＝CH-、-CH＝N-NH-C(O)-、-CH2-NH-NH-C(O)-、-N(R3)-S(O)2-N(R3)-、-C(O)-NH-CH(CH2SH)-、-N＝CH-、-NH-CH2-、-NH-C(O)-CH2-C(O)-NH-、-CH＝N-G4-、-CH2-NH-G4-、-G4-NH-CH2-、-G4-N＝CH-、-C(＝NH2 +)-NH-、-NH-C(＝NH2 +)-、-O-P(＝O)(O-)-NH-、-NH-P(＝O)(O-)-O-、-CH2-CH(NH2)-CH2-S-、-S-CH2-CH(NH2)-CH2-、-O-P(＝O)(O-)-O-、-O-P(＝O)(S-)-O-、-O-P(＝S)(S-)-O-、
Figure BDA0002874186800000361
其中
每个G1各自独立地选自NR3、O和S；
每个G2各自独立地选自O或S；
每个G3各自独立地选自S、O、NR3和SO2；
每个G4各自独立地选自O或NR3；
每个R2各自独立地选自键、C1-C12烃基、-(CH2CH2O)1-10-、-(CH2CH2O)1-10-CH2-、-CH2-(CHOH)1-10-CH2-、-CH2-CHOH)1--、-(CHOH)1-6-CH2-、-(CHOH)1-6-、任选取代的脂环基、杂脂环基、芳基、肽、对氨基苄基羰基间隔子、带对氨基苄基羰基间隔子的肽、带对氨基苄基羰基间隔子的二肽和拟肽寡聚体；
每个R3各自独立地选自氢、C1-C8烃基、-(OCH2CH2)1-3、任选取代的脂环基和任选取代的杂脂环基；
每个R4各自独立地选自C1-C16烃基；
每个X各自独立地选自-OH、-J、-R5J、-C(＝O)-J、-C(＝O)-CH2-J、-NH-C(＝O)-CH2-J、-OR5、-OR6,-OR7、-O-甲磺酰基、-O-甲苯磺酰基、、-NH-C(＝O)-CH2-O-甲磺酰基、-NH-C(＝O)-CH2-O-甲苯磺酰基、-SH、-S-S-叔丁基、-SR7、-SR5、-S-S-R8、-NH-C(＝O)-R9-S-S-R8、-NH-C(＝O)-CH2-SH、-S(＝O)2-J、-NH-C(＝O)-R9-S-C(＝O)-R5、-NH2、-NHR5、-N(R5)R5、-NHR7、-NH-Fmoc、-NH-Boc、N-(邻苯二甲酰亚胺基)、-C(＝O)H、-C(＝O)-R5、NH-C(＝O)-R9-C(＝O)-R5、-C(＝O)OH、NH-C(＝O)-R9-C(＝O)OH、-N＝C＝S、-N＝C＝O、-C≡C-R5、-N＝N+＝N-、-O-NH2、-O-NH-Fmoc、-O-NH-Boc、-O-N-(Boc)2、-O-N(-邻苯二甲酰亚胺基),-NH-C(＝O)-R9-O-NH-Boc、-NH-C(＝O)-R9-O-N-(Boc)2、NH-C(＝O)-R9-O-N(-邻苯二甲酰亚胺基)、-NH-NH2、-C(＝O)-NH-NH2、-NH-C(＝O)-NH-NH2、-NH-C(＝S)-NH-NH2、甲苯磺酰肼、-R5-NH-C(＝NH2 +)-NH2、-NH-C(＝NH2 +)-CH2CH2CH2-SH、
Figure BDA0002874186800000381
二苯甲酮、芳基重氮化物、重氮烷、重氮乙酰基、蒽醌、二氮丙啶、任选取代的三氟甲基苯基二氮丙啶、二烯烃、亲二烯体、1,3-偶极体、亲偶极体、烯烃、烯酮、烯、带烯丙基氢的烯烃、二羰基、环氧化物、环氧乙烷、有机硅烷、膦基、酯、酸酐、碳酸酯基、乙二醛、-C(＝NH2)-O-R5、羟甲基膦衍生物、乙基乙烯基、马来酰亚胺、乙烯基砜、烯丙基砜、硫酯、顺铂衍生物、氮丙啶、丙烯酰基；
每个R5各自独立地选自氢、C1-C8烃基、脂环基、杂脂环基、苄基或芳基，其中R5中的任意环均为任选取代；
每个R6各自独立地选自苯甲酰基、乙酰基、苄基、C1-C8烃基硅基、四氢吡喃基、四氢呋喃基、和四氢噻吩基；
每个R7各自独立地选自三苯甲基(trityl)、单甲氧基三苯甲基(MMT)和二甲氧基三苯甲基(DMT)；
每个R8各自独立地选自2-吡啶基、4-吡啶基、5-硝基-2-吡啶基、5-硝基-4-吡啶基、2-硝基苯基、4-硝基苯基、3-羧基-4-硝基苯基、和2,4-二硝基苯基；
每个R9各自独立地选自C1-C16烃基；
每个J各自独立地选自Cl、Br和I。
其中所述方法包括以下步骤：
(1)取一种固相载体，其中所述固相载体是具有以下任意一种功能基团的商品化聚苯乙烯树脂：4-苄氧基苄醇、三苯甲基醇、2-氯三苯甲基醇、三苯甲基氯、4-甲基三苯甲基氯、4-甲氧基三苯甲基氯、4-(4-羟基甲基-3-甲氧基苯氧基)丁酰MBHA、4-(2’4’-二甲氧基苯基羟甲基)苯氧基、4-(4-羟甲基-3-甲氧基苯氧基)丁基]BHA、4-羟甲基苯甲酰基MBHA、4-(4-羟甲基-3-甲氧基苯氧基)丁基MBHA、HMBA AM、TentaGel S PHB、Tentagel S HMBA、4-羟甲基苯氧基乙酰基AM、醇、酮、胺、氨甲基、碳酸酯、羧酸、硫醇、可光裂解化合物；
(2)取具有式(1)
Figure BDA0002874186800000391
所示化学结构的第一分支SA单体，其中Z1的X基团选自-OH、-NH2、-ONH2、-COOH；
(3)在允许第一分支SA单体单元与树脂连接的条件下使固相载体与第一分支SA单体单元结合；
(4)在固相载体上进行反应以活化Z2或Z3的X基团，或引入额外的连接子或连接基团。
(5)取具有式(1)
Figure BDA0002874186800000392
所示化学结构的第二分支SA单体单元；
(6)在允许一个或两个第二分支单体单元与第一分支SA单体单元缩合的条件下，使固相载体结合第二分支SA单体单元；
(7)重复步骤4至6以生成高度有序的树枝状分子；
(8)获得目标树枝状分子后，使树枝状分子从固相载体上裂解，以释放类树枝状SA分子。
参照以下附图、详细说明和权利要求书可以更全面地理解本发明的上述特性和实施例。
定义
本文所使用的术语“偶联”或“生物偶联”是指将两个或多个分子连接起来生成新分子的化学过程。所述分子中的一个优选为生物分子。因此，“生物偶联”或“偶联”是指涉及通过共价修饰、标记、偶联或固定化作用改变分子特性的任何化学过程。偶联反应包括，例如通过预活化的羧酸酯形成酰胺键(如用胺形成N羟基-琥珀酰亚氨酯)，通过巯基与马来酰亚胺或卤代烷的反应形成硫醚，通过肼与酮或醛的反应形成腙，通过氨基氧与酮或醛的反应形成肟，通过氨基脲与酮或醛的反应形成缩氨基脲，以及用于偶联醛和胺的还原胺化反应。其它较为不常见的偶联反应包括点击化学(click chemistry,如Cu(I)催化的叠氮炔烃[3+2]环加成反应)、狄尔斯–阿尔德反应以及涉及叠氮化物的光化学反应。
本文所使用的术语“偶联物”是指两个或更多分子的“偶联”反应的产物。可被偶联的分子的实例包括小分子、抗体及其片段、蛋白质(可溶蛋白和膜蛋白)、酶、核苷酸及其类似物、肽和拟肽、荧光化合物、化学发光化合物、放射性化合物、含同位素化合物、生物素和亲和素/链霉亲和素、毒素、药物、固体载体介质和其它生物活性分子。偶联物的实例包括抗体-药物偶联物、蛋白-药物偶联物、肽-药物偶联物、寡核苷酸-药物偶联物、肽-寡核苷酸偶联物、蛋白-寡核苷酸偶联物、抗体-酶偶联物、抗体-蛋白偶联物、蛋白-蛋白偶联物、蛋白-肽偶联物、蛋白-寡核苷酸偶联物、荧光化合物、固定化蛋白、固定化肽、固定化酶和固定化寡核苷酸。
本文所使用的术语“糖醇”(SA)是指通式OH-CH2-(CHOH)n-OH所示的糖醇，其中n在0至12左右的范围之内。在一些情况下，SA是指多元醇、多羟基醇或聚合醇。天然糖醇的实例有乙二醇(两碳)、甘油(三碳)、赤藓糖醇(四碳)、苏糖醇(四碳)、阿拉伯糖醇(五碳)、木糖醇(五碳)、核糖醇(五碳)、甘露糖醇(六碳)、山梨糖醇(六碳)、半乳糖醇(六碳)、艾杜糖醇(六碳)。糖醇还可以是合成的。当r为1时，糖醇是指酮糖。天然酮糖的实例有二羟基丙酮(三碳)、赤藓酮糖(四碳)、核酮糖(五碳)、木酮糖(五碳)、果糖(六碳)、阿洛酮糖(六碳)、山梨糖(六碳)、塔格糖(六碳)、景天庚酮糖(七碳)。
本文所使用的术语“糖醇单元”(SA单元)是指“未改性”或“改性”单糖醇。“未改性”SA单元的通式为-CH2-(CHOH)n-CH2-，其中n在0至12左右的范围之内。“改性”SA单元是指有一个或多个羟基经过化学修饰由其它功能基团取代的糖醇单元。“改性”SA单元还指有一个或两个羟甲基已经氧化然后由其它功能基团进一步修饰的SA单元。“改性”SA单元还指有一个或多个羟基的氢原子已经由化学保护基团、离去基团或其它功能基团取代的SA单元。羟基保护基的实例包括C1-C8烃基、苯甲酰基、乙酰基、苄基、C1-C6烃基硅基、四氢吡喃基、四氢呋喃基、和四氢噻吩基。
术语“交联”、“交联的”及其语法派生词是指分子之间或分子与固体载体之间的共价键或键。
本文所使用的术语“交联基团”、“功能基团”、“活化基团”和“化学活性基团”是指分子中明确、可界定的部分或单元，所述部分或单元容易与其它分子的亲电子或亲核基团反应，通过共价键形成新分子。交联试剂包括，例如羟基、受保护的羟基、羧酸、受保护的羧基、胺、受保护的胺、硫醇、受保护的硫醇、二硫化物、烃基、二苯甲酮、蒽醌、重氮基、叠氮基、酰叠氮化物、炔烃、重氮盐、二氮丙啶、二烯烃、亲二烯体、1,3-偶极体、亲偶极体、烯烃、烯酮、带烯丙基氢的烯烃、二羰基、环氧化物、环氧乙烷、有机硅烷、异硫氰酸酯、异氰酸酯、膦基、对甲苯磺酸酯、甲磺酸酯、酰叠氮化物、酯(如N-羟基琥珀酰亚胺酯和1-苯并三唑基酯)、磺酰氯、酸酐、四氢吡喃基、四氢呋喃基、四氢噻吩基、碳酸酯基(如N-羟基琥珀酰碳酸酯和1-苯并三唑基碳酸酯)、醛、酮、芳酮、乙二醛、亚氨酸酯、酸酐、氟苯基酯、羟甲基膦衍生物、卤代乙酰基、乙基乙烯基、芳基卤化物、三苯甲基卤化物、烃基卤化物、酰基卤化物、硅基卤化物、马来酰亚胺、乙烯基砜、硫酯、顺铂衍生物、氟苯衍生物、氮丙啶、丙烯酰基、氨氧基、受保护的氨氧基、缩氨基脲、缩氨基硫脲、肼、胍基、亚磷酰胺和糖基。典型技术领域中此类基团的详细说明参见以下文献：(Greg T.Hermanson"Bioconjugate Techniques",2008Elsevier,Inc.)。
本文所使用的术语“交联试剂”是指包含一个交联基团并且能够与其它分子交联的分子。
本文所使用的术语“离去基团”是指可由其它化学结构单元取代的化学结构单元。离去基团的实例包括卤化物(如氯化物、溴化物、碘化物)、甲磺酰基(mesyl)、对甲苯磺酰基(tosyl)、三氟甲基磺酰基(triflate)和三氟甲磺酸酯。典型技术领域中离去基团的详细说明参见以下文献：(Jerry March,Advanced Organic Chemistry:Reactions,Mechanisms,and Structure,4th Ed.,John Wiley and Sons,New York,1992,352–357)。
本文所使用的术语“保护基团”(PG)是指阻止功能基团在其它化学操作/转化的过程中反应的分子基团或化学结构单元。保护基团对于这些化学操作/转化是不活泼的，但是能够通过特定化学、酶或光化学手段去除或裂解，从而释放出最初的功能基团进一步反应。本领域内有多种可以使用的已知保护基团。典型技术领域的保护基团的详细描述参见以下文献：(Theodora W.Green and Peter G.M.Wuts,Protective Groups in OrganicSynthesis,2nd ed.,Wiley-Interscience,New York,1991)。
本文所使用的术语“羟基保护基团”是指阻止羟基在其它化学操作/转化的过程中反应的分子基团或化学结构单元。化学结构单元的实例包括但不限于，烃基、芳基、苯甲酰基、乙酰基、苄基、烃基硅基、四氢吡喃基、四氢呋喃基、和四氢噻吩基。
本文所使用的术语“连接子”、“连接”或“连接基团”是指一般由化学反应形成且通常带共价键的基团或键。连接子可包括额外的间隔子，例如乙二醇、亚甲基、肽或拟肽寡聚体。连接子包括，例如取代或未取代的杂脂环基、C1-C12烃基、-(CH2CH2O)1-10-、-(CH2CH2O)1-10-CH2-、-CH2-(CHOH)1-6-,-CHOH)1-6-CH2-、-(CHOH)1-6-、取代或未取代的脂环基、杂脂环基、芳基、肽和拟肽寡聚体。连接子可包括连接基团，如酰基连接基团(如-C(O)-NH-和-OC(O)NH-)。典型连接基团包括但不限于C(R4)(＝N)-O-、-O-C(R4)(＝N)-、-S-CH2-C(＝O)-NH-、-NH-C(＝O)-CH2-S-、狄尔斯–阿尔德反应加合物、1,3-偶极加合物、-C(＝G2)-G1-、-G1-C(＝G2)-、-G3-、-G1-C(＝G2)-G1-、-S-S-、-S-(CH2)2-S(O)2-、-S(O)2-(CH2)2-S-、-S(O)2-N(R3)-、-N(R3)-S(O)2-、-C(O)-NH-NH-CH2-、-C(O)-NH-N＝CH-、-CH＝N-NH-C(O)-、-CH2-NH-NH-C(O)-、-N(R3)-S(O)2-N(R3)-、-C(O)-NH-CH(CH2SH)-、-N＝CH-、-NH-CH2-、-NH-C(O)-CH2-C(O)-NH-、-CH＝N-G4-、-CH2-NH-G4-、-G4-NH-CH2-、-G4-N＝CH-、-C(＝NH2 +)-NH-、-NH-C(＝NH2 +)-、-O-P(＝O)(O-)-NH-、-NH-P(＝O)(O-)-O-、-CH2-CH(NH2)-CH2-S-、-S-CH2-CH(NH2)-CH2-、-O-P(＝O)(O-)-O-、-O-P(＝O)(S-)-O-、-O-P(＝S)(S-)-O-、
Figure BDA0002874186800000441
其中每个G3各自独立地选自S、O、NR3和SO2；每个G4分别为O或NR3；每个R3自独立地选自氢、C1-C8烃基、-(OCH2CH2)1-3、任选取代的脂环基和任选取代的杂脂环基；每个R4分别为C1-C16烃基。
本文所使用的术语“烃基”是指具有例如1至20个碳原子，常为1至12个左右、1至6个或1至4个碳原子的支化、未支化或环状烃。实例包括但不限于甲基、乙基、1-丙基、2-丙基、1-丁基、2-甲基-1-丙基、2-丁基、2-甲基-2-丙基(叔丁基)、1-戊基、2-戊基、3-戊基、2-甲基-2-丁基、3-甲基-2-丁基、3-甲基-1-丁基、2-甲基-1-丁基、1-己基、2-己基、3-己基、2-甲基-2-戊基、3-甲基-2-戊基、4-甲基-2-戊基、3-甲基-3-戊基、2-甲基-3-戊基、2,3-二甲基-2-丁基、3,3-二甲基-2-丁基、己基、辛基、癸基、十二烷基及类似物。烃基可以是未取代或取代的。烃基还可以是部分不饱和或完全不饱和的。因此，烃基的表述既包括烯基也包括炔基。
本文所使用的术语“SA分子”是指包括一个SA单元的分子。SA分子是指任何SA交联试剂、SA大分子、线型SA大分子、支化SA大分子和超支化SA大分子。
本文所使用的术语“分支”是指由两个或多个分支的分子。
本文所使用的术语“SA大分子”是指糖醇衍生的高分子量化合物。通常，一个SA大分子至少有两个SA单元长。SA大分子的优选尺寸为1000道尔顿左右至120,000道尔顿左右。
本文所使用的术语“支化”是指糖醇上的一个取代基(例如氢原子)被糖醇的其它共价结合链或其它类型的链所取代。
本文所使用的术语“肽”或“多肽”是指通过肽键连接的氨基酸残基的聚合物。通常，肽有至少两个氨基酸长。生物化学中通常理解的肽键是一个氨基酸的羧基和另一个氨基酸的氨基之间的酰胺键。肽的长度优选为2个左右至40个左右氨基酸。术语肽还适用于有一个或多个氨基酸残基为天然氨基酸的相应人工化学类似物的氨基酸聚合物。术语“肽”也包括有一个或多个氨基酸残基为不对应于任何天然氨基酸的“非天然”氨基酸的氨基酸聚合物。
本文所使用的术语“蛋白质”是指通过肽键连接的氨基酸残基的聚合物。该术语旨在包括任何长度、结构或功能的蛋白质和多肽。但是，蛋白质通常有至少10个氨基酸长。蛋白质可以是天然的、重组的、合成的或其任意组合。蛋白质还可以是天然蛋白质的片段。蛋白质可以是单分子，也可以是多分子的复合物。术语蛋白质还适用于有一个或多个氨基酸残基为天然氨基酸的相应人工化学类似物的氨基酸聚合物。术语“蛋白质”的用法还包括有一个或多个氨基酸残基为不对应于任何天然氨基酸的“非天然”氨基酸的氨基酸聚合物。
本文所使用的术语“蛋白质片段”是指作为另一种蛋白质的一部分的肽。例如，蛋白质片段可以是通过消化全长蛋白而获得的肽。一个蛋白质片段通常包括至少两个氨基酸。
本文所使用的术语“治疗剂”是指用于治疗疾病的化合物或分子。治疗剂包括，例如抗体片段、药物、毒素、核苷酸酶、激素、免疫调节剂、促凋亡剂、抗血管生成剂、硼化合物、光敏剂、染料和放射性同位素、蛋白质以及包含蛋白质的结构物、寡核苷酸、寡核苷酸类似物、多糖、代谢物、酶、多肽和毒素。治疗剂包括生物活性剂和结构物的药物前体。
本文所使用的术语“治疗结构单元”是指由“治疗剂”衍生的功能结构单元。
本文所使用的术语“诊断剂”是指能够单独或与其它试剂一起用于揭示、定位和界定一个病理过程的位置的化合物或分子。诊断剂包括，例如放射性物质、荧光染料、化学发光化合物、质谱标签、发色团、生物素、毒素、蛋白质、酶、抗体、抗体片段、多肽、亲和素、链霉亲和素、寡核苷酸、寡核苷酸类似物、多糖、代谢物、螯合剂、药物、化疗剂、细胞毒性剂、免疫抑制剂和放射配体。
本文所使用的术语“诊断结构单元”是指由“诊断剂”衍生的功能结构单元。
本文所使用的术语“生物功能结构单元”是指能够赋予某种生物功能或与生物体系相互作用以赋予某种生物功能的结构单元。“生物功能结构单元”还指能够协助检测或诊断一些生物功能的结构单元。生物功能结构单元的实例包括治疗结构单元和诊断结构单元。
本文所使用的术语“抗体”是指全长免疫球蛋白分子或免疫球蛋白分子的免疫活性部分，例如抗体片段。“抗体”的用法是最广义的用法，且包括单克隆抗体、多克隆抗体、多特异性抗体(如双特异性抗体)、抗体片段。本文披露的免疫球蛋白可以是任何类型的免疫球蛋白，例如IgM、IgD、IgG、IgE、IgA或任何亚型的免疫球蛋白(如IgG1、IgG2a、IgG2b、IgG3、IgA1、IgA2)。抗体可以是鼠科动物抗体、人类抗体、人源化抗体、嵌合抗体、兔抗体、鸡抗体或来自其他物种。
本文所使用的术语“抗体片段”是指抗体的一部分，例如F(ab’)2、Fab’、Fab、Fv、sFv、双体抗体、线性抗体、Fab表达文库产生的片段、抗独特型抗体、互补决定区(CDR)、胞外域(EDC)、以上任意一种与癌细胞抗原、病毒抗原或微生物抗原免疫特异性结合的抗体的表位结合片段、单链抗体分子、抗体片段形成的多特异性抗体。无论结构如何，抗体片段总是与全长抗体所识别的相同抗原结合。术语“抗体片段”还包括由抗体可变区组成的分离片段，例如由重链和轻链可变区组成的“Fv”片段，以及轻链和重链可变区通过肽连接子连接的重组单链多肽分子(scFv蛋白)。
本文所使用的术语“核苷酸”、“寡核苷酸”或“多核苷酸”是指核苷酸的聚合物。所述聚合物包括但不限于天然核苷(即腺嘌呤核苷、胸腺嘧啶核苷、鸟嘌呤核苷、胞嘧啶核苷、尿嘧啶核苷、脱氧腺嘌呤核苷、脱氧胸腺嘧啶核苷、脱氧鸟嘌呤核苷、脱氧胞嘧啶核苷)、核苷类似物(如2-氨基腺嘌呤核苷、2-硫胸腺嘧啶核苷、次黄嘌呤核苷、吡咯并嘧啶、3-甲基腺嘌呤核苷、5-甲基胞嘧啶核苷、5-溴尿嘧啶核苷、5-氟尿嘧啶核苷、5-碘尿嘧啶核苷、5-丙炔基尿嘧啶核苷、5-丙炔基胞嘧啶核苷、5-甲基胞嘧啶核苷、7-脱氮腺嘌呤核苷、7-脱氮鸟嘌呤核苷、8-氧腺嘌呤核苷、8-氧鸟嘌呤核苷、O-6-甲基鸟嘌呤、2-硫胞嘧啶核苷)、化学改性碱基、生物改性碱基(如甲基化碱基)、插入的碱基、改性糖(如2'-氟核糖、核糖、2'-脱氧核糖、阿拉伯糖、己糖)或改性磷酸酯基团(如磷硫酰和5'-N-亚磷酰胺键)。核苷酸和寡核苷酸还包括主链经过修饰的其他碱基聚合物，例如锁核苷酸(LNA)、肽核苷酸(PNA)或苏糖核苷酸(TNA)。
本文所使用的术语“小干扰RNA”或“siRNA”是指诱发RNA干扰(RNAi)途径的小型抑制性双链RNA分子。siRNA通常具有18个左右至30个左右碱基对，并与反义链上的目标mRNA有不同程度的互补性。一些(但不是所有)siRNA在正义链和/或反义链的5’或3’末端有悬垂的未配对碱基。术语“siRNA”包括双链双螺旋以及可以形成双螺旋区发卡结构的单链。
本文所使用的术语“聚甘油”是指聚合甘油。甘油的结构为OH-CH2-CH(OH)-CH2-OH。聚甘油含有两个或更多甘油单元。聚甘油是在较高温度或碱性条件下通过普通甘油聚合反应制备。
本文所使用的术语“疏水性结构单元”是指亲水性很低的非极性分子或基团。疏水性分子或分子的疏水部分是在水性环境中具有与其它疏水性基团互相聚集的倾向的分子或部分，因为它们在水中不能破坏其周围强大的氢键网络。疏水性结构单元的实例包括烷烃、芳基、胆固醇、脂类、磷脂、脂肪酸。
本文所使用的术语“脂烃基”是指无环或环状非芳香族化合物。脂烃基的实例包括但不限于线型或支化烃链、脂肪酸链(如油酸)、长链烷基硫醇(如己硫醇)。
本文所使用的术语“固体载体”是指有机化学中常规使用的载体，例如寡核苷酸和肽的合成中使用的载体。本文所使用的术语“固体载体”还指生物化学和生物学中使用的载体，例如用于生物聚合物固定化和纯化的载体。固体载体的实例包括聚苯乙烯载体、聚酰胺载体、聚乙二醇载体、聚丙烯酸载体、复合载体及其聚合物，如聚丙烯酸/β-丙氨酸共聚物载体、聚丙烯酸酰胺/聚苯乙烯共聚物载体、聚丙烯酸酰胺/聚乙二醇共聚物载体、聚乙二醇/聚苯乙烯共聚物载体、可控多孔玻璃、琼脂糖、葡聚糖凝胶、多糖基聚合物。在一些情况下，术语“固体载体”还指生物分析中使用的颗粒，例如聚合物微球。此类载体的实例包括乳胶微球、由聚苯乙烯或聚苯乙烯共聚物组成的聚合物颗粒、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯甲苯、聚甲基丙烯酸2-羟乙酯和共聚物、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯/聚甲基丙烯酸2-羟乙酯共聚物、聚乳酸-聚羟基乙酸共聚物。“固体载体”还可包括无机结构物、金属和半导体、超顺磁性复合材料、可生物降解结构物以及合成类树状大分子和树突状结构，如量子点、染料编码颗粒和磁性编码颗粒。
本文所使用的术语“MW”是指分子量。
本文所使用的术语“小分子”是指小于800道尔顿的低分子量有机化合物。小分子的实例包括生物素、荧光标记化合物、糖、糖醇、代谢物、药物、杀虫剂、氨基酸、核苷酸、化学发光化合物、交联试剂。
本文所使用的术语“单MW”或“单分散性”是指一种或一组具有相同尺寸和分子量的化合物。天然聚合物(如蛋白质、肽和DNA)通常为单分散性的。SA大分子是以纯态手性起始原料为单一MW化合物通过标准有机合成技术而合成纯化的。SA大分子可包括具有相同分子量但是彼此为立体或区位异构体的混合化合物。这些异构体在合成过程中产生，并可通过选择合适的条件或纯化方法减少。
本文所使用的术语“多分散”或“多分散性”是指具有不同尺寸、形状或分子量的聚合物的组合。例如，一种聚合物通常有一个特定的分子量分布范围。多分散性指数(PDI)或异质性指数衡量给定聚合物的分子量分布。该指数按以下公式计算：PDI＝Mw/Mn，式中Mw是重均分子量，Mn是数均分子量。根据采用的合成方法，除肽和寡核苷酸外大多数合成聚合物为多分散性的。肽和寡核苷酸是以纯态起始原料根据标准合成技术合成，通常经过纯化实现单分散性。
发明详细说明
在生物技术和制药领域，生物分子的偶联和修饰迫切需要具有多个交联基团的化合物。
例如，免疫测定、荧光显微镜技术和其它应用中经常使用荧光标记抗体偶联物。通常，抗体上标记的荧光染料越多，检测灵敏度越高。但是，由于荧光染料的疏水性，在不产生聚集和沉淀的情况下采用传统连接子只能将少量荧光染料加载到抗体上。亲水性交联试剂是更好的选择。研究表明SA基线型交联剂提高了一些小分子上的载量。但是，线型SA交联剂在每个抗体标记位点上只能加载一个荧光团。采用多个抗体反应位点可能带来高载量，但是可能使抗体偶联物的结合亲和力下降。因此，最好设计出不占用过多抗体标记位点即可实现高载量的、具有多个交联基团的支化SA分子。
在另一个实施例中，镧系元素螯合物常被用于解离增强镧系荧光免疫分析，最近又被用于质谱流式细胞技术。但是，采用经典连接子的常用标记方法可以得到3-5铕/抗体。超过20Eu3+/IgG抗体标记可能导致聚集和背景信号增强。所以，最好使用高载量支化交联剂。
在药物递送领域，我们急切需要用于靶点特异性药物递送的高载量支化SA分子。例如，连接强疏水性药物和水溶性抗体的抗体药物偶联物(ADC)(Ducry L.,editor.(2013)Antibody-drug conjugates,Methods in Molecular Biology,Volume No.1045.SpringerProtocols ISBN:978-1-62703-540-8)。药物的疏水性不仅使其难以加载到抗体上，还影响抗体加载后的抗体结合活性。目前，采用传统连接子达到最佳治疗指数所需的每个抗体的平均药物数目是4。由于ADC的加载能力有限，为了实现疗效只能使用高效药物如MMAE(Doronina S.O.et al.Nat Biotechnol 2003,21,778–84)和mertansine(Wang L.etal.Protein Sci 2005,14,2436–2446)。如果抗体上能够加载更多药物，那么我们可以使用FDA批准的化疗药物而不是高效药物来有效地杀死细胞，从而大大增加药物的安全性。
超支化分子(例如树枝状分子)具有理想的药物递送载体的特性，作为潜在的药物、基因和疫苗载体得到了广泛的研究(Patri A.K.et al.Curr Opin Chem Biol 2002,6,466–471；Qiuand L.Y.and Bae Y.H.Pharm Res 2006,23,1–30；Al-Jamal K.T.et al.JPharm Sci 2005,94,102–113)。1985年研究人员首次报道了树枝状分子的合成(TomoliaD.A.et al.Polym J(Tokyo),1985,17,117–132；Newkome G.R.et al.J Org Chem 1985,50,2003–2004)。研究人员也全面地回顾了树枝状分子合成的详细信息(Bai S.et al.CritRev Ther Drug Carrier Syst 2006,23,437–495)
本发明提供类树枝状SA分子及其在偶联物制备中的应用，以及类树枝状SA分子的合成方法。
一方面，本发明总体上涉及一种具有式I所示化学结构的分支SA单体：
Figure BDA0002874186800000521
式中
每个Z1、Z2和Z3各自独立地选自R11和
Figure BDA0002874186800000531
Figure BDA0002874186800000532
Z1、Z2和Z3之中至少一个不是R11；
每个R11各自独立地选自氢、乙酰基、乙酸酯、苯甲酰基、苄基、β-甲氧基乙氧基甲醚、二甲氧基三苯甲基、甲氧基甲醚、甲氧基三苯甲基[(4-甲氧基苯基)二苯基甲基]、对甲氧基苄基醚、甲硫基甲醚、特戊酰基、四氢吡喃基、四氢呋喃基、四氢噻吩基、三苯甲基、硅基醚、C1-C8烃基硅基、甲基醚和乙氧基乙基醚；
每个R21各自独立地选自氢、乙酰基、苯甲酰基、苄基、β-甲氧基乙氧基甲醚、二甲氧基三苯甲基、甲氧基甲醚、甲氧基三苯甲基[(4-甲氧基苯基)二苯基甲基]、对甲氧基苄基醚、甲硫基甲醚、特戊酰基、四氢吡喃基、四氢呋喃基、四氢噻吩基、三苯甲基、硅基醚、C1-C8烃基硅基、甲基醚和乙氧基乙基醚、C1-C8烃基、环状原酸酯和邻位醇的缩丙酮；
n为2至8左右的整数；
m为1至8左右的整数；
p为0至50左右的整数；
n1为1至4左右的整数；
m1为1至4左右的整数；
每个L各自独立地选自R2和–V1-R2-V2-结构，其中V1和V2各自独立地选自狄尔斯–阿尔德反应加合物、1,3-偶极加合物、-C(R4)(＝N)-O-、-O-C(R4)(＝N)-、-S-CH2-C(＝O)-NH-、-NH-C(＝O)-CH2-S-、-C(＝G2)-G1-、-G1-C(＝G2)-、-G3-、-G1-C(＝G2)-G1-、-S-S-、-S-(CH2)2-S(O)2-、-S(O)2-N(R3)-、-N(R3)-S(O)2-、-C(O)-NH-NH-CH2-、-C(O)-NH-N＝CH-、-CH＝N-NH-C(O)-、-CH2-NH-NH-C(O)-、-N(R3)-S(O)2-N(R3)-、-C(O)-NH-CH(CH2SH)-、-N＝CH-、-NH-CH2-、-NH-C(O)-CH2-C(O)-NH-、-CH＝N-G4-、-CH2-NH-G4-、-G4-NH-CH2-、-G4-N＝CH-、-C(＝NH2 +)-NH-、-NH-C(＝NH2 +)-、-O-P(＝O)(O-)-NH-、-NH-P(＝O)(O-)-O-、-CH2-CH(NH2)-CH2-S-、-S-CH2-CH(NH2)-CH2-、-S-CH2-CH(NH2)-CH2-、-O-P(＝O)(O-)-O-、-O-P(＝O)(S-)-O-、-O-P(＝S)(S-)-O-、
Figure BDA0002874186800000541
其中
每个G1各自独立地选自NR3、O和S；
每个G2各自独立地选自O或S；
每个G3各自独立地选自S、O、NR3和SO2；
每个G4各自独立地选自O或NR3；
每个R2各自独立地选自键、C1-C12烃基、-(CH2CH2O)1-10-、-(CH2CH2O)1-10-CH2-、-CH2-(CHOH)1-6-、-CHOH)1-6-CH2-、-(CHOH)1-6-、任选取代的脂环基、杂脂环基、芳基、肽、对氨基苄基羰基间隔子、带对氨基苄基羰基间隔子的肽、带对氨基苄基羰基间隔子的二肽和拟肽寡聚体；
每个R3各自独立地选自氢、C1-C8烃基、-(OCH2CH2)1-3、任选取代的脂环基和任选取代的杂脂环基；
每个R4各自独立地选自C1-C16烃基；
每个X各自独立地选自-OH、-J、-R5J、-C(＝O)-J、-C(＝O)-CH2-J、-NH-C(＝O)-CH2-J、-OR5、-OR6,-OR7、-O-甲磺酰基、-O-甲苯磺酰基、、-NH-C(＝O)-CH2-O-甲磺酰基、-NH-C(＝O)-CH2-O-甲苯磺酰基、-SH、-S-S-叔丁基、-SR7、-SR5、-S-S-R8、-NH-C(＝O)-R9-S-S-R8、-NH-C(＝O)-CH2-SH、-S(＝O)2-J、-NH-C(＝O)-R9-S-C(＝O)-R5、-NH2、-NHR5、-N(R5)R5、-NHR7、-NH-Fmoc、-NH-Boc、N-(邻苯二甲酰亚胺基)、-C(＝O)H、-C(＝O)-R5、NH-C(＝O)-R9-C(＝O)-R5、-C(＝O)OH、NH-C(＝O)-R9-C(＝O)OH、-N＝C＝S、-N＝C＝O、-C≡C-R5、-N＝N+＝N-、-O-NH2、-O-NH-Fmoc、-O-NH-Boc、-O-N-(Boc)2、-O-N(-邻苯二甲酰亚胺基),-NH-C(＝O)-R9-O-NH-Boc、-NH-C(＝O)-R9-O-N-(Boc)2、NH-C(＝O)-R9-O-N(-邻苯二甲酰亚胺基)、-NH-NH2、-C(＝O)-NH-NH2、-NH-C(＝O)-NH-NH2、-NH-C(＝S)-NH-NH2、甲苯磺酰肼、-R5-NH-C(＝NH2 +)-NH2、-NH-C(＝NH2 +)-CH2CH2CH2-SH、
Figure BDA0002874186800000551
二苯甲酮、芳基重氮化物、重氮烷、重氮乙酰基、蒽醌、二氮丙啶、任选取代的三氟甲基苯基二氮丙啶、二烯烃、亲二烯体、1,3-偶极体、亲偶极体、烯烃、烯酮、烯、带烯丙基氢的烯烃、二羰基、环氧化物、环氧乙烷、有机硅烷、膦基、酯、酸酐、碳酸酯基、乙二醛、-C(＝NH2)-O-R5、羟甲基膦衍生物、乙基乙烯基、马来酰亚胺、乙烯基砜、烯丙基砜、硫酯、顺铂衍生物、氮丙啶、丙烯酰基；
每个R5各自独立地选自氢、C1-C8烃基、脂环基、杂脂环基、苄基或芳基，其中R5中的任意环均为任选取代；
每个R6各自独立地选自苯甲酰基、乙酰基、苄基、C1-C8烃基硅基、四氢吡喃基、四氢呋喃基、和四氢噻吩基；
每个R7各自独立地选自三苯甲基(trityl)、单甲氧基三苯甲基(MMT)和二甲氧基三苯甲基(DMT)；
每个R8各自独立地选自2-吡啶基、4-吡啶基、5-硝基-2-吡啶基、5-硝基-4-吡啶基、2-硝基苯基、4-硝基苯基、3-羧基-4-硝基苯基、和2,4-二硝基苯基；
每个R9各自独立地选自C1-C16烃基；
每个J各自独立地选自Cl、Br和I。
任选地，每个Z1、Z2和Z3是一个受保护的羟基或具有
Figure BDA0002874186800000561
结构的糖醇连接基团，其中n为2至8左右的整数，m为1至8左右的整数，p为0至8左右的整数。
优选地，n和m都为2。任选地，n和m都为4。
优选地，n1为1。更优选地，n1和m1都为1。
在某些实施例中，Z1、Z2和Z3中的一个来源于苏糖醇并具有
Figure BDA0002874186800000571
结构。
在一些优选实施例中，每个Z1、Z2和Z3都来源于苏糖醇并具有
Figure BDA0002874186800000572
结构。
任选地，p为0。
R11为氢或羟基保护基团。一方面，R11可以是C1-C8烃基硅基。优选地，R11为叔丁基二甲基硅基。在另一方面，R11可以是苄基。在另一方面，R11可以是乙酰基、四氢吡喃基、三苯甲基或苄基。
R21为羟基保护基团。一方面，R21可以是乙酰基、苯甲酰基、苄基、四氢吡喃基、三苯甲基或C1-C8烃基硅基。优选地，当糖醇中有不止一个仲羟基时R21为邻位醇的缩丙酮基团。
一方面，L是SA或改性SA的一个伯羟基与另一种交联试剂反应形成的连接子或连接基团。优选地，交联试剂是商品化试剂，例如乙烯类或聚乙二醇化试剂。
另一方面，L是键。
在某些实施例中，R2或R22是可以在体内被蛋白酶选择性降解的肽连接子。此类肽连接子的实例包括但不限于甘氨酸-苯丙氨酸-亮氨酸-甘氨酸、丙氨酸-亮氨酸-丙氨酸-亮氨酸、苯丙氨酸-精氨酸、丙氨酸-丙氨酸-天冬氨酸、缬氨酸-瓜氨酸。
在某些实施例中，R2或R22中可以包括自分解型间隔子。此类自我分解型间隔子包括但不限于对氨基苄基羰基。
在某些实施例中，R2或R22是带有自分解型间隔子(如对氨基苄基羰基)的肽连接子。
X为功能基团。在某些实施例中，X为羟基。在优选实施例中，X为受保护的羟基。
在某些实施例中，功能基团X为胺反应性基团。伯胺的偶联反应是通过酰化或烷化完成。优选胺反应性基团包括，例如羧酸、烯酮、异硫氰酸酯、异氰酸酯、酰基叠氮化物、N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)酯、磺酰氯、羰基(如醛、酮、乙二醛)、环氧化物或环氧乙烷、碳酸酯基、芳基卤化物(如氟苯衍生物)、烃基卤化物、亚氨酸酯或亚胺酯基团、酸酐、氟苯基酯、羟甲基膦衍生物。在一个特定实施例中，X为精氨酸反应性基团。采用1,2-二羰基试剂(如乙二醛的二酮基)可以特异性地靶向精氨酸侧链上的胍基。
在某些实施例中，X为巯基反应性基团。伯巯基的偶联反应是通过烷化或二硫键交换完成。优选的巯基反应性试剂包括，例如硫醇、卤代乙酰基和烃基卤化物、马来酰亚胺、氮丙啶、丙烯酰衍生物、芳基化剂(如苯环上具有卤素或磺酸酯基团的苯衍生物)、巯基-二硫键交换试剂(如吡啶二硫醇和巯基硝基苯甲酸)、乙烯基砜、半胱氨酸衍生物、硫酯、和顺铂衍生物。
在某些实施例中，X为羧酸反应性基团。优选羧酸反应性基团包括，例如羟基、胺、硫醇、重氮甲烷和重氮乙酸酯衍生物、酰基咪唑离去基团。
在某些实施例中，X为羟基反应性基团。优选羟基反应性基团包括，例如环氧化物或环氧乙烷、卤烃、羧酸及其活性酯、异硫氰酸酯基、异氰酸酯基、膦中间体、对甲苯磺酸酯或甲磺酸酯、磺酰氯、酸酐、酰基叠氮化物、四氢吡喃基、四氢呋喃基、四氢噻吩基、乙基乙烯基、三苯甲基卤化物、氟苯衍生物、硅基卤化物、烯酮。
在一些优选实施例中，X是能够与醛或酮基反应生成肟键的氨氧基基团。在另一个实施例中，X是能够与醛或酮基反应生成肼键的肼。在另一个实施例中，X是能够与醛或酮基反应生成缩氨基脲或缩氨基硫脲键的缩氨基脲或缩氨基硫脲。在另一个实施例中，X可为胺功能基团。胺基团可以与醛反应形成席夫碱，生成的碳胺双键可以进一步还原为稳定的仲胺或叔胺键。在有甲醛存在的情况下，胺基还可与活性含氢化合物反应(曼尼克反应)。
在一些实施例中，X能够与某些生物分子中存在的某些活性(或可取代)氢原子反应。例如，X可以是能够与芳环上的活性氢原子反应生成重氮共价键的重氮基团。
在一些优选实施例中，X是能够在紫外光的诱导下与目标分子偶联的光反应性基团。优选光反应性基团包括，例如二氮丙啶基团。与二氮丙啶基团相比更优选的基团为3-三氟甲基-3-芳基二氮丙啶。其它优选光反应性基团为芳基叠氮化物、卤代芳基叠氮化物、二苯甲酮、蒽醌、重氮基(如重氮三氟丙酸酯和重氮丙酮酸酯)、和补骨脂素衍生物。
在一些优选实施例中，X是能够通过狄尔斯–阿尔德反应连接分子的二烯烃、亲二烯体基团或烯烃。X优选为能够通过[3+2]环加成反应连接分子的叠氮功能基团或炔烃。在另一个实施例中，X可以是带烯丙基氢(烯)或多重键(亲烯体)的烯烃。在另一个实施例中，X可以是1,3-偶极体或亲偶极体(取代烯烃)。
在一些优选实施例中，X为受保护的巯基(如受到三苯甲基或叔丁基硫醇保护)。
在一些优选实施例中，X为受保护的胺(如受到三苯甲基、邻苯二甲酰亚胺、二甲氧基三苯甲基或单甲氧基三苯甲基保护)。
在一些优选实施例中，X各自独立地选自OH、-NH-C(＝O)-CH2-J、-SH、-S-S-叔丁基、-SR5、-S-S-R8、-NH-C(＝O)-R9-S-S-R8、-NH-C(＝O)-CH2-SH、-NH-C(＝O)-R9-S-C(＝O)-R5、-NH2、-NHR5、-N(R5)R5、-NH-Fmoc、-NH-Boc、N-(邻苯二甲酰亚胺基)、-C(＝O)H、-C(＝O)-R5、NH-C(＝O)-R9-C(＝O)-R5、-C(＝O)OH、NH-C(＝O)-R9-(＝O)OH、-O-NH2、-O-NH-Fmoc、-O-NH-Boc、-O-N-(Boc)2、-O-N(-邻苯二甲酰亚胺基)、-NH-C(＝O)-R9-O-NH-Boc、-NH-C(＝O)-R9-O-N-(Boc)2、NH-C(＝O)-R9-O-N(-邻苯二甲酰亚胺基)、-NH-C(＝NH2 +)-CH2CH2CH2-SH、
Figure BDA0002874186800000601
在其它优选实施例中，Z1的X为-NH2或-ONH2。
在其它优选实施例中，Z2和Z3的X相同，并各自独立地选自-NH-C(＝O)-CH2-J、-SH、-S-S-叔丁基、-S-S-R8、-NH-C(＝O)-R9-S-S-R8、-NH-C(＝O)-CH2-SH、-NH-C(＝O)-R9-S-C(＝O)-R5、-NH2、-NH-Fmoc、-NH-Boc、N-(phthalimidyl)、NH-C(＝O)-R9-C(＝O)-R5、NH-C(＝O)-R9-(＝O)OH、-O-NH2、-O-NH-Fmoc、-O-NH-Boc、-O-N-(Boc)2、-O-N(-邻苯二甲酰亚胺基)、-NH-C(＝O)-R9-O-NH-Boc、-NH-C(＝O)-R9-O-N-(Boc)2、NH-C(＝O)-R9-O-N(-邻苯二甲酰亚胺基)、-NH-C(＝NH2 +)-CH2CH2CH2-SH、
Figure BDA0002874186800000611
另一方面，本发明总体上涉及一种包含具有式(1)所示化学结构的分支糖醇单体的固相连接化合物。
Figure BDA0002874186800000612
其中，所述分支SA单体通过Z1单元的X基团与固相上的功能基团反应所形成的连接基团W与固相结合；
其中
所述固相是具有以下任意一种功能基团的商品化聚苯乙烯树脂：4-苄氧基苄醇、三苯甲基醇、2-氯三苯甲基醇、三苯甲基氯、4-甲基三苯甲基氯、4-甲氧基三苯甲基氯、4-(4-羟基甲基-3-甲氧基苯氧基)丁酰MBHA、4-(2’4’-二甲氧基苯基羟甲基)苯氧基、4-(4-羟甲基-3-甲氧基苯氧基)丁基]BHA、4-羟甲基苯甲酰基MBHA、4-(4-羟甲基-3-甲氧基苯氧基)丁基MBHA、HMBA AM、TentaGel S PHB、Tentagel S HMBA、4-羟甲基苯氧基乙酰基AM、醇、酮、胺、氨甲基、碳酸酯、羧酸、硫醇、可光裂解化合物；
每个Z1、Z2和Z3各自独立地选自R11和
Figure BDA0002874186800000621
Figure BDA0002874186800000622
Z1、Z2和Z3之中至少一个不是R11；
每个R11各自独立地选自氢、乙酰基、乙酸酯、苯甲酰基、苄基、β-甲氧基乙氧基甲醚、二甲氧基三苯甲基、甲氧基甲醚、甲氧基三苯甲基[(4-甲氧基苯基)二苯基甲基]、对甲氧基苄基醚、甲硫基甲醚、特戊酰基、四氢吡喃基、四氢呋喃基、四氢噻吩基、三苯甲基、硅基醚、C1-C8烃基硅基、甲基醚和乙氧基乙基醚；
每个R21各自独立地选自氢、乙酰基、苯甲酰基、苄基、β-甲氧基乙氧基甲醚、二甲氧基三苯甲基、甲氧基甲醚、甲氧基三苯甲基[(4-甲氧基苯基)二苯基甲基]、对甲氧基苄基醚、甲硫基甲醚、特戊酰基、四氢吡喃基、四氢呋喃基、四氢噻吩基、三苯甲基、硅基醚、C1-C8烃基硅基、甲基醚和乙氧基乙基醚、C1-C8烃基、环状原酸酯和邻位醇的丙酮化合物；
n为2至8左右的整数；
m为1至8左右的整数；
p为0至50左右的整数；
n1为1至4左右的整数；
m1为1至4左右的整数；
每个L和W各自独立地选自R2和–V1-R2-V2-结构，其中V1和V2各自独立地选自狄尔斯–阿尔德反应加合物、1,3-偶极加合物、-C(R4)(＝N)-O-、-O-C(R4)(＝N)-、-S-CH2-C(＝O)-NH-、-NH-C(＝O)-CH2-S-、-C(＝G2)-G1-、-G1-C(＝G2)-、-G3-、-G1-C(＝G2)-G1-、-S-S-、-S-(CH2)2-S(O)2-、-S(O)2-(CH2)2-S-、-S(O)2-N(R3)-、-N(R3)-S(O)2-、-C(O)-NH-NH-CH2-、-C(O)-NH-N＝CH-、-CH＝N-NH-C(O)-、-CH2-NH-NH-C(O)-、-N(R3)-S(O)2-N(R3)-、-C(O)-NH-CH(CH2SH)-、-N＝CH-、-NH-CH2-、-NH-C(O)-CH2-C(O)-NH-、-CH＝N-G4-、-CH2-NH-G4-、-G4-NH-CH2-、-G4-N＝CH-、-C(＝NH2 +)-NH-、-NH-C(＝NH2 +)-、-O-P(＝O)(O-)-NH-、-NH-P(＝O)(O-)-O-、-CH2-CH(NH2)-CH2-S-、-S-CH2-CH(NH2)-CH2-、-O-P(＝O)(O-)-O-、-O-P(＝O)(S-)-O-、-O-P(＝S)(S-)-O-、
Figure BDA0002874186800000631
其中
每个G1各自独立地选自NR3、O和S；
每个G2各自独立地选自O或S；
每个G3各自独立地选自S、O、NR3和SO2；
每个G4各自独立地选自O或NR3；
每个R2各自独立地选自键、C1-C12烃基、-(CH2CH2O)1-10-CH2-、-CH2-(CHOH)1-10-CH2-、-CH2-CHOH)1--、-(CHOH)1-6-CH2-、-(CHOH)1-6-、任选取代的脂环基、杂脂环基、芳基、肽、对氨基苄基羰基间隔子、带对氨基苄基羰基间隔子的肽、带对氨基苄基羰基间隔子的二肽和拟肽寡聚体；
每个R3各自独立地选自氢、C1-C8烃基、-(OCH2CH2)1-3、任选取代的脂环基和任选取代的杂脂环基；
每个R4各自独立地选自C1-C16烃基；
每个X各自独立地选自-OH、-J、-R5J、-C(＝O)-J、-C(＝O)-CH2-J、-NH-C(＝O)-CH2-J、-OR5、-OR6,-OR7、-O-甲磺酰基、-O-甲苯磺酰基、、-NH-C(＝O)-CH2-O-甲磺酰基、-NH-C(＝O)-CH2-O-甲苯磺酰基、-SH、-S-S-叔丁基、-SR7、-SR5、-S-S-R8、-NH-C(＝O)-R9-S-S-R8、-NH-C(＝O)-CH2-SH、-S(＝O)2-J、-NH-C(＝O)-R9-S-C(＝O)-R5、-NH2、-NHR5、-N(R5)R5、-NHR7、-NH-Fmoc、-NH-Boc、N-(邻苯二甲酰亚胺基)、-C(＝O)H、-C(＝O)-R5、NH-C(＝O)-R9-C(＝O)-R5、-C(＝O)OH、NH-C(＝O)-R9-C(＝O)OH、-N＝C＝S、-N＝C＝O、-C≡C-R5、-N＝N+＝N-、-O-NH2、-O-NH-Fmoc、-O-NH-Boc、-O-N-(Boc)2、-O-N(-邻苯二甲酰亚胺基),-NH-C(＝O)-R9-O-NH-Boc、-NH-C(＝O)-R9-O-N-(Boc)2、NH-C(＝O)-R9-O-N(-邻苯二甲酰亚胺基)、-NH-NH2、-C(＝O)-NH-NH2、-NH-C(＝O)-NH-NH2、-NH-C(＝S)-NH-NH2、甲苯磺酰肼、-R5-NH-C(＝NH2 +)-NH2、-NH-C(＝NH2 +)-CH2CH2CH2-SH、
Figure BDA0002874186800000641
二苯甲酮、芳基重氮化物、重氮烷、重氮乙酰基、蒽醌、二氮丙啶、任选取代的三氟甲基苯基二氮丙啶、二烯烃、亲二烯体、1,3-偶极体、亲偶极体、烯烃、烯酮、烯、带烯丙基氢的烯烃、二羰基、环氧化物、环氧乙烷、有机硅烷、膦基、酯、酸酐、碳酸酯基、乙二醛、-C(＝NH2)-O-R5、羟甲基膦衍生物、乙基乙烯基、马来酰亚胺、乙烯基砜、烯丙基砜、硫酯、顺铂衍生物、氮丙啶、丙烯酰基；
其中
每个R5各自独立地选自氢、C1-C8烃基、脂环基、杂脂环基、苄基或芳基，其中R5中的任意环均为任选取代；
每个R6各自独立地选自苯甲酰基、乙酰基、苄基、C1-C8烃基硅基、四氢吡喃基、四氢呋喃基、和四氢噻吩基；
每个R7各自独立地选自三苯甲基(trityl)、单甲氧基三苯甲基(MMT)和二甲氧基三苯甲基(DMT)；
每个R8各自独立地选自2-吡啶基、4-吡啶基、5-硝基-2-吡啶基、5-硝基-4-吡啶基、2-硝基苯基、4-硝基苯基、3-羧基-4-硝基苯基、和2,4-二硝基苯基；
每个R9各自独立地选自C1-C16烃基；
每个J各自独立地选自Cl、Br和I。
优选地，固相选自2-氯三苯甲基氯树脂、三苯甲基氯树脂、4-甲基三苯甲基氯树脂和4-甲氧基三苯甲基氯树脂。
任选地，每个Z1、Z2和Z3为具有
Figure BDA0002874186800000651
结构的糖醇连接基团，其中R21各自独立地选自乙酰基、苯甲酰基、苄基、四氢吡喃基、三苯甲基或C1-C8烃基硅基，当糖醇中有不止一个仲羟基时R21为邻位醇的缩丙酮基团。
优选地，p为0至4的整数。更优选地，p为0。
在一些优选实施例中，L为键。
优选地，n和m都为2。任选地，n和m都为4。
在某些实施例中，每个Z1、Z2和Z3都是一个具有
Figure BDA0002874186800000661
结构的糖醇连接基团，其中n1为1至4左右的整数，m1为1至4左右的整数，p为0至8左右的整数。
优选地，n1为1。更优选地，n1和m1都为1。
任选地，p可以为0。
在一些优选实施例中，W是由Z1单元的X基团与固相上的功能基团反应形成的。固相上的功能基团选自-NH-、-O-NH-、-O-、-S-、-C(＝O)-O-和-C(＝O)-NH2-。更优选地，W为-NH-、-O-NH-、-O-。
在一些优选实施例中，Z2和Z3的X相同，并且选自-OH、-NH-C(＝O)-CH2-J、-OR5、-OR6、-OR7、-SH、-S-S-叔丁基、-SR5、-S-S-R8、-NH-C(＝O)-R9-S-S-R8、-NH-C(＝O)-CH2-SH、-NH-C(＝O)-R9-S-C(＝O)-R5、-NH2、-NH-Fmoc、-NH-Boc、N-(邻苯二甲酰亚胺基)、NH-C(＝O)-R9-C(＝O)-R5、NH-C(＝O)-R9-(＝O)OH、-N＝N+＝N-、-O-NH2、-O-NH-Fmoc、
-O-NH-Boc、-O-N-(Boc)2、-O-N(-邻苯二甲酰亚胺基)、-NH-C(＝O)-R9-O-NH-Boc、-NH-C(＝O)-R9-O-N-(Boc)2、NH-C(＝O)-R9-O-N(-邻苯二甲酰亚胺基)、-NH-C(＝NH2 +)-CH2CH2CH2-SH、
Figure BDA0002874186800000671
在另一方面，本发明总体上涉及一种包含两个或更多分支SA单体B1的类树枝状SA分子，其中每个B1具有式(1)所示的化学结构：
Figure BDA0002874186800000672
通过Z1单元的X基团与Z2或Z3单元的X基团反应形成的连接基团W，每个B1单元结合一个或多个其它单体单元；
其中
每个Z1、Z2和Z3各自独立地选自R11和
Figure BDA0002874186800000673
Figure BDA0002874186800000674
Z1、Z2和Z3之中至少一个不是R11；
每个R11各自独立地选自氢、乙酰基、乙酸酯、苯甲酰基、苄基、β-甲氧基乙氧基甲醚、二甲氧基三苯甲基、甲氧基甲醚、甲氧基三苯甲基[(4-甲氧基苯基)二苯基甲基]、对甲氧基苄基醚、甲硫基甲醚、特戊酰基、四氢吡喃基、四氢呋喃基、四氢噻吩基、三苯甲基、硅基醚、C1-C8烃基硅基、甲基醚和乙氧基乙基醚；
R21各自独立地选自氢、乙酰基、苯甲酰基、苄基、β-甲氧基乙氧基甲醚、二甲氧基三苯甲基、甲氧基甲醚、甲氧基三苯甲基[(4-甲氧基苯基)二苯基甲基]、对甲氧基苄基醚、甲硫基甲醚、特戊酰基、四氢吡喃基、四氢呋喃基、四氢噻吩基、三苯甲基、硅基醚、C1-C8烃基硅基、甲基醚和乙氧基乙基醚、C1-C8烃基、环状原酸酯和邻位醇的丙酮化合物；
n为2至8左右的整数；
m为1至8左右的整数；
p为0至50左右的整数；
n1为1至4左右的整数；
m1为1至4左右的整数；
每个L和W各自独立地选自键、R2和–V1-R2-V2-结构，其中V1和V2各自独立地选自狄尔斯–阿尔德反应加合物、1,3-偶极加合物、-C(R4)(＝N)-O-、-O-C(R4)(＝N)-、-S-CH2-C(＝O)-NH-、-NH-C(＝O)-CH2-S-、-C(＝G2)-G1-、-G1-C(＝G2)-、-G3-、-G1-C(＝G2)-G1-、-S-S-、-S-(CH2)2-S(O)2-、-S(O)2-(CH2)2-S-、-S(O)2-N(R3)-、-N(R3)-S(O)2-、-C(O)-NH-NH-CH2-、-C(O)-NH-N＝CH-、-CH＝N-NH-C(O)-、-CH2-NH-NH-C(O)-、-N(R3)-S(O)2-N(R3)-、-C(O)-NH-CH(CH2SH)-、-N＝CH-、-NH-CH2-、-NH-C(O)-CH2-C(O)-NH-、-CH＝N-G4-、-CH2-NH-G4-、-G4-NH-CH2-、-G4-N＝CH-、-C(＝NH2 +)-NH-、-NH-C(＝NH2 +)-、-O-P(＝O)(O-)-NH-、-NH-P(＝O)(O-)-O-、-CH2-CH(NH2)-CH2-S-、-S-CH2-CH(NH2)-CH2-、-O-P(＝O)(O-)-O-、-O-P(＝O)(S-)-O-、-O-P(＝S)(S-)-O-、
Figure BDA0002874186800000681
其中
每个G1各自独立地选自NR3、O和S；
每个G2各自独立地选自O或S；
每个G3各自独立地选自S、O、NR3和SO2；
每个G4各自独立地选自O或NR3；
每个R2各自独立地选自键、C1-C12烃基、-(CH2CH2O)1-10-、-(CH2CH2O)1-10-CH2-、-CH2-(CHOH)1-10-CH2-、-CH2-CHOH)1--、-(CHOH)1-6-CH2-、-(CHOH)1-6-、任选取代的脂环基、杂脂环基、芳基、肽、对氨基苄基羰基间隔子、带对氨基苄基羰基间隔子的肽、带对氨基苄基羰基间隔子的二肽和拟肽寡聚体；
每个R3各自独立地选自氢、C1-C8烃基、-(OCH2CH2)1-3、任选取代的脂环基和任选取代的杂脂环基；
每个R4各自独立地选自C1-C16烃基；
每个X各自独立地选自-OH、-J、-R5J、-C(＝O)-J、-C(＝O)-CH2-J、-NH-C(＝O)-CH2-J、-OR5、-OR6,-OR7、-O-甲磺酰基、-O-甲苯磺酰基、、-NH-C(＝O)-CH2-O-甲磺酰基、-NH-C(＝O)-CH2-O-甲苯磺酰基、-SH、-S-S-叔丁基、-SR7、-SR5、-S-S-R8、-NH-C(＝O)-R9-S-S-R8、-NH-C(＝O)-CH2-SH、-S(＝O)2-J、-NH-C(＝O)-R9-S-C(＝O)-R5、-NH2、-NHR5、-N(R5)R5、-NHR7、-NH-Fmoc、-NH-Boc、N-(邻苯二甲酰亚胺基)、-C(＝O)H、-C(＝O)-R5、NH-C(＝O)-R9-C(＝O)-R5、-C(＝O)OH、NH-C(＝O)-R9-C(＝O)OH、-N＝C＝S、-N＝C＝O、-C≡C-R5、-N＝N+＝N-、-O-NH2、-O-NH-Fmoc、-O-NH-Boc、-O-N-(Boc)2、-O-N(-邻苯二甲酰亚胺基),-NH-C(＝O)-R9-O-NH-Boc、-NH-C(＝O)-R9-O-N-(Boc)2、NH-C(＝O)-R9-O-N(-邻苯二甲酰亚胺基)、-NH-NH2、-C(＝O)-NH-NH2、-NH-C(＝O)-NH-NH2、-NH-C(＝S)-NH-NH2、甲苯磺酰肼、-R5-NH-C(＝NH2 +)-NH2、-NH-C(＝NH2 +)-CH2CH2CH2-SH、
Figure BDA0002874186800000701
二苯甲酮、芳基重氮化物、重氮烷、重氮乙酰基、蒽醌、二氮丙啶、任选取代的三氟甲基苯基二氮丙啶、二烯烃、亲二烯体、1,3-偶极体、亲偶极体、烯烃、烯酮、烯、带烯丙基氢的烯烃、二羰基、环氧化物、环氧乙烷、有机硅烷、膦基、酯、酸酐、碳酸酯基、乙二醛、-C(＝NH2)-O-R5、羟甲基膦衍生物、乙基乙烯基、马来酰亚胺、乙烯基砜、烯丙基砜、硫酯、顺铂衍生物、氮丙啶、丙烯酰基；
每个R5各自独立地选自氢、C1-C8烃基、脂环基、杂脂环基、苄基或芳基，其中R5中的任意环均为任选取代；
每个R6各自独立地选自苯甲酰基、乙酰基、苄基、C1-C8烃基硅基、四氢吡喃基、四氢呋喃基、和四氢噻吩基；
每个R7各自独立地选自三苯甲基(trityl)、单甲氧基三苯甲基(MMT)和二甲氧基三苯甲基(DMT)；
每个R8各自独立地选自2-吡啶基、4-吡啶基、5-硝基-2-吡啶基、5-硝基-4-吡啶基、2-硝基苯基、4-硝基苯基、3-羧基-4-硝基苯基、和2,4-二硝基苯基；
每个R9各自独立地选自C1-C16烃基；
每个J各自独立地选自Cl、Br和I。
任选地，每个Z1、Z2和Z3是一个具有
Figure BDA0002874186800000711
结构的糖醇连接基团，其中n为2至8左右的整数，m为1至8左右的整数，p为0至8左右的整数，R21为氢。
在一些优选实施例中，L为键。
在一些优选实施例中，W是由Z1单元的X基团与Z2或Z3单元的X基团反应形成,并且选自-NH-C(＝O)-R2-C(R4)(＝N)-O-、-O-C(R4)(＝N)-R2-C(＝O)-NH、-NH-C(＝O)-R2-C(＝O)-NH-、-NH-C(＝O)-R2-S-CH2-C(＝O)-NH-、-NH-C(＝O)-CH2-S-R2-C(＝O)-NH-、-S-CH2-C(＝O)-NH-、-NH-C(＝O)-CH2-S-。
在一些优选实施例中，W是由Z1单元的X基团与Z2或Z3单元的X基团反应形成,并且选自-NH-C(＝O)-R2-C(R4)(＝N)-O-、-O-C(R4)(＝N)-R2-C(＝O)-NH、-NH-C(＝O)-R2-C(＝O)-NH-、-NH-C(＝O)-R2-S-CH2-C(＝O)-NH-、-NH-C(＝O)-CH2-S-R2-C(＝O)-NH-、-S-CH2-C(＝O)-NH-、-NH-C(＝O)-CH2-S-。
优选地，R4为-CH3，R2为-CH2CH2-。
任选地，n为2，m为2。
优选地，p为0至4的整数。更优选地，p为0。
在一些优选实施例中，所述树枝状分子由3、7、15或31个分支SA单体形成。更优选地，所述树枝状分子由3个分支SA单体形成。
在一些优选实施例中，X选自-ONH2、-NH-C(＝O)-R9-S-C(＝O)-R5、-NH2、NH-C(＝O)-R9-(＝O)OH、-NH-C(＝O)-CH2-J、-SH、-S-S-叔丁基、-S-S-R8、-NH-C(＝O)-R9-S-S-R8、-NH-C(＝O)-CH2-SH、-NH-C(＝O)-R9-S-C(＝O)-R5、
Figure BDA0002874186800000721
在另一方面，本发明总体上涉及一种通过分子M1与分支单体B1或包含两个或更多分支单体单元B1的树枝状SA分子B的Z1单元的X基团反应所形成的偶联物，其中所述偶联物具有式(3)或(4)所示的化学结构：
M1-(L2-B1)r (3)或
M1-(L2-B)r (4)
式中
每个M1各自独立地选自固体载体、蛋白质、酶、抗体、抗体片段、多肽、寡核苷酸、寡核苷酸类似物、多糖、代谢物、荧光化合物、化学发光化合物、质谱标签、发色团、生物素、毒素、药物、化疗剂、细胞毒性剂、免疫抑制剂、诊断剂、放射配体、螯合剂和小分子；
r为1至50左右的整数；
每个L2是M1和Z1的X基团反应形成的连接基团，并且各自独立地选自R22和–V1-R22-V22-结构，其中V11和V22各自独立地选自狄尔斯–阿尔德反应加合物、1,3-偶极加合物、-C(R4)(＝N)-O-、-O-C(R4)(＝N)-、-S-CH2-C(＝O)-NH-、-NH-C(＝O)-CH2-S-、-C(＝G2)-G1-、-G1-C(＝G2)-、-G3-、-G1-C(＝G2)-G1-、-S-S-、-S-(CH2)2-S(O)2-、-S(O)2-N(R3)-、-N(R3)-S(O)2-、-C(O)-NH-NH-CH2-、-C(O)-NH-N＝CH-、-CH＝N-NH-C(O)-、-CH2-NH-NH-C(O)-、-N(R3)-S(O)2-N(R3)-、-C(O)-NH-CH(CH2SH)-、-N＝CH-、-NH-CH2-、-NH-C(O)-CH2-C(O)-NH-、-CH＝N-G4-、-CH2-NH-G4-、-G4-NH-CH2-、-G4-N＝CH-、-C(＝NH2 +)-NH-、-NH-C(＝NH2 +)-、-O-P(＝O)(O-)-NH-、-NH-P(＝O)(O-)-O-、-CH2-CH(NH2)-CH2-S-、-S-CH2-CH(NH2)-CH2-、-O-P(＝O)(O-)-O-、-O-P(＝O)(S-)-O-、-O-P(＝S)(S-)-O-、
Figure BDA0002874186800000731
Figure BDA0002874186800000732
其中
每个G1各自独立地选自NR3、O和S；
每个G2各自独立地选自O或S；
每个G3各自独立地选自S、O、NR3和SO2；
每个G4各自独立地选自O或NR3；
每个R22各自独立地选自键、C1-C12烃基、-(CH2CH2O)1-10-、-(CH2CH2O)1-10-CH2-、-CH2-(CHOH)1-6-、-CHOH)1-6-CH2-、-(CHOH)1-6-、任选取代的脂环基、杂脂环基、芳基、肽、对氨基苄基羰基间隔子、带对氨基苄基羰基间隔子的肽、带对氨基苄基羰基间隔子的二肽和拟肽寡聚体；
每个R3各自独立地选自氢、C1-C8烃基、-(OCH2CH2)1-3、任选取代的脂环基和任选取代的杂脂环基；
每个R4各自独立地选自C1-C16烃基；
每个B包含两个或更多分支SA单体单元B1，其中每个B1具有式(1)所示的化学结构：
Figure BDA0002874186800000741
通过Z1单元的X基团与Z2或Z3单元的X基团反应形成的连接基团W，每个B1单元结合一个或多个其它单体单元；
其中
每个Z1、Z2和Z3各自独立地选自
Figure BDA0002874186800000742
其中
n为2至8左右的整数；
m为1至8左右的整数；
p为0至4左右的整数；
每个L和W各自独立地选自键、R2和–V1-R2-V2-结构，其中V1和V2各自独立地选自狄尔斯–阿尔德反应加合物、1,3-偶极加合物、-C(R4)(＝N)-O-、-O-C(R4)(＝N)-、-S-CH2-C(＝O)-NH-、-NH-C(＝O)-CH2-S-、-C(＝G2)-G1-、-G1-C(＝G2)-、-G3-、-G1-C(＝G2)-G1-、-S-S-、-S-(CH2)2-S(O)2-、-S(O)2-(CH2)2-S-、-S(O)2-N(R3)-、-N(R3)-S(O)2-、-C(O)-NH-NH-CH2-、-C(O)-NH-N＝CH-、-CH＝N-NH-C(O)-、-CH2-NH-NH-C(O)-、-N(R3)-S(O)2-N(R3)-、-C(O)-NH-CH(CH2SH)-、-N＝CH-、-NH-CH2-、-NH-C(O)-CH2-C(O)-NH-、-CH＝N-G4-、-CH2-NH-G4-、-G4-NH-CH2-、-G4-N＝CH-、-C(＝NH2 +)-NH-、-NH-C(＝NH2 +)-、-O-P(＝O)(O-)-NH-、-NH-P(＝O)(O-)-O-、-CH2-CH(NH2)-CH2-S-、-S-CH2-CH(NH2)-CH2-、-O-P(＝O)(O-)-O-、-O-P(＝O)(S-)-O-、-O-P(＝S)(S-)-O-、
Figure BDA0002874186800000751
其中
每个G1各自独立地选自NR3、O和S；
每个G2各自独立地选自O或S；
每个G3各自独立地选自S、O、NR3和SO2；
每个G4各自独立地选自O或NR3；
每个R2各自独立地选自键、C1-C12烃基、-(CH2CH2O)1-10-、-(CH2CH2O)1-10-CH2-、-CH2-(CHOH)1-10-CH2-、-CH2-CHOH)1--、-(CHOH)1-6-CH2-、-(CHOH)1-6-、任选取代的脂环基、杂脂环基、芳基、肽、对氨基苄基羰基间隔子、带对氨基苄基羰基间隔子的肽、带对氨基苄基羰基间隔子的二肽和拟肽寡聚体；
每个R3各自独立地选自氢、C1-C8烃基、-(OCH2CH2)1-3、任选取代的脂环基和任选取代的杂脂环基；
每个R4各自独立地选自C1-C16烃基；
每个X各自独立地选自-OH、-J、-R5J、-C(＝O)-J、-C(＝O)-CH2-J、-NH-C(＝O)-CH2-J、-OR5、-OR6,-OR7、-O-甲磺酰基、-O-甲苯磺酰基、、-NH-C(＝O)-CH2-O-甲磺酰基、-NH-C(＝O)-CH2-O-甲苯磺酰基、-SH、-S-S-叔丁基、-SR7、-SR5、-S-S-R8、-NH-C(＝O)-R9-S-S-R8、-NH-C(＝O)-CH2-SH、-S(＝O)2-J、-NH-C(＝O)-R9-S-C(＝O)-R5、-NH2、-NHR5、-N(R5)R5、-NHR7、-NH-Fmoc、-NH-Boc、N-(邻苯二甲酰亚胺基)、-C(＝O)H、-C(＝O)-R5、NH-C(＝O)-R9-C(＝O)-R5、-C(＝O)OH、NH-C(＝O)-R9-C(＝O)OH、-N＝C＝S、-N＝C＝O、-C≡C-R5、-N＝N+＝N-、-O-NH2、-O-NH-Fmoc、-O-NH-Boc、-O-N-(Boc)2、-O-N(-邻苯二甲酰亚胺基),-NH-C(＝O)-R9-O-NH-Boc、-NH-C(＝O)-R9-O-N-(Boc)2、NH-C(＝O)-R9-O-N(-邻苯二甲酰亚胺基)、-NH-NH2、-C(＝O)-NH-NH2、-NH-C(＝O)-NH-NH2、-NH-C(＝S)-NH-NH2、甲苯磺酰肼、-R5-NH-C(＝NH2 +)-NH2、-NH-C(＝NH2 +)-CH2CH2CH2-SH、
Figure BDA0002874186800000761
二氮丙啶、任选取代的三氟甲基苯基二氮丙啶、叠氮、酯、碳酸酯基团、乙基乙烯基、马来酰亚胺、乙烯基砜、烯丙基砜、硫酯、氮丙啶
每个R5各自独立地选自氢、C1-C8烃基、脂环基、杂脂环基、苄基或芳基，其中R5中的任意环均为任选取代；
每个R6各自独立地选自苯甲酰基、乙酰基、苄基、C1-C8烃基硅基、四氢吡喃基、四氢呋喃基、和四氢噻吩基；
每个R7各自独立地选自三苯甲基(trityl)、单甲氧基三苯甲基(MMT)和二甲氧基三苯甲基(DMT)；
每个R8各自独立地选自2-吡啶基、4-吡啶基、5-硝基-2-吡啶基、5-硝基-4-吡啶基、2-硝基苯基、4-硝基苯基、3-羧基-4-硝基苯基、和2,4-二硝基苯基；
每个R9各自独立地选自C1-C16烃基；
每个J各自独立地选自Cl、Br和I。
任选地，L为键。
优选地，n为2。更优选地，m也为2。
在一些优选实施例中，p为0。
在另一些优选实施例中，p为1。
任选地，B包括一个分支单体单元B1。在另一个优选实施例中，B包括三个分支单体单元B1。
在一些优选实施例中，Z2和Z3的X相同，并且选自-NH-C(＝O)-CH2-J、-NH-C(＝O)-R9-S-S-R8、-NH-C(＝O)-R9-S-C(＝O)-R5、-NH2、-NH-C(＝O)-R9-C(＝O)-R5、NH-C(＝O)-R9-(＝O)OH、-O-NH2、
Figure BDA0002874186800000771
在另一方面，本发明总体上涉及具有式(5)或(6)所示化学结构的偶联物：
B-(L1-M2)q (5)或
B1-(L1-M2)q (6)
其中所述偶联物是由一个或多个M2分子与分支SA单体B1或包含两个或更多分支SA单体单元B1的树枝状SA分子B的Z2或Z3的一个或多个X基团反应形成的。
其中
每个M2分别为蛋白质、酶、抗体、抗体片段、多肽、寡核苷酸、寡核苷酸类似物、多糖、代谢物、荧光化合物、化学发光化合物、质谱标签、发色团、生物素、毒素、药物、化疗剂、细胞毒性剂、免疫抑制剂、诊断剂、放射配体、螯合剂和小分子；
q为1至50左右的整数；
每个L1各自独立地选自R22和–V1-R2-V2-结构，其中V11和V22各自独立地选自狄尔斯–阿尔德反应加合物、1,3-偶极加合物、-C(R4)(＝N)-O-、-O-C(R4)(＝N)-、-S-CH2-C(＝O)-NH-、-NH-C(＝O)-CH2-S-、-C(＝G2)-G1-、-G1-C(＝G2)-、-G3-、-G1-C(＝G2)-G1-、-S-S-、-S-(CH2)2-S(O)2-、-S(O)2-(CH2)2-S-、-S(O)2-N(R3)-、-N(R3)-S(O)2-、-C(O)-NH-NH-CH2-、-C(O)-NH-N＝CH-、-CH＝N-NH-C(O)-、-CH2-NH-NH-C(O)-、-N(R3)-S(O)2-N(R3)-、-C(O)-NH-CH(CH2SH)-、-N＝CH-、-NH-CH2-、-NH-C(O)-CH2-C(O)-NH-、-CH＝N-G4-、-CH2-NH-G4-、-G4-NH-CH2-、-G4-N＝CH-、-C(＝NH2 +)-NH-、-NH-C(＝NH2 +)-、-O-P(＝O)(O-)-NH-、-NH-P(＝O)(O-)-O-、-CH2-CH(NH2)-CH2-S-、-S-CH2-CH(NH2)-CH2-、-O-P(＝O)(O-)-O-、-O-P(＝O)(S-)-O-、-O-P(＝S)(S-)-O-、
Figure BDA0002874186800000791
Figure BDA0002874186800000792
其中
每个G1各自独立地选自NR3、O和S；
每个G2各自独立地选自O或S；
每个G3各自独立地选自S、O、NR3和SO2；
每个G4各自独立地选自O或NR3；
每个R22各自独立地选自键、C1-C12烃基、-(CH2CH2O)1-10-、-(CH2CH2O)1-10-CH2-、-CH2-(CHOH)1-6-、-CHOH)1-6-CH2-、-(CHOH)1-6-、任选取代的脂环基、杂脂环基、芳基、肽、对氨基苄基羰基间隔子、带对氨基苄基羰基间隔子的肽、带对氨基苄基羰基间隔子的二肽和拟肽寡聚体；
每个R3各自独立地选自氢、C1-C8烃基、-(OCH2CH2)1-3、任选取代的脂环基和任选取代的杂脂环基；
每个R4各自独立地选自C1-C16烃基；
每个B包含两个或更多分支SA单体单元B1，其中每个B1具有式(1)所示的化学结构：
Figure BDA0002874186800000793
通过Z1单元的X基团与Z2或Z3单元的X基团反应形成的连接基团W，每个B1单元结合一个或多个其它单体单元；
其中
每个Z1、Z2和Z3各自独立地选自
Figure BDA0002874186800000801
其中
n为2至8左右的整数；
m为1至8左右的整数；
p为0至4左右的整数；
每个L和W各自独立地选自键、R2和–V1-R2-V2-结构，其中V1和V2各自独立地选自狄尔斯–阿尔德反应加合物、1,3-偶极加合物、-C(R4)(＝N)-O-、-O-C(R4)(＝N)-、-S-CH2-C(＝O)-NH-、-NH-C(＝O)-CH2-S-、-C(＝G2)-G1-、-G1-C(＝G2)-、-G3-、-G1-C(＝G2)-G1-、-S-S-、-S-(CH2)2-S(O)2-、-S(O)2-(CH2)2-S-、-S(O)2-N(R3)-、-N(R3)-S(O)2-、-C(O)-NH-NH-CH2-、-C(O)-NH-N＝CH-、-CH＝N-NH-C(O)-、-CH2-NH-NH-C(O)-、-N(R3)-S(O)2-N(R3)-、-C(O)-NH-CH(CH2SH)-、-N＝CH-、-NH-CH2-、-NH-C(O)-CH2-C(O)-NH-、-CH＝N-G4-、-CH2-NH-G4-、-G4-NH-CH2-、-G4-N＝CH-、-C(＝NH2 +)-NH-、-NH-C(＝NH2 +)-、-O-P(＝O)(O-)-NH-、-NH-P(＝O)(O-)-O-、-CH2-CH(NH2)-CH2-S-、-S-CH2-CH(NH2)-CH2-、-O-P(＝O)(O-)-O-、-O-P(＝O)(S-)-O-、-O-P(＝S)(S-)-O-、
Figure BDA0002874186800000802
其中
每个G1各自独立地选自NR3、O和S；
每个G2各自独立地选自O或S；
每个G3各自独立地选自S、O、NR3和SO2；
每个G4各自独立地选自O或NR3；
每个R2各自独立地选自键、C1-C12烃基、-(CH2CH2O)1-10-、-(CH2CH2O)1-10-CH2-、-CH2-(CHOH)1-10-CH2-、-CH2-CHOH)1--、-(CHOH)1-6-CH2-、-(CHOH)1-6-、任选取代的脂环基、杂脂环基、芳基、肽、对氨基苄基羰基间隔子、带对氨基苄基羰基间隔子的肽、带对氨基苄基羰基间隔子的二肽和拟肽寡聚体；
每个R3各自独立地选自氢、C1-C8烃基、-(OCH2CH2)1-3、任选取代的脂环基和任选取代的杂脂环基；
每个R4各自独立地选自C1-C16烃基；
每个X各自独立地选自-OH、-J、-R5J、-C(＝O)-J、-C(＝O)-CH2-J、-NH-C(＝O)-CH2-J、-OR5、-OR6,-OR7、-O-甲磺酰基、-O-甲苯磺酰基、、-NH-C(＝O)-CH2-O-甲磺酰基、-NH-C(＝O)-CH2-O-甲苯磺酰基、-SH、-S-S-叔丁基、-SR7、-SR5、-S-S-R8、-NH-C(＝O)-R9-S-S-R8、-NH-C(＝O)-CH2-SH、-S(＝O)2-J、-NH-C(＝O)-R9-S-C(＝O)-R5、-NH2、-NHR5、-N(R5)R5、-NHR7、-NH-Fmoc、-NH-Boc、N-(邻苯二甲酰亚胺基)、-C(＝O)H、-C(＝O)-R5、NH-C(＝O)-R9-C(＝O)-R5、-C(＝O)OH、NH-C(＝O)-R9-C(＝O)OH、-N＝C＝S、-N＝C＝O、-C≡C-R5、-N＝N+＝N-、-O-NH2、-O-NH-Fmoc、-O-NH-Boc、-O-N-(Boc)2、-O-N(-邻苯二甲酰亚胺基),-NH-C(＝O)-R9-O-NH-Boc、-NH-C(＝O)-R9-O-N-(Boc)2、NH-C(＝O)-R9-O-N(-邻苯二甲酰亚胺基)、-NH-NH2、-C(＝O)-NH-NH2、-NH-C(＝O)-NH-NH2、-NH-C(＝S)-NH-NH2、甲苯磺酰肼、-R5-NH-C(＝NH2 +)-NH2、-NH-C(＝NH2 +)-CH2CH2CH2-SH、
Figure BDA0002874186800000821
二氮丙啶、任选取代的三氟甲基苯基二氮丙啶、叠氮、酯、碳酸酯基团、乙基乙烯基、马来酰亚胺、乙烯基砜、烯丙基砜、硫酯、氮丙啶
每个R5各自独立地选自氢、C1-C8烃基、脂环基、杂脂环基、苄基或芳基，其中R5中的任意环均为任选取代；
每个R6各自独立地选自苯甲酰基、乙酰基、苄基、C1-C8烃基硅基、四氢吡喃基、四氢呋喃基、和四氢噻吩基；
每个R7各自独立地选自三苯甲基(trityl)、单甲氧基三苯甲基(MMT)和二甲氧基三苯甲基(DMT)；
每个R8各自独立地选自2-吡啶基、4-吡啶基、5-硝基-2-吡啶基、5-硝基-4-吡啶基、2-硝基苯基、4-硝基苯基、3-羧基-4-硝基苯基、和2,4-二硝基苯基；
每个R9各自独立地选自C1-C16烃基；
每个J各自独立地选自Cl、Br和I。
任选地，L为键。
优选地，n为2。更优选地，m也为2。
在一些优选实施例中，p为0。
在另一些优选实施例中，p为1。
任选地，B包括一个分支单体单元B1。
在另一个优选实施例中，B包括3个分支单体单元B1。
在一些优选实施例中，Z2和Z3的X相同，并且选自-NH-C(＝O)-CH2-J、-NH-C(＝O)-R9-S-S-R8、-NH-C(＝O)-R9-S-C(＝O)-R5、-NH2、-NH-C(＝O)-R9-C(＝O)-R5、NH-C(＝O)-R9-(＝O)OH、-O-NH2、
Figure BDA0002874186800000831
在另一方面，本发明总体上涉及具有式(7)或(8)所示化学结构的偶联物：
M1-(L1-B1-(L1-M2)q)r (7),或
M1-(L1-B-(L1-M2)q)r (8)
其中，所述偶联物是由一个M1分子与一个分支SA单体B1或包含两个或更多分支SA单体单元B1的一个树枝状SA分子B的Z1的X基团反应，以及一个或多个M2分子与分支SA单体单元B1或包含两个或更多SA单体单元B1的树枝状SA分子B的Z2或Z3的一个或多个X基团反应形成的；
q为1至50左右的整数；
r为1至50左右的整数；
每个M1各自独立地选自固体载体、蛋白质、酶、抗体、抗体片段、多肽、寡核苷酸、寡核苷酸类似物、多糖、代谢物、荧光化合物、化学发光化合物、质谱标签、发色团、生物素、毒素、药物、化疗剂、细胞毒性剂、免疫抑制剂、诊断剂、放射配体、螯合剂和小分子；
每个M2各自独立地选自蛋白质、酶、抗体、抗体片段、多肽、寡核苷酸、寡核苷酸类似物、多糖、代谢物、荧光化合物、化学发光化合物、质谱标签、发色团、生物素、毒素、药物、化疗剂、细胞毒性剂、免疫抑制剂、诊断剂、放射配体、螯合剂和小分子；
每个L1各自独立地选自R22和–V1-R2-V2-结构，其中V11和V22各自独立地选自狄尔斯–阿尔德反应加合物、1,3-偶极加合物、-C(R4)(＝N)-O-、-O-C(R4)(＝N)-、-S-CH2-C(＝O)-NH-、-NH-C(＝O)-CH2-S-、-C(＝G2)-G1-、-G1-C(＝G2)-、-G3-、-G1-C(＝G2)-G1-、-S-S-、-S-(CH2)2-S(O)2-、-S(O)2-(CH2)2-S-、-S(O)2-N(R3)-、-N(R3)-S(O)2-、-C(O)-NH-NH-CH2-、-C(O)-NH-N＝CH-、-CH＝N-NH-C(O)-、-CH2-NH-NH-C(O)-、-N(R3)-S(O)2-N(R3)-、-C(O)-NH-CH(CH2SH)-、-N＝CH-、-NH-CH2-、-NH-C(O)-CH2-C(O)-NH-、-CH＝N-G4-、-CH2-NH-G4-、-G4-NH-CH2-、-G4-N＝CH-、-C(＝NH2 +)-NH-、-NH-C(＝NH2 +)-、-O-P(＝O)(O-)-NH-、-NH-P(＝O)(O-)-O-、-CH2-CH(NH2)-CH2-S-、-S-CH2-CH(NH2)-CH2-、-O-P(＝O)(O-)-O-、-O-P(＝O)(S-)-O-、-O-P(＝S)(S-)-O-、
Figure BDA0002874186800000841
其中
每个G1各自独立地选自NR3、O和S；
每个G2各自独立地选自O或S；
每个G3各自独立地选自S、O、NR3和SO2；
每个G4各自独立地选自O或NR3；
每个R22各自独立地选自键、C1-C12烃基、-(CH2CH2O)1-10-、-CH2-(CHOH)1-10-CH2-、-CH2-(CHOH)1-6-、-(CHOH)1-6-CH2-、-(CHOH)1-6-、任选取代的脂环基、杂脂环基、芳基、肽、对氨基苄基羰基间隔子、带对氨基苄基羰基间隔子的肽、带对氨基苄基羰基间隔子的二肽和拟肽寡聚体；
每个R3各自独立地选自氢、C1-C8烃基、-(OCH2CH2)1-3、任选取代的脂环基和任选取代的杂脂环基；
每个R4各自独立地选自C1-C16烃基；
每个B包含两个或更多分支SA单体单元B1，其中每个B1具有式(1)所示的化学结构：
Figure BDA0002874186800000851
通过Z1单元的X基团与Z2或Z3单元的X基团反应形成的连接基团W，每个B1单元结合一个或多个其它单体单元；
其中
每个Z1、Z2和Z3各自独立地选自
Figure BDA0002874186800000852
其中
n为2至8左右的整数；
m为1至8左右的整数；
p为0至4左右的整数；
每个L和W各自独立地选自R2和–V1-R2-V2-结构，其中V1和V2各自独立地选自狄尔斯–阿尔德反应加合物、1,3-偶极加合物、-C(R4)(＝N)-O-、-O-C(R4)(＝N)-、-S-CH2-C(＝O)-NH-、-NH-C(＝O)-CH2-S-、-C(＝G2)-G1-、-G1-C(＝G2)-、-G3-、-G1-C(＝G2)-G1-、-S-S-、-S-(CH2)2-S(O)2-、-S(O)2-(CH2)2-S-、-S(O)2-N(R3)-、-N(R3)-S(O)2-、-C(O)-NH-NH-CH2-、-C(O)-NH-N＝CH-、-CH＝N-NH-C(O)-、-CH2-NH-NH-C(O)-、-N(R3)-S(O)2-N(R3)-、-C(O)-NH-CH(CH2SH)-、-N＝CH-、-NH-CH2-、-NH-C(O)-CH2-C(O)-NH-、-CH＝N-G4-、-CH2-NH-G4-、-G4-NH-CH2-、-G4-N＝CH-、-C(＝NH2 +)-NH-、-NH-C(＝NH2 +)-、-O-P(＝O)(O-)-NH-、-NH-P(＝O)(O-)-O-、-CH2-CH(NH2)-CH2-S-、-S-CH2-CH(NH2)-CH2-、-O-P(＝O)(O-)-O-、-O-P(＝O)(S-)-O-、-O-P(＝S)(S-)-O-、
Figure BDA0002874186800000861
其中
每个G1各自独立地选自NR3、O和S；
每个G2各自独立地选自O或S；
每个G3各自独立地选自S、O、NR3和SO2；
每个G4各自独立地选自O或NR3；
每个R2各自独立地选自键、C1-C12烃基、-(CH2CH2O)1-10-、-CH2-(CHOH)1-10-CH2-、-CH2-(CHOH)1-6-、-(CHOH)1-6-CH2-、-(CHOH)1-6-、任选取代的脂环基、杂脂环基、芳基、肽、对氨基苄基羰基间隔子、带对氨基苄基羰基间隔子的肽、带对氨基苄基羰基间隔子的二肽和拟肽寡聚体；
每个R3各自独立地选自氢、C1-C8烃基、-(OCH2CH2)1-3、任选取代的脂环基和任选取代的杂脂环基；
每个R4各自独立地选自C1-C16烃基；
每个X各自独立地选自-OH、-J、-R5J、-C(＝O)-J、-C(＝O)-CH2-J、-NH-C(＝O)-CH2-J、-OR5、-OR6,-OR7、-O-甲磺酰基、-O-甲苯磺酰基、、-NH-C(＝O)-CH2-O-甲磺酰基、-NH-C(＝O)-CH2-O-甲苯磺酰基、-SH、-S-S-叔丁基、-SR7、-SR5、-S-S-R8、-NH-C(＝O)-R9-S-S-R8、-NH-C(＝O)-CH2-SH、-S(＝O)2-J、-NH-C(＝O)-R9-S-C(＝O)-R5、-NH2、-NHR5、-N(R5)R5、-NHR7、-NH-Fmoc、-NH-Boc、N-(邻苯二甲酰亚胺基)、-C(＝O)H、-C(＝O)-R5、NH-C(＝O)-R9-C(＝O)-R5、-C(＝O)OH、NH-C(＝O)-R9-C(＝O)OH、-N＝C＝S、-N＝C＝O、-C≡C-R5、-N＝N+＝N-、-O-NH2、-O-NH-Fmoc、-O-NH-Boc、-O-N-(Boc)2、-O-N(-邻苯二甲酰亚胺基),-NH-C(＝O)-R9-O-NH-Boc、-NH-C(＝O)-R9-O-N-(Boc)2、NH-C(＝O)-R9-O-N(-邻苯二甲酰亚胺基)、-NH-NH2、-C(＝O)-NH-NH2、-NH-C(＝O)-NH-NH2、-NH-C(＝S)-NH-NH2、甲苯磺酰肼、-R5-NH-C(＝NH2 +)-NH2、-NH-C(＝NH2 +)-CH2CH2CH2-SH、
Figure BDA0002874186800000871
二氮丙啶、任选取代的三氟甲基苯基二氮丙啶、叠氮、酯、碳酸酯基团、乙基乙烯基、马来酰亚胺、乙烯基砜、烯丙基砜、硫酯、氮丙啶
每个R5各自独立地选自氢、C1-C8烃基、脂环基、杂脂环基、苄基或芳基，其中R5中的任意环均为任选取代；
每个R6各自独立地选自苯甲酰基、乙酰基、苄基、C1-C8烃基硅基、四氢吡喃基、四氢呋喃基、和四氢噻吩基；
每个R7各自独立地选自三苯甲基(trityl)、单甲氧基三苯甲基(MMT)和二甲氧基三苯甲基(DMT)；
每个R8各自独立地选自2-吡啶基、4-吡啶基、5-硝基-2-吡啶基、5-硝基-4-吡啶基、2-硝基苯基、4-硝基苯基、3-羧基-4-硝基苯基、和2,4-二硝基苯基；
每个R9各自独立地选自C1-C16烃基；
每个J各自独立地选自Cl、Br和I。
任选地，L为键。
优选地，n为2。更优选地，m也为2。
在一些优选实施例中，p为0。
在另一些优选实施例中，p为1。
任选地，B包括一个分支单体单元B1。
在另一个优选实施例中，B包括3个分支单体单元B1。
在另一个优选实施例中，B包括7个分支单体单元B1。
一方面，M1可以选自聚苯乙烯载体、聚酰胺载体、聚乙二醇载体、聚丙烯酸载体、聚丙烯酸/β-丙氨酸共聚物载体、聚丙烯酸酰胺/聚苯乙烯共聚物载体、聚丙烯酸酰胺/聚乙二醇共聚物载体、聚乙二醇/聚苯乙烯共聚物载体、可控多孔玻璃、琼脂糖、葡聚糖凝胶、多糖基聚合物、聚合微球、乳胶微球、由聚苯乙烯组成的聚合微球、由苯乙烯共聚物组成的聚合微球、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯甲苯、聚甲基丙烯酸2-羟乙酯、聚甲基丙烯酸2-羟乙酯共聚物、聚(乙二醇二甲基丙烯酸酯/聚甲基丙烯酸2-羟乙酯)共聚物、聚乳酸-聚羟基乙酸共聚物、无机结构物、金属、半导体、超顺磁性复合材料、可生物降解材料、合成树状大分子、树突状结构、量子点、染料涂层颗粒、磁性涂层颗粒。
M1或M2可以包括放射性同位素。
M1或M2可以选自寡核苷酸、寡核苷酸类似物或小干扰RNA(siRNA)。寡核苷酸类似物的实例包括肽核苷酸(PNA)、锁核苷酸(LNA)、苏阿糖核苷酸(TNA)和α-PNA。
在某些实施例中，M1或M2为生物分子、代谢物、荧光化合物、生物素、毒素、药物、化疗剂、诊断剂或其它生物活性分子。
在某些实施例中，M1或M2可以包含一个或多个放射性同位素或同位素元素。
在某些实施例中，M2为代谢物。代谢物是代谢作用的中间物和产物。代谢物的实例包括生物碱、糖苷、脂质、类黄酮、非核糖体肽、吩嗪、酚、聚酮、萜烯、四吡咯。代谢物也可为药物片段或生物体通过专用酶系修饰的药物。
在一些优选实施例中，M1和M2为治疗剂，如药物、毒素、细胞因子、激素、激素拮抗剂、酶、酶抑制剂、抑制性寡核苷酸(如RNAi、siRNA)、免疫调节剂(如细胞因子、淋巴因子、趋化因子、生长因子或肿瘤坏死因子)、放射性核素、抗血管生成剂、促凋亡剂、抗体、放射标记抗体、或光活性治疗剂。
在某些实施例中，所述治疗剂为化疗药物。化疗药物的实例包括肾上腺皮质抑制剂、抗代谢物、烷化剂、烷基磺酸酯、抗生素、抗有丝分裂剂、蒽环类抗生素、抗血管生成剂、喜树碱、COX-2抑制剂、CPT-11、多柔比星、多柔比星类似物、酶抑制剂、内皮抑素、表鬼臼毒素(epipodophyllotoxins)、氮丙啶衍生物、叶酸类似物、吉西他滨、HDAC抑制剂、热休克蛋白(HSP)90抑制剂、激素拮抗剂、甲氨蝶呤、甲基肼衍生物、mTOR抑制剂、亚硝基脲、氮芥、嘧啶类似物、嘌呤类似物、铂配合物、取代脲、SN-38、紫杉醇(taxols)、三氮烯、紫杉烷、酪氨酸激酶抑制剂、蛋白酶体抑制剂、促凋亡剂、和长春花生物碱。文献中有合适化疗剂的阐述(Remington’s Pharmaceutical Sciences,19th Ed.Mack Publishing Co.1995；Goodmanand Gilman’s the Pharmacological Basis of Therapeutics,7th Ed.McMillanPublishing Co.1985)。
在某些实施例中，所述治疗剂为细胞毒性或免疫抑制剂，如抗微管蛋白剂或奥里斯他汀、DNA小沟区结合剂、DNA复制抑制剂、烷化剂、蒽环类抗生素、抗生素、抗叶酸剂、抗代谢物、化疗增敏剂、环氧合酶抑制剂、度卡霉素、依托泊苷、氟化嘧啶、离子载体、lexitropsin、脂氧合酶抑制剂、亚硝基脲、顺铂、预制化合物、嘌呤拮抗物、嘌呤霉素、放射增敏剂、类固醇、紫杉烷、拓扑异构酶抑制剂、长春花生物碱等。
各细胞毒性剂包括，例如奥里斯他汀(如MMAE、MMAF)、硫唑嘌呤、博来霉素、硼替佐米、白消安、卡里奇霉素、卡培他滨、卡铂、卡莫司汀、苯丁酸氮芥、顺铂、克拉屈滨、天门冬酰胺酶、环磷酰胺、阿糖胞苷、达卡巴嗪、更生霉素、多柔比星、度卡霉素、表柔比星、依托泊苷、磷酸依托泊苷、氟达拉滨、氟二氧嘧啶、福莫司汀、更昔洛韦、吉西他滨、羟基脲、伊达比星、异环磷酰胺、伊立替康、洛莫司汀、美法仑、巯基嘌呤、甲氨蝶呤、丝裂霉素、米托蒽醌、奥沙利铂、紫杉醇、培美曲塞、甲基苄肼、雷替曲塞、替莫唑胺、替尼泊苷、硫鸟嘌呤、拓扑替康、缬更昔洛韦、长春花碱、长春新碱、美登素(如DM1、DM4)。已经偶联抗体并处于临床试验阶段的药物有奥里斯他汀、美登素、卡里奇霉素、多柔比星(Alley S.C.et al.Curr Opin ChemBio2010,14,529–537)。
在某些实施例中，所述细胞毒性剂为多拉司他汀(如auristatin E、AFP、MMAF、MMAE)或其衍生物。在某些实施例中，所述细胞毒性剂为传统化疗剂，如多柔比星、紫杉醇、美法仑、长春花生物碱、甲氨蝶呤、丝裂霉素C或依托泊苷。此外，强效制剂包括CC-1065类似物、卡里奇霉素、美登素(或DM-1)、多拉司他汀10类似物、根瘤菌素、和海葵毒素。
在某些实施例中，所述免疫抑制剂可以是，例如芳基羧酸衍生物、硫唑嘌呤、环孢菌素、环氧合酶抑制剂、环磷酰胺、依那西普、更昔洛韦、糖皮质激素或糖皮质激素类似物、白三烯受体拮抗剂、5-脂氧合酶抑制剂、霉酚酸酯、烟酸衍生物、苯并噻嗪衍生物、含吡唑衍生物、雷帕霉素、或他克莫司。
在一些优选实施例中，所述治疗剂为选自下组的一种毒素：蓖麻毒素、相思豆毒素、α-毒素、肥皂草素、核糖核苷酸酶(RNase)、脱氧核糖核苷酸酶I、葡萄球菌肠毒素A、商陆抗病毒蛋白、白树毒素、白喉毒素、假单胞菌外毒素、和假单胞菌内毒素。
在一些优选实施例中，所述治疗剂为选自下组的一种免疫调节剂：细胞因子、干细胞生长因子、淋巴毒素、造血因子、集落刺激因子(CSF)、干扰素(IFN)、促红细胞生成素、血小板生成素，以及前述的组合。
每个M1和M2可以是能够和与疾病状态或疾病相关的目标抗原特异性地结合的任何抗体或抗体片段。几乎所有疾病相关抗原的抗体序列或抗体分泌的杂交瘤都可以通过美国标准生物品收藏中心(ATCC)、NCBI和USPTO数据库获取。实用的多克隆抗体是来源于免疫动物血清的异质抗体分子。实用的单克隆抗体是针对目标抗原特定抗原决定簇的同质抗体分子。针对目标抗原的多克隆和单克隆抗体可以采用本领域的任何已知技术制备。
合适的抗体包括单克隆抗体，如嵌合、人源化或人类抗体，或其抗原结合片段。在一个实施例中，该抗体片段为，例如，AC10、BR96、1F6、2F2或生长抑制性抗体。
各治疗用抗体包括，例如，阿伦单抗(Campath；Leukosite,MA)、益已素(BioTransplant)、贝伐单抗(Avastin；Genetech,Inc.,CA)、CEAcide(Immunomedics,NJ)、西妥昔单抗(Erbitux；Imclone Systems Inc.,NY)、依帕珠单抗(Immunomedics,Inc.,NJ及Amgen,CA)、LymphoCide(Immunomedics,Inc.,NJ)、Oncolym(Techniclone,Inc.,CA)、OVARE(AltaRex Corporation,MA)、Panorex(Glaxo Wellcome,NC)、利妥昔单抗(Rituxan；Genetech)、Smart MI95(Protein Design Labs,Inc.,CA)、Smart ID10(Protein DesignLabs,Inc.,CA)、曲妥珠单抗(Herceptin；Genetech)、和Vitaxin(MedImmune,Inc.,MD)。。
在某些实施例中，所述抗体包括，例如以下抗原的抗体：肿瘤相关抗原、胰腺癌相关抗原、恶性疾病相关抗原、自体免疫疾病相关抗原、免疫功能障碍疾病相关抗原、白血病相关抗原、神经疾病相关抗原、跨膜激活剂抗原、和CAML相互作用因子抗原(TACI,Yu etal.Nat.Immunol.2000,1,252–256)。抗原的实例包括：CA125、CA 15-3、CA19-9、L6、Lewis Y抗原、Lewis X抗原、α-胎蛋白、CA 242、胎盘碱性磷酸酶、前列腺特异性抗原、前列腺酸性磷酸酶、表皮生长因子、MAGE-1、MAGE-2、MAGE-3、MAGE-4、转铁蛋白受体抗体、p97基因抗原、MUC1-KLH、CEA、gp100抗原肽、MART1、IL-2受体、CD4、CD5、CD8、CD14、CD15、CD19、CD20、CD21、CD22、CD23、CD25、CD33、CD37、CD38、CD40、CD40L、CD46、CD52、CD54、CD66a-d、CD67、CD74、CD79a、CD80、CD126、CD138、CD154、B7、MUC1、LALI、HM1.24、HLA-DR、肌腱蛋白、VEGF、PIGF、ED-B纤维连接蛋白、致癌基因、致癌基因产物、坏死抗原、T101、TAG、IL--6、MIF、TRAIL-R1(DR4)、TRAIL-R2(DR5)、人绒毛膜促性腺激素、粘蛋白、P21、MPG、和Neu肿瘤基因产物。
所述抗体还可以是多特异性抗体，例如双特异性抗体。双特异性抗体的制备方法是本领域的已知方法。在一些实施例中，所述抗体片段为Fv、Fab、Fab’、或F(ab’)2。其它实用抗体有抗体的重链和轻链二聚体、单链抗体、微抗体、双功能抗体、三链抗体、四链抗体、dsFv、sc-Fv-Fc、(sFv)2、Fab表达库产生的片段、抗独特型抗体、或来自抗体片段的多特异性抗体。
在某些实施例中，所述抗体和蛋白可以包括一个或多个用于治疗疾病组织的放射性同位素。合适的治疗用放射核素包括但不限于，碘-131、碘-125、铋-212、铋-213、镥-177、钇-90、钇-88、锝-99m、铜-62、铜-67、铼-188、铼-186、镓-66、镓-67、铟-111、铟-114m、铟-115、硼-10、砹-211、磷-32、磷-33、钪-47、银-111、镨-142、钐-153、铽-161、镝-166、钬-166、铼-186、铼-188、铼-189、铅-212、铅-211、镭-223、锕-225、铁-59、硒-75、砷-77、锶-89、钼-99、铑-105、钯-109、镨-143、钷-149、铒-169、铱-194、金-198、和金-199。
其它潜在治疗用放射性同位素包括碳-11、氮-13、氧-15、溴-75、溴-76、金-198、锕-224、碘-126、碘-133、溴-77、铟-113、钌-95、钌-97、钌-103、钌-105、汞-107、汞-203、碲-121m、碲-122m、碲-125m、碲-165、碲-167、碲-168、铂-197、钯-109、铑-105、镨-142、镨-143、铽-161、钬-166、金-199、钴-57、钴-58、铬-51、铁-59、硒-75、铊-201、锕-225、镱-169及类似物。
治疗试剂可以通过还原部分巯基或表面胺来连接抗体。如果有碳水化合物，治疗剂还可以连接在其侧链上。
在某些实施例中，所述治疗剂可以包括一个或多个相同的治疗剂或不同治疗剂的组合。
在某些实施例中，每个M1或M2都为诊断剂。诊断剂的实例包括荧光探针、化学发光化合物、放射配体、双功能螯合剂、镧系元素螯合物、质谱标签、发色团和紫外活化化合物。
在某些实施例中，M1或M2为为荧光化合物。荧光化合物的实例包括荧光素、罗丹明、香豆素、绿色荧光蛋白、BODIPY染料、德克萨斯红、Cascade蓝染料、荧光黄衍生物、藻胆蛋白花菁染料、镧系元素螯合物和量子点。市场上有各种商品化的荧光化合物(如来自Molecular Probes和Invitrogen的产品)。
M1或M2连接B1或B的位置可以是单一位点或多个位点。M1或M2可通过酯键或其它交联基团连接B1或B。
在一个优选实施例中，M1或M2为双功能螯合剂。双功能螯合剂的实例包括但不限于DOTA(1,4,7,10-四氮杂环十二烷-N,N',N",N"'-四乙酸)、DOTA衍生物、DTPA(二乙烯三胺五乙酸酐)、DTPA衍生物、NOTA(1,4,7-三氮杂环壬烷-N,N',N"-三乙酸)、NOTA衍生物、TETA(1,4,8,11-四氮杂环十四烷-N,N',N",N"'-四乙酸)、TETA衍生物、DTTA(N-(对异硫氰酸苯基)-二乙烯三胺-N,N',N",N"'-四乙酸)、DTTA衍生物、去铁胺和去铁胺衍生物。各种双功能螯合剂都可以从市场上购买到(例如来自Macrocyclics,Inc.)。
优选地，M1或M2为生物素。
在一个更优选的实施例中，M1或M2为金属离子与双功能螯合剂形成的金属配位络合物。在一些情况下，所述金属离子是放射性的。优选地，所述金属离子为非放射性的。更优选地，所述金属离子为镧系元素。最优选地，所述金属为铕或铽。
在一个优选实施例中，M1或M2为治疗用蛋白或肽。SA大分子可以在单个特异性位点或多个位点上偶联所述蛋白或肽。所述治疗用蛋白可为细胞因子、激素、造血蛋白、血蛋白、酶、或肽。
治疗用蛋白的氨基酸序列优选为至少有80％的序列与选自下组的一种野生型治疗用蛋白同源：粒细胞巨噬细胞集落刺激因子、干扰素、干扰素α-2a、干扰素α-2b、白细胞介素、白细胞介素-2、促红细胞生成素、生长激素、人生长激素、脱辅基肌红蛋白、天冬氨酰酶、瘦蛋白、血清蛋白、人绒毛膜促性腺激素、胰岛素、卵泡刺激素、促黄体生成素、尿酸氧化酶、腺苷脱氨酶、抗体融合蛋白、VII因子。治疗用蛋白的氨基酸序列更优选为至少有90％的序列与选自下组的一种野生型治疗用蛋白同源：粒细胞巨噬细胞集落刺激因子(GM-CSF)、干扰素、干扰素α-2a(IFN-2a)、干扰素α-2b(IFN-2b)、白细胞介素、白细胞介素-2、促红细胞生成素、生长激素、人生长激素、脱辅基肌红蛋白、天冬氨酰酶、瘦蛋白、血清蛋白、人绒毛膜促性腺激素、胰岛素、卵泡刺激素、促黄体生成素、尿酸氧化酶、腺苷脱氨酶、抗体融合蛋白、和VII因子。
在某些实施例中，M1或M2为粒细胞集落刺激因子(G-CSF)或其片段或修饰衍生物。G-CSF为含174个氨基酸的糖基化细胞因子，其刺激中性粒细胞的祖细胞和成熟中性粒细胞的增殖、存活和分化(Hill CP,et al.Proc.Natl.Acad.Sci.1993,90,5167–5171)。G-CSF可从血液中快速清除。以单一SA大分子修饰G-CSF有助于该物质保持稳定。聚乙二醇化的G-CSF已经上市，商品名为Neulasta(Kinstler O.B.et al.Pharm Res 1996,13,996–1002)。
在某些实施例中，所述治疗用蛋白为巨噬细胞落刺激因子(GM-CSF)、IFN-2a、IFN-2b、IL-2(Waldmann TA,Nature Rev.Immuol.2006,6,595–601)、促红细胞生成素(EPO,Macdougall IC,Curr Hematol Rep 2005,4,436–440)、生长激素(GH；Zundel M,PeschkeB,2006,WO 2006/084888号国际专利)、人生长激素(hGH；Li CH,Mol Cell Biochem1982,46,31–41)、或脱辅基肌红蛋白(apoMb；Evans SV et alJ.Mol.Biol.1990,213,885–897)。治疗用蛋白和肽的其它实例包括天冬氨酰酶、干扰素(如IFN-α,-β,-)、白细胞介素、瘦蛋白、血清蛋白(如VII因子、VIla因子、VIII因子、IX因子和X因子)、人绒毛膜促性腺激素(HCG)、胰岛素、卵泡刺激素(FSH)、促黄体生成素(LH)、尿酸氧化酶(尿酸酶)、腺苷脱氨酶(ADA)、和抗体融合蛋白(如肿瘤坏死因子受体(TNFR)/Fc融合蛋白)。
其它实用蛋白包括选择性定位于机体特定组织或区域的蛋白。此类蛋白的实例包括转铁蛋白、HS型糖蛋白、凝血因子、血清蛋白、O型球蛋白、G-CSF、GM-CSF、M-CSF、EPO、及类似物。
在一些优选实施例中，M1或M2为治疗用蛋白或肽的衍生物。例如，所述蛋白和化学修饰(如糖基化、烷化、氨基酸取代)蛋白的片段。在一些优选实施例中，M1或M2为重组蛋白。
本发明提供一种以甘油为核心合成糖醇单元的方法，以及组装类树枝状糖醇多聚体的方法。所述类树枝状糖醇多聚体可以采用发散方法和汇聚方法组装。优选地，所述化合物采用固相发散方法组装。
图1所示为通过固相采用发散方法合成类树状状糖醇多聚体的一般途径的实施例。
Figure BDA0002874186800000981
一方面，本发明总体上涉及一种具有式I所示化学结构的分支SA单体：
Figure BDA0002874186800000982
式中
每个Z1、Z2和Z3各自独立地选自R11和
Figure BDA0002874186800000991
Figure BDA0002874186800000992
Z1、Z2和Z3之中至少一个不是R11；
每个R11各自独立地选自氢、乙酰基、乙酸酯、苯甲酰基、苄基、β-甲氧基乙氧基甲醚、二甲氧基三苯甲基、甲氧基甲醚、甲氧基三苯甲基[(4-甲氧基苯基)二苯基甲基]、对甲氧基苄基醚、甲硫基甲醚、特戊酰基、四氢吡喃基、四氢呋喃基、四氢噻吩基、三苯甲基、硅基醚、C1-C8烃基硅基、甲基醚和乙氧基乙基醚；
每个R21各自独立地选自氢、乙酰基、苯甲酰基、苄基、β-甲氧基乙氧基甲醚、二甲氧基三苯甲基、甲氧基甲醚、甲氧基三苯甲基[(4-甲氧基苯基)二苯基甲基]、对甲氧基苄基醚、甲硫基甲醚、特戊酰基、四氢吡喃基、四氢呋喃基、四氢噻吩基、三苯甲基、硅基醚、C1-C8烃基硅基、甲基醚和乙氧基乙基醚、C1-C8烃基、环状原酸酯和邻位醇的丙酮化合物；
n为2至8左右的整数；
m为1至8左右的整数；
p为0至50左右的整数；
n1为1至4左右的整数；
m1为1至4左右的整数；
每个L各自独立地选自R2和–V1-R2-V2-结构，其中V1和V2各自独立地选自狄尔斯–阿尔德反应加合物、1,3-偶极加合物、-C(R4)(＝N)-O-、-O-C(R4)(＝N)-、-S-CH2-C(＝O)-NH-、-NH-C(＝O)-CH2-S-、-C(＝G2)-G1-、-G1-C(＝G2)-、-G3-、-G1-C(＝G2)-G1-、-S-S-、-S-(CH2)2-S(O)2-、-S(O)2-N(R3)-、-N(R3)-S(O)2-、-C(O)-NH-NH-CH2-、-C(O)-NH-N＝CH-、-CH＝N-NH-C(O)-、-CH2-NH-NH-C(O)-、-N(R3)-S(O)2-N(R3)-、-C(O)-NH-CH(CH2SH)-、-N＝CH-、-NH-CH2-、-NH-C(O)-CH2-C(O)-NH-、-CH＝N-G4-、-CH2-NH-G4-、-G4-NH-CH2-、-G4-N＝CH-、-C(＝NH2 +)-NH-、-NH-C(＝NH2 +)-、-O-P(＝O)(O-)-NH-、-NH-P(＝O)(O-)-O-、-CH2-CH(NH2)-CH2-S-、-S-CH2-CH(NH2)-CH2-、-S-CH2-CH(NH2)-CH2-、-O-P(＝O)(O-)-O-、-O-P(＝O)(S-)-O-、-O-P(＝S)(S-)-O-、
Figure BDA0002874186800001001
其中
每个G1各自独立地选自NR3、O和S；
每个G2各自独立地选自O或S；
每个G3各自独立地选自S、O、NR3和SO2；
每个G4各自独立地选自O或NR3；
每个R2各自独立地选自键、C1-C12烃基、-(CH2CH2O)1-10-、-(CH2CH2O)1-10-CH2-、-CH2-(CHOH)1-6-、-CHOH)1-6-CH2-、-(CHOH)1-6-、任选取代的脂环基、杂脂环基、芳基、肽、对氨基苄基羰基间隔子、带对氨基苄基羰基间隔子的肽、带对氨基苄基羰基间隔子的二肽和拟肽寡聚体；
每个R3各自独立地选自氢、C1-C8烃基、-(OCH2CH2)1-3、任选取代的脂环基和任选取代的杂脂环基；
每个R4各自独立地选自C1-C16烃基；
每个X各自独立地选自-OH、-J、-R5J、-C(＝O)-J、-C(＝O)-CH2-J、-NH-C(＝O)-CH2-J、-OR5、-OR6,-OR7、-O-甲磺酰基、-O-甲苯磺酰基、、-NH-C(＝O)-CH2-O-甲磺酰基、-NH-C(＝O)-CH2-O-甲苯磺酰基、-SH、-S-S-叔丁基、-SR7、-SR5、-S-S-R8、-NH-C(＝O)-R9-S-S-R8、-NH-C(＝O)-CH2-SH、-S(＝O)2-J、-NH-C(＝O)-R9-S-C(＝O)-R5、-NH2、-NHR5、-N(R5)R5、-NHR7、-NH-Fmoc、-NH-Boc、N-(邻苯二甲酰亚胺基)、-C(＝O)H、-C(＝O)-R5、NH-C(＝O)-R9-C(＝O)-R5、-C(＝O)OH、NH-C(＝O)-R9-C(＝O)OH、-N＝C＝S、-N＝C＝O、-C≡C-R5、-N＝N+＝N-、-O-NH2、-O-NH-Fmoc、-O-NH-Boc、-O-N-(Boc)2、-O-N(-邻苯二甲酰亚胺基),-NH-C(＝O)-R9-O-NH-Boc、-NH-C(＝O)-R9-O-N-(Boc)2、NH-C(＝O)-R9-O-N(-邻苯二甲酰亚胺基)、-NH-NH2、-C(＝O)-NH-NH2、-NH-C(＝O)-NH-NH2、-NH-C(＝S)-NH-NH2、甲苯磺酰肼、-R5-NH-C(＝NH2 +)-NH2、-NH-C(＝NH2 +)-CH2CH2CH2-SH、
Figure BDA0002874186800001011
二苯甲酮、芳基重氮化物、重氮烷、重氮乙酰基、蒽醌、二氮丙啶、任选取代的三氟甲基苯基二氮丙啶、二烯烃、亲二烯体、1,3-偶极体、亲偶极体、烯烃、烯酮、烯、带烯丙基氢的烯烃、二羰基、环氧化物、环氧乙烷、有机硅烷、膦基、酯、酸酐、碳酸酯基、乙二醛、-C(＝NH2)-O-R5、羟甲基膦衍生物、乙基乙烯基、马来酰亚胺、乙烯基砜、烯丙基砜、硫酯、顺铂衍生物、氮丙啶、丙烯酰基；
每个R5各自独立地选自氢、C1-C8烃基、脂环基、杂脂环基、苄基或芳基，其中R5中的任意环均为任选取代；
每个R6各自独立地选自苯甲酰基、乙酰基、苄基、C1-C8烃基硅基、四氢吡喃基、四氢呋喃基、和四氢噻吩基；
每个R7各自独立地选自三苯甲基(trityl)、单甲氧基三苯甲基(MMT)和二甲氧基三苯甲基(DMT)；
每个R8各自独立地选自2-吡啶基、4-吡啶基、5-硝基-2-吡啶基、5-硝基-4-吡啶基、2-硝基苯基、4-硝基苯基、3-羧基-4-硝基苯基、和2,4-二硝基苯基；
每个R9各自独立地选自C1-C16烃基；
每个J各自独立地选自Cl、Br和I。
其中所述方法包括以下步骤：
(1)取甘油；
(2)使甘油与能够以R23选择性地保护两个末端伯羟基的试剂结合，以形成具有式(2)
Figure BDA0002874186800001021
所示化学结构的中间体
(3)取具有式3
Figure BDA0002874186800001022
或式4
Figure BDA0002874186800001023
所示化学结构和一个游离伯羟基的第一SA分子；
(4)以良好的离去基团取代式3或4的伯羟基；
(5)在允许两个单元缩合的条件下使第一SA分子和甘油结合以形成分支SA单体；
(6)除去分支SA单体的甘油的伯羟基的一个或两个保护基团(R23)；
(7)取具有式3
Figure BDA0002874186800001031
或式4
Figure BDA0002874186800001032
所示化学结构并带游离伯羟基的第二SA分子；
(8)以良好的离去基团取代第二SA分子的伯羟基；
(9)在允许两个单元缩合的条件下使分支SA单体和一个或两个第二SA分子结合以形成大型分支SA单体；
(10)使上述分支SA单体与能够选择性地对SA分子的R24或R25基团脱保护的试剂结合；
(11)使以上反应产物进一步与能够引入连接子L和不同功能基团X的试剂反应，以形成具有式(1)所示化学结构的分支SA单体。
任选地，每个R21、R23、R24和R25各自独立地选乙酰基、乙酸酯、苯甲酰基、苄基、β-甲氧基乙氧基甲醚、二甲氧基三苯甲基、甲氧基甲醚、甲氧基三苯甲基[(4-甲氧基苯基)二苯基甲基]、对甲氧基苄基醚、甲硫基甲醚、特戊酰基、四氢吡喃基、四氢呋喃基、四氢噻吩基、三苯甲基、硅基醚、C1-C8烃基硅基、甲基醚和乙氧基乙基醚；
在另一方面，本发明提供一种基于固相组装包含两个或更多分支SA单体单元B1的类树枝状SA分子的方法，其中通过Z1单元的X基团与Z2或Z3单元的X基团反应形成的连接基团W，每个B1单元结合一个或多个其它单体单元；
其中
每个B1具有式1所示的化学结构：
Figure BDA0002874186800001041
式中
每个Z1、Z2和Z3各自独立地选自R11和
Figure BDA0002874186800001042
Figure BDA0002874186800001043
Z1、Z2和Z3之中至少一个不是R11；
每个R11各自独立地选自氢、乙酰基、乙酸酯、苯甲酰基、苄基、β-甲氧基乙氧基甲醚、二甲氧基三苯甲基、甲氧基甲醚、甲氧基三苯甲基[(4-甲氧基苯基)二苯基甲基]、对甲氧基苄基醚、甲硫基甲醚、特戊酰基、四氢吡喃基、四氢呋喃基、四氢噻吩基、三苯甲基、硅基醚、C1-C8烃基硅基、甲基醚和乙氧基乙基醚；
R21各自独立地选自氢、乙酰基、苯甲酰基、苄基、β-甲氧基乙氧基甲醚、二甲氧基三苯甲基、甲氧基甲醚、甲氧基三苯甲基[(4-甲氧基苯基)二苯基甲基]、对甲氧基苄基醚、甲硫基甲醚、特戊酰基、四氢吡喃基、四氢呋喃基、四氢噻吩基、三苯甲基、硅基醚、C1-C8烃基硅基、甲基醚和乙氧基乙基醚、C1-C8烃基、环状原酸酯和邻位醇的丙酮化合物；
n为2至8左右的整数；
m为1至8左右的整数；
p为0至50左右的整数；
n1为1至4左右的整数；
m1为1至4左右的整数；
每个L和W各自独立地选自R2和–V1-R2-V2-结构，其中V1和V2各自独立地选自狄尔斯–阿尔德反应加合物、1,3-偶极加合物、-C(R4)(＝N)-O-、-O-C(R4)(＝N)-、-S-CH2-C(＝O)-NH-、-NH-C(＝O)-CH2-S-、-C(＝G2)-G1-、-G1-C(＝G2)-、-G3-、-G1-C(＝G2)-G1-、-S-S-、-S-(CH2)2-S(O)2-、-S(O)2-(CH2)2-S-、-S(O)2-N(R3)-、-N(R3)-S(O)2-、-C(O)-NH-NH-CH2-、-C(O)-NH-N＝CH-、-CH＝N-NH-C(O)-、-CH2-NH-NH-C(O)-、-N(R3)-S(O)2-N(R3)-、-C(O)-NH-CH(CH2SH)-、-N＝CH-、-NH-CH2-、-NH-C(O)-CH2-C(O)-NH-、-CH＝N-G4-、-CH2-NH-G4-、-G4-NH-CH2-、-G4-N＝CH-、-C(＝NH2 +)-NH-、-NH-C(＝NH2 +)-、-O-P(＝O)(O-)-NH-、-NH-P(＝O)(O-)-O-、-CH2-CH(NH2)-CH2-S-、-S-CH2-CH(NH2)-CH2-、-O-P(＝O)(O-)-O-、-O-P(＝O)(S-)-O-、-O-P(＝S)(S-)-O-、
Figure BDA0002874186800001051
Figure BDA0002874186800001052
其中
每个G1各自独立地选自NR3、O和S；
每个G2各自独立地选自O或S；
每个G3各自独立地选自S、O、NR3和SO2；
每个G4各自独立地选自O或NR3；
每个R2各自独立地选自键、C1-C12烃基、-(CH2CH2O)1-10-、-CH2-(CHOH)1-10-CH2-、-CH2-(CHOH)1-6-、-(CHOH)1-6-CH2-、-(CHOH)1-6-、任选取代的脂环基、杂脂环基、芳基、肽、对氨基苄基羰基间隔子、带对氨基苄基羰基间隔子的肽、带对氨基苄基羰基间隔子的二肽和拟肽寡聚体；
每个R3各自独立地选自氢、C1-C8烃基、-(OCH2CH2)1-3、任选取代的脂环基和任选取代的杂脂环基；
每个R4各自独立地选自C1-C16烃基；
每个X各自独立地选自-OH、-J、-R5J、-C(＝O)-J、-C(＝O)-CH2-J、-NH-C(＝O)-CH2-J、-OR5、-OR6,-OR7、-O-甲磺酰基、-O-甲苯磺酰基、、-NH-C(＝O)-CH2-O-甲磺酰基、-NH-C(＝O)-CH2-O-甲苯磺酰基、-SH、-S-S-叔丁基、-SR7、-SR5、-S-S-R8、-NH-C(＝O)-R9-S-S-R8、-NH-C(＝O)-CH2-SH、-S(＝O)2-J、-NH-C(＝O)-R9-S-C(＝O)-R5、-NH2、-NHR5、-N(R5)R5、-NHR7、-NH-Fmoc、-NH-Boc、N-(邻苯二甲酰亚胺基)、-C(＝O)H、-C(＝O)-R5、NH-C(＝O)-R9-C(＝O)-R5、-C(＝O)OH、NH-C(＝O)-R9-C(＝O)OH、-N＝C＝S、-N＝C＝O、-C≡C-R5、-N＝N+＝N-、-O-NH2、-O-NH-Fmoc、-O-NH-Boc、-O-N-(Boc)2、-O-N(-邻苯二甲酰亚胺基),-NH-C(＝O)-R9-O-NH-Boc、-NH-C(＝O)-R9-O-N-(Boc)2、NH-C(＝O)-R9-O-N(-邻苯二甲酰亚胺基)、-NH-NH2、-C(＝O)-NH-NH2、-NH-C(＝O)-NH-NH2、-NH-C(＝S)-NH-NH2、甲苯磺酰肼、-R5-NH-C(＝NH2 +)-NH2、-NH-C(＝NH2 +)-CH2CH2CH2-SH、
Figure BDA0002874186800001071
二苯甲酮、芳基重氮化物、重氮烷、重氮乙酰基、蒽醌、二氮丙啶、任选取代的三氟甲基苯基二氮丙啶、二烯烃、亲二烯体、1,3-偶极体、亲偶极体、烯烃、烯酮、烯、带烯丙基氢的烯烃、二羰基、环氧化物、环氧乙烷、有机硅烷、膦基、酯、酸酐、碳酸酯基、乙二醛、-C(＝NH2)-O-R5、羟甲基膦衍生物、乙基乙烯基、马来酰亚胺、乙烯基砜、烯丙基砜、硫酯、顺铂衍生物、氮丙啶、丙烯酰基；
每个R5各自独立地选自氢、C1-C8烃基、脂环基、杂脂环基、苄基或芳基，其中R5中的任意环均为任选取代；
每个R6各自独立地选自苯甲酰基、乙酰基、苄基、C1-C8烃基硅基、四氢吡喃基、四氢呋喃基、和四氢噻吩基；
每个R7各自独立地选自三苯甲基(trityl)、单甲氧基三苯甲基(MMT)和二甲氧基三苯甲基(DMT)；
每个R8各自独立地选自2-吡啶基、4-吡啶基、5-硝基-2-吡啶基、5-硝基-4-吡啶基、2-硝基苯基、4-硝基苯基、3-羧基-4-硝基苯基、和2,4-二硝基苯基；
每个R9各自独立地选自C1-C16烃基；
每个J各自独立地选自Cl、Br和I。
其中所述方法包括以下步骤：
(1)取一种固相载体，其中所述固相载体是具有以下任意一种功能基团的商品化聚苯乙烯树脂：4-苄氧基苄醇、三苯甲基醇、2-氯三苯甲基醇、三苯甲基氯、4-甲基三苯甲基氯、4-甲氧基三苯甲基氯、4-(4-羟基甲基-3-甲氧基苯氧基)丁酰MBHA、4-(2’4’-二甲氧基苯基羟甲基)苯氧基、4-(4-羟甲基-3-甲氧基苯氧基)丁基]BHA、4-羟甲基苯甲酰基MBHA、4-(4-羟甲基-3-甲氧基苯氧基)丁基MBHA、HMBA AM、TentaGel S PHB、Tentagel S HMBA、4-羟甲基苯氧基乙酰基AM、醇、酮、胺、氨甲基、碳酸酯、羧酸、硫醇、可光裂解化合物；
(2)取具有式(1)
Figure BDA0002874186800001081
所示化学结构的第一分支SA单体，其中Z1的X基团选自-OH、-NH2、-ONH2、-COOH；
(3)在允许第一分支SA单体单元连接树脂的条件下使固相载体与第一分支SA单体单元结合；
(4)在固相载体上进行反应，以活化Z2或Z3的X基团或引入额外的连接子或连接基团；
(5)取具有式(1)
Figure BDA0002874186800001082
所示化学结构的第二分支SA单体单元；
(6)在允许一个或两个第二分支单体单元与第一分支SA单体单元缩合的条件下，使所述固相载体结合第二分支SA单体单元；
(7)重复步骤4至6以生成高度有序的树枝状分子；
(8)获得目标树枝状分子后，使所述树枝状分子从所述固相载体上裂解，以释放类树枝状SA分子。
在一个优选实施例中，第一分支SA单体通过胺基团连接树脂。
在另一个优选实施例中，第一分支SA单体通过氨氧基团连接树脂。
在另一个优选实施例中，第一分支SA单体通过羟基连接树脂。
在一些优选实施例中，固相选自2-氯三苯甲基氯树脂、三苯甲基氯树脂、4-甲基三苯甲基氯树脂和4-甲氧基三苯甲基氯树脂。
实施例
以下实施例包含重要的额外信息、实例和指南，在实施本发明的各种实施方案及其等同物时可进行调整。以下实施例有助于更全面地了解本发明的实施，列于此处仅为说明目的，不应视为有任何限定性。
仪器：1H-NMR谱为500MHz(Brukar)下记录，并以百万份之一(ppm)表示的相对于残留CHCl3(7.25)和DMSO-d6(2.49)的值报告。除非另有说明，否则所有NMR实验均在室温下(RT)完成。HPLC测试采用带自动进样器和二极管阵列检测器的安捷伦1100HPLC系统完成。分析HPLC在XTerraTMC18柱(Waters,2.5μm,3.0x 30mm)上完成。采用的HPLC方法(方法A)为流速0.6ml/min下的AB溶剂线性梯度法(10分钟内5％B增加至95％B)。对于强疏水性化合物，在流速1.0mL/min下采用Nova-Pack C18柱(Waters,5μm,3.9x 150mm)和线性AB梯度(10分钟内10％B增加至95％B，然后继续保持为95％B 5分钟)(方法B)。溶剂A为0.1％TFA水溶液，溶剂B为0.1％TFA乙腈溶液。紫外检测器设定为210nm和254nm。质谱图谱大多采用Quadrupole MDS Sciex Q-TRAP系统收集。典型实验是将粗或纯化样品溶解或稀释在含0.1％甲酸的甲醇中，然后直接注入电喷雾入口。对于一些大分子量化合物，质谱图谱是在带TOF/TOF光学器件的4700蛋白组分析仪(AB Sciex,Framingham)上收集。典型实验是将5μL样品溶液与5μL 1mg/mL二羟基苯甲酸水溶液混合，然后将1μL混合物点样于MALDI板上并风干。样品与底板共结晶或形成干燥的样点。在激光激发下，底板吸收激光能并将能量转移给样品，促使其电离和汽化。
溶剂和试剂：所有对湿度敏感的反应均在干燥惰性氮气氛下完成。色谱和萃取采用试剂级溶剂。N-羟基邻苯二甲酰亚胺购自TCI America。5％钯碳催化剂、乙酸酐、甲酸、无水二氯甲烷、无水N’,N-二甲基甲酰胺(DMF)、二乙基叠氮二羧酸酯(DEAD)、叠氮磷酸二苯酯(DPPA)和三苯基膦购自Sigma-Aldrich。N-(9-芴甲氧羰基氧基)琥珀酰亚胺(Fmoc-OSu)购自Chem-Impex International。三乙胺购自Mallinckrodt；吡啶购自EMD；ACS级溶剂购自EMD、BDH、Macron或Mallinckrodt。所有其他化学品和试剂购自Alfa Aesar并直接使用。
色谱：薄层色谱(TLC)分析采用采用EMD TLC硅胶60F254(厚度0.25mm)。将色谱板在紫外灯下照射，然后以化学溶液炭化进行显色。采用的不同炭化试剂有：1)3％(w/v)磷钼酸(PMA)乙醇溶液)；2)钼酸铵铈(CAM；含有2.5％钼酸铵和1％硫酸铈的10％硫酸水溶液)；3)5％茚三酮乙醇溶液；4)2％KMnO4水溶液。采用预装柱在ISCO Companion系统上进行快速分离色谱。溶剂组成按体积比表示。
A.分支SA单体的实施例
实施例1:分支SA单体的合成1A1和1A2
以下所示为分支SA单体合成的实施例，其中Z1的X为-OBn，Z2和Z3为R11(TBDMS或氢)
方案1：
Figure BDA0002874186800001111
O1的合成：取一个烧瓶，加入NaH(60％悬浮液，1.78g，44.54mmol)并悬浮在20mL干THF中，在-10℃下加入甘油(2.0g，21.72mmol)。30分钟后，加入叔丁基二甲基氯硅烷(TBDMSCl)(6.7g，44.54mmol)。将反应物升温至室温过夜，然后浓缩。将油性残留物溶于二氯甲烷(DCM)，再用盐水洗涤三次。然后将有机相用无水硫酸钠干燥、过滤、浓缩，再用硅胶快速色谱纯化，得到4.43g目标产物(得率64％)。质谱确认产物的结构(ESI-MS测定值：M+Na＝343)。
O3的合成：取一个烧瓶，加入O2(按照US 9,907,079B2的操作方法合成)(1.9g，7.53mmol)，再加入DCM(20mL)和吡啶(0.85mL)。将反应物冷却至-80℃以下，加入9.4mL三氟甲磺酸酐。将反应混合物物搅拌45分钟，然后升温至-15℃，并直接用于下一个反应(假定产率为定量的)。
1A1的合成：取一个烧瓶，加入O1(2.4g，7.49mmol)和THF，再加入1M叔丁醇钾的THF溶液(7.485mL)。搅拌20分钟后加入O3。在室温下继续搅拌反应物过夜。将反应混合物浓缩，以DCM萃取，再用盐水洗涤。然后将有机相用无水硫酸钠干燥、过滤、浓缩，再用硅胶快速色谱纯化，得到3.95g目标产物(得率95％)。质谱确认产物的结构(ESI-MS测定值：M+Na＝577)。
1A2的合成：将A1(4.83g，8.7mmol)溶于THF，再缓慢加入四丁基氟化铵(TBAF)单水合物(5.59g，20mmol)。搅拌过夜后，将反应混合物浓缩，再用DCM稀释。将有机相用水洗涤，再用无水硫酸钠干燥、过滤、浓缩，然后用硅胶快速色谱纯化，得到1.95g目标产物(得率68.7％)。质谱确认产物的结构(ESI-MS测定值：M+Na＝349)。.
实施例2：苄基保护的分支SA单体(2A1-2A5)的合成
以下为苄基保护的分支SA单体合成的实施例，其中Z1的X为-OBn或羟基，Z2和Z3的X选自-OTBDMS、-OH、-N＝N+＝N-、-N(-邻苯二甲酰亚胺基)、NH-Fmoc和-NH2。
方案2：
Figure BDA0002874186800001131
O5的合成：以O4(按照US 9,907,079B2的操作方法制备)为原料、三氟甲磺酸酐为活化剂，按照与合成O3相同的操作步骤合成O5。将反应混合物直接用于下一个反应(假定得率是定量的)
2A1的合成：在叔丁醇钾存在的情况下，按照与合成1A1相同的操作步骤使O5和1A2进行缩合反应制备2A1。以47mg 1A2为原料，经过硅胶快速色谱纯化得到45mg产物(得率37％)。质谱确认产物的结构(MALDI-MS测定值：M+Na＝866.7)。
2A2的合成：按照与合成1A2相同的操作步骤采用TBAF除去2A2的保护基团。经过硅胶快速色谱纯化得到0.286g产物(得率61％)。质谱确认产物的结构(ESI-MS测定值：M+Na＝637)。
2A3的合成：取一个烧瓶，加入2A2(0.20g，0.325mmol)和三苯基膦(0.18g，0.781mmol)，再加入THF。将烧瓶冷却至0℃以下。加入134μL(0.781mmol)二乙基叠氮二羧酸酯(DEAD)，再加入叠氮磷酸二苯酯(DPPA)(0.147mL，0.781mmol)。将烧瓶升温至室温，然后搅拌过夜。将反应混合物浓缩，以DCM溶解，再用饱和碳酸氢钠洗涤。将有机相合并后以硫酸钠干燥，过滤、浓缩，再用硅胶快速色谱纯化，得到0.101mg产物(得率47％)。质谱确认产物的结构(ESI-MS测定值：M+Na＝687)。
2A4的合成：取一个烧瓶，加入2A3(101mg，0.152mmol)并溶于THF，再加入三苯基膦(0.319g，1.21mmol)和水(0.164mL，9.11mmol)。静置过夜后，将反应混合物浓缩，然后用DCM稀释。将有机相用水洗涤、分离，然后用无水硫酸钠干燥、过滤、浓缩，粗产物无需纯化直接用于下一步。质谱确认产物的结构(ESI-MS测定值：M+H＝613)。
2A5的合成：取一个烧瓶，加入2A2(0.5g，0.813mmol)和三苯基膦(0.96g，3.66mmol)，再加入THF。将烧瓶冷却至0℃以下。加入766μL(4.88mmol)二乙基叠氮二羧酸酯(DEAD)。将烧瓶升温至室温，然后搅拌过夜。将反应混合物浓缩，以DCM溶解，再用饱和碳酸氢钠洗涤。将有机相合并后以硫酸钠干燥，过滤、浓缩，再用硅胶快速色谱纯化，得到0.724g产物(得率100％)。质谱确认产物的结构(MALDI-MS测定值：M+Na＝896.22)。
以2A5合成2A4：将2A5(0.628g，0.72mmol)溶于甲醇(7mL左右)，然后加入单水合肼(351μL，7.2mmol)。将反应物搅拌15分钟。TLC显示反应已经完全。真空去除溶剂，获得的产物无需进一步纯化即可直接用于下一个反应(得率是定量的)。质谱确认产物的结构(MALDI-MS测定值：M+H＝614.2)。
2A6的合成：取一个烧瓶，加入2A4(0.441g，0.72mmol)并溶于18mL DMF/水(1:3)混合物，再加入Fmoc-OSu(0.534g，1.584mmol)和碳酸钾(0.219g，2.584mmol)。将反应混合物在室温下搅拌30分钟。加入过量的水以沉淀出产物。产物直接用于下一个反应。质谱确认产物的结构(MALDI-MS测定值：M+H＝1095.5)。
2A7的合成：取一个烧瓶，加入2A6(41mg，0.039mmol)，再加入乙酸乙酯(0.3mL)。将反应混合物充氮，然后加入钯碳催化剂(5％，8.1mg)。在室温和氢气气氛下搅拌混合物过夜。将反应混合物过滤，然后真空干燥滤液，得到41mg产物(得率89％)。
实施例3：胺分支SA单体(3A1-3A3)的合成
以下所示为分支SA单体的实施例，其中Z1的X选自-OH、-N＝N+＝N-、-NH2、N(-邻苯二甲酰亚胺基)，Z2和Z3的X为-OTBDMS。
方案3：
Figure BDA0002874186800001151
3A1的合成：取一个烧瓶，加入2A1(0.5g，0.539mmol)，再加入乙酸乙酯(4mL左右)。将反应混合物充氮，然后加入钯碳催化剂(5％，37mg)。在室温和氢气气氛下搅拌混合物过夜。将反应混合物过滤，然后真空干燥滤液，得到0.383g产物(得率82％)。质谱确认产物的结构(ESI-MS测定值：M+H＝1095.5)。
3A2的合成：按照与合成2A3相同的操作步骤采用DPPA和DEAD将羟基直接转化为叠氮基团。
3A3的合成：按照与合成2A4相同的操作步骤采用三苯基膦将3A2的叠氮基团还原为氨基。
3A4的合成：按照与合成2A5相同的操作步骤制备3A4。以116mg 3A1为原料，经过硅胶快速色谱得到131.9mg产物(得率97％)。质谱确认产物的结构(ESI-MS测定值：M+H＝883.04)。
以3A4合成3A3：以单水合肼为去保护试剂，按照与制备2A5相同的去保护方法制备3A3。以105mg 3A4为原料，真空去除溶剂后得到58mg产物(得率74％)。质谱确认产物的结构。
实施例4：氨氧基分支SA单体(4A1，4A2)的合成
以下所示为分支SA单体的实施例，其中Z1的X为ONH2或-O-N(-苯二甲酰亚胺基)，Z2和Z3的X为-OTBDMS。
方案4：
Figure BDA0002874186800001171
4A1的合成：按照与合成2A5相同的操作步骤，以N-羟基邻苯二甲酰亚胺代替邻苯二甲酰亚胺制备4A1。以0.125g 3A1为原料，经过硅胶快速色谱得到0.14g产物(得率94％)。质谱确认产物的结构(ESI-MS测定值：M+H＝899.06)。
4A2的合成：按照与合成2A5相同的操作步骤采用肼去除4A1的苯二甲酰亚胺基。真空去除溶剂后得到82.8mg产物(得率84％)。
实施例5：乙酰基保护的分支SA单体(5A1-5A4)的合成
以下所示为分支SA单体的实施例，其中Z1的X选自-OBn、-OH和-OTBDMS，Z2和Z3为R11(乙酰基或氢)。
方案5：
Figure BDA0002874186800001172
5A1的合成：将DIPEA(3.2mL)和DMAP(22mg，11.03mmol)加入20mL DCM配制的1A2(1.20g，3.68mmol)溶液。室温下搅拌数分钟，加入1.04mL乙酸酐。搅拌过夜后，将反应混合物浓缩，再用硅胶快速色谱纯化，得到1.31g产物(得率86.7％)。
5A2的合成：将5A1(1.32g，3.22mmol)溶于20mL乙酸乙酯。将反应烧瓶充氮，然后加入70mg 5％钯氮催化剂。在氢气气氛和室温下搅拌48小时后，将反应混合物过滤，真空浓缩滤液，得到1.074g产物(得率104％)。
5A3的合成：将咪唑(32mg，0.468mmol)和TBDMSCl(61mg，0.406mmol)加入1.0mLDMF配制的5A2(0.1g，0.312mmol)溶液。在室温下将反应混合物搅拌过夜，然后用乙酸乙酯稀释，再用水洗涤。将有机相用无水硫酸钠干燥、过滤、浓缩，然后用硅胶快速色谱纯化，得到0.135g目标产物(得率为定量的)。
5A4的合成：将碳酸钾(172mg)加入5mL甲醇/水(1:1)混合物配制的5A3(0.135g，0.312mmol)溶液中。在室温下搅拌反应混合物过夜，然后用乙酸乙酯稀释，再用水洗涤。将有机相用无水硫酸钠干燥、过滤、浓缩，然后用硅胶快速色谱纯化，得到52mg目标产物(得率48％)。质谱确认产物的结构(MALDI-MS测定值：M+Na＝373)。
实施例6：其它氨基分支SA单体(6A1-6A5)的合成
以下所示为分支SA单体的实施例，其中Z1的X为OH、OTBDMS或N-(邻苯二甲酰亚胺基)，Z2和Z3为R11(TBDMS或H)或SA单体，其中Z2和Z3的X为N3或NH2。
方案6：
Figure BDA0002874186800001191
O11的合成：按照与合成2A3相同的操作步骤采用DPPA和DEAD将O4的羟基直接转化为叠氮基团。以3g O4为原料，经过硅胶快速色谱纯化后得到4.63g目标产物(得率是定量的)。
O2的合成：按照与合成1A2相同的操作步骤采用TBAF去除O11的TBDMS保护基团。以4.63g O11为原料，经过硅胶快速色谱纯化后得到1.7g目标产物(得率59.2％)。质谱确认产物的结构(ESI-MS测定值：M+Na＝210)。
O13的合成：O13是以O12为原料、三氟甲磺酸酐为活化剂，按照与合成O3相同的操作步骤合成的。反应混合物直接用于下一个反应(假定得率是定量的)。
6A1的合成：按照与合成3A1相同的操作步骤通过氢化反应去除1A1(2.7g)的苄基保护基团。将反应混合物过滤。真空浓缩滤液，得到2.36g目标产物(定量的)。
6A2的合成：按照与合成2A5相同的操作步骤制备6A2。以0.1g 6A1为原料，经过硅胶快速色谱纯化得到0.06g目标产物(得率47％)。质谱确认产物的结构(ESI-MS测定值：M+H＝616.2)。
6A3的合成：按照与合成1A2相同的操作步骤采用TBAF去除6A2的TBDMS保护基团。以60mg 6A2为原料，经过硅胶快速色谱纯化后得到37mg产物(得率51％)。质谱确认产物的结构(ESI-MS测定值：M+Na＝388.07)。
6A4的合成：按照与合成1A1相同的操作步骤通过O13(64mg)和6A3(37mg)的缩合反应制备6A4。经过硅胶快速色谱纯化得到4mg最终产物(得率6％)。
6A5的合成：取一个烧瓶，加入6A4(4mg，0.006mmol)，再加入乙酸乙酯(2mL左右)。将反应混合物充氮，然后加入5mg钯碳催化剂(5％)。在室温和氢气气氛下搅拌混合物过夜。将反应混合物过滤，然后真空干燥滤液，得到产物(产率为定量的)。
实施例7：具有4个或更多糖醇单元的分支SA单体(7A1-7A5)的合成
以下所示为分支SA单体的实施例，其中Z1、Z2和Z3的p不为1。
方案7：
Figure BDA0002874186800001211
O6的合成：按照与合成1A1相同的操作步骤制备O6。以13.15g O4和12.76g O3为原料，经过硅胶快速色谱纯化后得到5.3g目标产物(得率22％)。质谱确认产物的结构。
O7的合成：按照与合成1A2相同的操作步骤制备O7。以0.8g O6为原料，经过硅胶快速色谱纯化后得到0.468g目标产物(得率75.5％)。质谱确认产物的结构。
O8的合成：按照与合成O3相同的操作步骤以三氟甲磺酸酐为活化剂制备O8。产物无需进一步纯化即可直接用于下一个反应(假定得率是定量的)。
O9的合成：按照与合成3A1相同的操作步骤制备O9。反应后过滤反应混合物。将滤液浓缩，得到定量得率的产物。
O10的合成：按照与合成O3相同的操作步骤以三氟甲磺酸酐为活化剂制备O10。产物无需进一步纯化即可直接用于下一个反应(假定得率是定量的)。
7A1的合成：按照与合成1A1相同的操作步骤通过O1和O8的缩合反应制备7A1。
7A2的合成：按照与合成1A2相同的操作步骤以TBAF为脱保护试剂制备7A2。
7A3的合成：按照与合成1A1相同的操作步骤通过7A2和两个O10分子的缩合反应制备7A3。
7A4的合成：按照与与合成1A2相同的操作步骤采用TBAF去除7A3的TBDMS保护基团。
7A5的合成：按照与与合成3A1相同的操作步骤通过氢化反应去除7A3的苄基保护基团。
实施例8：以甘露醇合成分支SA单体(8A1-8A5)
以下所示为分支SA单体的实施例，其中每个Z1、Z2和Z3分别为R11或
Figure BDA0002874186800001221
方案8：
Figure BDA0002874186800001231
M1的合成：M1为以前合成过的化合物(本专利申请人以前的专利US 9,907,079B2的化合物I2-b)。
M2的合成：按照与合成本专利申请人以前的专利(US 9,907,079B2)的化合物I3-b相同的操作步骤合成M2。将M1(4.9g，8.7mmol)超声处理5分钟，使其悬浮在甲醇(18mL)中。加入甲醇(17mL)配制的5％(v/v)碘溶液，室温下搅拌反应物过夜。多次加入少量3％硫代硫酸钠水溶液终止反应，直至溶液保持棕色(总共15mL左右)。真空浓缩悬浮液以去除大部分甲醇，加入15mL水稀释，然后以30mL二氯甲烷萃取三次。将有机相合并，用20mL盐水洗涤，再用硫酸钠干燥，硅胶柱色谱纯化，得到目标产物(预期得率：30-60％)。采用质谱确认产物结构。
M3的合成：按照与与合成O2相似的操作步骤(US 9,907,079B2)合成M3。取一个烧瓶，加入NaH(60％油悬浮液，2.72g，68.0mmol)和250mL DMF，在-80℃下加入M2(2.161g，61.69mmol)。然后逐滴加入7.70mL(64.77mmol)苄基溴。将烧瓶升温至室温并搅拌过夜。将反应混合物用DCM稀释，冷却至0℃，然后逐滴加入水终止反应。分离水相，并用DCM萃取。合并有机相，再用盐水洗涤3次。然后将有机相用无水硫酸钠干燥、过滤、浓缩，再用硅胶快速色谱纯化，得到目标产物(预期得率：60-80％)。采用质谱确认产物结构。
M4的合成：按照与合成O4相似的操作步骤(US 9,907,079B2)合成M4。取一个烧瓶，加入NaH(60％油悬浮液，2.72g，67.98mmol)并悬浮在102.76mL TMF中，在-10℃以下的温度下加入M2(2.17g，61.8mmol)。30分钟后，加入TBDMSCl(9.76g，64.73mmol)。将反应物升温至室温并搅拌过夜。将反应混合物浓缩，再用DCM稀释。有机相用盐水洗涤三次后，再用无水硫酸钠干燥、过滤、浓缩，然后用硅胶快速色谱纯化，得到目标产物(预期得率：60-80％)。质谱确认产物的结构。
M5的合成：按照与合成O3相同的操作步骤以三氟甲磺酸酐为活化剂制备M5。产物无需进一步纯化即可直接用于下一个反应(假定得率是定量的)。
M6的合成：按照与合成O3相同的操作步骤以三氟甲磺酸酐为活化剂制备M6。产物无需进一步纯化即可直接用于下一个反应(假定得率是定量的)。
8A1的合成：按照与合成1A1相同的操作步骤通过O1和M5的缩合作用制备8A1。
8A2的合成：按照与合成1A2相同的操作步骤以TBAF为脱保护试剂制备8A2。
8A3的合成：按照与合成1A1相同的操作步骤通过8A2和两个M6分子的缩合反应制备8A3。
8A4的合成：按照与与合成1A2相同的操作步骤采用TBAF去除8A3的TBDMS保护基团。
8A5的合成：按照与与合成3A1相同的操作步骤通过氢化作用去除8A3的苄基保护基团。
B.固相连接分支SA单体和完全脱保护分支SA单体的实施例
实施例9：将胺分支SA单体连接固相
以下所示为固相连接分支SA单体的实施例，其中W为-NH-，Z2和Z3的X选自-OTBDMS、-OH、-N-(邻苯二甲酰亚胺基)或-NH2。以下部分还显示了从固相上裂解的分支SA单体的实施例。
方案9：
Figure BDA0002874186800001261
9B1的合成：取一个15mL离心管，加入3A3(0.1043g，,0.133mmol)，再加入DCM(5mL)和DIPEA(74μL)。混合数分钟后，将溶液加入含有0.689g 2-氯三苯甲基氯树脂的烧瓶中。室温下搅拌反应混合物2小时，然后过滤去除溶剂。树脂用10mL DCM/MeOH/DIPEA混合物(17:2:1)洗涤3次，10mL DCM洗涤3次，再用10mL DCM洗涤2次，得到目标产物。产物直接用于下一个反应(假定得率是定量的)。
9B2的合成：取一个带玻璃熔块的固相肽合成烧瓶，加入9B1(0.7g，0.133mmol)，再加入1M TBAF的THF溶液(2.66mL)。用氮气鼓泡2小时使溶液和树脂混合。将溶剂去除，用10mL DCM洗涤树脂6次，得到目标产物。产物直接用于下一个反应(假定得率是定量的)。
9B3的合成：取一个烧瓶，加入9B2(含有0.133mmol SA分子)，再加入三苯基膦(1.047g，3.99mmol)和邻苯二甲酰亚胺(0.587g，3.99mmol)。将烧瓶充氮气，加入17.5mLTHF，然后将溶液冷却至4℃以下。加入DEAD(0.96g，5.32mmol)。将反应物升温至室温，然后放置在振荡器上过夜。将树脂用10mL DCM洗涤6次，然后真空干燥，得到目标产物(0.8438g，得率106％)
(部分脱保护)9BB1的合成：以1％TFA的DCM溶液裂解少量树脂，然后立即以1％TEA的DCM溶液中和。LC-MS分析确认裂解产物的结构(ESI-MS测定值：M+H＝783.2)。
(完全脱保护)9BB3的合成：以1％TFA的DCM溶液裂解少量树脂。LC-MS分析确认裂解产物的结构(ESI-MS测定值：M+H＝662.35)。
9B4的合成：取一个溶于带玻璃熔块的固相肽合成烧瓶，加入9B3(0.41g，含0.065mmol SA单体)，再加入10mL 1M肼的DMF/THF(3:1)溶液。用氮气鼓泡过夜使溶液和树脂混合。将树脂用10mL DCM洗涤6次，再真空干燥得到目标产物(0.4147g)。
(完全脱保护)9BB2的合成：以1％TFA的DCM溶液裂解少量树脂。LC-MS分析确认裂解产物的结构(ESI-MS：M+H＝402.5)。
9BB4的合成：取一个离心管，加入0.2mL DMF配制的9BB1(15.7mg，0.02mmol)溶液，再加入5-乙酰基戊酸NHS酯(7.23mg，0.03mmol)和15.6μL DIPEA。混合2小时后，加入水使产物沉淀。将产物用水洗涤3次以去除水解的5-乙酰基戊酸。
实施例10.将氨氧基分支单体连接固相
以下所示为固相连接分支SA单体的实施例，其中W为-ONH-，Z2和Z3的X选自-OTBDMS、-OH、-N-(邻苯二甲酰亚胺基)或-NH2。以下部分还显示了从固相上裂解的分支SA单体的实施例。
方案10：
Figure BDA0002874186800001281
10B1的合成：按照与合成9B1相同的操作步骤采用0.539g 2-氯三苯甲基氯树脂和83mg 4A2合成10B1。产物可以直接用于下一个反应(假定得率是定量的)。
10B2的合成：按照与合成9B2相同的操作步骤去除10B2的TBDMS保护基团。产物直接用于下一个反应(假定得率是定量的)。
10B3的合成：按照与合成9B3相同的操作步骤采用三苯基膦、邻苯二甲酰亚胺和DEAD合成10B3。真空干燥树脂，得到0.69g目标产物(得率110％)。
(部分脱保护)10BB2的合成：以1％TFA(20μL/mg树脂)裂解少量树脂，然后立即以相同体积的1％TEA的DCM溶液(20μL/mg树脂)中和。LC-MS分析确认裂解产物的结构(ESI-MS：M-18(H2O)＝780.95)。.
(部分脱保护)10BB3的合成：按照与合成10BB2相同的操作步骤合成10BB3。真空去除溶剂后得到产物。
10B4的合成：按照与与合成10B3相同的操作步骤采用肼去除10B3的邻苯二甲酰亚胺基保护基团。
10BB1的合成：以1％TFA的DCM溶液裂解少量树脂，得到目标产物。
实施例11.将羟基分支单体连接固相
以下所示为固相连接分支SA单体的实施例，其中W为-O-。
方案11：
Figure BDA0002874186800001291
11B1的合成：按照与合成9B1相同的操作步骤采用0.54g 2-氯三苯甲基氯树脂和90mg 3A1合成11B1。将产物直接用于下一个反应(假定得率是定量的)。
实施例12：带酮基异型双功能分支SA单体的合成
以下所示为SA分支单体的实施例，其中Z1的X选自-NH-C(＝O)-CH2-J、马来酰亚胺(N-马来酰亚胺丙基)、-NH-C(＝O)-CH2-S--C(＝O)-CH3、-NH-C(＝O)-(CH2)2-S-S-吡啶基和-NH-C(＝NH2 +)-CH2CH2CH2-SH；Z2 and Z3的X为-NH-C(＝O)-R9-C(＝O)-CH3，其中R9为(CH2)4-或–(CH2)2-。
方案12：
Figure BDA0002874186800001301
12B1的合成：取一个离心管，加入1.12mL 0.4M DIPEA的DMF溶液，再加入5-乙酰基戊酸NHS酯(54mg，0.22mmol)。混合数分钟后，将混合物加入含101.1mg 9B4的离心管中。在室温下混合溶液和树脂过夜。将树脂用DMF和DCM洗涤以获得目标产物。取少量树脂进行茚三酮试验，试验结果呈阴性。以1％TFA的DCM溶液裂解少量树脂。质谱确认产物的结构。ESI-MS：M+H＝655.1(完全脱保护)；M+H＝775.7(缩丙酮基保护)。
12B2的合成：取一个离心管，加入1.625mL 0.4M DIPEA的DMF溶液，再加入乙酰丙酸NHS酯(69.5mg，0.33mmol)。混合数分钟后，将混合物加入含98.7mg 9B4的离心管中。在室温下混合溶液和树脂过夜。将树脂用DMF和DCM洗涤以获得目标产物。取少量树脂进行茚三酮试验，试验结果呈阴性。以1％TFA的DCM溶液裂解少量树脂。质谱确认产物的结构。ESI-MS：M+H＝598.9(完全脱保护)；M+H＝719.5(缩丙酮基保护)。
12BB2、12BB3、12BB4、12BB5、12BB6和12BB7的合成：按照标准溶液相NHS酯偶联方法合成12BB2至12BB7。简而言之，将胺原料12BB1(1当量)、NHS酯(1.5当量)和DIPEA(3当量)溶于DMF。DMF中胺的最终浓度(12BB1)为0.2M。室温下搅拌反应混合物数小时至过夜。采用HPLC监控反应的完全程度。最终产物用HPLC纯化，产物的结构用MS确认。NHS酯的原料如下：溴乙酸NHS酯(用于12BB2)、氯乙酸NHS酯(用于12BB3)、碘乙酸NHS酯(用于12BB4)、N-马来酰亚胺丙基氧基琥珀酰亚胺酯(BMPS)(用于12BB5)、N-琥珀酰亚胺基-S-乙酰硫代乙酸酯(SATA)(用于12BB6)、琥珀酰亚胺基-3-(2-吡啶基硫基)丙酸酯(SPDP)(用于12BB7)和2-亚氨基硫杂环戊烷(用于12BB8)。
12BB8的合成：按照与合成12BB2至12BB7相同的标准溶液相NHS酯偶联方法合成12BB8。以2-亚氨基硫杂环戊烷代替标准NHS酯作为原料。
实施例13：带胺功能基团的异型双功能分支SA单体
以下所示为分支SA单体的实施例，其中Z1的X为-NH2，Z2和Z3的X选自-NH-C(＝O)-R9-C(＝O)OH(其中R9为–(CH2)2-)、NH-C(＝O)-CH2-J和(N-马来酰亚胺丙基)马来酰亚胺。
方案13：
Figure BDA0002874186800001321
13B1的合成：按照与合成线型SA分子相同的操作步骤在固相上合成13B1。取一个离心管，加入108.3mg 9B4，再加入1mL 0.4M琥珀酸酐的NMP溶液、1mL 0.6M三乙基胺的NMP溶液和1mL 0.2M DMAP的NMP溶液。将溶液和树脂在45℃下混合3小时，然后在室温下静置过夜。用DMF和DCM洗涤树脂，以得到目标产物。可以取少量树脂进行茚三酮试验。
13BB1的合成：以1％TFA(50μL/mg树脂)的DCM溶液裂解树脂数小时或过夜，得到13BB1。采用HPLC和质谱监控脱保护反应的完成程度。反应完成后，真空去除溶剂以获得目标产物。
13B2、13B3、13B4和13B5的合成：按照合成12B1的标准固相载体NHS酯偶联方法合成13B2至13B5。简而言之，取一个离心管，加入1.12mL 0.4M DIPEA的DMF溶液，再加入0.22mmol NHS酯(溴乙酰基NHS酯)。混合数分钟后，将混合物加入含有0.1g 9B4的离心管中。将溶液和树脂在室温下混合过夜。用DMF和DCM洗涤树脂以得到目标产物。可以取少量树脂进行茚三酮试验。
13BB2、13BB3、13BB4和13BB5的合成：按照与制备13BB1相同的操作步骤将13BB2至13B5从树脂上释放出来。真空去除溶剂以得到目标产物。
实施例14：具有巯基和胺功能基团的异型双功能分支SA单体的合成
以下所示为分支SA单体的实施例，其中Z1的X为-NH2，Z2和Z3的X选自-NH-C(＝NH2 +)-(CH2)3-SH、-NH-C(＝O)-CH2-S-C(＝O)-CH3、-NH-C(＝O)-R9-SH、-NH-C(＝O)-(CH2)2-S-S-吡啶基,-NH-C(＝O)-CH2CH2-SH。
方案14：
Figure BDA0002874186800001341
14B1的合成：按照合成12B1的标准固体载体NHS酯偶联方法合成14B1。以2-亚氨基硫杂环戊烷代替标准NHS酯作为原料。用DMF和DCM洗涤树脂以得到目标产物。可以取少量树脂进行茚三酮试验。
14B2和14B4的合成：按照合成12B1的标准固体载体NHS偶联方法合成14B2和14B5。用DMF和DCM洗涤树脂以得到目标产物。可以取少量树脂进行茚三酮试验。
14B3的合成：取一个离心管，加入0.1g 12B2(0.016mmol左右)，再加入1mL 0.5M羟胺的DMF溶液。将溶液和树脂在室温下混合15分钟。用DMF和DCM洗涤树脂以得到目标产物。巯基含量可以用Ellman试剂(5,5'-二硫双(2-硝基苯甲酸)，DTNB)测定。
14B5的合成：取一个离心管，加入0.1g 12B4(0.016mmol左右)，再加入1mL 0.5MDTT的DMF溶液。将溶液和树脂在室温下混合15分钟。用DMF和DCM洗涤树脂以得到目标产物。巯基含量可以用Ellman试剂(5,5'-二硫双(4-硝基苯甲酸)，DTNB)测定。
14BB1、14BB2、14BB3、14BB4和14BB5的合成：按照与制备13BB1相同的操作步骤将14BB1至14BB5从树脂上释放出来。真空去除溶剂以得到目标产物。
实施例15：具有一个侧链酸和另一个侧链酮基的异型双功能分支SA单体的合成
以下所示为分支SA单体的实施例，其中Z1的X为-NH-C(＝O)-R9-C(＝O)OH(其中R9为–(CH2)2-)，Z2和Z3的X选自NH-C(＝O)-CH2-J和(N-马来酰亚胺丙基)马来酰亚胺。
方案15：
Figure BDA0002874186800001351
15BB1的合成：按照与制备10BB2相同的操作步骤将15BB1从树脂上释放出来。简而言之，将2mL 1％TFA的DCM溶液加入100mg树脂中。10分钟后，将树脂过滤，然后立即用2mL1％TFA的DCM溶液中和滤液。真空去除溶剂以得到目标产物。
15BB2的合成：按照与合成13B1相似的操作步骤合成15BB2。简而言之，取一个离心管，加入10mg 15BB1的DMF溶液，再加入琥珀酰酐(4当量)和DMAP(0.5当量)。将反应混合物在45℃下搅拌3小时，然后在室温下搅拌过夜。采用HPLC监控反应。反应完成后，用HPLC纯化反应混合物。
15BB3的合成：将5mg 15BB2溶于1-5mL 0.1％TFA的DCM溶液，然后在室温下静置，直至HPLC分析中检出所有缩丙酮基团。真空去除溶剂以得到目标产物。
实施例16：带氨氧基团异型双功能分支SA单体的合成
以下所示为分支SA单体的实施例，其中Z1的X为-ONH2，Z2和Z3的X选自-NH-C(＝O)-(CH2)2C(＝O)OH、-NH-C(＝O)-(CH2)4-C(＝O)-CH3、-NH-C(＝O)-CH2-J和(N-马来酰亚胺丙基)马来酰亚胺。
方案16：
Figure BDA0002874186800001371
16B1的合成：按照与合成13B1相同的操作步骤合成16B1。用DMF和DCM洗涤树脂以得到目标产物。可以取少量树脂进行茚三酮试验。
16B2、16B3、16B4、16B5、16B6和16B7的合成：按照合成12B1的标准固体载体NHS酯偶联方法合成16B2至16B7。用DMF和DCM洗涤树脂以得到目标产物。可以取少量树脂进行茚三酮试验。
16BB1、16BB1、16BB3和16BB4的合成：按照与制备13BB1相同的操作步骤将16BB1至16BB4从树脂上释放出来。真空去除溶剂以得到目标产物。
实施例17：具有巯基和氨氧基功能基团的分支SA单体的合成
以下所示为分支SA单体的实施例，其中Z1的X为-ONH2，Z2和Z3的X选自-NH-C(＝O)-CH2-S-C(＝O)-CH3、-NH-C(＝O)-R9-SH、-NH-C(＝O)-(CH2)2-S-S-吡啶基,-NH-C(＝O)-CH2CH2-SH。
Figure BDA0002874186800001381
17B1和17B3的合成：按照合成12B1的标准固体载体NHS偶联方法合成17B1和17B3。用DMF和DCM洗涤树脂以得到目标产物。可以取少量树脂进行茚三酮试验。
17B2的合成：按照与合成14B5相同的操作步骤合成17B2。用DMF和DCM洗涤树脂以得到目标产物。巯基含量可以用Ellman试剂(DTNB)测定。
17B4的合成：按照与合成14B3相同的操作步骤合成17B4。用DMF和DCM洗涤树脂以得到目标产物。巯基含量可以用Ellman试剂(DTNB)测定。
17BB1、17BB2、17BB3和17BB4的合成：按照与制备13BB1相同的操作步骤将17BB1至17BB4从树脂上释放出来。真空去除溶剂以得到目标产物。
实施例18：具有巯基和氨氧基功能基团的异型双功能分支SA单体的合成
以下所示为分支SA单体的实施例，其中Z1的X为-ONH2，Z2和Z3的X为-S-S-吡啶基或-SH。
方案18：
Figure BDA0002874186800001391
18B1的合成：按照与合成线型SA分子相似的操作步骤合成18B1。取一个烧瓶，加入10B2(0.1g树脂含有0.016mmol SA分子)，再加入三苯基膦(0.126g，0.48mmol)。将烧瓶充氮气，加入2mL THF，然后将溶液冷却至4℃以下。加入DEAD(0.11g，0.64mmol)，然后逐滴加入34μL硫代乙酸(0.48mmol)。将反应物升温至室温，然后放置在振荡器上过夜。将树脂用10mLDCM洗涤6次，然后真空干燥以得到目标产物。
18B2的合成：按照与合成线型SA分子相似的操作步骤合成18B2。取一个烧瓶，加入10B1(0.1g树脂含有0.016mmol SA分子)和2mL DMF，再加入2,2'-二吡啶基二硫醚(0.106g，0.48mmol)和24μL单水合肼(0.48mmol)。将反应物混合2小时。用10mL DCM洗涤树脂6次，然后真空干燥以得到目标产物。
3A3的合成：按照与合成14B3相同的操作步骤合成18B3。用DMF和DCM洗涤树脂以得到目标产物。
18BB1和18BB2的合成：按照与制备13BB1相同的操作步骤将18BB1和18BB2从树脂上释放出来。真空去除溶剂以得到目标产物。
实施例19：具有支链氨氧基的分支SA单体的合成
以下所示为分支SA单体的实施例，其中Z1的X为-ONH2，Z2和Z3的X为-O-N(-邻苯二甲酰亚胺基)或-ONH2。
方案19：
Figure BDA0002874186800001401
19B1的合成：按照与合成9B3相同的操作步骤合成19B1，不同之处在于采用N-羟基邻苯二甲酰亚胺作为原料。用DMF和DCM洗涤树脂以得到目标产物。
19B2的合成：按照与合成9B4相同的操作步骤采用肼去除19B1的邻苯二甲酰亚胺基。用DMF和DCM洗涤树脂以得到目标产物。
19BB1的合成：按照与制备13BB1相同的操作步骤将19BB1从树脂上释放出来。真空去除溶剂以得到目标产物。
实施例20：具有支链氨氧基的异型双功能分支SA单体的合成
以下所示为分支SA单体的实施例，其中Z1的X为-NH2、NH-C(＝O)-CH2-J或-NH-C(＝O)-(CH2)2-C(＝O)OH，Z2和Z3的X为-O-N-(Boc)2或-ONH2。
方案20：
Figure BDA0002874186800001411
20B1的合成：按照合成12B1的标准固体载体NHS偶联方法合成20B1。用DMF和DCM洗涤树脂以得到目标产物。可以取少量树脂进行茚三酮试验。
20BB1的合成：按照与制备10BB2相同的操作步骤将20BB1从树脂上释放出来。真空去除溶剂以得到目标产物。
20BB2和20BB6的合成：按照合成12BB2的标准溶液NHS偶联方法合成20BB2和20BB6。采用HPLC监控反应的进程。采用HPLC纯化最终产物，结构通过质谱确认。
20BB4的合成：按照与合成15BB2相同的操作步骤合成20BB4。采用HPLC监控反应的进程。采用HPLC纯化最终产物，结构通过质谱确认。
20BB3、20BB5和20BB7的合成：采用50％TFA(20μL/mg化合物)的DCM溶液去除20BB3、20BB5和20BB7的缩丙酮基和Boc保护基团。在室温下搅拌反应混合物数小时。采用HPLC监控反应的进程。真空去除溶剂以得到目标产物。
实施例21：具有支链氨氧基的分支SA单体的合成
以下所示为分支SA单体的实施例，其中Z1的X为-NH2，Z2和Z3的X为-O-N(-邻苯二甲酰亚胺基)或-ONH2。
方案21：
Figure BDA0002874186800001421
21B1的合成：按照与合成19B1相同的操作步骤合成21B1。用DMF和DCM洗涤树脂以得到目标产物。
21B2的合成：按照与合成9B4相同的操作步骤采用肼去除21B1的邻苯二甲酰亚胺基。用DMF和DCM洗涤树脂以得到目标产物。
21BB1的合成：按照与制备13BB1相同的操作步骤将21BB1从树脂上释放出来。真空去除溶剂以得到目标产物。
实施例22：用于通过酰胺键形成重复性树枝状分子的分支SA单体的合成
以下所示为分支SA单体的实施例，其中Z1的X为-NH2或-NH-C(＝O)-(CH2)2-C(＝O)OH，Z2和Z3的X为-NH-(Fmoc)。
方案22：
Figure BDA0002874186800001431
22B1的合成：按照合成12B1的标准固体载体NHS酯偶联方法合成22B1。用DMF和DCM洗涤树脂以得到目标产物。可以取少量树脂进行茚三酮试验。
22BB1的合成：按照与制备10BB2相同的操作步骤将22BB1从树脂上释放出来。真空去除溶剂以得到目标产物。
22BB2的合成：按照与合成15BB2相同的操作步骤合成22BB2。采用HPLC监控反应的进程。采用HPLC纯化最终产物，结构通过质谱确认。
实施例23：用于通过硫醚形成树枝状分子的分支SA单体的合成
以下所示为分支SA单体的实施例，其中Z1的X为-NH-C(＝O)-CH2-J，Z2和Z3的X为-NH-C(＝O)-(CH2)2-S-S-pyr。
方案23：
Figure BDA0002874186800001441
23BB1的合成：按照与制备10BB2相同的操作步骤将14B4从树脂上释放出来。真空去除溶剂以得到目标产物。
23BB2、23BB3和23BB4的合成：按照制备12BB2的标准溶液NHS酯偶联方法合成23BB2至23BB4。采用HPLC监控反应的进程。采用HPLC纯化最终产物，结构通过质谱确认。
C.类树枝状SA分子的实施例
实施例24：通过还原胺化合成类树枝状SA分子
方案24：
Figure BDA0002874186800001451
24C1和24C2的合成(1级支链)：取一个离心管，加入100mg12B2或16B7(0.016mmol)，再加入10当量10BB3的含0.1％TEA的DMF溶液。用DMF和DCM洗涤树脂以得到目标产物。
24C3和24C4的合成：按照与合成12B2相同的操作步骤合成24C3和24C4。用DMF和DCM洗涤树脂以得到目标产物。取少量树脂进行茚三酮试验。
高度有序的树枝状分子的合成：重复步骤1和步骤2以生成高度有序的树枝状分子。获取目标树枝状分子后，以1％TFA的DCM溶液裂解树脂以去除所有保护基，并得到目标产物。
实施例25：通过形成酰胺键合成类树枝状SA分子
方案25：
Figure BDA0002874186800001461
25C1和25C2的合成(1级支链)：按照标准Fmoc固相肽合成方法合成25C1和25C2。首先将1当量22BB2、1当量HATU和3当量DIPEA在DMF中混合5分钟，从而使22BB2活化。22BB2的最终浓度为0.2M。取一个带玻璃熔块的固相合成烧瓶，加入100mg 9B4或10B4(0.016mmol)，再加入2.5mL上述溶液。室温下用氮气鼓泡使溶液和树脂混合数小时至过夜。反应进程用茚三酮试验检测。反应完全后，用DMF彻底洗涤树脂。将10mL 20％哌啶的DMF溶液加入树脂。15分钟后，用DMF彻底洗涤树脂以得到目标产物。
高度有序的树枝状分子的合成：重复25C1的合成步骤以生成高度有序的树枝状分子。获取目标树枝状分子后，以1％TFA的DCM溶液裂解树脂以去除所有保护基，并得到目标产物。
实施例26：通过形成硫醚合成类树枝状SA分子
Figure BDA0002874186800001471
26C1和26C2的合成(1级支链)：取一个带有玻璃熔块的固相合成烧瓶，加入100mg14B5或17B2(0.016mmol)，再加入溶于2mL DMF的10当量23BB3。室温下用氮气鼓泡使溶液和树脂混合数小时至过夜。反应进程用茚三酮试验检测。反应完全后，用DMF彻底洗涤树脂。将10mL 20％哌啶的DMF溶液加入树脂。1小时后，溶剂已经被去除，用DMF彻底洗涤树脂以得到目标产物。
高度有序的树枝状分子的合成：重复26C11的合成步骤以生成高度有序的树枝状分子。获取目标树枝状分子后，用1％TFA的DCM溶液裂解树脂以去除所有保护基，并得到目标产物。
D.偶联物M1-(L2-B)r或M1-(L2-B1)r制备的实施例
以下所示为以异型双功能分支SA单体标记各种分子或固体载体的实施例。制备方法采用Greg Hermanson书中所述(Bioconjugation Techniques，第二版，2018，ISBN:978-0-12-370501-3)或CellMosaic公司的标准生物偶联方法。类树枝状SA分子在标记中的应用与分支SA单体的相同。
实施例27：采用羧基和酮基分支SA单体制备M1-(L2-B)r(以15BB3为例)
方案27：
Figure BDA0002874186800001481
以15BB3标记抗体(IgG)：将抗体(3mg)溶解或转入含0.1M MES和0.15M NaCl的pH4.7反应缓冲液中，得到浓度10mg/ml(总计300μL)的溶液。向上述溶液中加入反应缓冲液配制的100-500μL 4mg/mL 15BB3溶液，然后加入50-400μL 10mg/mL EDC水溶液。室温下反应2小时后，未反应的15BB3通过凝胶过滤或渗析去除。注意：根据抗体标记程度不同(r的数目)15BB3和EDC的量可以调整。
以15BB3标记肽：将带游离N-末端胺的15聚体肽(3mg)溶于含0.1M MES和0.15MNaCl的pH 4.7反应缓冲液，得到浓度10mg/ml(总计300μL)的溶液。向上述溶液中加入反应缓冲液配制的300μL 10mg/mL 15BB3溶液，然后加入10mg固体EDC。室温下反应2小时后，采用肽纯化标准TFA体系和C18 HPLC柱纯化偶联物。注意：如果肽包含赖氨酸残基，这些赖氨酸残基的ε-氨基也会被标记。为了防止赖氨酸的ε-氨基被标记，在肽合成过程中可以用三苯甲基保护氨基。偶联和纯化后，在1％TFA水溶液中去除三苯甲基。
以15BB3标记寡核苷酸：将5’C6氨基修饰的15聚体寡核苷酸(3mg)溶解或转入含0.1M MES和0.15M NaCl的pH 4.7反应缓冲液中，得到浓度10mg/ml(总计300μL)的溶液。向上述溶液中加入缓冲液配制的300μL 10mg/mL 15BB3溶液，然后加入10mg固体EDC。室温下反应2小时后，采用寡核苷酸纯化标准TEAA体系和C18 HPLC柱纯化偶联物。
以15BB3标记HRP或蛋白质：以15BB3标记HRP或蛋白质的操作步骤与标记抗体的操作步骤相似。未反应的15BB3通过凝胶过滤或渗析去除。
以15BB3标记小分子:按照与标记肽相似的操作步骤可以用15BB3标记带氨基的小分子。如果小分子不溶于水，可以向缓冲液中加入DMSO直至达到50％(v/v)。最终产物偶联物采用标准TFA体系和C18 HPLC纯化。
以15BB3标记琼脂糖微球：含有氨功能基团的4％交联琼脂糖微球可以从市场上购买或按照以下文献方法制备(Jose M.Guisan Immobilization of Enzymes and Cells,Volume 1of the series Methods in Biotechnology 2006,pp 277-287.C.Mateo etal.Enzyme and Microbial Technology,vol.36,pp.447–454,2005)。首先用高碘酸钠处理4％琼脂糖微球，得到每毫升微球含10-15μmol乙醛酰基的琼脂糖微球。然后使乙醛酰基微球与乙二胺反应，再用硼氢化钠还原得到的席夫碱，得到含有氨基的琼脂糖微球。然后将氨基琼脂糖微球(10mL静置微球)悬浮在含0.1M MES和0.15M NaCl的pH 4.7反应缓冲液中。加入反应缓冲液配制的10mL 20mg/mL 15BB3溶液，然后加入10mL 50mg/mL EDC水溶液。室温下反应2小时后，将琼脂糖微球转入带布氏漏斗的过滤设备，再用去离子缓冲液彻底洗涤微球，得到连接SA分子的琼脂糖微球(注意：根据抗体标记程度不同(r的数目)15BB3和EDC的量可以调整。)
以15BB3标记聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)微球：按照文献方法(Fixe F.etal.Nucleic acid research 2004,32(1),e9)制备带氨基的PMMA微球。用乙二胺处理PMMA微球以得到带氨基的PMMA微球。通常，每毫升静置微球含有500nmol氨基。然后在EDC(50当量氨基)存在的情况下，按照与制备琼脂糖微球相同的操作步骤使氨基PMMA与15BB3(10摩尔当量氨基)反应。根据标记要求(r的数目)不同，15BB3和EDC的量可以调整。
实施例28：采用溴乙酰基和氨氧基分支SA单体20BB3制备M1-(L2-B)r
方案28：
Figure BDA0002874186800001501
以20BB3标记抗体(IgG)：将抗体(3mg)溶解或转入500μL含0.1M磷酸钠、0.15MNaCl、10mM EDTA的pH 7.2反应缓冲液中。向上述溶液中加入3mg巯基乙胺(MEA)，然后在37℃下将混合物温育1.5小时。以反应缓冲液预先平衡NAP-5脱盐柱(GE Bioscience)，然后将溶液注入脱盐柱。采用1.0mL反应缓冲液洗脱被还原的抗体，再加入20BB3直至最终浓度达到10摩尔当量/摩尔抗体。室温下反应2小时后，未反应的20BB3通过凝胶过滤或渗析去除。20BB3的平均载量为2-4左右。
以20BB3标记肽：将带游离半胱氨酸基的15聚体肽(3mg)溶于含0.1M磷酸钠、0.15MNaCl和10mM EDTA的pH 7.2反应缓冲液中，得到浓度10mg/ml(总计300μL)的溶液。向上述溶液中加入20BB3，直至最终浓度达到2摩尔当量/摩尔肽。室温下反应2小时后，采用标准TFA体系和C18 HPLC柱纯化偶联物。
以20BB3标记寡核苷酸：将带5’或3’二硫化物修饰剂的15聚体寡核苷酸(3mg)溶于含0.1M磷酸钠、0.15M NaCl和10mM EDTA的pH 7.2反应缓冲液，得到浓度10mg/ml(总计300μL)的溶液。向上述溶液中加入TCEP，直至最终浓度达到10摩尔当量/摩尔寡核苷酸。在37℃下混合溶液1.5小时。然后用乙醇沉淀寡核苷酸，再用300μL反应缓冲液溶解沉淀物。向该溶液中加入20BB3直至最终浓度达到10摩尔当量/摩尔肽。室温下反应2小时后，采用寡核苷酸纯化标准TEAA体系和C18 HPLC柱纯化偶联物。
以20BB3标记HRP或蛋白质：将蛋白质(3mg)溶解或转入500μL含0.1M磷酸钠、0.15MNaCl、10mM EDTA的pH 7.2反应缓冲液中。向上述溶液中加入2-亚氨基硫杂环戊烷，使其过量摩尔倍数为蛋白量的20-40倍。然后在37℃下混合溶液1小时。以反应缓冲液预先平衡NAP-5脱盐柱(GE Bioscience)，再将溶液注入脱盐柱。用1.0mL反应缓冲液洗脱巯基蛋白质，再加入20BB3直至最终浓度达到10摩尔当量/摩尔抗体。室温下反应2小时后，未反应的20BB3通过凝胶过滤或渗析去除。
以20BB3标记小分子:采用20BB3可以按照与标记半胱氨酸肽相似的操作步骤标记带巯基的小分子。如果小分子不溶于水，可以向缓冲液中加入DMSO直至达到50％(v/v)。最终产物偶联物采用标准TFA体系和C18 HPLC纯化。
E.制备B-(L1-M2)q偶联物的实施例
以下所示为以异型双功能分支SA单体标记各种分子的实施例。类树枝状SA分子在标记中的应用与分支SA单体的相同。
实施例29：将带游离巯基的小分子加载到分支SA单体上(以mertansine DM1为例)
方案29：
Figure BDA0002874186800001521
29E1的合成：按照与合成线型SA分支相同的操作步骤将DM1(mertansine)偶联到13B2上。取一个离心管，加入111mg 13B2(0.018mmol左右SA单体)，再加入143.5μL 0.4MDIPEA的NMP溶液和861μL 0.05M mertansine的NMP溶液。室温下温育过夜，然后用DCM和DMF彻底洗涤树脂以得到目标产物。
29EE1的合成：按照与制备13BB1相同的操作步骤将29EE1从树脂上释放出来。真空去除溶剂以得到目标产物。
29EE2的合成：按照合成12BB2的标准溶液NHS偶联方法合成29EE2。采用HPLC监控反应的进程。采用HPLC纯化最终产物，结构通过质谱确认。
实施例30：将带羧酸的小分子加载到具有氨氧基的分支SA单体上(以荧光素和生物素为例)
方案30：
Figure BDA0002874186800001531
30E1的合成：按照与合成12B1相似的标准固体载体NHS酯偶联方法合成30E1。取一个离心管，加入170mg 10B4(0.034mmol左右SA单体)，再加入溶于1.3mL NMP/DCM(3:1)混合溶剂的6-FAM NHS酯(7当量)和DIPEA(18当量)。室温下温育过夜，然后用DCM和DMF彻底洗涤树脂以得到目标产物。
30E2的合成：按照与合成12B1相同的标准固体载体NHS酯偶联方法合成30E2。室温下温育过夜，然后用DCM和DMF彻底洗涤树脂以得到目标产物。
30EE1的合成：按照与制备13BB1相同的操作步骤将30EE1从树脂上释放出来。真空去除溶剂以得到目标产物。
30EE2的合成：按照与制备13BB1相同的操作步骤将30EE2从树脂上释放出来。真空去除溶剂以得到目标产物。
实施例31：将带羧酸的小分子加载到具有巯基反应基团的分支SA单体上(以荧光素和生物素为例)
方案31：
Figure BDA0002874186800001541
31E1和31E2的合成：按照与合成12B1相同的标准固体载体NHS酯偶联方法合成31E1和31E2。室温下温育过夜，然后用DCM和DMF彻底洗涤树脂以得到目标产物。
31EE1和31EE2的合成：按照与制备13BB1相同的操作步骤将31EE1和31EE2从树脂上释放出来。真空去除溶剂以得到目标产物。
31EE3、31EE4、31EE5和31EE6的合成：按照与合成13BB1相同的操作步骤将31EE3至31EE6从树脂上释放出来。真空去除溶剂以得到目标产物。
实施例32：以含酮基小分子在固体载体上标记分支SA单体(以多柔比星为例)
含酮基小分子(如多柔比星)可以在固体载体上偶联到含氨氧功能基团的分支SA分支上。
方案32：
Figure BDA0002874186800001551
32E1的合成：将取一个离心管，加入100mg 19B2(0.016mmol左右SA单体)，再加入含10当量10BB3的DMF和0.1％TEA溶液。将溶液和树脂在室温下混合过夜。用DMF和DCM洗涤树脂以得到目标产物。
32EE1的合成：按照与制备13BB1相同的操作步骤将32EE1从树脂上释放出来。真空去除溶剂以得到目标产物。
实施例33：以含酮基小分子在溶液中标记分支SA单体(以多柔比星为例)
方案33：
Figure BDA0002874186800001561
33EE1的合成：取一个离心管，加入5mg 21BB1和0.5mL 0.1％乙酸，再加入0.5mL盐酸多柔比星(7mg，1当量)。将溶液在室温下混合过夜。真空去除溶剂以得到目标产物。
33EE2和33EE3的合成:按照制备12BB2的标准溶液NHS酯偶联方法合成33EE2和33EE3。采用HPLC监控反应的进程。采用HPLC纯化最终产物，结构通过质谱确认。
实施例34：以含羟基小分子标记分支SA单体(以SN38为例)
方案34：
Figure BDA0002874186800001571
SN38酸的合成：取一个5mL反应瓶，加入SN38(199mg，0.5mmol)和琥珀酸酐(304mg，3mmol)，再加入DMF(2.5mL)和DIPEA(784μL)。室温下搅拌数分钟，将DMAP(122mg，1mmol)固体载体加入溶液。将反应混合物在45℃下加热过夜。加入大量过量的水，以2M盐酸将溶液pH值调节为2。溶液中出现浅蓝色或深色固体沉淀。用水洗涤固体沉淀三次，然后真空干燥，得到200mg产物(80％得率)。质谱确认产物的结构(ESI-MS：M+H:492.3)。
SN38 NHS酯的合成：将SN-38酸(50mg，0.102mmol)、N-羟基琥珀酰亚胺(16.6mg，0.144mmol)、二环己基碳二亚胺(DCC，25mg，0.12mmol)和0.5mL DMF依次加入1.5mL离心管中。将混合物在45℃下加热2小时。过滤去除固体沉淀。将乙醚加入滤液以沉淀产物。以乙醚洗涤产物三次，然后真空干燥，得到45mg产物(得率75％)。
34E1的合成：按照制备12BB2的标准溶液NHS酯偶联方法合成34E1。采用HPLC监控反应的进程。采用HPLC纯化最终产物，结构通过质谱确认。
34EE1的合成：按照与制备13BB1相同的操作步骤将34EE1从树脂上释放出来。真空去除溶剂以得到目标产物。
实施例35：以含NH2小分子标记分支SA单体(以多柔比星为例)
方案34：
Figure BDA0002874186800001581
多柔比星酸的合成：按照文献方法(Synthetic Communications,2003,33(14),2401-2421)合成多柔比星酸。取一个烧瓶，加入盐酸多柔比星(0.41g，0.707mmol)，再加入DMF(54mL)和0.613mL DIPEA。用铝箔包住烧瓶，在室温和氮气气氛下搅拌反应混合物30分钟。另取一个烧瓶，加入琥珀酸酐(0.564g，5.64mmol)，再加入13.6mL DMF和2.453mLDIPEA。在10分钟内将多柔比星溶液逐滴加入琥珀酸酐溶液。在室温下和黑暗中搅拌反应混合物2小时，然后加入5mL 20％甲醇水溶液，再搅拌30分钟。去除溶剂，将油性残留物和50％甲醇水溶液混合。室温下将混合物置于超声波浴2分钟，然后在4℃下静置3小时。以HPLC进一步纯化固体沉淀。得到0.16g最终产物(48％)。质谱确认产物的结构。
35E1的合成：按照合成12B1的标准固体载体NHS酯偶联方法合成35E1。但是，NHS酯的制备采用与与合成SN38 NHS酯相同的操作步骤，只是没有乙醚沉淀步骤。将DMF溶液中形成的NHS酯直接加入固体载体中。反应后，用DMF和DCM洗涤树脂以得到目标产物。可以取少量树脂进行茚三酮试验。
35EE1的合成：按照与制备13BB1相同的操作步骤将35EE1从树脂上释放出来。真空去除溶剂以得到目标产物。
F.M1-(L1-B-(L1-M2)q)r偶联物
以下所示为以异型双功能分支SA单体连接各种分子的实施例。除非另有说明，否则制备方法采用Greg Hermanson的书中所述标准生物偶联方法(BioconjugationTechniques，第二版，2018，ISBN:978-0-12-370501-3)或CellMosaic公司的方法。类树枝状SA分子在标记中的应用与分支SA单体的相同。在这些实施例中，分支SA交联与其它交联剂相比具有明显的优势，因为分支SA亲水性很强，所以反应只需要很少的有机溶剂，甚至不需要有机溶剂。尤其是对于药物、生物素和抗体的荧光染料标记而言，SA分子使小分子的疏水性大幅下降，并使小分子在修饰后易于在水性缓冲液中与抗体反应。预计可以得到具有更低聚集性和更高稳定性的偶联物。
实施例36：以DM1标记的SA分子进行抗体的位点特异性标记
方案36：
Figure BDA0002874186800001601
36FF1的合成：按照文献方法(Michael M.C.et al.Bioconjugate Chem.2005,16,1282-1290)还原抗体。简而言之，将3.25摩尔当量DTT溶解在0.5mL含25mM硼酸钠和25mMNaCl的pH 8.0缓冲液中。然后在37℃下以DTT处理抗体(3mg)2小时。将部分还原的抗体通过NAP-5柱(GE bioscience)进行纯化。用1mL含10mM磷酸钠和10mM NaCl的pH 7.0缓冲液洗脱产物，然后加入4摩尔当量29EE2水溶液。在室温下混合溶液1小时。未反应的29EE2通过凝胶过滤去除。用尺寸排阻HPLC分析最终产物，以确定聚集曲线。由于SA分子的亲水性极高，只有少量ADC聚集，甚至没有ADC聚集。用疏水相互作用HPLC检测产物以确定药物分配情况(通常2-4种药物/抗体)。还可以完全还原ADC，然后进行LC-MS分析。
实施例37：通过表面胺以Dox或SN38标记的SA分子标记抗体
方案37：
Figure BDA0002874186800001611
37FF1的合成：取一个离心管，加入0.45mL抗体(5mg/mL)并溶于含10mM磷酸钠和10mM NaCl的pH 8.0缓冲液，再加入溶于25μL DMSO的18摩尔当量5-乙酰基戊酸NHS酯。将反应物在室温下混合4小时后，然后通过含10mM磷酸钠和10mM NaCl的pH 6.0缓冲液预先平衡的NAP-5柱，以去除未反应的5-乙酰基戊酸NHS酯并得到产物。
37FF2和37FF3的合成：取一个离心管，加入2.25mL抗体并溶于1mL含10mM磷酸钠和10mM NaCl的pH 8.0缓冲液，再加入35EE1或34EE1(6摩尔当量)。将反应物在室温下混合过夜。未反应的35EE1或34EE1通过凝胶过滤去除。用尺寸排阻HPLC分析最终产物，以确定聚集曲线。由于SA分子的亲水性极高，只有少量ADC聚集，甚至没有ADC聚集。还可以完全还原ADC，然后进行LC-MS分析。
实施例38：以多柔比星标记SA分子修饰的抗体
将多个20BB3分子修饰的抗体(IgG，3mg)转入0.5mL含10mM磷酸钠和10mM NaCl的pH 6.0缓冲液中。将溶于25μL DMSO的16摩尔当量多柔比星加入抗体溶液中。将反应物在室温下混合4小时，然后通过以PBS缓冲液预先平衡的NAP-5柱，以去除未反应的多柔比星并得到产物。
实施例39：以生物素或荧光素标记的SA分子进行抗体的位点特异性标记
以31EE5和31EE6为标记试剂，按照与标记36FF1相同的操作步骤可以将抗体位点特异性地加载到多种生物素或荧光素染料上，而且不会出现聚集现象。
实施例40：通过表面胺以生物素或荧光素标记的SA分子标记抗体
以0EE1或30EE2为标记试剂，按照与标记37FF2相同的操作步骤可以用多个生物素或荧光素染料在表面胺上标记抗体，而且不会出现染料聚集现象。
实施例41：通过半胱氨酸以生物素或荧光素标记的SA分子标记肽
将带游离半胱氨酸基的15聚体肽(3mg)溶于含0.1M磷酸钠、0.15M NaCl和10mMEDTA的pH 7.2反应缓冲液中，得到浓度10mg/ml(总计300μL)的溶液。向上述溶液中加入31EE5或31EE6，直至最终浓度达到2摩尔当量/摩尔肽。室温下反应2小时后，采用标准肽纯化TFA体系和C18 HPLC柱纯化偶联物。
实施例42：通过还原的巯基以生物素或荧光素标记的SA分子标记寡核苷酸
将带5’或3’二硫化物修饰剂的15聚体寡核苷酸(3mg)溶于含0.1M磷酸钠、0.15MNaCl和10mM EDTA的pH 7.2反应缓冲液，得到浓度10mg/ml(总计300μL)的溶液。向上述溶液中加入TCEP，直至最终浓度达到10摩尔当量/摩尔寡核苷酸。在37℃下混合溶液1.5小时。然后用乙醇沉淀寡核苷酸，再用300μL反应缓冲液溶解沉淀物。向该溶液中加入31EE5或31EE6直至最终浓度达到2摩尔当量/摩尔肽。室温下反应2小时后，采用寡核苷酸纯化标准TEAA体系和C18 HPLC柱纯化偶联物。
实施例43：将SA分子修饰的生物素加载到琼脂糖微球上
含巯基功能基团的琼脂糖微球易于从市场上获取，也易于通过氨基琼脂糖微球和琥珀酰亚胺基-3-(2-吡啶基硫基)丙酸酯(SPDP)反应制备。将带二硫化物基团的4％交联氨基琼脂糖微球(10mL静置微球)悬浮在20mL 0.1M pH 9.0碳酸氢钠缓冲液中。加入10mLTCEP(50mg/ml)。将微球在37℃下搅拌1小时，然后转入带布氏漏斗的过滤设备。先用去离子水、再用20mL含0.15M NaCl、10mM EDTA和10mM EDTA的pH 7.2反应缓冲液彻底洗涤微球。洗涤后，将微球再次悬浮在20mL反应缓冲液中，再加入以反应缓冲液配制的10mL 20mg/mL31BB5溶液。室温下反应2小时后，将琼脂糖微球转入带布氏漏斗的过滤设备，然后用去离子缓冲液彻底洗涤微球，以得到不含生物素的琼脂糖微球。
采用SA连接子我们可以得到聚集程度很低的、生物素标记的琼脂糖微球。加载生物素的琼脂糖微球可以用于多种生化实验，如蛋白质分离。
通过引用并入
本文提及的各出版物和专利文件其全部公开内容以全文引用的方式并入，其引用程度如同各篇出版物和专利文件单独提到的引用程度。
等同物
在不偏离本发明的精神和本质特征的情况下，本发明可以其它具体形式实施。因此，上述实施方案仅为说明性的，不限制本文所述的发明。因此，本发明的范围由附录的权利说明所示，而不是前述说明。权利说明包括说明等同物意义和范围内的所有修改。

Claims (108)

1.一种具有式1所示化学结构的分支SA单体：
Figure FDA0002874186790000011
其特征在于
每个Z1、Z2和Z3各自独立地选自R11和
Figure FDA0002874186790000012
Figure FDA0002874186790000013
Z1、Z2和Z3之中至少一个不是R11；
每个R11各自独立地选自氢、乙酰基、乙酸酯、苯甲酰基、苄基、β-甲氧基乙氧基甲醚、二甲氧基三苯甲基、甲氧基甲醚、甲氧基三苯甲基[(4-甲氧基苯基)二苯基甲基]、对甲氧基苄基醚、甲硫基甲醚、特戊酰基、四氢吡喃基、四氢呋喃基、四氢噻吩基、三苯甲基、硅基醚、C1-C8烃基硅基、甲基醚和乙氧基乙基醚；
每个R21各自独立地选自氢、乙酰基、苯甲酰基、苄基、β-甲氧基乙氧基甲醚、二甲氧基三苯甲基、甲氧基甲醚、甲氧基三苯甲基[(4-甲氧基苯基)二苯基甲基]、对甲氧基苄基醚、甲硫基甲醚、特戊酰基、四氢吡喃基、四氢呋喃基、四氢噻吩基、三苯甲基、硅基醚、C1-C8烃基硅基、甲基醚和乙氧基乙基醚、C1-C8烃基、环状原酸酯和邻位醇的丙酮化合物；
n为2至8左右的整数；
m为1至8左右的整数；
p为0至50左右的整数；
n1为1至4左右的整数；
m1为1至4左右的整数；
每个L各自独立地选自R2和–V1-R2-V2-结构，其中V1和V2各自独立地选自狄尔斯–阿尔德反应加合物、1,3-偶极加合物、-C(R4)(＝N)-O-、-O-C(R4)(＝N)-、-S-CH2-C(＝O)-NH-、-NH-C(＝O)-CH2-S-、-C(＝G2)-G1-、-G1-C(＝G2)-、-G3-、-G1-C(＝G2)-G1-、-S-S-、-S-(CH2)2-S(O)2-、-S-(CH2)2-S(O)2-、-S(O)2-(CH2)2-S-、-S(O)2-N(R3)-、-N(R3)-S(O)2-、-C(O)-NH-NH-CH2-、-C(O)-NH-N＝CH-、-CH＝N-NH-C(O)-、-CH2-NH-NH-C(O)-、-N(R3)-S(O)2-N(R3)-、-C(O)-NH-CH(CH2SH)-、-N＝CH-、-NH-CH2-、-NH-C(O)-CH2-C(O)-NH-、-CH＝N-G4-、-CH2-NH-G4-、-G4-NH-CH2-、-G4-N＝CH-、-C(＝NH2 +)-NH-、-NH-C(＝NH2 +)-、-O-P(＝O)(O-)-NH-、-NH-P(＝O)(O-)-O-、-CH2-CH(NH2)-CH2-S-、-S-CH2-CH(NH2)-CH2-、-O-P(＝O)(O-)-O-、-O-P(＝O)(S-)-O-、-O-P(＝S)(S-)-O-、
Figure FDA0002874186790000021
Figure FDA0002874186790000022
其中
每个G1各自独立地选自NR3、O和S；
每个G2各自独立地选自O或S；
每个G3各自独立地选自S、O、NR3和SO2；
每个G4各自独立地选自O或NR3；
每个R2各自独立地选自键、C1-C12烃基、-(CH2CH2O)1-10-、-(CH2CH2O)1-10-CH2-、-CH2-(CHOH)1-6-、-CHOH)1-6-CH2-、-(CHOH)1-6-、任选取代的脂环基、杂脂环基、芳基、肽、对氨基苄基羰基间隔子、带对氨基苄基羰基间隔子的肽、带对氨基苄基羰基间隔子的二肽和拟肽寡聚体；
每个R3各自独立地选自氢、C1-C8烃基、-(OCH2CH2)1-3、任选取代的脂环基和任选取代的杂脂环基；
每个R4各自独立地选自C1-C16烃基；
每个X各自独立地选自-OH、-J、-R5J、-C(＝O)-J、-C(＝O)-CH2-J、-NH-C(＝O)-CH2-J、-OR5、-OR6、-OR7、-O-甲磺酰基、-O-甲苯磺酰基、-NH-C(＝O)-CH2-O-甲磺酰基、-NH-C(＝O)-CH2-O-甲苯磺酰基、-SH、-S-S-叔丁基、-SR7、-SR5、-S-S-R8、-NH-C(＝O)-R9-S-S-R8、-NH-C(＝O)-CH2-SH、-S(＝O)2-J、-NH-C(＝O)-R9-S-C(＝O)R5、-NH2、-NHR5、-N(R5)R5、-NHR7、-NH-Fmoc、-NH-Boc、N-(邻苯二甲酰亚胺基)、-C(＝O)H、-C(＝O)-R5、NH-C(＝O)-R9-C(＝O)-R5、-C(＝O)OH、NH-C(＝O)-R9-C(＝O)OH、-N＝C＝S、-N＝C＝O、-C≡C-R5、-N＝N+＝N-、-O-NH2、-O-NH-Fmoc、-O-NH-Boc、-O-N-(Boc)2、-O-N(-邻苯二甲酰亚胺基)、-NH-C(＝O)-R9-O-NH-Boc、-NH-C(＝O)-R9-O-N-(Boc)2、NH-C(＝O)-R9-O-N(-邻苯二甲酰亚胺基)、-NH-NH2、-C(＝O)-NH-NH2、-NH-C(＝O)-NH-NH2、-NH-C(＝S)-NH-NH2、甲苯磺酰肼、-R5-NH-C(＝NH2 +)-NH2、-NH-C(＝NH2 +)-CH2CH2CH2-SH、
Figure FDA0002874186790000041
二苯甲酮、芳基重氮化物、重氮烷、重氮乙酰基、蒽醌、二氮丙啶、任选取代的三氟甲基苯基二氮丙啶、二烯烃、亲二烯体、1,3-偶极体、亲偶极体、烯烃、烯酮、烯、带烯丙基氢的烯烃、二羰基、环氧化物、环氧乙烷、有机硅烷、膦基、酯、酸酐、碳酸酯基、乙二醛、-C(＝NH2)-O-R5、羟甲基膦衍生物、乙基乙烯基、马来酰亚胺、乙烯基砜、烯丙基砜、硫酯、顺铂衍生物、氮丙啶、丙烯酰基；
其中
每个R5各自独立地选自氢、C1-C8烃基、脂环基、杂脂环基、苄基或芳基，其中R5中的任意环均为任选取代；
每个R6各自独立地选自苯甲酰基、乙酰基、苄基、C1-C8烃基硅基、四氢吡喃基、四氢呋喃基、和四氢噻吩基；
每个R7各自独立地选自三苯甲基(trityl)、单甲氧基三苯甲基(MMT)和二甲氧基三苯甲基(DMT)；
每个R8各自独立地选自2-吡啶基、4-吡啶基、5-硝基-2-吡啶基、5-硝基-4-吡啶基、2-硝基苯基、4-硝基苯基、3-羧基-4-硝基苯基、和2,4-二硝基苯基；
每个R9各自独立地选自C1-C16烃基；
每个J各自独立地选自Cl、Br和I。
2.根据权利要求1所述的单体，其特征在于Z2和Z3是R11，Z1是一个具有
Figure FDA0002874186790000051
结构的糖醇连接基团，其中n为2至8左右的整数，m为1至8左右的整数，p为0至8左右的整数。
3.权利要求2所述的单体，其特征在于L为键。
4.根据权利要求3所述的单体，其特征在于每个R11各自独立地选自氢、乙酰基、苯甲酰基、苄基、四氢吡喃基、三苯甲基、C1-C8烃基硅基。
5.根据权利要求4所述的单体，其特征在于R21各自独立地选自乙酰基、苯甲酰基、苄基、四氢吡喃基、三苯甲基、C1-C8烃基硅基，当糖醇中有不止一个仲羟基时R21为邻位醇的缩丙酮基团。
6.根据权利要求5所述的单体，其特征在于Z1的X为-OBn。
7.根据权利要求3所述的单体，其特征在于R21为乙酰基，R11为氢或叔丁基二甲基硅基(TBDMS)。
8.根据权利要求2至7中任意一项所述的单体，其特征在于p为0。
9.根据权利要求2至8中任意一项所述的单体，其特征在于n为4。
10.根据权利要求1所述的单体，其特征在于每个Z1、Z2和Z3各自独立地选自具有
Figure FDA0002874186790000052
结构的糖醇连接基团，其中R21为羟基。
11.根据权利要求10所述的单体，其特征在于L为键。
12.根据权利要求11所述的单体，其特征在于每个X各自独立地选自OH、-J、-R5J、-C(＝O)-J、-C(＝O)-CH2-J、-NH-C(＝O)-CH2-J、-OR5、-OR6、-OR7、-SH、-S-S-叔丁基、-SR5、-S-S-R8、-NH-C(＝O)-R9-S-S-R8、-NH-C(＝O)-CH2-SH、-S(＝O)2-J、-NH-C(＝O)-R9-S-C(＝O)-R5、-NH2、-NHR5、-N(R5)R5、-NH-Fmoc、-NH-Boc、N-(苯二甲酰亚胺基)、-C(＝O)H、-C(＝O)-R5、NH-C(＝O)-R9-C(＝O)-R5、-C(＝O)OH、NH-C(＝O)-R9-(＝O)OH、-C≡C-R5、-N＝N+＝N-、-O-NH2、-O-NH-Fmoc、-O-NH-Boc、-O-N-(Boc)2、-O-N(-苯二甲酰亚胺基)、-NH-C(＝O)-R9-O-NH-Boc、-NH-C(＝O)-R9-O-N-(Boc)2、NH-C(＝O)-R9-O-N(-苯二甲酰亚胺基)、-NH-NH2、-C(＝O)-NH-NH2、-NH-C(＝O)-NH-NH2、-NH-C(＝S)-NH-NH2、-甲苯磺酰肼、-R5-NH-C(＝NH2 +)-NH2、-NH-C(＝NH2 +)-CH2CH2CH2-SH、
Figure FDA0002874186790000061
芳基重氮化物、重氮烷、重氮乙酰基、二氮丙啶、任选取代的三氟甲基苯基二氮丙啶、环氧化物、碳酸酯基、乙二醛、-C(＝NH2)-O-R5、马来酰亚胺。
13.根据权利要求11所述的单体，其特征在于Z1、Z2和Z3的X各自独立地选自OH、-NH-C(＝O)-CH2-J、-SH、-S-S-叔丁基、-SR5、-S-S-R8、-NH-C(＝O)-R9-S-S-R8、-NH-C(＝O)-CH2-SH、-NH-C(＝O)-R9-S-C(＝O)-R5、-NH2、-NHR5、-N(R5)R5、-NH-Fmoc、-NH-Boc、N-(邻苯二甲酰亚胺基)、-C(＝O)H、-C(＝O)-R5、NH-C(＝O)-R9-C(＝O)-R5、-C(＝O)OH、NH-C(＝O)-R9-(＝O)OH、-O-NH2、-O-NH-Fmoc、-O-NH-Boc、-O-N-(Boc)2、-O-N(-邻苯二甲酰亚胺基)、-NH-C(＝O)-R9-O-NH-Boc、-NH-C(＝O)-R9-O-N-(Boc)2、NH-C(＝O)-R9-O-N(-邻苯二甲酰亚胺基)、-NH-C(＝NH2 +)-CH2CH2CH2-SH、
Figure FDA0002874186790000071
14.根据权利要求11所述的单体，其特征在于Z1的X各自独立地选自羟基、-NH-C(＝O)-CH2-J、-SH、-S-S-叔丁基、-S-S-R8、-NH-C(＝O)-R9-S-S-R8、-NH-C(＝O)-CH2-SH、-NH-C(＝O)-R9-S-C(＝O)-R5、-NH2、NH-C(＝O)-R9-C(＝O)-R5、-C(＝O)OH、NH-C(＝O)-R9-(＝O)OH、-O-NH2、-NH-C(＝NH2 +)-CH2CH2CH2-SH、
Figure FDA0002874186790000072
15.根据权利要求10或11所述的单体，其特征在于Z1的X为-NH2或-ONH2。
16.根据权利要求10至15中任意一项所述的单体，其特征在于Z2和Z3的X相同，并且各自独立地选自-NH-C(＝O)-CH2-J、-SH、-S-S-叔丁基、-S-S-R8、-NH-C(＝O)-R9-S-S-R8、-NH-C(＝O)-CH2-SH、-NH-C(＝O)-R9-S-C(＝O)-R5、-NH2、-NH-Fmoc、-NH-Boc、N-(邻苯二甲酰亚胺基)、NH-C(＝O)-R9-C(＝O)-R5、NH-C(＝O)-R9-(＝O)OH、-O-NH2、-O-NH-Fmoc、-O-NH-Boc、-O-N-(Boc)2、-O-N(-邻苯二甲酰亚胺基)、-NH-C(＝O)-R9-O-NH-Boc、-NH-C(＝O)-R9-O-N-(Boc)2、NH-C(＝O)-R9-O-N(-邻苯二甲酰亚胺基)、-NH-C(＝NH2 +)-CH2CH2CH2-SH、
Figure FDA0002874186790000081
17.权利要求16所述的单体，其特征在于p为0。
18.权利要求17所述的单体，其特征在于n为2。
19.权利要求17所述的单体，其特征在于n为4。
20.根据权利要求1所述的单体，其特征在于Z2和Z3是R11，Z1是一个具有
Figure FDA0002874186790000082
结构的受保护糖醇连接基团，其中n1为1至4左右的整数，m1为1至4左右的整数，p为0至8左右的整数。
21.根据权利要求20所述的单体，其特征在于Z1的X选自OR5、OR6和OR7。
22.根据权利要求21所述的单体，其特征在于R11各自独立地选自氢、乙酰基、苯甲酰基、苄基、四氢吡喃基、三苯甲基、和C1-C8烃基硅基。
23.根据权利要求20所述的单体，其特征在于R11为氢或叔丁基二甲基硅基(TBDMS)。
24.根据权利要求22或23所述的单体，其特征在于n1为1。
25.根据权利要求22或23所述的单体，其特征在于m1为1。
26.根据权利要求22或23所述的单体，其特征在于n1和m1为1。
27.根据权利要求20至26中任意一项所述的单体，其特征在于L为键。
28.权利要求27所述的单体，其特征在于p为0。
29.根据权利要求1所述的单体，其特征在于每个Z1、Z2和Z3是一个具有
Figure FDA0002874186790000091
结构的受保护糖醇连接基团，其中n1为1至4左右的整数，m1为1至4左右的整数，p为0至8左右的整数。
30.根据权利要求29所述的单体，其特征在于p为0至4左右的整数。
31.根据权利要求29或30所述的单体，其特征在于L为键。
32.根据权利要求31所述的单体，其特征在于Z1的X选自-OH、-NH-C(＝O)-CH2-J、-OR5、-OR6、-OR7、-SH、-S-S-叔丁基、-SR5、-S-S-R8、-NH-C(＝O)-R9-S-S-R8、-NH-C(＝O)-CH2-SH、-NH-C(＝O)-R9-S-C(＝O)-R5、-NH2、-NH-Fmoc、-NH-Boc、N-(邻苯二甲酰亚胺基)、NH-C(＝O)-R9-C(＝O)-R5、NH-C(＝O)-R9-(＝O)OH、-N＝N+＝N-、-O-NH2、-O-NH-Fmoc、-O-NH-Boc、-O-N-(Boc)2、-O-N(-邻苯二甲酰亚胺基)、-NH-C(＝NH2 +)-CH2CH2CH2-SH、
Figure FDA0002874186790000092
33.根据权利要求31或32所述的单体，其特征在于Z2和Z3的X相同，并且选自-NH-C(＝O)-CH2-J、-OR5、-OR6、-OR7、-SH、-S-S-叔丁基、-SR5、-S-S-R8、-NH-C(＝O)-R9-S-S-R8、-NH-C(＝O)-CH2-SH、-NH-C(＝O)-R9-S-C(＝O)-R5、-NH2、-NH-Fmoc、-NH-Boc、N-(邻苯二甲酰亚胺基)、NH-C(＝O)-R9-C(＝O)-R5、NH-C(＝O)-R9-(＝O)OH、-N＝N+＝N-、-O-NH2、-O-NH-Fmoc、-O-NH-Boc、-O-N-(Boc)2、-O-N(-邻苯二甲酰亚胺基)、-NH-C(＝O)-R9-O-NH-Boc、-NH-C(＝O)-R9-O-N-(Boc)2、NH-C(＝O)-R9-O-N(-邻苯二甲酰亚胺基)、-NH-C(＝NH2 +)-CH2CH2CH2-SH、
Figure FDA0002874186790000101
34.根据权利要求31所述的单体，其特征在于Z2和Z3的X相同，并且为-NH2或-ONH2。
35.根据权利要求33所述的单体，其特征在于Z1的X为-NH2或-ONH2。
36.根据权利要求29至35中任意一项所述的单体，其特征在于n1为1。
37.根据权利要求29至35中任意一项所述的单体，其特征在于m1为1。
38.根据权利要求29至35中任意一项所述的单体，其特征在于n1和m1均为1。
39.根据权利要求36所述的单体，其特征在于p为0。
40.一种包含分支SA单体单元的固相连接化合物，
其特征在于分支SA单体具有式1所示的化学结构：
Figure FDA0002874186790000102
其中，分支SA单体通过Z1单元的X基团与固相上的功能基团反应所形成的连接基团W与固相结合；
其中
所述固相是具有以下任意一种功能基团的商品化聚苯乙烯树脂：4-苄氧基苄醇、三苯甲基醇、2-氯三苯甲基醇、三苯甲基氯、4-甲基三苯甲基氯、4-甲氧基三苯甲基氯、4-(4-羟基甲基-3-甲氧基苯氧基)丁酰MBHA、4-(2’4’-二甲氧基苯基羟甲基)苯氧基、4-(4-羟甲基-3-甲氧基苯氧基)丁酰]BHA、4-羟甲基苯甲酰基MBHA、4-(4-羟甲基-3-甲氧基苯氧基)丁基MBHA、HMBA AM、TentaGel S PHB、Tentagel S HMBA、4-羟甲基苯氧基乙酰基AM、醇、酮、胺、氨甲基、碳酸酯、羧酸、硫醇、可光裂解化合物；
每个Z1、Z2和Z3各自独立地选自R11和
Figure FDA0002874186790000111
Figure FDA0002874186790000112
Z1、Z2和Z3之中至少一个不是R11；
每个R11各自独立地选自氢、乙酰基、乙酸酯、苯甲酰基、苄基、β-甲氧基乙氧基甲醚、二甲氧基三苯甲基、甲氧基甲醚、甲氧基三苯甲基[(4-甲氧基苯基)二苯基甲基]、对甲氧基苄基醚、甲硫基甲醚、特戊酰基、四氢吡喃基、四氢呋喃基、四氢噻吩基、三苯甲基、硅基醚、C1-C8烃基硅基、甲基醚和乙氧基乙基醚；
每个R21各自独立地选自氢、乙酰基、苯甲酰基、苄基、β-甲氧基乙氧基甲醚、二甲氧基三苯甲基、甲氧基甲醚、甲氧基三苯甲基[(4-甲氧基苯基)二苯基甲基]、对甲氧基苄基醚、甲硫基甲醚、特戊酰基、四氢吡喃基、四氢呋喃基、四氢噻吩基、三苯甲基、硅基醚、C1-C8烃基硅基、甲基醚和乙氧基乙基醚、C1-C8烃基、环状原酸酯和邻位醇的丙酮化合物；
n为2至8左右的整数；
m为1至8左右的整数；
p为0至50左右的整数；
n1为1至4左右的整数；
m1为1至4左右的整数；
每个L和W各自独立地选自R2和–V1-R2-V2-结构，其中V1和V2各自独立地选自狄尔斯–阿尔德反应加合物、1,3-偶极加合物、-C(R4)(＝N)-O-、-O-C(R4)(＝N)-、-S-CH2-C(＝O)-NH-、-NH-C(＝O)-CH2-S-、-C(＝G2)-G1-、-G1-C(＝G2)-、-G3-、-G1-C(＝G2)-G1-、-S-S-、-S-(CH2)2-S(O)2-、-S(O)2-(CH2)2-S-、-S(O)2-N(R3)-、-N(R3)-S(O)2-、-C(O)-NH-NH-CH2-、-C(O)-NH-N＝CH-、-CH＝N-NH-C(O)-、-CH2-NH-NH-C(O)-、-N(R3)-S(O)2-N(R3)-、-C(O)-NH-CH(CH2SH)-、-N＝CH-、-NH-CH2-、-NH-C(O)-CH2-C(O)-NH-、-CH＝N-G4-、-CH2-NH-G4-、-G4-NH-CH2-、-G4-N＝CH-、-C(＝NH2 +)-NH-、-NH-C(＝NH2 +)-、-O-P(＝O)(O-)-NH-、-NH-P(＝O)(O-)-O-、-CH2-CH(NH2)-CH2-S-、-S-CH2-CH(NH2)-CH2-、-O-P(＝O)(O-)-O-、-O-P(＝O)(S-)-O-、-O-P(＝S)(S-)-O-、
Figure FDA0002874186790000131
其中
每个G1各自独立地选自NR3、O和S；
每个G2各自独立地选自O或S；
每个G3各自独立地选自S、O、NR3和SO2；
每个G4各自独立地选自O或NR3；
每个R2各自独立地选自键、C1-C12烃基、-(CH2CH2O)1-10-、-(CH2CH2O)1-10-CH2-、-CH2-(CHOH)1-6-、-CHOH)1-6-CH2-、-(CHOH)1-6-、任选取代的脂环基、杂脂环基、芳基、肽、对氨基苄基羰基间隔子、带对氨基苄基羰基间隔子的肽、带对氨基苄基羰基间隔子的二肽和拟肽寡聚体；
每个R3各自独立地选自氢、C1-C8烃基、-(OCH2CH2)1-3、任选取代的脂环基和任选取代的杂脂环基；
每个R4各自独立地选自C1-C16烃基；
每个X各自独立地选自-OH、-J、-R5J、-C(＝O)-J、-C(＝O)-CH2-J、-NH-C(＝O)-CH2-J、-OR5、-OR6、-OR7、-O-甲磺酰基、-O-甲苯磺酰基、-NH-C(＝O)-CH2-O-甲磺酰基、-NH-C(＝O)-CH2-O-甲苯磺酰基、-SH、-S-S-叔丁基、-SR7、-SR5、-S-S-R8、-NH-C(＝O)-R9-S-S-R8、-NH-C(＝O)-CH2-SH、-S(＝O)2-J、-NH-C(＝O)-R9-S-C(＝O)R5、-NH2、-NHR5、-N(R5)R5、-NHR7、-NH-Fmoc、-NH-Boc、N-(邻苯二甲酰亚胺基)、-C(＝O)H、-C(＝O)-R5、NH-C(＝O)-R9-C(＝O)-R5、-C(＝O)OH、NH-C(＝O)-R9-C(＝O)OH、-N＝C＝S、-N＝C＝O、-C≡C-R5、-N＝N+＝N-、-O-NH2、-O-NH-Fmoc、-O-NH-Boc、-O-N-(Boc)2、-O-N(-邻苯二甲酰亚胺基)、-NH-C(＝O)-R9-O-NH-Boc、-NH-C(＝O)-R9-O-N-(Boc)2、NH-C(＝O)-R9-O-N(-邻苯二甲酰亚胺基)、-NH-NH2、-C(＝O)-NH-NH2、-NH-C(＝O)-NH-NH2、-NH-C(＝S)-NH-NH2、甲苯磺酰肼、-R5-NH-C(＝NH2 +)-NH2、-NH-C(＝NH2 +)-CH2CH2CH2-SH、
Figure FDA0002874186790000141
二苯甲酮、芳基重氮化物、重氮烷、重氮乙酰基、蒽醌、二氮丙啶、任选取代的三氟甲基苯基二氮丙啶、二烯烃、亲二烯体、1,3-偶极体、亲偶极体、烯烃、烯酮、烯、带烯丙基氢的烯烃、二羰基、环氧化物、环氧乙烷、有机硅烷、膦基、酯、酸酐、碳酸酯基、乙二醛、-C(＝NH2)-O-R5、羟甲基膦衍生物、乙基乙烯基、马来酰亚胺、乙烯基砜、烯丙基砜、硫酯、顺铂衍生物、氮丙啶、丙烯酰基；
每个R5各自独立地选自氢、C1-C8烃基、脂环基、杂脂环基、苄基或芳基，其中R5中的任意环均为任选取代；
每个R6各自独立地选自苯甲酰基、乙酰基、苄基、C1-C8烃基硅基、四氢吡喃基、四氢呋喃基、和四氢噻吩基；
每个R7各自独立地选自三苯甲基(trityl)、单甲氧基三苯甲基(MMT)和二甲氧基三苯甲基(DMT)；
每个R8各自独立地选自2-吡啶基、4-吡啶基、5-硝基-2-吡啶基、5-硝基-4-吡啶基、2-硝基苯基、4-硝基苯基、3-羧基-4-硝基苯基、和2,4-二硝基苯基；
每个R9各自独立地选自C1-C16烃基；
每个J各自独立地选自Cl、Br和I。
41.根据权利要求40所述的固相连接化合物，其特征在于所述固相选自2-氯三苯甲基氯树脂、三苯甲基氯树脂、4-甲基三苯甲基氯树脂和4-甲氧基三苯甲基氯树脂。
42.根据权利要求41所述的固相连接化合物，其特征在于，每个Z1、Z2和Z3为具有
Figure FDA0002874186790000151
结构的糖醇连接基团，其中R21各自独立地选自乙酰基、苯甲酰基、苄基、四氢吡喃基、三苯甲基或C1-C8烃基硅基，当糖醇中有不止一个仲羟基时R21为邻位醇的缩丙酮基团。
43.根据权利要求42所述的固相连接化合物，其特征在于p为0至4左右的整数。
44.根据权利要求43所述的固相连接化合物，其特征在于L为键。
45.根据权利要求44所述的固相连接化合物，其特征在于p为0。
46.根据权利要求41所述的固相连接化合物，其特征在于每个Z1、Z2和Z3是一个具有
Figure FDA0002874186790000161
结构的糖醇连接基团，其中n1为1至4左右的整数，m1为1至4左右的整数，p为0至8左右的整数。
47.根据权利要求46所述的固相连接化合物，其特征在于p为0至4左右的整数。
48.根据权利要求47所述的固相连接化合物，其特征在于L为键。
49.根据权利要求48所述的固相连接化合物，其特征在于n1为1。
50.根据权利要求49所述的固相连接化合物，其特征在于p为0。
51.根据权利要求42至50中任意一项所述的固相连接化合物，其特征在于Z1单元的X基团与固相上的功能基团反应所形成的W选自-NH-、-O-NH-、-O-、-S-、-C(＝O)-O-和-C(＝O)-NH2-。
52.根据权利要求42至50中任意一项所述的固相连接化合物，其特征在于Z1单元的X基团与固相上的功能基团反应所形成的W选自-NH-、-O-NH-、-O-。
53.根据权利要求51或52所述的固相连接化合物，其特征在于Z2和Z3的X相同，并且选自-OH、-NH-C(＝O)-CH2-J、-OR5、-OR6、-OR7、-SH、-S-S-叔丁基、-SR5、-S-S-R8、-NH-C(＝O)-R9-S-S-R8、-NH-C(＝O)-CH2-SH、-NH-C(＝O)-R9-S-C(＝O)-R5、-NH2、-NH-Fmoc、-NH-Boc、N-(邻苯二甲酰亚胺基)、NH-C(＝O)-R9-C(＝O)-R5、NH-C(＝O)-R9-(＝O)OH、-N＝N+＝N-、-O-NH2、-O-NH-Fmoc、-O-NH-Boc、-O-N-(Boc)2、-O-N(-邻苯二甲酰亚胺基)、-NH-C(＝O)-R9-O-NH-Boc、-NH-C(＝O)-R9-O-N-(Boc)2、NH-C(＝O)-R9-O-N(-邻苯二甲酰亚胺基)、-NH-C(＝NH2 +)-CH2CH2CH2-SH、
Figure FDA0002874186790000171
54.一种包含两个或更多分支SA单体单元B1的类树枝状SA分子，其特征在于每个B1具有式(1)所示的化学结构：
Figure FDA0002874186790000172
通过Z1单元的X基团与Z2或Z3单元的X基团反应形成的连接基团W，每个B1单元结合一个或多个其它单体单元；
其中
每个Z1、Z2和Z3各自独立地选自R11和
Figure FDA0002874186790000173
Figure FDA0002874186790000174
Z1、Z2和Z3之中至少一个不是R11；
每个R11各自独立地选自氢、乙酰基、乙酸酯、苯甲酰基、苄基、β-甲氧基乙氧基甲醚、二甲氧基三苯甲基、甲氧基甲醚、甲氧基三苯甲基[(4-甲氧基苯基)二苯基甲基]、对甲氧基苄基醚、甲硫基甲醚、特戊酰基、四氢吡喃基、四氢呋喃基、四氢噻吩基、三苯甲基、硅基醚、C1-C8烃基硅基、甲基醚和乙氧基乙基醚；
R21各自独立地选自氢、乙酰基、苯甲酰基、苄基、β-甲氧基乙氧基甲醚、二甲氧基三苯甲基、甲氧基甲醚、甲氧基三苯甲基[(4-甲氧基苯基)二苯基甲基]、对甲氧基苄基醚、甲硫基甲醚、特戊酰基、四氢吡喃基、四氢呋喃基、四氢噻吩基、三苯甲基、硅基醚、C1-C8烃基硅基、甲基醚和乙氧基乙基醚、C1-C8烃基、环状原酸酯和邻位醇的丙酮化合物；
n为2至8左右的整数；
m为1至8左右的整数；
p为0至50左右的整数；
n1为1至4左右的整数；
m1为1至4左右的整数；
每个L和W各自独立地选自键、R2和–V1-R2-V2-结构，其中V1和V2各自独立地选自狄尔斯–阿尔德反应加合物、1,3-偶极加合物、-C(R4)(＝N)-O-、-O-C(R4)(＝N)-、-S-CH2-C(＝O)-NH-、-NH-C(＝O)-CH2-S-、-C(＝G2)-G1-、-G1-C(＝G2)-、-G3-、-G1-C(＝G2)-G1-、-S-S-、-S-S-、-S-(CH2)2-S(O)2-、-S(O)2-(CH2)2-S-、-S(O)2-N(R3)-、-N(R3)-S(O)2-、-C(O)-NH-NH-CH2-、-C(O)-NH-N＝CH-、-CH＝N-NH-C(O)-、-CH2-NH-NH-C(O)-、-N(R3)-S(O)2-N(R3)-、-C(O)-NH-CH(CH2SH)-、-N＝CH-、-NH-CH2-、-NH-C(O)-CH2-C(O)-NH-、-CH＝N-G4-、-CH2-NH-G4-、-G4-NH-CH2-、-G4-N＝CH-、-C(＝NH2 +)-NH-、-NH-C(＝NH2 +)-、-O-P(＝O)(O-)-NH-、-NH-P(＝O)(O-)-O-、-CH2-CH(NH2)-CH2-S-、-S-CH2-CH(NH2)-CH2-、-O-P(＝O)(O-)-O-、-O-P(＝O)(S-)-O-、-O-P(＝S)(S-)-O-、
Figure FDA0002874186790000191
其中
每个G1各自独立地选自NR3、O和S；
每个G2各自独立地选自O或S；
每个G3各自独立地选自S、O、NR3和SO2；
每个G4各自独立地选自O或NR3；
每个R2各自独立地选自键、C1-C12烃基、-(CH2CH2O)1-10-、-(CH2CH2O)1-10-CH2-、-CH2-(CHOH)1-6-、-CHOH)1-6-CH2-、-(CHOH)1-6-、任选取代的脂环基、杂脂环基、芳基、肽、对氨基苄基羰基间隔子、带对氨基苄基羰基间隔子的肽、带对氨基苄基羰基间隔子的二肽和拟肽寡聚体；
每个R3各自独立地选自氢、C1-C8烃基、-(OCH2CH2)1-3、任选取代的脂环基和任选取代的杂脂环基；
每个R4各自独立地选自C1-C16烃基；
每个X各自独立地选自-OH、-J、-R5J、-C(＝O)-J、-C(＝O)-CH2-J、-NH-C(＝O)-CH2-J、-OR5、-OR6、-OR7、-O-甲磺酰基、-O-甲苯磺酰基、-NH-C(＝O)-CH2-O-甲磺酰基、-NH-C(＝O)-CH2-O-甲苯磺酰基、-SH、-S-S-叔丁基、-SR7、-SR5、-S-S-R8、-NH-C(＝O)-R9-S-S-R8、-NH-C(＝O)-CH2-SH、-S(＝O)2-J、-NH-C(＝O)-R9-S-C(＝O)R5、-NH2、-NHR5、-N(R5)R5、-NHR7、-NHR7、-NH-Fmoc、-NH-Boc、N-(邻苯二甲酰亚胺基)、-C(＝O)H、-C(＝O)-R5、NH-C(＝O)-R9-C(＝O)-R5、-C(＝O)OH、NH-C(＝O)-R9-C(＝O)OH、-N＝C＝S、-N＝C＝O、-C≡C-R5、-N＝N+＝N-、-O-NH2、-O-NH-Fmoc、-O-NH-Boc、-O-N-(Boc)2、-O-N(-邻苯二甲酰亚胺基)、-NH-C(＝O)-R9-O-NH-Boc、-NH-C(＝O)-R9-O-N-(Boc)2、NH-C(＝O)-R9-O-N(-邻苯二甲酰亚胺基)、-NH-NH2、-C(＝O)-NH-NH2、-NH-C(＝O)-NH-NH2、-NH-C(＝S)-NH-NH2、甲苯磺酰肼、-R5-NH-C(＝NH2 +)-NH2、-NH-C(＝NH2 +)-CH2CH2CH2-SH、
Figure FDA0002874186790000201
二苯甲酮、芳基重氮化物、重氮烷、重氮乙酰基、蒽醌、二氮丙啶、任选取代的三氟甲基苯基二氮丙啶、二烯烃、亲二烯体、1,3-偶极体、亲偶极体、烯烃、烯酮、烯、带烯丙基氢的烯烃、二羰基、环氧化物、环氧乙烷、有机硅烷、膦基、酯、酸酐、碳酸酯基、乙二醛、-C(＝NH2)-O-R5、羟甲基膦衍生物、乙基乙烯基、马来酰亚胺、乙烯基砜、烯丙基砜、硫酯、顺铂衍生物、氮丙啶、丙烯酰基；
每个R5各自独立地选自氢、C1-C8烃基、脂环基、杂脂环基、苄基和芳基，其中R5中的任意环均为任选取代；
每个R6各自独立地选自苯甲酰基、乙酰基、苄基、C1-C8烃基硅基、四氢吡喃基、四氢呋喃基、和四氢噻吩基；
每个R7各自独立地选自三苯甲基(trityl)、单甲氧基三苯甲基(MMT)和二甲氧基三苯甲基(DMT)；
每个R8各自独立地选自2-吡啶基、4-吡啶基、5-硝基-2-吡啶基、5-硝基-4-吡啶基、2-硝基苯基、4-硝基苯基、3-羧基-4-硝基苯基、和2,4-二硝基苯基；
每个R9各自独立地选自C1-C16烃基；
每个J各自独立地选自Cl、Br和I。
55.根据权利要求54所述的树枝状分子，其特征在于每个Z1、Z2和Z3是一个具有
Figure FDA0002874186790000211
结构的糖醇连接基团，其中n为2至8左右的整数，m为1至8左右的整数，p为0至8左右的整数，R21为氢。
56.根据权利要求55所述的树枝状分子，其特征在于L为键。
57.根据权利要求56所述的树枝状分子，其特征在于W是由Z1单元的X基团与Z2或Z3单元的X基团反应形成,并且选自-NH-C(＝O)-R2-C(R4)(＝N)-O-、-O-C(R4)(＝N)-R2-C(＝O)-NH、-NH-C(＝O)-R2-C(＝O)-NH-、-NH-C(＝O)-R2-S-CH2-C(＝O)-NH-、-NH-C(＝O)-CH2-S-R2-C(＝O)-NH-、-S-CH2-C(＝O)-NH-、-NH-C(＝O)-CH2-S-。
58.根据权利要求57所述的树枝状分子，其特征在于R4为-CH3，R2为-CH2CH2-。
59.根据权利要求57或58所述的树枝状分子，其特征在于n为2。
60.权利要求59所述的树枝状分子，其特征在于m为2。
61.根据权利要求60所述的树枝状分子，其特征在于p为0至4左右的整数。
62.根据权利要求60所述的树枝状分子，其特征在于p为0。
63.根据权利要求61或62所述的树枝状分子，其特征在于所述树枝状分子由3、7、15、31个分支SA单体形成。
64.根据权利要求61或62所述的树枝状分子，其特征在于所述树枝状分子由3个分支SA单体形成。
65.根据权利要求63或64所述的树枝状分子，其特征在于X选自-ONH2、-NH-C(＝O)-R9-S-C(＝O)-R5、-NH2、NH-C(＝O)-R9-(＝O)OH、-NH-C(＝O)-CH2-J、-SH、-S-S-叔丁基、-S-S-R8、-NH-C(＝O)-R9-S-S-R8、-NH-C(＝O)-CH2-SH、-NH-C(＝O)-R9-S-C(＝O)-R5、
Figure FDA0002874186790000221
66.一种通过分子M1与分支单体B1或包含两个或更多分支单体单元B1的类树枝状SA分子B的Z1单元的X基团反应形成的偶联物，其特征在于所述偶联物具有式(3)或(4)所示的化学结构：
M1-(L2-B1)r (3)或
M1-(L2-B)r (4)
式中
每个M1各自独立地选自固体载体、蛋白质、酶、抗体、抗体片段、多肽、寡核苷酸、寡核苷酸类似物、多糖、代谢物、荧光化合物、化学发光化合物、质谱标签、发色团、生物素、毒素、药物、化疗剂、细胞毒性剂、免疫抑制剂、诊断剂、放射配体、螯合剂和小分子；
r为1至50左右的整数；
每个L2是M1和Z1的X基团反应形成的连接基团，并且各自独立地选自R22和–V1-R22-V22-结构，其中V11和V22各自独立地选自狄尔斯–阿尔德反应加合物、1,3-偶极加合物、-C(R4)(＝N)-O-、-O-C(R4)(＝N)-、-S-CH2-C(＝O)-NH-、-NH-C(＝O)-CH2-S-、-C(＝G2)-G1-、-G1-C(＝G2)-、-G3-、-G1-C(＝G2)-G1-、-S-S-、-S-(CH2)2-S(O)2-、-S(O)2-(CH2)2-S-、-S(O)2-N(R3)-、-N(R3)-S(O)2-、-C(O)-NH-NH-CH2-、-C(O)-NH-N＝CH-、-CH＝N-NH-C(O)-、-CH2-NH-NH-C(O)-、-N(R3)-S(O)2-N(R3)-、-C(O)-NH-CH(CH2SH)-、-N＝CH-、-NH-CH2-、-NH-C(O)-CH2-C(O)-NH-、-CH＝N-G4-、-CH2-NH-G4-、-G4-NH-CH2-、-G4-N＝CH-、-C(＝NH2 +)-NH-、-NH-C(＝NH2 +)-、-O-P(＝O)(O-)-NH-、-NH-P(＝O)(O-)-O-、-CH2-CH(NH2)-CH2-S-、-S-CH2-CH(NH2)-CH2-、-O-P(＝O)(O-)-O-、-O-P(＝O)(S-)-O-、-O-P(＝S)(S-)-O-、
Figure FDA0002874186790000231
其中
每个G1各自独立地选自NR3、O和S；
每个G2各自独立地选自O或S；
每个G3各自独立地选自S、O、NR3和SO2；
每个G4各自独立地选自O或NR3；
每个R22各自独立地选自键、C1-C12烃基、-(CH2CH2O)1-10-、-(CH2CH2O)1-10-CH2-、-CH2-(CHOH)1-6-、-CHOH)1-6-CH2-、-(CHOH)1-6-、任选取代的脂环基、杂脂环基、芳基、肽、对氨基苄基羰基间隔子、带对氨基苄基羰基间隔子的肽、带对氨基苄基羰基间隔子的二肽和拟肽寡聚体；
每个R3各自独立地选自氢、C1-C8烃基、-(OCH2CH2)1-3、任选取代的脂环基和任选取代的杂脂环基；
每个R4各自独立地选自C1-C16烃基；
每个B包含两个或更多分支SA单体单元B1，其中每个B1具有式(1)所示的化学结构：
Figure FDA0002874186790000241
通过Z1单元的X基团与Z2或Z3单元的X基团反应形成的连接基团W，每个B1单元结合一个或多个其它单体单元；
其中
每个Z1、Z2和Z3各自独立地选自
Figure FDA0002874186790000242
其中
n为2至8左右的整数；
m为1至8左右的整数；
p为0至50左右的整数；
每个L和W各自独立地选自键、R2和–V1-R2-V2-结构，其中V1和V2各自独立地选自狄尔斯–阿尔德反应加合物、1,3-偶极加合物、-C(R4)(＝N)-O-、-O-C(R4)(＝N)-、-S-CH2-C(＝O)-NH-、-NH-C(＝O)-CH2-S-、-C(＝G2)-G1-、-G1-C(＝G2)-、-G3-、-G1-C(＝G2)-G1-、-S-S-、-S-S-、-S-(CH2)2-S(O)2-、-S(O)2-(CH2)2-S-、-S(O)2-N(R3)-、-N(R3)-S(O)2-、-C(O)-NH-NH-CH2-、-C(O)-NH-N＝CH-、-CH＝N-NH-C(O)-、-CH2-NH-NH-C(O)-、-N(R3)-S(O)2-N(R3)-、-C(O)-NH-CH(CH2SH)-、-N＝CH-、-NH-CH2-、-NH-C(O)-CH2-C(O)-NH-、-CH＝N-G4-、-CH2-NH-G4-、-G4-NH-CH2-、-G4-N＝CH-、-C(＝NH2 +)-NH-、-NH-C(＝NH2 +)-、-O-P(＝O)(O-)-NH-、-NH-P(＝O)(O-)-O-、-CH2-CH(NH2)-CH2-S-、-S-CH2-CH(NH2)-CH2-、-O-P(＝O)(O-)-O-、-O-P(＝O)(S-)-O-、-O-P(＝S)(S-)-O-、
Figure FDA0002874186790000251
其中
每个G1各自独立地选自NR3、O和S；
每个G2各自独立地选自O或S；
每个G3各自独立地选自S、O、NR3和SO2；
每个G4各自独立地选自O或NR3；
每个R2各自独立地选自键、C1-C12烃基、-(CH2CH2O)1-10-、-(CH2CH2O)1-10-CH2-、-CH2-(CHOH)1-10-CH2-、-CH2-CHOH)1--、-(CHOH)1-6-CH2-、-(CHOH)1-6-、任选取代的脂环基、杂脂环基、芳基、肽、对氨基苄基羰基间隔子、带对氨基苄基羰基间隔子的肽、带对氨基苄基羰基间隔子的二肽和拟肽寡聚体；
每个R3各自独立地选自氢、C1-C8烃基、-(OCH2CH2)1-3、任选取代的脂环基和任选取代的杂脂环基；
每个R4各自独立地选自C1-C16烃基；
每个X各自独立地选自-OH、-J、-R5J、-C(＝O)-J、-C(＝O)-CH2-J、-NH-C(＝O)-CH2-J、-OR5、-OR6、-OR7、-O-甲磺酰基、-O-甲苯磺酰基、-NH-C(＝O)-CH2-O-甲磺酰基、-NH-C(＝O)-CH2-O-甲苯磺酰基、-SH、-S-S-叔丁基、-SR7、-SR5、-S-S-R8、-NH-C(＝O)-R9-S-S-R8、-NH-C(＝O)-CH2-SH、-S(＝O)2-J、-NH-C(＝O)-R9-S-C(＝O)R5、-NH2、-NHR5、-N(R5)R5、-NHR7、-NH-Fmoc、-NH-Boc、N-(邻苯二甲酰亚胺基)、-C(＝O)H、-C(＝O)-R5、NH-C(＝O)-R9-C(＝O)-R5、-C(＝O)OH、NH-C(＝O)-R9-C(＝O)OH、-N＝C＝S、-N＝C＝O、-C≡C-R5、-N＝N+＝N-、-O-NH2、-O-NH-Fmoc、-O-NH-Boc、-O-N-(Boc)2、-O-N(-邻苯二甲酰亚胺基)、-NH-C(＝O)-R9-O-NH-Boc、-NH-C(＝O)-R9-O-N-(Boc)2、NH-C(＝O)-R9-O-N(-邻苯二甲酰亚胺基)、-NH-NH2、-C(＝O)-NH-NH2、-NH-C(＝O)-NH-NH2、-NH-C(＝S)-NH-NH2、甲苯磺酰肼、-R5-NH-C(＝NH2 +)-NH2、-NH-C(＝NH2 +)-CH2CH2CH2-SH、
Figure FDA0002874186790000271
二氮丙啶、任选取代的三氟甲基苯基二氮丙啶、叠氮、酯、碳酸酯基团、乙基乙烯基、马来酰亚胺、乙烯基砜、烯丙基砜、硫酯、氮丙啶，
每个R5各自独立地选自氢、C1-C8烃基、脂环基、杂脂环基、苄基或芳基，其中R5中的任意环均为任选取代；
每个R6各自独立地选自苯甲酰基、乙酰基、苄基、C1-C8烃基硅基、四氢吡喃基、四氢呋喃基、和四氢噻吩基；
每个R7各自独立地选自三苯甲基(trityl)、单甲氧基三苯甲基(MMT)和二甲氧基三苯甲基(DMT)；
每个R8各自独立地选自2-吡啶基、4-吡啶基、5-硝基-2-吡啶基、5-硝基-4-吡啶基、2-硝基苯基、4-硝基苯基、3-羧基-4-硝基苯基、和2,4-二硝基苯基；
每个R9各自独立地选自C1-C16烃基；
每个J各自独立地选自Cl、Br和I。
67.根据权利要求66所述的偶联物，其特征在于L为键。
68.根据权利要求67所述的偶联物，其特征在于n为2。
69.根据权利要求68所述的偶联物，其特征在于m为2。
70.根据权利要求69所述的偶联物，其特征在于p为0。
71.根据权利要求69所述的偶联物，其特征在于p为1。
72.根据权利要求70或71所述的偶联物，其特征在于B包含一个分支单体单元B1。
73.根据权利要求70或71所述的偶联物，其特征在于B包含三个分支单体单元B1。
74.根据权利要求72或73所述的偶联物，其特征在于Z2和Z3的X相同，并且选自-NH-C(＝O)-CH2-J、-NH-C(＝O)-R9-S-S-R8、-NH-C(＝O)-R9-S-C(＝O)-R5、-NH2、-NH-C(＝O)-R9-C(＝O)-R5、NH-C(＝O)-R9-(＝O)OH、-O-NH2、
Figure FDA0002874186790000281
75.根据权利要求70至74中任意一项所述的偶联物，其特征在于M1各自独立地选自固体载体、蛋白质、酶、抗体、抗体片段、多肽、寡核苷酸、寡核苷酸类似物和多糖。
76.根据权利要求70至74中任意一项所述的偶联物，其特征在于M1各自独立地选自蛋白质、抗体、抗体片段和多肽。
77.根据权利要求70至74中任意一项所述的偶联物，其特征在于M1为小分子，r为1。
78.一种具有式(5)或(6)所示化学结构的偶联物：
B-(L1-M2)q (5)或
B1-(L1-M2)q (6)
其特征在于所述偶联物是由一个或多个M2分子与一个分支SA单体B1或包含两个或更多分支SA单体单元B1的一个类树枝状SA分子B的Z2和Z3的一个或多个X基团反应形成的，其中
每个M2各自独立地选自蛋白质、酶、抗体、抗体片段、多肽、寡核苷酸、寡核苷酸类似物、多糖、代谢物、荧光化合物、化学发光化合物、质谱标签、发色团、生物素、毒素、药物、化疗剂、细胞毒性剂、免疫抑制剂、诊断剂、放射配体、螯合剂和小分子；
q为1至50左右的整数；
每个L各自独立地选自、R22和–V1-R22-V22-结构，其中V11和V22各自独立地选自狄尔斯–阿尔德反应加合物、1,3-偶极加合物、-C(R4)(＝N)-O-、-O-C(R4)(＝N)-、-S-CH2-C(＝O)-NH-、-NH-C(＝O)-CH2-S-、-C(＝G2)-G1-、-G1-C(＝G2)-、-G3-、-G1-C(＝G2)-G1-、-S-S-、-S-S-、-S-(CH2)2-S(O)2-、-S(O)2-(CH2)2-S-、-S(O)2-N(R3)-、-N(R3)-S(O)2-、-C(O)-NH-NH-CH2-、-C(O)-NH-N＝CH-、-CH＝N-NH-C(O)-、-CH2-NH-NH-C(O)-、-N(R3)-S(O)2-N(R3)-、-C(O)-NH-CH(CH2SH)-、-N＝CH-、-NH-CH2-、-NH-C(O)-CH2-C(O)-NH-、-CH＝N-G4-、-CH2-NH-G4-、-G4-NH-CH2-、-G4-N＝CH-、-C(＝NH2 +)-NH-、-NH-C(＝NH2 +)-、-O-P(＝O)(O-)-NH-、-NH-P(＝O)(O-)-O-、-CH2-CH(NH2)-CH2-S-、-S-CH2-CH(NH2)-CH2-、-S-CH2-CH(NH2)-CH2-、-O-P(＝O)(O-)-O-、-O-P(＝O)(S-)-O-、-O-P(＝S)(S-)-O-、
Figure FDA0002874186790000291
和
Figure FDA0002874186790000301
其中
每个G1各自独立地选自NR3、O和S；
每个G2各自独立地选自O或S；
每个G3各自独立地选自S、O、NR3和SO2；
每个G4各自独立地选自O或NR3；
每个R22各自独立地选自键、C1-C12烃基、-(CH2CH2O)1-10-、-(CH2CH2O)1-10-CH2-、-CH2-(CHOH)1-6-、-CHOH)1-6-CH2-、-(CHOH)1-6-、任选取代的脂环基、杂脂环基、芳基、肽、对氨基苄基羰基间隔子、带对氨基苄基羰基间隔子的肽、带对氨基苄基羰基间隔子的二肽和拟肽寡聚体；
每个R3各自独立地选自氢、C1-C8烃基、-(OCH2CH2)1-3、任选取代的脂环基和任选取代的杂脂环基；
每个R4各自独立地选自C1-C16烃基；
每个B包含两个或更多分支SA单体单元B1，其中每个B1具有式(1)所示的化学结构：
Figure FDA0002874186790000302
通过Z1单元的X基团与Z2或Z3单元的X基团反应形成的连接基团W，每个B1单元结合一个或多个其它单体单元；
其中
每个Z1、Z2和Z3各自独立地选自
Figure FDA0002874186790000311
其中
n为2至8左右的整数；
m为1至8左右的整数；
p为0至4左右的整数；
每个L和W各自独立地选自键、R2和–V1-R2-V2-结构，其中V1和V2各自独立地选自狄尔斯–阿尔德反应加合物、1,3-偶极加合物、-C(R4)(＝N)-O-、-O-C(R4)(＝N)-、-S-CH2-C(＝O)-NH-、-NH-C(＝O)-CH2-S-、-C(＝G2)-G1-、-G1-C(＝G2)-、-G3-、-G1-C(＝G2)-G1-、-S-S-、-S-S-、-S-(CH2)2-S(O)2-、-S(O)2-(CH2)2-S-、-S(O)2-N(R3)-、-N(R3)-S(O)2-、-C(O)-NH-NH-CH2-、-C(O)-NH-N＝CH-、-CH＝N-NH-C(O)-、-CH2-NH-NH-C(O)-、-N(R3)-S(O)2-N(R3)-、-C(O)-NH-CH(CH2SH)-、-N＝CH-、-NH-CH2-、-NH-C(O)-CH2-C(O)-NH-、-CH＝N-G4-、-CH2-NH-G4-、-G4-NH-CH2-、-G4-N＝CH-、-C(＝NH2 +)-NH-、-NH-C(＝NH2 +)-、-O-P(＝O)(O-)-NH-、-NH-P(＝O)(O-)-O-、-CH2-CH(NH2)-CH2-S-、-S-CH2-CH(NH2)-CH2-、-S-CH2-CH(NH2)-CH2-、-O-P(＝O)(O-)-O-、-O-P(＝O)(S-)-O-、-O-P(＝S)(S-)-O-、
Figure FDA0002874186790000312
Figure FDA0002874186790000313
其中
每个G1各自独立地选自NR3、O和S；
每个G2各自独立地选自O或S；
每个G3各自独立地选自S、O、NR3和SO2；
每个G4各自独立地选自O或NR3；
每个R2各自独立地选自键、C1-C12烃基、-(CH2CH2O)1-10-、-(CH2CH2O)1-10-CH2-、-(CH2CH2O)1-10-CH2-、-CH2-(CHOH)1-6-、-(CHOH)1-6-CH2-、-(CHOH)1-6-、任选取代的脂环基、杂脂环基、芳基、肽、对氨基苄基羰基间隔子、带对氨基苄基羰基间隔子的肽、带对氨基苄基羰基间隔子的二肽和拟肽寡聚体；
每个R3各自独立地选自氢、C1-C8烃基、-(OCH2CH2)1-3、任选取代的脂环基和任选取代的杂脂环基；
每个R4各自独立地选自C1-C16烃基；
每个X各自独立地选自-OH、-J、-R5J、-C(＝O)-J、-C(＝O)-CH2-J、-NH-C(＝O)-CH2-J、-OR5、-OR6、-OR7、-O-甲磺酰基、-O-甲苯磺酰基、-NH-C(＝O)-CH2-O-甲磺酰基、-NH-C(＝O)-CH2-O-甲苯磺酰基、-SH、-S-S-叔丁基、-SR7、-SR5、-S-S-R8、-NH-C(＝O)-R9-S-S-R8、-NH-C(＝O)-CH2-SH、-S(＝O)2-J、-NH-C(＝O)-R9-S-C(＝O)R5、-NH2、-NHR5、-N(R5)R5、-NHR7、-NH-Fmoc、-NH-Boc、N-(邻苯二甲酰亚胺基)、-C(＝O)H、-C(＝O)-R5、NH-C(＝O)-R9-C(＝O)-R5、-C(＝O)OH、NH-C(＝O)-R9-C(＝O)OH、-N＝C＝S、-N＝C＝O、-C≡C-R5、-N＝N+＝N-、-O-NH2、-O-NH-Fmoc、-O-NH-Boc、-O-N-(Boc)2、-O-N(-邻苯二甲酰亚胺基)、-NH-C(＝O)-R9-O-NH-Boc、-NH-C(＝O)-R9-O-N-(Boc)2、NH-C(＝O)-R9-O-N(-邻苯二甲酰亚胺基)、-NH-NH2、-C(＝O)-NH-NH2、-NH-C(＝O)-NH-NH2、-NH-C(＝S)-NH-NH2、甲苯磺酰肼、-R5-NH-C(＝NH2 +)-NH2、-NH-C(＝NH2 +)-CH2CH2CH2-SH、
Figure FDA0002874186790000331
二氮丙啶、任选取代的三氟甲基苯基二氮丙啶、叠氮、酯、碳酸酯基团、乙基乙烯基、马来酰亚胺、乙烯基砜、烯丙基砜、硫酯、氮丙啶，
每个R5各自独立地选自氢、C1-C8烃基、脂环基、杂脂环基、苄基或芳基，其中R5中的任意环均为任选取代；
每个R6各自独立地选自苯甲酰基、乙酰基、苄基、C1-C8烃基硅基、四氢吡喃基、四氢呋喃基、和四氢噻吩基；
每个R7各自独立地选自三苯甲基(trityl)、单甲氧基三苯甲基(MMT)和二甲氧基三苯甲基(DMT)；
每个R8各自独立地选自2-吡啶基、4-吡啶基、5-硝基-2-吡啶基、5-硝基-4-吡啶基、2-硝基苯基、4-硝基苯基、3-羧基-4-硝基苯基、和2,4-二硝基苯基；
每个R9各自独立地选自C1-C16烃基；
每个J各自独立地选自Cl、Br和I。
79.根据权利要求78所述的偶联物，其特征在于L为键。
80.根据权利要求79所述的偶联物，其特征在于n为2。
81.根据权利要求80所述的偶联物，其特征在于m为2。
82.根据权利要求81所述的偶联物，其特征在于p为0。
83.根据权利要求81所述的偶联物，其特征在于p为1。
84.根据权利要求82或83所述的偶联物，其特征在于B包含三个分支单体单元B1。
85.根据权利要求82或82所述的偶联物，其特征在于B包含一个分支单体单元B1。
86.根据权利要求84或85所述的偶联物，其特征在于Z2和Z3的X相同，并且选自-NH-C(＝O)-CH2-J、-NH-C(＝O)-R9-S-S-R8、-NH-C(＝O)-R9-S-C(＝O)-R5、-NH2、-NH-C(＝O)-R9-C(＝O)-R5、NH-C(＝O)-R9-(＝O)OH、-O-NH2、
Figure FDA0002874186790000341
87.根据权利要求82至86中任意一项所述的偶联物，其特征在于M2各自独立地选自代谢物、荧光化合物、化学发光化合物、质谱标签、发色团、生物素、毒素、药物、化疗剂、细胞毒性剂、免疫抑制剂、诊断剂、放射配体、螯合剂和小分子。
88.根据权利要求82至86中任意一项所述的偶联物，其特征在于M2为荧光化合物或生物素。
89.根据权利要求82至86中任意一项所述的偶联物，其特征在于M2为化疗剂。
90.一种具有式(7)或(8)所示化学结构的偶联物：
M1-(L1-B1-(L1-M2)q)r (7)或
M1-(L1-B-(L1-M2)q)r (8)
其特征在于所述偶联物是由一个M1分子与一个分支SA单体单元B1或包含两个或更多分支SA单体单元B1的一个类树枝状SA分子B的Z1的X基团反应，以及一个或多个M2分子与一个分支SA单体单元B1或包含两个或更多SA单体单元B1的一个类树枝状SA分子B的Z2或Z3的一个或多个X基团反应形成的；
其中
q为1至50左右的整数；
r为1至50左右的整数；
每个M1各自独立地选自固体载体、蛋白质、酶、抗体、抗体片段、多肽、寡核苷酸、寡核苷酸类似物、多糖、代谢物、荧光化合物、化学发光化合物、质谱标签、发色团、生物素、毒素、药物、化疗剂、细胞毒性剂、免疫抑制剂、诊断剂、放射配体、螯合剂和小分子；
每个M2各自独立地选自蛋白质、酶、抗体、抗体片段、多肽、寡核苷酸、寡核苷酸类似物、多糖、代谢物、荧光化合物、化学发光化合物、质谱标签、发色团、生物素、毒素、药物、化疗剂、细胞毒性剂、免疫抑制剂、诊断剂、放射配体、螯合剂和小分子；
每个L各自独立地选自R22和–V1-R22-V2-结构，其中V11和V22各自独立地选自狄尔斯–阿尔德反应加合物、1,3-偶极加合物、-C(R4)(＝N)-O-、-O-C(R4)(＝N)-、-S-CH2-C(＝O)-NH-、-NH-C(＝O)-CH2-S-、-C(＝G2)-G1-、-G1-C(＝G2)-、-G3-、-G1-C(＝G2)-G1-、-S-S-、-S-(CH2)2-S(O)2-、-S(O)2-(CH2)2-S-、-S(O)2-N(R3)-、-N(R3)-S(O)2-、-C(O)-NH-NH-CH2-、-C(O)-NH-N＝CH-、-CH＝N-NH-C(O)-、-CH2-NH-NH-C(O)-、-N(R3)-S(O)2-N(R3)-、-C(O)-NH-CH(CH2SH)-、-N＝CH-、-NH-CH2-、-NH-C(O)-CH2-C(O)-NH-、-CH＝N-G4-、-CH2-NH-G4-、-G4-NH-CH2-、-G4-N＝CH-、-C(＝NH2 +)-NH-、-NH-C(＝NH2 +)-、-O-P(＝O)(O-)-NH-、-NH-P(＝O)(O-)-O-、-CH2-CH(NH2)-CH2-S-、-S-CH2-CH(NH2)-CH2-、-O-P(＝O)(O-)-O-、-O-P(＝O)(S-)-O-、-O-P(＝S)(S-)-O-、
Figure FDA0002874186790000361
Figure FDA0002874186790000362
其中
每个G1各自独立地选自NR3、O和S；
每个G2各自独立地选自O或S；
每个G3各自独立地选自S、O、NR3和SO2；
每个G4各自独立地选自O或NR3；
每个R22各自独立地选自键、C1-C12烃基、-(CH2CH2O)1-10-、-(CH2CH2O)1-10-CH2-、-CH2-(CHOH)1-6-、-CHOH)1-6-CH2-、-(CHOH)1-6-、任选取代的脂环基、杂脂环基、芳基、肽、对氨基苄基羰基间隔子、带对氨基苄基羰基间隔子的肽、带对氨基苄基羰基间隔子的二肽和拟肽寡聚体；
每个R3各自独立地选自氢、C1-C8烃基、-(OCH2CH2)1-3、任选取代的脂环基和任选取代的杂脂环基；
每个R4各自独立地选自C1-C16烃基；
每个B包含两个或更多分支SA单体单元B1，其中每个B1具有式(1)所示的化学结构：
Figure FDA0002874186790000371
通过Z1单元的X基团与Z2或Z3单元的X基团反应形成的连接基团W，每个B1单元结合一个或多个其它单体单元；
其中
每个Z1、Z2和Z3各自独立地选自
Figure FDA0002874186790000372
其中
n为2至8左右的整数；
m为1至8左右的整数；
p为0至4左右的整数；
每个L和W各自独立地选自键、R2和–V1-R2-V2-结构，其中V1和V2各自独立地选自狄尔斯–阿尔德反应加合物、1,3-偶极加合物、-C(R4)(＝N)-O-、-O-C(R4)(＝N)-、-S-CH2-C(＝O)-NH-、-NH-C(＝O)-CH2-S-、-C(＝G2)-G1-、-G1-C(＝G2)-、-G3-、-G1-C(＝G2)-G1-、-S-S-、-S-S-、-S-(CH2)2-S(O)2-、-S(O)2-(CH2)2-S-、-S(O)2-N(R3)-、-N(R3)-S(O)2-、-C(O)-NH-NH-CH2-、-C(O)-NH-N＝CH-、-CH＝N-NH-C(O)-、-CH2-NH-NH-C(O)-、-N(R3)-S(O)2-N(R3)-、-C(O)-NH-CH(CH2SH)-、-N＝CH-、-NH-CH2-、-NH-C(O)-CH2-C(O)-NH-、-CH＝N-G4-、-CH2-NH-G4-、-G4-NH-CH2-、-G4-N＝CH-、-C(＝NH2 +)-NH-、-NH-C(＝NH2 +)-、-O-P(＝O)(O-)-NH-、-NH-P(＝O)(O-)-O-、-CH2-CH(NH2)-CH2-S-、-S-CH2-CH(NH2)-CH2-、-S-CH2-CH(NH2)-CH2-、-O-P(＝O)(O-)-O-、-O-P(＝O)(S-)-O-、-O-P(＝S)(S-)-O-、
Figure FDA0002874186790000381
Figure FDA0002874186790000382
其中
每个G1各自独立地选自NR3、O和S；
每个G2各自独立地选自O或S；
每个G3各自独立地选自S、O、NR3和SO2；
每个G4各自独立地选自O或NR3；
每个R2各自独立地选自键、C1-C12烃基、-(CH2CH2O)1-10-、-(CH2CH2O)1-10-CH2-、-(CH2CH2O)1-10-CH2-、-CH2-(CHOH)1-6-、-(CHOH)1-6-CH2-、-(CHOH)1-6-、任选取代的脂环基、杂脂环基、芳基、肽、对氨基苄基羰基间隔子、带对氨基苄基羰基间隔子的肽、带对氨基苄基羰基间隔子的二肽和拟肽寡聚体；
每个R3各自独立地选自氢、C1-C8烃基、-(OCH2CH2)1-3、任选取代的脂环基和任选取代的杂脂环基；
每个R4各自独立地选自C1-C16烃基；
每个X各自独立地选自-OH、-J、-R5J、-C(＝O)-J、-C(＝O)-CH2-J、-NH-C(＝O)-CH2-J、-OR5、-OR6、-OR7、-O-甲磺酰基、-O-甲苯磺酰基、-NH-C(＝O)-CH2-O-甲磺酰基、-NH-C(＝O)-CH2-O-甲苯磺酰基、-SH、-S-S-叔丁基、-SR7、-SR5、-S-S-R8、-NH-C(＝O)-R9-S-S-R8、-NH-C(＝O)-CH2-SH、-S(＝O)2-J、-NH-C(＝O)-R9-S-C(＝O)R5、-NH2、-NHR5、-N(R5)R5、-NHR7、-NHR7、-NH-Fmoc、-NH-Boc、N-(邻苯二甲酰亚胺基)、-C(＝O)H、-C(＝O)-R5、NH-C(＝O)-R9-C(＝O)-R5、-C(＝O)OH、NH-C(＝O)-R9-C(＝O)OH、-N＝C＝S、-N＝C＝O、-C≡C-R5、-N＝N+＝N-、-O-NH2、-O-NH-Fmoc、-O-NH-Boc、-O-N-(Boc)2、-O-N(-邻苯二甲酰亚胺基)、-NH-C(＝O)-R9-O-NH-Boc、-NH-C(＝O)-R9-O-N-(Boc)2、NH-C(＝O)-R9-O-N(-邻苯二甲酰亚胺基)、-NH-NH2、-C(＝O)-NH-NH2、-NH-C(＝O)-NH-NH2、-NH-C(＝S)-NH-NH2、甲苯磺酰肼、-R5-NH-C(＝NH2 +)-NH2、-NH-C(＝NH2 +)-CH2CH2CH2-SH、
Figure FDA0002874186790000401
二氮丙啶、任选取代的三氟甲基苯基二氮丙啶、叠氮、酯、碳酸酯基团、乙基乙烯基、马来酰亚胺、乙烯基砜、烯丙基砜、硫酯、氮丙啶，
每个R5各自独立地选自氢、C1-C8烃基、脂环基、杂脂环基、苄基或芳基，其中R5中的任意环均为任选取代；
每个R6各自独立地选自苯甲酰基、乙酰基、苄基、C1-C8烃基硅基、四氢吡喃基、四氢呋喃基、和四氢噻吩基；
每个R7各自独立地选自三苯甲基(trityl)、单甲氧基三苯甲基(MMT)和二甲氧基三苯甲基(DMT)；
每个R8各自独立地选自2-吡啶基、4-吡啶基、5-硝基-2-吡啶基、5-硝基-4-吡啶基、2-硝基苯基、4-硝基苯基、3-羧基-4-硝基苯基、和2,4-二硝基苯基；
每个R9各自独立地选自C1-C16烃基；
每个J各自独立地选自Cl、Br和I。
91.根据权利要求90所述的偶联物，其特征在于L为键。
92.根据权利要求91所述的偶联物，其特征在于n为2。
93.根据权利要求92所述的偶联物，其特征在于m为2。
94.根据权利要求93所述的偶联物，其特征在于p为0。
95.根据权利要求93所述的偶联物，其特征在于p为1。
96.根据权利要求94或95所述的偶联物，其特征在于B包含一个分支单体单元B1。
97.根据权利要求94或95所述的偶联物，其特征在于B包含三个分支单体单元B1。
98.根据权利要求94或95所述的偶联物，其特征在于B包含七个分支单体单元B1。
99.根据权利要求94至98中任意一项所述的偶联物，其特征在于M1各自独立地选自蛋白质、酶、抗体和抗体片段。
100.根据权利要求94至98中任意一项所述的偶联物，其特征在于M2各自独立地选自荧光化合物、发色团、生物素、毒素、药物、化疗剂、细胞毒性剂、免疫抑制剂和诊断剂。
101.根据权利要求94至98中任意一项所述的偶联物，其特征在于M1为抗体或抗体片段，其中M2为化疗剂。
102.一种制备具有式1所示化学结构的分支SA单体的方法：
Figure FDA0002874186790000411
式中
每个Z1、Z2和Z3各自独立地选自R11和
Figure FDA0002874186790000412
Figure FDA0002874186790000413
Z1、Z2和Z3之中至少一个不是R11；
每个R11各自独立地选自氢、乙酰基、乙酸酯、苯甲酰基、苄基、β-甲氧基乙氧基甲醚、二甲氧基三苯甲基、甲氧基甲醚、甲氧基三苯甲基[(4-甲氧基苯基)二苯基甲基]、对甲氧基苄基醚、甲硫基甲醚、特戊酰基、四氢吡喃基、四氢呋喃基、四氢噻吩基、三苯甲基、硅基醚、C1-C8烃基硅基、甲基醚和乙氧基乙基醚；
每个R21各自独立地选自氢、乙酰基、苯甲酰基、苄基、β-甲氧基乙氧基甲醚、二甲氧基三苯甲基、甲氧基甲醚、甲氧基三苯甲基[(4-甲氧基苯基)二苯基甲基]、对甲氧基苄基醚、甲硫基甲醚、特戊酰基、四氢吡喃基、四氢呋喃基、四氢噻吩基、三苯甲基、硅基醚、C1-C8烃基硅基、甲基醚和乙氧基乙基醚、C1-C8烃基、环状原酸酯和邻位醇的丙酮化合物；
n为2至8左右的整数；
m为1至8左右的整数；
p为0至50左右的整数；
n1为1至4左右的整数；
m1为1至4左右的整数；
每个L和W各自独立地选自R2和–V1-R2-V2-结构，其中V1和V2各自独立地选自狄尔斯–阿尔德反应加合物、1,3-偶极加合物、-C(R4)(＝N)-O-、-O-C(R4)(＝N)-、-S-CH2-C(＝O)-NH-、-NH-C(＝O)-CH2-S-、-C(＝G2)-G1-、-G1-C(＝G2)-、-G3-、-G1-C(＝G2)-G1-、-S-S-、-S-(CH2)2-S(O)2-、-S-(CH2)2-S(O)2-、-S(O)2-(CH2)2-S-、-S(O)2-N(R3)-、-N(R3)-S(O)2-、-C(O)-NH-NH-CH2-、-C(O)-NH-N＝CH-、-CH＝N-NH-C(O)-、-CH2-NH-NH-C(O)-、-N(R3)-S(O)2-N(R3)-、-C(O)-NH-CH(CH2SH)-、-N＝CH-、-NH-CH2-、-NH-C(O)-CH2-C(O)-NH-、-CH＝N-G4-、-CH2-NH-G4-、-G4-NH-CH2-、-G4-N＝CH-、-C(＝NH2 +)-NH-、-NH-C(＝NH2 +)-、-O-P(＝O)(O-)-NH-、-NH-P(＝O)(O-)-O-、-CH2-CH(NH2)-CH2-S-、-S-CH2-CH(NH2)-CH2-、-O-P(＝O)(O-)-O-、-O-P(＝O)(S-)-O-、-O-P(＝S)(S-)-O-、
Figure FDA0002874186790000431
Figure FDA0002874186790000432
其中
每个G1各自独立地选自NR3、O和S；
每个G2各自独立地选自O或S；
每个G3各自独立地选自S、O、NR3和SO2；
每个G4各自独立地选自O或NR3；
每个R2各自独立地选自键、C1-C12烃基、-(CH2CH2O)1-10-、-(CH2CH2O)1-10-CH2-、-CH2-(CHOH)1-6-、-CHOH)1-6-CH2-、-(CHOH)1-6-、任选取代的脂环基、杂脂环基、芳基、肽、对氨基苄基羰基间隔子、带对氨基苄基羰基间隔子的肽、带对氨基苄基羰基间隔子的二肽和拟肽寡聚体；
每个R3各自独立地选自氢、C1-C8烃基、-(OCH2CH2)1-3、任选取代的脂环基和任选取代的杂脂环基；
每个R4各自独立地选自C1-C16烃基；
每个X各自独立地选自-OH、-J、-R5J、-C(＝O)-J、-C(＝O)-CH2-J、-NH-C(＝O)-CH2-J、-OR5、-OR6、-OR7、-O-甲磺酰基、-O-甲苯磺酰基、-NH-C(＝O)-CH2-O-甲磺酰基、-NH-C(＝O)-CH2-O-甲苯磺酰基、-SH、-S-S-叔丁基、-SR7、-SR5、-S-S-R8、-NH-C(＝O)-R9-S-S-R8、-NH-C(＝O)-CH2-SH、-S(＝O)2-J、-NH-C(＝O)-R9-S-C(＝O)R5、-NH2、-NHR5、-N(R5)R5、-NHR7、-NHR7、-NH-Fmoc、-NH-Boc、N-(邻苯二甲酰亚胺基)、-C(＝O)H、-C(＝O)-R5、NH-C(＝O)-R9-C(＝O)-R5、-C(＝O)OH、NH-C(＝O)-R9-C(＝O)OH、-N＝C＝S、-N＝C＝O、-C≡C-R5、-N＝N+＝N-、-O-NH2、-O-NH-Fmoc、-O-NH-Boc、-O-N-(Boc)2、-O-N(-邻苯二甲酰亚胺基)、-NH-C(＝O)-R9-O-NH-Boc、-NH-C(＝O)-R9-O-N-(Boc)2、NH-C(＝O)-R9-O-N(-邻苯二甲酰亚胺基)、-NH-NH2、-C(＝O)-NH-NH2、-NH-C(＝O)-NH-NH2、-NH-C(＝S)-NH-NH2、甲苯磺酰肼、-R5-NH-C(＝NH2 +)-NH2、-NH-C(＝NH2 +)-CH2CH2CH2-SH、
Figure FDA0002874186790000441
二苯甲酮、芳基重氮化物、重氮烷、重氮乙酰基、蒽醌、二氮丙啶、任选取代的三氟甲基苯基二氮丙啶、二烯烃、亲二烯体、1,3-偶极体、亲偶极体、烯烃、烯酮、烯、带烯丙基氢的烯烃、二羰基、环氧化物、环氧乙烷、有机硅烷、膦基、酯、酸酐、碳酸酯基、乙二醛、-C(＝NH2)-O-R5、羟甲基膦衍生物、乙基乙烯基、马来酰亚胺、乙烯基砜、烯丙基砜、硫酯、顺铂衍生物、氮丙啶、丙烯酰基；
每个R5各自独立地选自氢、C1-C8烃基、脂环基、杂脂环基、苄基或芳基，其中R5中的任意环均为任选取代；
每个R6各自独立地选自苯甲酰基、乙酰基、苄基、C1-C8烃基硅基、四氢吡喃基、四氢呋喃基、和四氢噻吩基；
每个R7各自独立地选自三苯甲基(trityl)、单甲氧基三苯甲基(MMT)和二甲氧基三苯甲基(DMT)；
每个R8各自独立地选自2-吡啶基、4-吡啶基、5-硝基-2-吡啶基、5-硝基-4-吡啶基、2-硝基苯基、4-硝基苯基、3-羧基-4-硝基苯基、和2,4-二硝基苯基；
每个R9各自独立地选自C1-C16烃基；
每个J各自独立地选自Cl、Br和I。
其特征在于所述方法包括以下步骤：
(1)取甘油；
(2)使甘油与能够以R23选择性地保护两个末端伯羟基的试剂结合，以形成具有式(2)
Figure FDA0002874186790000451
所示化学结构的中间体；
(3)取具有式3
Figure FDA0002874186790000452
或式4
Figure FDA0002874186790000453
所示化学结构和一个游离伯羟基的第一SA分子；
(4)以良好的离去基团取代式3或4的伯羟基；
(5)在允许两个单元缩合的条件下使第一SA分子和甘油结合以形成分支SA单体；
(6)除去分支SA单体中甘油的伯羟基的一个或两个保护基团(R23)；
(7)取具有式3
Figure FDA0002874186790000461
或式4
Figure FDA0002874186790000462
所示化学结构和游离伯羟基的第二SA分子；
(8)以良好的离去基团取代第二SA分子的伯羟基；
(9)在允许两个单元缩合的条件下使分支SA单体和一个或两个第二SA分子结合以形成大型分支SA单体；
(10)使以上分支SA单体与能够选择性地对SA分子的R24或R25基团脱保护的试剂结合；
(11)使以上反应产物进一步与能够引入连接子L和不同功能基团X的试剂反应，以形成具有式(1)
Figure FDA0002874186790000463
所示化学结构的分支SA单体。
103.根据权利要求102所述的方法，其特征在于每个R21、R23、R24和R25各自独立地选乙酰基、乙酸酯、苯甲酰基、苄基、β-甲氧基乙氧基甲醚、二甲氧基三苯甲基、甲氧基甲醚、甲氧基三苯甲基[(4-甲氧基苯基)二苯基甲基]、对甲氧基苄基醚、甲硫基甲醚、特戊酰基、四氢吡喃基、四氢呋喃基、四氢噻吩基、三苯甲基、硅基醚、C1-C8烃基硅基、甲基醚和乙氧基乙基醚。
104.一种基于固相组装包含两个或更多分支SA单体单元B1的类树枝状SA分子的方法，其中通过Z1单元的X基团与Z2或Z3单元的X基团反应形成的连接基团W，每个B1单元结合一个或多个其它单体单元；
其中
每个B1具有式1所示的化学结构：
Figure FDA0002874186790000471
其中
每个Z1、Z2和Z3各自独立地选自R11和
Figure FDA0002874186790000472
Figure FDA0002874186790000473
Z1、Z2和Z3之中至少一个不是R11；
每个R11各自独立地选自氢、乙酰基、乙酸酯、苯甲酰基、苄基、β-甲氧基乙氧基甲醚、二甲氧基三苯甲基、甲氧基甲醚、甲氧基三苯甲基[(4-甲氧基苯基)二苯基甲基]、对甲氧基苄基醚、甲硫基甲醚、特戊酰基、四氢吡喃基、四氢呋喃基、四氢噻吩基、三苯甲基、硅基醚、C1-C8烃基硅基、甲基醚和乙氧基乙基醚；
R21各自独立地选自氢、乙酰基、苯甲酰基、苄基、β-甲氧基乙氧基甲醚、二甲氧基三苯甲基、甲氧基甲醚、甲氧基三苯甲基[(4-甲氧基苯基)二苯基甲基]、对甲氧基苄基醚、甲硫基甲醚、特戊酰基、四氢吡喃基、四氢呋喃基、四氢噻吩基、三苯甲基、硅基醚、C1-C8烃基硅基、甲基醚和乙氧基乙基醚、C1-C8烃基、环状原酸酯和邻位醇的丙酮化合物；
n为2至8左右的整数；
m为1至8左右的整数；
p为0至50左右的整数；
n1为1至4左右的整数；
m1为1至4左右的整数；
每个L和W各自独立地选自键、R2和–V1-R2-V2-结构，其中V1和V2各自独立地选自狄尔斯–阿尔德反应加合物、1,3-偶极加合物、-C(R4)(＝N)-O-、-O-C(R4)(＝N)-、-S-CH2-C(＝O)-NH-、-NH-C(＝O)-CH2-S-、-C(＝G2)-G1-、-G1-C(＝G2)-、-G3-、-G1-C(＝G2)-G1-、-S-S-、-S-S-、-S-(CH2)2-S(O)2-、-S(O)2-(CH2)2-S-、-S(O)2-N(R3)-、-N(R3)-S(O)2-、-C(O)-NH-NH-CH2-、-C(O)-NH-N＝CH-、-CH＝N-NH-C(O)-、-CH2-NH-NH-C(O)-、-N(R3)-S(O)2-N(R3)-、-C(O)-NH-CH(CH2SH)-、-N＝CH-、-NH-CH2-、-NH-C(O)-CH2-C(O)-NH-、-CH＝N-G4-、-CH2-NH-G4-、-G4-NH-CH2-、-G4-N＝CH-、-C(＝NH2 +)-NH-、-NH-C(＝NH2 +)-、-O-P(＝O)(O-)-NH-、-NH-P(＝O)(O-)-O-、-CH2-CH(NH2)-CH2-S-、-S-CH2-CH(NH2)-CH2-、-S-CH2-CH(NH2)-CH2-、-O-P(＝O)(O-)-O-、-O-P(＝O)(S-)-O-、-O-P(＝S)(S-)-O-、
Figure FDA0002874186790000491
Figure FDA0002874186790000492
其中
每个G1各自独立地选自NR3、O和S；
每个G2各自独立地选自O或S；
每个G3各自独立地选自S、O、NR3和SO2；
每个G4各自独立地选自O或NR3；
每个R2各自独立地选自键、C1-C12烃基、-(CH2CH2O)1-10-、-(CH2CH2O)1-10-CH2-、-CH2-(CHOH)1-10-CH2-、-CH2-CHOH)1--、-(CHOH)1-6-CH2-、-(CHOH)1-6-、任选取代的脂环基、杂脂环基、芳基、肽、对氨基苄基羰基间隔子、带对氨基苄基羰基间隔子的肽、带对氨基苄基羰基间隔子的二肽和拟肽寡聚体；
每个R3各自独立地选自氢、C1-C8烃基、-(OCH2CH2)1-3、任选取代的脂环基和任选取代的杂脂环基；
每个R4各自独立地选自C1-C16烃基；
每个X各自独立地选自-OH、-J、-R5J、-C(＝O)-J、-C(＝O)-CH2-J、-NH-C(＝O)-CH2-J、-OR5、-OR6、-OR7、-O-甲磺酰基、-O-甲苯磺酰基、-NH-C(＝O)-CH2-O-甲磺酰基、-NH-C(＝O)-CH2-O-甲苯磺酰基、-SH、-S-S-叔丁基、-SR7、-SR5、-S-S-R8、-NH-C(＝O)-R9-S-S-R8、-NH-C(＝O)-CH2-SH、-S(＝O)2-J、-NH-C(＝O)-R9-S-C(＝O)R5、-NH2、-NHR5、-N(R5)R5、-NHR7、-NH-Fmoc、-NH-Boc、N-(邻苯二甲酰亚胺基)、-C(＝O)H、-C(＝O)-R5、NH-C(＝O)-R9-C(＝O)-R5、-C(＝O)OH、NH-C(＝O)-R9-C(＝O)OH、-N＝C＝S、-N＝C＝O、-C≡C-R5、-N＝N+＝N-、-O-NH2、-O-NH-Fmoc、-O-NH-Boc、-O-N-(Boc)2、-O-N(-邻苯二甲酰亚胺基)、-NH-C(＝O)-R9-O-NH-Boc、-NH-C(＝O)-R9-O-N-(Boc)2、NH-C(＝O)-R9-O-N(-邻苯二甲酰亚胺基)、-NH-NH2、-C(＝O)-NH-NH2、-NH-C(＝O)-NH-NH2、-NH-C(＝S)-NH-NH2、甲苯磺酰肼、-R5-NH-C(＝NH2 +)-NH2、-NH-C(＝NH2 +)-CH2CH2CH2-SH、
Figure FDA0002874186790000501
二苯甲酮、芳基重氮化物、重氮烷、重氮乙酰基、蒽醌、二氮丙啶、任选取代的三氟甲基苯基二氮丙啶、二烯烃、亲二烯体、1,3-偶极体、亲偶极体、烯烃、烯酮、烯、带烯丙基氢的烯烃、二羰基、环氧化物、环氧乙烷、有机硅烷、膦基、酯、酸酐、碳酸酯基、乙二醛、-C(＝NH2)-O-R5、羟甲基膦衍生物、乙基乙烯基、马来酰亚胺、乙烯基砜、烯丙基砜、硫酯、顺铂衍生物、氮丙啶、丙烯酰基；
每个R5各自独立地选自氢、C1-C8烃基、脂环基、杂脂环基、苄基或芳基，其中R5中的任意环均为任选取代；
每个R6各自独立地选自苯甲酰基、乙酰基、苄基、C1-C8烃基硅基、四氢吡喃基、四氢呋喃基、和四氢噻吩基；
每个R7各自独立地选自三苯甲基(trityl)、单甲氧基三苯甲基(MMT)和二甲氧基三苯甲基(DMT)；
每个R8各自独立地选自2-吡啶基、4-吡啶基、5-硝基-2-吡啶基、5-硝基-4-吡啶基、2-硝基苯基、4-硝基苯基、3-羧基-4-硝基苯基、和2,4-二硝基苯基；
每个R9各自独立地选自C1-C16烃基；
每个J各自独立地选自Cl、Br和I。
其特征在于所述方法包括以下步骤：
(1)取一种固相载体，其中所述固相载体是具有以下任意一种功能基团的商品化聚苯乙烯树脂：4-苄氧基苄醇、三苯甲基醇、2-氯三苯甲基醇、三苯甲基氯、4-甲基三苯甲基氯、4-甲氧基三苯甲基氯、4-(4-羟基甲基-3-甲氧基苯氧基)丁酰MBHA、4-(2’4’-二甲氧基苯基羟甲基)苯氧基、4-(4-羟甲基-3-甲氧基苯氧基)丁基]BHA、4-羟甲基苯甲酰基MBHA、4-(4-羟甲基-3-甲氧基苯氧基)丁基MBHA、HMBA AM、TentaGel S PHB、Tentagel S HMBA、4-羟甲基苯氧基乙酰基AM、醇、酮、胺、氨甲基、碳酸酯、羧酸、硫醇、可光裂解化合物；
(2)取具有式(1)
Figure FDA0002874186790000511
所示化学结构的第一分支SA单体，其中Z1的X基团选自-OH、-NH2、-ONH2、-COOH；
(3)在允许第一分支SA单体单元连接树脂的条件下使固相载体与第一分支SA单体单元结合；
(4)在固相载体上进行反应以活化Z2或Z3的X基团，或引入额外的连接子或连接基团；
(5)取具有式(1)
Figure FDA0002874186790000521
所示化学结构的第二分支SA单体单元；
(6)在允许一个或两个第二分支单体单元与第一分支SA单体单元缩合的条件下，使固相载体结合第二分支SA单体单元；
(7)重复步骤4至6以生成高度有序的树枝状分子；
(8)获得目标树枝状分子后，使所述树枝状分子从所述固相载体上裂解，以释放类树枝状SA分子。
105.根据权利要求104所述的方法，其特征在于第一分支SA单体通过胺基团连接树脂。
106.根据权利要求104所述的方法，其特征在于第一分支SA单体通过氨氧基团连接树脂。
107.根据权利要求104所述的方法，其特征在于第一分支SA单体通过羟基连接树脂。
108.根据权利要求104至107中任意一项所述的方法，其特征在于所述固相选自2-氯三苯甲基氯树脂、三苯甲基氯树脂、4-甲基三苯甲基氯树脂和4-甲氧基三苯甲基氯树脂。
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