CN112703185A - 硫代环庚炔衍生物及其用途 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及通式(I)的新型硫代环庚炔衍生物，并且具体地涉及硫杂环炔烃磺酰亚胺衍生物及其合成。本发明还涉及新型硫代环庚炔衍生物在与连接体和药物的偶联反应中的用途。本发明还涉及新型硫代环庚炔在生物正交(无铜)点击反应中的用途。本发明还涉及新型硫代环庚炔衍生物在产生高级多功能药物递送系统(载药)纳米颗粒中的用途。

Description

硫代环庚炔衍生物及其用途
发明领域
本发明涉及新型硫代环庚炔衍生物，特别是硫杂环炔磺酰亚胺衍生物及其合成。本发明还涉及新型硫代环庚炔衍生物在各种偶联反应中的用途，所述偶联反应例如涉及连接体、药物和药物递送系统、蛋白质、成像剂、染料、发色团、配体等的偶联反应。本发明还涉及新型硫代环庚炔在无铜点击反应中的用途。本发明还涉及新型硫代环庚炔衍生物在产生多种系统中的用途，所述系统例如靶向和/或标记的递送系统，如纳米颗粒、蛋白质、水凝胶、脂质体、抗体-药物缀合物、药物聚合物缀合物等。
发明背景
生物正交化学用于生物分子和生理过程的研究。当其它更常规的研究工具或医学治疗无法使用或不足时，可以使用生物正交化学。通常，通过用生物正交官能团标记细胞或活生物体中的靶标生物分子开始方案。将具有互补功能的探针分子提供至系统，并且生物正交化学反应将探针特异性地递送至目标靶标。动力学优化和产率优化(例如通过使纯化更容易)被视为是这种有用方法的进一步发展的关键因素。在过去，已经发现叠氮化物和环辛炔的张力促进的(strain-promoted)环加成反应是良好耐受的生物正交反应。叠氮化物和环辛炔的张力促进的环加成反应，也称为无Cu(或无铜)点击化学，在20世纪70年代受到Krebs和Kimling的经典工作的启发。他们观察到，与仅在升高的温度下与叠氮化物经历1,3-偶极环加成的未活化的直链炔烃相比，环辛炔容易在室温下与相同的底物反应。环辛炔的提高的反应性归因于由炔烃的键角变形产生的环张力。
Almeida等人已经描述了一组环辛炔，其历时多年已经被开发并且用于生物正交偶联反应中。Almeida研究了环内硫对环辛炔活性的作用并且合成了许多硫代环炔。发现3,3,6,6-四甲基硫杂环庚炔(TMTH)在环加成反应中的反应性比先前的环辛炔化合物更快。King等人(Chem Commun 2102，48，9308)描述了仅当在硫原子处用溴化苄衍生化时TMTH的合理稳定性。还发现，TMTH的其它衍生物难以合成，并且硫难以进一步衍生化。Dommerholt等人(NATURE COMMUNICATIONS 2014，5，5378，Top Curr Chem(Z)2016，374:16)表明TMTH稳定性差，并且不能被分离成纯的形式。Li等人(Molecules，2016，21，1393)表明TMTH是迄今为止报道的最快的SPAAC，但不能配备阻碍应用于生物正交反应的标记。
利用TMTH在无铜点击反应中的优点，需要更多用于无铜点击反应的化合物，所述化合物是新型的、容易获得且具有反应性，并且在与叠氮化物、硝酮和其它1,3偶极子的1,3偶极环加成中至少具有相同的反应性。
发明内容
本发明人已经发现了新型类别的含硫环炔，特别是硫代环庚炔。本发明的环炔形成了新型类别的化合物，其可以用于多种目的，其中之一是它们在无铜点击化学中具有反应性。
在第一方面，本发明涉及式(I)的化合物
Figure BDA0002893640720000021
其中：
n和m独立地为0、1或2，并且n+m是2；
X为O或NR9，
Y为NR10，
R1、R2、R3、R4独立地选自氢、卤素(F、Cl、Br、I)、O、N、P和S、C1-C24烷基、C6-C24(杂)芳基、C7-C24烷基(杂)芳基和C7-C24(杂)芳基烷基，其中O、N、P和S进一步独立地与氢、卤素(F、Cl、Br、I)、C1-C12烷基、C2-C12烯基、C2-C12炔基、C3-C12环烷基、C1-C12烷氧基、C2-C12烯氧基、C2-C12炔氧基、C3-C12环烷氧基偶联，所述烷基任选地被选自O、N、P和S的多个杂原子中的一个间隔，其中所述烷基、(杂)芳基、烷基(杂)芳基和(杂)芳基烷基独立地任选地被一个或多个取代基取代，所述取代基独立地选自C1-C12烷基、C2-C12烯基、C2-C12炔基、C3-C12环烷基、C1-C12烷氧基、C2-C12烯氧基、C2-C12炔氧基、C3-C12环烷氧基、卤素(F、Cl、Br、I)、氨基、氧代基团和甲硅烷基，其中所述烷基、烯基、炔基、环烷基、烷氧基、烯氧基、炔氧基和环烷氧基任选地被取代，所述烷基、所述烷氧基、所述环烷基和所述环烷氧基任选地被选自O、N、P和S的多个杂原子中的一个间隔，其中所述甲硅烷基由式(R11)3Si-表示，其中R11独立地选自C1-C12烷基、C2-C12烯基、C2-C12炔基、C3-C12环烷基、C1-C12烷氧基、C2-C12烯氧基、C2-C12炔氧基和C3-C12环烷氧基，其中所述烷基、烯基、炔基、环烷基、烷氧基、烯氧基、炔氧基和环烷氧基任选地被取代，所述烷基、所述烷氧基、所述环烷基和所述环烷氧基任选地被选自O、N、P和S的多个杂原子中的一个间隔；
R5、R6、R7、R8独立地选自氢、卤素(F、Cl、Br、I)、O、N、P和S、C1-C24烷基、C6-C24(杂)芳基、C7-C24烷基(杂)芳基和C7-C24(杂)芳基烷基，其中O、N、P和S进一步独立地与氢、卤素(F、Cl、Br、I)、C1-C12烷基、C2-C12烯基、C2-C12炔基、C3-C12环烷基、C1-C12烷氧基、C2-C12烯氧基、C2-C12炔氧基、C3-C12环烷氧基偶联，所述烷基任选地被选自O、N、P和S的多个杂原子中的一个间隔，其中所述烷基、(杂)芳基、烷基(杂)芳基和(杂)芳基烷基独立地任选地被一个或多个取代基取代，所述取代基独立地选自C1-C12烷基、C2-C12烯基、C2-C12炔基、C3-C12环烷基、C1-C12烷氧基、C2-C12烯氧基、C2-C12炔氧基、C3-C12环烷氧基、卤素(F、Cl、Br、I)、氨基、氧代基团和甲硅烷基，其中所述烷基、烯基、炔基、环烷基、烷氧基、烯氧基、炔氧基和环烷氧基任选地被取代，所述烷基、所述烷氧基、所述环烷基和所述环烷氧基任选地被选自O、N、P和S的多个杂原子中的一个间隔，其中所述甲硅烷基由式(R11)3Si-表示，其中R11独立地选自C1-C12烷基、C2-C12烯基、C2-C12炔基、C3-C12环烷基、C1-C12烷氧基、C2-C12烯氧基、C2-C12炔氧基和C3-C12环烷氧基，其中所述烷基、烯基、炔基、环烷基、烷氧基、烯氧基、炔氧基和环烷氧基任选地被取代，所述烷基、所述烷氧基、所述环烷基和所述环烷氧基任选地被选自O、N、P和S的多个杂原子中的一个间隔；
其中，任选地，R1和R7、R1与R8、R2与R7、R2与R8、R3与R5、R3与R6、R4与R5和/或R4与R6独立地形成稠合环体系，例如环烷基-、环(杂)芳基-、环烷基(杂)芳基、-环(杂)芳基烷基体系，
其中所述稠合环体系的烷基任选地被选自O、N、P和S的多个杂原子中的一个间隔，其中稠合体系的烷基、(杂)芳基、烷基(杂)芳基和(杂)芳基烷基独立地任选地被一个或多个取代基取代，所述取代基独立地选自C1-C12烷基、C2-C12烯基、C2-C12炔基、C3-C12环烷基、C1-C12烷氧基、C2-C12烯氧基、C2-C12炔氧基、C3-C12环烷氧基、卤素、氨基、氧代基团和甲硅烷基，其中所述烷基、烯基、炔基、环烷基、烷氧基、烯氧基、炔氧基和环烷氧基任选地被取代，所述烷基、所述烷氧基、所述环烷基和所述环烷氧基任选地被选自O、N、P和S的多个杂原子中的一个间隔，其中所述甲硅烷基由式(R11)3Si-表示，其中R11独立地选自C1-C12烷基、C2-C12烯基、C2-C12炔基、C3-C12环烷基、C1-C12烷氧基、C2-C12烯氧基、C2-C12炔氧基和C3-C12环烷氧基，其中所述烷基、烯基、炔基、环烷基、烷氧基、烯氧基、炔氧基和环烷氧基任选地被取代，所述烷基、所述烷氧基、所述环烷基和所述环烷氧基任选地被选自O、N、P和S的多个杂原子中的一个间隔；
R9、R10独立地选自氢、卤素(F、Cl、Br、I)、R12、-CH＝C(R12)2、-C≡CR12、-[C(R12)2C(R12)2O]q-R12(其中q为1至200)、-CN、-N3、-NCX、-XCN、-XR12、-N(R12)2、-+N(R12)3、-C(X)N(R12)2、-C(R12)2XR12、-C(X)R12、-C(X)XR12、-S(O)R12、-S(O)2R12、-S(O)OR12、-S(O)2OR12、-S(O)N(R12)2、-S(O)2N(R12)2、-OS(O)R12、-OS(O)2R12、-OS(O)OR12、-OS(O)2OR12、-P(O)(R12)(OR12)、-P(O)(OR12)2、-OP(O)(OR12)2、-Si(R12)3、-XC(X)R12、-XC(X)XR12、-XC(X)N(R12)2、-N(R12)C(X)R12、-N(R12)C(X)XR12和-N(R12)C(X)N(R12)2，其中X是氧或硫，并且其中R12独立地选自氢、卤素(F、Cl、Br、I)、C1-C24烷基、C6-C24(杂)芳基、C7-C24烷基(杂)芳基和C7-C24(杂)芳基烷基。
在第二方面，本发明涉及用于制备式(I)的化合物的方法，所述方法包括以下步骤：
a.将双腙(2)转化为亚氨基二脱氢磺酰亚氨基(3)；
b.分离得到的亚氨基二脱氢磺酰亚氨基(3)。
在第三方面，本发明涉及化合物，其中式(I)化合物的X和/或Y和/或硫代环庚炔环中与S原子相邻的一个原子独立地与任选的连接基团(L)和官能团(Q)偶联，以产生式(III)的化合物：
(式I)-L-Q
(III)
其中连接基团(L)不存在或选自直链或支链C1-C24亚烷基、C2-C24亚烯基、C2-C24亚炔基、C3-C24亚环烷基、C5-C24亚环烯基、C5-C24亚环炔基、C7-C24烷基(杂)亚芳基、C7-C24(杂)芳基亚烷基、C5-C24(杂)芳基亚烯基、C9-C24(杂)芳基亚炔基、亚烷基、亚烯基、亚炔基、亚环烷基、亚环烯基、亚环炔基、烷基(杂)亚芳基、(杂)芳基亚烷基、(杂)芳基亚烯基和(杂)芳基亚炔基，其任选地被独立地选自C1-C12烷基、C2-C12烯基、C2-C12炔基、C3-C12环烷基、C5-C12环烯基、C5-C12环炔基、C8-C12烷氧基、C2-C12烯氧基、C2-C12炔氧基、C3-C12环烷氧基、卤素(F、Cl、Br、I)、氨基、氧代和甲硅烷基中的一个或多个取代基取代，其中所述甲硅烷基可以由式(R11)3Si-表示，其中R11如以上定义；
其中官能团Q选自氢、卤素(F、Cl、Br、I)、R12、-CH＝C(R12)2、-C≡CR12、-[C(R12)2C(R12)2O]q-R12(其中q为1至200)、-CN、-N3、-NCX、-XCN、-XR12、-N(R12)2、-+N(R12)3、-C(X)N(R12)2、-C(R12)2XR12、-C(X)R12、-C(X)XR12、-S(O)R12、-S(O)2R12、-S(O)OR12、-S(O)2OR12、-S(O)N(R12)2、-S(O)2N(R12)2、-OS(O)R12、-OS(O)2R12、-OS(O)OR12、-OS(O)2OR12、-P(O)(R12)(OR12)、-P(O)(OR12)2、-OP(O)(OR12)2、-Si(R12)3、-XC(X)R12、-XC(X)XR12、-XC(X)N(R12)2、-N(R12)C(X)R12、-N(R12)C(X)XR12和-N(R12)C(X)N(R12)2，其中X是氧或硫，并且其中R12独立地选自氢、卤素(F、Cl、Br、I)、C1-C24烷基、C6-C24(杂)芳基、C7-C24烷基(杂)芳基和C7-C24(杂)芳基烷基。
在另一方面，本发明提供了包含根据本发明的式(I)的化合物的化合物，所述式(I)的化合物在原子X、Y和/或硫代环庚炔环中与S原子相邻的一个原子处，优选Y处与任选的连接基团(L)和官能团(Q)偶联，以产生式(III)的化合物：
(式I)-L-Q
(III)，
其中L和Q如本文以上定义。
在另一方面，本发明涉及用于使式(I)或式(III)的化合物与包含1,3-偶极子或1,3-(杂)二烯的化合物偶联的方法，优选其中包含1,3-偶极子或1,3-(杂)二烯的化合物是含叠氮化物的化合物、含硝酮的化合物或含腈氧化物的化合物，优选是含叠氮化物的化合物。本发明的化合物与叠氮化物的偶联通常产生三唑。包含1,3-偶极子或1,3-(杂)二烯的化合物优选包括药物、抗体、蛋白质、肽、配体、成像标记、靶向配体、递送剂、纳米颗粒和/或载体。
在另一方面，本发明涉及包含如本文定义的式(III)的化合物的化合物，其中官能团Q与目标分子反应，优选所述目标分子选自药物、抗体、蛋白质、肽、配体、成像标记、靶向配体、递送剂、纳米颗粒和载体。
在另一方面，本发明涉及用于制备多种系统的方法，所述系统例如靶向和/或标记的递送系统，如纳米颗粒、蛋白质、水凝胶、脂质体、抗体-药物缀合物、药物聚合物缀合物等，其中式(I)或式(III)的(官能化)化合物与叠氮化物偶联。
在另一方面，本发明涉及式(I)或式(III)的化合物在用于偶联两个目标分子的方法中的用途，更具体地，使用无铜点击反应将靶向和/或标记的递送系统(如纳米颗粒、蛋白质、水凝胶、脂质体、抗体-药物缀合物)与药物、抗体、蛋白质、肽、配体、成像标记、靶向配体、递送剂、纳米颗粒和载体中的一种或多种偶联中的用途。
其它方面包括用于制备包含纳米颗粒和活性化合物的构建体的方法，所述活性化合物选自药物、抗体、蛋白质、肽、配体、成像标记、靶向配体、递送剂、纳米颗粒和载体，其中所述纳米颗粒和所述活性化合物的偶联包括式I或式III的化合物与含叠氮化物的化合物的偶联，以形成三唑化合物。
在另一方面，本发明涉及根据本发明的化合物在用于偶联两个目标分子的方法中的用途，其中任选地，所述分子独立地选自药物、抗体、蛋白质、肽、配体、成像标记、靶向配体、递送剂、纳米颗粒和载体。优选地，所述目标分子中的一个包含根据本发明的环炔，并且另一个目标分子是包含1,3-偶极子或1,3-(杂)二烯的化合物，优选含叠氮化物的化合物、含硝酮的化合物或含腈氧化物的化合物，更优选含叠氮化物的化合物。包含1,3-偶极子或1,3-(杂)二烯的化合物优选包括药物、抗体、蛋白质、肽、配体、成像标记、靶向配体、递送剂、纳米颗粒和/或载体。
在另一方面，本发明涉及如本文定义的式(I)的化合物，其中炔基与包含1,3-偶极子或1,3-(杂)二烯的化合物偶联，其中优选地，所述包含1,3-偶极子或1,3-(杂)二烯的化合物是含叠氮化物的化合物、含硝酮的化合物或含腈氧化物的化合物，更优选地是含叠氮化物的化合物，并且叠氮化物-炔烃偶联优选地导致三唑化合物的形成。所述包含1,3-偶极子或1,3-(杂)二烯的化合物优选包括药物、抗体、蛋白质、肽、配体、成像标记、靶向配体、递送剂、纳米颗粒和/或载体。
在另一方面，本发明涉及包含如本文定义的式(I)的化合物的化合物，所述式(I)的化合物与包含1,3-偶极子或1,3-(杂)二烯的化合物偶联，其中式(I)的硫代环庚炔的炔基与包含1,3-偶极子或1,3-(杂)二烯的化合物偶联，其中优选地，所述包含1,3-偶极子或1,3-(杂)二烯的化合物是含叠氮化物的化合物、含硝酮的化合物或含腈氧化物的化合物，更优选地是含叠氮化物的化合物，并且叠氮化物-炔烃偶联优选导致三唑化合物的形成。所述包含1,3-偶极子或1,3-(杂)二烯的化合物优选包括药物、抗体、蛋白质、肽、配体、成像标记、靶向配体、递送剂、纳米颗粒和/或载体。
在另一方面，本发明涉及根据本发明的化合物在生物正交的、任选的无铜点击的反应中的用途。优选地，根据本发明的化合物与包含1,3-偶极子或1,3-(杂)二烯的化合物，优选含叠氮化物的化合物、含硝酮的化合物或含腈氧化物的化合物，更优选含叠氮化物的化合物偶联。所述包含1,3-偶极子或1,3-(杂)二烯的化合物优选包括药物、抗体、蛋白质、肽、配体、成像标记、靶向配体、递送剂、纳米颗粒和/或载体。
在另一方面，本发明涉及根据本发明的化合物在使用无铜点击反应将纳米颗粒与药物、抗体、蛋白质、肽、配体、成像标记、靶向配体、递送剂、纳米颗粒和载体中的一种或多种偶联的方法中的用途。优选地，所述纳米颗粒包含根据本发明的环炔化合物，并且所述药物、抗体、蛋白质、肽、配体、成像标记、靶向配体、递送剂、纳米颗粒或载体包含1,3-偶极子或1,3-(杂)二烯，优选含叠氮化物、硝酮或腈氧化物，更优选叠氮化物。或者，所述药物、抗体、蛋白质、肽、配体、成像标记、靶向配体、递送剂、纳米颗粒或载体包含根据本发明的环炔化合物，并且所述纳米颗粒包含1,3-偶极子或1,3-(杂)二烯，优选含叠氮化物、硝酮或腈氧化物，更优选叠氮化物。
附图描述
图1：双腙2分析数据
GCMS:Agilent 6890N/柱：RXi-5MS 20m，ID 180μm，df 0.18μm。平均速度50cm/s/载气：He。初始温度100℃/初试时间：1.5min/溶剂延迟：1.3min。速率75℃/min，最终温度：250℃，最终时间：4.5min。分流比20:1/进样温度：250℃，进样体积：1μl。检测：MSD(EI-正的)/检测温度：280℃/质量范围：50-550。检测：FID/检测器温度：300℃。
图2：双腙2分析数据
Bruker BioSpin GmbH；方法脉冲序列：zg30。弛豫延迟：1s。溶剂：CDCl3。温度：～298.7411K。扫描次数：16。频率：400.132470966543MHz。核：1H。
图3[实施例2化合物3]TMTHSI分析数据
柱：Waters XSelect CSH C18(30x2.1mm 3.5μ)。流速：1ml/min；柱温：25℃。洗脱液A：95％乙腈+5％10mM碳酸氢铵水溶液。洗脱液B：10mM碳酸氢铵水溶液。Lin.梯度：t＝0min 5％A，t＝1.6min 98％A，t＝3min 98％A。后运行时间：1.3min。检测：DAD(220-320nm，210nm和220nm)。检测：PDA(210-320nm)。检测：MSD ESI pos/neg(质量范围100-1000)。
图4[实施例2化合物3]TMTHSI分析数据
Bruker BioSpin GmbH；方法脉冲序列：zg30。弛豫延迟：1s。溶剂：CDCl3。温度：～297.5603K。扫描次数：16。频率：400.132470966543MHz。核：1H。
图5[实施例2化合物3]TMTHSI分析数据
Bruker BioSpin GmbH；方法脉冲序列：zgpg30。弛豫延迟：8s。溶剂：CDCl3。温度～300.5658K。扫描次数：1024。频率：100.622829328806MHz。核：13C。
图6[实施例2化合物3]TMTHSI分析数据
Bruker BioSpin GmbH；方法脉冲序列：jmod。弛豫延迟：8s。溶剂：CDCl3。温度：～301.3172K。扫描次数：1024。频率100.622829802853MHz。核：13C。
图7[实施例3化合物4]TMTHSI-Suc-NHS分析数据
柱：Waters XSelect CSH C18(30x2.1mm，3.5μ)。流速：1ml/min；柱温：35℃。洗脱液A：0.1％甲酸的乙腈溶液。洗脱液B：0.1％甲酸水溶液。Lin.梯度：t＝0min 5％A，t＝1.6min 98％A，t＝3min 98％A。后运行时间：1.3min。检测：DAD(220-320nm，210nm和220nm)。检测PDA(210-400nm)。检测：MSD ESI pos/neg(质量范围：100-1000)。检测：ELSD(Alltech 3300):气体流速1.5ml/min，气体温度40℃。
图8[实施例3化合物4]TMTHSI-Suc-NHS分析数据。
Bruker BioSpin GmbH:方法脉冲序列：zg30。弛豫延迟：1s。溶剂：CDCl3。温度：～298.2043K。扫描次数：16。频率：400.132470966543MHz。核：1H。
图9[实施例3化合物4]TMTHSI-Suc-NHS分析数据
柱：Waters XSelect CSH C18(30x2.1mm 3.5μ)。流速：1ml/min；柱温：25℃。洗脱液A：乙腈。洗脱液B：10mM碳酸氢铵水溶液。Lin.梯度t＝0min 5％A，t＝1.6min 98％A，t＝3min 98％A。后运行时间：1.3min。检测：DAD(220-320nm，210and 220nm)。检测：PDA(210-320nm)。检测：MSD ESI pos/neg(质量范围100-1000)。
图10[实施例3化合物4]TMTHSI-Suc-NHS分析数据
Bruker BioSpin GmbH:方法脉冲序列：zg30。弛豫延迟：1s。溶剂：CDCl3。温度：～298.5264K。扫描次数：64。频率：400.132470966543MHz。核：1H。
图11[实施例5化合物6]PoC TMTHSI分析数据
柱：Waters XSelect CSH C18(30x2.1mm 3.5μ)。流速：1ml/min；柱温：25℃。洗脱液A：95％乙腈+5％10mM碳酸氢铵的水溶液。洗脱液B：10mM碳酸氢铵水溶液。Lin.梯度：t＝0min 5％A，t＝1.6min 98％A，t＝3min 98％A。后运行时间：1.3min。检测：DAD(220-320nm，210nm和220nm)检测PDA(210-320nm)。检测：MSD ESI pos/neg(质量范围100-1000)。
图12[实施例5化合物6]PoC TMTHSI分析数据
Bruker BioSpin GmbH；方法脉冲序列：zg30。弛豫延迟：1s。溶剂：CDCl3。温度：～297.6677K。扫描次数：16。频率：400.132470966543MHz。核：1H。
图13[实施例6化合物9]PoC TMTHSI-Suc-NHBn分析数据
柱：Waters XSelect CSH C18(30x2.1mm，3.5μ)。流速：1ml/min；柱温：35℃。洗脱液A：0.1％甲酸的乙腈溶液。洗脱液B：0.1％甲酸水溶液。Lin.梯度：t＝0min 5％A，t＝1.6min 98％A，t＝3min 98％A。后运行时间：1.3min。检测DAD(220-320nm，210nm和220nm)。检测：PDA(210-400nm)。检测：MSD ESI pos/neg(质量范围：100-1000)。检测：ELSD(Alltech3300):气体流速：1.5ml/min，气体温度：40℃。
图14[实施例6化合物9]PoC TMTHSI-Suc-NHBn分析数据
柱：Waters XSelect CSH C18(30x2.1mm 3.5μ)。流速：1ml/min；柱温：25℃。洗脱液A：乙腈。洗脱液B：10mM碳酸氢铵水溶液。Lin.梯度：t＝0min 5％A，t＝1.6min 98％A，t＝3min 98％A。后运行时间：1.3min。检测：DAD(220-320nm，210nm和220nm)。检测：PDA(210-320nm)。检测：MSD ESI pos/neg(质量范围100-1000)。
图15[实施例6化合物9]PoC TMTHSI-Suc-NHBn分析数据
Bruker BioSpin GmbH:方法脉冲序列：zg30。弛豫延迟：1s。溶剂：CDCl3。温度：～298.097K。扫描次数：16。频率：400.132470966543MHz。核：1H。
图16[实施例8化合物8]TMTHSI-HER2分析数据
柱：Waters XSelect CSH C18(50x2.1mm 3.5μ)。流速：0.8ml/min；柱温：25℃。洗脱液A：乙腈。洗脱液B：10mM碳酸氢铵水溶液。Lin.梯度：t＝0min 5％A，t＝3.5min 98％A，t＝3min 98％A。后运行时间：2min。检测DAD(220-320nm，210nm和220nm)。检测PDA(210-320nm)。检测：MSD ESI pos/neg(质量范围100-1000)。
图17：图17A TMTHSI与BCN-OH的反应动力学的比较。TMTHSI(上曲线)明显快于BCN-OH(下曲线)。图17B TMTHSI的测量的放大。
图18：[实施例11化合物11]N1-(2-(2-(2-氨基乙氧基)乙氧基)乙基)-N4-(3,3,6,6-四甲基-1-桥氧基-4,5-二脱氢-2,3,6,7-四氢-1λ6-噻庚环-1-亚基)琥珀酰胺的LCMS和质谱数据。
柱：Waters XSelect CSH C18(50x2.1mm 3.5μ)。流速：1ml/min；柱温：25℃。洗脱液A：乙腈。洗脱液B：10mM碳酸氢铵水溶液。Lin.梯度：t＝0min 5％A，t＝3.5min 98％A，t＝3min 98％A。后运行时间：1.3min。检测：DAD(220-320nm，210nm和220nm)。检测PDA(210-320nm)。检测：MSD ESI pos/neg(质量范围100-1000)。
图19：[实施例11化合物11]N1-(2-(2-(2-氨基乙氧基)乙氧基)乙基)-N4-(3,3,6,6-四甲基-1-桥氧基-4,5-二脱氢-2,3,6,7-四氢-1λ6-噻庚环-1-亚基)琥珀酰胺的NMR数据。
Bruker BioSpin GmbH；方法脉冲序列：zg30。弛豫延迟：1s。溶剂：CDCl3。温度：～298.9557K。扫描次数：16。频率400.132470966543MHz。核：1H。
图20：[实施例12化合物12](3,3,6,6-四甲基-1-桥氧基-4,5-二脱氢-2,3,6,7-四氢-1λ6-噻庚环-1-亚基)氨基甲酸2,5-二氧代吡咯烷-1-基酯的LCMS和质谱数据。
柱：Waters XSelect CSH C18(50x2.1mm 3.5μ)。流速：1ml/min；柱温：25℃。洗脱液A：乙腈。洗脱液B：10mM碳酸氢铵水溶液。Lin.梯度：t＝0min 5％A，t＝1.6min 98％A，t＝3min 98％A。后运行时间：1.3min。检测：DAD(220-320nm，210nm和220nm)。检测：PDA(210-320nm)。检测：MSD ESI pos/neg(质量范围100-1000)。
图21：[实施例12化合物12](3,3,6,6-四甲基-1-桥氧基-4,5-二脱氢-2,3,6,7-四氢-1λ6-噻庚环-1-亚基)氨基甲酸2,5-二氧代吡咯烷-1-基酯的NMR数据。
Bruker BioSpin GmbH；方法脉冲序列：zg30。弛豫延迟：1s。溶剂：CDCl3。温度：～298.8484K。扫描次数：16。频率：400.132470966543MHz。核：1H。
图22：[实施例14化合物14]1-(2-(2-羟基乙氧基)乙基)-3-(3,3,6,6-四甲基-1-桥氧基-4,5-二脱氢-2,3,6,7-四氢-1λ6-噻庚因-1-亚基)脲的LCMS和质谱数据。
柱：Waters XSelect CSH C18(50x2.1mm 3.5μ)。流速：1ml/min；柱温：25℃。洗脱液A：乙腈。洗脱液B：10mM碳酸氢铵水溶液。Lin.梯度：t＝0min 5％A，t＝1.6min 98％A，t＝3min 98％A。后运行时间：1.3min。检测：DAD(220-320nm，210nm和220nm)。检测：PDA(210-320nm)。检测：MSD ESI pos/neg(质量范围100-1000)。
图23：[实施例14化合物14]1-(2-(2-羟基乙氧基)乙基)-3-(3,3,6,6-四甲基-1-桥氧基-4,5-二脱氢-2,3,6,7-四氢-1λ6-噻庚因-1-亚基)脲的NMR数据。
Bruker BioSpin GmbH；方法脉冲序列：zg30。弛豫延迟：1s。溶剂：CDCl3。温度：～299.7071K。扫描次数：16。频率：400.132470966543MHz。核：1H。
图24：[实施例15化合物15]3-(N-(3，3，6，6-四甲基-1-桥氧基-4,5-二脱氢-2,3,6,7-四氢-1λ6-噻庚因-1-亚基)氨磺酰基)苯甲酸甲酯的LCMS和质谱数据。
柱：Waters XSelect CSH C18(50x2.1mm 3.5μ)。流速：1ml/min；柱温：25℃。洗脱液A：乙腈。洗脱液B：10mM碳酸氢铵水溶液。Lin.梯度：t＝0min 5％A，t＝1.6min 98％A，t＝3min 98％A。后运行时间：1.3min。检测：DAD(220-320nm，210nm和220nm)。检测：PDA(210-320nm)。检测：MSD ESI pos/neg(质量范围100-1000)。
图25：[实施例15化合物15]3-(N-(3,3,6,6-四甲基-1-桥氧基-4,5-二脱氢-2,3,6,7-四氢-1λ6-噻庚因-1-亚基)氨磺酰基)苯甲酸甲酯的NMR数据。
Bruker BioSpin GmbH；方法脉冲序列：zg30。弛豫延迟：1s。溶剂：CDCl3。温度：～299.8145K。扫描次数：16。频率：400.132470966543MHz。核：1H。
图26：[实施例16化合物16]3-(N-(3,3,6,6-四甲基-1-桥氧基-4,5-二脱氢-2,3,6,7-四氢-1λ6-噻庚因-1-亚基)氨磺酰基)苯甲酸的LCMS和质谱数据。
柱：Waters XSelect CSH C18(50x2.1mm 3.5μ)。流速：1ml/min；柱温：25℃。洗脱液A：乙腈。洗脱液B：10mM碳酸氢铵水溶液。Lin.梯度：t＝0min 5％A，t＝1.6min 98％A，t＝3min 98％A。后运行时间：1.3min。检测：DAD(220-320nm，210nm和220nm)。检测：PDA(210-320nm)。检测：MSD ESI pos/neg(质量范围100-1000)。
图27：[实施例16化合物16]3-(N-(3,3,6,6-四甲基-1-桥氧基-4,5-二脱氢-2,3,6,7-四氢-1λ6-噻庚因-1-亚基)氨磺酰基)苯甲酸的NMR数据。
Bruker BioSpin GmbH；方法脉冲序列：zg30。弛豫延迟：1s。溶剂：CDCl3。温度：～300.1365K。扫描次数：16。频率：400.132470966543MHz。核：1H。
图28：[实施例17化合物17]3,3,6,6-四甲基-1-(甲基亚氨基)-4,5-二脱氢-2,3,6,7-四氢-1H-1λ6-噻庚因1-氧化物的LCMS和质谱数据。
柱：Waters XSelect CSH C18(50x2.1mm 3.5μ)。流速：1ml/min；柱温：25℃。洗脱液A：乙腈。洗脱液B：10mM碳酸氢铵水溶液。Lin.梯度：t＝0min 5％A，t＝1.6min 98％A，t＝3min 98％A。后运行时间：1.3min。检测：DAD(220-320nm，210nm和220nm)。检测：PDA(210-320nm)。检测：MSD ESI pos/neg(质量范围100-1000)。
图29：[实施例17化合物17]3,3,6,6-四甲基-1-(甲基亚氨基)-4,5-二脱氢-2,3,6,7-四氢-1H-1λ6-噻庚因1-氧化物的NMR数据。
Bruker BioSpin GmbH；方法脉冲序列：zg30。弛豫延迟：1s。溶剂：CDCl3。温度：～300.1365K。扫描次数：16。频率：400.132470966543MHz。核：1H。
图30：[实施例18化合物18]4-((3,3,6,6-四甲基-1-(甲基亚氨基)-1-桥氧基-4,5-二脱氢-2,3,6,7-四氢-1H-1λ6-噻庚因-2-基)甲基)苯甲酸甲酯的LCMS和质谱数据。
柱：Waters XSelect CSH C18(50x2.1mm 3.5μ)。流速：1ml/min；柱温：25℃。洗脱液A：乙腈。洗脱液B：10mM碳酸氢铵水溶液。Lin.梯度：t＝0min 5％A，t＝1.6min 98％A，t＝3min 98％A。后运行时间：1.3min。检测：DAD(220-320nm，210nm和220nm)。检测：PDA(210-320nm)。检测：MSD ESI pos/neg(质量范围100-1000)。
图31：[实施例18化合物18]4-((3,3,6,6-四甲基-1-(甲基亚氨基)-1-桥氧基-4,5-二脱氢-2,3,6,7-四氢-1H-1λ6-噻庚因-2-基)甲基)苯甲酸甲酯的NMR数据。
Bruker BioSpin GmbH；方法脉冲序列：zg30。弛豫延迟：1s。溶剂：CDCl3。温度：～299.9218K。扫描次数：16。频率：400.132470966543MHz。核：1H。
图32：[实施例19化合物19]4-(((3,3,6,6-四甲基-1-桥氧基-4,5-二脱氢-2,3,6,7-四氢-1λ6-噻庚因-1-亚基)氨基)甲基)苯甲酸甲酯的LCMS和质谱数据。
柱：Waters XSelect CSH C18(50x2.1mm 3.5μ)。流速：1ml/min；柱温：25℃。洗脱液A：乙腈。洗脱液B：10mM碳酸氢铵水溶液。Lin.梯度：t＝0min 5％A，t＝1.6min 98％A，t＝3min 98％A。后运行时间：1.3min。检测：DAD(220-320nm，210nm和220nm)。检测：PDA(210-320nm)。检测：MSD ESI pos/neg(质量范围100-1000)。
图33：[实施例19化合物19]4-(((3,3,6,6-四甲基-1-桥氧基-4,5-二脱氢-2,3,6,7-四氢-1λ6-噻庚因-1-亚基)氨基)甲基)苯甲酸甲酯的NMR数据。
Bruker BioSpin GmbH；方法脉冲序列：zg30。弛豫延迟：1s。溶剂：CDCl3。温度：～299.9218K。扫描次数：16。频率：400.132470966543MHz。核：1H。
图34：[实施例13化合物13]2,2,2-三氟-N-(3,3,6,6-四甲基-1-桥氧基-4,5-二脱氢-2,3,6,7-四氢-1λ6-噻庚因-1-亚基)乙酰胺的LCMS和质谱数据。
柱：Waters XSelect CSH C18(50x2.1mm 3.5μ)。流速：1ml/min；柱温：25℃。洗脱液A：乙腈。洗脱液B：10mM碳酸氢铵水溶液。Lin.梯度：t＝0min 5％A，t＝1.6min 98％A，t＝3min 98％A。后运行时间：1.3min。检测：DAD(220-320nm，210nm和220nm)。检测：PDA(210-320nm)。检测：MSD ESI pos/neg(质量范围100-1000)。
图35：[实施例13化合物13]2,2,2-三氟-N-(3,3,6,6-四甲基-1-桥氧基-4,5-二脱氢-2,3,6,7-四氢-1λ6-噻庚因-1-亚基)乙酰胺的NMR数据。
Bruker BioSpin GmbH；方法脉冲序列：zg30。弛豫延迟：1s。溶剂：CDCl3。温度：～299.1845K。扫描次数：16。频率：400.132470966543MHz。核：1H。
图36：[实施例20化合物21](2-((2-氨基乙基)二硫烷基)乙基)氨基甲酸叔丁酯的LCMS和质谱数据。
柱：Waters XSelect CSH C18(50x2.1mm 3.5μ)。流速：1ml/min；柱温：25℃。洗脱液A：乙腈。洗脱液B：10mM碳酸氢铵水溶液。Lin.梯度：t＝0min 5％A，t＝1.6min 98％A，t＝3min 98％A。后运行时间：1.3min。检测：DAD(220-320nm，210nm和220nm)。检测：PDA(210-320nm)。检测：MSD ESI pos/neg(质量范围100-1000)。
图37：[实施例20化合物21](2-((2-氨基乙基)二硫烷基)乙基)氨基甲酸叔丁酯的NMR数据。
Bruker BioSpin GmbH；方法脉冲序列：zg30。弛豫延迟：1s。溶剂：CDCl3。温度：～295.7355K。扫描次数：16。频率：400.132470966543MHz。核：1H。
图38：[实施例21化合物22]2,2-二甲基-4,13-二氧代-3-氧杂-8,9-二硫杂-5,12-二氮杂十六烷-16-酸的LCMS和质谱数据。
柱：Waters XSelect CSH C18(30x2.1mm，3.5μ)。流速：1ml/min；柱温：35℃。洗脱液A：0.1％甲酸的乙腈溶液。洗脱液B：0.1％甲酸水溶液。Lin.梯度：t＝0min 5％A，t＝1.6min 98％A，t＝3min 98％A。后运行时间：1.3min。检测DAD(220-320nm，210nm和220nm)。检测：PDA(210-400nm)。检测：MSD ESI pos/neg(质量范围：100-1000)。检测：ELSD(Alltech3300):气体流速：1.5ml/min，气体温度：40℃。
图39：[实施例21化合物22]2,2-二甲基-4,13-二氧代-3-氧杂-8,9-二硫杂-5,12-二氮杂十六烷-16-酸的NMR数据。
Bruker BioSpin GmbH；方法脉冲序列：zg30。弛豫延迟：1s。溶剂：CDCl3。温度：～295.6282K。扫描次数：16。频率：400.132470966543MHz。核：1H。
图40：[实施例22化合物23]4-((2-((2-氨基乙基)二硫烷基)乙基)氨基)-4-氧代丁酸三氟乙酸盐的NMR数据。
Bruker BioSpin GmbH；方法脉冲序列：zg30。弛豫延迟：1s。溶剂：MeOD。温度：～298.097K。扫描次数：16。频率：400.132470966543MHz。核：1H。
图41：[实施例23化合物24]4-氧代-4-((2-((2-(3-(3,3,6,6-四甲基-1-桥氧基-4,5-二脱氢-2,3,6,7-四氢-1λ6-噻庚因-1-亚基)脲基)乙基)二硫烷基)乙基)氨基)丁酸的LCMS和质谱数据。
柱：Waters XSelect CSH C18(50x2.1mm 3.5μ)。流速：1ml/min；柱温：25℃。洗脱液A：乙腈。洗脱液B：10mM碳酸氢铵水溶液。Lin.梯度：t＝0min 5％A，t＝1.6min 98％A，t＝3min 98％A。后运行时间：1.3min。检测：DAD(220-320nm，210nm和220nm)。检测：PDA(210-320nm)。检测：MSD ESI pos/neg(质量范围100-1000)。
图42：[实施例23化合物24]4-氧代-4-((2-((2-(3-(3,3,6,6-四甲基-1-桥氧基-4,5-二脱氢-2,3,6,7-四氢-1λ6-噻庚因-1-亚基)脲基)乙基)二硫烷基)乙基)氨基)丁酸的NMR数据。
Bruker BioSpin GmbH；方法脉冲序列：zg30。弛豫延迟：1s。溶剂：CDCl3。温度：～298.097K。扫描次数：16。频率：400.132470966543MHz。核：1H。
图43：[实施例24化合物25]4-氧代-4-((2-((2-(3-(3,3,6,6-四甲基-1-桥氧基-4,5-二脱氢-2,3,6,7-四氢-1λ6-噻庚因-1-亚基)脲基)乙基)二硫烷基)乙基)氨基)丁酸2,5-二氧代吡咯烷-1-基酯的LCMS和质谱数据。
柱：Waters XSelect CSH C18(30x2.1mm，3.5μ)。流速：1ml/min；柱温：35℃。洗脱液A：0.1％甲酸的乙腈溶液。洗脱液B：0.1％甲酸水溶液。Lin.梯度：t＝0min 5％A，t＝1.6min 98％A，t＝3min 98％A。后运行时间：1.3min。检测DAD(220-320nm，210nm和220nm)。检测：PDA(210-400nm)。检测：MSD ESI pos/neg(质量范围：100-1000)。检测：ELSD(Alltech3300):气体流速：1.5ml/min，气体温度：40℃。
图44：[实施例24化合物25]4-氧代-4-((2-((2-(3-(3,3,6,6-四甲基-1-桥氧基-4,5-二脱氢-2,3,6,7-四氢-1λ6-噻庚因-1-亚基)脲基)乙基)二硫烷基)乙基)氨基)丁酸2,5-二氧代吡咯烷-1-基酯的NMR数据。
Bruker BioSpin GmbH；方法脉冲序列：zg30。弛豫延迟：1s。溶剂：CDCl3。温度：～298.097K。扫描次数：16。频率：400.132470966543MHz。核：1H。
图45：[实施例29化合物30](S)-15-(4-(((2-氨基-4-氧代-3,4-二氢蝶啶-6-基)甲基)氨基)苯甲酰氨基)-2,2-二甲基-4,12-二氧代-3,8-二氧杂-5,11-二氮杂十六烷-16-酸的LCMS和质谱数据。
柱：Waters XSelect CSH C18(50x2.1mm 3.5μ)。流速：1ml/min；柱温：25℃。洗脱液A：乙腈。洗脱液B：10mM碳酸氢铵水溶液。Lin.梯度：t＝0min 5％A，t＝1.6min 98％A，t＝3min 98％A。后运行时间：1.3min。检测：DAD(220-320nm，210nm和220nm)。检测：PDA(210-320nm)。检测：MSD ESI pos/neg(质量范围100-1000)。
图46：[实施例29化合物30](S)-15-(4-(((2-氨基-4-氧代-3,4-二氢蝶啶-6-基)甲基)氨基)苯甲酰氨基)-2,2-二甲基-4,12-二氧代-3,8-二氧杂-5,11-二氮杂十六烷-16-酸的NMR数据。
Bruker BioSpin GmbH；方法脉冲序列：zg30。弛豫延迟：1s。溶剂：DMSO-d6。温度：～295.7355K。扫描次数：64。频率：400.132470966543MHz。核：1H。
图47：[实施例30化合物31]N2-(4-(((2-氨基-4-氧代-3,4-二氢蝶啶-6-基)甲基)氨基)苯甲酰基)-N5-(2-(2-氨基乙氧基)乙基)-L-谷氨酰胺的NMR数据。
Bruker BioSpin GmbH；方法脉冲序列：zg30。弛豫延迟：1s。溶剂：DMSO-d6。温度：～298.097K。扫描次数：64。频率：400.132470966543MHz。核：1H。
图48：[实施例31化合物32]N2-(4-(((2-氨基-4-氧代-3,4-二氢蝶啶-6-基)甲基)氨基)苯甲酰基)-N5-(2-(2-(3-(3,3,6,6-四甲基-1-桥氧基-4,5-二脱氢-2,3,6,7-四氢-1λ6-噻庚因-1-亚基)脲基)乙氧基)乙基)-L-谷氨酰胺的LCMS和质谱数据。
柱：Waters XSelect CSH C18(50x2.1mm 3.5μ)。流速：1ml/min；柱温：25℃。洗脱液A：乙腈。洗脱液B：10mM碳酸氢铵水溶液。Lin.梯度：t＝0min 5％A，t＝1.6min 98％A，t＝3min 98％A。后运行时间：1.3min。检测：DAD(220-320nm，210nm和220nm)。检测：PDA(210-320nm)。检测：MSD ESI pos/neg(质量范围100-1000)。
图49：[实施例31化合物32]N2-(4-(((2-氨基-4-氧代-3,4-二氢蝶啶-6-基)甲基)氨基)苯甲酰基)-N5-(2-(2-(3-(3,3,6,6-四甲基-1-桥氧基-4,5-二脱氢-2,3,6,7-四氢-1λ6-噻庚因-1-亚基)脲基)乙氧基)乙基)-L-谷氨酰胺的NMR数据。
Bruker BioSpin GmbH；方法脉冲序列：zg30。弛豫延迟：1s。溶剂：DMSO-d6。温度：～298.097K。扫描次数：128。频率：400.132470966543MHz。核：1H。
图50：[实施例33化合物34]1-(2-(2-(2-氨基乙氧基)乙氧基)乙基)-3-(3,3,6,6-四甲基-1-桥氧基-4,5-二脱氢-2,3,6,7-四氢-1λ6-噻庚因-1-亚基)脲的LCMS和质谱数据。
柱：Waters XSelect CSH C18(50x2.1mm 3.5μ)。流速：1ml/min；柱温：25℃。洗脱液A：乙腈。洗脱液B：10mM碳酸氢铵水溶液。Lin.梯度：t＝0min 5％A，t＝1.6min 98％A，t＝3min 98％A。后运行时间：1.3min。检测：DAD(220-320nm，210nm和220nm)。检测：PDA(210-320nm)。检测：MSD ESI pos/neg(质量范围100-1000)。
图51：[实施例33化合物34]1-(2-(2-(2-氨基乙氧基)乙氧基)乙基)-3-(3,3,6,6-四甲基-1-桥氧基-4,5-二脱氢-2,3,6,7-四氢-1λ6-噻庚因-1-亚基)脲的NMR数据。
Bruker BioSpin GmbH；方法脉冲序列：zg30。弛豫延迟：1s。溶剂：DMSO-d6。温度：～297.86K。扫描次数：128。频率：400.232471584084MHz。核：1H。
图52：[实施例34化合物35]1-(2-(2-(2-氨基乙氧基)乙氧基)乙基)-3-(3,3,6,6-四甲基-1-桥氧基-4,5-二脱氢-2,3,6,7-四氢-1λ6-噻庚因-1-亚基)脲-Cy7加成物甲酸盐的LCMS和质谱数据。
柱：Waters XSelect CSH C18(50x2.1mm，3.5μ)。流速：0.8ml/min；柱温：35℃。洗脱液A：0.1％甲酸的乙腈溶液。洗脱液B：0.1％甲酸水溶液。Lin.梯度：t＝0min 5％A，t＝3.5min 98％A，t＝6min 98％A。后运行时间：2min。检测DAD(220-320nm，210nm和220nm)。检测：PDA(210-800nm)。检测：MSD ESI pos/neg(质量范围：100-1000)。检测：ELSD(Alltech3300):气体流速：1.5ml/min，气体温度：40℃。
图53：[实施例34化合物35]1-(2-(2-(2-氨基乙氧基)乙氧基)乙基)-3-(3,3,6,6-四甲基-1-桥氧基-4,5-二脱氢-2,3,6,7-四氢-1λ6-噻庚因-1-亚基)脲-Cy7加成物甲酸盐的NMR数据。
Bruker BioSpin GmbH；方法脉冲序列：zg30。弛豫延迟：1s。溶剂：MeOD。温度：～296.1649K。扫描次数：64。频率：400.132470966543MHz。核：1H。
图54：根据本发明产生的1-亚氨基-3,3,6,6-四甲基-4,5-二脱氢-2,3,6,7-四氢-1H-1λ6-噻庚因1-氧化物(TMTHSI)衍生物的概述。
图55：TMTHSI与苄基叠氮化物的反应动力学以测定反应速率常数值kt。
图56：以下的UPLC色谱图：
A)siRNA PLK1寡核苷酸参比
B)氨基修饰的siRNA PLK1完全转化为TMTHSI官能化的siRNA PLK1寡核苷酸，实施例25、化合物26
C)TMTHSI-官能化的siRNA寡核苷酸在与叠氮化物官能化的CPP1肽的反应中的完全转化，产生CPP1-siRNA PLK1缀合物，实施例26、化合物27
D)酸不稳定连接体NHS酯在与胺-CPP1-siRNA缀合物的反应中的完全转化，产生L7-CPP1-siRNA PLK1缀合物，实施例27、化合物28。
具体实施方式
定义
如本说明书和权利要求书中使用的动词“包括”及其变化形式以其非限制性的含义使用，意指包括该词语之后的项目，但不排除没有具体提及的项目。
此外，由不定冠词“一个(种)(a)”或“一个(种)(an)”修饰元件不排除存在多于一个元件的可能性，除非上下文明确要求存在一个且仅一个元件。因此，不定冠词“一个(种)(a)”或“一个(种)(an)”通常意指“至少一个(种)”。
本说明书和权利要求书中公开的化合物可以被描述为硫代环庚炔化合物，即其中在环结构中存在硫和叁键的组合的环庚炔化合物。环庚炔部分的叁键可以位于相对于硫的三个可能位置中的任一个上(根据“IUPAC有机化学命名法”规则A31.2进行编号)。在本说明书和权利要求书中对任何环庚炔化合物的描述意指包括环庚炔部分的所有三个单独的区域异构体。
本说明书和权利要求书中公开的化合物可以包含一个或多个不对称中心，并且可以存在化合物的不同非对映异构体和/或对映异构体。本说明书和权利要求书中对任何化合物的描述意指包括所有非对映异构体及其混合物，除非另外说明。此外，本说明书和权利要求书中对任何化合物的描述意指包括单独的对映异构体，以及对映异构体的任何混合物(外消旋混合物或其它混合物)，除非另外说明。当化合物的结构被描述为具体对映异构体时，应理解本申请的发明不局限于该具体对映异构体。
化合物可以以不同的互变异构形式存在。根据本发明的化合物意指包括所有互变异构形式，除非另外说明。
本说明书和权利要求书中公开的化合物还可以作为外型和内型区域异构体存在。除非另外说明，在说明书和权利要求书中对任何化合物的描述意指包括化合物的单独的外型区域异构体和单独的内型区域异构体以及其混合物。
此外，本说明书和权利要求书中公开的化合物可以作为顺式异构体和反式异构体存在。除非另外说明，在说明书和权利要求书中对任何化合物的描述意指包括化合物的单独的顺式异构体和单独的反式异构体以及其混合物。作为实例，当化合物的结构被描绘为顺式异构体时，应理解，相应的反式异构体或顺式异构体和反式异构体的混合物不排除在本申请的发明之外。
未取代的烷基具有通式CnH2n+1并且可以是直链或支链的。未取代的烷基也可以含有环状部分，并且因此具有伴随的通式CnH2n-1。任选地，烷基被本文中进一步指定的一个或多个取代基取代。适合的烷基的实例包括但不限于甲基、乙基、丙基、2-丙基、叔丁基、1-己基、1-十二烷基等。
未取代的烯基具有通式CnH2n-1，并且可以是直链或支链的。适合的烯基的实例包括但不限于乙烯基、丙烯基、异丙烯基、丁烯基、戊烯基、癸烯基、十八烯基和二十烯基等。未取代的烯基还可以含有环状部分，并且因此具有伴随的通式CnH2n-3。
未取代的烯烃具有通式CnH2n，而未取代的炔烃具有通式CnH2n-2。
芳基包含至少六个碳原子，并且可以包括单环、双环和多环结构。任选地，芳基可以被本文中进一步指定的一个或多个取代基取代。芳基的实例包括例如苯基、萘基、蒽基等的基团。
芳基烷基和烷基芳基包含至少七个碳原子并且可以包括单环和双环结构。任选地，芳基可以被本文中进一步指定的一个或多个取代基取代。芳基烷基是例如苄基等。烷基芳基是例如4-叔丁基苯基等。
在芳基被表示为(杂)芳基的情况下，该记法意指包括芳基和杂芳基。类似地，烷基(杂)芳基意指包括烷基芳基和烷基杂芳基，并且(杂)芳基烷基意指包括芳基烷基和杂芳基烷基。
杂芳基包含选自氧、磷、氮和硫中的一个至四个杂原子。
化合物
以Almeida的硫代环庚炔化合物作为起点，本发明人提出发现了可以用于无铜点击反应的改善的化合物。发现TMTH本身由于固有的不稳定性而不适合实际使用(Dommerholt等人，Nature Communications5，Article number:5378(2014))。在King等人(Chem.Comm.，2012，9308-9309)中已经描述了TMTH环结构中的硫经由直接烷基化而衍生化。由于King已经观察到环张力不应拉伸超过其极限以阻止炔烃键的反应性，因此其它衍生化被描述为不直接。此外，任何衍生化应提供适用于在水性条件下反应(高反应性)并且在随后的应用中耐受生物介质以产生适合的生物正交试剂的化合物。
本发明人现已令人惊讶地发现在硫处的其它衍生化是可能的。得到的化合物结合了环加成中的高反应性和良好的相对稳定性。本发明的磺酰亚胺(>S(＝O)(＝NH)和/或磺酰二亚胺(>S(＝NR)2)是一类新型化合物，其可用作生物正交标记或缀合剂。本发明的磺酰亚胺和/或磺酰二亚胺可以使用已知的化学用其它官能团和连接体容易地衍生，并且可以被进一步官能化，例如用于生物正交标记、成像或修饰(例如靶分子的表面修饰)。本发明的化合物可以与多种生物活性化合物和/或药物递送系统缀合。
在King等人(Chem.Comm.，2012，9308-9309)中公开的TMTH和TMTH衍生物已经显示出差的稳定性并且不能原样用于进一步的合成(Li，Molecules，2016，21，1393，Krebs，Tet.Lett.，1970，761-764)。然而，根据本发明的TMTHSI化合物和衍生物可以被合成和分离，并且对碱性和酸性纯化均是稳定的，因此可以用于进一步的合成。根据本发明的TMTHSI及其TMTHSI衍生物已经证明了延长的历时一年的贮存寿命，如实施例中所示。TMTHSI和TMTHSI衍生物可以在酸性/中性/碱性水性环境及其与有机溶剂的组合中与叠氮化物反应。
在第一方面，本发明因此涉及式(I)的化合物
Figure BDA0002893640720000231
其中：
n和m独立地为0、1或2，并且n+m是2；
X为O或NR9，
Y为NR10，
R1、R2、R3、R4独立地选自氢、卤素(F、Cl、Br、I)、O、N、P和S、C1-C24烷基、C6-C24(杂)芳基、C7-C24烷基(杂)芳基和C7-C24(杂)芳基烷基，其中O、N、P和S进一步独立地与氢、卤素(F、Cl、Br、I)、C1-C12烷基、C2-C12烯基、C2-C12炔基、C3-C12环烷基、C1-C12烷氧基、C2-C12烯氧基、C2-C12炔氧基、C3-C12环烷氧基偶联，所述烷基任选地被选自O、N、P和S的多个杂原子中的一个间隔，其中所述烷基、(杂)芳基、烷基(杂)芳基和(杂)芳基烷基独立地任选地被一个或多个取代基取代，所述取代基独立地选自C1-C12烷基、C2-C12烯基、C2-C12炔基、C3-C12环烷基、C1-C12烷氧基、C2-C12烯氧基、C2-C12炔氧基、C3-C12环烷氧基、卤素(F、Cl、Br、I)、氨基、氧代基团和甲硅烷基，其中所述烷基、烯基、炔基、环烷基、烷氧基、烯氧基、炔氧基和环烷氧基任选地被取代，所述烷基、所述烷氧基、所述环烷基和所述环烷氧基任选地被选自O、N、P和S的多个杂原子中的一个间隔，其中所述甲硅烷基由式(R11)3Si-表示，其中R11独立地选自C1-C12烷基、C2-C12烯基、C2-C12炔基、C3-C12环烷基、C1-C12烷氧基、C2-C12烯氧基、C2-C12炔氧基和C3-C12环烷氧基，其中所述烷基、烯基、炔基、环烷基、烷氧基、烯氧基、炔氧基和环烷氧基任选地被取代，所述烷基、所述烷氧基、所述环烷基和所述环烷氧基任选地被选自O、N、P和S的多个杂原子中的一个间隔；
R5、R6、R7、R8独立地选自氢、卤素(F、Cl、Br、I)、O、N、P和S、C1-C24烷基、C6-C24(杂)芳基、C7-C24烷基(杂)芳基和C7-C24(杂)芳基烷基，其中O、N、P和S进一步独立地与氢、卤素(F、Cl、Br、I)、C1-C12烷基、C2-C12烯基、C2-C12炔基、C3-C12环烷基、C1-C12烷氧基、C2-C12烯氧基、C2-C12炔氧基、C3-C12环烷氧基偶联，所述烷基任选地被选自O、N、P和S的多个杂原子中的一个间隔，其中所述烷基、(杂)芳基、烷基(杂)芳基和(杂)芳基烷基独立地任选地被一个或多个取代基取代，所述取代基独立地选自C1-C12烷基、C2-C12烯基、C2-C12炔基、C3-C12环烷基、C1-C12烷氧基、C2-C12烯氧基、C2-C12炔氧基、C3-C12环烷氧基、卤素(F、Cl、Br、I)、氨基、氧代基团和甲硅烷基，其中所述烷基、烯基、炔基、环烷基、烷氧基、烯氧基、炔氧基和环烷氧基任选地被取代，所述烷基、所述烷氧基、所述环烷基和所述环烷氧基任选地被选自O、N、P和S的多个杂原子中的一个间隔，其中所述甲硅烷基由式(R11)3Si-表示，其中R11独立地选自C1-C12烷基、C2-C12烯基、C2-C12炔基、C3-C12环烷基、C1-C12烷氧基、C2-C12烯氧基、C2-C12炔氧基和C3-C12环烷氧基，其中所述烷基、烯基、炔基、环烷基、烷氧基、烯氧基、炔氧基和环烷氧基任选地被取代，所述烷基、所述烷氧基、所述环烷基和所述环烷氧基任选地被选自O、N、P和S的多个杂原子中的一个间隔；
其中，任选地，R1和R7、R1与R8、R2与R7、R2与R8、R3与R5、R3与R6、R4与R5和/或R4与R6独立地形成稠合环体系，例如环烷基体系、环(杂)芳基体系、环烷基(杂)芳基体系、环(杂)芳基烷基体系，
其中稠合环体系的烷基任选地被选自O、N、P和S的多个杂原子中的一个间隔，其中稠合体系的烷基、(杂)芳基、烷基(杂)芳基和(杂)芳基烷基独立地任选地被一个或多个取代基取代，所述取代基独立地选自C1-C12烷基、C2-C12烯基、C2-C12炔基、C3-C12环烷基、C1-C12烷氧基、C2-C12烯氧基、C2-C12炔氧基、C3-C12环烷氧基、卤素、氨基、氧代基团和甲硅烷基，其中所述烷基、烯基、炔基、环烷基、烷氧基、烯氧基、炔氧基和环烷氧基任选地被取代，所述烷基、所述烷氧基、所述环烷基和所述环烷氧基任选地被选自O、N、P和S的多个杂原子中的一个间隔，其中所述甲硅烷基由式(R11)3Si-表示，其中R11独立地选自C1-C12烷基、C2-C12烯基、C2-C12炔基、C3-C12环烷基、C1-C12烷氧基、C2-C12烯氧基、C2-C12炔氧基和C3-C12环烷氧基，其中所述烷基、烯基、炔基、环烷基、烷氧基、烯氧基、炔氧基和环烷氧基任选地被取代，所述烷基、所述烷氧基、所述环烷基和所述环烷氧基任选地被选自O、N、P和S的多个杂原子中的一个间隔；
R9、R10独立地选自氢、卤素(F、Cl、Br、I)、R12、-CH＝C(R12)2、-C≡CR12、-[C(R12)2C(R12)2O]q-R12(其中q为1至200)、-CN、-N3、-NCX、-XCN、-XR12、-N(R12)2、-+N(R12)3、-C(X)N(R12)2、-C(R12)2XR12、-C(X)R12、-C(X)XR12、-S(O)R12、-S(O)2R12、-S(O)OR12、-S(O)2OR12、-S(O)N(R12)2、-S(O)2N(R12)2、-OS(O)R12、-OS(O)2R12、-OS(O)OR12、-OS(O)2OR12、-P(O)(R12)(OR12)、-P(O)(OR12)2、-OP(O)(OR12)2、-Si(R12)3、-XC(X)R12、-XC(X)XR12、-XC(X)N(R12)2、-N(R12)C(X)R12、-N(R12)C(X)XR12和-N(R12)C(X)N(R12)2，其中X是氧或硫，并且其中R12独立地选自氢、卤素(F、Cl、Br、I)、C1-C24烷基、C6-C24(杂)芳基、C7-C24烷基(杂)芳基和C7-C24(杂)芳基烷基。
在优选实施方案中，整数n和m均是1，并且化合物具有式(II)：
Figure BDA0002893640720000251
R1-R8、X、Y如本文别处所定义。优选地，炔烃位于相对于硫(1-位)的4-5位处。得到的硫代环庚炔是对称化合物，其具有通过硫和炔烃键的对称轴。与已知的含有顺式-反式异构并且是手性(E/Z)的BCN化合物相比，目前的TMTHSI-化合物仅呈现E/Z异构，但还保持是相同的。使用本申请中的对称的硫代环庚炔作为点击反应试剂避免了具有可能的物理化学或生物可变行为的异构化合物的混合物。
在优选实施方案中，X是O。成功地制备了具有良好稳定性的所得磺酰亚胺，并且其如实施例中所示被成功地衍生化。
在优选实施方案中，R10是H或包含选自醇、胺、酯、C1-4烷基、羧酸、三氟乙酰基和n-羟基琥珀酰亚胺(NHS)酯的官能团。
在优选实施方案中，R10是H。得到的S(＝O)NH官能团是稳定的并且在NH位置处具有良好的反应性用于进一步衍生化。
在优选实施方案中，R1、R2、R3、R4独立地选自H、卤素(F、Cl、Br、I)和C1-C4烷基，优选甲基或乙基，或者R1与R2和/或R3与R4形成C3-C6环烷基，优选环丙基。在其它优选实施方案中，R1、R2、R3、R4独立地选自C1-C4烷基，优选甲基或乙基。
在其它优选实施方案中，R1、R2、R3、R4相同并且选自H、卤素和C1-C4烷基，或者R1与R2和R3与R4形成C3-C6环烷基，优选环丙基。在其它优选实施方案中，R1、R2、R3、R4相同并且选自H、C1-C4烷基，优选甲基或乙基(优选甲基)，或者R1与R2和R3与R4形成环丙基。在其它优选实施方案中，R1、R2、R3、R4相同并且选自C1-C4烷基，优选甲基或乙基，最优选甲基。
在一个实施方案中，R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8独立地为H、卤素(F、Cl、Br、I)或C1-C24烷基，并且优选独立地为H或低级烷基，即C1-C4烷基，即甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、异丁基或叔丁基。在特别优选的实施方案中，R1-R4是相同的低级烷基。在更优选的实施方案中，R1-R4均是甲基。
在优选实施方案中，R5、R6、R7、R8独立地选自H、卤素(F、Cl、Br、I)和C1-C4烷基。更优选地，R5、R6、R7、R8相同并且选自H、卤素(F、Cl、Br、I)和C1-C4烷基，优选甲基或乙基。更优选地，R5、R6、R7、R8相同并且选自H和C1-C4烷基，优选甲基或乙基。在一个实施方案中，R5-R8均是H。
在特别优选的实施方案中，式(I)的化合物是式(III)的1-亚氨基-3,3,6,6-四甲基-4,5-二脱氢-2,3,6,7-四氢-1H-1λ6-噻庚因1-氧化物：
Figure BDA0002893640720000261
合成
在另一方面，本发明涉及本发明的化合物的合成，并且具体涉及用于制备式(I)的化合物的方法，所述方法包括以下步骤：
a.将双腙(2)转化为亚氨基二脱氢磺酰亚氨基(3)；
b.分离得到的亚氨基二脱氢磺酰亚氨基(3)。
合成部分地基于Almeida等人的TMTH的合成，使用作为TMTH合成中的中间产物的噻庚环二酮(thiopanedione)1，在本发明中随后双腙2一步转化为磺酰亚胺3。
Figure BDA0002893640720000271
二酮1和双腙2的合成已经在文献[Almeida等人]中被详细描述。该合成始于二酮1向双腙2的转化。所述反应在一种或多种肼、优选硫酸肼和/或肼一水合物的存在下，并且优选在压力下进行。
在两步氧化反应中将得到的双肼2转化为靶标化合物3。转化的一个步骤包括氧化反应(加成)，其中双腙(2)与氧化剂反应以使硫(>S)官能团氧化成磺酰亚氨基(>S(＝O)(＝NR)官能团。转化的另一个步骤是氧化反应(消除)，其中双腙(2)与氧化剂反应以使(双)肼(>C＝N-NH2)2官能团氧化成炔烃(-C≡C-)官能团。在优选实施方案中，这种两步反应在一步合成中进行，优选用相同的氧化剂，优选二乙酸碘苯：
Figure BDA0002893640720000272
连接体和官能团的偶联
在本发明的另一方面，连接体和/或官能团与本发明的官能化硫代环庚炔偶联。因此，在另一方面，本发明涉及化合物，其中式(I)化合物的X和/或Y和/或硫代环庚炔环中与S原子相邻的一个原子独立地与任选的连接基团(L)和官能团(Q)偶联，以产生式(III)的化合物：
(式I)-L-Q；
(III)
其中连接基团(L)不存在或选自直链或支链C1-C24亚烷基、C2-C24亚烯基、C2-C24亚炔基、C3-C24亚环烷基、C5-C24亚环烯基、C5-C24亚环炔基、C7-C24烷基(杂)亚芳基、C7-C24(杂)芳基亚烷基、C5-C24(杂)芳基亚烯基、C9-C24(杂)芳基亚炔基，所述亚烷基、亚烯基、亚炔基、亚环烷基、亚环烯基、亚环炔基、烷基(杂)亚芳基、(杂)芳基亚烷基、(杂)芳基亚烯基和(杂)芳基亚炔基任选地被一个或多个取代基取代，所述取代基独立地选自C1-C12烷基、C2-C12烯基、C2-C12炔基、C3-C12环烷基、C5-C12环烯基、C5-C12环炔基、C8-C12烷氧基、C2-C12烯氧基、C2-C12炔氧基、C3-C12环烷氧基、卤素(F、Cl、Br、I)、氨基、氧代和甲硅烷基，其中所述甲硅烷基可以由式(R11)3Si-表示，其中R11如以上定义；
其中官能团Q选自氢、卤素(F、Cl、Br、I)、R12、-CH＝C(R12)2、-C≡CR12、-[C(R12)2C(R12)2O]q-R12(其中q为1至200)、-CN、-N3、-NCX、-XCN、-XR12、-N(R12)2、-+N(R12)3、-C(X)N(R12)2、-C(R12)2XR12、-C(X)R12、-C(X)XR12、-S(O)R12、-S(O)2R12、-S(O)OR12、-S(O)2OR12、-S(O)N(R12)2、-S(O)2N(R12)2、-OS(O)R12、-OS(O)2R12、-OS(O)OR12、-OS(O)2OR12、-P(O)(R12)(OR12)、-P(O)(OR12)2、-OP(O)(OR12)2、-Si(R12)3、-XC(X)R12、-XC(X)XR12、-XC(X)N(R12)2、-N(R12)C(X)R12、-N(R12)C(X)XR12和-N(R12)C(X)N(R12)2，其中X是氧或硫，并且其中R12独立地选自氢、卤素(F、Cl、Br、I)、C1-C24烷基、C6-C24(杂)芳基、C7-C24烷基(杂)芳基和C7-C24(杂)芳基烷基。优选地，R12为氢或C1-C6烷基。
如果任选的连接基团(L)和官能团(Q)连接至硫代环庚炔环中与S原子相邻的一个原子上，则R5、R6、R7或R8中的一个被连接至官能团(Q)的任选的连接基团(L)代替。如果任选的连接基团(L)和官能团(Q)分别连接至X或Y，则R9或R10分别被连接至官能团(Q)的任选的连接基团(L)代替。
优选地，任选的连接基团(L)和官能团(Q)连接至X或Y中的一个，优选连接至Y，和/或连接至硫代环庚炔环中与S原子相邻的一个原子。更优选地，任选的连接基团(L)和官能团(Q)连接至X或Y中的一个，优选连接至Y。
在一个实施方案中，提供了构成如下的化合物：根据本发明的式(I)的化合物在原子X或Y处，优选Y处和/或在硫代环庚炔环中与S原子相邻的一个原子处与任选的连接基团(L)和官能团(Q)偶联，以产生式(III)的化合物：
(式I)-L-Q
(III)，
其中连接基团(L)不存在或选自直链或支链C1-C24亚烷基、C2-C24亚烯基、C2-C24亚炔基、C3-C24亚环烷基、C5-C24亚环烯基、C5-C24亚环炔基、C7-C24烷基(杂)亚芳基、C7-C24(杂)芳基亚烷基、C5-C24(杂)芳基亚烯基、C9-C24(杂)芳基亚炔基，所述亚烷基、亚烯基、亚炔基、亚环烷基、亚环烯基、亚环炔基、烷基(杂)亚芳基、(杂)芳基亚烷基、(杂)芳基亚烯基和(杂)芳基亚炔基任选地被一个或多个取代基取代，所述取代基独立地选自C1-C12烷基、C2-C12烯基、C2-C12炔基、C3-C12环烷基、C5-C12环烯基、C5-C12环炔基、C8-C12烷氧基、C2-C12烯氧基、C2-C12炔氧基、C3-C12环烷氧基、卤素(F、Cl、Br、I)、氨基、氧代和甲硅烷基，其中所述甲硅烷基可以由式(R11)3Si-表示，其中R11如以上定义；
其中官能团Q选自氢、卤素(F、Cl、Br、I)、R12、-CH＝C(R12)2、-C≡CR12、-[C(R12)2C(R12)2O]q-R12(其中q为1至200)、-CN、-N3、-NCX、-XCN、-XR12、-N(R12)2、-+N(R12)3、-C(X)N(R12)2、-C(R12)2XR12、-C(X)R12、-C(X)XR12、-S(O)R12、-S(O)2R12、-S(O)OR12、-S(O)2OR12、-S(O)N(R12)2、-S(O)2N(R12)2、-OS(O)R12、-OS(O)2R12、-OS(O)OR12、-OS(O)2OR12、-P(O)(R12)(OR12)、-P(O)(OR12)2、-OP(O)(OR12)2、-Si(R12)3、-XC(X)R12、-XC(X)XR12、-XC(X)N(R12)2、-N(R12)C(X)R12、-N(R12)C(X)XR12和-N(R12)C(X)N(R12)2，其中X是氧或硫，并且其中R12独立地选自氢、卤素(F、Cl、Br、I)、C1-C24烷基、C6-C24(杂)芳基、C7-C24烷基(杂)芳基和C7-C24(杂)芳基烷基。
可以使用多种连接体，并且连接体的选择可以基于其它标准，例如基本上与本文别处公开的最终应用有关的标准。
在优选实施方案中，L不存在或选自-[C(R12)2C(R12)2O]q-R12(其中q为1至200)、-CN、-NCX、-XCN、-XR12、-N(R12)2、-+N(R12)3、-C(X)N(R12)2、-C(R12)2XR12、-C(X)R12、-C(X)XR12、-S(O)R12、-S(O)2R12、-S(O)OR12、-S(O)2OR12、-S(O)N(R12)2、-S(O)2N(R12)2、-OS(O)R12、-OS(O)2R12、-OS(O)OR12、-OS(O)2OR12、-P(O)(R12)(OR12)、-P(O)(OR12)2、-OP(O)(OR12)2、-Si(R12)3、-XC(X)R12、-XC(X)XR12、-XC(X)N(R12)2、-N(R12)C(X)R12、-N(R12)C(X)XR12和-N(R12)C(X)N(R12)2，其中X是氧或硫，并且其中R12如别处所定义。
在其它优选实施方案中，L不存在或是长度为1-25个原子、优选1-15个原子的链，并且包含一个或多个、优选1-6个独立地选自-S(O)2-、-S-、-S-S-、-C(O)NH-、-NHC(O)-、-C(O)O-和亚苯基中的部分，由此所述链长由原子的最长直链中的原子数确定。所述最长直链可以包含一个或多个其它杂原子，例如O、N、S和P。优选地，它可以包含一个或多个其它O原子。在优选实施方案中，L包含1、2、3、4或5个独立地选自-S(O)2-、-S-、-S-S-、-C(O)NH-、-NHC(O)-、-C(O)O-和亚苯基中的部分。更优选地，长度为1-25个原子、优选1-15个原子的所述链不是支化的，即所述链是直链的，任选地除了不包含在直链中的一个或多个部分(-S(O)2-、-C(O)NH-、-NHC(O)-、-C(O)O-)中的杂原子之外。
在一个实施方案中，Q选自-OR12、-N(R12)2、-+N(R12)3、-C(O)N(R12)2、-C(O)OR12、-OC(O)R12、-OC(O)OR12、-OC(O)N(R12)2、-N(R12)C(O)R12、-N(R12)C(O)OR12和-N(R12)C(O)N(R12)2，其中R12如本文别处所定义。
在优选实施方案中，Q包括醇、胺、硫醇、羧酸酯、羧酸或活化酯、酮、醛、腈、马来酰亚胺、烯烃、炔烃、杂芳酸酯、离去基团和亚磷酰胺。在特别优选的实施方案中，Q是醇、胺、羧酸酯、羧酸或N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)酯。
在一个实施方案中，连接体L和/或官能团Q的偶联在硫代环庚炔的官能化硫处，即在分子的S(＝X)(＝Y)部分的X和/或Y处。用官能团进行偶联，任选地经由连接体。官能团Q可以连接至任何目标分子。
在某些实施方案中，Q可以连接至药物、抗体、蛋白质、肽、配体、成像标记、靶向配体、递送剂、纳米颗粒、载体或其组合中的一种或多种。用于此类偶联的化学反应发展成熟，并且本领域技术人员可以选择适当的偶联化学反应来将Q偶联至目标分子。
点击反应
本发明化合物的炔基是反应性的并且可以使用例如环加成型反应来官能化。在实施方案中，炔基可以与包含1,3-偶极子或1,3-(杂)二烯的化合物反应。在某些实施方案中，包含1,3-偶极子或1,3-(杂)二烯的化合物是含叠氮化物的化合物、含硝酮的化合物或含腈氧化物的化合物。最优选的是含叠氮化物的化合物。在实施方案中，含叠氮化物的化合物可以使用无铜点击反应偶联。偶联产生三唑型结构。
本发明的化合物是在官能化硫位置和炔烃官能团处具有反应性位点的双官能化合物。两个官能团可以独立地官能化，一个经由任选的连接体(L)和官能团(Q)官能化，并且另一个官能团经由点击化学官能化。可以独立地用药物(例如小分子、基因材料等)、抗体、蛋白质、肽、配体、成像标记、靶向配体、递送剂、纳米颗粒、载体进行功能化。
因此，在一个实施方案中，官能团Q任选地经由连接体L与药物、抗体、蛋白质、肽、配体、成像标记、靶向配体、递送剂、纳米颗粒、载体中的一种或多种进行偶联。
在另一个实施方案中，炔烃可以与药物、抗体、蛋白质、肽、配体、成像标记、靶向配体、递送剂、纳米颗粒、载体中的一种或多种进行偶联。炔烃的偶联优选经由炔烃与包含1,3-偶极子或1,3-(杂)二烯的化合物的反应进行。在某些实施方案中，包含1,3-偶极子或1,3-(杂)二烯的化合物是含叠氮化物的化合物、含硝酮的化合物或含腈氧化物的化合物，更优选是含叠氮化物的化合物。
因此，本发明的化合物适用于经由1,3-偶极子/1,3(杂)二烯/硫杂环庚炔衍生物/(连接体)/官能团产生两个目标分子/官能团的组合。示意性地，本发明的硫杂环庚炔的这种应用的一般原理例示在下表中：
Figure BDA0002893640720000321
使用的连接体可以是生物可降解的，即最初是稳定的，但随着时间或在特定环境(例如生理环境)下是可裂解的。
在某些实施方案中，优选这样的组合，即，其中纳米颗粒经由任选的连接体/1,3-偶极子或1,3-杂二烯/硫代环庚炔/任选的连接体偶联至选自药物、抗体、蛋白质、肽、配体、成像标记、靶向配体、递送剂、纳米颗粒、载体的官能团/目标分子。纳米颗粒本身可以包括药物、抗体、蛋白质、肽。用于将纳米颗粒偶联至本发明的硫代环庚炔衍生物的优选的1,3-偶极子或1,3-杂二烯是叠氮化物(N3)。
纳米颗粒
药物递送系统越来越多地用于制药科学。通过精心设计的衍生化，可以将药物以增加的有效性和功效递送、靶向、监测并且提供至患者。这些药物递送系统(如纳米颗粒、蛋白质、水凝胶、脂质体、抗体-药物缀合物、药物聚合物缀合物)的使用在制药科学中正在迅速发展。
制药科学使用这些系统来降低药物的毒性和副作用，改善递送并且添加成像配体来辅助有效性的监测。
通常具有<100nm的直径的纳米颗粒由多种材料制成，并且在药物中的预期应用包括药物递送(包括体外和体内诊断)、营养药品和改善的生物相容性材料的生产。纳米颗粒可以被定制用于特定目的，并且可以获得多种材料。大多数药物目标纳米颗粒基于(生物)聚合物材料，其可以是多种形式。源材料可以是生物来源的(如磷脂、脂质、乳酸、葡聚糖、壳聚糖)，或者具有更多的“化学”特性(如各种(共)聚合物)。这些纳米颗粒通常通过连接、偶联、(共价地)结合活性成分(药物、配体、成像配体等)来官能化。许多这些纳米颗粒的官能化可以通过各种化学方法来实现，例如使用本发明的硫代环庚炔衍生物的无铜点击化学。
在某些实施方案中，纳米颗粒是自组装聚合物胶束，优选来自热敏嵌段共聚物。特别地，优选基于具有部分地甲基丙烯酸酯化的低聚乳酸酯单元的PEG-b-聚(N-羟烷基甲基丙烯酰胺-低聚乳酸酯)的共聚物，但也可以使用其它(甲基)丙烯酰胺酯来构建HPMAm(羟丙基甲基丙烯酰胺)和HEMAm(羟乙基甲基丙烯酰胺)以及N-(甲基)丙烯酰基氨基酸酯的热敏嵌段，例如酯和任选的(低聚)乳酸酯。还优选的热敏嵌段共聚物衍生自含有官能团的单体，所述官能团可以被衍生的和未衍生的甲基丙烯酸酯基团改性，例如HPMAm-乳酸酯聚合物；即，这种改性包括并入连接体部分。
可使用的其它类型的官能热敏(共)聚合物是疏水改性的聚(N-羟烷基)(甲基)丙烯酰胺、N-异丙基丙烯酰胺(NIPAAm)与含有反应性官能团的单体(例如酸性丙烯酰胺和其它部分例如N-丙烯酰氧基琥珀酰亚胺)的共聚物组合物或聚(烷基)2-噁嗪的类似共聚物等。还优选的热敏基团可以基于NIPAAm和/或烷基-2-噁唑啉，所述单体可以与含有反应性官能团的单体反应，所述反应性官能团例如含有羟基、羧基、胺或琥珀酰亚胺基团的(甲基)丙烯酰胺或(甲基)丙烯酸酯。
适合的热敏聚合物描述于US-B-7,425,581和EP-A-1 776 400中。此外，在WO2010/033022和WO2013/002636中。
WO2012/039602描述了使用此类聚合物的药物-聚合物基质颗粒。此外，在WO2012/039602中，描述了可以用于这些已知的聚合物基质颗粒中的可生物降解的连接体分子。
通常，可以使用叠氮化物-炔烃无铜偶联将上文概述的基于热敏嵌段共聚物的纳米颗粒连接至本发明的化合物。其实例描述于WO2017086794中。
因此，在本发明的某些实施方案中，制备纳米颗粒，其中本发明的硫代环庚炔衍生物偶联至含叠氮化物的纳米颗粒。在某些实施方案中，纳米颗粒是自组装聚合物胶束，优选来自热敏嵌段共聚物。
本发明还涉及本发明的硫代环庚炔衍生物在偶联两个目标分子的方法中的用途，其中任选地，所述分子独立地选自药物、抗体、蛋白质、肽、配体、成像标记、靶向配体、递送剂、纳米颗粒和载体。本发明还涉及本发明的硫代环庚炔衍生物在生物正交、任选的无铜点击反应中的用途，以及在使用无铜点击反应将纳米颗粒偶联至药物、抗体、蛋白质、肽、配体、成像标记、靶向配体、递送剂、纳米颗粒和载体中的一种或多种的方法中的用途。特别地，含叠氮化物的热敏聚合物与本发明的化合物的偶联是有利的，因为与用于点击化学中的常规炔烃相比，本发明的含炔烃的化合物与叠氮化物之间的点击化学更快，特别是在制备可生物降解的纳米颗粒和缀合/包埋的药物中。
为了清楚和简明描述的目的，本文可以将特征描述为本发明的相同或单独的方面或实施方案的一部分。本领域技术人员将理解，本发明的范围可以包括具有作为相同或单独实施方案的一部分的本文描述的所有或一些特征的组合的实施方案。
将在以下非限制性实施例中更详细地解释本发明。
实施例
图54提供了根据本发明产生的1-亚氨基-3,3,6,6-四甲基-4,5-二脱氢-2,3,6,7-四氢-1H-1λ6-噻庚因1-氧化物(TMTHSI)衍生物的概述，其合成描述于以下实施例中。
TMTHSI(实施例2)的核结构可以以各种方式官能化。
实施例2，X＝O，Y＝N，核TMTHSI结构，R1-R4＝甲基，R5-R8＝氢
实施例3，X＝O，Y＝N，是实施例2，其中L＝琥珀酸连接体，Q＝活化的NHS酯，R1-R4＝甲基，R5-R8＝氢
实施例5是实施例3，其中NHS酯在与苄胺的反应中被替代，R1-R4＝甲基，R5-R8＝氢
实施例8，X＝O，Y＝N，是实施例3，其中NHS酯在与HER2肽的反应中被替代，R1-R4＝甲基，R5-R8＝氢
实施例11，X＝O，Y＝N，是实施例3，其中NHS酯在与二氨基-PEG间隔体(＝L)的反应中被替代，Q是胺，R1-R4＝甲基，R5-R8＝氢
实施例12，X＝O，Y＝N，
Figure BDA0002893640720000351
R1-R4＝甲基，R5-R8＝氢
实施例13，X＝O，Y＝N-三氟乙酰胺，L＝无连接体，Q＝无官能团。R1-R4＝甲基，R5-R8＝氢。该化合物旨在用于α-硫取代
实施例14，X＝O，Y＝N，是实施例12，其中NHS酯在与氨基-PEG-羟基间隔体(＝L)的反应中被替代，Q是羟基，R1-R4＝甲基，R5-R8＝氢
实施例15，X＝O，Y＝N，是实施例2，其中L＝-S(O2)苯基-，Q＝3-甲氧基羰基，R1-R4＝甲基，R5-R8＝氢
实施例16，X＝O，Y＝N，是实施例2，其中L＝-S(O2)苯基，Q＝3-羟基羰基，R1-R4＝甲基，R5-R8＝氢
实施例17，X＝O，Y＝N-甲基，L＝无连接体，Q＝无官能团。R1-R4＝甲基，R5-R8＝氢。该化合物旨在用于α-硫取代
实施例18，X＝O，Y＝N-甲基，L＝无连接体，Q＝无官能团。R1-R4＝甲基，R5-R8＝一个氢被L＝-亚甲基苯基-替代，Q＝4-甲氧基羰基。该化合物是TMTHSI的α-硫取代的变体
实施例19，X＝O，Y＝N，是实施例2，其中L＝-亚甲基苯基-，Q＝4-甲氧基羰基，R1-R4＝甲基，R5-R8＝氢
实施例23，X＝O，Y＝N，是实施例12，其中NHS部分被基于胱胺的胺连接体替代，L＝-C(O)NHC2H4SSC2H4NHC(O)C3H6-，Q＝COOH，
Figure BDA0002893640720000361
R1-R4＝甲基，R5-R8＝氢
实施例24，X＝O，Y＝N，是作为NHS酯活化的实施例23，L＝-C(O)NHC2H4SSC2H4NHC(O)C3H6-，Q＝((2,5-二氧代吡咯烷-1-基)氧基)羰基，C(O)OSu。
Figure BDA0002893640720000362
R1-R4＝甲基，R5-R8＝氢
实施例25，X＝O，Y＝N，是实施例24，其中NHS酯在与氨基-C6官能化的siRNA寡核苷酸的反应中被替代，R1-R4＝甲基，R5-R8＝氢
实施例31，X＝O，Y＝N，是实施例12，其中NHS酯在与氨基PEG-官能化的叶酸的反应中被替代，R1-R4＝甲基，R5-R8＝氢
实施例33，X＝O，Y＝N，是实施例12，其中NHS酯在与二氨基-PEG间隔体(＝L)的反应中被替代，Q是胺，R1-R4＝甲基，R5-R8＝氢
实施例34，X＝O，Y＝N，是与Cy7 NHS标记反应的实施例33。L＝二氨基-PEG间隔体，R1-R4＝甲基，R5-R8＝氢
本领域技术人员能够熟练地提供其它衍生物，其具有R1-R8、L和/或Q的其它变量，并且除了以下实施例中制备的结构和/或图54中所示的结构之外，还使用本领域已知的反应偶联至其它目标分子，所述其它目标分子例如药物、抗体、蛋白质、肽、配体、成像标记、靶向配体、递送剂、纳米颗粒或载体。
实施例1：(3,3,6,6-四甲基噻庚烷-4,5-二亚基)双(肼)的合成。
Figure BDA0002893640720000363
向玻璃高压釜(300ml)中装载3,3,6,6-四甲基噻庚烷-4,5-二酮(6.17g，30.8mmol)、乙醇(2.4ml)和乙二醇(60ml)。向搅拌的混合物中添加硫酸肼(16.03g，123mmol，4当量)和肼一水合物(3ml，61.6mmol，2当量)。关闭高压釜并且在油浴中在140℃下加热20小时。
在冷却至室温后，使混合物在水(500ml)与乙醚(200ml)之间分层，并且转移至分液漏斗，同时经一片棉过滤以去除一些白色固体残余物(可能是硫酸肼，因为其缓慢溶于水中)。分离各层并且用二乙醚(2×100ml)萃取水层。将合并的醚层用水(2×75ml)和盐水(100ml)洗涤，经Na2SO4干燥，并且在减压下浓缩，以得到5.75g呈粘稠黄色油状的粗产物。
将残余物通过快速柱色谱法(二氧化硅40g；在庚烷中的30％EtOAc)；合并产物级分并且在减压下浓缩。将残余物与二乙醚共蒸发，以得到0.9g(12％)呈灰白色固体状的产物。
GC/MS(方法_A)tR 4.47min，M+＝228。
*1H NMR(400MHz，氯仿-d)δ5.24(s，4H)，2.54(d，J＝14.4Hz，2H)，2.48(d，J＝14.4Hz，2H)，1.34(s，6H)，1.21(s，6H)。
实施例2：1-亚氨基-3,3,6,6-四甲基-4,5-二脱氢-2,3,6,7-四氢-1H-1λ6-噻庚因1-氧化物(TMTHSI)的合成。
Figure BDA0002893640720000371
向8ml螺帽小瓶中装载(3,3,6,6-四甲基噻庚烷-4,5-二亚基)双(肼)(100mg，0.44mmol)和乙酸铵(270mg，3.5mmol，8当量)，并且悬浮在甲醇(0.4ml)中。将混合物在冰/水中冷却。滴加碘苯二乙酸酯(494mg，1.53mmol，3.5当量)的MeOH(0.4ml)和二氯甲烷(0.6ml)的混合物溶液，以控制放热和气体形成(反应在添加每滴时显示出气体逸出)。在添加完成后，将混合物在室温下搅拌1小时。
将混合物用二氯甲烷(2ml)稀释并且用盐水(1ml)淬灭。有机层通过移液管取出并且经过相分离器。将水性残余物用二氯甲烷(2x)萃取，每次将有机相经过相分离器并且与先前的萃取物合并。在减压下浓缩有机萃取物，仔细监测蒸发，因为产物可能是挥发性的，以得到427mg呈黄色油状的粗产物。将残余物通过制备型RP-MPLC(Reveleris，XSelect；10-50％MeCN水溶液，10mM NH4HCO3，pH＝9.5)纯化。将产物级分合并并且用二氯甲烷(3x)萃取，使每次有机萃取物经过相分离器并且在减压下浓缩。将残余物与庚烷和二乙醚共蒸发，以得到33mg(37％)的结晶残余物。
LC/MS(SC_BASE)tR 1.628min，纯度98.1％，质量实测值[M+H]+200。
1H NMR(400MHz，氯仿-d)δ3.26(d，J＝14.1Hz，2H)，3.18(d，J＝14.1Hz，2H)，2.76(s，1H)，1.46(s，6H)，1.30(s，6H)。
TMTHSI在储存期间被证明是稳定的。在大气压下，将化合物3作为粉末储存在亮位置和暗位置。1H-NMR和LC/MS(SC_BASE)证实所述化合物在储存10个月后仍然是完好的。
实施例3：偶联至连接体。4-氧代-4-((3,3,6,6-四甲基-1-桥氧基-4,5-二脱氢-2,3,6,7-四氢-1λ6-噻庚因-1-亚基)氨基)丁酸2,5-二氧代吡咯烷-1-基酯的合成。
Figure BDA0002893640720000381
将二异丙基乙胺(266μl，1.52mmol，2当量)添加至1-亚氨基-3,3,6,6-四甲基-4,5-二脱氢-2,3,6,7-四氢-1H-1λ6-噻庚因1-氧化物(152mg，0.76mmol)和琥珀酸酐(114mg，1.14mmol，1.5当量)的二氯甲烷(5ml)混合物中，并且将得到的混合物在室温下搅拌20小时。
将反应混合物在减压下浓缩并且再溶解于二氯甲烷中，并且再次在减压下浓缩。将残余物再溶解于二氯甲烷(5ml)中并且添加N-羟基琥珀酰亚胺(220mg，1.91mmol，2.5当量)。将混合物搅拌5分钟，然后经由移液管添加N-(3-二甲基氨基丙基)-N'-乙基碳二亚胺盐酸盐(366mg，1.91mmol，2.5当量)的二氯甲烷(0.5ml)悬浮液。将得到的溶液在室温下搅拌4小时。
将混合物用2M KHSO4水溶液淬灭并且使有机相经过相分离器。在减压下浓缩滤液，以得到420mg呈泡沫状的粗混合物。
将残余物通过快速柱色谱法(二氧化硅12g，在庚烷中的50-75％EtOAc)纯化，将产物级分汇集并且在减压下浓缩，以得到141mg(46％)呈白色固体状的产物。
LC/MS(SC_ACID)tR 1.84min，纯度85％，质量实测值[M+H]+397。
1H NMR(400MHz，氯仿-d)δ3.79(d，J＝14.1Hz，2H)，3.63(d，J＝14.2Hz，2H)，2.97–2.90(m，2H)，2.88–2.81(m，4H)，2.79–2.71(m，2H)，1.55(s，6H)，1.28(s，6H)。
实施例4：偶联至连接体。N1-苄基-N4-(3,3,6,6-四甲基-1-桥氧基-4,5-二脱氢-2,3,6,7-四氢-1λ6-噻庚因-1-亚基)琥珀酰胺的合成。
Figure BDA0002893640720000391
向4-氧代-4-((3,3,6,6-四甲基-1-桥氧基-4,5-二脱氢-2,3,6,7-四氢-1λ6-噻庚因-1-亚基)氨基)丁酸2,5-二氧代吡咯烷-1-基酯(15.8mg，0.040mmol)的二氯甲烷(1ml)溶液中添加苄胺(8.71μl，0.080mmol，2当量)。将反应混合物在室温下搅拌4小时。然后，将反应混合物通过快速柱色谱法(二氧化硅，12g；在庚烷中的70-100％EtOAc)纯化，将产物级分合并并且在减压下浓缩，以得到通过LC/MS纯度为～83％的13.1mg产物。
通过制备型RP-MPLC(Reveleris，XSelect；20-60％MeCN水溶液，10mM NH4HCO3，pH＝9.5)纯化材料，将产物级分汇集并且在减压下浓缩，以得到6.2mg(40％)呈白色固体状的标题化合物。
LC/MS(SC_BASE)tR 2.01min，纯度96.8％，质量实测值[M+H]+389。
1H NMR(400MHz，氯仿-d)δ7.36–7.22(m，5H)，6.25(s，1H)，4.44(d，J＝5.7Hz，2H)，3.60(d，J＝14.1Hz，2H)，3.53(d，J＝14.1Hz，2H)，2.73(dd，J＝6.8，6.2Hz，2H)，2.52(dd，J＝6.6，6.4Hz，2H)，1.49(s，6H)，1.24(s，6H)。
实施例5：点击反应。1-苄基-6-亚氨基-4,4,8,8-四甲基-1,4,5,6,7,8-六氢-6λ4-噻庚因并[4,5-d][1,2,3]三唑6-氧化物的合成。
Figure BDA0002893640720000401
LC/MS:
向LC/MS小瓶中装载1-亚氨基-3,3,6,6-四甲基-4,5-二脱氢-2,3,6,7-四氢-1H-1λ6-噻庚因1-氧化物(5mg，0.025mmol)并溶于MeCN(1ml)中，添加苄基叠氮化物并且通过LC/MS分析反应混合物。LC/MS分析显示起始原料完全消耗并且形成产物，为具有未反应的苄基叠氮化物的混合物。
LC/MS(SC_BASE)tR 1.728min，纯度64％，质量实测值[M+H]+333。
1H-NMR:
将1-亚氨基-3,3,6,6-四甲基-4,5-二脱氢-2,3,6,7-四氢-1H-1λ6-噻庚因1-氧化物(5mg，0.025mmol)溶于CDCl3(0.6ml)中并且添加苄基叠氮化物。在约15分钟反应时间后记录1H-NMR：
1H NMR(400MHz，氯仿-d)δ7.40–7.29(m，3H)，7.06–7.01(m，2H)，5.73(s，2H)，3.45(d，J＝8.9Hz，4H)，2.69(s，1H)，1.70(d，J＝2.1Hz，6H)，1.44(d，J＝2.7Hz，6H)。
起始原料完全消耗，存在～35mol％过量的苄基叠氮化物。
实施例6：点击反应。N1-苄基-N4-(1-苄基-4,4,8,8-四甲基-6-桥氧基-4,5,7,8-四氢-1H-6λ4-噻庚因并[4,5-d][1,2,3]三唑-6-亚基)琥珀酰胺的合成。
Figure BDA0002893640720000411
向含有溶于CDCl3中的N1-苄基-N4-(3,3,6,6-四甲基-1-桥氧基-4,5-二脱氢-2,3,6,7-四氢-1λ6-噻庚因-1-亚基)琥珀酰胺(4.6mg，12μmol)的NMR管中添加苄基叠氮化物的CDCl3溶液(10vol％，15.5μL，1.05当量)。摇动混合物并且在约5分钟反应时间后进行1H-NMR分析。
1H NMR(400MHz，氯仿-d)δ7.43–7.27(m，8H)，7.06–7.00(m，2H)，6.18(s，1H)，5.72(s，2H)，4.42(d，J＝5.8Hz，2H)，3.96(d，J＝15.5Hz，1H)，3.82(d，J＝15.0Hz，1H)，3.70(d，J＝15.3Hz，1H)，3.57(d，J＝15.1Hz，1H)，2.74–2.67(m，2H)，2.49(t，J＝6.7Hz，2H)，1.70(s，3H)，1.67(s，3H)，1.44(s，3H)，1.36(s，3H)。
将混合物浓缩至干燥并且通过LC/MS分析残余物：
LC/MS(SC_BASE)显示出具有靶质量的产物峰(tR 1.947min，纯度75％，[M+H]+522)。
LC/MS(SC_ACID)显示出两个产物峰[分别为tR 1.90(57％)和1.94min(23％)]，靶质量([M+H]+522)。
实施例7：含有TMTHSI的连接体与HER2-肽的偶联。TMTHSI-琥珀酰基-Fcycl[CGDGFYAC]YMDV的制备。
Figure BDA0002893640720000421
向8ml螺帽小瓶中装载Fcycl[CGDGFYAC]YMDV(20mg，13μmol)并且溶于DMSO(1ml)中。添加4-氧代-4-((3,3,6,6-四甲基-1-桥氧基-4,5-二脱氢-2,3,6,7-四氢-1λ6-噻庚因-1-亚基)氨基)丁酸2,5-二氧代吡咯烷-1-基酯(6.5mg，14μmol，1.04当量)，随后添加二异丙基乙胺(13μl，75μmol，5.6当量)。将混合物在室温下搅拌16小时。将反应混合物直接通过制备型RP-MPLC(Reveleris，LUNA-C18，20-60％MeCN水溶液，0.1％甲酸)纯化，将产物级分汇集并且冻干，以得到16.6mg(69％)产物。
LC/MS(AN_BASE_M1800)tR 2.57min，纯度96％，质量实测值[M-H]-1768，[M-2H]2-883。
分析方法
GC/MS方法：
方法A，仪器：GC:Agilent 6890N，FID:检测温度：300℃和MS:5973MSD，EI-正的，检测温度：280℃质量范围：50-550；柱：RXi-5MS 20m，ID 180μm，df 0.18μm；平均速度：50cm/s；进样体积：1μl；进样温度：250℃；分流比：20/1；载气：He；初始温度：100℃；初始时间：1.5min；溶剂延迟：1.3min；速率75℃/min；最终温度250℃；最终时间2.5min。
LC/MS方法：
SC_ACID，设备：Agilent 1260Bin。泵：G1312B，脱气器；自动进样器，ColCom，DAD:Agilent G1315D，220-320nm，MSD:Agilent LC/MSD G6130B ESI，pos/neg 100-1000，ELSDAlltech 3300气体流速1.5ml/min，气体温度40℃；柱：Waters XSelectTM C18，30x2.1mm，3.5μ，温度：35℃，流速：1mL/min，梯度：t0＝5％A，t1.6min＝98％A，t3min＝98％A，后运行时间：1.3min，洗脱液A：0.1％甲酸的乙腈溶液，洗脱液B：0.1％甲酸水溶液)。
SC_BASE，设备：Agilent 1260Bin。泵：G1312B，脱气器；自动进样器，ColCom，DAD:Agilent G1315C，220-320nm，MSD:Agilent LC/MSD G6130B ESI，pos/neg 100-1000；柱：Waters XSelectTM CSH C18，30x2.1mm，3.5μ，温度：25℃，流速：1mL/min，梯度：t0＝5％A，t1.6min＝98％A，t3min＝98％A，后运行时间：1.3min，洗脱液A：乙腈，洗脱液B：10mM碳酸氢铵水溶液(pH＝9.5)。
AN_BASE_M1800，设备：Agilent 1260Bin。泵：G1312B，脱气器；自动进样器，ColCom，DAD:Agilent G1315C，220-320nm，MSD:Agilent LC/MSD G6130B ESI，pos/neg800-1800；柱：Waters XSelectTM CSH C18，50x2.1mm，3.5μ，温度：25℃，流速：0.8mL/min，梯度：t0＝5％A，t3.5min＝98％A，t6min＝98％A，后运行时间：2min，洗脱液A：乙腈，洗脱液B：10mM碳酸氢铵水溶液(pH＝9.5)。
1H-NMR:
使用CDCl3或DMSO-d6作为溶剂，在Bruker Avance-400超屏蔽NMR光谱仪上记录所有1H-NMR光谱，并且使用TMS(0.00ppm)作为内标以ppm报告。
实施例8：含有TMTHSI的连接体HER2-肽与含有叠氮化物的纳米颗粒(CriPec)的偶联
Figure BDA0002893640720000441
通过将HER2肽缀合至聚合物胶束壳的表面产生HER2肽标记的核交联聚合物胶束，并且将其用于靶向研究。为了允许经由点击化学进行HER2肽缀合，基本上按照报道的方案[Hu等人，Biomaterials.2015；53:370-8]来制造叠氮化物官能化的聚合物胶束，但添加叠氮化物官能化的嵌段共聚物的级分(7.5kDa，用10mol％交联剂L2[1]衍生化，5w％的总嵌段共聚物)，而不是(95w％)非官能化的嵌段共聚物(7.5kDa，用10mol％交联剂L2衍生化[Biomaterials.2015；53:370-8]，95w％的总嵌段共聚物)。这两种嵌段共聚物按照相同的程序合成，但对于前者，使用由叠氮化物-PEG5000-OH合成的(叠氮化物-PEG5000)2-ABCPA引发剂替代。然后将获得的叠氮化物官能化的聚合物胶束在含有130mM NaCl的20mM乙酸铵pH5缓冲液中纯化，将缓冲液交换成含有130mM NaCl的20mM磷酸钠pH7.4缓冲液并且浓缩至约30mg/mL聚合物当量，使用配备有改性聚醚砜(mPES)100kDa模块(Spectrumlabs)的切向流过滤(TFF)。然后，使用以下方法经由无铜点击化学将HER2肽缀合至浓缩的叠氮化物官能化的核交联聚合物胶束：
在室温下，将ACN(86μL)添加至200μL的叠氮化物官能化的改性的核交联聚合物胶束(0.4μmol叠氮化物当量)中，同时在琥珀色UPLC小瓶中搅拌(300rpm)。在热量消散时，将HER2肽(1.0当量，0.4μmol，86μL，Mercachem)滴加至反应混合物中。通过UPLC-UV监测缀合反应的进程持续24小时，此后停止反应。基于UPLC，测定HER2肽的转化率为43％，其转化为2.2％HER2肽标记的核交联聚合物胶束。在缀合反应后，通过TFF针对10v％乙醇去除未反应的HER2肽来纯化HER2肽标记的聚合物胶束。
实施例9：含有TMTHSI的连接体HER2-肽与含有叠氮化物的纳米颗粒(CriPec)在酸性pH下的偶联。
为了允许经由点击化学进行HER2肽缀合，基本上按照报道的方案[Hu等人，Biomaterials.2015；53:370-8]来制造叠氮化物官能化的聚合物胶束，但添加叠氮化物官能化的嵌段共聚物的级分(7.5kDa，用10mol％交联剂L2[1]衍生化，5w％的总嵌段共聚物)，而不是(95w％)非官能化的嵌段共聚物(7.5kDa，用10mol％交联剂L2衍生化[Biomaterials.2015；53:370-8]，95w％的总嵌段共聚物)。这两种嵌段共聚物按照相同的程序合成，但是对于前者，使用由叠氮化物-PEG5000-OH合成的(叠氮化物-PEG5000)2-ABCPA引发剂替代。然后将获得的叠氮化物官能化的聚合物胶束在含有130mM NaCl的20mM乙酸铵pH5缓冲液中纯化并且浓缩至约60mg/mL聚合物当量，使用配备有改性聚醚砜(mPES)100kDa模块(Spectrumlabs)的切向流过滤(TFF)。然后，使用以下方法经由无铜点击化学将HER2肽缀合至浓缩的叠氮化物官能化的核交联聚合物胶束：
在室温下，将150mM乙酸铵pH 5(130μL)添加至1500μL叠氮化物官能化的改性的核交联聚合物胶束(0.57μmol叠氮化物当量)中，同时在琥珀色UPLC小瓶中搅拌(300rpm)。在热量消散时，将HER2肽(5.0当量，2.85μmol，842μL 2mg/ml HER2-TMTH储备溶液)滴加至反应混合物中。通过UPLC-UV监测缀合反应的进程持续24小时，此后停止反应。基于UPLC，测定HER2肽的转化率为23％，其转化为5％HER2肽标记的核交联聚合物胶束。在缀合反应后，通过TFF针对10v％乙醇去除未反应的HER2肽来纯化HER2肽标记的聚合物胶束。
实施例10：在TMTHSI和BCNOH与苄基叠氮化物之间的模型点击反应的反应动力学的比较。
使炔烃(TMTSHI或BCN-OH)与1.3当量的苄基叠氮化物反应，并且使用NMR(CDCl3)测量反应动力学。TMTHSI与苄基叠氮化物的转化率在225秒后达到79％，与BCN-OH的反应花费长约40倍(9312秒)。基于三唑信号计算反应转化率(％)，将反应结束时三唑信号的水平视为100％水平＝当所有TMTHSI或BCN-OH与苄基叠氮化物完全反应时。测量结果包括在图17A中。TMTHSI(上曲线)明显快于BCN-OH(下曲线)。图17B示出了TMTHSI的测量的放大。
实施例11：N1-(2-(2-(2-氨基乙氧基)乙氧基)乙基)-N4-(3,3,6,6-四甲基-1-桥氧基-4,5-二脱氢-2,3,6,7-四氢-1λ6-噻庚烷-1-亚基)琥珀酰胺的合成。
Figure BDA0002893640720000471
将4-氧代-4-((3,3,6,6-四甲基-1-桥氧基-4,5-二脱氢-2,3,6,7-四氢-1λ6-噻庚因-1-亚基)氨基)丁酸2,5-二氧代吡咯烷-1-基酯(89mg，0.22mmol)的二氯甲烷(2ml)溶液历时5分钟滴加至1,2-双(2-氨基乙氧基)乙烷(131μl，0.90mmol，4当量)的二氯甲烷(5ml)溶液中。在添加完成后，使得混合物在室温下搅拌15分钟。然后将混合物用饱和NH4Cl水溶液(5ml)淬灭，并且将有机相用移液管移至相分离器上。每次用二氯甲烷(2x)萃取水性残余物，将有机相用移液管移至相分离器上。将合并的滤液在减压下浓缩，以得到47.7mg粗产物。将残余物通过制备型RP-MPLC(Reveleris，XSelect 10-50％MeCN水溶液，10mM NH4HCO3，pH＝9.5)纯化，将产物级分合并并且在减压下浓缩至～15ml，并且转移至50ml圆底烧瓶中以及冻干，以得到26mg(27％)呈白色固体状的产物。
LC/MS(SC_BASE)tR 1.77min，纯度99％，质量实测值[M+H]+430。图18
1H NMR(400MHz，氯仿-d)δ6.73(t，J＝5.4Hz，1H)，3.68(d，J＝14.1Hz，2H)，3.63(s，4H)，3.59(d，J＝10.3Hz，2H)，3.57–3.52(m，4H)，3.45(q，J＝5.3Hz，2H)，2.90(t，J＝5.1Hz，2H)，2.69(t，J＝6.9Hz，2H)，2.48(t，J＝6.9Hz，2H)，2.16(bs，2H)，1.51(s，6H)，1.27(s，6H)。
实施例12：(3,3,6,6-四甲基-1-桥氧基-4,5-二脱氢-2,3,6,7-四氢-1λ6-噻庚烷-1-亚基)氨基甲酸2,5-二氧代吡咯烷-1-基酯的合成。
Figure BDA0002893640720000472
向8ml螺帽小瓶中装载N,N'-二琥珀酰亚胺基碳酸酯(52mg，0.20mmol，2当量)并且溶解在乙腈(2ml)中。为此，使用注射器滴加1-亚氨基-3,3,6,6-四甲基-4,5-二脱氢-2,3,6,7-四氢-1H-1λ6-噻庚因1-氧化物(20mg，0.1mmol)的乙腈(1ml)溶液。将混合物在室温下搅拌一小时。将混合物用二乙醚(15ml)和乙酸乙酯(15ml)的混合物稀释并且用水淬灭。将有机层再次用水洗涤，然后用盐水洗涤，经Na2SO4干燥并且在减压下浓缩，以得到117mg呈白色固体状的粗产物。将残余物通过快速柱色谱法(二氧化硅4g；20-50％EtOAc的庚烷溶液)纯化，将产物级分合并并且在减压下浓缩，以得到49mg(43％)呈白色蓬松固体状的产物。
LC/MS(SC_BASE)tR 1.97min，纯度95％，质量实测值[M+Na]+363，[2M+Na]+703。
1H NMR(400MHz，氯仿-d)δ3.92(d，J＝14.2Hz，2H)，3.45(d，J＝14.2Hz，2H)，2.80(s，4H)，1.52(s，6H)，1.29(s，6H)。
TMTHSI在储存期间被证明是稳定的。在大气压下，将化合物12作为粉末储存在亮位置和暗位置。1H-NMR和LC/MS(SC_BASE)证实所述化合物在储存4个月后仍然是完好的。
实施例13：2,2,2-三氟-N-(3,3,6,6-四甲基-1-桥氧基-4,5-二脱氢-2,3,6,7-四氢-1λ6-噻庚因-1-亚基)乙酰胺的合成
Figure BDA0002893640720000481
向8ml螺帽小瓶中装载TMTHSI(50mg，0.25mmol)，并且将材料溶解在乙腈(2ml)中。添加K2CO3(69mg，0.50mmol，2当量)，随后添加三氟乙酸酐(38μl，0.27mmol，1.1当量)。将混合物在室温下搅拌一小时。将混合物用二乙醚稀释并且用水(2x)洗涤。将有机层用盐水洗涤，经Na2SO4干燥并且在减压下浓缩，以得到56mg呈白色固体状的粗产物。
将残余物通过制备型RP-MPLC(Reveleris Prep，LUNA-C18，20-60％MeCN水溶液，0.1％(v/v)甲酸)纯化。将产物级分合并并且冻干，以得到35mg(47％)呈白色固体状的产物。
LC/MS(SC_BASE)tR 2.18min，纯度99.0％，质量实测值[M+H]+296。
1H NMR(400MHz，氯仿-d)δ3.86(d，J＝14.1Hz，2H)，3.66(d，J＝14.1Hz，2H)，1.57(s，6H)，1.33(s，6H)。
Figure BDA0002893640720000491
实施例14：1-(2-(2-羟基乙氧基)乙基)-3-(3,3,6,6-四甲基-1-桥氧基-4,5-二脱氢-2,3,6,7-四氢-1λ6-噻庚因-1-亚基)脲的合成。
向8ml螺帽小瓶中装载2-(2-氨基-乙氧基)乙醇(29μl，0.29mmol，2当量)和二异丙基乙胺(63μl，0.36mmol，2.5当量)并且溶解在二氯甲烷(2ml)中。经由移液管缓慢添加(3,3,6,6-四甲基-1-桥氧基-4,5-二脱氢-2,3,6,7-四氢-1λ6-噻庚因-1-亚基)氨基甲酸2,5-二氧代吡咯烷-1-基酯(49mg，0.14mmol)的二氯甲烷(1ml)悬浮液，并且将混合物在室温下搅拌16小时。将混合物用水稀释并且用二氯甲烷(3x)萃取，将各有机层经相分离器过滤。将合并的有机萃取物在减压下浓缩，以得到43mg粗产物。将残余物通过制备型RP-MPLC(Reveleris，XSelect 10-50％MeCN水溶液，10mM NH4HCO3，pH＝9.5)纯化，将产物级分合并和冻干，以得到12mg(25％)呈蓬松固体状的产物。
LC/MS(SC_BASE)tR 1.73min，纯度94％，质量实测值[M+H]+331。
1H NMR(400MHz，氯仿-d)δ5.41–5.30(m，1H)，3.84–3.75(m，2H)，3.75–3.70(m，2H)，3.60–3.53(m，4H)，3.48(d，J＝14.1Hz，2H)，3.43–3.34(m，2H)，1.49(s，6H)，1.27(s，6H)。
Figure BDA0002893640720000492
实施例15：3-(N-(3,3,6,6-四甲基-1-桥氧基-4,5-二脱氢-2,3,6,7-四氢-1λ6-噻庚因-1-亚基)氨磺酰基)苯甲酸甲酯的合成。
向8ml螺帽小瓶中装载1-亚氨基-3,3,6,6-四甲基-4,5-二脱氢-2,3,6,7-四氢-1H-1λ6-噻庚因1-氧化物(57mg，0.28mmol)并且溶解在二氯甲烷(1.5ml)中，添加吡啶(50μl，0.62mmol，2.16当量)，以及将混合物搅拌15分钟。添加3-(氯磺酰基)苯甲酸甲酯(81mg，0.34mmol，1.5当量)，并且将混合物在室温下搅拌3小时。将混合物在0.1N HCl水溶液(15ml)中淬灭并且用二氯甲烷(3x)萃取，将每次有机萃取物经相分离器过滤。将合并的萃取物在减压下浓缩，以得到100mg呈油状残余物的粗产物。将残余物通过制备型RP-MPLC(Reveleris，LUNA-C18，30-70％MeCN水溶液，0.1％(v/v)甲酸)纯化。将产物级分合并和冻干，以得到39mg(34％)呈白色蓬松固体状的产物。
LC/MS(SC_BASE)tR 2.16min，纯度100％，质量实测值[M+H]+398。
1H NMR(400MHz，氯仿-d)δ8.65–8.61(m，1H)，8.21(d，J＝7.8Hz，1H)，8.17(d，J＝7.9Hz，1H)，7.58(t，J＝7.8Hz，1H)，4.08(d，J＝14.3Hz，2H)，3.95(s，3H)，3.41(d，J＝14.2Hz，2H)，1.49(s，6H)，1.28(s，6H)。
Figure BDA0002893640720000501
实施例16：3-(N-(3,3,6,6-四甲基-1-桥氧基-4,5-二脱氢-2,3,6,7-四氢-1λ6-噻庚因-1-亚基)氨磺酰基)苯甲酸的合成。
向8ml螺帽小瓶中装载3-(N-(3,3,6,6-四甲基-1-桥氧基-4,5-二脱氢-2,3,6,7-四氢-1λ6-噻庚因-1-亚基)氨磺酰基)苯甲酸甲酯(29mg，73μmol)，并且将材料溶解在THF(0.5ml)中。LiOH·H2O(7mg，167μmol，2.3当量)的水(0.5ml)溶液。将所得的混合物在室温下搅拌16小时。将反应混合物通过制备型RP-MPLC(Reveleris，LUNA-C18，30-70％MeCN水溶液，0.1％(v/v)甲酸)纯化。将产物级分合并和冻干，以得到26mg(93％)呈白色蓬松固体状的产物。
LC/MS(SC_BASE)tR 1.70min，纯度98％，质量实测值[M+H]+384。
1H NMR(400MHz，氯仿-d)δ8.70(t，J＝1.8Hz，1H)，8.26(d，J＝7.7Hz，1H)，8.22(d，J＝7.8Hz，1H)，7.62(t，J＝7.8Hz，1H)，4.10(d，J＝14.3Hz，2H)，3.42(d，J＝14.2Hz，2H)，1.49(s，6H)，1.29(s，6H)。
Figure BDA0002893640720000511
实施例17：3,3,6,6-四甲基-1-(甲基亚氨基)-4,5-二脱氢-2,3,6,7-四氢-1H-1λ6-噻庚因1-氧化物的合成。
向8ml螺帽小瓶中装载1-亚氨基-3,3,6,6-四甲基-4,5-二脱氢-2,3,6,7-四氢-1H-1λ6-噻庚因1-氧化物(50mg，0.25mmol)并且溶解在THF(1ml)中，将溶液用KOtBu(1.7M在THF中；200μl，1.35当量)处理。将得到的悬浮液搅拌5分钟，然后添加碘甲烷(30μl，0.48mmol，1.9当量)，并且将混合物在室温下搅拌2小时。将混合物用二乙醚稀释并且用水淬灭。分离各层并且用二乙醚(2x)萃取水层。将合并的有机层用盐水洗涤，经Na2SO4干燥并且在减压下浓缩，以得到44mg呈透明油状的粗产物。将残余物通过制备型RP-MPLC(Reveleris，XSelect 10-50％MeCN水溶液，10mM NH4HCO3，pH＝9.5)纯化，将产物级分合并以及在减压下浓缩。将残余物用乙腈稀释和冻干，以得到31.3mg(58％)呈白色固体状的产物。
LC/MS(SC_BASE)tR 1.79min，纯度99％，质量实测值[M+H]+214。
1H NMR(400MHz，氯仿-d)δ3.32(d，J＝13.9Hz，2H)，3.07(d，J＝14.0Hz，2H)，2.84(s，3H)，1.43(s，6H)，1.28(s，6H)。
Figure BDA0002893640720000521
实施例18：4-((3,3,6,6-四甲基-1-(甲基亚氨基)-1-桥氧基-4,5-二脱氢-2,3,6,7-四氢-1H-1λ6-噻庚因-2-基)甲基)苯甲酸甲酯的合成。
向8ml螺帽小瓶中装载3,3,6,6-四甲基-1-(甲基亚氨基)-4,5-二脱氢-2,3,6,7-四氢-1H-1λ6-噻庚因1-氧化物(31mg，0.14mmol)并且溶解在无水THF(1ml)中。添加LiHMDS(1M在THF中；174μl，0.17mmol，1.2当量)，并且将混合物在室温下搅拌15分钟，然后添加4-(溴甲基)苯甲酸甲酯(50mg，0.22mmol，1.5当量)并且将混合物在室温下搅拌20小时。将混合物在水中淬灭并且用二乙醚(3×10ml)萃取。将合并的有机层用盐水洗涤并且在减压下浓缩，以得到半固体残余物。将残余物通过制备型RP-MPLC(Reveleris，LUNA-C18，30-70％MeCN水溶液，0.1％(v/v)甲酸)纯化。将产物级分合并和冻干，以得到9mg(17％)呈白色蓬松固体状的产物。
LC/MS(SC_BASE)tR 2.20min，纯度97％，质量实测值[M+H]+362。
1H NMR(400MHz，氯仿-d)δ7.97(d，J＝8.2Hz，2H)，7.43(d，J＝8.2Hz，2H)，6.72(d，J＝15.7Hz，1H)，6.25(d，J＝15.8Hz，1H)，3.91(s，3H)，3.81–3.69(m，1H)，3.02(d，J＝12.8Hz，1H)，2.83–2.76(m，4H)，1.44(s，3H)，1.39(s，3H)，1.37(s，6H)。
Figure BDA0002893640720000522
实施例19：4-(((3,3,6,6-四甲基-1-桥氧基-4,5-二脱氢-2,3,6,7-四氢-1λ6-噻庚因-1-亚基)氨基)甲基)苯甲酸甲酯的合成。
向8ml螺帽小瓶中装载1-亚氨基-3,3,6,6-四甲基-4,5-二脱氢-2,3,6,7-四氢-1H-1λ6-噻庚因1-氧化物(75mg，0.37mmol)并且溶解在无水THF(1.5ml)中。添加KOtBu(1.7M的THF溶液；280μl，0.47mmol，1.26当量)，并且将得到的混合物在室温下搅拌15分钟。将4-(溴甲基)苯甲酸甲酯(129mg，0.56mmol,1.5当量)添加至得到的悬浮液，并且将混合物在室温下搅拌6小时。将混合物在水中淬灭并且用二乙醚(3×15ml)萃取，将合并的有机萃取物用盐水洗涤，经Na2SO4干燥并且在减压下浓缩，以得到128mg为半固体残余物的粗产物。将残余物通过制备型RP-MPLC(Reveleris，LUNA C18，30-70％MeCN水溶液，0.1％(v/v)甲酸)纯化。将产物级分合并和冻干，以得到28mg(21％)为油状残余物的产物。
LC/MS(SC_BASE)tR 2.14min，纯度86％，质量实测值[M+H]+348。
1H NMR(400MHz，氯仿-d)δ7.99(d，J＝8.3Hz，2H)，7.46(d，J＝8.0Hz，2H)，4.39(s，2H)，3.91(s，3H)，3.35(d，J＝14.0Hz，2H)，3.18(d，J＝14.1Hz，2H)，1.45(s，6H)，1.28(s，6H)。
Figure BDA0002893640720000531
实施例20：(2-((2-氨基乙基)二硫烷基)乙基)氨基甲酸叔丁酯的合成。
向250ml圆底烧瓶中装载双-(2-氨基乙基)二硫化物二盐酸盐(1.49g，6.62mmol)和MeOH(75ml)。添加三乙胺(2.89ml，20.8mmol，3.15当量)，并且当所有固体溶解时，添加二碳酸二叔丁酯(1.45g，6.64mmol，1当量)。将混合物在室温下搅拌约1小时。
通过添加1M NaH2PO4水溶液(50ml)淬灭混合物，并且通过蒸发去除有机溶剂。用二乙醚(3×30ml)洗涤水性残余物，然后使用1N NaOH水溶液(～70ml)使其呈碱性。将水性混合物用二乙醚(3×60ml)萃取。将合并的有机萃取物经Na2SO4干燥并且在减压下浓缩，以得到0.71g无色油状物。将水层进一步用二氯甲烷(3×50ml)萃取，将合并的有机萃取物经Na2SO4干燥，并且以先前分离的量浓缩，以得到0.78g(46％)呈透明粘稠油状的产物。
LC/MS(SC_BASE)tR 1.83min，纯度98％，质量实测值[M+H]+253。
1H NMR(400MHz，氯仿-d)δ4.93(s，1H)，3.53–3.39(m，2H)，3.03(t，J＝6.2Hz，2H)，2.84–2.74(m，4H)，1.62(s，2H)，1.45(s，9H)。
Figure BDA0002893640720000541
实施例21：2,2-二甲基-4,13-二氧代-3-氧杂-8,9-二硫杂-5,12-二氮杂十六烷-16-酸的合成。
向250ml圆底烧瓶中装载(2-((2-氨基乙基)二硫烷基)乙基)氨基甲酸叔丁酯(0.78g，3.09mmol)，并且将材料溶解在二氯甲烷(25ml)中。添加DMAP(0.11g，0.93mmol，0.3当量)，然后添加琥珀酸酐(0.3g，3.09mmol，1当量)。将得到的混合物在室温下搅拌1小时。用1N KHSO4水溶液(30ml)淬灭混合物，分离各层，并且用1N KHSO4水溶液(～30ml)洗涤有机层。将合并的水层用二氯甲烷(30ml)萃取，将合并的有机层用盐水洗涤，经Na2SO4干燥并且在减压下浓缩，以得到1.02g(94％)呈固体状的粗产物。
LC/MS(SC_ACID)tR 1.80min，纯度100％，质量实测值[M+Na]+375，[M-H]-351。
1H NMR(400MHz，氯仿-d)δ11.57(bs，1H)，7.02(t，J＝5.9Hz，1H)，5.07(t，J＝6.3Hz，1H)，3.59(q，J＝5.9Hz，2H)，3.53–3.34(m，2H)，2.86(t，J＝6.0Hz，2H)，2.77(t，J＝7.2Hz，2H)，2.73–2.66(m，2H)，2.64–2.47(m，2H)，1.45(s，9H)。
Figure BDA0002893640720000542
实施例22：4-((2-((2-氨基乙基)二硫烷基)乙基)氨基)-4-氧代丁酸三氟乙酸盐的合成。
向250ml圆底烧瓶中装载2,2-二甲基-4,13-二氧代-3-氧杂-8,9-二硫杂-5,12-二氮杂十六烷-16-酸(1.02g，2.89mmol)。将材料溶解在二氯甲烷(5ml)中并且用三氟乙酸(3ml，39.2mmol，13.5当量)处理。将反应物在室温下搅拌约1小时。将反应物在减压下浓缩，与甲苯、二氯甲烷和二乙醚共蒸发，以得到1.4g(132％)。将残余物溶解在水中并且用二氯甲烷(3x)洗涤。将水层冻干，以得到1.04g(98％)呈粘稠透明油状的产物。
1H NMR(400MHz，甲醇-d4)δ3.51(dt，J＝8.4，6.4Hz，2H)，3.36–3.23(m，2H，与甲醇-d4残留峰一致)，2.99(dq，J＝8.4，6.1，5.6Hz，2H)，2.86(dt，J＝8.8，6.6Hz，2H)，2.61(dt，J＝8.5，6.4Hz，2H)，2.49(dt，J＝8.7，6.5Hz，2H)。
Figure BDA0002893640720000551
实施例23：4-氧代-4-((2-((2-(3-(3,3,6,6-四甲基-1-桥氧基-4,5-二脱氢-2,3,6,7-四氢-1λ6-噻庚因-1-亚基)脲基)乙基)二硫烷基)乙基)氨基)丁酸的合成。
向8ml螺帽小瓶中装载(3,3,6,6-四甲基-1-桥氧基-4,5-二脱氢-2,3,6,7-四氢-1λ6-噻庚烷-1-亚基)氨基甲酸2,5-二氧代吡咯烷-1-基酯(98mg，0.29mmol)，并且将材料悬浮/溶解在乙腈(1ml)中。添加DIPEA(115μL，0.66mmol，2.3当量)，随后添加4-((2-((2-氨基乙基)二硫烷基)乙基)氨基)-4-氧代丁酸TFA盐(113mg，0.31mmol，1.07当量)的水(0.5ml)溶液，以形成悬浮液。添加额外量的乙腈(0.5ml)，并且将混合物在室温下搅拌20小时。
将反应混合物通过制备型RP-MPLC(Reveleris Prep，LUNA-C18，10-50％MeCN水溶液，0.1％(v/v)甲酸)纯化。将产物级分合并和冻干，以得到38mg(28％)产物。
LC/MS(SC_ACID)tR 1.77min，纯度96％，质量实测值[M+H]+478。
1H NMR(400MHz，氯仿-d)δ7.73(s，1H)，6.52(s，0.2H)，6.00(s，0.8H)，3.91–3.76(m，2H)，3.58–3.38(m，6H)，2.92–2.73(m，4H)，2.59–2.36(m，4H)，1.49(s，6H)，1.31(s，6H)。
Figure BDA0002893640720000561
实施例24：4-氧代-4-((2-((2-(3-(3,3,6,6-四甲基-1-桥氧基-4,5-二脱氢-2,3,6,7-四氢-1λ6-噻庚因-1-亚基)脲基)乙基)二硫烷基)乙基)氨基)丁酸2,5-二氧代吡咯烷-1-基酯的合成。
向8ml螺帽小瓶中装载4-氧代-4-((2-((2-(3-(3,3,6,6-四甲基-1-桥氧基-4,5-二脱氢-2,3,6,7-四氢-1λ6-噻庚因-1-亚基)脲基)乙基)二硫烷基)乙基)氨基)丁酸(38.8mg，0.081mmol)和二氯甲烷(1ml)。添加N-羟基琥珀酰亚胺(13mg，0.11mmol，1.4当量)，随后添加EDC(22mg，0.11，1.4当量)。将混合物在室温下搅拌约2小时。将混合物在减压下浓缩并且将得到的白色泡沫通过制备型RP-MPLC(Reveleris Prep，LUNA-C18，20-60％MeCN水溶液，0.1％(v/v)甲酸)。将产物级分合并和冻干。将冷冻干燥的材料溶解在二氯甲烷中并且转移至8ml棕色玻璃小瓶中，在N2流下蒸发溶剂并且与二乙醚共蒸发，以得到35mg(76％)产物。
LC/MS(SC_ACID)tR 1.86min，纯度93％，质量实测值[M+H]+575。
1H NMR(400MHz，氯仿-d)δ6.73(s，1H)，5.32(t，J＝6.1Hz，1H)，3.78(d，J＝14.1Hz，2H)，3.58(q，J＝6.1Hz，2H)，3.53–3.41(m，4H)，3.00(t，J＝7.1Hz，2H)，2.89–2.76(m，8H)，2.67(t，J＝7.1Hz，2H)，1.47(s，6H)，1.28(s，6H)。
Figure BDA0002893640720000571
实施例25：TMTHSI-二硫化物NHS酯与siRNA寡核苷酸的偶联。TMTHSI-NH-siRNAPLK1的制备。
向2ml UPLC小瓶中装载siRNA PLK1寡核苷酸(5mg，0.36μmol)，并且添加硼酸盐缓冲液pH8.4(250μl)。制备20mM 4-氧代-4-((2-((2-(3-(3,3,6,6-四甲基-1-桥氧基-4,5-二脱氢-2,3,6,7-四氢-1λ6-噻庚因-1-亚基)脲基)乙基)二硫烷基)乙基)氨基)丁酸2,5-二氧代吡咯烷-1-基酯的DMSO储备溶液，并且将5当量(90μl，1.04mg，1.8μmol)的储备溶液添加至含有siRNA的溶液中同时搅拌。将混合物在室温下搅拌并且通过UPLC监测。在添加额外的5当量4-氧代-4-((2-((2-(3-(3,3,6,6-四甲基-1-桥氧基-4,5-二脱氢-2,3,6,7-四氢-1λ6-噻庚因-1-亚基)脲基)乙基)二硫烷基)乙基)氨基)丁酸2,5-二氧代吡咯烷-1-基酯(90μl，1.04mg，1.8μmol)并且额外进行搅拌之后，反应显示出>90％转化为TMTHSI-NH-siRNAPLK1。通过PD-10(缓冲液交换成磷酸盐缓冲液，pH7.4)和Vivaspin(5000Da MWCO，4000g，3次磷酸盐缓冲液pH7.4，最终浓缩步骤)来纯化，以去除过量的TMTHSI NHS4-氧代-4-((2-((2-(3-(3,3,6,6-四甲基-1-桥氧基-4,5-二脱氢-2,3,6,7-四氢-1λ6-噻庚因-1-亚基)脲基)乙基)二硫烷基)乙基)氨基)丁酸2,5-二氧代吡咯烷-1-基酯。将TMTHSI-NH-siRNA PLK1(1000μL)的最终溶液转移至2ml UPLC小瓶中并且储存在+4C。
Figure BDA0002893640720000581
实施例26：叠氮化物-CPP1肽与TMTHSI-NH-siRNA寡核苷酸的偶联。CPP1-TMTHSI-NH-siRNA PLK1缀合物的制备。
首先，制备叠氮化物-CPP1肽(0.49mg，0.35μmol)的乙腈/水(1:1，100μl体积)储备溶液。最初，将50μl(0.5当量，0.25mg，0.18μmol)的储备溶液添加至含有TMTHSI-NH-siRNAPLK1(0.35μmol，在1000μl磷酸盐缓冲液pH7.4中)的2ml UPLC小瓶中。将混合物在室温下搅拌并且通过UPLC监测。在30分钟后，所有的叠氮化物-CPP1肽被转化，然后添加第二半的叠氮化物-CPP1肽储备溶液(0.5当量，0.25mg，0.18μmol)。再搅拌30分钟之后，向CPP1-TMTHSI-NH-siRNA PLK1的反应达到完全转化。将最终粗产物洗涤(5000Da MWCO，4000g，3次磷酸盐缓冲液pH7.4，最终浓缩步骤)，并且在Vivaspin离心管中浓缩。将CPP1-TMTHSI-NH-siRNA PLK1(750μl)的最终溶液转移至2ml UPLC小瓶中。
Figure BDA0002893640720000591
实施例27：酸不稳定连接体7与CPP1-TMTHSI-siRNA寡核苷酸的偶联。连接体7-CPP1-TMTHSI-NH-siRNA PLK1缀合物的制备。
将CPP1-TMTHSI-NH-siRNA PLK1(750μl)的溶液转移至Vivaspin离心管中，并且将缓冲液交换成硼酸盐缓冲液pH8.4(5000Da MWCO，4000g，3次硼酸盐缓冲液pH8.4，最终浓缩步骤)。Vivaspin后的最终体积：1200μl。在DMSO中制备20mM腙MA连接体NHS酯(连接体7)的储备溶液。在搅拌的同时，在室温下，将在DMSO中的5当量腙MA连接体NHS酯储备溶液(66μl，0.73mg，1.6μmol)添加至在硼酸盐缓冲液(1000μl)中的CPP1-TMTHSI-siRNA(0.32μmol)中，并且通过UPLC监测。在45分钟后，反应显示出完全转化为连接体7-CPP1-TMTHSI-siRNAPLK1缀合物。通过PD-10(5000Da MWCO，4000g，缓冲液交换至磷酸盐缓冲液pH7.4)和Vivaspin(5000Da MWCO截留值，4000g，3次磷酸盐缓冲液pH7.4，最终浓缩步骤)来纯化最终的粗缀合物，以去除过量的腙MA连接体NHS酯。
Figure BDA0002893640720000601
实施例29：(S)-15-(4-(((2-氨基-4-氧代-3,4-二氢蝶啶-6-基)甲基)氨基)苯甲酰氨基)-2,2-二甲基-4,12-二氧代-3,8-二氧杂-5,11-二氮杂十六烷-16-酸的合成。(产物分离为区域异构体的混合物)
将叶酸(1.84g，4.17mmol)悬浮于无水二甲亚砜(15ml)中，并且将烧瓶置于100℃的砂浴中直至形成溶液。然后，使得溶液冷却至室温并且添加N-羟基琥珀酰亚胺(503mg，4.37mmol，1.05当量)，随后添加N-Boc-2-(2-氨基-乙氧基)-乙胺(852mg，4.17mmol)的无水二甲亚砜(3ml)溶液。将混合物搅拌10分钟，然后添加EDC(840mg，4.38mmol，1.05当量)，并且将混合物在室温下搅拌17小时。
通过制备型RP-MPLC(Reveleris，XSelect 5-30％MeCN水溶液，10mM NH4HCO3，pH＝9.5)来纯化(分7批)反应混合物。将产物级分合并，并且在减压下部分浓缩。将得到的残余物冻干，以得到0.91g(34％)产物。
LC/MS(SC_BASE)tR 1.37min，纯度100％，质量实测值[M-H]-626。
1H NMR(400MHz，DMSO-d6+D2O)δ8.66(s，1H)，7.99(q，J＝4.9Hz，1H)，7.65(dd，J＝11.6，8.5Hz，2H)，6.75(d，J＝6.1Hz，1H)，6.67(dd，J＝9.0，2.7Hz，2H)，4.52(s，2H)，4.33(dd，J＝8.9，4.8Hz，0.4H)，4.19(dd，J＝8.1，4.7Hz，0.6H)，3.45–3.31(m，4H)，3.26–3.13(m，2H)，3.11–3.01(m，2H)，2.26(t，J＝7.1，6.4Hz，1H)，2.15(t，J＝8.0Hz，1H)，2.08–1.82(m，2H)，1.35和1.33(2x s，合并9H)。
Figure BDA0002893640720000611
实施例30：N2-(4-(((2-氨基-4-氧代-3,4-二氢蝶啶-6-基)甲基)氨基)苯甲酰基)-N5-(2-(2-氨基乙氧基)乙基)-L-谷氨酰胺的合成。(产物分离为α/β区域异构体的混合物)
将(S)-15-(4-(((2-氨基-4-氧代-3,4-二氢蝶啶-6-基)甲基)氨基)苯甲酰氨基)-2,2-二甲基-4,12-二氧代-3,8-二氧杂-5,11-二氮杂十六烷-16-酸(403mg，0.64mmol)溶解在三氟乙酸(2ml，0.64mmol)中，并且将得到的混合物在室温下搅拌25分钟。将反应混合物在减压下浓缩，将残余物与二氯甲烷(2x)共蒸发。将残余物置于N,N-二甲基甲酰胺(1ml)中并且温热直至完全溶解，然后使其冷却至室温。将溶液用三乙胺(3×200μl)处理，以得到橙色沉淀物。将混合物用丙酮稀释，通过过滤收集固体。将残余物用丙酮(3x)洗涤并且风干，以得到346mg(97％)呈橙色固体状的产物。
1H NMR(400MHz，DMSO-d6)δ8.66–8.57(m，1H)，8.24(t，J＝5.5Hz，0.6H)，8.07(t，J＝5.6Hz，0.4H)，7.72–7.62(m，1H)，7.62–7.51(m，1H)，7.30(bs，2H)，6.91(q，J＝6.1Hz，1H)，6.63(t，J＝7.6Hz，2H)，4.52–4.38(m，2H)，4.30(q，J＝6.3Hz，0.4H)，4.10(q，J＝6.4Hz，0.6H)，3.55(q，J＝6.2，5.6Hz，3H)，3.43(bs，3H)，3.31–3.13(m，4H)，2.94(q，J＝6.2，5.8Hz，2H)，2.21–2.11(m，2H)，2.06–1.79(m，3H)，0.97(t，J＝7.2Hz，1H。
NMR在4.5ppm与2.5ppm之间的信号下显示出非常宽的HOD信号。
Figure BDA0002893640720000621
实施例31：N2-(4-(((2-氨基-4-氧代-3,4-二氢蝶啶-6-基)甲基)氨基)苯甲酰基)-N5-(2-(2-(3-(3,3,6,6-四甲基-1-桥氧基-4,5-二脱氢-2,3,6,7-四氢-1λ6-噻庚因-1-亚基)脲基)乙氧基)乙基)-L-谷氨酰胺的合成。(产物分离为α/β区域异构体的混合物)
将N2-(4-(((2-氨基-4-氧代-3,4-二氢蝶啶-6-基)甲基)氨基)苯甲酰基)-N5-(2-(2-氨基乙氧基)乙基)-L-谷氨酰胺(90.3mg，0.13mmol)溶解在热的二甲亚砜(1.5ml)中，并使其冷却至室温。添加三乙胺(107μl，0.77mmol，6当量)，并将得到的混合物添加至(3,3,6,6-四甲基-1-桥氧基-4,5-二脱氢-2,3,6,7-四氢-1λ6-噻庚因-1-亚基)氨基甲酸2,5-二氧代吡咯烷-1-基酯(52mg，0.15mmol，1.2当量)中。将反应混合物在室温下搅拌4天。
通过制备型RP-MPLC(Reveleris，XSelect 5-40％MeCN水溶液，10mM NH4HCO3，pH＝9.5)来纯化反应混合物。将产物级分合并和冻干，以得到51mg(53％)产物。
LC/MS(SC_BASE)tR 1.45min，纯度99％，质量实测值[M+H]+753。
1H NMR(400MHz，DMSO-d6+D2O)δ8.66(s，1H)，8.02–7.90(m，1H)，7.70–7.59(m，2H)，6.72–6.61(m，3H)，4.50(s，2H)，4.37-4.32(m，0.4H)，4.22–4.13(m，0.6H)，3.90–3.79(m，2H)，3.59(dd，J＝14.0，4.5Hz，2H)，3.44–3.30(m，5H)，3.25–3.14(m，2H)，3.09(t，J＝5.8Hz，2H)，2.26(t，J＝7.7Hz，1H)，2.15(t，J＝7.6Hz，1H)，2.05–1.93(m，1H)，1.90(d，J＝13.5Hz，1H)，1.33(s，6H)，1.19(s，6H)。
实施例32：含有TMTHSI的连接体叶酸与含有叠氮化物的纳米颗粒(CriPec)的偶联。
Figure BDA0002893640720000631
通过将叶酸缀合至聚合物胶束壳的表面来产生叶酸标记的核交联聚合物胶束，并且将其用于靶向研究。为了允许经由点击化学进行叶酸缀合，基本上按照报道的方案[Hu等人，Biomaterials.2015；53；370-8]来制造叠氮化物官能化的聚合物胶束，但添加叠氮化物官能化的嵌段共聚物的级分(22kDa，用10mol％交联剂L2[1]衍生化，5w％的总嵌段共聚物)，而不是(95w％)非官能化的嵌段共聚物(22kDa，用10mol％交联剂L2衍生化[Biomaterials.2015；53:370-8]，95w％的总嵌段共聚物)。这两种嵌段共聚物按照相同的程序合成，但对于前者，使用由叠氮化物-PEG5000-OH合成的(叠氮化物-PEG5000)2-ABCPA引发剂替代。然后将获得的叠氮化物官能化的聚合物胶束在含有130mM NaCl的20mM乙酸铵pH5缓冲液中纯化，将缓冲液交换为含有130mM NaCl的20mM磷酸钠pH7.4缓冲液中并且浓缩至约96mg/mL聚合物当量，使用配备有改性聚醚砜(mPES)100kDa模块(Spectrumlabs)的切向流过滤(TFF)。然后，使用以下方法经由无铜点击化学将叶酸缀合至浓缩的叠氮化物官能化的核交联聚合物胶束：
在室温下，将DMSO(93μL)添加至200μL叠氮化物官能化的改性的核交联聚合物胶束(0.13μmol叠氮化物当量)中，同时在琥珀色UPLC小瓶中搅拌(300rpm)。在热量消散时，将叶酸(1.0当量，0.13μmol，5μL，Mercachem)滴加至反应混合物中。通过UPLC-UV监测缀合反应的进程持续4小时，此后停止反应。基于UPLC，叶酸的转化率被确定为45％，其转化为2.3％叶酸标记的核交联聚合物胶束。
Figure BDA0002893640720000641
实施例33：1-(2-(2-(2-氨基乙氧基)乙氧基)乙基)-3-(3,3,6,6-四甲基-1-桥氧基-4,5-二脱氢-2,3,6,7-四氢-1λ6-噻庚因-1-亚基)脲的合成。
在N2气氛下，将(3,3,6,6-四甲基-1-桥氧基-4,5-二脱氢-2,3,6,7-四氢-1,6-噻庚烷-1-亚基)氨基甲酸2,5-二氧代吡咯烷-1-基酯(197mg，0.58mmol)溶解在二氯甲烷(12.5ml)中，并且添加2,2'-(乙烷-1,2-二基双(氧基))双(乙烷-1-胺)(0.42ml，2.89mmol，5当量)。将反应物在室温下搅拌2小时。将反应混合物在减压下浓缩。将残余物置于乙腈/水的1:1混合物(4ml)中并且通过制备型RP-MPLC(Reveleris，XSelect 10-50％MeCN水溶液，10mM NH4HCO3，pH＝9.5)纯化(分两批)。将产物级分合并和冻干，以得到156mg(72％)呈白色蓬松固体状的产物。
LC/MS(SC_BASE)tR 1.67min，纯度99％，质量实测值[M+H]+374。
1H NMR(400MHz，DMSO-d6+D2O)δ3.86(d，J＝14.0Hz，2H)，3.61(d，J＝13.9Hz，2H)，3.54–3.46(m，4H)，3.40(q，J＝6.0Hz，4H)，3.15–3.04(m，3H)，2.67(t，J＝5.7Hz，1H)，1.34(s，6H)，1.21(s，6H)。
Figure BDA0002893640720000651
实施例34：1-(2-(2-(2-氨基乙氧基)乙氧基)乙基)-3-(3,3,6,6-四甲基-1-桥氧基-4,5-二脱氢-2,3,6,7-四氢-1λ6-噻庚因-1-亚基)脲-Cy7加成物甲酸盐的合成。
向8ml螺帽小瓶中装载Cy7-NHS酯(95mg，0.13mol)和MeCN(1.5ml)、1-(2-(2-(2-氨基乙氧基)乙氧基)乙基)-3-(3,3,6,6-四甲基-1-桥氧基-4,5-二脱氢-2,3,6,7-四氢-1λ6-噻庚因-1-亚基)脲(66.5mg，0.18mmol，1.37当量)的MeCN(1.5ml)溶液，并且将混合物在室温下搅拌2小时。然后将混合物在-20℃储存过夜。使得混合物温热至室温，然后通过制备型MPLC(Reveleris Prep，LUNA-C18，20-60％MeCN水溶液，0.1％(v/v)甲酸)纯化，将产物级分在减压下浓缩，并且将残余物用少量MeCN稀释并且冻干过夜，以得到95mg(77％)呈深绿色固体状的产物。
LC/MS(AN_ACID_DAY_UV800)tR 3.46min，纯度88％，质量实测值[M]+905，[M+H]2+453。
1H NMR(400MHz，甲醇-d4)δ8.37(s，1H)，8.02-7.95(m，0.5H)，7.75(dd，J＝14.0，8.5Hz，1.5H)，7.47(d，J＝7.5Hz，2H)，7.43–7.34(m，1H)，7.31–7.20(m，3H)，7.15–6.92(m，1H)，6.81–6.34(m，2H)，6.24–6.09(m，1H)，4.11(t，J＝7.3Hz，1H)，3.86(d，J＝14.1Hz，2H)，3.66–3.55(m，8H)，3.55–3.45(m，5H)，3.39–3.32(m，3H)，3.29–3.21(m，2H)，2.57(q，J＝5.6Hz，3H)，2.50–2.28(m，1H)，2.27–2.15(m，2H)，2.00–1.89(m，2H)，1.89–1.74(m，3H)，1.75–1.61(m，10H)，1.59–1.52(m，2H)，1.51–1.42(m，2H)，1.40(s，7H)，1.33–1.20(m，8H)，1.03(s，1H)。
方法:AN_ACID_DAY_UV800，设备：Agilent 1260Bin，泵：G1312B，脱气器；自动进样器，ColCom，DAD:Agilent G1315D，210–800nm，MSD:Agilent LC/MSD G6130B ESI，pos/neg100-1000，ELSD Alltech 3300气体流速1.5ml/min，气体温度40℃；柱：Waters XSelectTMC18，50x2.1mm，3.5μ，温度：35℃，流速：0.8mL/min，梯度：t0＝5％A，t3.5min＝98％A，t6min＝98％A，后运行时间：2min；洗脱液A：0.1％甲酸的乙腈溶液，洗脱液B：0.1％甲酸水溶液)。
MS参数
源:ESI，毛细管电压:3000V，干燥气体流速：12L/min，喷雾器压力60psig，干燥气体温度：350℃，Fragmentor 70，MS扫描:MS范围100-1000(正模式和负模式)，扫描速度:0.84sec/循环。
实施例35：TMTHSI与苄基叠氮化物的反应动力学以测定反应速率常数值kt。
通过质谱监测反应，研究了苄基叠氮化物与BCN-OH和TMTHSI的转化率的kt值。在该研究中，使用具有与其联接的ESI源的QTOF质谱作为测量方法。详细地，炔烃(TMTSHI或BCN-OH)在ACN/水/乙酸(3:1:0.01％)中与1.0当量的苄基叠氮化物反应，并且使用MS测量反应动力学。测量结果包括在图55中。在与苄基叠氮化物的反应中，测量的TMTHSI的kt值为0.83M-1S-1，其比BCN-OH(0.12M-1S-1)快约7倍。
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Claims (19)

1.式(I)的化合物：
Figure FDA0002893640710000011
其中：
n和m独立地为0、1或2，并且n+m是2；
X为O或NR9，
Y为NR10，
R1、R2、R3、R4独立地选自氢、卤素(F、Cl、Br、I)、O、N、P和S、C1-C24烷基、C6-C24(杂)芳基、C7-C24烷基(杂)芳基和C7-C24(杂)芳基烷基，其中O、N、P和S进一步独立地偶联至氢、卤素(F、Cl、Br、I)、C1-C12烷基、C2-C12烯基、C2-C12炔基、C3-C12环烷基、C1-C12烷氧基、C2-C12烯氧基、C2-C12炔氧基、C3-C12环烷氧基，所述烷基任选地被选自O、N、P和S的多个杂原子中的一个间隔，其中所述烷基、(杂)芳基、烷基(杂)芳基和(杂)芳基烷基独立地任选地被一个或多个取代基取代，所述取代基独立地选自C1-C12烷基、C2-C12烯基、C2-C12炔基、C3-C12环烷基、C1-C12烷氧基、C2-C12烯氧基、C2-C12炔氧基、C3-C12环烷氧基、卤素(F、Cl、Br、I)、氨基、氧代基团和甲硅烷基，其中所述烷基、烯基、炔基、环烷基、烷氧基、烯氧基、炔氧基和环烷氧基任选地被取代，所述烷基、所述烷氧基、所述环烷基和所述环烷氧基任选地被选自O、N、P和S的多个杂原子中的一个间隔，其中所述甲硅烷基由式(R11)3Si-表示，其中R11独立地选自C1-C12烷基、C2-C12烯基、C2-C12炔基、C3-C12环烷基、C1-C12烷氧基、C2-C12烯氧基、C2-C12炔氧基和C3-C12环烷氧基，其中所述烷基、烯基、炔基、环烷基、烷氧基、烯氧基、炔氧基和环烷氧基任选地被取代，所述烷基、所述烷氧基、所述环烷基和所述环烷氧基任选地被选自O、N、P和S的多个杂原子中的一个间隔；
R5、R6、R7、R8独立地选自氢、卤素(F、Cl、Br、I)、O、N、P和S、C1-C24烷基、C6-C24(杂)芳基、C7-C24烷基(杂)芳基和C7-C24(杂)芳基烷基，其中O、N、P和S进一步独立地偶联至氢、卤素(F、Cl、Br、I)、C1-C12烷基、C2-C12烯基、C2-C12炔基、C3-C12环烷基、C1-C12烷氧基、C2-C12烯氧基、C2-C12炔氧基、C3-C12环烷氧基，所述烷基任选地被选自O、N、P和S的多个杂原子中的一个间隔，其中所述烷基、(杂)芳基、烷基(杂)芳基和(杂)芳基烷基独立地任选地被一个或多个取代基取代，所述取代基独立地选自C1-C12烷基、C2-C12烯基、C2-C12炔基、C3-C12环烷基、C1-C12烷氧基、C2-C12烯氧基、C2-C12炔氧基、C3-C12环烷氧基、卤素(F、Cl、Br、I)、氨基、氧代基团和甲硅烷基，其中所述烷基、烯基、炔基、环烷基、烷氧基、烯氧基、炔氧基和环烷氧基任选地被取代，所述烷基、所述烷氧基、所述环烷基和所述环烷氧基任选地被选自O、N、P和S的多个杂原子中的一个间隔，其中所述甲硅烷基由式(R11)3Si-表示，其中R11独立地选自C1-C12烷基、C2-C12烯基、C2-C12炔基、C3-C12环烷基、C1-C12烷氧基、C2-C12烯氧基、C2-C12炔氧基和C3-C12环烷氧基，其中所述烷基、烯基、炔基、环烷基、烷氧基、烯氧基、炔氧基和环烷氧基任选地被取代，所述烷基、所述烷氧基、所述环烷基和所述环烷氧基任选地被选自O、N、P和S的多个杂原子中的一个间隔；
其中，任选地，R1和R7、R1与R8、R2与R7、R2与R8、R3与R5、R3与R6、R4与R5和/或R4与R6独立地形成稠合环体系，例如环烷基-体系、环(杂)芳基-体系、环烷基(杂)芳基体系、-环(杂)芳基烷基体系，
其中所述稠合环体系的所述烷基任选地被选自O、N、P和S的多个杂原子中的一个间隔，其中所述稠合体系的所述烷基、(杂)芳基、烷基(杂)芳基和(杂)芳基烷基独立地任选地被一个或多个取代基取代，所述取代基独立地选自C1-C12烷基、C2-C12烯基、C2-C12炔基、C3-C12环烷基、C1-C12烷氧基、C2-C12烯氧基、C2-C12炔氧基、C3-C12环烷氧基、卤素、氨基、氧代基团和甲硅烷基，其中所述烷基、烯基、炔基、环烷基、烷氧基、烯氧基、炔氧基和环烷氧基任选地被取代，所述烷基、所述烷氧基、所述环烷基和所述环烷氧基任选地被选自O、N、P和S的多个杂原子中的一个间隔，其中所述甲硅烷基由式(R11)3Si-表示，其中R11独立地选自C1-C12烷基、C2-C12烯基、C2-C12炔基、C3-C12环烷基、C1-C12烷氧基、C2-C12烯氧基、C2-C12炔氧基和C3-C12环烷氧基，其中所述烷基、烯基、炔基、环烷基、烷氧基、烯氧基、炔氧基和环烷氧基任选地被取代，所述烷基、所述烷氧基、所述环烷基和所述环烷氧基任选地被选自O、N、P和S的多个杂原子中的一个间隔；
R9、R10独立地选自氢、卤素(F、Cl、Br、I)、R12、-CH＝C(R12)2、-C≡CR12、其中q为1至200的-[C(R12)2C(R12)2O]q-R12、-CN、-N3、-NCX、-XCN、-XR12、-N(R12)2、-+N(R12)3、-C(X)N(R12)2、-C(R12)2XR12、-C(X)R12、-C(X)XR12、-S(O)R12、-S(O)2R12、-S(O)OR12、-S(O)2OR12、-S(O)N(R12)2、-S(O)2N(R12)2、-OS(O)R12、-OS(O)2R12、-OS(O)OR12、-OS(O)2OR12、-P(O)(R12)(OR12)、-P(O)(OR12)2、-OP(O)(OR12)2、-Si(R12)3、-XC(X)R12、-XC(X)XR12、-XC(X)N(R12)2、-N(R12)C(X)R12、-N(R12)C(X)XR12和-N(R12)C(X)N(R12)2，其中X是氧或硫，并且其中R12独立地选自氢、卤素(F、Cl、Br、I)、C1-C24烷基、C6-C24(杂)芳基、C7-C24烷基(杂)芳基和C7-C24(杂)芳基烷基。
2.如权利要求1所述的化合物，其中n是1并且m是1，以及所述化合物具有式(II)
Figure FDA0002893640710000031
并且R1-R8、X、Y如权利要求1中定义。
3.如权利要求1或2所述的化合物，其中X是O，和/或R10是H。
4.如权利要求1至3中任一项所述的化合物，其中R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8独立地是H、卤素(F、Cl、Br、I)或C1-C24烷基，优选地其中R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8独立地是H或C1-C4烷基。
5.如权利要求4所述的化合物，其中：
-R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8是甲基，或者
-R1、R2、R3、R4是甲基并且R5、R6、R7、R8是H。
6.如权利要求1至5中任一项所述的化合物，其中式(I)化合物的X和/或Y和/或硫代环庚炔环中与S原子相邻的一个原子独立地偶联至任选的连接基团(L)和官能团(Q)，以产生式(III)的化合物：
(式I)-L-Q
(III)
其中所述连接基团(L)不存在或选自直链或支链C1-C24亚烷基、C2-C24亚烯基、C2-C24亚炔基、C3-C24亚环烷基、C5-C24亚环烯基、C5-C24亚环炔基、C7-C24烷基(杂)亚芳基、C7-C24(杂)芳基亚烷基、C5-C24(杂)芳基亚烯基、C9-C24(杂)芳基亚炔基，所述亚烷基、亚烯基、亚炔基、亚环烷基、亚环烯基、亚环炔基、烷基(杂)亚芳基、(杂)芳基亚烷基、(杂)芳基亚烯基和(杂)芳基亚炔基任选地被一个或多个取代基取代，所述取代基独立地选自C1-C12烷基、C2-C12烯基、C2-C12炔基、C3-C12环烷基、C5-C12环烯基、C5-C12环炔基、C8-C12烷氧基、C2-C12烯氧基、C2-C12炔氧基、C3-C12环烷氧基、卤素(F、Cl、Br、I)、氨基、氧代和甲硅烷基，其中所述甲硅烷基可由式(R11)3Si-表示，其中R11如以上定义；
其中所述官能团Q选自氢、卤素(F、Cl、Br、I)、R12、-CH＝C(R12)2、-C≡CR12、其中q为1至200的-[C(R12)2C(R12)2O]q-R12、-CN、-N3、-NCX、-XCN、-XR12、-N(R12)2、-+N(R12)3、-C(X)N(R12)2、-C(R12)2XR12、-C(X)R12、-C(X)XR12、-S(O)R12、-S(O)2R12、-S(O)OR12、-S(O)2OR12、-S(O)N(R12)2、-S(O)2N(R12)2、-OS(O)R12、-OS(O)2R12、-OS(O)OR12、-OS(O)2OR12、-P(O)(R12)(OR12)、-P(O)(OR12)2、-OP(O)(OR12)2、-Si(R12)3、-XC(X)R12、-XC(X)XR12、-XC(X)N(R12)2、-N(R12)C(X)R12、-N(R12)C(X)XR12和-N(R12)C(X)N(R12)2，其中X是氧或硫，并且其中R12独立地选自氢、卤素(F、Cl、Br、I)、C1-C24烷基、C6-C24(杂)芳基、C7-C24烷基(杂)芳基和C7-C24(杂)芳基烷基。
7.如权利要求6所述的化合物，其中L不存在或是其中q为1至200的-[C(R12)2C(R12)2O]q-R12、-CN、-NCX、-XCN、-XR12、-N(R12)2、-+N(R12)3、-C(X)N(R12)2、-C(R12)2XR12、-C(X)R12、-C(X)XR12、-S(O)R12、-S(O)2R12、-S(O)OR12、-S(O)2OR12、-S(O)N(R12)2、-S(O)2N(R12)2、-OS(O)R12、-OS(O)2R12、-OS(O)OR12、-OS(O)2OR12、-P(O)(R12)(OR12)、-P(O)(OR12)2、-OP(O)(OR12)2、-Si(R12)3、-XC(X)R12、-XC(X)XR12、-XC(X)N(R12)2、-N(R12)C(X)R12、-N(R12)C(X)XR12和-N(R12)C(X)N(R12)2，其中X是氧或硫，并且其中R12如权利要求6中定义，和/或
其中Q选自-OR12、-N(R12)2、-+N(R12)3、-C(O)N(R12)2、-C(O)OR12、-OC(O)R12、-OC(O)OR12、-OC(O)N(R12)2、-N(R12)C(O)R12、-N(R12)C(O)OR12和-N(R12)C(O)N(R12)2，其中R12如权利要求6定义。
8.如权利要求6或7所述的化合物，其中所述官能团Q偶联至药物、抗体、蛋白质、肽、配体、成像标记、靶向配体、递送剂、纳米颗粒、载体中的一种或多种。
9.如权利要求6至8中任一项所述的化合物，其由偶联至任选的连接基团(L)和官能团(Q)的式(I)的化合物构成，以产生式(III)的化合物：
(式I)-L-Q
(III)，
其中
式(I)在原子Y处偶联至任选的连接基团(L)和官能团(Q)，
m和n均是1，
X是O，
R1、R2、R3、R4相同并且选自H和C1-C4烷基，
R5、R6、R7、R8相同并且选自H和C1-C4烷基，
Y是NR10，其中R10被L-Q替代，
L不存在或是长度为1-25个原子、优选1-15个原子的链，并且包含一个或多个、优选1-6个独立地选自-S(O)2-、-S-、-S-S-、-C(O)NH-、-NHC(O)-、-C(O)O-和亚苯基的部分，其中所述链长由原子的最长直链中的原子数确定，以及
Q包括醇、胺、硫醇、羧酸酯、羧酸或活化酯、酮、醛、腈、马来酰亚胺、烯烃、炔烃、杂芳酸酯、离去基团和亚磷酰胺。
10.化合物，包含如权利要求6至9中任一项所述的化合物，其中官能团Q与目标分子反应，所述目标分子优选地选自药物、抗体、蛋白质、肽、配体、成像标记、靶向配体、递送剂、纳米颗粒和载体。
11.化合物，包含偶联至含有1,3-偶极子或1,3-(杂)二烯的化合物的权利要求1至10中任一项所述的化合物，其中所述式(I)的硫代环庚炔的炔基偶联至所述含有1,3-偶极子或1,3-(杂)二烯的化合物，其中优选地，所述含有1,3-偶极子或1,3-(杂)二烯的化合物是含叠氮化物的化合物、含硝酮的化合物或含腈氧化物的化合物，更优选地是含叠氮化物的化合物，并且叠氮化物-炔烃偶联优选地导致三唑化合物的形成，优选地其中所述含有1,3-偶极子或1,3-(杂)二烯的化合物包括药物、抗体、蛋白质、肽、配体、成像标记、靶向配体、递送剂、纳米颗粒和载体中的一种或多种。
12.用于将如权利要求1至10所述的化合物与含有1,3-偶极子或1,3-(杂)二烯的化合物偶联的方法，优选地其中所述含有1,3-偶极子或1,3-(杂)二烯的化合物是含叠氮化物的化合物、含硝酮的化合物或含腈氧化物的化合物，优选地是含叠氮化物的化合物，优选地其中所述偶联是无铜点击反应，并且优选地，其中所述含有1,3-偶极子或1,3-(杂)二烯的化合物包括药物、抗体、蛋白质、肽、配体、成像标记、靶向配体、递送剂、纳米颗粒、载体中的一种或多种。
13.用于制备构建体的方法，所述构建体包含纳米颗粒和活性化合物，优选地其中所述纳米颗粒是自组装聚合物胶束，优选地来自热敏嵌段共聚物；所述活性化合物选自药物、抗体、蛋白质、肽、配体、成像标记、靶向配体、递送剂、纳米颗粒和载体，其中所述纳米颗粒和所述活性化合物的偶联包括如权利要求1至8所述的化合物与含叠氮化物的化合物偶联，优选地以形成三唑化合物，其中所述纳米颗粒是所述含叠氮化物的化合物并且所述活性化合物包含如权利要求1至8所述的化合物，或者其中所述纳米颗粒包含如权利要求1至8所述的化合物并且所述活性化合物包含所述含叠氮化物的化合物。
14.用于制备式(I)的化合物的方法，其中X是O并且Y是NH，m和n均是1，R1-R4是甲基并且R5-R8是氢，所述方法包括以下步骤：
a.将双腙(2)转化为亚氨基二脱氢磺酰亚氨基(3)
Figure FDA0002893640710000071
b.分离得到的亚氨基二脱氢磺酰亚氨基(3)。
15.如权利要求13所述的方法，其中所述转化包括其中所述双腙(2)与氧化剂反应以将硫官能团氧化成磺酰亚氨基官能团的氧化反应，优选地其中所述转化还包括其中所述双腙(2)与氧化剂反应以将腙官能团氧化成炔官能团的氧化反应。
16.如权利要求14所述的方法，其中所述氧化是两步反应，优选地其中所述氧化是与一种氧化剂，优选二乙酸碘苯的一锅反应。
17.权利要求1至9所述的化合物在用于偶联两个目标分子的方法中的用途，其中任选地，所述分子独立地选自药物、抗体、蛋白质、肽、配体、成像标记、靶向配体、递送剂、纳米颗粒和载体。
18.权利要求1至9所述的化合物在生物正交、任选的无铜的点击反应中的用途。
19.权利要求1至9所述的化合物在用于使用无铜点击反应将纳米颗粒偶联至药物、抗体、蛋白质、肽、配体、成像标记、靶向配体、递送剂、纳米颗粒和载体中的一种或多种的方法中的用途。
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