CN115920065A - 一种可靶向去唾液酸糖蛋白受体的配体及其缀合物与用途 - Google Patents

一种可靶向去唾液酸糖蛋白受体的配体及其缀合物与用途 Download PDF

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CN115920065A CN202210923343.XA CN202210923343A CN115920065A CN 115920065 A CN115920065 A CN 115920065A CN 202210923343 A CN202210923343 A CN 202210923343A CN 115920065 A CN115920065 A CN 115920065A
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曾臣
孙斌
钟万超
王鹏
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Abstract

一种可靶向去唾液酸糖蛋白受体的配体及其用途,本发明的配体可以特异性地靶向结合至肝细胞表面的去唾液酸糖蛋白受体(ASGPR),可用于相关疾病的靶向治疗,具有广阔的市场应用前景。

Description

一种可靶向去唾液酸糖蛋白受体的配体及其缀合物与用途
技术领域
本发明涉及靶向化合物领域,具体涉及一种可靶向去唾液酸糖蛋白受体的配体及其缀合物与用途。
背景技术
去唾液酸糖蛋白受体(Asialoglycoprotein receptor,ASGPR)是细胞表面数量丰富的一种内吞型受体,主要存在于肝脏实质细胞细胞膜表面,具有对糖的特异性。由于各种糖蛋白在用酶水解或用酸解除去末端唾液酸后,暴露出的次末端是半乳糖残基,所以ASGPR的糖结合特异性实际上在于半乳糖基,故又称半乳糖特异性受体。
现有靶向ASGPR的配体取得了一定的进展,但其递送效率仍然偏低,活性欠佳。
发明内容
根据第一方面,一种实施例中提供一种可靶向去唾液酸糖蛋白受体的配体,所述配体含有通式(1)至通式(5)中任意一种所示的结构或其衍生物:
Figure BDA0003778570600000011
其中,通式(1)至通式(4)中,连接至糖分子上的化学键的方向可以朝上或朝下;
A为-CH2-、-NH-、-O-、-S-;
R为H、-CH3、-OH、-OCH3、-OAc、-NH2、-NHAc;
每个S1独立地为糖类化合物或其衍生物;
每个L1和L2独立地为长度为1~70个碳原子的直链亚烷基,其中一个或多个碳原子任选地被选自以下基团所组成的组中的任何一个或多个所替换:-C(O)-、-NH-、-O-、-S-、-CH=N-、-S(O)2、C2-C10亚烯基、C2-C10亚炔基、C6-C10亚芳基、C3-C18亚杂环基和C5-C10杂芳基;并且其中,L1和L2可任选地具有由以下基团所组成的组中的任何一个或多个取代基:C1-C10烷基、C6-C10芳基、C5-C10杂芳基、C1-C10卤代烷基、-O(C1-C10烷基)、-O(C1-C10烷基苯基)、-(C1-C10烷基)-OH、-O(C1-C10卤代烷)、卤素取代基、-OH、-SH、-NH2、-(C1-C10烷基)-NH2、-N(C1-C10烷基)(C1-C10烷基)、-NH(C1-C10烷基)、-N(C1-C10烷基)(C1-C10烷基苯基)、-NH(C1-C10烷基苯基)、氰基、硝基、-CO2H、-C(O)O(C1-C10烷基)、-CON(C1-C10烷基)(C1-C10烷基)、-CONH(C1-C10烷基)、-CONH2,-NHC(O)(C1-C10烷基)、-NHC(O)(苯基)、-N(C1-C10烷基)C(O)(C1-C10烷基)、-N(C1-C10烷基)C(O)(苯基)、-C(O)(C1-C10烷基)、-C(O)(C1-C10烷基苯基)、-C(O)(C1-C10卤烷基)、-OC(O)(C1-C10烷基)、-SO2(C1-C10烷基)、-SO2(苯)、-SO2(C1-C10卤代烷基)、-SO2NH2、-SO2NH(C1-C10烷基)、-SO2NH(苯基)、-HSO2(C1-C10烷基)、-NHSO2(苯基)和-NHSO2(C1-C10卤代烷基)。
根据第二方面,在一实施例中,提供一种缀合物,所述缀合物含有第一方面所述配体,所述配体上缀合有核酸分子、蛋白质或其他化合物。
根据第三方面,在一实施例中,提供一种药物组合物,其含有第一方面所述配体和/或第二方面所述缀合物。
根据第四方面,在一实施例中,提供第一方面所述配体,或第二方面所述缀合物,或第三方面所述药物组合物在制备和/或筛选治疗和/或预防疾病的药物中的用途。
依据上述实施例的可靶向去唾液酸糖蛋白受体的配体及其缀合物与用途,本发明的配体可以特异性地靶向结合至肝细胞表面的去唾液酸糖蛋白受体(ASGPR),可用于相关疾病的靶向治疗,具有广阔的市场应用前景。
附图说明
图1为ASGPR的结构示意图;
图2为一种实施例中的两种肝靶向递送结构示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。在以下的实施方式中,很多细节描述是为了使得本申请能被更好的理解。然而,本领域技术人员可以毫不费力的认识到,其中部分特征在不同情况下是可以省略的,或者可以由其他材料、方法所替代。在某些情况下,本申请相关的一些操作并没有在说明书中显示或者描述,这是为了避免本申请的核心部分被过多的描述所淹没,而对于本领域技术人员而言,详细描述这些相关操作并不是必要的,他们根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作。
另外,说明书中所描述的特点、操作或者特征可以以任意适当的方式结合形成各种实施方式。同时,方法描述中的各步骤或者动作也可以按照本领域技术人员所能显而易见的方式进行顺序调换或调整。因此,说明书和附图中的各种顺序只是为了清楚描述某一个实施例,并不意味着是必须的顺序,除非另有说明其中某个顺序是必须遵循的。
本文中为部件所编序号本身,例如“第一”、“第二”等,仅用于区分所描述的对象,不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”,如无特别说明,均包括直接和间接连接(联接)。
如本文所使用的,“疗法”或“治疗”可在此处互换使用。这些术语指的是获得有益的结果的方法,包括但不限于治疗益处。
术语“C(O)”是指
Figure BDA0003778570600000021
术语“Ac”是指乙酰基,具体为
Figure BDA0003778570600000022
本文中,如无特别说明,化学式中的
Figure BDA0003778570600000023
(即波浪线)表示连接位点。
尽管小RNA疗法(包括siRNA和反义寡核苷酸ASO)已经取得了许多进展,但是在药动药代上仍然存改进的需求,如使其靶向性地递送至病灶以提高治疗剂的选择性,提高生物活性。最近发展了三触角GalNAc靶向递送技术用于将siRNA或ASO药物递送至肝脏,但其递送效率仍然偏低,活性不够好,开发新型的靶向递送系统有望解决这一问题。鉴于现有的配体在活性、成药性和安全性上仍有提升的空间,在一实施例中,本发明旨在扩大化学药物治疗窗口。
根据第一方面,在一实施例中,提供一种可靶向去唾液酸糖蛋白受体的配体,该配体含有通式(1)至通式(5)中任意一种所示的结构或其衍生物:
Figure BDA0003778570600000031
其中,通式(1)至通式(4)中,连接至糖分子上的化学键的方向可以朝上或朝下,也即是说,三个支链(亦称触角)连接至糖分子的化学键、亚甲基连接至糖分子的化学键可以朝上或朝下,表示糖分子可以有多种构型;
A为-CH2-、-NH-、-O-、-S-;
R为H、-CH3、-OH、-OCH3、-OAc、-NH2、-NHAc;
每个S1独立地为糖类化合物或其衍生物;
每个L1和L2独立地为长度为1-70个碳原子的直链亚烷基,其中一个或多个碳原子任选地被选自以下基团所组成的组中的任何一个或多个所替换:-C(O)-、-NH-、-O-、-S-、-CH=N-、-S(O)2、C2-C10亚烯基、C2-C10亚炔基、C6-C10亚芳基、C3-C18亚杂环基和C5-C10杂芳基;并且其中,L1和L2可任选地具有由以下基团所组成的组中的任何一个或多个取代基:C1-C10烷基、C6-C10芳基、C5-C10杂芳基、C1-C10卤代烷基、-O(C1-C10烷基)、-O(C1-C10烷基苯基)、-(C1-C10烷基)-OH、-O(C1-C10卤代烷)、卤素取代基、-OH、-SH、-NH2、-(C1-C10烷基)-NH2、-N(C1-C10烷基)(C1-C10烷基)、-NH(C1-C10烷基)、-N(C1-C10烷基)(C1-C10烷基苯基)、-NH(C1-C10烷基苯基)、氰基、硝基、-CO2H、-C(O)O(C1-C10烷基)、-CON(C1-C10烷基)(C1-C10烷基)、-CONH(C1-C10烷基)、-CONH2,-NHC(O)(C1-C10烷基)、-NHC(O)(苯基)、-N(C1-C10烷基)C(O)(C1-C10烷基)、-N(C1-C10烷基)C(O)(苯基)、-C(O)(C1-C10烷基)、-C(O)(C1-C10烷基苯基)、-C(O)(C1-C10卤烷基)、-OC(O)(C1-C10烷基)、-SO2(C1-C10烷基)、-SO2(苯)、-SO2(C1-C10卤代烷基)、-SO2NH2、-SO2NH(C1-C10烷基)、-SO2NH(苯基)、-HSO2(C1-C10烷基)、-NHSO2(苯基)和-NHSO2(C1-C10卤代烷基)。
在一实施例中,本发明提供的配体可靶向结合至去唾液酸糖蛋白受体(ASGPR),因此,该化合物可以用于携带核酸分子等药物,将药物呈递至靶细胞内,起到对相关疾病的治疗作用。
在一实施例中,每个L1和L2独立地选自下列基团或其任意组合所组成的结构:
Figure BDA0003778570600000032
其中,波浪线表示连接位点。
在一实施例中,糖类化合物包括但不限于单糖、二糖、寡糖、多糖等等中的任意一种。
寡糖是指3~9个单糖通过糖苷键聚合而成的化合物,多糖是指10个或者更多单糖通过糖苷键聚合而成的化合物。
在一实施例中,每个S1独立地选自下列单糖或其衍生物:
D-吡喃甘露糖、L-吡喃甘露糖、D-阿拉伯糖、D-呋喃木糖、L-呋喃木糖、D-葡萄糖、L-葡萄糖、D-半乳糖、L-半乳糖、α-D-呋喃甘露糖、β-D-呋喃甘露糖、α-D-吡喃甘露糖、β-D-吡喃甘露糖、α-D-吡喃葡萄糖、β-D-吡喃葡萄糖、α-D-呋喃葡萄糖、β-D-呋喃葡萄糖、α-D-呋喃果糖、α-D-吡喃果糖、α-D-吡喃半乳糖、β-D-吡喃半乳糖、α-D-呋喃半乳糖、β-D-呋喃半乳糖、葡糖胺、唾液酸、半乳糖胺、N-乙酰基半乳糖胺、N-三氟乙酰基半乳糖胺、N-丙酰基半乳糖胺、N-正丁酰基半乳糖胺、N-异丁酰基半乳糖胺、2-氨基-3-O-[(R)-1-羧乙基]-2-脱氧-β-D-吡喃葡萄糖、2-脱氧-2-甲基氨基-L-吡喃葡萄糖、4,6-二脱氧-4-甲酰胺基-2,3-二-O-甲基-D-吡喃甘露糖、2-脱氧-2-磺氨基-D-吡喃葡萄糖、N-乙醇酰基-α-神经氨酸、5-硫代-β-D-吡喃葡萄糖。
在一实施例中,配体具有通式(6)至通式(11)、式(19)、式(20)中的任意一种或其衍生物:
Figure BDA0003778570600000041
式(6)至式(10)、式(19)、式(20)中,R5、R6独立地表示H或-(CH2)q-R4
R为H、-CH3、-OH、-OCH3、-OAc、-NH2、-NHAc;
q为0至20的整数,具体可以为0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20;
p为0至20的整数,具体可以为0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20;
m为0至20的整数,具体可以为0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20;
n为0至20的整数,具体可以为0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20;
V4选自如下基团中的任意一种或其任意组合所组成的结构:
-O-、-NH-CO-、-CO-NH-、
Figure BDA0003778570600000042
A为-CH2-、-NH-、-O-、-S-;
R4表示为通式(11)
Figure BDA0003778570600000051
其中,a为0至1的整数;
b为0至20的整数,具体可以为0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20;
V1、V2、V3独立地选自-O-、-NH-CO-、-CO-NH-、
Figure BDA0003778570600000052
c为0至5的整数,具体可以为0、1、2、3、4、5;
d为0至20的整数,具体可以为0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20;
X1为-OH,并且X2选自=O、=S中的任意一种;或者
X1为-O-,并且X2选自=O、=S中的任意一种;或者
X1为=O,并且X2选自-CH3、-OR8、-NHR8和-BH3,其中R8在每次出现时独立地是C1-C6烷基;或者
X1为=S,并且X2选自-CH3、-SH中的任意一种;
Y为O或S;
e为0至10的整数,具体可以为0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10;
W选自-(CH2)2-15-和-CH2CH2(OCH2CH2)0-4OCH2CH2-;
f为0至10的整数,具体可以为0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10;
r为0至20的整数,具体可以为0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20;
s为0至20的整数,具体可以为0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20;
t为0至20的整数,具体可以为0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20;
G表示为通式(12)
Figure BDA0003778570600000053
其中,糖分子上化学键的方向可以朝上或朝下,也即是说,亚甲基、氧、R1、R2、R7连接至糖分子的化学键可以朝上或朝下;
每个R1独立地选自下列基团:
Figure BDA0003778570600000061
每个R2独立地选自下列基团:
Figure BDA0003778570600000062
每个R3独立地选自下列基团:
Figure BDA0003778570600000063
每个R7独立地选自下列基团:-OH、-OAc、-NH2
每个D独立地选自C2-C20-亚链烯基、-CH2CH2-(OCH2CH2)0-6-OCH2CH2-、-CH2-、-(CH2)2-、-(CH2)3-、-(CH2)4-、-(CH2)5-、-(CH2)7-、-(CH2)8-、-(CH2)9-、-(CH2)10-、-(CH2)11-、-(CH2)12-、-CH2CH2OCH2CH2-、-CH2CH2OCH2CH2OCH2CH2-和-CH2CH2(OCH2CH2)2OCH2CH2-;
g为0至5的整数,具体可以为0、1、2、3、4、5。
在一实施例中,通式(6)至通式(10)、式(19)、式(20)中,q、p、m、n为0~10的整数。
在一实施例中,通式(6)至通式(10)、式(19)、式(20)中,q、p、m、n为0~5的整数。
在一实施例中,R4表示为通式(18)
Figure BDA0003778570600000071
G、b、V1、d、V2、s、V3、t如前述通式(11)中所定义。
在一实施例中,通式(18)中,V1选自-O-、-CO-NH-,V2选自-NH-CO-、-O-,V3选自-O-,t为0至5的整数。
在一实施例中,V4选自如下结构中的任意一种:
Figure BDA0003778570600000072
在一实施例中,配体含有如下化合物中的任意一种或其衍生物:
Figure BDA0003778570600000073
Figure BDA0003778570600000081
Figure BDA0003778570600000091
Figure BDA0003778570600000101
h、g独立地为0至20的整数,h具体可以为0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20,g具体可以为0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20;
每个R1独立地选自下列基团:
Figure BDA0003778570600000111
每个R2独立地选自下列基团:
Figure BDA0003778570600000112
每个R3独立地选自下列基团:
Figure BDA0003778570600000113
在一实施例中,配体选自如下配体中的任意一种或其衍生物:
Figure BDA0003778570600000114
Figure BDA0003778570600000121
Figure BDA0003778570600000131
每个R1独立地选自下列基团中的任意一种:
Figure BDA0003778570600000132
每个R2独立地选自下列基团中的任意一种:
Figure BDA0003778570600000133
每个R3独立地选自下列基团中的任意一种:
Figure BDA0003778570600000141
根据第二方面,在一实施例中,提供一种缀合物,缀合物含有第一方面的配体,配体上缀合有核酸分子、蛋白质或其他化合物,其他化合物可以是具有对某种疾病具有治疗作用的化合物。
在一实施例中,缀合物含有如下通式(13)至通式(17)所示结构中的任意一种:
Figure BDA0003778570600000142
其中,S1、L1、L2、R、A如第一方面所定义,Z为核酸分子、蛋白质或其他化合物,其他化合物可以是具有对疾病具有治疗作用的化合物,也可以是标记分子等其他化合物,起到标记、示踪等作用,可用于研究细胞内的分子活动等等其他多种用途。
在一实施例中,核酸分子包括但不限于小干扰RNA、反义寡核苷酸等等中的至少一种。
在一实施例中,反义寡核苷酸包括非硫代反义寡核苷酸、硫代反义寡聚核苷酸。
在一实施例中,核酸分子选自DNA、RNA和包含一个或多个核苷类似物的分子,特别是选自反义寡核苷酸、gapmers、小干扰RNAs和microRNAs的核酸分子,并且其中核酸分子优选包含一个或多个锁定核酸核苷。
在一实施例中,核酸分子包括但不限于单链DNA(ssDNA)、单链RNA(ssRNA)、双链DNA(dsDNA)、双链RNA(dsRNA)、包含一个或多个核苷类似物的分子。
在一实施例中,核酸分子的长度可以为18-25个核苷酸或核苷酸类似物,该长度是指单链核酸分子的长度,如果核酸分子为双链,则其任一单链的长度可以为18-25个核苷酸或核苷酸类似物,两条单链的长度(即核苷酸和/或核苷酸类似物的数量)可以相同,也可以不同。核酸分子的长度不受限制,此处仅仅是示例性列举。核酸分子为双链时,第一方面的化合物通常是键连至其中一条单链。
核酸分子的核苷酸间连接物包括但不限于磷酸二酯、硫代磷酸酯或硼烷基磷酸酯等等。
在一实施例中,缀合物包括但不限于如下化合物中的任意一种:
Figure BDA0003778570600000151
Figure BDA0003778570600000161
上述化合物中的RNA可以是单链RNA或双链RNA,具体可以是双链siRNA(小干扰RNA),主要功能是抑制与疾病相关的特定基因的表达。
根据第三方面,在一实施例中,提供一种药物组合物,其含有第一方面的配体和/或第二方面的缀合物。
根据第四方面,在一实施例中,提供第一方面的配体,或第二方面的缀合物,或第三方面的药物组合物在制备和/或筛选治疗和/或预防疾病的药物中的用途。
在一实施例中,疾病包括肝相关疾病。
在一实施例中,疾病包括但不限于慢性乙型病毒性肝炎、非酒精性脂肪性肝炎、高血脂、高血压、糖尿病等各类慢性病和罕见病。
在一实施例中,慢性乙型病毒性肝炎(简称慢性乙肝)是指慢性乙肝病毒检测为阳性,病程超过半年或发病日期不明确而临床有慢性肝炎表现者。
在一实施例中,非酒精性脂肪性肝炎(NASH)又称代谢性脂肪性肝炎,是病理变化与酒精性肝炎相似但无过量饮酒史的临床综合征,好发于中年特别是超重肥胖个体。非酒精性脂肪性肝炎与肥胖、胰岛素抵抗、2型糖尿病、高脂血症等代谢紊乱关系密切,其主要特征为肝细胞大泡性脂肪变伴肝细胞损伤和炎症,严重者可发展为肝硬化。
根据第五方面,在一实施例中,提供第一方面的化合物的制备方法,包括:使用三羟甲基氨基甲烷合成得到化合物。
在一实施例中,本发明公开了一种用于递送小RNA药物的缀合分子。
在一实施例中,小RNA药物包括但不限于小干扰RNA(Small interfering RNA,简称siRNA)、反义寡核苷酸(antisense oligonucleotide,asON,亦称AON)、硫代反义寡聚核苷酸(phosphorothioate oligonucleotides)等等。
小干扰RNA(Small interfering RNA;siRNA)有时称为短干扰RNA(shortinterfering RNA)或沉默RNA(silencing RNA),是一个长20到25个核苷酸的双股RNA,在生物学上有许多不同的用途。siRNA主要参与RNA干扰(RNAi)现象,以带有专一性的方式调节基因的表达。此外,也参与一些与RNAi相关的反应途径,例如抗病毒机制或是染色质结构的改变。
反义寡核苷酸(AON)是一类通过序列特异地与靶基因DNA或mRNA结合而抑制该基因表达,在基因水平调控的分子药物。而硫代反义寡聚核苷酸(phosphorothioateoligonucleotides)是用硫原子将磷酸骨架上的非成键氧原子取代后形成的一类新的寡核苷酸类似物,长度在5~40核苷酸之间,它克服了寡核苷酸在血清中易被核酸酶降解的特性。反义寡核苷酸(antisense oligonucleotide,asON)可以是人工合成的,与靶基因或mRNA某一区段互补的核酸片断,可以通过碱基互补原则结合于靶基因或mRNA上,从而封闭基因的表达。反义寡核苷酸包括:反义DNA、反义RNA,其来源可有人工合成和体内表达两类。
在一实施例中,本发明公开的缀合分子有组织特异靶向性。
在一实施例中,本发明公开的缀合分子可以与细胞表面受体结合。
在一实施例中,本发明公开的缀合分子特异性地靶向至肝细胞特有的细胞表面受体。
在一实施例中,本发明公开的缀合分子特异性地靶向至肝细胞表面的去唾液酸糖蛋白受体(asialoglycoprotein receptor,简称ASGPR)。
在一实施例中,本发明设计出以单糖为核心骨架的GalNAc肝靶向递送系统。
图1显示为ASGPR结构示意图,具体为糖配体(Sugar ligand)与ASGPR受体结合的结构示意图。ASGPR由两个同源亚基组成,每个亚基可以分为4个功能域:胞质域(Cytoplasmic domai)、跨膜域(Transmembrance domain)、茎域(Stalk region)以及糖识别域(Carbohydrate recognition domain,CRD)。糖识别域是由Arg236到Cys268的连续多肽链形成的区域。从Trp243到Glu252的富含甘氨酸的环改变了主链段的方向,然后在Thr258到Arg262之间的β折叠又改变了主链段的方向。因此,这部分分子包含三个延伸段,都与钙离子1和钙离子2接触。两个金属离子相距
Figure BDA0003778570600000171
三个延伸段位于它们之间。富含甘氨酸的环从蛋白质表面伸出,并通过与钙离子1的相互作用连接到邻近的环1(Asp215-Trp220)上。三个延伸段中的两个采用β链构象。在ASGPR与半乳糖的复合物结构模型中,糖的3-OH和4-OH基团取代了两个水分子直接与Ca2+结合。糖的非极性面与Trp189(H1中的Trp243)的侧链平面重叠。此外,糖还与Gln185、Asp187、Glu198和Asn210残基形成额外的氢键(对应于H1中的Gln239、Asp241、Glu252和Asn264),这些残基与钙结合是相同的。研究表明,成簇的糖残基可以通过同时占据受体的结合位点而使其亲和性远高于不成簇的糖残基。三糖残基(三触角)亲和性比单糖残基高50~100倍,且糖残基(S)之间的距离为
Figure BDA0003778570600000172
Figure BDA0003778570600000173
时在空间构象上与ASGPR结合最匹配。
在一实施例中,本发明发现利用GalNAc作为配体可以高特异性地靶向ASGPR,并能够用于核酸药物的肝靶向递送。
在一实施例中,本发明们设计出一条高效的合成路线来制备GalNAc及其衍生物的肝靶向递送系统。
在一实施例中,图2显示为本发明独特设计的两种肝靶向递送结构示意图,图2(a)中,以Tris为核心骨架,二硫键为linker,将GalNAc结构变为GalNAc的衍生物;图2(b)中,以六碳糖为核心骨架取代Tris,可获得空间结构上与ASGPR作用更强的递送系统。
实施例1
本实施例提供的化合物如下:
本实施例提供如下合成路线,旨在制备肝靶向含糖缀合物:
Figure BDA0003778570600000181
Figure BDA0003778570600000191
化合物1的合成:将D-半乳糖胺盐酸盐(21.5g,100mmol)加到反应瓶中,加入乙酸酐(130mL)和吡啶(200mL),室温下反应24h。反应结束后减压蒸馏移除吡啶,将残留液倒入500mL冰水中,析出白色固体,搅拌半小时后,抽滤,用冰水洗涤,保留固体,干燥,得到全乙酰基半乳糖胺(化合物1),质量为37.3g(收率:96%)。
化合物2的合成:将全乙酰基半乳糖胺(38.9g,100mmol)溶解于无水1,2-二氯乙烷(DCE,350mL)中,室温下缓慢加入TMSOTf(19mL,105mmol),加毕搅拌20分钟,升温至60℃反应5小时,TLC监测反应。反应完全后恢复至室温,向体系中滴加三乙胺(53.7mL,389mmol),搅拌30分钟后以二氯甲烷(150mL)稀释,用饱和碳酸氢钠水溶液洗涤(2*200mL),保留有机相,干燥并浓缩,经柱层析纯化(按体积计,洗脱液的组成如下:甲醇:二氯甲烷=1:40),得到化合物2,质量为31.1g(收率:95%)。1H NMR(400MHz,CDCl3)δ6.00(d,J=6.8Hz,1H),5.46(t,J=3.0Hz,1H),4.91(dd,J=7.5,3.3Hz,1H),4.27–4.23(m,1H),4.22–4.17(m,1H),4.11(dd,J=11.1,5.8Hz,1H),2.13(s,3H),2.07(s,6H),2.06(d,J=1.3Hz,3H).13C NMR(101MHz,CDCl3)δ170.52,170.18,169.83,166.40,101.49,100.00,71.85,69.51,65.29,63.55,61.59,20.81,20.73,20.60,14.47。
化合物3的合成:将γ-丁内酯(10.0g,99.9mmol)和氢氧化钠(4.0g,100mmol)于100mL水中搅拌,升温至65℃过夜。澄清溶液冷却浓缩,用乙醇移除残余微量水。将得到的白色固体和四丁基溴化铵(1.6g,5mmol)悬浮于丙酮(120mL)中,加入溴化苄(19.6g,115mmol,13.6mL),加热至回流28h。冷却浓缩,向残留物中加入1L乙酸乙酯和500mL饱和硫酸氢钠水溶液,分离两相,保留有机相,依次用饱和碳酸氢钠水溶液和饱和食盐水洗涤。将有机相用无水硫酸钠干燥,浓缩,经柱层析纯化(按体积计,洗脱液组成如下:乙酸乙酯:石油醚=1:2),得到5-羟基丁酸苄酯(化合物3),质量为197.6g(收率:95%)。1H NMR(500MHz,CDCl3)δ7.40–7.29(m,5H),5.12(s,2H),3.62(t,J=6.4Hz,2H),2.40(t,J=7.4Hz,2H),1.76–1.70(m,2H),1.59(dq,J=10.0,6.5Hz,2H).13C NMR(126MHz,CDCl3)δ173.65,135.98,128.57,128.21,66.23,62.05,33.91,31.99,21.13。
化合物4的合成:将化合物2(33.0g,100mmol)和化合物3(31.2g,150mmol)溶解于1,2-二氯乙烷(250mL),加入活化分子筛(40g),室温下缓慢加入TMSOTf(9mL,50mmol,三氟甲磺酸三甲基硅酯),加毕搅拌过夜。TLC监测反应完全,将反应液倒入预冷的饱和碳酸氢钠水溶液中,用二氯甲烷萃取(2*250mL),保留有机相,干燥并浓缩,经柱层析纯化(按体积计,洗脱液组成如下:乙酸乙酯:石油醚=1:3),得到化合物4,质量为37.1g(收率:69%)。
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.39–7.30(m,5H),5.73(d,J=8.7Hz,1H),5.71(t,J=12.1Hz,1H),5.35(d,J=2.7Hz,1H),5.26(dd,J=11.2,3.4Hz,1H),5.11(s,2H),4.64(d,J=8.4Hz,1H),4.17–4.08(m,3H),3.93–3.85(m,2H),3.50(dt,J=9.9,6.2Hz,1H),2.39(dd,J=13.4,7.0Hz,2H),2.14(s,3H),2.04(s,3H),2.00(s,3H),1.91(s,3H),1.75–1.67(m,2H),1.65–1.58(m,2H).13C NMR(101MHz,CDCl3)δ173.53,170.46,170.32,135.97,128.60,128.28,128.23,100.62,77.39,77.07,76.75,70.59,70.05,68.89,66.81,66.27,61.50,60.41,51.53,33.74,28.54,23.35,21.23,21.06,20.72,20.70。
化合物5的合成:将化合物4(20g,37.2mmol)、钯炭(1g,5%wt,wet type)和甲醇(60mL)加入到反应瓶中,先用氩气置换瓶中空气,再以氢气置换氩气。室温下反应过夜,TLC监测反应完毕,过滤,保留有机相,浓缩,得到化合物5,质量为16.3g(收率:98%)。1H NMR(400MHz,CDCl3)δ5.73(d,J=8.7Hz,1H),5.71(t,J=12.1Hz,1H),5.35(d,J=2.7Hz,1H),5.26(dd,J=11.2,3.4Hz,1H),4.64(d,J=8.4Hz,1H),4.17–4.08(m,3H),3.93–3.85(m,2H),3.50(dt,J=9.9,6.2Hz,1H),2.39(dd,J=13.4,7.0Hz,2H),2.14(s,3H),2.04(s,3H),2.00(s,3H),1.91(s,3H),1.75–1.67(m,2H),1.65–1.58(m,2H)。
化合物6B的合成:将化合物6A(1.0g,6.5mmol)溶解在DMF(25mL,N,N-二甲基甲酰胺)中并置于冰水浴中,缓慢加入NaH(0.12g,5.18mmol)并搅拌20分钟,再加入溴代乙酸叔丁酯(0.86mL,5.83mmol)的DMF(2mL)溶液,并搅拌2小时。加入饱和氯化铵水溶液淬灭反应,再用乙酸乙酯萃取三次,合并的有机层经MgSO4干燥。滤液减压过滤浓缩后,粗产物经硅胶柱纯化,得到化合物6B(产物质量:0.96g,产率:52%)。1H NMR(300MHz,CDCl3):δ1.47(s,9H),2.88(dt,2H,J=5.7Hz),2.94(t,2H,J=6.3Hz),3.79(dt,2H,J=6.6Hz),3.90(q,2H,J=5.8Hz),4.00(d,2H,J=2.1Hz)。
化合物6C的合成:化合物6B(0.80g,3.0mmol)溶解在DMF(15mL)中并置于冰水浴中,缓慢加入NaH(0.083g,3.6mmol)并搅拌20分钟,再加入溴代乙酸甲基(0.66mL,4.5mmol)的DMF(2mL)溶液,并搅拌2小时。加入饱和氯化铵水溶液淬灭反应,再用乙酸乙酯萃取三次,合并的有机层经MgSO4干燥。滤液减压过滤浓缩后,粗产物经硅胶柱纯化,得到化合物6C(产物质量:0.59g,产率:58%)。1H NMR(300MHz,CDCl3):δ1.43(s,9H),2.78(t,2H,J=5.7Hz),2.86(t,2H,J=6.3Hz),3.68(t,2H,J=6.6Hz),3.76(s,3H),3.92(q,2H,J=5.8Hz),4.05(d,2H,J=2.4Hz),4.35(d,2H,J=2.4Hz).HRMS(ESI)m/z:[M+H]+Calcd for C13H25O6S2341.1014;Found 341.1038。
化合物6D的合成:化合物6C(0.34g,1.0mmol)溶解在1,4-二氧六环(3mL)和50%LiOH(3mL)水溶液中,室温搅拌6小时后加入盐酸水溶液(0.01M,1mL),再用乙酸乙酯萃取三次,合并的有机层经MgSO4干燥。滤液减压过滤浓缩后,粗产物经硅胶柱纯化,得到化合物6D(产物质量:0.59g,产率:80%)。1HNMR(300MHz,CDCl3):δ1.43(s,9H),2.75(t,2H,J=5.4Hz),2.88(t,2H,J=6.0Hz),3.66(t,2H,J=6.6Hz),3.94(q,2H,J=5.8Hz),4.06(d,2H,J=2.4Hz),4.33(d,2H,J=2.4Hz).HRMS(ESI)m/z:[M-H]-Calcd for C12H21O6S2 325.0858;Found 325.0876。
化合物7的合成:三羟甲基氨基甲烷(24.2g,0.2mol)加入到1,4-二氧六环(25mL)和40%KOH水溶液,滴加丙烯腈(40mL,0.61mol)。室温搅拌12h。反应液加入盐酸水溶液(2.5M;3.8mL)并过滤。滤液在减压下浓缩。得到的油状液体在DCE(二氯乙烷)中溶解并干燥(MgSO4)。滤液减压过滤浓缩后,粗产物在硅胶柱上以二氯甲烷/甲醇(10:1,v/v)为洗脱剂纯化,制得化合物7。产物质量:22.4g,产率:40%。1H NMR(400MHz,CDCl3)δ3.59(t,J=5.8Hz,6H),3.34(s,6H),2.53(t,J=5.8Hz,6H);HRMS(ESI)m/z:[M+H]+Calcd forC13H21N4O3 281.1535;Found 281.1548。
化合物8的合成:化合物7(14g;10mmol)加入到250mL饱和氯化氢的无水乙醇中。将混合物回流3小时,然后在室温下搅拌过夜。然后,将混合物过滤,并将滤液在减压下浓缩。加入水(400mL),并将混合物用氨水(25%)中和。混合物用DCM(2×500mL,二氯甲烷)萃取,合并的有机层经MgSO4干燥。粗产物经硅胶柱纯化,使用二氯甲烷/甲醇(20:1,v/v)作为洗脱剂进行洗脱,制得化合物8。产物质量:12g,产率:56%。1H NMR(400MHz,CDCl3)δ4.11(q,J=7.1Hz,6H),3.66(t,J=6.4Hz,6H),3.30(s,6H),2.51(t,J=6.4Hz,6H),1.23(t,J=7.1Hz,9H);HRMS(ESI)m/z:[M+H]+Calcd for C19H36NO9 422.2312;Found422.2338
化合物9的合成:将化合物8(10g,23.73mmol)溶解在30mL冰水中,并在搅拌下加入碳酸氢钠(5.03g,47.45mmol)。并缓慢加入CbzCl(6.07g,35.59mmol,氯甲酸苄酯)的二氧六环(40mL)溶液。将得到的混合物在冰水浴中搅拌1h,然后升温至室温过夜。反应液依次用水、饱和碳酸氢钠水溶液、10%HCl洗涤。将合并的有机层干燥(硫酸钠)并真空浓缩。产物不经过纯化处理,制得化合物9。产物质量:10.53g,产率:80%。1H NMR(400MHz,CDCl3):δ7.33(m,5H,ArH),5.26(s,1H,NH),5.03(s,2H,OCH2Ar),4.12(q,J=7.2Hz,6H,CH2O),3.67(t,J=6.4Hz,6H,CH2O),3.65(s,6H,CH2O),2.52(t,J=6.4Hz,6H,CH2CO),1.25(t,J=7.2Hz,9H,CH3).HRMS(ESI)m/z:[M+H]+Calcd for C27H42NO11 556.2680;Found 556.2698。
化合物10的合成:将化合物9(9g,16.23mmol)溶解在100mL甲醇-水(体积比为1:1)溶液中,加入LiOH(3.90g,162.3mmol),室温下搅拌1h。将混合物过滤,滤液用乙醚洗涤三次,得水层,用10M盐酸调制pH小于2,再用DCM萃取三次,合并的有机层经MgSO4干燥。粗产物经硅胶柱纯化,使用二氯甲烷/甲醇(5:1,v/v)作为洗脱剂进行洗脱,制得化合物10。产物质量:6.49g,产率:85%。HRMS(ESI)m/z:[M-H]-Calcd for C21H28NO11 470.1741;Found470.1715。
化合物11的合成:将化合物10(5.5g,11.68mmol)和单Boc(叔丁氧羰基)保护的1,3-将二氨基丙烷(8.1g,46.7mmol)溶解在DMF(100mL)中。加入HBTU(27.34g,72.08mmol)和N,N-二异丙基乙胺(24.34mL,139.75mmol),并将反应搅拌过夜。将反应混合物倒入冰水中,并用二氯甲烷萃取。有机层依次用饱和碳酸氢钠水溶液、盐水洗涤,干燥(MgSO4)并过滤。将有机相在减压下浓缩并将残余物通过柱色谱法纯化(硅胶),用乙酸乙酯洗脱。粗产物经硅胶柱纯化,使用二氯甲烷/甲醇(15:1,v/v)作为洗脱剂进行洗脱,制得化合物11。产物质量:7.7g,产率:71%。1H NMR(300MHz,DMSO-d6)δ:7.82(m,3H),7.34(m,5H),6.76(m,3H),6.61–6.44(m,1H),4.97(s,2H),3.54(t,J=6.3Hz,6H),3.47(br.s.,6H),3.08–2.95(m,6H),2.96–2.80(m,6H),2.26(t,J=6.3Hz,6H),1.48(t,J=6.9Hz,6H),1.42–1.28(m,27H);ES-API MS m/z:[M-H]-Calcd for C45H76N7O14 938.6;Found 939.4。
化合物12的合成:将化合物11(7.2g,7.66mmol)溶解在二氯甲烷(30mL)中,并添加TFA(10mL,三氟乙酸)。室温搅拌12小时后浓缩旋干。不经过纯化处理,得到的TFA盐粗产物溶解在DMF(30mL)中,然后依次加入化合物14(4.66g,4.23mmol)的DMF(43mL)溶液、HBTU(6.22g,16.40mmol)、HOBt(2.22g,16.40mmol)和N,N-二异丙基乙胺(8.25mL,47.34mmol),并将该反应在室温搅18h。减压除去溶剂,并将残余物溶于二氯甲烷(200mL),依次用饱和碳酸氢钠水溶液(200mL)、水(200mL)和盐水(200mL)洗涤。有机相经无水硫酸钠干燥并过滤,除去溶剂并减压。残余物通过柱色谱法纯化,得到化合物12(产物质量:4.3g,产率:50%)。1H NMR(400MHz,DMSO-d6):7.87–7.76(m,6H),7.71(t,J=5.7Hz,3H),7.37-7.25(m,5H),6.52(brs,1H),5.20(d,J=3.4Hz,3H),5.00–4.92(m,5H),4.47(d,J=8.5Hz,3H),4.06–3.97(m,9H),3.86(dt,J=8.8,11.1Hz,3H),3.69(dt,J=5.6,9.9Hz,3H),3.53(t,J=6.4Hz,6H),3.47(s broad,6H),3.39(dt,J=6.4,9.9Hz,3H),3.07-2.97(m,12H),2.26(t,J=6.4Hz,6H),2.09(s,9H),2.03(t,J=7.0Hz,6H),1.98(s,9H),1.88(s,9H),1.76(s,9H),1.58–1.35(m,18H).HRMS(ESI)m/z:[M+H]+Calcd for C87H135N10O38 1927.8860,Found1927.8790。
化合物13的合成:将化合物12(4.2g,2.0mmol)溶解在甲醇(40mL)中,并添加Pd/C(0.75g,10%的Degussa湿型)。并将反应混合物氢化(气球压力)12小时。将反应混合物通过硅藻土垫过滤,并用甲醇洗涤。干燥,浓缩。不经过下一步纯化处理,得产物,即化合物13。产物质量:3.9g,产率:98%。HRMS(ESI)m/z:[M+H]+Calcd for C79H129N10O36 1793.8493;Found1793.8448。
化合物14的合成:将化合物6D(2.62g,4.81mmol)溶解在DMF(20mL)中。依次加入HBTU(2.42g,6.40mmol)、HOBt(0.82g,6.40mmol)和N,N-二异丙基乙胺(1.42mL,8mmol),并搅拌5分钟。然后加入化合物13(4.66g,4.23mmol)的DMF(20mL)溶液,并将该反应在室温搅拌18h。减压除去溶剂,并将残余物溶于二氯甲烷(200mL),依次用饱和碳酸氢钠水溶液(200mL)、水(200mL)和盐水(200mL)洗涤。有机相干燥并过滤,减压除去溶剂。柱色谱法纯化,得到化合物14(产物质量:3.52g,产率:46%)。HRMS(ESI)m/z:[M+H]+Calcd forC91H149N10O41S2 2101.9245;Found 2101.9207。
化合物15的合成:将化合物14(1.2g,1.16mmol)溶解在二氯甲烷(5mL)中,并添加TFA(5mL)。室温搅拌12小时后浓缩旋干。不经过纯化处理,得到的TFA盐粗产物溶解在DMF(10mL)中,然后依次加入化合物6H(1.66g,1.23mmol)的DMF(10mL)溶液、HBTU(0.62g,1.64mmol)、HOBt(0.22g,1.64mmol)和N,N-二异丙基乙胺(0.82mL,5mmol),并将该反应在室温搅18h。减压除去溶剂,并将残余物溶于二氯甲烷(50mL),依次用饱和碳酸氢钠水溶液(100mL)、水(100mL)和盐水(100mL)洗涤。有机相经无水硫酸钠干燥并过滤,减压除去溶剂。残余物通过柱色谱法纯化,得到化合物15(产物质量:1.3g,产率:38%)。HRMS(ESI)m/z:[M+H]+Calcd for C113H168N11O44S2 2447.0610;Found 2447.0653。
GalNAc1的合成:将化合物15(0.24g,0.1mmol)溶解在甲醇(2mL)中,加入浓氨水(2mL),50度反应3小时后减压除去溶剂,得到化合物GalNAc1(产物质量:0.20g,产率:98%)。HRMS(ESI)m/z:[M+H]+Calcd for C95H150N11O35S2 2068.9659;Found 2068.9616。
实施例2
本实施例提供如下合成路线:
Figure BDA0003778570600000231
化合物20的合成:将化合物2(16.5g,50mmol)和单苄基保护的丁二醇(15.6g,75mmol)溶解于1,2-二氯乙烷(150mL),加入活化分子筛(20g),室温下缓慢加入TMSOTf(3.6mL,20mmol),加毕搅拌过夜。TLC监测反应完全,将反应液倒入预冷的饱和碳酸氢钠水溶液中,用二氯甲烷萃取(2*250mL),保留有机相,干燥并浓缩,经柱层析纯化(洗脱液组成如下:乙酸乙酯:石油醚=1:3),得到化合物20,质量为17.6g(收率:58%)。1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.39–7.30(m,5H),5.73(d,J=8.7Hz,1H),5.71(t,J=12.1Hz,1H),5.35(d,J=2.7Hz,1H),5.26(dd,J=11.2,3.4Hz,1H),5.07(s,2H),4.64(d,J=8.4Hz,1H),4.18–4.06(m,2H),3.93–3.85(m,2H),3.60(t,J=8.2Hz,2H),2.28(d,J=7.0Hz,2H),2.14(s,3H),2.04(s,3H),2.00(s,3H),1.91(s,3H),1.76–1.65(m,2H).HRMS(ESI)m/z:[M+H]+Calcd forC26H37N2O11 553.2319;Found 553.2336。
化合物21的合成:将化合物20(10.2g,20mmol)溶解于甲醇(60mL),加入甲醇钠(1.08g,20mmol),室温下搅拌2个小时后减压浓缩除去溶剂。粗产物用THF(100mL)溶解后,依次加入四丁基碘化铵(0.72g,2mmol)和3-溴丙酸叔丁酯(16.2g,70mmol),室温搅拌过夜。往反应液中加入预冷的饱和氯化铵水溶液,用二氯甲烷萃取(2*200mL),保留有机相,干燥并浓缩,经柱层析纯化(洗脱液组成如下:乙酸乙酯:石油醚=1:3),得到化合物21,质量为6.13g(收率:39%)。HRMS(ESI)m/z:[M+H]+Calcd for C41H67N2O14811.4514;Found 811.4548
化合物22的合成:将化合物21(7.2g,7.66mmol)溶解在二氯甲烷(40mL)中,并添加TFA(10mL)。室温搅拌12小时后浓缩旋干。不经过纯化处理,得到的TFA盐粗产物溶解在DMF(30mL)中,然后依次加入单Boc保护的1,3-将二氨基丙烷(5.4g,30.7mmol)、HATU(13.8g,36.08mmol)和N,N-二异丙基乙胺(12.34mL,70.2mmol),并将反应搅拌过夜。将反应混合物倒入冰水中,并用二氯甲烷萃取。有机层依次用饱和碳酸氢钠水溶液、盐水洗涤,干燥(MgSO4)并过滤。将有机相在减压下浓缩并将残余物通过柱色谱法纯化(硅胶),用乙酸乙酯洗脱。粗产物经硅胶柱纯化,制得化合物22(4.8g,产率:46%)。HRMS(ESI)m/z:[M+H]+Calcdfor C53H91N8O17 1111.6424;Found 1111.6456。
化合物23的合成:将化合物22(3.5g,3.2mmol)溶解在二氯甲烷(30mL)中,并添加TFA(10mL)。室温搅拌12小时后浓缩旋干。不经过纯化处理,得到的TFA盐粗产物溶解在DMF(20mL)中,然后依次加入化合物5(7.15g,16mmol)、HBTU(6.8g,18.0mmol)和N,N-二异丙基乙胺(6.34mL,35.2mmol),并将反应搅拌过夜。将反应混合物倒入冰水中,并用二氯甲烷萃取。有机层依次用饱和碳酸氢钠水溶液、盐水洗涤,干燥(MgSO4)并过滤。将有机相在减压下浓缩并将残余物通过柱色谱法纯化(硅胶),用乙酸乙酯洗脱。粗产物经硅胶柱纯化,制得化合物23(4.8g,产率:46%)。HRMS(ESI)m/z:[M+H]+Calcd for C95H148N11O41 2098.9756;Found 2098.9713。
化合物24的合成:将化合物23(1.02g,0.5mmol)溶解在甲醇(8mL)中,并添加Pd/C(0.10g,10%的Degussa湿型)。并将反应混合物氢化(气球压力)12小时。将反应混合物通过硅藻土垫过滤,并用甲醇洗涤。干燥,浓缩得到的粗产物直接溶解在二氯甲烷(10mL)中,然后加入DMAP(0.26g,2.2mmol)和丁二酸酐(0.22g,2.0mmol),室温反应18个小时后加饱和氯化铵,乙酸乙酯萃取,干燥后过滤并浓缩,柱层析纯化得到产物24(0.61g,产率:66%)。HRMS(ESI)m/z:[M+H]+Calcd for C91H146N11O42 2064.9549;Found 2064.9512。
化合物25的合成:将化合物24(0.21g,0.1mmol)溶解在DMF(4mL)中,然后依次加入HBTU(0.07g,0.2mmol)和N,N-二异丙基乙胺(0.07mL,0.4mmol),搅拌5分钟后,加入6H(0.08g,0.2mmol)并将反应搅拌过夜。将反应混合物倒入冰水中,并用二氯甲烷萃取。有机层依次用饱和碳酸氢钠水溶液、盐水洗涤,干燥(MgSO4)并过滤。将有机相在减压下浓缩并将残余物通过柱色谱法纯化(硅胶),用乙酸乙酯洗脱。粗产物经硅胶柱纯化,制得化合物25(0.086g,产率:35%)。HRMS(ESI)m/z:[M+H]+Calcd for C117H173N12O45 2466.1540;Found2466.1583。
GalNAc2的合成:将化合物25(0.25g,0.1mmol)溶解在甲醇(2mL)中,加入浓氨水(2mL),50度反应3小时后减压除去溶剂,得到化合物GalNAc2(产物质量:0.2g,产率:98%)。HRMS(ESI)m/z:[M+H]+Calcd for C99H155N12O36 2088.0589;Found 2088.0621。
实施例3
本实施例提供如下合成路线:
Figure BDA0003778570600000241
化合物26的合成:将化合物2(9.90g,30mmol)和单苄基保护的十二二醇(13.1g,45mmol)溶解于1,2-二氯乙烷(120mL),加入活化分子筛(15g),室温下缓慢加入TMSOTf(1.8mL,10mmol),加毕搅拌过夜。TLC监测反应完全,将反应液倒入预冷的饱和碳酸氢钠水溶液中,用二氯甲烷萃取(2*200mL),保留有机相,干燥并浓缩,经柱层析纯化(洗脱液组成如下:乙酸乙酯:石油醚=1:3),得到化合物26,质量为8.58g(收率:46%)。1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.39–7.30(m,5H),5.73(d,J=8.7Hz,1H),5.71(t,J=12.1Hz,1H),5.35(d,J=2.7Hz,1H),5.26(dd,J=11.2,3.4Hz,1H),5.07(s,2H),4.64(d,J=8.4Hz,1H),4.18–4.06(m,2H),3.93–3.85(m,2H),3.60(t,J=8.2Hz,2H),2.28(d,J=7.0Hz,2H),2.14(s,3H),2.04(s,3H),2.00(s,3H),1.91(s,3H),1.76–1.65(m,2H).HRMS(ESI)m/z:[M+H]+Calcd forC33H52NO10 622.3591;Found 622.3566。
化合物27的合成:将化合物26(7.46g,12mmol)溶解于甲醇(60mL),加入甲醇钠(0.86g,16mmol),室温下搅拌2个小时后减压浓缩除去溶剂。粗产物用THF(50mL)溶解后,依次加入四丁基碘化铵(0.36g,1mmol)和3-溴丙酸叔丁酯(9.72g,42mmol),室温搅拌过夜。往反应液中加入预冷的饱和氯化铵水溶液,用二氯甲烷萃取(2*200mL),保留有机相,干燥并浓缩,经柱层析纯化(洗脱液组成如下:乙酸乙酯:石油醚=1:3),得到化合物27,质量为3.38g(收率:32%)。HRMS(ESI)m/z:[M+H]+Calcd for C48H82NO13880.5786;Found880.5824。
化合物28的合成:将化合物27(2.20g,2.5mmol)溶解在二氯甲烷(20mL)中,并添加TFA(6mL)。室温搅拌12小时后浓缩旋干。不经过纯化处理,得到的TFA盐粗产物溶解在DMF(18mL)中,然后依次加入单Boc保护的1,3-将二氨基丙烷(1.8g,10.2mmol)、HATU(4.60g,12.1mmol)和N,N-二异丙基乙胺(4.0mL,23.6mmol),并将反应搅拌过夜。将反应混合物倒入冰水中,并用二氯甲烷萃取。有机层依次用饱和碳酸氢钠水溶液、盐水洗涤,干燥(MgSO4)并过滤。将有机相在减压下浓缩并将残余物通过柱色谱法纯化(硅胶),用乙酸乙酯洗脱。粗产物经硅胶柱纯化,制得化合物28(1.15g,产率:39%)。HRMS(ESI)m/z:[M+H]+Calcd forC60H106N7O16 1180.7696;Found 1180.7656。
化合物29的合成:将化合物28(0.94g,0.8mmol)溶解在二氯甲烷(10mL)中,并添加TFA(4mL)。室温搅拌12小时后浓缩旋干。不经过纯化处理,得到的TFA盐粗产物溶解在DMF(6mL)中,然后依次加入化合物5(1.80g,4mmol)、HBTU(1.7g,4.5mmol)和N,N-二异丙基乙胺(1.4mL,8mmol),并将反应搅拌过夜。将反应混合物倒入冰水中,并用二氯甲烷萃取。有机层依次用饱和碳酸氢钠水溶液、盐水洗涤,干燥(MgSO4)并过滤。将有机相在减压下浓缩并将残余物通过柱色谱法纯化(硅胶),用乙酸乙酯洗脱。粗产物经硅胶柱纯化,制得化合物29(0.61g,产率:35%)。HRMS(ESI)m/z:[M+H]+Calcd for C102H163N10O40 2168.1028;Found2168.1054。
化合物30的合成:将化合物29(0.43g,0.2mmol)溶解在甲醇(5mL)中,并添加Pd/C(0.05g,10%的Degussa湿型)。并将反应混合物氢化(气球压力)12小时。将反应混合物通过硅藻土垫过滤,并用甲醇洗涤。干燥,浓缩得到的粗产物直接溶解在丙酮(5mL)中,然后加入KMnO4水溶液(2mL),室温反应18个小时后加饱和氯化铵,乙酸乙酯萃取,干燥后过滤并浓缩,柱层析纯化得到产物30(0.21g,产率:52%)。HRMS(ESI)m/z:[M+H]+Calcd forC95H155N10O41 2092.0351;Found 2092.0388。
GalNAc3的合成:将化合物30(0.21g,0.1mmol)溶解在DMF(4mL)中,然后依次加入HBTU(0.07g,0.2mmol)和N,N-二异丙基乙胺(0.07mL,0.4mmol),搅拌5分钟后,加入6H(0.08g,0.2mmol)并将反应搅拌过夜。将反应混合物倒入冰水中,并用二氯甲烷萃取。有机层依次用饱和碳酸氢钠水溶液、盐水洗涤,干燥(MgSO4)并过滤。将有机相在减压下浓缩并将残余物通过柱色谱法纯化(硅胶),用乙酸乙酯洗脱。粗产物经硅胶柱纯化,将纯化好的产物溶解在甲醇(2mL)中,加入浓氨水(2mL),50℃反应3小时后减压除去溶剂,得到化合物GalNAc3(产物质量:0.14g,产率:66%)。HRMS(ESI)m/z:[M+H]+Calcd for C103H164N11O352115.1313;Found 2115.1356。
GalNAc1、GalNAc2和GalNAc3中,右侧O所连接的基团为羟基保护基团,具体为二甲氧基三苯甲基,具体结构如下:
Figure BDA0003778570600000261
实施例4
为了验证GalNAc1、GalNAc2和GalNAc3的肝靶向能力,我们以PCSK9位靶标进行细胞实验,测试其靶向降解肝细胞中PCSK9 mRNA的能力,其中siRNA的序列如下表1所示。
表1
S 5’-CUAGACCUGUTUUGCUUUUGU-GalNAc-3’ SEQ ID No.1
AS 3’-AAGAUCUGGACAAAACGAAAACA-5’ SEQ ID No.2
siRNA化合物的制备分为2步。首先,分别制备该双链RNA分子的2条单链。然后,将单链退火。单链RNA通过固相合成的方式在核酸合成仪上进行。
通过以上方法合成了如下4条siRNA:裸siRNA、GalNAc1-siRNA、GalNAc2-siRNA和GalNAc3-siRNA。
Figure BDA0003778570600000262
实施例5
细胞实验:将HepG2或HuH7细胞(ATCC,马纳萨斯,弗吉尼亚州)在37℃下在5%CO2的条件下生长到接近汇合,随后通过胰蛋白酶消化从板释放。以10000个细胞/孔的密度接种到96孔板中,每个孔加入10nM的GalNAc-siRNA。24小时后,裂解HuH7细胞和HepG2细胞,使用Quantigene Explore试剂盒(Fisher),根据试剂盒说明书的实验方案对PCSK9 mRNA水平进行定量。以相对于GAPDH mRNA的水平对PCSK9mRNA水平进行标准化,实验结果如表2所示。
表2
GalNAc1-siRNA GalNAc2-siRNA GalNAc3-siRNA 裸siRNA PBS
HepG2 0.26 0.31 0.48 0.95 1
HuH7 0.32 0.35 0.52 0.94 1
表1是在不同细胞系中进行体外实验的实例。从表中可以看出裸的siRNA基本没有展示出沉默效果(PCSK9 mRNA水平没有降低),而新合成的GalNAc1-siRNA、GalNAc2-siRNA和GalNAc3-siRNA可以快速进入肝细胞并展示出很好的沉默PCSK9 mRNA的效果。
在一实施例中,所得化合物中,RNA可以是双链siRNA(小干扰RNA),主要功能是抑制与疾病相关的特定基因的表达。
以上应用了具体个例对本发明进行阐述,只是用于帮助理解本发明,并不用以限制本发明。对于本发明所属技术领域的技术人员,依据本发明的思想,还可以做出若干简单推演、变形或替换。

Claims (10)

1.一种可靶向去唾液酸糖蛋白受体的配体,其特征在于,所述配体含有通式(1)至通式(5)中任意一种所示的结构或其衍生物:
Figure FDA0003778570590000011
A为-CH2-、-NH-、-O-、-S-;
R为H、-CH3、-OH、-OCH3、-OAc、-NH2、-NHAc;
每个S1独立地为糖类化合物或其衍生物;
每个L1和L2独立地为长度为1~70个碳原子的直链亚烷基,其中一个或多个碳原子任选地被选自以下基团所组成的组中的任何一个或多个所替换:-C(O)-、-NH-、-O-、-S-、-CH=N-、-S(O)2、C2-C10亚烯基、C2-C10亚炔基、C6-C10亚芳基、C3-C18亚杂环基和C5-C10杂芳基;并且其中,L1和L2可任选地具有由以下基团所组成的组中的任何一个或多个取代基:C1-C10烷基、C6-C10芳基、C5-C10杂芳基、C1-C10卤代烷基、-O(C1-C10烷基)、-O(C1-C10烷基苯基)、-(C1-C10烷基)-OH、-O(C1-C10卤代烷)、卤素取代基、-OH、-SH、-NH2、-(C1-C10烷基)-NH2、-N(C1-C10烷基)(C1-C10烷基)、-NH(C1-C10烷基)、-N(C1-C10烷基)(C1-C10烷基苯基)、-NH(C1-C10烷基苯基)、氰基、硝基、-CO2H、-C(O)O(C1-C10烷基)、-CON(C1-C10烷基)(C1-C10烷基)、-CONH(C1-C10烷基)、-CONH2,-NHC(O)(C1-C10烷基)、-NHC(O)(苯基)、-N(C1-C10烷基)C(O)(C1-C10烷基)、-N(C1-C10烷基)C(O)(苯基)、-C(O)(C1-C10烷基)、-C(O)(C1-C10烷基苯基)、-C(O)(C1-C10卤烷基)、-OC(O)(C1-C10烷基)、-SO2(C1-C10烷基)、-SO2(苯)、-SO2(C1-C10卤代烷基)、-SO2NH2、-SO2NH(C1-C10烷基)、-SO2NH(苯基)、-HSO2(C1-C10烷基)、-NHSO2(苯基)和-NHSO2(C1-C10卤代烷基)。
2.如权利要求1所述的配体,其特征在于,每个L1和L2独立地选自下列基团或其任意组合所组成的结构:
Figure FDA0003778570590000012
优选地,所述糖类化合物选自单糖、二糖、寡糖、多糖中的任意一种;
优选地,每个S1独立地选自下列单糖或其衍生物:
D-吡喃甘露糖、L-吡喃甘露糖、D-阿拉伯糖、D-呋喃木糖、L-呋喃木糖、D-葡萄糖、L-葡萄糖、D-半乳糖、L-半乳糖、α-D-吡喃甘露糖、β-D-吡喃甘露糖、α-D-吡喃葡萄糖、β-D-吡喃葡萄糖、α-D-吡喃果糖、α-D-吡喃半乳糖、β-D-吡喃半乳糖、葡糖胺、唾液酸、半乳糖胺、N-乙酰基半乳糖胺、N-三氟乙酰基半乳糖胺、N-丙酰基半乳糖胺、N-正丁酰基半乳糖胺、N-异丁酰基半乳糖胺、2-氨基-3-O-[(R)-1-羧乙基]-2-脱氧-β-D-吡喃葡萄糖、2-脱氧-2-甲基氨基-L-吡喃葡萄糖、4,6-二脱氧-4-甲酰胺基-2,3-二-O-甲基-D-吡喃甘露糖、2-脱氧-2-磺氨基-D-吡喃葡萄糖、N-乙醇酰基-α-神经氨酸、5-硫代-β-D-吡喃葡萄糖。
3.如权利要求1所述的配体,其特征在于,所述配体具有通式(6)至通式(10)、式(19)、式(20)中的任意一种或其衍生物:
Figure FDA0003778570590000021
式(6)至式(10)、式(19)、式(20)中,R5、R6独立地表示H或-(CH2)q-R4
R为H、-CH3、-OH、-OCH3、-OAc、-NH2、-NHAc;
q为0至20的整数;
p为0至20的整数;
m为0至20的整数;
n为0至20的整数;
V4选自如下基团中的任意一种或其任意组合所组成的结构:
-O-、-NH-CO-、-CO-NH-、
Figure FDA0003778570590000022
A为-CH2-、-NH-、-O-、-S-;
R4表示为通式(11)
Figure FDA0003778570590000023
其中,a为0至1的整数;
b为0至20的整数;
V1、V2、V3独立地选自-O-、-NH-CO-、-CO-NH-、
Figure FDA0003778570590000031
c为0至5的整数;
d为0至20的整数;
X1为-OH,并且X2选自=O、=S中的任意一种;或者
X1为-O-,并且X2选自=O、=S中的任意一种;或者
X1为=O,并且X2选自-CH3、-OR8、-NHR8和-BH3,其中R8在每次出现时独立地是C1-C6烷基;或者
X1为=S,并且X2选自-CH3、-SH中的任意一种;
Y为O或S;
e为0至10的整数;
W选自-(CH2)2-15-和-CH2CH2(OCH2CH2)0-4OCH2CH2-;
f为0至10的整数;
r为0至20的整数;
s为0至20的整数;
t为0至20的整数;
G表示为通式(12)
Figure FDA0003778570590000032
每个R1独立地选自下列基团:
Figure FDA0003778570590000033
每个R2独立地选自下列基团:
Figure FDA0003778570590000034
每个R3独立地选自下列基团:
Figure FDA0003778570590000041
每个R7独立地选自下列基团:-OH、-OAc、-NH2
每个D独立地选自C2-C20-亚链烯基、-CH2CH2-(OCH2CH2)0-6-OCH2CH2-、-CH2-、-(CH2)2-、-(CH2)3-、-(CH2)4-、-(CH2)5-、-(CH2)7-、-(CH2)8-、-(CH2)9-、-(CH2)10-、-(CH2)11-、-(CH2)12-、-CH2CH2OCH2CH2-、-CH2CH2OCH2CH2OCH2CH2-和-CH2CH2(OCH2CH2)2OCH2CH2-;
g为0至5的整数;
优选地,式(6)至式(10)、式(19)、式(20)中,q、p、m、n为0~10的整数。
4.如权利要求3所述的配体,其特征在于,R4表示为通式(18)
Figure FDA0003778570590000042
G、b、V1、d、V2、s、V3、t如权利要求3所定义;
优选地,通式(18)中,V1选自-O-、-CO-NH-,V2选自-NH-CO-、-O-,V3选自-O-,t为0至5的整数;
优选地,V4选自如下结构中的任意一种:
Figure FDA0003778570590000043
优选地,所述配体含有如下化合物中的任意一种或其衍生物:
Figure FDA0003778570590000051
Figure FDA0003778570590000061
Figure FDA0003778570590000071
Figure FDA0003778570590000081
h、g独立地为0至20的整数;
每个R1独立地选自下列基团中的任意一种:
Figure FDA0003778570590000082
每个R2独立地选自下列基团中的任意一种:
Figure FDA0003778570590000083
每个R3独立地选自下列基团中的任意一种:
Figure FDA0003778570590000091
5.如权利要求1所述的配体,其特征在于,所述配体选自如下配体中的任意一种或其衍生物:
Figure FDA0003778570590000092
Figure FDA0003778570590000101
每个R1独立地选自下列基团中的任意一种:
Figure FDA0003778570590000111
每个R2独立地选自下列基团中的任意一种:
Figure FDA0003778570590000112
每个R3独立地选自下列基团中的任意一种:
Figure FDA0003778570590000113
6.一种缀合物,其特征在于,所述缀合物含有权利要求1-5任意一项所述配体,所述配体上缀合有核酸分子、蛋白质或其他化合物。
7.如权利要求6所述缀合物,其特征在于,所述核酸分子选自小干扰RNA、反义寡核苷酸中的至少一种;
优选地,所述反义寡核苷酸包括非硫代反义寡核苷酸、硫代反义寡聚核苷酸;
优选地,所述核酸分子选自单链DNA、单链RNA、双链DNA、双链RNA、包含一个或多个核苷类似物的分子。
8.一种药物组合物,其特征在于,其含有权利要求1至5任意一项所述配体和/或权利要求6至7任意一项所述缀合物。
9.如权利要求1至5任意一项所述配体,或权利要求6至7任意一项所述缀合物,或权利要求8所述药物组合物在制备和/或筛选治疗和/或预防疾病的药物中的用途。
10.如权利要求9所述的用途,其特征在于,所述疾病包括肝相关疾病、其它慢性病和罕见病;
优选地,所述疾病包括慢性乙型病毒性肝炎、非酒精性脂肪性肝炎、高血脂、高血压、糖尿病。
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