CN118084813A - 大环化合物 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及能够与目标糖(例如葡萄糖)选择性结合的大环化合物，使得它们特别适用于糖类感测应用。本发明还涉及制备所述化合物的方法，包含它们的组合物和装置，以及它们在检测目标糖中的用途。

Description

大环化合物
本申请是申请日为2018年3月15日，申请号为，201880018560.6发明名称为“大环化合物”的发明专利申请的分案申请。
引言
本发明涉及能够与目标糖(例如葡萄糖)选择性结合的大环化合物，使得它们特别适用于糖类感测应用。本发明还涉及制备所述化合物的方法，包含它们的组合物和装置，以及它们在检测目标糖中的用途。
发明背景
糖类，特别是葡萄糖的检测和随后的监测在医学和非医学应用中具有许多实际应用。例如，对个体血流中的葡萄糖的可靠检测是目前可用于治疗糖尿病的绝大多数治疗的基础，据世界卫生组织(WHO)称，糖尿病这一病况在2014年影响了大约4.22亿人，并且预计到2030年将成为第七大死亡原因。
然而，糖尿病不是糖检测的唯一实际应用，也非常需要准确测定发酵培养基中的糖水平，例如在酿造工艺和/或细胞培养中。在此，密切监测发酵过程中存在的糖的精确水平的能力在微调最终产品的产率和性质方面可能是非常有利的。
然而，糖类的检测和随后的监测严重依赖于糖受体分子的提供，所述糖受体分子能够结合并因此检测通常在其中发现它们的水性介质中的糖类，即所谓的“合成凝集素”。然而，从历史上看，水性介质中的糖类的结合已被证明对于合成化学家来说是一项非常具有挑战性的任务，甚至被称为凝集素的天然碳水化合物结合蛋白也难以展现出在自然界中对这类蛋白质-底物结合相互作用常见的数量级的结合亲和力。
糖类是亲水性物质，通常带有拟水性(hydromimetic)羟基，这使得它们充分水合并且与水分子显著相似。就此而言，成功的结合需要受体分子能够区分糖类的羟基和水分子阵列，水分子通常以比目标糖高得多的丰度存在。此外，为了发生结合，必须从受体分子和糖类中都置换水，对此通常难以预测能量后果，从而使得这类受体分子的建模和设计变得困难。
此外，相对于其它糖分子，选择性地靶向一个糖分子的能力也是一个重大挑战。例如，为了发生特定的糖结合，受体分子必须能够区分通常仅具有非常微小的结构差异(即，单个不对称中心的构型)的大量糖分子。
尽管存在上述挑战，但已经报道了一些成功的合成糖受体分子，它们能够在水性介质中进行选择性糖识别(参见，例如，WO2013160701)。然而，为了进一步推进这类合成糖受体在糖检测应用中的应用，如以上所概述的那些应用，仍然需要能够对特定的目标糖(例如，葡萄糖)展现出更高亲和力和/或选择性的新的和改进的受体分子。
考虑到前述内容设计了本发明。
发明内容
根据本发明的一个方面，提供了如本文所定义的化合物或其盐、水合物或溶剂化物。
根据本发明的第二方面，提供了复合物，其包含与目标糖缔合的如本文所定义的化合物或其盐、水合物或溶剂化物。
根据本发明的第三方面，提供了复合物，其包含与可替换的报告分子缔合的如本文所定义的化合物或其盐、水合物或溶剂化物。
根据本发明的第四方面，提供了组合物，其包含如本文所定义的化合物或其盐、水合物或溶剂化物，和可替换的报告分子。
根据本发明的第五方面，提供了糖检测装置，其包含如本文所定义的复合物、如本文所定义的组合物或如本文所定义的化合物。
根据本发明的另一方面，提供了如本文所定义的复合物、如本文所定义的组合物、如本文所定义的糖检测装置或如本文所定义的化合物在检测水性环境中的目标糖中的用途。
根据本发明的再一方面，提供了试剂盒，其包含如本文所定义的化合物和可替换的报告分子。
根据本发明的再一方面，提供了制备如本文所定义的化合物或其盐、水合物或溶剂化物的方法。
根据本发明的又一方面，提供了如本文所定义的新型中间体，其适用于本文所述的任何一种合成方法。
与本发明的一个方面有关的特征，包括可选的、适当的和优选的特征，也可以是特征，包括与本发明的其它任何方面有关的可选的、适当的和优选的特征。
发明详述
定义
除非另有说明，否则在说明书和权利要求书中使用的下列术语具有以下所述的含义。
在本申请的整个说明书和权利要求书中，词语“包含”和“含有”及其变化形式意味着“包括但不限于”，并且它们并非旨在(并且不)排除其它部分、添加剂、组分、整数或步骤。在本申请的整个说明书和权利要求书中，除非上下文另有要求，否则单数形式包括复数形式。尤其是，在使用不定冠词的情况下，除非上下文另有要求，否则该说明应被理解为涉及复数以及单数。
与本发明的特定方面、实施方案或实例一起描述的特征、整数、特性、化合物、化学部分或基团应被理解为适用于本文描述的其它任何方面、实施方案或实例，除非与其不相容。本说明书(包括任何所附权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征，和/或如此公开的任何方法或过程的所有步骤，可以以任何组合方式进行组合，除了至少一些这样的特征和/或步骤相互排斥的组合以外。本发明不限于任何前述实施方案的细节。本发明扩展到本说明书(包括任何所附权利要求、摘要和附图)中公开的特征的任何一个新特征或任何新组合，或如此公开的任何方法或过程的步骤的任何一个新步骤或任何新组合。
在本说明书中，术语“烷基”包括直链和支链烷基。对单个烷基如“丙基”的提及仅特指直链形式，而对单个支链烷基如“异丙基”的提及仅特指支链形式。例如，“(1-6C)烷基”包括(1-4C)烷基、(1-3C)烷基、丙基、异丙基和叔丁基。类似的惯例适用于其它基团，例如，“苯基(1-6C)烷基”包括苯基(1-4C)烷基、苄基、1-苯基乙基和2-苯基乙基。
术语“烯基”应被理解为包括含有一个或多个碳-碳双键的直链和支链烃基。例如，对“(2-6C)烯基”的提及应被理解为是指含有3-6个碳原子的烯烃基团，并且可包括例如己烯基、戊烯基、丁烯基、丙烯基和乙烯基。
术语“炔基”应被理解为包括含有一个或多个碳-碳三键的直链和支链烃基。同样，对“(2-6C)炔基”的提及应被理解为是指含有3-6个碳原子的炔烃基团，并且可包括例如己炔基、戊炔基、丁炔基、丙炔基和乙炔基。
单独使用或作为前缀使用的术语“(m-nC)”或“(m-nC)基团”是指具有m至n个碳原子的任何基团。
“亚烷基”、“亚烯基”或“亚炔基”基团是位于两个其它化学基团之间并用来连接两个其它化学基团的烷基、烯基或炔基。因此，“(1-6C)亚烷基”是指1-6个碳原子的直链饱和二价烃基或3-6个碳原子的支链饱和二价烃基，例如亚甲基、亚乙基、亚丙基、2-甲基亚丙基、亚戊基等。
“(3-8C)环烷基”是指含有3-8个碳原子的烃环，例如环丙基、环丁基、环戊基、环己基、环庚基或双环[2.2.1]庚基。
“(3-8C)环烯基”是指含有3-8个碳原子和至少一个双键的烃环，例如环丁烯基、环戊烯基、环己烯基或环庚烯基，如3-环己烯-1-基，或环辛烯基。
术语“杂环基”、“杂环的”或“杂环”是指非芳香族饱和或部分饱和的单环、稠合、桥连或螺环双环杂环环系。单环杂环含有约3至12个(适当地3至7个)环原子，在环中具有1至5个(适当地1、2或3个)选自氮、氧或硫的杂原子。双环杂环在环中含有7至17个成员原子，适当地7至12个成员原子。双环杂环可以是稠环、螺环或桥环体系。杂环基团的实例包括环醚，如环氧乙烷基、氧杂环丁烷基、四氢呋喃基、二噁烷基和取代的环醚。含氮杂环包括，例如、氮杂环丁烷基、吡咯烷基、哌啶基、哌嗪基、四氢三嗪基、四氢吡唑基等。典型的含硫杂环包括四氢噻吩基、二氢-1,3-二硫醇、四氢-2H-噻喃和六氢硫杂其它杂环包括二氢-氧硫杂环戊基、四氢-噁唑基、四氢-噁二唑基、四氢二噁唑基、四氢-氧杂噻唑基、六氢三嗪基、四氢-噁嗪基、吗啉基、硫代吗啉基、四氢嘧啶基、二氧杂环戊烯基、八氢苯并呋喃基、八氢苯并咪唑基和八氢苯并噻唑基。对于含硫杂环，还包括含有SO或SO2基团的氧化硫杂环。实例包括四氢噻吩基和硫代吗啉基的亚砜和砜形式，如四氢噻吩1,1-二氧化物和硫代吗啉基1,1-二氧化物。带有1或2个氧代(＝O)或硫代(＝S)取代基的杂环基的合适值是，例如，2-氧代吡咯烷基、2-硫代吡咯烷基、2-氧代咪唑烷基、2-硫代咪唑烷基、2-氧代哌啶基、2,5-二氧代吡咯烷基、2,5-二氧代咪唑烷基或2,6-二氧代哌啶基。特定的杂环基是含有1、2或3个选自氮、氧或硫的杂原子的饱和单环3至7元杂环基，例如氮杂环丁烷基、四氢呋喃基、四氢吡喃基、吡咯烷基、吗啉基、四氢噻吩基、四氢噻吩基1,1-二氧化物、硫代吗啉基、硫代吗啉基1,1-二氧化物、哌啶基、高哌啶基、哌嗪基或高哌嗪基。如技术人员所理解的，任何杂环可以通过任何合适的原子，如通过碳或氮原子与另一个基团连接。然而，本文提及的哌啶子基或吗啉代是指通过环氮连接的哌啶-1-基或吗啉-4-基环。
“桥环体系”是指其中两个环共有两个以上原子的环系，参见例如AdvancedOrganic Chemistry,Jerry March,第4版,Wiley Interscience,第131-133页,1992。桥连杂环基环系的实例包括氮杂-双环[2.2.1]庚烷、2-氧杂-5-氮杂双环[2.2.1]庚烷、氮杂-双环[2.2.2]辛烷、氮杂-双环[3.2.1]辛烷和奎宁环。
“螺环双环环系”是指两个环系共有一个共同的螺碳原子，即杂环通过单个共同的螺碳原子与另一个碳环或杂环连接。螺环体系的实例包括6-氮杂螺[3.4]辛烷、2-氧杂-6-氮杂螺[3.4]辛烷、2-氮杂螺[3.3]庚烷、2-氧杂-6-氮杂螺[3.3]庚烷、7-氧杂-2-氮杂螺[3.5]壬烷、6-氧杂-2-氮杂螺[3.4]辛烷、2-氧杂-7-氮杂螺[3.5]壬烷和2-氧杂-6-氮杂螺[3.5]壬烷。
“杂环基(1-6C)烷基”是指与(1-6C)亚烷基共价连接的杂环基，二者均在本文中定义。
术语“杂芳基”或“杂芳香族”是指包含一个或多个(例如1-4个，特别是1、2或3个)选自氮、氧或硫的杂原子的芳香族单环、双环或多环。术语杂芳基包括单价类型和二价类型。杂芳基的实例是含有5至12个环成员，更通常含有5至10个环成员的单环和双环基团。杂芳基可以是，例如，5元或6元单环或9元或10元双环，例如由稠合的五元和六元环或两个稠合的六元环形成的双环结构。每个环可含有至多约四个通常选自氮、硫和氧的杂原子。通常，杂芳基环将含有至多3个杂原子，更通常至多2个，例如单个杂原子。在一个实施方案中，杂芳基环含有至少一个环氮原子。杂芳基环中的氮原子可以是碱性的，如在咪唑或吡啶的情况下，或者基本上是非碱性的，如在吲哚或吡咯氮的情况下。通常，杂芳基中存在的碱性氮原子(包括该环的任何氨基取代基)的数目将小于5。
杂芳基的实例包括呋喃基、吡咯基、噻吩基、噁唑基、异噁唑基、咪唑基、吡唑基、噻唑基、异噻唑基、噁二唑基、噻二唑基、三唑基、四唑基、吡啶基、哒嗪基、嘧啶基、吡嗪基、1,3,5-三氮烯基、苯并呋喃基、吲哚基、异吲哚基、苯并噻吩基、苯并噁唑基、苯并咪唑基、苯并噻唑基、苯并噻唑基、吲唑基、嘌呤基、苯并呋咱基、喹啉基、异喹啉基、喹唑啉基、喹喔啉基、噌啉基、蝶啶基、萘啶基、咔唑基、吩嗪基、苯并异喹啉基、吡啶并吡嗪基、噻吩并[2,3-b]呋喃基、2H-呋喃并[3,2-b]-吡喃基、5H-吡啶并[2,3-d]-噁嗪基、1H-吡唑并[4,3-d]-噁唑基、4H-咪唑并[4,5-d]噻唑基、吡嗪并[2,3-d]哒嗪基、咪唑并[2,1-b]噻唑基、咪唑并[1,2-b][1,2,4]三嗪基。“杂芳基”还包括部分芳香族双环或多环环系，其中至少一个环是芳环，并且一个或多个其它环是非芳香族的饱和或部分饱和的环，条件是至少一个环含有一个或多个选自氮、氧或硫的杂原子。部分芳香族杂芳基的实例包括，例如，四氢异喹啉基、四氢喹啉基、2-氧代-1,2,3,4-四氢喹啉基、二氢苯并噻吩基、二氢苯并呋喃基、2,3-二氢-苯并[1,4]二氧杂环己基、苯并[1,3]二氧杂环戊烯基、2,2-二氧代-1,3-二氢-2-苯并噻吩基、4,5,6,7-四氢苯并呋喃基、二氢吲哚基、1,2,3,4-四氢-1,8-萘啶基、1,2,3,4-四氢吡啶并[2,3-b]吡嗪基和3,4-二氢-2H-吡啶并[3,2-b][1,4]噁嗪基。
五元杂芳基的实例包括但不限于吡咯基、呋喃基、噻吩基、咪唑基、呋咱基、噁唑基、噁二唑基、氧杂三唑基、异噁唑基、噻唑基、异噻唑基、吡唑基、三唑基和四唑基。
六元杂芳基的实例包括但不限于吡啶基、吡嗪基、哒嗪基、嘧啶基和三嗪基。
双环杂芳基可以是，例如，选自以下的基团：
与含有1、2或3个环杂原子的5元或6元环稠合的苯环；
与含有1、2或3个环杂原子的5元或6元环稠合的吡啶环；
与含有1或2个环杂原子的5元或6元环稠合的嘧啶环；
与含有1、2或3个环杂原子的5元或6元环稠合的吡咯环；
与含有1或2个环杂原子的5元或6元环稠合的吡唑环；
与含有1或2个环杂原子的5元或6元环稠合的吡嗪环；
与含有1或2个环杂原子的5元或6元环稠合的咪唑环；
与含有1或2个环杂原子的5元或6元环稠合的噁唑环；
与含有1或2个环杂原子的5元或6元环稠合的异噁唑环；
与含有1或2个环杂原子的5元或6元环稠合的噻唑环；
与含有1或2个环杂原子的5元或6元环稠合的异噻唑环；
与含有1、2或3个环杂原子的5元或6元环稠合的噻吩环；
与含有1、2或3个环杂原子的5元或6元环稠合的呋喃环；
与含有1、2或3个环杂原子的5元或6元杂芳环稠合的环己基环；和与含有1、2或3个环杂原子的5元或6元杂芳环稠合的环戊基环
含有与五元环稠合的六元环的双环杂芳基的具体实例包括但不限于苯并呋喃基、苯并噻吩基、苯并咪唑基、苯并噁唑基、苯并异噁唑基、苯并噻唑基、苯并异噻唑基、异苯并呋喃基、吲哚基、异吲哚基、吲嗪基、二氢吲哚基、异二氢吲哚基、嘌呤基(例如，腺嘌呤基、鸟嘌呤基)、吲唑基、苯并二氧杂环戊烯基和吡唑并吡啶基。
含有两个稠合六元环的双环杂芳基的具体实例包括但不限于喹啉基、异喹啉基、色满基、硫代色满基、苯并吡喃基、异苯并吡喃基、苯并二氢吡喃基、异苯并二氢吡喃基、苯并二噁烷基、喹嗪基、苯并噁嗪基、苯并二嗪基、吡啶并吡啶基、喹喔啉基、喹唑啉基、噌啉基、酞嗪基、萘啶基和蝶啶基。
术语“芳基”是指具有5-12个碳原子的环状或多环芳环。术语芳基包括单价类型和二价类型。芳基的实例包括但不限于苯基、联苯基、萘基、蒽基等。在特定的实施方案中，芳基是苯基。
术语“卤代”是指任何合适的卤素，并且可以选自氟代、氯代、溴代和碘代基团。适当地，术语卤代是指氟代、氯代或溴代基团，最合适的是氯代基团。
术语“任选取代的”是指被取代的基团、结构或分子以及未被取代的基团、结构或分子。术语“其中R1基团内的一个/任何CH、CH2、CH3基团或杂原子(即NH)任选地被取代”适当地是指R1基团的(任意)一个氢基团被相关的规定基团代替。
术语“亲水性取代基”应当理解为是指对水具有亲和力并倾向于溶剂化的取代基。因此，术语“亲水性取代基”可以理解为包括促进本发明化合物的水溶性的任何取代基。
术语“亲水性聚合物”应当理解为是指包含至少3个重复单元(适当地至少10个重复单元)的任何低聚物、聚合物和/或共聚物，其中一个或多个所述重复单元(单体)包含对水有亲和力的极性官能团。术语“亲水性聚合物”应当理解为包括直链、支链和超支化聚合物。适当地，亲水性聚合物选自聚羧酸、聚羧酸酯、多羟基、聚酯、聚醚、聚胺、聚酰胺、多磷酸酯或聚氧化烯。更适当地，聚羧酸、聚羧酸酯、多羟基或聚醚。更适当地，亲水性聚合物是聚乙二醇、聚乙烯醇、聚丙烯酸酯、聚丙烯酰胺或聚乙烯吡咯烷。最适当地，亲水性聚合物是聚乙二醇或聚丙烯酰胺。
术语“亲水性树枝状基团”应当理解为是指包含一个或多个对水具有亲和力的极性官能团的任何树枝状高分子(dendrimer)、树枝状分子(dendron)或支链分子。即，术语“亲水性树枝状基团”应当理解为包括促进本发明化合物的水溶性的任何树枝状高分子、树枝状分子或支链分子。此外，术语“树枝状高分子”是本领域的术语，并且将容易理解为是指树状分子结构，其具有核心或焦点，由连接至该核心或焦点的一个或多个构建单元的重复单元组成的内部层(也称为“代”)，以及在树枝状高分子结构的末端包含末端官能团的构建单元的外部(最外)层。
当可选的取代基选自“一个或多个”基团时，应当理解，该定义包括选自一个指定基团的所有取代基或选自两个或更多个指定基团的取代基。
短语“本发明的化合物”是指本文泛泛地以及具体地公开的那些化合物。
本发明的化合物
根据本发明的一个方面，提供了如下所示的式(I)化合物，或其盐、水合物或溶剂化物：
其中：
键b1和b2独立地选自单键或双键；
R1a、R1b、R2a和R2b独立地选自氢、羰基、(1-8C)烷基、(3-10C)环烷基、芳基、杂芳基和杂环基，其中除氢和羰基外的每一个任选地被一个或多个取代基取代，该取代基选自(1-4C)烷基、卤代、(1-4C)卤代烷基、(1-4C)卤代烷氧基、(1-4C)烷氧基、(1-4C)烷基氨基、氨基、氰基、羟基、羧基、氨基甲酰基、氨磺酰基、巯基和亲水性取代基；或者R1a和R1b连接以形成下式的基团：
并且/或者R2a和R2b连接以形成下式的基团：
其中：
表示连接点；
键b1和b2如上所述；
环A和B独立地选自芳基、杂芳基、杂环基、环烷基和环烯基；
R1和R2独立地选自(1-6C)烷基、卤代、(1-4C)卤代烷基、(1-4C)卤代烷氧基、(1-6C)烷氧基、(1-4C)烷基氨基、氨基、氰基、羟基、羧基、氨基甲酰基、氨磺酰基和巯基；
a和b是独立地选自0至2的整数；
m和n是独立地选自0至2的整数；
Z1和Z2独立地选自亲水性取代基；
C和D独立地选自芳基、杂芳基、杂环基、环烷基、环烯基和下式的基团：
其中：
s、t和v是独立地选自1或2的整数；表示连接点；
R3和R4独立地选自卤代、(1-4C)烷基、(1-4C)烷氧基、氨基、硝基、(1-4C)烷基氨基、(1-4C)二烷基氨基、(1-4C)卤代烷基、(1-4C)卤代烷氧基、氰基、(2-4C)烯基、(2-4C)炔基和下式的基团：
-L1-Y1-Q1
其中：
L1不存在或是任选地被一个或多个选自(1-2C)烷基和氧代的取代基取代的(1-5C)亚烷基；
Y1不存在或选自以下基团之一：O、S、SO、SO2、N(Ra)、C(O)、C(O)O、OC(O)、C(O)N(Ra)、N(Ra)C(O)、N(Rb)C(O)N(Ra)、N(Ra)C(O)O、OC(O)N(Ra)、S(O)2N(Ra)和N(Ra)SO2，其中Ra和Rb各自独立地选自氢和(1-4C)烷基；且
Q1为氢、(1-8C)烷基、(2-6C)烯基、(2-6C)炔基、芳基、(3-10C)环烷基、(3-10C)环烯基、杂芳基和杂环基；其中Q1任选地进一步被一个或多个取代基取代，该取代基独立地选自(1-4C)烷基、卤代、(1-4C)卤代烷基、(1-4C)卤代烷氧基、氨基、(1-4C)氨基烷基、氰基、羟基、羧基、氨基甲酰基、氨磺酰基、巯基、脲基、氧基、NRcRd、ORc、C(O)Rd、C(O)ORc、OC(O)Rc、C(O)N(Rd)Rc、N(Rd)C(O)Rc、S(O)yRc(其中y为0、1或2)、SO2N(Rd)Rc、N(Rd)SO2Rc、Si(Re)(Rd)Rc和(CH2)zNRdRc(其中z为1、2或3)；其中Rc、Rd和Re各自独立地选自氢、(1-6C)烷基和(3-6C)环烷基；并且Rc和Rd可以连接，使得它们与所连接的氮原子一起形成任选地被一个或多个取代基取代的4-7元杂环，该取代基选自(1-4C)烷基、卤代、(1-4C)卤代烷基、(1-4C)卤代烷氧基、(1-4C)烷氧基、(1-4C)烷基氨基、氨基、氰基或羟基；或者
两个R3和/或两个R4基团一起可以形成下式的基团：
其中：
Rx选自氢和任选地被一个或多个取代基取代的(1-6C)烷基，该取代基选自卤代、(1-4C)卤代烷基、(1-4C)卤代烷氧基、氰基、羟基、氨磺酰基、巯基、脲基、NRfRg、ORf、C(O)Rf、C(O)ORf、OC(O)Rf、C(O)N(Rg)Rf和N(Rg)C(O)Rf，其中Rf和Rg选自氢和(1-4C)烷基；且虚线表示与C和/或D的连接点；
W1、W2、W3和W4独立地选自CRhRi，其中Rh和Ri选自氢和(1-2C)烷基；
X1、X2、X3和X4独立地选自下式的基团：
其中：
表示连接点；
Wx选自O或NH；且
Q选自O、S和NRj，其中Rj选自氢、(1-4C)烷基、芳
基、杂芳基和磺酰基；
Z3和Z4独立地选自亲水性取代基；
L不存在或是连接体，该连接体任选地带有亲水性取代基Z5；
c和d是独立地选自0至4的整数；
o和p是独立地选自0至2的整数；
并且其中：
i)式I化合物任选地经由一个或多个与R1、R2、R3、R4、Z1、Z2、Z3、Z4和/或Z5相关联的取代基连接至可替换的报告分子；并且/或者
ii)式I化合物任选地在与取代基R1a、R1b、R2a、R2b、R1、R2、R3、R4、Z1、Z2、Z3、Z4和/或Z5中的一个或多个相关联的位置处连接至以下所示式A1的取代基：
X2a-L2a-Z2a
(式A1)
其中：
X2a不存在或选自O、S、SO、SO2、N(Rx2)、C(O)、C(O)O、OC(O)、C(O)N(Rx2)、N(Rx2)C(O)、N(Rx2)C(O)N(Rx3)、N(Rx2)C(O)O、OC(O)N(Rx2)、S(O)2N(Rx2)和N(Rx2)SO2，其中Rx2和Rx3各自独立地选自氢和(1-4C)烷基；
L2a不存在或选自(1-20C)亚烷基、(1-20C)亚烷基氧(alkylene oxide)、(1-20C)烯基和(1-20C)炔基，其中每一个任选地被一个或多个选自(1-2C)烷基、芳基和氧代的取代基取代；且
Z2a选自羧基、氨基甲酰基、氨基磺酰基、巯基、氨基、叠氮基、(1-4C)烯基、(1-4C)炔基、NRxcRxd、ORxc、ONRxcRxd、C(O)Xa、C(Qz)ORxf、N＝C＝O、NRxcC(O)CH2Xb、C(O)N(Rxe)NRXcRXd、S(O)yXa(其中y为0、1或2)、SO2N(Rxe)NRxcRxd、Si(Rxg)(Rxh)Rxi、S-S-Xc、氨基酸和
其中：
Xa为离去基团(例如卤代或CF3)；
Xb为卤代(例如碘代)；
Xc为芳基或杂芳基，其任选地被一个或多个选自卤代、氰基和硝基的取代基取代；
Rxc、Rxd和Rxe各自独立地选自氢和(1-6C)烷基；
Rxf选自氢或(1-6C)烷基，或者Rxf为使得C(O)ORxf当作为整体来看时成为活化酯(例如羟基琥珀酰亚胺酯、羟基-3-磺基-琥珀酰亚胺酯或五氟苯酯)的取代基；
Qz选自O或+NRQ1RQ2，其中RQ1和RQ2独立地选自氢和甲基；且
Rxg、Rxh和Rxi各自独立地选自(1-4C)烷基、羟基、卤代和(1-4C)烷氧基；
条件是式I化合物包含至少一个亲水性取代基(例如Z1、Z2、Z3、Z4或Z5)。
令他们惊讶的是，本发明人有利地发现，本发明的化合物对水性介质中的某些目标糖(例如葡萄糖)展现出特别高的亲和力。此外，还发现，本发明的化合物相对于其它结构相似的糖(例如甘露糖)对某些目标糖(例如葡萄糖)展现出前所未有的选择性水平。
除了本发明化合物展现出显著的亲和力和选择性之外，与共价相互作用不同，本发明化合物与目标糖之间的非共价相互作用使得本发明化合物能够与某些目标糖类可逆地缔合。鉴于本领域中与开发有效的选择性糖受体分子相关的上述困难(特别是在生物学相关的水性介质中)，本发明的化合物显然代表了用于糖类感测应用的独特且非常有用的一类化合物。
不希望受理论束缚，据认为在设计本发明化合物时的一个指导原则是互补性。适当地，本发明化合物的极性和非极性基团都被定位成与目标糖发生有利的接触。例如，取代基C和D能够与糖的轴向CH基团形成疏水性/CH-π接触，而间隔基团(例如基于双脲的基序)能够与糖的–O–和–OH单元形成氢键相互作用。此外，本发明化合物的基于双脲的间隔基团还有助于保持明确限定的“空腔”，使取代基C和D保持正确的间隔距离，以便发生成功的糖结合相互作用(即8至适当地，约/> )。仅出于说明目的，图1显示了目标糖与本发明化合物之间形成的关键相互作用的示意图(图1a和1b)，以及本发明一种特定化合物与葡萄糖的基态构象的分子模型(图1c和1d)。在图1c中，可以看到十个分子间NH···O氢键(距离为1.9至/>)，图1d进一步描绘了在糖与本发明化合物之间形成的紧密CH-π接触。
本发明的化合物还受益于高水平的水溶解度，从而使它们易溶于其中通常存在目标糖的各种水性介质(例如，血流或发酵培养基)，因此对于在这些水性介质中的应用是相容的。因此，在一实施方案中，本发明的化合物是水溶性的。适当地，本发明的化合物具有至少约1μM的水溶解度。更适当地，本发明的化合物具有至少约100μM的水溶解度。又更适当地，本发明的化合物具有至少约500μM的水溶解度。甚至更适当地，本发明的化合物具有至少约1mM的水溶解度。最适当地，本发明的化合物具有至少约2mM的水溶解度。
在另一个实施方案中，本发明的化合物具有1μM至50mM的水溶解度。适当地，本发明的化合物具有1μM至20mM的水溶解度。更适当地，本发明的化合物具有100μM至20mM的水溶解度。最适当地，本发明的化合物具有100μM至10mM的水溶解度。
在进一步的实施方案中，提供了如下所示的式(I)化合物，或其盐、水合物或溶剂化物：
其中：
键b1和b2独立地选自单键或双键；
R1a、R1b、R2a和R2b独立地选自氢、羰基、(1-8C)烷基、(3-10C)环烷基、芳基、杂芳基和杂环基，其中除氢和羰基外的每一个任选地被一个或多个取代基取代，该取代基选自(1-4C)烷基、卤代、(1-4C)卤代烷基、(1-4C)卤代烷氧基、(1-4C)烷氧基、(1-4C)烷基氨基、氨基、氰基、羟基、羧基、氨基甲酰基、氨磺酰基、巯基和亲水性取代基；或者
R1a和R1b连接以形成下式的基团：
并且/或者R2a和R2b连接以形成下式的基团：
其中：
表示连接点；
键b1和b2如上所述；
环A和B独立地选自芳基、杂芳基、杂环基、环烷基和环烯基；
R1和R2独立地选自(1-6C)烷基、卤代、(1-4C)卤代烷基、(1-4C)卤代烷氧基、(1-6C)烷氧基、(1-4C)烷基氨基、氨基、氰基、羟基、羧基、氨基甲酰基、氨磺酰基和巯基；
a和b是独立地选自0至2的整数；
m和n是独立地选自0至2的整数；
Z1和Z2独立地选自亲水性取代基；
C和D独立地选自芳基、杂芳基、杂环基、环烷基、环烯基和下式的基团：
其中：
s、t和v是独立地选自1或2的整数；
表示连接点；
R3和R4独立地选自卤代、(1-4C)烷基、(1-4C)烷氧基、氨基、硝基、(1-4C)烷基氨基、(1-4C)二烷基氨基、(1-4C)卤代烷基、(1-4C)卤代烷氧基、氰基、(2-4C)烯基、(2-4C)炔基和下式的基团：
-L1-Y1-Q1
其中：
L1不存在或是任选地被一个或多个选自(1-2C)烷基和氧代的取代基取代的(1-5C)亚烷基；
Y1不存在或选自以下基团之一：O、S、SO、SO2、N(Ra)、C(O)、C(O)O、OC(O)、C(O)N(Ra)、N(Ra)C(O)、N(Rb)C(O)N(Ra)、N(Ra)C(O)O、OC(O)N(Ra)、S(O)2N(Ra)和N(Ra)SO2，其中Ra和Rb各自独立地选自氢和(1-4C)烷基；且
Q1为氢、(1-8C)烷基、(2-6C)烯基、(2-6C)炔基、芳基、(3-10C)环烷基、(3-10C)环烯基、杂芳基和杂环基；其中Q1任选地进一步被一个或多个取代基取代，该取代基独立地选自(1-4C)烷基、卤代、(1-4C)卤代烷基、(1-4C)卤代烷氧基、氨基、(1-4C)氨基烷基、氰基、羟基、羧基、氨基甲酰基、氨磺酰基、巯基、脲基、氧基、NRcRd、ORc、C(O)Rd、C(O)ORc、OC(O)Rc、C(O)N(Rd)Rc、N(Rd)C(O)Rc、S(O)yRc(其中y为0、1或2)、SO2N(Rd)Rc、N(Rd)SO2Rc、Si(Re)(Rd)Rc和(CH2)zNRdRc(其中z为1、2或3)；其中Rc、Rd和Re各自独立地选自氢、(1-6C)烷基和(3-6C)环烷基；并且Rc和Rd可以连接，使得它们与所连接的氮原子一起形成任选地被一个或多个取代基取代的4-7元杂环，该取代基选自(1-4C)烷基、卤代、(1-4C)卤代烷基、(1-4C)卤代烷氧基、(1-4C)烷氧基、(1-4C)烷基氨基、氨基、氰基或羟基；或者
两个R3和/或两个R4基团一起形成下式的基团：
其中：
Rx选自氢和任选地被一个或多个取代基取代的(1-6C)烷基，该取代基选自卤代、(1-4C)卤代烷基、(1-4C)卤代烷氧基、氰基、羟基、氨磺酰基、巯基、脲基、NRfRg、ORf、C(O)Rf、C(O)ORf、OC(O)Rf、C(O)N(Rg)Rf和N(Rg)C(O)Rf，其中Rf和Rg选自氢和(1-4C)烷基；且
虚线表示与C和/或D的连接点；
W1、W2、W3和W4独立地选自CRhRi，其中Rh和Ri选自氢和(1-2C)烷基；
X1、X2、X3和X4独立地选自下式的基团：
其中：
表示连接点；
Wx选自O或NH；且
Q选自O、S和NRj，其中Rj选自氢、(1-4C)烷基、芳基、杂芳基和磺酰基；
Z3和Z4独立地选自亲水性取代基；
L不存在或是连接体，该连接体任选地带有亲水性取代基Z5；
c和d是独立地选自0至4的整数；且
o和p是独立地选自0至2的整数；
并且其中式I化合物任选地经由与R1、R2、R3、R4、Z1、Z2、Z3、Z4和/或Z5相关联的取代基中的一个或多个连接至可替换的报告分子；
条件是式I化合物包含至少一个亲水性取代基(例如Z1、Z2、Z3、Z4或Z5)。
本发明的特定化合物包括，例如，式I化合物或其盐、水合物和/或溶剂化物，其中，除非另有说明，否则键b1和b2、环A和B、C、D、R1、R2、R3、R4、W1、W2、W3、W4、X1、X2、X3、X4、Z1、Z2、Z3、Z4、Z5、L、a、b、c、d、m、n、o、p和任何关联取代基中的每一个具有上文或下面第(1)至(60)段中的任一段所定义的任何含义：
(1)键b1和b2是单键；
(2)键b1和b2是双键；
(3)R1a、R1b、R2a和R2b独立地选自(1-8C)烷基、(3-10C)环烷基、芳基、杂芳基和杂环基，其中每一个任选地被一个或多个取代基取代，该取代基选自(1-4C)烷基、卤代、(1-4C)卤代烷基、(1-4C)卤代烷氧基、(1-4C)烷氧基、氨基、氰基、羟基和亲水性取代基；
或者
R1a和R1b连接以形成下式的基团：
并且/或者R2a和R2b连接以形成下式的基团：
其中：
表示连接点；
键b1和b2如上所述；
环A和B独立地选自芳基、杂芳基、杂环基、环烷基和环烯基；
R1和R2独立地选自(1-4C)烷基、卤代、(1-4C)卤代烷基、(1-4C)卤代烷氧基、(1-4C)烷氧基、(1-4C)烷基氨基、氨基、氰基、羟基、羧基、氨基甲酰基、氨磺酰基和巯基；
a和b是独立地选自0至2的整数；
m和n是独立地选自0至2的整数；
Z1和Z2独立地选自亲水性取代基；
(4)R1a、R1b、R2a和R2b独立地选自芳基和杂芳基，其中每一个任选地被一个或多个取代基取代，该取代基选自(1-4C)烷基、卤代、
(1-4C)烷氧基、氨基或羟基；或者
R1a和R1b连接以形成下式的基团：
并且/或者R2a和R2b连接以形成下式的基团：
其中：
表示连接点；
键b1和b2如上所述；
环A和B独立地选自芳基、杂芳基、杂环基、环烷基和环烯基；
R1和R2独立地选自(1-4C)烷基、卤代、(1-4C)卤代烷基、(1-4C)卤代烷氧基、(1-4C)烷氧基、(1-4C)烷基氨基、氨基、氰基、羟基、羧基、氨基甲酰基、氨磺酰基和巯基；
a和b是独立地选自0至2的整数；
m和n是独立地选自0至2的整数；
Z1和Z2独立地选自亲水性取代基；
(5)R1a和R1b连接以形成下式的基团：
并且R2a和R2b连接以形成下式的基团：
其中：
表示连接点；
键b1和b2如上所述；
环A和B独立地选自芳基、杂芳基、杂环基、环烷基或环烯基；
R1和R2独立地选自(1-4C)烷基、卤代、(1-4C)卤代烷基、(1-4C)卤代烷氧基、(1-4C)烷氧基、(1-4C)烷基氨基、氨基、氰基、羟基、羧基、氨基甲酰基、氨磺酰基和巯基；
a和b是独立地选自0至2的整数；
m和n是独立地选自0至2的整数；
Z1和Z2独立地选自亲水性取代基；
(6)环A和B独立地选自芳基、杂芳基和杂环基(例如吡咯烷基)；
(7)环A和B独立地选自芳基和杂芳基；
(8)环A和B是芳基；
(9)环A和B独立地选自苯基、吡啶基、萘基和吡咯烷基；
(10)环A和B是苯基或吡咯烷基，优选苯基；
(11)R1和R2独立地选自(1-4C)烷基、卤代、(1-4C)卤代烷基、(1-4C)卤代烷氧基、(1-4C)烷氧基、(1-4C)烷基氨基、氨基、氰基和羟基；(12)R1和R2独立地选自(1-4C)烷基、卤代、氨基、氰基和羟基；
(13)C和D独立地选自芳基、杂芳基、杂环基、环烷基、环烯基和下式的基团：
其中表示连接点；/>
(14)C和D独立地选自芳基、杂芳基、杂环基、环烷基、环烯基；
(15)C和D独立地选自芳基和杂芳基；
(16)C和D独立地选自苯基、萘基(naphthenyl)和蒽基；
(17)C和D为苯基；
(18)C和D为蒽基；
(19)R3和R4独立地选自卤代、(1-4C)烷基、(1-4C)烷氧基、氨基、硝基、(1-4C)烷基氨基、(1-4C)二烷基氨基、(1-4C)卤代烷基、(1-4C)卤代烷氧基、氰基、(2-4C)烯基、(2-4C)炔基和下式的基团：
-L1-Y1-Q1
其中：
L1不存在或是(1-5C)亚烷基；
Y1不存在或选自以下基团之一：O、S、SO、SO2、N(Ra)、C(O)、C(O)O、OC(O)、C(O)N(Ra)、N(Ra)C(O)、N(Rb)C(O)N(Ra)、N(Ra)C(O)O、OC(O)N(Ra)、S(O)2N(Ra)和N(Ra)SO2，其中Ra和Rb各自独立地选自氢和(1-4C)烷基；且
Q1为氢、(1-8C)烷基、(2-6C)烯基、(2-6C)炔基、芳基、(3-10C)环烷基、(3-10C)环烯基、杂芳基和杂环基；其中Q1任选地进一步被一个或多个取代基取代，该取代基独立地选自(1-4C)烷基、卤代、(1-4C)卤代烷基、(1-4C)卤代烷氧基、氨基、(1-4C)氨基烷基、氰基、羟基、羧基、氨基甲酰基、氨磺酰基、巯基、脲基、氧基、NRcRd、ORc、C(O)Rd、C(O)ORc、OC(O)Rc、C(O)N(Rd)Rc、N(Rd)C(O)Rc、S(O)yRc(其中y为0、1或2)、SO2N(Rd)Rc、N(Rd)SO2Rc、Si(Re)(Rd)Rc和(CH2)zNRdRc(其中z为1、2或3)；其中Rc、Rd和Re各自独立地选自氢、(1-6C)烷基或(3-6C)环烷基；且
两个R3和/或两个R4基团一起可以形成下式的基团：
其中：
Rx选自氢和任选地被一个或多个取代基取代的(1-6C)烷基，该取代基选自卤代、(1-4C)卤代烷基、(1-4C)卤代烷氧基、氰基、羟基、氨磺酰基、巯基、脲基、NRfRg、ORf、C(O)Rf、C(O)ORf、OC(O)Rf、C(O)N(Rg)Rf和N(Rg)C(O)Rf，其中Rf和Rg选自氢和(1-4C)烷基；且
虚线表示与C和/或D的连接点；
(20)R3和R4独立地选自卤代、(1-4C)烷基、(1-4C)烷氧基、氨基、硝基、(1-4C)烷基氨基、(1-4C)二烷基氨基、(1-4C)卤代烷基、(1-4C)卤代烷氧基、氰基、(2-4C)烯基、(2-4C)炔基和下式的基团：
-L1-Y1-Q1
其中：
L1不存在或是(1-5C)亚烷基；
Y1不存在或选自以下基团之一：O、S、SO、SO2、N(Ra)、C(O)、C(O)O、OC(O)、C(O)N(Ra)和N(Ra)C(O)，其中Ra选自氢和(1-4C)烷基；且
Q1为氢、(1-8C)烷基、(2-6C)烯基、(2-6C)炔基、芳基、(3-10C)环烷基、(3-10C)环烯基、杂芳基和杂环基；其中Q1任选地进一步被一个或多个取代基取代，该取代基独立地选自(1-4C)烷基、卤代、(1-4C)卤代烷基、(1-4C)卤代烷氧基、氨基、(1-4C)氨基烷基、氰基、羟基、NRcRd、ORc、C(O)Rd、C(O)ORc、OC(O)Rc、C(O)N(Rd)Rc和N(Rd)C(O)Rc；其中Rc和Rd各自独立地选自氢和(1-6C)烷基；且
两个R3和/或两个R4基团一起可以形成下式的基团：
其中：
Rx选自氢和任选地被一个或多个取代基取代的(1-6C)烷基，该取代基选自卤代、(1-4C)卤代烷基、(1-4C)卤代烷氧基、氰基、羟基、氨磺酰基、巯基、脲基、NRfRg、ORf、C(O)Rf、C(O)ORf、OC(O)Rf、C(O)N(Rg)Rf和N(Rg)C(O)Rf，其中Rf和Rg选自氢和(1-4C)烷基；且
虚线表示与C和/或D的连接点；
(21)R3和R4独立地选自卤代、(1-4C)烷基、(1-4C)烷氧基、氨基、硝基、(1-4C)烷基氨基、(1-4C)二烷基氨基、(1-4C)卤代烷基、(1-4C)卤代烷氧基、氰基、(2-4C)烯基、(2-4C)炔基和下式的基团：
-L1-Y1-Q1
其中：
L1不存在或是(1-5C)亚烷基；
Y1不存在或选自以下基团之一：O、N(Ra)、C(O)、C(O)O、OC(O)、C(O)N(Ra)和N(Ra)C(O)，其中Ra选自氢和(1-4C)烷基；且
Q1为氢、(1-8C)烷基、芳基、(3-10C)环烷基、(3-10C)环烯基、杂芳基和杂环基；其中Q1任选地进一步被一个或多个取代基取代，该取代基独立地选自(1-4C)烷基、卤代、(1-4C)卤代烷基、(1-4C)卤代烷氧基、氨基、(1-4C)氨基烷基、氰基、羟基、NRcRd、ORc、C(O)Rd、C(O)ORc、OC(O)Rc、C(O)N(Rd)Rc和N(Rd)C(O)Rc；其中Rc和Rd各自独立地选自氢和(1-6C)烷基；且
两个R3和/或两个R4基团一起可以形成下式的基团：
其中：
Rx选自氢和任选地被一个或多个取代基取代的(1-6C)烷基，该取代基选自卤代、(1-4C)卤代烷基、NRfRg、ORf、C(O)Rf、C(O)ORf和
C(O)N(Rg)Rf，其中Rf和Rg选自氢和(1-4C)烷基；且
虚线表示与C和/或D的连接点；
(22)R3和R4独立地选自卤代、(1-4C)烷基、(1-4C)烷氧基、氨基、硝基、(1-4C)烷基氨基、(1-4C)二烷基氨基、(1-4C)卤代烷基、(1-4C)卤代烷氧基、氰基、(2-4C)烯基、(2-4C)炔基和下式的基团：
-L1-Y1-Q1
其中：
L1不存在或是任选地被一个或多个选自(1-2C)烷基和氧代的取代基取代的(1-5C)亚烷基；
Y1不存在或选自以下基团之一：O、S、SO、SO2、N(Ra)、C(O)、C(O)O、OC(O)、C(O)N(Ra)、N(Ra)C(O)、N(Rb)C(O)N(Ra)、N(Ra)C(O)O、OC(O)N(Ra)、S(O)2N(Ra)和N(Ra)SO2，其中Ra和Rb各自独立地选自氢和(1-4C)烷基；且
Q1为氢、(1-8C)烷基、(2-6C)烯基、(2-6C)炔基、芳基、(3-10C)环烷基、(3-10C)环烯基、杂芳基和杂环基；其中Q1任选地进一步被一个或多个取代基取代，该取代基独立地选自(1-4C)烷基、卤代、(1-4C)卤代烷基、(1-4C)卤代烷氧基、氨基、(1-4C)氨基烷基、氰基、羟基、羧基、氨基甲酰基、氨磺酰基、巯基、脲基、氧基、NRcRd、ORc、C(O)Rd、C(O)ORc、OC(O)Rc、C(O)N(Rd)Rc、N(Rd)C(O)Rc、S(O)yRc(其中y为0、1或2)、SO2N(Rd)Rc、N(Rd)SO2Rc、Si(Re)(Rd)Rc和(CH2)zNRdRc(其中z为1、2或3)；其中Rc、Rd和Re各自独立地选自氢、(1-6C)烷基和(3-6C)环烷基；并且Rc和Rd可以连接，使得它们与所连接的氮原子一起形成任选地被一个或多个取代基取代的4-7元杂环，该取代基选自(1-4C)烷基、卤代、(1-4C)卤代烷基、(1-4C)卤代烷氧基、(1-4C)烷氧基、(1-4C)烷基氨基、氨基、氰基和羟基；
(23)R3和R4独立地选自卤代、(1-4C)烷基、(1-4C)烷氧基、氨基、硝基、(1-4C)烷基氨基、(1-4C)二烷基氨基、(1-4C)卤代烷基、(1-4C)卤代烷氧基、氰基、(2-4C)烯基、(2-4C)炔基和下式的基团：
-L1-Y1-Q1
其中：
L1不存在或是(1-5C)亚烷基；
Y1不存在或选自以下基团之一：O、S、SO、SO2、N(Ra)、C(O)、C(O)O、OC(O)、C(O)N(Ra)和N(Ra)C(O)，其中Ra选自氢和(1-4C)烷基；且
Q1为氢、(1-8C)烷基、(2-6C)烯基、(2-6C)炔基、芳基、(3-10C)环烷基、(3-10C)环烯基、杂芳基和杂环基；其中Q1任选地进一步被一个或多个取代基取代，该取代基独立地选自(1-4C)烷基、卤代、(1-4C)卤代烷基、(1-4C)卤代烷氧基、氨基、(1-4C)氨基烷基、氰基、羟基、羧基、氨基甲酰基、氨磺酰基、巯基、脲基、氧基、NRcRd、ORc、C(O)Rd、C(O)ORc、OC(O)Rc、C(O)N(Rd)Rc、N(Rd)C(O)Rc、S(O)yRc(其中y为0、1或2)、SO2N(Rd)Rc、N(Rd)SO2Rc、Si(Re)(Rd)Rc和(CH2)zNRdRc(其中z为1、2或3)；其中Rc、Rd和Re各自独立地选自氢、(1-6C)烷基和(3-6C)环烷基；
(24)R3和R4独立地选自卤代、(1-4C)烷基、(1-4C)烷氧基、氨基、硝基、(1-4C)卤代烷基、(1-4C)卤代烷氧基、氰基和下式的基团：
-L1-Y1-Q1
其中：
L1不存在或是(1-2C)亚烷基；
Y1不存在或选自以下基团之一：O、N(Ra)、C(O)、C(O)O、OC(O)、C(O)N(Ra)和N(Ra)C(O)，其中Ra选自氢和(1-4C)烷基；且
Q1为氢、(1-8C)烷基、芳基、(3-10C)环烷基、杂芳基和杂环基；其中Q1任选地进一步被一个或多个取代基取代，该取代基独立地选自(1-4C)烷基、卤代、(1-4C)卤代烷基、(1-4C)卤代烷氧基、氨基、(1-4C)氨基烷基、氰基、羟基、NRcRd、ORc、C(O)Rd、C(O)ORc、OC(O)Rc、C(O)N(Rd)Rc和N(Rd)C(O)Rc；其中Rc和Rd各自独立地选自氢和(1-6C)烷基；
(25)R3和R4独立地选自卤代、(1-4C)烷基、(1-4C)烷氧基、氨基、硝基、(1-4C)卤代烷基、(1-4C)卤代烷氧基、氰基和下式的基团：
-L1-Y1-Q1
其中：
L1不存在或是(1-2C)亚烷基；
Y1不存在或选自以下基团之一：O、N(Ra)、C(O)O和C(O)N(Ra)，其中Ra选自氢和(1-4C)烷基；且
Q1为氢、(1-8C)烷基、芳基和杂芳基；其中Q1任选地进一步被一个或多个取代基取代，该取代基独立地选自(1-4C)烷基、卤代、(1-4C)卤代烷基、(1-4C)卤代烷氧基、氨基、(1-4C)氨基烷基、氰基、羟基、NRcRd、ORc、C(O)Rd、C(O)ORc、OC(O)Rc、C(O)N(Rd)Rc和N(Rd)C(O)Rc；其中Rc和Rd各自独立地选自氢和(1-6C)烷基；
(26)R3和R4独立地选自卤代、(1-4C)烷基、(1-4C)烷氧基、氨基、硝基、(1-4C)卤代烷基、(1-4C)卤代烷氧基、氰基和下式的基团：
-L1-Y1-Q1
其中：
L1不存在或是(1-2C)亚烷基；
Y1不存在或选自以下基团之一：O、N(Ra)、C(O)O和C(O)N(Ra)，其中Ra选自氢和(1-4C)烷基；且
Q1为氢或(1-8C)烷基；其中所述(1-8C)烷基任选地进一步被一个或多个取代基取代，该取代基独立地选自卤代、氨基、(1-4C)氨基烷基、羟基、NRcRd、ORc、C(O)Rd、C(O)ORc和C(O)N(Rd)Rc；其中Rc和Rd各自独立地选自氢和(1-2C)烷基；
(27)R3和R4独立地选自卤代、(1-4C)烷基、(1-4C)烷氧基、氨基、硝基、(1-4C)卤代烷基、(1-4C)卤代烷氧基和氰基；
(28)R3和R4独立地选自(1-4C)烷基和(1-4C)烷氧基；
(29)W1、W2、W3和W4独立地选自CRhRi，其中Rh和Ri选自氢和甲基；
(30)W1、W2、W3和W4各自为CH2；
(31)X1、X2、X3和X4独立地选自下式的基团：
其中：
表示连接点；且
Q选自O、S和NRj，其中Rj选自氢、(1-4C)烷基和芳基；
(32)X1、X2、X3和X4独立地选自下式的基团：
其中：
表示连接点；且
Q选自O和S；
(33)X1、X2、X3和X4各自为下式的基团：
其中：
表示连接点；
(34)Z1、Z2、Z3、Z4和Z5独立地选自亲水性取代基，其中所述亲水性取代基包含一个或多个选自羧酸、羧酸根离子、羧酸酯、羟基、胺、酰胺、醚、酮和醛基、脲、硝基、硫酸根、磺酸根、磷酸根、膦酸根及其组合的亲水性官能团；
(35)Z1、Z2、Z3、Z4和Z5独立地选自亲水性取代基，其中所述亲水性取代基包含一个或多个选自羧酸、羧酸根离子、羧酸酯、羟基、胺、酰胺、醚、酮基、醛基及其组合的亲水性官能团；
(36)Z1、Z2、Z3、Z4和Z5独立地选自亲水性取代基，其中所述亲水性取代基包含一个或多个选自羧酸、羧酸根离子、羟基、胺及其组合的亲水性官能团；
(37)Z1、Z2、Z3、Z4和Z5独立地选自亲水性聚合物(例如聚乙二醇)、亲水性树枝状基团或C(O)OM1，其中M1为氢或阳离子(例如Na、Li、NH4)；
(38)Z1、Z2、Z3、Z4和Z5独立地选自亲水性聚合物(例如聚乙二醇)或亲水性树枝状基团；
(39)Z1、Z2、Z3、Z4和Z5独立地选自亲水性聚合物(例如聚乙二醇)或包含1至5代构建单元和末端官能团T1的树枝状基团，其中每个构建单元独立地选自式A的基团：
-L2-L2a-V-
(式A)
其中：
L2选自O、C(O)、C(O)O、OC(O)、C(O)N(Rr)、N(Rr)C(O)、N(Rs)C(O)N(Rr)、N(Rr)C(O)O、OC(O)N(Rr)、S(O)2N(Rr)和N(Rr)SO2，其中Rr和Rs各自独立地选自氢和(1-4C)烷基；
L2a为键或(1-4C)亚烷基；
V不存在或是下式的基团：
其中：
V1、V2、V3、V4和V5独立地选自任选地被一个或多个选自O、S和NRt的基团打断的(1-6C)亚烷基，其中Rt选自氢和(1-2C)烷基；
#表示与环A、B、C、D或E之一的连接点；
表示与另一个式A的基团或末端官能团T1的连接点；且
末端官能团T1选自NH2、OH、C(O)OMx、C(O)ORu和C(O)NHRu，其中Ru选自氢、(1-4C)烷基、(1-4C)烷氧基、羟基(1-4C)烷基、(2-4C)烯基、(2-4C)炔基、乙二醇和聚乙二醇，并且其中Mx为阳离子(例如Na、Li、
NH4)；
(40)Z1、Z2、Z3、Z4和Z5独立地选自亲水性聚合物(例如聚乙二醇)或包含1至5代构建单元和末端官能团T1的树枝状基团，其中每个构建单元独立地选自式A的基团：
-L2-L2a-V-
(式A)
其中：
L2选自O、C(O)、C(O)O、OC(O)、C(O)N(Rr)和N(Rr)C(O)，其中Rr选自氢和(1-4C)烷基；
L2a为键或(1-4C)亚烷基；
V不存在或是下式的基团：
其中：
V1、V2、V3、V4和V5独立地选自任选地被一个或多个选自O、S和NRt的基团打断的(1-6C)亚烷基，其中Rt选自氢和(1-2C)烷基；
#表示与环A、B、C、D或E之一的连接点；
表示与另一个式A的基团或末端官能团T1的连接点；且
末端官能团T1选自OH、C(O)OMx、C(O)ORu和C(O)NHRu，其中Ru选自氢、(1-4C)烷基、(1-4C)烷氧基、羟基(1-4C)烷基、(2-4C)烯基、(2-4C)炔基、乙二醇和聚乙二醇，并且其中Mx为阳离子(例如Na、Li、NH4)；
(41)Z1、Z2、Z3、Z4和Z5独立地选自包含1至4代构建单元和末端官能团T1的树枝状基团，其中每个构建单元独立地选自式A的基团：
-L2-L2a-V-
(式A)
其中：
L2选自O、C(O)、C(O)O、OC(O)、C(O)N(Rr)和
N(Rr)C(O)，其中Rr选自氢和(1-4C)烷基；
L2a为键或(1-4C)亚烷基；
V不存在或是下式的基团：
其中：
V1、V2、V3、V4和V5独立地选自任选地被一个或多个选自O和NRt的基团打断的(1-6C)亚烷基，其中Rt选自氢和(1-2C)烷基；
#表示与环A、B、C、D或E之一的连接点；
表示与另一个式A的基团或末端官能团T1的连接点；且
末端官能团T1选自OH、C(O)OMx、C(O)ORu和C(O)NHRu，其中Ru选自氢、(1-4C)烷基、(1-4C)烷氧基和羟基(1-4C)烷基，其中Mx为阳离子(例如Na、Li、NH4)；
(42)Z1、Z2、Z3、Z4和Z5独立地选自亲水性聚合物或包含1至4代构建单元和末端官能团T1的树枝状基团，其中每个构建单元独立地选自式A的基团：
-L2-L2a-V-
(式A)
其中：
L2选自O、C(O)、C(O)O和C(O)N(Rr)，其中Rr选自氢和(1-4C)烷基；
L2a为键或(1-4C)亚烷基；
V不存在或是下式的基团：
其中：
V1、V2和V3独立地选自任选地被一个或多个选自氧原子的基团打断的(1-6C)亚烷基；
#表示与环A、B、C、D或E之一的连接点；
表示与另一个式A的基团或末端官能团T1的连接点；且
末端官能团T1选自OH、C(O)OMx、C(O)ORu和C(O)NHRu，其中Ru选自氢、(1-4C)烷氧基和羟基(1-4C)烷基，其中Mx为阳离子(例如Na、Li、NH4)；
(43)Z1、Z2、Z3、Z4和Z5独立地选自包含1至4代构建单元和末端官能团T1的树枝状基团，其中每个构建单元独立地选自式A的基团：
-L2-L2a-V-
(式A)
其中：
L2选自O、C(O)O和C(O)N(Rr)，其中Rr选自氢和(1-4C)烷基；
L2a为键或(1-4C)亚烷基；
V是下式的基团：
其中：
V1、V2和V3独立地选自任选地被一个或多个选自氧原子的基团打断的(1-6C)亚烷基；
#表示与环A、B、C、D或E之一的连接点；
表示与另一个式A的基团或末端官能团T1的连接点；且末端官能团T1选自OH和C(O)OMx，其中Mx为阳离子(例如Na、Li、NH4)；
(44)Z1、Z2、Z3、Z4和Z5独立地选自包含1至3代构建单元和末端官能团T1的树枝状基团，其中每个构建单元独立地选自式A的基团：
-L2-L2a-V-
(式A)
其中：
L2为C(O)N(Rr)，其中Rr选自氢和(1-4C)烷基；
L2a为键或(1-2C)亚烷基；
V是下式的基团：
其中：
V1、V2和V3独立地选自任选地被一个或多个选自氧原子的基团打断的(1-4C)亚烷基；
#表示与环A、B、C、D或E之一的连接点；
表示与另一个式A的基团或末端官能团T1的连接点；且
末端官能团T1选自C(O)OMx，其中Mx为阳离子(例如Na、Li、NH4)；
(45)L不存在或是长度为8至12个原子(例如长度为10个原子)的连接体，该连接体任选地带有亲水性取代基Z5；
(46)L不存在；
(47)L是长度为8至12个原子(例如长度为10个原子)的连接体，该连接体任选地带有亲水性取代基Z5；
(48)L不存在或选自下式的基团：
其中：
表示连接点；
W5和W6独立地选自CRkRl，其中Rk和Rl选自氢和(1-2C)烷基；
X5和X6独立地选自下式的基团：
其中：
表示连接点；且
Q2选自O、S和NRm，其中Rm选自氢、(1-4C)烷基、芳基、杂芳基和磺酰基；
键b3为单键或双键；
环E选自芳基、杂芳基、杂环基、环烷基和环烯基；
R5选自(1-4C)烷基、卤代、(1-4C)卤代烷基、(1-4C)卤代烷氧基、(1-4C)烷氧基、(1-4C)烷基氨基、氨基、氰基、羟基、羧基、氨基甲酰基、氨磺酰基和巯基；
Z5为如本文定义的亲水性取代基；
q为0至2的整数；且
e为0至2的整数；
(49)L不存在或选自下式的基团：
其中：
表示连接点；
W5和W6为CH2；
X5和X6独立地选自下式的基团：
其中：
表示连接点；且
Q2选自O或S；
键b3为单键或双键；
环E选自芳基和杂芳基；且
R5选自(1-4C)烷基、卤代、(1-4C)卤代烷基、(1-4C)卤代烷氧基、(1-4C)烷氧基、(1-4C)烷基氨基、氨基、氰基、羟基、羧基、氨基甲酰基、氨磺酰基和巯基；
Z5为如本文定义的亲水性取代基；
q为0至1的整数；且
e为0至1的整数；
(50)L不存在或选自下式的基团：
其中：
R5选自(1-4C)烷基、卤代、(1-4C)卤代烷基、(1-4C)卤代烷氧基、(1-4C)烷氧基、(1-4C)烷基氨基、氨基、氰基、羟基、羧基、氨基甲酰基、氨磺酰基和巯基；
Z5为如本文定义的亲水性取代基；
q为0至1的整数；且
e为0至1的整数；
(51)L不存在或选自下式的基团：
其中：
R5选自(1-4C)烷基、卤代、(1-4C)卤代烷基、(1-4C)卤代烷氧基、(1-4C)烷氧基、(1-4C)烷基氨基、氨基、氰基、羟基、羧基、氨基甲酰基、氨磺酰基和巯基；
Z5为如本文定义的亲水性取代基；且
q为1；
(52)c和d为独立地选自0至4(例如0至3)的整数；
(53)c和d为独立地选自1至3的整数；
(54)c和d之一为3，而另一个为选自0至3的整数；
(55)c和d之一为3，而另一个为选自1至3的整数；
(56)c和d均为3；
(57)a和b为独立地选自0至1的整数；
(58)a和b为0；
(59)m、n、o和p为独立地选自0至1的整数；
(60)m和n为1且o和p为0。
在上面的第(39)至(44)段中，术语“代”将容易理解为是指构成树枝状基团的构建单元(例如，式A的基团)的层数。术语“代”是树枝状高分子化学领域常用的术语，并且本领域技术人员将容易理解。例如，一代树枝状基团将被理解为具有一层(一代)构建单元，例如，-[[构建单元]]。两代树枝状基团具有两层构建单元，例如，当构建单元具有三官能分支点时，树枝状基团可以是：-[[构建单元][构建单元]3]，三代树枝状基团具有三层构建单元，例如，-[[构建单元][构建单元]3[构建单元]9]。在这方面，本领域技术人员将容易理解，当树枝状基团包含1代式A的构建单元时，表示与末端官能团T1的连接点。此外，当树枝状基团包含2代式A的构建单元时，本领域技术人员将理解，对于第一代式A的构建单元，表示与第二代式A的结构单元的连接点，而对于第二代式A的构建单元，/>表示与末端官能团T1的连接点。
仅出于说明的目的，下面提供了包含一代式A的构建单元的树枝状基团和包含两代式A的构建单元的树枝状基团的示意图。在该示意图中，A对应于如上文所述具有三官能分支点的式A的构建单元，而T1对应于如上文所述的末端官能团T1。
在一个实施方案中，整数m、n、o或p中的至少一个是1或更多。在这方面，应当理解，存在Z1、Z2、Z3、Z4或Z5中的至少一个。
在另一个实施方案中，(可替换的)报告分子通过取代基R1、R2、R3、R4、Z1、Z2、Z3、Z4或Z5中的一个或多个与式I化合物连接。适当地，(可替换的)报告分子通过亲水性取代基Z1、Z2、Z3、Z4或Z5中的一个或多个与式I化合物连接。应当理解，(可替换的)报告分子可以直接或通过合适的连接体(例如聚乙二醇连接体)与取代基R1、R2、R3、R4、Z1、Z2、Z3、Z4或Z5中的一个或多个连接。适当地，(可替换的)报告分子与取代基Z1、Z2、Z3、Z4或Z5中的一个或多个连接。
适当地，(可替换的)报告分子是芳香族分子和/或染料分子。更适当地，(可替换的)报告分子是芳香族分子，最适当地，是荧光芳香族分子(例如荧光素胺或异硫氰酸四甲基罗丹明)。
如上文所定义的，式I化合物可任选地在与取代基R1a、R1b、R2a、R2b、R1、R2、R3、R4、Z1、Z2、Z3、Z4和/或Z5中的一个或多个(例如取代基R1或R2中的一个或多个或者取代基R3或R4中的一个或多个)相关联的位置处与式A1的取代基连接。因此，应当理解，式A1的取代基可以代替取代基R1a、R1b、R2a、R2b、R1、R2、R3、R4、Z1、Z2、Z3、Z4和/或Z5中的一个或多个，或者式A1的取代基可以连接至取代基R1a、R1b、R2a、R2b、R1、R2、R3、R4、Z1、Z2、Z3、Z4和/或Z5中的一个或多个上。适当地，当存在时，式A1的取代基代替取代基R1a、R1b、R2a、R2b、R1、R2、R3、R4、Z1、Z2、Z3、Z4和/或Z5中的一个或多个。
在一个实施方案中，式I化合物可任选地在与取代基R1a、R1b、R2a、R2b、R1、R2、R3和/或R4中的一个或多个(例如取代基R1或R2中的一个或多个和/或取代基R3或R4中的一个或多个)相关联的位置处与式A1的取代基连接，其中式A1的取代基具有以下所示的通式：
X2a-L2a-Z2a
(式A1)
其中
X2a不存在或选自O、S、SO、SO2、N(Rx2)、C(O)、C(O)O、OC(O)、C(O)N(Rx2)和N(Rx2)C(O)，其中Rx2选自氢和(1-4C)烷基；
L2a不存在或选自(1-20C)亚烷基、(1-20C)亚烷基氧、(1-20C)烯基和(1-20C)炔基，其中每一个任选地被一个或多个选自(1-2C)烷基、芳基和氧代的取代基取代；且
Z2a选自羧基、氨基甲酰基、氨基磺酰基、巯基、氨基、叠氮基、(1-4C)烯基、(1-4C)炔基、NRxcRxd、ORxc、ONRxcRxd、C(O)Xa、C(O)ORxf、N＝C＝O、NRxcC(O)CH2Xb、C(O)N(Rxe)NRXcRXd、S(O)yXa(其中y为0、1或2)、SO2N(Rxe)NRxcRxd、Si(Rxg)(Rxh)Rxi和氨基酸；
其中：
Xa为氢或离去基团(例如卤代或CF3)；
Xb为卤代(例如碘代)；
Rxc、Rxd和Rxe各自独立地选自氢和(1-6C)烷基；
Rxf选自氢和(1-6C)烷基，或者Rxf为使得C(O)ORxf当作为整体来看时成为活化酯(例如羟基琥珀酰亚胺酯、羟基-3-磺基-琥珀酰亚胺酯或五氟苯酯)的取代基；
Rxg、Rxh和Rxi各自独立地选自(1-4C)烷基、羟基、卤代和(1-4C)烷氧基。
在另一个实施方案中，式I化合物可任选地在与取代基R1a、R1b、R2a、R2b、R1、R2、R3和/或R4中的一个或多个相关联的位置处与式A1的取代基连接，其中式A1的取代基具有以下所示的通式：
X2a-L2a-Z2a
(式A1)
其中
X2a不存在或选自O、S、SO、SO2、N(Rx2)、C(O)、C(O)O、OC(O)、C(O)N(Rx2)和N(Rx2)C(O)，其中Rx2选自氢和(1-4C)烷基；
L2a不存在或选自(1-20C)亚烷基、(1-20C)亚烷基氧、(1-20C)烯基和(1-20C)炔基，其中每一个任选地被一个或多个选自(1-2C)烷基、芳基和氧代的取代基取代；且
Z2a选自羧基、氨基甲酰基、氨基磺酰基、巯基、氨基、叠氮基、(1-4C)烯基、(1-4C)炔基、NRxcRxd、ORxc、C(O)Xa、C(O)ORxf、N＝C＝O、NRxcC(O)CH2Xb和C(O)N(Rxe)NRXcRXd；
其中：
Xa为氢或离去基团(例如卤代或CF3)；
Xb为卤代(例如碘代)；
Rxc、Rxd和Rxe各自独立地选自氢和(1-6C)烷基；
Rxf选自氢和(1-6C)烷基，或者Rxf为使得C(O)ORxf当作为整体来看时成为活化酯(例如羟基琥珀酰亚胺酯、羟基-3-磺基-琥珀酰亚胺酯或五氟苯酯)的取代基；
Rxg、Rxh和Rxi各自独立地选自(1-4C)烷基、羟基、卤代和(1-4C)烷氧基。
在进一步的实施方案中，式I化合物可任选地在与取代基R1a、R1b、R2a、R2b、R1、R2、R3和/或R4中的一个或多个相关联的位置处与式A1的取代基连接，其中式A1的取代基具有以下所示的通式：
X2a-L2a-Z2a
(式A1)
其中
X2a不存在或选自O、N(Rx2)、C(O)O、OC(O)、C(O)N(Rx2)和N(Rx2)C(O)，其中Rx2选自氢和(1-4C)烷基；
L2a不存在或选自(1-20C)亚烷基、(1-20C)亚烷基氧、(1-20C)烯基和(1-20C)炔基，其中每一个任选地被一个或多个选自(1-2C)烷基和氧代的取代基取代；且
Z2a选自羧基、氨基甲酰基、氨基磺酰基、巯基、氨基、叠氮基、(1-4C)烯基、(1-4C)炔基、NRxcRxd、ORxc、C(O)ORxf和N＝C＝O；
其中：
Rxc和Rxd各自独立地选自氢和(1-6C)烷基；
且
Rxf选自氢和(1-6C)烷基，或者Rxf为使得C(O)ORxf当作为整体来看时成为活化酯(例如羟基琥珀酰亚胺酯、羟基-3-磺基-琥珀酰亚胺酯或五氟苯酯)的取代基。
在又一个实施方案中，式I化合物可任选地在与取代基R1a、R1b、R2a、R2b、R1、R2、R3和/或R4中的一个或多个相关联的位置处与式A1的取代基连接，其中式A1的取代基具有以下所示的通式：
X2a-L2a-Z2a
(式A1)
其中
X2a不存在或选自O、N(Rx2)、C(O)O和
C(O)N(Rx2)，其中Rx2选自氢和(1-4C)烷基；
L2a不存在或选自(1-10C)亚烷基、(1-10C)亚烷基氧、(1-10C)烯基和(1-10C)炔基，其中每一个任选地被一个或多个选自(1-2C)烷基和氧代的取代基取代；且
Z2a选自羧基、氨基甲酰基、氨基磺酰基、巯基、
氨基、叠氮基、(1-4C)烯基、(1-4C)炔基、
NRxcRxd、ORxc、C(O)ORxf和N＝C＝O；
其中：
Rxc和Rxd各自独立地选自氢和(1-6C)烷基；
且
Rxf选自氢、(1-6C)烷基、琥珀酰亚胺、3-磺基-琥珀酰亚胺和五氟苯基。
适当地，如本文所定义的杂芳基或杂环基是包含一个、两个或三个选自N、O或S的杂原子的单环杂芳基或杂环基。
适当地，杂芳基是包含一个、两个或三个选自N、O或S的杂原子的5元或6元杂芳基环。
适当地，杂环基是包含一个、两个或三个选自N、O或S的杂原子的4元、5元或6元杂环基环。最适当地，杂环基是包含一个、两个或三个选自N、O或S的杂原子的5元、6元或7元环[例如，吗啉基(例如4-吗啉基)、吡啶基、哌嗪基、高哌嗪基或吡咯烷酮基]。
适当地，芳基是苯基或蒽基，最适当地，是苯基。
适当地，键b1和b2如以上第(1)或(2)段中的任一段所定义。
适当地，R1a、R1b、R2a和R2b如以上第(3)至(5)段中的任一段所定义。最适当地，R1a、R1b、R2a和R2b如以上第(5)段所定义。
适当地，环A和B如以上第(6)至(10)段中的任一段所定义。最适当地，环A和B是苯基。
适当地，R1和R2如以上第(11)至(12)段中的任一段所定义。
适当地，C和D如以上第(13)至(18)段中的任一段所定义。最适当地，C和D如以上第(17)或(18)段中的任一段所定义。
适当地，R3和R4如以上第(19)至(28)段中的任一段所定义。最适当地，R3和R4如以上第(28)段所定义。
适当地，W1、W2、W3和W4如以上第(29)或(30)段中的任一段所定义。
适当地，X1、X2、X3和X4如以上第(31)至(33)段中的任一段所定义。最适当地，X1、X2、X3和X4如以上第(33)段所定义。
适当地，Z1、Z2、Z3、Z4和Z5如以上第(34)至(44)段中的任一段所定义。最适当地，Z1、Z2、Z3、Z4和Z5如以上第(44)段所定义。
适当地，L如以上第(45)至(51)段中的任一段所定义。
适当地，整数c和d如第(52)至(56)段中的任一段所定义。
适当地，整数a和b如以上第(57)至(58)段中的任一段所定义。
适当地，整数m、n、o和p如以上第(59)至(60)段中的任一段所定义。
在特定的一组本发明化合物中，R1a和R1b与R2a和R2b一起连接，分别形成环A和B，即，所述化合物具有以下所示的结构式Ia(式(I)的子定义)，或其盐、水合物和/或溶剂化物：
其中，键b1和b2、R1、R2、R3、R4、Z1、Z2、Z3、Z4、a、b、c、d、m、n、o、p、L、C、D以及环A和B中的每一个如上文所定义。
在式Ia化合物的一个实施方案中：
键b1和b2如以上第(1)或(2)段中的任一段所定义；
环A和B如以上第(6)至(10)段中的任一段所定义；
R1和R2如以上第(11)至(12)段中的任一段所定义；
C和D如以上第(13)至(18)段中的任一段所定义；
R3和R4如以上第(19)至(28)段中的任一段所定义；
W1、W2、W3和W4如以上第(29)至(30)段中的任一段所定义；
X1、X2、X3和X4如以上第(31)至(33)段中的任一段所定义；
Z1、Z2、Z3、Z4和Z5如以上第(34)至(44)段中的任一段所定义；
L如以上第(45)至(51)段中的任一段所定义；
整数c和d如以上第(52)至(56)段中的任一段所定义；
整数a和b如以上第(57)至(58)段中的任一段所定义；且
整数m、n、o和p如以上第(59)至(60)段中的任一段所定义。
在式Ia化合物的另一个实施方案中：
键b1和b2如以上第(2)段所定义；
环A和B如以上第(10)段所定义；
R1和R2如以上第(12)段所定义；
C和D如以上第(17)或(18)段中的任一段所定义；
R3和R4如以上第(28)段所定义；
W1、W2、W3和W4如以上第(30)段所定义；
X1、X2、X3和X4如以上第(33)段所定义；
Z1、Z2、Z3、Z4和Z5如以上第(42)至(44)段中的任一段所定义；
L如以上第(51)段所定义；
整数c和d如以上第(52)至(56)段中的任一段所定义；
整数a和b如以上第(57)至(58)段中的任一段所定义；且
整数m、n、o和p如以上第(59)至(60)段中的任一段所定义。
在特定的一组本发明化合物中，R1a和R1b与R2a和R2b一起连接，分别形成环A和B，Q为O且W1、W2、W3和W4为CH2，即，所述化合物具有以下所示的结构式Ib(式(I)的子定义)，或其盐、水合物和/或溶剂化物：
/>
其中，键b1和b2、R1、R2、R3、R4、Z1、Z2、Z3、Z4、a、b、c、d、m、n、o、p、L、C、D以及环A和B中的每一个如上文所定义。
在式Ib化合物的一个实施方案中：
键b1和b2如以上第(1)或(2)段中的任一段所定义；
环A和B如以上第(6)至(10)段中的任一段所定义；
R1和R2如以上第(11)至(12)段中的任一段所定义；
C和D如以上第(13)至(18)段中的任一段所定义；
R3和R4如以上第(19)至(28)段中的任一段所定义；
Z1、Z2、Z3、Z4和Z5如以上第(34)至(44)段中的任一段所定义；
L如以上第(45)至(51)段中的任一段所定义；
整数c和d如以上第(52)至(56)段中的任一段所定义；
整数a和b如以上第(57)至(58)段中的任一段所定义；且
整数m、n、o和p如以上第(59)至(60)段中的任一段所定义。
在式Ib化合物的另一个实施方案中：
键b1和b2如以上第(2)段所定义；
环A和B如以上第(10)段所定义；
R1和R2如以上第(12)段所定义；
C和D如以上第(17)或(18)段中的任一段所定义；
R3和R4如以上第(28)段所定义；
Z1、Z2、Z3、Z4和Z5如以上第(40)至(44)段中的任一段所定义；
L如以上第(51)段所定义；
整数c和d如以上第(52)至(56)段中的任一段所定义；
整数a和b如以上第(57)至(58)段中的任一段所定义；且
整数m、n、o和p如以上第(59)至(60)段中的任一段所定义。
在特定的另一组本发明化合物中，R1a和R1b与R2a和R2b一起连接，分别形成环A和B，Q为O，W1、W2、W3和W4为CH2，L如下所示，即，所述化合物具有以下所示的结构式Ic(式(I)的子定义)，或其盐、水合物和/或溶剂化物：
其中，键b1、b2和b3、R1、R2、R3、R4、R5、Z1、Z2、Z3、Z4、Z5、a、b、c、d、e、m、n、o、p、q、C、D以及环A、B和E中的每一个如上文所定义。
在式Ic化合物的一个实施方案中：
键b1和b2如以上第(1)或(2)段中的任一段所定义；
环A和B如以上第(6)至(10)段中的任一段所定义；
R1和R2如以上第(11)至(12)段中的任一段所定义；
C和D如以上第(13)至(18)段中的任一段所定义；
R3和R4如以上第(19)至(28)段中的任一段所定义；
Z1、Z2、Z3、Z4和Z5如以上第(34)至(44)段中的任一段所定义；
键b3、环E、R5以及整数e和q如以上第(48)至(49)段中的任一段所定义；
整数c和d如以上第(52)至(56)段中的任一段所定义；
整数a和b如以上第(57)至(58)段中的任一段所定义；且
整数m、n、o和p如以上第(59)至(60)段中的任一段所定义。
在式Ic化合物的另一个实施方案中：
键b1和b2如以上第(2)段所定义；
环A和B如以上第(10)段所定义；
R1和R2如以上第(12)段所定义；
C和D如以上第(17)至(18)段中的任一段所定义；
R3和R4如以上第(28)段所定义；
Z1、Z2、Z3、Z4和Z5如以上第(40)至(44)段中的任一段所定义；
键b3、环E、R5以及整数e和q如以上第(49)段所定义；
整数c和d如以上第(52)至(56)段中的任一段所定义；
整数a和b如以上第(57)至(58)段中的任一段所定义；且
整数m、n、o和p如以上第(59)至(60)段中的任一段所定义。
在特定的又一组本发明化合物中，Q为O，W1、W2、W3和W4为CH2，L如下所示，环A、B和E是苯基，整数m和n为1且整数a、b和e为0，即，所述化合物具有以下所示的结构式Id(式(I)的子定义)，或其盐、水合物和/或溶剂化物：
其中，R3、R4、Z1、Z2、Z3、Z4、Z5、c、d、o、p以及环C和D中的每一个如上文所定义。
在式Id化合物的一个实施方案中：
环C和D如以上第(13)至(18)段中的任一段所定义；
R3和R4如以上第(19)至(28)段中的任一段所定义；
Z1、Z2、Z3、Z4和Z5如以上第(34)至(44)段中的任一段所定义；
整数c和d如以上第(42)至(56)段中的任一段所定义；且
整数o和p如以上第(59)至(60)段中的任一段所定义。
在特定的另一组本发明化合物中，Q为O，W1、W2、W3和W4为CH2，L如下所示，环A、B和E是苯基，整数m和n为1且整数a、b和e为0，即，所述化合物具有以下所示的结构式Ie(式(I)的子定义)，或其盐、水合物和/或溶剂化物：
其中，Z1、Z2、Z3、Z4和Z5中的每一个如上文所定义，且R3a、R3b、R3c、R4a、R4b和R4c独立地选自氢、卤代、(1-4C)烷基、(1-4C)烷氧基、氨基、硝基、(1-4C)烷基氨基、(1-4C)二烷基氨基、(1-4C)卤代烷基、(1-4C)卤代烷氧基、氰基、(2-4C)烯基、(2-4C)炔基和下式的基团：
-L1a-Y1a-Q1a
其中：
L1a不存在或是任选地被一个或多个选自(1-2C)烷基和氧代的取代基取代的(1-2C)亚烷基；
Y1a不存在或是O、S、SO、SO2、N(Rn)、C(O)、C(O)O、OC(O)、C(O)N(Rn)和N(Rn)C(O)，其中Rn选自氢和(1-4C)烷基；且
Q1a为氢、(1-8C)烷基、(2-6C)烯基、(2-6C)炔基、芳基、(3-10C)环烷基、(3-10C)环烯基、杂芳基和杂环基；其中Q1a任选地进一步被一个或多个取代基取代，该取代基独立地选自(1-4C)烷基、卤代、(1-4C)卤代烷基、(1-4C)卤代烷氧基、氨基、(1-4C)氨基烷基、氰基、羟基、羧基、氨基甲酰基、氨磺酰基、巯基、脲基、氧基、NRoRp、ORo、C(O)Ro、C(O)ORo、OC(O)Ro、C(O)N(Rp)Ro、N(Rp)C(O)Ro、S(O)y1Ro(其中y1为0、1或2)、SO2N(Rp)Ro、N(Rp)SO2Ro、Si(Rq)(Rp)Ro和(CH2)z1NRoRp(其中z1为1、2或3)；其中Ro、Rp和Rq各自独立地选自氢和(1-6C)烷基。
在式Ie化合物的一个实施方案中：
Z1、Z2、Z3、Z4和Z5如以上第(34)至(42)段中的任一段所定义；且R3a、R3b、R3c、R4a、R4b和R4c独立地选自氢、卤代、(1-4C)烷基、(1-4C)烷氧基、氨基、硝基、(1-4C)烷基氨基、(1-4C)二烷基氨基、(1-4C)卤代烷基、(1-4C)卤代烷氧基、氰基、(2-4C)烯基、(2-4C)炔基和下式的基团：
-L1a-Y1a-Q1a
其中：
L1a不存在或是(1-2C)亚烷基；
Y1a不存在或是O、S、SO、SO2、N(Rl)、C(O)、C(O)O、OC(O)、C(O)N(Rn)和N(Rn)C(O)，其中Rn选自氢和(1-4C)烷基；且
Q1a为氢、(1-8C)烷基、(2-6C)烯基、(2-6C)炔基、芳基、(3-10C)环烷基、(3-10C)环烯基、杂芳基或杂环基；其中Q1a任选地进一步被一个或多个取代基取代，该取代基独立地选自(1-4C)烷基、卤代、(1-4C)卤代烷基、(1-4C)卤代烷氧基、氨基、(1-4C)氨基烷基、氰基、羟基、羧基、氨基甲酰基、氨磺酰基和巯基。
在式Ie化合物的另一个实施方案中：
Z1、Z2、Z3、Z4和Z5如以上第(42)段所定义；且
R3a、R3b、R3c、R4a、R4b和R4c独立地选自氢、卤代、(1-4C)烷基、(1-4C)烷氧基、氨基、硝基、(1-4C)烷基氨基、(1-4C)二烷基氨基、(1-4C)卤代烷基、(1-4C)卤代烷氧基、氰基、(2-4C)烯基和(2-4C)炔基。
在式Ie化合物的另一个实施方案中：
Z1、Z2、Z3、Z4和Z5如以上第(42)段所定义；且
R3a、R3b、R3c、R4a、R4b和R4c独立地选自氢、卤代、(1-4C)烷基、(1-4C)烷氧基、氨基、硝基、(1-4C)烷基氨基、(1-4C)二烷基氨基、(1-4C)卤代烷基、(1-4C)卤代烷氧基、氰基、(2-4C)烯基和(2-4C)炔基，
条件是R3a、R3b和R3c不能都是氢。
在式Ie化合物的另一个实施方案中：
Z1、Z2、Z3、Z4和Z5如以上第(42)段所定义；且
R3a、R3b、R3c、R4a、R4b和R4c独立地选自卤代、(1-4C)烷基、(1-4C)烷氧基、氨基、硝基、(1-4C)烷基氨基、(1-4C)二烷基氨基、(1-4C)卤代烷基、(1-4C)卤代烷氧基、氰基、(2-4C)烯基和(2-4C)炔基。
在式Ie化合物的另一个实施方案中：
Z1、Z2、Z3、Z4和Z5如以上第(44)段所定义；且
R3a、R3b、R3c、R4a、R4b和R4c独立地选自氢和(1-4C)烷基。
在式Ie化合物的另一个实施方案中：
Z1、Z2、Z3、Z4和Z5如以上第(44)段所定义；且
R3a、R3b、R3c、R4a、R4b和R4c独立地选自氢、(1-4C)烷氧基和(1-4C)烷基。
在式Ie化合物的另一个实施方案中：
Z1、Z2、Z3、Z4和Z5如以上第(44)段所定义；且
R3a、R3b、R3c、R4a、R4b和R4c独立地选自(1-4C)烷氧基和(1-4C)烷基。
在式Ie化合物的另一个实施方案中：
Z1、Z2、Z3、Z4和Z5如以上第(44)段所定义；且
R3a、R3b、R3c、R4a、R4b和R4c独立地为(1-4C)烷基(例如乙基)。
在又一组本发明化合物中，R1a和R1b与R2a和R2b一起连接，分别形成环A和B，Q为O，L不存在且W1、W2、W3和W4为CH2，即，所述化合物具有以下所示的结构式If(式(I)的子定义)，或其盐、水合物和/或溶剂化物：
其中，键b1和b2、R1、R2、R3、R4、Z1、Z2、Z3、Z4、a、b、c、d、m、n、o、p、C、D以及环A和B中的每一个如上文所定义。
在式If化合物的一个实施方案中：
键b1和b2如以上第(1)或(2)段中的任一段所定义；
环A和B如以上第(6)至(10)段中的任一段所定义；
R1和R2如以上第(11)至(12)段中的任一段所定义；
C和D如以上第(13)至(18)段中的任一段所定义；
R3和R4如以上第(19)至(28)段中的任一段所定义；
Z1、Z2、Z3和Z4如以上第(34)至(44)段中的任一段所定义；
整数c和d如以上第(52)至(56)段中的任一段所定义；
整数a和b如以上第(57)至(58)段中的任一段所定义；且
整数m、n、o和p如以上第(59)至(60)段中的任一段所定义。
在式If化合物的另一个实施方案中：
键b1和b2如以上第(2)段所定义；
环A和B如以上第(10)段所定义；
R1和R2如以上第(12)段所定义；
C和D如以上第(17)至(18)段中的任一段所定义；
R3和R4如以上第(28)段所定义；
Z1、Z2、Z3和Z4如以上第(38)至(44)段中的任一段所定义；
整数c和d如以上第(52)至(56)段中的任一段所定义；
整数a和b如以上第(57)至(58)段中的任一段所定义；且
整数m、n、o和p如以上第(52)至(53)段中的任一段所定义。
在特定的另一组本发明化合物中，Q为O，L不存在，W1、W2、W3和W4为CH2，环A和B是苯基，且环C和D是蒽基，即，所述化合物具有以下所示的结构式Ig(式(I)的子定义)，或其盐、水合物和/或溶剂化物：
其中R1、R2、R3、R4、Z1、Z2、Z3、Z4、a、b、c、d、m、n、o
和p中的每一个如上文所定义。
在式Ig化合物的一个实施方案中：
R1和R2如以上第(11)至(12)段中的任一段所定义；
R3和R4如以上第(19)至(28)段中的任一段所定义；
Z1、Z2、Z3和Z4如以上第(34)至(44)段中的任一段所定义；
整数c和d如以上第(52)段所定义；
整数a和b如以上第(57)至(58)段中的任一段所定义；且
整数m、n、o和p如以上第(59)至(60)段中的任一段所定义。
本发明的具体化合物包括本申请中例举的任何化合物，或其盐、溶剂化物或水合物，特别是以下任何一种：
i)/>
ii)
iii)
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v)
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xi)
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xiv)
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其中：
Z1、Z2和Z5中的每一个独立地选自以下基团之一：
其中每个Rz1独立地选自氢或Na(即，该羧基是羧酸或其钠盐)；Z3和Z4中的每一个是下式的基团：
Z100是下式的基团：
R1和R2是下式的基团：
R3a和R4a独立地选自氢或甲氧基；
并且其中表示连接点。
本发明的具体化合物包括本申请中例举的任何化合物，或其盐、溶剂化物或水合物，特别是以下任何一种：
i)/>
ii)
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v)
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viii)
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xi)
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其中：
Z1、Z2和Z5中的每一个独立地选自以下基团之一：
Z3和Z4中的每一个是下式的基团：
Z100是下式的基团：
R3a和R4a独立地选自氢或甲氧基；
并且其中表示连接点。
本发明的其它具体化合物包括本申请中例举的任何化合物，或其盐、溶剂化物或水合物，特别是以下任何一种：
/>
/>
/>
/>
本发明的其它具体化合物包括本申请中例举的任何化合物，或其盐、溶剂化物或水合物，特别是以下任何一种：
i)
其中Z1、Z2和Z5中的每一个是下式的基团：
其中表示连接点；
ii)
其中Z1和Z2中的每一个是下式的基团：
其中表示连接点；
iii)
其中Z3和Z4中的每一个是下式的基团：
其中表示连接点；/>
iv)
其中Z1、Z2和Z5中的每一个是下式的基团：
其中表示连接点；或者/>
v)
其中Z2和Z5中的每一个是下式的基团：
Z100是下式的基团：
并且其中表示连接点。
本发明的另外其它的具体化合物包括本申请中例举的任何化合物，或其盐、溶剂化物或水合物，特别是以下任何一种：
i)
其中Z1、Z2和Z5中的每一个是下式的基团：
其中表示连接点；
ii)
其中Z1和Z2中的每一个是下式的基团：
其中表示连接点；
iii)
其中Z3和Z4中的每一个是下式的基团：
其中表示连接点。
适当地，本发明的化合物如下：
其中Z1、Z2和Z5中的每一个是下式的基团：
其中表示连接点。
在本发明的某些实施方案中，所述化合物不是以下化合物：
上文中的式I、Ia、Ib、Ic、Id、Ie、If和Ig中使用的实线和虚线将容易理解为仅用于说明目的(即，显示本发明化合物的相对取向)。它们不是指所示化合物的绝对构型(即立体化学)。
本发明化合物的合适的盐是，例如，本发明化合物的足够碱性的酸加成盐，例如，与例如无机酸或有机酸形成的酸加成盐，该酸例如是盐酸、氢溴酸、硫酸、磷酸、三氟乙酸、甲酸、柠檬酸、甲磺酸或马来酸。另外，本发明化合物的足够酸性的合适的盐是碱金属盐，例如钠盐或钾盐，碱土金属盐，例如钙盐或镁盐，铵盐，或与提供可接受的阳离子的有机碱形成的盐，例如与甲胺、二甲胺、三甲胺、哌啶、吗啉或三-(2-羟乙基)胺形成的盐。
具有相同的分子式但其原子键合的性质或顺序或其原子在空间中的排列不同的化合物被称为“异构体”。其原子在空间中的排列不同的异构体被称为“立体异构体”。彼此不是镜像的立体异构体被称为“非对映异构体”，而彼此是不可重叠的镜像的立体异构体被称为“对映异构体”。当化合物具有不对称中心时，例如，它与四个不同的基团键合时，一对对映异构体是可能的。对映异构体的特征可在于其不对称中心的绝对构型，并且通过Cahn和Prelog的R-和S-测序规则或通过分子绕偏振光平面旋转的方式来描述，并且被指定为右旋或左旋。(即，分别为(+)或(-)-异构体)。手性化合物可以作为单独的对映异构体或作为其混合物存在。含有等比例对映异构体的混合物被称为“外消旋混合物”。
本发明的化合物可具有一个或多个不对称中心；因此，这类化合物可以作为单独的(R)-或(S)-立体异构体或其混合物来产生。除非另有说明，否则本说明书和权利要求书中对特定化合物的描述或命名旨在包括单个对映异构体及其外消旋或其它形式的混合物。确定立体化学和分离立体异构体的方法是本领域公知的(参见“Advanced OrganicChemistry”,第4版,J.March,John Wiley and Sons,New York,2001的第4章中的讨论)，例如，通过从旋光性起始材料合成或通过拆分外消旋形式。一些本发明化合物可具有几何异构中心(E-和Z-异构体)。应当理解，本发明包括能够识别糖的所有光学、非对映异构体和几何异构体及其混合物。
本发明还包括包含一个或多个同位素取代的如本文所定义的本发明化合物。例如，H可以是任何同位素形式，包括1H、2H(D)和3H(T)；C可以是任何同位素形式，包括12C、13C和14C；O可以是任何同位素形式，包括16O和18O；等等。
还应当理解，式(I)和子式Ia至If的某些化合物可以以溶剂化形式以及非溶剂化形式存在，例如水合形式。应当理解，本发明包括能够识别糖的所有这类溶剂化形式。
还应当理解，式(I)和子式Ia至If的某些化合物可表现出多晶型，并且本发明包括能够识别糖的所有这类形式。
式(I)和子式Ia至Ig的化合物可以以许多不同的互变异构形式存在，并且对式(I)和子式Ia至If的化合物的提及包括所有这类形式。为避免疑问，当化合物可以以数种互变异构形式之一存在，并且仅一种形式被具体描述或显示时，所有其它形式仍然被式I包括。互变异构形式的实例包括酮、烯醇和烯醇化物形式，例如，下列互变异构对：酮/烯醇(以下示出)、亚胺/烯胺、酰胺/亚氨基醇、脒/脒、亚硝基/肟、硫代酮/烯硫醇和硝基/酸式-硝基。
/>
含有胺官能团的式(I)和子式Ia-Ig的化合物也可形成N-氧化物。本文提及含有胺官能团的式I化合物还包括N-氧化物。当化合物含有数个胺官能团时，可以氧化一个或多于一个氮原子以形成N-氧化物。N-氧化物的具体实例是叔胺或含氮杂环的氮原子的N-氧化物。N-氧化物可以通过用氧化剂如过氧化氢或过酸(例如过氧羧酸)处理相应的胺来形成，参见例如Advanced Organic Chemistry,Jerry March,第4版,Wiley Interscience,pages。更具体地，N-氧化物可以通过L.W.Deady(Syn.Comm.1977,7,509-514)的程序来制备，其中胺化合物与间氯过氧苯甲酸(mCPBA)反应，例如，在惰性溶剂如二氯甲烷中反应。
尽管本发明可以涉及本文通过可选的、优选的或合适的特征定义的或者对于特定实施方案以其它方式定义的任何化合物或特定的化合物组，但本发明还可以涉及具体排除了所述可选的、优选的或合适的特征或特定实施方案的任何化合物或特定的化合物组。
适当地，本发明排除了不具有本文定义的糖结合能力的任何单个化合物。
固定化
在一个实施方案中，将本发明的化合物固定在固体或半固体支持物之上或之中。有机、合成化学领域的技术人员将会理解，术语“固体或半固体支持物”是指任何合适的支持物，其中本发明的化合物可以固定在其上或并入其中。适当地，该固体和/或半固体支持物选自聚合物基体(例如聚苯乙烯珠子)和/或凝胶(例如水凝胶或溶胶-凝胶)。更适当地，该固体支持物是聚合物基体(例如聚苯乙烯珠子)，而该半固体支持物是凝胶(例如水凝胶或溶胶凝胶)。
在一个实施方案中，所述聚合物基体和/或凝胶包含一种或多种均聚物、共聚物和/或交联聚合物。适当地，所述聚合物基体和/或凝胶包含一种或多种选自聚乙二醇、泊洛沙姆、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸酯、聚丙烯酸烷基酯、聚乙烯吡咯烷、聚乙烯醇、聚苯乙烯、聚羧酸酯醚、聚氨酯、聚烯丙胺、聚乙烯亚胺、多糖及其混合物和/或衍生物的聚合物。
在一个实施方案中，所述聚合物基体和/或凝胶包含一种或多种水溶性聚合物。适当地，所述聚合物基体和/或凝胶包含一种或多种选自聚乙二醇、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇和聚羧酸酯的水溶性聚合物。更适当地，所述聚合物基体和/或凝胶包含一种或多种选自聚乙二醇或聚丙烯酰胺的水溶性聚合物。
应当理解，本发明的化合物可以通过本领域已知的任何合适的方法连接(固定)到固体或半固体支持物上。因此，本发明化合物与固体或半固体支持物的连接可以采取一种或多种共价和/或非共价相互作用的形式。
在一个实施方案中，本发明的化合物与聚合物基体和/或凝胶化学连接(共价连接)。本发明的化合物可以在该化合物的任何合适位置与聚合物基体和/或凝胶化学连接，并且该连接可以采用任何合适的键的形式。适当地，本发明的化合物通过与取代基R1、R2、R3、R4、R1、Z1、Z2、Z3、Z4或Z5中的至少一个相关联的一个或多个取代基与聚合物基体和/或凝胶化学连接。更适当地，本发明的化合物通过与取代基Z1、Z2、Z3、Z4或Z5中的至少一个相关联的一个或多个取代基与聚合物基体和/或凝胶化学连接。
在一个实施方案中，本发明的化合物通过连接体L2与聚合物基体和/或凝胶化学连接(共价连接)。应当理解，连接体L2可以是能够在本发明化合物与聚合物基体和/或凝胶之间形成共价连接的任何基团。连接体L2可以采取键(例如酰胺键)的形式，或者可以是合适的交联体分子的形式，其用来将本发明的化合物与聚合物基体和/或凝胶偶联在一起。本领域技术人员将能够选择用于将本发明的化合物共价偶联到聚合物基体和/或凝胶上的合适的交联体分子。
在另一个实施方案中，本发明的化合物通过非共价相互作用与聚合物基体和/或凝胶缔合和/或物理结合。应当理解，任何合适的非共价相互作用可用于本发明化合物与聚合物基体和/或凝胶之间的缔合。合适的非共价相互作用的非限制性实例包括：氢键相互作用、离子相互作用、疏水相互作用、范德华相互作用及其组合。
合成
本发明的化合物可通过本领域已知的任何合适的技术制备。制备这些化合物的具体过程在所附实施例中进一步描述。
在本文所述的合成方法的描述中和用来制备起始材料的任何引用的合成方法中，应当理解，所有提出的反应条件，包括溶剂的选择、反应气氛、反应温度、实验的持续时间和后处理程序，可以由本领域技术人员选择。
有机合成领域的技术人员应当理解，所述分子各部分上存在的官能团必须与所用的试剂和反应条件相容。
应当理解，在利用本文定义的方法合成本发明化合物期间，或在合成某些起始材料期间，可能需要保护某些取代基以防止它们的不希望的反应。熟练的化学技术人员将会理解何时需要这样的保护，以及如何可以将这样的保护基团放置到位并随后除去。
关于保护基团的实例，参见关于该主题的许多一般文本之一，例如，TheodoraGreen的‘Protective Groups in Organic Synthesis’(出版商：John Wiley&Sons)。保护基团可以通过文献中描述的或熟练化学技术人员已知的用于除去所述保护基团的任何方便的方法适当除去，选择这样的方法以便以对该分子其它位置的基团最小的干扰来来实现保护基团的去除。
因此，例如，如果反应物包括诸如氨基、羧基或羟基等基团，则可能需要在本文提到的一些反应中保护该基团。
举例来说，用于氨基或烷基氨基的合适的保护基团是，例如，酰基，例如烷酰基，如乙酰基，烷氧羰基，例如甲氧羰基、乙氧羰基或叔丁氧羰基，芳基甲氧羰基，例如苄氧羰基，或芳酰基，例如苯甲酰基。上述保护基团的脱保护条件必然随保护基团的选择而不同。因此，例如，酰基如烷酰基或烷氧羰基或芳酰基可以通过例如用合适的碱如碱金属氢氧化物，例如氢氧化锂或氢氧化钠水解来除去。或者，酰基如叔丁氧羰基可以通过例如用合适的酸如盐酸、硫酸或磷酸或三氟乙酸处理来除去，而芳基甲氧羰基如苄氧羰基可以通过例如在催化剂如碳载钯上氢化，或者通过用路易斯酸例如三(三氟乙酸)硼处理来除去。用于伯氨基的合适的备选保护基团是，例如，邻苯二甲酰基，其可以通过用烷基胺例如二甲基氨基丙胺处理或用肼处理来除去。
合适的羟基保护基团是，例如，酰基，例如烷酰基，如乙酰基，芳酰基，例如苯甲酰基，或芳基甲基，例如苄基。上述保护基团的脱保护条件必然随保护基团的选择而不同。因此，例如，酰基如烷酰基或芳酰基可以通过例如用合适的碱如碱金属氢氧化物(例如氢氧化锂、氢氧化钠或氨)水解来除去。或者，芳基甲基如苄基可以通过例如在催化剂如碳载钯上氢化来除去。
合适的羧基保护基团是，例如，酯化基团，例如甲基或乙基，其可以通过例如用碱如氢氧化钠水解来除去，或者是例如叔丁基，其可以通过例如用酸例如有机酸如三氟乙酸处理来除去，或者是例如苄基，其可以通过例如在催化剂如碳载钯上氢化来除去。
树脂也可用作保护基团。
用来合成式(I)化合物的方法将根据环A和B、C、D、R1、R2、R3、R4、W1、W2、W3、W4、X1、X2、X3、X4、Z1、Z2、Z3、Z4、Z5、L、a、b、c、d、m、n、o、p和与之相关联的任何取代基的性质而不同。其合适的制备方法在所附实施例中进一步描述。
在某些实施方案中，本发明的化合物(即式(I)化合物)根据以下所示的方法A或方法B来制备：
方法A
使如下所示的式III化合物与式IV化合物反应：
其中，键b1和b2、环A和B、D、W1、W4、X1、X4、Z1、Z2、
Z4、R1、R2、R4以及整数a、b、d、m、n和p如上文所定义，且
q1为选自0或1的整数；
式IV化合物：
其中，C、R3、Z3、c和o如上文所定义，w1为0至1的整数，且
E1、E2和E3各自选自以下所示的式X1的基团：
其中：
表示连接点；且
Y1选自O、S或NRj，其中Rj如本文所定义；
并且，任选地，之后，并且如果必要：
i)除去存在的任何保护基团；
ii)将式(I)化合物转化为另一种式(I)化合物；并且/或者
iii)形成其盐、水合物或溶剂化物；
方法B
使如下所示的式V化合物与式VI化合物反应：
其中，键b1和b2、环A和B、D、W1、W4、X1、X4、Z1、Z2、Z4、R1、R2、R4以及整数a、b、d、m、n和p如上文所定义，q2为选自0或1的整数，且E4、E5和E6各自选自以下所示的式X2的基团：
其中：
表示连接点；且
Y2选自O、S或NRj，其中Rj如本文所定义；
式VI化合物：
其中，C、R3、Z3以及整数c和o如上文所定义，并且w2为0至1的整数；
并且，任选地，之后，并且如果必要：
i)除去存在的任何保护基团；
ii)将式(I)化合物转化为另一种式(I)化合物；并且/或者
iii)形成其盐、水合物或溶剂化物。
适当地，上文描述的方法A和/或B在一种或多种以下物质的存在下进行：
-碱；
-模板
-催化剂；和/或
-活化剂。
在一个实施方案中，方法A和/或B在碱的存在下进行。合适的碱的非限制性实例包括NaOH、KOH、叔丁醇钾、三甲胺、二异丙基乙胺、二异丙基甲胺、N-甲基吗啉、哌啶、2,2,6,6-四甲基哌啶、吡啶、2,6-二甲基吡啶、甲基咪唑、4-(二甲基氨基)吡啶(DMAP)和1,8-二氮杂双环(5.4.0)十一碳-7-烯(DBU)。适当地，该碱是吡啶、4-(二甲基氨基)吡啶(DMAP)或甲基咪唑。最适当地，该碱是吡啶。
在另一个实施方案中，方法A和/或方法B在模板的存在下进行。术语“模板”将被理解为本领域的术语，并且是指能够与反应的一种或多种起始材料和/或中间体和/或最终产物可逆地缔合的分子，并且这种缔合有助于促进该反应的一种或多种最终产物的生成。合适的模板的非限制性实例包括辛基-β-葡糖苷、甲基-β-葡糖苷、辛基-β-半乳糖苷、甲基-β-半乳糖苷、辛基-β-甘露糖苷和甲基-β-甘露糖苷。适当地，该模板是辛基-β-葡糖苷。
应当理解，模板可以以任何合适的量使用。适当地，模板与式III化合物或式V化合物的摩尔比为0.1:1至10:1。更适当地，模板与式III化合物或式V化合物的摩尔比为0.5:1至5:1。最适当地，模板与式III化合物或式V化合物的摩尔比为0.5:1至2:1。
在一个具体实施方案中，方法A和/或方法B在碱(例如4-二甲基氨基吡啶)和模板(例如辛基-β-葡糖苷)的存在下进行。
在某些实施方案中，方法A和B可以在催化剂和/或活化剂之一或两者的存在下进行。术语“催化剂”将被理解为有助于促进式III与IV化合物和式V与VI化合物之间的反应速率而不经历任何永久化学变化的任何合适的试剂。而术语“活化剂”将被理解为与该反应的一种或多种起始材料反应以帮助促进所述起始材料在该反应中的反应性的任何合适的试剂。
应当理解，任何合适的反应条件可在上文定义的方法A和B中使用。此外，应当理解，方法A和B中使用的反应条件将根据存在的具体官能团而不同。本领域技术人员将能够选择合适的反应条件(例如温度、压力、反应时间、浓度等)以用于方法A或方法B。
在一个实施方案中，方法A和/或B在-100℃至200℃的温度下进行。适当地，本发明的过程在0℃至150℃的温度下进行。更适当地，本发明的过程在0℃至100℃的温度下进行。最适当地，本发明的过程在0℃至75℃的温度下进行
在另一个实施方案中，方法A和/或B在有机溶剂中进行。有机溶剂可用来溶解式III、IV、V和VI的化合物，从而促进它们之间的反应。因此，应当理解，所选的有机溶剂取决于所选的具体化合物。合适的有机溶剂可包括但不限于氯仿、二氯甲烷、DMF、DMSO、乙腈、四氢呋喃(THF)、N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)、2-甲基四氢呋喃(2M-THF)及其混合物。
在某些实施方案中，方法A和/或方法B在吡啶中进行。
在另一个实施方案中，方法A和/或B在无水条件下进行。
在进一步的实施方案中，方法A和B在惰性气氛下(即在氮气或氩气下)进行。
可以使用本领域公知的技术分离和纯化所得的本发明化合物(即式(I)化合物)。合适的技术的非限制性实例是色谱法，特别是高效液相色谱法(HPLC)。
中间体
在另一方面，本发明提供了如本文所定义的新型中间体，其适用于本文所述的合成方法。
因此，在本发明的一个特定方面，提供了如下所示的式III或式V的化合物，或其盐、溶剂化物、酯或水合物：
其中，键b1和b2、环A和B、D、W1、W4、X1、X4、Z1、Z2、Z4、R1、R2、R4、a、b、d、m、n、p、E4、E5、E6、q1和q2中的每一个如上文所定义。
对于式III化合物的环A和B、D、W1、W4、X1、X4、Z1、Z2、Z4、R1、R2、R4、a、b、d、m、n和p中每一个的优选和合适的取代基被认为类似于对于上文所述式(I)化合物的环A和B、D、W1、W4、X1、X4、Z1、Z2、Z4、R1、R2、R4、a、b、d、m、n和p中每一个的优选和合适的取代基。
在某些实施方案中，式III和/或式V的化合物可任选地在与取代基R1a、R1b、R2a、R2b、R1、R2、R3、R4、Z1、Z2、Z3、Z4和/或Z5中的一个或多个相关联的位置处连接至如上文所定义的式A1的取代基。
在特定的实施方案中，本发明提供了以下化合物，或其盐、溶剂化物、酯或水合物：
/>
/>
其中：
Rz选自–OCH2C(O)ONa、–OCH2C(O)OC(CH3)3或–OCH2C(O)OCH3；
R1是下式的基团：
Z1、Z2和Z5中的每一个是下式的基团：
每个Z100是下式的基团：
并且Z1a、Z2a和Z5a选自：
其中表示连接点；或者
其中Z1’、Z2’和Z5’是下式的基团：
在特定的实施方案中，本发明提供了以下化合物，或其盐、溶剂化物、酯或水合物：
其中：
Rz选自–OCH2C(O)ONa、–OCH2C(O)OC(CH3)3或–OCH2C(O)OCH3；且
Z1、Z2和Z5中的每一个是下式的基团：
其中表示连接点；或者
其中Z1’、Z2’和Z5’是下式的基团：
在另一个特定实施方案中，本发明提供了以下化合物，或其盐、溶剂化物、酯或水合物：
其中：
Rz选自–OCH2C(O)ONa、–OCH2C(O)OC(CH3)3或–OCH2C(O)OCH3；且
Z1、Z2和Z5中的每一个是下式的基团：
其中表示连接点。
糖识别
本发明的化合物有利地能够与水性介质中的一种或多种目标糖缔合。应当理解，本发明化合物与一种或多种目标糖之间的缔合可以涉及其间的一种或多种共价和/或非共价相互作用。适当地，本发明的化合物能够仅通过非共价相互作用(例如，CH-π相互作用、范德华相互作用和极性相互作用)与一种或多种目标糖缔合，这有利地使本发明的化合物适用于可逆糖缔合和随后的连续糖检测。
以下实施例部分描述的等温滴定量热法(ITC)研究可用来测量本发明化合物的糖结合亲和力。应当理解，本领域已知的其它合适的技术也可以类似地用来确定糖结合亲和力。其它合适的技术的非限制性实例包括荧光滴定、紫外线-可见光滴定和/或1H NMR滴定。
尽管如所预期的，式I化合物的糖结合亲和力随结构变化而变化，但是发现本发明的化合物在下文实施例部分描述的ITC研究中显示出糖(例如葡萄糖)结合亲和力。
通常，在下文实施例部分描述的ITC研究中，本发明的化合物对水中的目标糖(例如葡萄糖)显示出等于或大于10M-1的结合亲和力(Ka)。适当地，本发明的化合物对水中的目标糖(例如葡萄糖)显示出等于或大于50M-1的结合亲和力(Ka)。更适当地，本发明的化合物对水中的目标糖(例如葡萄糖)显示出等于或大于100M-1的结合亲和力(Ka)。更适当地，本发明的化合物对水中的目标糖(例如葡萄糖)显示出等于或大于500M-1的结合亲和力(Ka)。甚至更适当地，本发明的化合物对水中的目标糖(例如葡萄糖)显示出等于或大于1000M-1的结合亲和力(Ka)。最适当地，本发明的化合物对水中的目标糖(例如葡萄糖)显示出等于或大于2000M-1的结合亲和力(Ka)。
在特定实施方案中，本发明的化合物对水中的目标糖(例如葡萄糖)显示出等于或大于5000M-1，最适当地，等于或大于10000M-1的结合亲和力(Ka)。
相对于包含至少一个轴向取代基的糖(例如甘露糖)，本发明的化合物还有利地显示出对包含全赤道(all-equatorial)取代基的糖的选择性。在某些实施方案中，相对于二糖、三糖和寡糖，本发明的化合物还显示出对单糖的选择性。
适当地，本发明的化合物对包含全赤道取代基的糖(例如葡萄糖)所展现出的结合亲和力(Ka)是对包含至少一个轴向取代基的糖(例如甘露糖)所展现出的结合亲和力(Ka)的至少2倍。更适当地，本发明的化合物对包含全赤道取代基的糖(例如葡萄糖)所展现出的结合亲和力(Ka)是对包含至少一个轴向取代基的糖(例如甘露糖)所展现出的结合亲和力(Ka)的至少5倍。再更适当地，本发明的化合物对包含全赤道取代基的糖(例如葡萄糖)所展现出的结合亲和力(Ka)是对包含至少一个轴向取代基的糖(例如甘露糖)所展现出的结合亲和力(Ka)的至少50倍。甚至更适当地，本发明的化合物对包含全赤道取代基的糖(例如葡萄糖)所展现出的结合亲和力(Ka)是对包含至少一个轴向取代基的糖(例如甘露糖)所展现出的结合亲和力(Ka)的至少100倍。最适当地，本发明的化合物对包含全赤道取代基的糖(例如葡萄糖)所展现出的结合亲和力(Ka)是对包含至少一个轴向取代基的糖(例如甘露糖)所展现出的结合亲和力(Ka)的至少500倍。
此外，本发明的化合物还有利地显示出对包含全赤道取代基的糖(例如葡萄糖)相对于其它常见小分子的选择性。这类常见的小分子的非限制性实例包括嘌呤和嘧啶(例如胞苷、腺苷、鸟苷、尿苷、腺嘌呤、胞嘧啶、胸腺嘧啶、尿嘧啶、尿酸、次黄嘌呤和黄嘌呤)、有机酸(例如戊二酸和谷氨酸)和氨基酸(例如组氨酸、苯丙氨酸、色氨酸等)。通常与本领域已知的糖受体相关的一个问题是，它们通常对这类小分子展现出一定的亲和力，当存在这类小分子时，这有效地“毒害”受体对目标糖的亲和力。有利地，本发明的化合物对这类小分子不显示出或几乎不显示出亲和力，因此不会遭受这样的“毒害”作用。
复合物和组合物
根据本发明的另一方面，提供了复合物，其包含与目标糖缔合的如本文所定义的本发明化合物。
应当理解，与复合物有关的优选和合适的本发明化合物类似于上文关于本发明化合物本身描述的优选和合适的化合物。
在一个实施方案中，目标糖是包含所有赤道取代基的糖。更适当地，目标糖是包含所有赤道取代基的单糖。最适当地，目标糖是葡萄糖(例如β-葡萄糖)。
在本发明的另一方面，提供了复合物，其包含与可替换的报告分子缔合的如本文所定义的本发明化合物。
在一个实施方案中，所述复合物包含与可替换的受体分子缔合的如本文所定义的式Ib、Ic或Id化合物。
可替换的报告分子应被理解为在不存在目标糖(例如葡萄糖)的情况下能够与本发明化合物缔合(结合)并且能够与本发明化合物解离且在组合物暴露于目标糖后可检测到的任何化合物。
在一个实施方案中，可替换的报告分子是芳香族分子和/或染料分子。适当地，可替换的报告分子是芳香族分子。更适当地，可替换的报告分子是荧光芳香族分子(例如荧光素胺或异硫氰酸四甲基罗丹明)。
适当地，可替换的报告分子具有300nm至1000nm的发射波长。更适当地，可替换的报告分子具有300nm至800nm的发射波长。更适当地，可替换的报告分子具有500nm至700nm的发射波长。
在某些实施方案中，可替换的报告分子与糖(例如葡糖苷)连接。适当地，可替换的报告分子通过连接体(例如烷基连接体)与糖(例如葡糖苷)连接。
根据本发明的另一方面，提供了组合物，其包含如上文所定义的本发明化合物，或其盐、水合物或溶剂化物，以及能够与所述化合物缔合的可替换的报告分子。
在一个实施方案中，提供了组合物，其包含如上文所定义的式Ib、Ic或Id化合物，或其盐、水合物或溶剂化物，以及能够与所述化合物缔合的可替换的报告分子。
适当地，可替换的受体分子是芳香族分子和/或染料分子，更适当地，是芳香族分子，最适当地，是荧光芳香族分子(例如荧光素胺或异硫氰酸四甲基罗丹明)。
在另一个实施方案中，本发明的组合物包含稀释剂和/或载体。适当地，该稀释剂和/或载体是适用于例如兽医和/或医药应用(即施用于动物和/或人体)的药学上可接受的稀释剂和/或载体。
根据本发明的另一方面，提供了组合物，其包含如上文所定义的本发明化合物，或其盐、水合物或溶剂化物，以及药学上可接受的稀释剂和/或载体。
应当理解，本发明的组合物还可包含一种或多种另外的辅料。可以包含另外的辅料以改善制剂的各种性质，例如制剂的稳定性、生物相容性和可施用性。基于制剂领域的常规知识，本领域技术人员将能够选择合适的所包含的辅料。
可添加到本发明组合物中的可能的其它辅料的非限制性列表包括：pH调节剂、表面活性剂、粘度调节剂、张度剂、灭菌剂、防腐剂、润滑剂和溶解度增强剂。
在另一个实施方案中，本发明的组合物包含一种或多种另外的糖检测剂。用于并入本发明组合物中的合适的糖检测剂包括已知的糖结合化合物(例如基于硼酸的化合物)和/或糖特异性酶(例如葡萄糖氧化酶(GOx))。
本发明的组合物可以通过任何常规程序，使用本领域公知的常规配制辅料来获得。
应用、装置和试剂盒
本发明提供了在水中展现出糖(例如葡萄糖)结合亲和力的化合物。此外，在某些实施方案中，相对于包含一个或多个轴向取代基的糖类，本发明的化合物对全赤道糖类展现出选择性。
因此，本发明提供了如本文所定义的化合物(例如式If或Ig化合物)、如本文所定义的复合物、如本文所定义的组合物或如本文所定义的糖检测装置在检测水性环境中的目标糖中的用途。适当地，目标糖是全赤道糖，更适当地，是全赤道单糖，最适当地，是葡萄糖(例如β-葡萄糖)。
在一个实施方案中，所述水性环境是血液或血浆。
在另一个实施方案中，所述水性环境是发酵和/或细胞培养基。
在使用可替换的报告分子的实施方案中，应当理解，可替换的报告分子与本发明的化合物解离，随后在组合物或糖检测装置暴露于目标糖(例如葡萄糖)后检测。
根据本发明的另一方面，提供了如本文所定义的复合物、如本文所定义的组合物、如本文所定义的糖检测装置或如本文所定义的化合物(例如，式If或Ig化合物)在诊断导致或以其它方式关联于目标糖的异常浓度和/或浓度变化的病况中的用途。适当地，目标糖是全赤道糖，更适当地，是全赤道单糖，最适当地，是葡萄糖(例如β-葡萄糖)。
在一个实施方案中，导致或以其它方式关联于目标糖的异常浓度和/或浓度变化的病况的诊断在体内进行。
在另一个实施方案中，导致或以其它方式关联于目标糖的异常浓度和/或浓度变化的病况的诊断在体外进行或用从人体和/或动物体移取的样品(例如血液样品)进行。
在进一步的实施方案中，所述病况是糖尿病。
根据本发明的另一方面，提供了糖检测装置，其包含如本文所定义的组合物或如本文所定义的化合物。
适当地，所述装置是对于引入人体和/或动物体内相容的形式。更适当地，所述装置是对于引入与人和/或动物患者的血流直接接触相容的形式。用于引入人体和/或动物体内的合适装置的非限制性实例包括丸剂、片剂、胶囊、支架和/或芯片。
在另一个实施方案中，所述装置是对于引入发酵培养基和/或细胞培养基中相容的形式。用于引入发酵培养基和/或细胞培养基中的合适装置的非限制性实例包括光纤电缆和/或支架。
本发明的某些化合物对葡萄糖展现出的优异的结合亲和力和选择性使得它们特别适合应用于葡萄糖响应性的基于胰岛素的系统。葡萄糖响应性的基于胰岛素的系统是本领域技术人员公知的，并且通常是由葡萄糖浓度增加而激活(例如接通)的基于胰岛素的系统。
因此，在本发明的另一方面，提供了如本文所定义的化合物(例如式I、Ia、Ib、Ic、Id、Ie、If或Ig的化合物)在葡萄糖响应性的基于胰岛素的系统中的用途。
根据本发明的另一方面，提供了复合物，其包含与胰岛素共价连接的如本文所定义的化合物(例如式I、Ia、Ib、Ic、Id、Ie、If或Ig的化合物)。
根据本发明的又一方面，提供了试剂盒，其包含如本文所定义的化合物(例如式I、Ia、Ib、Ic、Id、Ie、If或Ig的化合物)和胰岛素.
在一个实施方案中，提供了试剂盒，其包含如本文所定义的式Ib、Ic或Id化合物和胰岛素
根据本发明的再一方面，提供了试剂盒，其包含本发明的化合物和(可替换的)报告分子。
在一个实施方案中，提供了试剂盒，其包含如本文所定义的式Ib、Ic或Id化合物和(可替换的)报告分子。
实施例
仅通过举例的方式，将参考附图来描述本发明的实施方案，在附图中：
图1显示了在目标糖与本发明化合物之间形成的关键相互作用的示意图(图1a和1b)，以及本发明的一种特定化合物与葡萄糖的基态构象的分子模型(图1c和1d)。在图1c中，可以看到十个分子间NH···O氢键(距离为1.9至)，而图1d进一步描绘了在糖与本发明化合物之间形成的紧密CH-π接触。
图2显示：a)部分1H NMR谱；以及b)在298K下，在用10mM磷酸盐缓冲溶液(pH 7.4)缓冲的D2O中，用D-葡萄糖(9.6mM)和受体1(0.25mM)的组合溶液滴定的受体1(0.25mM)的结合分析曲线。波谱暗示在NMR时间尺度上具有慢速交换的结合。将8.04ppm处的峰(用·表示)相对于区域8.22-7.21ppm的积分对D-葡萄糖浓度(mM)作图。将积分的计算值与观察值叠置，得到Ka＝18,026±208M-1(1.04％)。
图3显示了在298K下，在用10mM磷酸盐缓冲溶液(pH 7.4)缓冲的D2O中，用D-葡萄糖(9.6mM)和受体1(0.25mM)的组合溶液滴定的受体1(0.25mM)的1H NMR谱。
图4显示了a)α-D-葡萄糖(5mM)和b)α-D-葡萄糖(5mM)与受体1(0.2mM)以特定时间间隔的1H NMR谱。计算α-H1(5.22ppm)和β-H2(3.23ppm)质子随时间的相对积分，以确定受体1是否影响α-D-葡萄糖与β-D-葡萄糖之间的异头化(anomerisation)速率。发现异头化速率与受体1无关(参见表2)。
图5显示了αH1:βH2对时间(min)的相对积分图。类似的梯度提示受体不影响D-葡萄糖的异头化速率。
图6显示了在H2O中用葡萄糖(7.5mM)滴定的受体1(0.13mM)的ITC结合结果，其中：A)显示空白ITC运行(将糖加入水中)；B)显示实际运行(将糖加至受体1)；C)显示焓的变化相对于摩尔比的作图，以及用所提供的ITC软件计算的拟合(Ka＝21,000±2640M-1)；D)显示使用Excel电子表格计算的拟合，以印证该结果。
图7显示了在10mM PBS缓冲液(pH 7.4)中用D-葡萄糖(7mM)滴定的受体1(0.06mM)的ITC结合结果，其中：A)显示空白ITC运行(将糖加入水中)；B)显示实际运行(将糖加至受体1)；C)显示焓的变化相对于摩尔比的作图，以及用所提供的ITC软件计算的拟合(Ka＝19,100±1310M-1)；D)显示使用Excel电子表格计算的拟合，以印证该结果。
图8显示了在10mM PBS缓冲液(pH 6)中用D-葡萄糖(7mM)滴定的受体1(0.06mM)的ITC结合结果，其中：A)显示空白ITC运行(将糖加入水中)；B)显示实际运行(将糖加至受体1)；C)显示焓的变化相对于摩尔比的作图，以及用所提供的ITC软件计算的拟合(Ka＝19,800±1290M-1)；D)显示使用Excel电子表格计算的拟合，以印证该结果。
图9显示了在10mM PBS缓冲液(pH 8)中用D-葡萄糖(7mM)滴定的受体1(0.06mM)的ITC结合结果，其中：A)显示空白ITC运行(将糖加入水中)；B)显示实际运行(将糖加至受体1)；C)显示焓的变化相对于摩尔比的作图，以及用所提供的ITC软件计算的拟合(Ka＝23,400±1850M-1)；D)显示使用Excel电子表格计算的拟合，以印证该结果。
图10显示了在DMEM细胞培养基(无葡萄糖，10k MWCO，90％v/v)和10mM磷酸盐缓冲溶液(pH 7.4)中用D-葡萄糖(7mM)滴定的受体1(0.06mM)的ITC结合结果，其中：A)显示空白的ITC运行(将糖加入培养基中)；B)显示实际运行(将糖加至受体1)；C)显示焓的变化相对于摩尔比的作图；D)显示使用Excel电子表格计算的拟合(Ka＝5637±118M-1)。
图11显示了在添加有以下盐的10mM磷酸盐缓冲溶液(pH 7.4)中用D-葡萄糖(7mM)滴定的受体1(0.06mM)的ITC结合结果：硝酸铁(0.2μM)，氯化钙(1.8mM)，硫酸镁(0.81mM)，氯化钾(5.3mM)，碳酸氢钠(44mM)，氯化钠(110mM)和磷酸二氢钠(0.9mM)，其中：A)显示空白ITC运行(将底物加入介质中)；B)显示实际运行(将底物加至受体1)；C)显示焓的变化相对于摩尔比的作图；D)显示使用Excel电子表格计算的拟合(Ka＝5164±303M-1)。
图12显示了1H NMR谱，其显示在298K下溶解在含有10mM磷酸盐缓冲液(pH 7.4)的D2O中的受体1(0.1mM)。向游离受体添加MgSO4(0.8mM)和CaCl2(1.8mM)(它们是在DMEM细胞培养基中存在的浓缩物)显示质子s2的化学位移(δ，单位为ppm)的微小变化。加入2当量(0.2mM)的D-葡萄糖不会使该受体饱和。在不添加盐的D2O中向游离受体添加该相同浓度的葡萄糖(顶部波谱)确实使该受体饱和，提示Ca2+和Mg2+抑制结合。
图13显示了在Leibovitz L-15细胞培养基(无葡萄糖，10kMWCO，90％v/v)和10mM磷酸盐缓冲溶液(pH 7.4)中用D-葡萄糖(7mM)滴定的受体1(0.06mM)的ITC结合结果，其中：A)显示空白ITC运行(将糖加入培养基中)；B)显示实际运行(将糖加至受体1)；C)显示焓的变化相对于摩尔比的作图；D)显示使用Excel电子表格计算的拟合(Ka＝5214±452M-1)。
图14显示了在人血清(无葡萄糖，10k MWCO，90％v/v)和10mM磷酸盐缓冲溶液(pH8.5)中用D-葡萄糖(5mM)滴定的受体1(0.06mM)的ITC结合结果，其中：A)显示空白ITC运行(将糖加入介质中)；B)显示实际运行(将糖加至受体1)；C)显示焓的变化相对于摩尔比的作图；D)显示使用Excel电子表格计算的拟合(Ka＝2477±142M-1)。
图15显示：a)1H NMR谱；以及b)在298K下，在用10mM磷酸盐缓冲溶液(pH 7.4)缓冲的D2O中，用D-甲基-β-葡糖苷(10mM)和受体1(0.07mM)的组合溶液滴定的受体1(0.07mM)的结合分析曲线。波谱暗示在NMR时间尺度上具有慢速交换的结合。将8.31ppm处的峰(用·表示)相对于区域8.36-7.36ppm的积分对客体(guest)浓度(mM)作图。将积分的计算值与观察值叠置，得到Ka＝7522±414M-1(5.51％)。
图16显示了在H2O中用甲基-β-D-葡糖苷(7mM)滴定的受体1(0.13mM)的ITC结合结果，其中：A)显示空白ITC运行(将糖加入水中)；B)显示实际运行(将糖加至受体1)；C)显示焓的变化相对于摩尔比的作图，以及用所提供的ITC软件计算的拟合((Ka＝9120±542M-1)；D)显示使用Excel电子表格计算的拟合，以印证该结果。
图17显示了在10mM磷酸盐缓冲溶液(pH 7.4)中用甲基-β-D-葡糖苷(7mM)滴定的受体1(0.06mM)的ITC结合结果，其中：A)显示空白ITC运行(将糖加入水中)；B)显示实际运行(将糖加至受体1)；C)显示焓的变化相对于摩尔比的作图；D)显示使用Excel电子表格计算的拟合(Ka＝7886±1296M-1)。
图18显示了在10mM磷酸盐缓冲溶液(pH 7.4)中用D-葡糖醛酸(5mM)滴定的受体1(0.1mM)的ITC结合结果，其中：A)显示空白ITC运行(将底物加入介质中)；B)显示实际运行(将底物加至受体1)；C)显示焓的变化相对于摩尔比的作图；D)显示使用Excel电子表格计算的拟合(Ka＝5348±189M-1)。
图19显示了在298K下，在用10mM磷酸盐缓冲溶液(pH 7.4)缓冲的D2O中，用D-葡糖酸盐(10mM)和受体1(0.1mM)的组合溶液滴定的受体1(0.1mM)的1H NMR谱。尽管在高浓度客体处的峰有一定的变宽，但波谱暗示没有观察到结合。
图20显示了在10mM磷酸盐缓冲溶液(pH 7.4)中用葡糖酸-δ-内酯/葡糖酸(200mM)滴定的受体1(0.06mM)的ITC结合结果，其中：A)显示空白ITC运行(将底物加入水中)；B)显示实际运行(将底物加至受体1)；C)显示焓的变化相对于摩尔比的作图。
图21显示：a)部分1H NMR谱；以及b)在298K下，在用10mM磷酸盐缓冲溶液(pH 7.4)缓冲的D2O中，用D-半乳糖(250mM)和受体1(0.05mM)的组合溶液滴定的受体1(0.05mM)的结合分析曲线。波谱暗示在NMR时间尺度上具有快速/中等交换的结合。将7.63ppm处的峰(用·表示)的化学位移变化(Δδppm)相对于逐渐增加的客体浓度(mM)作图。将Δδ的计算值与观察值叠置，得到Ka＝132±13M-1(10.2％)。
图22显示了在H2O中用D-半乳糖(518mM)滴定的受体1(0.06mM)，其中：A)显示空白ITC运行(将糖加入水中)；B)显示实际运行(将糖加至受体1)；C)显示焓的变化相对于摩尔比的作图。
图23显示了在10mM磷酸盐缓冲溶液(pH 7.4)中用D-半乳糖(75mM)滴定的受体1(0.1mM)的ITC结合结果，其中：A)显示空白ITC运行(将底物加入介质中)；B)显示实际运行(将底物加至受体1)；C)显示焓的变化相对于摩尔比的作图；D)显示使用Excel电子表格计算的拟合(Ka＝182±4.2M-1)。
图24显示了在298K下，在用10mM磷酸盐缓冲溶液(pH 7.4)缓冲的D2O中，用2-脱氧-D-葡萄糖(50mM)和受体1(0.1mM)的组合溶液滴定的受体1(0.1mM)的部分1H NMR谱。波谱意味着在NMR时间尺度上具有中等交换速率(H与HG种类之间的快速与慢速交换速率之间的速率)的结合。由于加入客体后受体1的峰显著变宽，因此没有Ka可被确定。
图25显示了在H2O中用2-脱氧-D-葡萄糖(7mM)滴定的受体1(0.06mM)的ITC结合结果，其中：A)显示空白ITC运行(将糖加入水中)；B)显示实际运行(将糖加至受体1)；C)显示焓的变化相对于摩尔比的作图，以及用所提供的ITC软件计算的拟合(Ka＝657±90M-1)；D)显示使用Excel电子表格计算的拟合，以印证该结果。
图26显示了在10mM磷酸盐缓冲溶液(pH 7.4)中用2-脱氧-D-葡萄糖(7mM)滴定的受体1(0.06mM)的ITC结合结果，其中：A)显示空白ITC运行(将糖加入水中)；B)显示实际运行(将糖加至受体1)；C)显示焓的变化相对于摩尔比的作图；D)显示使用Excel电子表格计算的拟合(Ka＝725±41M-1)。
图27显示：a)部分1H NMR谱；以及b)在298K下，在用10mM磷酸盐缓冲溶液(pH 7.4)缓冲的D2O中，用D-甘露糖(250mM)和受体1(0.11mM)的组合溶液滴定的受体1(0.11mM)的结合分析曲线。波谱暗示在NMR时间尺度上具有快速/中等交换的结合。将7.63ppm处的峰(用·表示)的化学位移变化(Δδppm)相对于逐渐增加的客体浓度(mM)作图。将Δδ的计算值与观察值叠置，得到Ka＝140±2M-1(1.31％)。
图28显示了在H2O中用D-甘露糖(504mM)滴定的受体1(0.06mM)，其中：A)显示空白ITC运行(将糖加入水中)；B)显示实际运行(将糖加至受体1)；C)显示焓的变化相对于摩尔比的作图。
图29显示了在10mM磷酸盐缓冲溶液(pH 7.4)中用D-甘露糖(75mM)滴定的受体1(0.1mM)的ITC结合结果，其中：A)显示空白ITC运行(将底物加入介质中)；B)显示实际运行(将底物加至受体1XX)；C)显示焓的变化相对于摩尔比的作图；D)显示使用Excel电子表格计算的拟合(Ka＝143±1.5M-1)。
图30显示了在10mM磷酸盐缓冲溶液(pH 7.4)中用D-木糖(5mM)滴定的受体1(0.1mM)的ITC结合结果，其中：A)显示空白ITC运行(将底物加入介质中)；B)显示实际运行(将底物加至受体1)；C)显示焓的变化相对于摩尔比的作图；D)显示使用Excel电子表格计算的拟合(Ka＝5804±174M-1)。
图31显示了在298K下，在用10mM磷酸盐缓冲溶液(pH 7.4)缓冲的D2O中，用D-纤维二糖(250mM)和受体1(0.11mM)的组合溶液滴定的受体1(0.11mM)的部分1H NMR谱。波谱暗示在NMR时间尺度上具有慢速交换的结合。使用8.02ppm处的峰(用·表示)相对于区域8.36-7.36ppm的积分来计算每个添加点处的Ka(M-1)(参见表3)，这些计算值的平均值得到Ka＝31±2.66(9％)。
图32显示在H2O中用纤维二糖(250mM)滴定的受体1(0.06mM)的ITC结合结果，其中：A)显示空白ITC运行(将糖加入水中)；B)显示实际运行(将糖加至受体1)；C)显示焓的变化相对于摩尔比的作图，以及用所提供的ITC软件计算的拟合(Ka＝36.6±2.5M-1)；D)显示使用Excel电子表格计算的拟合，以印证该结果。
图33显示了在10mM磷酸盐缓冲溶液(pH 7.4)中用D-纤维二糖(250mM)滴定的受体1(0.6mM)的ITC结合结果，其中：A)显示空白ITC运行(将底物加入介质中)；B)显示实际运行(将底物加至受体1)；C)显示焓的变化相对于摩尔比的作图；D)显示使用Excel电子表格计算的拟合(Ka＝30.9±4.9M-1)。
图34显示：a)部分1H NMR谱；以及b)在298K下，在用10mM磷酸盐缓冲溶液(pH 7.4)缓冲的D2O中，用D-果糖(250mM)和受体1(0.11mM)的组合溶液滴定的受体1(0.11mM)的结合分析曲线。波谱暗示在NMR时间尺度上具有快速/中等交换的结合。将7.63ppm处的峰(用·表示)的化学位移变化(Δδppm)相对于逐渐增加的客体浓度(mM)作图。将Δδ的计算值与观察值叠置，得到Ka＝51±3M-1(5.46％)。
图35显示了在10mM磷酸盐缓冲溶液(pH 7.4)中用D-果糖(75mM)滴定的受体1(0.1mM)的ITC结合结果，其中：A)显示空白ITC运行(将底物加入介质中)；B)显示实际运行(将底物加至受体1)；C)显示焓的变化相对于摩尔比的作图；D)显示使用Excel电子表格计算的拟合(Ka＝60.3±1.6M-1)。
图36显示：a)部分1H NMR谱；以及b)在298K下，在用10mM磷酸盐缓冲溶液(pH 7.4)缓冲的D2O中，用D-核糖(250mM)和受体1(0.11mM)的组合溶液滴定的受体1(0.11mM)的结合分析曲线。波谱暗示在NMR时间尺度上具有快速交换的结合。将7.83ppm处的峰(用·表示)的化学位移变化(Δδppm)相对于逐渐增加的客体浓度(mM)作图。将Δδ的计算值与观察值叠置，得到Ka＝264±10M-1(3.96％)。
图37显示了在10mM磷酸盐缓冲溶液(pH 7.4)中用D-核糖(75mM)滴定的受体1(0.1mM)的ITC结合结果，其中：A)显示空白ITC运行(将底物加入介质中)；B)显示实际运行(将底物加至受体1)；C)显示焓的变化相对于摩尔比的作图；D)显示使用Excel电子表格计算的拟合(Ka＝216.5±4.1M-1)。
图38显示：a)部分1H NMR谱；以及b)在298K下，在用10mM磷酸盐缓冲溶液(pH 7.4)缓冲的D2O中，用甲基α-D-葡糖苷(500mM)和受体1(0.1mM)的组合溶液滴定的受体1(0.1mM)的结合分析曲线。将7.63ppm处的峰(用·表示)的化学位移变化(Δδppm)相对于逐渐增加的客体浓度(mM)作图。将Δδ的计算值与观察值叠置，这有效地指示没有发生结合。
图39显示了在H2O中用甲基-α-D-葡糖苷(500mM)滴定的受体1(0.06mM)，其中：A)显示空白ITC运行(将糖加入水中)；B)显示实际运行(将糖加至受体1)；C)显示焓的变化相对于摩尔比的作图。
图40显示了在10mM磷酸盐缓冲溶液(pH 7.4)中用甲基-α-D-葡糖苷(500mM)滴定的受体1(0.06mM)的ITC结合结果，其中：A)显示空白ITC运行(将糖加入水中)；B)显示实际运行(将糖加至受体1)，C)显示焓的变化相对于摩尔比的作图。
图41显示了在H2O中用N-乙酰基-D-葡糖胺(498mM)滴定的受体1(0.06mM)的ITC结果，其中：A)显示空白ITC运行(将糖加入水中)；B)显示实际运行(将糖加至受体1)；C)显示焓的变化相对于摩尔比的作图。
图42显示了在10mM磷酸盐缓冲溶液(pH 7.4)中用N-乙酰基-D-葡糖胺(498mM)滴定的受体1(0.06mM)的ITC结合结果，其中：A)显示空白ITC运行(将糖加入水中)；B)显示实际运行(将糖加至受体1)，C)显示焓的变化相对于摩尔比的作图。
图43显示了在10mM PBS缓冲液(pH 7.4)中用D-尿嘧啶(5mM)滴定的受体1(0.06mM)，其中：A)显示空白ITC运行(将糖加入水中)；B)显示实际运行(将糖加至受体1)；C)显示焓的变化相对于摩尔比的作图。
图44显示了在10mM PBS缓冲液(pH 7.4)中用尿酸(2.34mM)滴定的受体1(0.06mM)，其中：A)显示空白ITC运行(将糖加入水中)；B)显示实际运行(将糖加至受体1)；C)显示焓的变化相对于摩尔比的作图。
图45显示了在H2O中用麦芽糖(500mM)滴定的受体1(0.06mM)的ITC结果，其中：A)显示空白ITC运行(将糖加入水中)；B)显示实际运行(将糖加至受体1)；C)显示焓的变化相对于摩尔比的作图。
图46显示了在10mM磷酸盐缓冲溶液(pH 7.4)中用D-甘露醇(500mM)滴定的受体1(0.1mM)的ITC结合结果，其中：A)显示空白ITC运行(将底物加入介质中)；B)显示实际运行(将底物加至受体1)；C)显示焓的变化相对于摩尔比的作图。
图47显示了在10mM磷酸盐缓冲溶液(pH 7.4)中用对乙酰氨基酚(87mM)滴定的受体1(0.06mM)的ITC结合结果，其中：A)显示空白ITC运行(将底物加入水中)；B)显示实际运行(将底物加至受体1)；C)显示焓的变化相对于摩尔比的作图。
图48显示了在10mM磷酸盐缓冲溶液(pH 7.4)中用抗坏血酸(500mM)滴定的受体1(0.06mM)的ITC结合结果，其中：A)显示空白ITC运行(将底物加入水中)；B)显示实际运行(将底物加至受体1)；C)显示焓的变化相对于摩尔比的作图。
图49显示了在10mM磷酸盐缓冲溶液(pH 7.4)中用L-岩藻糖(500mM)滴定的受体1(0.06mM)的ITC结合结果，其中：A)显示空白ITC运行(将底物加入水中))；B)显示实际运行(将底物加至受体1)；C)显示焓的变化相对于摩尔比的作图。
图50显示了在10mM磷酸盐缓冲溶液(pH 7.4)中用L-苯丙氨酸(82mM)滴定的受体1(0.06mM)的ITC结合结果，其中：A)显示空白ITC运行(将底物加入介质中)；B)显示实际运行(将底物加至受体1)；C)显示焓的变化相对于摩尔比的作图。
图51显示了在10mM磷酸盐缓冲溶液(pH 7.4)中用肌醇(5mM)滴定的受体1(0.1mM)的ITC结合结果，其中：A)显示空白ITC运行(将底物加入介质中)；B)显示实际运行(将底物加至受体1)；C)显示焓的变化相对于摩尔比的作图；D)显示使用Excel电子表格计算的拟合(Ka＝7563±313M-1)。
图52显示了在10mM磷酸盐缓冲溶液(pH 7.4)中用腺苷(500mM)滴定的受体1(0.1mM)的ITC结合结果，其中：A)显示空白ITC运行(将底物加入介质中)；B)显示实际运行(将底物加至受体1)；C)显示焓的变化相对于摩尔比的作图。
图53显示了在10mM磷酸盐缓冲溶液(pH 7.4)中用胞嘧啶(20mM)滴定的受体1(0.1mM)的ITC结合结果，其中：A)显示空白ITC运行(将底物加入介质中)；B)显示实际运行(将底物加至受体1)；C)显示焓的变化相对于摩尔比的作图。
图54显示了在10mM磷酸盐缓冲溶液(pH 7.4)中用L-色氨酸(54mM)滴定的受体1(0.06mM)的ITC结合结果，其中：A)显示空白ITC运行(将底物加入介质中)；B)显示实际运行(将底物加至受体1)；C)显示焓的变化相对于摩尔比的作图。
图55显示了在D2O中使用D-葡萄糖(5mM，2.5当量)的受体1(2mM)的部分1H NMRROESY谱。化学交换峰(黑色，带注释)连接游离和结合状态的β-D-葡萄糖上的CH质子。表中列出了葡萄糖质子的化学位移，以及由于结合引起的信号移动。在这些条件下未观察到结合的α-D-葡萄糖的信号。
图56显示了测试与受体1的亲和力的底物的结构。
图57显示了在pH 7.4和298K下，在D2O中用D-葡萄糖(1M)和90(1mM)的组合溶液滴定的90(1mM)的部分1H NMR谱(顶部)和结合分析曲线(底部)。将用·表示的化学位移变化(Δδ，ppm)相对于D-葡萄糖浓度(mM)作图。将Δδ的计算值与观察值叠置，得到Ka＝5.1±0.2M-1(3.6％)。
图58显示了在pH 7.4和298K下，在D2O中用D-纤维二糖(250mM)和90(0.25mM)的组合溶液滴定的90(0.25mM)的部分1H NMR谱(顶部)和结合分析曲线(底部)。将用·表示的化学位移变化(Δδ，ppm)相对于D-纤维二糖浓度(mM)作图。将Δδ的计算值与观察值叠置，得到Ka＝46±0.4M-1(0.89％)。
图59显示了在pH 7.4和298K下，在D2O中用D-纤维三糖(15mM)和90(0.2mM)的组合溶液滴定的90(0.2mM)的部分1H NMR谱(顶部)和结合分析曲线(底部)。将用·表示的化学位移变化(Δδ，ppm)相对于D-纤维三糖浓度(mM)作图。将Δδ的计算值与观察值叠置，得到Ka＝949±2.9M-1(0.3％)。
图60显示了在pH 7.4和298K下，在D2O中用D-纤维四糖(15mM)和90(0.2mM)的组合溶液滴定的90(0.2mM)的部分1H NMR谱。波谱暗示具有中等交换速率的结合，因此没有Ka可被确定。
图61显示了在pH 7.4和298K下，在D2O中用D-纤维五糖(15mM)和90(0.2mM)的组合溶液滴定的90(0.2mM)的部分1H NMR谱。波谱暗示具有中等交换速率的结合，因此没有Ka可被确定。
图62显示了在pH 7.4和298K下，在D2O中用D-麦芽糖(500mM)和90(0.2mM)的组合溶液滴定的90(0.2mM)的部分1H NMR谱(顶部)和结合分析曲线(底部)。将用·表示的化学位移变化(Δδ，ppm)相对于D-麦芽糖浓度(mM)作图。将Δδ的计算值与观察值叠置，得到Ka＝15±1.8M-1(11.8％)。
图63显示了在pH 7.4和298K下，在D2O中用D-麦芽三糖(500mM)和90(0.2mM)的组合溶液滴定的90(0.2mM)的部分1H NMR谱(顶部)和结合分析曲线(底部)。将用·表示的化学位移变化(Δδ，ppm)相对于D-麦芽三糖浓度(mM)作图。将Δδ的计算值与观察值叠置，得到Ka＝20±0.7M-1(3.3％)。
图64显示了在298K下，在水中用D-纤维二糖(200mM)滴定的90(0.2mM)的ITC结合结果，其中：A)显示空白运行(将底物加入水中)；B)显示滴定(将底物加至受体)；C)显示焓的变化相对于摩尔比的作图；D)显示使用Excel电子表格计算的拟合(Ka＝37.6±2.5M-1)。
图65显示了在298K下，在水中用D-纤维三糖(15mM)滴定的90(0.2mM)的ITC结合结果，其中：A)显示空白运行(将底物加入水中)；B)显示滴定(将底物加至受体)；C)显示焓的变化相对于摩尔比的作图；D)显示使用Excel电子表格计算的拟合(Ka＝955±11M-1)。
图66显示：a)在298K下，10mM磷酸盐缓冲液中的d-葡萄糖(7.1mM)向10mM磷酸盐缓冲液中的受体4(0.40mM)进行的ITC滴定；以及b)注射物的kcal mol-1相对于摩尔比迹线的放大图像。Ka计算为6490M-1+/-72.6M-1。
图67显示：a)在298K下，10mM磷酸盐缓冲液中的d-葡萄糖(7.1mM)向10mM磷酸盐缓冲液中的受体5(0.46mM)进行的ITC滴定；以及b)注射物的kcal mol-1相对于摩尔比迹线的放大图像。Ka计算为10400M-1+/-132M-1。
图68显示了在将β-D-葡萄糖(10mM)和受体7(127μM)在10mMPB、140mM NaCl、D2O中的组合溶液滴定到受体7(127μM)在10mM PB、140mM NaCl、D2O中的溶液后生成的1H NMR结合分析曲线。Ka计算为6886M-1+/-190M-1。
图69显示：a)在298K下，10mM磷酸盐缓冲液中的d-葡萄糖(7.1mM)向10mM磷酸盐缓冲液中的受体8(0.42mM)进行的ITC滴定；以及b)注射物的kcal mol-1相对于摩尔比迹线的放大图像。Ka计算为4210M-1+/-73M-1。
图70显示了在将β-D-葡萄糖(10mM)和受体9(210μM)在10mMPB、140mM NaCl、D2O中的组合溶液滴定到受体9(210μM)在10mM PB、140mM NaCl、D2O中的溶液后生成的1H NMR结合分析曲线。
图71显示了在将β-D-葡萄糖(100mM)和受体10(250μM)在10mM PB、140mM NaCl、D2O中的组合溶液滴定到受体10(250μM)在10mM PB、140mM NaCl、D2O中的溶液后生成的1HNMR结合分析曲线。
图72显示了在将β-D-葡萄糖(10mM)和受体13(265μM)在10mMPB、140mM NaCl、D2O中的组合溶液滴定到受体13(265μM)在10mM PB、140mM NaCl、D2O中的溶液后生成的1H NMR结合分析曲线。
图73显示了用添加有受体11(50μM)和10mM PB溶液的D-葡萄糖(10mM)滴定的D2O(pH 7.4，10mM PB溶液)中的受体11(50μM)的部分1H NMR谱。如果假设受体在～1mM时饱和，则在0.5mM时达到半饱和。因此1/0.5mM＝Ka～2000M-1。
图74显示：A)圆二色性(CD)谱；以及B)在将添加有受体11(70
μM)和10mM PB溶液的D-葡萄糖(10mM)滴定到受体11(70μM)在水(pH 7.4，含有10mM PB溶液)中的溶液中后生成的结合分析曲线。
图75显示：a)在298K下，10mM磷酸盐缓冲液中的d-葡萄糖(7.73mM)向10mM磷酸盐缓冲液中的受体13(0.13mM)进行的ITC滴定；以及b)注射物的kcal mol-1相对于摩尔比迹线的放大图像。Ka计算为1310M-1+/-33M-1。
图76显示：a)在298K下，10mM磷酸盐缓冲液中的d-葡萄糖(7.10mM)向10mM磷酸盐缓冲液中的受体3(0.29mM)进行的ITC滴定；以及b)注射物的kcal mol-1相对于摩尔比迹线的放大图像。Ka计算为5760M-1+/-269M-1。
图77显示了在298K下，在将β-D-葡萄糖(3.24M)和受体2(265μM)在D2O中的组合溶液滴定到受体12(223μM)在D2O中的溶液后生成的1H NMR结合分析曲线。
材料与方法
商业试剂购自Sigma-Aldrich、Alfa-Aesar或Acros Organics，并且除非另有说明，否则无需进一步纯化即可使用。所有对空气和湿度敏感的操作均使用标准真空管线和Schlenk技术进行，或者在含有纯化氩气氛的干燥箱中进行。用于对空气和湿度敏感的操作的溶剂从Anhydrous Engineering Solvent Purification System获得，或者蒸馏并在活化的分子筛上干燥。
柱色谱法使用硅胶60(Sigma Aldrich)和合适的洗脱液进行。使用铝背衬的TLC板(Merck-Keiselgel 60F254)进行TLC，并使用UV荧光进行可视化，和/或使用茚三酮、高锰酸钾、EtOH/H2SO4、香草醛、Pd(OAc)2/H2O或碘显色。
使用具有Waters 2998光电二极管阵列检测器的Waters 600控制器进行HPLC色谱法。对于分析运行，使用XSELECT CSH C18 5μm(4.6x150mm)柱，而对于制备运行，使用XSELECT CSH Prep C18 5μmOBD(19x250mm)柱，通常使用丙酮-水溶剂混合物。
在Varian VNMR 400MHz、Jeol Eclipse 400MHz、Varian VNMR 500MHz、Bruker低温冷却500MHz和Varian VNMR低温冷却的S600MHz光谱仪上记录1H和13C NMR谱。除非另有说明，否则所有光谱均在环境温度下获得。除非另有说明，否则所有1H和13C NMR的化学位移均参考作为内标的四甲基硅烷在CDCl3中的化学位移来报告，而溶剂的1H(残余)和13C化学位移作为次要标准。
在具有ATR附件的Perkin-Elmer Spectrum One FT-IR光谱仪上记录IR光谱，并以波数(cm-1)报告频率。ESI-LRMS(电喷雾电离低分辨率质谱法)在VGAnalytical Quattro上进行，ESI-HRMS(电喷雾电离高分辨率质谱法)在Bruker Daltonics Apex IV上进行，MALDI-MS(基质辅助激光解吸/电离)在Applied Biosystems 4700上进行。元素分析在EuroVector EA3000 Elemental Analyser上进行。
1H-NMR滴定在Varian VNMR低温冷却的S600光谱仪上进行。制备糖在D2O(99.9％)中的溶液，其中含有将在实验中使用的已知浓度的受体，并且如果必要，在使用前使其平衡过夜。然后将等分试样加入到含有已知浓度的受体溶液(通常为100μM-400μM)的NMR管中。因此，在碳水化合物浓度增加时，受体浓度保持恒定。每次添加后摇动样品管，并在298K下获得1H-NMR谱。
等温滴定(微)量热法(ITC)实验在MicroCal iTC200微量热计和/或MicroCaliVP-ITC上进行。ITC实验在298K下进行。在HPLC级水中制备糖溶液，并在必要时使其平衡过夜。向样品池中加入已知浓度的HPLC级水中的受体溶液(通常为50μM-200μM)。然后，加入等分试样(通常为1.0μL)的碳水化合物溶液，并随时间推移追踪热析出。通过使用相同的条件将相同的碳水化合物溶液注入HPLC级水中来测量稀释热。对于每次添加，使用在ORIGIN7.0中实施的MicroCal软件程序从结合热中减去稀释热。这给出了热与总客体浓度的XY矩阵。然后将该矩阵导入到专门编写的Excel程序中，以使数据拟合1:1结合模型，从而得到Ka。ΔG可以从Ka导出，并且ΔS可以使用常见的热力学方程式从ΔH和ΔG导出。这种分析方法与使用MicroCal软件计算的Ka拟合一起使用，以印证所获得的结果。
合成程序
双环受体合成
方案1–用来制备1,3,5-三乙基-2,4,6-三(异氰酸基甲基)苯(化合物103)的合成程序
1,3,5-三乙基-2,4,6-三(氨基甲基)苯(化合物106)
在惰性N2气氛下，将1,3,5-三(溴甲基)-2,4,6-三乙基苯104(324mg，0.74mmol)溶解在无水DMF(4.5mL)中，并加入NaN3(157mg，2.42mmol)。将反应加热至60℃保持16小时。然后将反应混合物用乙酸乙酯(20mL)稀释，用水(3×20mL)洗涤，干燥(MgSO4)，并过滤。向滤液中加入DMF(4mL)，并在真空下除去溶剂至体积约为4mL。向三叠氮化物105的转化通过1HNMR来证实(220mg，0.68mmol，92％)。在惰性N2气氛下将所得到的DMF溶液转移到THF(22mL)和PMe3(在THF中1M，4.1mL)的脱气无水溶液中。将反应混合物在室温下搅拌1小时，加入脱气的H2O(5mL)，将反应混合物再搅拌16小时。然后通过将N2鼓泡通过该溶液来蒸发溶剂和过量的PMe3，并将粗残余物悬浮在H2O(～10mL)中。然后将悬浮液冷冻干燥，得到呈白色固体的106(148mg，0.61mmol，90％)。1H NMR:(400MHz,(CDCl3):1.24(t,J＝7.5Hz,9H,C(1)H),2.83(q,J＝7.5Hz,6H,C(2)H),3.88(s,6H,C(5)H 2)；13C NMR:(100MHz,(CDCl3):δ16.8(C(1)H2),22.6(C(2)H),39.7(C(5)H),137.4(C3),140.4(C4)；LRMS:(ESI+)实测[M+Na]+:272.2
1,3,5-三乙基-2,4,6-三(异氰酸基甲基)苯(化合物103)
方法A
向烧瓶中装入106(30mg，0.12mmol)和NaHCO3(20mg，0.24mmol)。加入CH2Cl2(5mL)和H2O(5mL)，将混合物冷却至0℃并快速搅拌。加入三光气(40mg，0.13mmol)，并将反应混合物在室温下剧烈搅拌1小时。用CH2Cl2(20mL)和盐水(10mL)稀释反应混合物，分离有机层，干燥(MgSO4)，并在真空下除去溶剂，得到呈无色油的103(50mg，0.166mmol，78％)。
方法B
在惰性N2气氛下，向烧瓶中装入三光气(1.81g，6.1mmol)。加入无水甲苯(70mL)。在7分钟的时间内逐滴加入106(500mg，2.0mmol)在无水甲苯(40mL)中的溶液。将反应混合物加热至回流并再搅拌75min。使反应混合物冷却，并在高真空下除去溶剂。然后将残余物再溶解在约40mL甲苯中，并在棉绒上过滤。在高真空下除去溶剂，得到呈油的103(630mg，1.9mmol，95％)，其缓慢结晶为淡黄色固体。
1H NMR:(400MHz,(CDCl3):1.26(t,J＝7.6Hz,9H,C(1)H),2.84(q,J＝7.6Hz,6H,C(2)H),4.49(s,6H,C(5)H 2)；13C NMR:(100MHz,(CDCl3):δ16.1(C(1)H2),22.8(C(2)H),40.4(C(5)H),123.1(C6),132.4(C3),143.1(C4)；νmax 2973,2933,2875,2243,1495,1453,1335,1042,856,577cm-1；LRMS:(ESI+)实测[M+Na]+:350.1.HRMS:(ESI+)针对C18H21N3O3Na+计算值:350.1475，实测[M+Na]+:350.1474。
Fmoc保护的叔丁基G2连接体(化合物84)
方法A
在惰性N2气氛下，将Fmoc-氨基苯甲酸67(983mg，2.63mmol)、HBTU(996mg，2.63mmol)和HOBt(355mg，2.63mmol)悬浮在无水THF(30mL)中。加入DIPEA(1.2mL，6.57mmol)，并将反应在室温下搅拌10分钟。然后加入第二代树枝状胺82(3.1g，2.19mmol)，并将反应搅拌24小时。然后在真空下除去溶剂，并将粗残余物通过快速柱色谱法纯化(3％MeOH:CH2Cl2)，得到呈灰白色固体的84(3.49g，2.01mmol，92％)。
方法B
在惰性N2气氛下，将67(5g，15.3mmol)、HBTU(5.03g，15.3mmol)和HOBt.H2O(2.06gmg，15.3mmol)悬浮在无水THF(60mL)中。加入DIPEA(7.2mL，38.3mmol)，并将反应在室温下搅拌1小时。在真空下除去溶剂，将粗残余物溶解在乙酸乙酯(100mL)中，然后倒入水(300mL)中。然后将沉淀物过滤并风干，得到粗HOBt酯/四甲基脲复合物(1:1，4.36g，7.19mmol，Mw＝607.67g mol-1)，其不经进一步纯化即可使用。然后将该粗HOBt酯复合物悬浮在无水THF(60mL)中，并加入82(9.4g，6.54mmol)和DIPEA(2.1mL，12.3mmol)。将反应混合物在室温下搅拌24小时，并在真空下除去溶剂。然后将粗残余物通过快速柱色谱法纯化(5％ MeOH:CH2Cl2)，得到呈灰白色固体的84(9.02g，5.19mmol，86％)。
1H NMR:(400MHz,(CDCl3):δ1.43(s,81H,C(26)H 3),1.95(m,18H,C(23)H 2),2.11(t,J＝7.2Hz,6H,C(18)H 2),2.17(m,18H,C(22)H 2),2.25(t,J＝7.2Hz,6H,C(19)H 2),4.27(m,3H,C(7)H和NH2 ),4.47(d,J＝7.4Hz,2H,C(8)H 2),6.08(s,3H,NH),6.76(d,J＝8.4Hz,1H,C(13)H),7.26-7.31(m,2H,C(4)H),7.38(t,J＝7.4Hz,2H,C(3)H),7.57-7.69(m,2H,C(5)H),7.71(d,J＝8.7Hz,1H,C(2)H),7.75(d,J＝7.6Hz,3H,C(2)H),7.78(d,J＝2.1Hz,1H,C(15)H),8.54(s,1H,NH)；13C NMR:(100MHz,(CDCl3):δ28.0(C26),29.8(C22),29.9(C23),31.8(C19),32.2(C18),47.2(C7),53.4(C17),57.4(C21),67.3(C8),80.6(C25)116.6(C12),119.9(C2),122.6(C10),124.6(C14),125.3(C4),126.0(C15),126.8(C13),127.0(C5),127.6(C3),141.3(C1),143.8(C6),145.3(C11),154.9(C9),166.6(C16),172.7(C24),173.1(C20)；νmax 2977,2963,1752,1723,1689,1637,1535,1367,1242,1151,1098,844cm-1；HRMS:(ESI+)实测[M+2Na]2+:921.0252。
Fmoc-氨基苯甲酸(67)按照如Angew.Chem.,2008,120,6957所述的文献程序制备。
第二代树枝状胺(82)按照如Angew.Chem.Int.Ed.,2015,54,2057所述的文献程序制备。
三氨基G2MM叔丁基保护的三乙基苯半受体(化合物108)
在惰性N2气氛下，将84(600mg，0.35mmol)溶解在103(28mg，0.086mmol)在无水二氯甲烷(5mL)中的溶液中。加入无水吡啶(40μL)，并将反应加热至回流16小时，之后使其冷却至室温并在真空下除去溶剂。将粗残余物通过快速柱色谱法纯化(1:1，EtOAc:CH2Cl2→4％MeOH:CH2Cl2)，得到呈白色固体的107(400mg，0.072mmol，84％)。向107的转化通过有限NMR研究*和高分辨率质谱法(ESI+)来证实：m/z针对[M+3Na]3+计算值2869.6877，实测1928.1169，针对[M+4Na]4+计算值:1451.8339，实测1451.8320。在惰性N2气氛下，将107(300mg，0.052mmol)溶解在无水二氯甲烷(8mL)中并冷却至0℃。逐滴加入DBU(50μL，0.30mmol)，使反应混合物升温至室温并搅拌1小时。在真空下除去溶剂，并将粗产物通过快速柱色谱法纯化(4％ MeOH:CH2Cl2)，得到呈白色固体的108(238mg，0.047mmol，91％)。1HNMR:(400MHz,(CD3OD):δ1.24(t,J＝7.6Hz,C(1)H 3),1.43(s,243H,C(23)H 3),1.94(m,54H,C(20)H 2),2.09(m,18H,C(15)H 2),2.18(m,54H,C(19)H 2),2.23(m,18H,C(16)H 2),2.86(m,6H,C(2)H 2),4.51(s,6H,C(5)H 2),7.21(dd,J＝2.1,8.4Hz,3H,C(9)H),7.29(d,J＝2.1Hz,3H,C(11)H),7.4(d,J＝8.4Hz,3H,C(8)H),7.4(s,9H,NH),7.91(s,3H,NH)；13C NMR:(100MHz,(CDCl3):δ17.0(C1),22.5(C2),28.5(C23),30.5(C19),30.7(C20),32.3(C15),32.6(C16),37.9(C5),58.9(C18),59.4(C14),81.6(C22),117.4(C11),118.9(C9)124.5(C8),130.0(C10),132.9(C3),133.8(C7),141.4(C12),145.1(C4),157.9(C6),170.1(C13),174.4(C21),175.6(C17)；HRMS:(ESI+)实测[M+3Na]3+:1706.0490。
*有限NMR研究仅由于107的缓慢构象交换导致非常宽的低强度信号而是可能的。
叔丁基保护的三乙基苯受体(化合物1a)
方法A
在惰性N2气氛下，将108(124mg，0.024mmol)溶解在无水二氯甲烷(50ml)中并加热至回流。加入103(8mg，0.024mmol)在无水二氯甲烷(3mL)中的溶液，并将反应在回流下搅拌3天。使反应混合物冷却至室温并在真空下除去溶剂。将粗产物通过反相HPLC纯化，然后冷冻干燥，得到呈白色固体的1a(20mg，0.004mmol，15％)。
方法B
在惰性N2气氛下，将108(200mg，0.04mmol)、辛基-葡糖苷(23mg，0.08mmol)和4-二甲基氨基吡啶(14mg，0.12mmol)溶解在无水二氯甲烷(35mL)中。加入103(13mg，0.04mmol)在无水二氯甲烷(5mL)中的溶液，并将反应在回流下搅拌2天。使反应混合物冷却至室温，并在真空下除去溶剂。将粗产物通过反相HPLC纯化，然后冷冻干燥，得到呈白色固体的1a(85mg，0.016mmol，40％)。
1H NMR:(400MHz,(CD3OD):δ1.24(m,18H C(1)H 3),1.43(s,243H,C(23)H 3),1.95(m,54H,C(20)H 2),2.13(m,18H,C(15)H 2),2.20(m,54H,C(19)H 2),2.25(m,18H,C(16)H 2),2.74,2.84(br m,6H,C(2)H 2),4.40,4.49(br s,6H,C(5)H 2),7.43(s,9H,NH),7.63(d,J＝8.7Hz,3H,C(10)H),8.03(d,J＝8.7Hz,3H,C(11)H),8.07(s,3H,C(8)H)；13C NMR:(100MHz,(CDCl3):δ15.5,15.6(C1),22.3,22.5(C2),27.1(C23),29.1(C19),29.3(C20),30.8(C15),31.0(C16),37.5(C5),57.3(C18),58.1(C14),80.2(C22),120.3(C11),123.5(C8),124.1(C10),127.6(C7),129.4(C9),132.0,132.6(C3),135.0(C12),143.0,143.2(C4),155.8,156.6(C6),168.2(C13),173.0(C21),174.1(C17)；HRMS:(ESI+)实测[M+3Na]3+:1816.1093。
三乙基苯受体(受体1)
将1a(3.5mg，0.65μmol)溶解在HPLC级二氯甲烷(1.6ml)中。加入三氟乙酸(0.4mL)，并将反应在室温下搅拌16小时。然后在氮气流下除去溶剂，将粗产物悬浮在水中并冷冻干燥。然后将得到的固体悬浮在水中，用NaOH(水溶液)中和至pH 7，然后冷冻干燥，得到呈白色固体的受体1(3.3mg，0.62μmol，95％)。1H NMR:(400MHz,(D2O):δ1.17(m,18H C(1)H 3),1.94(m,54H,C(20)H 2),2.12(m,18H,C(15)H 2),2.18(m,54H,C(19)H 2),2.31(m,18H,C(16)H 2),2.76(br m,6H,C(2)H 2),4.46(br s,6H,C(5)H 2),7.61(d,J＝9.6Hz,3H,C(10)H),7.82(br m,6H,C(11)H,C(8)H)；)；13C NMR:(100MHz,(CDCl3):δ18.0,18.1(C1),25.0,25.2(C2),32.6(C15),32.7(C19),32.9(C16),33.3(C20),40.1,40.3(C5),60.7(C18),61.3(C14),120.0(C11),121.6(C10),122.8(C8),125.7(C7),130.0(C9),134.7,135.0(C3),135.6(C12),146.7,146.9(C4),159.6,159.9(C6),170.3(C13),177.8(C17),184.1(C17)。
化合物8d
向装备有磁力搅拌器的schlenk瓶中装入108(200.0mg，0.04mmol)，向烧瓶中加入DMAP(14.5mg，0.12mmol)和正辛基葡糖苷(23.2mg，0.08mmol)，并置于氮气下。加入无水DCM(40mL)，并使反应升温至34℃。向烧瓶中加入化合物5d(12.5mg，0.051mmol)的甲苯(约85％纯度)溶液，并将反应搅拌16小时。完全除去溶剂，并将粗产物在C18 SNAP Ultra 60g柱上经洗脱(10％丙酮:水1CV，10-95％丙酮:水的梯度10CV，95％丙酮:水2CV)通过反相MPLC纯化。白色固体(67mg，0.012mmol，32％)。
化合物8e-受体2
方法A：在室温下将化合物8d溶解在无水DCM(体积：6mL)和TFA(1.74mL，22.67mmol)中。将所得到的暗黄色溶液在室温下搅拌2h。在真空下除去挥发物，得到黄色固体。该固体通过在1:1MeOH/H2O+0.1％甲酸中加样，在C18 SNAP Ultra 60g柱上通过反相MPLC纯化。所得到的白色固体用100mM NaOH溶液中和至pH 7，并将所得到的溶液在真空下浓缩至干。白色结晶固体(37mg，0.008mmol，74％)。
方法B：将从化合物44获得的固体溶解在无水CH2Cl2(5.9mL)中，并在室温下加入TFA(1.7mL，23mmol)。将所得到的暗黄色溶液在室温下搅拌2h，或者直到TLC证实完成(60％EtOAc/CH2Cl2中基线上的产物)。在真空下除去溶剂/TFA(旋转蒸发器，然后高真空)，得到黄色固体。该固体通过反相色谱法纯化(在1:1MeOH/H2O+0.1％甲酸中加样)。取Fr 2-7并在真空下浓缩。所得到的白色固体用100mM NaOH溶液中和至pH 7，并在真空下浓缩所得到的溶液(旋转蒸发器/指形冷冻器，采用液N2)，得到呈白色结晶固体的化合物45(37mg，75％)。
1H NMR:(500MHz,D2O,298K):δ7.74(br d,J＝7.1Hz,3H,H9),7.59(d,J＝8.6Hz,3H,H8),7.48(s,3H,NH),7.40(s,3H,H6),7.01(s,3H,H1),4.40(br s,6H,H12),3.93(br s,6H,H3),2.70(br s,6H,H15),2.20(br s,18H,H20),2.07(m,72H,H19+H24),1.83(m,54H,H23),1.07(br t,9H,H16)。
13C NMR(126MHz,D2O)δ173.2,166.0,160.0,149.4,148.1,135.5,131.1,128.9,122.8,121.6,119.6,118.0,117.4,114.5,113.9,49.5,49.0,48.9,43.1,33.8,28.6,22.0,21.6,21.2,21.1,13.5,6.3。
化合物9-受体3
将三乙基苯受体1(15.0mg，0.003mol)、HBTU(W：2.6mg，0.006mmol)和5-(氨基乙酰胺基)荧光素(21.8mg，0.048mmol)溶解在DMF(1.25mL)和H2O(1.25mL)中。将反应混合物在室温下在暗处搅拌16hr，然后减压浓缩。粗反应混合物用NaOH水溶液中和至约pH 7，然后减压浓缩。在12g SNAP Ultra C18柱上通过反相快速色谱法纯化，其中的洗脱采用1CV 20％MeOH/H2O+0.1％甲酸至65％ MeOH/H2O+0.1％甲酸8CV至100％ H2O+0.1％甲酸0.5CV，然后100％ H2O+0.1％甲酸3CV。合并含有产物的级分，减压浓缩，中和至约pH 7，然后冻干，得到呈橙色粉末的化合物9。1H NMR:(400MHz,D2O,298K):δ7.91–7.28(m,15H,Ar),7.25–6.89(m,9H,Ar),6.73–6.32(m,12H,Ar),4.52–4.04(m,12H,H5),4.02–3.81(m,6H,H22),2.59–1.61(m,156H,H1+15+16+19+20),1.21–0.82(m,18H,H1)。
关键中间体
化合物A1
将3,4-二氨基苯甲酸(41.000g，0.269mol)与饱和NaHCO3(0.40L)和乙腈(0.40L)混合，得到褐色浆液。接下来，在5分钟内逐份加入固体Fmoc-OSu(99.99g，0.296mol)。将非均质的悬浮液在室温下搅拌16小时，然后用1M HCl(水溶液)酸化。在烧结玻璃(frit)上收集固体，并用冷二乙醚(3x100 mL)、己烷(3x 100mL)洗涤，然后用MeOH(3x 50mL)洗涤，然后在真空下干燥。褐色固体(101g，0.269mol，100％)。将该中间体(10.000g，0.027mol)、HOBt(8.181g，0.053mol)和HBTU(20.259g，0.053mol)溶解在THF(300)mL)和DIPEA(18.610mL，0.107mol)中。将非均质的浆液在室温下搅拌90分钟，之后真空除去溶剂，得到粘性油。将该油溶解在EtOAc(80ml)中，并添加至快速搅拌的水(200ml)与EtOAc(40mL)的混合物中。约2min后形成沉淀物，并向烧瓶中加入二乙醚(100mL)。搅拌10分钟后，通过过滤收集固体，并用水(3x 10mL)和二乙醚(2x 10mL)洗涤，之后在真空下干燥16小时。1H NMR:(500MHz,DMSO-d6)δ8.94(s,1H),8.14(dd,J＝17.7,8.4Hz,2H),8.01–7.93(m,1H),7.90(d,J＝7.6Hz,2H),7.87–7.68(m,6H),7.68–7.61(m,1H),7.54(dt,J＝11.5,7.5Hz,1H),7.42(t,J＝7.4Hz,2H),7.34(t,J＝7.6Hz,2H),6.89(d,J＝8.6Hz,1H),6.46(s,2H),4.44(s,2H),4.31(s,1H),3.40(s,7H),3.03(s,7H),2.50(s,4H)。
化合物2
向100mL Schlenk烧瓶中装入化合物A1(2.750g mg，2.263mmol)、N,N-二异丙基乙胺(0.585mL，3.341mmol)和无水THF(10mL)。加入固体3-(2-氨基乙基)戊烷-1,3,5-N-Boc-三胺*(0.800g，摩尔：1.911mmol)，并搅拌非均质的溶液/悬浮液。72小时后，TLC(SiO2，7:3EtOAc:DCM)指示起始材料完全耗尽并形成产物。真空除去溶剂，并用DCM(2x 10mL)萃取粗残余物。将滤液浓缩至干，残余物通过MPLC纯化(12％→100％在EtOAc中的DCM)。橙色无定形固体(1.154g，1.413mmol，74％)。1H NMR:(400Hz,CDCl3)δ7.00-7.82(m,11H,ArH),6.71(2H,d,J＝8.13Hz,NH 2),3.14(6H,q,J＝7Hz,CH 2NH),2.04(app.s,6H,CCH 2),1.40(27H,s,C(CH 3)3)。MS:(ESI+)针对C44H60N6O9Na+计算值:839.4314，实测[M+Na]+:839.4318。
*Carter,T.S.；Mooibroek,T.J.；Stewart,P.F.N.；Crump,M.P.；Galan,M.C.&Davis,A.P.Angewandte Chemie International Edition,2016,55,9311-9315。
化合物3b
将NaH(1.05g，26.3mmol，在矿物油中60％)加入Schlenk烧瓶(100mL)中并置于氮气下。通过在60-80℃下用3x 25mL石油醚洗涤固体除去矿物油。将洗涤后的NaH悬浮在无水DMF(10mL)中，并在冰浴中冷却的同时剧烈搅拌约10min。在氮气逆流下逐份加入固体三氟乙酰胺(4.46g，39.46mmol)。搅拌5分钟后，使混合物升温至室温。一旦气体析出完全停止(在1小时内)，即在氮气逆流下逐份加入固体1,3,5-三溴甲基-2,4,6-三甲氧基苯*(2.00g，4.39mmol)，并将所得到的白色悬浮液在室温下搅拌。约18小时后，将悬浮液倒入0.5M HCl(150mL)中，并在烧结玻璃上收集淡橙色沉淀物。固体用水(2x 10mL)洗涤，然后在真空下干燥过夜(约10-2mbar)。灰白色固体(2.44g，4.491mol，102％)。粗产物不经进一步纯化即可使用，并且含有2-3％ DMF(通过1H NMR光谱法定量)。1H NMR:(400MHz,DMSO-d6)δd.4.40(6H,3JHH＝4.6Hz,ArCH2 NHC(O)CF3),s.3.70(9H,OCH 3)。13C NMR:(400MHz,DMSO-d6)δq.158.3(2JCF＝37.1Hz,C(O)CF3),137.3,132.1(Ar),q.116.1(1JCF＝287.9Hz,CF3),62.5(NHCH2Ar),32.1(OCH3)。
*Rosien,J.；Seichter,W.；Mazik,M.,Organic and Biomolecular Chemistry,2013,11(38),6569–6579。
化合物3c
通过与化合物3b类似的路线使用1,3,5-三溴甲基-2,4,6-三甲基苯制备。灰白色固体(4.86g，0.01mol 82％)。1H NMR:(500MHz,CDCl3/MeOH-d4)δs.4.47(6H,ArCH2 NHC(O)CF3),s.2.26(9H,OCH 3)。13C NMR:(125MHz,CDCl3/MeOH-d4)δq.157.6(2JCF＝37.2Hz,C(O)CF3),137.8,131.1(Ar),q.115.9(1JCF＝287.3Hz,CF3),39.4ArCH2NHC(O)CF3),16.0(ArCH3)。MS:(APCI-)493.9
化合物3d
通过与化合物3b类似的路线使用1,3,5-三(溴甲基)苯(5.07g，0.014mol)制备。粗产物在C18 SNAP Ultra 60g柱上经洗脱(10％丙酮:水1CV，10-95％丙酮:水梯度10CV，95％丙酮:水2CV)通过反相MPLC纯化。白色固体(2.16g，0.005mol，34％)。1H NMR:(400MHz,MeOH-d4)δ7.07,(s,3H,ArH),4.35(6H,3JHH＝4.6Hz,ArCH2 N(O)HCF3)。13C NMR:(125MHz,MeOH-d4)δq.158.1(2JCF＝36.9Hz,C(O)CF3),138.1,132.2(Ar),q.114.6(1JCF＝286.9Hz,CF3),125.9(Ar),42.3,ArCH2NHC(O)CF3)。
化合物4a
将NaH(3.809g，0.095mol，在矿物油中60％)加入Schlenk烧瓶(100mL)中并置于氮气下。通过在60-80℃下用3x 25mL石油醚洗涤固体除去矿物油。将洗涤后的NaH悬浮在无水DMF(40mL)中，并在冰浴中冷却的同时剧烈搅拌约10min。在氮气逆流下逐份加入固体三氟乙酰胺(16.147g，0.143mol)。搅拌5分钟后，使混合物升温至室温。一旦气体析出完全停止(在1小时内)，即在氮气逆流下逐份加入固体1,3,5-三溴甲基-2,4,6-三甲氧基苯*(7.00g，0.016mol)，并将所得到的白色悬浮液在室温下搅拌。约18小时后，将悬浮液倒入0.5M HCl(150mL)中，并在烧结玻璃上收集淡橙色沉淀物。固体用水(2x 10mL)洗涤，然后在真空下干燥过夜(约10-2mbar)。灰白色固体(7.910g，0.015mol 93％)。将中间体乙酰胺(4.90g，0.009mol)溶解在甲醇(38.6mL)和水(38.6mL)中。加入NaOH(1.05g，3.150mol)，并在65℃下搅拌反应混合物约18小时。加入固体Boc2O(7.287g，0.033mol)和三乙胺(2.534mL，0.026mol)，并将反应在环境温度下再搅拌4小时。反应混合物用DCM(200mL)稀释，并用饱和NaHCO3水溶液(200mL)、1M NaOH(200mL)和盐水(100mL)洗涤。将有机相浓缩至干，所得到的粗产物通过MPLC纯化(0→50％在DCM中的MeOH)。无色固体(4.820g，0.009mol，96％)。1HNMR:(400MHz,CDCl3)δm.br 4.33(9H,ArCH2 NHCO2C(CH3)3),NH),q.2.71(6H,3JHH＝7.5Hz,ArCH 2CH3),s.1.44(27H,CO2C(CH 3)3),t.1.19(9H,3JHH＝7.5Hz,ArCH2CH 3)。13C NMR:(125MHz,CDCl3)δ155.5(CO2C(CH3)3),143.9,132.6(Ar),79.7(CO2 C(CH3)3),38.9ArCH2NHCO2C(CH3)3),28.6(CO2C(CH3)3),23.0(ArCH2CH3),16.7(ArCH2 CH3)。
*Rosien,J.；Seichter,W.；Mazik,M.,Organic and Biomolecular Chemistry,2013,11(38),6569–6579。
化合物4b
在室温下将化合物3c(9.123g，0.013mol)溶解在MeOH(125mL)和NaOH(1.689g，0.042mol)中过夜。加入0.040mol，随后加入BOC酐(11.702g，0.054mol)，并搅拌过夜。在真空下除去溶剂，粗产物在DCM与H2O之间分配。合并有机级分，用0.5M HCl(50ml)洗涤，用MgSO4干燥，并在真空下浓缩，得到灰白色固体。通过MPLC纯化(0→20％在石油醚中的EtOAc)。无色结晶固体(5.62g，0.011mol，83％)。1H NMR:(500MHz,CDCl3)δd.4.33(9H,ArCH2 NHCO2C(CH3)3),NH),s.2.37(9H,ArCH 3),s.1.44(27H,CO2C(CH 3)3)。13C NMR:(125MHz,CDCl3)δ155.7(CO2C(CH3)3),136.9,133.5(Ar),79.7(CO2 C(CH3)3),40.0ArCH2NHCO2C(CH3)3),28.5(CO2C(CH3)3),16.0(ArCH3)。
化合物4c
通过与化合物4b类似的路线使用化合物3b(0.919g，1.69mmol)制备。通过MPLC纯化(0→40％在石油醚中的EtOAc)。无色结晶固体(0.655g，1.15mmol 68％)。1H NMR:(4500MHz,CDCl3)δd 4.38(6H,3JHH＝4.2Hz ArCH2 NHCO2C(CH3)3),s.3.79(9H,OCH 3)1.43(27H,CO2C(CH 3)3)。
化合物4d
以与化合物4b类似的方式使用溶解在MeOH(30mL)中的化合物3d(2.155g，0.005mol)制备。固体NaOH(0.599g，0.015mol)。通过MPLC纯化(50％在DCM中的EtOAc)，然后从DCM/石油醚中再结晶。无色结晶固体(0.88g，0.002mmol 40％)。1H NMR:(400MHz,CDCl3)δs.7.08(1H,ArH)d.4.24(6H,3JHH＝6.6Hz,ArCH2 N(O)OC(CH 3)3),s.1.46(9H,C(CH 3)3)。13CNMR:(125MHz,CDCl3)δ155.7(CO2C(CH3)3),136.8(Ar),125.2(Ar),78.9(CO2 C(CH3)3),45.2(ArCH2NHCO2C(CH3)3),28.2(CO2C(CH3)3)。
化合物5a
方法A：向配备有氮气入口和回流冷凝器并安装在加热块上的预干燥的250mL圆底烧瓶中装入三光气(1.78g，6mmol)。将烧瓶置于真空下(约10-2mbar)10min，再填充氮气。加入无水甲苯(150mL)，得到无色的、非均质的溶液。在10min内通过注射器向其中加入已通过一次甲苯(80mL)共沸蒸馏预先干燥的1,3,5-三氨基甲基-2,4,6-三乙基苯(0.5g，2mmol)在无水甲苯(20mL)中的溶液。添加完成后，使温度升高至125℃，并使反应回流。75min后，使烧瓶冷却至室温，并在旋转蒸发器中除去溶剂。残余物用甲苯(3x 10mL)萃取并浓缩至干，得到浅黄色油，使其静置结晶。浅黄色结晶固体(350mg，1.07mmol，54％)。
方法B：向预干燥的200mL Schlenk烧瓶中装入磁力搅拌器和化合物4a(1.266g，2.25mmol)，然后置于氮气气氛下。通过注射器加入2-氯吡啶(1.7mL，20.21mmol)和无水DCM(70mL)，得到无色的、非均质的溶液。在环境温度下经2min在搅拌(400rpm)下逐滴加入三氟甲烷磺酸酐(1.5mL，10.11mmol)。将反应搅拌30min，之后取出一小份反应混合物(约50mL)，并通过TLC分析(SiO2，50％在石油醚中的Et2O)，其显示起始材料完全耗尽(Rf＝0.24)并转化为5a(Rf＝0.5)。在旋转蒸发器上除去溶剂，得到灰白色固体。该固体用Et2O(x 2 15mL)萃取，并通过氧化铝柱塞(20mm x 20mm)，用另外20mL Et2O洗脱。将无色滤液蒸发至干，并将残余物从己烷中重结晶。无色结晶固体(0.435g，1.33mmol，59％)。1H NMR:(400MHz,甲苯-d6)δs.3.93(6H,ArCH 2NCO),m.2.51-2.37(6H,ArCH 2CH3),m.0.96-0.86(9H,ArCH2CH 3)。13CNMR:(100MHz,甲苯-d6)143.2,132.6(Ar),124.0(NCO),40.4(ArCH2NCO),22.8(ArCH 2CH3),16.0(ArCH2CH 3)。
化合物5b
通过与化合物5a(方法B)类似的路线使用化合物4c(0.351g，0.616mmol)制备。无色结晶固体(0.144g，0.432mmol 70％)。1H NMR:(400MHz,甲苯-d8)δd.3.90(6H,ArCH2 NCO),s.3.40(9H,OCH 3)。13C NMR:(125MHz,甲苯-d8)δ159.7(Ar),121.4(NCO),62.9(ArOCH3),36.2(ArCH2NCO)。
化合物5c
通过与化合物5a(方法B)类似的路线使用化合物4b(0.300g，0.985mmol)制备。无色结晶固体(0.198g，0.694mmol，71％)。1H NMR:(500MHz,甲苯-d8)δs.3.73(6H,ArCH2 NCO),s.1.91(9H,CH 3)。13C NMR:(125MHz,甲苯-d8)δ135.9,133.4(Ar),124.4(ArCH2NCO),41.2(ArCH2NCO),15.1(ArCH3)。
化合物5d
通过与化合物5a(方法B)类似的路线使用化合物4d(0.250g，0.537mmol)制备。无色油(0.062g，0.255mmol，48％)。1H NMR:(500MHz,甲苯-d8)δs.6.56(3H,ArH),s.3.64(6H,ArCH2 NCO)。13C NMR:(125MHz,甲苯-d8)δ138.4(Ar),124.2(Ar,ArCH2NCO),45.7(ArCH2NCO)。
化合物5e
向预干燥的圆底烧瓶中装入1,3,5-三氨基甲基-2,4,6-三乙基苯-三(三氟乙酸酯)(0.535g，0.905mmol)。加入THF(9mL)，随后加入CS2(1.100mL，18.100mmol)和DCC(0.585mg，2.806mmol)。将反应搅拌16h，然后在真空下浓缩。将得到的残余物与DCM一起磨碎，并将滤液通过MPLC纯化(5％ EtOAc/DCM→40％)，得到白色固体(0.168g，0.447mmol，49％)。1H NMR:(400MHz,CDCl3)δs.4.74(6H,ArCH 2NCS),q.2.84(6H,J＝7.6Hz,ArCH 2CH3),t.1.26(9H,J＝7.6Hz,ArCH2CH 3)。13C NMR:(100MHz,CDCl3)144.2,132.4(Ar),130.1(NCS),42.9(ArCH2NCS),23.2(ArCH 2CH3),15.8(ArCH2CH 3)。
化合物5f
向预干燥的圆底烧瓶中装入三(2-氨基乙基)胺(5.000g，0.033mol)。加入THF(500mL)，随后加入CS2(40.0mL，0.660mol)和DCC(21.258g，0.102mol)。将反应搅拌16h，然后过滤。然后将滤液在真空下浓缩。将得到的残余物与DCM一起磨碎，并将滤液通过MPLC纯化(12％EtOAc/DCM→30％)，得到黄色固体(3.340g，0.023mmol，71％)。1H NMR:(500MHz,CDCl3)δt.4.74(6H,J＝6.2Hz,NCH2CH 2NCS),t.2.96(6H,J＝6.2Hz,NCH 2CH2NCS)。13C NMR:(125MHz,CDCl3)132.8(NCS),54.5(NCH2CH2NCS),44.4(NCH2 CH2NCS)。
化合物6b
在氮气流下向预干燥的Schlenk管中装入化合物5b(18mg，0.053mmol)和化合物84(333mg，0.186mmol)。加入无水THF(3mL)和无水吡啶(0.024mL，0.053mmol)。在氮气流下加入MoO2Cl2片。将反应搅拌16h。将反应混合物浓缩至干，并将粗残余物通过MPLC纯化(2:3EtOAc:DCM)，得到褐色固体(174mg，0.030mmol，57％)。1H NMR:(500MHz,CDCl3)δm.7.77-7.07(33H,ArH),m.4.56-4.06(15H,ArCH 2j,CO2CH 2CH),),s.3.66(9H,ArOCH 3),m.2.31-1.80z(144H,NHCH 2CH 2C(O)),s.1.34(162H,CO2C(CH 3)3),s.1.33(81H,CO2C(CH 3)3)。13C NMR:(125MHz,CDCl3)δ173.1,173.0(CONH),172.7,172.7(CO2C(CH3)3),172.6(ArCONHR),166.6(NHC(O)NH),158.4(COCH3),153.9(CO2CH2CH),143.8(CNHFmoc),143.6(Fmoc 4°),141.3(CNHFmoc),141.2(Fmoc 4°),127.7(Fmoc Ar),127.7,127.7(CCO2NHR),127.1(Fmoc Ar),127.0(CNHC(O)NH),125.3,125.3(CHCHCNH),124.5(Fmoc Ar),120.0(Fmoc Ar),119.9(CHCNHFmoc),119.9(CCH2NHC(O)NH),80.5,80.4(CO2 C(CH3)3),67.3(CO2 CH2CH),60.4(ArOCH3),57.4,57.4(C(CH2CH2CO2)3),57.4(C(CH2CH2CONH)3),47.2(CO2CH2 CH),39.2(ArCH2NHC(O)NH),32.2(CH2 CH2CO2C(CH3)3),31.7(CH2 CH2CONH),29.8(CH2CH2CONH),29.7(CH2CH2CO2C(CH3)3),28.0(CO2C(CH3)3)。
化合物6c
在氮气流下向预干燥的Schlenk管中装入化合物84(441mg，0.245mmol)，并加入化合物5c(20mg，0.070mmol)的THF(0.5mL)溶液。加入无水THF(3.5mL)和无水吡啶(0.006mL，0.070mmol)。将反应在50℃下搅拌16h。将反应混合物浓缩至干，并将粗残余物在120gSNAPUltra C18柱上经洗脱(70-95％丙酮/H2O)通过反相MPLC纯化，得到白色固体(197mg，0.035mmol，50％)。1H NMR:(400MHz,甲醇-d4)δm.7.86-7.03(33H,ArH),m.4.48-4.04(15H,ArCH 2,CO2CH 2CH),),s.2.37(9H,ArCH 3),m.2.31-1.86z(144H,NHCH 2CH 2C(O)),s.1.40(243H,CO2C(CH 3)3)。13C NMR:(125MHz,甲醇-d4)δ175.6,175.5(CONH),174.4(CO2C(CH3)3),174.4(ArCONHR),157.1(NHC(O)NH),153.0(CO2CH2CH),145.0(CNHFmoc),142.6(Fmoc 4°),134.4(CCH3),131.2(Fmoc Ar),128.9(CCO2NHR),128.2(CNHC(O)NH),126.3(CHCHCNH),121.4(Fmoc Ar),121.1(CHCNHFmoc),121.1(CCH2NHC(O)NH),81.6(CO2 C(CH3)3),59.4,58.8(C(CH2CH2CO2)3),58.7(C(CH2CH2CONH)3),40.1(ArCH2NHC(O)NH),30.7(CH2 CH2CO2C(CH3)3),30.5(CH2 CH2CONH),28.5(CH2CH2CONH,CH2CH2CO2C(CH3)3),28.4(CO2C(CH3)3),16.2(ArCH3)。
化合物6d
在氮气流下向预干燥的Schlenk管中装入化合物84(441mg，0.245mmol)，并加入化合物5d(212mg，0.049mmol)的THF(0.5mL)溶液。加入无水THF(2.5mL)和无水吡啶(0.004mL，0.049mmol)。将反应搅拌32h。将反应混合物浓缩至干，并将粗残余物在120g SNAP UltraC18柱上经洗脱(70-95％丙酮/H2O)通过反相MPLC纯化，得到白色固体(110mg，0.020mmol，40％)。1H NMR:(500MHz,甲醇-d4)δm.8.03-7.06(33H,ArH),m.4.55-4.17(15H,ArCH 2,CO2CH 2CH),m.2.27-1.85(144H,NHCH 2CH 2C(O)),s.1.41(243H,CO2C(CH 3)3)。13C NMR:(125MHz,甲醇-d4)δ175.5(CONH),174.4(CO2C(CH3)3),174.4(ArCONHR),157.3(NHC(O)NH),153.9(CO2CH2CH),143.8(CNHFMoc),143.6(Fmoc 4°),141.1(Fmoc 4°),129.0(CCO2NHR),127.7(Fmoc Ar),126.3(CHCHCNH),124.4(Fmoc Ar),122.0(CHCCH2NHC(O)NH),120.9(CHCNHFmoc),120.0(Fmoc Ar),81.6(CO2 C(CH3)3),58.7(C(CH2CH2CO2)3,C(CH2CH2CONH)3),40.7(CO2CH2CH),40.1(ArCH2NHC(O)NH),30.7(CH2 CH2CO2C(CH3)3),30.5(CH2 CH2CONH),28.5(CH2CH2CONH,CH2CH2CO2C(CH3)3),28.5(CO2C(CH3)3)。
化合物6h-1和6h-2
化合物6h-1
化合物6h-2
向Schlenk烧瓶中装入搅拌棒，将化合物84(0.933g，0.519mmol)和化合物5a(0.100g，0.305mmol)溶解在无水THF(6mL)中，加入吡啶(0.147mL，1.833mmol)，然后将混合物加热至50℃保持5小时。一次性加入无水THF(1mL)中的化合物11(0.228g，0.397mmol)，并将反应再搅拌12小时。将反应混合物转移至RBF，用CH2Cl2洗涤Schlenk，之后在真空下浓缩。获得的粗残余物然后在120g SNAP Ultra C18柱上经洗脱(1CV 85％丙酮/H2O，10CV 85-95％丙酮/H2O，2CV 95％丙酮)通过反相快速色谱法纯化，得到分开的峰(fr17-29)6h-1(511mg，37％)和(fr8-15)6h-2(458mg，46％)。
化合物6h-1
1H NMR:(400MHz,(CD3OD):δ8.02-7.46(19H,br.m,ArH),7.46-7.11(14H,br.m,ArH),4.60-4.30(12H,br.m,NHCH2Ph和FmocH),4.19(3H,br.s,NHCH2Ph和FmocH),3.71-3.55(14H,m,PEG CH2),3.33(2H,m,PEG CH2),2.85(6H,br.s,CH2),2.35-1.86(96H,m,树枝状高分子CH2),1.42(162H,s,CH3),1.23(9H,br.s,CH3)；HRMS:(ESI+)针对C244H352N21O57Na3 2+计算值:1520.8407，实测[M+3Na]3+:1520.8395。
化合物6h-2
1H NMR:(400MHz,(CD3OD):δ8.01-7.51(19H,br.m,ArH),7.43-7.17(14H,br.m,ArH),4.54-4.25(12H,br.m,NHCH2Ph和FmocH),4.15(3H,br.s,NHCH2Ph和FmocH),3.69-3.47(28H,m,PEG CH2),3.26(4H,m,PEG CH2),2.82(6H,br.s,CH2),2.33-1.80(48H,m,树枝状高分子CH2),1.42(81H,s,CH3),1.17(9H,br.s,CH3)；
化合物6i
向装备有搅拌棒的干燥Schlenk中称入化合物5a(55.0mg，0.168mmol)和化合物2(480mg，0.588mmol)。加入无水THF(3.3mL)。将反应混合物在50度下搅拌20小时，然后转移至圆底烧瓶并浓缩至干。将粗产物在60g C18 SNAP ULTRA柱上通过MPLC纯化，洗脱(3CV70％丙酮/水，10CV 70-95％丙酮/水，3CV 95％丙酮)产生分开的峰(fr18-22)。白色固体273mg，59％。1H NMR:(400MHz,CD3OD)δ7.05-7.85(33H,m,ArH),4.35(3H,s,Flu-CH),4.26(6H,s,Flu-CHCH 2O),3.01(18H,m,H16),2.71(6H,m,ArCH 2CH3),1.93(18H,m,H15),1.30(81H,s,tBu),1.06(9H,t,J＝7.00Hz,ArCH2CH 3)。13C NMR:(101MHz,CD3OD)δ15.59(9C,ArCH2 CH3),22.23(3C,ArCH2CH3),27.31(27C,tBu),34.89(9C,CCH2CH2NH),35.21(9C,CCH2 CH2NH)，未观察到峰(1C,Flu-CHCH2),51.32(1C,C(CH2CH2NHBoc)3)，未观察到峰(9C,tBu)，未观察到峰(1C,Flu-CH),119.60-127.47(60C,Ar),141.28(9C,Boc C＝O),143.64(1C,Fmoc C＝O),156.89(1C,Ar-C＝O)。
化合物7b
向在0℃下搅拌的6b(0.170g，0.030mmol)的DCM(5mL)溶液中加入蒸馏的DBU(0.006mL，0.040mmol)。将反应在0℃下搅拌2h，之后在真空下浓缩。然后将获得的粗残余物在120g SNAP Ultra C18柱上经洗脱(1CV 80％丙酮/H2O，10CV 80-95％丙酮/H2O，2CV 95％丙酮)通过反相快速色谱法纯化，得到灰白色固体(0.133g，0.026mmol，89％)。1H NMR:(500MHz,甲醇-d4)δm.7.30-7.27(3H,CHCNH(Ar)),m.7.22-7.15(6H,CHCHCNH,CHCNH2(Ar)),s.4.54(6H,ArCH 2NH),s.3.89(9H,ArOCH 3),m.2.25-1.91(144H,NHCH 2CH 2C(O)),s.1.43(243H,CO2C(CH 3)3)。13C NMR:(125MHz,甲醇-d4)δ175.5,175.4(CONH),174.4,174.3(CO2C(CH3)3),170.6,170.0(ArCONHR),160.2(NHC(O)NH),157.9(COCH3),141.4,140.7(CNH2),134.7,132.7(CCO2NHR),129.9,125.6(CNHC(O)NH),124.4,123.6,120.7,118.8(CHCHCNH),117.2,116.6(CHCNH2),115.5(CCH2NHC(O)NH),81.6(CO2 C(CH3)3),59.3(ArOCH3),58.7,58.6(C(CH2CH2CO2)3),54.8(C(CH2CH2CONH)3),35.0,35.0(ArCH2NHC(O)NH),32.7,32.5(CH2 CH2CO2C(CH3)3),32.2,32.2(CH2 CH2-CONH),30.7(CH2CH2CONH),30.4,(CH2CH2CO2C(CH3)3),28.5,28.4(CO2C(CH3)3)。
化合物7c
/>
以类似于7b的方式由化合物6c(0.097g，0.017mmol)制备。在120g SNAP UltraC18柱上经洗脱(1CV 80％丙酮/H2O，10CV 80-95％丙酮/H2O，2CV 95％丙酮)通过反相快速色谱法纯化，得到白色固体(0.072g，0.014mmol，85％)。1H NMR:(500MHz,甲醇-d4)δm.7.42-7.30(3H,CHCNH(Ar))m.7.31-7.29CHCNH2(Ar)),m.7.23-7.19(3H,CHCHCNH(Ar)),m.4.54-4.48(6H,ArCH 2NH),s.2.49(6H,ArCH 3),s.(3H,ArCH 3),m.2.28-1.90(144H,NHCH 2CH 2C(O)),s.1.44(243H,CO2C(CH 3)3)。13C NMR:(125MHz,甲醇-d4)δ175.5(CONH),174.4,174.3(CO2C(CH3)3),170.1(ArCONHR),158.1(NHC(O)NH),141.3(CNH2),135.4(CCO2NHR),134.7(CNHC(O)NH),130.0(CCH3),124.4,118.9(CHCHCNH),117.4(CHCNH2),111.4(CCH2NHC(O)NH),(C(CH2CH2CONH)3),81.6(CO2 C(CH3)3),58.7(C(CH2CH2CO2)3,C(CH2CH2CONH)3),40.3(ArCH2NHC(O)NH),32.5(CH2 CH2CO2C(CH3)3),32.2(CH2 CH2CONH),30.7(CH2CH2CONH),30.5,(CH2CH2CO2C(CH3)3),28.4(CO2C(CH3)3),16.3(ArCH3)。
化合物7d
以类似于7b的方式由化合物6d(0.110g，0.020mmol)制备。在120g SNAP UltraC18柱上经洗脱(1CV 80％丙酮/H2O，10CV 80-95％丙酮/H2O，2CV 95％丙酮)通过反相快速色谱法纯化，得到白色固体(0.022g，0.004mmol，21％)。1H NMR:(500MHz,甲醇-d4)δm.7.43-7.13(12H,Ar),m.4.50-4.29(6H,ArCH 2NH),m.2.34-1.86(144H,NHCH 2CH 2C(O)),s.1.43(243H,CO2C(CH 3)3)。13C NMR:(HSQC)(125MHz,甲醇-d4)δ175.5(CONH),174.4(CO2C(CH3)3),174.4(ArCONHR),157.3(NHC(O)NH),141.2(CNH2),135.4(CCO2NHR),134.7(CNHC(O)NH),126.3(CHCHCNH),124.4,(CHCHCNH),122.0(CHCCH2NHC(O)NH),118.9(CHCHCNH),115.6(CHCNH2),81.6(CO2 C(CH3)3),58.7(C(CH2CH2CO2)3,C(CH2CH2CONH)3),44.4(ArCH2NHC(O)NH),35.1(CH2 CH2CO2C(CH3)3),34.6(CH2 CH2CONH),30.4(CH2CH2CONH),30.2,(CH2CH2CO2C(CH3)3),28.0(CO2C(CH3)3)。
化合物7e
化合物13(231mg，0.30mmol)通过与甲苯共沸进行干燥，然后在惰性N2气氛下溶解在无水二氯甲烷(1.5mL)中。加入吡啶(41uL,0.51mmol)，随后加入化合物5a(8mg，0.086mmol)在无水二氯甲烷(0.5mL)中的溶液，并将反应混合物在34℃下搅拌直到TLC显示完成。在真空下除去溶剂，并将粗产物通过快速柱色谱法纯化(SiO2，EtOAC:CH2Cl2 1:4至1:2，然后MeOH:CH2Cl2 5:95)，得到FMOC-保护的中间体。HRMS:(ESI+)针对C150H192N12Na3O30 3+计算值983.7859，实测[M+3Na]3+:983.7844。在惰性N2气氛下，将FMOC-保护的中间体(140mg，0.053mmol)溶解在无水二氯甲烷(9mL)中，并冷却至0℃。逐滴加入DBU(50μL，0.34mmol)，使反应混合物升温至室温并搅拌1小时。在真空下除去溶剂，并将粗产物通过快速柱色谱法纯化(SiO2，CH2Cl2，然后7.5％MeOH:CH2Cl2)，得到化合物7e(95mg，0.048mmol，91％)。1H NMR:(400MHz,CD3OD,298K):δ7.40(s,3H,NH),7.35(d,J＝8.2Hz,3H,H11),7.21(d,J＝2.0Hz,3H,H8),7.10(dd,J＝8.2,2.0Hz,3H,H10),4.52(s,6H,H5),2.94–2.87(m,6H,H2),2.30–2.25(m,18H,H16),2.12–2.06(m,18H,H15),1.45(s,81H,H19),1.26(t,J＝7.4Hz,9H,H1)；HRMS:(ESI+)针对C105H164N12O24 2+计算值989.1002，实测[M+2H]2+:989.1004。
化合物11
以类似于化合物2的方式如下制备：处理化合物A1(3.308g，5.443mmol)，加入(3.308g，摩尔：5.443mmol)并溶解在S1(体积：22.680mL)中。逐滴加入R3(体积：1.270mL，摩尔：7.258mmol)，随后加入R2(体积：1.000mL，摩尔：4.536mmol)，并将反应搅拌直到TLC显示完成。TLC 70％ EtOAc/CH2Cl2显示，反应在24h时完成(通过UV/弱茚三酮染色剂可视化)。将反应混合物转移至RBF–用CH2Cl2洗涤并在真空下浓缩，得到褐色残余物。将粗产物经50％至100％ EtOAc/CH2Cl2洗脱通过快速柱色谱法纯化。无色无定形固体(2.50g，4.35mmol，80％)。1H NMR:(400MHz,CDCl3)δ7.74(d,J＝7.5Hz,2H,ArH),7.60(d,J＝2.0Hz,2H,ArH),7.45(s,1H,ArH),7.38(t,J＝7.5Hz,2H,ArH),7.26(d,J＝9.6Hz,2H,ArH),7.05(s,1H,ArH),6.84(s,1H ArH),6.65(d,J＝8.4Hz,1H C(O)NHCH2),4.49(s,1H,Flu-CH 2),4.18(s,2H,Flu-OCH 2),3.68–3.45(m,14H,OCH 2),3.27(t,J＝5.0Hz,2H C(O)NHCH 2),1.34(d,J＝6.7Hz,2H,N3CH 2)。
化合物12
以与化合物2类似的方式如下制备：用炔丙胺(0.422mL，摩尔：6.583mmol)处理在16.5mL DCM和DIPEA(0.917mL，5.266mmol)中的化合物A1(2.000g，3.291mmol)72小时。使用乙酸乙酯作为洗脱液，通过柱色谱法纯化。白色固体(1.36g，3.290mmol，99％)。1H NMR:(400MHz,甲醇-d4)δ7.95(d,J＝7.5Hz,2H,ArH),7.89–7.80(m,3H,ArH),7.61(d,J＝8.4Hz,1H,ArH),7.52(t,J＝7.4Hz,2H,ArH),7.44(s,2H),6.87(d,J＝8.4Hz,1H,ArH),4.45(s,2H),4.40(s,1H,Flu-CH 2),4.17(d,J＝2.5Hz,2H,Flu-OCH 2),2.87(t,J＝2.4Hz,1H,CH2CCH),2.67(p,J＝1.9Hz,2H,CH 2CCH)。
化合物13
向50mL RBF中装入化合物A1(500mg，1.017mmol)、4-氨基-4-(3-(叔丁氧基)-3-氧代丙基)庚二酸二叔丁酯*(560mg，1.35mmol)(560mg，1.35mmol)和无水甲苯(10mL)。使浆液蒸发至干，并将残余物再溶解在无水吡啶(5mL)和DCM(3mL)中。将混合物在50℃下搅拌16小时。除去溶剂，得到粘性褐色油，其在EtOAc与1M HCl水溶液之间分配。有机相用水洗涤，然后用盐水洗涤。将合并的有机级分浓缩，然后吸附在硅胶上，并通过快速色谱法纯化(EtOAc:DCM(20→50％)。粉红色粉末(467mg，0.612mmol，60％)。1H NMR:(400MHz,CDCl3)δ7.79(d,J＝7.6Hz,2H,ArH),7.64(d,J＝2.1Hz,1H,ArH),7.43(t,J＝7.5Hz,2H,ArH),7.34(s,3H,ArH),6.78(d,J＝9.0Hz,1H,NH),6.60(s,1H,ArH),6.30(s,1H,ArH),4.56(s,2H,Flu-CH 2O),4.28(s,1H,Flu-CH 2),4.08(s,2H),2.30(dd,J＝8.8,6.7Hz,6H,CH 2C(O)),2.16–2.04(m,6H,CCH 2),1.44(s,24H,C(CH 3)3)。
*Newkome,George R.；Weis,Claus D.Organic Preparations and ProceduresInternational,1996,vol.28,#4p.495-498
化合物14
在N2下向Schlenk烧瓶中装入(3S,4S)-吡咯烷-3,4-二醇(100.0mg，0.970mmol)、4-(3-(叔丁氧基)-3-氧代丙基)-4-异氰酸基庚二酸二叔丁酯(385.4mg，0.873mmol)和无水DMF，得到橙色溶液。将该溶液搅拌16小时，倒入水(10mL)中，并用EtOAc(10mL)萃取。分离有机层，干燥，并浓缩至干。灰白色固体(430mg，0.79mmol，81％)。1H NMR:(400MHz,CDCl3)δ4.65(s,1H,C(O)NH),4.15–4.06(m,2H,CHOH),3.95(s,2H,OH),3.52(dd,J＝10.9,4.2Hz,2H,NCH2 ),3.21(d,J＝10.8Hz,2H,NCH 2),2.17(dd,J＝9.0,6.7Hz,6H,CH 2C(O)),2.02–1.82(m,6H,CCH 2),1.37(s,27H,C(CH 3)3)。13C NMR:(125MHz,CDCl3)δ176.8(s,NC(O)N),168.1(s,CCO2C),79.7(s,CO2 C(CH3)3),75.7(s,COH),51.5(s,CH2N),30.8(s,CH2C(O)),29.8(s,CCH2),28.1(s,CO2C(CH3)3)。
化合物15
向Schlenk烧瓶中装入化合物14(400.0mg，0.734mmol)、无水DCM和TEA(0.409mL，2.93mmol)，并逐滴加入纯净的甲基磺酰氯(0.125mL，1.62mmol)。将橙色溶液搅拌过夜，得到混浊的橙色溶液。TLC(SiO2，100％ EtOAc)指示起始材料完全耗尽，得到新产物(Rf＝0.4)。加水(10mL)，并分离有机层，用MgSO4干燥，并浓缩至干。橙色结晶固体(428mg，0.611mmol，83％)。1H NMR:(400MHz,CDCl3)δ5.42(s,1H,C(O)NH),5.2(d,J＝4.5,2H,CHOS(O2)O),3.77(dd,J＝12.2,4.5Hz,2H,NCH2 ),3.65(d,J＝12.2Hz,2H,NCH 2),3.11,(s,1H,CH 3S(O)2O),2.24(t,J＝8.0Hz,6H,CH 2C(O)),1.97(m,6H,CCH 2),1.42(s,27H,C(CH 3)3)。13CNMR:(125MHz,CDCl3)δ176.9(s,NC(O)N),168.3(s,CCO2C),79.8(s,CO2 C(CH3)3),79.0(s,CH3S(O)2OC),49.0(CH2N),38.6(s,CH3S(O)2O),30.5(s,CH2C(O)),30.2(s,CCH2),28.4(s,CO2C(CH3)3)。
化合物15a
将化合物15(428.0mg，0.611mmol)溶解在无水DMF中，并一次性加入固体NaN3(119.2mg，1.833mmol，3.000当量)。将橙色悬浮液加热至100℃保持16h，得到深褐色溶液。在EtOAc与水之间分配，用x2 10mL 5％ LiCl(水溶液)、盐水(1x 10mL)洗涤，经MgSO4干燥，然后用约1g硅胶浓缩至干。将该硅胶吸收的粗产物加载到1cm x 2cm新鲜硅胶柱塞顶部的烧结玻璃上，并用石油醚中的50％ EtOAc(约20mL)洗脱。将无色滤液蒸发至干。无色结晶固体(256mg，0.43mmol，74％)。1H NMR:(400MHz,CDCl3)δ5.21(s,1H,C(O)NH),3.92(m,2H,CHN3),3.60(dd,J＝10.9,5.7Hz,2H,NCH2 ),3.30(ds,J＝10.9,3.3Hz,2H,NCH 2),2.19(t,J＝7.5Hz,6H,CH 2C(O)),1.92(m,6H,CCH 2),1.37(s,27H,C(CH 3)3)。13C NMR:(125MHz,CDCl3)δ176.8(s,NC(O)N),169.3(s,CCO2C),79.8(s,CO2 C(CH3)3),64.0(s,CN3),48.5(s,CH2N),30.3(s,CH2C(O)),29.9(s,CCH2),28.3(s,CO2C(CH3)3)。
化合物16
将化合物15a(200.0mg，0.336mmol)溶解在EtOH(1.000mL)中，并与10％ Pd/C(25.0mg，0.235mmol)混合。用氮气、然后用氢气吹扫反应烧瓶。将所得到的混合物在(从气球供应的)氢气氛下搅拌20小时。粗反应混合物通过CeliteTM过滤，洗涤，并减压浓缩。将粗产物通过快速柱色谱法纯化(SiO2，MeCN:CH2Cl2 1:4，然后MeOH:CH2Cl2 1:9)，得到化合物16(93mg，0.171mmol，51％)。1H NMR:(400MHz,CDCl3,298K):δ4.59(s,1H,NH),3.63(dd,J＝10.1,5.3Hz,2H,H8),3.08(q,J＝5.7,5.0Hz,2H,H9),2.94(dd,J＝10.3,5.7Hz,2H,H8),2.17(t,J＝7.8Hz,6H,H4),1.95–1.85(m,6H,H5),1.38(s,27H,H1)。13C NMR:(100MHz,CDCl3,298K):δ173.18(C3),155.63(C7),80.57(C2),58.37(C9),56.74(C6),52.03(C8),30.53(C5),29.91(C4),28.13(C1)；HRMS:(ESI+)针对C27H50N4NaO7 +计算值565.3572，实测[M+Na]+:565.3547。
化合物200-1,3,5-三(溴甲基)-2-溴-4,6-二甲基苯
将2-溴-4,6-二甲基苯(5.000g，0.027mol，1.000当量)、低聚甲醛(12.736g，0.424mol，15.700当量)和AcOH/HBr 33％(70mL)加入干燥的200mL圆底烧瓶中。在缓慢加入ZnBr2(15.211g，0.068mol，2.500当量)的同时搅拌该混合物，并将混合物加热至90℃。24小时后，加入另一份低聚甲醛(12.736g，0.424mol，15.700当量)和2.7g ZnBr2(12.736g，0.424mol，15.700当量)。再将黄色溶液加热140小时。然后使反应混合物冷却至室温，并通过过滤分离无色晶体，用AcOH(3x 10mL)洗涤，然后用水洗涤，直到滤液的pH为中性。在真空下干燥2天，得到无色晶体(7.50g，0.016mol，60％)。
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ4.78(s,4H,CH2),4.54(s,2H,CH2),2.54(s,6H,CH3)。
化合物201-1,3,5-三(叠氮基甲基)-2-溴-4,6-二甲基苯
将1,3,5-三(溴甲基)-2-溴-4,6-二甲基苯(1.326g，2.859mmol)在氮气下溶解在无水DMF(30.000mL)中，并在加入NaN3(1.115g，17.154mmol)的同时搅拌。将反应混合物加热至40℃并搅拌过夜。将反应冷却，倒入水(100mL)中，并用EtOAc(3x50 mL)萃取沉淀物。合并的有机级分用5％ LiCl(2x 20mL)洗涤，然后用盐水洗涤，干燥(MgSO4)，并在防爆屏障后浓缩至干，得到无色油，使其静置结晶(1.00g，2.856mmol，99％)。
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ4.72(s,4H,CH2),4.55(s,2H,CH2),2.50(s,6H,CH3)。
化合物202-1,3,5-三(氨基甲基)-2-溴-4,6-二甲基苯三盐酸盐
将1,3,5-三(叠氮基甲基)-2-溴-4,6-二甲基苯(0.600g，1.713mmol，1.000当量)和三苯基膦(3.011g，11.48mmol，6.7)溶解在THF(12mL)中，并加入水(0.375mL，20.78mmol，12.13当量)。在40℃下搅拌过夜。完全除去溶剂，并用0.5M HCl(10mL)处理。用EtOAc(2x10mL)萃取，保留水层，并浓缩至接近干燥，添加至快速搅拌的丙酮(20mL)中。在烧结玻璃上收集白色沉淀物，并用丙酮(10mL)洗涤，在真空下干燥。无色固体(0.65g，1.71mmol，99％)。
1H NMR(400MHz,D2O)δ4.54(s,4H,CH2),4.38(s,2H,CH2),2.53(s,6H,CH3)。
化合物203–((2-溴-5-(((叔丁氧羰基)氨基)甲基)-4,6-二甲基-1,3-亚苯基)双(亚甲基))二氨基甲酸二叔丁酯
将1,3,5-三(氨基甲基)-2-溴-4,6-二甲基苯三盐酸盐(0.68g，1.78mmol)、BOC2O(2.33g，10.7mmol)和三乙胺(1.5mL，10.7mmol)溶解在MeOH(70mL)中，并在室温下搅拌过夜。除去溶剂，残余物在EtOAc(50mL)与0.5M柠檬酸之间分配。水层用EtOAc(2x20mL)萃取，并将合并的有机级分合并，干燥(MgSO4)，并浓缩至干，得到无色油，使其静置结晶(0.80g，1.4mmol，78％)
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ4.77(br.s,2H,NH),4.55(d,J＝5.7Hz,4H,CH2),4.36(br.s,3H,NH和CH2),2.48(s,6H,CH3),1.44(s,9H,CH3)；
化合物204-1-溴-2,4,6-三(异氰酸基甲基)-3,5-二甲基苯
通过与化合物103类似的路线，使用化合物202(0.20g，0.35mmol)制备，得到呈淡粉红色结晶固体的化合物204(94mg，0.27mmol，77％)。
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ4.70(s,4H,CH2),4.49(s,2H,CH2),2.52(s,6H,CH3)；
13C NMR(101MHz,CDCl3)δ138.4(C),135.1(C),134.4(C),129.1(C),124.4(C),45.6(CH2),41.3(CH2),16.7(CH3)；
HRMS(ESI+)针对C14H13BrN3O3 +计算值:理论350.0135，实测[M+H]+:350.0139。
化合物205
用热风枪在真空下干燥Schlenk，并使之冷却至室温。将化合物84(628.4mg，0.350mmol，3.5当量)加入烧瓶中，并溶解在无水甲苯(5mL)中。在线上除去溶剂，以共沸干燥试剂，并使所得到的残余物在使用前干燥30min。将固体再溶解在无水甲苯(4mL)中，并向烧瓶中加入1-溴-2,4,6-三(异氰酸基甲基)-3,5-二甲基苯(化合物204，35.0mg，0.100mmol，1.0当量)在无水甲苯(1mL)中的溶液。加入吡啶(0.048mL，0.600mmol，6.0当量)，并将反应加热至34℃保持24h。(注意，反应随时间变成亮橙色)。TLC(5％ MeOH/CH2Cl2，UV和Seebach可视化)指示反应完成。将反应在真空下浓缩，并通过反相快速色谱法纯化(在SNAP Ultra C18 120g柱上，70:30丙酮:水至100:0，12CV)。级分6-11含有过量的3-G2MM连接体，将其回收，而级分15-18含有呈灰白色泡沫的化合物205(348mg，61％)。
1H NMR(400MHz,CD3OD)δ8.09-7.49(br.m,19H,ArH),7.51-7.10(br.m,14H,ArH),4.74-4.54(br.m,4H,苄型CH2和FmocH),4.51-4.05(br.s,11H,苄型CH2和FmocH),2.50(br.s,6H,甲基CH3),2.31-1.81(m,144H,树枝状高分子CH2),1.41(s,243H,树枝状高分子CH3)；
HRMS(Nanospray ESI+)针对C308H466BrN21O75 4+计算值:理论1435.8134，实测[M+4H]4+:1435.8147。
化合物206
将化合物205(327.0mg，0.057mmol，1.000当量)溶解在无水CH2Cl2(2.9mL)中并冷却至0℃。逐滴加入DBU(0.051mL，0.342mmol，6.0当量)，并将反应搅拌2h。然后将反应混合物在真空下浓缩，并通过反相快速色谱法纯化(在SNAP Ultra C18 60g柱上，70:30丙酮:水至100:0，12CV)，得到呈淡粉红色固体的化合物206(0.278g，97％)。
1H NMR(400MHz,CD3OD)δ7.40(dd,J＝8.3,3.5Hz,3H,ArH),7.30(d,J＝2.1Hz,3H,ArH),7.21(dd,J＝8.3,2.1Hz,3H,ArH),4.73(br.s,4H,苄型CH2),4.52(br.s,2H,苄型CH2),2.60(br.s,6H,CH3),2.31-2.14(m,72H,树枝状高分子CH2),2.13-2.04(m,18H,树枝状高分子CH2),2.00-1.88(m,54H,树枝状高分子CH2),1.44(s,243H,树枝状高分子CH3)；
13C NMR(126MHz,CD3OD)δ175.5(C),174.4(C),170.1(C),158.1(C),158.0(C),141.4(C),140.2(C),137.1(C),136.1(C),132.8(C),130.7(C),130.0(C),129.9(C),124.4(CH),118.9(CH),117.3(CH),81.7(C),59.4(C),58.7(C),32.5(CH2),32.2(CH2),30.7(CH2),30.5(CH2),28.5(CH3),17.1(CH3)；
HRMS(Nanospray ESI+)针对C263H435BrN21O69 3+计算值:理论1691.0137，实测[M+3H]3+:1691.0132。
化合物207
将化合物206(270.0mg，0.053mmol，1.0当量)溶解在无水吡啶(22.3mL)中，并将反应混合物在dry syn(干式加热反应器)中加热至40℃，热探头的外部温度被设置为40℃。在单独的梨形烧瓶中，将TEB NCO(化合物103，20.9mg，0.064mmol，1.2当量)溶解在无水CH2Cl2 (2.3mL)中。通过注射泵以0.85mL/h加入TEB NCO溶液。一旦加入完成，使反应在40℃下保持过夜。将反应混合物在液氮指形冷冻器旋转蒸发器上真空浓缩至干。所得到的泡沫与甲苯共蒸发两次，并将所得到的泡沫通过反相色谱法纯化(在MeCN中加样，并在SNAP Ultra C1860g柱上洗脱，以丙酮:水70:30开始至100:0，12CV)。级分3-6含有呈无色泡沫的化合物207(196mg，68％)。
1H NMR(500MHz,CD3OD)δ8.20–7.83(m,4H,ArH),7.73–7.56(m,5H,ArH),7.44(s,5H,NH),4.55–4.31(m,12H,苄型CH2),2.96–2.74(m,6H,乙基CH2),2.55(s,6H,甲基CH3),2.36–1.80(m,144H,树枝状高分子CH2),1.44(s,243H,树枝状高分子CH3),1.25–1.16(m,9H,乙基CH3)；
13C NMR(126MHz,CD3OD)δ175.5,175.4,174.3,169.5,169.3,158.3,158.0,157.9,157.5,144.4,144.4,139.7,136.9,136.2,135.2,134.3,134.1,132.7,132.0,131.4,130.7,129.8,125.9,125.8,125.1,124.5,122.6,81.6,59.5,59.4,58.8,58.7,43.5,40.1,38.9,32.4,32.2,32.2,30.7,30.7,30.4,28.5,23.6,17.1,16.9,16.7；
HRMS(Nanospray ESI+)针对C281H455BrN24O72Na3+计算值:理论1808.0615，实测[M+2H+Na]3+:1808.0601。
化合物208–受体4
将化合物207(196mg，0.036mmol，1.0当量)溶解在CH2Cl2(9.0mL)中，并加入TFA(2.4mL)。使反应在室温下保持过夜，并逐滴添加至300mL H2O中以沉淀酸。该悬浮液以50mL批离心，然后洗涤，并用H2O超声处理。然后将分离的固体在高真空下干燥，得到呈无色固体的化合物208(108mg，77％)。
1H NMR(500MHz,DMSO-d6)δ12.04(s,27H,COOH),8.23–7.66(m,6H,ArH),7.59–7.41(m,3H,ArH),7.41–7.16(m,6H,NH),6.67–6.34(m,6H,NH),4.45–4.20(m,12H,苄型CH2),2.81(s,6H,乙基CH2),2.47(s,6H,甲基CH3),2.28–1.75(m,144H,树枝状高分子CH2),1.20–1.08(m,9H,乙基CH3)；
13C NMR(126MHz,DMSO-d6)δ174.4,172.4,165.7,158.5,158.3,156.0,155.6,154.8,150.6,142.9,138.0,135.4,135.1,134.7,133.9,133.5,133.1,130.2,129.7,129.1,122.9,78.7,57.4,56.4,30.8,30.4,29.0,28.1 22.4,16.7,16.2。
化合物209
以与化合物2类似的方式如下制备，用炔丙胺(1.6mL，25mmol，2.1当量)处理CH2Cl2(16.5mL)和DIPEA(2.7mL，21mmol，1.8当量)中的HBTU活化的连接体(化合物A1，14.3g，11.8mmol，1.0当量)72小时。使用乙酸乙酯作为洗脱液，通过柱色谱法纯化，得到呈无色固体的化合物209(2.24g，5.4mmol，46％)。
1H NMR(400MHz,CD3OD)δ7.87–7.60(m,5H,ArH),7.57–7.45(m,1H,ArH),7.45–7.23(m,4H,ArH),6.79(d,J＝8.4Hz,1H,ArH),4.45(br.s,2H,Fmoc CH2),4.27(br.s,1H,FmocCH),4.11(d,J＝2.5Hz,2H,炔烃CH2),2.56(p,J＝2.5Hz,1H,炔烃CH)。
HRMS(ESI+)针对C25H21N3O3Na+计算值:理论434.1475，实测[M+Na]+:434.1479。
化合物210a和210b
化合物210a
化合物210b
向Schlenk烧瓶中装入搅拌棒、化合物84(0.933g，0.519mmol，1.7当量)和化合物5a(0.100g，0.305mmol，1.0当量)，并溶解在无水THF(6mL)和吡啶(0.145mL，1.833mmol，6.0当量)中，然后加热至50℃保持5h。一次性加入化合物209(0.189g，0.458mmol，1.5当量)，并将反应再搅拌12h。将反应混合物转移至RBF，在真空浓缩前用CH2Cl2洗涤Schlenk。然后将获得的粗残余物在120g SNAP Ultra C18柱上经洗脱(1CV 85％丙酮/H2O，10CV 85-95％丙酮/H2O，2CV 95％丙酮)通过反相快速色谱法纯化(用MeCN加样)，得到被确定为化合物210b无色固体的(fr18-24)(312mg，35％)，被确定为化合物210a无色固体的(fr37-47)(524mg，40％)，和被确定为化合物108无色固体的(fr57-60)(354mg，20％)。
1H NMR化合物210a(400MHz,CDCl3)δ8.06–7.54(m,19H,ArH),7.48–7.11(14H,m,ArH),4.60–4.28(m,13H,苄型CH2和FmocH),4.23–4.09(m,4H,苄型CH2,FmocH和炔烃CH2),2.84(br.s,6H,乙基CH2),2.61(t,J＝2.5Hz,1H,炔烃CH),2.31–1.87(m,96H,树枝状高分子CH2),1.43(s,162H,树枝状高分子CH3),1.20(br.s,9H,乙基CH3)；
HRMS化合物210a(Nanospray ESI+)针对C239H342N18O54Na2 2+计算值:理论2188.2210，实测[M+2Na]2+:2188.2224。
1H NMR化合物210b(400MHz,CDCl3)δ8.01–7.51(m,19H,ArH),7.47–7.07(m,14H,ArH),4.61–4.27(m,13H,苄型CH2和FmocH),4.21–4.08(m,4H,苄型CH2,FmocH和炔烃CH2),2.84(br.s,6H,乙基CH2),2.61(t,J＝2.5Hz,2H,炔烃CH),2.34–1.82(m,48H,树枝状高分子CH2),1.44(s,81H,树枝状高分子CH3),1.19(br.s,9H,乙基CH3)；
HRMS化合物210b(Nanospray ESI+)针对C166H213N15O33Na2 2+计算值:理论1495.7634，实测[M+2Na]2+:1495.7628。
化合物211
将在氮气下装入溶解在无水CH2Cl2(6mL)中的化合物210a(0.524g，0.121mmol，1.0当量)的RBF冷却至0℃。逐滴加入DBU(0.108mL，0.726mmol，6.0当量)，并将反应混合物在0℃下保持2h。然后将反应混合物在真空下浓缩，并在SNAP KP-Sil 50g柱上(用CH2Cl2:MeOH100:0至90:10经12CV洗脱)通过正相快速快速色谱法纯化。然后将该物质在SNAP UltraC18 60g柱上(用丙酮:水75:25至100:0经12CV洗脱)通过反相色谱法纯化(用MeCN加样)，得到呈无色固体的化合物211(0.200g，0.055mmol，45％)。
1H NMR(500MHz,CD3OD)δ7.69–7.54(m,1H,ArH)7.46–7.32(m,3H,ArH),7.33–7.26(m,2H,ArH),7.23–7.19(m,2H,ArH),7.17–7.12(m,1H,ArH),4.54–4.43(m,6H,苄型CH2)4.11(d,J＝2.5,2H,炔烃CH2),2.88(m,6H,乙基CH2),2.58(t,J＝2.5,1H,炔烃CH),2.32–2.03(m,60H,树枝状高分子CH2),2.01–1.84(m,36H,树枝状高分子CH2),1.43(s,162H,树枝状高分子CH3),1.25(m,9H,乙基CH3)；
HRMS(Nanospray ESI+)针对C194H315N18O48 3+计算值:理论1222.4271，实测[M+3H]3+:1222.4281。
化合物212
将在氮气下装入溶解在无水CH2Cl2(5.3mL)中的化合物210b(0.312g，0.106mmol，1.0当量)的RBF冷却至0℃。逐滴加入DBU(0.095mL，0.635mmol，6.0当量)，并将反应混合物在0℃下保持2h。然后将反应混合物在真空下浓缩，并在SNAP KP-Sil 50g柱上经洗脱(CH2Cl2:MeOH 100:0至90:10，12CV)通过正相快速色谱法纯化。然后将该物质在SNAP UltraC18 60g柱上(用丙酮:水75:25至100:0经12CV洗脱)通过反相色谱法纯化(用MeCN加样)，得到呈无色固体的化合物212(0.130g，0.057mmol，54％)。
1H NMR(500MHz,CD3OD)δ7.71–7.50(m,1H,ArH)7.46–7.32(m,3H,ArH),7.31–7.22(m,2H,ArH),7.22–7.16(m,1H,ArH),7.16–7.06(m,2H,ArH),4.61–4.34(m,6H,苄型CH2)4.11(br.s,4H,炔烃CH2),2.88(q,J＝7.5,6H,乙基CH2),2.58(t,J＝2.5,2H,炔烃CH),2.33–2.04(m,30H,树枝状高分子CH2),2.02–1.86(m,18H,树枝状高分子CH2),1.44(s,81H,树枝状高分子CH3),1.24(t,J＝7.5,9H,乙基CH3)；
HRMS(Nanospray ESI+)针对C121H185N15O27 2+计算值:理论1140.6798，实测[M+2H]2+:1140.6805。
化合物213
/>
将化合物211(200.0mg，0.055mmol，1.0当量)溶解在无水吡啶(22.9mL)中，并将反应在dry syn中加热至40℃，热探头的外部温度被设置为40℃。在单独的梨形烧瓶中，将化合物5a(21.6mg，0.066mmol，1.2当量)溶解在无水CH2Cl2 (2.3mL)中。通过注射泵以0.85mL/h加入化合物5a溶液。一旦加入完成，使反应在40℃下保持过夜。将反应混合物在液氮指形冷冻器旋转蒸发器上真空浓缩至干。所得到的泡沫与甲苯共蒸发两次，并将所得到的泡沫通过反相色谱法纯化(在MeCN中加样，并在SNAP Ultra C18 60g柱上洗脱，以丙酮:水70:30开始至100:0，12CV)。级分5-9含有呈无色泡沫的化合物213(115mg，53％)。
1H NMR(500MHz,CD3OD)δ8.07–7.94(m,6H,ArH),7.68(d,J＝8.4Hz,2H,ArH),7.63(d,J＝8.4Hz,1H,ArH),7.46(s,1H,NH),4.59–4.34(m,12H,苄型CH2),4.17(d,J＝2.5Hz,2H,炔烃CH2),3.00–2.85(m,6H,乙基CH2),2.85–2.74(m,6H,乙基CH2),2.63(t,J＝2.5Hz,1H,炔烃CH),2.36–2.09(m,60H,树枝状高分子CH2),1.97(t,J＝8.2Hz,36H,树枝状高分子CH2),1.45(s,162H,树枝状高分子CH3),1.26–1.18(m,18H,树枝状高分子CH3)；
13C NMR(126MHz,CD3OD)δ175.5,175.5,174.4,169.3,169.0,158.4,158.3,157.2,157.2,144.5,144.5,144.4,137.1,136.9,134.3,134.2,134.0,133.8,131.2,130.1,130.1,129.4,126.1,125.9,125.5,125.3,122.7,122.3,81.6,80.8,72.2,59.4,58.8,58.7,38.9,38.8,38.8,38.7,32.4,32.2,30.7,30.4,28.4,23.6,16.8,16.7,16.6；
HRMS(Nanospray ESI+)针对C212H336N21O51 3+计算值:理论1331.4802，实测[M+3H]3+:1331.4784。
化合物214–受体5
将化合物213(111mg，0.028mmol，1.0当量)溶解在CH2Cl2(7.0mL)中，并加入TFA(1.9mL)。将反应在室温下保持过夜，并逐滴添加至300mL H2O中以沉淀酸。将该悬浮液以50mL批离心，然后洗涤，并用H2O超声处理。然后将分离的固体在高真空下干燥，得到呈无色固体的化合物214(36mg，43％)。
1H NMR(500MHz,DMSO-d6)δ12.02(s,27H,COOH),8.73(s,1H,NH),8.19–7.67(m,6H,ArH),7.64–7.12(m,9H,ArH和NH),6.48(s,3H,NH),6.39(s,3H,NH),4.52–4.15(m,12H,苄型CH2),4.11–3.93(m,2H,炔烃CH2),3.34(s,6H,NH),3.09(s,1H,炔烃CH),2.82(s,6H,乙基CH2),2.66(s,6H,乙基CH2),2.28–1.62(m,144H,树枝状高分子CH2),1.26–1.01(m,18H,乙基CH3)；
13C NMR(126MHz,DMSO-d6)δ174.9,172.9,166.0,165.9,156.4,156.1,155.0,142.8,142.7,135.5,135.4,133.9,133.8,133.4,133.3,129.2,128.7,128.4,127.5,124.6,123.9,123.6,123.1,119.9,119.3,82.1,73.1,57.9,56.8,37.6,37.2,31.2,30.8,29.5,28.9,28.6,22.8,22.5,16.8,16.7.
化合物215
将化合物212(130.0mg，0.057mmol，1.0当量)溶解在无水吡啶(23.8mL)中，并将反应在dry syn中加热至40℃，热探头的外部温度被设置为40℃。在单独的梨形烧瓶中，将化合物5a(22.0mg，0.068mmol，1.2当量)溶解在无水CH2Cl2(2.4mL)中。通过注射泵以0.85mL/h加入化合物5a溶液。一旦加入完成，使反应在40℃下保持过夜。将反应混合物在液氮指形冷冻器旋转蒸发器上真空浓缩至干。所得到的泡沫与甲苯共蒸发两次，并将所得到的泡沫通过反相色谱法纯化(在MeCN中加样，并在SNAP Ultra C18 60g柱上洗脱，以丙酮:水70:30开始至100:0，12CV)。级分3-4含有呈无色泡沫的化合物215(33mg，23％)。
1H NMR(500MHz,CD3OD)δ8.03(d,J＝2.1Hz,2H,ArH),7.99–7.92(m,4H,ArH),7.66(dd,J＝8.6,2.1Hz,1H,ArH),7.61(dd,J＝8.6,2.1Hz,2H,ArH),7.45(s,1H,NH),4.56–4.36(m,12H,苄型CH2),4.15(d,J＝2.5Hz,4H,炔烃CH2),2.97–2.84(m,6H,乙基CH2),2.84–2.72(m,6H,乙基CH2),2.61(t,J＝2.5Hz,2H,炔烃CH),2.32–2.09(m,30H,树枝状高分子CH2),2.01–1.88(m,18H,树枝状高分子CH2),1.43(s,81H,树枝状高分子CH3),1.28–1.13(m,18H,乙基CH3)；
13C NMR(126MHz,CD3OD)δ175.6,175.5,174.4,169.4,169.1,158.4,158.3,157.3,157.2,144.5,144.5,144.5,137.2,136.9,134.3,134.2,133.9,133.8,131.1,130.1,130.1,129.3,126.1,126.0,125.5,125.3,122.7,122.2,81.7,80.8,72.1,59.5,58.8,58.7,38.9,38.8,38.7,38.7,32.4,32.2,32.2,30.7,30.4,30.0,28.4,23.6,16.7,16.6,16.5；
HRMS(Nanospray ESI+)针对C139H206N18O30 2+计算值:理论1304.2589，实测[M+2H]2+:1304.2606。
化合物216–受体6
将化合物215(30mg，0.012mmol，1.0当量)溶解在CH2Cl2(3.0mL)中，并加入TFA(0.81mL)。将反应在室温下保持过夜，并逐滴添加至300mL H2O中以沉淀酸。将该悬浮液以50mL批离心，然后洗涤，并用H2O超声处理。然后将分离的固体在高真空下干燥，得到呈无色固体的化合物216(17mg，67％)。
1H NMR(500MHz,DMSO-d6)δ12.03(s,27H,COOH),8.75(t,J＝5.7Hz,1H,NH),8.21–7.93(m,6H,ArH),7.91–7.73(m,4H,NH),7.60–7.42(m,3H,ArH),7.38–7.21(m,6H,ArH和NH),6.46(s,3H,NH),6.37(s,3H,NH),4.52–4.21(m,12H,苄型CH2),4.03(d,J＝2.5Hz,2H,炔烃CH2),3.10(t,J＝2.5Hz,1H,炔烃CH),2.83(s,6H,乙基CH2),2.69(m,6H,乙基CH2),2.18–1.72(m,144H,树枝状高分子CH2),1.19–1.09(m,18H,乙基CH2)；
13C NMR(126MHz,DMSO-d6)δ174.9,172.9,166.0,165.9,156.3,156.1,155.0,149.3,142.8,142.8,137.6,135.5,135.4,133.9,133.8,133.3,130.6,129.2,128.7,128.3,127.5,124.7,124.6,123.9,123.7,123.1,120.4,119.9,119.3,82.1,73.1,57.8,56.8,37.5,37.3,31.2,30.8,29.5,28.9,28.5,22.8,22.5,16.8,16.7。
化合物217
将N-Boc-L-丝氨酸(5.00g，24.4mmol，1.0当量)溶解在无水DMF(50mL)中，冷却至0℃，并加入NaH(2.05g，51.1mmol，2.1当量)(矿物油中的60％分散体)。在0℃下搅拌30min后，逐滴加入3-溴丙炔(2.52mL，26.7mmol)(在甲苯中的80％溶液)。在0℃下搅拌30分钟后，除去冰浴，并在环境温度下继续搅拌过夜。该时间之后，溶液为深褐色。逐渐向烧瓶中加入水性硫酸盐缓冲液(16g Na2SO4，2mL H2SO4，用H2O加至150mL)，以避免在猝灭时发生的任何放热。形成沉淀物，然后缓慢溶解，得到橙色溶液。加入盐水(150mL)，并用EtOAc(3×150mL)萃取反应混合物。合并的有机物用H2O(3×150mL)洗涤，经MgSO4干燥，过滤，并将所得到的滤液在真空下浓缩。在该步骤中转移一部分DMF。在有机物完全浓缩之前，加入硅胶，然后浓缩至干。然后将硅胶用CH2Cl2(500mL)洗涤，之后用10％ MeCN/CH2Cl2(500mL)洗脱所需的化合物或者直到级分不含产物(PMA染色剂，10％ MeCN/CH2Cl2，带条纹的黑色斑点0.3-0.4Rf)。将所得到的滤液在真空下浓缩，在高真空下干燥后得到呈黄色胶状物的所需化合物(4.9g，83％)。将(S)-2-[(叔丁氧羰基)氨基]-3-(丙-2-炔-1-基氧基)丙酸(2.1g，8.6mmol，1.0当量)溶解在CH2Cl2(33.6mL)中，并加入TFA(33.1mL)。将反应在室温下搅拌，直到TLC显示反应完成。将反应混合物在真空下浓缩，并与甲苯共沸，得到O-(丙-2-炔-1-基)丝氨酸的TFA盐，其直接用于下一步。将O-(丙-2-炔-1-基)丝氨酸(2.22g，8.63mmol，1.0当量)溶解在丙酮(14.4mL)和H2O(14.4mL)中。加入碳酸钠(2.75g，25.9mmol，3.0当量)和Fmoc-OSu(3.06g，9.07mmol，1.05当量)，并将反应搅拌过夜。用HCl(3M)将反应混合物酸化至pH 3，并用EtOAc(3×100mL)萃取。合并的有机相经Na2SO4干燥，所得到的滤液在真空下浓缩。粗残余物通过柱色谱法纯化(用CH2Cl2中的2.5％ MeOH洗脱)，得到呈白色固体的N-(((9H-芴-9-基)甲氧基)羰基)-O-(丙-2-炔-1-基)丝氨酸(2.83g，90％)。将第二代树枝状胺(化合物82，600mg，0.417mmol，1.0当量)溶解在THF(3.6mL)中。然后向该溶液中加入N-(((9H-芴-9-基)甲氧基)羰基)-O-(丙-2-炔-1-基)丝氨酸(183mg，0.500mmol，1.2当量)、COMU(0.21g，0.50mmol，1.2当量)、K-Oxyma(90mg，0.50mmol，1.2当量)和DIPEA(0.22mL，1.25mmol，3.0当量)。将反应在室温下搅拌过夜。将反应在真空下浓缩以除去THF。将残余物再溶解在EtOAc(40mL)中，然后依次用KHSO4(100mL)、饱和NaHCO3(100mL)和盐水(100mL)洗涤。有机相经MgSO4干燥，过滤，并在真空下浓缩，得到粗黄色油。在SNAP Ultra C18 120g柱上(用丙酮:水78:22 3CV，然后91:9 4CV洗脱)通过反相快速色谱法纯化得到呈灰白色固体的Fmoc-保护的中间体(fr10-13)(602mg，81％)。向用热风枪在真空下干燥的RBF中加入Fmoc-保护的中间体(1.2g，0.67mmol，1.0当量)。加入无水CH2Cl2(33.6mL)，并将烧瓶冷却至0℃。逐滴加入DBU(0.20mL，1.3mmol，2.0当量)，并搅拌反应，直到TLC显示完成(5％ MeOH/CH2Cl2，用茚三酮染色以进行可视化)。2h后使反应烧瓶升温至室温。将反应在真空下浓缩，并将粗残余物在SNAP Ultra C18 120g柱上(用丙酮:水75:25至100:0经12CV洗脱)通过反相色谱法纯化。Fr5-18含有呈黄色泡沫的化合物217(0.95g，91％)。
1H NMR(400MHz,CD3OD)δ4.58(br.s,1H,NH),4.30–4.15(m,2H,炔烃CH2),3.72(dd,J＝9.2,5.4Hz,1H,丝氨酸CHH),3.63(dd,J＝9.2,5.4Hz,1H,丝氨酸CHH),3.48(t,J＝5.4Hz,1H,丝氨酸CH),2.90(t,J＝2.4Hz,1H,炔烃CH),2.29–1.90(m,48H,树枝状高分子CH2),1.45(s,81H,树枝状高分子CH3)；
HRMS(ESI+)针对C82H142N5O23Na2+计算值:理论793.9991，实测[M+H+Na]2+:793.9974。
化合物218
使用热风枪在真空下干燥RBF。一旦冷却下来，即加入化合物217(0.45g，0.29mmol，1.0当量)和HBTU活化的连接体(0.21g，0.35mmol，1.2当量)，并悬浮在无水THF(1.44mL)中。然后加入DIPEA(0.08mL，0.46mmol，1.6当量)，并将反应在室温下搅拌过夜。反应在开始时是非均质的，在室温下16h后变成均质的(深褐色)溶液。将反应在真空下浓缩，并在SNAP Ultra C18 120g柱上(用丙酮:水66:34 3CV、然后88:125CV洗脱)通过反相快速色谱法纯化。Fr7-11含有呈黄色固体的化合物218(441mg，80％)。
1H NMR(400MHz,CD3OD)δ7.80–7.42(m,6H,ArH),7.41–7.07(m,4H,ArH),6.72(d,J＝8.5Hz,1H,ArH),4.47(d,J＝5.3Hz,1H,丝氨酸CH),4.39(br.s,2H,Fmoc CH2),4.19(br.s,1H,Fmoc CH),4.17–4.07(t,J＝2.4Hz,2H,炔烃CH2),3.83(dd,J＝9.6,5.3Hz,1H,丝氨酸CHH),3.75(dd,J＝9.6,5.3Hz,1H,丝氨酸CHH),2.81(t,J＝2.4Hz,1H,炔烃CH),2.17–1.73(m,48H,树枝状高分子CH2),1.32(s,81H,树枝状高分子CH3)；
HRMS(ESI+)针对C104H157N7O26Na2 2+计算值:理论983.5497，实测[M+2Na]2+:983.5496。
化合物219
将化合物218(0.64mg，0.33mmol，3.5当量)浓缩到梨形烧瓶中，并通过与无水甲苯(5mL)共沸蒸馏，随后在高真空下干燥30min来干燥。将所得到的残余物溶解在无水CH2Cl2 (4.7mL)中，加入化合物5a(31mg，0.095mmol，1.0当量)和吡啶(0.046mL，0.57mmol，6.0当量)，并将反应加热至34℃保持12h。将反应混合物在真空下浓缩，所得到的残余物在SNAPUltra C18 120g柱上(用丙酮:水70:30至95:5经12CV洗脱)通过快速柱色谱法纯化。Fr1-8回收化合物218，fr11-14含有呈灰白色固体的化合物219(476mg，83％)。
1H NMR(400MHz,CD3OD)δ7.93–7.36(m,19H,ArH),7.34–7.05(m,14H,ArH),4.49(t,J＝5.0Hz,3H,丝氨酸CH),4.38(br.s,6H,苄型CH2),4.27(br.s,6H,Fmoc CH2),4.15(t,J＝2.2Hz,6H,炔烃CH2),4.07(s,3H,Fmoc CH),3.84(dd,J＝9.6,5.0Hz,3H,丝氨酸CHH),3.76(dd,J＝9.6,5.0Hz,3H,丝氨酸CHH),2.81(t,J＝2.2Hz,1H,炔烃CH),2.74(br.s,6H,乙基CH2),2.22–1.71(m,144H,树枝状高分子CH2),1.32(s,243H,树枝状高分子CH3),1.09(t,J＝7.4Hz,9H,乙基CH3)。
HRMS(Nanospray ESI+)针对C330H496N24O81 4+计算值:理论1523.6382，实测[M+4H]4+:1523.6409。
化合物220
在氮气下向RBF中装入溶解在无水CH2Cl2(3.7mL)中的化合物219(0.451g，0.074mmol，1.0当量)，并冷却至0℃。逐滴加入DBU(0.066mL，0.444mmol，6.0当量)，并使反应混合物在0℃下保持2h。然后将反应混合物在真空下浓缩，并在SNAP Ultra C18 60g柱上(用丙酮:水70:30至100:0经12CV洗脱)通过反相快速色谱法纯化。Fr3-7含有呈无色固体的化合物220(0.279g，69％)。
1H NMR(400MHz,CD3OD)δ7.37(d,J＝8.3Hz,3H,ArH),7.24(d,J＝2.1Hz,3H,ArH),7.15(dd,J＝8.2,2.1Hz,3H,ArH),4.48(t,J＝5.3Hz,3H,丝氨酸CH),4.42(br.s,6H,苄型CH2),4.25–4.10(m,6H,炔烃CH2),3.84(dd,J＝9.6,5.3Hz,3H,丝氨酸CHH),3.76(dd,J＝9.6,5.3Hz,3H,丝氨酸CHH),2.83(t,J＝2.4Hz,3H,炔烃CH),2.80(q,J＝6.1Hz,6H,乙基CH2),2.20–1.73(m,144H,树枝状高分子CH2),1.34(s,243H,树枝状高分子CH3),1.22–1.12(m,9H,乙基CH2)。
13C NMR(126MHz,CD3OD)δ175.4,174.4,171.6,170.4,157.8,145.1,141.4,133.9,131.4,130.5,124.4,119.0,117.4,81.7,80.4,77.0,70.4,59.4,59.4,58.7,56.2,39.3,32.2,32.1,30.7,30.5,28.5,23.9,17.0；
HRMS(Nanospray ESI+)针对C285H466N24O75 4+计算值:理论1357.0870，实测[M+4H]4+:1357.0824。
化合物221
将化合物220(265.0mg，0.049mmol，1.0当量)、DMAP(18mg，0.147mmol，3.0当量)和正辛基葡糖苷(29mg，0.098mmol，2.0当量)称重到圆底烧瓶中，并加入无水甲苯。将其在高真空下原位去除。重复程序，并使所得到的泡沫干燥30min。然后将试剂溶解在无水CH2Cl2(98mL)中并加热至34℃。在单独的干燥RBF中，将化合物5a(19.2mg，0.059mmol，1.2当量)称重到烧瓶中并溶解在无水CH2Cl2(9.8mL)中。然后以1mL/hr将该溶液用注射器泵送至反应混合物中。完成后，使反应在34℃下再保持24h。冷却反应混合物，并在真空下浓缩。在SNAPUltra C18 120g柱上(用丙酮:水70:30至100:0经12CV洗脱)通过反相快速色谱法纯化。取Fr1-8，并通过制备型HPLC纯化(C18 20x150mm，5μm，20mL/min，丙酮:水70:30至100:0经30min)。在该阶段难以分析，因为存在正辛基葡萄糖(110mg，39％)。质谱法证实，在制备型HPLC后获得的物质含有化合物221。
HRMS(Nanospray ESI+)针对C303H487N27O78 4+计算值:理论1438.6254，实测[M+4H]4+:1438.6232。
化合物222–受体7
将化合物221(110mg，0.019mmol，1.0当量)溶解在CH2Cl2(4.8mL)中，并加入TFA(1.3mL)。使反应在室温下保持过夜，然后在真空下浓缩。在SNAP Ultra C18 30g柱上(用MeOH:水+0.1％甲酸10:90至100:0经12CV洗脱)通过反相快速色谱法纯化。取Fr30-32，并通过制备型HPLC纯化(C18 20x150mm，5μm，20mL/min，MeOH:水+0.1％甲酸10:90至100:0，经30min)，得到呈无色固体的化合物222(30mg，37％)。
1H NMR(400MHz,CD3OD)δ8.46(s,3H,NH),8.17(s,3H,ArH),8.02(d,J＝8.5Hz,3H,ArH),7.62(d,J＝8.5Hz,3H,ArH),4.65(t,J＝5.4Hz,3H,丝氨酸CH),4.53–4.33(m,12H,苄型CH2),4.37–4.23(m,6H,炔烃CH2),4.10–3.84(m,6H,丝氨酸CH2),2.98(t,J＝2.4Hz,3H,炔烃CH),2.76(s,6H,乙基CH2),2.69(s,6H,乙基CH2),2.48–1.68(s,144H,树枝状高分子CH2),1.41–1.00(m,18H,乙基CH3)；
13C NMR(126MHz,CD3OD)δ182.8,175.2,175.0,170.6,170.0,160.8,157.4,156.8,144.2,132.3,131.9,128.3,127.8,124.4,68.7,58.3,58.2,54.7,37.6,31.6,30.8,30.6,22.6,22.3,15.4。
化合物223
在氮气流下向预干燥的Schlenk管中装入化合物84(441mg，0.245mmol)，并加入化合物5c(20mg，0.070mmol)的THF(0.5mL)溶液。加入无水THF(3.5mL)和无水吡啶(0.006mL，0.070mmol)。将反应在50℃下搅拌16h。将反应混合物浓缩至干，并将粗残余物在120gSNAPUltra C18柱上经洗脱(70-95％丙酮/H2O)通过反相MPLC纯化，得到化合物223白色固体(197mg，0.035mmol，50％)。
HRMS(Nanospray ESI+)针对C309H469N21O75 4+计算值:理论1419.3407，实测[M+4H]4+:1419.3391。
化合物224
以与化合物7b类似的方式由化合物223(0.097g，0.017mmol)制备。在120g SNAPUltra C18柱上经洗脱(1CV 80％丙酮/H2O，10CV 80-95％丙酮/H2O，2CV 95％丙酮)通过反相快速色谱法纯化，得到白色固体(0.072g，0.014mmol，85％)。
1H NMR(500MHz,甲醇-d4)δm.7.42-7.30(3H,CHCNH(Ar))m.7.31-7.29CHCNH2(Ar)),m.7.23-7.19(3H,CHCHCNH(Ar)),m.4.54-4.48(6H,ArCH 2NH),s.2.49(6H,ArCH 3),s.(3H,ArCH 3),m.2.28-1.90(144H,NHCH 2CH 2C(O)),s.1.44(243H,CO2C(CH 3)3)。
13C NMR(125MHz,甲醇-d4)δ175.5(CONH),174.4,174.3(CO2C(CH3)3),170.1(ArCONHR),158.1(NHC(O)NH),141.3(CNH2),135.4(CCO2NHR),134.7(CNHC(O)NH),130.0(CCH3),124.4,118.9(CHCHCNH),117.4(CHCNH2),111.4(CCH2NHC(O)NH),(C(CH2CH2CONH)3),81.6(CO2 C(CH3)3),58.7,(C(CH2CH2CO2)3),40.3(ArCH2NHC(O)NH),32.5(CH2 CH2CO2C(CH3)3),32.2(CH2 CH2CONH),30.7(CH2CH2CONH),30.5,(CH2CH2CO2C(CH3)3),28.4(CO2C(CH3)3),16.3(ArCH3)。
化合物225
将化合物224(200mg，0.040mmol，1.0当量)溶解在无水吡啶(16.8mL)中，并将反应在dry syn中加热至40℃，热探头的外部温度被设置为40℃。在单独的梨形烧瓶中，将化合物5c(13.7mg，0.048mmol，1.2当量)溶解在无水CH2Cl2(1.7mL)中。通过注射泵以0.85mL/h加入化合物5c溶液。一旦加入完成，使反应在40℃下保持过夜。将反应混合物在液氮指形冷冻器旋转蒸发器上真空浓缩至干。所得到的泡沫与甲苯共蒸发两次，并将所得到的泡沫通过反相色谱法纯化(在MeCN中加样，并在SNAP Ultra C18 60g柱上洗脱，以丙酮:水70:30开始至100:0，12CV)。级分4-6含有呈无色泡沫的化合物225(127mg，60％)。
1H NMR(500MHz,CD3OD)δ8.07(s,2H,NH),7.95(s,3H,ArH),7.89(br.s,3H,ArH),7.66(d,J＝8.6Hz,3H,ArH),7.44(s,6H,NH),4.51(s,6H,苄型CH2),4.45(s,1H,苄型CH2),2.49(s,9H,甲基CH3),2.43(s,9H,甲基CH3),2.32–1.91(m,144H,树枝状高分子CH2),1.43(s,243H,树枝状高分子CH3)。
13C NMR(126MHz,CD3OD)δ175.5,174.4,169.4,158.6,157.6,137.5,137.4,135.1,134.7,131.4,129.9,126.0,122.6,81.6,59.5,58.8,40.2,40.0,32.5,32.2,30.7,30.5,28.5,16.7,16.3。
HRMS(Nanospray ESI+)针对C279H450N24O72Na4 4+计算值:理论1345.7981，实测[M+4Na]4+:1345.7994。
化合物226–受体8
将化合物225(120mg，0.023mmol，1.0当量)溶解在CH2Cl2(5.8mL)中，并加入TFA(1.5mL)。使反应在室温下保持过夜，并逐滴添加至300mL H2O中以沉淀酸。该悬浮液以50mL批离心，然后洗涤，并用H2O超声处理。然后将分离的固体在高真空下干燥，得到呈无色固体的化合物226(80mg，91％)。
1H NMR(500MHz,DMSO-d6)δ12.04(s,27H,COOH),8.00(s,3H,ArH),7.93(d,J＝8.5Hz,3H,ArH),7.78(s,3H,NH),7.73(s,3H,NH),7.54(d,J＝8.5Hz,3H,ArH),7.41(s,3H,NH),7.27(s,9H,NH),6.54(s,3H,NH),6.44(s,3H,NH),4.36(s,12H,苄型CH2),2.42(s,9H,甲基CH3),2.35(s,9H,甲基CH3),2.25–1.71(m,144H,树枝状高分子CH2)。
13C NMR(126MHz,DMSO-d6)δ174.9,172.8,166.0,156.6,155.2,135.9,129.4,128.8,124.8,123.7,119.7,67.5,57.9,56.8,31.2,30.8,29.5,28.5,16.3。
化合物227
向配备有磁力搅拌器的Schlenk烧瓶中装入溶解在无水CH2Cl2(40mL)中的化合物108(200mg，0.04mmol，1.0当量)、DMAP(14.5mg，0.12mmol，3.0当量)和正辛基葡糖苷(23.2mg，0.08mmol，2.0当量)，然后升温至34℃。向烧瓶中加入1,3,5-三异氰酸基苯(12.5mg，0.051mmol)的甲苯(约85％纯度)溶液，并将反应保持16h。在真空下除去溶剂，并将粗产物在C18 SNAP Ultra 60g柱上(用丙酮:水70:30至100:0经12CV洗脱)通过反相MPLC纯化，得到呈白色固体的化合物227(67mg，0.012mmol，32％)。
1H NMR(500MHz,CD3OD)δ8.11(d,J＝8.6Hz,3H,ArH),7.76–7.69(m,6H,ArH),7.14(s,3H,ArH),4.43(s,6H,苄型CH2),4.29(s,6H,苄型CH2),2.80–2.70(m,6H,乙基CH2),2.31–1.86(m,144H,树枝状高分子CH2),1.43(s,243H,树枝状高分子CH3),1.21(t,J＝7.4Hz,9H,乙基CH3)。
HRMS(ESI+)针对C279H450N24O72Na4 4+计算值:理论1345.7981，实测[M+4Na]4+:1345.7985。
化合物228
向配备有磁力搅拌器和带接头的气体接合器的50mL烧瓶中装入化合物13(89mg，0.045mmol)。将化合物13置于真空下5min，然后置于氮气下。将化合物13溶解在无水吡啶(20mL，0.002M)中，并将溶液加热至40℃。以0.1mL/h的速率加入化合物103(16mg，0.050mmol)在无水二氯甲烷(1.0mL，0.050M)中的溶液。将反应在40℃下再搅拌12h，之后在真空下浓缩。将残余物在60g SNAP Ultra C18柱上经洗脱(1CV 60％丙酮/水，10CV 60-100％丙酮/水，6CV 100％丙酮)通过反相快速色谱法纯化。
1H NMR(500MHz,CD3OD)δ7.99(d,J＝8.5,3H,ArH),7.95(d,J＝2.1,3H,ArH),7.62(s,3H,RNHCO),7.53(dd,J＝8.6,2.1,3H,ArH),4.48(s,6H,BnH),4.41(s,6H,BnH),2.85(q,J＝7.5,6H,CH2CH3),2.75(q,J＝7.5,6H,CH2CH3),2.28(t,J＝8.0,18H,CCH2CH2),2.10(t,J＝8.0,18H,CCH2CH2),1.45(s,81H,tBuH),1.21(t,J＝7.4,18H,CH2CH3)。
13C NMR(126MHz,CD3OD)δ208.96(C),173.18(C),168.38(C),156.81(C),155.83(C),143.16(C),143.10(C),134.95(C),132.69(C),132.24(C),129.85(C),127.95(C),123.89(CH),123.46(CH),120.73(CH),80.34(C),58.34(C),37.39(CH2),29.42(CH2),29.19(CH2),26.98(CH3),22.25(CH2),15.25(CH3),15.22(CH3)。
HRMS(Nanospray)针对C123H185N15O27计算值:理论1152.6793，实测[M+2H]2+:1152.6798。
化合物229–受体9
向配备有磁力搅拌器的10mL烧瓶中装入化合物228(27mg，0.012mmol)。将化合物228溶解在二氯甲烷(2.9mL，0.004M)中，之后加入三氟乙酸。将反应在室温下搅拌12h。将反应混合物滴入快速搅拌的水(150mL)中，这导致形成白色沉淀物。将沉淀物离心出来，并溶解在丙酮中。转移到圆底烧瓶中后，在真空下除去丙酮，并将白色固体与甲苯共沸。
1H NMR(600MHz,D2O)δ7.86(s,3H,ArH),7.76(d,J＝8.5,3H,ArH),7.52(d,J＝8.5,3H,ArH),4.44(s,12H,BnH),2.84-2.64(m,12H,CH2CH3),2.29-2.16(m,18H,CCH2CH2),2.15-2.01(m,18H,CCH2CH2),1.24-1.10(m,18H,CH2CH3)。
13C NMR(126MHz,DMSO-d6)δ174.50(C),166.09(C),155.49(C),154.56(C),142.30(C),134.21(C),132.81(C),128.34(C),128.20(C),123.05(CH),122.59(CH),119.33(CH),57.10(C),37.04(CH2),29.06(CH2),28.22(CH2),21.04(CH2),16.34(CH3)。
化合物230
将化合物11(1.384g，2.409mmol)和化合物5a(0.200g，0.611mmol)在氮气下置于圆底烧瓶中，并溶解在无水DMF(21mL)中。向该溶液中加入无水吡啶(0.147mL，1.833mmol)，然后加热至30℃保持100小时。在真空下蒸发溶剂，得到胶状物，通过将粗品溶解在二氯甲烷与甲醇的混合物中并在真空下除去溶剂而预吸附在硅胶(20g)上，通过柱色谱法进行纯化，得到自由流动的粉末。将这种预吸附的物质加样到空柱上，并与100g SNAP HP Sil柱连接，并用含有浓度逐渐升高的甲醇的二氯甲烷梯度洗脱，得到回收的化合物11(367mg)和化合物230(1.171g，93％)。
1H NMR:(400MHz,(CD3OD):δm.br.7.95-7.20(33H,ArH),s.4.40(6H,ArCH2NH),m.4.30-4.10(9H,FmocH),m.3.71-3.60(42H,CH 2CH 2O,和OCH 2CH2NH2),m.3.33(6H,OCH2CH 2N3),m.br.2.79(6H,ArCH 2CH3),s.br.1.19(9H,ArCH2CH 3)。
化合物231
向在室温下搅拌的化合物230(1.171g，0.571mmol)在DCM(5mL)中的悬浮液中加入蒸馏的DBU(0.426mL，2.854mmol)。10分钟后，反应混合物变成澄清溶液，并搅拌总共2小时，之后直接加样到用二氯甲烷平衡的快速色谱柱50g SNAP KP Sil柱上，然后用含有浓度逐渐升高的甲醇的二氯甲烷梯度洗脱，得到掺杂有芴基副产物的所需产物。含产物的级分的部分蒸发得到粘稠的白色浆液，其中通过离心分离固体。将湿固体重悬浮在甲醇中，再次离心，并将固体干燥，得到呈灰白色固体的化合物231(0.344g，43％)。
1H NMR(400MHz,CDCl3/甲醇-d4)δm.7.12-6.85(9H,ArH),s.4.32(6H,ArCH 2NH),m.3.50-3.40(42H,CH 2CH 2O,和OCH 2CH2N3),t.3.20(6H,OCH2CH 2N3),m.br.2.66(6H,CH2),s.br.1.09(9H,CH3)。
化合物232
将化合物231(226mg，163mmol)溶解在无水DMSO(1mL)中并用无水吡啶(70mL)稀释。在氮气下在40℃下搅拌，并在6小时内通过注射泵加入化合物5a(60mg，183mmol)在无水DCM(2mL)中的溶液，然后在40℃下再搅拌60小时。在旋转蒸发器上蒸发溶剂得到橙色胶状物，将其溶解在含有少量水的甲醇中。将其加样到Biotage 120g反相柱上，并用水/甲醇梯度洗脱。收集在约80％甲醇时洗脱下来的化合物，蒸发，再溶解在甲醇中，通过煮沸去除溶剂而浓缩，并使热溶液(约3mL)冷却过夜，得到呈白色晶体团块的产物(化合物232)(83mg，30％)。
1H NMR(400MHz,D2O)δs.8.09(3H,ArH),d.7.98(3H,ArH),d.7.58(3H,ArH),m.4.41-4.45(12H,ArCH 2NH),m.3.5-3.7(42H,OCH 2CH 2),m.2.7-2.9(12H,ArCH 2CH3),m.1.20(18H,ArCH2CH 3)。
HRMS:(ESI+)针对C81H116N24O18 2+[M+2H]2+计算值856.4449，实测：856.4470。
化合物233–受体10
将化合物232(22mg，0.013mmol)溶解在温甲醇(2mL)与水(0.1mL)的混合物中，并在氮气气氛下向其中加入三苯基膦(26mg，0.099mmol)。然后将反应混合物在60℃下加热16小时，之后使之冷却至室温。将混浊的混合物用更多的甲醇和水稀释，随后是40μL 1M盐酸水溶液(直到其为酸性)。加入更多的水，然后用DCM将其萃取数次，以除去基于三苯基膦的化合物。使略微混浊的水层通过bond-elut(500mg)数次，直到洗脱液呈澄清，并且TLC显示没有产物通过。然后用6mL水洗脱，然后用2x 4mL的25％ MeOH水溶液，然后用4x 4mL的50％、2x 4mL的75％ MeOH水溶液洗脱。TLC显示产物已经在25％至75％甲醇级分中洗脱，将其合并及蒸发，之后再溶解在水中并冷冻干燥，得到呈灰白色固体的化合物233(19mg，89％)。
1H NMR(400MHz,D2O)δs.7.88(3H,ArH),d.7.71(3H,ArH),d.7.43(3H,ArH),s.br.4.20(12H,ArCH 2NH),m.3.4-3.6(42H,OCH 2CH 2,和OCH 2CH2NH2),t.3.00(6H,OCH2CH 2NH2),m.2.48(12H,ArCH 2CH3),m.0.96(18H,ArCH2CH 3)。
HRMS:(MALDI+)针对C81H120N18O18Na+[M+Na]+计算值1655.8920，实测：1655.8932。
六羧酸盐大环化合物(化合物H8–受体11)
N-(4,5-二甲基-2-硝基苯基)乙酰胺(化合物H2)
将4,5-二甲基-2-硝基苯胺(化合物H1，2g，12mmol)悬浮在冰醋酸(24mL)中并加热至90℃。加入乙酸酐(1.2mL，13mmol)，并将混合物在回流下搅拌2小时。使反应混合物冷却至室温，并倒入水(300mL)中。将黄色沉淀物过滤，用水洗涤，并从乙醇中重结晶，得到呈黄色结晶固体的化合物H2(2.4g，11.6mmol，97％)。
1H NMR:(400MHz,(CDCl3):δ2.25(s,6H,C(9,10)H 3),2.32(s,3H,C(1)H 3),7.93(s,1H,C(8)H),8.51(s,1H,C(5)H),10.26(br s,1H,NH)。
13C NMR:(100MHz,(CDCl3):δ19.1(C10),20.5(C9),25.6(C1),122.6(C8),125.9(C5),132.3(C7),132.7(C6),134.1(C3),146.8(C4),168.9(C(2)O)；νmax 3341,2987,2901,1708,1695,1576,1323,1151,759cm-1。
HRMS:(ESI+)实测[M+Na]+:231.0745。
4-氨基-5-硝基邻苯二甲酸(化合物H3)
在惰性N2气氛下，将化合物H2(2g，9.6mmol)和KMnO4(6g，37.9mmol))悬浮在水(50mL)中，并在回流下搅拌3天。在反应时间的中途加入另外的KMnO4(3g，19mmol)。将得到的褐色沉淀物热过滤，并用水洗涤。用1M HCl将黄色滤液酸化至pH 3，用EtOAc(3×100mL)萃取，用盐水(100mL)洗涤，并干燥(MgSO4)。在真空下除去溶剂，得到呈橙黄色固体的化合物H3(0.77g，2.88mmol，60％)。
1H NMR:(400MHz,(CDCl3):δ7.25(s,1H,C(6)H),7.63(br s,2H,NH 2),8.70(s,1H,C(3)H),11.50(br s,2H,C(7,8)O2 H)。
13C NMR:(100MHz,(CDCl3):δ117.7(C4),118.7(C6),129.3(C3),132.6(C5),141.5(C2),146.9(C1),167.8(C7),169.0(C8)；νmax 3486,3364,2972,2901,1712,1681,1626,1502,1252,1057,882cm-1。
LRMS:(EI)实测[M]+:226.1。
4-氨基-5-硝基邻苯二甲酸二甲酯(化合物H4)
将化合物H3(0.8g，3.5mmol)溶解在MeOH(30mL)中，并加入浓H2SO4(0.5mL)。将反应混合物在回流下搅拌3小时，然后在真空下除去溶剂。将残余物溶解在EtOAc(60mL)中，用5％ NaHCO3(60mL)、盐水(60mL)洗涤，并干燥(MgSO4)。在真空下除去溶剂，并将粗固体通过快速柱色谱法纯化(100％ CH2Cl2)，得到呈橙色固体的化合物H4(0.72g，2.8mmol，80％)。
1H NMR:(400MHz,(CDCl3):δ3.88(s,3H,C(10)H 3),3.92(s,3H,C(9)H 3),6.91(s,1H,C(6)H),7.26(br s,2H,NH 2),8.74(s,1H,C(3)H)。
13C NMR:(100MHz,(CDCl3):δ52.5(C9),53.1(C10),116.9(C4),118.3(C6),129.7(C3),131.2(C5),140.7(C2),146.6(C1),164.7(C7),168.0(C8)；νmax 3486,3342,2987,2901,1736,1697,1621,1502,1435,1339,1250,1027,762cm-1。
LRMS:(ESI+)实测[M+Na]+:277.1。
4-氨基-5-硝基邻苯二甲酸二甲酯(化合物H5)
在惰性N2气氛下，将化合物H4(0.1g，0.39mmol)的MeOH(10mL)溶液加至Pd/C(10mg)。然后用氢气(1atm)吹扫反应容器，并将反应混合物在室温下搅拌1小时。之后，将反应混合物通过celite过滤，用CH2Cl2洗涤，并将滤液在真空下浓缩。然后将粗产物通过快速柱色谱法纯化(5％ MeOH:CH2Cl2)，得到呈淡褐色固体的化合物H5(81mg，0.36mmol，93％)。
1H NMR:(400MHz,(CDCl3):δ3.84(s,6H,C(5)H 3),7.02(s,2H,C(2)H)。
13C NMR:(100MHz,(CDCl3):δ52.4(C5),116.6(C2),124.1(C3),1136.6(C1),168.4(C4)。
HRMS:(ESI+)实测[M+Na]+:247.0685。
六酯氨基半受体(化合物H6)
在惰性N2气氛下，将化合物H5(80mg，0.36mmol)溶解在无水吡啶(10mL)中并加热至40℃。在1小时内加入TEB异氰酸酯(化合物103，20mg，0.06mmol)在无水CH2Cl2(2mL)中的溶液，并将反应在40℃下搅拌16小时。将反应混合物在真空下浓缩，并将残余吡啶与甲苯(3×30mL)共蒸发。然后将粗产物悬浮在CH2Cl2中，过滤，并风干，得到呈淡褐色固体的化合物H6(49mg，0.049mmol，82％)。
1H NMR:(400MHz,((CD3)2SO):δ1.19(t,J＝7.2Hz,9H,C(1)H 3),2.79(br q,6H,C(2)H 2),3.72,3.73(s,2×9H,C(14,16)H 3),4.36(s,6H,C(5)H 2),5.87(br s,6H,NH 2),6.51(br t,3H,NHC(5)),6.84(s,3H,C(11)H),8.13(s,3H,C(8)H),8.60(s,3H,NH)。
13C NMR:(100MHz,((CD3)2SO):δ16.9(C1),22.8(C2),37.7(C5),52.2,52.5(C14和C16),114.0(C11),117.3(C9),121.7(C8),126.9(C7),128.6(C10),133.2(C4),142.2(C12),143.4(C4),155.5(C6),167.3,169.2(C9)。
HRMS:(ESI+)实测[M+H]+:1000.4041。
六酯六脲大环化合物(化合物H7)
方法A：在惰性N2气氛下，将化合物H5(40mg，0.18mmol)溶解在无水吡啶(100mL)中并加热至40℃。在1小时内加入TEB异氰酸酯(化合物103，38mg，0.12mmol)在无水CH2Cl2(2mL)中的溶液，并将反应在40℃下搅拌16小时。将反应混合物在真空下浓缩，并将残余吡啶与甲苯(3×30mL)共蒸发。然后将粗产物通过反相HPLC纯化(100％水→100％乙腈)，得到呈白色固体的化合物H7(9.5mg，0.007mmol，12％)。
方法B：在惰性N2气氛下，将化合物H6(20mg，0.02mmol)溶解在无水吡啶(20mL)并加热至40℃。加入TEB异氰酸酯(化合物103，7.8mg，0.024mmol)在无水CH2Cl2(2mL)中的溶液，并将反应在40℃下搅拌16小时。将反应混合物在真空下浓缩，并将残余吡啶与甲苯(3×30mL)共蒸发。然后将粗产物通过反相HPLC纯化(100％水→100％乙腈)，得到呈白色固体的化合物H7(8mg，0.006mmol，31％)。
1H NMR:(400MHz,(CD3OD):δ1.22(t,J＝7.4Hz,18H,C(1)H 3),2.79(q,J＝7.4Hz,12H,C(2)H 2),3.86(s,18H,C(11)H 3),4.42(s,12H,C(5)H 2),8.34(s,6H,C(8)H)。
13C NMR:(100MHz,(CD3OD):δ15.3(C1),22.4(C2),37.5(C5),51.5(C11),121.6(C8),126.3(C7),131.6(C3),131.9(C9),143.2(C4),155.6(C6),168.1(C10)。
HRMS:(ESI+)实测[M+H]+:1327.5635。
六羧酸盐六脲大环化合物(化合物H8–受体11)
将化合物H7(8mg，0.006mmol)溶解在MeOH(4mL)中，然后逐滴加入NaOH(5M，1mL)。将该溶液在40℃下搅拌1小时，并将反应用水(5mL)稀释。在真空下除去MeOH，并用酸性离子交换树脂将水溶液中和至pH 7.4，过滤，并冷冻干燥，得到呈白色固体的化合物H8(7.8mg，0.0056mmol，93％)。
1H NMR:(600MHz,D2O):δ1.19(t,J＝7.4Hz,18H,C(1)H 3),2.75(br q,12H,C(2)H 2),4.47(s,12H,C(5)H 2),7.73(s,6H,C(8)H)。
13C NMR:(100MHz,D2O):δ15.4(C1),22.5(C2),37.6(C5),124.6(C8),128.3(C7),131.8(C3),134.9(C9),143.3(C4),157.4(C6),176.4(C10)。
化合物234
将化合物15(2.000g，3.363mmol)溶解在THF(145.0mL)中，并与三苯基膦(0.838g，3.195mmol)混合。将反应在室温下搅拌24h。加水(75mL)，并将反应在50℃下加热3h。冷却后，将反应混合物用水稀释，并用EtOAc(3×100mL)萃取。真空浓缩合并的有机层，并将粗残余物在C18 SNAP Ultra 120g柱上经洗脱(40％丙酮:水至60％丙酮:水)通过反相MPLC纯化，得到呈白色固体的化合物234(1.510g，2.655mmol，79％)。
1H NMR(400MHz,CD3OD)δ4.57(s,1H,NH),3.86(dt,J＝5.8,4.0Hz,1H,NCH2 ),3.73(dd,J＝11.2,5.8Hz,1H,NCH2 ),3.59(dd,J＝10.6,6.1Hz,1H,NCH2 ),3.41-3.32(m,2H,CHN3,CHNH2),3.13(dd,J＝10.6,4.1Hz,1H NCH 2),2.22(m,6H,CH 2C(O)),1.95(m,6H,CCH 2),1.45(s,27H,C(CH 3)3)。
13C NMR(100MHz,CD3OD)δ174.9(s,CCO2C),157.8(s,NC(O)N),81.7(s,CO2 C(CH3)3),67.2(s,CNH2),58.3(CN3),56.8(s,CH2N),52.5(CH2N),31.2(s,CH2C(O)),30.8(s,CCH2),28.4(s,CO2C(CH3)3)。
化合物235
将化合物234(67mg，0.118mmol)和化合物103(11mg，0.034mmol)溶解在DCM(1mL)中，并一起搅拌18h。真空除去溶剂，并将残余物在C18 SNAP Ultra 120g柱上经70％丙酮:水至100％丙酮:水洗脱通过反相MPLC纯化，得到呈白色固体的化合物235(60mg，0.030mmol，89％)。
1H NMR(400MHz,CD3OD)δ4.39(s,6H,ArCH2 NH),4.24(dt,J＝6.7,4.7Hz,3H,CHNH),4.05(dt,J＝6.0,4.5Hz,3H,NCH2 ),3.68(dd,J＝10.8,6.7Hz,3H,NCH2 ),3.61(dd,J＝11.3,6.0Hz,3H,NCH2 ),3.32(m,3H,CHN3),3.17(dd,J＝10.8,4.6Hz,3H NCH 2),2.78(q,J＝7.4Hz,6H,ArCH2 CH3),2.21(dd,J＝9.3,6.6Hz,18H,CH 2C(O)),1.94(dd,J＝9.3,6.6Hz,18H,CCH 2),1.44(s,81H,C(CH 3)3),1.18(t,J＝7.4Hz,9H,ArCH2CH3 )。
13C NMR(100MHz,CD3OD)δ174.9(s,CCO2C),157.8,152.4(s,NC(O)N),137.5,133.7(Ar),81.8(s,CO2 C(CH3)3),69.1(s,CHNH),61.5(CN3),58.5(s,CH2N),51.0(CH2N),39.3(ArCH 2NH),31.2(s,CH2C(O)),30.9(s,CCH2),28.4(s,CO2C(CH3)3),22.2(s,ArCH2CH3),15.6(s,ArCH2 CH3)。
化合物236
向化合物235(100mg，0.049mmol)的MeOH(15mL)溶液中加入Pd/C(30mg)在DCM中的浆液。将反应置于氢气氛下，并搅拌过夜。通过CeliteTM过滤并浓缩滤液得到白色固体(91mg，0.047mmol，96％)。
1H NMR(400MHz,CD3OD)δ4.46-4.33(m,6H,ArCH2 NH),4.25(d,J＝6.9Hz,3H,CHNH),3.88-3.74(m,6H,NCH2 ),3.60(d,J＝6.4Hz,3H,NCH2 ),3.33-3.27(m,3H,CHNH2),3.20(dd,J＝10.4,7.0z Hz,3H,NCH 2),2.78(q,J＝8.2Hz,6H,ArCH2 CH3),2.30-2.14(m,18H,CH 2C(O)),2.04-1.85(m,18H,CCH 2),1.44(s,81H,C(CH 3)3),1.19(t,J＝7.4Hz,9H,ArCH2CH3 )。
13C NMR(100MHz,CD3OD)δ174.8(s,CCO2C),157.9,151.5(s,NC(O)N),137.2,132.0(Ar),81.7(s,CO2 C(CH3)3),68.1(s,CHNH),67.5(CNH2),58.2(s,CH2N),54.8(CH2N),43.6(ArCH 2NH),31.2(s,CH2C(O)),30.8(s,CCH2),28.4(s,CO2C(CH3)3),22.3(s,ArCH2CH3),16.9(s,ArCH2 CH3)。
化合物237
将化合物236(110mg，0.056mmol)、正辛基葡糖苷(33mg，0.112mmol)和DMAP(21mg，0.168mmol)的混合物与甲苯在两颈烧瓶中共沸至干，然后置于N2下。然后将残余物溶解在DCM(110mL)中并冷却至0℃。加入TEB NCO(化合物103，18mg，0.056mmol)的DCM(20mL)溶液。将反应混合物加热至35℃保持16h。减压去除溶剂，并将粗产物在C18 SNAP Ultra 60g柱上经70％丙酮:水至100％丙酮:水(46mg，0.020mmol，36％)洗脱通过反相MPLC纯化。
1H NMR(500MHz,CD3OD)δ4.79-4.33(m,6H,ArCH2 NH),4.31-4.10(m,6H,ArCH2 NH),3.97-3.80(m,6H,CHNH),3.73-3.37(m,9H,NCH2 ),2.96-2.56(m,9H,NCH2 ,ArCH2 CH3),2.35-2.20(m,24H,ArCH2 CH3,CH 2C(O)),2.10-1.87(m,18H,CCH 2),1.48-1.40(m,81H,C(CH 3)3),1.24-1.10(m,18H,ArCH2CH3 )。
13C NMR(125MHz,(CD3)2SO)δ172.5(s,CCO2C),157.6,155.4(s,NC(O)N),141.6,133.9(Ar),79.7(s,CO2 C(CH3)3),56.2(NHC(CH2)3),52.7(s,CHNH),50.2(s,CH2N),36.6(ArCH 2NH),29.4(s,CH2C(O)),29.3(s,CCH2),27.8(s,CO2C(CH3)3),22.0(s,ArCH2CH3),16.3(s,ArCH2 CH3)。
MS:(ESI+)针对C117H195N18O27 2+计算值:1141.7180，实测[M+2H]2+:1141.7196
化合物238–受体12
将化合物237(8mg，3.504μmol)溶解在TFA(1.3mL)中，并在搅拌下加热至30℃保持20小时。使反应混合物冷却，立即加入戊烷(25mL)。将得到的悬浮液离心，并去除上清液。将残余的油溶解在0.2MNaHCO3水溶液(3.5mL)中，并用20mL G-25sephadex柱对该溶液进行脱盐。将得到的溶液冷冻干燥，得到呈白色固体的化合物238(6.5mg，3.290mmol，94％)。
1H NMR(500MHz,D2O)δ4.66-4.50(m,3H,ArCH2 NH),4.27-4.03(m,9H,ArCH2 NH),4.02-3.82(m,3H,CHNH),3.79-3.34(m,12H,CHNH,NCH2 ),3.09-2.75(m,6H,ArCH2 CH3),2.75-2.27(m,9H,NCH2 ,ArCH2 CH3),2.26-2.13(m,18H,CH 2C(O)),2.03-1.89(m,18H,CCH 2),1.23-1.09(m,18H,ArCH2CH3 )。
13C NMR(125MHz,D2O)δ183.4(s,CCO2),160.2,159.7,159.3(NHC(O)NH),157.6(s,NHC(O)N),144.9,144.2,144.1(Ar),58.1(NHC(CH2)3),58.0,57.9(s,CHNH),49.1,48.4,47.7(s,CH2N),39.8,38.8,37.6(ArCH 2NH),32.2,32.1(s,CH2C(O)),31.7(s,CCH2),23.5,22.7,22.1(s,ArCH2CH3),16.1,15.9,15.5(s,ArCH2 CH3)。
MS:(ESI+)针对C117H195N18O27 2+计算值:1141.7180，实测[M+2H]2+:1141.7196
化合物239
使用热风枪在真空下干燥装备有磁力搅拌器、具有侧臂气体接合器的1L烧瓶。使烧瓶冷却至室温，并在流动的氮气下装入G2胺(化合物82，2.50g，1.74mmol)。加入THF(100mL)和Et3N(0.25mL，1.80mmol)，并用冰浴将烧瓶冷却至0℃。在20min的过程内逐滴加入三光气(0.26g，1.00mmol)的THF(25mL)溶液。3h后，在真空下除去溶剂，将得到的残余物吸收在氯仿(50mL)中，并用水(50mL)洗涤。将有机层干燥(MgSO4)，并在真空下浓缩，得到呈白色泡沫的化合物239(2.50g，1.71mmol，98％)。
1H NMR(400MHz,甲苯-d8)δ2.26(m,18H,CH 2),2.07(m,30H,CH 2),1.40(s,81H,CH 3)。
13C NMR(100MHz,甲苯-d8)δ173.3(CCO2C),172.4(CONH),123.7(N＝C＝O),80.4(C(CH3)3),58.2(NHC(CH2)3),53.7(C(NCO)),30.7(CH2),30.5(CH2),28.7(CH2),28.5(CH3)。
化合物240
在N2下向Schlenk烧瓶中装入(3S,4S)-吡咯烷-3,4-二醇(185.0mg，1.790mmol)、G2 NCO(2.500g，2.000mmol)和无水DMF(100mL)。将该溶液搅拌16小时，然后倒入5％ LiCl水溶液(700mL)中，并用EtOAc(300mL)萃取。分离有机层，干燥，并浓缩成胶质固体(2.760g，1.759mmol，88％)。
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ6.24(s,3H,C(O)NH),6.13(2H,s,OH),4.19(s,1H,NC(O)NH),3.63(dd,J＝11.5,3.7Hz,2H,CHOH),3.54-3.37(m,4H,NCH2 ),2.17(dd,J＝10.3,6.4Hz,24H,CH 2C(O)),1.92(dd,J＝9.9,6.4Hz,24H,CCH 2),1.41(s,81H,C(CH 3)3)。
13C NMR(100MHz,CDCl3)δ173.4(C(O)NH),172.9(CCO2C),162.6(s,NC(O)N),80.8(s,CO2 C(CH3)3),80.7(s,COH),57.4(s,CH2N),30.1(s,CH2C(O)),30.0(s,CH2C(O)NH),29.9(s,CCH2),29.9(CCH2),28.2(s,CO2C(CH3)3)。
化合物241
将化合物240(1.851g 1.180mmol)溶解在DCM(13.9mL)中，并加入三乙胺(0.66mL，4.719mmol)。将反应冷却至0℃，并逐滴加入甲磺酰氯(0.20mL，2.595mmol)。将反应在室温下搅拌16h，之后用5％ KHSO4水溶液、饱和NaHCO3水溶液和盐水洗涤。真空浓缩有机层，得到呈白色泡沫的化合物241(1.350g，0.783mmol，66％)。
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ6.95(s,1H,NC(O)NH),6.17(s,3H,C(O)NH),5.32-5.13(m,2H,CHOSO2),3.94-3.56(m,4H,NCH2 ),3.13(s,J＝1.6Hz,2H,SO2CH 3),2.31-2.11(m,24H,CH 2C(O)),2.04-1.86(m,24H,CCH 2),1.41(s,81H,C(CH 3)3)。
13C NMR(100MHz,CDCl3)δ173.3(C(O)NH),172.7(CCO2C),156.3(s,NC(O)N),80.6(s,CO2 C(CH3)3),80.1(s,COSO2),57.4(s,CH2N),38.6(SO2 CH3),29.9(s,CH2C(O)),29.9(s,CH2C(O)NH),29.8(s,CCH2),29.8(CCH2),28.1(s,CO2C(CH3)3)。
化合物242
将NaN3(0.131g，2.017mmol)添加至0℃的化合物241(1.160g，0.672mmol)的DMF(3.4mL)溶液中。然后将反应在100℃下加热16h。将反应冷却，并用EtOAc(30mL)稀释，用水(30mL)、5％ LiCl水溶液(2×30mL)和盐水(30mL)洗涤。真空浓缩有机层，并将残余物在C18SNAP Ultra 60g柱上经洗脱(70％丙酮:水至100％丙酮:水)通过反相MPLC纯化，得到呈白色固体的化合物242(788mg，0.487mmol，72％)。
1H NMR(400MHz,CD3OD)δ4.29-4.18(m,2H,CHN3),3.84-3.70(m,2H,NCH 2),3.55-3.44(m,2H,NCH2 ),2.32-2.19(m,24H,CH 2C(O)),2.06-1.98(m,24H,CCH 2),1.52(s,81H,C(CH 3)3)。
13C NMR(100MHz,CD3OD)δ175.8(C(O)NH),174.4(CCO2C),158.1(s,NC(O)N),81.7(s,CO2 C(CH3)3),65.1(s,CH2N3),62.2(NC(O)NHC(CH2)3),61.5(NHC(CH2)3),58z.8(CH2N),30.7(s,CH2C(O)),30.7(s,CH2C(O)NH),30.5(s,CCH2),30.5(CCH2),28.4(s,CO2C(CH3)3)。
化合物243
将化合物241(300mg，0.185mmol)溶解在THF(8.0mL)中。加入三苯基膦(46mg，0.176mmol)，并将反应搅拌18h。加水(4.0mL)，并将反应在50℃下加热6h。真空浓缩反应混合物，并将残余物在C18 SNAP Ultra 60g柱上经洗脱(75％丙酮:水至100％丙酮:水)通过反相MPLC纯化，得到呈白色固体的化合物243(187mg，0.117mmol，66％)。
1H NMR(400MHz,CD3OD)δ3.92-3.72(m,J＝5.8,4.0Hz,3H,NCH2 ),3.61(dd,J＝10.7,6.0Hz,1H,CHN3),3.41-3.32(m,1H,CHNH2),3.24-3.12(m,1H NCH 2),2.23-2.16(m,24H,CH 2C(O)),1.99-1.91(m,24H,CCH 2),1.45(s,81H,C(CH 3)3)。
13C NMR(100MHz,CDCl3)δ173.3(C(O)NH),172.7(CCO2C),158.2(s,NC(O)N),81.6(s,CO2 C(CH3)3),58.7(CNH2),58.6(s,CH2N),58.4(CN3),33.1(s,CH2C(O)),32.3(s,CH2C(O)NH),30.7(s,CCH2),30.5(CCH2),28.4(s,CO2C(CH3)3)。
化合物244
将化合物7b(80mg，0.016mmol)与甲苯在反应烧瓶中共沸至干，然后再溶解在吡啶(8.0mL)中。将其加热至40℃，并在3h内通过注射泵加入化合物5a(6.2mg，0.019mmol)的DCM(0.7mL)溶液。然后使反应冷却至室温并再搅拌16h。将反应在真空下浓缩，然后将获得的粗残余物在30g SNAP Ultra C18柱上经洗脱(1CV 80％丙酮/H2O，10CV 80-95％丙酮/H2O，2CV100％丙酮)通过反相快速色谱法纯化，得到呈白色固体的化合物244(55mg，0.010mmol，64％)。
1H NMR(500MHz,甲醇-d4)δzd.8.12(3H,J＝2.1Hz,Ar),dd.7.56(3H,J＝8.4,2.1Hz,Ar),d.7.41(3H,J＝8.4Hz),s.4.58(6H,ArCH 2NH),s.4.45(6H,ArCH 2NH),s.3.85(9H,ArOCH 3),m.2.82-2.72(6H,ArCH 2CH3),m.2.35-1.89(144H,NHCH 2CH 2C(O)),s.1.43(243H,CO2C(CH 3)3),t.1.20(9H,J＝7.3Hz,ArCH2CH 3)。
13C NMR(125MHz,甲醇-d4)δ175.5(CONH),174.4(CO2C(CH3)3),171.1(ArCONHR),81.6(CO2 C(CH3)3),59.3(ArOCH3),58.7(C(CH2CH2CO2)3),54.6(C(CH2CH2CONH)3),44.2,43.7(ArCH2NHC(O)NH),32.2(CH2 CH2CONH,CH2CH2CONH),30.7(CH2 CH2CO2C(CH3)3),30.5,(CH2CH2CO2C(CH3)3),28.5(CO2C(CH3)3),16.9(ArCH2 CH3)。
MS:(ESI+)针对C282H456N24O75 3+计算值:1795.0979，实测[M+3H]3+:1795.0938。
化合物245–受体13
将化合物244(8.5mg，0.002mmol)溶解在DCM(0.5mL)中并加入甲酸(0.5mL，13.3mmol)。24h后，将反应混合物逐滴加至搅拌的水(20mL)中，并通过离心收集白色沉淀物。滗去上清液，并用10mM NaOH溶液将白色固体中和至pH 7。用10mL G-25sephadex柱对所得到的溶液进行脱盐。将所得到的溶液冷冻干燥，得到白色固体(1mg，0.32μmol，16％)。
1H NMR(500MHz,CD2Cl2/甲酸-d2,1:1)δ1H NMR(500MHz,甲醇-d4)δs.8.18(3H,Ar),s.7.50(6H,Ar),s.4.48(6H,ArCH 2NH),s.4.41(6H,ArCH 2NH),s.3.83(9H,ArOCH 3),m.2.69-2.60(6H,ArCH 2CH3),m.2.45-1.81(144H,NHCH 2CH 2C(O)),m.1.16-1.08(9H,ArCH2CH 3)。
化合物246
以类似于化合物244的方式由化合物7a(202.0mg，0.040mmol)和5c(11.4mg，0.040mmol)制备。在120g SNAP Ultra C18柱上经洗脱(1CV 80％丙酮/H2O，10CV 80-97％丙酮/H2O，4CV 97％丙酮)通过反相快速色谱法纯化，得到呈白色固体的化合物246(108.0mg，50.6％)。
1H NMR(500MHz,甲醇-d4)δm.8.08-7.58(9H,Ar),m.4.63-4.30(12H,ArCH 2NH),m.2.95-2.60(9H ArCH 3),m.2.32-1.84(150H,NHCH 2CH 2C(O),ArCH 2CH3),s.1.43(243H,CO2C(CH 3)3),s.1.29(9H,ArCH2CH 3)。
化合物247–受体14
将化合物246(108mg，0.02mmol)在室温下溶解在无水DCM(体积：20mL)和TFA(4.8mL，60.0mmol)中。将所得到的暗黄色溶液在室温下搅拌12h。在真空下除去挥发物，得到黄色固体。通过在1:1MeOH/H2O+0.1％甲酸中加样，将该固体在C18 SNAP Ultra 60g柱上通过反相MPLC纯化。使用100mM NaOH溶液将所得到的白色固体中和至pH 7，并将所得到的溶液在真空下浓缩至干。白色结晶固体(30mg，0.008mmol，40％)。
1H NMR(500MHz,甲醇-d4)δm.8.37-7.81(9H,Ar),m.4.57-4.22(12H,ArCH 2NH),m.2.85-1.66(159H,ArCH 3,NHCH 2CH 2C(O),ArCH 2CH3),t.1.25(9H,J＝9.2Hz,ArCH2CH 3)。
2,3:4,5-双-O-(1-甲基亚乙基)-1-O-2-丙炔基-L-阿拉伯糖醇(化合物248)
向氢化钠(500mg，在油中60重量％，12.9mmol)在THF(20mL)中的悬浮液中加入2,3:4,5-双-O-(1-甲基亚乙基)-L-阿拉伯糖醇(2.00g，8.61mmol)。将该悬浮液在50℃下加热30分钟，然后在冰浴中冷却，之后加入炔丙基溴(2.56g，17.2mmol)。在0℃下搅拌30min后，使反应混合物升温至室温，并再搅拌1小时，之后通过小心加水然后蒸发掉有机溶剂来处理。将残余物溶解在DCM与柠檬酸水溶液的混合物中，取有机层，经硫酸钠干燥，并蒸发，得到橙色油2.38g。用DCM至含10％二乙醚的DCM的梯度洗脱的硅胶色谱法得到1.47g黄色油。用含15％EtOAc的石油醚对该物质进行另一硅胶柱洗脱，蒸发得到呈无色油的2,3:4,5-双-O-(1-甲基亚乙基)-1-O-2-丙炔基-L-阿拉伯糖醇(1.26g，54％)。
1H NMR(400MHz,CDCl3)δm.4.23(2H,OCH 2CCH),m.4.15-4.02(3H),dd.3.95(1H),dd.3.82(1H),t.3.71(1H),dd.3.63(1H),t.2.42(1H,OCH2CCH),s.1.405(3H),s.1.40(3H),s.1.37(3H),s.1.33(3H)。
13C NMR(400MHz,CDCl3)δ109.97,109.78,79.60,79.60,77.84,77.24,74.76,70.43,67.77,58.81,27.16,27.12,26.85,25.36。
1-O-2-丙炔基-L-阿拉伯糖醇(化合物249)
将2,3:4,5-双-O-(1-甲基亚乙基)-1-O-2-丙炔基-L-阿拉伯糖醇(1.26g，4.66mmol)溶解在TFA(4mL)与水(2mL)的混合物中。3小时后，蒸发溶剂，并伴随加热将残余物溶解在甲醇中。蒸发并在甲醇中再溶解数次后，将残余物溶解在最少量的热甲醇中，并使之结晶。将晶体过滤并用少量冷甲醇洗涤，得到呈细白色晶体的1-O-2-丙炔基-L-阿拉伯糖醇(135mg，15％)。
1H NMR(400MHz,D2O)δm.4.22(2H,OCH 2CCH),m.4.03(1H),dd.3.79(1H),m.3.73-3.59(4H),m.3.52(1H),t.2.86(1H,OCH2CCH)。
13C NMR(400MHz,D2O)δ79.55,76.07,71.58,70.97,70.87,68.51,63.03,58.24。
化合物250
将化合物233(25mg，0.015mmol)、抗坏血酸钠(11.6mg，0.058mmol)和化合物249(16.7mg，0.088mmol)溶解在脱气THF(5ml)和水(2mL)中。向其中加入硫酸铜(10.9mg，0.044mmol)的水(0.5mL)溶液，马上蓝色铜溶液迅速变为褐色，然后在数秒内褪色，得到无色溶液。1分钟后，溶液开始变混浊，然后在1小时内，形成橙色固体。将反应混合物蒸发至干，并在DCM与甲醇的混合物中磨碎，之后将上清液加样至正相柱上，用逐渐升高的含(0至50％)甲醇的DCM梯度洗脱，然而化合物的溶解得到不纯物质的较差回收。该不纯物质经水-甲醇梯度洗脱通过反相色谱法纯化，并冷冻干燥，得到呈白色固体的化合物250(7mg，20％)。
HRMS:(Nanospray+)针对C105H158N24O33 2+[M+2H]2+计算值1142.0726，实测：1142.0708。
单环受体合成
方案2–用来制备蒽二胺37的合成程序。
四羟基蒽(33)按照J.Org.Chem.,1989,54,1018所述的文献程序制备。
2,2',2”,2”'-((9,10-二甲基蒽-2,3,6,7-四基)四(氧基))四乙酸四叔丁酯(34)
在惰性N2气氛下，将四羟基蒽33(2.35g，8.7mmol)溶解在无水THF(500mL)中。加入K2CO3(4.9g，35.2mmol)和溴乙酸叔丁酯(7mL，47.4mmol)，并将反应混合物在回流下搅拌16小时。将混合物冷却至室温并在真空下除去溶剂。然后将粗残余物溶解在CH2Cl2(500mL)中，用水(150mL)、盐水(200mL)洗涤，并干燥(MgSO4)。在真空下除去溶剂，并将粗残余物通过快速柱色谱法纯化(1％ MeOH:CH2Cl2)，得到呈黄色固体的34(3.8g，5.2mmol，60％)。1H NMR:(400MHz,(CDCl3):δ1.49(s,36H,3×C(1)H 3),2.85(s,6H,2×C(9)H 3),4.76(s,8H,C(4)H 2),7.38(s,4H,4×C(6)H)；13C NMR:(100MHz,(CDCl3):δ14.6(C(9)H3),28.1(C(1)H3),66.6(C(4)H2),82.3(C(2)(CH3)3),105.7(C(6)H),124.3(C8),126.2(C7),147.2(C5),167.8(C(3)O)；νmax 2987,2901,1750,1453,1369,1145,1066cm-1；HRMS:(ESI+)实测[M+Na]+:749.3520。
2,2',2”,2”'-((9,10-双(溴甲基)蒽-2,3,6,7-四基)四(氧基))四乙酸四叔丁酯(35)
在惰性N2气氛下，将34(3g，4.1mmol)溶解在无水CH2Cl2(500mL)中。加入NBS(1.84g，10.3mmol)和ABCN(50mg，5mol％)，并将混合物在回流下搅拌1.5小时。然后将反应混合物冷却至室温，并用CH2Cl2(300mL)稀释。将溶液用NaOH(300mL，1M)、水(300mL)洗涤，并在真空下除去溶剂，得到呈橙色固体的35(3.5g，4.0mmol，98％)。1H NMR:(400MHz,(CDCl3):δ1.52(s,36H,3×C(1)H 3),4.81(s,8H,C(4)H 2),5.22(s,4H,2×C(9)H 2),7.38(s,4H,4×C(6)H)；13C NMR:(100MHz,(CDCl3):δ28.1(C(1)H3),29.7(C(9)H3),66.4(C(4)H2),82.6(C(2)(CH3)3),104.2(C(6)H),126.2(C8),126.4(C7),148.7(C5),167.4(C(3)O)；νmax 2987,2933,1706,1488,1362,1228,1183,1066cm-1；HRMS:(ESI+)实测[M+Na]+:905.1709,907.1692。
2,2',2”,2”'-((9,10-双(叠氮基甲基)蒽-2,3,6,7-四基)四(氧基))四乙酸四叔丁酯(36)
在惰性N2气氛下，将35(3.5g，4.0mmol)溶解在无水MeCN(300mL)中。加入NaN3(1g，15.9mmol)，并将反应在回流下搅拌3小时。使反应混合物冷却至室温并在真空下除去溶剂。将粗产物溶解在CH2Cl2(400mL)中，用水(3×100mL)洗涤，并在真空下除去溶剂，得到呈橙色固体的36(3.2g，3.9mmol，98％)。1H NMR:(400MHz,(CDCl3):δ1.52(s,36H,3×C(1)H 3),4.78(s,8H,C(4)H 2),5.08(s,4H,2×C(9)H 2),7.40(s,4H,4×C(6)H)；13C NMR:(100MHz,(CDCl3):δ28.1(C(1)H3),46.9(C(9)H3),66.4(C(4)H2),82.6(C(2)(CH3)3),104.6(C(6)H),124.2(C8),126.8(C7),148.7(C5),167.5(C(3)O)；νmax 2988,2931,2091,1736,1498,1364,1227,1186,1062cm-1；HRMS:(ESI+)实测[M+Na]+:831.3530。
2,2',2”,2”'-((9,10-双(氨基甲基)蒽-2,3,6,7-四基)四(氧基))四乙酸四叔丁酯(37)
在惰性N2气氛下，将36(100mg，0.12mmol)溶解在无水脱气THF(8mL)中。加入PMe3(2.5mL，2.5mmol，在THF中1M)，并将混合物在室温下搅拌3小时。加入脱气水(2mL)，并将反应混合物搅拌1小时。然后在氮气流下蒸发溶剂，并将粗残余物溶解在THF/H2O(5:1，3mL)中。然后通过冷冻干燥除去溶剂，得到呈浅褐色固体的37(90mg，0.12mmol，96％)。1H NMR:(400MHz,(CDCl3):δ1.50(s,36H,3×C(1)H 3),4.58(s,4H,2×C(9)H 2),4.77(s,8H,C(4)H 2),7.49(s,4H,4×C(6)H)；13C NMR:(100MHz,(CDCl3):δ28.1(C(1)H3),38.9(C(9)H2),66.5(C(4)H2),82.4(C(2)(CH3)3),105.0(C(6)H),125.8(C8),126.2(C7),148.0(C5),167.6(C(3)O)；)；νmax 2982,2926,1729,1497,1358,1222,1144,1069cm-1；HRMS:(MALDI+)实测[M+H]+:757.3909。
方案3–用来制备单环受体40的合成程序。
2,2',2”,2”'-((9,10-双(异氰酸基甲基)蒽-2,3,6,7-四基)四(氧基))四乙酸四叔丁酯(38)
在惰性N2气氛下，向烧瓶中装入37(30mg，0.04mmol)和NaHCO3(12mg，0.14mmol)。加入CH2Cl2(1mL)和H2O(1mL)，并将混合物冷却至0℃并快速搅拌。加入三光气(9.4mg，0.016mmol)，并将反应混合物在室温下搅拌30分钟。将反应混合物用CH2Cl2(10mL)稀释，并分离有机层，干燥(MgSO4)，并在真空下除去溶剂，得到呈橙色固体的38(29mg，0.036mmol，91％)。1H NMR:(400MHz,(CDCl3):δ1.51(s,36H,3×C(1)H 3),),4.78(s,8H,C(4)H 2),5.07(s,4H,2×C(9)H 2),7.35(s,4H,4×C(6)H)；13C NMR:(100MHz,(CDCl3):δ28.0(C(1)H3),39.83(C(9)H2),66.6(C(4)H2),82.7(C(2)(CH3)3),104.4(C(6)H),125.5(C8),126.0(C7),148.7(C5),167.3(C(3)O)；νmax 2979,2934,2251,1734,1493,1367,1225,1144,1064cm-1；HRMS:(ESI+)实测[M+Na]+:831.3319。
叔丁基保护的半受体(39)
在惰性N2气氛下，将1,2-苯二胺(0.3g，2.70mmol)溶解在无水脱气CH2Cl2(120mL)中。在10分钟内逐滴加入38(55mg，0.068mmol)在无水脱气CH2Cl2(50mL)中的溶液，然后在室温下搅拌30分钟。在真空下除去溶剂，并将粗固体通过快速柱色谱法纯化(80:20EtOAc:己烷→5:95MeOH:CH2Cl2→10:90MeOH:CH2Cl2)，得到呈橙褐色固体的39(53mg，0.052mmol，77％)。1H NMR:(400MHz,((CD3)2SO):δ1.47(s,36H,3×C(1)H 3),),4.59(s,4H,N(19)H 2),4.87(s,8H,C(4)H 2),5.12(s,4H,2×C(9)H 2),6.50-6.57(m,4H,C(13)H和N(18)H),6.66-6.70(m,2H,C(15)H),6.77(t,J＝7.6Hz,2H,C(14)H),7.42-7.48(m,4H,C(12)H和N(18)H),7.66(s,4H,4×C(6)H)；13C NMR:(100MHz,((CD3)2SO):δ28.2(C(1)H3),36.7(C(9)H2),66.8(C(4)H2),82.9(C(2)(CH3)3),105.2(C(6)H),114.5(C15),118.9(C13),122.8(C11),125.2,125.5(C12和C14),125.8(C8),126.2(C7),148.3(C5),149.5(C16),154.2(C10),167.5(C(3)O)；νmax 3315,2973,2901,1733,1622,1494,1393,1225,1146,1057,742cm-1；HRMS:(ESI+)实测[M+Na]+:1047.4689。
叔丁基保护的四脲大环化合物(40)
在惰性N2气氛下，将38(40mg，0.049mmol)溶解在无水脱气CH2Cl2(600mL)中。在20分钟内向其中逐滴加入39(50mg，0.049mmol)在无水脱气吡啶(60mL)中的溶液。将反应在室温下搅拌16小时，然后减压除去溶剂。将粗残余物悬浮在HPLC级水中并冷冻干燥，得到细小的粗品固体。该产物然后通过反相HPLC纯化并冷冻干燥，得到呈灰白色固体的40(50mg，0.027mmol，56％)。1H NMR:(400MHz,((CD3)2CO):δ1.49(s,36H,3×C(1)H 3),),4.78(m,16H,C(4)H 2),5.12(m,8H,C(9)H 2),6.95(s,4H,C(13)H),7.65(s,8H,C(6)H),8.07(s,4H,C(12)H)；13C NMR:(100MHz,((CD3)2CO):δ27.3(C(1)H3),36.0(C(9)H2),66.0(C(4)H2),81.6(C(2)(CH3)3),105.3(C(6)H),126.3(C8),126.9(C7),127.4(C12),132.2(C13),135.6(C11),147.8(C5),155.5(C10),167.9(C(3)O)；HRMS:(ESI+)实测[M+Na]+:1856.8145,[M+2Na]2+:939.9019。
方案4–用来制备单环受体89的合成程序
9,10-双(异氰酸基甲基)蒽(55)
在惰性N2气氛下，向烧瓶中装入蒽-9,10-二基二甲胺An-NH2 *(20mg，0.085mmol)和NaHCO3(26mg，过量)。加入CH2Cl2(1mL)和H2O(1mL)，将混合物冷却至0℃并快速搅拌。加入三光气(20mg，0.068mmol)，并将反应混合物在室温下搅拌30分钟。将反应混合物用CH2Cl2(10mL)稀释，并分离有机层，干燥(MgSO4)，并在真空下除去溶剂，得到呈黄色固体的55(22mg，0.076mmol，91％)。1H NMR:(400MHz,(CDCl3):δ5.38(s,4H,C(5)H 2),7.66(dd,J＝6.9,3.2Hz,4H,C(1)H),8.35(dd,J＝6.9,3.2Hz,4H,C(2)H)；13C NMR:(100MHz,(CDCl3):δ39.0(C(5)H2),124.1(C(1)H),126.7(C(8)H),127.3(C4),129.3(C3),167.3；νmax2921,2234,1620,1491,1448,1324,1185,858,751cm-1；HRMS:(ESI+)实测[M+Na]+:311.0785。
*按照如Org.Biomol.Chem.,2005,3,48所述的文献程序中描述的合成程序制备。
二氨基叔丁基保护的蒽半受体(88)
在惰性N2气氛下，将84(350mg，0.195mmol)溶解在无水二氯甲烷(10mL)中。加入55(25mg，0.098mmol)，并将反应加热至回流2天。将反应冷却至室温，并在真空下除去溶剂。将粗残余物通过反相HPLC纯化，得到呈白色固体的Fmoc保护的产物86(254mg，0.66mmol，67％)。向86的转化通过有限NMR研究*和高分辨率质谱法(ESI+)来证实:m/z针对[M+2Na]2+计算值1963.1077，实测1963.1067。在惰性N2气氛下，将86溶解在无水二氯甲烷(10mL)中并冷却至0℃。逐滴加入DBU(45μL，0.28mmol)，使反应混合物升温至室温并搅拌2小时。在真空下除去溶剂，并将粗产物通过快速柱色谱法纯化(5％ MeOH:CH2Cl2)，得到呈灰白色固体的88(215mg，0.063mmol，95％)。1H NMR:(400MHz,(CD3OD):δ1.43(s,162H,C(23)H 3),1.93(m,36H,C(20)H 2),2.08(m,12H,C(15)H 2),2.18(m,48H,C(19,16)H 2),5.36(s,4H,C(5)H 2),7.18(dd,J＝2.1,8.3Hz,2H,C(9)H),7.26(d,J＝2.1Hz,2H,C(11)H),7.41(d,J＝8.3Hz,2H,C(8)H),7.41(s,6H,NH),7.60(dd,J＝3.3,6.9Hz,4H,C(1)H),7.89(s,2H,NH),8.47(dd,J＝3.3,6.9Hz,4H,C(2)H)；13C NMR:(100MHz,(CDCl3):δ27.1(C23),29.1(C20),29.3(C21),31.0(C15),31.1(C16),57.4(C18),58.0(C14),80.2(C22),115.9(C11),117.4(C9)123.1(C8),124.6(C2),125.9(C1),128.5(C10),130.1(C4),130.5(C3),131.4(C7),140.0(C12),156.7(C6),168.6(C13),173.0(C21),174.1(C17)；HRMS:(ESI+)实测[M+H+Na]2+:1730.5507。
*有限NMR研究仅由于86被认为缓慢的构象交换导致非常宽的低强度信号而是可能的。
叔丁基保护的G2蒽四脲大环化合物(89)
在惰性N2气氛下，将55(5.3mg，0.018mmol)溶解在无水脱气二氯甲烷(600mL)中，并加热至回流。在30min内加入在无水脱气二氯甲烷(50mL)中的88(63mg，0.018mmol)，并在回流下搅拌4天。然后在真空下除去溶剂，并将粗产物通过反相HPLC纯化，然后冷冻干燥，得到呈白色固体的89(25mg，6.7μmol，37％)。1H NMR:(400MHz,(CD3OD):δ1.45(s,162H,C(23)H 3),1.99(m,36H,C(20)H 2),2.17(m,12H,C(15)H 2),2.24(m,48H,C(19)H 2),2.31(m,12H,C(16)H 2),5.39(s,8H,C(5)H 2),7.31,7.44(br s,4H,C(1)H),7.49(s,6H,NH),7.70(dd,J＝2.1,8.5Hz,2H,C(9)H),7.89(d,J＝8.5Hz,2H,C(8)H),7.98(s,2H,C(11)H),8.39(br s,8H,C(2)H)；13C NMR:(100MHz,(CDCl3):δ27.0(C23),29.1(C20),29.3(C21),30.8(C15),31.1(C16),57.3(C18),58.1(C14),80.3(C22),121.6(C9),121.77(C12)124.4(C2),124.7(C11),125.8,125.9(C1),130.0(C10),130.4(C3),130.6(C3),131.4(C7,12),156.0,156.8(C6),168.1(C13),173.1(C21),174.1,174.2(C17)；HRMS:(ESI+)实测[M+3Na]3+:1264.3835,[M+4Na]4+:954.0378。
Fmoc保护的甲酯G2连接体(94)
将84(215mg，0.12mmol)溶解在二氯甲烷(5mL)中，并逐滴加入TFA(5mL)。将溶液在室温下搅拌16小时，并将TFA和溶剂在N2流下蒸发。将残余物再溶解在甲醇(5mL)和原甲酸三甲酯(5mL)中。加入HCl(5％v/v，0.5mL)，并将混合物搅拌24小时。然后在真空下除去溶剂，并将粗产物通过快速柱色谱法纯化(5％ MeOH:CH2Cl2)，得到94(147mg，0.10mmol，87％)。1H NMR:(400MHz,(CDCl3):δ1.99(m,18H,C(23)H 2),2.108(m,6H,C(18)H 2),2.25(m,24H,C(22,19)H 2),3.60(s,27H,C(25)H 3),4.23(m,1H,C(7)H),4.48(m,2H,C(8)H 2),6.31(s,3H,NH),6.72(d,J＝8.4Hz,1H,C(13)H),7.26(m,3H,C(4,12)H),7.38(t,J＝7.4Hz,2H,C(3)H),7.63(m,2H,C(5)H),7.75(d,J＝7.9Hz,3H,C(2,15)H),8.12(s,1H,NH)；13C NMR:(100MHz,(CDCl3):28.3(C22),29.6(C23),31.8(C19),32.2(C18),47.2(C7),51.8(C25),57.3(C21),58.2(C17),67.1(C8),116.4(C12),120.0(C2),122.6(C10),124.4(C14),125.1(C4),125.2(C15),126.6(C13),127.7(C5),127.8(C3),141.3(C1),143.6(C11),143.8(C6),155.0(C9),166.6(C16),173.3(C20),173.8(C24)；νmax 3330,2976,2961,1727,1658,1531,1452,1367,1249,1150,846cm-1；HRMS:(ESI+)实测[M+2Na]2+:731.3279,[M+Na]+:1439.6353。
二氨基甲酯保护的蒽半受体(97)
/>
在惰性N2气氛下，将94(160mg，0.11mmol)溶解在无水二氯甲烷(5mL)中。加入55(15mg，0.054mmol)，并将反应加热至回流4天。将反应冷却至室温，并在真空下除去溶剂。将粗残余物通过快速柱色谱法纯化(5％ MeOH:CH2Cl2)，得到呈白色固体的Fmoc保护的产物97a(190mg，0.061mmol，56％)。向97a的转化通过有限NMR研究*和高分辨率质谱法(ESI+)来证实:m/z针对[M+2Na]2+计算值1584.1834，实测1584.1849。在惰性N2气氛下，将97a溶解在无水二氯甲烷(10mL)中并冷却至0℃。逐滴加入DBU(50μL，0.30mmol)，使反应混合物升温至室温并搅拌4小时。在真空下除去溶剂，并将粗产物通过快速柱色谱法纯化(4％ MeOH:CH2Cl2)，得到呈灰白色固体的97(151mg，0.057mmol，93％)。1H NMR:(400MHz,(CD3OD):δ1.94(m,36H,C(20)H 2),2.07(m,12H,C(15)H 2),2.24(m,48H,C(19,16)H 2),3.60(s,54H,C(22)H 3),4.94(s,4H,C(5)H 2),7.05(d,J＝8.3Hz,2H,C(9)H),7.15(m,4H,C(11,8)H),7.37(s,6H,NH),7.48(dd,J＝3.3,6.9Hz,4H,C(1)H),7.85(s,2H,NH),8.21(dd,J＝3.3,6.9Hz,4H,C(2)H)；13C NMR:(100MHz,(CDCl3):δ28.5(C20),29.3(C21),31.0(C15),31.1(C16),51.8(C22),57.3(C18),58.1(C14),116.1(C11),117.5(C9)123.0(C8),124.4(C2),125.8(C1),128.6(C10),130.0(C4),130.5(C3),131.4(C7),140.1(C12),155.5(C6),166.7(C13),173.3(C17),173.9(C21)；HRMS:(ESI+)实测[M+2Na]2+:1361.1096，实测[M+3Na]3+:915.7415。
*有限NMR研究仅由于97a被认为缓慢的构象交换导致非常宽的低强度信号而是可能的。
甲酯保护的G2蒽四脲大环化合物(98)
在惰性N2气氛下，将55(7.9mg，0.027mmol)溶解在无水脱气二氯甲烷(600mL)中并加热至回流。在30min内加入在无水脱气二氯甲烷(50mL)中的97(73mg，0.027mmol)，并在回流下搅拌5天。然后在真空下除去溶剂，并将粗产物通过反相HPLC纯化，然后冷冻干燥，得到呈浅黄色固体的98(21mg，7.0μmol，26％)。1H NMR:(400MHz,(CD3)2SO):δ1.89(m,36H,C(20)H 2),1.95(m,12H,C(15)H 2),),2.12(m,12H,C(16)H 2),2.22(m,36H,C(19)H 2),5.25(s,8H,C(5)H 2),7.32(s,6H,NH),7.42(br s,4H,C(1)H),7.52(m,6H,C(1,9)H),7.74(s,2H,NH),7.87(d,J＝8.5Hz,2H,C(8)H),8.07(s,2H,C(11)H),8.37(br s,8H,C(2)H)；13C NMR:(100MHz,(CD3)2SO):δ28.3(C20),29.2(C21),29.5,29.8(C15),30.7,31.0(C16),35.7(C5),51.8(C22),56.8(C18),57.9(C14),120.0(C8),122.8(C9),123.3(C11),125.4(C2),125.7(C12),126.4,126.5(C1),129.0,129.5(C3),129.9(C4),135.6(C7)155.1,155.7(C6),166.0(C13),172.9(C17),173.7(C21)；HRMS:(ESI+)实测[M+2Na]2+:1506.1621,[M+3Na]3+:1011.7687。
脱保护的蒽四脲大环化合物(90)
将受保护的受体89(30mg，0.008mmol)溶解在二氯甲烷(HPLC级，2.7ml)中并冷却至0℃。逐滴加入三氟乙酸(TFA)(0.3mL)，将反应升温至室温并搅拌4小时。然后在氮气流下除去溶剂，然后将残余物与甲苯(3x 10mL)共蒸发以除去残余的TFA，悬浮在水中并冷冻干燥。然后通过在40分钟内用100％水(用0.1％ TFA缓冲)→100％甲醇洗脱，将产物通过制备型HPLC纯化(Waters CSH C18 5μm 19×250mm)。在真空下除去溶剂，将残余物与甲苯(3×10mL)共蒸发，将产物悬浮在水中并冷冻干燥。然后将固体悬浮在水中，用NaOH(水溶液)中和至pH 7.4，过滤，然后冷冻干燥，得到呈白色固体的90(21mg，0.0068mmol，85％)。1H NMR:(400MHz,75℃,D2O):δ2.40-2.50(m,36H,C(19)H 2),2.58-2.71(m,48H,C(20)H 2,C(15)H 2),2.80-2.90(m,12H,C(16)H 2),5.63,5.81(br s,4H,C(5)H 2),7.43-7.50,7.98-8.06(br m,4H,C(1)H),8.25(br s,2H,C(11)H),8.27(d,2H,C(9)H),8.39(d,2H,C(8)H),7.63(d,J＝8.3Hz,3H,C(10)H),8.58-8.65,8.82-8.89(br m,4H,C(2)H)。
用于四甲氧基蒽异氰酸酯(95)的方案
2,3,6,7-四甲氧基-9,10-双(溴甲基)蒽，(92)
在惰性N2气氛下，将91(2g，6.1mmol)、NBS(4g，22.6mmol)和ABCN(73mg，0.3mmol)溶解在无水二氯甲烷(150mL)中，并将混合物在回流下搅拌4小时。然后将混合物冷却至0℃并过滤。然后将固体在高真空下干燥，得到呈亮黄色固体的92(2.1g，4.3mmol，71％)。1HNMR(400MHz,CDCl3)δ4.11(s,12H,C(1)H),5.35(s,4H,C(6)H),7.40(s,4H,C(3)H),13C NMR(100MHz,CDCl3)28.7(C6),56.0(C1),101.8(C3),125.7(C5),125.9(C4),150.1(C2)。
2,3,6,7-四甲氧基-9,10-双(叠氮基甲基)蒽，(93)
在惰性N2气氛下，将92(2.7g，5.58mmol)和NaN3悬浮在无水MeCN(70mL)中。将混合物在回流下搅拌16小时，然后冷却至室温，并在真空下蒸发溶剂。然后将剩余的残余物悬浮在水(200mL)中并过滤。将固体用乙醇(3×100mL)洗涤，并在高真空下干燥，得到呈褐色固体的93(1.6g，3.9mmol，70％)。1H NMR(400MHz,CDCl3)δ4.10(s,12H,C(1)H),5.19(s,4H,C(6)H),7.42(s,4H,C(3)H),13C NMR(100MHz,CDCl3)47.7(C6),56.1(C1),101.8(C3),123.8(C5),126.9(C4),150.2(C2)；HRMS:(ESI+)实测[M+Na]+431.1448。
2,3,6,7-四甲氧基-9,10-双(氨基甲基)蒽，(94)
在惰性N2气氛下，将叠氮化物93(1.6g，3.90mmol)和PPh3(8g，31.4mmol)悬浮在脱气THF(80mL)中。加入脱气水(4mL)，并将反应加热至60℃保持16小时。将反应冷却至室温并在真空下除去溶剂。将粗残余物悬浮在甲苯(200mL)中，过滤，用甲苯(2×100mL)洗涤，并在高真空下干燥，得到呈浅褐色固体的94(1.05g，2.96mmol，76％)。1H NMR(400MHz,CDCl3)δ4.08(s,12H,C(1)H),4.69(s,4H,C(6)H),7.49(s,4H,C(3)H),13C NMR(100MHz,CDCl3)δ39.5(C6),56.0(C1),101.9(C3),125.3(C5),125.5(C4),149.7(C2)；HRMS:(ESI+)实测[M+Na]+379.1626。9,10-双(异氰酸基甲基)-2,3,6,7-四甲氧基蒽(95)
在惰性N2气氛下，向烧瓶中装入三光气(324mg，1.1mmol)，并加入无水甲苯(15mL)。逐滴加入94(200mg，0.55mmol)在无水甲苯(5mL)中的悬浮液，并将反应混合物在回流下搅拌2小时。冷却反应混合物，并在高真空下除去溶剂。将粗固体重悬浮在二氯甲烷(50mL)中并过滤。收集滤液并在真空下除去溶剂，得到呈褐色固体的95(121mg，0.30mmol，54％)。1H NMR(400MHz,CDCl3)δ4.11(s,12H,C(1)H),5.21(s,4H,C(6)H),7.37(s,4H,C(3)H),νmax 2934,2832,2255,1498,1435,1245,1204,1169,1028cm-1；HRMS:(ESI+)实测[M+Na]+431.1218。
用于八甲氧基蒽双脲受体的方案
二氨基叔丁基保护的甲氧基-蒽半受体(96)
在惰性N2气氛下，将84(507mg，0.283mmol)和94(50mg，0.13mmol)溶解在无水二氯甲烷(8mL)中。加入吡啶(60μL，0.74mmol)，并将反应加热至回流16小时。将反应冷却至室温，并在真空下除去溶剂。将粗残余物通过反相HPLC纯化，得到呈白色固体的Fmoc保护的产物95(336mg，0.84mmol，65％)。向95的转化通过有限NMR研究*和高分辨率质谱法(ESI+)来证实：m/z针对[M+2Na]2+计算值2015.6171，实测2015.6176。在惰性N2气氛下，将95(100mg，0.028mmol)溶解在无水二氯甲烷(10mL)中并冷却至0℃。加入DBU(50μL，0.31mmol)，使反应混合物升温至室温并搅拌1小时。在真空下除去溶剂，并将粗产物通过快速柱色谱法纯化(6％ MeOH:CH2Cl2)，得到呈灰白色固体的96(91mg，0.026mmol，92％)。1H NMR:(400MHz,(CD3OD):δ1.42(s,162H,C(23)H 3),1.84-2.0(m,36H,C(20)H 2),2.02-2.14(m,12H,C(15)H 2),2.13-2.31(m,48H,C(19,16)H 2),3.95(br s,12H,C(24)H 3),4.58(br s,4H,C(5)H 2),7.13(d,J＝8.3Hz,2H,C(9)H),7.23(s,2H,C(11)H),7.31(d,J＝8.3Hz,2H,C(8)H),7.38(brs,4H,C(2)H),7.41(s,6H,NH),7.89(s,2H,NH)；13C NMR:(100MHz,(CDCl3):δ27.1(C23),29.1(C20),29.3(C21),30.8(C15),31.1(C16),54.9(C24),57.4(C18),58.1(C14),80.3(C22),101.9(C2),115.8(C11),117.3(C9)123.3(C8),126.1(C4),126.1(C3),128.2(C10),131.6(C7),140.3(C12),149.5(C1),157.0(C6),168.5(C13),173.0(C21),174.1(C17)；HRMS:(ESI+)实测[M+2Na]2+:1208.3682。
*有限NMR研究仅由于95被认为缓慢的构象交换导致非常宽的低强度信号而是可能的。
叔丁基保护的八甲氧基蒽四脲大环化合物(97)
在惰性N2气氛下，将96(25mg，0.007mmol)和DMAP(1.7mg，0.014mmol)溶解在无水脱气二氯甲烷(12mL)中并加热至回流。加入在无水脱气二氯甲烷(2mL)中的94(2.7mg，0.007mmol)，并将反应在回流下搅拌2天。然后在真空下除去溶剂，并将粗产物通过反相HPLC纯化，然后冷冻干燥，得到呈白色固体的89。
结合研究
使用等温滴定量热法(ITC)和1H NMR来测定本发明化合物(例如受体化合物1和受体化合物90)与许多糖(例如葡萄糖、甘露糖和纤维二糖)以及其它小分子(例如尿嘧啶和尿酸)之间的结合亲和力。ITC和1HNMR滴定根据上文描述的一般程序进行，并且ITC迹线、1HNMR谱和结合亲和力总结在图2-75中。
1H NMR滴定
1H-NMR滴定在Varian VNMR低温冷却的S600光谱仪上进行。制备糖在D2O(99.9％)中的溶液，其中含有将在实验中使用的已知浓度的受体，并且如果必要，在使用前使其平衡过夜。然后将等分试样加入到含有已知浓度的受体溶液(通常为50μM–250μM)的NMR管中。因此，在碳水化合物浓度增加时，受体浓度保持恒定。每次添加后摇动样品管，离心，并在298K下获得1H-NMR谱。
如果受体结合糖的速度慢于NMR采样速率(“慢速交换”)，则通过分析指定为主体-客体复合物的峰的NMR积分来确定Ka。变量X被定义为该复合物的孤立共振(通常在芳香族区域中)的积分除以所有相关共振(通常是整个芳香族区域)的积分。由于X与结合状态的主体的分数成比例，因此可以将X的变化作为客体浓度的函数作图，以得到可以拟合1:1结合模型的曲线，从而产生缔合常数Ka。除了归于复合物的峰的积分取代归于结合+未结合受体的峰的化学位移以外，在数学上，拟合过程基本上与用于具有快速交换的结合的过程相同。使用在Excel中实现的非线性最小二乘曲线拟合程序进行计算。该程序产生结合常数Ka和限制X(Xlim)作为输出。Ka值列于以下表4中。通过假设确定的Ka和Xlim，从各个数据点获得Ka的估计误差。这些误差在表4中报告，通常远低于5％。
表1-在NMR滴定期间α-H1和β-H2的相对积分。
葡萄糖浓度(μM) 相对积分(αH1:βH2) β-D-葡萄糖(％)
57 -a -
114 -a -
170 1:2.08 67％
225 1:2.01 66％
280 1:1.85 64％
334 1:2.04 67％
387 1:1.88 65％
440 1:1.84 64％
492 1:1.82 64％
544 1:1.82 64％
a由于信号的低强度和宽度而未获得积分值。
表2-在存在和不存在受体1(0.2mM)时，纯α-D-葡萄糖的α-H1和β-H2随时间的相对积分。
表3-当相对于受体1(0.11mM)滴定纤维二糖(250mM)时Ka的计算值。当假定所有受体都被客体饱和时(即滴定中的最终添加，用黄色表示的行)，相对于相同峰(8.02ppm)的积分，得到8.02ppm处的峰的积分(用·表示，见图31)。
然后使用这些相对积分来确定主体-客体[HG]的量。该[HG]值以及游离主体[H]游离和游离客体[G]游离的计算值可用来计算滴定中每个点处的Ka。然后使用获得的值的平均值(以蓝色表示)作为总Ka(31.1M-1)以及相关的标准偏差和误差。并非所有计算的Ka值都包括在平均Ka值中。由于8.02ppm处的峰的强度非常小，因此早期的积分不可靠。由于存在大量过量的客体导致光谱基线的大偏差，因此后来的积分也被认为是不可靠的。所选择的Ka值用于平均值计算，平均Ka本身印证了从ITC获得的结果。
等温滴定微量热法(ITC)滴定
等温滴定微量热法(ITC)实验在MicroCal iTC200微量热计和/或MicroCali VP-ITC上进行。ITC实验在298K下进行。在含有10mM磷酸盐缓冲溶液(pH 7.4)的HPLC级水中制备糖溶液，并在必要时使其平衡过夜。向样品池中加入已知浓度的在含有10mM磷酸盐缓冲溶液(pH 7.4)的HPLC级水中的受体溶液(通常为50μM-200μM)。然后，加入等分试样(通常为1.0μL)的碳水化合物溶液，并随时间推移追踪热析出。通过使用相同的条件将相同的碳水化合物溶液注入含有10mM磷酸盐缓冲溶液(pH 7.4)的HPLC级水中来测量稀释热。对于每次添加，使用在ORIGIN 7.0中实施的MicroCal软件程序从结合热中减去稀释热。这给出了热与总客体浓度的XY矩阵。然后将该矩阵导入到专门编写的Excel程序中，以使数据拟合1:1结合模型，从而得到Ka。ΔG可以从Ka导出，因此ΔS可以使用常见的热力学方程式从ΔH和ΔG导出。与上述NMR的情况一样，该拟合过程也产生Ka误差。相比于将数据拟合到S曲线，如在MicroCal软件中(对于低于约104-105M-1的结合常数，通常观察不到S曲线)，该方法始终产生更精确的拟合。虽然使用提供的MicroCal软件生成的拟合通常与使用Excel程序计算的拟合相似，但它们也总是将Ka高估约10％。结果发现，使用Excel程序可以实现等效NMR数据对ITC数据的更好的印证。底物稀释热、底物与受体1之间的结合事件以及分析曲线的ITC输出包括在图中。结合数据的概述，包括热力学量和误差，在以下表4中给出。
表4-各种底物对受体1的结合亲和力。在T＝298K时，在含有磷酸盐缓冲液(10mM，pH＝7.4)的D2O(NMR)或H2O(ITC)中测量亲和力(Kd)。N.d.＝由于加入底物时NMR信号变宽而未确定
除非另有说明，否则所有溶液均在pH 7.4的10mM磷酸盐缓冲溶液中。将人血清和细胞培养基以10k MWCO透析，然后用pH 7.4的10mM磷酸盐缓冲溶液缓冲。DMEM盐对照组成：硝酸铁(0.2μM)，氯化钙(1.8mM)，硫酸镁(0.81mM)，氯化钾(5.3mM)，碳酸氢钠(44mM)，氯化钠(110mM)和磷酸二氢钠(0.9mM)。PBS＝pH 7.4的磷酸盐缓冲盐水，组成：氯化钠(137mM)，氯化钾(2.7mM)，磷酸氢二钠(10mM)，磷酸二氢钾(1.8mM)。a Ka由于在NMR时间尺度上的中等交换率导致复杂的宽谱而无法确定，无论如何都指示结合的证据。b通过在10mM磷酸盐缓冲液(pH 7.4)中溶解D-葡糖酸-δ-内酯而制备。4h后，1H NMR表明该内酯已水解，得到无环葡糖酸酯。
表5-蒽受体90的结合结果的总结。
表6-测得的受体2至14对D-葡萄糖表现出的结合亲和力
*使用7.1mM L-或D-葡萄糖溶液和0.4mM受体12溶液没有可测量的结合
虽然已经出于参考和说明的目的描述了本发明的具体实施方案，但是在不脱离由所附权利要求所限定的本发明的范围的情况下，各种修改对于本领域技术人员将是显而易见的。

Claims (10)

1.化合物，或其盐、水合物或溶剂化物，其中所述化合物具有以下所示的结构式：
其中：
Z1、Z2和Z5独立地选自亲水性取代基；
且
R3a、R3b、R3c、R4a、R4b和R4c独立地选自氢、卤代、(1-4C)烷基、(1-4C)烷氧基、氨基、硝基、(1-4C)烷基氨基、(1-4C)二烷基氨基、(1-4C)卤代烷基、(1-4C)卤代烷氧基、氰基、
(2-4C)烯基和(2-4C)炔基；
并且其中所述亲水性取代基独立地选自包含一个或多个选自羧酸、羧酸根离子、羧酸酯、羟基、胺、酰胺、醚、酮和醛基、硝基、硫酸根、磺酸根、磷酸根、膦酸根及其组合的亲水性官能团的亲水性取代基；亲水性聚合物或亲水性树枝状基团；
并且其中式Ie化合物经由一个或多个与Z1、Z2、Z5、R3a、R3b、R3c、R4a、R4b和R4c相关联的取代基连接至可替换的报告分子。
2.根据权利要求1所述的化合物，其中Z1、Z2和Z5独立地选自亲水性聚合物、亲水性树枝状基团或C(O)OM1，其中M1为氢或阳离子。
3.根据权利要求1-2中任一项所述的化合物，其中Z1、Z2和Z5独立地选自亲水性聚合物或包含1至5代构建单元和末端官能团T1的树枝状基团，并且其中每个构建单元独立地选自式A的基团：
-L2-L2a-V-
(式A)
其中：
L2选自O、C(O)、C(O)O、OC(O)、C(O)N(Rr)、
N(Rr)C(O)、N(Rs)C(O)N(Rr)、N(Rr)C(O)O、
OC(O)N(Rr)、S(O)2N(Rr)和N(Rr)SO2，其中Rr和Rs各自独立地选自氢和(1-4C)烷基；
L2a为键或(1-4C)亚烷基；
V不存在或是下式的基团：
其中：
V1、V2、V3、V4和V5独立地选自任选地被一个或多个选自O、S和NRt的基团打断的(1-6C)亚
烷基，其中Rt选自氢和(1-2C)烷基；
#表示与L2a或当L2a为键时与L2的连接点；
表示与另一个式A的基团或末端官能团T1的连接点；且
末端官能团T1选自OH、C(O)OMx、C(O)ORu和
C(O)NHRu，其中Ru选自氢、(1-4C)烷基、(1-4C)烷
氧基、羟基(1-4C)烷基、(2-4C)烯基、(2-4C)炔基、乙二醇和聚乙二醇，并且其中Mx为阳离子(例如Na,Li,NH4)。
4.根据权利要求3所述的化合物，其中所述树枝状基团包含1至4代构建单元和末端官能团T1，并且其中每个构建单元独立地选自式A的基团：
-L2-L2a-V-
(式A)
其中：
L2选自O、C(O)、C(O)O和C(O)N(Rr)，其中Rr选自
氢和(1-4C)烷基；
L2a为键或(1-4C)亚烷基；
V不存在或是下式的基团：
其中：
V1、V2和V3独立地选自任选地被一个或多个选自氧原子的基团打断的(1-6C)亚烷基；
#表示与L2a或当L2a为键时与L2的连接点；
表示与另一个式A的基团或末端官能团T1的连接点；且
末端官能团T1选自OH、C(O)OMx、C(O)ORu和
C(O)NHRu，其中Ru选自氢、(1-4C)烷氧基和羟基(1-
4C)烷基，其中Mx为阳离子(例如Na,Li,NH4)。
5.根据权利要求2-4中任一项所述的化合物，其中所述树枝状基团包含1至3代构建单元和末端官能团T1，并且其中每个构建单元独立地选自式A的基团：
-L2-L2a-V-
(式A)
其中：
L2为C(O)N(Rr)，其中Rr选自氢和(1-4C)烷基；
L2a为键或(1-2C)亚烷基；
V是下式的基团：
其中：
V1、V2和V3独立地选自任选地被一个或多个选
自氧原子的基团打断的(1-4C)亚烷基；
#表示与L2a或当L2a为键时与L2的连接点；
表示与另一个式A的基团或末端官能团T1的连接点；且
末端官能团T1选自C(O)OMx，其中Mx为阳离子(例
如Na,Li,NH4)。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的化合物，其中所述可替换的报告分子是芳香族分子和/或染料。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的化合物，其中所述可替换的报告分子通过连接体与Z1、Z2、Z5、R3a、R3b、R3c、R4a、R4b和R4c相关联的取代基中的一个或多个连接。
8.糖检测装置，其包含根据权利要求1-7中任一项所述的化合物。
9.根据权利要求1-7中任一项所述的化合物，或根据权利要求8所述的糖检测装置在检测水性环境中的目标糖中的用途。
10.根据权利要求9所述的用途，其中所述目标糖是葡萄糖。
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