DE10060746A1 - New divalent or trivalent linking agents, useful for dimerizing proteins and immobilizing them on carriers, comprise thiol-binding group and sulfur-containing functional group - Google Patents

New divalent or trivalent linking agents, useful for dimerizing proteins and immobilizing them on carriers, comprise thiol-binding group and sulfur-containing functional group

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Abstract

Di- and tri-valent linkers (I) comprise at least one thiol-binding group and a thio or disulfide functional group. Di- and tri-valent linkers of formula (I) comprise at least one thiol-binding group and a thio or disulfide functional group: Y = CR<1> or N; R<1> = H or 1-5C alkyl; Q = sulfur-containing coupling group; X = group reactive with thiol; S' = H, 1-5C alkyl or -Z<3>X; Z<1>- Z<3> = (CH2)n, in which one or more non-adjacent methylenes can be replaced by NR<1>, O, CO, CH=CH, acetylenylene, NR<1>CO, CONR<1>, OCO, COO, NR<1>COO, OCONR<1>, NR<1>CONR<1>, CHR<2>, NR<1>CHR<2>, CHR<2>NR<1>, CONR<1>CHR<2>, CHR<2>NR<1>CO, COOCHR<2> or CHR<2>OCO; and R<2> = OH, amino, carboxy or 1-5C alkyl. Independent claims are also included for: (a) method for preparing (I); (b) use of (I) for covalent dimerization of proteins to form conjugates (C); and (c) immobilization of (C) on solid surfaces.

Description

Die Erfindung betrifft die Synthese bi- oder tridentaler Linker, die zumindestens eine Thiol-bindende Gruppe sowie eine Thiol- oder Disulfid- Funktionalität enthalten, sowie die Verwendung dieser Linker zur Herstellung von Konjugaten.The invention relates to the synthesis of bi- or tridental linkers that at least one thiol-binding group and one thiol or disulfide Functionality included, as well as the use of these linkers Preparation of conjugates.

Die Kopplung biologischer Substanzen an Makromoleküle oder an Basis­ träger erfolgt unter Verwendung von bifunktionellen Linkem oder, falls zusätzliche Verknüpfungen erzielt werden sollen, mit trifunktionellen Linkem. So offenbart EP-A-0 446 071 trifunktionelle Linker mit drei Maleinimidgruppen. Derartige Linker sind für die Bindung und Vernetzung von biologischen Substanzen wenig geeignet, da unkontrollierte Vernetzungen zu erwarten sind. EP-A-0 618 192 offenbart trifunktionelle Linker mit zwei Maleinimidgruppen und einer aktivierten Estergruppierung. Maleinimidgruppen weisen eine Spezifität für Thiolgruppen auf, wie sie in nativen Proteinen vorkommen oder durch Mutation oder Derivatisierung eingeführt werden können. Jedoch weist die aktivierte Esterfunktion der in EP-A-0 618 192 offenbarten Linker eine sehr breite Reaktivität auf. Sie bindet unter anderem an Amino- oder Hydroxylgruppen, wie sie grund­ sätzlich in zumeist größerer Zahl an biologischen Substanzen anzutreffen sind. Insbesondere finden sich derartige Gruppen in den aktiven Zentren von Enzymen. Reagieren derartige Linker mit Gruppierungen aus dem aktiven Zentrum, so wird die enzymatischen Aktivität im allgemeinen blockiert. Somit ist das Problem der unkontrollierten Vernetzung nur teilweise vermieden.The coupling of biological substances to macromolecules or to the base Carrier is made using bifunctional linkers or, if additional links should be achieved with trifunctional Left. Thus EP-A-0 446 071 discloses trifunctional linkers with three Maleimide groups. Such linkers are for binding and networking of biological substances not very suitable, because uncontrolled Networks are expected. EP-A-0 618 192 discloses trifunctional Linker with two maleimide groups and an activated ester group. Maleimide groups have specificity for thiol groups, as described in native proteins or by mutation or derivatization can be introduced. However, the activated ester function of the in EP-A-0 618 192 disclosed linkers with a very wide reactivity. she binds, among other things, to amino or hydroxyl groups, such as basic can also be found in mostly large numbers of biological substances are. In particular, such groups can be found in the active centers of enzymes. Such linkers react with groups from the active center, so the enzymatic activity in general blocked. So the problem of uncontrolled networking is only partially avoided.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es daher, di- oder trifunktionelle Linker zur Verfügung zu stellen, die zum einen durch die Reaktion ihrer thiolbindenden Funktionen eine definierte, reproduzierbare Kopplung von Proteinen ermöglichen, zum anderen jedoch zusätzlich eine selektive Anbindung an Trägermaterialien erlauben.The object of the present invention was therefore to be difunctional or trifunctional To provide linkers, on the one hand, through the reaction of their thiol-binding functions a defined, reproducible coupling of  Proteins enable, on the other hand, an additional selective one Allow connection to carrier materials.

Um eine selektive Bindung an Trägrmaterialien zu gewährleisten, sind in den erfindungsgemäßen Linkem schwefelhaltige Gruppierungen, wie beispielsweise SH-Gruppen, vorgesehen. Diese Funktionalitäten sind jedoch, wie unmittelbar ersichtlich, nicht uneingeschränkt mit der Verwendung von Maleinimidgruppen oder anderen Thiol-reaktiven Gruppen verträglich. Durch Bereitstellung der erfindungsgemäßen Linker, sowie des Verfahrens zu ihrer Herstellung wird dieses Problem gelöst.To ensure selective binding to carrier materials, in the linkers according to the invention contain sulfur-containing groups, such as for example SH groups. These functionalities are however, as can be seen immediately, not entirely with the Use of maleimide groups or other thiol-reactive Groups tolerated. By providing the linker according to the invention, and the method for their production, this problem is solved.

Die Aufgabe erfüllen Verbindungen der allgemeinen Formel I.
The task is performed by compounds of the general formula I.

worin
Y ein Kernbaustein ausgewählt aus der Gruppe C-R1 oder N ist, wobei
R1 = H oder verzweigtes oder unverzweigtes Alkyl mit 1-5 C-Atomen,
Q eine schwefelhaltige Kopplungsgruppe,
X eine mit Thiolen reagierende Gruppe,
S' H oder ein verzweigtes oder unverzweigtes Alkyl mit 1-5 C-Atomen oder Z3-X
Z1, Z2, Z3 unabhängig voneinander Brückenglieder der Form (CH2)m mit m = 1-50, worin ein oder mehrere nicht benachbarte Methylengruppen durch -NR1-, -O-, -CO-, -HC=CH-, -C=C-, -NR1CO-, -CONR1-, -O-CO-, -CO-O-, -NR1CO-O-, -O-CONR1-, -NR1CONR1-, -CHR2-, -NR1-CHR2-, -CHR2-NR1-, -CO-NR1-CHR2-, -CHR2-NR1-CO-, -CO-O-CHR2-, -CHR2-O- CO-, mit
R2 = OH, NH2, COOH, verzweigtes oder unverzweigtes Alkyl mit 1-5 C- Atomen, ersetzt sein können, bedeuten.
wherein
Y is a core component selected from the group CR 1 or N, where
R 1 = H or branched or unbranched alkyl having 1-5 C atoms,
Q is a sulfur-containing coupling group,
X is a group reacting with thiols,
S 'H or a branched or unbranched alkyl having 1-5 C atoms or Z 3 -X
Z 1 , Z 2 , Z 3 independently of one another bridge members of the form (CH 2 ) m with m = 1-50, in which one or more non-adjacent methylene groups by -NR 1 -, -O-, -CO-, -HC = CH -, -C = C-, -NR 1 CO-, -CONR 1 -, -O-CO-, -CO-O-, -NR 1 CO-O-, -O-CONR 1 -, -NR 1 CONR 1 -, -CHR 2 -, -NR 1 -CHR 2 -, -CHR 2 -NR 1 -, -CO-NR 1 -CHR 2 -, -CHR 2 -NR 1 -CO-, -CO-O-CHR 2 -, -CHR 2 -O- CO-, with
R 2 = OH, NH 2 , COOH, branched or unbranched alkyl with 1-5 C atoms, can be replaced.

Gegenstand der Erfindung sind daher Verbindungen der allgemeinen Formel I, die neben ein oder zwei mit Thiolen reagierenden Gruppen eine weitere schwefelhaltige Kopplungsgruppe tragen.The invention therefore relates to compounds of the general Formula I, which in addition to one or two groups reacting with thiols carry another sulfur-containing coupling group.

Besonders bevorzugt sind dabei Verbindungen der allgemeinen Formel I, bei denen S' = Z3-X bedeutet.Compounds of the general formula I in which S '= Z 3 -X are particularly preferred.

Besonders bevorzugt sind weiterhin Verbindungen der allgemeinen Formel I, bei denen S' = Z3-X bedeutet und der Kernbaustein Y entweder CR1 mit R1 = H oder Y = N bedeutet.Furthermore, particular preference is given to compounds of the general formula I in which S '= Z 3 -X and the core component Y is either CR 1 with R 1 = H or Y = N.

Gegenstand der Erfindung ist zudem die Darstellung von Verbindungen der allgemeinen Formel I, wobei S' = Z3-X und der Kernbaustein Y = CR1 mit R1 = H bedeutet, durch
The invention also relates to the preparation of compounds of the general formula I, where S '= Z 3 -X and the core unit Y = CR 1 with R 1 = H, by

  • a) zweifache Malonestersynthese von Verbindungen der Formel II an Malonsäurediester zu Verbindungen der Formel IIIa) double malonic ester synthesis of compounds of formula II Malonic acid diesters to compounds of formula III
  • b) Abspaltung der Phtalimidogruppen und Freisetzung der Aminofunktionenb) Cleavage of the phthalimido groups and release of the amino functions
  • c) Spaltung des Malonsäurediesters und Decarboxylierungc) Cleavage of the malonic acid diester and decarboxylation
  • d) Einführung von Aminoschutzgruppend) Introduction of amino protecting groups
  • e) Konjugation der Carbonsäure mit Aminoverbindungen der Form H2N-Z2-Q. e) conjugation of the carboxylic acid with amino compounds of the form H 2 NZ 2 -Q.
  • f) Abspaltung der Aminoschutzgruppenf) cleavage of the amino protective groups
  • g) Einführung von zwei Maleinimidylresten durch Behandlung mit Alkoxycarbonylmaleinimid.g) Introduction of two maleimidyl residues by treatment with Alkoxycarbonylmaleimide.

Weiterhin ist Gegenstand der Erfindung die Synthese von Verbindungen der allgemeinen Formel I, wobei S' = Z3-X und der Kernbaustein Y = N bedeutet, durch
The invention furthermore relates to the synthesis of compounds of the general formula I, where S '= Z 3 -X and the core unit Y = N, by

  • a) Einführung von Aminoschutzgruppen in ein Molekül der Form H2N-Z1- NH-Z3-NH2 a) Introduction of amino protective groups into a molecule of the form H 2 NZ 1 - NH-Z 3 -NH 2
  • b) Konjugation eines Carbonsäurelinkers der Form HOOC-Z2-Q an das zentrale sekundäre Aminb) Conjugation of a carboxylic acid linker of the form HOOC-Z 2 -Q to the central secondary amine
  • c) Abspaltung der Aminoschutzgruppenc) cleavage of the amino protective groups
  • d) Einführung von zwei Maleinimidylresten durch Behandlung mit Alkoxycarbonylmaleinimid.d) Introduction of two maleimidyl residues by treatment with Alkoxycarbonylmaleimide.

Gegenstand der Erfindung ist ferner die Verwendung einer erfindungsgemäßen Verbindung zur kovalenten Dimerisierung von Proteinen, wobei die Konjugation über die Gruppen X des Linkers erfolgt.The invention also relates to the use of a Compound according to the invention for the covalent dimerization of Proteins, whereby the conjugation takes place via the groups X of the linker.

Gegenstand der Erfindung ist auch die Immobilisierung derartiger Konjugate über die schwefelhaltige Kopplungsgruppe an Festphasen­ oberflächen.The invention also relates to the immobilization of such Conjugates via the sulfur-containing coupling group on solid phases surfaces.

Gegenstand der Erfindung ist auch der Aufbau dendritischer Strukturen auf Trägermaterialien mittels erfindungsgemäßen Linkerbausteinen und die Immobilisierung von Proteinen auf den Oberflächenstrukturen.The invention also relates to the construction of dendritic structures Carrier materials by means of linker modules according to the invention and the Immobilization of proteins on the surface structures.

In Abb. 1 und 2 ist ein allgemeiner Syntheseweg für Verbindungen entsprechend Anspruch 3 dargestellt, wobei die Brückenglieder Z1 und Z3 nur Methylengruppen enthalten. In Fig. 1 and 2, a general synthetic route for compounds according to claim 3 is shown, where the bridge members Z 1 and Z 3 contain only methyl groups.

In Abb. 3 und 4 ist ein allgemeiner Syntheseweg für Verbindungen entsprechend Anspruch 4 dargestellt, wobei die Brückenglieder Z1 und Z3 nur Methylengrupen enthalten.In Fig. 3 and 4, a general synthetic route for compounds according to claim 4 is shown, the bridge members Z 1 and Z 3 contain only methyl Grupen.

Abb. 5 zeigt ein allgemeines Schema zur immobilisierung von Proteinen an Trägeroberflächen. Fig. 5 shows a general scheme for the immobilization of proteins on support surfaces.

Abb. 6 zeigt das Beispiel einer mit dendritischen Strukturen belegten Oberfläche. Fig. 6 shows the example of a surface covered with dendritic structures.

Es wurde gefunden, daß kovalente Verknüpfungen von Proteinen und die spätere definierte Immobilisierung an der Festphase, wie sie durch die erfindungsgemäßen Linker ermöglicht werden, einen großen Vorteil gegenüber dem Stand der Technik mit sich bringen. Eine Vielzahl von Enzymen bestehen aus mehreren, beispielsweise zwei, Proteinunter­ einheiten, die nur über hydrophobe und/oder ionische Wechselwirkungen zusammengehalten werden. Solche Enzyme stehen oft in einem empfindlichen Dissoziations-Reassoziations-Gleichgewicht und dissoziieren bereits aufgrund von geringen pH-Wertänderungen, Änderungen der Ionenstärke oder der Gegenwart von Detergenzien oder chaotropen Salzen im umgebenden Medium. Meist sind die monomeren Untereinheiten der oligomeren Enzyme katalytisch inaktiv.It has been found that covalent linkages of proteins and the later defined immobilization on the solid phase, as determined by the Linker invention are made possible, a great advantage compared to the state of the art. A variety of Enzymes consist of several, e.g. two, protein sub units that only have hydrophobic and / or ionic interactions be held together. Such enzymes are often in one sensitive dissociation-reassociation equilibrium and already dissociate due to small changes in pH, Changes in ionic strength or the presence of detergents or chaotropic salts in the surrounding medium. Most are the monomers Subunits of the oligomeric enzymes are catalytically inactive.

Bei herkömmlichen Methoden zur Immobilisierung oligomerer Proteine erfolgt die Anknüpfung der Enzyme an eine Trägermatrix oft nur über die kovalente Anbindung einer Untereinheit. Deshalb beobachtet man infolge der Dissoziation der Untereinheiten oft eine irreversible Reduktion der enzymatischen Aktivität oder ein Auswaschen von Enzymen.In conventional methods for immobilizing oligomeric proteins the enzymes are often only linked to a carrier matrix via the covalent connection of a subunit. Therefore one observes as a result the dissociation of the subunits often an irreversible reduction in the enzymatic activity or a washout of enzymes.

Die erfindungsgemäßen Linker ermöglichen die kovalente Verknüpfung von dimeren Enzymen und ihre nachträgliche Immobilisierung ohne Reduktion der enzymatischen Aktivität. Die Immobilisierung erfolgt erfindungsgemäß über eine schwefelhaltige Kopplungsgruppe, die eine selektive Anbindung an entsprechend funktionalisierte Träger erlaubt. Auf diese Weise ist es möglich, beispielsweise für Biosensoren, Chromatographiematerialien oder Enzymmembranen, immer wieder neue, für die jeweilige Anwendung speziell angepasste Linker zu entwickeln, die es erlauben, zwei Proteinuntereinheiten oder zwei strukturell unterschiedliche Proteine kovalent zu verbinden und definiert an eine gegebene Matrix zu immobilisieren. Diese Methode erlaubt die Durchführung detaillierter Studien zu kooperativen Effekten von Proteinen, dimerisierten Proteinen oder Proteinuntereinheiten bezüglich ihrer enzymatischen Aktivität. Ist eine vorangehende Dimerisierung in der Anwendung nicht von Bedeutung, können die erfindungsgemäßen Linker zur Immobilisierung in einer heterobifunktionellen, bidentalen Form gewählt werden.The linkers according to the invention enable the covalent linking of dimeric enzymes and their subsequent immobilization without reduction the enzymatic activity. Immobilization takes place according to the invention  via a sulfur-containing coupling group, which has a selective connection allowed to appropriately functionalized carriers. That way it is possible, for example for biosensors, chromatography materials or Enzyme membranes, always new, for the respective application to develop specially adapted linkers that allow two Protein subunits or two structurally different proteins connect covalently and defined to a given matrix immobilize. This method allows the implementation in more detail Studies on cooperative effects of proteins, dimerized proteins or protein subunits for their enzymatic activity. Is a previous dimerization is not important in the application, can the linker according to the invention for immobilization in a heterobifunctional, bidental form can be selected.

Die heterotrifunktionellen Linker der vorliegenden Erfindung können zudem zum Aufbau dendritischer Oberflächenstrukturen auf Matrizes verwendet werden. Konvergente und divergente Synthesen sind durchführbar. Die schwefelhaltige Gruppe der Linker dient dabei nicht nur zur direkten Anbindung an die Matrix. Zugleich besteht die Möglichkeit zur Reaktion mit den Thiol-bindenden Gruppen anderer Linker-Moleküle. Dadurch kommt es zur Ausbildung einer dendritischen raumerfüllenden Oberflächenbelegung. Diese stark vergrößerte Oberfläche kann ihrerseits zur Immobilisierung von Proteinen oder dimerisierten Proteinen oder auch zur Beladung mit Peptiden oder niedermolekularen Affinitätsmarkern verwendet werden. Durch die dendritischen Strukturen lassen sich sehr hohe Beladungsgrade erreichen.The heterotrifunctional linkers of the present invention can also used to build dendritic surface structures on matrices become. Convergent and divergent syntheses can be carried out. The The sulfur-containing group of linkers is not only used for direct purposes Connection to the matrix. At the same time there is the possibility to react with the thiol binding groups of other linker molecules. That’s what happens to form a dendritic space-filling surface covering. This greatly enlarged surface can in turn be used to immobilize Proteins or dimerized proteins or also for loading with Peptides or low molecular weight affinity markers can be used. The dendritic structures allow very high levels of loading to reach.

Gleichermaßen durchführbar ist die Darstellung von dimeren Proteinkonjugaten mittels der erfindungsgemäßen Linker, eine nachfolgende Freisetzung der SH-Funktion und Umsetzung mit weiteren Linkermolekülen. Die so erzeugten dendritischen Strukturen können ebenfalls zur Belegung entsprechender Matrizes verwendet werden. The representation of dimers is equally feasible Protein conjugates using the linker according to the invention, a subsequent release of the SH function and implementation with others Linker molecules. The dendritic structures created in this way can can also be used to assign appropriate matrices.  

Als Kernbaustein, von dem die Arme des Linkers ausgehen, wird Stickstoff oder Kohlenstoff verwendet. Der Kohlenstoff kann alkylsubstituiert sein oder vorzugsweise ein Wasserstoffatom tragen. Die von dem Kernbaustein als Linkerarme abgehenden Brückenglieder können in ihrer Länge und Polarität der jeweiligen Aufgabenstellung angepaßt werden. Ihre Kettenlänge kann im Bereich von 1 bis 50 Methylengruppen liegen. Neben den vorzugsweise verwendeten Methylengruppen können auch einmal oder mehrfach Funktionalitäten, wie Ether, Carbonyl, Acetyl, Amid, Ethylen, Acetylen, Amin, Urethan, Harnstoff oder substituerte Methylengruppen eingefügt werden.The core building block from which the arms of the linker originate is nitrogen or carbon used. The carbon can be alkyl substituted or preferably carry a hydrogen atom. The core building block as linker arms outgoing bridge links can be in length and Polarity of the respective task can be adjusted. Your Chain length can range from 1 to 50 methylene groups. Next the preferred methylene groups can also be used once or multiple functionalities, such as ether, carbonyl, acetyl, amide, ethylene, Acetylene, amine, urethane, urea or substituted methylene groups be inserted.

Als schwefelhaltige Kopplungsgruppen werden vorzugsweise substituierte Disulfide verwendet. Besonders bevorzugt sind dabei die Reste S-3-Nitro- 2-pyridin-sulfenyl-, S-Alkoxycarbony-sulfenyl- oder S-tert-Butylmercapto-. Weiterhin möglich ist der Einsatz als Ether oder Ester geschützter Thiole, wie sie dem Fachmann aus T. Green, Protective Groups in Organic Synthesis, J. Wiley & sons inc., second ed. 1991, ISBD 0-471-62301-6, 279-307 bekannt sind.Substituted are preferably substituted as sulfur-containing coupling groups Disulfide used. The radicals S-3-nitro- are particularly preferred. 2-pyridine-sulfenyl-, S-alkoxycarbonyl-sulfenyl- or S-tert-butylmercapto-. The use as ether or ester-protected thiols is also possible, as the expert from T. Green, Protective Groups in Organic Synthesis, J. Wiley & sons inc., Second ed. 1991, ISBD 0-471-62301-6, 279-307 are known.

Als mit Thiolen reagierende Gruppe werden bevorzugt die Maleinimidyl- und die 2-Pyridyl- Gruppe oder auch Haloacetyl-Reste, von denen Iodoacetyl- besonders hervorzuheben ist, eingesetzt.As the group reacting with thiols, preference is given to the maleimidyl and the 2-pyridyl group or also haloacetyl radicals, of which Iodoacetyl is particularly noteworthy.

Bevorzugte Angriffspunkte für die Dimerisierung von Proteinen sind die Mercaptogruppen von Cysteinseitenketten. Dazu können auch durch gezielte Mutation Cystein-Reste in ein Protein eingeführt werden oder Mercaptogruppen mit Reagenzien wie 2-Iminothiolan erzeugt werden.Preferred targets for protein dimerization are Mercapto groups from cysteine side chains. You can also do this by targeted mutation cysteine residues are introduced into a protein or Mercapto groups can be generated with reagents such as 2-iminothiolane.

Die Maleinimidgruppen an den erfindungsgemäßen trifunktionellen Linkem reagieren hochselektiv mit SH-Gruppen unter Ausbildung einer stabilen Thioetherbindung. Besonders vorteilhaft ist die Durchführung der Reaktion bei pH-Werten zwischen 6,5 und 7,5. Oberhalb von pH 7,5 erfolgt zunehmend auch eine Reaktion mit primären Aminen. Die auf diese Weise gebunden Proteine können Proteine gleicher oder unterschiedlicher Art sein, es kann sich um Proteinuntereinheiten, Multienzymkomplexe oder Peptidfragmente handeln.The maleimide groups on the trifunctional linkers according to the invention react highly selectively with SH groups to form a stable Thioether bond. Carrying out the reaction is particularly advantageous  at pH values between 6.5 and 7.5. Is done above pH 7.5 increasingly also a reaction with primary amines. That way bound proteins can be proteins of the same or different types It can be protein subunits, multienzyme complexes or Act peptide fragments.

Die Immobilisierung der kovalent gebundenen Proteine erfolgt über die schwefelhaltige Kopplungsgruppe. Eine Disulfidfunktion erlaubt auch die direkte Bindung des Linkers an Goldoberflächen. In reduziertem Zustand dient die SH-Gruppe zur selektiven Bindung an funktionalisierte Oberflächen wie Membranen, Magnetpartikel, Hohlfasern, Elektroden, Glas, Chromatographiegele oder Polymere. Die Funktionalisierung erfolgt bevorzugt mit Maleinimidgruppen, 2-Pyridyl-, Haloacetyl- oder Haloacyl- Resten.The covalently bound proteins are immobilized via the sulfur-containing coupling group. A disulfide function also allows that direct binding of the linker to gold surfaces. In a reduced condition the SH group is used for selective binding to functionalized Surfaces such as membranes, magnetic particles, hollow fibers, electrodes, Glass, chromatography gel or polymers. The functionalization takes place preferably with maleimide groups, 2-pyridyl, haloacetyl or haloacyl Leftovers.

Die Synthese von erfindungsgemäßen Linkem, in denen S' = Z3-X und Y = CH ist, wobei die genannten Reste S', X, Y und Z3 die in Formel I genannte Bedeutung besitzen, kann nach prinzipiell bekannten Verfahren durchgeführt werden, beispielsweise durch zweifache Malonestersynthese mit Molekülen der Formel II, wobei G ein Halogen, bevorzugt Brom, ist und Malonsäurediestern, vorzugsweise Malondiethylester.
The synthesis of linkers according to the invention in which S '= Z 3 -X and Y = CH, where the said radicals S', X, Y and Z 3 have the meaning given in formula I, can be carried out by processes which are known in principle, for example by double malonic ester synthesis with molecules of the formula II, where G is a halogen, preferably bromine, and malonic diesters, preferably malonic diethyl ester.

G = Cl, Br, J
Z1 hat die in Anspruch 1 genannte Bedeutung.
G = Cl, Br, J
Z 1 has the meaning given in claim 1.

R = verzweigtes oder unverzweigtes Alkyl mit 1-5 C-AtomenR = branched or unbranched alkyl with 1-5 C atoms

Man erhält Moleküle entsprechend Formel III. Nach Freisetzung der Aminogruppen durch Abspaltung der Phtalimidogruppen (vorzugsweise mittels Hydrazin) erfolgt Spaltung des Malonsäurediesters (bevorzugt mit Salzsäure) und Decarboxylierung. Anschließend werden die primären Aminogruppen geschützt, wofür eine t-Boc-Gruppe bevorzugt wird. Nachfolgend wird eine Aminoverbindung der Form H2N-Z2-Q an die Carbonsäurefunktion konjugiert. Nach erneuter Freisetzung der geschützten Aminogruppen erfolgt die Einführung von zwei Maleinimidylresten durch Behandlung mit Alkoxycarbonylmaleinimid, bevorzugt N-Methoxycarbonylmaleinimid.Molecules corresponding to formula III are obtained. After the amino groups have been released by splitting off the phthalimido groups (preferably using hydrazine), the malonic acid diester is split off (preferably using hydrochloric acid) and decarboxylation is carried out. The primary amino groups are then protected, for which purpose a t-Boc group is preferred. An amino compound of the form H 2 NZ 2 -Q is then conjugated to the carboxylic acid function. After the protected amino groups have been released again, two maleimidyl residues are introduced by treatment with alkoxycarbonylmaleimide, preferably N-methoxycarbonylmaleinimide.

Die Einführung anderer mit Thiolen reagierender Gruppen statt der Maleinimide kann nach bekannten Methoden durchgeführt werden. Die Grundzüge derartiger Syntheseverfahren und geeigneter Verfahrensvarianten sind dem Fachmann bekannt. Die verwendeten Ausgangssubstanzen sind kommerziell erhältlich oder in der Literatur beschrieben.The introduction of other groups that react with thiols instead of Maleimides can be carried out according to known methods. The basics of such synthetic methods and more suitable Process variants are known to the person skilled in the art. The used Starting substances are commercially available or in the literature described.

Die Synthese von erfindungsgemäßen Linkem mit S' = Z3-X und Y = CH, wobei die genannten Resten S', X, Y und Z3 die in Formel I genannte Bedeutung besitzen, kann durchgeführt werden ausgehend von einem Molekül der Form H2N-Z1-NH-Z3-NH2. Nach Schutz der primären Aminogruppen (bevorzugt mit t-Boc) erfolgt die Konjugation der zentralen sekundären Aminogruppe mit einem Carbonsäurelinker der Form H2N-Z2- Q. Nach Abspaltung der Aminoschutzgruppen kann dann die Maleinimidgruppe durch Behandlung mit Alkoxycarbonylmaleinimid, bevorzugt N-Methoxycarbonylmaleinimid, eingeführt werden.The synthesis of linkers according to the invention with S '= Z 3 -X and Y = CH, where the said radicals S', X, Y and Z 3 have the meaning given in formula I, can be carried out starting from a molecule of the form H 2 NZ 1 -NH-Z 3 -NH 2 . After protecting the primary amino groups (preferably with t-Boc), the central secondary amino group is conjugated with a carboxylic acid linker of the form H 2 NZ 2 - Q. After the amino protecting groups have been split off, the maleimide group can then be introduced by treatment with alkoxycarbonylmaleinimide, preferably N-methoxycarbonylmaleinimide become.

Abb. 5 zeigt ein allgemeines Schema zur Dimerisierung und Immobilisierung eines Proteins, wie beispielsweise der S140C-Sma- Nuklease, mit Hilfe eines erfindungsgemäßen Crosslinkers. Beispielhaft wurde der Linker 5-Maleinimido-2-(3-(maleinimido)-propyl)-pentansäure-(2- tert.-butyldisulfanyl-ethyl)-amid gewählt. In Schritt A erfolgt zunächst die Dimerisierung der Enzymuntereinheiten. In Schritt B wird die SH-Gruppe freigesetzt. Abschließend erfolgt in Schritt C die Immobilisierung an ein Maleinimid-funktionalisiertes Trägermaterial. Fig. 5 shows a general scheme for the dimerization and immobilization of a protein, such as the S140C-Sma nuclease, using a crosslinker according to the invention. The linker 5-maleimido-2- (3- (maleimido) -propyl) -pentanoic acid- (2-tert-butyldisulfanyl-ethyl) -amide was chosen as an example. In step A, the enzyme subunits are first dimerized. In step B, the SH group is released. Finally, in step C, the immobilization is carried out on a maleimide-functionalized carrier material.

Abb. 6 zeigt schematisch baumartige, dendritische Spacerstrukturen, die mit Hilfe des erfindungsgemäßen trifunktionellen Linkers hergestellt wurden. Die Stärke der Vernetzung kann durch entsprechende Reaktionsbedingungen eingestellt werden. Fig. 6 shows schematically tree-like, dendritic spacer structures that were produced with the help of the trifunctional linker according to the invention. The strength of the crosslinking can be adjusted by appropriate reaction conditions.

Auch ohne weitere Ausführungen wird davon ausgegangen, daß ein Fach­ mann die obige Beschreibung im weitesten Umfang nutzen kann. Die bevorzugten Ausführungsformen und Beispiele sind deswegen lediglich als beschreibende, keineswegs als in irgendeiner Weise limitierende Offen­ barung aufzufassen.Even without further explanations, it is assumed that a subject man can use the above description to the widest extent. The preferred embodiments and examples are therefore only as descriptive, in no way as in any way limiting to understand the agreement.

Die vollständige Offenbarung aller vor- und nachstehend aufgeführten Anmeldungen, Patente und Veröffentlichungen, insbesondere der korrespondierenden Anmeldung DE 199 61 701, eingereicht am 21.12.1999, ist durch Bezugnahme in diese Anmeldung eingeführt. The complete disclosure of all those listed above and below Applications, patents and publications, especially the corresponding application DE 199 61 701, filed on December 21, 1999, is incorporated by reference into this application.  

In den nachfolgend aufgeführten Beispielen bedeuten die Abkürzungen:
EDAC = 1-Ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl)carbodiimid
HOBT = 1-Hydroxybenzotriazol
In the examples below, the abbreviations mean:
EDAC = 1-ethyl-3- (3-dimethylaminopropyl) carbodiimide
HOBT = 1-hydroxybenzotriazole

Beispiel 1example 1 1.1 Bis-(3-phtalimidopropyl)-malonsäurediethylester1.1 Diethyl bis (3-phthalimidopropyl) malonate Literaturliterature

A. Reissert, Chem. Ber. 26 (1893) 2137.A. Reissert, Chem. Ber. 26 (1893) 2137.

9 g (0,39 mol) Natrium wurden portionsweise und vorsichtig unter Rühren in 108 ml getrocknetem Ethanol gelöst. Zu der entstandenen milchig­ weißen Lösung wurden bei RT unter kräftigem Rühren 28,5 ml (0,19 mol) Diethylmalonat in 30 ml getrocknetem Ethanol zugetropft. Die Reaktionslösung wurde dabei 2 × mit je 50 ml Ethanol verdünnt und gerührt bis eine klare Lösung entstand.9 g (0.39 mol) of sodium were added portionwise and carefully with stirring dissolved in 108 ml of dried ethanol. To the resulting milky white solution were 28.5 ml (0.19 mol) at RT with vigorous stirring Diethyl malonate in 30 ml of dried ethanol was added dropwise. The The reaction solution was diluted twice with 50 ml of ethanol and stirred until a clear solution was found.

Anschließend wurden 100 g (0,37 mol) festes, ungelöstes N-(3- Brompropyl)-phtalimid unter kräftigem Rühren portionsweise zugegeben und die Reaktionslösung über Nacht unter Rückfluß erhitzt.100 g (0.37 mol) of solid, undissolved N- (3- Bromopropyl) phthalimide was added in portions with vigorous stirring and the reaction solution was refluxed overnight.

Das aus der Reaktionslösung ausgefallene weiße Produkt wurde 2 × mit 100 ml Wasser und anschließend 2 × mit 100 ml heißem Ethanol gewaschen. Das Reaktionsprodukt wurde im Vakuum-Exsikkator über CaCl2 getrocknet.The white product which precipitated from the reaction solution was washed twice with 100 ml of water and then twice with 100 ml of hot ethanol. The reaction product was dried over CaCl 2 in a vacuum desiccator.

Man erhält 54,7 g weiße Kristalle (55% d. theor. Ausbeute) mit einem Schmelzpunkt von 156,9°C.54.7 g of white crystals (55% of theoretical yield) are obtained with a Melting point of 156.9 ° C.

1.2 2-(3-Aminopropyl)-5-aminopentansäure1.2 2- (3-aminopropyl) -5-aminopentanoic acid Literaturliterature

S. Löfås und P. Ahlberg, J. Heterocyclic Chem. 21 (1984) 583. S. Löfås and P. Ahlberg, J. Heterocyclic Chem. 21 (1984) 583.

Eine Lösung von 53,46 g (0,1 mol) Bis-(3-phtalimidopropyl)- malonsäurediethylester in 500 ml Ethanol wurde mit 9,7 ml (0,2 mol 100 %igem Hydrazinhydrat versetzt und 1,5 h unter Rückfluß erhitzt. Das Lösungsmittel wurde nach Zugabe von 100 ml Wasser verdampft und der Rückstand in 300 ml konzentrierter Salzsäure für 12 h unter Rückfluß erhitzt.A solution of 53.46 g (0.1 mol) of bis (3-phthalimidopropyl) - diethyl malonate in 500 ml ethanol was treated with 9.7 ml (0.2 mol 100 % hydrazine hydrate added and heated under reflux for 1.5 h. The Solvent was evaporated after adding 100 ml of water and the Residue in 300 ml of concentrated hydrochloric acid for 12 h under reflux heated.

Das Reaktionsgemisch wurde zweimal verdünnt, filtriert und im Vakuum bis zur Tockene eingeengt. Das Produkt wurde in 200 ml 1 M Natronlauge neutralisiert. Das Lösungsmittel wurde abgezogen und das Produkt ohne weitere Aufarbeitung in die nachfolgende Reaktion eingesetzt.The reaction mixture was diluted twice, filtered and in vacuo to constricted to the dry. The product was dissolved in 200 ml of 1 M sodium hydroxide solution neutralized. The solvent was removed and the product without further workup used in the subsequent reaction.

1.3 2-(3-BOC-aminopropyl)-5-BOC-aminopentansäure1.3 2- (3-BOC-aminopropyl) -5-BOC-aminopentanoic acid

17,4 g (0,1 mol) 2-(3-Aminopropyl)-5-aminopentansäure wurden in 250 ml 1 M NaOH gelöst und mit 250 ml tert.-Butanol versetzt. Zu dieser Emulsion wurden bei RT unter Rühren 43,6 g (0,2 mol) Di-tert.-butyldicarbonat zugetropft. Der aus dem Reaktionsgemisch ausfallende weiße Feststoff wurde abfiltriert und die verbleibende Emulsion dreimal mit 200 ml n- Pentan extrahiert. Die wäßrige Phase wurde mit einer 1,1 M Lösung KHSO4 auf pH 3 eingestellt und dreimal mit 200 ml Diethylether extrahiert, die etherische Phase mit Wasser gewaschen, über Natriumsulfat getrocknet und verdampft. Man erhält 25,4 g eines weißen Pulvers (68% d. theor. Ausbeute).17.4 g (0.1 mol) of 2- (3-aminopropyl) -5-aminopentanoic acid were dissolved in 250 ml of 1 M NaOH and 250 ml of tert-butanol were added. 43.6 g (0.2 mol) of di-tert-butyl dicarbonate were added dropwise to this emulsion at RT with stirring. The white solid which precipitated out of the reaction mixture was filtered off and the remaining emulsion was extracted three times with 200 ml of n-pentane. The aqueous phase was adjusted to pH 3 with a 1.1 M solution of KHSO 4 and extracted three times with 200 ml of diethyl ether, the ethereal phase was washed with water, dried over sodium sulfate and evaporated. 25.4 g of a white powder (68% of theoretical yield) are obtained.

1.4 2-Aminoethyl-2-aminoethanthiolsulfonat-dihydrochlorid1.4 2-Aminoethyl-2-aminoethanethiol sulfonate dihydrochloride Literaturliterature

Field, L. et al., J. Am. Chem. Soc., 83 (1961) 4414-4417.Field, L. et al., J. Am. Chem. Soc., 83 (1961) 4414-4417.

Zu einer gut gerührten, auf 0°C gekühlten Lösung von 40 g (0,35 mol) Cysteaminiumchlorid in 100 ml Wasser wurden 50 ml (0,58 mol) Wasserstoffperoxid (35%ig) zugetropft. (als Katalysator wurden einige wenige Kristalle Kaliumiodid zugesetzt). Das Reaktionsgemisch wurde noch 1 h bei 0°C und anschließend noch weitere 20 h bei RT gerührt. Das Lösungsmittel wurde im Vakuum abgezogen und der gelbliche Rückstand aus 250 ml Eisessig rekristallisiert.To a well-stirred 40 g (0.35 mol) solution cooled to 0 ° C Cysteaminium chloride in 100 ml water was 50 ml (0.58 mol) Hydrogen peroxide (35%) added dropwise. (some were used as a catalyst  few crystals of potassium iodide added). The reaction mixture was stirred for 1 h at 0 ° C and then for a further 20 h at RT. The solvent was removed in vacuo and the yellowish Recrystallized from 250 ml of glacial acetic acid.

Der weiße Niederschlag wurde abfiltriert und im Vakuum getrocknet. Man erhält 42,4 g einer weißen kristallinen Substanz (94% d. theor. Ausbeute), die sich bei 162°C zersetzt und sehr gut in Wasser löslich ist.The white precipitate was filtered off and dried in vacuo. 42.4 g of a white crystalline substance (94% of theor. Yield), which decomposes at 162 ° C and is very soluble in water.

1.5 2-(tert.-Butyldithio)-ethylamin-hydrochlorid1.5 2- (tert-Butyldithio) ethylamine hydrochloride Literaturliterature

Field, L. et al., J. Am. Chem. Soc., 83 (1961) 4414-4417.Field, L. et al., J. Am. Chem. Soc., 83 (1961) 4414-4417.

Zu einer gut gerührten, auf 25°C temperierten Lösung von 51,4 g (0,2 mol) 2-Aminoethyl-2-aminoethanthiolsulfonat-dihydrochlorid in 100 ml Wasser wurden 18 g (0,2 mol) tert.-Butylmercaptan in 50 ml Ethanol langsam zugetropft. Das Reaktionsgemisch wurde noch 1 h bei 25°C weitergerührt und anschließend über Nacht bei 4°C stehengelassen.To a well-stirred solution of 51.4 g (0.2 mol) at a temperature of 25 ° C 2-aminoethyl-2-aminoethanethiol sulfonate dihydrochloride in 100 ml of water 18 g (0.2 mol) of tert-butyl mercaptan in 50 ml of ethanol became slow dripped. The reaction mixture was stirred at 25 ° C. for a further 1 h and then left overnight at 4 ° C.

Der weiße, kristalline Niederschlag wurde abfiltriert und das Filtrat bei 40 °C im Vakuum verdampft. Der weiße Rückstand wurde in 100 ml Wasser aufgenommen, mit 100 ml Diethylether versetzt und mit KHCO3 neutralisiert.The white, crystalline precipitate was filtered off and the filtrate was evaporated at 40 ° C. in vacuo. The white residue was taken up in 100 ml of water, mixed with 100 ml of diethyl ether and neutralized with KHCO 3 .

Die Etherphase wurde mit 8,5 ml 37%iger HCl in 50 ml Wasser extrahiert und mit 100 ml Wasser gewaschen. Das saure Extrakt und die Waschlösung wurden vereinigt und im Vakuum eingeengt. Der weiße feste Rückstand wurde in Isopropanol/Hexan umkristallisiert.The ether phase was extracted with 8.5 ml of 37% HCl in 50 ml of water and washed with 100 ml of water. The acidic extract and the Wash solution were combined and concentrated in vacuo. The white solid The residue was recrystallized from isopropanol / hexane.

Man erhält 14,4 g des Produkts (36% d. theor. Ausbeute).14.4 g of the product are obtained (36% of theoretical yield).

1.6 2-(tert.-Butyldithio)-ethylamin1.6 2- (tert-Butyldithio) ethylamine

14,25 g (0,07 mol) 2-(tert.-Butyldithio)-ethylamin-hydrochlorid wurden in 100 ml 1 M wäßriger Natriumhydrogencarbonatlösung aufgenommen und 5 min bei RT gerührt. Anschließend wurde die trübe Lösung mit 3 × 100 ml Diethylether extrahiert. Die vereinigten Etherphasen wurden über Natriumsulfat getrocknet und das Lösungsmittel anschließend im Vakuum abgezogen.14.25 g (0.07 mol) of 2- (tert-butyldithio) ethylamine hydrochloride were added to 100 ml of 1 M aqueous sodium bicarbonate solution was added and 5 min  stirred at RT. The cloudy solution was then 3 × 100 ml Extracted diethyl ether. The combined ether phases were over Dried sodium sulfate and then the solvent in vacuo deducted.

Man erhält 11,4 g einer farblosen Flüssigkeit als Produkt (98% d. theor. Ausbeute).11.4 g of a colorless liquid are obtained as product (98% of theor. Yield).

1.7 N-(2-(tert.-Butyldithio)-ethyl)-2-(3-BOC-aminopropyl)-5-BOC- aminopentansäureamid1.7 N- (2- (tert-Butyldithio) ethyl) -2- (3-BOC-aminopropyl) -5-BOC- aminopentanoic acid amide

10,2 g (27,2 mmol) 2-(3-BOC-aminopropyl)-5-BOC-aminopentansäure und 8,4 g (43,6 mmol) EDAC wurden in 150 ml Dichlormethan unter Rühren bei RT gelöst. Nachdem sich eine klare Lösung gebildet hattte, wurden 7,4 g (54,5 mmol) HOBT zugegeben und weitere 30 min bei RT gerührt.10.2 g (27.2 mmol) of 2- (3-BOC-aminopropyl) -5-BOC-aminopentanoic acid and 8.4 g (43.6 mmol) EDAC were added in 150 ml dichloromethane with stirring RT solved. After a clear solution had formed, 7.4 g (54.5 mmol) HOBT were added and the mixture was stirred at RT for a further 30 min.

Zum klaren Reaktionsgemisch wurden 4,5 g (27,2 mmol) 2-(tert.- Butyldithio)-ethylamin zugegeben und über Nacht bei RT gerührt.4.5 g (27.2 mmol) of 2- (tert.- Butyldithio) ethylamine added and stirred overnight at RT.

Das Reaktionsgemisch wurde mit 3 × 100 ml 0,5 M HCl, anschließend mit 3 × 0,5 M Natriumcarbonat-Lösung und schließlich mit 2 × 100 ml Wasser gewaschen. Die verbleibende gelb gefärbte organische Phase wurde über Natriumsulfat getrocknet, das Lösungsmittel im Vakuum abgezogen und der ölige Rückstand in 30 ml Ethylacetat aufgenommen. Die Lösung wurde über eine mit Kieselgel 60 gefüllte Glasfilternutsche chromatographiert. Das Eluat wurde über Nacht bei -20°C stehengelassen. Der weiße Niederschlag wurde mehrfach mit n-Hexan gewaschen. Es resultieren 8,4 g eines weißen Pulvers (59% d. theor. Ausbeute).The reaction mixture was treated with 3 × 100 ml of 0.5 M HCl, then with 3 × 0.5 M sodium carbonate solution and finally with 2 × 100 ml of water washed. The remaining yellow colored organic phase was over Dried sodium sulfate, the solvent removed in vacuo and the oily residue taken up in 30 ml of ethyl acetate. The solution was Chromatographed on a glass filter funnel filled with silica gel 60. The eluate was left overnight at -20 ° C. The White The precipitate was washed several times with n-hexane. The result is 8.4 g of a white powder (59% of theoretical yield).

1.8 N-(2-(tert.-Butyldithio)-ethyl)-2-(3-aminopropyl)-5- aminopentansäureamid1.8 N- (2- (tert-butyldithio) ethyl) -2- (3-aminopropyl) -5- aminopentanoic acid amide

2 g (3,8 mmol) N-(2-(tert.-Butyldithio)-ethyl)-2-(3-BOC-aminopropyl)-5- BOC-aminopentansäureamid wurden bei RT unter Rühren in 20 ml wasserfreier Trifluoressigsäure (TFA) gelöst und 2 h bei RT weitergerührt. Anschließend wurde die TFA im Vakuum bei 40°C verdampft. Der Rückstand wurde noch 2 × mit je 40 ml Toluol aufgenommen und im Vakuum abgezogen.2 g (3.8 mmol) N- (2- (tert-butyldithio) ethyl) -2- (3-BOC-aminopropyl) -5- BOC-aminopentanoic acid amide were stirred at RT with stirring in 20 ml  anhydrous trifluoroacetic acid (TFA) dissolved and stirring continued for 2 h at RT. The TFA was then evaporated in vacuo at 40 ° C. The The residue was taken up twice with 40 ml of toluene and in Vacuum removed.

Der Rückstand wurde in 100 ml 0,5 M Natriumcarbonatlösung aufgenommen und mit 3 × 100 ml Dichlormethan extrahiert. Die vereinigten organischen Phasen wurden über Natriumsulfat getrocknet und das Lösungsmittel im Vakuum verdampft. Der ölige Rückstand (0,65 g) wurde direkt in die nachfolgende Reaktion eingesetzt.The residue was dissolved in 100 ml of 0.5 M sodium carbonate solution recorded and extracted with 3 × 100 ml dichloromethane. The United organic phases were dried over sodium sulfate and the Solvent evaporated in vacuo. The oily residue (0.65 g) was used directly in the subsequent reaction.

1.9 5-Maleinimido-2-(3-(maleinimido)-propyl)-pentansäure-(2-tert.- butyldisulfanyl-ethyl)-amid1.9 5-Maleimido-2- (3- (maleimido) propyl) pentanoic acid- (2-tert.- butyldisulfanyl-ethyl) -amide

10 mmol N-(2-(tert.-Butyldithio)-ethyl)-2-(3-aminopropyl)-5- aminopentansäureamid wurden in 90 ml gesättigter NaHCO3-Lösung/THF (1 : 1 v/v, ca. 9 ml Lösungsmittel pro Millimol Diaminoverbindung) gelöst. Die Lösung wurde auf 0°C abgekühlt und unter Rühren 3,7 g (24 mmol; 2,4 equiv.) N-Methoxycarbonylmaleinimid portionsweise zugegeben.10 mmol of N- (2- (tert-butyldithio) ethyl) -2- (3-aminopropyl) -5- aminopentanoic acid amide in 90 ml of saturated NaHCO 3 solution / THF (1: 1 v / v, approx. 9 ml of solvent per millimole of diamino compound). The solution was cooled to 0 ° C. and 3.7 g (24 mmol; 2.4 equiv.) Of N-methoxycarbonylmaleimide were added in portions with stirring.

Das Reaktionsgemisch wurde 10 min bei 0°C gerührt und weitere 90 ml der NaHCO3/THF-Mischung zugegeben. Anschließend wurde der Reaktionsansatz 3 h bei RT weitergerührt, wobei jede Stunde 90 ml des NaHCO3/THF-Gemisches zugegeben wurden, um die Lösung basisch zu halten. Die Reaktionslösung wurde mit 3 × 100 ml Ethylacetat extrahiert. Die vereinigten organischen Phasen wurden 2 × mit 100 ml Wasser und 1 × 100 ml gesättigter NaCl-Lösung gewaschen und über Natriumsulfat getrocknet. Das Lösungsmittel wurde im Vakuum bei 40°C verdampft. Das zähflüssige Produkt wurde in 20 ml n-Hexan aufgenommen und mit wenigen Millilitern Methylenchlorid zum Kristallisieren gebracht. Die Ausbeute nach dem Umkristallisieren in Ethanol betrug 1,0 g (21% d. theor. Ausbeute); Schmelzpunkt: 113,6°C.The reaction mixture was stirred at 0 ° C. for 10 min and a further 90 ml of the NaHCO 3 / THF mixture were added. The reaction mixture was then stirred for a further 3 h at RT, 90 ml of the NaHCO 3 / THF mixture being added every hour in order to keep the solution basic. The reaction solution was extracted with 3 × 100 ml of ethyl acetate. The combined organic phases were washed 2 × with 100 ml of water and 1 × 100 ml of saturated NaCl solution and dried over sodium sulfate. The solvent was evaporated in vacuo at 40 ° C. The viscous product was taken up in 20 ml of n-hexane and crystallized with a few milliliters of methylene chloride. The yield after recrystallization in ethanol was 1.0 g (21% of theoretical yield); Melting point: 113.6 ° C.

Claims (10)

1. Verbindungen der allgemeinen Formel
worin
Y ein Kernbaustein ausgewählt aus der Gruppe C-R1 oder N ist,
R1 H oder verzweigtes oder unverzweigtes Alkyl mit 1-5 C-Atomen,
Q eine schwefelhaltige Kopplungsgruppe,
X eine mit Thiolen reagierende Gruppe,
S' H oder ein verzweigtes oder unverzweigtes Alkyl mit 1-5 C-Atomen oder Z3-X
Z1, Z2, Z3 unabhängig voneinander Brückenglieder der Form (CH2)m mit m = 1-50, worin ein oder mehrere nicht benachbarte Methylengruppen durch -NR1-, -O-, -CO-, -HC=CH-, -C=C-, -NR1CO-, -CONR1-, -O-CO-, -CO-O-, -NR1CO-O-, -O-CONR1-, -NR1CONR1-, -CHR2-, -NR1-CHR2-, -CHR2-NR1-, -CO-NR1-CHR2-, -CHR2-NR1-CO-, -CO-O-CHR2-, -CHR2-O- CO-, mit
R2 = OH, NH2, COOH, verzweigtes oder unverzweigtes Alkyl mit 1-5 C-Atomen,
ersetzt sein können,
bedeuten.
1. Compounds of the general formula
wherein
Y is a core component selected from the group CR 1 or N,
R 1 is H or branched or unbranched alkyl having 1-5 C atoms,
Q is a sulfur-containing coupling group,
X is a group reacting with thiols,
S 'H or a branched or unbranched alkyl having 1-5 C atoms or Z 3 -X
Z 1 , Z 2 , Z 3 independently of one another bridge members of the form (CH 2 ) m with m = 1-50, in which one or more non-adjacent methylene groups by -NR 1 -, -O-, -CO-, -HC = CH -, -C = C-, -NR 1 CO-, -CONR 1 -, -O-CO-, -CO-O-, -NR 1 CO-O-, -O-CONR 1 -, -NR 1 CONR 1 -, -CHR 2 -, -NR 1 -CHR 2 -, -CHR 2 -NR 1 -, -CO-NR 1 -CHR 2 -, -CHR 2 -NR 1 -CO-, -CO-O-CHR 2 -, -CHR 2 -O- CO-, with
R 2 = OH, NH 2 , COOH, branched or unbranched alkyl having 1-5 C atoms,
can be replaced
mean.
2. Verbindungen nach Anspruch 1, in denen S' = Z3-X bedeutet, wobei die Reste X und Z3 die in Ansprüch 1 genannte Bedeutung besitzen.2. Compounds according to claim 1, in which S '= Z 3 -X, where the radicals X and Z 3 have the meaning given in claims 1. 3. Verbindungen nach Anspruch 2, in denen der Kernbaustein Y = CR1 mit R1 = H bedeutet.3. Compounds according to claim 2, in which the core block Y = CR 1 with R 1 = H. 4. Verbindungen nach Anspruch 2, in denen der Kernbaustein Y = N bedeutet.4. Compounds according to claim 2, in which the core component Y = N means. 5. Verfahren zur Herstellung von Verbindungen entsprechend Anspruch 3 durch
  • a) zweifache Malonestersynthese von Verbindungen der Formel II, mit G = Cl, Br, J, Z1 hat die in Anspruch 1 genannte Bedeutung,
    an Malonsäurediester zu Verbindungen der Formel III, wobei R ein verzweigtes oder unverzweigtes Alkyl mit 1-5 C-Atomen bedeutet
  • b) Abspaltung der Phtalimidogruppen und Freisetzung der Aminofunktionen
  • c) Spaltung des Malonsäurediesters und Decarboxylierung
  • d) Einführung von Aminoschutzgruppen
  • e) Konjugation der Carbonsäure mit Aminoverbindungen der Form H2N-Z2-Q, wobei die Reste Z2 und Q die in Anspruch 1 genannte Bedeutung haben
  • f) Abspaltung der Aminoschutzgruppen
  • g) Einführung von zwei Maleinimidylresten durch Behandlung mit Alkoxycarbonylmaleinimid.
5. A process for the preparation of compounds according to claim 3
  • a) double malonic ester synthesis of compounds of the formula II, where G = Cl, Br, J, Z 1 has the meaning given in claim 1,
    on malonic diesters to give compounds of the formula III, where R is a branched or unbranched alkyl having 1-5 C atoms
  • b) Cleavage of the phthalimido groups and release of the amino functions
  • c) Cleavage of the malonic acid diester and decarboxylation
  • d) Introduction of amino protecting groups
  • e) conjugation of the carboxylic acid with amino compounds of the form H 2 NZ 2 -Q, where the radicals Z 2 and Q have the meaning given in claim 1
  • f) cleavage of the amino protective groups
  • g) Introduction of two maleimidyl residues by treatment with alkoxycarbonylmaleimide.
6. Verfahren zur Herstellung von Verbindungen entsprechend Anspruch 4 durch
  • a) Einführung von Aminoschutzgruppen in ein Molekül der Form H2N-Z1- NH-Z3-NH2, wobei die Reste Z1 und Z3 die in Anspruch 1 genannte Bedeutung haben.
  • b) Konjugation eines Carbonsäurelinkers der Form HOOC-Z2-Q, wobei die Reste Z2 und Q die in Anspruch 1 genannte Bedeutung haben, an das zentrale sekundäre Amin
  • c) Abspaltung der Aminoschutzgruppen
  • d) Einführung von zwei Maleinimidylresten durch Behandlung mit Alkoxycarbonylmaleinimid.
6. A process for the preparation of compounds according to claim 4
  • a) Introduction of amino protective groups into a molecule of the form H 2 NZ 1 - NH-Z 3 -NH 2 , where the radicals Z 1 and Z 3 have the meaning given in claim 1.
  • b) conjugation of a carboxylic acid linker of the form HOOC-Z 2 -Q, where the radicals Z 2 and Q have the meaning given in claim 1, to the central secondary amine
  • c) cleavage of the amino protective groups
  • d) Introduction of two maleimidyl residues by treatment with alkoxycarbonylmaleimide.
7. Verwendung einer Verbindung gemäß Anspruch 2 zur kovalenten Dimerisierung von Proteinen, wobei die Konjugation über die Gruppen X des Linkers erfolgt. X hat die unter Anspruch 1 genannte Bedeutung.7. Use of a compound according to claim 2 for covalent Dimerization of proteins, the conjugation via groups X of the linker. X has the meaning given in claim 1. 8. Immobilisierung der nach Anspruch 7 erhaltenen Konjugate an Festphasenoberflächen.8. Immobilization of the conjugates obtained according to claim 7 Solid phase surfaces. 9. Verwendung der Verbindungen nach Anspruch 2 zum Aufbau dendritischer Strukturen auf Trägeroberflächen.9. Use of the compounds according to claim 2 for construction dendritic structures on carrier surfaces. 10. Verwendung der nach Anspruch 9 erzeugten Oberflächenstrukturen zur Immobilisierung von Proteinen.10. Use of the surface structures generated according to claim 9 for Immobilization of proteins.
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