JP2013139440A - ペプチドコンジュゲートおよびリンカーの改良された調製方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】cGMP条件下で時間的および費用的に効率よく何百グラムもの量を製造することのできる、大量のペプチド−リンカーコンジュゲートの生成方法を開発すること。
【解決手段】本発明は、式5bの化合物の調製方法、ならびにその中間体、およびこうした化合物および類似化合物の調製方法において有用な新規の部類の化合物を提供する。
【化1】

Description

本発明は、ある特定の抗体−リンカー−ペプチドコンジュゲートの調製において有用な新規の方法、化合物、および中間体に関する。
生化学的分子の共有結合によるコンジュゲート形成を用いると、2種以上の分子を一緒にして、個々の構成要素それぞれの複合の性質を示すバイオコンジュゲートを生成することができる。この技術は、血漿半減期を延長し、ペプチドなどの治療薬の免疫原性を低減するのに使用されてきた。通常は、治療薬を、巨大分子担体と直接またはリンカーを介してコンジュゲート形成させる。一般的な巨大分子担体として、抗体、アルブミン、および合成ポリマーが挙げられる。
US7521425およびUS8288349は、リンカーとして有用な化合物の調製方法を記載している。
本明細書における技術への言及はいずれも、その言及した技術が共通の一般知識の一端をなすことを何らかの形で容認し、または提唱するとは解釈されず、また解釈すべきでない。
コンジュゲート形成方法の背景
抗体−薬物コンジュゲート5は、US8288349(この内容全体を本明細書に援用する)に記載されており、その製造は、いくつかの段階を要する。最初に、ペプチド2およびリンカー1を別々に調製する。次いで、ペプチド2をリンカー1とコンジュゲート形成させて、リンカー−ペプチド複合体(3)を生成する。精製した後、コンジュゲート形成したリンカー−ペプチド複合体3を抗体(4)と合わせて、3のアゼチジノン部分による抗体4との共有結合の形成が可能になるようにし、その結果、ペプチド−リンカー−抗体複合体、すなわち抗体−薬物コンジュゲート5が組み立てられる(スキームI)。リンカーペプチド複合体は、リンカー1、8の生成、およびペプチド2とのコンジュゲート形成が必要となる冗長な多段階工程によって調製される(スキームII)。
Figure 2013139440
Figure 2013139440
酸リンカー6の合成
酸6の当初からの合成をスキームIIに示す。酸9を還流下においてClSOで処理して、未精製の酸塩化物10を得る。別のフラスコにおいて、THF中でn−BuLiを用い、2−アゼチジノン11を極低温で脱プロトン化して、Liアニオン12を生成し、これを単離せずに酸塩化物10と反応させて、中間体13を収率91%で得る。次いで、MeOH中で10%Pd/Cを用いる接触水素化を使用して13上のニトロ基を還元して、アニリンHCl塩14bを収率68%で得る。最後のステップは、CHCl中にてDIPEAの存在下で14bとジグリコール酸無水物(15)を反応させて、酸6を収率83%で得るものである。
スキームIIの規模拡大性を判断する予備実験の際に、酸塩化物10とアゼチジノン11の結合の収率が、反応を約200gのスケールで進めたとき、再現可能でなく、約40〜55%に低下したことが判明した。したがって、極低温で工程を進めることの回避をさらなる目標として、酸6を生成する代替機序を見出すことが求められている。
ペプチド−リンカー3の合成
酸6とN−ヒドロキシスクシンイミド(7)を、N,N’−ジイソプロピルカルボジイミド(DIC)を結合試薬として用いて反応させると、尿素副生物の濾過および石油エーテル中での摩砕後に、N−ヒドロキシスクシンイミドエステル8が定量的収率で得られる(スキーム2、反応f)。未精製の8を、DMF中でN−メチルモルホリン(NMM)を塩基として用いる、後続のペプチド2との反応において直ちに使用して、約2日かかる工程においてコンジュゲート3を得る。未精製の3の反応混合物からの単離には、酢酸でpH=6.0に中和し、真空中でDMFを除去し、得られる残渣を0.1M酢酸アンモニウム緩衝液に溶解させることが必要である。
次いで、未精製の3をクロマトグラフィー精製(0.1M NaClO/MeCN緩衝液)にかける。純度の低い画分(<60%)を破棄し、60〜95%の純度範囲にある画分をクロマトグラフィーにかけ直す(0.1%TFA水/MeCN緩衝液)。80〜95%の純度範囲にある画分を同じ条件下でクロマトグラフィーにかけ直し、純度が80%未満の画分を廃棄する。純度が>96%であり、単一不純物が1.5%を上回らない画分をプールし、凍結乾燥して、高純度の(clean)3を収率40.4%(モル濃度ベース)で得る。3のこのクロマトグラフィー精製には、約2日かかる。次いで、凍結乾燥した画分を1:1のCHCN/HO混合物中に復元して(言い換えれば、固体を適切な溶媒に完全に溶解し直して)、約2日かかる工程において、均質なロットの中間体3を生成する。
多少の不溶性材料を濾過した後、濾液を2回目の凍結乾燥にかけて、約2日かかる工程において、3を収率約11.9%で生成する。この冗長でエネルギーおよび溶媒集約的な工程は、少量バッチの材料(約50g)の生成には実に適するが、処理量が非常に少なく、スケールアップ費用が高く、工程時間が約10日と冗長であるので、これをより大量の3の製造において実施することは、相対的に実現不可能である。
US7521425 US8288349 US8252902 US2006205670(US7521425) WO01/22922 米国特許第6,210,938号 米国特許第6,368,839号 米国特許第6,326,176号 米国特許第6,589,766号 米国特許第5,985,626号 米国特許第5,733,75号
HollingerおよびHudson、2005、Nature Biotechnology 23(9):1126〜1136 Wardら、1989 Nature 341:544〜546 ChothiaおよびLesk、J Mol Biol 196(4):901〜917、1987 Kabatら、1992、Sequences of Proteins of Immunological Interest、第5版、Public Health Service、NIH、ワシントンD.C Chothiaら、1989、Nature 342:877〜883 MacCallumら、1996、J.Mol.Biol.、262:732〜745 Makabeら、2008、Journal of Biological Chemistry、283:1156〜1166 C.F.Barbas 3rdら、Science 278:2085〜2092(1997) K.D.Jandaら、Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.91:2532〜2536(1994) P.Wirschingら、Science 270:775〜1782(1995) C.Raderら、J.Mol.Bio.332:889〜899(2003)
したがって、cGMP条件下で時間的および費用的に効率よく何百グラムもの量を製造することのできる、大量のペプチド−リンカーコンジュゲート3の生成方法を開発することが求められている。
本発明は、式5aによるペプチド−リンカー抗体コンジュゲート
Figure 2013139440
の改良された調製方法であって、
(i)1−プロパンホスホン酸無水物(T3P)の存在下で9aと11を反応させて、化合物13aを作製するステップと、
Figure 2013139440
(ii)少なくとも約50%がTHFであるTHF:HO溶液中で、Pd/Cを用いた化合物13aの接触水素化を行って、式14aの化合物を生成するステップと、
Figure 2013139440
(iii)塩基を実質上使用しない反応において、14aのTHF溶液を、式15による化合物と合わせて、化合物6aを生成するステップと、
Figure 2013139440
(iv)THF中にてDCCの存在下で式6aによる化合物を式19aによる化合物と反応させて、化合物20aを生成するステップと、
Figure 2013139440
(v)20aを、非プロトン性極性第15番溶媒に溶解させたε−アミノ含有ペプチド2と合わせて、バイオコンジュゲート3aを生成するステップと、
Figure 2013139440
(vi)化合物3aをDMSOに溶解させるステップと、
(vii)ステップ(vi)のDMSOおよび3aからなる溶液に、約5.5〜約7.5の間のpHのヒスチジン緩衝液を加えるステップと、
(viii)ステップ(vii)の溶液に、配列番号5を含む軽鎖可変部と、配列番号6を含む重鎖可変部とを含む抗体を、ペプチド:抗体モル比が約1.8:1〜約3:1の間になるように加えるステップと、
(ix)ステップ(viii)において形成した混合物を、約pH5.5〜約pH7.5の間および約5℃〜35℃の間の温度で、反応混合物が泡立つのを回避するように中程度のスピードで少なくとも約1時間撹拌するステップと、
(x)(ix)からの溶液を濾過して、得られたペプチド−リンカー抗体コンジュゲート5a
Figure 2013139440
を抽出するステップと
を含み、
q=1、2、3、4または5であり、X=FまたはClであり、m=3、4または5である方法を提供する。
本発明は、式3aによるペプチド−リンカー
Figure 2013139440
の改良された調製方法であって、
(i)1−プロパンホスホン酸無水物(T3P)の存在下で9aと11を反応させて、化合物13aを作製するステップと、
Figure 2013139440
(ii)少なくとも約50%がTHFであるTHF:HO溶液中で、Pd/Cを用いた化合物13aの接触水素化を行って、式14aの化合物を生成するステップと、
Figure 2013139440
(iii)塩基を実質上使用しない反応において、14aのTHF溶液を、式15による化合物と合わせて、化合物6aを生成するステップと、
Figure 2013139440
(iv)THF中にてDCCの存在下で化合物6aを式19aによる化合物と反応させて、化合物20aを生成するステップと、
Figure 2013139440
(v)場合により、化合物20aを結晶化するステップと、
(vi)20aを、非プロトン性極性第15番溶媒に溶解させたε−アミノ含有ペプチド2と合わせて、ペプチド−リンカー3aを生成するステップと、
Figure 2013139440
(vii)場合により、3aのDMF溶液をMeCNに加えることによりペプチド−リンカー3aを沈殿させるステップと
を含み、
q=1、2、3、4または5であり、X=FまたはClであり、m=3、4または5である方法をさらに提供する。
本発明の一部の態様では、改良された方法により、出発ペプチド2からのペプチド−リンカーコンジュゲート3aの収率が約30%から約85%に増大する収率の向上に基づき、費用が削減される。エネルギーの節約や溶媒の節約などの他の構成要素もあり、これらも重要であるが、経済的な影響はより小さいと思われる。詳細には、改良された方法において2回のクロマトグラフィーが省かれる結果、1500〜2000リットル/生成物kgと推定される溶媒の節約が実現される。溶媒が削減されると、溶離溶媒を蒸留によって除去する必要がないので、エネルギーの節約にもなる。相当なエネルギーの節約には、改良された方法において2回の凍結乾燥ステップが省かれることも関係している。
本発明の一部の態様では、改良された方法によって、ペプチド−リンカーコンジュゲート3aを合成した後のクロマトグラフィーおよび凍結乾燥が回避されることによるサイクル時間の短縮が実現される。サイクル時間については、新しい方法では、現行の約10日のサイクル時間と比べて、約2日で材料が送出される。したがって、新しい方法では、80%以上のサイクル時間の短縮が実現される。
本発明の一部の態様では、ペプチド2は、配列番号1の特定の配列[配列中、AcKはアシルリシンである]を含んで、ペプチド2aをなす。
配列番号1:C(O)CH−Q(AcK)YQPLDE(AcK)DKTLYDQFMLQQG−NH 2a
Figure 2013139440
本発明の一部の態様では、ペプチド−リンカーコンジュゲート3bは、次式を含む。
Figure 2013139440
他のペプチドおよび非ペプチド剤も、本発明のリンカーと有益にコンジュゲート形成させることができることは理解されよう。
本発明は、クロマトグラフィー精製、およびこの種類の化合物の単離に通常は必要となる凍結乾燥が回避され、収率が有意により高くなる、ペプチド−リンカーコンジュゲート3aを製造するための、最適化され、規模拡大可能な方法を提供する。
本発明は、DMF中でペプチドをリンカーに結合させ、場合により、続いて反溶媒としてのMeCNで沈殿させ、濾過して、臨床バッチでの使用の規格を満たす材料を得る、操作の簡単なプロトコールを提供する。第1ステップにおいて1−プロパンホスホン酸無水物(T3P)により穏やかな条件下で促進される、2−アゼチジノン11のN−アシル化を特色とする規模拡大可能なリンカーの合成についても記載する。この新しいプロトコールでは、収率が再現可能となり、クロマトグラフィー精製を用いず、反応を極低温で実施する必要も、当初からの経路では必要であったn−BuLiの使用も回避される。
合成の第2ステップ(13aの14aへの還元)の際の操作の数は、化合物14aを次のステップ(酸6aを生成するジグリコール酸無水物との反応)にテレスコーピングする、すなわち余計な単離を回避することにより、簡略化した。
さらに、単離目的での安定性と、ペプチド2とコンジュゲート形成する際の反応性とにおいて優れたバランスを示す、対応する式20aのエステルによって、酸6aの効率的な活性化方法を開発した。
本発明は、がん治療のためのペプチド−リンカー−抗体バイオコンジュゲートの製造プログラムの一環としてリンカーとペプチドを結合させる、改良された効率的なコンジュゲート形成プロトコールをさらに提供する。この新規の手法では、ペプチド−リンカーコンジュゲート3aを、MeCN/DMF混合物から直接沈殿させた後に濾過して単離することが可能になる。大がかりなクロマトグラフィー精製および凍結乾燥を要する、当初から実施され、この部類の化合物によくある資源集約的な単離プロトコールは、こうして回避された。主要な改善点の1つは、このステップの収率の劇的な増大であり、12%から83%に上がった。別の利点は、溶媒およびエネルギー消費の減少であり、これにより、1グラムあたりの費用が実質上下がり、方法は、より環境に配慮した代替法に変わる。すべての重要パラメータを精査した結果、純度および残留溶媒含有量の点で、厳しい規格を満たすのに申し分のない品質の材料をもたらす反応条件が得られた。この方法は、伝統的なクロマトグラフィー精製から脱却する、この種類の材料の単離の革新的な手法となる。
本発明は、極低温条件およびn−BuLiの使用を省き、中間体の1つの単離をテレスコーピングによって回避し、さらに、単離目的での安定性と、ペプチド治療薬との最終コンジュゲート形成ステップにおける反応性とにおいて所望のバランスを備えた、適切な基体としての新規のペンタフルオロフェノールエステルを得るものである、活性化型リンカーへの最適化された経路も提供する。
これらの改良点はすべて、cGMP条件下での相当な量のペプチド−リンカーコンジュゲート3aの製造につながった。
一部の態様では、本発明は、1−プロパンホスホン酸無水物(T3P)の存在下で9aと11を反応させて、化合物13aを作製するステップ
Figure 2013139440
を含み、qは、1、2、3、4または5である、化合物13aの新しい調製方法を提供する。qが2である場合、反応は、T3Pの存在下で9と11を含んで、13を生成するものでよい。
Figure 2013139440
2−アゼチジノン11は、通常はアミド結合形成に関して全く反応性でないので、本発明の改良された方法では、当初からの方法に優る意味のある利点が得られる。加えて、この改良された方法は、少なくとも数百グラムのスケールで再現可能である。一部の態様では、本発明は、そのような方法に従って調製される化合物を提供する。
反応は、テトラヒドロフラン(THF)、2−メチルテトラヒドロフラン、NMP、N,N−ジメチルホルムアミド(DMF)、N,N−ジメチルアセトアミド(DMAc)、1−メチル−2−ピロリジノン、酢酸エチル(EtOAc)、およびアセトニトリル(MeCN)からなる群から選択される第1番溶媒中で実施することができる。特に適切な第1番溶媒として、DMF、EtOAc、およびMeCNが挙げられる。一部の態様では、第1番溶媒は、EtOAcおよびMeCNから選択する。一部の態様では、第1番溶媒はDMFである。一部の態様では、第1番溶媒は、MeCNでよい。
一部の態様では、第1番塩基の存在下で反応を実施する。第1番塩基は、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリブチルアミン、DIPEA、ピリジン、DBU、DABCO、2,3−ルチジン、2,4−ルチジン、2,5−ルチジン、2,6−ルチジン、3,4−ルチジン、3,5−ルチジンからなる群から選択されるものでよい。特に適切な第1番塩基として、DIPEA、トリエチルアミン、およびピリジンが挙げられる。一部の態様では、第1番塩基はDIPEAである。
第1番塩基は、酸9aに対して、下限が約0.5、1、1.5、2、2.5、3、3.5、4、4.5および5からなる群から選択され、上限が約2.5、3、3.5、4、4.5、5、6、7、8、9および10からなる群から選択される範囲の量で存在してよい。一部の態様では、第1番塩基は、酸9の約1当量〜約10当量の間の量で存在する。一部の態様では、第1番塩基は、酸9aの約2当量〜約5当量の間の量で存在する。一部の態様では、第1番塩基は、酸9aの約2当量〜約4当量の間の量で存在する。一部の態様では、第1番塩基は、酸9aの約2.5当量〜約3.5当量の間の量で存在する。一部の態様では、第1番塩基は、酸9aの約3当量の量で存在する。一部の態様では、第1番塩基はDIPEAであり、酸9aの約3当量の量で存在する。
2−アゼチジノン11は、酸9aに対して、下限が約0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1、1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9、2、2.5、3、3.5、4、4.5および5からなる群から選択され、上限が約1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9、2、2.5、3、3.5、4、4.5、5、6、7、8、9および10からなる群から選択される範囲の量で存在してよい。一部の態様では、2−アゼチジノン11は、酸9aの約0.1当量〜約10当量の間の量で存在する。一部の態様では、2−アゼチジノン11は、酸9aの約0.5当量〜約3当量の間の量で存在する。一部の態様では、2−アゼチジノン11は、酸9aの約0.5当量〜約5当量の間の量で存在する。一部の態様では、2−アゼチジノン11は、酸9aの約0.5当量〜約1.5当量の間の量で存在する。一部の態様では、2−アゼチジノン11は、酸9aの約1.0当量〜約1.5当量の間の量で存在する。一部の態様では、2−アゼチジノン11は、酸9aの約1.2当量の量で存在する。
T3Pは、酸9aに対して、下限が約0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1、1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9、2、2.5、3、3.5、4、4.5および5からなる群から選択され、上限が約1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9、2、2.5、3、3.5、4、4.5、5、6、7、8、9および10からなる群から選択される範囲の量で存在してよい。一部の態様では、T3Pは、酸9aの約0.1当量〜約10当量の間の量で存在する。一部の態様では、T3Pは、酸9aの約0.5当量〜約3当量の間の量で存在する。一部の態様では、T3Pは、酸9aの約0.5当量〜約5当量の間の量で存在する。一部の態様では、T3Pは、酸9aの約0.5当量〜約1.5当量の間の量で存在する。一部の態様では、T3Pは、酸9aの約1.0当量〜約1.5当量の間の量で存在する。一部の態様では、T3Pは、酸9aの約1.3当量の量で存在する。
一部の態様では、T3Pは、EtOAc N,N−ジメチルホルムアミド、および酢酸ブチルからなる群から選択される第2番溶媒中に用意することができる。一部の態様では、T3Pは、T3Pと基体のモル比が約0.1:1〜約10:1の間に保たれるという前提で、溶液中に1%〜99%の間の量で存在してよい。T3Pは、第2番溶媒中に、下限が約1%、約5%、約10%、約15%、約20%、約25%、約30%、約35%、約40%、約45%、および約50%からなる群から選択され、上限が約50%、約55%、約60%、約65%、約70%、約75%、約80%、約85%、約90%、約95%、および約99%からなる群から選択される範囲で用意することができる。一部の態様では、T3Pは、約50%の溶媒溶液にして用意する。T3Pは、約50%のEtOAc溶液にして用意することができる。
したがって、一部の態様では、DMF中の化合物9aおよび11と塩基としてのピリジンの混合物にT3Pを加えると、所望の生成物が収率約20%〜約45%で得られる。一部の態様では、反応構成物の比率は、MeCN中に、約1当量の酸9aに対して、約3当量のDIPEA、約1.2当量の11、および約1.2当量のT3P(約50%のEtOAc溶液)である。こうした割合の利点は、少なくとも約20%という一定の収率が得られることである。一部の態様では、この組合せによって、収率が少なくとも約25%になる。一部の態様では、この組合せによって、収率が少なくとも約30%になる。一部の態様では、この組合せによって、収率が少なくとも約35%になる。一部の態様では、この組合せによって、収率が少なくとも約40%になる。一部の態様では、こうした割合により、収率が約40%となる。
一部の態様では、MeCN中で、約5当量のDIPEA、約1.5当量の11、および約1.5当量のT3Pを使用する。こうした割合の利点は、特に、反応を室温(すなわち、約15℃〜約25℃、好ましくは18℃〜約22℃、最も好ましくは約20℃)で約2時間実施したとき、約55〜60%という一定の収率が得られることである。
この方法の利点には、操作が簡便(MeCN中に2種の結合パートナーおよび塩基を含有する混合物に、50%のT3P EtOAc溶液をゆっくりと加える)であり、反応条件が穏やかであり、収率が再現可能であるということもある。
一部の態様では、反応を室温(たとえば約20℃)で約18時間実施することができる。一部の態様では、反応の温度は、最低値が約0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、12、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29および30℃からなる群から選択され、上限値が約25、26、27、28、29、30、32、35、36、37、40、45および50℃からなる群から選択される範囲で操作することができる。一部の態様では、温度範囲は、約0℃〜約50℃の間である。一部の態様では、温度範囲は、約10℃〜約30℃の間である。一部の態様では、温度は室温である。一部の態様では、温度は20℃である。
反応が完了した後、真空中でMeCNを除去し、残渣を、酢酸C〜Cアルキルを含む第3番溶媒に溶解し直すことができる。酢酸C〜Cアルキルは、酢酸i−プロピル、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸n−プロピル、および酢酸n−ブチルからなる群から選択されるものでよい。一部の態様では、残渣を酢酸i−プロピルに溶解し直すことができる。
次いで、有機相をクエン酸水溶液(酢酸などの他の酸も使用してよい)で洗浄し、溶媒を第3番溶媒から、2−プロパノール、1−プロパノール、1−ブタノール、2−ブタノール、およびtert−ブタノールからなる群から選択される第4番溶媒に切り替えた後、溶液から中間体13aを高純度(>98%)で沈殿させることができる。一部の態様では、第3番から第4番溶媒への切替えは、酢酸i−プロピルから2−プロパノールへと行うことができる。
一部の態様では、中間体13aは、この材料を次のニトロ還元ステップ(すなわち、中間体13aの塩14aへの変換)で使用する前に、活性炭で処理して、存在する多少の着色および微量不純物を除去することが有利となり得る。活性炭処理は、EtOAcなどの第5番溶媒中で実施することができる。他の適切な第5番溶媒は、テトラヒドロフラン、2−メチルテトラヒドロフラン、メタノール、エタノール、酢酸メチル、および酢酸i−プロピルである。活性炭は、SX−Plus、Darco(登録商標)S−51HF、E Supra USP、SX−Ultra、CASP、Darco(登録商標)G−60、およびCGSP(すべてNorit(登録商標)から入手可能)からなる群から選択されるものでよい。本発明の一部の態様では、活性炭はDarco(登録商標)G−60であり、これにより、微量不純物16a(q=1、2、3、4または5である)、またはq=2である16の量が最少となる。
Figure 2013139440
一部の態様では、酸9aの純度は、少なくとも約85%である。一部の態様では、酸9aの純度は、少なくとも約90%である。一部の態様では、酸9aの純度は、少なくとも約95%である。一部の態様では、酸9aの純度は、少なくとも約96%である。一部の態様では、酸9aの純度は、少なくとも約97%である。一部の態様では、酸9aの純度は、少なくとも約98%である。一部の態様では、酸9aの純度は、少なくとも約99%である。酸9aの純度は、反応の再現性に多大な影響を及ぼす場合がある。純度85%未満の9aを使用すると、着色度の高い不純物を除去するのに2回の炭素処理が必要となる場合もあり、これにより結合生成物13aの収率は48%に低下する。
炭素処理の別の利点は、後続のニトロ還元ステップにおいて新たに生成するアミノ基によってアゼチジノン環が開環する結果として生じる不純物16aのレベルを、許容されるレベルより低く保つことができる点であった。炭素処理においてEtOAc中でDarco(登録商標)G−60を使用するとき、不純物16aのレベルは、約0.3%となり得る。
一部の態様では、本発明は、少なくとも約50%がTHFであるTHF:HO溶液中で、Pd/Cを用いた化合物13aの接触水素化を行って、式14aの化合物を生成するステップ
Figure 2013139440
を含み、q=1、2、3、4または5である、化合物14aの新しい調製方法を提供する。q=2である場合、13aは13とすることができ、14aは14とすることができる。
Figure 2013139440
一部の態様では、THF:HO溶液は、少なくとも約60%のTHFを含む。一部の態様では、THF:HO溶液は、少なくとも約70%のTHFを含む。一部の態様では、THF:HO溶液は、少なくとも約80%のTHFを含む。一部の態様では、THF:HO溶液は、少なくとも約90%のTHFを含む。一部の態様では、THF:HO溶液は、約90%のTHFを含む。一部の態様では、THF:HO溶液は、約99%までのTHFを含む。一部の態様では、THF:HO溶液は、約95%までのTHFを含む。一部の態様では、THF:HOの比は、約8:1〜10:1の間である。一部の態様では、THF:HOの比は、約9:1である。
一部の態様では、5%または10%Pd/Cを用い、13aに対して1〜100%の重量/重量比で使用する。一部の態様では、接触水素化は、約1psig〜50psigの間の圧力で実施する。一部の態様では、接触水素化は、約15psigで実施する。一部の態様では、反応の前に、13aを、実質上本明細書に記載のとおりに木炭処理にかける。一部の態様では、触媒を濾別し、濾液を約1当量の強酸(HCl(たとえば12M)、または上で論述したような類似物など)で処理して、対応する(HCl)塩を生成し、単離することができる。
これまで、化合物13aを化合物14aにするニトロ還元ステップは、メタノール(MeOH)中で実施され、収率およそ68%の14aを得ていた。しかし、メタノールを使用すると、かなりの量の不純物17a(q=2である場合、17)(約1%〜約5%の間)が生じることが判明した。
Figure 2013139440
したがって、化合物13aを化合物14aに変換する方法を改良することが求められている。17aの生成を回避する可能性のある1つの解決策は、ジオキサンを使用して、その生成を防止することであろう。しかし、ジオキサンは、知られた発癌物質であり、したがって、より安全な代替品を見出すことが求められている。
提唱する解決策は、1psig(重量ポンド毎平方インチゲージ)〜50psigの間の圧力範囲での接触水素化と併せたTHFの使用を含む。15psigでTHF中にて10%Pd/C(10wt%)を用いると、急速な反応(<1時間)となったが、不定レベルの16aの生成が認められた(1〜5%)(C支持体の重量に対するPd金属の量を1%から100%までの他の量にすることが有用な場合もある)。16aの生成を防止または低減するために、いくつかの添加剤を試したが(HCl、HOAc、HO、すべて10%)、化合物16aが依然として検出された(それぞれ、1.8%、1.9%、および1.6%)ばかりでなく、変換がより遅くなった。
水の存在は、アゼチジノン環が開環する可能性があるので懸念されたが、反応をTHF/HO 9:1(vol/vol)中で進めると、不純物レベルはわずかにしか増大しなかった。
最良の結果は、出発材料13aを上述のように木炭処理にかけたときに得られ、これにより、不純物16aの量は、添加剤なしで低いレベル(<0.3%)に保たれた。
13aの14aへの(一部の態様では、13のアニリン14への)完全な変換が実現されたなら、触媒(10%Pd/C)を濾過によって除去し、濾液を1当量の12M HClで処理して、対応するHCl塩(アニリンは、酸化して着色度の高い生成物を与える傾向があるので、HCl塩は、長期間の貯蔵に好ましい形態である)を生成し、単離することができる。硫酸や硝酸などの他の強酸も適切である。濃度および酸の選択は、主として、体積および材料損失が最小限に抑えられるように決定する。
一部の態様では、本発明は、塩基を実質上使用しない反応において、14aの第6番溶媒溶液を、式15による化合物と合わせて
Figure 2013139440
[式中、q=1、2、3、4または5である]、化合物14a
Figure 2013139440
のTHF溶液から化合物6aを生成するステップを含む、化合物6aの調製方法を提供する。
化合物15は、溶液として加えても、または固体として加えてもよい。第6番溶媒は、THF、酢酸C1〜C4アルキル、トルエン、クロロホルム、メチルTHFからなる群から選択されるものでよい。一部の態様では、第6番溶媒はTHFである。一部の態様では、HOの非存在下で反応を実施する。
q=2である場合、化合物6は、化合物14を使用して、上述のように調製することができる。
Figure 2013139440
一つには、本発明の一部の態様は、14aを含有するTHF濾液を、塩基の非存在下で約1当量のジグリコール酸無水物(15)で処理すると、6aが効率よく生成されるという意外な発見に基づく。(アニリン14などの)式14aの化合物は、不十分な求核性しか示さず、通常は、その反応性を増大させるために、塩基による脱プロトン化が必要となる。さらに、化合物14のHCL塩である化合物14bは固体であり、長期間貯蔵することができるのに対し、14または14aの溶液は、一般に即座に扱うことが求められる。しかし、全体としてのサイクル時間の短縮ならびに反応および精製の費用の削減という本方法の意外な利点は、こうした不利益を凌ぐものであった。
一部の態様では、化合物14aを約1当量の化合物15と反応させる。一部の態様では、化合物14aを少なくとも約1当量の化合物15と反応させる。一部の態様では、化合物14aを約1当量〜約10当量の間の化合物15と反応させる。
結果として、6aを生成する反応が完了した後、本発明は、化合物6aの溶液を真空中で蒸留してTHFを除去し、これに続いて、酢酸C〜Cアルキルを含む第7番溶媒を加えて、約25%THF/75%酢酸C〜Cアルキル〜約100%酢酸C〜Cアルキルの間の溶媒組成を実現する、追加の工程ステップも提供する。これにより、合計溶媒体積は、6a 1グラムあたり約5ml〜約15mlの溶媒とすることができる。一部の態様では、第7番溶媒は、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸i−プロピル、酢酸n−プロピル、酢酸n−ブチルの1つを含むものでよい。一部の態様では、第7番溶媒は、酢酸メチルまたは酢酸i−プロピルのいずれかである。一部の態様では、第7番溶媒は、酢酸メチルである。一部の態様では、第7番溶媒は、酢酸i−プロピルである。
このようにして単離すると、収率は85〜90%となり、典型的な残留溶媒レベルは、THFおよびi−PrOAcについて、それぞれ0.2wt%および0.5wt%となる。
25:75の第6番溶媒:第7番溶媒(THF:i−PrOAc)〜100%の第7番溶媒(i−PrOAc)の間の最終溶媒比を用いる場合、収率または品質の変化は見られない。塩基を含有しないTHF溶液をテレスコーピングすると、はるかに簡便な方法が可能になり、かなりの量の時間が節約される。
6aを生成する14aの15との反応は、非常に急速であり(たとえば、60体積の溶媒で<15分)、THF溶液を濃縮した後、第7番溶媒(たとえば、酢酸i−プロピル)を加え、冷却すると、溶液から酸6aが優れた収率(85〜90%)および純度(>98%)で沈殿する。この単離方法は、収率が高く急速であるが、残留溶媒レベルが比較的高くなる場合がある(たとえば、0.5〜1%のTHF、1〜2%の酢酸i−プロピル)。したがって、最終結晶化をより良好に制御するために、代替の溶媒交換方法を開発することが望ましかった。
酢酸C〜Cアルキル(たとえば、i−PrOAc)を含む第7番溶媒から高温(たとえば70℃)で6aを結晶化すると、生成物の分解が引き起こされ(材料を妥当な体積の溶媒に溶解させるのに高温が必要となった)、一方、アセトンに溶解させた後、溶媒をi−PrOAcで置き換え、結晶化すると、0.5%の残留i−PrOAcを含有する材料が得られた。したがって、溶媒の残留量をさらに減らす(<0.25wt%)ために、最適化された結晶化プロトコールを開発することが求められている。
したがって、一部の態様では、本発明は、
(i)酸6aを、THFを含む第8番溶媒に溶解させるステップと、
(ii)活性炭で処理し、次いで前記活性炭を濾別するステップと、
(iii)THF溶液中の酸6aを約2体積〜約20体積の間に濃縮するステップと、
(iv)C〜Cアルキルアルコールからなる、約1体積〜約50体積の間の第1番アルコールを加えるステップと、
(v)酸6aをTHFおよび2−プロパノールに溶かした溶液を約2体積〜約50体積の間に濃縮するステップと、
(vi)濃縮した酸6の溶液を約−25℃〜約10℃の間に冷却するステップと
を含む、酸6aを結晶化するさらなる工程ステップを提供する。
一部の態様では、第8番溶媒は、THF、酢酸C〜Cアルキル、トルエン、およびアセトニトリルからなる群から選択される。一部の態様では、第8番溶媒はTHFである。一部の態様では、6aは、約10℃〜約67℃の間の温度で第8番溶媒に溶解させることができる。第8番溶媒は、約10体積〜約50体積の間の量で存在してよく、約35体積とすることができる。
6aを、酢酸C〜Cアルキルを含有する溶液として用意する場合などの本発明の一部の態様では、溶質を取り出し、6aを、THFとしてよい第8番溶媒に溶解し直すことができる。本発明の一部の態様では、酸6aは、約20体積〜約50体積の間、一部の態様では約35体積の第8番溶媒に溶解させることができる。一部の態様では、酸6aは、約15℃〜約60℃の間で第8番溶媒に溶解させることができる。一部の態様では、温度は、20℃〜約40℃の間である。一部の態様では、温度は約30℃である。
ステップ(i)で第8番溶媒に溶解させた後、酸6aは、酸6aを活性炭で処理する追加のステップ(ii)にかけることができる。炭素処理すると、着色の除去によって、結晶化挙動がより予測可能になるとみられる利点が得られる。
活性炭は、CGSP、SX−Plus、Darco S−51HF、E Supra USP、SX−Ultra、CASP、Darco G−60、およびDarco−KBBからなる群から選択されるものでよい。本発明の一部の態様では、活性炭はDarco−KBBである。一部の態様では、少なくとも約5重量%の最終量の6aに活性炭を加える。一部の態様では、少なくとも約10重量%の最終量の6aに活性炭を加える。一部の態様では、少なくとも約15重量%の最終量の6aに活性炭を加える。一部の態様では、約20重量%の最終量の6aに活性炭を加える。
酸6a/第8番溶媒溶液は、少なくとも約15分間、一部の態様では少なくとも約1時間、活性炭処理することができ、約1時間〜約24時間の間とすることができる。
一部の態様では、(たとえば、Celiteなどの濾過助剤を使用して)活性炭を濾別する。一部の態様では、溶液(濾液)は次いで、ステップ(iii)において(たとえば、約0気圧〜約1気圧などの減圧下で)約2体積〜約20体積の間に濃縮することができる。一部の態様では、濾液は次いで、約5体積〜約15体積の間に濃縮することができる。一部の態様では、濾液は次いで、約10体積に濃縮することができる。
一部の態様では、ステップ(iv)において、溶液に約1体積〜約50体積の間の第1番アルコールを加えることができる。一部の態様では、過剰の第1番アルコールを加えて、6aの第8番溶媒からの沈殿を開始させることができる。一部の態様では、約1体積〜約30体積の間の第1番アルコールを加えることができる。一部の態様では、約1体積〜約20体積の間の第1番アルコールを加えることができる。一部の態様では、約5体積〜約50体積の間の第1番アルコールを加えることができる。一部の態様では、約5体積〜約30体積の間の第1番アルコールを加えることができる。一部の態様では、約12体積〜約16体積の間の第1番アルコールを加えることができる。一部の態様では、約14体積の第1番アルコールを加えることができる。
第1番アルコールは、メタノール、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノール、1−ブタノール、2、ブタノール、1−ペンタノール、2−ペンタノール、3−ペンタノール、1−ヘキサノール、2−ヘキサノール、3−ヘキサノール、3−メチル−1−ブタノール、2−メチル−1−ブタノール、2,2,−ジメチル−1−プロパノール、3−メチル−2−ブタノール、および2−メチル−2−ブタノールを含めて、C〜Cアルキルアルコールからなる群から選択されるものでよい。一部の態様では、第1番アルコールを第一級または第二級C〜Cアルキルアルコールとすることができる。一部の態様では、第1番アルコールを第二級C〜Cアルキルアルコールとすることができる。一部の態様では、第1番アルコールを2−プロパノールとすることができる。
一部の態様では、ステップ(iv)において、第1番アルコールを、濃縮した酸6の溶液に、約0.5:約1〜約10:約1の間の比で加えることができる。一部の態様では、比は、約0.5:1〜約5:1の間である。一部の態様では、過剰の第1番アルコールを加える。一部の態様では、比は、約1:1〜約3:1の間である。一部の態様では、比は、約1:1〜約2:1の間である。一部の態様では、比は、約1.2:1〜約6:1の間である。一部の態様では、比は、約1:3〜約1.5:1の間である。一部の態様では、比は、約1.4:1である。
一部の態様では、次いで、ステップ(iv)からの酸6aの第8番溶媒溶液および第1番アルコールを、約1体積〜約50体積の間に濃縮することができる。一部の態様では、酸6aの第8番溶媒溶液および第1番アルコールを、約1体積〜約30体積の間に濃縮することができる。一部の態様では、酸6aの第8番溶媒溶液および第1番アルコールを、約5体積〜約20体積の間に濃縮することができる。一部の態様では、酸6aの第8番溶媒溶液および第1番アルコールを、約5体積〜約20体積の間に濃縮することができる。一部の態様では、酸6aの第8番溶媒溶液および第1番アルコールを、約5体積〜約15体積の間に濃縮することができる。一部の態様では、酸6aの第8番溶媒溶液および第1番アルコールを、約10体積に濃縮することができる。
一部の態様では、ステップ(iv)からの酸6aの第8番溶媒溶液および第1番アルコールは、理想的には減圧下で濃縮することができる。一部の態様では、大気圧を使用することができる。一部の態様では、完全真空〜1気圧の間を使用して、6aを濃縮することができる。
一部の態様では、次いで、ステップ(v)からの溶液を、酸6aが結晶し得るように冷却することができる。一部の態様では、ステップ(v)からの溶液を、約−25℃〜約10℃の間に冷却することができる。一部の態様では、ステップ(v)からの溶液を、約−20℃〜約10℃の間に冷却することができる。一部の態様では、ステップ(v)からの溶液を、約−20℃〜約5℃の間に冷却することができる。一部の態様では、ステップ(v)からの溶液を、約−5℃〜約10℃の間に冷却することができる。一部の態様では、ステップ(v)からの溶液を、約−5℃〜約5℃の間に冷却することができる。一部の態様では、ステップ(v)からの溶液を、約−5℃〜約0℃の間に冷却することができる。一部の態様では、ステップ(v)からの溶液を、約−1℃〜約4℃の間に冷却することができる。一部の態様では、ステップ(v)からの溶液を、約−0℃〜約4℃の間に冷却することができる。一部の態様では、ステップ(v)からの溶液を、約0℃〜約5℃の間に冷却することができる。
一部の態様では、炭素を濾別した後、混合物を(たとえば、減圧下(0〜1気圧)での蒸留によって)10体積に濃縮することができ、これに約14体積の第1番アルコールを加えることができる。次いで溶液を約10体積にさらに濃縮し、次いで約−20℃〜約10℃の間、好ましくは約0℃〜約5℃の間に冷却することができる。このようなプロトコールでは、酸6aが、回収率80%および化学純度>99%で得られる。この特に有利な本発明の実施形態では、当初からのTHF/i−PrOAc結晶化(100〜200μ)よりかなり小さい粒子(約30μ)が送出され、粒子サイズがより小さいことから、結晶中に捕捉された溶媒がより少なかった理由が説明できる。
一部の態様では、本発明は、高い収率で容易に調製することができ、ペプチドおよびタンパク質などとコンジュゲート形成させる前に長時間にわたって貯蔵することのできる活性化型エステル、ならびに前記活性化型エステルの生成方法を好結果に特定したことに基づく。
当初からの合成に存在する、時間的および資源的に高くつくクロマトグラフィー精製および凍結乾燥に頼ることなく、ペプチド−リンカーコンジュゲート3aを高い収率および純度で単離するのを可能にする、ペプチド2の酸6aとのコンジュゲート形成方法を開発する必要が明確になった。さらに、改良された方法では、化学純度が≧95%となり、単一不純物が2%を上回らず、残留溶媒含有量が個々の各溶媒について0.25%(wt/wt)を下回ることが望ましい。
したがって、一部の態様では、本発明は、次式の化合物および中間体
Figure 2013139440
を提供し、qは、1、2、3、4または5であり、n=1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30であり、Xは、任意のハロゲンであり、m=3、4または5である。Xは、FまたはClでよく、Fであることが好ましい。mは、4または5でよく、5であることが好ましい。一部の態様では、n=1〜10である。一部の態様では、n=1、2、3、4、5または6である。一部の態様では、q=1、2または3である。一部の態様では、q=2である。
一部の態様では、本発明は、式20、20a、20b、20c、20dおよび20eの活性化型エステルの生成方法を提供する。一部の態様では、本発明は、式20、20a、20cおよび20dの活性化型エステルの生成方法を提供する。
ClSOもしくは(COCl)を用いた6aの酸塩化物誘導体の調製、またはCDIやクロロホルメートなどの試薬での活性化は、これら試薬の反応性が高く、生じる中間体は、容易に環化して、18aなどの化合物、たとえば、q=2であるモルホリン−3,5−ジオン18を与えることになるので、除外した。
Figure 2013139440
一部には、本発明は、酸6a(6など)と、式19aのトリ、テトラ、およびペンタハロ置換フェノール化合物などの化合物(ペンタフルオロフェノール19など)を、THFなどの第10番溶媒中にてDCCの存在下で反応させると、エステル20a(20など)が収率80〜85%で得られるという発見に基づく。THFに代わる適切な他の第10番溶媒として、ジクロロメタン、2−メチルテトラヒドロフラン、N,N−ジメチルホルムアミド、およびN,N−ジメチルアセトアミドが挙げられる。
Figure 2013139440
したがって、一部の態様では、本発明は、第10番溶媒中にてDCCの存在下で式6bによる化合物を式19aによる化合物と反応させて、式20bによる化合物を生成する方法を提供する。
Figure 2013139440
式中、q=1、2、3、4または5であり、n=1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29または30であり、X=FまたはClであり、m=3、4または5である。
一部の態様では、19aの6bに対する比は、少なくとも約1である。一部の態様では、19a:6bの比は、約1:1である。一部の態様では、過剰の19aを6bに加える。一部の態様では、19a:6bの比は、約2:1である。
一部の態様では、THF、ジクロロメタン、2−メチルテトラヒドロフラン、N,N−ジメチルホルムアミド、およびN,N−ジメチルアセトアミドからなる群から選択される第10番溶媒中で反応を実施する。一部の態様では、第10番溶媒はTHFである。
一部の態様では、6bおよび19aの溶液に、約−10℃〜約10℃の間、好ましくは約0℃〜約10℃の間、より好ましくは約3℃〜約5℃の間でDCCを加える。少なくとも約1分、好ましくは少なくとも約10分の混合時間の後、反応溶液をおよそ室温(たとえば、約15℃〜約25℃の間、好ましくは約18℃〜約22℃の間、最も好ましくは約20℃)に加熱し、少なくとも4時間、好ましくは少なくとも6時間、より好ましくは少なくとも12時間、最も好ましくは約18時間撹拌することができる。
反応後、溶液を(ジシクロへキシル尿素などの副生物を除去するために)濾過し、THF、ジクロロメタン、2−メチルテトラヒドロフラン、N,N−ジメチルホルムアミド、およびN,N−ジメチルアセトアミドからなる群から選択される第11番溶媒で洗浄することができる。一部の態様では、第11番溶媒はTHFである。これに続いて、固体を第11番溶媒に懸濁し直し、アセトン(一部の態様では、アセトンの代わりに、酢酸C〜Cアルキル、トルエン、MTBE、またはアセトニトリルを用いてもよい)と混合することができる。第11番溶媒対アセトンの比は、約2:1〜約1:2の間、好ましくは約1:1とすることができる。一部の態様では、過剰のアセトンを使用することが望ましい。
溶液は、少なくとも15℃、好ましくは少なくとも約12℃、最も好ましくは少なくとも約10℃、好ましくは約0℃までに冷却することができる。場合により、次いで溶液を少なくとも10分、好ましくは少なくとも30分、少なくとも60分、および少なくとも80分間撹拌することができる。次いで溶液を濾過し、固体をアセトン(または上で論述したような類似物)で洗浄することができる。
濾液は、THF、ジクロロメタン、2−メチルテトラヒドロフラン、N,N−ジメチルホルムアミド、およびN,N−ジメチルアセトアミドからなる群から選択される第12番溶媒に懸濁し直すことができる。一部の態様では、第12番溶媒はTHFである。第12番溶媒は、第2番アルコール(メタノールを除く第1番アルコールと同じ群から選択されるものでよく、2−プロパノールとすることができる)と約2:1〜約1:2の間、好ましくは約1:1の比に混合して、スラリーを作製することができる。一部の態様では、比は、第2番アルコールが過剰となるように、少なくとも約1:1である。
スラリーは、少なくとも1時間、少なくとも6時間、少なくとも12時間撹拌することができる。スラリーは、約4℃〜約30℃の間、または約12℃〜約25℃の間、または約18℃〜約22℃の間、または約20、または室温で撹拌することができる。
スラリーは、濾過し、第3番アルコール(第2番アルコールと同じ群から選択されるものでよく、2−プロパノールとすることができる)で洗浄し、乾燥させることができる。得られた固体は、真空中で乾燥させることができる。得られた固体は、室温〜約50℃の間、好ましくは約40℃で乾燥させることができる。固体は、少なくとも約1時間、少なくとも約4時間、少なくとも約12時間、好ましくは少なくとも約16時間乾燥させることができる。
化合物20は、6と19などの化合物を出発材料として使用して、本発明の有利な方法によって同様に調製することができる。化合物20aは、6aと19aなどの化合物を出発材料として使用して、本発明の有利な方法によって同様に調製することができる。化合物20cは、6と19aなどの化合物を出発材料として使用して、本発明の有利な方法によって同様に調製することができる。化合物20dは、6aと19などの化合物を出発材料として使用して、本発明の有利な方法によって同様に調製することができる。化合物20eは、6bと19などの化合物を出発材料として使用して、本発明の有利な方法によって同様に調製することができる。
一部の態様では、THF中におけるDCC存在下での化合物6と化合物19の付加反応によって、化合物20が少なくとも80%、場合によっては少なくとも85%の収率で生成される。
一部の態様では、酸6bと19aを約−25℃〜約50℃の間の温度で反応させる。一部の態様では、下限が約−25、−20、−15、−10、−5、−1、0、1、4、5、10、15、16、17、18、19、20、21および22℃からなる群から選択され、上限が約−1、0、1、4、5、10、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、30、35、40、45および50℃からなる群から選択される温度範囲で、酸6bと19aを反応させる。一部の態様では、酸6bと19aを約−0℃〜約20℃の間の温度で反応させる。一部の態様では、反応は、約−15℃においてとする。
一部の態様では、酸6bと19aを少なくとも1時間反応させる。一部の態様では、酸6bと19aを少なくとも2時間反応させる。一部の態様では、酸6bと19aを少なくとも3時間反応させる。一部の態様では、酸6bと19aを少なくとも4時間反応させる。一部の態様では、酸6bと19aを少なくとも6時間反応させる。一部の態様では、酸6bと19aを少なくとも8時間反応させる。一部の態様では、酸6bと19aを少なくとも12時間反応させる。一部の態様では、リンカー6bと19aを少なくとも18時間反応させる。一部の態様では、リンカー6bと19aを約24時間反応させる。
一部の態様では、酸6bと19aは、約1:1〜約1:10の間の比で反応させる。
一部の態様では、カップリング剤を加えることができる。このカップリング剤の役割は、フェノール19aと反応して所望のエステルを与えることのできる、より反応性の高い中間体を生成するために、酸6bを活性化することである。カップリング剤なしでは、エステル結合形成が起こらない。カップリング剤は、DCC、CDI、CDMT、DCMT、DIC、DPPA、EDC、HATU、HBTU、PyBOP、PyBroP、PyCloP、TBTU、およびT3Pからなる群から選択されるものでよい。一部の態様では、カップリング剤はDCCである。
エステル20、20a、20b、20c、20dおよび20eは、クロマトグラフィー精製によって単離することができる。本発明の別の態様では、エステル20、20a、20b、20c、20dおよび20eは、イソプロパノールなどの第14番溶媒から(実施例11で例示するとおりに)沈殿させることができる。適切な他の第14番溶媒として、エタノールおよびブタノールが挙げられる。
エステル20は、特別な貯蔵条件を必要とせずに、空気と接触した状態で、室温で数か月間安定であり、検出可能な量の環状モルホリン−3,5−ジオン18を示さない、高純度の(fine)白色固体である。加えて、エステル20は、1を生成する最終コンジュゲート形成ステップ(以下参照)において優れた反応性を示す。
一部の態様では、本発明は、
(i)非プロトン性極性第15番溶媒中で1当量のペプチド2を混合するステップと、
(ii)過剰の20bをペプチド2と合わせて、3bを生成するステップと
Figure 2013139440
を含み、n=1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29または30であり、q=1、2、3、4または5であり、X=FまたはClであり、m=3、4または5である、化合物3bを生成する改良された方法を提供する。
一部の態様では、非プロトン性極性第15番溶媒は、DMF、DMAc、DMSO、またはNMPからなる群から選択される。一部の態様では、非プロトン性極性溶媒はDMFである。
一部の態様では、ペプチド2は、2のトリフルオロ酢酸塩などの塩でもよいし、または遊離塩基形態でもよい。ペプチド2が塩である場合、ステップ(i)は、第2番塩基中で実施する。ペプチド2を遊離塩基形態として用意する場合、第2番塩基は必要でない。
一部の態様では、ペプチド2を、約5体積〜約50体積の間の非プロトン性極性第15番溶媒に溶解させる。一部の態様では、ペプチド2を、約10体積〜約20体積の間の非プロトン性極性第15番溶媒に溶解させる。一部の態様では、ペプチド2を、約15体積の非プロトン性極性第15番溶媒に溶解させる。
本発明の一部の態様では、第2番塩基は、NMM、TEA、DIPEA、ピリジン、DABCO、DBU、およびルチジンからなる群から選択される。一部の態様では、第2番塩基は、TEA、DIPEA、またはピリジンとすることができる。
第2番塩基は、約1当量〜約10当量の間の量で存在してよい。一部の態様では、第2番塩基は、約1〜約5当量の量で存在する。一部の態様では、第2番塩基は、約1〜約3当量の量で存在する。一部の態様では、第2番塩基は、約1〜約2当量の量で存在する。一部の態様では、第2番塩基は、約1〜約1.5当量の量で存在する。一部の態様では、第2番塩基は、約1.2当量の量で存在する。
しかし、ペプチド2およびペプチド−リンカーコンジュゲート3は両方とも、DMF、DMAc、DMSOなどの非プロトン性極性第15番溶媒中では、水の存在下または非存在下で、数時間後に濃厚なゲルを形成する傾向がある。この問題の解決策は、ペプチド2を非プロトン性極性第15番溶媒に溶解させて約18時間以内、好ましくは約12時間以内、より好ましくは約8時間以内、より好ましくは約6時間以内、より好ましくは約4時間以内、より好ましくは約2時間以内、より好ましくは約1時間以内に、ペプチド2を20bと反応させることである。加えて、ゲル化の問題は、少なくとも10体積、好都合な場合では少なくとも15体積の非プロトン性極性第15番溶媒の使用によって、それほど深刻でなくなる。
一部の態様では、約1当量〜約30当量の間の20bを、約1当量のペプチド2に加えることができる。一部の態様では、約1当量〜約20当量の間の20bを、約1当量のペプチド2に加えることができる。一部の態様では、約1当量〜約10当量の間の20bを、約1当量のペプチド2に加えることができる。一部の態様では、約2当量〜約30当量の間の20bを、約1当量のペプチド2に加えることができる。一部の態様では、約3当量〜約30当量の間の20bを、約1当量のペプチド2に加えることができる。一部の態様では、約3当量〜約20当量の間の20bを、約1当量のペプチド2に加えることができる。一部の態様では、約3当量〜約10当量の間の20bを、約1当量のペプチド2に加えることができる。一部の態様では、少なくとも3当量の20bを、約1当量のペプチド2に加える。一部の態様では、約3当量の20bを、約1当量のペプチド2に加えることができる。
一部の態様では、ペプチド2に対して約1当量〜約10当量の間の第3番塩基中で、20bと2を合わせる。一部の態様では、ペプチド2に対して約1当量〜約5当量の間の第3番塩基中で、20bと2を合わせる。一部の態様では、ペプチド2に対して約1当量〜約2当量の間の第3番塩基中で、20bと2を合わせる。一部の態様では、ペプチド2に対して約1当量〜約1.5当量の間の第3番塩基中で、20bと2を合わせる。一部の態様では、ペプチド2に対して約1.3当量の第3番塩基中で、20bと2を合わせる。第3番塩基は、NMM、TEA、DIPEA、およびピリジンからなる群から選択されるものでよい。第3番塩基は、NMMとすることができる。
ペプチド2は溶解性が低いので、MeCNやMeOHなどの溶媒中では、ペプチド−リンカーコンジュゲート1への変換が認められなかった。ペプチド2を溶液にするのを助けるために、これら溶媒に水を加えると、活性化型リンカーが分解するために変換が弱まり、数時間後に濃厚なゲルが形成された。
本発明によれば、非プロトン性極性溶媒(DMFなど)では、ペプチド2を完全に溶解させることができ、約3当量の化合物20bを用い、ペプチド2を室温(たとえば約20℃)で完全に消費することが可能になる。最もクリーンな反応は、塩基としてのNMMと組み合わせたDMFにおいて実現された。TEA、DIPEA、ピリジンなどの塩基を加えたDMSO、NMP、およびDMAcでは、より低い純度が得られた。一部の態様では、反応は、約20体積のDMF、約2当量〜約3当量の間の20b、および約20当量のNMMを混合することを含む。反応は、室温とすることができる。反応は、少なくとも10分間実施することができる。
ペプチド−リンカーコンジュゲート3を単離する条件も調査した。最も簡便な手法は、溶液からペプチド−リンカーコンジュゲート3を沈殿させた後、濾過される、適切な反溶媒を特定することであった。この目的についていくつかの有機溶媒を試した。トルエン、EtOAc、THF、およびMTBEでは、濾過するのが困難であったゲル様の粘着性固体が得られたが、本発明の一部の態様は、MeCNによって、それよりはるかに扱いやすい高純度の易流動性固体が生成したという意外な発見に基づく。
したがって、本発明の一部の態様では、3は、引き続いてMeCNで沈殿させた後、濾過することにより、単離することができる。
一部の態様では、反溶媒:非プロトン性極性第15番溶媒の割合は、約5:1〜約20:1の間であり、約9:1であることが好ましい。
この時点において、不活性気体(N、Ar、COなど)の存在下で濾過することが、ケーキへの水分吸着を防止するのに望ましかったが、そうしないと、生成物がゴム質の固体に変わる場合がある。後処理手順は、反応完了後のペプチド−リンカーコンジュゲート3のDMF溶液をMeCN中にゆっくりと移して、最終の9:1のMeCN/DMF混合物を得るものであった。得られる沈殿を熟成(固体に溶液から沈殿するのに十分な時間を与える)させた後、固体を濾過し、真空中にて約0℃〜約50℃の間で乾燥させた。一部の態様では、沈殿を24時間まで熟成させた。一部の態様では、沈殿を12時間まで熟成させた。一部の態様では、沈殿を6時間まで熟成させた。一部の態様では、沈殿を3時間まで熟成させた。一部の態様では、沈殿を2時間まで熟成させた。一部の態様では、約2時間後にさらに撹拌すると、固体が、粘着性で扱いにくいものになる。一部の態様では、固体を約0〜約40℃で乾燥させた。一部の態様では、固体を約20〜約50℃で乾燥させた。より高い温度は、有害な影響を及ぼすと思われる。
したがって、本発明の一部の態様では、水蒸気または水雰囲気の非存在下で濾過を行うことができる。一部の態様では、不活性気体中で濾過を行うことができる。不活性気体は、N、アルゴン、COなどからなる群から選択されるものでよい。
本発明の一部の態様では、ペプチド2と化合物20bは、約−30℃〜約30℃の間の温度でコンジュゲート形成させることができる。本発明の一部の態様では、ペプチド3と化合物20bは、下限が約−30、−25、−20、−18、−17、−16、−15、−14、−13、−12、−10、−5、−1、0、1、2、3、4、5、10、15および18℃からなる群から選択され、上限が約−14、−13、−12、−10、−5、−1、0、1、2、3、4、5、10、15、20、25および30℃からなる群から選択される温度範囲でコンジュゲート形成させることができる。本発明の一部の態様では、ペプチド2と化合物20bは、約−30℃〜約20℃の間の温度でコンジュゲート形成させることができる。本発明の一部の態様では、ペプチド2と化合物20bは、約−15℃の温度でコンジュゲート形成させることができる。
一部の態様では、2と20bのコンジュゲート形成は、−30℃でさえ進行するが、約18時間〜約20時間の間の時間が必要となることがあり、ペプチドを完全に消費するのに、約5当量ものペンタフルオロフェノールエステルリンカーを要する場合もある。加えて、反応時間がより長いと、より多くの副生物が生成するばかりでなく、一部生成物が沈殿するために、混合物が濁る場合がある。さらに実験を経た後、工程の速度論と満足な不純物プロフィールとの間に、意外にも申し分のない妥協点を見出した。したがって、一部の態様では、本発明は、(ペプチド2を容易に溶解させ、ゲル化を防止するのに十分な)約15体積のDMF、好ましくは約15体積〜約50体積の間のDMF中にて、約3当量の化合物20b、および約1当量〜約5当量の間、好ましくは約1.2当量のNMMの存在下で、約−15℃〜約−18℃の間で反応を進める方法を提供する。約7時間後、未反応の2は、約1%未満しか残らず、エステル20bの合計副生物は、約0.3%以下に保たれた。
約7時間後、未反応の2は、1%未満しか残らず、合計ペンタフルオロフェノールエステル副生物レベルは、0.3%に保たれた。次いで、より大きい粒子サイズを促すために弱い撹拌を使用しながら、混合物を0.45ミクロンのインラインフィルターで濾過し、MeCNなどの反溶媒中にゆっくりと加えることができる。MeCNの量は、MeCN:DMFの所望の最終比が得られるように、有利に選択することができる。一部の態様では、MeCNの量は、非プロトン性極性第15番溶媒の約5〜約20倍であり、MeCN:DMFの最終比が9:1になるように整えることができる。
固体の沈殿が通常は直ちに起こり、熟成期間(たとえば、約1〜2時間)後、固体を濾過し、新たなMeCNで洗浄し、真空乾燥することができる。
一部の態様では、おそらくは溶液から生成物がすばやく沈殿する際に意図的にゆっくりと撹拌され、その結果DMFが閉じ込められるために、固体中に4.5%(wt/wt)の含有量のDMFが依然として存在する場合もある。固体を#20手篩にかけた後、MeCNを再スラリー化(reslurry)(固体を完全に溶解させることなく溶媒に懸濁させ、撹拌して、不純物を除去する)し、引き続いて、約20℃〜約50℃の間、好ましくは約40℃で乾燥させると、材料が収率83%で得られる。
一部の態様では、沈殿させる際に、撹拌スピードを速くし、または生成物溶液をMeCN中に液面下で加えると、閉じ込められるDMFの量を最小限に抑えることができる。
したがって、一部の態様では、本発明は、生成物溶液をMeCN中に激しく混合しながら加えることを含む、単離された生成物固体中へのDMFの閉じ込めを最小限に抑える手段を提供する。これは、単離容器において高速撹拌を使用することで、または好ましくはそのうえに、排出口がMeCNの表面より下、かつ高剪断領域の近く(インペラの羽根に近い)になる添加用チューブで生成物溶液を加えることにより、実現することができる。激しい撹拌によって、生成物溶液を沈殿前により十分に分散させることが可能になり、沈殿領域中のDMFの濃度が低下する。
室温(RT)は、約15℃〜約25℃の間でよい。一部の態様では、室温は、約18℃〜約22℃の間でよい。一部の態様では、室温は、約18℃〜約20℃の間でよい。一部の態様では、室温は、約20℃でよい。
一部の態様では、本発明は、トリ、テトラ、およびペンタハロ置換フェニルでなく、PNPエステルの使用を提供する。したがって、一部の態様では、本発明は、次式の化合物および中間体を提供する。
Figure 2013139440
式中、qは、1、2、3、4または5であり、n=1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30であり、Xは、任意のハロゲンである。一部の態様では、n=1〜10である。一部の態様では、n=1、2、3、4、5または6である。一部の態様では、q=1、2または3である。一部の態様では、q=2である。
一部の態様では、本発明は、化合物21を、それぞれ化合物6、6a、または6bと(6bと19bの反応について記載したのと同じ化学機序を使用して)反応させるステップを含む、式22、22a、および22bの活性化型エステルの生成方法を提供する。化合物22、22a、および22bを、ペプチド2の、ε−アミノ基を有する側鎖(たとえば、リシン側鎖)とコンジュゲート形成させると、それぞれ、ペプチド−リンカーコンジュゲート3、3a、および3bを生成することができる。
Figure 2013139440
本発明のこの態様の意外な部分は、ペプチド2との結合に、式22、22a、および22bのPNPエステルを使用すると、3、3a、3bの対応するPNPエステル不純物を含有することのない、生成物3、3a、3bがそれぞれ得られることである。こうした不純物の考えられる化学構造を以下に示す。
Figure 2013139440
こうした種類の不純物は、通常は、20bの2との結合反応の際にペンタハロフェノールエステルを活性化基として使用したときに生成し、その結果、対応するペンタハロエステル不純物が生成する(実施例16を参照されたい)。こうした不純物は、非常に反応性であり、後続のコンジュゲート形成ステップで使用するh38C2などのモノクローナル抗体と潜在的に反応することができ、その結果、薬物原体中に好ましくない不純物が形成される(実施例16の論述を参照されたい)。一部の態様では、本発明は、以下に示す式のペプチド−リンカー−抗体5の調製方法について記載する。一部の態様では、抗体は、h38C2またはその変異体である。一部の態様では、ペプチド−リンカーは、3、3a、または3bである。
略語
n−BuLi:n−ブチルリチウム
CDI:1,1’−カルボニルジイミダゾール
CDMT:2−クロロ−4,6−ジメトキシ−1,3,5−トリアジン
DBU:1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデカ−7−エン
DABCO:1,4−ジアザビシクロ[2.2.2]オクタン
DCC:N,N’−ジシクロヘキシルカルボジイミド
DCMT:2,4−ジクロロ−6−メトキシ−1,3,5−トリアジン
DIC:N,N’−ジイソプロピルカルボジイミド
DIPEA:ジイソプロピルエチルアミン
DMAc:N,N−ジメチルアセトアミド
DMF:N,N−ジメチルホルムアミド
DMSO:ジメチルスルホキシド
DPPA アジ化ジフェニルホスホリル
EDC:1−[3−(ジメチルアミノプロピル]−3−エチルカルボジイミド塩酸塩
EtOAc:酢酸エチル
HATU:O−(7−アザベンゾトリアゾール−1−イル)−1,1,3,3−テトラメチルウロニウムヘキサフルオロホスフェート
HBTU:O−(ベンゾトリアゾール−1−イル)−1,1,3,3−テトラメチルウロニウムヘキサフルオロホスフェート
HOAc:酢酸
MeCN:アセトニトリル
MeOH:メタノール
MTBE:tert−ブチルメチルエーテル
NHOAc:酢酸アンモニウム
NMM:N−メチルモルホリン
NMP:1−メチル−2−ピロリジノン
PFP ペンタフルオロフェニル
PNP para−ニトロフェニル
i−PrOAc:酢酸i−プロピル
PyBOP:ベンゾトリアゾール−1−イルオキシトリ(ピロリジノ)ホスホニウムヘキサフルオロホスフェート
PyBroP:ブロモトリ(ピロリジノ)ホスホニウムヘキサフルオロホスフェート
PyCloP:クロロトリ(ピロリジノ)ホスホニウムヘキサフルオロホスフェート
T3P:1−プロパンホスホン酸無水物
TBTU:O−ベンゾトリアゾール−1−イル−1,1,3,3−テトラメチルウロニウムテトラフルオロボレート
TEA:トリエチルアミン
THF:テトラヒドロフラン
HIC 疎水性相互作用クロマトグラフィー
SEC サイズ排除クロマトグラフィー
Figure 2013139440
定義
「約」または「およそ」は、測定可能な可変数値と共に使用するとき、その可変値の表示値、および表示値の実験誤差の範囲(たとえば、平均の95%信頼区間)または表示値の10パーセントの範囲のいずれか大きい方の範囲内にある可変値のすべての値を指す。
「抗体」は、その可変部に位置する少なくとも1箇所の抗原認識部位によって、炭水化物、ポリヌクレオチド、脂質、ポリペプチドなどのターゲットに特異的に結合することのできる免疫グロブリン分子である。本明細書では、用語「抗体」は、無処置のポリクローナル抗体またはモノクローナル抗体だけでなく、その任意の抗原結合性断片(すなわち「抗原結合性部分」)または単鎖、抗体を含む融合タンパク質、ならびに、たとえば、限定はしないが、scFv、単ドメイン抗体(たとえば、サメおよびラクダ科の抗体)、マキシボディ、ミニボディ、細胞内抗体、ダイアボディ、トライアボディ、テトラボディ、v−NAR、およびビス−scFvを含めて、抗原認識部位を含む他の任意の変更型立体構造の免疫グロブリン分子も包含する(たとえば、HollingerおよびHudson、2005、Nature Biotechnology 23(9):1126〜1136を参照されたい)。抗体には、IgG、IgA、IgMなどの任意のクラス(またはそのサブクラス)の抗体が含まれ、抗体は、任意の特定のクラスのものである必要はない。免疫グロブリンは、その重鎖定常部の抗体アミノ酸配列に応じて、異なるクラスに割り振ることができる。IgA、IgD、IgE、IgG、およびIgMという主要な5クラスの免疫グロブリンが存在し、これらのいくつかは、サブクラス(アイソタイプ)、たとえば、IgG1、IgG2、IgG3、IgG4、IgA1、およびIgA2にさらに分けられる場合もある。異なる免疫グロブリンクラスに対応する重鎖定常部を、それぞれ、アルファ、デルタ、エプシロン、ガンマ、およびミューと呼ぶ。異なるクラスの免疫グロブリンのサブユニット構造および三次元立体構造は、よく知られている。
ラムダ(CL−λ)およびカッパ(CL−κ)の2種類のヒト軽鎖定常部が知られている。(配列番号9に従って番号を付けて)46位のV/Aおよび84位のA/Lの多型に基づき、3種のCL−κ変異体が知られている。同定された3種のCL−κ多型体は、Km(1):V46/L84、Km(1,2):A46/L84、およびKm(3)A46/V84)である。したがって、本発明の抗体は、配列番号9、10、11、もしくは12のいずれか1つによるκ定常ドメイン、または5、4、3、2もしくは1個以下のアミノ酸の挿入、置換、または欠失しか含まないその変異体を含むものでよい。カウント方法によっては、配列番号9、10、11、および12の残基Rが、可変ドメインに含まれる場合もあり、したがって、定常ドメインも、前記配列の残基Tから始まるとみなされる場合もあることは当業者には理解される。
抗体の「抗原結合性部分」という用語は、本明細書では、所与の抗原(たとえば、ターゲットX)に特異的に結合する能力を保持する、無処置抗体の1または複数の断片を指す。抗体の抗原結合性機能を、無処置抗体の断片によって実現することができる。抗体の「抗原結合性部分」という用語の範囲内に含まれる結合性断片の例として、Fab、Fab’、F(ab’)、VHおよびCH1ドメインからなるFd断片、抗体の一本の腕のVLおよびVHドメインからなるFv断片、単ドメイン抗体(dAb)断片(Wardら、1989 Nature 341:544〜546)、ならびに単離された相補性決定領域(CDR)が挙げられる。
抗体の「可変部」とは、単独でまたは複合語をなして、抗体軽鎖の可変部または抗体重鎖の可変部を指す。当業界で知られているように、重鎖および軽鎖の可変部は、それぞれ、4つのフレームワーク領域(FR)が、高頻度可変領域としても知られる3つの相補性決定領域(CDR)によって連結されたものからなり、抗体の抗原結合性部位の形成に寄与する。特にCDR領域の外側(すなわち、フレームワーク領域中)のアミノ酸残基の置換による、対象可変部の変異体が所望される場合、適切なアミノ酸置換、好ましくは、保存的なアミノ酸の置換は、対象可変部を、対象可変部と同じ基準クラスになるCDR1配列およびCDR2配列を含んでいる他の抗体の可変部と比較して確認することができる(ChothiaおよびLesk、J Mol Biol 196(4):901〜917、1987)。対象CDRの側面に配置するFRを選択するとき、たとえば、抗体をヒト化または最適化するとき、同じ基準クラスになるCDR1配列およびCDR2配列を含んでいる抗体からのFRが好ましい。
可変ドメインの「CDR」は、Kabat、Chothiaの定義、KabatとChothia両方の蓄積、AbM、接触、および/もしくは立体構造定義、または当業界でよく知られている任意のCDR決定方法に従って特定される、可変部内のアミノ酸残基である。抗体CDRは、Kabatらによって当初規定された高頻度可変領域として特定することができる。たとえば、Kabatら、1992、Sequences of Proteins of Immunological Interest、第5版、Public Health Service、NIH、ワシントンD.Cを参照されたい。CDRの位置は、Chothia他によって当初記載された構造上のループ構造として特定することもできる。たとえば、Chothiaら、1989、Nature 342:877〜883を参照されたい。CDRを特定する他の手法として、KabatとChothiaの折衷案であり、Oxford Molecular’s AbM抗体モデリングソフトウェア(現Accelrys(登録商標))を使用して導かれる「AbM定義」、またはMacCallumら、1996、J.Mol.Biol.、262:732〜745に記載されている、抗体接触の観察に基づくCDRの「接触定義」が挙げられる。本明細書ではCDRの「立体構造定義」と称する別の手法では、CDRの位置を、抗原結合にエンタルピー的に寄与する残基として特定することができる。たとえば、Makabeら、2008、Journal of Biological Chemistry、283:1156〜1166を参照されたい。さらに他のCDR境界定義は、上記手法の1つに厳密に従わないこともあり、特定の残基もしくは残基群またはCDR全体でさえもが抗原結合に有意に影響を与えないという予測または実験所見に照らして短くまたは長くされる場合があるとしても、Kabat CDRの少なくとも一部分とは、それでもなお一致することになる。本明細書では、CDRとは、手法の組合せを含めて、当業界で知られている任意の手法によって規定されるCDRを指すとしてよい。本明細書で使用する方法は、これら手法のいずれかに従って規定されたCDRを利用するものでよい。2つ以上のCDRを含んでいる所与の任意の実施形態について、CDRは、Kabat、Chothia、延長、AbM、接触、および/または立体構造定義のいずれかに従って規定したものでよい。
US2006205670(US7521425)の内容を参照により本明細書に援用する。US2006205670(US7521425)は、特に、数ある抗体技術の要素の中でも、抗体、その有用な断片および変異体および改変体、結合部位およびCDR、抗体の調製、発現、ヒト化、アミノ酸改変、グリコシル化、ADCC、CDC、延長される抗体血清半減期、発現ベクター、哺乳動物宿主系、ならびに折り畳み構造についての記載のある段落[0153]〜[0233]において、本出願に直接適用できるいくつかの組成物および技術を記載している。
「結合部位」(抗体結合性部位としても知られる)とは、本明細書では、適切な抗原(または構造上類似のタンパク質)の決定基と結合する(または結合することのできる)免疫グロブリンまたはIgドメインの領域を指す。この用語は、一般に、抗原結合に関与するCDRおよび近接するフレームワーク残基を包含する。
「アルドラーゼ抗体」とは、本明細書では、(たとえば、コンジュゲート形成による)負荷のないとき、脂肪族ケトンドナーとアルデヒドアクセプターのアルドール付加反応を触媒する、結合部位部分を含んでいる抗体を指す。アルドラーゼ抗体は、免疫応答性動物を、担体タンパク質に結合させた次式の1,3 ジケトンハプテン
Figure 2013139440
を含む免疫原で免疫化して生成することができ、抗体の結合部位に反応性ε−アミノ基を備えたリシンを有することをさらに特徴とする。アルドラーゼ抗体は、1,3−ジケトンハプテンと、この触媒抗体のリシンのε−アミノ基とにおいて複合体が形成されることで、その触媒活性が、1,3−ジケトンハプテンによる阻害を受けることもさらに特徴とする。
論述したように、特定の実施形態では、本発明の化合物と併せて使用することのできる特定の抗体には、抗体結合部位中に反応性側鎖が必要となり得る。反応性側鎖は、自然に存在するものでもよく、または突然変異によって抗体に入ったものでもよい。抗体結合部位の反応性残基は、最初に特定されたリンパ球中に存在する核酸により残基がコードされて抗体が作製される場合のように、抗体と関連付けることができる。あるいは、アミノ酸残基は、特定の残基をコード化するようにDNAを故意に突然変異させることによっても発生し得る(たとえば、WO01/22922)。反応性残基は、たとえば、独特なコドン、tRNA、およびアミノアシル−tRNAを使用する、本明細書で論述するような生合成取込みによって発生する非天然残基でもよい。別の手法では、アミノ酸残基またはその反応性官能基(たとえば、求核性アミノ基またはスルフヒドリル基)が、抗体結合部位にあるアミノ酸残基に結合していてもよい。したがって、本明細書で使用する、「抗体の結合部位にあるアミノ酸残基を介して」生じる抗体との共有結合による連結とは、連結が、抗体結合部位のアミノ酸残基に直接なされてもよく、または抗体結合部位のアミノ酸残基の側鎖に連結している化学的部分を介してなされてもよいことを意味する。一部の実施形態では、アミノ酸はシステインであり、側鎖の反応性基はスルフヒドリル基である。他の実施形態では、アミノ酸残基はリシンであり、側鎖の反応性基はε−アミノ基である。一部の実施形態では、アミノ酸は、Kabat番号による、重鎖上のLys93である。一部の実施形態では、アミノ酸は、HC h38C2(配列番号4)上のLys−99である。
触媒抗体は、1または複数の反応性アミノ酸側鎖を含む適切な結合部位を有する抗体の一供給源である。このような抗体としては、アルドラーゼ抗体、βラクタマーゼ抗体、エステラーゼ抗体、およびアミダーゼ抗体が挙げられる。
一実施形態は、マウスモノクローナル抗体mAb 33F12およびmAb 38C2などのアルドラーゼ抗体、ならびにそのような抗体の適切なキメラ版およびヒト化版(たとえば、h38C2、配列番号3および4)を含む。マウスmAb 38C2(およびh38C2)は、HCDR3の近くであるが外側に反応性リシンを有しており、反応性免疫化によって作製された、天然アルドラーゼ酵素を機構的に模倣する、新しいクラスの触媒抗体の原型である。C.F.Barbas 3rdら、Science 278:2085〜2092(1997)を参照されたい。使用することのできる他のアルドラーゼ触媒抗体として、ATCC受入番号PTA−1015のハイブリドーマ85A2、ATCC受入番号PTA−1014のハイブリドーマ85C7、ATCC受入番号PTA−1017のハイブリドーマ92F9、ATCC受入番号PTA−823のハイブリドーマ93F3、ATCC受入番号PTA−824のハイブリドーマ84G3、ATCC受入番号PTA−1018のハイブリドーマ84G11、ATCC受入番号PTA−1019のハイブリドーマ84H9、ATCC受入番号PTA−825のハイブリドーマ85H6、ATCC受入番号PTA−1016のハイブリドーマ90G8によって産生される抗体が挙げられる。これらの抗体は、反応性リシンを介して、天然アルドラーゼのエナミン機構を使用しながら、アルドール反応および逆アルドール反応を触媒する。アルドラーゼ抗体およびアルドラーゼ抗体の作製方法は、参照により本明細書に援用される、米国特許第6,210,938号、第6,368,839号、第6,326,176号、第6,589,766号、第5,985,626号、および第5,733,75号で開示されている。
本発明の化合物は、本発明の化合物を、チオエステラーゼおよびエステラーゼ触媒抗体の結合部位に見られるものなどの、反応性システインに連結して生成することもできる。適切なチオエステラーゼ触媒抗体は、K.D.Jandaら、Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.91:2532〜2536(1994)に記載されている。適切なエステラーゼ抗体は、P.Wirschingら、Science 270:775〜1782(1995)に記載されている。反応性アミノ酸含有抗体は、抗体結合部位残基を突然変異させて反応性アミノ酸をコード化するもの、または抗体結合部位にあるアミノ酸側鎖を、反応性基を含んでいるリンカーで化学的に誘導体化するものを始めとして、当業界でよく知られている手段によって調製することができる。
抗体は、ヒト化抗体でもよい。本発明の化合物を抗体の結合部位に共有結合によって連結し、その抗体がヒト化されている場合、その抗体は、Z基に対する高い連結親和性を保持した状態で、ヒト化されていることが重要である。様々な形態のヒト化マウスアルドラーゼ抗体を企図する。一実施形態では、ヒト定常ドメインCκおよびCγ11を有するヒト化アルドラーゼ触媒抗体h38C2 IgG1またはh38C2 Fabを使用する。C.Raderら、J.Mol.Bio.332:889〜899(2003)は、h38C2 Fabおよびh38C2 IgG1の産生に使用することのできる遺伝子配列およびベクターを開示している。m38C2のκ軽鎖可変ドメインのヒト化には、ヒト生殖系列V遺伝子DPK−9およびヒトJ遺伝子JK4がフレームワークとして使用され、m38C2の重鎖可変ドメインのヒト化には、ヒト生殖系列遺伝子DP−47およびヒトJ遺伝子JH4がフレームワークとして使用された。US2006205670(参照により本明細書に援用される)の図7Aは、m38C2とh38C2とヒト生殖系列とにおける可変部軽鎖および重鎖配列の並びを図示するものである。h38C2は、そのアロタイプのいずれかを含めて、IgG1、IgG2、IgG3、またはIgG4定常ドメインを利用するものでよい。抗体が、G1m(f)アロタイプを有するh38C2 IgG1である、本発明の化合物の特定の実施形態では、Zは、重鎖の99位のリシン残基の側鎖に結合する。別の実施形態では、h38C2の可変ドメイン(VおよびV)(配列番号5および6)と、IgG1、IgG2、IgG3、またはIgG4からの定常ドメインとを含むキメラ抗体を使用する。抗体は、全長抗体、Fab、Fab’、F(ab’)、F、dsF、scF、V、V、ダイアボディ、またはミニボディでよい。抗体は、全長抗体とすることができ、IgG1、IgG2、IgG2Δa、IgG3、IgG4、IgG4Δb、IgG4Δc、IgGS228P、IgG4ΔbS228P、およびIgG4ΔcS228Pからなる群から選択されるものでよい。抗体またはその抗原結合部分は、h38C2からのVおよびVドメインを含むものでよい。抗体は、h38C2からのVおよびVドメインと、IgG1、IgG2、IgG2Δa、IgG3、IgG4、IgG4Δb、IgG4Δc、IgGS228P、IgG4ΔbS228P、およびIgG4ΔcS228Pからなる群から選択される定常ドメインとを含む抗体でよい。抗体は、h38C2 IgG1(配列番号3および4)でもよい。抗体は、h38C2 IgG2(配列番号3および14)でもよい。抗体は、ヒトIgG、IgA、IgM、IgD、またはIgE抗体からの定常部を含む、マウスアルドラーゼ抗体のヒト化版でもよい。別の実施形態では、抗体は、マウスアルドラーゼ抗体からのVおよびV領域と、ヒトIgG、IgA、IgM、IgD、またはIgE抗体からの定常部とを含むキメラ抗体である。一部の実施形態では、抗体は、m38C2からのVおよびV領域(配列番号7および8)を含む。別の実施形態では、抗体は、天然または未変性ヒトIgG、IgA、IgM、IgD、またはIgE抗体からのポリペプチド配列を含む、マウスアルドラーゼ抗体の完全なヒト版である。一部の態様では、抗体は、配列番号5に示すV配列のVCDR1、VCDR2、およびVCDR3を含む軽鎖可変部(V)と、配列番号6に示すV配列のVCDR1、VCDR2、およびVCDR3を含む重鎖可変部(V)とを含むものでよい。上で概略を述べたように、CDRは、当業界のいくつかの既知の方法によって決定することができる。
一部の態様では、抗体は、配列番号3と少なくとも95%一致する軽鎖と、配列番号4と少なくとも95%一致する重鎖とを含む。軽鎖は、配列番号3と少なくとも96%一致するものでよい。軽鎖は、配列番号3と少なくとも96%一致するものでよい。軽鎖は、配列番号3と少なくとも97%一致するものでよい。軽鎖は、配列番号3と少なくとも98%一致するものでよい。軽鎖は、配列番号3と少なくとも99%一致するものでよい。重鎖は、配列番号4と少なくとも96%一致するものでよい。重鎖は、配列番号4と少なくとも97%一致するものでよい。重鎖は、配列番号4と少なくとも98%一致するものでよい。重鎖は、配列番号4と少なくとも99%一致するものでよい。一部の態様では、軽鎖は、配列番号3と1アミノ酸だけ異なるものでよい。一部の態様では、重鎖は、配列番号4と1アミノ酸だけ異なるものでよい。一部の態様では、軽鎖と配列番号3の相違は、定常部だけに設けることができる。一部の態様では、重鎖と配列番号4の相違は、定常部だけに設けることができる。
一部の態様では、本発明の抗体は、配列番号9、10、11および12からなる群から選択される配列、または1個〜5個の間のアミノ酸置換、欠失、もしくは挿入を含むこれらの変異体を含む軽鎖定常部と、配列番号3を含む軽鎖可変部とを含む軽鎖を含む。
一部の態様では、本発明の抗体は、配列番号13および14からなる群から選択される配列、または1個〜5個の間のアミノ酸置換、欠失、もしくは挿入を含むこれらの変異体を含む重鎖定常部と、配列番号4を含む重鎖可変部とを含む重鎖を含む。
一部の態様では、本発明の抗体は、配列番号9、10、11および12からなる群から選択される配列、または1個〜5個の間のアミノ酸置換、欠失、もしくは挿入を含むこれらの変異体を含む軽鎖定常部と、配列番号13および14からなる群から選択される配列、または1個〜5個の間のアミノ酸置換、欠失、もしくは挿入を含むこれらの変異体を含む重鎖定常部とを含む。一部の態様では、重鎖は、配列番号13、または1個〜5個の間のアミノ酸置換、欠失、もしくは挿入を含むその変異体である。
本明細書に記載の抗体の(1または複数の)アミノ酸配列改変を企図する。たとえば、アミノ酸配列改変は、抗体の結合親和性および/または他の生物学的性質を改善するのに望ましい場合がある。抗体のアミノ酸配列変異体は、抗体核酸に適切なヌクレオチド交替を導入することにより、またはペプチド合成によって調製される。このような改変には、たとえば、抗体のアミノ酸配列からの欠失、アミノ酸配列への挿入、および/またはアミノ酸配列内の残基の置換が含まれる。欠失、挿入、および置換をいずれかに組み合わせて最終作成物を得るが、但し、最終作成物は、所望の特性を有するものとする。アミノ酸交替により、グリコシル化部位の数または位置が変わるなど、抗体の翻訳後過程も変更される場合がある。
本発明の抗体または抗体部分は、別の分子(たとえば、別のペプチドまたはタンパク質)に誘導体化または連結することができる。一般に、抗体またはその部分は、リンカーが抗体の結合部位と共有結合によりコンジュゲート形成する能力が、誘導体化または標識化によって不利な影響を受けないように、誘導体化される。したがって、本発明の抗体および抗体部分は、本明細書に記載の抗体の無処置形態および改変形態の両方を包含するものとする。たとえば、本発明の抗体または抗体部分は、1または複数の他の分子実在物、たとえば、別の抗体(たとえば、二重特異性抗体またはダイアボディ)、検出薬、細胞傷害性薬物、医薬、および/または抗体もしくは抗体部分の別の分子との会合を媒介することのできるタンパク質もしくはペプチド(ストレプトアビジンコア領域やポリヒスチジンタグなど)に、(化学的結合、遺伝子融合、非共有結合による会合、またはその他のものによって)機能的に連結することができる。
他の実施形態では、本発明の抗体またはその抗原結合部分は、融合抗体、または別のポリペプチドに連結された抗体でもよい。一部の態様では、抗体の可変部のみをポリペプチドに連結する。一部の態様では、結合部位の結合能力の妨げとならないようにして、抗体を、ペプチドと共有結合によりコンジュゲート形成させる。
ポリペプチドは、標的指向性薬剤、ペプチド、タンパク質作動薬、タンパク質拮抗薬、代謝調節薬、ホルモン、トキシン、成長因子、他の調節タンパク質などの治療薬でもよいし、または容易に可視化することのできる酵素、たとえば西洋ワサビペルオキシダーゼなどの診断薬でもよい。加えて、2種(またはそれ以上)の単鎖抗体が互いに連結された融合抗体を作製することもできる。これは、単一ポリペプチド鎖上に二価または多価抗体を作製したい場合、または二重特異性抗体を作製したい場合に有用である。「ペプチド」に関して、この用語は、ペプチド、ポリペプチド、およびタンパク質と一般に呼ばれる、アミノ酸の鎖を包含すると理解される。一部の態様では、ペプチドは、少なくとも3アミノ酸の長さである。一部の態様では、ペプチドは、約500アミノ酸未満の長さである。一部の態様では、ペプチドは、約300アミノ酸未満の長さである。一部の態様では、ペプチドは、約200アミノ酸未満の長さである。一部の態様では、ペプチドは、約150アミノ酸未満の長さである。一部の態様では、ペプチドは、約100アミノ酸未満の長さである。一部の態様では、ペプチドは、約80アミノ酸未満の長さである。一部の態様では、ペプチドは、約70アミノ酸未満の長さである。一部の態様では、ペプチドは、約60アミノ酸未満の長さである。一部の態様では、ペプチドは、約50アミノ酸未満の長さである。一部の態様では、ペプチドは、約40アミノ酸未満の長さである。
あるタイプの誘導体化抗体は、(たとえば、二重特異性抗体を作製するための、同じ種類または異なる種類の)2種以上の抗体を架橋結合させて生成する。適切な架橋剤としては、適切なスペーサーによって隔てられた反応性の異なる2個の基を有するヘテロ二官能性のもの(たとえば、m−マレイミドベンゾイル−N−ヒドロキシスクシンイミドエステル)、またはホモ二官能性のもの(たとえば、スベリン酸ジスクシンイミジル)が挙げられる。
別のタイプの誘導体化抗体は、標識された抗体である。本発明の抗体または抗体部分を誘導体化することのできる有用な検出剤として、フルオレセイン、フルオレセインイソチオシアネート、ローダミン、5−ジメチルアミン−1−ナプタレンスルホニルクロリド、フィコエリトリン、ランタニドリン光体などを含めた蛍光性化合物が挙げられる。抗体は、西洋ワサビペルオキシダーゼ、ガラクトシダーゼ、ルシフェラーゼ、アルカリホスファターゼ、グルコースオキシダーゼなどの、検出に有用である酵素で標識することもできる。抗体が検出可能な酵素で標識されているとき、抗体は、酵素に使用される追加の試薬を加えて、識別できる反応産物を生成することにより検出する。たとえば、西洋ワサビペルオキシダーゼ薬剤が存在するとき、過酸化水素およびジアミノベンジジンを加えると、検出可能である有色反応産物が生じる。抗体はまた、ビオチンで標識し、アビジンまたはストレプトアビジン結合を間接的に測定して検出することもできる。抗体は、ガドリニウムなどの磁性物質で標識してもよい。抗体はまた、二次レポーターによって認識される所定のポリペプチドエピトープ(たとえば、ロイシンジッパーペア配列、二次抗体のための結合性部位、金属結合性ドメイン、エピトープタグ)で標識してもよい。一部の実施形態では、標識は、潜在的な立体障害を低減するために、様々な長さのスペーサーアームによって結合している。
抗体は、ポリエチレングリコール(PEG)、メチル基またはエチル基、炭水化物基などの化学基で誘導体化することもできる。これらの基は、抗体の生物学的特性を改善する、たとえば、血清半減期を延長し、または組織結合性を増大させるのに有用となり得る。
一部の態様では、本発明の抗体は、h38C2と関連する。一部の態様では、h38C2は、配列番号3および4、ならびにその変異体を含む。これに関連して、「その変異体」は、配列番号5として示すV配列のVCDR1、VCDR2、およびVCDR3を含む軽鎖可変部(V)と、配列番号6として示すV配列のVCDR1、VCDR2、およびVCDR3を含む重鎖可変部(V)とを含む抗体に関する。h38C2は、IgG1抗体であることが好ましい。h38C2変異体は、配列番号5として示すVと、配列番号6として示すVとを含み、配列番号9、10、11および12の1つまたは複数と少なくとも95%一致する軽鎖定常部と、配列番号13と少なくとも95%一致する重鎖定常部とをさらに含むことが好ましい。一部の態様では、各定常鎖の、配列番号12または13の一方との同一性は、独立に、少なくとも96%、少なくとも97%、少なくとも98%、または少なくとも99%でよい。一部の態様では、軽鎖定常部は、配列番号9、10、11および12の1つまたは複数と5アミノ酸残基以下しか異ならない。一部の態様では、軽鎖定常部は、配列番号12を含む。一部の態様では、軽鎖定常部は、配列番号12と5、4、3、2または1アミノ酸以下しか異ならない。
実施例
本発明の融通性を、以下の実施例によって例示するが、実施例は、本発明の典型的な実施形態を例示するものであり、特許請求の範囲または明細書を多少なりとも限定するものではない。
化合物13を調製するための実験条件の概要
13を生成するいくつかの経路を調査した。これまで、アゼチジノンの脱プロトン化を遅くするために、いくつかのタイプの変換においてKF担持アルミナが用いられてきたが、この手法を試したとき、3日間かけて13への低い変換率が認められた(データは示さず)。
実験条件
1. 13を生成する第1の経路では、酸塩化物10の生成にClSOを、アゼチジノン11の脱プロトン化にn−BuLiを用いた。第1のフラスコにおいて、酸9をClSOで処理して、酸塩化物10を調製した。反応が完了したら、蒸留によって過剰のClSOを除去し、酸塩化物をTHFに溶解させた。第2のフラスコでは、アゼチジノン11をTHF中にて指定の温度でn−BuLi処理した。第1のフラスコに調製した酸塩化物溶液を、第2のフラスコに加え、混合物を室温に温めた。水での後処理後、生成物をクロマトグラフィーによって精製した。
2. 13を生成する第2の経路では、酸塩化物10の生成に(COCl)を、アゼチジノン11の脱プロトン化にLiHMDSを用いた。上記第1の経路と同様のプロトコールを用いた。
3.調査した第3の経路では、CDI/DIPEAを使用した。酸9のCHCl溶液に、CDIを加えた。室温で1時間経過後、2−アゼチジノン(11)を加え、混合物を室温で所望の時間撹拌する。
4.調査した第4の経路は、T3PとDIPEAを組み合わせたものであった。酸9、2−アゼチジノン11、およびDIPEAを適切な溶媒に溶かした溶液に、50%のT3P EtOAc溶液を加えた。混合物を所望の温度で指定の時間撹拌した。反応が完了したら、水で後処理を行い、化合物13を適切な溶媒から再結晶させて精製した。
Figure 2013139440
ClSOまたは塩化オキサリルを使用して酸塩化物10を調製し、引き続いて、BuLiまたはLiHMDSを用いた脱プロトン化によって調製した2−アゼチジノンのアニオンと反応させると、所望の生成物13が得られたが、収率および純度が一般に低くなったことがわかった。
酸9のCDIによる活性化は、容易に実現されたが、後続の2−アゼチジノンまたはそのアニオンとの結合は、おそらくはこの基体の求核性が弱いために、CHCl、THF、EtOAcなどの溶媒中では実現されなかった。
最良の結果は、DIPEA/T3Pを使用する第4の経路より得られた。
13の合成
Figure 2013139440
3−(4−ニトロフェニル)プロパン酸(9、440g、2.25mol)、2−アゼチジノン(11、240g、3.37mol)、およびDIPEA(1.46kg、11.3mol)をMeCN(4.4L)に溶かした溶液に、1−プロパンホスホン酸無水物(T3P)をEtOAcに溶かした50%(wt/wt)溶液(2.15kg、3.38mol)を、内部温度を20〜25℃に保ちながら1時間かけて加えた。得られる混合物を22℃で20時間撹拌した後、HPLC分析によって、未反応の9が0.9%あることが示された。
反応液を減圧下で約2Lに濃縮し、残渣を30〜35℃でi−PrOAc(6.6L)に溶かした。有機層を10%クエン酸水溶液(4L)で洗浄した。水層をi−PrOAc(2.7L)で再び抽出し、合わせた有機抽出物にDarco G−60(90g)を加えた。混合物を25℃で4時間撹拌し、Celiteで濾過した。Celiteフィルターをi−PrOAc(0.5L)で洗浄し、濾液を減圧下で約1Lに濃縮した。2−プロパノール(2.2L)を加え、蒸留を再開して、最終体積を約1Lとした。2−プロパノール(2.2L)を加え、混合物を3℃に冷却し、1時間この温度に保った。固体を濾過し、2−プロパノール(0.55L)で洗浄した。湿ったケーキを反応器に戻し、EtOAc(3.24L)に溶解させた。Darco G−60(90g)を加え、混合物を25℃で2時間撹拌した。懸濁液をCeliteで濾過し、CeliteパッドをEtOAc(0.5L)で洗浄した。濾液を減圧下で約1Lに濃縮し、2−プロパノール(1.4L)を加えた。溶液を約1Lに濃縮し、追加の2−プロパノール(1.4L)を加えた。懸濁液を3℃に冷却し、1時間この温度に保った。固体を濾過し、2−プロパノール(0.5L)で洗浄し、真空中にて30〜35℃で8時間乾燥させて、273g(49%)の13を得た。
HPLC 保持時間:2.68分。HPLC純度:98.0%(a/a)。融点:104〜106℃。1H NMR (400MHz, DMSO-d6) δ ppm 2.88-3.05 (m, 6H) 3.42 (t, J=5.27Hz, 2H) 7.44-7.53 (m, 2H)
8.07-8.16 (m, 2H). 13C NMR (100MHz, DMSO-d6) δ ppm 29.37, 36.05, 36.89, 37.00, 123.83, 130.06, 146.38, 149.49,
166.20, 169.38. MS (ES+): 249 (M+H)+.
14bの合成
Figure 2013139440
調査した1つの仮説は、長期貯蔵を容易にするためには、化合物14を固体として単離することが必要であるということであった。したがって、改良された方法は、化合物14の塩形態である化合物14bの生成に向けて考案された。1L容Atlantis反応器に、10%パラジウム炭素(Pd/C)(50.00mg)、THF(11.00mL)、および化合物13(0.5g)を加えた。反応器を密閉し、25℃で1時間、10psiで水素化した。HPLCにより、反応が完了したことが示される。触媒を濾過によって除去した。化合物14を溶液として単離した。HPLC純度>99%。
HCl塩の生成および単離
実施したニトロ還元からの、遊離塩基化合物14(5.85g)を含有する190mLの溶液を、0〜5℃に冷却した。HCl(12M、1.5mL)を加えて、黄色がかった懸濁液を得た。スラリーを真空中で約60mLに濃縮した。酢酸イソプロピル(117mL)を30分かけて加えた。スラリーを真空中で濃縮し直して、最終体積を60mLとした。スラリーを0〜5℃で30分間粒状化し、次いで濾過した。固体を真空オーブンにおいて40℃で終夜乾燥させて、6.6gのHCl塩14bを得た。
上記方法は、以前の方法より改良されてはいるが、依然として相対的に時間および資源を消費するという不利益を有する。したがって、化合物の溶液中での安定性が潜在的に不利であり、溶液を直ちに使用するという要件がおそらく付随するにもかかわらず、化合物14を遊離塩基として単離する、直観に反した決断を下した。
化合物14を調製する条件の概要
Figure 2013139440
化合物13をTHFに溶解させ、10%Pd/Cを加えた。次いで反応液を約25℃で16時間、10psigで水素化した。反応が完了したら、触媒を濾別し、アニリン14を含有する濾液を次のステップ(ジグリコール酸無水物15との結合)で使用した。検定において、THFの体積(たとえば、約20体積〜約60体積)または反応時間(たとえば、約1時間〜約16時間)を変更しても、反応の収率または純度は変わらず、したがって、これらの変数は、自由裁量とすることを決定した。
活性炭スクリーン
10重量%の等量の10%パラジウムおよび炭素を、窒素下で乾燥させて反応器に装入した後、出発材料を10体積のテトラヒドロフランに溶かした溶液を装入した。添加剤の一部をそれぞれに加え、室温にて終夜50psiで水素化した。完了した反応液を濾過して触媒を除去し、得られる濾液を、好ましくない副生成物について分析した。炭素スクリーンの結果を表2に示す。
Figure 2013139440
化合物6を調製する反応条件の概要
化合物14を対応する溶媒に溶かした溶液に、ジグリコール酸無水物(15)を加える。DIPEAなどの塩基を加えてもよいが、必要ではない。反応液を所望の温度で指定の時間撹拌する。水で後処理した後、未精製材料を適切な溶媒でスラリー精製する。
Figure 2013139440
第7番溶媒の選択
等しい量の化合物14(遊離塩基)および15を、20体積のTHF(14に対して20mL/g)に溶解させた。反応が完了するまで(約30分)、混合物を室温で撹拌した。減圧下で溶媒を除去し、固体残渣を5体積の第7番溶媒(ヘキサン、2−プロパノール、酢酸メチル、または酢酸i−プロピルのうちの1つ)中で摩砕した。固体を濾過し、乾燥させ、収率および純度(表5)について評価した。ヘキサンを使用すると、97%の純度が収率68%で得られた。2−プロパノールを使用すると、50%の収率しか得られなかった。酢酸メチルを使用すると、96.8%の純度が収率80%で得られた。酢酸i−プロピルを使用すると、およそ95.5%の純度が収率80%で得られた。
化合物6の合成
Figure 2013139440
30L容水素化反応器に、ニトロ化合物13(142g、0.57mol)、10%Pd/C(14g)、およびTHF(8.52L)を装入した。撹拌を開始し、混合物を25℃で1時間、10psigで水素化した。HPLC分析により出発材料の完全な消費が示された後、混合物を、Celiteでプレコーティングされた0.5ミクロンカートリッジフィルターで濾過し、フィルターをTHF(3L)で洗浄した。アニリン14を含有する濾液を、20L容ジャケット付き反応器に移し、ジグリコール酸無水物(15、75g、0.65mol)を加えた。22℃で15分経過後、混合物のHPLC分析により、14が完全に消費されたことが示され、反応液を減圧下で2Lに濃縮した。残渣に少量の酸6結晶(1.06g)を播き、15分後、i−PrOAc(1.78L)を1時間かけて加えた。懸濁液を減圧下で1.5Lに濃縮し、残渣を3℃に冷却した。1時間後、固体を濾過し、冷i−PrOAc(0.5L)で洗浄し、40℃で真空乾燥して、160g(84%)の酸6を得た。分析により、残留THF(0.60重量%/wt)およびi−PrOAc(0.62重量%/wt)が示された。
この材料に、次のように手を加えて、色を改良し、残留溶媒の量を減らした。酸6(150g、0.45mol)を30℃でTHF(5.25L)に溶解させた。活性炭Darco KBB(30g)を加え、混合物をこの温度で1時間撹拌した。懸濁液をCeliteで濾過し、CeliteパッドをTHF(0.5L)で洗浄した。濾液を減圧下で1.5Lに濃縮し、残渣にi−PrOAc(3L)を30分かけて加えた。混合物を2時間室温(たとえば約20℃)に保ち、次いでそれを減圧下で1.5Lに濃縮した。懸濁液を3℃に冷却し、1時間撹拌し、濾過した。固体をi−PrOAc(80mL)で洗浄し、40℃で12時間真空乾燥して、120g(収率80%)の6を得た。
分析により、残留THF(0.13重量%/wt)およびi−PrOAc(0.27重量%/wt)が示された。HPLC保持時間:2.18分。HPLC純度:99.3%(a/a)。融点:139〜140℃。1H NMR (400MHz, DMSO-d6) δ ppm 2.72-2.90 (m, 4H) 3.00 (t, J=5.27Hz, 2H) 3.38-3.42 (m, 2H) 3.43
(s, 1H) 4.12 (s, 2H) 4.16 (s, 2H) 7.10-7.16 (m, 2H) 7.47-7.53 (m, 2H) 9.77 (s,
1H) 12.84 (br. s., 1H). 13C NMR (100MHz, DMSO-d6) δ ppm 29.16, 35.98, 36.84, 37.89, 68.54, 70.89, 120.09, 128.95,
136.24, 136.84, 166.20, 168.10. MS (ES+): 335 (M+H)+.
化合物9および11からの化合物6の調製
Figure 2013139440
化合物20を調製する条件の概要
酸6およびペンタフルオロフェノール(19)を対応する溶媒に溶解させた。カップリング剤を加え、反応液を所望の温度で指定の時間撹拌した。水で後処理した後、未精製の20をクロマトグラフィー精製または適切な溶媒でスラリー精製した。
Figure 2013139440
ペンタフルオロフェノールエステル20の合成
Figure 2013139440
酸6(80g、239mmol)およびペンタフルオロフェノール(19、49g、266mmol)をTHF(1.1L)に溶かした冷(3〜5℃)溶液に、N,N’−ジシクロヘキシルカルボジイミド(52g、252mmol)のTHF(400mL)溶液を10分かけて加えた。15分後、混合物を22℃に温め、18時間撹拌した。HPLC分析により、反応が完了したことが示された。懸濁液を濾過して、ジシクロヘキシル尿素副生物を除去し、固体をTHF(110mL)で洗浄した。濾液を約1.8Lに濃縮し、アセトン(1.58L)を加えた。懸濁液を10℃に冷却し、1.5時間撹拌した。残存するジシクロヘキシル尿素を濾別し、固体をアセトン(25mL)で洗浄した。濾液を約1.8Lに濃縮し、2−プロパノール(2.75L)を加えた。スラリーを室温(たとえば約20℃)で16時間撹拌し、固体を濾過し、2−プロパノール(110mL)で洗浄し、40℃で16時間真空乾燥して、95g(83%)のペンタフルオロフェノールエステル20を白色の固体として得た。
HPLC保持時間:3.25分。HPLC純度:96.6%。融点:94〜99℃。1H NMR (400MHz, CDCl3) δ ppm 2.85-3.07 (m, 7H) 3.53 (t, J=5.27Hz, 2H) 4.26 (s, 2H) 4.62 (s,
2H) 7.10-7.22 (m, 2H) 7.40-7.53 (m, 2H) 8.47 (s, 1H). 13C NMR
(100MHz, CDCl3) δ ppm 29.37, 35.83, 36.50,
37.98, 67.89, 69.03, 71.46, 71.83, 120.08, 120.16, 128.97, 128.08, 135.07,
136.87, 165.03, 166.13, 166.24, 170.10. MS (ES+): 501 (M+H)+.
化合物3を調製する実験条件
ペプチド2a(配列番号1)を適切な溶媒に溶解させ、得られる溶液の温度を所望の値に調整した。ペンタフルオロエステル20および塩基を加え、反応液を所望の温度で所定の時間撹拌した。溶液から生成物3を沈殿させるのに反溶媒を用いた場合、反溶媒は、2と20の結合を進める同じ温度で加えた。次いで混合物を室温に温め、1時間撹拌した。生成物3を濾過によって単離した。
Figure 2013139440
Figure 2013139440
ペプチド−リンカーコンジュゲート3の合成
ペプチド2(100g、35.2mmol)をDMF(0.95L)に溶かした冷(−15℃)溶液に、NMM(4.8mL、43.6mmol)を加えた後、ペンタフルオロフェノールエステル20(50g、100mmol)を5分かけて少量ずつ加えた。混合物を−15℃で7時間撹拌し、その時点で、HPLC分析により、未反応の2が1%未満であることが示された。混合物を0.45ミクロンのインラインフィルターで濾過し、MeCN(12.8L)を含有する第2の反応器に、室温(たとえば約20℃)で5分かけて加えた。白色の沈殿が直ちに生成した。第1の反応器をDMF(100mL)で洗浄し、この洗液を、インラインフィルターを介して第2の反応器に加えた。スラリーを室温(たとえば約20℃)で約1時間撹拌し、固体を濾過し、MeCN(3×1L)で洗浄し、室温(たとえば約20℃)で6時間真空乾燥して、94g(86%)の3を白色の固体として得た。GCヘッドスペースにより、残留DMF(4.5重量%/wt)およびMeCN(0.95重量%/wt)が示された。溶媒含有量を減らして規格を満たすという目標のもと、固体を#20手篩にかけ、次いでMeCN(10L)中にておよそ室温で1時間、十分に撹拌しながらスラリー化した。固体を濾過し、MeCN(2×1L)で洗浄し、30℃で24時間、40℃でさらに24時間乾燥させて、91gの3を得た(回収率97%、全体としての収率83%)。残留DMF(0.05重量%/wt)およびMeCN(0.19重量%/wt)。HPLC純度:96.5%(a/a)。HPLC保持時間:17.99分。MS(ES+):3156.6 Da(M + H)
Figure 2013139440
スキームVII:ペプチド−リンカーコンジュゲート3の最終コンジュゲート形成および単離条件。条件:NMM(1.3当量)、DMF(15体積)、−15〜−18℃、7時間。濾過して不溶性物質を除去する(0.45ミクロン)。濾液をMeCN(約144体積)中に滴下して生成物を沈殿させる。最終組成:MeCN/DMF 9/1。フィルターをDMF(1体積)で洗浄する。室温で1〜2時間撹拌する。N中で濾過する。ケーキを100%MeCN(3×10体積)で洗浄する。室温(たとえば約20℃)で乾燥させる。MeCN(100体積)中で再スラリー化して、残留DMFを除去する。1を40℃で真空乾燥する。収率:83%。
コンジュゲート3を生成するための酸6のペプチド2とのコンジュゲート形成
酸6を、ペプチド2と結合させる前に、そのN−ヒドロキシスクシンイミドエステルとして最初から活性化した。N,N’−ジシクロヘキシルカルボジイミド(DCC)をカップリング試薬として使用しながら、酸6をN−ヒドロキシスクシンイミド(7)で処理して、中間体8を生成することにより、この手法を調査した。中間体8を結晶化によって単離するのが困難であることがわかった。
加えて、中間体8をシリカでのクロマトグラフィーによって単離するという手間により、シリカと接触する際の中間体8の不安定性の痕跡が、TLC分析によって観察されたことも明らかになった。
8は、クロマトグラフィー後に、泡沫状の固体として92%の優れた収率で単離されたが、HPLCおよびH NMRの両方の分析により、主要な2成分の混合物が示された。その一方は、所望の8として同定されたが、固体を数時間だけ放置しておいた後、第2の成分の量が増加していることが認められた。
さらに調査した結果、LC−MSによって、第2の成分として、分子上のアニリド窒素によりN−ヒドロキシスクシンイミド基が分子内置換されて生成した、モルホリン−3,5−ジオン18が同定された。
Figure 2013139440
この環状副生物は、室温で数日だけ経過した後、単離された固体の主要な構成成分になった。この副反応は、処理および単離のための時系列がより長いために規模に関してなおさら問題になると想定されることから、酸6のための代替活性化基の探索に着手した。
N−ヒドロキシスクシンイミドエステルに関連した実験から得た情報に基づき、ペプチド2のリシン残基上のアミノ基に対する反応性と、モルホリン−3,5−ジオン18の生成を防止するための安定性との微妙なバランスが必要であったことが明白になった。
不純物プロフィールを改善する
ペプチド2と化合物20の反応は、室温(たとえば約20℃)で進めたとき、非常に急速であり(<30分)、単離した材料の純度は、90〜95%の範囲にあった。ペプチド2出発材料の純度と比べて純度を低下させた、4種もの主な不純物が検出された。
それら4種の副生物は、MSデータに基づき(これらすべてが同じ質量を示した)、ペプチド−リンカーコンジュゲート3のペンタフルオロフェノールエステル誘導体として特徴付けられ、これらを合わせると、合計7〜8%に達した。興味深いことに、各不純物は、ペプチド主鎖上の4種の異なるカルボン酸基に対応する別個のモノエステルであり、複数のエステルを有する不純物は検出されなかった。したがって、ペンタ−フルオロフェノールモノエステル誘導体が生成してしまうと、その同じ分子上でのさらなるエステル化は、極めて緩やかであることが明らかである。これら不純物の構造を以下に示す。
Figure 2013139440
この事実は、現況の酸基の物理的選別に基づいて合理的に扱うことが難しい。したがって、ペプチド−リンカーコンジュゲート3について純度≧95%の規格を実現するために、これらの存在を最小限に抑えることが望ましかった。このための主要な原動力は、摩砕または再結晶によってペプチド−リンカーコンジュゲート3の化学純度を向上させるいかなる試みも、ペプチド−リンカーコンジュゲート3および関連副生物の溶解性が極めて低いために、失敗していたことであった。
ペプチド−リンカーのコンジュゲート形成反応の際に同定されたペンタフルオロフェノールエステル不純物の安定性を判断する最終調査を実施した。こうした副生物が、薬物原体を調製する最終工程の際に同様にモノクローナル抗体に結合することになり、5の最終精製を困難にするかもしれないことが推論された。結果として、ペンタフルオロフェノールエステル不純物レベルの高いペプチド−リンカーコンジュゲート3のサンプルを、ペプチド−リンカー3のモノクローナル抗体4とのコンジュゲート形成に用いる、同じpH6.5の50:50ヒスチジン/プロピレングリコール20mM緩衝液中に入れた。結果を表6に示す。わずか30分後、3種の不純物の1つが検出可能でなくなり、他の2種のレベルがかなり低下していた。同時に、全体としての純度は、およそ同じ量だけ増加した。60分後、残存する2種がほとんど完全に消失し、3の純度は変化しないままとなった。この結果は、これら不純物が、この水性媒質中では短寿命であり、所望の生成物3に再び戻ることを示唆していると見られる。
Figure 2013139440
3の改良された調製方法
Figure 2013139440
PNPエステルを使用したコンジュゲート3の調製
Figure 2013139440
化合物6(0.5g、0.0015モル、1当量)のTHF(10mL)溶液に、化合物21(p−ニトロフェノール)(0.23g、0.00165モル、1.1当量)を加えた。混合物を0〜5℃で撹拌した。混合物は、わずかに濁っていた。この混合物に、DCC(0.325g、0.0016モル、1.05当量)を加えた。混合物を室温で終夜撹拌した。翌日、スラリーをブフナー漏斗で濾過して、沈殿したDCUを除去した。濾液をロータリーエバポレーターで蒸発乾燥させた。残渣を8mLのイソプロパノール中にスラリー化し、0〜5℃で1時間撹拌した。生成物スラリーを濾過し、5mLのイソプロパノールで洗浄し、高真空中で終夜乾燥させて、0.531g(68%)の収率の化合物22を得た。
化合物22(0.3g、0.00066モル、3当量)を35mL容丸底フラスコに入れた。固体を5mLのDMFに溶解させた。溶液に、ペプチド2a(配列番号1)遊離塩基(0.624g、0.000225モル、1当量)を固体として加えた。反応混合物を0〜5℃で8時間撹拌した。反応期間の終わりに、反応混合物のHPLC分析によって、ペプチド2aがすべて消失したことが示された。混合物を150mLのアセトニトリルにゆっくりと滴下した。沈殿した生成物スラリーを室温で3時間撹拌した。スラリーを、ブフナー漏斗で、Whatman濾紙#2を使用して濾過した。スラリーは、10分以内で濾過した。生成物ケーキを15mLのアセトニトリルで洗浄した。生成物化合物3dを高真空中で16時間乾燥させて、化合物3dである白色の生成物を0.612g(86%)の収率で得た。
反応の完了および生成物の純度の概要
1.化合物6、13、14および20についての反応の完了および生成物の純度は、次の条件を使用したHPLCによって評価した。カラム:Zorbax SB−CN 3.5μm、3×75mm。カラム温度:45℃。検出:210nmのUV。移動相:A:水(0.05%TFA)、B:MeCN。勾配:0分:95/5、3.7分:5/95、4.3分:5/95、4.4分:95/5。流量:1.2mL/分。
2.ペプチド−リンカーコンジュゲート3についての反応の完了は、次の条件を使用したHPLCによって評価した。カラム:XBridge BEH130 C18 3.5μm、4.6×150mm。カラム温度:30℃。検出:210nmのUV。移動相:A:60/40の水/MeOH(0.1%ギ酸)、B:60/40のMeCN/MeOH(0.085%ギ酸)。勾配:0分:95/5、3分:95/5、20分:60/40、23分:0/100、25分:0/100、25.1分:95/5、30分:95/5。流量:1mL/分。
3.化合物3についての生成物の純度は、次の条件を使用したHPLCによって評価した。カラム:YMC−Pack ODS−A、250×内径4.6mm、S−5μm 12nm、P/N AA12S05−2546WT。カラム温度:60℃。オートサンプラー温度:5℃。注入体積:25μL。検出:220nmのUV。移動相:A:0.1M NaClO、HPOでpH3.1に調整、B:0.1%のTFA ACN溶液。溶解用溶媒:1:1の水/ジメチルホルムアミド。サンプル濃度:1mg/mL。勾配:0分:73/27、2分:73/27、32分:70/30、42分:50/50、42.1分:73/27、50分:73/27分。流量:1.5mL/分。
4.H NMRおよび13C NMRスペクトルは、溶媒および内部標準両方としてのCDClまたはDMSO−d中で、400MHz分光計において記録した。化合物6、13、14および20についての質量データは、Agilent 1100 Series LC/MSD SL分光計(ESI)で取得した。3についての質量データは、MicroMass Q−ToF Global質量分析計(ESI)を使用して取得した。
3bのh38C2 抗体とのコンジュゲート形成
3bのコンジュゲート形成を、約5℃〜約35℃の間の温度範囲で実施した。ヒスチジン、グリシン、およびスクロースを含有する緩衝液混合物にh38C2抗体(配列番号3および配列番号4)を溶かした溶液に、共溶媒とヒスチジン緩衝液の混合物に3bを溶かした溶液を加えた。コンジュゲート形成を約2〜約24時間実施した。コンジュゲート形成反応の終わりに、混合物を0.2ミクロンフィルターで濾過した。次いで溶液をQメンブレンフィルターに通して、残存する残留ペプチド3bを除去した。次いで溶液を濃縮し、所望のpH、好ましくはpH6.5のヒスチジン/グリシン緩衝溶液を使用しながら、UF−DF膜で透析濾過した。次いで、濃縮されたペプチド−リンカー−抗体5の溶液を、ポリソルベート20およびスクロースを含有するヒスチジン/グリシン緩衝液で希釈して、所望の濃度、好ましくは約20mg/mLとした。
コンジュゲート形成方法の共溶媒の変更
薬物原体5の生成方法は、当初、その内容が本明細書に援用されるUS8288349に記載された。当初の方法は、ペプチド−リンカー3と抗体h38C2のコンジュゲート形成工程において、プロピレングリコールを共溶媒として使用するものであった。ペプチド−リンカー3bは、プロピレングリコール溶媒への溶解性が非常に低い。また、3、特に3bのタイプの化合物は、2種の異なる固体形態で存在し、一方は完全に非晶質であり、他方の固体形態は、部分的に結晶質のモルホロジーを示す。両方の固体形態が、種々の溶媒および緩衝液において異なる溶解性特性を示す。非晶質である方の固体形態は、種々の溶媒および緩衝溶液により可溶性であるのが普通である。しかし、コンジュゲート形成混合物への溶解性が高い方の固体形態だけが一貫して生成および単離されることになる、3bの調製方法の条件を制御することは難しい。3bの製造方法では通常、2種の異なる固体形態の混合物として生成物が得られる。これにより、5を調製する間のコンジュゲート形成混合物は不均一になり、コンジュゲート形成反応の動態は不定となる。バイオコンジュゲート5を調製する際、一貫した反応動態およびより堅固な製造方法を実現するためには、反応の始めに、均質な溶液としてのコンジュゲート形成混合物を取得することが望ましい。
意外にも、DMSOを溶媒として用いると、3bの固体形態は両方とも、周囲温度において、所望の12mg/mLの濃度および100mg/mLもの濃度で容易に可溶性となったことがわかった。アセトニトリルやメタノールなどの、DMSO以外の溶媒では、表7に示すように、結晶質である方の固体形態が、限られた溶解度を伴った。
Figure 2013139440
当初の方法では、プロピレングリコールが、主として、疎水性のペプチド−リンカー3bがpH6.5の水性ヒスチジン緩衝溶液に分散するのを助けるために、共溶媒として使用された。プロピレングリコール/ヒスチジン緩衝液混合物では、3bの両方の固体形態が、異なる速度ではあるとしても、2〜3時間かけてゆっくりと溶解する。これにより、コンジュゲート形成反応の始めの時点のコンジュゲート形成混合物は、不均一になり、コンジュゲート形成反応の動態は不定となる。バイオコンジュゲート5の調製の際、反応速度を予測可能なものとするためには、反応開始時に、均質な溶液としてのコンジュゲート形成混合物を取得することが有利であるとわかった。5のコンジュゲート形成工程において、プロピレングリコールを共溶媒としての(10%v/vまでの)DMSOと差し替えると、反応混合物が均質となったことが発見された。これにより、ひいては、コンジュゲート形成工程の反応速度がより一定で予測可能となり、5を生成する製造方法がより堅固なものとなる。
この工程で使用するh38C2は、完全にコンジュゲート形成可能なmAb、部分的にコンジュゲート形成可能なmAb、およびコンジュゲート形成可能でないmAbを含んだ、mAb種の混合物からなる。h38C2のペプチド3bとのコンジュゲート形成により、5は、完全にコンジュゲート形成した2負荷(+2)種、部分的負荷種(+1)、およびコンジュゲート形成可能でないmAb(0負荷種)を含んだ、コンジュゲートの混合物として得られる。
種々のコンジュゲート形成反応可変要因が、反応速度、製品品質、および収率に与える影響を調査するために、実験計画(DOE)手法を使用して、一連の実験を実施した。評価のために、コンジュゲート形成混合物のpH、コンジュゲート形成の温度、および出発抗体に対するペプチドの比率という3つのパラメータを選択した。緩衝溶液の組成(20mMヒスチジン緩衝液)、抗体濃度(16.7mg/mL)、溶液中のDMSO濃度(7%)などの他のパラメータは、一定に保った。各パラメータの中心点は、pH6.5、20℃、および2.4:1のペプチド:抗体比とした。低い試験レベルは、pH5.5、5℃、および1.8の比とし、高いレベルは、pH7.5、35℃、および3の比とした。
考えられる非線形効果についての情報を得るために、可変値が全パラメータ範囲について中心点にあるいくつかの実験を選択した。これら実験のプロトコールは、簡潔に述べると以下のとおりである。ペプチド3b(25mg)を、磁気撹拌子を備え付けた20mL容バイアルに入れた。固体をDMSO(2.1mL)に溶解させた。溶液にヒスチジン緩衝液(20mM、pH6.5、2.1mL)を加えた。混合物を20℃で90分間撹拌した。抗体h38C2の溶液(25.13mL、19.9mg/mL)を、別のジャケット付き反応器に加えた。この溶液に、ペプチド3bをDMSO/ヒスチジン緩衝液に溶かした溶液を2〜3分間かけてシリンジで加えた。混合物を20℃で撹拌した。SECおよびHICクロマトグラフィー法によって、反応が完了したかモニターした。残りの試験についてのプロトコールは、それぞれのpH、温度、およびペプチド:抗体の比を除いては同一であった。5のその場での収率および反応完了時間(時間)を、HICおよびSECクロマトグラフィー法によって評価した。DOE実験の結果を表8に示す。
Figure 2013139440
DOE調査からの結論は、以下のとおりである。
コンジュゲート形成についての所与の設計空間内:
−所与のpHでは、より高い温度およびより高いペプチド:mAb比で、+2の収率の増加が実現される。
−所与のペプチド比率では、より高いpHおよびより高い温度で、+2のより高い収率が実現される。
−所与の温度では、より高いpHおよびより高いペプチド比率により、+2のより高い収率となる。
−コンジュゲート形成混合物のpHは、反応速度に最大の影響を及ぼす。低いpHでは、コンジュゲート形成反応は、より緩やかである。
パラメータおよびその範囲区域によって規定される反応設計空間内では、+2のコンジュゲートの最適収率は、ペプチド比率が2.1当量〜3当量の間であり、pHが6.5〜7.5であり、温度が20℃〜30℃の間であるとき、3時間の標準反応時間内で実現される。しかし、ペプチド比率が1.8当量〜3当量の間である限り、pH(5.5〜7.5)および温度(5〜35℃)についてより広い範囲区域内でも所望の生成物を得ることができ、コンジュゲート形成反応をその完了へと進めることが可能である。物資の費用を最小限に抑え、生産性を最大にするために、コンジュゲート形成反応は、通常、2.1のペプチド/抗体比、室温(たとえば22℃)、およびpH6.5で実施される。より高い温度(たとえば30〜35℃)およびより高いpH(たとえば、約pH7.5)では、ペプチド3bの分解がより速い速度で起こる。コンジュゲート形成混合物にかなり過剰のペプチド3bを加えると、特に、高いpH条件では、工程に関連した不純物がより多く生成されかねない可能性がある。したがって、工程は、規定のパラメータ内で稼働し得るが、最適化された範囲内で稼働させることが好ましい。
一部の態様では、本発明は、ペプチド−リンカーを、本明細書に記載するような抗体とコンジュゲート形成させる方法であって、
(i)化合物3bを、好ましくは約5mg/ml〜約100mg/mlの間、より好ましくは約10mg/ml〜約15mg/mlの間、最も好ましくは約12mg/mlで、好ましくは、少なくとも約1分、少なくとも約5分、好ましくは少なくとも約15分の期間をかけて、DMSOに溶解させるステップ(反応は安定したものであるので、期間に上限は必要ない)と、
(ii)(i)において作製した化合物3bの溶液に、(本明細書および以下に記載するような)ヒスチジン緩衝液(約5.5〜約7.5の間のpH、好ましくは約pH6.5)を、好ましくはおよそ等体積、好ましくは約2mg/ml〜約10mg/mlの間、より好ましくは約5mg/ml〜約8mg/mlの間、最も好ましくは約6mg/mlで加えるステップと、
(iii)h38C2 抗体を加えるステップと、
(iv)好ましくはおよそ約15℃〜約35℃の間、より好ましくは室温、最も好ましくは約22℃において、反応混合物が泡立つのを回避するように中程度のスピードで少なくとも約1時間撹拌するステップと、
(v)(iv)からの溶液を濾過するステップと
を含む方法を提供する。
したがって、一部の態様では、本発明は、式3bのペプチドを抗体とコンジュゲート形成させる方法であって、
(i)化合物3bをDMSOに溶解させるステップと、
Figure 2013139440
(ii)ステップ(i)のDMSOおよび3bからなる溶液に、約5.5〜約7.5の間のpHのヒスチジン緩衝液を加えるステップと、
(iii)ステップ(ii)の溶液に、配列番号5を含む軽鎖可変部と、配列番号6を含む重鎖可変部とを含む抗体を、ペプチド:抗体モル比が約1.8:1〜約3:1の間になるように加えるステップと、
(iv)ステップ(iii)において形成した混合物を、約pH5.5〜約pH7.5の間および約5℃〜35℃の間の温度で、反応混合物が泡立つのを回避するように中程度のスピードで少なくとも約1時間撹拌するステップと、
(v)(iv)からの溶液を濾過して、得られたペプチド−リンカー抗体コンジュゲート5b
Figure 2013139440
を抽出するステップと
を含み、
n=1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29または30であり、q=1、2、3、4または5である方法を提供する。
一部の態様では、抗体は、約1mM〜約100mMの間のヒスチジン、好ましくは約5mM〜約20mM、より好ましくは約10mMのヒスチジンと、約1mM〜約100mMの間のグリシン、好ましくは約1mM〜約20mMの間のグリシン、より好ましくは約10mMのグリシン緩衝液とを含み、約0.1%(w/w)〜約10%(w/w)の間のスクロース、好ましくは約0.5%(w/w)〜約5%(w/w)の間のスクロース、より好ましくは約1%(w/w)〜約3%(w/w)の間のスクロース、最も好ましくは約2%(w/w)のスクロースをさらに含む溶液中にあってよい。好ましくは、コンジュゲート形成混合物中の抗体の最終濃度は、約10mg/ml〜約30mg/mlの間、より好ましくは約14ml〜約20mlの間、最も好ましくは約16.7mg/mLでよい。
一部の態様では、撹拌は、磁気結合式撹拌機(6インチ刃の6枚刃)を底に据え付けたステンレス鋼製反応器において、70rpmで行ってもよいし、またはガラス製反応器において、Teflon製パドルを備えたオーバーヘッド型機械式撹拌機を120rpmのスピードで使用して行ってもよい。反応混合物は、少なくとも約1時間、より好ましくは少なくとも約2時間、より好ましくは約1時間〜終夜の間、さらに好ましくは約2時間〜約6時間の間、最も好ましくは約3時間撹拌することができる。
一部の態様では、濾過は、0.2μmフィルターによるものであり、それに続いて濾液をQ濾過にかけることができる。この後、濾液は、20mMのヒスチジンおよび200mMのグリシンを含有するpH6.5の緩衝液と、ポリソルベート20(0.1%w/w)およびスクロース(2%w/w)の配合物を用い、30キロダルトン分子量カットオフのHydrosart限外濾過膜で行うなどの、UF/DF濾過にかけた後、さらに0.2μm濾過にかけることができる。
一部の態様では、上記反応は、化合物3bおよび化合物5bに関する。上記の一部の態様では、n=1であり、方法は、化合物3aおよび化合物5aに関する。一部の態様では、n=1およびq=1であり、方法は、化合物3および化合物5に関する。
Figure 2013139440
9と11から5を調製する改良された方法
Figure 2013139440
3と4から5を調製する改良された方法
Figure 2013139440
こうして本発明を広く開示し、上述の典型的な実施形態に即して例示してきた。当業者であれば、本発明に対して、その真意および範囲から逸脱することなく、様々な変更を行ってもよいことは承知されよう。すべての刊行物、特許出願、および登録特許は、個々の各刊行物、特許出願、または登録特許について、その全体が参照により援用されることが詳細かつ個別に示された場合と同じ程度に、参照により本明細書に援用される。参照により援用される文言に含まれる定義は、この開示における定義に矛盾するならば除外される。
明確にするために、別々の実施形態の文脈において記載している、本発明のある特定の特徴は、単一実施形態において組み合わせて提供することもできると理解される。逆に、簡潔にするために、単一実施形態の文脈において記載している、本発明の様々な特徴を、別々に提供することも、または適切な任意の下位組合せ形態にして提供することもできる。
本発明の一実施形態に関して論じた任意の制限事項が、本発明の他の任意の実施形態に適用される場合もあることは、明確に企図される。さらに、本発明の任意の組成物は、本発明の任意の方法で使用することができ、本発明の任意の方法は、本発明の任意の組成物の製造または利用に使用することができる。詳細には、特許請求の範囲に記載の本発明の任意の態様は、単独で、または1もしくは複数の追加の請求項および/もしくは記述文の態様と組み合わせて、特許請求の範囲および/または記述文の他の場所で述べた本発明の他の態様と組合せ可能であると理解されるものとする。
特許請求の範囲における用語「or(または、もしくは)」の使用は、本開示が選択肢のみと「and/or」を表す定義を支持しているとしても、選択肢だけを表すこと、または選択肢が互いに両立しないことを明確に示さない限り、「and/or(および/または、および/もしくは)」を意味するのに使用する。
本明細書で使用するとき、「a(1つの)」または「an(1つの)」は、そうでないと明確に示さない限り、1または複数を意味し得る。請求項(複数可)で使用するとき、「comprising(含む)」という語と併せて使用する場合、「a(1つの)」または「an(1つの)」という語は、1または1より多いことを意味し得る。本明細書では、「another(別の)」は、少なくとも2番目またはそれ以上を意味し得る。
「comprises/comprising(含む)」という語および「having(有する)/including(含む)」という語は、本発明に関連して本明細書で使用するとき、言明する特徴、完全体、ステップ、または成分の存在を指定するのに使用するが、他の1または複数の特徴、完全体、ステップ、成分、またはそれらの群の存在または追加を除外しない。

Claims (31)

  1. 式5aによる化合物
    Figure 2013139440
    の調製方法であって、
    (i)1−プロパンホスホン酸無水物(T3P)の存在下で9aと11を反応させて、化合物13aを作製するステップと、
    Figure 2013139440
    (ii)少なくとも約50%がTHFであるTHF:HO溶液中で、Pd/Cを用いた化合物13aの接触水素化を行って、式14aの化合物を生成するステップと、
    Figure 2013139440
    (iii)塩基を実質上使用しない反応において、14aのTHF溶液を、式15による化合物と合わせて、化合物6aを生成するステップと、
    Figure 2013139440
    (iv)THF中にてDCCの存在下で式6aによる化合物を式19aによる化合物と反応させて、化合物20aを生成するステップと、
    Figure 2013139440
    (v)20aを、非プロトン性極性第15番溶媒に溶解させたε−アミノ含有ペプチド2と合わせて、化合物3aを生成するステップと、
    Figure 2013139440
    (vi)化合物3aをDMSOに溶解させるステップと、
    (vii)ステップ(vi)のDMSOおよび3aからなる溶液に、約5.5〜約7.5の間のpHのヒスチジン緩衝液を加えるステップと、
    (viii)ステップ(vii)の溶液に、配列番号5を含む軽鎖可変部と、配列番号6を含む重鎖可変部とを含む抗体を、ペプチド:抗体モル比が約1.8:1〜約3:1の間になるように加えるステップと、
    (ix)ステップ(viii)において形成した混合物を、約pH5.5〜約pH7.5の間および約5℃〜35℃の間の温度で、反応混合物が泡立つのを回避するように中程度のスピードで少なくとも約1時間撹拌するステップと、
    (x)(ix)からの溶液を濾過して、得られたペプチド−リンカー抗体コンジュゲート5aを抽出するステップと
    を含み、
    q=1、2、3、4または5であり、X=FまたはClであり、m=3、4または5である方法。
  2. 式3aによる化合物
    Figure 2013139440
    の調製方法であって、
    (i)1−プロパンホスホン酸無水物(T3P)の存在下で9aと11を反応させて、化合物13aを作製するステップと、
    Figure 2013139440
    (ii)少なくとも約50%がTHFであるTHF:HO溶液中で、Pd/Cを用いた化合物13aの接触水素化を行って、式14aの化合物を生成するステップと、
    Figure 2013139440
    (iii)塩基を実質上使用しない反応において、14aのTHF溶液を、式15による化合物と合わせて、化合物6aを生成するステップと、
    Figure 2013139440
    (iv)THF中にてDCCの存在下で式6aによる化合物を式19aによる化合物と反応させて、化合物20aを生成するステップと、
    Figure 2013139440
    (v)20aを、非プロトン性極性第15番溶媒に溶解させたε−アミノ含有ペプチド2と合わせて、バイオコンジュゲート3aを生成するステップと
    Figure 2013139440
    を含み、
    q=1、2、3、4または5であり、X=FまたはClであり、m=3、4または5である方法。
  3. 式13aの化合物
    Figure 2013139440
    [式中、qは、1、2、3、4または5である]の調製方法であって、
    Figure 2013139440
    を、1−プロパンホスホン酸無水物(T3P)の存在下で反応させることを特徴とする方法。
  4. テトラヒドロフラン(THF)、2−メチルテトラヒドロフラン、1−メチル−2−ピロリジノン(NMP)、N,N−ジメチルホルムアミド(DMF)、N,N−ジメチルアセトアミド(DMAc)、1−メチル−2−ピロリジノン、酢酸エチル(EtOAc)、およびアセトニトリル(MeCN)からなる群から選択される第1番溶媒、好ましくはMeCNの存在下で9aと11の反応を実施する、請求項1から3のいずれか一項に記載の方法。
  5. トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリブチルアミン、DIPEA、ピリジン、DBU、DABCO、2,3−ルチジン、2,4−ルチジン、2,5−ルチジン、2,6−ルチジン、3,4−ルチジン、3,5−ルチジンからなる群から選択される第1番塩基、好ましくはDIPEAの存在下で反応を実施する、請求項4に記載の方法。
  6. 式14aの化合物
    Figure 2013139440
    [式中、qは、1、2、3、4または5である]の調製方法であって、Pd/Cを用いた化合物13aの接触水素化
    Figure 2013139440
    を行うステップを含み、
    THFが少なくとも約50%であるTHF:HO溶液中で反応を実施することを特徴とする方法。
  7. THF:HO溶液が、少なくとも約60%、少なくとも約70%、少なくとも約80%、および少なくとも約90%からなる群から選択される量でTHFを含む、請求項1、2または6のいずれか一項に記載の方法。
  8. THF/HO中での水素化より前に、化合物13aを活性炭での処理にかける、請求項1、2、6または7のいずれか一項に記載の方法。
  9. 活性炭が、SX−Plus、Darco(登録商標)S−51HF、E Supra USP、SX−Ultra、CASP、Darco(登録商標)G−60、およびCGSPからなる群から選択される、請求項8に記載の方法。
  10. 式6aの化合物
    Figure 2013139440
    [式中、q=1、2、3、4または5である]の調製方法であって、化合物14a
    Figure 2013139440
    を、THFを含む第6番溶媒に溶かした溶液を、化合物15
    Figure 2013139440
    と反応させるステップを含み、
    実質上塩基を使用せずに反応を実施することを特徴とする方法。
  11. 化合物14aを約1当量〜約10当量の間の化合物15と反応させる、請求項1、2または10のいずれか一項に記載の方法。
  12. 化合物6aの溶液を真空中で蒸留し、続いて酢酸C〜Cアルキルを含む第7番溶媒を加えて、約25%THF/75%酢酸C〜Cアルキル〜約100%酢酸C〜Cアルキルの間の溶媒組成を実現する、請求項1、2、10または11のいずれか一項に記載の方法。
  13. 第7番溶媒が、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸i−プロピル、酢酸n−プロピル、酢酸n−ブチルからなる群から選択され、好ましくは酢酸i−プロピルである、請求項12に記載の方法。
  14. 第6番溶媒と第7番溶媒の比が25:75〜0:100の間である、請求項12または13に記載の方法。
  15. 式6aによる化合物の結晶化方法であって、
    (i)酸6aを、THFを含む第8番溶媒に溶解させるステップと、
    (ii)場合により、活性炭で処理し、次いで前記活性炭を濾別するステップと、
    (iii)THF溶液中の酸6aを約2体積〜約20体積の間に濃縮するステップと、
    (iv)2−プロパノールからなる、約1体積〜約50体積の間の第9番溶媒を加えるステップと、
    (v)酸6aをTHFおよび2−プロパノールに溶かした溶液を約2体積〜約50体積の間に濃縮するステップと、
    (vi)濃縮した酸6の溶液を約−25℃〜約10℃の間に冷却するステップと
    を含む方法。
  16. 式20bによる化合物の調製方法であって、第10番溶媒中にてDCCの存在下で式6bによる化合物を式19aによる化合物と反応させるステップを含み、
    Figure 2013139440
    q=1、2、3、4または5であり、n=1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29または30であり、X=FまたはClであり、m=3、4または5である方法。
  17. ε−アミノ含有ペプチド2を式6bのリンカーとコンジュゲート形成させる方法であって、
    (i)ペプチド2を非プロトン性極性第15番溶媒に溶解させるステップと、
    (ii)THF中で6bを約1当量〜約10当量の間の19aと反応させて、化合物20bを生成するステップと、
    (iii)20bをペプチド2と合わせて、バイオコンジュゲート3bを生成するステップと
    を含み、
    Figure 2013139440
    Figure 2013139440
    n=1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29または30であり、q=1、2、3、4または5であり、X=FまたはClであり、m=3、4または5である方法。
  18. 少なくとも約1当量の化合物19aを化合物6aまたは6bに加える、請求項1、2、16または17のいずれか一項に記載の方法。
  19. DCCを、−10℃〜+10℃の間、好ましくは約+3℃〜+5℃の間の温度で反応に加える、請求項1、2、16、17または18のいずれか一項に記載の方法。
  20. 化合物19aと6aまたは6bとの反応を、THF、ジクロロメタン、2−メチルテトラヒドロフラン、N,N−ジメチルホルムアミド、およびN,N−ジメチルアセトアミドからなる群から選択される第10番溶媒、好ましくはTHF中で実施する、請求項1、2、16、17、18または19のいずれか一項に記載の方法。
  21. XがFであり、mが5である、請求項1、2、および16から20のいずれか一項に記載の方法。
  22. 式3bのペプチドを抗体とコンジュゲート形成させる方法であって、
    (i)化合物3b
    Figure 2013139440
    をDMSOに溶解させるステップと、
    (ii)ステップ(i)のDMSOおよび3bからなる溶液に、約5.5〜約7.5の間のpHのヒスチジン緩衝液を加えるステップと、
    (iii)ステップ(ii)の溶液に、配列番号5を含む軽鎖可変部と、配列番号6を含む重鎖可変部とを含み、約2%(w/w)のスクロースを含有する約10mMのヒスチジンおよび約10mMのグリシンの緩衝液からなる溶液中にある抗体を、ペプチド:抗体モル比が約1.8:1〜約3:1の間になるように加えるステップと、
    (iv)ステップ(iii)において形成した混合物を、約pH5.5〜約pH7.5の間および約5℃〜35℃の間の温度で、反応混合物が泡立つのを回避するように中程度のスピードで少なくとも約1時間撹拌するステップと、
    (v)(iv)からの溶液を濾過して、得られたペプチド−リンカー抗体コンジュゲート5b
    Figure 2013139440
    を抽出するステップと
    を含み、
    n=1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29または30であり、q=1、2、3、4または5である方法。
  23. 化合物3aまたは化合物3bを、約5mg/ml〜約100mg/mlの間、好ましくは約10mg/ml〜約15mg/mlの間でDMSOに溶解させる、請求項1または22のいずれか一項に記載の方法。
  24. 化合物3aまたは3bのDMSO溶液に、ヒスチジン緩衝液を等体積プラスマイナス10%で加える、請求項1、22または23のいずれか一項に記載の方法。
  25. ヒスチジン緩衝液を加えた後の化合物3aまたは化合物3bの濃度が、約2mg/ml〜約10mg/mlの間であり、好ましくは約6mg/mlである、請求項1、22から24のいずれか一項に記載の方法。
  26. 抗体が、配列番号9、10、11および12からなる群から選択される配列、または1個〜5個の間のアミノ酸置換、欠失、もしくは挿入を含むこれらの変異体を含む軽鎖定常部と、配列番号13および14からなる群から選択される配列、または1個〜5個の間のアミノ酸置換、欠失、もしくは挿入を含むこれらの変異体を含む重鎖定常部とを含む、請求項1、または22から25のいずれか一項に記載の方法。
  27. 抗体が、配列番号3、または1個〜5個の間のアミノ酸置換、欠失、もしくは挿入を含むその変異体を含む軽鎖と、配列番号4、または1個〜5個の間のアミノ酸置換、欠失、もしくは挿入を含むその変異体を含む重鎖とを含む、請求項26に記載の方法。
  28. q=2であり、存在する場合n=1であり、存在する場合m=5であり、存在する場合X=Fである、前記請求項のいずれか一項に記載の方法。
  29. 請求項1から28のいずれか一項に記載の方法に従って生成された化合物。
  30. 化合物13、化合物13a、化合物14、化合物14a、化合物6、化合物6a、化合物6b、化合物20、化合物20a、化合物20b、化合物20c、化合物20d、化合物20e、化合物3、化合物3a、化合物3b、化合物5、化合物5a、および化合物5bからなる群から選択される化合物の生成における、請求項1から28のいずれか一項に記載の方法の使用。
  31. 次式
    Figure 2013139440
    [式中、qは、1、2、3、4または5であり、n=1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30であり、Xは、任意のハロゲンであり、m=3、4または5である]からなる群から選択される構造を含む化合物。
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