JP2014513717A - 生体直交型薬物活性化 - Google Patents

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Abstract

本発明は、治療のための、プロドラッグ活性化方法に関連し、互いに生体直交反応性を示す非生物的反応性化学グループの使用がなされる。本発明はまた、少なくとも1つのプロドラッグ及び少なくとも1つのアクチベータを含むプロドラッグキットに関連し、前記プロドラッグは、薬物及び第1の生体直交型反応基(トリガー)を含み、前記アクチベータは、第2の生体直交型反応基を含む。本発明はまた、上述された方法及びキットで使用される標的化治療学に関連する。本発明は、具体的には、抗体−薬物共役物及び二−又は三特異的抗体断片誘導体に関係する。

Description

本発明は、非生物的、生体直交型化学反応の手段により活性化される、プロドラッグなどの不活性化薬物に基づく治療方法に関する。
医学分野において、ヒト又は動物の体内の特定の場所で活性化されるプロドラッグなどの不活性化化合物の使用はよく知られている。また、プロドラッグなどの不活性化物の標的化(ターゲット)送達は広く研究されている。多くの努力が薬物送達システムに向けられており、これは薬物の放出を、選択的に標的位置(サイト)及び/又は望ましい時間(タイミング)に有効に行うものである。1つの方法は、局所的及び特異的に酵素活性により特異的に(全身性)プロドラッグを活性化することである。しかし多くの場合に、興味の対象となる標的サイトは好適な過剰発現酵素を持たない。他の方法は、酵素を標的化組織に、抗体指向酵素プロドラッグ治療(ADEPT)と呼ばれる技術で送達するものである。この方法では、酵素は、腫瘍サイトに、腫瘍関連抗原に結合する抗体と共役することで、標的化される。前記共役物の全身投与、前記標的での局在化及び非結合共役物の脱離後、設計されたプロドラッグが全身に投与され局所的に活性化される。この方法は、内因性酵素によっては達成されてはならない反応触媒を必要とする。これらの要求に応じる非哺乳類由来の酵素は、非常に免疫原性であり得るものであって、実際繰り返し投与を不可能にする。又は、プロドラッグは疾患サイトに標的化され、次に疾患特異的又は非特異的内因性活性化プロセスを受ける(例えば、pH、酵素、チオール含有化合物など)。
標的化抗がん治療は、従来のがん化学療法に比較して、低減された非特異的毒性及び改善された有効性を有するように設計される。この方法は、モノクローナル抗体(mAb)の、がん細胞への高能力の共役小分子治療物を特異的に送達する強力な標的化能力により実施される。毒性の問題に対応する試みで、化学療法剤(医薬)は、抗体又はタンパク質レセプターリガンドなどの標的化分子と結合し、これは腫瘍細胞に高い特異性で結合し、抗体−薬物共役物(ADC)又は免疫共役物と参照される化合物を形成する。理論上では免疫共役物の毒性は低いが、というのはこれらは前記細胞毒性薬物を、前記特定に細胞表面抗原又はレセプターを発現する腫瘍に直接向けられるからである。この戦略の成功は限定的であったが、その理由のひとつとしては、細胞毒性薬物が大きな抗体又はタンパク質レセプターリガンドと共役する際に不活性化又は活性低下を起こす傾向があるからである。免疫共役物の有望な進展は、リンカーを介して抗体へ結合された(リンクされた)細胞毒性薬物であり、これは腫瘍サイト又は腫瘍細胞内部で開裂する((Senter et al,Current Opinion in Chemical Biology 2010,14:529‐537)。理想的には、前記mAbは、腫瘍細胞上の実質的に発現し、正常組織には限定的に発現する抗原への特異的結合である。特異性は、そうでなければ臨床応用のためには毒性すぎる薬物の利用を可能にする。この分野での最近の研究のほとんどが、高度に強力な毒性試薬の使用に向けられている。これは、条件付き安定性を与え、薬物送達が循環中ではなく、腫瘍結合後に起こるようなリンカー技術の開発を必要とする。
共役物として前記薬物は不活性であるが、標的に局在化されると前記薬物が、例えばpH又は酵素により放出され、これは標的特異的であり、かつまたより一般的となり得る。前記薬物放出は、腫瘍細胞内の低pH、低酸素、特定酵素などの外部機構により活性化され得るが、一般にはより選択的薬物放出は、細胞内、ほとんどはリソソーマル放出機構を通じて達成され得るものであって、最初に内在化されるべき前記抗体共役物を必要とする(例えば、グルタチオン、プロテアーゼ、カタボリズム)。特定の細胞内放出機構(例えばグルタチオン、カテプシン)は通常は、その性質に依存するが親薬物が前記細胞を逃げ出して近隣の細胞を攻撃する結果となり得る。このことは、抗体−薬物共役物の範囲についての重要な作用機構として示され、特に異種のレセプター発現性又は不十分なmAb浸透性を有する腫瘍ではそうである。開裂可能なリンカーの例は:ヒドラゾン(酸不安定)、ペプチドリンカー(カセプシンB開裂可能)、立体障害性ジスルフィド部分(チオール開裂可能)である。又は非開裂可能リンカーがmAb−薬物共役物で使用され得る。これらの構成物は、カタボリズムでその薬物を放出し、その結果薬物分子はなお1つのアミノ酸に結合されていると考えられる。薬物のほんの一部のみがかかる共役物として活性化を取り戻す。又はこれらのアミノ酸結合薬物は細胞を逃げ出すことができない。それでも、前記リンカーが安定である場合、これらの構成物は一般に、最も安全と考えられ、及び前記薬物及び標的に依存して非常に有効であり得る。
現在の抗体−薬物共役物放出戦略は限界を有する。細胞外薬物放出機構は通常は、大きく非特異的であり(pH感受性リンカー)毒性を与える結果となる。細胞内放出は、前記mAb−薬物の効率(例えばレセプター−介在内在化)に依存し、一方いくつかの癌は、十分な高複製数で存在する癌特異的及び効果的な内在化標的を持たない。細胞内放出はさらに、十分高濃度で、活性化酵素(プロテアーゼ)又は分子(グルタチオンなどのチオール)の存在に依存する。細胞内放出の次に、前記薬物は、ある場合には、前記細胞から標的近隣細胞へ逃げ出す。この効果は、全ての細胞が十分な量の標的レセプターを発現していない不均一な腫瘍には有利であると考えられる。さらに、薬物を浸透させることが難しい腫瘍において重要なことは、対流を妨げる高間質圧である。これは特に、mAb(共役物)などの大きな構成物について問題となる。この機構はまた、結合サイトバリアが生じる場合に重要となる。標的化試薬が血管系に放出され、レセプターに結合すると、前記腫瘍内での動きは制限される。血管周囲空間内で制限されるmAb共役物の可能性はその標的の親和性に比例する。前記浸透性は、前記mAb投与量の増加により改善されるが、この方法は、例えば肝臓への毒性を制限する投与量により制限される。さらには、死亡中細胞から出る抗原が、腫瘍間質空間に存在し、そこでこれらmAb−共役物がその標的細胞に結合することを妨げ得る。また、多くの標的が、非効率的内在によって妨害され、及び異なる薬物は同様にはmAbへリンクされ得ない。さらには、前記標的内で内因性要素で選択的開裂され一方で、前記標的への途中での内因性要素には安定化である(特に、全mAbの遅い脱離の場合)ようにリンカーを設計することは手間がかかる。その結果として、最適化された、薬物、リンカー、mAb及び標的の組み合わせが選択され、各々の場合により最適化されることが必要となる。
効果的なプロドラッグ方法から利益となり得る他の応用分野は、T−細胞係合抗体構成物(例えば、二−又は三特異的抗体断片)であり、これは免疫システムに係合することで癌に作用する。活性化T細胞をがん細胞と直接接触させることは、がん細胞を殺す強力な方法を与えることであると、長く考えられてきた(Thompson et al.,Biochemical and Biophysical Research Communications 366(2008) 526−531)。このために作成されてきた多くに二特異性抗体において、大部分は2つの抗体結合サイトからなり、1つのサイトはス用を標的とし、他のサイトはT細胞を標的とする(Thakur et al.Current Opinion in Molecular Therapeutics 2010,12(3),340−349)。しかし、活性T細胞結合サイトを含む二特異性抗体では末梢T細胞結合が生じ得る。これは、前記共役物が前記腫瘍へ近づくことを妨げるだけでなく、またサイトカイン・ストームを起こしてT細胞を枯渇させ得る。光活性化可能な抗−T細胞抗体であって、必要とされる際及び場所でのみ、UV光の照射に続いて回復される(即ち、腫瘍結合アームを介した腫瘍局在化後)前記抗−T細胞抗体は、これらの問題を解決するために使用されていきた。抗ヒトCD3(T細胞標的化)抗体は、光開裂性1−(2−ニトロフェノール)エタノール(NPE)コーティングにより可逆的に抑制された(Thompson et al.,Biochemical and Biophysical Research Communications 366(2008)526−531)。しかし、光系活性化は、光が浸透し得る身体の領域に制限され、転移性癌などの全身性疾患を治療するために変更することは容易ではない。プロドラッグ方法から利益を得る強く関連する構成物は、三特異性T細胞係合抗体構成物であり、これは例えば癌標的化試薬に加えてCD3及びCD28T細胞係合部分を有する。そのような構成物は、CD3又はCD28のいずれか又は両方が結合する領域として使用するには毒性が高く、マスクする必要性がある。
標的化薬物を選択的かつ予想可能に前記標的サイトで活性化し、さらに均一な浸透性及び標的化に依存せず、さらに前記標的への途中及び標的内で変化させる内因性パラメータに依存せず、及び指標、患者ごとに依存しない、活性化できることが望ましい。
現在のプロドラッグ活性化の欠点を解消するために、非生物的、生体直行型化学反応、即ちStaudinger反応を使用して前記プロドラッグの活性化を引き起こすことが提案されている(Bioconjugate Chem 2008,19,714−718)。簡単に、導入された概念では、前記プロドラッグは薬物とトリガーの共役物であり、この薬物−トリガー共役物は、例えば酵素や特定のpHなどの内因性要素では活性化されず、前記アクチベータ、即ち前記プロドラッグ内のトリガー部分と反応する成分の制御された投与により、前記トリガーから薬物を放出する(又は逆に、薬物からトリガーを放出するが、この放出プロセスの別の見方である)。この概念の提案されたStaudinger方法は、しかし、十分作用しないことが分かり、応用分野も、Staudinger反応により実行される放出機構に特定の性質からみて限定的である。Staudinger反応を使用する他の欠点は、反応速度が限定されておりことであり、これらの反応のリン化合物が酸化に不安定であることである。従って、非生物的、生体直交型反応で、生理的条件で安定であり、お互いに対してより反応性であり、及び種々の機構の手段により結合された薬物放出を誘導することができる反応物を提供し、それにより、非常に広い活性化薬物放出方法を提供することが望ましい。
選択的プロドラッグ活性化の内因性活性化機構(例えばpH、酵素)に依存しない生体適合性化学反応の使用は、がん治療の強力な新規なツールとなる。必要なときに必要な位置でプロドラッグを選択的に活性化することは、癌を含めて身体内に多くのプロセスを広く制御することが可能になる。抗腫瘍抗体治療などの治療は、それにより、より特異的となり、正常細胞と腫瘍との違いを増加させ、望ましい副作用を低減させる。T細胞係合抗癌抗体においては、本発明は、不活性抗体構成物(即ちこれは次にプロドラッグ)の全身投与及び腫瘍標的化を可能にし、さらに標的毒性を低減させることを可能にする。十分な腫瘍への取り込みと非標的化領域からの脱離に続いて、腫瘍結合抗体はアクチベータの投与により活性化され、これは前記抗体又は特定の抗体領域の前記トリガーと反応し、その結果トリガーを脱離して前記T細胞結合機能を回復させる。この結果、T細胞活性化及び抗癌作用が起こることとなる(即ち、これは次に薬物放出である)。
Senter et al,Current Opinion in Chemical Biology 2010,14:529−537 Thakur et al.Current Opinion in Molecular Therapeutics 2010,12(3),340−349) Thompson et al.,Biochemical and Biophysical Research Communications 366(2008)526−531 Bioconjugate Chem 2008,19,714−718
本発明は、非生物的、生体直交型化学反応の手段により活性化される、プロドラッグなどの不活性化に基づく治療方法に関する。
前記要望により良く対処するために、本発明は、
プロドラッグの投与及び活性化に関するキットであって、当該キットは、
トリガー部分に、直接的に又は非直接的に結合された薬物、及び前記トリガー部分に関するアクチベータを含み、
前記トリガー部分は、ジエノフィルを含み、
前記アクチベータは、ジエンを含み、
前記ジエノフィルは、下記式(1a)を満たす:
キット。
(ただし、T、Fは、各々独立して、H又はアルキル、F、Cl、Br又はIから構成される群から選択される置換基を意味し;記号A、P、Q、X、Y及びZの意味は、下記(1)〜(6)から構成される群から選択され、
(1)結合PQ、QP、QX、XQ、XZ、ZX、ZY、YZ、YA、AYの1つは、−CR−CR−から構成され、A、Y、Z、X、Q、Pによって構成される残基は、各々独立して、CR 、S、O、SiR であり、P及びAはCR であり、原子の非隣接ペアは、O−O、O−S及びS−Sから構成される群から選択されて存在し、Siがもし存在する場合には、SiはCR 又はOに隣接し;XはO−C(O)−(L−(D)、S−C(O)−(L−(D)、O−C(S)−(L−(D)、S−C(S)−(L−(D)、NR−C(O)−(L−(D)、NR−C(S)−(L−(D)であり;かつYはNHR、OH、SHであり;又はXはC(O)−(L−(D)、C(S)−(L−(D)であり;かつYはCR NHR、CR OH、CR SH、NH−NH、O−NH又はNH−OHである;
(2)AはCRでありかつZはCRである、又はZはCRでありかつAはCRである、又は、PはCRでありかつXはCRである、又はXはCRでありかつPはCRであり、X及びYは互いに関連してトランス型に配置され;A、Y、Z、X、Q、及びPによって構成される残基は、互いに独立して、CR 、S、O、SiR であり、P及びAはCR であり、原子の非隣接ペアは、O−O、O−S及びS−Sから構成される群から選択されて存在し、Siがもし存在する場合には、SiはCR 又はOに隣接し;Xは、O−C(O)−(L−(D)、S−C(O)−(L−(D)、O−C(S)−(L−(D)、S−C(S)−(L−(D)、NR−C(O)−(L−(D)、NR−C(S)−(L−(D)であり、かつYはNHR、OH、SH、CR NHR、CR OH、CR SH、NH−NH、O−NH又はNH−OHである;又はXはCR −O−C(O)−(L−(D)、CR −S−C(O)−(L−(D)、CR −O−C(S)−(L−(D)、CR −S−C(S)−(L−(D)、CR −NR−C(O)−(L−(D)、CR −NR−C(S)−(L−(D)であり、かつYはNHR、OH、SHである;又はXはC(O)−(L−(D)、C(S)−(L−(D)であり;かつYはCR NHR、CR OH、CR SH、NH−NH、O−NH、NH−OHである;
(3)AはCRであり、かつ、P、Q、X、Zの1つはCRであり、又は、PはCR であり、かつ、A、Y、Z、Xの1つはCRである、又はYはCR であり、かつX又はPはCRである、又は、QはCRであり、かつ、Z又はAはCRである、又は、Z又はXのいずれかはCRであり、かつ、A又はPはCRであり、X及びYは互いに関連してトランス型に配置され;A、Y、Z、X、Q及びPによって構成される残基は、各々独立して、CR 、S、O、SiR であり、P及びA はCR であり、原子の非隣接ペアは、O−O、O−S及びS−Sを構成する群から選択されて存在し、Siがもし存在する場合には、SiはCR 又はOに隣接し; Xは(O−C(O))−(L−(D)、S−C(O)−(L−(D)、O−C(S)−(L−(D)、S−C(S)−(L−(D)であり、YはCR NHR、CR OH、CR SH、NH−NH、O−NH、NH−OHであり; pは0又は1である;
(4)PはCRであり、かつ、YはCRである、又はAはCRであり、かつ、QはCRである、又はQはCRであり、かつ、AはCRである、又はYはCRであり、かつPはCRであり、X及びYは、互いに関連してトランス型に配置され;A、Y、Z、X、Q及びPから構成される残基は、互いに独立して、CR 、S、O、SiR であり、P及びAはCR であり、原子の非隣接ペアは、O−O、O−S及びS−Sから構成される群から選択されて存在し、Siがもし存在する場合には、SiはCR 又はOに隣接し; Xは(O−C(O))−(L−(D)、S−C(O)−(L−(D)、O−C(S)−(L−(D)、S−C(S)−(L−(D)であり;YはNHR、OH、SHであり;pは0又は1である;
(5)YはYであり、かつ、PはCRである、又はQはYであり、かつ、AはCRであり;A、Y、Z、X、Q及びPによって構成される残基は、各々独立して、CR 、S、O、SiR であり、P及びAはCR であり、原子の非隣接ペアは、O−O、O−S及びS−Sから構成される群から選択されて存在し、Siがもし存在する場合には、SiはCR 又はOに隣接し;Xは(O−C(O))−(L−(D)、S−C(O)−(L−(D)、O−C(S)−(L−(D)、S−C(S)−(L−(D)、NR−C(O)−(L−(D)、NR−C(S)−(L−(D)、C(O)−(L−(D)、C(S)−(L−(D)であり;YはNHであり; pは0又は1である;
(6)YはYであり、かつ、P又はQはXである、又は、QはYであり、かつ、A又はYはXであり;A、Y、Z、X、Q及びPによって構成される残基は、各々独立して、CR 、S、O、SiR であり、P及びAはCR であり、原子の非隣接ペアは、O−O、O−S、及びS−Sから構成される群から選択されて存在し、Siがもし存在する場合には、SiはCR 又はOに隣接し;XはN−C(O)−(L−(D)、N−C(S)−(L−(D)であり;YはNHであり;
ここで、各々のRは、独立して、H、アルキル、アリール、OR’、SR’、S(=O)R’’’、S(=O)R’’’、S(=O)NR’R’’、Si−R’’’、Si−O−R’’’、OC(=O)R’’’、SC(=O)R’’’、OC(=S)R’’’、SC(=S)R’’’、F、Cl、Br、I、N、SOH、SOH、SOH、POH、POH、NO、NO、CN、OCN、SCN、NCO、NCS、CF、CF−R’、NR’R”、C(=O)R’、C(=S)R’、C(=O)O−R’、C(=S)O−R’、C(=O)S−R’、C(=S)S−R’、C(=O)NR’R”、C(=S)NR’R’’、NR’C(=O)−R’’’、NR’C(=S)−R’’’、NR’C(=O)O−R’’’、NR’C(=S)O−R’’’、NR’C(=O)S−R’’’、NR’C(=S)S−R’’’、OC(=O)NR’−R’’’、SC(=O)NR’−R’’’、OC(=S)NR’−R’’’、SC(=S)NR’−R’’’、NR’C(=O)NR’’−R’’、NR’C(=S)NR’’−R’’、CR’NR’’から構成される群から選択され、各々のR’及び各々のR’’は、独立して、H、アリール又はアルキルであり、R’’’は、独立して、アリール又はアルキルであり;各々のRは、独立して、H、アルキル、アリール、O−アルキル、O−アリール、OHから構成される群から選択され;各々のRは、独立して、H、C1−6アルキル及びC1−6アリールから選択され; 2つ以上のRa,b,c部分は、結合して環を形成しても良く; 及び(Lは、好ましくはS、N、NH又はOを介してTに結合された、n= 0又は1を有する任意のリンカーであり、ここで、これらS、N、NH又はO原子はリンカーの一部であり、直鎖状に及び/又は分枝状に配置された複数のユニットを構成しても良く;Dは、好ましくはS、N、NH又はOを介して結合された1つ以上の治療的部分又は薬物であり、ここでこれらS、N、NH又はO原子は、前記治療的部分の一部である)、を供する。
他の側面において、本発明は、上記式(1a)を満たすトランス−シクロオクテン部分に対して、直接又は間接的に結合される薬物化合物を含むプロドラッグを提供する。
また他の側面では、本発明は、非生物的、生体直交型反応で引き起こされ得るプロドラッグ内に薬物化合物を変更する方法を提供し、前記方法は、薬物を提供するステップと、上記式(1a)を満たす環状部分に前記薬物を化学的に結合させるステップと、を含む。
更に他の側面では、本発明は、薬物により調節され得る疾患に羅患する患者が、前記患者に、トリガー部分を含むプロドラッグが投与され、前記アクチベータの投与により前記薬物が放出される活性化後に治療され、前記トリガー部分が、上記式(1a)を満たす環状構造を含む、治療方法を提供する。
更に他の側面では、本発明は、8員環非芳香族環モノアルケニレン部分(好ましくはシクロオクテン部分、及びより好ましくはトランス−シクロオクテン部分)を含む化合物であり、前記部分は、動物又はヒトのプロドラッグ治療で使用するために、薬物への結合(リンケージ)を含む。
他の側面では、本発明はジエンの使用、好ましくはテトラジンの、生理的環境下で、式(1a)を満たす化合物に結合された物質の放出のためのアクチベータとしての使用である。これに関連して本発明はまた、生理的環境下で、式(1a)を満たす化合物に結合された物質の放出のためのアクチベータとしての使用のための、テトラジン、及び、生理的環境下で、テトラジンがアクチベータとして使用される、式(1a)を満たす化合物に結合される物質の放出を活性化するための方法に関連する。
他の側面では、本発明は、生理的環境下で、共有結合形で投与された物質の放出のための化学的ツールとしての、式(1a)を満たす化合物と、ジエン、好ましくはテトラジンとの間の逆電子要請型ディールスアルダー反応の使用を提供し、前記物質は式(1a)を満たす化合物に結合される。
逆電子要請型(“レトロ”)ディールスアルダー反応
式(1a)のジエノフィルとジエンとは、逆電子要請型ディールスアルダー反応の可能性を有する。トリガーのアクチベータとのレトロディールスアルダー反応によるプロドラッグの活性化は、薬物の放出を導く。
以下の反応式は、(3,6)−ジ−(2−ピリジル)−s−テトラジンジエン及びトランス−シクロオクテンジエノフィルとの間の[4+2]ディールスアルダー反応、続いて、生成物と二窒素とが形成されるレトロディールスアルダー反応に関して与えられる。反応生成物は、互変異性化し得、これも式中に示される。トランスシクロオクテン誘導体は、古典的なディールスアルダー反応のように電子吸引基を有さず、この型のディールスアルダー反応は、古典的な反応とは区別され、しばしば、「逆電子要請型ディールスアルダー反応」として参照される。以下の記載では、一連の両方の反応ステップ、即ち、最初のディールスアルダーシクロ付加(通常、逆電子要請型ディールスアルダーシクロ付加)及びこれに続くレトロディールスアルダー反応は、短く「レトロディールスアルダー反応」又は「レトロDA」として参照されるであろう。以下、時々、「rDA」反応として省略される。反応の生成物は、このとき、レトロディールスアルダー付加物又はrDA付加物である。
一般的な意味において、本発明は、薬物が、式(1a)を満たすトランス−シクロオクテン誘導体から、テトラジン誘導体などの適合性のあるジエンとのシクロ付加反応で放出され得る、という認識に基づく。式(1a)のジエノフィルは、それが実質的に任意のジエンと反応する(及び薬物放出をもたらす)という利点を有する。
理論に縛られることなく、本発明者らは、レトロディールスアルダー付加物の分子構造が、このrDA付加物内での同時の脱離又は環化反応が薬物を放出する、と考えている。特に、本発明者らは、即ち本発明に係る、好適に変化さえたrDA成分が、rDA付加物を導き、ジエノフィルから生じる部分上への薬物に対する結合は、ジエノフィルから生じる前記部分上への求核試薬との反応によって破壊され、一方、そのようなジエノフィルから生じる前記部分内の分子内反応は、ジエンとのrDA反応に先立っては除外されると考えている。
プロドラッグ活性化におけるレトロディールスアルダー反応を使用する一般的な概念は、スキーム1で説明される。
スキーム1:
このスキームにおいて、「TCO」は、トランス−シクロオクテンを意味する。用語トランスシクロオクテンは、ここでは、1又は複数のヘテロ原子を含み得るように使用され、特に、式(1a)を満たす構造を参照する。広い意味で、本発明者らは、シュタウディンガー(Staudinger)反応に基づいて行った試み以外に、プロドラッグのためのトリガー部分としてTCOを選択することは、薬物(活性)部分をプロドラッグ(活性化可能)部分に導入するための有用なツールを提供することを見出し、前記活性化は、ジエノフィル(トリガー)のジエン(アクチベータ)との強力な、非生物的、生体直交型反応、例えば、前記レトロディールスアルダー反応を通じて生じ、かつ、前記プロドラッグは、薬物−ジエノフィル共役物である。
理解されるべきことは、スキーム1で、レトロディールスアルダー付加物で、最終生成物同様に、指標TCO基及び指標ジエン基が、これらの基がレトロディールスアルダー反応で変換された後で、それぞれTCO及びジエン基の残基である、ということである。
非生物的、生体直交型化学反応の適用を成功させるために必要なことは、2つの関与する官能基が、良好に調整された反応性を有し、共存する官能性との干渉を防止することである。理想的には、反応相手は、非生物的で、生理的条件で反応性であり、お互いにのみ反応性であって、その細胞/生理的環境を無視できる(生体直交性)ものである。生理的環境で課される選択性の要求は、ほとんどの従来の反応の使用を除外する。
逆電子要請型ディールスアルダー反応は、しかしながら、低濃度及び準当量条件で、動物内で有効であることが示された(R.Rossin et al、Angewandte Chemie Int Ed 2010、49、3375−3378)。本発明に対する反応相手は、歪ずみのかかったトランス−シクロオクテン(TCO)誘導体及びテトラジン誘導体等の好適なジエンである。TCOとテトラジンとの間のシクロ付加反応は、迅速に進行し、その後、レトロディールスアルダー反応で二窒素の放出によって再構築し、ジヒドロピリダジン共役物を形成する。これとその互変異性体は、レトロディールスアルダー付加物である。
rDA反応の適合性を鑑みると、本発明は、一側面において、生理的環境において、トランス−シクロオクテンに結合された物質の放出のためのアクチベータとしてテトラジンの使用を供する。これと関連して、本発明はまた、生理的環境において、トランス−シクロオクテンに結合された物質の放出のためのアクチベータとしての使用のためのテトラジン、及び、生理的環境における、テトラジンがアクチベータとして使用される、トランス−シクロオクテンに結合された物質の放出を活性化する方法に関連する。
本発明者らは、さらに、式(1a)のTCOの構造が、非常に好適に、TCOジエノフィル内で利用可能な二重結合及びジエンを伴う反応の結果として、それに結合される薬物の放出を引き起こすに適しているということを、非自明性に考えている。これを可能にすると思われる特徴は、rDA付加物内の8員環のものと比較して、ジエノフィル反応物内のTCOの8員環の本質の変化である。rDA内の8員環は、実質的に、より立体配座的自由度を有し、rDA反応に先立つ大きく歪められたTCO内の8員環と比較して、実質的に異なる構造を有する。rDA反応に先立つジエノフィル内の求核サイトは、ジエノフィル内の特定の構造にロックされ、したがって、分子内で反応し、それによって薬種を放出するためには、適切に配置されない。一方、8員環の変化された特質により、この求核サイトは、rDA付加物ないに適切に配置され、分子内で反応し、それによって薬物を放出するであろう。上記により、しかしながら理論によって制限されることなく、我々は、薬物放出は、ジエンアクチベータとのrDA反応の後及び反応により、TCO−ジエノフィルの歪み放出によって投与されると考えている。
本発明はしたがって、特定の化学構造よりはるかに優れた範囲を有するということが強調され得る。広い意味では、本発明は、式(1a)のジエノフィルを使用して、rDA反応が、rDA付加物と同様に、生体直交型反応で引き起こされる薬物放出を可能とする有効なプラットフォームを具体化するものである。
これを鑑みると、本発明はまた、生理的環境における、結合物の放出のための化学的ツールとして、トランス−シクロオクテンとテトラジンとの間の逆電子要請型ディールスアルダー反応の使用を供する。
前記反応が生体直交型であるという事実及び多くの反応選択肢が反応物相手に存在するという事実は、当業者には明らかであろう。例えば、rDA反応は、プレターゲット医薬の分野で知られている。国際公開第2010/119382号、国際公開第2010/119389号及び国際公開第2010/051530号を参照文献とする。本発明は前記反応の完全に異なる使用を提供するものであるが、理解されるべきことは、前標的化で使用されるrDA反応物対として利用可能な種々の構造可能性はまた、本発明の分野で利用可能である、ということである。
本発明で使用されるジエノフィルトリガー部分は、トランス−シクロオクテン環を含み、前記環は場合により1又は複数のヘテロ原子を含む。以下、読みやすさのために、この8員環部分は、トランス−シクロオクテン部分として定義され、「TCO」部分として省略される。理解されるべきことは、本質は、ジエノフィルとして作用し、反応によりその共役された薬物から放出される8員環の可能性にある、ということである。当業者は、ジエノフィル活性が、前記環の全ての炭素原子の存在に依存することは必要ではないという事実を知っているが、これは、また、ヘテロ環モノアルケニレン8−員環もジエノフィル活性を有することが知られているからである。
したがって、一般的には、本発明は、薬物置換トランス−シクロオクテンに厳密に限定されるものではない。有機化学の当業者は、他の8員環系ジエノフィルが存在し、これはトランス−シクロオクテンとして同様の環内二重結合を含むが、前記環内のいずれかに1又は複数のヘテロ原子を有し得る、ということを認識しているであろう。即ち、本発明は、一般的に、8員環非芳香族性環状アルケニレン部分、好ましくはシクロオクテン部分、より好ましくはトランス−シクロオクテン部分で、共役された薬物を含む、ものに関連する。
インビボ作用がしばしば僅かな構造変化で変化される例えば医薬的活性物質を含む場合以外では、本発明は、薬物共役の好適な設計と組み合わせられる正しい化学反応性を何よりもまず要求する。したがって、可能な構造は、当業者によってこれらがジエノフィルとして反応可能であることをよく知っているものに拡張される。
留意すべきことは、命名法の選択に依存して、TCOジエノフィルはまた、E−シクロオクテンとして記載され得るということである。従来の命名法を参照して、理解されるべきことは、シクロオクテン環上での置換の結果として、前記構造の位置及び分子量に依存して、同じシクロオクテン異性体が、形式的にZ−異性体として記載され得るということである。本発明においては、本発明の任意の置換体は、形式的に「Z」又は「E」、「シス」又は「トランス」異性体であろうと、無置換トランス−シクロオクテン又は無置換E−シクロオクテンの誘導体として考えられる。用語「トランス−シクロオクテン」(TCO)は、E−シクロオクテン同様に、交換可能に使用され、また、置換基が形式的に逆の命名法を必要とする場合でも、本発明に係る全てのジエノフィルに関して維持される。即ち、本発明は、以下番号付けされたように炭素原子1と6とがE−(エントゲーゲン)又はトランス配置であるシクロオクテンに関連する。
式(1)
本発明はさらに、具体的な実施態様に関して説明され、図面を参照するが本発明はこれらに限定されるものではなく特許請求の範囲にのみ限定されるものでる。不定冠詞また定冠詞「ひとつの」、「前記」を伴って使用される限定的又は非限定的物の単数名詞形は、特に記載がない限り複数を含む。記載された図面は模式的でありなんらを限定するものではない。図面において、ある要素のサイズは誇張されており、説明することを目的とするだけのものである。特許請求の範囲の全ての参照番号は、本発明を限定するものではない。
さらに留意されるべきことは、明細書や特許請求の範囲で使用される用語「含む」は、列記される手段に限定されるべきではなく、他の要素やステップを含むことを除外するものではない。従って、表現「手段A及びBを含む装置」とは、部品AとBのみからなる装置に限定されるべきではない。これは、本発明においては、関連する部品がA及びBであることのみを意味する。
以下いくつかの化学式で、「アルキル」及び「アリール」が参照される。
ここで、「アルキル」は、それぞれ独立して、10炭素原子までの脂肪族、直鎖、分岐、飽和、不飽和及び/又は環状ヒドロカルビル基を示し、1〜10のO、N又はSなどのヘテロ原子を含むことができ、「アリール」は、それぞれ独立して、20炭素原子までの芳香族基又はヘテロ芳香族基を示し、置換されていてよく、及び1〜10のO、N又はSなどのヘテロ原子を含むことができる。「アリール」基はまた、「アルキルアリール」又は「アリールアルキル」基(簡単な例ではベンジル基)を含む。「アルキル」、「アリール」、「アルキルアリール」及び「アリールアルキル」が含む炭素原子の数は、かかる用語の前に指定されることで示される(即ち、C1−10アルキルは、前記アルキルが1から10の炭素原子を含み得ることを意味する)。本発明のある化合物は、キラル中心及び互変異性体を含み、及び全てのエナンチオマー、ジアステレオマー及び互変異性は、それらの混合物も含めて本発明の範囲に含まれる。いくつかの式で、基又は置換基は、「A」、「B」、「X」、「Y」などの文字で参照され、種々の(数字付き)「R」基で参照される。これらの文字の定義は、各々の式について読まれるべきものであり、即ち異なる式ではこれらの文字は特に断りがない限り、それぞれ独立して、異なる意味を持ち得る。
ここで記載される本発明の全ての実施態様では、アルキルは好ましくは低級アルキルであり(C1−4アルキル)であり、各々のアリールは好ましくはフェニルである。
初期の研究で、前(プレ)標的化放射線免疫イメージングのために前記逆電子要請型ディールスアルダー反応の利用が示された(R.Rossin et al、Angewandte Chemie Int Ed 2010、49、3375−3378)。この特定のシクロ付加反応は、(3、6)−ジ−(2−ピリジル)−s−テトラジン誘導体とE−シクロオクテンとの間で生じ、続いてレトロディールスアルダー反応が起こって前記生成物と窒素を形成する。前記トランスシクロオクテン誘導体は、古典的なディールスアルダー反応として電子吸引基を含まないことから、このタイプのディールスアルダー反応は、古典的な反応とは区別され、しばしば、「逆電子要請型ディールスアルダー反応」と参照されている。以下の記載で、一連の両方の反応ステップ、即ち前記最初のディールスアルダーシクロ付加(通常は逆電子要請型ディールスアルダーシクロ付加)及び続くレトロディールスアルダー反応は短く「レトロディールスアルダー反応」と参照される。
レトロディールスアルダー反応
レトロディールスアルダーカップリング化学は、一般的に、一組の反応物がカップリングして不安定な中間体を形成し、この中間体がレトロディールスアルダー反応による唯一の副生成物として小分子(出発原料に依存して、これは例えば、N、CO、RCNになり得る)を放出して、レトロディールスアルダー付加物を形成する。一組の反応物は、1つの反応物として(即ち1つの生体直交型反応基)、例えば電子不足テトラジンなどのテトラジン誘導体といった好適なジエン及び、他の反応物として(即ち、他の生体直交型反応基)、歪ずみのかかったシクロオクテン(TCO)といった適切なジエノフィルを含む。
例えば電子不足(置換)テトランジンのTCO部分との非常に速い反応は、連結中間体をもたらし、これは、[4+2]レトロディールスアルダーシクロ付加の唯一の副生成物としてのNを放出することによって、ジヒドロピリダジンレトロディールスアルダー付加物に再配置される。水生環境においては、最初に形成される4,5−ジヒドロピリダジン生成物は、1,4−ジヒドロピリダジン生成物に互変異性化し得る。
2つの反応種は、非生物的であり、インビボで迅速な代謝又は副反応を受けない。それらは生体直交型であり、例えばそれらは、生理的媒体中で選択的に各々と反応する。したがって、本発明の化合物及び方法は、生きている有機体中で使用され得る。さらに、反応基は比較的小さく、生体的サンプル中又は生きている有機体中に、それらの中の生体分子のサイズを大きく変更することなく導入され得る。逆電子要請型ディールスアルダー反応及び一組の反応種の挙動についての参照文献は:Thalhammer、F;Wallfahrer、U;Sauer、J、Tetrahedron Letters、1990、31(47)、6851−6854;Wijnen、JW;Zavarise、S;Engberts、JBFN、Journal Of Organic Chemistry、1996、61、2001−2005;Blackman、ML;Royzen、M;Fox、JM、Journal Of The American Chemical Society、2008、130(41)、13518−19)、R.Rossin、P.RenartVerkerk、SandraM.van den Bosch、R.C.M.Vulders、l.Verel、J.Lub、M.S.Robillard、Angew Chem Int Ed 2010、49、3375、N.K.Devaraj、R.Upadhyay、J.B.Haun、S.A.Hilderbrand、R.Weissleder、Angew Chem Int Ed 2009、48、7013、及びDevaraj et al.、Angew.Chem.Int.Ed.、2009、48、1−5を含む。
理解されるべきことは、広い意味で、本発明により、前記レトロディールスアルダーカップリング及び続く薬物活性化化学は、基本的に任意の分子、基又は部分の組に適用でき、これらは、プロドラッグ治療に使用され得るものである、ということである。即ち、かかる一組の1つは、ジエノフィル(トリガー)に結合される薬物を含むであろう。他の1つは、前記ジエノフィルとの反応で使用するための相補的ジエンであろう。
トリガー
プロドラッグは、Tとして示されるトリガー部分に、直接的に又は間接的に、結合されたDとして示される薬物を含み、前記トリガー部分はジエノフィルである。ジエノフィルは、広い意味で、8員環非芳香族性環アルケニレン部分(好ましくはシクロオクテン部分、及びより好ましくはトランス−シクロオクテン部分)である。
本発明において、1又は複数の薬物の放出は、TCOジエノフィルから生じるレトロディールスアルダー付加物の分子内環化/脱離反応によって引き起こされる。TCO上に存在する求核サイト(即ち、ジエノフィル、具体的には、このトリガー内のY基からの、上記参照)は、このTCOがアクチベータと反応し、rDA付加物を形成する後に、同じTCO上の求核サイト(具体的には、このトリガー内のX基からの)と反応する。TCOから生じるrDA付加物の部分、即ち、rDA付加物の8員環、は、rDA反応に先立つTCO内の8員環と比較して、異なる構造及び増加した立体配座的自由度を有し、求核反応を引き起こし得、それによって脱離基として薬物を放出する。求核サイト及び求電子サイトが、レトロディールスアルダー付加物内で近接近して集まるように、分子内環化/脱離反応が起こり、少ない歪ずみで、所望の構造を生み出す。さらに、環状構造の形成はまた、行われる分子内反応に関する駆動力になり得、したがって、脱離基の効果的な放出、即ち、薬物の放出にも寄与し得る。両方のサイトは、比較的リジッドな立体配座的に再歪められたTCO環により、そのような反応に関して不利に配置されるので、求核サイトと求電子サイトとの間の反応は起こらない又はレトロディールスアルダー反応に先立って比較的効果的でない。プロドラッグそれ自身は、それ自体としては比較的安定であり、放出は、アクチベータ及びプロドラッグが分子内反応にさらされるレトロディールスアルダー付加物内に到達し、結集した後だけに有利に働く。好ましい実施形態において、TCO環は、クラウン構造である。下記の例は、本発明に関連する放出機構を説明する。
上記例は、どのようにしてレトロディールスアルダー付加物内で分子内環化/脱離反応が、薬種の放出をもたらし得るかを説明する。rDA反応は、B及びCを製造するために互変異性化し得る、Aを製造する。構造体B及びCはまた、互いに互変異性化し得る(図示しない)。rDA生成物A、B及びCは、分子内で環化し、結合した薬物を放出し、任意に酸化し得て生成物Gを形成する、構造体D、E及びFを提供する。水中でのAのB及びCへの互変異性化は非常に速い(数秒のオーダ内)ので、発明者らの考えでは、薬物放出は、主に構造体B及びCから起こる。しかし、実際には、(安定な)環状構造を形成することなく、求核サイトは、求電子サイトへの求核攻撃、続く薬物放出によって薬種を放出する際に補助するということもあり得る。この場合、例えば、環状構造は、短命であり、不安定であり、求核サイトの再形成で崩壊するので、環状でない構造が形成され、求核サイトは失われた部分がないままである。いかなる場合において、プロセスが考えられるどのような方法でも、薬種(ここでは、アルコール「薬物−OH」)は、レトロディールスアルダー付加物から効果的に追い出され、一方、単独でプロドラッグからは追い出されない。
理論に制限されることを望むことなく、上記例は、どのように立体障害及び結果としてのTCOトリガー内の求核及び求電子サイトの好ましくない配置が解放され、rDA付加物形成に続き、脱離/環化反応及び薬物の放出につながるかを説明する。
TCO上の求核サイトに関して、人は、前記サイトが、(人間の)体の中に存在し得る条件下で、例えば、pH=約7.4生理的条件で又は例えばpH値が7.4より小さくなり得る悪性組織内で普及する条件で、求核試薬として作用可能である必要があるということを考えなければならない。好ましい求核試薬は、アミン、チオール又はアルコール基であり、これらは一般的に、本来最も求核性であり、したがって、最も効果的である。
本発明において、TCOは、次の式(1a)を満たす:
(1a)
実施形態1において、結合PQ, QP, QX, XQ, XZ, ZX, ZY, YZ, YA, AYの1つは、−CR−CR−から構成され、残基(A,Y,Z,X,Q,Pからの)は、各々独立して、CR , S, O, SiR であり、P及びAは、CR であり、非隣接ペアの原子は、O−O, O−Sからなる群から選択されてあり、もし存在する場合は、Siは、CR or Oに隣接する。
は、O−C(O)−(L−(D), S−C(O)−(L−(D), O−C(S)−(L−(D), S−C(S)−(L−(D), NR−C(O)−(L−(D), NR−C(S)−(L−(D)であり,その場合Yは、NHR, OH, SHである;又は、XはC(O)−(L−(D), C(S)−(L−(D)であり、その場合Yは、CR NHR, CR OH, CR SH, NH−NH, O−NH, NH−OHである。
好ましくは、Xは、NR−C(O)−(L−(D)であり、YはNHRである。
この実施形態1において、X及びY基は、互いに関連してシス又はトランスに配置されても良く、TCO上の位置に依存して、シス又はトランスが好まれる:もしPQ, QP, AY又はYAが−CR−CR−であるなら、その時、X及びYは、好ましくは互いに関連してトランスで配置される;もしZX又はXZが−CR−CR−であるなら、その時、X及びYは、好ましくは、互いに関連してシスで配置される。
実施形態2において、AはCRであり、ZはCRである、又は、ZはCRであり、AはCRである、又は、PはCRであり、XはCRである、又はXはCRであり、PはCRである、そして、X及びYは、互いに関連してトランス型(trans conformation)に配置され、残基(A,Y,Z,X,Q,Pからの)は、互いに独立して、CR , S, O, SiR であり、P及びAは、CR であり、非隣接ペアの原子は、O−O, O−S及びS−Sからなる群から選択されてあり、もし存在するならSiは、CR 又はOに隣接し;XはO−C(O)−(L−(D), S−C(O)−(L−(D), O−C(S)−(L−(D), S−C(S)−(L−(D), NR−C(O)−(L−(D), NR−C(S)−(L−(D)であり、その場合、YはNHR, OH, SH, CR NHR, CR OH, CR SH, NH−NH, O−NH, NH−OHであり、又は、XはCR −O−C(O)−(L−(D), CR −S−C(O)−(L−(D), CR −O−C(S)−(L−(D), CR −S−C(S)−(L−(D), CR −NR−C(O)−(L−(D), CR −NR−C(S)−(L−(D)であり、その場合、YはNHR, OH, SHであり、又は、XはC(O)−(L−(D), C(S)−(L−(D)であり、その場合、YはCR NHR, CR OH, CR SH, NH−NH, O−NH, NH−OHである。
好ましくは、Xは、NR−C(O)−(L−(D)であり、YはNHRである。
実施形態3において、AはCRであり、P, Q, X, Zの1つはCRである、又は、PはCRであり、A, Y, Z, Xの1つはCRである、又は、YはCRであり、X又はPはCRである、又は、QはCRであり、Z又はAはCRである、又は、Z又はXのいずれか一方がCRであり、A又はPがCRであり、X及びYは、田がいい関連してトランス型で配置され、残基(A,Y,Z,X,Q,Pからの)は、各々独立して、CR , S, O, SiR であり、P及びAは、are CR であり、非隣接ペアの原子は、O−O, O−S及びS−Sからなる群から選択されてあり、もし存在するならSiは、CR or Oに隣接する。
は、(O−C(O))−(L−(D), S−C(O)−(L−(D), O−C(S)−(L−(D), S−C(S)−(L−(D)であり; Yは、CR NHR, CR OH, CR SH, NH−NH, O−NH, NH−OHであり;pは0又は1である。
好ましくは、X is (O−C(O))−(L−(D)であり、pは1で、YはCR NHRである。
実施形態4において、PはCRであり、YはCRである又はAはCRであり、QはCRである、又は、QはCRであり、AはCRである、又は、YはCRであり、PはCRである、そして、X及びYは、互いに関連して、トランス型で配置され;残基(A,Y,Z,X,Q,Pからの)は、各々独立して、CR , S, O, SiR であり、P及びAはCR であり、非隣接ペアの原子は、O−O, O−S及びS−Sからなる群から選択されてあり、もし存在するならSiは、CR 又はOに隣接する。
は、(O−C(O))−(L−(D), S−C(O)−(L−(D), O−C(S)−(L−(D), S−C(S)−(L−(D)であり;YはNHR, OH, SHであり; pは0又は1である。
好ましくはXは(O−C(O))−(L−(D)であり、pは1で、YはNHRである。
実施形態5において、YはYであり、PはCRである、又は、QはYであり、AはCRである;残基(A,Y,Z,X,Q,Pからの)は、各々独立して、CR , S, O, SiR であり、P及びAはCR であり、非隣接ペアの原子は、O−O, O−S及びS−Sからなる群から選択されてあり、もし存在するならSiは、CR or Oに隣接する。
は、(O−C(O))−(L−(D), S−C(O)−(L−(D), O−C(S)−(L−(D), S−C(S)−(L−(D), NR−C(O)−(L−(D), NR−C(S)−(L−(D), C(O)−(L−(D), C(S)−(L−(D)であり;YはNHであり; pは0又は1である。
好ましくは、XはNR−C(O)−(L−(D)又は(O−C(O))−(L−(D)であり、pは0又は1である。
実施形態6において、YはYであり、P又はQはXである、又は、QはYであり、A又はYはXである;残基(A,Y,Z,X,Q,Pからの)は、各々独立して、CR , S, O, SiR であり、P及びAはCR であり、非隣接ペアの原子は、O−O, O−S及びS−Sからなる群から選択されてあり、もし存在するならSiは、CR 又はOに隣接する。
は、N−C(O)−(L−(D), N−C(S)−(L−(D)であり;YはNHであり;好ましくはXはN−C(O)−(L−(D)である。
T、Fは各々独立して、H又はアルキル, F, Cl, Br又はIからなる群から選択される置換基を意味する。(Lは、nが0又は1の必要に応じたリンカーであり、直鎖的に及び/又は分岐して配置された複数の部分を含み得る。Dは、1又は複数の治療的部分又は薬物であり、好ましくは、S, N, NH又はOを介して結合され、これらの原子は、前記治療的部分の一部である。
好ましい実施形態において、式(1A)のTCOは、全て炭素環である。他の好ましい実施態様では、前記式(1a)のTCOはヘテロ環炭素環であり、前記環に1又は2の酸素原子、好ましくは1つの酸素原子を含む。
好ましくは、DがT又はLにNHを介して結合される場合、このNHはDからの一級アミン(−NH)残基であり、及びDがNを介して結合される場合には、前記NはDからの二級アミン(−NH−)残基である。同様に、好ましくは、DがO又はSを介して結合される場合には、前記O又はSは、それぞれ、Dからのヒドロキシル(−OH)残基又はスルフヒドリル(−SH)残基である。
さらに好ましくは、Dに含まれる前記S、N、NH、又はO部分がDの脂肪族性又は芳香族性炭素に結合されている。
好ましくはLがTにNHを介して結合される場合、このNHはLからの一級アミン(−NH)残基であり、及びLを介して結合されている場合には、このNはLからの二級アミン(−NH−)残基である。同様に、好ましくは、LがO又はSを介して結合される場合には、前記O又はSは、それぞれ、Lからのヒドロキシル(−OH)残基又はスルフヒドリル(−SH)残基である。さらに好ましくは、Lに含まれる前記S、N、NH、又はO部分がDの脂肪族性又は芳香族性炭素に結合されている。
本発明においてリンカーLが参照される場合、これは自壊性であるか又はそうでないか、又はそれらの組み合わせであり得るものであり、及び複数の自壊性ユニットからなることができる。さらに明確にする方法で、p=0及びn=0である場合、薬物Dは直接前記脱離反応の脱離基を構成し、及びp=0及びn=1の場合、前記自壊性リンカーは前記脱離反応の脱離基を構成する。リンカーLと薬物Dの結合位置及び方法は当業者に知られている(例えば、Papot et al、Anti−Cancer Agents in Medicinal Chemistry、2008、8、618−637を参照)。それにもかかわらず、自壊性リンカーLの典型的な、限定的ではない例はベンジル誘導体であり例えば以下に示される。右側に、複数のユニットを持つ自壊性リンカーが示され、このリンカーは、COと4−アミノベンジルアルコールに分解するだけでなく、また1、3−ジメチルイミダゾリジン−2−オンユニットへ分解する。
前記自壊性リンカーLのベンジル基を、好ましくは2−及び/又は6−位置上で、置換することにより、分子内環化/脱離反応における立体効果及び/又は電子的効果のいずれかによって引き起こされる、薬種Dの放出速度を調整することが可能となり得る。そのような置換ベンジル−誘導体を準備するための合成法は、当業者に知られている(例えばGreenwald et al, J. Med. Chem., 1999, 42, 3657−3667 and Thornthwaite et al, Polym. Chem., 2011, 2, 773−790参照)。種々の放出速度を有する置換ベンジル−誘導体のいくつかの例が下記に示される。
前記示される各々のRは独立して、H, アルキル, アリール, OR’, SR’, S(=O)R’’’, S(=O)R’’’, S(=O)NR’R’’, Si−R’’’, Si−O−R’’’, OC(=O)R’’’, SC(=O)R’’’, OC(=S)R’’’, SC(=S)R’’’, F, Cl, Br, I, N, SOH, SOH, SOH, POH, POH, NO, NO, CN, OCN, SCN, NCO, NCS, CF, CF−R’, NR’R”, C(=O)R’, C(=S)R’, C(=O)O−R’, C(=S)O−R’, C(=O)S−R’, C(=S)S−R’, C(=O)NR’R”, C(=S)NR’R’’, NR’C(=O)−R’’’, NR’C(=S)−R’’’, NR’C(=O)O−R’’’, NR’C(=S)O−R’’’, NR’C(=O)S−R’’’, NR’C(=S)S−R’’’, OC(=O)NR’−R’’’, SC(=O)NR’−R’’’, OC(=S)NR’−R’’’, SC(=S)NR’−R’’’, NR’C(=O)NR”−R’’, NR’C(=S)NR”−R’’, CR’NR’’であり、各々のR’及び各々のR’’は独立して、H、アリール又はアルキルであり、R’’’は独立してアリール又はアルキルであり;
前記示される各々のRは独立して、H, アルキル, アリール, O−アルキル, O−アリール, OHからなる群から選択され;
前記示される各々のRは独立して、H, C1−6アルキル及びC1−6アリールから選択され;
2以上のR部分は共に環を形成し得;
好ましくは、各々のRは独立して、H、アルキル、O−アルキル、O−アリール、OH、C(=O)NR’R’’、NR’C(=O)−R’’’からなる群から選択され、R’及びR’’は各々独立してH、アリール又はアルキルであり、R’’’は独立してアルキル又は又はアリールである。
前記全ての実施態様で、場合によりA、P、Q、Y、X、及びZ又はその置換体、又は又は自壊性リンカーL、又は薬物Dのひとつは、場合によりスペーサーSを介して1又は複数の標的化試薬T又はマスキング試薬Mに結合される。
上述されたTCOの合成は当業者には十分利用可能なものである。これはまた、前記歪のあるシクロアルケン環で1又は複数のヘテロ元素を有するTCOについても明示的に保持される。これについては参照文献を参照すること(Cere et al.Journal of Organic Chemistry 1980、45、261及びPrevost et al.Journal of the American Chemical Society 2009、131、14182)。
更に好ましい実施形態において、ジエノフィルは、次の構造から選択される化合物である:
波線は、結合されたD、L−Dの残りであり、場合によりT又はS−T又はM又はS−Mを含む。
代替的な実施形態において、ジエノフィルは、次の構造から選択される化合物である:
波線は、結合されたD、L−Dの残りであり、場合によりT又はS−T又はM又はS−Mを含む。
キャリアとしてのTCOの使用
本発明はまた、全ての実施形態において、式(1a)を満たすトランス−シクロオクテンの、治療用化合物のキャリアとしての使用を含む。トランスシクロオクテンは、上述されるように、広い意味でTCOとして記載されており、好ましくは全ての炭素環又は1又は2のヘテロ原子を含む。治療用化合物は、薬物又はその他の化合物又は治療応用を有することが意図されている部分である。本発明のこの側面に係るキャリアとしてのTCOの使用は、治療用化合物の治療活性とは関連しない。実際に、また、治療用化合物が薬物として開発されることが意図される薬物質である場合、多くの場合には実際には失敗し得るものであるが、キャリアとしてのTCOの応用は、薬物の試験において有用である。この意味で、キャリアの許容性でのTCOは、医薬賦形剤と同様であると考えられ、薬物を被験者に導入する場合にキャリアとして作用する。
キャリアとしてのTCOの使用は、ジエン、具体的にはテトラジンとの生体直交型反応を開始する部分により担持された薬物の、被験者への投与を可能にするという利点を有する。これは、身体へと担持された薬物の運命に影響を与えるためだけでなく、その運命に続いて(例えば、続いてラベル化ジエンをそれと反応させることが可能になることによって)又はその運命を変化させる(例えば、pK変性剤をそれと結合させることが可能になることによって)ための強力なツールを提供することとなる。これは全て、上述されたrDA反応内で、ジエンをTCOと反応させる可能性に基づいている。キャリアは、以下十分に説明されるように、TCOから治療化合物の放出を引き起こすために、好ましくは、以下説明するアクチベータと反応する。
アクチベータ
アクチベータは、生体直交型反応基を含み、このアクチベータの生体直交型反応基はジエンである。このジエンは、他の生体直行型反応基、トリガー、ここではジエノフィルと反応する(上記参照)。アクチベータのジエンは、レトロディールスアルダー付加物を与える、レトロディールスアルダー反応に続く、ディールスアルダーシクロ付加反応を経る、トリガーのジエノフィルとの反応を可能にするように選択される。この中間的付加物は、その後、1以上の薬物を放出するが、この薬物放出は、レトロディールスアルダー付加物の特定の分子構造に関連する、種々の環境や条件下で引き起こされ得る。
ジエン
当業者は、レトロディールスアルダー反応で活性であるジエンの効果(wealth)に気付く。アクチベータ内に含まれるジエンは、テトラジン(本発明に係る好ましいアクチベータである)等の第3の二重結合を含む環構造の部分であり得る。
一般的にアクチベータは、少なくとも2つの共役二重結合を含むヘテロ環部分を含む分子である。
好ましいジエンは、式(2)−(4)で参照される、下記に示される。
式(2)において、Rは、H, アルキル, アリール, CF, CF−R’, OR’, SR’, C(=O)R’, C(=S)R’, C(=O)O−R’, C(=O)S−R’, C(=S)O−R’, C(=S)S−R’’, C(=O)NR’R’’, C(=S)NR’R’’, NR’R’’, NR’C(=O)R’’, NR’C(=S)R’’, NR’C(=O)OR’’, NR’C(=S)OR’’, NR’C(=O)SR’’, NR’C(=S)SR’’, NR’C(=O)NR’’R’’, NR’C(=S)NR’’R’’からなる群から選択され、各々のR’及び各々のR’’は、独立して、H, アリール又はアルキルであり;A及びBは、各々独立して、アルキル−置換炭素、アリール置換炭素、窒素、N、NRからなる群から選択され、Rはアルキルであり、但しA及びBは共に炭素ではない;Xは、O, N−アルキル及びC=Oからなる群から選択され、YはCRであり、Rは、H, アルキル, アリール, C(=O)OR’, C(=O)SR’, C(=S)OR’, C(=S)SR’, C(=O)NR’R’’からなる群から選択され、R’及びR’’は、各々独立してH, アリール又はアルキルである。
シクロオクテンに関する反応相手として具体的に適切なジエンは、式(3)で与えられ、ここで、R及びRは、各々独立して、H, アルキル, アリール, CF, CF−R’, NO, OR’, SR’, C(=O)R’, C(=S)R’, OC(=O)R’’’, SC(=O)R’’’, OC(=S)R’’’, SC(=S)R’’’, S(=O)R’, S(=O)R’’’, S(=O)NR’R’’, C(=O)O−R’, C(=O)S−R’, C(=S)O−R’, C(=S)S−R’, C(=O)NR’R’’, C(=S)NR’R’’, NR’R’’, NR’C(=O)R’’, NR’C(=S)R’’, NR’C(=O)OR’’, NR’C(=S)OR’’, NR’C(=O)SR’’, NR’C(=S)SR’’, OC(=O)NR’R’’, SC(=O)NR’R’’, OC(=S)NR’R’’, SC(=S)NR’R’’, NR’C(=O)NR’’R’’, NR’C(=S)NR’’R’’からなる群から選択され、各々のR’及び各々のR’’は、独立してH, アリール又はアルキルであり、R’’’は独立してアリール又はアルキルであり;AはN−アルキル, N−アリール, C=O, and CN−アルキルからなる群から選択され;BはO又はSであり;Xは、N, CH, C−アルキル, C−アリール, CC(=O)R’, CC(=S)R’, CS(=O)R’, CS(=O)R’’’, CC(=O)O−R’, CC(=O)S−R’, CC(=S)O−R’, CC(=S)S−R’, CC(=O)NR’R’’, CC(=S)NR’R’’からなる群から選択され、R’及びR’’は各々独立して、H, アリール又はアルキルであり、R’’’は独立してアリール又はアルキルであり;Yは、CH, C−アルキル, C−アリール, N, and Nからなる群から選択される。
シクロオクテンに関する反応相手として具体的に適切な他のジエンは、ジエン(4)であり、ここで、R及びRは、各々独立して、H, アルキル, アリール, CF, CF−R’, NO, NO, OR’, SR’, CN, C(=O)R’, C(=S)R’, OC(=O)R’’’, SC(=O)R’’’, OC(=S)R’’’, SC(=S)R’’’, S(=O)R’, S(=O)R’’’, S(=O)OR’, POR’R’’, S(=O)NR’R’’, C(=O)O−R’, C(=O)S−R’, C(=S)O−R’, C(=S)S−R’, C(=O)NR’R’’, C(=S)NR’R’’, NR’R’’, NR’C(=O)R’’, NR’C(=S)R’’, NR’C(=O)OR’’, NR’C(=S)OR’’, NR’C(=O)SR’’, NR’C(=S)SR’’, OC(=O)NR’R’’, SC(=O)NR’R’’, OC(=S)NR’R’’, SC(=S)NR’R’’, NR’C(=O)NR’’R’’, NR’C(=S)NR’’R’’からなる群から選択され、各々のR’及び各々のR’’は、独立して、H, アリール又はアルキルであり、R’’’は、独立して、アリール又はアルキルであり;Aは、N, C−アルキル, C−アリール及びNからなる群から選択され; BはNであり; Xは、N, CH, C−アルキル, C−アリール, CC(=O)R’, CC(=S)R’, CS(=O)R’, CS(=O)R’’’, CC(=O)O−R’, CC(=O)S−R’, CC(=S)O−R’, CC(=S)S−R’, CC(=O)NR’R’’, CC(=S)NR’R’’からなる群から選択され、R’及びR’’は、各々独立して、H, アリール又はアルキルであり、R’’’は、独立して、アリール又はアルキルであり; Yは、CH, C−アルキル, C−アリール, N,及びNからなる群から選択される。
本発明によると、特に有用なジエンは、各々、式(5)、(6)及び(7)で与えられる、1,2−ジアジン、1,2,4−トリアジン及び1,2,4,5−テトラジン誘導体である。
1,2−ジアジンは、(5)で与えられ、ここで、R及びRは、各々独立して、H, アルキル, アリール, CF, CF−R’, NO, OR’, SR’, C(=O)R’, C(=S)R’, OC(=O)R’’’, SC(=O)R’’’, OC(=S)R’’’, SC(=S)R’’’, S(=O)R’, S(=O)R’’’, S(=O)NR’R’’, C(=O)O−R’, C(=O)S−R’, C(=S)O−R’, C(=S)S−R’, C(=O)NR’R’’, C(=S)NR’R’’, NR’R’’, NR’C(=O)R’’, NR’C(=S)R’’, NR’C(=O)OR’’, NR’C(=S)OR’’, NR’C(=O)SR’’, NR’C(=S)SR’’, OC(=O)NR’R’’, SC(=O)NR’R’’, OC(=S)NR’R’’, SC(=S)NR’R’’, NR’C(=O)NR’’R’’, NR’C(=S)NR’’R’’からなる群から選択され、各々のR’及び各々のR’’は、独立して、H, アリール又はアルキルであり、R’’’は独立して、アリール又はアルキルであり、;X及びYは、各々独立して、O, N−アルキル, N−アリール, C=O, CN−アルキル, CH, C−アルキル, C−アリール, CC(=O)R’, CC(=S)R’, CS(=O)R’, CS(=O)R’’’, CC(=O)O−R’, CC(=O)S−R’, CC(=S)O−R’, CC(=S)S−R’, CC(=O)NR’R’’, CC(=S)NR’R’’からなる群から選択され、R’及びR’’は、各々独立して、H, アリール又はアルキルであり、R’’’は、独立して、アリール又はアルキルであり、X−Yは、痰結合又は二重結合であっても良く、X及びYは、6員環ジアジンから離れた第2の環に結合されていても良い。好ましくは、X−Hがエステル基(X=O及びY=C=O;X−Yは単結合)又はX−Yシクロアルカン基を表し(X=CR’及びY=CR’’であり;X−Yは単結合であり;R’及びR’’は結合されている)、好ましくはシクロプロパン環であり、R’及びR’’は、1,2−ジアジンの外側で第1の炭素で互いに結合されている。
前記1,2,4−トリアジンは、(6)で与えられ、ここで、R及びRは、互いに独立して、H,アルキル,アリール,CF,CF−R’,NO,OR’,SR’,C(=O)R’,C(=S)R’,OC(=O)R’’’,SC(=O)R’’’,OC(=S)R’’’,SC(=S)R’’’,S(=O)R’,S(=O)R’’’,S(=O)NR’R’’,C(=O)O−R’,C(=O)S−R’,C(=S)O−R’,C(=S)S−R’,C(=O)NR’R’’,C(=S)NR’R’’,NR’R’’,NR’C(=O)R’’,NR’C(=S)R’’,NR’C(=O)OR’’,NR’C(=S)OR’’,NR’C(=O)SR’’,NR’C(=S)SR’’,OC(=O)NR’R’’,SC(=O)NR’R’’,OC(=S)NR’R’’,SC(=S)NR’R’’,NR’C(=O)NR’’R’’,NR’C(=S)NR’’R’’からなる群から選択され,各々のR’及び各々のR’’は独立して,H,アリール又はアルキルであり,R’’’は独立して,アリール又はアルキル又はであり;Xは,CH,C−,C−アリール,CC(=O)R’,CC(=S)R’,CS(=O)R’,CS(=O)R’’’,CC(=O)O−R’,CC(=O)S−R’,CC(=S)O−R’,CC(=S)S−R’,CC(=O)NR’R’’,CC(=S)NR’R’’からなる群から選択され,R’及びR’’は各々独立して、H,アリール又はアルキルであり、R’’’は独立してアリール又はアルキルである。
1,2,4,5−テトラジンは(7)で与えられ、ここでR及びRは、各々独立して、H,アルキル,アリール,CF,CF−R’,NO,NO,OR’,SR’,CN,C(=O)R’,C(=S)R’,OC(=O)R’’’,SC(=O)R’’’,OC(=S)R’’’,SC(=S)R’’’,S(=O)R’,S(=O)R’’’,S(=O)OR’,POR’R’’,S(=O)NR’R’’,C(=O)O−R’,C(=O)S−R’,C(=S)O−R’,C(=S)S−R’,C(=O)NR’R’’,C(=S)NR’R’’,NR’R’’,NR’C(=O)R’’,NR’C(=S)R’’,NR’C(=O)OR’’,NR’C(=S)OR’’,NR’C(=O)SR’’,NR’C(=S)SR’’,OC(=O)NR’R’’,SC(=O)NR’R’’,OC(=S)NR’R’’,SC(=S)NR’R’’,NR’C(=O)NR’’R’’,NR’C(=S)NR’’R’’からなる群から選択され,各々のR’及び各々のR’’は独立して、H、アリール又はアルキルであり、R’’’は独立してアリール又はアルキルである。
電子不足1,2−ジアジン(5)、1,2,4−トリアジン(6)又は1,2,4,5−テトラジン(7)は、特に興味があり、かかるジエンは、一般的には、ジエノフィルに対して、より高い反応性を有するからである。ジ−、トリ−又はテトラアジンは、それらが一般的に電子供与体とはされない基又は部分で置換されるか、又は、電子吸引基で置換される場合に、電子不足である。例えば、R及び/又はRは、H, アルキル, NO, F, Cl, CF, CN, COOR, CONHR, CONR, COR, SOR, SOOR, SONR, PO, NO, 2−ピリジル, 3−ピリジル, 4−ピリジル, 2,6−ピリミジル, 3,5−ピリミジル, 2,4−ピリミジル, 2,4 イミダジル(imidazyl), 2,5 イミダジル又はフェニルからなる群から選択され、 場合により、NO, F, Cl, CF, CN, COOR, CONHR, CONR, COR, SOR, SOOR, SONR2, PO, NO, Ar等の1又は複数の電子吸引基で置換され、ここでRは、H又はアルキルであり、Arは芳香族性基であり、特にフェニル、ピリジル又はナフチルである。
式(7)の1,2,4,5−テトラジンは、アクチベータジエンとして最も好ましく、というのは、これらの分子は、一般的に、好ましいTCOジエノフィル等のジエノフィルとのレトロディールスアルダー反応において、最も反応性が高いからであり、たとえR及び/又はR基が必ずしも電子吸引性でない場合であっても、たとえR及び/又はRが実際に電子供与性であってもである。電子供与基は、例えば、OH, OR’, SH, SR’, NH, NHR’, NR’R’’, NHC(=O)R’’, NR’C(=O)R’’, NHC(=S)R’’, NR’C(=S)R’’, NHSOR’’, NR’SOR’’であり、ここでR’及びR’’は、各々独立して、アルキル又はアリール基である。他の電子供与基の例は、前記リストで記載されるような、1又は複数の電子供与基で置換されたフェニル基であり、特に、前記フェニル基の2−,4−及び/又は6−位置で置換される場合である。
本発明によると、2つの電子吸引残基を有する1,2,4,5−テトラジン、又は、1つの電子吸引基を有し、電子吸引でも電子供与でもない1つの残基を有する1,2,4,5−テトラジンは、電子不足と呼ばれる。同様に、2つの電子供与残基を有する1,2,4,5−テトラジン、又は、1つの電子供与残基を有し、電子吸引でも電子供与でもない1つの残基を有する1,2,4,5−テトラジンは、電子不足と呼ばれる。共に電子吸引でも電子供与でもない2つの残基を有する1,2,4,5−テトラジン、又は、1つの電子吸引残基と1つの電子供与残基とを有する1,2,4,5−テトラジンは、電子不足でも電子十分でもない。
1,2,4,5−テトラジンは、実際は、非対称的でも対称的でも良く、即ち、式(7)におけるR及びR基は、各々、異なる基であっても良いし、同一の基であっても良い。対称的な1,2,4,5−テトラジンは、これらのアクチベータが、合成法を介してより容易に入手可能であるので、より便利である。
我々は、脱離プロセスを介してプロドラッグからモデル医薬化合物(例えばフェノール)を放出するアクチベータとしての能力に関して、いくつかの1,2,4,5−テトラジンを試験し、電子不足、電子十分又は電子不足でも電子十分でもないテトラジンが、薬物放出を導くことが可能であることを見出した。さらに、対称的テトラジン及び非対象的テトラジン両方が、効果的であった。
電子不足1,2,4,5−テトラジン及び電子不足でも電子十分でもない1,2,4,5−テトラジンは、一般的に、ジエノフィル(TCOs等)とのレトロディールスアルダー反応において、より反応性が高く、これら2分類の1,2,4,5−テトラジンは、電子十分の1,2,4,5−テトラジンに対して好ましく、これは、たとえ後者がプロドラッグ内で薬物放出を導くことが可能であってもである。
したがって、特に有益なテトラジン誘導体は、電子不足テトラジン、即ち、一般的に電子供与性として適用しない基又は部分で置換され、好ましくは、電子吸引置換基を有さない、テトラジンである。式(7)を参照すると、電子不足テトラジンに関して、R及びRは、各々独立して、2−ピリジル, 3‐ピリジル, 4−ピリジル, 2,6−ピリミジル, 3,5−ピリミジル, 2,4−ピリミジル又はフェニルからなる群から選択された置換基を意味し、場合により、NO, F, Cl, CF, CN, COOH, COOR, CONH, CONHR, CONR, CHO, COR, SOR, SOOR, NO, Ar等の1つ又は複数の電子吸引基で置換され、ここでRは、C−C アルキルであり、Arは、具体的にはフェニル、ピリジル又はナフチルの芳香族基を意味する。
式(2)−(7)の各々にかかる化合物において、R及びR基は、更にここで述べられる適切なリンカー又はスペーサー部分を有し得る。
次のパラグラフにおいて、1,2,4,5−テトラジンアクチベータの特定の例が、式(7)内のR及びR残基を定義することによって、強調される。
電子吸引残基を有する対称的電子不足1,2,4,5−テトラジンは、例えば、R = R = H, 2−ピリジル, 3−ピリジル, 4−ピリジル, 2,4−ピリミジル, 2,6−ピリミジル, 3,5−ピリミジル, 2,3,4−トリアジル又は2,3,5−トリアジルを有するものである。他の例は、R=R=フェニルの場合であって、COOH又はCOOMeカルボキシレート、又はCNニトリル又はCONH、CONHCH又はCON(CHアミド、又はSOH又はSONaスルホネート、又はSONH、SONHCH又はSON(CHスルホンアミド、又はPO又はPONaホスホネート置換基を、フェニル基の2−、3−又は4−位置、又はフェニル基の3−及び5−位置、又は2−及び4−位置、又は2、−及び6−位置に持つ、フェニル基であるものである。他の置換基のパターンも可能であり、テトラジンが対称的である限り、種々の置換基の使用を含む。これらの構造のいくつかの例に関して下記を参照。
電子供与残基を有する対称的電子十分1,2,4,5−テトラジンは、例えば、R = R = OH, OR’, SH, SR’, NH, NHR’, NR’, NH−CO−R’, NH−SO−R’, NH−SO−R’, 2−ピリル(pyrryl), 3−ピリル, 2−チオフェン, 3−チオフェンを有するものであり、ここでR’は、メチル、エチル、フェニル又はトルイル基である。他の例は、R = R = フェニルを有するものであり、ここでフェニルは、OH, OR’, SH, SR’, NH, NHR’, NR’, NH−CO−R’, NR’’−CO−R’, NH−SO−R’又はNH−SO−R’置換基を有し、ここでR’は、メチル、エチル、フェニル又はトルイル基であり、R’’は、メチル又はエチル基であり、前記の置換は、2−又は3−又は4−又は2−及び3−又は2−及び4−又は2−及び5−又は2−及び6−又は3−及び4−又は3−及び5−又は3−, 4−及び5−位置でされたものである。これらの構造のいくつかの例に関して下記を参照。
電子吸引残基も電子供与残基も有さない対称的1,2,4,5−テトラジンは、例えば、R = R = フェニル, メチル, エチル, (イソ)プロピル, 2,4−イミダジル, 2,5−イミダジル, 2,3−ピラジル又は3,4−ピラジルを有するものである。他の例は、R=R=ヘテロ(芳香族性)環を持つものであり、例えばオキサゾール、イソオキサゾール、チアゾール又はオキサゾリン環である。他の例は、R = R = フェニルを有するものであり、このフェニルは、COOH, COOMe, CN, CONH, CONHCH, CON(CH, SOH, SONa, SONH, SONHCH, SON(CH, PO or PONaから選択される1つの電子吸引性置換基と、OH, OR’, SH, SR’, NH, NHR’, NR’, NH−CO−R’, NR’’−CO−R’, NH−SO−R’又はNH−SO−R’置換基から選択される1つの電子供与性置換基と、を有し、ここで、R’は、メチル、エチル、フェニル又はトルイル基であり、R’’は、メチル又はエチル基である。置換基は、2−及び3−, 2−及び4−, 2−及び5−, 2−及び6, 3−及び4−, 並びに3−及び5−位置でなされ得る。更に他の例は、R = R =ピリジル又はピリミジル部分であり、1つの電子供与性置換基が、OH, OR’, SH, SR’, NH, NHR’, NR’, NH−CO−R’, NR’’−CO−R’, NH−SO−R’又はNH−SO−R’置換基から選択され、ここでR’は、メチル、エチル、フェニル又はトルイル基であり、R’’は、メチル又はエチル基である。いくつかの例に関して下記を参照。
非対称的1,2,4,5−テトラジンが考慮される場合には、所与のR及びR残基の任意の組み合わせを選択しても良く、これらは、式(7)による対称的テトラジンについて強調され、列記されているものである。ただし、もちろん、R及びRは異なっている。好ましい非対称的1、2、4、5−テトラジンは、実際は、少なくとも1つの残基R又はRが電子吸引性である。いくつかの例示構造が下記に示されている。
アクチベータに関する更なる考察
上記において、アクチベータは、本発明のどちらの2つの好ましい実施形態に関しても述べられ、定義されており、両方の実施形態に関して、1,2−ジアジン、1,2,4−トリアジン及び1,2,4,5−テトラジン、具体的には1,2,4,5−テトラジンが好ましいジエンアクチベータである。下記において、アクチベータのいくつかの関連する特徴が強調され、ここで全ての特定の用途に関して正しいアクチベータ剤を設計するために、多くの選択肢があるということが明らかになるであろう。
本発明によると、アクチベータ、例えば1,2,4,5−テトラジンは、有用で有益な、薬理学的及び薬物動態的特性を有し、これは次のことを意味する。即ち、アクチベータは、非毒性又は少なくとも十分に低い毒性であり、また十分に低い毒性である代謝物を生成し、生理的溶液に十分溶解性であり、薬学的に通常使用される水性又は他の処方で使用でき、及び、適切なlogD値を有する(ここで、この値は、生理的pHでのアクチベータ分子の親水性/疎水性バランスを反映する)、ということである。当該技術分野で知られているように、logD値は、負(親水性分子)又は正(疎水性分子)であり得るが、ここでlogD値がより低い又はより高いと、各々、その分子はより親水性又はより疎水性となる。logD値は、大抵の分子に関してかなり正確に予測することができ、アクチベータのlogDは、その設計において、極性又は非極性基を付加すること又は除くことによって調整することができる。以下、計算されたlogD値(pH=7.4)に対応するいくつかのアクチベータ設計について示す。留意すべきことは、メチル、シクロアルキレン、ピリジン、アミン、アルコール又はスルホネート基を加えること、又はフェニル基を除くことは、logD値を変更し、非常に広い範囲のlogD値を得ることを可能にする、ということである。
与えられたlogD数は、加重方法から、「VG」(Viswanadhan, V. N.; Ghose, A. K.; Revankar, G. R.; Robins, R. K., J. Chem. Inf. Comput. Sci., 1989, 29, 163−172)、「KLOP」(Klopman, G.; Li, Ju−Yun.; Wang, S.; Dimayuga, M.: J.Chem.Inf.Comput.Sci., 1994, 34, 752)及び「PHYS」(PHYSPROP(C)データベース)法を等しく重視して、0.1MのNa/KCl中で水溶液に基づいて計算された。
本発明に係るアクチベータは、プロドラッグに適切な反応性を有し、これは、ジエン、特に1,2,4,5−トリアジンを十分に電子不足にすることによって管理され得る。十分な反応性は、アクチベータがプロドラッグに到達するとすぐに、プロドラッグとの迅速なレトロディールスアルダー反応が生じることを保証する。
本発明に係るアクチベータは、優れた生体利用性を有し、これは、意図された目的を実行するために、(ヒト)身体内で利用可能であることを意味し;プロドラッグが第1ターゲットに効果的に到達することを意味する。したがって、アクチベータは、非標的でない血液成分又は組織に大きくとどまらない。アクチベータは、血液中に存在するアルブミンタンパク質へと結合するように設計され得るが(当該分野で知られているように、血液循環時間を増加させるために)、同時にプロドラッグに到達することが可能な血液流から効果的に放出されるべきである。したがって、血液結合及び血液放出は、適切にバランスされるべきである。アクチベータの血液循環時間は、アクチベータの分子量を大きくすることによって増加され得る。例えば、アクチベータにポリエチレングリコール(PEG)基を付加することによって(ペグ化)。または、アクチベータのPK/PDが、アクチベータに、ポリマー、タンパク質、(短い)ペプチド、炭水化物等の他の部分を共役させることで、変更され得る。
本発明に係るアクチベータは、マルチマー性であっても良く、複数のジエン部分が、分子足場(scaffold)、特に例えば多官能性分子、炭水化物、ポリマー、デンドリマー、タンパク質又はペプチドに結合され得、ここでこれらの足場は、好ましくは水溶性である。使用され得る足場の例は、(多官能性)ポリエチレングリコール、ポリ(プロピレンイミン)(PPI)デンドリマー、PAMAMデンドリマー、グリコール系デンドリマー、ヘパリン誘導体、ヒアルロン酸誘導体又はHSA等の血清アルブミンタンパク質である。
プロドラッグ活性が分子外領域で起こる用途に関して、ジエンは、比較的親水性である。
好ましくは、アクチベータは、次の式から選択されるテトラジンである:
プロドラッグの位置に依存して(例えば、細胞内又は細胞外;標的にされる特定の器官)、アクチベータは、このプロドラッグに効果的に到達することができるように設計される。したがって、アクチベータは、例えば、そのlogD値、その反応性又はその電荷を変化させることで、調整され得る。アクチベータはさらに、標的化試薬(例えば、タンパク質、ペプチド及び/又は糖部分)を有して設計されても良く、第1のターゲットに、受動的でなく能動的に到達し得る。標的化試薬が使用される場合には、好ましくは、それは単純な部分である(即ち、短いペプチド又は単純な糖)。
本発明によると、異なるアクチベータの混合物が使用されても良い。これは、薬物の放出プロファイルを制御するために関連し得る。
本発明に係るアクチベータは、第1のターゲットで薬物放出を生じさせ制御するが、更にアクチベータに、インビトロ又はインビボ研究又は応用のいずれかのために、追加の機能を与える部分で変性されても良い。例えば、アクチベータは、色素部分又は蛍光部分で変性されても良く(例えば、S. Hilderbrand et al., Bioconjugate Chem., 2008, 19, 2297−2299 for 3−(4−benzylamino)−1,2,4,5−tetrazine that is amidated with the near−infrared (NIR) fluorophore VT680参照)、又は、イメージングプローブで機能化されても良く、ここでこれらのプローブは、PET又はSPECTの核イメージング技術等のイメージングモダリティで有用であり得る。この方法で、アクチベータは、薬物放出を引き起こすだけでなく、また、(ヒト)身体内部に局在化され、それによりプロドラッグを(ヒト)身体内部に局在化させるために使用され得る。結果として、薬物放出の位置と量はモニターされ得る。例えば、アクチベータがDOTA(又はDTPA)リガンドで変性され得るが、これらのリガンドは、核イメージングに関して、111In3+−イオンとの錯体形成のために、理想的に好適なものである。他の例では、アクチベータは、123I又は18F部分に結合され得るが、各々、SPECT又はPETイメージングでの使用に関して、良好に確立されている。さらに、例えばLu−177又はY−90等のベータ線放射性同位体等と組み合わせて使用される場合、プロドラッグ活性は、前標的化フォーマット内で局所的放射線治療と組み合わせることが可能である。
上記アクチベータに対する合成経路は、当該分野の標準的な知識に基づいて、当業者が容易に利用可能である。テトラジン合成経路に対する参考文献は、Lions et al, J. Org. Chem., 1965, 30, 318−319; Horwitz et al, J. Am. Chem. Soc., 1958, 80, 3155−3159; Hapiot et al, New. J. Chem., 2004, 28, 387−392, Kaim et al, Z. Naturforsch., 1995, 50b, 123−127を含む。
プロドラッグ
プロドラッグは、薬物D及びトリガーTの共役物であり、したがって、トリガーから放出後の治療作用が可能になる薬物を含む。そのようなプロドラッグは、場合により、疾患標的に特異性を有する。
プロドラッグの一般式は、式(8a)及び(8b)で下記に示される。
部分Yは、標的化試薬T又はマスキング部分Mのいずれかであり得;Sはスペーサーであり;Tはトリガーであり、Lはリンカーであり、Dは薬物である。
薬物が標的化試薬から放出される用途に関して:Yは標的化試薬Tであり;
式(8a):k=1;m,r≧1;t,n≧0;
式(8b):k=1;m,n,r≧1;t≧0である。
マスク薬物がマスクされていない用途に関して、Yはマスキング部分Mであり;
式(8a)及び(8b):r=1;m≧1;k,n,t≧0である。
前記式では明確性のために省略されているが、Dは更にT及び/又はMを、場合によってSを介して含んでも良い。
本発明に関連するプロドラッグで使用することができる薬物は、制限されないが:抗体、抗体誘導体、抗体断片、例えばFab2、Fab、scFV、二重特異性抗体、三重特異性抗体、抗体(断片)融合体(例えば二重特異的及び三重特異的mAb断片)、タンパク質、アプタマー、オリゴペプチド、オリゴヌクレオチド、オリゴ糖、同様にペプチド、ペプトイド、ステロイド、有機薬物化合物、トキシン、ホルモン、ウイルス、全細胞、ファージを含む。本発明に適する典型的薬物は、制限されないが:二重特異的及び三重特異的mAb断片、例えばリシンA、ジフテリアトキシン、コレラトキシンを含む免疫トキシンを含む。他の実施形態は、アウリスタチン、メイタンシン、カリケアマイシン、ディオカルマイシン、マイタンシノイドDM1及びDM4、アウリスタチンMMAE、CC1065及びその類似体、カンプトセチンとその類似体、SN−38及びその類似体;抗増殖/抗腫瘍薬、抗生物質、抗炎症性薬、抗ウイルス剤、降圧剤、化学増感剤及び放射線増感剤を使用する。他の実施形態において、放出薬物Dは、それ自体更なる薬物Dを放出するように設計されたプロドラッグである。薬物は、場合により、膜転移部分(アダマンチン、ポリリシン/アルギニン、TAT)及び/又は標的化試薬(例えば、腫瘍細胞レセプターに対する)を含み、これらは場合により安定な又は不安定なリンカーで結合されている。
TCO誘導体への共役物としての使用に関し、アクチベータとのレトロディールスアルダー反応で放出され得る例示的な薬物は、限定されないが:細胞毒性薬物、特に癌治療で使用されるものが含まれる。そのような薬物は、一般的に、DNA損傷剤、抗代謝剤、天然物質及びそれらの類似体が含まれる。細胞毒性薬物の例示的分類は、ジヒドロホーレートレタクターゼインヒビター及びチミディレートシンターゼインヒビター等の酵素インヒビター、ジヒドロホーレートレダクターゼインヒビター、及びチミディレートシンターゼインヒビターなどの酵素インヒビター、DNAアルキレーター、放射線増感剤、DNAインターカレーター、DNA開裂剤、抗チューブリン剤、トポイソメラーゼインヒビター、白金系薬物、アントラサイクリンファミリー薬物、ビンカ薬物、マイトマイシン、ブレオマイシン、細胞毒性ヌクレオチド、タキサン、レキシトロプシン、プテリジンファミリー薬物、ジイネン、ポドフィロトキシン、ダラスタチン、マイタンシノイド、識別導入剤及びタキソールが含まれる。これらの分類で特に有用なものは、例えば、デュオカルマイシン、メトトレキサート、メトプテリン、ジクロロメトトレキサート、5−フルオロウラシルDNAマイナーグルーブバインダー、6−メルカプトプリン、サイトシンアラビノシド、メルファラン、ロイロシン、ロイロシダイン、アクチノマイシン、ダウノルビシン、ドキソルビシン、ミトマイシンC、ミトマイシンA、カミノマイシン、アミノプテリン、タリソマイシン、ポドフィロトキシン及びポドフィロトキシン誘導体(エトポシド又はエトポシドフォスフェート)、ビンブラスチン、ビンクリスチン、ビンデシン、タキソール、タキソテールレチノイン酸、酪酸、N8−アセチルスペルミジン、カンプトセシン、カリキアマイシン、エスペラマイシン、エンジイン及びそれらの類似体を含む。
例示的薬物は、ドラスタチン及びその類似体を含み、これには:ドラスタチンA(米国特許第4,486,414号)、ドラスタチンB(米国特許第4,486,414号)、ドラスタチン10(米国特許第4,486,444号、5,410,024号、5,504,191号、5,521,284号、5,530,097号、5,599,902号、5,635,483号、5,663,149号、5,665,860号、5,780,588号、6,034,065号、6,323,315号)、ドラスタチン13(米国特許第4,986,988号)、ドラスタチン14(米国特許第5,138,036号)、ドラスタチン15(米国特許第4,879,278号)、ドラスタチン16(米国特許第6,239,104号)、ドラスタチン17(米国特許第6,239,104号)、及びドラスタチン18(米国特許第6,239,104号)が含まれ、これらの特許文献の全内容は全て参照されて本明細書に援用される。
本発明の例示的な実施形態において、薬物部分は、マイトマイシン、ビンカアルカロイド、タキソール、アントラサイクリン、カリケアミシン、メイタンシノイド又はアウリスタチンである。
理解されるべきことは、本発明の共役物を製造する目的で、化合物の反応をより簡便にするために、化学変性が、所望の化合物になされ得るということである。TCOへカップリングさせるアミン官能基を含む薬物は、ミトマイシン−C、ミトマイシン−A、ダウノルビシン、ドキソルビシン、アミノプテリン、アクチノマイシン、ブレオマイシン、9−アミノカンプトセチン、N8−アセチルスペルミジン、1−(2−クロロエチル)1,2−ジメタンスルフォニルヒドラジド、タリソマイシン、シタラビン、ドラスタチン(アウリスタチンを含む)及びその誘導体を含む。
TCOにカップリングするためのヒドロキシ官能基を含む薬物は、エトプシド、カンプトセシン、タキソール、エスペラミシン、1,8−ジヒドロキシ−ビシクロ[7.3.1]トリデカ−4−9−ジエン−2,6−ジイイン−13−オン(米国特許第5,198,560号)、ポドフィロトキシン、アングイジン、ビンクリスチン、ビンブラスチン、モルフォリン−ドキソルビシン、n−(5,5−ジアセトキシ−ペンチル)ドキソルビシン及びその誘導体を含む。
TCOをカップリングするためのスルフヒドリル官能基を含む薬物は、エスペラマイシン及び6−メルカプトプリン及びその誘導体である。
理解されるべきことは、薬物は、場合により、リンカーL又は自壊性リンカーL、又はこの組み合わせを介してTCO誘導体に結合され得るものであり、複数の(自壊性又は非自壊性の)ユニットから構成され得る。
更に理解されるべきことは、1又は複数の標的化試薬T又はマスキング部分Mが、場合により、薬物D、トリガーT又はリンカーLに、場合によりスペーサーSを介して結合され得る。
いくつかの薬物は、薬物標的化及び放出を測定するために、イメージング可能なラベルで置換され得る。
本発明の更に具体的な実施形態によると、プロドラッグは、例えば、癌、炎症、感染、心血管疾患(例えば血栓アテローム性動脈硬化症)、低酸素サイト(site)(例えば、脳卒中)、腫瘍、心血管障害、脳障害、アポトーシス、血管新生、器官及びレポーター遺伝子/酵素等の疾患に標的化又は対処するように選択される。
一実施形態によると、プロドラッグ及び/又はアクチベータは、マルチマー性化合物であり、複数の薬物及び/又は生体直交型反応部分を含み得る。これらのマルチマー性化合物は、ポリマー、デンドリマー、リポソーム、ポリマー粒子又は他のポリマー性構成物であり得る。
プロドラッグにおいて、薬物D及びトリガーT−TCO誘導体−は、互いに直接的に結合される。これらはまた、リンカー又は自壊性リンカーLを介して互いに結合され得る。理解されるべきことは、本発明は、ジエノフィルトリガーが薬物に結合される如何なる考え得る方法を含むということである。このことは、選択的な標的化試薬T又はマスキング部分Mをプロドラッグへと結合するためについても同様である。例えば、タンパク質の場合に、リジン又はシステイン等の反応性アミノ酸を介して、これらの薬物へ効果的に共役させる方法は、当業者に知られている。
理解されるべきことは、薬物部分は、薬物が、レトロディールスアルダー付加物の形成後、最終的に放出され得るような方法で、TCOに結合されるということである。一般的に、このことは、薬物とTCOとの間の結合、又はリンカーの場合には、TCOとリンカーLと野間の結合、又は自壊性Lの場合には、リンカーとTCOとの間の結合及び薬物とリンカーとの間の結合は、開裂可能であるべきであるということを意味する。主に、薬物と場合によるリンカーとは、ヘテロ原子、好ましくはO、N、NH又はSを解して結合される。開裂結合は、好ましくはカーバメイト、チオカーバメイト、カーボネート、エーテル、エステル、アミン、アミド、チオエーテル、チオエステル及びスルホキシド及びスルホンアミド結合からなる群から選択される。
したがって、本発明において、リンカー概念は、当業者が知る概念に同様に適用され得る。多くの報告されているプロドラッグは、3つの成分から構成され:トリガー、リンカー、親薬物、場合によりターゲット分子が、リンカー又はトリガーのいずれかに結合される。トリガーは、例えばサイト特異的酵素に関する基質又はpH不安定基であっても良く、しばしば、自壊性リンカーを介して親薬物に結合されている。このリンカーは、トリガーの酵素的開裂を容易にし、活性サイトへの接近を改善し、結合薬物からの立体障害を低減するために導入される。また、リンカーは、同じトリガーと組み合わせて、プロドラッグの広範で簡単な使用を容易にする。さらに、リンカーは、プロドラッグ安定性、薬物動態学、器官分布、酵素認識及び放出動力学を調節する。トリガー活性化/除去後、リンカーは、親薬物を放出するために、同時に脱離しなければならない。結合された薬物に依存して、リンカー又はその一部は、その作用を失うことなく、薬物上に残り得る。一般的概念が、スキーム2に示される。
スキーム2:
2つのタイプの自己脱離リンカー、(a)電子カスケードリンカー(b)環化リンカーが区別される。カスケードリンカーの最も有望な例は、スキーム3で示される、抗癌剤9−アミノカンプトセンのβ−グルクロニドプロドラッグにおける、1,6脱離スペーサーである。酵素β−グルクロニダーゼ(ある壊死腫瘍領域に存在する)による芳香族性ヒドロキシ官能基の脱マスク後、この基は電子供与基になり、電子カスケードを開始し、脱離基を放出し、COを放出した後遊離薬物を放出する。キノン−メチド再配列に基づく、このカスケードは、また、ヒドロキシル基の代わりのマスクされていないアミン又はチオールの孤立電子対により開始され得る。形成されるキノン−メチド種は、水に捕捉され、フェニル誘導体を形成する。
スキーム3:
いくつかの他のトリガー−リンカー概念が、スキーム4に示される。A内のトリガーは、血漿エステラーゼによって活性化される。tert−ブチルエステルの加水分解は、遊離の芳香族ヒドロキシル基を与え、キノン−メチドカスケードを開始させる。この構成物は、抗体(R)への共役によって標的化される。Bでは、セファロスポリンの、β−ラクタマーゼ酵素による加水分解がトリガーとして使用される。ラクタム環の加水分解は、その遊離基特性に依存して、薬物置換基の放出を導き得る。薬物は、エステル、アミド、スルフィド、アミン及びカーバメートリンクを介して共役される。芳香族性環化系リンカーの2つの例は、C及びDである。Cでは、ペニシリンG−アミダーゼによる開裂が、カルボニル上のアミンの分子内攻撃を起こさせ、薬物を放出する。Dは、ホスファターゼ感受性プロドラッグを示す。ヒトアルカリホスファターゼによるリン酸エステルの開裂は、ヒドロキシルを与え、ラクタムと反応し、薬物を放出する。Eでは、ニトロ基のアミンへの還元によって引き起こされるプロドラッグの例を示す。この還元は、NADPHの存在下でニトロレダクターゼにより実行され得る。さらに、低酸素(腫瘍)組織で還元される、知られた(F)いくつかのヘテロ環ニトロ構成物が、酵素の助けなく、カスケードを開始することができる。プロドラッグ治療で使用される他のトリガーは、プラスミン、チロシンヒドロキシラーゼ(神経芽細胞腫で高発現)、チロシナーゼ又はカセプシンBに感受性である。
スキーム4:X=O,N,S
TCO−トリガーとアクチベータとの組み合わせ及び反応
次のスキームは、rDA反応に関する選択に基づき、プロドラッグの活性化に適用され得る種々のメカニズムを説明するための、非制限的な例を示す。留意すべきことは、アミン官能性薬物の放出の場合において、これらは、例えば、一級又は二級アミン、アニリン、イミダゾール又はピロールタイプの薬物であり、薬物は、脱離基の性質で変わり得るということである。対応する加水分解に安定なTCOプロドラッグが適用される場合には、他の官能基を有する薬物の放出も、起こり得る(例えば、チオール官能性薬物)。示される縮合環生成物は、他のより好ましい互変異性体に対して互変異性であっても良いし、そうでなくても良い。
好ましい実施形態において、薬物は、免疫毒素共役物の形態で提供される。共役物は、上述されたようにTCO部分が供され、生体直交型化学活性化毒素放出を可能にする。他の実施形態において、薬物は、腫瘍細胞に結合し、T細胞を補充及び活性化する働きを有する、二重又は三重特異性抗体誘導体であり、このT細胞結合機能は、上述されたように、TCO部分に結合されることによって非活性化される。また、後者は、生体直交型化学活性薬物活性化を可能にする働きを有する。
標的化(ターゲット化)
本発明のキット及び方法は、薬物の標的化送達での使用に非常に適する。
本発明で使用される「第1の標的」は、治療のための標的化試薬に対する標的に関する。例えば、第1の標的は、有機体、組織又は細胞内に存在する如何なる分子であっても良い。標的は、細胞表面標的を含み、例えば、レセプター、糖タンパク質、構造タンパク質、例えばアミロイドプラーク;間質等の豊富な細胞外標的;成長因子等の細胞外マトリックス標的及びプロテアーゼ;細胞内標的、例えばゴルジア体表面、ミトコンドリア表面、RNA、DNA、酵素、細胞信号伝達経路成分;及び/又は身体外部、例えばウイルス、細菌、真菌、酵母又はそれらの断片を含む。第1の標的の例は、例えばタンパク質等の成分であり、その存在又は発現量がある組織又は細胞型に関連し、又はその発現量がある疾患でアップレギュレーション又はダウンレギュレーションされている。本発明の具体的な実施形態によると、第1の標的は、(内在性又は非内在性)レセプター等のタンパク質である。
本発明によると、第1の標的は、ヒト又は動物身体内の、又は病原体又は寄生虫上の任意の好適な標的から選択され得るものであり、例えば、細胞膜及び細胞壁等の細胞、細胞膜レセプター等のレセプター、ゴルジ体又はミトコンドリア等の細胞内構造物、酵素、レセプター、DNA、RNA、ウイルス又はウイルス粒子、抗体、タンパク質、炭水化物、単糖類、多糖類、サイトカイン、ホルモン、ステロイド、ソマトスタチンレセプター、モノアミンオキシダーゼ、ムスカリニンレセプター、心筋交感神経神経系、ロイコサイトなどのロイコトリエンレセプター、ウロキナーゼプラスミノーゲンアクチベーターレセプター(μPAR)、ホレートレセプター、アポトーシスマーカー、(抗体−)血管新生マーカー、ガストリンレセプター、ドパミン作動系、セロトニン作動系、GABA作動系、アドレナリン作動系、コリン作動系、オピオイドレセプター、GPIIb/IIIaレセプター及び他の血栓関連レセプター、フィブリン、カルシトニンレセプター、タフシンレセプター、インテグリンレセプター、フィブロネクチン、VEGF/EGF及びVEGF/EGFレセプター、TAG72、CEA、CD19、CD20、CD22、CD40、CD45、CD74、CD79、CD105、CD138、CD174、CD227、CD326、CD340、MUC1、MUC16、GPNMB、PSMA、Cripto、TenascinC、メラノコルチン−1レセプター、CD44v6、G250、HLADR、ED−B、TMEFF2、EphB2、EphA2、FAP、メソテリン、GD2、CAIX、5T4、マトリックスメタロプロテイナーゼ(MMP)、P/E/L−セレクチンレセプター、LDLレセプター、P−糖タンパク質、ニューロテンシンレセプター、ニューロタンパク質レセプター、物質Pレセプター、NKレセプター、CCKレセプター、シグマレセプター、インターロイキンレセプター、ヘルペスシンプレクスウイルスチロシンキナーゼ、ヒトチロシンキナーゼを含む群から選択され得る。列記された第1の標的の具体的な標的化を可能にするため、標的化試薬Tは、制限されないが、抗体、Fab2、Fab、scFVなどの抗体断片、ダイアボディ、トリアボディ、VHH、抗体(断片)融合体(例えば二特異的及び三特異的mAb断片)、タンパク質、オクトレオチド等のペプチド及びその誘導体、VIP、MSH、LHRH、走化性ペプチド、ボンベシン、エラスチン、ペプチド模倣物、炭水化物、単糖類、多糖類、ウイルス、全細胞、薬物、ポリマー、リポソーム、薬物治療剤、レセプターアゴニスト及びアンタゴニスト、サイトカイン、ホルモン、ステロイドを含む化合物を含み得る。本発明の範囲に含まれる有機化合物の例は、エステラジオール等のエストロゲン、アンドロゲン、プロゲスチン、コルチコステロイド、メトトレキサート、葉酸及びコレストロールである、又はこれらから誘導される。好ましい実施形態において、標的化試薬Tは抗体である。本発明の具体的な実施形態によると、第1の標的はレセプターであり、第1の標的に特異的に結合し得る標的化試薬が使用される。好適な標的化試薬は、制限されないが、レセプター又はその部分等のリガンドであり、前記部分はなお、レセプターに結合し得るものであり、例えば、レセプター結合タンパク質リガンドの場合にはレセプター結合ペプチドである。タンパク質特性の標的化試薬の他の例は、例えばアルファ、ベータ及びガンマインターフェロン、インターロイキン等のインターフェロン、アルファ、ベータ腫瘍成長因子等の腫瘍成長因子、血小板由来成長因子(PDGF)等のタンパク質成長因子、μPAR標的化タンパク質、アポリポタンパク質、LDL、アネキシンV、エンドスタチン及びアンジオスタチンを含む。標的化試薬の他の例は、例えば第1の標的と相補的である、DNA,RNA、PNA及びLNAを含む。
本発明の更に具体的な実施形態によると、第1の標的及び穂湯的化試薬は、癌、炎症、感染、例えば血栓等の心血管疾患、アテローム性動脈硬化症、脳卒中等の低酸素サイト、腫瘍、心血管障害、脳障害、アポトーシス、血管形成、臓器及びレポーター遺伝子/酵素等の組織又は疾患の特異的又は増加の結果となるように、選択される。これは、組織、細胞又は疾患特異的発現を有する第1の標的を選択することによって達成され得る。例えば、膜葉酸レセプターは、メトトレキサート等の葉酸及びその類似体の細胞内蓄積を媒介する。発現は、正常組織内で制限されているが、種々の腫瘍細胞型では過剰発現されている。
マスキング部分
マスキング部分Mは、タンパク質、ペプチド、ポリマー、ポリエチレングリコール、炭水化物、有機構成物であり得、これらは更に、結合された薬物D又はプロドラッグを封止する。この封止は、例えば立体障害に基づくものであり得るが、薬物Dとの非共有結合相互作用に基づくものであっても良い。このようなマスキング部分はまた、D又はプロドラッグのインビボ特性(例えば血液からの除去;免疫系による認識)に影響を及ぼすように使用され得る。
スペーサー
スペーサーSは、限定されないが、2から200までの、具体的には3から113までの、好ましくは5から50までの繰り返し単位で変わる、ポリエチレングリコール(PEG)鎖を含む。他の例は、オリゴ又はポリペプチド又はポリアクチド等の生体ポリマー断片である。更に好ましい例は、例9で示される。
投与
本発明のコンテクストにおいて、プロドラッグは通常は最初に投与され、ある時間後に、プロドラッグが第1の標的に到達する。この時間間隔は応用により異なり、分から日又は週に亘り得る。選択された時間が経過した後、アクチベータが投与され、これは、プロドラッグを見つけて反応し、それにより第1の標的で薬物放出を活性化する。
本発明の組成物は、静脈注射、腹腔内注射、経口投与、直腸投与及び吸入を含む種々の経路を介して投与され得る。これらの種々のタイプの投与に好適な処方設計は、当業者に知られている。本発明に係るプロドラッグ又はアクチベータは、薬学的に許容され得るキャリアと共に投与され得る。ここで使用される適切な薬学的キャリアは、医学的又は獣医学的目的に関して適切であり、毒性でなく許容されないもののもないキャリアに関する。そのようなキャリアは、当該技術分野で良く知られており、生理食塩水、緩衝生理食塩水、ブドウ糖、水グリセロール、エタノール及びこれらの組み合わせを含む。処方設計が、投与の投与方法に適合させるべきである。
理解されるべきことは、投与される化学物質、即ちプロドラッグ及びアクチベータは、例えば、その塩、水和物又は溶媒和等の前記化学物質の化学的機能を変化させない、変性型であっても良い。
プロドラッグ投与後かつアクチベータ投与の前に、循環中のプロドラッグ活性化が望ましくない場合及び天然プロドラッグ除去が不十分である場合には、過剰のプロドラッグを除去剤によって除去することが好ましい。除去剤は、過剰物が循環系から除去された投与試薬(この場合ではプロドラッグ)に結合させる又は錯体形成させる目的で、被験者に投与される試薬、化合物又は部分である。除去剤は、循環系から除去するために向けられ得る。後者は、一般的に肝臓レセプター系機構により達成されるが、循環系から分泌の他の方法が存在し、これは当業者には知られている。本発明において、循環しているプロドラッグを除去するための除去剤は、好ましくは、前述したように、プロドラッグのTCO部分を反応することができる、ジエン部分を含む。
実施例
以下の実施例は、本発明又は本発明の側面を説明するものであり、本発明の範囲又は特許請求の範囲を定め又は限定するものではない。
方法
H−NMR及び13C−NMRスペクトルはVarian Mercury(H−NMRは100MHzで、13C−NMRは400MHzで測定)スペクトル装置を用いて298Kで記録された。化学シフトは、室温で、TMSから下方磁場へのppm(ppm downfield)において記録される。分裂パターンに関して使用される略号は、s=シングレット、d=ダブレット、t=トリプレット、q=カルテット、m=マルチプレット及びbr=ブロードである。Irスペクトルは、Perkin Elmer1600FT−IR(UATR)で記録された。LC−MSは、Shimadzu LC−10 AD VPシリーズHPLCで、ダイオードアレイ検出器(Finnigan Surveyor PDA Plus detector、Thermo Electron Corporation)及びIon−Trap(LCQ Fleet、Thermo Scientific)を用いて記録された。分析は、Alltech Alltima HPC183μカラムを用いて、注入容量1−4μLとし、流速は0.2mL/分及び通常は、25℃で、HO中CHCN(共に0.1%ギ酸を含む)のグラジエント(5%から100%へ10分間で、100%でさらに3分間保持)を用いて行った。分取用RP−HPLC(0.1%ギ酸CHCN/HO)を、Phenomenex Gemini5μC18110Aカラムで、Shimadzu SCL−10A VPと2つのShimadzu LC−8Aポンプ及びShimadzu SPD−10AV VP紫外−可視光検出器を用いて行った。サイズ排除(SEC)HPLCは、Agilent 1200システムとGabi放射線検出器を用いて行った。サンプルは、Superdex−200 10/300 GLカラム(GE Healthcare Life Sciences)に負荷し、10mMのリン酸緩衝液、pH7.4で0.35〜0.5mL/分で溶出させた。UV波長は260nmと280nmに設定した。抗体溶液の濃度は、NanoDrop 1000 spectrophotometer(Thermo Fisher Scientific)を用いて、322nm及び280nmでのそれぞれの吸光度から決定された。
材料
全ての試薬、化学物、材料及び溶媒は、市販品から入手しそのまま使用した:(重水素化)溶媒は、Biosolve、Merck and Cambridge Isotope Laboratoriesから;及び化学物、材料及び試薬は、Aldrich、Acros、ABCR、Merck及びFlukaから入手した。全ての溶媒は、AR品質であった。4−(t−ブチルジメチルシリルオキシメチル)−2,6−ジメチルフェノールは文献の手順に従って合成した(Y.H.Choe、C.D.Conover、D.Wu、M.Royzen、Y.Gervacio、V.Borowski、M.Mehlig、R.B.Greenwald、J.Controlled Release2002、79、55−70)。ドキソルビシン塩化水素はAvachem Scientificから入手した。
例1
テトラジンアクチベータの合成
一般的手順
以下に詳細に説明されるテトラジンとは別に、一連の他のテトラジンが準備された。ピナー型反応が使用され、適当なニトリルをヒドラジンと反応させ、ジヒドロ1,2,4,5−テトラジン中間体を合成した。当該分野で知られているように、ニトリルの代わりに、アミジンも反応物として使用されている。この反応で硫黄の使用も知られており、ある場合には、これにより、1,2,4,5−テトラジンの形成を促進される。この中間体の酸化によりテトラジンジエンアクチベータが得られる。下記反応は、いくつかの合成されたテトラジン及びテトラジンの合成及び単離可能性を説明する(例えば、溶媒、濃度、温度、反応物の当量、酸化反応の選択、等)。当該分野で知られる他の反応も、テトラジン又は他のアクチベータを製造するために使用されても良い。
3,6−ビス(2−ピリジル)−1,2,4,5−テトラジン(2)の合成
2−シアノピリジン(10.00g、96.0mmol)及びヒドラジン水和物(15.1g;300mmol)を、一晩不活性雰囲気下、90℃で撹拌した。濁った混合物を室温に冷却し、ろ過して、残渣と続いて水(20mL)及びエタノール(20mL)で洗浄し、さらに真空で乾燥して、粗ジヒドロテトラジン1をオレンジ色固体として得た(7.35g;65%)。
ジヒドロテトラジン(1、100mg;0.419mmol)を酢酸(3mL)に分散させ(suspended)、亜硝酸ナトリウム(87mg;1.26mmol)を添加した。すぐにオレンジ色から暗赤色への色変化が観測され、酸化生成物はろ過して単離された。残渣を水(10mL)で洗浄し、次に真空乾燥して、紫色固体として表題の化合物を得た(2、92mg;93%)。
HNMR(CDCl):δ=9.00(d,2H),8.76(d,2H),8.02(t,2H),7.60(dd,2H)ppm。13CNMR(CDCl):δ=163.9,151.1,150.1,137.5,126.6,124.5ppm。HPLC−MS/PDA:クロマトグラムで1ピーク,m/z=237.00(M+H),λmax=296及び528nm。
3−(5−アセタミド−2−ピリジル)−6−(2−ピリジル)−1,2,4,5−テトラジン(5)の合成
2−シアノピリジン(5.00g、48.0mmol)、5−アミノ−2−シアノピリジン(5.72g;48.0mmol)及びヒドラジン水和物(15.1g;300mmol)を、不活性雰囲気下、90℃で一晩撹拌した。濁った混合物を室温に冷却し、ろ過し、残渣を水(20mL)及びエタノール(20mL)で洗浄し真空で乾燥した。オレンジ色の固体をアセトン(200mL)に分散させ、これをシリカゲル(20グラム)に吸収させ、アセトンとヘプタンのグラジエント(0%から70%)を用いてカラムクロマトグラフィーを行い、ジヒドロテトラジン3を、オレンジ色固体として得た(1.46g;収率12%)。
ジヒドロテトラジン(3、90mg;0.355mmol)をTHF(1mL)に溶解し、無水アセトン(54.4mg;0.533mmol)を加えた。溶媒を加熱し、18時間不活性雰囲気下で還流した。オレンジ色沈殿をろ過して分離し、THF(3mL)で洗浄して、ジヒドロテトラジンのアセタミドを得た(4、90mg;86%)
アセタミド4(50mg、0.169mmol)を酢酸(1mL))に分散させ、亜硝酸ナトリウム(35mg;0.508mmol)を添加した。すぐにオレンジ色から暗赤色への色変化が観測され、酸化生成物をろ過して分離した。残渣を水(5mL)で洗浄し、真空で乾燥して、表記の化合物を紫色固体として得た(5、42mg;84%)。
HNMR(DMSO−d):δ=9.03(d,1H),8.93(d,1H),8.61(dd,2H),8.42(dd,1H),8.16(dt,1H),7.73(dd,1H),2.17(s,3H)ppm。13CNMR(DMSO−d):δ=169.5,163.0,162.8,150.6,150.2,143.8,141.2,138.5,137.8,126.6,126.1,124.9,124.2,24.1ppm。HPLC−MS/PDA:クロマトグラムで1ピーク,m/z=293.9(M+H),lmax=323及び529nm。
3−(2−ピリジン)−6−メチル−1,2,4,5−テトラジン(7)の合成
2−シアノピリジン(500mg、4.8mmol)、アセタミジン塩化水素(2.00g、21.2mmol)及び硫黄(155mg、4.8mmol)をエタノール(5mL)で、アルゴン不活性雰囲気下撹拌した。ヒドラジン水和物(2.76g;55.2mmol)を添加し、混合物を20℃で一晩撹拌した。濁った混合物をろ過し、ろ液を蒸発乾固し、オレンジ色粗生成物6を2.9g得た。
続いて、6(800mg)をTHF(3mL)と酢酸(4mL)の混合物中に懸濁させた。水(3mL)中のNaNO(2.0g;29.0mmol)溶液を、0℃で添加した。すぐに赤/紫色懸濁物への着色が観察された。0℃で撹拌5分後、クロロホルム及び水を添加そた。紫色クロロホルム層を2回水で洗浄し次に濃縮した。固体残渣を、1:1のクロロホルムとヘキサンの混合物中で撹拌し、次にろ過した。ろ液を濃縮し、溶出液としてクロロホルム/アセトン混合物を用いて粗生成物をシリカゲルクロマトグラフィーで精製して、精製生成物7(48mg、2−シアノピリジンから計算した合計収率21%)を得た。
HNMR(CDCl):δ=8.96(d,1H),8.65(d,1H),7.99(t,1H),7.56(dd,1H),3.17(s,3H)ppm。13CNMR(CDCl):δ=168.1,163.6,150.9,150.3,137.4,126.3,123.9,21.4ppm。HPLC−MS/PDA:クロマトグラフィーで1つのピーク、m/z=174.3(M+H)、λmax=274及び524nm。
3,6−ビス(2−アミノフェノール)−1,2,4,5−テトラジン(9)の合成
2−アミノベンゾニトリル(1.00g;8.46mmol)をエタノール(3mL)中に溶解し、ヒドラジン水和物(2.06g;41.2mmol)を添加した。混合物を0℃に冷却し、硫黄(0.17g;5.30mmol)を添加した。撹拌を15分間続け、次に混合物を90℃に加熱した。3時間後、黄色沈殿物をろ過で分離し、エタノール(10mL)で洗浄し、次にクロロホルムで2回取り出し(2回、10mL)て黄色中間物8(343mg、30%)を得た。
中間物8(105mg;0.394mmol)をエタノール(15mL)に溶解し、次に50℃でこの溶液中に酸素を吹き込んだ。数分で色が黄色から暗オレンジ/赤色に変化し、沈殿物が生成した。2時間後、沈殿物をろ過し、エタノールで洗浄し、乾燥して生成物9を暗赤色結晶として得た(89mg、86%)。
HNMR(DMSO−d):δ=8.39(d,2H),7.32(t,2H),7.04(s,4H),6.93(d,2H),6.75(t,2H)ppm。13CNMR(DMSO−d):δ=162.7,149.6,133.0,129.0,117.1,115.8,111.6ppm。HPLC−MS/PDA:クロマトグラフィーで1ピーク、m/z=265.4(M+H)、λmax=237,293,403及び535nm。
3,6−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−1,2,4,5−テトラジン(11)の合成
4−ヒドロキシベンゾニトリル(1.06g;8.90mmol)をヒドラジン水和物(3.09g;61.7mmol)に溶解し、混合物を90℃で16時間加熱した。黄色沈殿物をろ過して水(25mL)及びエタノール(10mL)で洗浄して粗生成物中間物10を黄色粉末として得た(870mg;62%)。
中間物(10、173mg;0.645mmol)をエタノール(10mL)中に懸濁させ、この混合物中に50℃で酸素を吹き込んだ。色は、数分で黄色から暗オレンジ/赤色に変化した。6時間後、沈殿物をろ過し、エタノールで洗浄し、乾燥して生成物11を暗赤色結晶として得た(136mg、80%)。
HNMR(DMSO−d):δ=10.35(br.s,2H),8.36(d,4H),7.02(d,4H)ppm。13CNMR(DMSO−d):δ=162.6,161.5,129.2,122.6,116.3ppm。HPLC−MS/PDA:クロマトグラムで1ピーク、m/z=267.1(M+H)、λmax=235,330及び535nm。
3,6−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−1,2,4,5−テトラジン(13)の合成
4−アミノベンゾニトリル(1.00g;8.46mmol)をエタノール(3mL)に溶解し、次にヒドラジン水和物(2.12g;42.2mmol)と硫黄(0.176g;5.5mmol)を添加した。混合物を90℃で90分間加熱し、黄色沈殿物をろ過して分離し、エタノール(10mL)で洗浄し、次にアセトン(12mL)で取り出して黄色中間物12を得た(190mg、17%)。
中間物12(50mg;0.188mmol)をDMSO(1mL)に溶解し、次にこの溶液中に酸素を20℃で吹き込んだ。5分後、反応混合物を食塩水(13mL)に入れて、赤色沈殿物をろ過し、水(10ml)で洗浄し、真空乾燥した。赤色粉末を、さらにアセトン(15ml)で取り出し精製して、生成物13を赤色固体として得た(13.7mg、27%)。
HNMR(DMSO−d):δ=8.17(d,2H),7.75(d,2H),6.02(s,4H)ppm。13CNMR(DMSO−d):δ=162.3,152.8,128.5,118.3,113.8ppm。HPLC−MS/PDA:クロマトグラフィーで1ピーク、m/z=265.2(M+H)、λmax=241,370及び530nm。
3,6−ビス(3−アミノフェニル)−1,2,4,5−テトラジン(15)の合成
3−アミベンゾニトリル(1.00g;8.460mmol)をヒドラジン水和物(2.50mL;51.4mmol)に溶解し、次に混合物を90℃で3日間加熱した。水(5mL)を添加し、次に黄色沈殿物をろ過して分離し、水(15mL)及びエタノール(10mL)で洗浄して、粗中間物14をオレンジ色粉末として得た(910mg;81%)。
中間物14(50mg;0.188mmol)をエタノール(4mL)中に懸濁させ、次にこの混合物中に50℃で酸素を吹き込んだ。数分で、色が黄色から赤色に変化した。16時間後、沈殿物をろ過して分離し、エタノールで洗浄して生成物15を赤色粉末として得た(31mg、62%)。
HNMR(DMSO−d):δ=7.77(s,2H),7.66(d,2H),7.30(t,2H),6.85(d,2H),5.53(s,4H)ppm。HPLC−MS/PDA:クロマトグラフで1ピーク、m/z=265.2(M+H),λmax=240、296及び527nm。
3,6−ビス(3−アミノメチル)−1,2,4,5−テトラジン(20)の合成
Boc−アミノアセトニトリル(1.00g;6.40mmol)をメタノール(10mL)に溶解し、ナトリウムメトキシド(25%MeOH中0.145mL;0.64mmol)を添加した。混合物を20℃で18時間撹拌し、次に塩化アンモニウム(0.34g;6.40mmol)を添加し、混合物を20℃で3日間撹拌した。溶液をジエチルエーテル(40mL)で沈殿させ、次に沈殿物をろ過して集め、洗浄し乾燥させてアミジン塩化水素17を得た。
アミジン塩化水素(17、241mg;1.15mmol)をヒドラジン水和物(3mL;61.9mmol)に溶解し、次に溶液を20℃で16時間撹拌した。次にこれを水(10mL)で希釈し、沈殿物を遠心分離で集めて乾燥した。無色固体を酢酸(1.5mL)に溶解して、亜硝酸ナトリウム(28mg;0.41mmol)を添加した。ピンク色混合物を15分間撹拌し、次にクロロホルム(15mL)及び飽和重炭酸ナトリウム(30mL)を添加した。オレンジ色層を分離し、水(15mL)で洗浄し、硫酸ナトリウムで乾燥させ、次に蒸発させて乾燥してBoc−保護化テトラジンをピンク色固体として得た(19、70mg;35%)。この化合物(12mg;0.035mmol)をクロロホルム(1mL)に溶解して、TFA(1mL)を添加した。混合物を15分間撹拌して、ジエチルエーテル(15mL)で沈殿させた。ピンク色沈殿物をろ過して分離し、洗浄、乾燥して表題の化合物をTFA塩として得た(20、10mg、78%)。
HNMR(DO):δ=5.06(s,4H)ppm。13CNMR(DO):δ=164.5,41.1ppm。HPLC−MS/PDA:クロマトグラムで1ピーク、m/z=141(M+H),λmax=267及び517nm。
2,2’,2’’−(10−(2−オキソ−2−(6−オキソ−6−(6−(6−(ピリジン−2−イル)−1,2,4,5−テトラジン−3−イル)ピリジン−3−イルアミノ)ヘキシルアミノ)エチル)−1,4,7,10−テトラアザシクロドデカン−1,4,7−トリイル)三酢酸(27)及び2,2’,2’’−(10−(2−オキソ−2−(11−オキソ−11−(6−(6−(ピリジン−2−イル)−1,2,4,5−テトラジン−3−イル)ピリジン−3−イルアミノ)ウンデシルアミノ)エチル)−1,4,7,10−テトラアザシクロドデカン−1,4,7−トリイル)三酢酸(28)の合成
5−アミノ−2−シアノピリジン21(1.02g;8.60mmol)、N−Boc−6−アミノ−ヘキサン酸22(0.99g;4.30mmol)、DCC(1.77g;8.60mmol)、DMAP(1.05g;8.60mmol)、及びPPTS(0.37g;1.47mmol)をクロロホルム(15mL)中に懸濁させた。混合物を室温で18時間撹拌し、蒸発させて乾燥させ、アセトニトリル(20mL)中で撹拌した。沈殿物をろ過して除き、ろ液を蒸発させて乾燥し、クロロホルム(20mL)に溶解して、水溶液クエン酸(15mL0.5M)、水溶性炭酸水素カリウム(15mL、1M)及び水(15mL)の各々で洗浄した。オレンジ層を硫酸ナトリウムで乾燥し、蒸発乾固させた。粗生成物をカラムクロマトグラフィー(シリカ、ヘキサン/酢酸エチル=1:1)で精製して生成物23を白色固体として得た(0.95g;61%)。
MS(ESI,m/z):計算値C1725 ([M+H]):333.19、実測値:333.17。
Tert−ブチル6−(6−シアノピリジン−3−イルアミノ)−6−オキソヘキシルカーバメート23(0.70g;2.1mmol)、2−シアノピリジン(0.87g;8.4mmol)、ヒドラジン水和物(1.25g;20mmol)をエタノール(2mL)中に溶解し、次に硫黄(0.22g;7mmol)を添加した。混合物を70℃で、アルゴン不活性雰囲気下で2時間撹拌し、次に50℃で16時間撹拌した。オレンジの懸濁物をクロロホルム(10mL)で希釈し、次に得られた溶液を水(2回、15mL)で洗浄した。有機相を硫酸ナトリウムで乾燥し、蒸発乾固させた。粗生成物をカラムクロマトグラフィー(シリカ、クロロホルム/アセトン=4:1)で精製して、生成物24をオレンジ色固体として得た(0.65g;66%)。MS(ESI,m/z):計算値C2331 ([M+H]):467.25、実測値:467.33。
Tert−ブチル6−オキソ−6−(6−(6−(ピリジン−2−イル)−1,2−ジヒドロ−1,2,4,5−テトラジン−3−イル)ピリジン−3−イルアミノ)ヘキシルカーバメート24(0.30g;0.64mmol)をTHF(1.5mL)に溶解し、酢酸(2mL)を添加した。亜硝酸ナトリウム(0.25g;3.62mmol)を水(1mL)に溶解、滴下した。赤色溶液を水溶性炭酸水素カリウム(50mL;1M)に入れて、生成物をクロロホルム(50mL)で抽出した。オレンジ色層を水(50mL)で洗浄し、硫酸ナトリウムで乾燥し、蒸発乾固させて、生成物25を紫固体として得た(0.25g;83%)。
MS(ESI,m/z):計算値C2329 ([M+H]):465.23、実測値:465.42。
tert−ブチル6−オキソ−6−(6−(6−(ピリジン−2−イル)−1,2,4,5−テトラジン−3−イル)ピリジン−3−イルアミノ)ヘキシルカーバメート25(66mg;0.14mmol)をクロロホルム(6mL)中に溶解し、TFA(6mL)を添加した。溶液を室温で2時間撹拌し、続いて蒸発乾固させて生成物26をそのTFA塩として得た(52mg;100%)。
MS(ESI,m/z):計算値C1821([M+H]):365.19、実測値:365.33。
6−アミノ−N−(6−(6−(ピリジン−2−イル)−1,2,4,5−テトラジン−3−イル)ピリジン−3−イル)ヘキサンアミド26(52mg;0.14mmol)をDMF(2.5mL)中に溶解し、DIPEAを添加した(320mg;2.0mmol)。N−ヒドロキシサクシンイミド活性化DOTA(161mg;0.2mmol)を添加し、混合物を室温で5時間撹拌した。溶液を蒸発乾固させ、粗生成物をアセトニトリルと水の混合物中に溶解し、分取用RP−HPLCで精製した。凍結乾燥後、精製された紫生成物27を、ピンクの綿状固体として得た(80mg、収率76%)。
H−NMR(DO中30%アセトニトリル−d):δ=8.90(m,2H,ArH)、8.68(d,1H,ArH),8.60(dd,1H,ArH),8.31(m,1H,ArH),8.24(t,1H,ArH),7.82(t,1H,ArH),3.80(brs,6H,NCHCOOH),3.72(brs,2H,NCHCONH),3.34−3.23(brm,18H,NCHCHN,CHNHCO)、2.49(t,2H,NHCOCH),1.70(m,2H,NHCOCHCH),1.59(m,2H,CHCHNHCO),1.41(m,2H,CHCHCHNHCO)ppm。13C−NMR(DO中30%アセトニトリル−d):δ=175.5,171.5(br),162.6,162.5,150.1,148.1,142.9,141.6,139.6,138.4,128.0,127.9,125.4,124.8,55.4,54.3(br),49.4(br),39.4,36.5,28.2,25.9,24.6ppm。ESI−MS:m/z,C344712 ([M+H]):751.37;実測値[M+H]751.58,[M+Na]773.50,[M+2H]2+376.42,[M+3H]3+251.33。FT−IR(ATR):ν=3263,3094,2941,2862,1667,1637,1582,1540,1460,1431,1395,1324,1296,1272,1251,1226,1198,1128,1087,1060,1020,992,977,920,860,831,798,782,742,718,679,663cm−1
28に関して、2、2’、2’’−(10−(2−オキソ−2−(6−オキソ−6−(6−(6−(ピリジン−2−イル)−1,2,4,5−テトラジン−3−イル)ピリジン−3−イルアミノ)ヘキシルアミノ)エチル)−1,4,7,10−テトラアザシクロドデカン−1,4,7−トリイル)三酢酸(27)の合成に相当する手順を用いた。凍結乾燥後、精製生成物28をピンク色綿状固体として得た(90mg、収率78%)。
H−NMR(DMSO−d):δ=10.65(s,1H,NH),9.06(d,1H,ArH),8.93(d,1H,ArH),8.61(t,2H,ArH),8.44(dd,1H,ArH),8.16(t,2H,ArH,NH),7.73(dd,1H,ArH),3.51(br s,6H,NCHCOOH),3.28(br s,2H,NCHCONH),3.06(q,2H,CHNHCO),3.34−3.23(br m,16H,NCHCHN),2.43(t,2H,NHCOCH),1.64(m,2H,NHCOCHCH),1.42(m,2H,CHCHNHCO),1.38−1.22(m,12H,CH)ppm。13C−NMR(DMSO−d):δ=173.0,171.0(br),169.1(br),163.5,163.2,151.0,150.6,144.2,141.7,139.1,138.2,127.0,126.5,125.3,124.6,57.3(br),55.2(br),50.7,39.0,36.8,29.5,29.4,29.3,29.19,29.17,29.1,26.9,25.3ppm。ESI−MS:m/z計算値C395712 ([M+H]):821.44;実測値[M+Na]843.58,[M+H]821.58,[M+2H]2+411.42,[M+3H]3+274.67。FT−IR(ATR):ν=3261,3067,2925,2851,1633,1583,1541,1458,1433,1394,1324,1298,1270,1249,1228,1200,1165,1128,1088,1059,1016,991,920,885,860,832,798,782,764,742,719,687,661cm−1
DOTA−テトラジンアクチベータ29
上記テトラジン29はRobillardらにより詳細に記載されている(Angew.Chem.,2010,122,3447−3450)。これはまた、本発明に係るアクチベータとして使用され得る構造の一例である。1,2,4,5−テトラジン部分の2−ピリジル基の1つ上のアミド官能基は電気供与基であり、又両方のピリジン基は電子吸引性であると考えられ得る。テトラジンは、従って、僅かに電子不足とみられ得る。
アクチベータ29は適切かつ好適な薬理学的性質を示す:29は、PBS溶液中で安定であり、2時間以内ではほとんど分解されず、一晩インキュベーション後でもなお、材料のほとんどが変化しない(intact);マウスでは10分の血液除去(クリアランス)半減期を有する;マウスでの部分分布容量(Vd)は、細胞内に有意に入らないことから、全細胞外水分画(water compartment)に対応する。アクチベータ29は、DOTAリガンドを含み、かかるリガンドは、種々のイメージングモダリティ(例えばMRI、SPECT,
PET)で有用である。結果として、アクチベータ29は、薬物放出に好適のみならず、同時にイメージング目的でも使用され得る。事実、アクチベータ29は、111In3+と錯体化後、SPECT/CTイメージングプローブとして使用されてきた。さらに詳細については、Robillardらの文献を参照のこと(Angew.Chem.,2010,122,3447−3450)。
留意すべきことは、アクチベータ27から29に含まれるアミノ−1,2,4,5−テトラジン部分は、糖、PEG、ポリマー、ペプチド(RGD又はc−RGDなど)、タンパク質、蛍光分子又は色素分子などの一連の追加官能基と共役するために使用され得る、ということである。
例2
(E)−シクロオクテンモデルプロドラッグ及びプロドラッグの合成
シス−(E)−シクロオクタ−5−エン−1,2−ジアミン(35)の合成
エポキシシクロオクテンを、酢酸及びジクロロメタン中での1,5−シクロオクタジエンの過ホウ酸ナトリウムとの反応により合成した(Guenes, Y.; Senocak, E.; Tosun, C.; Taskesenligil, Y., Org. Commun. 2009, 2:3, 79−83)。粗生成物自体を使用した。エポキシシクロオクテン(80.0g,0.645mol)140mlアセトン溶液を、アジ化ナトリウムの200mL水溶液に、45分間に亘って添加した。添加じょうごは、20mLアセトンで洗い流し、混合物を還流下で76時間加熱した。アセトンの大部分を回転蒸発によって除去し、100mL水を残渣に添加し、混合物を、3×250mLのTBMEで抽出した。有機層を、100mL水で洗浄し、その後、乾燥及び回転蒸発し、粗トランス−(Z)−8−アジドシクロオクタ−4−エノール(30)(エポキシドで混合されて)を得、それ自体を次工程で使用した。
H−NMR(CDCl):d=1.6−2.6(m, 8H),3.65−3.8(m, 2H),5.5−5.65(m, 2H)ppm。
トルエン(200mL)を30の全量に添加し、回転蒸発によって150mLの溶媒を除去した。300mLのトルエンを残渣(アジドアルコール30及び始動エポキシドの約1/1混合物)に加え、溶液を氷で冷却した。トリエチルアミン(86.1g,0.852mol)を添加し、続いて、100mLトルエン中の塩化メタンスルホニル(93.8g,0.819mol)を、1時間に亘って機械的攪拌しながら添加した。懸濁液を2日間攪拌し、その後200mLの水を添加した。層が分離し、有機層を2×50mLの水で洗浄した。一連の水層を250mLのトルエンで抽出した。乾燥及び回転蒸発し、アジドメシラート及び始動エポキシドの混合物である残渣を得た。
H−NMR (CDCl): δ =1.95−2.6(m, 8H),3.95(dt, 1H),4.8(dt, 1H),5.5−5.65(m, 2H) ppm。
残渣の半分を、100mLDMF及びアジ化ナトリウム(20g,0.307mol)で、75℃で44時間、その後、85℃で3時間温めた。混合物を、200mLの水に注ぎ、その後、3×200mLのTBMEで抽出した。有機層は、3×50mLの水で洗浄し、その後、乾燥及び回転蒸発して、シス−(Z)−5,6−ジアジドシクロオクタ−1−エン(31)、エポキシシクロオクテン及び不純物の混合物である残渣を得た。
H−NMR (CDCl): δ =1.8(m, 2H),1.95−2.1(m, 4H),2.5−2.65(m, 2H),3.8(dt, 2H),5.6−5.7(m, 2H) ppm。
上記得られた粗ジアジド31を150mLのTHF中に溶解し、90分間に亘って、200mLのTHF中の水素化リチウムアルミニウム(12.0g,0.315mol)に添加し、冷水を用いて冷却した。反応混合物を、還流下で8時間加熱し、その後、冷却し、6mLの水及び30%水酸化ナトリウム溶液でゆっくりとクエンチした。ろ過、THFでの洗浄及び回転蒸発し、150mLジクロロメタン中に溶解した残渣32を得、その後、氷で冷却した。トリフルオロ酢酸無水物(69.0g,0.328mol)を30分間に亘って添加した。溶液を4時間攪拌し、その後回転蒸発した。残渣を250gシリカゲルカラムでクロマトグラフし、酢酸エチルを含むヘプタン(酢酸エチル量を増やしながら)で溶出を実行した。第1の画分は、シクロオクタ−2−1−オルのトリフルオロ酢酸塩であった。所望のシス−(Z)−N,N’−(シクロオクタ−5−エン−1,2−ジイル)ビス(2,2,2−トリフルオロアセトアミド)(33)を有する画分を合わせて、TBME及びペプタンの混合物から再結晶させ、18.85gの生成物(33,56.74mmol,エポキシシクロオクテンに基づいて18%)。
ジアミン32のH−NMR(CDCl):δ=1.65(m, 2H),1.8(m, 2H),2.0(m, 2H),2.4(m, 2H),3.0(dt, 2H),5.6(m, 2H) ppm。
ビスアミド33のH−NMR(CDCl): δ=1.65(m, 2H),2.0(m, 2H),2.2(m, 2H),2.35(m, 2H),4.15(dt, 2H),5.9(m, 2H),7.5(m, 2H)ppm。13C−NMR(CDCl):23(CH),32(CH),54(CH),110−122(q, CF),132(CH), 157−159(q, C=O)ppm。19F−NMR(CDCl):δ=−76ppm。
3.50g(25.0mmol)シス−(Z)−シクロオクタ−5−エン−1,2−ジアミン32及びトリフルオロ酢酸無水物(12.3g,58.6mmol)からの反応生成物の蒸発の後に得られた粗トリフルオロアセトアミド33を、4.0g安息香酸メチル及び約500mLヘプタン/エーテル(約2:1)で混合した。混合物を42時間照射し、一方溶液を、連続的に、シリカゲルカラム(約4.1g硝酸銀を含む)に埋め込まれた41gの硝酸銀を通じてフラッシュクロマトした(flushed)。カラムは、150mLのTBMEでフラッシュされ、その後、いくらかのメタノールを含む150mLのTBMEでフラッシュされた。画分を100mLの15%アンモニアで洗浄し、乾燥及び回転蒸発した。第1の画分は、Z及びEアルケンの1:2混合物を得、第2の画分は、少量のEアルケンを得た。カラム材料をTBME及びアンモニアで攪拌し、その後、ろ過し、層を分離した。固体を水層及びTBMEでもう一度処理し、その後、ろ過し、層を分離した。有機層を乾燥し、回転蒸発して、3.07gのEアルケン シス−(E)−N,N’−(シクロオクタ−5−エン−1,2−ジイル)ビス(2,2,2−トリフルオロアセトアミド)(34,9.25mol,アミンに基づいて37%)を得た。
H−NMR (CDCl): δ=1.6−1.9(m, 4H),2.1−2.5(m, 4H),3.8(m, 1H),4.1(t, 1H),5.4−5.55(m, 1H),5.65−5.8(m, 1H),6.4(bs, 1H),7.9(bs, 1H) ppm。
上記得られたアミド34を、40mLメタノール、5.0g水酸化ナトリウム及び10mL水と混合した。混合物を略還流下で90分温め、その後、回転蒸発し、残渣を30mLの水で希釈した。3×50mLのジクロロメタンで抽出し、乾燥及び回転蒸発して、少量の溶媒を含む所望のジアミン シス−(E)−シクロオクタ−5−エン−1,2−ジアミン(35)を得た(1.38g,約100%)。
H−NMR (CDCl):δ=1.4−2.5(m, 8H),2.8(bs, 1H),2.9(d, 1H),5.4−5.6(m, 2H)ppm。
シス−(E)−フェニル(8−アミノシクロオクタ−4−エン−1−イル)カーバメート(36)の合成
炭酸ジフェニル(500mg,2.33mmol)を、ジアミン35(300mg,2.14mmol)の10mLジクロロメタン溶液に添加し、溶液を室温で4日間攪拌した。溶液を25gシリカでクロマトグラフし、メタノールを含むジクロロメタン(メタノール量を増やしながら)で溶出した。生成物画分を合わせて、15mLのTBMEで2時間攪拌した。15mLヘプタンを添加し、混合物をろ過した。固体を15mLのTBMEで攪拌し、その後ろ過した。混ぜ合わせられたろ液を回転蒸発し、残渣をヘプタンで一晩攪拌し、固体を得た。ろ過して、所望の生成物シス−(E)−フェニル(8−アミノシクロオクタ−4−エン−1−イル)カーバメート(36)を得た。
H−NMR (CDCl): δ =1.5(bs, 4H),1.8−2.35(m, 6H),3.1(bs, 1H),3.6(t, 1H),5.5(bd, 1H),5.6(m, 2H),7.05−7.4(m, 5H)ppm。13C−NMR (CDCl):δ=28.4(CH),33.0(CH),36.7(CH),40.7(CH),57.7(CH),58.4(CH),121.8(CH),125.4(CH),129.5(CH),133.2(CH),133.3(CH),151.3(C),154.0(C) ppm。
シス−(E)−3,4,5−トリメトキシベンジル(8−アミノシクロオクタ−4−エン−1−イル)カーバメート(37)の合成
3,4,5−トリメトキシベンジルアルコール(6.20g,31.3mmol)のTHF(20mL)溶液を、CDI(5.44g,33.58mmol)のTHF(25mL)溶液に15分で添加し、氷−水浴内で冷却した。混合物をその後3日間室温で攪拌した。溶媒を真空下で除去し、TBME(100mL)を添加した。混合物を1時間攪拌し、デカンテーション及びろ過した。残渣をTBME(25mL)で5時間攪拌し、デカンテーション及びろ過した。複合TBMEろ液を濃縮し、CDI−付加物(10.45g,35.78mmol,遊離イミダゾールに関して補正されていない)を、ゆっくり凝固されたオイルとして得た。NMRにより、それは、1当量の遊離イミダゾールを含む。
H−NMR(CDCl):δ=3.85(s, 3H),3.9(s, 6H),5.35(s, 2H),6.65(s, 2H),7.05(s, 1H),7.45(s, 1H),8.2(s, 1H)ppm。
CDI−誘導体(705mg,2.41mmol)を、ジアミン35のジクロロメタン(15mL)溶液に添加し、混合物を1時間室温で攪拌した。混合物を濃縮し、エチル酢酸(20mL)を残渣に添加し、混合物を温かいうちにろ過した。残渣を温かいエチル酢酸で洗浄し、複合ろ液を氷で、沈殿物が現れ始めるまで冷却し、その後、それを1時間攪拌した。混合物を−15℃で30分冷却し、ろ過によって集められた沈殿物を冷たいエチル酢酸で洗浄し、乾燥して、シス−(E)−3,4,5−トリメトキシベンジル(8−アミノシクロオクタ−4−エン−1−イル)カーバメート37(170mg,0.47mol,20%)を得た。
H−NMR (CDCl):δ=1.4−2.3(m, 10H),3.05(bs, 1H),3.55(t, 1H),3.8(s, 3H),3.85(s, 6H),5.0(s, 2H),5.2(m, 1H),5.6(m, 2H),6.6(s, 2H),7.45(s, 1H),8.2(s, 1H)ppm。13C−NMR (CDCl):δ=28(CH),33(CH),37(CH),41(CH),56(CH),58(CH),58.5(CH),61(CH),67(CH),106(CH),132.5(C),133(CH),133.5(CH),138(C),153.5(C),155.5(C)ppm。
シス2−メチルフェニル((E)−8−アミノシクロオクタ−4−エン−1−イル)カーバメート(39)の合成
シス−(E)−シクロオクタ−5−エン−1,2−ジアミン(35,9.7mg;0.069mmol)をアセトニトリル(1mL)に溶解し、0℃まで冷却した。NHS−活性化したo−クレゾール38(17.2mg;0.069mmol)をアセトニトリル(1mL)中に溶解して、添加した。混合物を0℃で30分攪拌した。沈殿物をろ過によって除去し、ろ液を蒸発乾固した。オイル性残渣をジクロロメタン(2mL)中に溶解し、水(1mL)で洗浄した。生成物を0.5Mクエン酸(1.5mL)で抽出し、水相を分離し、食塩水(2mL)で中和した。生成物をジクロロメタン(2mLで2回)抽出した。複合有機層を硫酸ナトリウムで乾燥し、蒸発乾固して、粘着性オイルとして生成物39を得た(6.1mg,32%)。
H NMR(CDCl):δ=7.2−7.0(m, 4H),5.62(m, 2H),5.57(s, 1H),3.59(t, 1H),3.14(d, 1H),2.19(s, 3H),2.3−1.8(m, 8H),1.6(br. s, 2H)ppm。HPLC−MS/PDA:クロマトグラムで1ピーク,m/z = 275 (M+H),lmax=261nm。
シス2−メトキシフェニル((E)−8−アミノシクロオクタ−4−エン−1−イル)カーバメート(41)の合成
シス−(E)−シクロオクタ−5−エン−1,2−ジアミン(35,9.7mg;0.069mmol)をアセトニトリル(1mL)中に溶解し、0℃まで冷却した。NHS活性化された2−メトキシフェニル(40,18.3mg;0.069mmol)をアセトニトリル(1mL)中に溶解し、添加した。混合物を0℃で45分間攪拌した。沈殿物をろ過で除去し、ろ液を蒸発乾固した。オイル性残渣をジクロロメタン(2mL)中に溶解し、水(1mL)で洗浄した。生成物を0.5Mクエン酸(1.5mL)で抽出し、水相を分離し、食塩水(2mL)で中和した。生成物を、ジクロロメタン(2mLで2回)抽出した。複合有機層を、硫酸ナトリウムで乾燥し、蒸発乾固し、粘着性オイルとして生成物41(9.0mg,45%)を得た。
H NMR(CDCl):δ=7.22(m, 2H),6.97(m, 2H),5.62(m, 2H),5.71(s, 1H),3.89(s, 3H),3.59(t, 1H),3.14(d, 1H),2.3−1.8(m, 8H),1.6(br. s, 2H)ppm。HPLC−MS/PDA: クロマトグラムで1ピーク,m/z=291(M+H),lmax=269nm。
シス2,6−ジメチルフェニル((E)−8−アミノシクロオクタ−4−エン−1−イル)カーバメート(43)の合成
シス−(E)−シクロオクタ−5−エン−1,2−ジアミン(35,26.5mg;0.189mmol)をアセトニトリル(1.5mL)中に溶解し、0℃まで冷却した。NHS活性化された2,6−ジメチルフェニル(42,50mg;0.189mmol)を添加し、混合物を1時間攪拌した。沈殿物をろ過で除去し、ろ液を蒸発乾固した。オイル性残渣をジクロロメタン(3mL)中に溶解し、水(1.5mL)で洗浄した。生成物を0.5Mクエン酸(2mL)で抽出し、水相を分離し、食塩水(3mL)で中和した。生成物を、ジクロロメタン(3mLで2回)抽出した。複合有機層を硫酸ナトリウムで乾燥し、蒸発乾固し、粘着性オイルとして生成物43(32mg,60%)を得た。
H NMR(CDCl):δ=7.02(m, 3H),5.57(m, 2H),5.49(s, 1H),3.58(t, 1H),3.10(d, 1H),2.17(s, 6H),2.3−1.8(m, 8H),1.6(br. s, 2H)ppm。HPLC−MS/PDA:クロマトグラムで1ピーク,m/z=289(M+H),lmax=259nm。
シス2−tert−ブチルフェニル((E)−8−アミノシクロオクタ−4−エン−1−イル)カーバメート(45)の合成
シス−(E)−シクロオクタ−5−エン−1,2−ジアミン(35,26.5mg;0.189mmol)をアセトニトリル(1.5mL)中に溶解し、0℃まで冷却した。NHS−活性化された2−tert−ブチルフェノール(44,55mg;0.189mol)を添加し、混合物を1時間攪拌し、その後、蒸発乾固した。オイル性残渣をジクロロメタン(3mL)中に溶解し、水(1.5mL)で洗浄した。生成物を、0.5Mクエン酸(2mL)で抽出し、水相を分離して、食塩水(3mL)で中和した。生成物を、ジクロロメタン(3mLで2回)抽出した。複合有機層を硫酸ナトリウムで乾燥し、蒸発乾固して、粘着性のオイルとして生成物45(15mg,25%)を得た。
HPLC−MS/PDA:クロマトグラムで1ピーク,m/z=317(M+H),lmax=259nm。
シスフェニル((E)−8−アミノシクロオクタ−4−エン−1−イル)ウレア(47)の合成
シス−(E)−シクロオクタ−5−エン−1,2−ジアミン(35,23.4mg;0.167mmol)をクロロホルム(1mL)中に溶解した。3,5−ジメチルフェニルイソシアネート(46,24.5mg;0.167mmol)をクロロホルム(1mL)中に溶解し、20℃でゆっくり添加した。混合物を20℃で30分間攪拌し、続いて真空中で濃縮した。粗材料を続いて分取用HPLCによって精製し、2つの異性体生成物47を、
m/z=288(M+H),lmax=243 nm:10.9 mgの主異性体(23%収率)及び1.9 mgの副異性体(4%収率)で得た。
トランス フェニル(E)−2−アミノシクロオクタ−3−エン−1−イル カーバメート(56)の合成
1,3−シクロオクタジエン(21.72g,0.201mol)、200mLジクロロメタン、75mL酢酸及び35.16gペルオキソホウ酸ナトリウム四水和物(0.228mol)の混合物を室温で2日間、その後、35℃で28時間攪拌した。混合物を150mL水及び200mLジクロロメタン内に注いだ。層が分離し、有機層を50mL水で、そして100mLの20%水酸化ナトリウム水溶液で洗浄した。一連の水性層を200mLジクロロメタンで抽出した(セライトでのろ過が必要である)。有機層を乾燥し、回転蒸発した。(Z)−9−オキサビシクロ[6.1.0]ノン−2−エン(48)を含む残渣それ自体を使用した。
上記得られたエポキシシクロオクテン48の65mLアセトン溶液を、アジ化ナトリウム(24.0g,0.369mol)の60mL水溶液に、30分間に亘って添加した。混合物を、4日後に約30mLのアセトンを蒸留して取り除きながら、還流下で7日間加熱した(留意)。50mLの水を残渣に添加し、混合物を2×200mLのTBMEで抽出した。有機層を25mLの水で洗浄し、その後、乾燥及び回転蒸発して、trans−(Z)−2−アジドシクロオクタ−3−エノール(49)を含む残渣19.6gを得た。留意:アジ化ナトリウムでの開環は、シクロヘキセンオキシドに関してOrganic Synthesis 2010, 87, 161で述べられた。我々は、有機溶媒としてのアセトンの報告された使用について疑問を抱いている。なぜならOrganic Synthesisの合成手順は、85℃の還流温度を報告しているのだが、これはアセトンよりも溶媒としてのアセトニトリルの使用に、より好適に対応していると思われるからである。
H−NMR(CDCl):δ=1.2−2.4(m, 8H),3.55(m, 1H),4.35(t, 1H),5.55(m, 1H),5.85(m, 1H)ppm。
上記得られた粗物(crude)49を、130mLのTBME及び28mLのトリエチルアミン(0.202mol)に溶解した。溶液をエタノール−ドライアイスで冷却し、30mLのTBME中の塩化メタンスルホニル(21.2g,0.185mol)を−10℃から0℃までで30分間に亘って添加した。結果の懸濁液を一晩攪拌し、その後、100mLの水を添加した。層が分離し、有機層を50mLの水で洗浄した。一連の水層を200mLのTBMEで抽出した。乾燥及び回転蒸発し、75mLのDMF中に溶解した20.3gのアジドメシラート(azidomesylate)残渣を得た。酢酸カリウム(19.65g,0.20mol)を添加し、混合物を80℃で2時間加熱した。更に50mLのDMFを添加し、加熱を90℃で17時間続けた。冷却後、混合物を150mLの希アンモニアへと注ぎ、生成物を3×200mLのTBMEで抽出した。一連の有機層を、3×25mLの水で洗浄し、その後、乾燥及び回転蒸発した。残渣を150gシリカでクロマトグラフし、ヘプタン/酢酸エチルで溶出し、シス(Z)−2−アジドシクロオクタ−3−エン−1−イル アセテート(50)を得た。
アジドメシラートのH−NMR(CDCl):δ=1.2−2.4(m, 8H),3.1(s, 3H),4.5−4.65(m, 2H),5.4(m, 1H),6.0(m, 1H)ppm。
アジドアセテート50のH−NMR 50(CDCl):δ=1.2−2.0(m, 8H),2.05(s, 3H),4.35(m, 1H),5.45−5.7(m, 3H)ppm。
アジドアセテート50を50mLのメタノール及び15mLの30%水酸化ナトリウム水溶液で、1時間攪拌した。その後、メタノールの大部分を回転蒸発で除去した。残渣を、2×100mLのTBMEで抽出した。有機層を乾燥し、回転蒸発して、10.5gのアジドアルコールを得た。
この残渣を100mLのTBMEで溶解し、トリエチルアミン(21mL,0.151mol)を添加した。混合物を氷中で冷却し、50mLTBME中の塩化メタンスルホニル(13.75g,0.120mol)を、1時間に亘って添加した。結果の懸濁液を一晩攪拌し、その後、100mLの水を添加した。層が分離し、有機層を50mLの水で洗浄した。一連の水層を100mLのTBMEで抽出した。乾燥及び回転蒸発して、45mLのDMF中に溶解したアジドメシラート誘導体を得た。アジ化ナトリウム(11.0g,0.169mol)を添加し、混合物を70℃で18時間、その後90℃で3時間加熱した。冷却後、混合物を150mLの水に注ぎ、生成物を3×150mLのTBMEで抽出した。一連の有機層を2×50mLの水で洗浄し、その後、乾燥及び回転蒸発した。トランス−(Z)−3,4−ジアジドシクロオクタ−1−エンを含む残渣(51,11.28g)それ自体を、次ステップで使用した。
アジドアルコールのH−NMR(CDCl):δ=1.2−2.2(m, 8H),4.25(m, 1H),4.55(m, 1H),5.45(m, 1H),5.7(m, 1H)ppm。
アジドメシラートのH−NMR(CDCl):δ=1.2−2.3(m, 8H),3.0(s, 3H),4.25(m, 1H),5.4(m, 1H),5.55−5.8(m, 1H)ppm。
ジアジド51のH−NMR(CDCl):δ=1.2−2.4(m, 8H),3.45(m, 1H),4.35(m, 1H),5.45(m, 1H),5.95(m, 1H)ppm。
上記得られた粗ジアジド51を100mLのTHF中に溶解し、100mLTHF中の水素化リチウムアルミニウム(5.4g,0.142mol)に、30分間に亘って添加し、冷水で冷却した。反応混合物を還流下で18時間加熱し、その後、冷却し、6mLの水及び6mLの30%水酸化ナトリウム水溶液でゆっくりクエンチした。
ろ過、THFでの洗浄及び回転蒸発し、100mLのジクロロメタン中に溶解した、7.8gの粗ジアミン52を得、その後、氷中で冷却した。トリフルオロ酢酸無水物(20.87g,0.099mol)を30分間に亘って添加した。溶液を30分間攪拌し、還流下で1時間加熱し、回転蒸発した。残渣を100gシリカでクロマトグラフし、溶出は酢酸エチルを含むヘプタンを用いて(酢酸エチル量を増やしながら)実行した。生成物画分を合わせて、残渣はTBME及びヘプタンの混合物を用いて攪拌し、懸濁液を得た。ろ過して、5.86gのトランスN,N’−((Z)−シクロオクタ−3−エン−1,2−ジイル)ビス(2,2,2−トリフルオロアセトアミド)(53,17.64mol,1,3−シクロオクタジエンに基づいて9%)を得た。
ジアミン52のH−NMR(CDCl):δ=1.2− 2.3(m, 8H),2.55(m, 1H),3.4(t, 1H),5.35(m, 1H),5.6(m, 1H)ppm。
ビスアミド53のH−NMR(CDCl):δ=1.3−2.0(m, 6H),2.25(m, 2H),4.05(m, 1H),5.0(q, 1H),5.4(t, 1H),5.9(q, 1H),7.0(bs, 1H),7.1(bs, 1H)ppm。
トリフルオロアセトアミド53(5.86g,17.64mmol)を、6.25gの安息香酸メチル及び約500mLのヘプタン/エーテル(約1:2)と混合した。懸濁液を78時間照射し、一方、混合物を、連続的に、シリカゲルカラム(約3.2g硝酸銀を含む)に埋め込まれた32.2gの硝酸銀を通じてフラッシュクロマトした。溶解していないアミド53をカラムのトップで集め、照射及びフラッシュプロセスの間非常にゆっくり溶解したが、照射の最後ではまだ完全には溶解していなかった。カラム材料は、300mLヘプタン/TBME(1:1)、その後300mLTBMEでフラッシュした。画分を、100mLの15%アンモニアで洗浄し、乾燥及び回転蒸発し、53及び54の混合物を得た(54は、ヘプタン:TBMEで攪拌することによって精製され得る)。カラム材料をジクロロメタン及びアンモニアで攪拌し、その後ろ過し、層を分離した。固体を水層及びジクロロメタンでもう1度処理し、その後、ろ過し、層を分離した。複合有機層を乾燥し、回転蒸発して、トランスアルケン54(0.91g,16%)を得た。
54のH−NMR(CDCl):δ=0.8−2.5(m, 8H),4.35(m, 1H),4.55(m, 1H),5.7−6.0(m, 2H)ppm。19F−NMR(CDCl):δ=−75.9,−76.1ppm(さらに、−76.4及び−76.6ppmで2つの小さい信号があり、恐らく他のE−異性体)。
アミド54(430mg,1.29mmol)を10mLのメタノールと混合し、1.65gの50%水酸化ナトリウム溶液を添加した。混合物を略還流で90分間温め、それを回転蒸発し、残渣を15mLの水で希釈した。4×30mLのジクロロメタンで抽出し、乾燥及び回転蒸発して、所望のトランス(E)−シクロオクタ−3−エン−1,2−ジアミン(55,128mg,0.91mmol,71%)を得た。
H−NMR(CDCl):δ=1.1−2.1(m, 9H),2.45(m, 1H),3.15(d, 1H),3.45(s, 1H),5.95(m, 1H)ppm。13C−NMR(CDCl):δ=20.0(CH),30.6(CH),35.9(CH),36.2(CH),59.2(CH),63.7(CH),130.8(CH),133.4(CH)ppm。
炭酸ジフェニル(200mg,0.93mmol)をジアミン55(95mg,0.68mmol)の10mLジクロロメタン溶液に添加し、溶液を室温で3日間攪拌した(反応はまだ完了していない)。溶液を回転蒸発し、残渣を13gシリカでクロマトグラフし、メタノールを有するジクロロメタンで(メタノールの量を増やしながら)溶出した。これにより、所望の生成物トランス−フェニル(E)−2−アミノシクロオクタ−3−エン−1−イル)カーバメートを得た。わずかに小さいR値を有する画分は、2‐アミノ位置でのカルバミン酸塩であると仮定された。この生成物は、完全に純粋な携帯で得られなかった(26mg,0.1mmol,15%)。
H−NMR(CDCl):δ=0.8−2.2(m, 9H),2.45(m, 1H),3.8−3.95(m, 2H),5.35(bd, 1H, amide NH),5.75(dd, 1H),6.0−6.15(m, 1H),7.1−7.4(m, 5H)ppm。13C−NMR(CDCl):δ=21.9(CH),28.1(CH),36.1(CH),36.2(CH),56.4(CH),63.2(CH),121.8(CH),125.6(CH),129.5(CH),131.7(CH),132.7(CH),151.2(C),154.3(C=O)ppm。MS:261.0(M+1)。
別の異性体であると仮定される化合物は、次のH−NMR信号を有している。
δ1.0−2.2(m, 7H),2.45(m, 1H),3.6(bs, 1H),3.8(b, 2H),4.25(bs, 1H),5.6(bs, 1H),5.7(m, 1H),6.0(d, 1H),7.1−7.4(m, 5H)ppm。MS261.0(M+1)。
(E)−フェニル2,3,4,5−テトラヒドロ−1,4−ジアゾシン−1(8H)−カルボキシレート(61)の合成
トリフルオロ酢酸無水物(92.69g,0.441mol)をエチレンジアミン(12.09g,0.20mol)の50mLジクロロメタン氷冷溶液に、1時間に亘って添加した。混合物を1時間温めて還流し、その後、回転蒸発した。水(100mL)及びTBME(250mL)を添加し、混合物を1時間攪拌した。ろ過及びTBMEでの洗浄を行い、生成物を得た。ろ液層を分離し、有機層を回転蒸発し、残渣を幾分かのTBMEで攪拌した。ろ過して、更なる量のN,N’−(エタン−1,2−ジイル)ビス(2,2,2−トリフルオロアセトアミド)(57)(全収率が47.23g(0.187mol,93%)である)を得た。
上記得られた生成物57を、400mLのアセトニトリル、100gの炭酸カリウム、及び3.2gのベンジルトリエチルアンモニウムクロリドと、15分間攪拌した。50mLのアセトニトリル中に溶解した、シス−1,4−ジクロロ−2−ブテン(26.97g,95%,0.205mol)を、30分間に亘って添加した。混合物を3時間に亘って71℃まで温め、その温度に64時間保持し、その後、77℃で24時間加熱した。温めながら混合物をろ過し、固体をアセトニトリルで洗浄した。回転蒸発して残渣を得、これを、ジクロロメタン及び溶離剤としていくらかのトリエチルアミンを含むジクロロメタンを使用して、250gのシリカゲルでクロマトグラフした。これにより、23.25gの(Z)−1,1’−(2,3−ジヒドロ−1,4−ジアゾシン−1,4(5H,8H)−ジイル)ビス(2,2,2−トリフルオロエタノン)(58,76,43mmol,41%)を得た。
H−NMR(CDCl):δ=3.65−3.95(m, 5.4H),4.05−4.2(m, 1.1H),4.25(bs, 1.5H),5.6(m, 0.8H),5.8(bs, 0.5H),6.15(m, 0.7H)ppm。13C−NMR(CDCl):δ=45(2 CH),47(CH),48(CH),48.5(CH),49(CH),50(CH),53(CH),110−122(2q, CF),126(CH),127(CH),128(CH),128.5(CH),155−158(2q, C=O)ppm。19F−NMR(CDCl):δ=−69.2,−69.4,−69.8,−70.0ppm。MS:305.0(M+1),303.0(M−1)。
トリフルオロアセトアミド58(14.0g,46.0mol)を8.0gの安息香酸メチル及び約500mLのヘプタン/エーテル(約10:1)と混合した。混合物を92時間照射し、一方、溶液を、連続的に、シリカゲルカラム(約7.0g硝酸銀を含む)に埋め込まれた70gの硝酸銀を通じてフラッシュクロマトした。カラム材料をその後、1つあたり(portions)300mLのヘプタン/TBME(5:1,3:1,2:1,1:1の比率で)で、その後300mLの水でフラッシュし、各々の画分を200mLの10%アンモニアで洗浄し、乾燥及び回転蒸発した。残っているカラム材料を、TBME及びアンモニアで攪拌し、その後ろ過し、層を分離した。固体を、水層及びTBMEでもう一度処理し、その後ろ過し、層を分離した。複合有機層を乾燥し、回転蒸発して、3.48gの(E)−1,1’−(2,3−ジヒドロ−1,4−ジアゾシン−1,4(5H,8H)−ジイル)ビス(2,2,2−トリフルオロエタノン)(59)を、凝固しているオイル(solidifying oil)として得た(11.45mmol,25%)。
H−NMR(CDCl):δ=2.6(t, 1H),2.95(t, 1H),3.4−3.55(m, 1H),3.75−3.9(m, 1H),4.0−4.3(m, 1H),4.35−4.6(m, 1H),4.65(d, 1H),5.25(d, 1H),5.8−6.0(m, 2H)ppm。13C−NMR(CDCl):δ=49.4(CH),49.6(CH),50.0(CH),50.1(CH),51.9(CH),52.0(CH),53.9(CH),54.1(CH),110−122(2q, CF),136.0(CH),136.1(CH),155−158(2q, C=O)ppm。19F−NMR(CDCl):δ=−69.2,−69.25,−69.4,−69.45ppm。
上記得られたアミド59(520mg,1.71mol)を、10mLのメタノール及び1.60gの50%水酸化ナトリウム水溶液と混合し、その後、55℃で1時間温めた。大部分のメタノールを回転蒸発で除去し、残渣を20mLの水で希釈した。5×25mLのジクロロメタンで抽出し、乾燥及び回転蒸発して、所望の(E)−1,2,3,4,5,8−ヘキサヒドロ−1,4−ジアゾシン(60,150mg,1.34mmol,78%)を得た。
H−NMR(CDCl):δ=2.45(d, 2H),3.15(d, 2H),3.3(m, 2H),3.55(dd, 2H),6.0(m, 2H)ppm。13C−NMR:δ=53.0(CH),54.0(CH),140.0(CH)ppm。
ジフェニルカーボネート(2.66mg,1.24mmol)を、上記得られたジアミン60の10mLジクロロメタン溶液に添加し、溶液を30℃で2日間攪拌した。溶液を17gシリカでクロマトグラフし、メタノールを含むジクロロメタンで(メタノールの量を増やしながら)溶出した。生成画分を合わせて、回転蒸発した。残渣を20gのシリカでクロマトグラフし、メタノールを含むTBMEで(メタノールの量を増やしながら)溶出した。更にジクロロメタン−メタノールで溶出し、生成物(E)−フェニル2,3,4,5−テトラヒドロ−1,4−ジアゾシン−1(8H)−カルボキシレート(61)を得た。
H−NMR(CDCl):δ=2.5−2.85(m, 2H),3.25−3.4(m, 2H),3.4−3.55(m, 2H),4.25(m, 1H),4.9 (m, 1H),5.8−6.1(m, 2H),7.0−7.4(m, 5H)ppm。13C−NMR(CDCl):δ=50.2(CH),50.8(CH),52.5(CH),52.6(CH),53.5(CH),121.9(CH),125.5(CH),129.5(CH),135.3(CH),135.4(CH),141.3(CH),141.6(CH),151.6(C),155.0(C=O)ppm。MS:232.9(M+1)。
(E)−シクロオクテン−ドキソルビシン共役物64の合成
4−(ヒドロキシメチル)フェニル4−ニトロフェニルカーボネート(62)を、文献の手順を改良して合成した(K. Haba, M. Popkov, M. Shamis, R. A. Lerner, C. F. Barbas III, and D. Shabat, Angew. Chem. Int. Ed. 2005, 44, 716−720)。25mLの丸底フラスコ内で、4−ヒドロキシベンジルアルコール(0.3g,2.3mmol)及びDIPEA(400μL,0.3g,2.3mmol,1当量)を、ドライTHF(3mL)に溶解した。フラスコを氷浴内に置き、ドライTFH(2mL)内のクロロギ酸4−ニトロフェニル(0.52g,2.5mmol,1.05当量)を滴下し、混合物を室温で1時間攪拌した。形成された白色沈殿物(DIPEA・HCl塩)のろ過後、溶媒を真空除去し、残渣をEtOAc(50mL)に再溶解した。有機層を水及び食塩水(共に20mL)で洗浄し、MgSOで乾燥し、ろ過し、溶媒を真空除去した。精製は、カラムクロマトグラフィー(フラッシュクロマトフラフィ シリカ,クロロホルム内10%THF,化合物を30mLの溶離剤でカラムの頂上に添加した)及び沈殿(アセトン→ペンタン)を使用して実行された。これにより、純粋な62(0.57g,2.0mmol,84%)を白色固体として得た。そのスペクトル特性は、報告されたデータと一致する。
10mLの丸底フラスコ内で、62(50mg,0.17mmol)を、Ar雰囲気下でドライTHF(1mL)に溶解した。ホスゲンの添加後(トルエン内1.9M溶液の179μL,0.34mmol,2当量)、フラスコを封止し、混合物を室温で15時間攪拌した。溶媒を真空除去し、結果得られたオイルを、トルエン(×3)及びクロロホルムでフラッシュした。これにより、類縁(analogous)のクロロギ酸エステルを無色のオイルとして得、これは更なる精製無しで即座に使用された。
H−NMR(CDCl):δ=8.33(d, 2H, ArH),7.49(d, 2H, ArH),7.48(d, 2H, ArH),7.33(d, 2H, ArH),5.31(s, 2H, CH)ppm。
続いて、25mLの丸底フラスコ内で、塩酸ドキソルビシン(86mg,0.15mmol)をドライTHF(2mL)に溶解し、クロロギ酸エステル(61mg,0.17mmol,1.2当量)のドライTHF(4mL)溶液を添加した。DIPEA(115μL,0.65mol,4.4当量)の添加後、混合物を室温で23時間攪拌した。溶液をセライトでろ過し、溶媒を真空除去した。残渣をクロロホルム(60mL)に再溶解し、水(×2)及び食塩水(全て20mL)で洗浄した。有機層をMgSOで乾燥し、ろ過し、溶媒を真空除去した。精製は、カラムクロマトグラフィー(フラッシュ シリカ)を使用して、クロロホルム中2%MeOHのクロロホルム中12%MeOHまでのグラジエントを使用して、実行された。これにより、純水な63(73mg,82μmol,56%)をオレンジ色固体として得た。
H−NMR(CDCl):δ=13.97(s, 1H, ArOH),13.22,(s, 1H, ArOH),8.30(d, 2H, ArH),8.03(d, 1H, ArH),7.78(t, 1H, ArH),7.46(d, 2H, ArH),7.39(m, 3H, ArH),7.23(d, 2H, ArH),5.50(d, 1H, OCHO),5.28(s, 1H, CCHHCH),5.17(d, 1H, NH),5.04(s, 2H, ArCHO),4.75(s, 2H, CHOH),4.54(s, 1H, COH),4.14(m, 1H, CHCH),4.08(s, 3H, OCH),3.87(m, 1H, NHCH),3.66(s, 1H, CHOH),3.27(d, 1H, ArCHH),3.02(s, 1H, CHOH),3.00(d, 1H, ArCHH),2.33(d, 1H, CCHH),2.17(d, 1H, CCHH),1.98(br, 1H, CHOH),1.88(m, 1H, NHCHCHH),1.77(m, 1H, NHCHCHH),1.29(d, 3H, CHCH)ppm。
帰属(assignments)は、2D(H−H)相関分光法(gCOSY)によって確認された。13C−NMR (CDCl):δ=213.8,187.1,186.6,161.0,156.2,155.6,155.3,155.2,150.9,150.3,145.6,135.8,135.4,135.1,133.6,133.5,129.5,125.4,125.3,121.7,120.8,119.9,118.5,111.6,111.4,100.7,69.7,69.6,67.2,65.8,65.5,56.7,47.0,35.6,34.0,30.2,16.8ppm.ESI−MS:m/z計算値858.21;実測値[M+Na]881.42。
25mLの丸底フラスコ内で、シス−5,6−ジアミノ−トランス−シクロオクテン35(16.5mg,71μmol,1.1当量)をアルゴン雰囲気下でドライTHF(4mL)に溶解した。63(55mg,64μmol)のドライTHF(4mL)溶液を添加し、フラスコを封止し、混合物を室温で1時間攪拌した。溶媒を真空除去し、残渣をRP−HPLC(0.1%ギ酸を有するCHCN/HO)を使用して、更にλ=253及び317 nmで測定して、精製した。グラジエントは、%CHCN (min): 28 (1−11), 28 to 100 (11−12), 100 (12−13), 100 to 28 (13−14), 28 (14−15)から構成した。これにより、凍結乾燥後に、純粋な(E)−シクロオクテン−ドキソルビシン共役物64(19mg,22μmol,35%)を、オレンジ色固体として得た。
H−NMR(CDCl/MeOD−d 95:5):δ=7.98(d, 1H, ArH),7.74(t, 1H, ArH),7.35(d, 1H, ArH),7.23(d, 2H, ArH),6.99(d, 2H, ArH),5.75(m, 1H, CH=CH),5.64(m, 1H, CH=CH),5.43(s, 1H, OCHO),5.23(s, 1H, CCHHCH),4.97(d, 1H, ArCHHO),4.91(d, 1H, ArCHHO),4.71(s, 2H, CHOH),4.09(m, 1H, CHCH),4.08(s, 3H, OCH),3.80(m, 1H, NHCH),3.70(m, 1H, NHCHCHNH),3.56(s, 1H, CHOH),3.40(m, 1H, CHNH),3.22(d, 1H, ArCHH),2.98(d, 1H, ArCHH),2.38−1.96(m, 10H, トランス−シクロオクテンCH, CCHH),1.77(m, 2H, NHCHCHH),1.22(d, 3H, CHCH)ppm。13C−NMR(MeOD−d):δ=213.2, 186.1,185.9,160.8,156.5,155.7,155.1,154.5,150.6,135.7,134.6,134.2,134.1,133.6,133.1,132.8,128.6,121.2,119.7,119.0,118.7,110.8,110.6,100.8,78.0,76.0,69.7,68.7,67.2,65.4,64.3,57.3,55.9,55.6,35.9,35.7,35.5,32.6,31.6,29.4,27.6,15.9 ppm。ESI−MS:m/z 計算値859.32; 実測値[M+H] 860.50。FT−IR (ATR):υ=3347,2972,2940,2872,1676,1617,1579,1525,1503,1444,1429,1413,1346,1285,1261,1201,1134,1069,1016,985,952,916,894,875,836,821,799,765,737,721,706,693,673cm−1
* 推定されるバッチ純度 60%
(E)−シクロオクテン−ドキソルビシン共役物68の合成
25mLの丸底フラスコ内で、4−(t−ブチルジメチルシロキシメチル)−2,6−ジメチルフェノール(84mg,0.32mmol;Y.H. Choe, C.D. Conover, D. Wu, M. Royzen, Y. Gervacio, V. Borowski, M. Mehlig, R.B. Greenwald, J. Controlled Release 2002, 79, 55−70)及びDIPEA(111μL,82mg,0.63mmol,2当量)をドライTHF(0.5mL)に溶解し、混合物を氷浴上で冷却した。ドライTHF(0.5mL)中のクロロギ酸4−ニトロフェニル(132mg,0.63mmol,2当量)を滴下し、混合物を45℃で2時間攪拌した。H−NMRはη≒78%を示したので、追加のDIPEA(55μL,41mg,0.31mmol,1当量)及びクロロギ酸4−ニトロフェニル(66mg,0.31mmol,1当量)を添加し、混合物を45℃で30分間攪拌した。形成された白色沈殿物(DIPEA HCL塩)のセライトでのろ過後、溶媒を真空除去し、残渣をEtOAc(140mL)に再溶解した。有機層を水及び食塩水(共に45mL)で洗浄し、MgSOで乾燥し、ろ過し、溶媒を真空除去した。精製は、カラムクロマトグラフィー(フラッシュ シリカ)を使用して、1:1クロロホルム/ペンタンのクロロホルムまでのグラジエントを使用して実行された。これにより、純粋な2,6−ジメチル−4−(t−ブチルジメチルシロキシメチル)フェニル4−ニトロフェニルカーボネート(65)(75mg,0.17mmol,55%)を無色固体として得た。
H−NMR(CDCl):δ=8.31(d, 2H, ArH),7.48(d, 2H, ArH),7.06(s, 2H, ArH),4.68(s, 2H, CH),2.28(s, 6H, ArCH),0.95(s, 9H, CCH),0.11(s, 6H, SiCH)ppm。13C−NMR(CDCl):δ=155.5,150.4,146.9,145.6,139.8,129.5,126.6,125.4,121.6,64.3,26.0,18.4,16.2,−5.3ppm。ESI−MS:m/z 計算値431.18; 実測値[M+2H−TBDMS−HO]300.17。FT−IR(ATR):υ=2954,2929,2885,2857,1777,1616,1594,1526,1491,1471,1462,1444,1407,1346,1323,1292,1220,1177,1164,1128,1100,1003,947,910,883,834,815,775,736,700,673,657cm−1
25mLの丸底フラスコ内で、65(166mg,0.38mmol)をエタノール(6mL)に溶解し、溶液を氷浴上で冷却した。エタノール中濃塩酸(1%v/v,4.5mL)を添加し、混合物を室温で75分攪拌した。溶媒を真空除去し、残渣をクロロホルムでフラッシュした。これにより、純粋な2,6−ジメチル−4−(ヒドロキシメチル)フェニル4−ニトロフェニルカーボネート(66)を、無色オイルとして得た(136mg,最大0.38mmol,100%)。
H−NMR(CDCl):δ=8.32(d, 2H, ArH),7.47(d, 2H, ArH),7.13(s, 2H, ArH),4.65(s, 2H, CH),2.30(s, 6H, ArCH)ppm。13C−NMR(CDCl):δ=155.4,150.4,147.3,145.6,139.3,130.0,127.5,125.4,121.6,64.6,16.1ppm。ESI−MS:m/z計算値317.09;実測値[M+H−HO] 300.17。FT−IR(ATR):υ=3555,3366,3119,3086,2924,2867,1772,1616,1593,1523,1490,1454,1380,1346,1324,1311,1293,1220,1176,1164,1126,1056,1035,1003,955,941,910,884,857,845,764,732,702,679,664cm−1
10mL丸底フラスコ内で、66(51mg,0.16mmol)をAr雰囲気下でドライTHF(1mL)に溶解した。ホスゲンの添加後(トルエン中の1.9M溶液の180μL,0.34mmol,2当量)、フラスコを封止し、混合物を室温で15時間撹拌した。溶媒を真空除去後、結果のオイルをトルエン(×3)及びクロロホルムでフラッシュした。これにより、類縁のクロロギ酸エステルを、無色のオイルとして得、これは、更なる精製無しで即座に使用した。
H−NMR(CDCl):δ=8.33(d, 2H, ArH),7.48(d, 2H, ArH),7.16(s, 2H, ArH),5.24(s, 2H, CH),2.31(s, 6H, CH)ppm。
続いて、10mLの丸底フラスコ内で、塩酸ドキソルビシン(89mg,0.15mmol)をドライTHF(2mL)に溶解し、クロロギ酸エステル(最大0.16mmol,1.1当量)のドライTFH(4mL)溶液を添加した。DIPEA(118μL,88mg,0.67mmol,4.4当量)の添加後、混合物を室温で24時間撹拌した。溶液をセライトでろ過し、溶媒を真空除去した。残渣をクロロホルム(120mL)に再溶解し、水(×2)及び食塩水(全て40mL)で洗浄した。有機層をMgSOで乾燥し、ろ過し、溶媒を真空除去した。精製を、カラムクロマトグラフィ(フラッシュ シリカ)を使用して、クロロホルム中2%MeOHのクロロホルム中3%MeOHまでのグラジエントを使用して実行した。これにより、純粋な67(82mg,92μmol,61%)をオレンジ色固体として得た。
H−NMR(CDCl):δ=13.98(s, 1H, ArOH),13.25,(s, 1H, ArOH),8.30(d, 2H, ArH),8.05(d, 1H, ArH),7.79(t, 1H, ArH),7.45(d, 2H, ArH),7.40(d, 1H, ArH),7.06(s, 2H, ArH),5.51(s, 1H, OCHO),5.30(s, 1H, CCHHCH),5.11(d, 1H, NH),4.97(s, 2H, ArCHO),4.75(s, 2H, CHOH),4.53(s, 1H, COH),4.14(m, 1H, CHCH),4.08(s, 3H, OCH),3.87(m, 1H, NHCH),3.67(d, 1H, CHOH),3.28(d, 1H, ArCHH),3.03(d, 1H, ArCHH),2.98(t, 1H, CHOH),2.33(d, 1H, CCHH),2.25(s, 6H, ArCH),2.17(d, 1H, CCHH),1.87(m, 2H, NHCHCHH, CHOH),1.77(m, 1H, NHCHCHH),1.29(d, 3H, CHCH)ppm。13C−NMR (CDCl):δ=213.8,186.9,186.5,161.0,156.1,155.5,155.4,155.3,150.2,147.7,145.6,135.8,135.4,134.8,133.6,133.5,130.1,128.8,125.4,121.6,120.7,119.8,118.5,111.5,111.3,100.7,77.2,76.6,69.7,69.5,67.3,66.0,65.5,56.6,47.0,35.6,33.9,30.1,16.8,16.0ppm。ESI−MS:m/z計算値886.24;実測値[M+Na] 909.33。FT−IR(ATR):υ=3492,3431,3058,2937,1777,1719,1616,1579,1525,1491,1444,1429,1412,1381,1347,1325,1283,1225,1209,1183,1132,1071,1015,982,948,917,879,858,847,820,791,765,734,702,681cm−1
25mLの丸底フラスコ内で、シス−5,6−ジアミノ−トランスシクロオクテン(35,14.6mg,104μmol,1.1当量)をアルゴン雰囲気下でドライTHF(4mL)に溶解した。67(82mg,92μmol)のドライTHF(2mL)溶液を添加し、フラスコを封止し、混合物を室温で90分間撹拌した。H−NMRはη ≒ 75%を示したので、追加の5,6−ジアミノ−トランス−シクロオクテン(4.4mg,31μmol,0.3当量)を添加し、混合物を室温で1時間撹拌した(最終的にはH−NMRに基づいてη ≒ 90%)。溶媒を真空除去し、残渣(100mg)の一部(22mg)をRP−HPLC(0.1%ギ酸を有するCHCN/HO)を使用し、更にλ=253及び317nmで測定して、精製した。グラジエントは、%CHCN(分):25から45まで(1−11),45から100まで(11−12),100(12−13),100から25まで(13−14),25(14−15)から構成した。これにより、凍結乾燥後、純粋なシス−(E)−シクロオクテン−ドキソルビシン−共役物68(10mg,11μmol,55%)をオレンジ色固体として得た。
H−NMR(CDCl/MeOD−d 95:5):δ=8.02(d, 1H, ArH),7.80(t, 1H, ArH),7.41(d, 1H, ArH),6.98(s, 2H, ArH),5.82(m, 1H, CH=CH),5.66(m, 1H, CH=CH),5.49(s, 1H, OCHO),5.32(s, 1H, CCHHCH),4.95(d, 1H, ArCHHO),4.88(d, 1H, ArCHHO),4.77(s, 2H, CHOH),4.14(m, 1H, CHCH),4.08(s, 3H, OCH),3.84(m, 1H, NHCH),3.74(m, 1H, NHCHCHNH2の),3.60(s, 1H, CHOH),3.40(m, 1H, CHNH),3.26(d, 1H, ArCHH),3.02(d, 1H, ArCHH),2.38−1.96(m, 10H, trans−cyclooctene CH, CCHH),2.11(s, 6H, ArCH),1.81(m, 2H, NHCHCHH),1.28(d, 3H, CHCH)ppm。13C−NMR(CDCl/MeOD−d 9:1):δ=213.9,187.1,186.7,161.0,155.8,155.3,153.9,147.7,135.8,135.4,133.8,133.6,133.2,132.8,130.9,128.3,120.8,119.7,118.5,111.5,111.3,100.6,76.4,69.3,69.0,67.9,67.4,66.2,65.2,57.8,56.6,55.9,46.8,36.5,36.1,35.7,33.7,32.6,29.9,28.0,25.5,16.6,15.9ppm。ESI−MS:m/z 計算値887.35;実測値[M+H]888.58。FT−IR(ATR):υ=3432,2940,1678,1617,1582,1515,1412,1350,1285,1236,1201,1140,1075,1017,983,949,912,873,836,820,799,765,729,672cm−1
* 推定されるバッチ純度 98%
例3
テトラジンアクチベータの安定性及び反応性
テトラジンの加水分解安定性試験
特定のテトラジンのDMSO(25mM)溶液の10μLをPBS緩衝液(3mL)(又は、水溶性があまりに小さい場合には、PBS及びアセトニトリルの混合物)に希釈した。この溶液をろ過し、525nmでの吸収バンドの減少を、UVスペクトル計を使用して測定した。加水分解の速度及び半減期をこれらのデータから決定した。
トランス−シクロオクタ−4−エン−1−オール(アキシャル異性体)へのテトラジンの反応性
競争実験を実施して、特定のテトラジンと3−(5−アセタミド−2−ピリジル)−6−(2−ピリジル)−1,2,4,5−テトラジン(参考テトラジンとして選択された)との、トランス−シクロオクタ−4−エン−1−オール(アキシャル位置でのOHを有する「副」異性体:WhithamらのJ.Chem.Soc.(C)、1971,883−896を参照)との逆電子要請型ディールスアルダー反応での、反応比率を決定した。
アセトニトリル(0.100mL)に、特定のテトラジンのDMSO(25mL)溶液の5μL及び参照テトラジンのDMSO(25mL)溶液の5μLを添加した。この混合物を水(0.9mL)で希釈され、両方のテトラジンの絶対量をHPLC−MS/PDA分析で決定した。続いて、トランス−シクロオクタ−4−エン−オール(アキシャル異性体)のDMSO溶液(25μL,2.5mM)をゆっくりと添加し、混合物を5分間撹拌した。さらに、両方のテトラジンの絶対量をHPLC−MS/PDA分析によって決定し、両方のテトラジンに関する変換を計算した。これらの変換から、両方のテトラジンの反応性比(R=k2、TCO/k2、Ref)を、Ingold及びShawからの数学手順を用いて計算した(J.Chem.Soc.,1927,2918−2926)。
以下の表は、置換基を変更することによって、テトラジンの反応性及び安定性プロファイルを、どう、ある特性に調節することができ得るかを示す。
*この値は、PBS及びアセトニトリルの50:50混合物で決定された。
例4
トランス−シクロオクテンモデルプロドラッグ及びプロドラッグの安定性と反応性
安定性
10μLの特定のトランス−シクロオクテン誘導体のジオキサン(25mM)溶液をPBS緩衝液(3mL)で希釈し、この溶液を暗所、20℃で保存した。TCO化合物の運命(fate)をHPLC−MS分析で測定し、モデルのプロドラッグの放出に基づいて半減期を評価した。
トランス−シクロオクテン誘導体のビス(2−ピリジル)−1,2,4,5−テトラジンへの反応性:二次反応速度定数決定
トランス−シクロオクテン誘導体の3−(5−アセトアミド−2−ピリジル)−6−(2−ピリジル)−1,2,4,5−テトラジンとの、アセトニトリル中20℃で実行された、逆電子要請型ディールスアルダー反応の速度論を、UV−可視スペクトル装置を用いて決定した。キュベットをアセトニトリル(3mL)で満たし20℃で平衡した。3−(5−アセトアミド−2−ピリジル)−6−(2−ピリジル)−1,2,4,5−テトラジン(2.50´10−7mol)を添加し、次にトランス−シクロオクテン誘導体(2.50×10−7mol)を添加した。λ=540nmでの吸収の減衰をモニターし、この曲線から二次反応速度定数kを、二次反応速度論を仮定して決定した。
トランス−シクロオクテン誘導体のビス(2−ピリジル)−1,2,4,5−テトラジンとの反応性
競争反応
競争反応を、特定のトランス−シクロオクテン誘導体と、トランス−シクロオクタ−4−エン−1−オール(アキシャル異性体)(これはトランス−シクロオクテンの参照として選択された)との、ビス(2−ピリジル)−1,2,4,5−テトラジンとの逆電子要請型ディールスアルダーでの反応比を決定するために実行した。
アセトニトリル(0.05mL)に、特定のトランス−シクロオクテン誘導体のジオキサン溶液(5μL、25mM;1.25´10−7mol)及び参照トランス−シクロオクテンのジオキサン溶液(5μL、25mM;1.25´10−7mol)に添加した。この混合物を水(0.45mL)で希釈した。次に、ビス(2−ピリジル)−1,2,4,5−テトラジン(6.25´10−8mol)のアセトニトリル(0.05mL)及び水(0.45mL)の混合物溶液を激しく撹拌しながらゆっくりと添加した。添加後、混合物をさらに5分間撹拌した。両方のトランス−シクロオクテン誘導体の変換を、HPLC−MS/PDA分析で決定し、これらの変換から、特定のトランス−シクロオクテン誘導体の反応性比率(R=k2、TCO/k2、Ref)を、Ingold及びShawの文献により数学的手順を用いて計算した(J.Chem.Soc.,1927,2918−2926)。
*アセトニトリル中で、UV−可視スペクトル装置によって、20℃で決定した。
**競争実験によって決定した。
例5
モデルプロドラッグの活性化(アクティベーション)
((E)−8−アミノシクロオクタ−4−エン−1−イル)カーバメート(36)
3,6−ビス(2−ピリジニル)−1,2,4,5−テトラジン(2,2.50×10−7mol)を、PBS緩衝液(1mL)で溶解した。次に、フェニル((E)−8−アミノシクロオクタ−4−エン−1−イル)カーバメート(36,2.50×10−7mol)を添加した。溶液を20℃で撹拌し、反応進行をHPLC−MS分析でモニタし、rDA−付加物のほぼ瞬間的な形成、続いて、m/z=+375Da(M+H)を有する環状ウレアの形成、及びフェノール:λmax=270nmの放出を明示した。この放出の半減期は40分だった。
3,6−ビス(2−ピリジニル)−1,2,4,5−テトラジン(2)及びフェニル((E)−2−アミノシクロオクタ−3−エン−1−イル)カーバメート(56)
3,6−ビス(2−ピリジニル)−1,2,4,5−テトラジン(2,2.50×10−7mol)をPBS緩衝液(1mL)に溶解した。次に、フェニル((E)−2−アミノシクロオクタ−3−エン−1−イル)カーバメート(56,2.50×10−7mol)を添加した。溶液を20℃で撹拌し、反応進行をHPLC−MS分析でモニタし、rDA−付加物のおおよそ瞬間的な形成、続いて、m/z=+375Da(M+H)を有する環状ウレアの形成、及びフェノール:λmax=270nmの放出がわかった。この放出の半減期は40分だった。
例6
ドキソルビシンプロドラッグの活性化(アクティベーション)
3,6−ビス(2−ピリジニル)−1,2,4,5−テトラジン(2)及び(E)−シクロオクテン−ドキソルビシン共役物(64)
3,6−ビス(2−ピリジニル)−1,2,4,5−テトラジン(2,1.18×10−5g;5.00×10−8mol)をPBS緩衝液(1mL)に溶解した。次に、シス
−(E)−シクロオクテン−ドキソルビシン共役物(64,2.67×10−5g;2.50×10−8mol)を添加した。溶液を20℃で撹拌し、反応進行をHPLC−MS分析でモニタし、m/z=+375Da(M+H)を有する環状ウレアの形成、及びドキソルビシン:m/z=+544Da(M+H)及びλmax=478nmの放出がわかった。この放出の半減期は2時間だった。
37℃でこの反応を実行し、40分の半減期のドキソルビシン放出を得た。
3−(5−アセトアミド−2−ピリジル)−6−(2−ピリジニル)−1,2,4,5−テトラジン(5)及び(E)−シクロオクテン−ドキソルビシン共役物(64)
前の反応と同じ手順である。
20℃で1時間後、30%ドキソルビシンを放出した。
3−(5−ブチルアミド−2−ピリジル)−6−(2−ピリミジル)−1,2,4,5−テトラジン及び(E)−シクロオクテン−ドキソルビシン共役物(64)
前の反応と同じ手順である。
20℃で1時間後、20%ドキソルビシンを放出した。
4−(1,2,4,5−テトラジン−3−イル)フェニルメタンアミン及び(E)−シクロオクテン−ドキソルビシン共役物(64)
前の反応と同じ手順である。
20℃で1時間後、50%ドキソルビシンを放出した。
3−メチル−6−(2−ピリジル)−1,2,4,5−テトラジン(7)及び(E)−シクロオクテン−ドキソルビシン共役物(64)
前の反応と同じ手順である。
20℃で1時間後、52%ドキソルビシンを放出した。
3,6−ジフェニル−1,2,4,5−テトラジン及び(E)−シクロオクテン−ドキソルビシン共役物(64)
前の反応と同じ手順である。
20℃で1時間後、48%ドキソルビシンを放出した。
3,6−ビス(2−ピリジニル)−1,2,4,5−テトラジン(2)及び(E)−シクロオクテン−ドキソルビシン共役物(68)
3,6−ビス(2−ピリジニル)−1,2,4,5−テトラジン(2,1.18×10−5g;5.00×10−8mol)をPBS緩衝液(1mL)に溶解した。次に、(E)−シクロオクテン−ドキソルビシン共役物(68,2.67×10−5g;2.50×10−8mol)を添加した。溶液を20℃で撹拌し、反応進行をHPLC−MS分析でモニタし、m/z=+375Da(M+H)を有する環状ウレアの形成、及びドキソルビシン:m/z=+544Da(M+H)及びλmax=478nmの放出がわかった。この放出の半減期は4日間だった。
37℃でのこの反応を実行し、16時間の半減期を得た。
例7
ドキソルビシンプロドラッグ64及びテトラジン29との細胞増殖アッセイ
A431扁平上皮癌細胞を、10%熱不活性化ウシ胎児血清及びペニシリン及びストレプトマイシン存在0.05%グルタマックス(Invitrogen)を添加したDMEM(Invitrogen)中で、37℃で、加湿COインキュベーター内に維持された。実験を開始する24時間前に、細胞を96ウェルプレート(Nunc)に、2000細胞/ウェル密度で植えた。ドキソルビシン(Dox)及びプロドラッグ64(DMSO中1mM)を、実験開始及びウェルに添加する直前に、加温培地内で連続希釈された(最終容積は200μl;t=0)。プロドラッグを、単独又は10μMテトラジン29との組み合わせのいずれかで添加された。37℃で6時間インキュベーション後、培地を静かに吸い取り、200μLの新しい培地を各々のウェルに添加し、細胞を更に66時間以上インキュベーションした。並列実験において、テトラジン29の溶液(PBS中2mM)を加温培地内で連続希釈し、96ウェルプレート内のA431細胞に添加し、37℃で72時間インキュベーションした。各々の実験の終了後、細胞増殖をMTTアッセイによって評価した。簡単には、メチルチアゾリルジフェニルテトラゾリウムブロミド(MTT)を5mg/mlでPBSに溶解し、0.22μmを通じてろ過し、25μLを各々のウェルに添加した。37℃での120分のインキュベーション後、培地をゆっくり吸い取った。形成されたホルマザン結晶を100μlDMSOにときに、溶解し、吸収を560nmでプレートリーダー(BMG Labtech)で、測定した。IC50値(±標準偏差、表参照)を、GraphPad Prism(version5.01)を用いて作成した標準細胞成長曲線(図参照)から誘導した。細胞増殖アッセイは、A431細胞がプロドラッグ単体(IC50=128±17nM)又はテトラジン29(IC50>100μM)と比して、プロドラッグ64及びテトラジン29の組み合わせに曝された時に、重大な毒性増大を示す。これは、ドキソルビシンが放出され、続いてプロドラッグのトランス−シクロオクテンとテトラジンアクチベータとのディールスアルダー反応を確認する。
A431細胞系で決定された、ドキソルビシン(Dox)と、テトラジン29による活性化を有する又は有さないプロドラッグ64とに関するIC 50
37℃での6時間インキュベーション、続いて培地交換37℃での72時間インキュベーション
ドキソルビシン(Dox)及びテトラジン29(10μM)による活性化を有する又は有さないプロドラッグ64存在下でインキュベーションされたA431腫瘍上で実行された細胞増殖アッセイ
例8
例示的なL 部分の構造
リンカーLは、所謂自壊的リンカーであり、トリガーのアクチベータとの反応で、リンカーは、分子内反応を介して分解し、それによって薬物Dを放出するであろう。上記のいくつかも、Sを含む。
例9
例示的なS 部分の構造
破線は結合したプロドラッグの残基
留意すべきことは、マレイミド、活性エステル及びブロモアセトアミド基は、目標部分T及びマスキング部分Mが、場合によっては更なるスペーサーSを介して結合され得る活性基であるということである。マレイミド及びブロモアセトアミド基は、通常、チオールと反応し、活性エステルは、通常、一級又は二級アミンにカップリングするに公的である。
例10
例示されたL 部分を有するTCOトリガーの構造
この例で示されるTは、場合によってMによって置換されても良い。
例11
例示されたL 部分及び/又はS 部分を有するTCOトリガーの構造
トリガーは、Tのアミン又はチオールを介してTに共役した。この例で示されたTは、場合によってMによって置換されても良い。
例12
抗体−薬物共役物の構造
アウリスタチンE(MMAE)トキシンを、自壊性リンカーLを介してTCOトリガーに結合し、及びSを介して標的抗体又は断片(システイン又はリジン残基を介して共役)に結合される。Ab=抗体又は抗体断片;q=Ab変性#であり、通常は#は1と10の間である。
例13
抗体−薬物共役物の構造
メイタンシントキシンを、自壊性リンカーLを介してTCOトリガーに結合し、及びSを介して標的抗体又は断片(システイン又はリジン残基を介して共役)に結合される。Ab=抗体又は抗体断片;q=Ab変性#であり、通常は#は1と10の間である。
例14
アミン又はチオール部分を介して標的試薬T 等に共役され得るトリガー−薬物構成物の構造
アウリスタチンE(MMAE)トキシンを、自壊性リンカーLを介してTCOトリガーに結合し、及びSを介してT共役物のための反応部分に結合される。
例15
アミン又はチオール部分を介して標的試薬T 等に共役され得るトリガー−薬物構成物の構造
メイタンシントキシンを、自壊性リンカーLを介してTCOトリガーに結合し、及びSを介してT共役物のための反応部分に結合される。
例16
腫瘍結合CC49−アウリスタチンE共役物の活性化
mAb又はmAb断片としてのCC49は、非内在化汎固形腫瘍マーカーTAG72へ結合する。プロドラッグ投与、腫瘍結合及び血液から除去後、アクチベータが注入される。アクチベータのTCOトリガーとの、プロドラッグ中での反応の結果、アウリスタチンEをCC49(抗体又は抗体断片)から放出し、これはがん細胞を浸透して抗癌作用を発揮する。
例17
腫瘍結合T−細胞係合三抗体の活性化
三抗体は、腫瘍−結合部分、CD3T−細胞係合部分、及びCD28T−細胞共刺激部分を含む。1つの分子に結合されたCD3及びCD28が標的に許容されない毒性効果を生じる結果となり、抗−CD28ドメインはマスキング部分Mでブロックされ、これはCD28結合ドメインに類似するペプチドであり、抗−CD28部分への親和性を持つ。このペプチドは、更なるペプチド又はPEG鎖Sを通じてTCOトリガーに結合され、これ自体が、特別に設計されたシステインサイトへ共役されている。プロドラッグ投与、腫瘍結合及び血液からの除去後、アクチベータが注入される。アクチベータのプロドラッグ内のTCOトリガーとの反応は、抗−CD28ドメインからマスキング部分を放出し、T−細胞のCD28共刺激を可能とし、T−細胞介在抗癌作用を促進し、標的への毒性を防止する。

Claims (21)

  1. プロドラッグの投与及び活性化に関するキットであって、当該キットは、
    トリガー部分に、直接的に又は非直接的に結合された薬物、及び前記トリガー部分に関するアクチベータを含み、
    前記トリガー部分は、ジエノフィルを含み、
    前記アクチベータは、ジエンを含み、
    前記ジエノフィルは、下記式(1a)を満たす:
    キット。
    (ただし、T、Fは、各々独立して、H又はアルキル、F、Cl、Br又はIから構成される群から選択される置換基を意味し;記号A、P、Q、X、Y及びZの意味は、下記(1)〜(6)から構成される群から選択され、
    (1)結合PQ、QP、QX、XQ、XZ、ZX、ZY、YZ、YA、AYの1つは、−CR−CR−から構成され、A、Y、Z、X、Q、Pによって構成される残基は、各々独立して、CR 、S、O、SiR であり、P及びAはCR であり、原子の非隣接ペアは、O−O、O−S及びS−Sから構成される群から選択されて存在し、Siがもし存在する場合には、SiはCR 又はOに隣接し;XはO−C(O)−(L−(D)、S−C(O)−(L−(D)、O−C(S)−(L−(D)、S−C(S)−(L−(D)、NR−C(O)−(L−(D)、NR−C(S)−(L−(D)であり;かつYはNHR、OH、SHであり;又はXはC(O)−(L−(D)、C(S)−(L−(D)であり;かつYはCR NHR、CR OH、CR SH、NH−NH、O−NH又はNH−OHである;
    (2)AはCRでありかつZはCRである、又はZはCRでありかつAはCRである、又は、PはCRでありかつXはCRである、又はXはCRでありかつPはCRであり、X及びYは互いに関連してトランス型に配置され;A、Y、Z、X、Q、及びPによって構成される残基は、互いに独立して、CR 、S、O、SiR であり、P及びAはCR であり、原子の非隣接ペアは、O−O、O−S及びS−Sから構成される群から選択されて存在し、Siがもし存在する場合には、SiはCR 又はOに隣接し;Xは、O−C(O)−(L−(D)、S−C(O)−(L−(D)、O−C(S)−(L−(D)、S−C(S)−(L−(D)、NR−C(O)−(L−(D)、NR−C(S)−(L−(D)であり、かつYはNHR、OH、SH、CR NHR、CR OH、CR SH、NH−NH、O−NH又はNH−OHである;又はXはCR −O−C(O)−(L−(D)、CR −S−C(O)−(L−(D)、CR −O−C(S)−(L−(D)、CR −S−C(S)−(L−(D)、CR −NR−C(O)−(L−(D)、CR −NR−C(S)−(L−(D)であり、かつYはNHR、OH、SHである;又はXはC(O)−(L−(D)、C(S)−(L−(D)であり;かつYはCR NHR、CR OH、CR SH、NH−NH、O−NH、NH−OHである;
    (3)AはCRであり、かつ、P、Q、X、Zの1つはCRであり、又は、PはCR であり、かつ、A、Y、Z、Xの1つはCRである、又はYはCR であり、かつX又はPはCRである、又は、QはCRであり、かつ、Z又はAはCRである、又は、Z又はXのいずれかはCRであり、かつ、A又はPはCRであり、X及びYは互いに関連してトランス型に配置され;A、Y、Z、X、Q及びPによって構成される残基は、各々独立して、CR 、S、O、SiR であり、P及びA はCR であり、原子の非隣接ペアは、O−O、O−S及びS−Sを構成する群から選択されて存在し、Siがもし存在する場合には、SiはCR 又はOに隣接し; Xは(O−C(O))−(L−(D)、S−C(O)−(L−(D)、O−C(S)−(L−(D)、S−C(S)−(L−(D)であり、YはCR NHR、CR OH、CR SH、NH−NH、O−NH、NH−OHであり; pは0又は1である;
    (4)PはCRであり、かつ、YはCRである、又はAはCRであり、かつ、QはCRである、又はQはCRであり、かつ、AはCRである、又はYはCRであり、かつPはCRであり、X及びYは、互いに関連してトランス型に配置され;A、Y、Z、X、Q及びPから構成される残基は、互いに独立して、CR 、S、O、SiR であり、P及びAはCR であり、原子の非隣接ペアは、O−O、O−S及びS−Sから構成される群から選択されて存在し、Siがもし存在する場合には、SiはCR 又はOに隣接し; Xは(O−C(O))−(L−(D)、S−C(O)−(L−(D)、O−C(S)−(L−(D)、S−C(S)−(L−(D)であり;YはNHR、OH、SHであり;pは0又は1である;
    (5)YはYであり、かつ、PはCRである、又はQはYであり、かつ、AはCRであり;A、Y、Z、X、Q及びPによって構成される残基は、各々独立して、CR 、S、O、SiR であり、P及びAはCR であり、原子の非隣接ペアは、O−O、O−S及びS−Sから構成される群から選択されて存在し、Siがもし存在する場合には、SiはCR 又はOに隣接し;Xは(O−C(O))−(L−(D)、S−C(O)−(L−(D)、O−C(S)−(L−(D)、S−C(S)−(L−(D)、NR−C(O)−(L−(D)、NR−C(S)−(L−(D)、C(O)−(L−(D)、C(S)−(L−(D)であり;YはNHであり; pは0又は1である;
    (6)YはYであり、かつ、P又はQはXである、又は、QはYであり、かつ、A又はYはXであり;A、Y、Z、X、Q及びPによって構成される残基は、各々独立して、CR 、S、O、SiR であり、P及びAはCR であり、原子の非隣接ペアは、O−O、O−S、及びS−Sから構成される群から選択されて存在し、Siがもし存在する場合には、SiはCR 又はOに隣接し;XはN−C(O)−(L−(D)、N−C(S)−(L−(D)であり;YはNHであり;
    ここで、各々のRは、独立して、H、アルキル、アリール、OR’、SR’、S(=O)R’’’、S(=O)R’’’、S(=O)NR’R’’、Si−R’’’、Si−O−R’’’、OC(=O)R’’’、SC(=O)R’’’、OC(=S)R’’’、SC(=S)R’’’、F、Cl、Br、I、N、SOH、SOH、SOH、POH、POH、NO、NO、CN、OCN、SCN、NCO、NCS、CF、CF−R’、NR’R”、C(=O)R’、C(=S)R’、C(=O)O−R’、C(=S)O−R’、C(=O)S−R’、C(=S)S−R’、C(=O)NR’R”、C(=S)NR’R’’、NR’C(=O)−R’’’、NR’C(=S)−R’’’、NR’C(=O)O−R’’’、NR’C(=S)O−R’’’、NR’C(=O)S−R’’’、NR’C(=S)S−R’’’、OC(=O)NR’−R’’’、SC(=O)NR’−R’’’、OC(=S)NR’−R’’’、SC(=S)NR’−R’’’、NR’C(=O)NR’’−R’’、NR’C(=S)NR’’−R’’、CR’NR’’から構成される群から選択され、各々のR’及び各々のR’’は、独立して、H、アリール又はアルキルであり、R’’’は、独立して、アリール又はアルキルであり;各々のRは、独立して、H、アルキル、アリール、O−アルキル、O−アリール、OHから構成される群から選択され;各々のRは、独立して、H、C1−6アルキル及びC1−6アリールから選択され; 2つ以上のRa,b,c部分は、結合して環を形成しても良く; 及び(Lは、好ましくはS、N、NH又はOを介してTに結合された、n= 0又は1を有する任意のリンカーであり、ここで、これらS、N、NH又はO原子はリンカーの一部であり、直鎖状に及び/又は分枝状に配置された複数のユニットを構成しても良く;Dは、好ましくはS、N、NH又はOを介して結合された1つ以上の治療的部分又は薬物であり、ここでこれらS、N、NH又はO原子は、前記治療的部分の一部である)。
  2. A、P、Q、X、Y、及びZは、結合PQ、QP、QX、XQ、XZ、ZX、ZY、YZ、YA、AYの1つが−CR−CR−から構成されるように選択され、A,Y,Z,X,Q,Pによって構成される残基は、互いに独立して、CR 、S、O、SiR であり、P及びAはCR であり、原子の非隣接ペアは、O−O、O−S及びS−Sから構成される群から選択されて存在し、Siが存在する場合にはSiはCR 又はOに隣接し;XはO−C(O)−(L−(D)、S−C(O)−(L−(D)、O−C(S)−(L−(D)、S−C(S)−(L−(D)、NR−C(O)−(L−(D)、NR−C(S)−(L−(D)であり;かつYはNHR、OH、SHである;又はXがC(O)−(L−(D)、C(S)−(L−(D)であり;かつYがCR NHR、CR OH、CR SH、NH−NH、O−NH又はNH−OHである、
    請求項1に記載のキット。
  3. PQ、QP、AY又はYAが、−CR−CR−であり、X及びYが互いに関連してトランスに位置する、
    請求項2に記載のキット。
  4. ZX又はXZが−CR−CR−であり、X及びYが互いに関連してシスに位置する、
    請求項2に記載のキット。
  5. がNR−C(O)−(L−(D)であり、YがNHRである、
    請求項1乃至4のいずれか一項に記載のキット。
  6. 前記ジエノフィルが、次構造から選択される化合物である、
    請求項5に記載のキット。
    (ただし、波線は、結合されたD、L−Dの残りであり、場合により、T又はS−T又はM又はS−Mを含む。)
  7. 前記アクチベータは、式(2)−(4)に係る、前記ジエンから選択されるジエンを含む、請求項1乃至6のいずれか一項に記載のキット。
    (ただし、Rは、H、アルキル、アリール、CF、CF−R’、OR’、SR’、C(=O)R’、C(=S)R’、C(=O)O−R’、C(=O)S−R’、C(=S)O−R’、C(=S)S−R’’、C(=O)NR’R’’、C(=S)NR’R’’、NR’R’’、NR’C(=O)R’’、NR’C(=S)R’’、NR’C(=O)OR’’、NR’C(=S)OR’’、NR’C(=O)SR’’、NR’C(=S)SR’’、NR’C(=O)NR’’R’’、NR’C(=S)NR’’R’’から構成される群から選択され、各々のR’及び各々のR’’は、独立して、H、アリール又はアルキルであり;A及びBは、各々独立して、アルキル置換炭素、アリール置換炭素、窒素、N、NR(ただしRがアルキルである)から構成される群から選択され、ただし、A及びBは両方が炭素ではなく;Xは、O、N−アルキル及びC=Oから構成される群から選択され、及びYはCRであり(但し、Rは、H、アルキル、アリール、C(=O)OR’、C(=O)SR’、C(=S)OR’、C(=S)SR’、C(=O)NR’R’’から構成される群から選択され、R’及びR’’は各々独立して、H、アリール又はアルキルである);
    (ただし、R及びRは、各々独立して、H、アルキル、アリール、CF、CF−R’、NO、OR’、SR’、C(=O)R’、C(=S)R’、OC(=O)R’’’、SC(=O)R’’’、OC(=S)R’’’、SC(=S)R’’’、S(=O)R’、S(=O)R’’’、S(=O)NR’R’’、C(=O)O−R’、C(=O)S−R’、C(=S)O−R’、C(=S)S−R’、C(=O)NR’R’’、C(=S)NR’R’’、NR’R’’、NR’C(=O)R’’、NR’C(=S)R’’、NR’C(=O)OR’’、NR’C(=S)OR’’、NR’C(=O)SR’’、 NR’C(=S)SR’’、OC(=O)NR’R’’、SC(=O)NR’R’’、OC(=S)NR’R’’、SC(=S)NR’R’’、NR’C(=O)NR’’R’’、NR’C(=S)NR’’R’’から構成される群から選択され、ここで、各々のR’及び各々のR’’は、独立して、H、アリール又はアルキルであり、R’’’は、独立して、アリール又はアルキルであり;Aは、N−アルキル、N−アリール、C=O及びCN−アルキルから構成される群から選択され;Bは、O又はSであり;Xは、N、CH、C−アルキル、C−アリール、CC(=O)R’、CC(=S)R’、CS(=O)R’、CS(=O)R’’’、CC(=O)O−R’、CC(=O)S−R’、CC(=S)O−R’、CC(=S)S−R’、CC(=O)NR’R’’、CC(=S)NR’R’’、から構成される群から選択され、ここで、R’及びR’’は、各々独立して、H、アリール又はアルキルであり、R’’’は、独立して、アリール又はアルキルであり;Yは、CH、C−アルキル、C−アリール、N及びNから構成される群から選択される);
    (ただし、R及びRは、各々独立して、H、アルキル、アリール、CF、CF−R’、NO、NO、OR’、SR’、CN、C(=O)R’、C(=S)R’、OC(=O)R’’’、SC(=O)R’’’、OC(=S)R’’’、SC(=S)R’’’、S(=O)R’、S(=O)R’’’、S(=O)OR’、POR’R’’、S(=O)NR’R’’、C(=O)O−R’、C(=O)S−R’、C(=S)O−R’、C(=S)S−R’、C(=O)NR’R’’、C(=S)NR’R’’、NR’R’’、NR’C(=O)R’’、NR’C(=S)R’’、NR’C(=O)OR’’、NR’C(=S)OR’’、NR’C(=O)SR’’、 NR’C(=S)SR’’、OC(=O)NR’R’’、SC(=O)NR’R’’、OC(=S)NR’R’’、SC(=S)NR’R’’、NR’C(=O)NR’’R’’、NR’C(=S)NR’’R’’から構成される群から選択され、ここで、各々のR’及び各々のR’’は、独立して、H、アリール又はアルキルであり、R’’’は、独立して、アリール又はアルキルであり;AはN、C−アルキル、C−アリール及びNから構成される群から選択され;BはNであり;Xは、N、CH、C−アルキル、C−アリール、CC(=O)R’、CC(=S)R’、 CS(=O)R’、CS(=O)R’’’、CC(=O)O−R’、CC(=O)S−R’、CC(=S)O−R’、CC(=S)S−R’、CC(=O)NR’R’’、CC(=S)NR’R’’から構成される群から選択され、ここでR’及びR’’は、各々独立して、H、アリール又はアルキルであり、R’’’は、独立して、アリール又はアルキルであり;Yは、CH、C−アルキル、C−アリール、N及びNから構成される群から選択される;)
  8. 前記ジエンは、発明の詳細な説明で与えられるように、式(7)を満たし、R及びRでパラ置換されたテトラジエンである、
    請求項7に記載のキット。
    (ただし式中、R及びRは、各々独立して、H、アルキル、NO、F、Cl、CF、CN、COOR、CONHR、CONR、COR、SOR、SOOR、SONR、PO、NO、2−ピリジル、3−ピリジル、4−ピリジル、2,6−ピリミジル、3,5−ピリミジル、2,4−ピリミジル、2,4イミダジル、2,5イミダジル及びフェニルから構成される群から選択される置換基であり、場合により、NO、F、Cl、CF、CN、COOR、CONHR、CONR、COR、SOR、SOOR、SONR2、PO、NO及びArから構成される群から選択される1つ以上の電子求引性基で置換されており、ここで、RはH又はC−Cアルキルであり、Arはフェニル、ピリジル又はナフチルである)。
  9. 前記ジエンは、
    から構成される群から選択される、
    請求項7に記載のキット。
  10. 前記ジエンは、
    から構成される群から選択される、
    請求項7に記載のキット。
  11. 前記薬物D又は前記リンカーL又は前記トリガー部分Tの少なくとも1つは、好ましくは抗体である、標的化試薬Tを含む、
    請求項1乃至10のいずれか一項に記載のキット。
  12. 前記L又は前記トリガー部分Tの少なくとも一方は、好ましくはペプチドである、マスキング部分Mを含む、
    請求項1乃至10のいずれか一項に記載のキット。
  13. 前記薬物は、T−細胞係合抗体構成物である、
    請求項1乃至12のいずれか一項に記載のキット。
  14. 前記プロドラッグは、抗体−トキシン又は抗体−薬物共役物を含む、
    請求項1乃至11のいずれか一項に記載のキット。
  15. 請求項1乃至6のいずれか一項に記載の式(1a)のジエノフィル部分に、直接的に又は非直接的に結合された薬物化合物を含む、プロドラッグ。
  16. 薬物を供し、該薬物を請求項1乃至6のいずれか一項に記載の式(1a)のジエノフィル部分に化学的に結合させることを含む、非生物的、生体直交型反応によって引き起こされ得る、プロドラッグへと薬物化合物を変化させる方法。
  17. 治療方法であって、
    薬物によって調節され得る疾患を患っている患者が、前記患者に、活性化後に前記薬物が放出されるトリガー部分を含むプロドラッグを投与することによって治療され、
    前記トリガー部分は、トランス−シクロオクテン環を含み、該環は、場合によって、1つ以上のヘテロ原子を含み、前記ジエンは、逆電子要請型ディールスアルダー反応で、前記ジエノフィルと反応し得るように選択され、前記トリガー部分は、請求項1乃至6のいずれか一項に記載の式(1a)を満たす、
    治療方法。
  18. 請求項1乃至6のいずれか一に記載の式(1a)を満たす化合物であって:
    前記化合物は、動物又はヒトでのプロドラッグ治療での使用のために、薬物に対する結合を含む、化合物。
  19. 請求項1乃至6のいずれか一項に記載の式(1a)を満たす化合物に結合された物質の、生理的環境での、放出のためのアクチベータとしての、テトラジンの使用。
  20. 請求項1乃至6のいずれか一項に記載の式(1a)を満たす化合物と、化学的に結合された形態で投与された物質の、生理的環境での、放出のための化学的ツールとしてのテトラジンと、の間の逆電子要請型ディールスアルダー反応の使用であって、
    前記物質は、式(1a)を満たす化合物に結合されている、
    使用。
  21. 請求項1乃至6のいずれか一項に記載の式(1a)を満たし、治療用化合物のためのキャリアとしての、トランス−シクロオクテンの使用。
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