JP2021515051A - ペンダントキレート部分を有する大環状リガンドおよびその錯体 - Google Patents

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Abstract

【課題】ペンダントキレート部分を有する大環状リガンドおよびその錯体の提供。【解決手段】本発明は、治療用途および診断用途を含む様々な用途において有用なリガンドおよび金属イオンとリガンドとの錯体に関する。【選択図】なし

Description

関連出願の相互参照
本出願は、２０１８年３月７日に出願された米国仮特許出願第６２／６３９，９３９号の利益を主張するものであり、参照によりその全体がすべての目的のために明示的に組み込まれる。
政府の権利に関する陳述
本発明は、連邦小企業庁から授与された認可第ＩＩＰ−１３５３６１２号に基づく政府の支援を受けて行われた。政府は、本発明に一定の権利を有する。
本発明は、治療用途および診断用途に使用することができる化合物および錯体に関する。
現在の放射免疫療法の実施では、２つのクラスのキレート剤：ジエチレントリアミン五酢酸（ＤＴＰＡ）に基づく非環式種または１，４，７，２０−テトラアザシクロドデカンＮ，Ｎ′，Ｎ″，Ｎ”’−四酢酸（ＤＯＴＡ）に類似した大環状誘導体を利用する。前者は、より迅速な会合速度論を示す一方で、ＤＯＴＡ様化合物は、より安定した錯体を生成する傾向があるが、錯体形成（ｃｏｍｐｌｅｘａｔｉｏｎ）には、通常、高温などのより厳しい条件が必要であることに注意する必要がある。現在、臨床試験中（ｃｌｉｎｉｃａｌｔｒｉａｌｓ．ｇｏｖによる）である放射性金属の列挙には、アクチニウム２２５、ビスマス２１３、銅６４、ガリウム６７、ガリウム６８、ホルミウム１６６、インジウム１１１、ルテチウム１７７、ルビジウム−８２、サマリウム−１５３、ジルコニウム−８９、ストロンチウム−８９、テクネチウム−９９ｍ、鉛−２１２、およびイットリウム−９０が含まれる。
ランタニドおよびアクチニドの放射性金属カチオンは、キレート化が存在しない場合、主に骨に沈着し、これは骨髄抑制の可能性を考えると重要な懸念事項である。Ｇｄ＋３ＤＴＰＡなどのＭＲＩ造影剤の使用後の最近生じた毒性懸念は、このキレート基による金属カチオンの生体内分布の制御が不十分であることを明確に示している。同様に、放射性金属の喪失は、標的化放射線診断によるシグナル特異性の喪失をもたらし得る。したがって、放射免疫療法における使用のための改善されたキレート剤に対する認識された切実な必要性が存在する。そのようなキレート剤および錯体ならびにそれらの使用方法が、本発明により提供される。
本発明は、治療または診断用途において特に有用である、新しいクラスのリガンドおよびこれらのリガンドの金属錯体を提供する。本発明の化合物（リガンド）は、互いに結合して以下の構造を有する、架橋キレート部分およびペンダントキレート部分の混合を含み、
Figure 2021515051
 式中、Ｌ１およびＬ２は、独立して選択される足場部分であり、Ａｂ１およびＡｂ２は、独立して選択される架橋キレート部分であり、Ａｐ１およびＡｐ２は、独立して選択されるペンダントキレート部分である。
本発明の架橋キレート部分およびペンダントキレート部分は、独立して、以下から選択され、
Figure 2021515051
 式中、ＡおよびＧは、独立して、炭素、窒素、および酸素から選択される。Ｊは、炭素および窒素から選択される。各Ｒ１およびＲ２は、独立して、Ｈ、酵素的に不安定な基、加水分解的に不安定な基、代謝的に不安定な基、光分解的に不安定な基、および単一の負電荷から選択される。各Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８、Ｒ９、およびＲ１０は、独立して、Ｌ１またはＬ２への結合、Ｌ１またはＬ２に結合されたアルカンジイル、Ｈ、置換または非置換アルキル、置換または非置換ヘテロアルキル、ハロゲン、ＣＮ、−ＣＦ３、−Ｃ（Ｏ）Ｒ１７、−ＳＯ２ＮＲ１７Ｒ１８、−ＮＲ１７Ｒ１８、−ＯＲ１７、−Ｓ（Ｏ）２Ｒ１７、−ＣＯＯＲ１７、−Ｓ（Ｏ）２ＯＲ１７、−ＯＣ（Ｏ）Ｒ１７、−Ｃ（Ｏ）ＮＲ１７Ｒ１８、−ＮＲ１７Ｃ（Ｏ）Ｒ１８、−ＮＲ１７ＳＯ２Ｒ１８、および−ＮＯ２から選択され、式中、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８、Ｒ９、およびＲ１０のうちの少なくとも２つは、任意選択で結合して、置換または非置換シクロアルキル、置換または非置換ヘテロシクロアルキル、置換または非置換アリール、および置換または非置換ヘテロアリールから選択される環系を形成する。Ｒ１７およびＲ１８は、独立して、Ｈ、置換または非置換アルキル、置換または非置換ヘテロアルキル、置換または非置換アリール、置換または非置換ヘテロアリール、および置換または非置換ヘテロシクロアルキルから選択され、Ｒ１７およびＲ１８は、それらが結合している原子と一緒に、任意選択で結合されて、５、６、または７員環を形成する。Ａが酸素である場合、Ｒ９は存在せず、Ｇが酸素である場合、Ｒ７は存在しない。Ａｂ１およびＡｂ２は、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８、Ｒ９、およびＲ１０から選択される２つのメンバーを介してＬ１およびＬ２に結合され、Ａｐ１およびＡｐ２は、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８、Ｒ９、およびＲ１０から選択されるメンバーを介してＬ２に結合される。
本発明の化合物の利点は、そのようなキレートリガンドが同位体に急速に結合することであり、したがって、それらは臨床実験室調製の実用性に合致する。そのような化合物はまた、カチオンに安定に結合し、したがって、少なくともその崩壊前にはいずれも生体内で放出されない。これらの明らかに矛盾する化合物特性は、実際には、十分な程度の柔軟性を保持する予め規則化された（ｐｒｅ−ｏｒｇａｎｉｚｅｄ）キレート基によって具体化される。
本発明の例示的な化合物はまた、反応性官能基へのリンカーまたは標的化部分へのリンカーを含み、したがって、本明細書に提供されるキレート化リガンドおよびそれらの錯体は、治療または診断目的で、目的の部位に対して指向させることができる。
本発明の化合物およびその金属イオン錯体は、標的化放射性同位体用途および増感発光（ｓｅｎｓｉｔｉｚｅｄ ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）用途（Ｅｕ増感発光イムノアッセイなど）に特に有用である。実施例に示されるように、本発明の化合物（リガンド）は、金属カチオンを安定的に配位結合させ、容易な錯体形成速度論を示し、Ｅｕ（ＩＩＩ）では非常に高い水性量子収量を有する。
化合物７の結晶構造ＯＲＴＥＰを示し、該結晶構造により、化合物６に存在する２つのメチルエステルのどちらが低温で水酸化リチウムによって選択的に加水分解されるかが確認される。 ［Ｅｕ−１６］［ＮＭｅ４］・ＤＭＦの結晶構造ＯＲＴＥＰを示す。 塩化ユウロピウムを用いるリガンド１６のＵＶ−ｖｉｓ滴定を示す。 塩化ユウロピウムを用いるリガンド４３のＵＶ−ｖｉｓ滴定を示す。 塩化ユウロピウムを用いるリガンド４３の光ルミネセンス滴定を示す。 ＴＢＳ緩衝液中、ｐＨ＝７．６で測定された１６のＵＶ−ｖｉｓ吸収スペクトルを示す。 ＴＢＳ緩衝液中、ｐＨ７．６で測定された１６・ＥｕのＵＶ−ｖｉｓ吸収スペクトルを示す。 ＴＢＳ緩衝液中、ｐＨ７．６で測定された１６・Ｅｕの光ルミネセンススペクトルを示す。 ＴＢＳ緩衝液中、ｐＨ７．６で測定された２９・ＥｕのＵＶ−ｖｉｓ吸収スペクトルを示す。 ＴＢＳ緩衝液中、ｐＨ７．６で測定された２９・Ｅｕの光ルミネセンススペクトルを示す。 ＴＢＳ緩衝液中、ｐＨ７．６で測定された３３・ＥｕのＵＶ−ｖｉｓ吸収スペクトルを示す。 ＴＢＳ緩衝液中、ｐＨ７．６で測定された３３・Ｅｕの光ルミネセンススペクトルを示す。 ＴＢＳ緩衝液中、ｐＨ７．６で測定された４０・ＥｕのＵＶ−ｖｉｓ吸収スペクトルを示す。 ＴＢＳ緩衝液中、ｐＨ７．６で測定された４０・Ｅｕの光ルミネセンススペクトルを示す。 ＴＢＳ緩衝液中、ｐＨ７．６で測定された４３のＵＶ−ｖｉｓ吸収スペクトルを示す。 ＴＢＳ緩衝液中、ｐＨ７．６で測定された４３・ＥｕのＵＶ−ｖｉｓ吸収スペクトルを示す。 ＴＢＳ緩衝液中、ｐＨ７．６で測定された４３・Ｅｕの光ルミネセンススペクトルを示す。 １６・Ｅｕの量子収量決定を示す。 ２９・Ｅｕの量子収量測定を示す。 ３３・Ｅｕの量子収量決定を示す。 ４０・Ｅｕの量子収量決定を示す。 ４３・Ｅｕの量子収量決定を示す。 約２５ｍＭの競合物質の存在下での１日にわたる積分発光強度の変化を示す。競合条件：５μＭ濃度のＥｕ・４３、約２５ｍＭの示した競合物質、ＴＢＳ緩衝液ｐＨ＝７．６。すべての試料を室温で２４時間インキュベートした。 ２５０ｍＭ ＤＴＰＡ、ｐＨ＝７．６の存在下での６１２ｎｍ（３６０ｎｍ励起）での積分発光強度の経時変化を示す。 図２５Ａ〜図２５Ｃは、１日間室温でＤＭＦに溶解したａ）３３出発物質、ｂ）３３・ＮＨＳ反応生成物、ｃ）３３・ＮＨＳ反応生成物の３１５ｎｍで収集されたＨＰＬＣクロマトグラムである。所望の３３・ＮＨＳ反応生成物はすべて、１日間のインキュベーション内で未知の副反応によって消費されることに留意のこと。 図２６Ａ〜２６Ｃは、１日間室温でＤＭＦに溶解したａ）３３・Ｃａ出発物質、ｂ）３３・Ｃａ・ＮＨＳ反応生成物、およびｃ）３３・Ｃａ・ＮＨＳ反応生成物の３１５ｎｍで収集されたＨＰＬＣクロマトグラムである。前の実験とは異なり、３３・Ｃａ・ＮＨＳ反応生成物は、１日間のインキュベーション後も残存することに留意のこと。 図２７Ａ〜図２７Ｂは、１日間室温でＤＭＦに溶解した３３・Ｃａ・ＮＨＳ（上部）および３３・Ｍｇ・ＮＨＳ（下部）の３１５ｎｍで収集されたＨＰＬＣクロマトグラムである。
定義
置換基が、左から右に書かれる従来の化学式によって特定される場合、それらは、右から左への構造を書くことから生ずる化学的に同一の置換基を任意選択で等しく包含し、例えば、−ＣＨ２Ｏ−はまた、−ＯＣＨ２−を記載することを意図する。
「アルキル」という用語は、それ自体で、または別の置換基の一部として、完全に飽和、一価または多価不飽和であり得、一価基、二価基、および多価基を含む、直鎖または分枝鎖炭化水素を意味する。飽和炭化水素ラジカルの例としては、メチル、エチル、ｎ−プロピル、イソプロピル、ｎ−ブチル、ｔ−ブチル、イソブチル、ｓｅｃ−ブチル、シクロヘキシル、（シクロヘキシル）メチル、シクロプロピルメチルなどの基、例えば、ｎ−ペンチル、ｎ−ヘキシル、ｎ−ヘプチル、ｎ−オクチルなどの同族体および異性体が挙げられるが、それらに限定されない。不飽和アルキル基は、１つ以上の二重結合または三重結合（すなわち、アルケニルおよびアルキニル部分）を有するものである。不飽和アルキル基の例としては、ビニル、２−プロペニル、クロチル、２−イソペンテニル、２−（ブタジエニル）、２、４−ペンタジエニル、３−（１，４−ペンタジエニル）、エチニル、１−および３−プロピニル、３−ブチニル、ならびにより高級な同族体および異性体が挙げられるが、それらに限定されない。「アルキル」という用語は、それ自体で、または別の置換基の一部として、−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２−によって例示されるがこれらに限定されない、アルカンから誘導される二価基を意味する、「アルキレン」を指すことができる。典型的には、アルキル（またはアルキレン）基は、１〜３０個の炭素原子を有する。「低級アルキル」または「低級アルキレン」は、一般に８個以下の炭素原子を有する、より短い鎖のアルキルまたはアルキレン基である。いくつかの実施形態では、アルキルは、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５、Ｃ６、Ｃ７、Ｃ８、Ｃ９、Ｃ１０、Ｃ１１、Ｃ１２、Ｃ１３、Ｃ１４、Ｃ１５、Ｃ１６、Ｃ１７、Ｃ１８、Ｃ１９、Ｃ２０、Ｃ２１、Ｃ２２、Ｃ２３、Ｃ２４、Ｃ２５、Ｃ２６、Ｃ２７、Ｃ２８、Ｃ２９、およびＣ３０アルキルから選択されるアルキルまたはアルキルの組み合わせを指す。いくつかの実施形態では、アルキルは、Ｃ１〜Ｃ２５アルキルを指す。いくつかの実施形態では、アルキルは、Ｃ１〜Ｃ２０アルキルを指す。いくつかの実施形態では、アルキルは、Ｃ１〜Ｃ１５アルキルを指す。いくつかの実施形態では、アルキルは、Ｃ１〜Ｃ１０アルキルを指す。いくつかの実施形態では、アルキルは、Ｃ１〜Ｃ６アルキルを指す。
「ヘテロアルキル」という用語は、それ自体で、または別の用語との組み合わせで、１個以上の炭素が、Ｏ、Ｎ、Ｓｉ、およびＳ（好ましくはＯ、Ｎ、およびＳ）からなる群から選択される１個以上のヘテロ原子で置き換えられ、窒素原子および硫黄原子が任意選択で酸化され得、窒素ヘテロ原子が任意選択で四級化され得る、アルキルを指す。ヘテロ原子Ｏ、Ｎ、ＳｉおよびＳは、ヘテロアルキル基の任意の内部位置に、またはアルキル基が分子の残部に結合している位置に配置され得る。いくつかの実施形態では、ヘテロ原子が鎖の末端にあるか、または内部位置にあるかに応じて、ヘテロ原子は、ヘテロ原子価に応じて、１個以上のＨまたは（Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５、またはＣ６）アルキルなどの置換基に結合され得る。例には、−ＣＨ２−ＣＨ２−Ｏ−ＣＨ３、−ＣＨ２−ＣＨ２−ＮＨ−ＣＨ３、−ＣＨ２−ＣＨ２−Ｎ（ＣＨ３）−ＣＨ３、−ＣＨ２−Ｓ−ＣＨ２−ＣＨ３、−ＣＨ２−ＣＨ２，−Ｓ（Ｏ）−ＣＨ３、−ＣＨ２−ＣＨ２−Ｓ（Ｏ）２−ＣＨ３、−ＣＨ＝ＣＨ−Ｏ−ＣＨ３、−Ｓｉ（ＣＨ３）３、−ＣＨ２−ＣＨ＝Ｎ−ＯＣＨ３、および−ＣＨ＝ＣＨ−Ｎ（ＣＨ３）−ＣＨ３が含まれるが、これらに限定されない。例えば−ＣＨ２−ＮＨ−ＯＣＨ３および−ＣＨ２−Ｏ−Ｓｉ（ＣＨ３）３のように、２つ以下のヘテロ原子が連続していてもよく、いくつかの場合では、これにより、ヘテロ原子置換の数が制限されてもよい。同様に、「ヘテロアルキレン」という用語は、それ自体で、または別の置換基の一部として、ＣＨ２−ＣＨ２−Ｓ−ＣＨ２−ＣＨ２−および−ＣＨ２−Ｓ−ＣＨ２−ＣＨ２−ＮＨ−ＣＨ２−によって例示されるがこれらに限定されない、ヘテロアルキルから誘導された二価基を意味する。アルキル、アルケニル、およびアルキニルのヘテロ形態（ｈｅｔｅｒｏｆｏｒｍ）における指定された炭素数には、ヘテロ原子数が含まれる。例えば、（Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５、またはＣ６）ヘテロアルキルは、Ｃ、Ｎ、Ｏ、Ｓｉ、およびＳから選択される１、２、３、４、５、または６個の原子をそれぞれ含み、したがって、ヘテロアルキルは、少なくとも１つのＣ原子および少なくとも１つのヘテロ原子、例えば１〜５個のＣおよび１個のＮまたは１〜４個のＣおよび２個のＮを含む。さらに、ヘテロアルキルはまた、１つ以上のカルボニル基を含み得る。いくつかの実施形態では、ヘテロアルキルは、任意のＣ２〜Ｃ３０アルキル、Ｃ２〜Ｃ２５アルキル、Ｃ２〜Ｃ２０アルキル、Ｃ２〜Ｃ１５アルキル、Ｃ２〜Ｃ１０アルキル、またはＣ２〜Ｃ６アルキルであり、それらのうちのいずれかにおいて、１個以上の炭素が、Ｏ、Ｎ、Ｓｉ、およびＳから（またはＯ、Ｎ、Ｓから）選択される１個以上のヘテロ原子で置き換えられている。いくつかの実施形態では、１、２、３、４、または５個の炭素の各々がヘテロ原子で置き換えられている。「アルコキシ」、「アルキルアミノ」、および「アルキルチオ」（またはチオアルコキシ）という用語は、従来の意味で使用され、それぞれ、酸素原子、窒素原子（例えば、アミン基）、または硫黄原子を介して分子の残りの部分に結合しているアルキルおよびヘテロアルキル基を指す。
「シクロアルキル」および「ヘテロシクロアルキル」という用語は、それ自体で、または他の用語と組み合わせて、それぞれ、「アルキル」および「ヘテロアルキル」の環式形態を表す。加えて、ヘテロシクロアルキルの場合、ヘテロ原子は、複素環が分子の残部に結合している位置を占めることができる。シクロアルキルの例としては、シクロペンチル、シクロヘキシル、１−シクロヘキセニル、３−シクロヘキセニル、シクロヘプチルなどが挙げられるが、それらに限定されない。ヘテロシクロアルキルの例としては、１−（１，２，５，６−テトラヒドロピリジル）、１−ピペリジニル、２−ピペリジニル、３−ピペリジニル、４−モルホリニル、３−モルホリニル、テトラヒドロフラン−２−イル、テトラヒドロフラン−３−イル、テトラヒドロチエン−２−イル、テトラヒドロチエン−３−イル、１−ピペラジニル、２−ピペラジニルなどが挙げられるが、それらに限定されない。
「アリール」という用語は、一緒に縮合しているかまたは共有結合している単環または任意選択で多環（好ましくは、１または２または３つの環）であり得る、多価不飽和芳香族置換基を意味する。いくつかの実施形態では、アリールは、１つまたは２つの他の３、４、５、６、７、または８員環に任意選択で融合している、３、４、５、６、７、または８員環である。「ヘテロアリール」という用語は、窒素および硫黄原子が任意選択で酸化され、窒素原子が任意選択で四級化されている、Ｎ、Ｏ、およびＳから選択される１、２、３、または４個のヘテロ原子を含有するアリール置換基（または環）を指す。ヘテロアリール基は、ヘテロ原子を介して分子の残部に結合することができる。アリールおよびヘテロアリール基の非限定的な例には、フェニル、１−ナフチル、２−ナフチル、４−ビフェニル、１−ピロリル、２−ピロリル、３−ピロリル、３−ピラゾリル、２−イミダゾリル、４−イミダゾリル、ピラジニル、２−オキサゾリル、４−オキサゾリル、２−フェニル−４−オキサゾリル、５−オキサゾリル、３−イソオキサゾリル、４−イソオキサゾリル、５−イソオキサゾリル、２−チアゾリル、４−チアゾリル、５−チアゾリル、２−フリル、３−フリル、２−チエニル、３−チエニル、２−ピリジル、３−ピリジル、４−ピリジル、２−ピリミジル、４−ピリミジル、５−ベンゾチアゾリル、プリニル、２−ベンズイミダゾリル、５−インドリル、１−イソキノリル、５−イソキノリル、２−キノキサリニル、５−キノキサリニル、３−キノリル、および６−キノリルが挙げられる。
いくつかの実施形態では、アルキル、ヘテロアルキル、シクロアルキル、ヘテロシクロアルキル、アリール、およびヘテロアリールのうちのいずれかは、任意選択で置換されている。すなわち、いくつかの実施形態では、これらの基のいずれかが置換されているか、または置換されていない。いくつかの実施形態では、各種の基の置換基は、以下に提供されるものから選択される。
アルキル基、ヘテロアルキル基、シクロアルキル基、およびヘテロシクロアルキル基（アルキレン、アルケニル、ヘテロアルキレン、ヘテロアルケニル、アルキニル、シクロアルキル、ヘテロシクロアルキル、シクロアルケニル、およびヘテロシクロアルケニルとしばしば称される基を含む）の置換基を、総称して「アルキル基置換基」と称する。いくつかの実施形態では、アルキル基置換基は、ゼロから（２ｍ’＋１）の範囲である数の（式中、ｍ’はそのような基の炭素原子の総数である）、−ハロゲン、−ＯＲ’、＝Ｏ、＝ＮＲ’、＝Ｎ−ＯＲ’、−ＮＲ’Ｒ”、−ＳＲ’、−ＳｉＲ’Ｒ”Ｒ”’、−ＯＣ（Ｏ）Ｒ’、−Ｃ（Ｏ）Ｒ’、−ＣＯ２Ｒ’、−ＣＯＮＲ’Ｒ”、−ＯＣ（Ｏ）ＮＲ’Ｒ”、−ＮＲ”Ｃ（Ｏ）Ｒ’、−ＮＲ’−Ｃ（Ｏ）ＮＲ”Ｒ”’、−ＮＲ”Ｃ（Ｏ）２Ｒ’、−ＮＲ−Ｃ（ＮＲ’Ｒ”Ｒ’”）＝ＮＲ””、−ＮＲ−Ｃ（ＮＲ’Ｒ”）＝ＮＲ’”、−Ｓ（Ｏ）Ｒ’、−Ｓ（Ｏ）２Ｒ’、−Ｓ（Ｏ）２ＮＲ’Ｒ”、−ＮＲＳＯ２Ｒ’、−ＣＮ、および−ＮＯ２から選択される。一実施形態では、Ｒ’、Ｒ”、Ｒ”’、およびＲ””は、各々独立して、水素、アルキル（例えばＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５、およびＣ６アルキル）から選択される。一実施形態では、Ｒ’、Ｒ”、Ｒ”’、およびＲ””は、各々独立して、水素、置換または非置換ヘテロアルキル、置換または非置換アリール、例えば１〜３個のハロゲンで置換されたアリール、置換または非置換アルキル基、アルコキシ基、もしくはチオアルコキシ基、またはアリールアルキル基を指す。一実施形態では、Ｒ’、Ｒ”、Ｒ”’、およびＲ””は、各々独立して、水素、アルキル、ヘテロアルキル、シクロアルキル、ヘテロシクロアルキル、アリール、ヘテロアリール、アルコキシ、チオアルコキシ基、およびアリールアルキルから選択される。Ｒ’およびＲ”が同じ窒素原子に結合されるとき、それらは、窒素原子と組み合わさって、５、６、または７員環を形成することができる。例えば、−ＮＲ’Ｒ”は、１−ピロリジニルおよび４−モルホリニルを含むことができる。いくつかの実施形態では、アルキル基置換基は、置換または非置換アルキル、置換または非置換ヘテロアルキル、置換または非置換シクロアルキル、置換または非置換ヘテロシクロアルキル、置換または非置換アリール、および置換または非置換ヘテロアリールから選択される。
アルキルラジカルについて記載した置換基と同様に、アリール基およびヘテロアリール基の置換基は、総称して「アリール基置換基」と称される。いくつかの実施形態では、アリール基置換基は、ゼロから芳香環系上の空の原子価（ｏｐｅｎ ｖａｌｅｎｃｅ）の総数である範囲の数の、−ハロゲン、−ＯＲ’、＝Ｏ、＝ＮＲ’、＝Ｎ−ＯＲ’、−ＮＲ’Ｒ”、−ＳＲ’、−ＳｉＲ’Ｒ”Ｒ”’、−ＯＣ（Ｏ）Ｒ’、−Ｃ（Ｏ）Ｒ’、−ＣＯ２Ｒ’、−ＣＯＮＲ’Ｒ”、−ＯＣ（Ｏ）ＮＲ’Ｒ”、−ＮＲ”Ｃ（Ｏ）Ｒ’、−ＮＲ’−Ｃ（Ｏ）ＮＲ”Ｒ”’、−ＮＲ”Ｃ（Ｏ）２Ｒ’、−ＮＲ−Ｃ（ＮＲ’Ｒ”Ｒ’”）＝ＮＲ””、−ＮＲ−Ｃ（ＮＲ’Ｒ”）＝ＮＲ’”、−Ｓ（Ｏ）Ｒ’、−Ｓ（Ｏ）２Ｒ’、−Ｓ（Ｏ）２ＮＲ’Ｒ”、−ＮＲＳＯ２Ｒ’、−ＣＮ、および−ＮＯ２、−Ｒ’、−Ｎ３、−ＣＨ（Ｐｈ）２、フルオロ（Ｃ１〜Ｃ４）アルコキシ、およびフルオロ（Ｃ１〜Ｃ４）アルキルから選択される。いくつかの実施形態では、Ｒ’、Ｒ”、Ｒ”’、およびＲ’’’’は、独立して、水素およびアルキル（例えば、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５、およびＣ６アルキル）から選択される。いくつかの実施形態では、Ｒ’、Ｒ”、Ｒ”’、およびＲ””は、独立して、水素、置換または非置換アルキル、置換または非置換ヘテロアルキル、置換または非置換アリール、および置換または非置換ヘテロアリールから選択される。いくつかの実施形態では、Ｒ’、Ｒ”、Ｒ”’、およびＲ””は、独立して、水素、アルキル、ヘテロアルキル、アリール、およびヘテロアリールから選択される。いくつかの実施形態では、アリール基置換基は、置換または非置換アルキル、置換または非置換ヘテロアルキル、置換または非置換シクロアルキル、置換または非置換ヘテロシクロアルキル、置換または非置換アリール、および置換または非置換ヘテロアリールから選択される。
アリール環またはヘテロアリール環の隣接原子上の置換基のうちの２つは、任意選択で式−Ｔ−Ｃ（Ｏ）−（ＣＲＲ’）ｑ−Ｕ−の置換基で置き替えられてもよく、式中、ＴおよびＵは、独立して、−ＮＲ−、−Ｏ−、−ＣＲＲ’−、または単結合であり、ｑは０〜３の整数である。あるいは、アリール環またはヘテロアリール環の隣接原子上の置換基のうちの２つは、任意選択的に、式−Ａ−（ＣＨ２）ｒ−Ｂ−の置換基で置き換えられてもよく、式中、ＡおよびＢは独立して、−ＣＲＲ’−、−Ｏ−、−ＮＲ−、−Ｓ−、−Ｓ（Ｏ）−、−Ｓ（Ｏ）２−、−Ｓ（Ｏ）２ＮＲ’−、または単結合であり、ｒは、１〜４の整数である。そのようにして形成された新しい環の単結合のうちの１つは、任意選択的に、二重結合で置き換えられてもよい。あるいは、アリール環またはヘテロアリール環の隣接原子上の置換基のうちの２つは、任意に式−（ＣＲＲ’）ｓ−Ｘ−（ＣＲ”Ｒ’”）ｄ−の置換基で置き換えられてもよく、式中、ｓおよびｄは、独立して、０〜３の整数であり、Ｘは、−Ｏ−、−ＮＲ’−、−Ｓ−、−Ｓ（Ｏ）−、−Ｓ（Ｏ）２−、または−Ｓ（Ｏ）２ＮＲ’−である。置換基Ｒ、Ｒ’、Ｒ”、およびＲ’’’は好ましくは独立して、水素、または置換もしくは非置換（Ｃ１〜Ｃ６）アルキルから選択される。
「アシル」という用語は、部分−Ｃ（Ｏ）Ｒを含む種を指し、式中、Ｒは、本明細書で定義される意味を有する。Ｒの例示的な種としては、Ｈ、ハロゲン、置換または非置換アルキル、置換または非置換アリール、置換または非置換ヘテロアリール、および置換または非置換ヘテロシクロアルキルが挙げられる。いくつかの実施形態では、Ｒは、Ｈおよび（Ｃ１〜Ｃ６）アルキルから選択される。
「ハロ」または「ハロゲン」という用語は、それら自体または別の置換基の一部として、特に明記しない限り、フッ素、塩素、臭素、またはヨウ素原子を意味する。加えて、「ハロアルキル」などの用語は、モノハロアルキルおよびポリハロアルキルを含むことを意味する。例えば、「ハロ（Ｃ１〜Ｃ４）アルキル」という用語は、トリフルオロメチル、２、２、２−トリフルオロエチル、４−クロロブチル、３−ブロモプロピルなどを非限定的に含むことを意味する。いくつかの実施形態では、ハロゲンは、Ｆ、Ｃｌ、およびＢｒから選択される原子を指す。
本明細書で使用する場合、「ヘテロ原子」という用語には、酸素（Ｏ）、窒素（Ｎ）、硫黄（Ｓ）、およびケイ素（Ｓｉ）が含まれる。いくつかの実施形態では、ヘテロ原子は、ＮおよびＳから選択される。いくつかの実施形態では、ヘテロ原子は、Ｏである。
特に明記しない限り、記号「Ｒ」は、アシル、置換または非置換アルキル、置換または非置換ヘテロアルキル、置換または非置換シクロアルキル、置換または非置換ヘテロシクロアルキル、置換または非置換アリール、および置換または非置換ヘテロアリールから選択される置換基を表す一般的な略語である。化合物が２つ以上のＲ、Ｒ’、Ｒ”、Ｒ’”、およびＲ””基を含む場合、それらは、各々独立して選択される。
溶媒交換可能なプロトンを有する基の場合、イオン化形態も同様に企図される。例えば、−ＣＯＯＨはまた、−ＣＯＯ−を指し、−ＯＨはまた、−Ｏ−を指す。
本明細書に開示される化合物はいずれも、薬学的に許容される塩にすることができる。「薬学的に許容される塩」という用語は、本明細書に記載の化合物上に見出される特定の置換基に応じて、比較的非毒性の酸または塩基を用いて調製される化合物の塩を含む。本発明の化合物が比較的酸性の官能基を含有するとき、塩基付加塩は、かかる化合物の中性形態を、純粋なまたは好適な不活性溶媒中の十分な量の所望の塩基と接触させることによって、得ることができる。薬学的に許容される塩基付加塩の例には、ナトリウム、カリウム、カルシウム、アンモニウム、有機アミノ、またはマグネシウム塩、または同様の塩が挙げられる。本発明の化合物が比較的塩基性の官能基を含む場合、酸付加塩は、そのような化合物の中性形態をニートでまたは好適な不活性溶媒中のいずれかで十分な量の所望の酸と接触させることによって得ることができる。薬学的に許容される酸付加塩の例には、塩酸、臭化水素酸、硝酸、炭酸、炭酸一水素酸、リン酸、リン酸一水素酸、リン酸二水素酸、硫酸、硫酸一水素酸、ヨウ化水素酸、または亜リン酸などの無機酸から誘導されるもの；ならびに酢酸、プロピオン酸、イソ酪酸、マレイン酸、マロン酸、安息香酸、コハク酸、スベリン酸、フマル酸、乳酸、マンデル酸、フタル酸、ベンゼンスルホン酸、ｐ−トリルスルホン酸、クエン酸、酒石酸、メタンスルホン酸などといった比較的非毒性の有機酸から誘導される塩が挙げられる。アルギン酸塩などのアミノ酸の塩、およびグルクロン酸またはガラクツロン酸などの有機酸の塩も含まれる（例えば、Ｂｅｒｇｅ ｅｔ ａｌ．，Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ，６６：１−１９（１９７７）を参照されたい）。本発明のある特定の化合物は、化合物を塩基付加塩または酸付加塩のいずれかに変換させることを可能にする塩基官能基および酸官能基の両方を含有する。中性形態の化合物は、好ましくは、塩を塩基または酸と接触させ、親化合物を従来の様式で単離することによって再生される。化合物の親形態は、極性溶媒中の溶解度などの特定の物理的性質において様々な塩形態とは異なるが、その他では、塩は、本発明の目的のために化合物の親形態と同じである。
塩形態に加えて、本発明は、本明細書に開示される任意の化合物をプロドラッグ形態で提供する。本明細書に記載の化合物のプロドラッグは、生理学的条件下で容易に化学変化を受けて、本発明の化合物を提供する。
本発明の特定の化合物は、非溶媒和形態、および水和形態を含む溶媒和形態で存在することができる。一般に、溶媒和形態は、非溶媒和形態と同等であり、本発明の範囲内に包含される。本発明の特定の化合物は、多数の結晶質または非晶質形態で存在し得る。一般に、すべての物理的形態は、本発明によって企図される使用に関して同等であり、本発明の範囲内であることが意図されている。
本発明の化合物はまた、そのような化合物を構成する原子のうちの１つ以上において、非天然割合の原子同位体を含み得る。例えば、化合物は、重水素（２Ｈ）で標識されてもよく、または例えばトリチウム（３Ｈ）、ヨウ素−１２５（１２５Ｉ）、または炭素−１４（１４Ｃ）などの放射性同位体で放射性標識され得る。本発明の化合物のすべての同位体変種は、放射性であろうとなかろうと、本発明の範囲内に包含されることが意図される。
結合に対して垂直に表示される記号
Figure 2021515051
 は、表示された部分が分子の残りの部分に結合する点を示す。
いくつかの実施形態では、本明細書で使用される用語の定義は、ＩＵＰＡＣに従う。
組成物
本発明は、多数の化合物（リガンド）およびそれらの金属イオン錯体を提供する。一般に、リガンドは、足場部分によって一緒に連結された複数のキレート部分を含む。
本発明の化合物（リガンド）およびその金属イオン錯体は、標的化放射性同位体用途および増感発光用途（Ｅｕ増感発光イムノアッセイなど）に特に有用である。実施例に示されるように、本発明の化合物（リガンド）は、金属カチオンを安定的に配位結合させ、容易な錯体形成速度論を示し、Ｅｕ（ＩＩＩ）では非常に高い水性量子収量を有する。
抗癌治療のためのアルファキレート剤の設計において考慮すべきいくつかの要因がある。速度論以外の重要な問題のいくつかは、標的金属（Ｔｈなど）に対する高い親和性であり、同時に他の生物学的に重要な金属イオンとの交換速度を低くする必要がある。したがって、リガンド設計では、標的金属およびリガンドの電子特性を考慮して、一致させる。キレートはまた、所望の金属のための適切な配位空洞サイズおよび形状を想定することができなければならない。この場合、アクチニドイオンであるＴｈは、「硬い（ｈａｒｄ）」カチオンであり、大きい電荷対半径比を有する。したがって、Ｔｈは、「硬い」電子供与体および負に荷電した酸素ドナーを選好する。アクチニドイオンは高い密度のリガンドと安定な錯体を形成する傾向があるため、アクチニドイオンでは８以上の配位数が一般に好ましいが、トリウムの結合に対する選択性は、キレート単位の設計によって決まるであろう。ＤＴＰＡなどの効果的ではあるが非選択的なアミノカルボン酸リガンドは、患者から必須の生物学的金属イオンを枯渇させ、これにより深刻な健康問題を引き起こし得る。したがって、特定の金属イオンに対して高い選択性を達成するには、正しい種類のキレート単位を選択することが重要である。
リガンドは、多数のキレート部分を含むことができる。特に有用なリガンドは、例えば、金属イオンと配位して錯体を形成する酸素などの６、８、または１０個のヘテロ原子を提供するのに十分な多くのキレート部分を含む。酸素などのヘテロ原子は、正に荷電したイオンと配位結合を形成するための電子密度を提供し、したがって、そのようなヘテロ原子は「供与体」とみなすことができる。いくつかの実施形態では、リガンドの複数のキレート部分は、複数の酸素供与体を含み、金属イオン（放射性核種など）は、少なくとも１つの酸素供与体を介してリガンドにキレート化される。いくつかの実施形態では、リガンドは、複数の酸素供与体を含み、金属イオン（放射性核種など）は、複数またはすべての酸素供与体を介してリガンドにキレート化される。
リガンド
一態様では、本発明は、以下の構造を有する化合物（リガンド）であって、
Figure 2021515051
 式中、Ｌ１およびＬ２は、独立して選択される足場部分であり、Ａｂ１およびＡｂ２は、独立して選択される架橋キレート部分であり、Ａｐ１およびＡｐ２は、独立して選択されるペンダントキレート部分である、化合物を提供する。足場部分、架橋キレート部分、およびペンダントキレート部分は、本明細書で定義される通りである。
Ｌ１、Ｌ２、Ａｂ１、Ａｂ２、Ａｐ１、およびＡｐ２の任意の組み合わせがこの開示に包含され、本発明により具体的に提供される。
いくつかの実施形態では、化合物（リガンド）は、反応性官能基へのリンカーまたは標的化部分へのリンカーを含む。いくつかの実施形態では、Ｌ１、Ｌ２、Ａｐ１、およびＡｐ２のうちの少なくとも１つは、反応性官能基へのリンカーまたは標的化部分へのリンカーで置換される。反応性官能基へのリンカーおよび標的化部分へのリンカーは、本明細書で定義される通りである。いくつかの実施形態では、官能性部分は、反応性官能基または保護された官能基である。
いくつかの実施形態では、化合物（リガンド）は、１つ以上の修飾部分を含む。修飾部分は、同じまたは異なり得る。
いくつかの実施形態では、Ａｂ１およびＡｂ２が、各々、
Figure 2021515051
 である場合、化合物は、反応性官能基へのリンカーまたは標的化部分へのリンカーを含む。
いくつかの実施形態では、Ａｂ１およびＡｂ２が、各々、
Figure 2021515051
 である場合、化合物は、反応性官能基へのリンカーまたは標的化部分へのリンカーを含む。
いくつかの実施形態では、ＷＯ２０１３／１８７９７１Ａ２に開示される化合物（リガンド）は除外される。
いくつかの実施形態では、化合物（リガンド）は、以下の構造を有さず、
Figure 2021515051
 式中、各Ａｐ１は、ＷＯ２０１３／１８７９７１Ａ２の段落［００５２］に定義される通りであり、式中、各Ａｐ１は、独立して、以下から選択され、
Figure 2021515051
 式中、Ｒｓは、可溶化基を含み、
Ｒ１１は、非置換Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５、またはＣ６アルキルである。
いくつかの実施形態では、化合物（リガンド）は、以下の構造を有さない：
Figure 2021515051
 （ＷＯ２０１３／１８７９７１Ａ２の段落［００５４］を参照のこと）。
足場部分
いくつかの実施形態では、Ｌ１は、以下の構造を有し、
Figure 2021515051
 式中、Ｌ１ａ、Ｌ１ｂ、Ｌ１ｃ、Ｌｘ６、ＲＬ１、およびＲＬ２は、本明細書で定義される通りである。Ｌ１ａ、Ｌ１ｂ、Ｌ１ｃ、Ｌｘ６、ＲＬ１、およびＲＬ２の任意の組み合わせがこの開示に包含され、本発明により具体的に提供される。
いくつかの実施形態では、Ｌ１は、反応性官能基へのリンカーまたは標的化部分へのリンカーで置換されている。
いくつかの実施形態では、Ｌ１は、以下の構造を有し、
Figure 2021515051
 式中、Ｌ１ａは、本明細書で定義される通りである。
いくつかの実施形態では、Ｌ１ａは、置換または非置換アルキル、置換または非置換アルケニル、置換または非置換アルキニル、置換または非置換シクロアルキル、置換または非置換シクロアルケニル、置換または非置換ヘテロアルキル、置換または非置換ヘテロシクロアルキル、置換または非置換アリール、置換または非置換アリールアルキル、置換または非置換ビアリール、置換または非置換ヘテロアリール、および置換または非置換多環式環系から選択される。
いくつかの実施形態では、Ｌ１ａは、以下の構造を有し、
Figure 2021515051
 式中、Ｒｅ１、Ｒｅ２、Ｒｅ３、およびＲｅ４は、独立して、Ｈ、シアノ、置換または非置換アルキル、置換または非置換アルケニル、置換または非置換アルキニル、置換または非置換シクロアルキル、置換または非置換シクロアルケニル、置換または非置換ヘテロアルキル、置換または非置換ヘテロシクロアルキル、置換または非置換アリール、および置換または非置換ヘテロアリールから選択され、Ｒｅ１、Ｒｅ２、Ｒｅ３、およびＲｅ４から選択される少なくとも２つのメンバーは、それらが結合している原子と一緒に、任意選択で結合されて、置換または非置換シクロアルキル、置換または非置換シクロアルケニル、置換または非置換ヘテロシクロアルキル、置換または非置換アリール、置換または非置換ヘテロアリールから選択される置換または非置換環（または環系）を形成する。いくつかの実施形態では、Ｒｅ１またはＲｅ２、およびＲｅ３またはＲｅ４は、水素である。
好ましい実施形態では、Ｌ１ａは、以下の構造を有し、
Figure 2021515051
 式中、Ｒｅ２およびＲｅ３は、本明細書で定義される通りである。
いくつかの実施形態では、Ｌ１ａは、
Figure 2021515051
 から選択され、
式中、ｎは、０、１、２、３、４、５、および６から選択される整数である。各Ｒは、本明細書で定義される通りである。Ｒ１およびＲ１ａは、上記の構造を参照して互換的に使用される。好ましい実施形態では、Ｒ１ａは、独立して、Ｈ、置換または非置換アルキル、置換または非置換ヘテロアルキル、および修飾部分から選択され、Ｘは、Ｏ、Ｓ、またはＣＨ２である。
好ましい実施形態では、Ｌ１ａは、５員環部分および６員環部分から選択されるメンバーである。
別の好ましい実施形態では、Ｌ１ａは、５員環部分および６員環部分から選択されるメンバーであり、５員環部分または６員環部分は、縮合環系の一部である。
段落［００３２］による別の好ましい実施形態では、任意の含意の水素は、置換または非置換アルキル、およびＣまたはヘテロ原子から選択される１、２、３、４、５、６、７、８、９員の置換または非置換ヘテロアルキルから選択することができる。
いくつかの実施形態では、上記で示したＬ１ａ部分の任意の潜在的な水素原子は、置換もしくは非置換アルキル、置換もしくは非置換ヘテロアルキル、または修飾部分によって任意選択で置き換えられる。
いくつかの実施形態では、Ｌ１ａは、非置換のＣ１、Ｃ２、または直鎖状Ｃ３アルキルではない。いくつかの実施形態では、Ｌ１ａは、非置換直鎖アルキルではない。いくつかの実施形態では、Ｌ１ａは、非置換アルキルではない。
好ましい実施形態では、Ｌ１ａは、以下から選択され、
Figure 2021515051
 式中、Ｒは、本明細書で定義される通りである。
別の好ましい実施形態では、Ｌ１ａは、以下から選択され、
Figure 2021515051
 式中、ｎ＝０、１、２、または３である。
別の好ましい実施形態では、Ｌ１ａは、以下から選択され、
Figure 2021515051
 式中、ｎ＝０、１、２、または３であり、Ｒは、本明細書で定義される通りである。
別の好ましい実施形態では、Ｌ１ａは、以下の構造を有する。
Figure 2021515051
いくつかの実施形態では、Ｌ１ａは、以下から選択され、
Figure 2021515051
 式中、ｎは、０、１、２、３、４、５、および６から選択される整数であり、Ｒは、本明細書で定義される通りである。
いくつかの実施形態では、Ｌ１ａは、反応性官能基へのリンカーまたは標的化部分へのリンカーで置換される。
いくつかの実施形態では、Ｌ１ｂおよびＬ１ｃは、独立して、結合、−Ｃ（Ｏ）−、置換または非置換アルキル、および置換または非置換ヘテロアルキルから選択される。
いくつかの実施形態では、独立して、Ｌ１ｂおよびＬ１ｃは、結合、−Ｃ（Ｏ）−、−（ＣＨ２）ａＣ（Ｏ）−、および−Ｏ（ＣＨ２）ａＣ（Ｏ）−から選択され、式中、ａは、１、２、３、４、５、および６から選択される整数である。
いくつかの実施形態では、Ｌ１ｂおよびＬ１ｃは、各々、−Ｃ（Ｏ）−である。
いくつかの実施形態では、Ｌ１は、以下の構造を有する。
Figure 2021515051
いくつかの実施形態では、Ｌ２は、以下の構造を有し、
Figure 2021515051
 式中、Ｌ２ａ、Ｌ２ｂ、Ｌ２ｃ、Ｌ２ｄ、Ｌ２ｅ、Ｌ２ｆ、Ｌ２ｇ、ＲＬ３、およびＲＬ４は、本明細書で定義される通りである。Ｌ２ａ、Ｌ２ｂ、Ｌ２ｃ、Ｌ２ｄ、Ｌ２ｅ、Ｌ２ｆ、Ｌ２ｇ、ＲＬ３、およびＲＬ４の任意の組み合わせがこの開示に包含され、本発明により具体的に提供される。
いくつかの実施形態では、Ｌ２は、反応性官能基へのリンカーまたは標的化部分へのリンカーで置換される。
いくつかの実施形態では、Ｌ２は、以下の構造を有し、
Figure 2021515051
 式中、Ｌ２ａ、Ｌ２ｂ、およびＬ２ｃは、本明細書で定義される通りである。Ｌ２ａ、Ｌ２ｂ、およびＬ２ｃの任意の組み合わせがこの開示に含まれ、本発明により具体的に提供される。
いくつかの実施形態では、Ａｐ１−Ｌ２−Ａｐ２は、以下の構造を有し、
Figure 2021515051
 式中、Ｌ２ａ、Ｌ２ｂ、Ｌ２ｃ、Ｌ２ｄ、Ｌ２ｅ、Ｌ２ｆ、Ｌ２ｇ、ＲＬ３、ＲＬ４、Ａｐ１、およびＡｐ２は、本明細書で定義される通りである。Ｌ２ａ、Ｌ２ｂ、Ｌ２ｃ、Ｌ２ｄ、Ｌ２ｅ、Ｌ２ｆ、Ｌ２ｇ、ＲＬ３、ＲＬ４、Ａｐ１、およびＡｐ２の任意の組み合わせがこの開示に包含され、本発明によって具体的に提供される。
いくつかの実施形態では、Ａｐ１−Ｌ２−Ａｐ２は、以下の構造を有し、
Figure 2021515051
 式中、Ｌ２ａ、Ｌ２ｂ、Ｌ２ｃ、Ａｐ１、およびＡｐ２は、本明細書で定義される通りである。Ｌ２ａ、Ｌ２ｂ、Ｌ２ｃ、Ａｐ１、およびＡｐ２の任意の組み合わせがこの開示に包含され、本発明により具体的に提供される。
いくつかの実施形態では、Ｌ２ａ、Ｌ２ｂ、およびＬ２ｃは、独立して、置換または非置換アルキルおよび置換または非置換ヘテロアルキルから選択される。
いくつかの実施形態では、Ｌ２ａ、Ｌ２ｂ、およびＬ２ｃは、独立して、置換または非置換Ｃ１〜Ｃ８アルキルから選択される。
いくつかの実施形態では、Ｌ２ａおよびＬ２ｃは、独立して、置換または非置換Ｃ２、Ｃ３、およびＣ４アルキルから選択され、Ｌ２ｂは、置換または非置換Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４およびＣ５アルキルから選択される。
いくつかの実施形態では、Ｌ２ａ、Ｌ２ｂ、およびＬ２ｃのうちの１つ以上は、反応性官能基へのリンカーまたは標的化部分へのリンカーで置換されている。いくつかの実施形態では、Ｌ２ａは、反応性官能基へのリンカーまたは標的化部分へのリンカーで置換される。いくつかの実施形態では、Ｌ２ｂは、反応性官能基へのリンカーまたは標的化部分へのリンカーで置換される。いくつかの実施形態では、Ｌ２ｃは、反応性官能基へのリンカーまたは標的化部分へのリンカーで置換される。
いくつかの実施形態では、Ｌ２ｄ、Ｌ２ｅ、Ｌ２ｆ、およびＬ２ｇは、独立して、結合、−Ｃ（Ｏ）−、置換または非置換アルキル、および置換または非置換ヘテロアルキルから選択される。
いくつかの実施形態では、Ｌ２ｄ、Ｌ２ｅ、Ｌ２ｆおよびＬ２ｇは、独立して、結合、−Ｃ（Ｏ）−、−（ＣＨ２）ａＣ（Ｏ）−、および−Ｏ（ＣＨ２）ａＣ（Ｏ）−から選択され、式中、ａは、１、２、３、４、５、および６から選択される整数である。
いくつかの実施形態ではＬ２ｄ、Ｌ２ｅ、Ｌ２ｆ、およびＬ２ｇは、各々、−Ｃ（Ｏ）−である。
いくつかの実施形態では、ＲＬ３およびＲＬ４は、水素、独立して、置換または非置換アルキル、および置換または非置換ヘテロアルキルから選択される。
いくつかの実施形態では、ＲＬ３およびＲＬ４は、各々、Ｈである。
いくつかの実施形態では、Ａｐ１−Ｌ２−Ａｐ２は、以下の構造を有し、
Figure 2021515051
 式中、Ｌｘ１、Ｌｘ２、Ｌｘ３、Ｌｘ４、およびＬｘ５は、本明細書で定義される通りである。
いくつかの実施形態では、Ｌｘ１、Ｌｘ２、Ｌｘ３、Ｌｘ４、Ｌｘ５、およびＬｘ６は、独立して、Ｈ、反応性官能基へのリンカー、および標的化部分へのリンカーから選択される。いくつかの実施形態では、Ｌｘ１、Ｌｘ２、Ｌｘ３、Ｌｘ４、Ｌｘ５、およびＬｘ６のうちの少なくとも１つは、反応性官能基へのリンカーまたは標的化部分へのリンカーである。
いくつかの実施形態では、Ｌｘ１は、反応性官能基へのリンカーまたは標的化部分へのリンカーであり、Ｌｘ２、Ｌｘ３、Ｌｘ４、Ｌｘ５、およびＬｘ６は、各々、Ｈである。
いくつかの実施形態では、Ｌｘ２は、反応性官能基へのリンカーまたは標的化部分へのリンカーであり、Ｌｘ１、Ｌｘ３、Ｌｘ４、Ｌｘ５、およびＬｘ６は、各々、Ｈである。いくつかの実施形態では、Ｌｘ３は、反応性官能基へのリンカーまたは標的化部分へのリンカーであり、Ｌｘ１、Ｌｘ２、Ｌｘ４、Ｌｘ５、およびＬｘ６は、各々、Ｈである。いくつかの実施形態では、Ｌｘ４は、反応性官能基へのリンカーまたは標的化部分へのリンカーであり、Ｌｘ１、Ｌｘ２、Ｌｘ３、Ｌｘ５、およびＬｘ６は、各々、Ｈである。いくつかの実施形態、ＬＸ５は、反応性官能基へのリンカーまたは標的化部分へのリンカーであり、Ｌｘ１、Ｌｘ２、Ｌｘ３、Ｌｘ４、およびＬｘ６は、各々、Ｈである。いくつかの実施形態では、ＬＸ６は、反応性官能基へのリンカーまたは標的化部分へのリンカーであり、Ｌｘ１、Ｌｘ２、Ｌｘ３、Ｌｘ４、およびＬｘ５は、各々、Ｈである。
いくつかの実施形態では、Ａｐ１−Ｌ２−Ａｐ２は、以下の構造を有し、
Figure 2021515051
 式中、Ｌｘ１およびＬｘ２は、本明細書で定義される通りである。
様々な実施形態では、本発明は、以下から選択される化合物を提供し、
Figure 2021515051
 式中、Ｌ１ａは、置換または非置換アルキル、置換または非置換アルケニル、置換または非置換アルキニル、置換または非置換シクロアルキル、置換または非置換シクロアルケニル、置換または非置換ヘテロアルキル、置換または非置換ヘテロシクロアルキル、置換または非置換アリール、置換または非置換アリールアルキル、置換または非置換ビアリール、置換または非置換ヘテロアリール、および置換または非置換多環式環系から選択される。Ｌｘ６は、Ｈ、反応性官能基へのリンカー、および標的化部分へのリンカーから選択される。Ｌ２ａ、Ｌ２ｂ、およびＬ２ｃは、独立して、置換または非置換アルキルおよび置換または非置換ヘテロアルキルから選択される。
様々な実施形態では、本発明は、以下から選択される化合物を提供し、
Figure 2021515051
 式中、Ｌｘ１およびＬｘ６は、独立して、Ｈ、反応性官能基へのリンカー、および標的化部分へのリンカーから選択される。
足場部分、特にＬ２の前駆体は、ＷＯ２０１６／１０６２４１Ａ１に開示されているように合成することができる。この開示は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
キレート部分
いくつかの実施形態では、Ａｂ１、Ａｂ２、Ａｐ１、およびＡｐ２は、独立して、以下から選択され、
Figure 2021515051
 式中、ＡおよびＧは、独立して、炭素、窒素、および酸素から選択され、
Ｊは、炭素および窒素から選択される。各Ｒ１およびＲ２は、独立して、Ｈ、酵素的に不安定な基、加水分解的に不安定な基、代謝的に不安定な基、光分解的に不安定な基、および単一の負電荷から選択される。各Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８、Ｒ９、およびＲ１０は、独立して、Ｌ１またはＬ２への結合、Ｌ１またはＬ２に結合されたアルカンジイル、Ｈ、置換または非置換アルキル、置換または非置換ヘテロアルキル、ハロゲン、ＣＮ、−ＣＦ３、−Ｃ（Ｏ）Ｒ１７、−ＳＯ２ＮＲ１７Ｒ１８、−ＮＲ１７Ｒ１８、−ＯＲ１７、−Ｓ（Ｏ）２Ｒ１７、−ＣＯＯＲ１７、−Ｓ（Ｏ）２ＯＲ１７、−ＯＣ（Ｏ）Ｒ１７、−Ｃ（Ｏ）ＮＲ１７Ｒ１８、−ＮＲ１７Ｃ（Ｏ）Ｒ１８、−ＮＲ１７ＳＯ２Ｒ１８、および−ＮＯ２から選択され、式中、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８、Ｒ９、およびＲ１０のうちの少なくとも２つは、任意選択で結合して、置換または非置換シクロアルキル、置換または非置換ヘテロシクロアルキル、置換または非置換アリール、および置換または非置換ヘテロアリールから選択される環系を形成する。Ｒ１７およびＲ１８は、独立して、Ｈ、置換または非置換アルキル、置換または非置換ヘテロアルキル、置換または非置換アリール、置換または非置換ヘテロアリール、および置換または非置換ヘテロシクロアルキルから選択され、Ｒ１７およびＲ１８は、それらが結合している原子と一緒に、任意選択で結合されて、５、６、または７員環を形成する。Ａが酸素である場合、Ｒ９は存在せず、Ｇが酸素である場合、Ｒ７は存在しない。Ａｂ１およびＡｂ２は、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８、Ｒ９、およびＲ１０から選択される２つのメンバーを介してＬ１およびＬ２に結合され、Ａｐ１およびＡｐ２は、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８、Ｒ９、およびＲ１０から選択されるメンバーを介してＬ２に結合される。
いくつかの実施形態では、Ａｂ１が式（Ｉ）による構造を有する場合、Ａｂ１は、Ｒ６およびＲ１０を介してＬ１およびＬ２に結合され、Ａｂ１が式（ＩＩ）または（ＩＩＩ）による構造を有する場合、Ａｂ１は、Ｒ６およびＲ９を介してＬ１およびＬ２に結合され、Ａｂ２が式（Ｉ）による構造を有する場合、Ａｂ２は、Ｒ６およびＲ１０を介してＬ１およびＬ２に結合され、Ａｂ２が式（ＩＩ）または（ＩＩＩ）による構造を有する場合、Ａｂ２は、Ｒ６およびＲ９を介してＬ１およびＬ２に結合され、Ａｐ１が式（Ｉ）による構造を有する場合、Ａｐ１は、Ｒ６またはＲ１０を介してＬ２に結合され、Ａｐ１が式（ＩＩ）または（ＩＩＩ）による構造を有する場合、Ａｐ１は、Ｒ６またはＲ９を介してＬ２に結合され、Ａｐ２が式（Ｉ）による構造を有する場合、Ａｐ２は、Ｒ６またはＲ１０を介してＬ２に結合され、Ａｐ２が式（ＩＩ）または（ＩＩＩ）による構造を有する場合、Ａｐ２は、Ｒ６またはＲ９を介してＬ２に結合されている。
いくつかの実施形態では、Ａｂ１、Ａｂ２、Ａｐ１、およびＡｐ２は、各々独立して、以下から選択される：
Figure 2021515051
いくつかの実施形態では、Ａｂ１が式（１）による構造を有する場合、Ａｂ１は、Ｒ６およびＲ１０を介しＬ１およびＬ２に結合され、Ａｂ１が式（２ａ）、（２ｂ）、（３）、（４）、または（５）による構造を有する場合、Ａｂ１は、Ｒ６およびＲ９を介してＬ１およびＬ２に結合され、Ａｂ２が式（１）による構造を有する場合、Ａｂ２は、Ｒ６およびＲ１０を介してＬ１およびＬ２に結合され、Ａｂ２が式（２ａ）、（２ｂ）、（３）、（４）、または（５）による構造を有する場合、Ａｂ２は、Ｒ６およびＲ９を介してＬ１およびＬ２に結合され、Ａｐ１が式（１）による構造を有する場合、Ａｐ１は、Ｒ６またはＲ１０を介してＬ２に結合され、Ａｐ１が式（２ａ）、（２ｂ）、（３）、（４）、または（５）に記載の構造を有する場合、Ａｐ１は、Ｒ６またはＲ９を介してＬ２に結合され、Ａｐ２が式（１）による構造を有する場合、Ａｐ２は、Ｒ６またはＲ１０を介してＬ２に結合され、Ａｐ２が式（２ａ）、（２ｂ）、（３）、（４）、または（５）による構造を有する場合、Ａｐ２は、Ｒ６またはＲ９を介してＬ２に結合されている。
好ましい実施形態では、各Ａｂ１、Ａｂ２、Ａｐ１およびＡｐ２は、式（２ｂ）による構造を有する。
別の好ましい実施形態では、各Ａｂ１、Ａｂ２、Ａｐ１、およびＡｐ２は、式（２ａ）による構造を有する。
別の好ましい実施形態では、各Ａｂ１、Ａｂ２、Ａｐ１、およびＡｐ２は、式（１）による構造を有する。
様々な実施形態では、Ａｂ１およびＡｂ２が独立して、以下から選択されるメンバーである化合物が提供され、
Figure 2021515051
 式中、Ｒ７，およびＲ８は、独立して、Ｌ１またはＬ２への結合、Ｌ１またはＬ２に結合されたアルカンジイル、Ｈ、置換または非置換アルキル、置換または非置換ヘテロアルキル、ハロゲン、ＣＮ、−ＣＦ３、−Ｃ（Ｏ）Ｒ１７、−ＳＯ２ＮＲ１７Ｒ１８、−ＮＲ１７Ｒ１８、−ＯＲ１７、−Ｓ（Ｏ）２Ｒ１７、−ＣＯＯＲ１７、−Ｓ（Ｏ）２ＯＲ１７、−ＯＣ（Ｏ）Ｒ１７、−Ｃ（Ｏ）ＮＲ１７Ｒ１８、−ＮＲ１７Ｃ（Ｏ）Ｒ１８、−ＮＲ１７ＳＯ２Ｒ１８、および−ＮＯ２から選択され、式中、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８、Ｒ９、およびＲ１０のうちの少なくとも２つは、任意選択で結合して、置換または非置換シクロアルキル、置換または非置換ヘテロシクロアルキル、置換または非置換アリール、および置換または非置換ヘテロアリールから選択される環系を形成する。Ｒ１７およびＲ１８は、独立して、Ｈ、置換または非置換アルキル、置換または非置換ヘテロアルキル、置換または非置換アリール、置換または非置換ヘテロアリール、および置換または非置換ヘテロシクロアルキルから選択され、Ｒ１７およびＲ１８は、それらが結合している原子と一緒に、任意選択で結合されて、５、６、または７員環を形成する。
いくつかの実施形態では、Ａｂ１およびＡｂ２は、各々独立して、以下を含む部分から選択される：
Figure 2021515051
いくつかの実施形態では、Ａｂ１およびＡｂ２ならびにそれらの組み合わせから選択されるメンバーは、以下を含む部分ではない。
Figure 2021515051
いくつかの実施形態では、Ａｂ１およびＡｂ２は、各々独立して、以下を含む部分から選択される。
Figure 2021515051
いくつかの実施形態では、Ａｐ１およびＡｐ２は、各々独立して、以下を含む部分から選択される：
Figure 2021515051
いくつかの実施形態では、Ａｐ１およびＡｐ２は、各々独立して、以下を含む部分から選択される。
Figure 2021515051
いくつかの実施形態では、Ａｐ１およびＡｐ２は、各々、以下を含む部分である。
Figure 2021515051
いくつかの実施形態では、Ａｐ１およびＡｐ２の一方または両方は、修飾部分を含む。修飾部分は、本明細書で定義される通りである。いくつかの実施形態では、Ａｐ１、Ａｐ２、またはＡｐ１、およびＡｐ２のＲ９は、修飾部分を含む。いくつかの実施形態では、Ａｐ１、Ａｐ２、またはＡｐ１、およびＡｐ２のＲ９は、−Ｃ（Ｏ）ＮＲ１７Ｒ１８であり、Ｒ１７は、Ｈであり、Ｒ１８は、修飾部分である。いくつかの実施形態では、Ａｐ１、Ａｐ２、またはＡｐ１、およびＡｐ２のＲ６は、修飾部分を含む。いくつかの実施形態では、Ａｐ１、Ａｐ２、またはＡｐ１、およびＡｐ２のＲ６は−Ｃ（Ｏ）ＮＲ１７Ｒ１８であり、Ｒ１７は、Ｈであり、Ｒ１８は、修飾部分である。例示的な実施形態では、Ｒ６およびＲ９の一方または両方は、ＣＯＯＨまたはＣＯＯ−である。
官能性／標的化部分へのリンカー
本明細書で使用される「リンカー」、「連結メンバー」、または「連結部分」は、共有結合または非共有結合により、第１の部分を第２の部分に結合する部分である。特に、リンカーは、本明細書に記載されるリガンドを標的化部分などの別の分子に結合させることができる。いくつかの実施形態では、リンカーは、本明細書に記載のリガンドを固体支持体に結合させることができる。目的の構造をリンカーに結合するために、目的の構造上の反応性官能基とさらに反応することができる反応性官能基を含むリンカーは、「官能化（ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｉｚｅｄ）リンカー」と称される。例示的な実施形態では、リンカーは、官能化リンカーである。例示的な実施形態では、リガンドは、１つ以上の官能化リンカーを含む。いくつかの実施形態では、リンカーは、標的化部分を含む。いくつかの実施形態では、標的化部分へのリンカーは、標的化部分への結合を含む。
いくつかの実施形態では、リンカーは、官能性部分へのリンカーまたは標的化部分へのリンカーである。いくつかの実施形態では、官能性部分は、反応性官能基または保護された官能基である。いくつかの実施形態では、リンカーは、反応性官能基へのリンカーまたは標的化部分へのリンカーである。
リンカーは、リガンドを反応性官能基または抗体などの標的化部分に結合するための任意の有用な構造であり得る。リンカーの例には、０次リンカー（すなわち、結合）、置換または非置換アルキル、置換または非置換ヘテロアルキル、置換または非置換シクロアルキル、置換または非置換ヘテロシクロアルキル、置換または非置換アリール、および置換または非置換ヘテロアリールが含まれる。さらなる例示的なリンカーには、置換または非置換（Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５、Ｃ６、Ｃ７、Ｃ８、Ｃ９、またはＣ１０）アルキル、置換または非置換ヘテロアルキル、−Ｃ（Ｏ）ＮＲ’−、−Ｃ（Ｏ）Ｏ−、−Ｃ（Ｏ）Ｓ−、および−Ｃ（Ｏ）ＣＲ’Ｒ’’が含まれ、式中、Ｒ’およびＲ’’は、独立して、Ｈ、置換または非置換アルキル、置換または非置換ヘテロアルキル、置換または非置換アリール、置換または非置換ヘテロアリール、および置換または非置換ヘテロシクロアルキルから独立して選択されるメンバーである。いくつかの実施形態では、リンカーは、少なくとも１つのヘテロ原子を含む。例示的なリンカーにはまた、−Ｃ（Ｏ）ＮＨ−、−Ｃ（Ｏ）、−ＮＨ−、−Ｓ−、−Ｏ−などが含まれる。例示的な実施形態では、リンカーは、反応性官能基で置換されたヘテロアルキルである。
反応性官能基
一実施形態では、リンカーは、反応性官能基（または同義的に使用される「反応性官能部分」）を含み、該反応性官能基をさらに反応させて、リンカーを標的化部分に共有結合させることができる。本発明の実施に有用な反応性官能基および反応のクラスは、一般に、バイオコンジュゲート化学の分野で周知のものである。本発明の反応性官能基と共に利用可能な現在好ましいクラスの反応は、比較的穏やかな条件下で進行するものである。これらには、求核置換（例えば、アミンおよびアルコールとハロゲン化アシルおよび活性化エステルとの反応）、求電子置換（例えば、エナミン反応）、および炭素−炭素および炭素−ヘテロ原子多重結合への付加（例えば、マイケル反応およびディールス・アルダー反応）が含まれるが、これらに限定されない。これらおよび他の有用な反応は、例えば、Ｍａｒｃｈ，Ａｄｖａｎｃｅｄ ＯｒｇａｎｉｃＣｈｅｍｉｓｔｒｙ（３ｒｄ Ｅｄ．，Ｊｏｈｎ Ｗｉｌｅｙ ＆ Ｓｏｎｓ，Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ，１９８５）、Ｈｅｒｍａｎｓｏｎ，Ｂｉｏｃｏｎｊｕｇａｔｅ Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ（Ａｃａｄｅｍｉｃ Ｐｒｅｓｓ，Ｓａｎ Ｄｉｅｇｏ，１９９６）、およびＦｅｅｎｅｙ ｅｔ ａｌ．，Ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｐｒｏｔｅｉｎｓ，Ａｄｖａｎｃｅｓ ｉｎＣｈｅｍｉｓｔｒｙ Ｓｅｒｉｅｓ，Ｖｏｌ．１９８（ＡｍｅｒｉｃａｎＣｈｅｍｉｃａｌ Ｓｏｃｉｅｔｙ，Ｗａｓｈｉｎｇｔｏｎ，Ｄ．Ｃ．，１９８２）で考察されている。
いくつかの実施形態では、反応性官能基は、オレフィン、アセチレン、アルコール、フェノール、エーテル、酸化物、ハロゲン化物、アルデヒド、ケトン、カルボン酸、エステル、アミド、シアネート、イソシアネート、チオシアネート、イソチオシアネート、アミン、ヒドラジン、ヒドラゾン、ヒドラジド、ジアゾ、ジアゾニウム、ニトロ、ニトリル、メルカプタン、スルフィド、ジスルフィド、スルホキシド、スルホン、スルホン酸、スルフィン酸、アセタール、ケタール、無水物、硫酸塩、スルフェン酸、イソニトリル、アミジン、イミド、イミデート、ニトロン、ヒドロキシルアミン、オキシム、ヒドロキサム酸、チオヒドロキサム酸、アレン、オルトエステル、亜硫酸塩、エナミン、イナミン、尿素、プソイド尿素（ｐｓｅｕｄｏｕｒｅａ）、セミカルバジド、カルボジイミド、カルバメート、イミン、アジド、アゾ化合物、アゾキシ化合物、およびニトロソ化合物から選択される基を指す。反応性官能基にはまた、バイオコンジュゲートを調製するために使用されるもの、例えば、Ｎ−ヒドロキシスクシンイミドエステル、マレイミドなどが含まれる。これらの官能基の各々を調製する方法は、当該技術分野で周知であり、特定の目的のためのそれらの適用または修飾は、当業者の能力の範囲内である（例えば、Ｓａｎｄｌｅｒ ａｎｄ Ｋａｒｏ，ｅｄｓ．，Ｏｒｇａｎｉｃ Ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ Ｇｒｏｕｐ Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎｓ，（Ａｃａｄｅｍｉｃ Ｐｒｅｓｓ，Ｓａｎ Ｄｉｅｇｏ，１９８９））を参照のこと）。
反応性官能基は、選択した反応パートナーに応じて選択することができる。例として、ＮＨＳエステルなどの活性化エステルは、リジン残基を介してタンパク質を標識するのに役立つ。マレイミドなどのスルフヒドリル反応基は、ＳＨ基を有するアミノ酸残基（システインなど）を介してタンパク質を標識するために使用することができる。抗体は、最初にそれらの炭水化物部分を（例えば過ヨウ素酸塩を用いて）酸化し、得られたアルデヒド基をヒドラジン含有リガンドと反応させることにより標識し得る。
反応性官能基は、それらが反応性リガンドを構築するのに必要な反応に関与しないか、または干渉しないように選択することができる。あるいは、反応性官能基は、保護基によって、反応への関与から保護することができる。当業者は、選択された一連の反応条件を妨げないように特定の官能基を保護する方法を理解するであろう。有用な保護基の例については、例えば、Ｇｒｅｅｎｅ ｅｔ ａｌ．，ＰＲＯＴＥＣＴＩＶＥ ＧＲＯＵＰＳ ＩＮ ＯＲＧＡＮＩＣ ＳＹＮＴＨＥＳＩＳ，Ｊｏｈｎ Ｗｉｌｅｙ＆Ｓｏｎｓ，Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ，１９９１を参照のこと。
アミンおよびアミノ反応性基
一実施形態では、反応性官能基は、アミン（一級または二級アミンなど）、ヒドラジン、ヒドラジド、およびスルホニルヒドラジドから選択される。アミンは、例えば、アシル化、アルキル化、または酸化することができる。アミノ反応性基の有用な非限定的な例には、Ｎ−ヒドロキシスクシンイミド（ＮＨＳ）エステル、硫黄−ＮＨＳエステル、イミドエステル、イソシアネート、イソチオシアネート、ハロゲン化アシル、アリールアジド、ｐ−ニトロフェニルエステル、アルデヒド、塩化スルホニル、チアゾリド、およびカルボキシル基が含まれる。
ＮＨＳエステルおよびスルホ−ＮＨＳエステルは、反応パートナーの第一級（芳香族を含む）アミノ基と優先的に反応する。ヒスチジンのイミダゾール基は、反応について第一級アミンと競合することが既知であるが、反応生成物は不安定であり、容易に加水分解される。反応には、アミドを形成して、Ｎ−ヒドロキシスクシンイミドを放出するために、ＮＨＳエステルの酸カルボキシルに対するアミンの求核攻撃が含まれる。
イミドエステルは、タンパク質などの分子のアミン基との反応のための最も特異的なアシル化試薬である。７〜１０のｐＨでは、イミドエステルは、第一級アミンとのみ反応する。第一級アミンは、イミデートを求核的に攻撃して中間体を生成し、該中間体は、高ｐＨでアミジンに分解し、または低ｐＨで新しいイミデートに分解する。新しいイミデートは別の第一級アミンと反応することにより、２つのアミノ基が架橋されるが、これは、推定上単官能性イミデートが二官能性で反応する場合である。第一級アミンとの反応の主生成物は、元のアミンよりも強い塩基であるアミジンである。したがって、元のアミノ基の正電荷は保持される。結果として、イミドエステルは、結合体の全体的な電荷に影響を与えない。
イソシアネート（およびイソチオシアネート）は、結合体の第一級アミンと反応して安定した結合を形成する。スルフヒドリル、イミダゾール、およびチロシル基とのそれらの反応により、比較的不安定な生成物が得られる。
アシルアジドはまた、アミノ特異的試薬としても使用されてもよく、反応パートナーの求核性アミンが、弱アルカリ性の条件下、例えばｐＨ８．５で酸性カルボキシル基を攻撃する。
１，５−ジフルオロ−２，４−ジニトロベンゼンなどのハロゲン化アリールは、結合体のアミノ基およびチロシンフェノール基と優先的に反応するが、そのスルフヒドリル基およびイミダゾール基とも反応する。
カルボン酸のｐ−ニトロフェニルエステルも、有用なアミノ反応性基である。試薬の特異性はあまり高くないが、α−およびε−アミノ基が最も急速に反応するようである。
アルデヒドは、結合体成分の第一級アミン（例、リジン残基のε−アミノ基）と反応する。シッフ塩基は、不安定であるが、タンパク質アミノ基とアルデヒドとの反応で形成される。しかし、シッフ塩基は、別の二重結合に結合されている場合は安定している。両方の二重結合の共鳴相互作用は、シッフ結合の加水分解を防ぐ。さらに、高い局所濃度のアミンは、エチレン性二重結合を攻撃して、安定したマイケル付加生成物を形成することができる。あるいは、還元的アミノ化により、安定した結合が形成され得る。
芳香族塩化スルホニルは、結合体の様々な部位と反応するが、アミノ基との反応が最も重要であり、これは安定したスルホンアミド結合をもたらす。
遊離カルボキシル基は、水および有機溶媒の両方に可溶なカルボジイミドと反応して、プソイド尿素を形成し、次いで、該プソイド尿素を利用可能なアミンに結合し、アミド結合を生成する。Ｙａｍａｄａ ｅｔ ａｌ．，Ｂｉｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，１９８１，２０：４８３６−４８４２は、例えば、タンパク質をカルボジイミドで修飾する方法を教示する。
スルフヒドリルおよびスルフヒドリル反応性基
別の実施形態では、反応性官能基は、スルフヒドリル基（これはジスルフィドに変換することができる）およびスルフヒドリル反応性基から選択される。スルフヒドリル反応性基の有用な非限定的な例には、マレイミド、ハロゲン化アルキル、ハロゲン化アシル（ブロモアセトアミドまたはクロロアセトアミドを含む）、ピリジルジスルフィド、およびチオフタルイミドが含まれる。
マレイミドは、結合体のスルフヒドリル基と優先的に反応して、安定したチオエーテル結合を形成する。それらはまた、ヒスチジンの第一級アミノ基およびイミダゾール基と非常に遅い速度で反応する。しかしながら、ｐＨ７では、マレイミド基は、スルフヒドリル特異的な基とみなすことができるが、それは、このｐＨでは、単純なチオールの反応速度が、対応するアミンの反応速度よりも１０００倍大きいためである。
ハロゲン化アルキルは、スルフヒドリル基、硫化物、イミダゾール、およびアミノ基と反応する。しかしながら、中性から弱アルカリ性のｐＨでは、ハロゲン化アルキルは、スルフヒドリル基と主に反応して、安定したチオエーテル結合を形成する。高いｐＨでは、アミノ基との反応が優先される。
ピリジルジスルフィドは、ジスルフィド交換により遊離スルフヒドリル基と反応して、混合ジスルフィドを生成する。結果として、ピリジルジスルフィドは、比較的特異的なスルフヒドリル反応基である。
チオフタルイミドは、遊離スルフヒドリル基と反応してジスルフィドも形成する。
他の反応性官能基
他の例示的な反応性官能基には、以下が含まれる：
（ｉ）Ｎ−ヒドロキシベンズトリアゾールエステル、酸ハロゲン化物、アシルイミダゾール、チオエステル、ｐ−ニトロフェニルエステル、アルキル、アルケニル、アルキニル、および芳香族エステルを含むがこれらに限定されない、カルボキシル基およびその様々な誘導体、
（ｉｉ）エステル、エーテル、アルデヒドなどに変換することができる、ヒドロキシル基、
（ｉｉｉ）ハロゲン化物が、求核基、例えば、アミン、カルボン酸アニオン、チオールアニオン、カルバニオン、またはアルコキシドイオンなどで置換され、それにより、ハロゲン原子の部位に新たな基の共有結合が得られる、ハロアルキル基、
（ｉｖ）ディールス・アルダー反応に関与することができるジエノフィル基、例えばマレイミド基など、
（ｖ）カルボニル誘導体、例えばイミン、ヒドラゾン、セミカルバゾン、もしくはオキシムなどの形成により、またはグリニャール付加もしくはアルキルリチウム付加などの作用機序により、その後の誘導体化が可能であるような、アルデヒドまたはケトン基、
（ｖｉ）例えば、付加環化、アシル化、マイケル付加などを受けることができる、アルケン、
（ｖｉｉ）例えば、アミンおよびヒドロキシル基と反応することができる、エポキシド、
（ｉｘ）ホスホルアミダイトおよび核酸合成に有用な他の標準的な官能基、
（ｘ）官能化リガンドと分子実体または表面との間の共有結合を形成するのに有用な他の官能基。
非特異的反応性を有する官能基
部位特異的反応性部分の使用に加えて、本発明は、リガンドを標的化部分に連結するための非特異的反応性基の使用を企図する。非特異的基には、例えば、光活性化可能な基が含まれる。
光活性化可能な基は、理想的には暗所で不活性であり、光の存在下で反応性種に変換される。一実施形態では、光活性化可能な基は、アジドの加熱または光分解時に生成されるニトレンの前駆体から選択される。電子不足ニトレンは、非常に反応性であり、Ｎ−Ｈ、Ｏ−Ｈ、Ｃ−Ｈ、およびＣ＝Ｃを含む様々な化学結合と反応する。３種類のアジド（アリール、アルキル、およびアシル誘導体）を使用し得るが、ここでは、アリールアジドが好ましい。光分解時のアリールアジドの反応性は、Ｃ−Ｈ結合よりもＮ−ＨおよびＯ−Ｈの方が良好である。電子不足アリールニトレンは、急速に環拡大してデヒドロアゼピンを形成し、該デヒドロアゼピンは、求核試薬と反応しやすく、Ｃ−Ｈ挿入生成物を形成しない。アリールアジドの反応性は、環中にニトロ基およびヒドロキシル基などの電子求引性置換基が存在することによって増加させることができる。そのような置換基は、アリールアジドの最大吸収をより長い波長に押し上げる。非置換アリールアジドは、２６０〜２８０ｎｍの範囲の最大吸収を有し、ヒドロキシおよびニトロアリールアジドは、３０５ｎｍ超の有意な光を吸収する。したがって、ヒドロキシおよびニトロアリールアジドは、非置換アリールアジドよりも、親和性成分のためのより害の少ない光分解条件使用することができるため、最も好ましい。
別の好ましい実施形態では、光活性化可能な基は、フッ素化アリールアジドから選択される。フッ素化アリールアジドの光分解生成物はアリールニトレンであり、そのすべてが、Ｃ−Ｈ結合挿入を含むこの基の特徴的な反応を高効率で受ける（Ｋｅａｎａ ｅｔ ａｌ．，Ｊ．Ｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．５５：３６４０−３６４７，１９９０）。
別の実施形態では、光活性化可能な基は、ベンゾフェノン残基から選択される。ベンゾフェノン試薬は、一般に、アリールアジド試薬よりも高い架橋収率を示す。
別の実施形態では、光活性化可能な基は、光分解時に電子不足カルベンを形成するジアゾ化合物から選択される。これらのカルベンは、Ｃ−Ｈ結合への挿入、二重結合（芳香族系を含む）への付加、水素引力、求核中心への配位などの様々な反応を受けて、炭素イオンを生成する。
さらに別の実施形態では、光活性化可能な基は、ジアゾピルベートから選択される。例えば、ｐ−ニトロフェニルジアゾピルベートのｐ−ニトロフェニルエステルは、脂肪族アミンと反応して、ジアゾピルビン酸アミドを生成し、該ジアゾピルビン酸アミドは紫外線光分解を受けてアルデヒドを形成する。光分解されたジアゾピルビン酸修飾親和性成分は、ホルムアルデヒドまたはグルタルアルデヒドのように反応して、タンパク質内架橋を形成する。
いくつかの実施形態では、リンカーは、リガンドを反応性官能基に結合する。例示的な実施形態では、リンカーは、リガンドを標的化部分に結合する。すなわち、例示的な実施形態では、リンカーは、標的化部分を含む。いくつかの実施形態では、リガンドは、標的化部分へのリンカーを含む。本明細書に記載される任意のリンカーは、リンカーを標的化部分に結合するために標的化部分上の反応性官能基と反応し得る反応性官能基を含むリンカーであり得る。本明細書に記載される任意のリンカーは、標的化部分への結合を含むリンカーであり得る。「標的化部分」という用語は、結合している分子（例えば、リガンドまたは金属イオン（例えば、放射性核種）と錯体形成されるリガンド）を、特定の位置または分子に対して、標的化または指向させるように作用する部分を指す。したがって、例えば、標的化部分は、分子を特定の標的タンパク質もしくは酵素、もしくは特定の細胞位置、特定の細胞種、または病変組織に対して標的化するために使用され得る。当業者によって理解されるように、細胞内のタンパク質の局在化は、有効濃度を増加させるための簡単な方法である。例えば、造影剤および／または治療薬を核内に入ることにより、それらがより小さな空間に閉じ込められ、それにより濃度が増加する。最後に、生理学的標的は特定のコンパートメントに単に局在化されてもよく、剤は適切に局在化されなければならない。
標的化部分は、非ペプチドおよびペプチドの両方を含む小分子（例えば、ＭＷ＜５００Ｄ）であり得る。標的化部分の例には、ペプチド、ポリペプチド（タンパク質、特に抗体断片を含む抗体）、核酸、オリゴヌクレオチド、炭水化物、脂質、ホルモン（タンパク質ホルモンおよびステロイドホルモン（例えば、エストラジオール）を含む）、成長因子、レクチン、受容体、受容体リガンド、補因子なども含まれる。標的化部分の標的には、例えば、相補的な核酸、受容体、抗体、抗原、またはレクチンが含まれ得る。
例示的な実施形態では、標的化部分は、高い結合親和性で標的に結合することができる。言い換えれば、標的への結合親和性が高い標的化部分は、標的に対して高い特異性を有するか、または標的に特異的に結合する。いくつかの実施形態では、高い結合親和性は、約１０−７Ｍ以下の解離定数Ｋｄによって与えられる。例示的な実施形態では、高い結合親和性は、約１０−８Ｍ以下、約１０−９Ｍ以下、約１０−１０Ｍ以下、約１０−１１Ｍ以下、約１０−１２Ｍ以下、約１０−１３Ｍ以下、約１０−１４Ｍ以下、または約１０−１５Ｍ以下の解離定数Ｋｄによって与えられる。化合物が標的に対して高い結合親和性を有する標的化部分などの部分を含む場合、化合物は標的に対して高い結合親和性を有し得る。
例示的な実施形態では、標的化部分は抗体である。「抗体」は、認識される免疫グロブリン遺伝子の全部または一部によって実質的にコードされる１つ以上のポリペプチドを含むタンパク質を指す。例えばヒトにおける、認識される免疫グロブリン遺伝子には、多種多な可変領域遺伝子を一緒に含む、カッパ（κ）、ラムダ（λ）、および重鎖遺伝子座、ならびにＩｇＭ、ＩｇＤ、ＩｇＧ、ＩｇＥ、およびＩｇＡアイソタイプをそれぞれコードする、定常領域遺伝子ミュー（μ）、デルタ（δ）、ガンマ（γ）、シグマ（ε）、およびアルファ（α）を含む。本明細書の抗体は、全長抗体および抗体フラグメントを含むことを意味し、任意の生物由来の天然抗体、操作された抗体、または以下にさらに定義される、実験目的、治療目的、または他の目的のために組換え生成される抗体を指してもよい。抗体断片には、Ｆａｂ、Ｆａｂ’、Ｆ（ａｂ’）２、Ｆｖ、ｓｃＦｖ、または抗体の他の抗原結合サブシーケンスが含まれ、抗体全体の修飾によって生成されたもの、または組換えＤＮＡ技術を使用してデノボ合成されたものが含まれ得る。「抗体」という用語は、モノクローナル抗体およびポリクローナル抗体の両方を指す。抗体は、アンタゴニスト、アゴニスト、中和、阻害性、または刺激性であり得る。
化合物を動物における特定の領域に局在化するために、標的化部分をリガンドに付加し得るが、特定のリガンドは、細胞、組織、器官、または動物の他の一部に対する天然の親和性を有する。例えば、本明細書に開示されるリガンドは、骨に対して天然または固有の親和性を有し得る。したがって、いくつかの実施形態では、リガンドは、標的化部分または標的化部分へのリンカーを含まない。標的化部分を欠くリガンドは、特定の標的化を必要としない任意の方法で使用することができる。
いくつかの実施形態では、リガンドは、固体支持体へのリンカーを含む。すなわち、本明細書に記載される任意のリンカーは、リンカーを固体支持体に結合するために固体支持体上の反応性官能基と反応し得る反応性官能基を含むリンカーであり得る。本明細書に記載される任意のリンカーは、固体支持体への結合を含むリンカーであり得る。「固体支持体」は、リガンドの結合または会合に好適である個別の部位を含むように修飾することができる任意の材料である。好適な基質には、生分解性ビーズ、非生分解性ビーズ、シリカビーズ、磁気ビーズ、ラテックスビーズ、ガラスビーズ、石英ビーズ、金属ビーズ、金ビーズ、マイカビーズ、プラスチックビーズ、セラミックビーズ、またはそれらの組み合わせが含まれる。酵素分解により系からゆっくり除去される生分解性ポリマーを含む生体適合性ポリマーが特に有用である。生分解性材料の例には、デンプン、架橋デンプン、ポリ（エチレングリコール）、ポリビニルピロリジン、ポリラクチド（ＰＬＡ）、ポリグリコリド（ｐｏｌｙｇｌｙｃｏｌｉｄｅ）（ＰＧＡ）、ポリ（ラクチド−ｃｏ−グリコリド）（ＰＬＧＡ）、ポリ無水物、ポリオルトエステル、ポリ（ＤＴＨイミノカーボネート）、ポリ（ビスフェノールＡイミノカーボネート）、ポリシアノアクリレート、ポリホスファゼン、それらの混合物、およびそれらの組み合わせが含まれる。粒子を形成するための他の好適な物質が存在し、使用することができる。いくつかの実施形態では、固体支持体は、架橋デンプン、例えば、架橋ジャガイモデンプンを含むビーズである。デンプンから作られたビーズは、典型的には、体内で見出される天然に存在する酵素である血清アミラーゼによって、体内で完全に生分解される。これらの実施形態では、リガンドは、標的化部分または標的化部分へのリンカーを任意選択でさらに含む。固体支持体に結合しているリガンドが標的化部分を含まない場合、リガンドは、開業医によって直接に、例えば、直接外科的移植によって局在化することができる。
いくつかの実施形態では、リンカーは、構造−Ｌ１１−Ｆｘを有し、Ｌ１１は、結合、アシル、置換または非置換アルキル、置換または非置換ヘテロアルキル、置換または非置換シクロアルキル、置換または非置換ヘテロシクロアルキル、置換または非置換アリール、および置換または非置換ヘテロアリールから選択され、Ｆｘは、反応性官能基、保護された官能基、または標的化部分から選択される。
いくつかの実施形態では、Ｌ１１は、置換または非置換アルキルおよび置換または非置換ヘテロアルキルから選択される。いくつかの実施形態では、Ｌ１１は、ヘテロアルキルである。いくつかの実施形態では、Ｌ１１は、（Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５、Ｃ６、Ｃ７、Ｃ８、Ｃ９、Ｃ１０、Ｃ１１、Ｃ１２、Ｃ１３、Ｃ１４、Ｃ１５、Ｃ１６、Ｃ１７、Ｃ１８、Ｃ１９またはＣ２０）アルキルであり、１、２または３個の原子が、窒素または酸素などのヘテロ原子で置き換えられている。いくつかの実施形態では、Ｌ１１は、修飾部分を含む。
いくつかの実施形態では、Ｆｘは、−ＮＨ２、−Ｃ（Ｏ）ＯＨ、アルキルエステル（例えば、メチルエステル）、Ｎ−ヒドロキシスクシンイミド（ＮＨＳ）エステル、スルホ−ＮＨＳエステル、イソチオシアネート、およびマレイミドから選択される。いくつかの実施形態では、Ｆｘは、−ＮＨ２および−Ｃ（Ｏ）ＯＨから選択される。
いくつかの実施形態では、−Ｌ１１−Ｆｘは、以下から選択される：
Figure 2021515051
段落［０１１３］による好ましい実施形態では、任意の含意の水素は、置換または非置換アルキル、およびＣまたはヘテロ原子から選択される１、２、３、４、５、６、７、８、９員の置換または非置換ヘテロアルキルから選択することができる。
いくつかの実施形態では、リンカーは、以下の構造を有し、
Figure 2021515051
 式中、ＲＬは、置換または非置換アルキルおよび置換または非置換ヘテロアルキルから選択され、Ｆｘは、本明細書で定義される通りである。いくつかの実施形態では、ＲＬは、置換または非置換アルコキシアルキルである。いくつかの実施形態では、ＲＬは、置換または非置換のモノエーテルである。いくつかの実施形態では、ＲＬは、置換または非置換ポリエーテルである。いくつかの実施形態では、ポリエーテルは、２〜１０個（すなわち、２、３、４、５、６、７、８、９、または１０個）のエーテル基を有する。いくつかの実施形態では、ＲＬは、修飾部分を含む。
いくつかの実施形態では、リンカーは、以下の構造を有し、
Figure 2021515051
 式中、ＲＬは、以下から選択され、
Figure 2021515051
 式中、ｎは、１、２、３、４、５、および６から選択される整数であり、Ｆｘは、反応性官能基（ＮＨ２など）または保護された官能基である。
いくつかの実施形態では、リンカーは、以下から選択される構造を有する：
Figure 2021515051
好ましい実施形態では、リンカーは、以下から選択される構造を有する。
Figure 2021515051
別の好ましい実施形態では、リンカーは、以下から選択される構造を有する：
Figure 2021515051
別の好ましい実施形態では、リンカーは、以下から選択される構造を有する。
Figure 2021515051
例示的な実施形態では、Ｆｘは、標的化部分である。
例示的な実施形態では、リンカーは、標的化部分へのリンカーである。いくつかの実施形態では、標的化部分は、ポリペプチド、核酸、脂質、多糖類、小分子、補因子、およびホルモンから選択される。例示的な実施形態では、標的化部分は、抗体または抗体断片である。
多数の反応性官能基を有するリンカーにおいて、特定の官能基は、別のリガンド成分への官能化スペーサー成分の結合を制御する反応に関与または干渉しないように選択することができる。あるいは、反応性官能基を、保護基を存在させることによって反応への関与から保護することができる。当業者は、選択された一連の反応条件を妨げることから特定の官能基を保護する方法を理解している。有用な保護基の例については、Ｇｒｅｅｎｅ ｅｔ ａｌ．，ＰＲＯＴＥＣＴＩＶＥ ＧＲＯＵＰＳ ＩＮ ＯＲＧＡＮＩＣ ＳＹＮＴＨＥＳＩＳ，Ｊｏｈｎ Ｗｉｌｅｙ＆Ｓｏｎｓ，Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ，１９９１を参照のこと。
修飾部分
いくつかの実施形態では、化合物（リガンド）は、１つ以上の修飾部分を含む。いくつかの実施形態では、Ｌ１、Ｌ２、Ａｂ１、Ａｂ２、Ａｐ１、およびＡｐ２の１つ以上は、修飾部分を含む。いくつかの実施形態では、Ｌ１ａ、Ｌ１ｂ、Ｌ１ｃ、ＲＬ１、およびＲＬ２、Ｌ２ａ、Ｌ２ｂ、Ｌ２ｃ、Ｌ２ｄ、Ｌ２ｅ、Ｌ２ｆ、Ｌ２ｇ、ＲＬ３、ＲＬ４、Ａｂ１、Ａｂ２、Ａｐ１、およびＡｐ２のうちの１つ以上は、修飾部分を含む。いくつかの実施形態では、反応性官能基へのリンカーまたは標的化部分へのリンカーは、修飾部分を含む。修飾部分の各々は、同じまたは異なり得る。
修飾部分は、リガンドおよび／またはリガンドと金属イオンとの間に形成された錯体の様々な特性、例えば溶解度、電荷、または親和性を修飾する。いくつかの実施形態では、リガンドが金属と錯体を形成している場合、修飾部分は金属と相互作用しない。いくつかの実施形態では、修飾部分は、可溶化基、ホルモン由来部分、プロドラッグ部分（例えば、切断可能部分を有する）、オリゴヌクレオチド、ｓｓＤＮＡ、ｄｓＤＮＡ、ＲＮＡ、またはペプチドである。可溶化基は、水性媒体中での、リガンドおよび／またはリガンドと金属イオンとの間に形成される錯体の溶解度を改善する。いくつかの実施形態では、（ホモン由来部分の）ホルモンは、ステロイドである。いくつかの実施形態では、ステロイドは、エストラジオールである。いくつかの実施形態では、修飾部分は、エストラジオール由来部分である。それらのアミノ酸組成による親水性および疎水性のペプチドは、リガンドおよび／またはリガンドと金属イオンとの間で形成される錯体の溶解度を調整するために使用され得る。
いくつかの実施形態では、修飾部分は、置換または非置換ヘテロアルキルである。いくつかの実施形態では、修飾部分は、置換または非置換アルコキシアルキルである。いくつかの実施形態では、修飾部分は、置換または非置換モノエーテルである。いくつかの実施形態では、修飾部分は、置換または非置換ポリエーテルである。いくつかの実施形態では、修飾部分は、エストラジオール由来部分を含む。いくつかの実施形態では、修飾部分は、エストラジオール由来部分で置換されたポリエーテルである。
いくつかの実施形態では、修飾部分は、以下から選択される：
Figure 2021515051
いくつかの実施形態では、蛍光部分は、ペプチドである。いくつかの実施形態では、修飾部分は、以下である。
Figure 2021515051
いくつかの実施形態では、修飾部分は、オリゴヌクレオチドを含む。
いくつかの実施形態では、修飾部分は、以下から選択される：
Figure 2021515051
例示的なリガンド
いくつかの実施形態では、本発明は、以下の構造を有するリガンドを提供する：
Figure 2021515051
 式中、Ｌ１ａ、Ｌ２ａ、Ｌ２ｂ、Ｌ２ｃ、Ｌｘ６、Ａｂ１、Ａｂ２、Ａｐ１、およびＡｐ２は、本明細書で定義される通りである。
いくつかの実施形態では、本発明は、以下の構造を有するリガンドを提供する：
Figure 2021515051
 式中、Ｌ１ａ、Ｌｘ１、Ｌｘ２、Ｌｘ３、Ｌｘ４、Ｌｘ５、Ｌｘ６、Ａｂ１、Ａｂ２、Ａｐ１、およびＡｐ２は、本明細書で定義される通りである。
いくつかの実施形態では、本発明は、以下の構造を有するリガンドを提供する：
Figure 2021515051
 式中、Ｌ１ａ、Ｌ２ａ、Ｌ２ｂ、Ｌ２ｃ、Ｌｘ６、Ａｐ１、およびＡｐ２は、本明細書で定義される通りである。
いくつかの実施形態では、本発明は、以下の構造を有するリガンドを提供する：
Figure 2021515051
 式中、Ｌ１ａ、Ｌｘ１、Ｌｘ２、Ｌｘ３、Ｌｘ４、Ｌｘ５、Ｌｘ６、Ａｐ１、およびＡｐ２は、本明細書で定義される通りである。
いくつかの実施形態では、本発明は、以下の構造を有するリガンドを提供する：
Figure 2021515051
 式中、Ｌ１ａ、Ｌｘ１、Ｌｘ２、Ｌｘ３、Ｌｘ４、Ｌｘ５、およびＬｘ６は、本明細書で定義される通りである。
いくつかの実施形態では、本発明は、以下の構造を有するリガンドを提供する：
Figure 2021515051
 式中、Ｌ１ａ、Ｌｘ６、およびＬｘ１は、本明細書で定義される通りである。
追加の例示的なリガンドは、実施例に示されている。
錯体
一態様では、本発明は、本明細書で開示される化合物（リガンド）と金属イオンとの錯体を提供する。
好ましい実施形態では、錯体は、＋２金属カチオン、例えば、Ｃａ＋２またはＭｇ＋２の錯体である。好ましい実施形態では、＋２金属カチオンは、試薬との錯体の修飾の過程で、錯体と接触する試薬上の反応性部分を錯体との非生産的反応から保護する。例示的な反応性部分は、イミド部分、例えば、Ｎ−ヒドロキシスクシンイミド（ＮＨＳ）である。好ましい実施形態では、＋２金属カチオンの錯体は、錯体をＮＨＳ部分を含む試薬と接触させることにより、ＮＨＳエステルに変換される。好ましい実施形態では、＋２金属カチオンは、試薬との反応後に、例えばＮＨＳエステル形成後に、＋２より高い、例えば、＋３または＋４の原子価のカチオンにより置換される。好ましい実施形態では、より高い原子価のカチオンは、ランタニド、遷移金属、およびアクチニドのイオンから選択される。
本明細書に開示される化合物（リガンド）および本明細書に開示される金属イオンの任意の組み合わせは、本開示に包含され、本発明により具体的に提供される。
いくつかの実施形態では、錯体は、発光性である。
いくつかの実施形態では、錯体は、既知の放射性同位元素である金属イオンを含む。
例示的な錯体は、実施例に示されている。
別の態様では、本発明は、４、５、６、および７周期から、および／または１３、１４、１５、１６群の元素またはそれらイオンとの本明細書に開示される化合物（リガンド）の錯体を提供する。別の態様では、本発明は、本明細書に開示されている化合物（リガンド）と３、４、７、８、９、１０、１１、１３、１４および１５周期の元素またはそれらのイオンとの錯体を提供する。いくつかの実施形態では、本発明は、３、４、および１３周期の元素またはそれらのイオンとの本明細書に開示される化合物（リガンド）の錯体を提供する。
いくつかの実施形態では、ＷＯ２０１３／１８７９７１Ａ２に開示されている錯体は除外される。
金属
いくつかの実施形態では、本発明のリガンドが錯体形成する金属はアクチニドである。いくつかの実施形態では、アクチニドはトリウム（Ｔｈ）である。いくつかの実施形態では、金属はランタニドである。いくつかの実施形態では、ランタニドはテルビウム（Ｔｂ）である。いくつかの実施形態では、ランタニドはユウロピウム（Ｅｕ）である。いくつかの実施形態では、ランタニドはジスプロシウム（Ｄｙ）である。いくつかの実施形態では、ランタニドはルテチウム（Ｌｕ）である。いくつかの実施形態では、ランタニドはガドリニウム（Ｇｄ）である。いくつかの実施形態では、金属はイットリウム（Ｙ）である。いくつかの実施形態では、金属はジルコニウム（Ｚｒ）である。いくつかの実施形態では、金属イオンはイットリウム（ＩＩＩ）である。いくつかの実施形態では、金属イオンはユウロピウム（ＩＩＩ）である。いくつかの実施形態では、金属イオンはテルビウム（ＩＩＩ）である。いくつかの実施形態では、金属イオンはジルコニウム（ＩＶ）である。いくつかの実施形態では、金属イオンはトリウム（ＩＶ）である。いくつかの実施形態では、金属イオンは、Ｔｈ４＋、Ｚｒ４＋、Ｅｕ３＋、Ｄｙ３＋、Ｔｂ３＋、Ｌｕ３＋、およびＹ３＋から選択される。いくつかの実施形態では、金属（イオン）は放射性核種である。いくつかの実施形態では、金属イオンは２２７Ｔｈ（ＩＶ）である。いくつかの実施形態では、金属イオンは８９Ｚｒ（ＩＶ）である。
いくつかの実施形態では、本発明のリガンドが錯体形成する金属は１７７Ｌｕである。いくつかの実施形態では、金属は１６６Ｈｏである。いくつかの実施形態では、金属は１５３Ｓｍである。いくつかの実施形態では、金属は９０Ｙである。いくつかの実施形態では、金属は８６Ｙである。いくつかの実施形態では、金属は１６６Ｄｙである。いくつかの実施形態では、金属は１６５Ｄｙである。いくつかの実施形態では、金属は１６９Ｅｒである。いくつかの実施形態では、金属は１７５Ｙｂである。いくつかの実施形態では、金属は２２５Ａｃである。いくつかの実施形態では、金属は１４９Ｔｂである。いくつかの実施形態では、金属は１５３Ｇｄである。いくつかの実施形態では、金属は２３０Ｕである。
いくつかの実施形態では、本発明のリガンドが錯体形成する金属は１１１Ｉｎである。いくつかの実施形態では、金属は６７Ｇａである。いくつかの実施形態では、金属は６７Ｃｕである。いくつかの実施形態では、金属は６４Ｃｕである。いくつかの実施形態では、金属は１８６Ｒｅである。いくつかの実施形態では、金属は１８８Ｒｅである。いくつかの実施形態では、金属は１１１Ａｇである。いくつかの実施形態では、金属は１０９Ｐｄである。いくつかの実施形態では、金属は２１２Ｐｂである。いくつかの実施形態では、金属は２０３Ｐｂである。いくつかの実施形態では、金属は２１２Ｂｉである。いくつかの実施形態では、金属は２１３Ｂｉである。いくつかの実施形態では、金属は１９５ｍＰｔである。いくつかの実施形態では、金属は２０１Ｔｌである。いくつかの実施形態では、金属は５５Ｃｏである。いくつかの実施形態では、金属は９９ｍＴｃである。
いくつかの実施形態では、本発明のリガンドが錯体形成する金属は、イットリウム（Ｙ）、ランタノイド、アクチノイド、ジルコニウム（Ｚｒ）、鉄（Ｆｅ）、およびインジウム（Ｉｎ）から選択される。いくつかの実施形態では、金属は、ジルコニウム（Ｚｒ）、鉄（Ｆｅ）、インジウム（Ｉｎ）、ユウロピウム（Ｅｕ）、ホルミウム（Ｈｏ）、ルテチウム（Ｌｕ）、イットリウム（Ｙ）、テルビウム（Ｔｂ）、イッテルビウム（Ｙｂ）、ガドリニウム（Ｇｄ）、サマリウム（Ｓｍ）、ジスプロシウム（Ｄｙ）、エルビウム（Ｅｒ）、およびトリウム（Ｔｈ）から選択される。いくつかの実施形態では、金属は、Ｅｕ、Ｔｂ、Ｓｍ、およびＤｙから選択される。いくつかの実施形態では、金属はＧｄである。
いくつかの実施形態では、本発明のリガンドが錯体形成する金属イオンは、Ｚｒ（ＩＶ）、Ｆｅ（ＩＩＩ）、Ｇａ（ＩＩＩ）、Ｉｎ（ＩＩＩ）、Ｅｕ（ＩＩＩ）、Ｈｏ（ＩＩＩ）、Ｌｕ（ＩＩＩ）、Ｙ（ＩＩＩ）、Ｔｂ（ＩＩＩ）、Ｙｂ（ＩＩＩ）、Ｇｄ（ＩＩＩ）、Ｓｍ（ＩＩＩ）、Ｄｙ（ＩＩＩ）、Ｅｒ（ＩＩＩ）、およびＴｈ（ＩＶ）から選択される。いくつかの実施形態では、金属イオンは、２２７Ｔｈ（ＩＶ）、８９Ｚｒ（ＩＶ）、および１７７Ｌｕ（ＩＩＩ）から選択される。
いくつかの実施形態では、金属は放射性核種である。
放射性核種
本明細書に開示されるキレート部分は、金属イオン、特に放射性核種に結合するために使用することができる。「放射性核種」または「放射性同位元素」という用語は、放射性崩壊を受ける傾向がある不安定な核を有する放射性同位元素または元素を指す。多数の崩壊モードが当該技術分野で既知であり、アルファ崩壊、陽子放出、中性子放出、二重陽子放出、自発核分裂、クラスタ崩壊、β−崩壊、陽電子放出（β＋崩壊）、電子捕獲、束縛状態ベータ崩壊、二重ベータ崩壊、二重電子捕獲、陽電子放出を伴う電子捕獲、二重陽電子放出、異性体転移、および内部転換が含まれる。
例示的な放射性核種には、崩壊中にアルファ粒子を放出するアルファ放射体が含まれる。いくつかの実施形態では、放射性核種は、ガンマ線またはアルファ粒子、電子、および陽電子から選択される粒子の放射体である。
いくつかの実施形態では、放射性核種は、アクチニドである。いくつかの実施形態では、放射性核種は、ランタニドである。いくつかの実施形態では、放射性核種は、３＋イオンである。いくつかの実施形態では、放射性核種は、４＋イオンである。いくつかの実施形態では、放射性核種は、２＋イオンである。
Ｕ、Ｐｕ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｓｍ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｙｂ、Ｌｕ、Ｙ、Ｔｈ、Ｚｒ、Ｉｎ、Ｇａ、Ｂｉ、Ｒａ、Ａｔ、およびＡｃの同位体から選択される放射性核種は、本明細書で提供される錯体において特に有用である。いくつかの実施形態では、放射性核種は、ラジウム−２２３、トリウム−２２７、アスタチン−２１１、ビスマス−２１３、ルテチウム−１７７、およびアクチニウム−２２５から選択される。他の有用な放射性同位元素には、ビスマス−２１２、ヨウ素−１２３、銅−６４、イリジウム−１９２、オスミウム−１９４、ロジウム−１０５、サマリウム−１５３、ならびにイットリウム−８８、イットリウム−９０、およびイットリウム−９１が含まれる。例示的な実施形態では、放射性核種は、特にトリウム−２２７およびトリウム−２３２から選択される、トリウムである。いくつかの実施形態では、トリウム２２６は除外される。いくつかの実施形態では、Ｕは除外される。いくつかの実施形態では、ウラン−２３０は除外される。すなわち、いくつかの実施形態では、放射性核種はＵではないか、もしくは放射性核種はウラン２３０ではないか、または放射性核種はトリウム２２６ではない。
好ましい実施形態では、放射性核種は、Ｔｈ（ＩＶ）−２２７、Ｚｒ（ＩＶ）−８９、Ｌｕ（ＩＩＩ）−１７７、Ｙ（ＩＩＩ）−９０、Ｙ（ＩＩＩ）−８６、およびＩｎ（ＩＩＩ）−１１１から選択される。
別の好ましい実施形態では、放射性核種は、Ａｃ（ＩＩＩ）−２２５である。
いくつかの実施形態では、放射性核種は、Ｔｂ（ＩＩＩ）−１４９、Ｓｃ（ＩＩＩ）−４７、Ｄｙ（ＩＩＩ）−１６６、Ｅｒ（ＩＩＩ）−１６９、Ｇｄ（ＩＩＩ）−１５３、Ｈｏ（ＩＩＩ）−１６６、Ｓｍ（ＩＩＩ）−１５３、Ｙｂ（ＩＩＩ）−１７５、Ａｃ（ＩＩＩ）−２２５、Ｂｉ（ＩＩＩ）−２１２、およびＢｉ（ＩＩＩ）−２１３から選択される。
好ましい実施形態では、錯体は、発光性であり、Ｔｂ（ＩＩＩ）、Ｅｕ（ＩＩＩ）、Ｓｍ（ＩＩＩ）、Ｄｙ（ＩＩＩ）、およびＹｂ（ＩＩＩ）から選択される金属イオンを含む。
２３２Ｔｈは、半減期が１．４ｘ１０１０ｙｒのα放射体として天然に存在している。水溶液中では、Ｔｈ（ＩＶ）が唯一の酸化状態である。トリウム（ＩＶ）イオンは、Ｐｕ（ＩＶ）より大きく、通常は９以上の配位数で錯体を形成する。例えば、単純な二座（ｂｉｄｅｎｔａｔｅ）の１，２−ＨＯＰＯおよびＭｅ−３，２−ＨＯＰＯの両方のＴｈ（ＩＶ）錯体結晶構造は、９つの配位種として決定される。
他のアクチニドイオンと同様に、トリウム（ＩＶ）は酸素、特に負の酸素供与体リガンドとの錯体の形成を選好する。トリウム（ＩＶ）はまた、八座以上の多座リガンドを選好する。
Figure 2021515051
本明細書に開示される化合物と共に使用することができる診断的および治療的価値を有する他の放射性核種は、例えば、米国特許第５，４８２，６９８号および同第５，６０１，８００号、ならびにＢｏｓｗｅｌｌ ａｎｄ Ｂｒｅｃｈｂｉｅｌ，Ｎｕｃｌｅａｒ Ｍｅｄｉｃｉｎｅ ａｎｄ Ｂｉｏｌｏｇｙ，２００７ Ｏｃｔｏｂｅｒ，３４（７）：７５７−７７８および２００８年１０月１日にＰＭＣで入手可能なその原稿に見出すことができる。
用途
本明細書に開示されるリガンドおよび錯体は、非常に様々な治療および診断状況で使用することができる。
一態様では、本発明は、本明細書に開示される錯体を動物に投与し、それにより、疾患が改善されまたは排除されることを含む、動物における疾患を治療する方法を提供する。
一態様では、本発明は、（ａ）本明細書に開示される錯体を動物に投与すること、および（ｂ）錯体が発するシグナルの有無を検出することを含む、動物における疾患を診断する方法を提供する。いくつかの実施形態では、検出工程は、シグナルに基づいて画像を取得することを含む。
いくつかの実施形態では、疾患は癌である。
いくつかの実施形態では、錯体は、標的化部分へのリンカーを含み、方法は、標的化部分を標的化部位に結合させることにより、錯体を動物での標的化部位に局在化することをさらに含む。
本明細書に開示されている化合物は、癌および他の疾患の診断および治療に使用するための、安定であり、かつ、予め標識された抗体の調製に特に良く適している。例えば、特定の腫瘍または腫瘍関連抗原に対する親和性を示す抗体は、診断用放射性核種複合キレートで標識され、標識された抗体は、凍結乾燥によってさらに安定化することができる。キレートは、使用されるとき、一般に抗体に共有結合される。使用される抗体は、ポリクローナルまたはモノクローナルであり得、放射性核種標識抗体は、当該技術分野で既知の方法に従って調製することができる。調製方法は、使用する放射性核種および抗体の種類に依る。安定し、かつ凍結乾燥された放射性標識抗体は、目的の使用時に好適な希釈剤で再構成することができるため、現場での準備プロセスが大幅に簡素化される。本発明の方法は、メラノーマ、結腸癌、乳癌、前立腺癌などに関連する腫瘍に対するポリクローナル抗体およびモノクローナル抗体を含むがこれらに限定されない、多くの種類の予め標識された抗体を安定化するために適用することができる。そのような抗体は、当該技術分野で既知であり、容易に入手可能である。
本発明の化合物および錯体は、一般に周知である合成方法の適切な組み合わせによって合成される。本発明の化合物を合成するのに有用な技術は、関連する技術分野の当業者には容易に明らかであり、かつ利用可能である。以下の考察は、本発明の化合物の組み立てに利用可能な多様な方法のうちのいくつかを例示すために提供されるが、本発明の化合物の調製に有用な反応または反応順序の範囲を限定することを意図しない。
実施例１．架橋１，２−ＨＯＰＯ中間体８の合成。
Figure 2021515051
 スキーム１．１，２−ＨＯＰＯ中間体８を架橋する合成スキーム。
前駆体２−クロロ−６−メチルニコチン酸（１）をＡ２ＺＣｈｅｍｉｃａｌ（アーバイン、カリフォルニア州）から購入した。特に明記しない限り、他のすべての溶媒および試薬は、商業的供給元から購入し、受け取ったまま使用した。１Ｈ−ＮＭＲおよび１３Ｃ−ＮＭＲスペクトルは、以下に示すように、ＢｒｕｋｅｒＡＶ−３００、ＡＶＢ−４００、またはＤＲＸ−５００分光計を使用して、３００／７５ＭＨｚ、４００／１００ＭＨｚ、または５００／１２５ＭＨｚで取得した。１Ｈ（または１３Ｃ）化学シフトは、残留溶媒シグナルに対して報告され、ＣＤＣｌ３およびＤＭＳＯ−ｄ６に対してそれぞれ７．２４（７７．２３）および２．５０（３９．５１）ｐｐｍとして得た。高解像度エレクトロスプレーイオン化質量スペクトル（ＨＲＭＳ−ＥＳＩ）は、カリフォルニア大学バークレー校のＭｉｃｒｏａｎａｌｙｔｉｃａｌ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙによって行われた。
６−クロロピリジン−２，５−ジカルボン酸（２）。水酸化カリウム（１１２ｇ、２ｍｏｌ）を水（１．５Ｌ）に溶解し、次いで２−クロロ−６−メチルニコチン酸（１、１００ｇ、０．５８３ｍｏｌ）を塩基性溶液に溶解した。反応物を撹拌しながら９０℃まで加熱し、次いで過マンガン酸カリウム（３１６ｇ、２ｍｏｌ）を６時間かけて約５０ｇずつ添加した。反応物を９０℃で一晩撹拌したままにした。反応混合物を室温まで冷却し、黒みがかった懸濁液を濾過して、ＭｎＯ２固体を除去した。濾過ケーキを水（３×２００ｍＬ）で洗浄し、無色の濾液を合わせて、真空下で約１．５Ｌの総体積まで濃縮した。濃ＨＣｌ（１６５．３ｍＬ、２ｍｏｌ）をゆっくり添加し、粗生成物を溶液から沈殿させた際に大量のガスを遊離させた。粗生成物を濾過し（追加の洗浄をしないで）、空気流下で乾燥させた。粗生成物を水（１Ｌ）中の水酸化カリウム（４４．８ｇ、０．８００ｍｏｌ）の溶液に溶解することにより再結晶化し、次いで濃ＨＣｌ（６６．１ｍＬ、０．８００ｍｏｌ）を一度に添加した。生成物を室温で数時間ゆっくり結晶化させ、次いでフラスコを４℃まで冷却し、冷蔵庫で一晩放置した。再結晶生成物を濾過により単離し、イソプロピルアルコール（４×１００ｍＬ）で洗浄し、真空下で一晩乾燥して、白色で流動性の良い固体２を得た。収量：１０５．３ｇ、８９．６％。１Ｈ ＮＭＲ（５００ ＭＨｚ，ＤＭＳＯ−ｄ６）δ １３．８５（ｂｒ ｓ，２Ｈ），８．３４（ｄ，Ｊ＝７．５ Ｈｚ，１Ｈ）８．１２（ｄ，Ｊ＝７．５ Ｈｚ，１Ｈ）．１３Ｃ ＮＭＲ（１２５ ＭＨｚ，ＤＭＳＯ−ｄ６）δ １６５．８，１６４．６，１５０．０，１４７．７，１４１．４，１３１．４，１２４．１．Ｃ７Ｈ３ ３５ＣｌＮＯ４のＨＲＭＳ−ＥＳＩ（ｍ／ｚ、［Ｍ−Ｈ］−）計算値：１９９．９７５６、実測値：１９９．９７５０。
３，６−ジカルボキシ−２−クロロピリジン１−オキシド（３）。反応容器を８０℃まで加熱して撹拌しながら、出発物質６−クロロピリジン−２，５−ジカルボン酸（２、１０３．３ｇ、５１２．５ｍｍｏｌ）をトリフルオロ酢酸（１．５Ｌ）に溶解した。出発物質がすべて溶解したらすぐに、濃（３４〜３７％のテクニカルグレード）Ｈ２Ｏ２（２０７ｍＬ）の新しい試料を一度にすべて添加し、４時間比較的ゆっくり撹拌しながら反応を８０℃で維持した。次いで反応物を室温まで冷却し、トリフルオロ酢酸を真空下で除去した。最終体積が約５００ｍＬに達するまで冷水を添加し、所望の生成物を沈殿させた生成物を濾過により回収し、冷水（３×５０ｍＬ）で洗浄し、真空下で乾燥して、濃密な白色結晶性固体３を得た。収量９８．１ｇ、８８．０％。１Ｈ ＮＭＲ（３００ ＭＨｚ，ＤＭＳＯ−ｄ６）δ ８．２１（ｄ，Ｊ＝７．４ Ｈｚ，１Ｈ）８．０６（ｄ，Ｊ＝７．４ Ｈｚ，１Ｈ）．１３Ｃ ＮＭＲ（７５ ＭＨｚ，ＤＭＳＯ−ｄ６）δ １６３．６，１６０．３，１４０．５，１３９．９，１３３．８，１３０．６，１２５．９．Ｃ７Ｈ５ ３５ＣｌＮＯ５のＨＲＭＳ−ＥＳＩ（ｍ／ｚ、［Ｍ＋Ｈ］＋）計算値：２１７．９８５６、実測値：２１７．９８５０。
１−ヒドロキシ−６−オキソ−１，６−ジヒドロピリジン−２，５−ジカルボン酸（４）。出発物質３，６−ジカルボキシ−２−クロロピリジン１−オキシド（３、９７．８ｇ、４４９．５ｍｍｏｌ）を水酸化カリウム（３００ｇ、５．３５ｍｏｌ）を含む水（１Ｌ）に溶解し、反応物を撹拌しながら一晩８０℃まで加熱した。反応物を室温まで冷却し、次いで濃塩酸（５００ｍＬ、６．０５ｍｏｌ）を少しずつ添加して、熱の過剰な発生を回避した。生成物は、最初は綿毛状の黄色粉末として沈殿し、該黄色粉末は、さらにＨＣｌを添加した際に、濃密な褐色固体になった。濃密な暗褐色固体を濾過によって収集し、冷水（３×５０ｍＬ）で洗浄し、次いで真空下で乾燥して、濃密で流動性の良い褐色粉末４を得た。収量７４．８ｇ、８３．６％。１Ｈ ＮＭＲ（３００ ＭＨｚ，ＤＭＳＯ−ｄ６）δ １５．３５（ｂｒ ｓ，２Ｈ）８．０６（ｄ，Ｊ＝７．５ Ｈｚ，１Ｈ）７．１９（ｄ，Ｊ＝７．５ Ｈｚ，１Ｈ）．１３Ｃ ＮＭＲ（７５ ＭＨｚ，Ｄ２Ｏ−ＮａＯＤ）δ １７５．２，１７０．３，１６０．８，１４８．１，１３３．３，１２３．３，１０２．６．Ｃ７Ｈ４ＮＯ６のＨＲＭＳ−ＥＳＩ（ｍ／ｚ、［Ｍ−Ｈ］−）計算値：１９８．００４４、実測値：１９８．００４４。
ジメチル１−ヒドロキシ−６−オキソ−１，６−ジヒドロピリジン−２，５−ジカルボキシレート（５）。出発物質１−ヒドロキシ−６−オキソ−１，６−ジヒドロピリジン−２，５−ジカルボン酸（４、７４．２ｇ、３７２．６ｍｍｏｌ）をメタノール（８００ｍＬ）に懸濁し、トリメチルシリルクロリド（２００ｍＬ、１７１．２ｇ、１．５７６ｍｏｌ）を一度に添加した。懸濁液を室温で３日間撹拌した。反応が完了したら、懸濁液を濾過して固体副生成物を除去し、濾液を真空下で蒸発させて、所望の化合物５を硬質な固体残留物として得た。収量７１．２ｇ、８４．１％。１Ｈ ＮＭＲ（３００ ＭＨｚ，ＤＭＳＯ−ｄ６）δ ８．５６（ｄ，Ｊ＝８．４ Ｈｚ，１Ｈ）７．８１（ｄ，Ｊ＝８．４ Ｈｚ，１Ｈ），３．９９（ｓ，３Ｈ），３．９２（ｓ，３Ｈ）．１３Ｃ ＮＭＲ（７５ ＭＨｚ，ＤＭＳＯ−ｄ６）δ １６１．７，１５７．９，１５４．９，１４２．３，１３５．３，１１７．９，１１６．６，５４．８，５３．８．Ｃ９Ｈ９ＮＯ６のＨＲＭＳ−ＥＳＩ（ｍ／ｚ、［Ｍ＋Ｎａ］＋）計算値Ｎａ：２５０．０３２２、実測値：２５０．０３２０。
ジメチル１−（ベンジルオキシ）−６−オキソ−１，６−ジヒドロピリジン−２，５−ジカルボキシレート（６）。出発物質ジメチル１−ヒドロキシ−６−オキソ−１，６−ジヒドロピリジン−２，５−ジカルボキシレート（５、７０．７０ｇ、３１１．２ｍｍｏｌ）を臭化ベンジル（５５．９ｇ、３２６．８ｍｍｏｌ）を含むメタノール（８００ｍＬ）に溶解した。水酸化テトラメチルアンモニウム五水和物（５６．４０ｇ、３１１．２ｍｍｏｌ）を別々にメタノール（２００ｍＬ）に溶解し、室温で撹拌しながら最初の溶液に滴下した。反応物を室温で一晩撹拌し、次いで溶媒を真空下で除去した。次いで、水（５００ｍＬ）およびジクロロメタン（５００ｍＬ）を残留物に添加し、ジクロロメタン層を水（３×３００ｍＬ）で洗浄して、臭化テトラメチルアンモニウムを除去した。次いで、ジクロロメタン層を濃縮し、大きなシリカゲルカラムに充填し、所望の生成物をジクロロメタンで溶出した。溶媒を除去し、残留物を一晩高真空に供して残留臭化ベンジルを除去し、硬質したオフホワイト色の固体として所望の生成物６を得た。収量９５．１ｇ、９６．３％。１Ｈ ＮＭＲ（４００ ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）δ ８．０７（ｄ，Ｊ＝７．４ Ｈｚ，１Ｈ），７．５１（ｄｄ，Ｊ＝６．３，２．８ Ｈｚ，２Ｈ），７．３６−７．２８（ｍ，３Ｈ），６．４３（ｄ，Ｊ＝７．４ Ｈｚ，１Ｈ），５．３６（ｓ，２Ｈ），３．８８（ｓ，３Ｈ），３．８３（ｓ，３Ｈ）．１３Ｃ ＮＭＲ（１００ ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）δ １６４．６０，１５９．９６，１５５．８１，１４２．８６，１４２．５５，１３３．３９，１３０．３４，１２９．４３，１２８．６３，１２４．９３，１０５．１９，７９．００，５３．６２，５２．７６．Ｃ１６Ｈ１６ＮＯ６のＨＲＭＳ−ＥＳＩ（ｍ／ｚ、［Ｍ＋Ｈ］＋）計算値：３１８．０９７２、実測値：３１８．０９７９。
１−（ベンジルオキシ）−５−（メトキシカルボニル）−６−オキソ−１，６−ジヒドロピリジン−２−カルボン酸リチウム（７）。出発物質ジメチル１−（ベンジルオキシ）−６−オキソ−１，６−ジヒドロピリジン−２，５−ジカルボキシレート（６、９４．５ｇ、２９７．８ｍｍｏｌ）を最小量のジクロロメタンに溶解し、残留物が著しく粘稠になるまで（メープルシロップ様）、得られた溶液を濃縮した。次いで、残留物をメタノール（１Ｌ）に溶解し、氷浴上で冷却した。別に、水酸化リチウム一水和物（１２．５０ｇ、２９７．８ｍｍｏｌ）を水（２００ｍＬ）に溶解し、メタノール（６００ｍＬ）で希釈し、使用前に１時間室温に放冷した。次いで、水酸化リチウム溶液を、効率的に撹拌しながら出発物質の冷却したメタノール溶液に滴下した。添加が完了したら、撹拌棒を取り出し、反応物を０℃で１時間放置した。粗生成物を濾過により回収し、メタノール（３×１００ｍＬ）で洗浄し、空気流下で乾燥させた。１：２０の水：メタノール混合物（５００ｍＬ）中の粗製物の撹拌懸濁液を一晩加熱することにより、粗生成物を数回再結晶化させた。懸濁液を室温まで冷却した後、翌朝に固体を収集し、前と同様にメタノール（３×１００ｍＬ）で洗浄し、真空下で乾燥した。生成物がＨＰＬＣにより純度９９．５％超（３１５ｎｍで測定）であるときに再結晶化を停止し、濃密な白色結晶固体７を得た。収量６５．２ｇ、７０．８％。１Ｈ ＮＭＲ（５００ ＭＨｚ，ＤＭＳＯ−ｄ６）δ ８．０４（ｄ，Ｊ＝７．５ Ｈｚ，１Ｈ），７．６１−７．５２（ｍ，２Ｈ），７．４５−７．３４（ｍ，３Ｈ），６．０２（ｄ，Ｊ＝７．５ Ｈｚ，１Ｈ），５．３０（ｓ，２Ｈ），３．７５（ｓ，３Ｈ），３．４８（ｓ，２Ｈ）．１３Ｃ ＮＭＲ（１２５ ＭＨｚ，ＤＭＳＯ−ｄ６）δ １６５．１０，１６１．３０，１５５．９１，１５５．１８，１４４．５２，１３４．５１，１２９．９３，１２８．８８，１２８．３１，１１５．８１，９８．７２，７７．８２，５１．７２．Ｃ１５Ｈ１２ＮＯ６のＨＲＭＳ−ＥＳＩ（ｍ／ｚ、［Ｍ−Ｌｉ］−）計算値：３０２．０６７０、実測値：３０２．０６６３。
１−（ベンジルオキシ）−５−（メトキシカルボニル）−６−オキソ−１，６−ジヒドロピリジン−２−カルボン酸（８）。出発物質リチウム１−（ベンジルオキシ）−５−（メトキシカルボニル）−６−オキソ−１，６−ジヒドロピリジン−２−カルボキシレート（７、１０．０ｇ、３２．３ｍｍｏｌ）を、撹拌しながら水（２００ｍＬ）に懸濁した。濃塩酸（８．２６ｍＬ、１００ｍｍｏｌ）を希釈して最終体積を５０ｍＬとし、次いで撹拌懸濁液に滴下した。懸濁液を室温で２時間撹拌し、次いで固体を濾過により収集し、希ＨＣｌ（３×５０ｍＬ）で洗浄し、真空下で一晩乾燥して、流動性の良い白色粉末８を得た。収量９．６ｇ、９８．０％。１Ｈ ＮＭＲ（５００ ＭＨｚ，ＤＭＳＯ−ｄ６）δ ８．１０（ｄ，Ｊ＝７．４ Ｈｚ，１Ｈ），７．５４−７．４７（ｍ，２Ｈ），７．４６−７．３９（ｍ，３Ｈ），６．６０（ｄ，Ｊ＝７．４ Ｈｚ，１Ｈ），５．２８（ｓ，２Ｈ），３．８０（ｓ，３Ｈ）．１３Ｃ ＮＭＲ（１２５ ＭＨｚ，ＤＭＳＯ−ｄ６）δ １６４．１８，１６１．２４，１５４．５７，１４４．６３，１４２．９６，１３３．５８，１２９．８１，１２９．２９，１２８．６１，１２３．２８，１０３．５０，７８．３９，５２．２３．Ｃ１５Ｈ１３ＮＯ６のＨＲＭＳ−ＥＳＩ（ｍ／ｚ、［Ｍ＋Ｎａ］＋）計算値Ｎａ：３２６．０６３５、検出値：３２６．０６３３。
実施例２．重要な中間体７の結晶データおよび構造。
重要な中間体化合物７のＸ線回折に好適な単結晶を、１：９のメタノール：水に溶解した７の加熱濃縮溶液をゆっくり冷却することによって成長させた。単結晶Ｘ線回折データを、カリフォルニア大学バークレー校の小分子Ｘ線結晶学施設にあるＰｉｌａｔｕｓ ２００ＫＣＣＤ検出器を装備したＲｉｇａｋｕ回折計で収集した。構造をＳＩＲ−９７で解析し、ＳＨＥＬＸ−９７で精密化し、精密化した原子位置を水銀を使用して５０％熱振動楕円体（ｔｈｅｒｍａｌ ｅｌｌｉｐｓｏｉｄ）として表す（図１）。公開資料をＷｉｎＧＸで作成した。結晶構造により、化合物６に存在する２つのメチルエステルのどちらが水酸化リチウムによって低温で選択的に加水分解されるかが確認される。結晶データおよび構造精密化統計を以下の表に要約する。
Figure 2021515051
Figure 2021515051
実施例３．例示的な親リガンド１６の合成。
Figure 2021515051
 スキーム２．例示的な親リガンド１６の合成スキーム。
前駆体１−（ベンジルオキシ）−６−オキソ−１，６−ジヒドロピリジン−２−カルボン酸（１４）を、以前に報告された方法（Ｘｕ，Ｊ．；Ｄｕｒｂｉｎ，Ｐ．Ｗ．；Ｋｕｌｌｇｒｅｎ，Ｂ．；Ｅｂｂｅ，Ｓ．Ｎ．；Ｕｈｌｉｒ，Ｌ．Ｃ．；Ｒａｙｍｏｎｄ，Ｋ．Ｎ．Ｊ．Ｍｅｄ．Ｃｈｅｍ．２００２，４５，３９６３）に従って合成した。特に明記しない限り、他のすべての溶媒および試薬は、商業的供給元から購入し、受け取ったまま使用した。１Ｈ−ＮＭＲおよび１３Ｃ−ＮＭＲスペクトルは、以下に示すように、Ｂｒｕｋｅｒ ＡＶ−３００、ＡＶＢ−４００、またはＤＲＸ−５００分光計を使用して、３００／７５ＭＨｚ、４００／１００ＭＨｚ、または５００／１２５ＭＨｚで取得した。１Ｈ（または１３Ｃ）化学シフトは、残留溶媒シグナルに対して報告され、ＣＤＣｌ３、ＤＭＳＯ−ｄ６、およびメタノール−ｄ４についてそれぞれ、７．２４（７７．２３）、２．５０（３９．５１）、および３．３１（４９．１５）ｐｐｍとして取得された。高解像度エレクトロスプレーイオン化質量スペクトル（ＨＲＭＳ−ＥＳＩ）は、カリフォルニア大学バークレー校のＭｉｃｒｏａｎａｌｙｔｉｃａｌ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙによって行われた。
ジメチル６，６’−（（エタン−１，２−ジイルビス（アザネジイル））ビス（カルボニル））ビス（１−（ベンジルオキシ）−２−オキソ−１，２−ジヒドロピリジン−３−カルボキシレート）（１０）。塩化オキサリル（４．８ｇ、３７．８ｍｍｏｌ）を、ジクロロメタン（５０ｍＬ）中の８（４．８１４ｇ、１５．８７ｍｍｏｌ）の懸濁液に添加し、続いて２滴の乾燥Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）を添加した。溶液は３０分以内に均一になり、反応物を室温で合計３時間撹拌した。次いで、溶媒を真空下で一晩除去した。残留物をジクロロメタン（２０ｍＬ）に溶解し、ジクロロメタン（２０ｍＬ）および２０ｍＬのＫ２ＣＯ３水溶液（２．７６ｇ、２０ｍｍｏｌ）に溶解した９（３７２．６ｍｇ、６．２０ｍｍｏｌ）の溶液に激しく撹拌しながら０℃で滴下した。１時間以内に沈殿した所望の生成物を濾過により収集し、ジクロロメタン（３×５０ｍＬ）で洗浄し、水（３×５０ｍＬ）で洗浄し、真空下で一晩乾燥し、流動性の良い白色粉末１０を得た。収量３．７ｇ、９４．６％。１Ｈ ＮＭＲ（５００ ＭＨｚ，ＤＭＳＯ−ｄ６）δ ９．２２（ｓ，２Ｈ），８．１０（ｄ，Ｊ＝７．３ Ｈｚ，２Ｈ），７．５５−７．３４（ｍ，１０Ｈ），６．４４（ｄ，Ｊ＝７．２ Ｈｚ，２Ｈ），５．２８（ｓ，４Ｈ），３．８０（ｓ，６Ｈ），３．４１（ｓ，４Ｈ）．１３Ｃ ＮＭＲ（１２５ ＭＨｚ，ＤＭＳＯ−ｄ６）δ １６４．２９，１５９．９８，１５４．５２，１４７．７０，１４３．１８，１３３．６６，１２９．７７，１２９．２４，１２８．５８，１２２．２１，１０２．５８，７８．８０，５２．１８，３８．５３．Ｃ３２Ｈ３０Ｎ４Ｏ１０Ｎａ１のＨＲＭＳ−ＥＳＩ（ｍ／ｚ，［Ｍ＋Ｎａ］＋）計算値：６５３．１８５４、実測値：６５３．１８５２。
６，６’−（（エタン−１，２−ジイルビス（アザネジイル））ビス（カルボニル））ビス（１−（ベンジルオキシ）−２−オキソ−１，２−ジヒドロピリジン−３−カルボン酸）（１１）。水酸化カリウム（１．３０ｇ、２３．２ｍｍｏｌ）を水（２０ｍＬ）に溶解し、メタノール（１００ｍＬ）中の１０（３．６５ｇ、５．７９ｍｍｏｌ）の懸濁液に添加し、反応物を室温で一晩撹拌した。翌日、水（１００ｍＬ）を添加し、懸濁液を均一な紫色の溶液に溶解した。溶媒を真空下で除去し、得られた残留物を水（２００ｍＬ）に溶解した。リトマス試験により溶液が酸性になるまで、撹拌しながら希ＨＣｌを滴下した。所望の生成物を濾過により収集し、希ＨＣｌで洗浄し、真空下で一晩乾燥して、白色粉末１１を得た。収量：３．１０ｇ、８８．９％。１Ｈ ＮＭＲ（５００ ＭＨｚ，ＤＭＳＯ−ｄ６）δ １３．５５（ｓ，２Ｈ），９．２３（ｓ，２Ｈ），８．３３（ｄ，Ｊ＝７．２ Ｈｚ，２Ｈ），７．６１−７．３０（ｍ，１０Ｈ），６．７０（ｄ，Ｊ＝７．２ Ｈｚ，２Ｈ），５．３５（ｓ，４Ｈ），３．４４（ｓ，４Ｈ）．１３Ｃ ＮＭＲ（１２５ ＭＨｚ，ＤＭＳＯ−ｄ６）δ １６４．１２，１５９．５６，１５８．６７，１４７．４５，１４３．７７，１３３．３０，１２９．８９，１２９．４３，１２８．６６，１２０．７４，１０５．３２，７９．５４，３８．６１．Ｃ３０Ｈ２５Ｎ４Ｏ１０のＨＲＭＳ−ＥＳＩ（ｍ／ｚ、［Ｍ−Ｈ］−）計算値：６０１．１５７６、実測値：６０１．１５６７。
Ｎ，Ｎ’−（エタン−１，２−ジイル）ビス（１−（ベンジルオキシ）−６−オキソ−５−（２−チオキソチアゾリジン−３−カルボニル）−１，６−ジヒドロピリジン−２−カルボキサミド）（１２）。出発物質１１（１．５０ｇ、２．４９ｍｍｏｌ）、Ｎ−［（ジメチルアミノ）−１Ｈ−１，２，３−トリアゾロ−［４，５−ｂ］ピリジン−１−イルメチレン］−Ｎ−メチルメタンアミニウムヘキサフルオロホスフェートＮ−オキシド（ＨＡＴＵ、１．９９ｇ、５．２３ｍｍｏｌ）、および４−ジメチルアミノピリジン（ＤＭＡＰ、３０．４ｍｇ、０．２４９ｍｍｏｌ）をジメチルホルムアミド（１０ｍＬ）に溶解した。Ｎ，Ｎ−ジイソプロピルエチルアミン（ＤＩＰＥＡ、６４３．５ｍｇ、４．９７９ｍｍｏｌ）を溶液に滴下し、反応物を室温で１時間撹拌した。次いで、２−メルカプトチアゾリン（７１２ｍｇ、５．９７ｍｍｏｌ）を均質な溶液に添加し、続いてさらなるＤＩＰＥＡ（１．２８７ｇ、９．９６ｍｍｏｌ）を添加した。反応物を室温でさらに２０分間撹拌し、次いで反応混合物を真空下で一晩蒸発乾固させた。残留物をジクロロメタンに溶解し、次いで３×７５ｍＬの水で洗浄して、尿素副生成物の大部分を除去し、濃縮し、次いで高さ６インチ×幅１インチのシリカゲルカラムに充填した。２−プロパノール／ジクロロメタン勾配溶出後、ジクロロメタン中の５％２−プロパノールを使用して、所望の生成物を収集した。溶媒を真空下で除去し、残留物を１００ｍＬのジクロロメタンに溶解した。有機溶液を３×７５ｍＬの水で再度洗浄して、最後の微量の尿素副生成物を除去し、シリカゲルクロマトグラフィーを上記のように繰り返した。真空下で溶媒を除去することにより、所望の化合物１２が黄色粉末として得られた。収量：１．７２ｇ、８５．８％。１Ｈ ＮＭＲ（５００ ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）δ ７．４３（ｓ，２Ｈ），７．４１−７．３６（ｍ，６Ｈ），７．３３−７．２７（ｍ，６Ｈ），６．３０（ｄ，Ｊ＝７．２ Ｈｚ，２Ｈ），５．１８（ｓ，４Ｈ），４．５５（ｔ，Ｊ＝７．３ Ｈｚ，４Ｈ），３．４６−３．３７（ｍ，８Ｈ）．１３Ｃ ＮＭＲ（１２５ ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）δ ２０２．３２，１６５．５２，１６０．３４，１５５．６２，１４４．５１，１３８．９８，１３３．２０，１３０．４９，１３０．３８，１２９．７１，１２８．８６，１０５．７０，７９．３５，５５．７４，３９．７９，２９．５２．Ｃ３６Ｈ３２Ｎ６Ｏ８ ３２Ｓ４ＮａのＨＲＭＳ−ＥＳＩ（ｍ／ｚ、［Ｍ＋Ｎａ］＋）計算値：８２７．１０５７、実測値：８２７．１０５５。
化合物１３．スペルミン（３８６．４ｍｇ、１．９１０ｍｍｏｌ）を２−プロパノール（５０ｍＬ）に溶解し、１２（１．６１４ｇ、２．００５ｍｍｏｌ）をジクロロメタン（５０ｍＬ）に別々に溶解した。シリンジポンプを使用して、２つの溶液を、１：１のジクロロメタン：２−プロパノール（１Ｌ）を含む大きなフラスコに２日間にわたって滴下した（１ｍＬ／時間）。反応物を室温でさらに１日間撹拌し、続いて真空下で溶媒を除去した。化合物１３の粗製残留物をさらに精製することなく次の反応に直接使用した。
化合物１５．塩化オキサリル（４．００ｇ、３１．５ｍｍｏｌ）をジクロロメタン（５０ｍＬ）中の１４（３．９２ｇ、１６．０ｍｍｏｌ）の懸濁液に添加し、続いて２滴の乾燥ジメチルホルムアミドを添加した。溶液は３０分以内に均一になり、反応物を室温で合計３時間撹拌した。次いで、溶媒を真空下で一晩除去した。残留物をジクロロメタン（４０ｍＬ）に溶解し、ジクロロメタン（４０ｍＬ）に溶解した粗１３（１．４６９ｇ、１．９１０ｍｍｏｌと推定される）および２０ｍＬのＫ２ＣＯ３水溶液（４．４２ｇ、３２ｍｍｏｌ）の溶液に激しく撹拌しながら０℃で滴下した。ジクロロメタン層を高さ４インチ×幅１インチのシリカゲルカラムに直接充填した。メタノール／ジクロロメタン勾配溶出後、ジクロロメタン中の４％メタノールを使用して所望の生成物を収集した。溶媒を真空下で除去し、粗生成物をジクロロメタンに再度溶解し、カラムクロマトグラフィーを同じ方法で２回繰り返した。最後のカラムクロマトグラフィー工程後、溶媒をもう一度除去して、無色のフォーム１５を得た。２工程で収量１．６９ｇ、７２．３％。１Ｈ ＮＭＲ（５００ＭＨｚ，ｍｅｔｈａｎｏｌ−ｄ４）δ ９．７４−９．４１（ｍ，２Ｈ），８．２２−７．９４（ｍ，２Ｈ），７．６２−７．０２（ｍ，２２Ｈ），６．７８−５．８９（ｍ，６Ｈ），５．６２−４．９１（ｍ，８Ｈ），３．７７−２．８４（ｍ，１６Ｈ），１．９３−０．９８（ｍ，１０Ｈ）。Ｃ６６Ｈ６６Ｎ１０Ｏ１４ＮａのＨＲＭＳ−ＥＳＩ（ｍ／ｚ、［Ｍ＋Ｎａ］＋）計算値Ｎａ：１２４５．４６５２、実測値：１２４５．４６２６。
化合物１６．化合物１５（１．６３ｇ、１．３３ｍｍｏｌ）を濃ＨＣｌおよび氷酢酸（５０ｍＬ）の１：１混合物に溶解した。暗所、室温で３０日間、均質な溶液に蓋をしたままとした。反応が完了したら、溶媒を真空下で除去した。水との共蒸発、続いてメタノールとの共蒸発により、残留溶媒を除去した。生成物の濃メタノール溶液をジエチルエーテルに滴下し、ベージュ色の固体１６を得た。５倍モル過剰のＥｕＣｌ３をメタノールに溶解した試料に最初に添加することにより、純度をＨＰＬＣで評価した。定量的収率および９５％超の純度。Ｃ３８Ｈ４３Ｎ１０Ｏ１４のＨＲＭＳ−ＥＳＩ（ｍ／ｚ、［Ｍ＋Ｈ］＋）計算値：８６３．２９５５、実測値：８６３．２９４９。
実施例４．［Ｅｕ−１６］［ＮＭｅ４］塩の結晶構造
［Ｅｕ−１６］［ＮＭｅ４］のＸ線回折に好適な単結晶を、Ｅｕ・１６および水酸化テトラメチルアンモニウム（１．５モル当量）を含むＤＭＦ溶液へのジエチルエーテルの蒸気拡散により成長させた。単結晶Ｘ線回折データを、カリフォルニア大学バークレー校の小分子Ｘ線結晶学施設にあるＰｉｌａｔｕｓ ２００ＫＣＣＤ検出器を装備したＲｉｇａｋｕ回折計で収集した。構造をＳＩＲ−９７で解析し、ＳＨＥＬＸ−９７で精密化し、精密化した原子位置を水銀を使用して５０％熱振動楕円体（ｔｈｅｒｍａｌ ｅｌｌｉｐｓｏｉｄ）として表す（図２）。公開資料をＷｉｎＧＸで作成した。精密化ツールＳＱＵＥＥＺＥを使用して、最終精密化に使用された．ｈｋｌファイルから無秩序な溶媒電子密度を削除した。結晶構造により、予想されたＥｕ・１６構造および架橋１，２−ＨＯＰＯ単位の配向が、重要な中間体７（実施例２）について決定された結晶構造と一致していることが確認される。結晶データおよび構造精密化統計を以下の表に要約する。
Figure 2021515051
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実施例５．例示的な足場アミン２３の合成。
Figure 2021515051
 スキーム３．例示的な足場アミン２３の合成スキーム。
前駆体（Ｓ）−２−（（（ベンジルオキシ）カルボニル）アミノ）−６−（（ｔｅｒｔ−ブトキシカルボニル）アミノ）ヘキサン酸（１７，Ｎα−Ｚ−Ｎε−Ｂｏｃ−Ｌ−リジン）をＣｈｅｍ−Ｉｍｐｅｘ（ウッドデール、イリノイ州）から購入した。特に明記しない限り、他のすべての溶媒および試薬は、商業的供給元から購入し、受け取ったまま使用した。１Ｈ−ＮＭＲおよび１３Ｃ−ＮＭＲスペクトルは、以下に示すように、ＢｒｕｋｅｒＡＶ−３００、ＡＶＢ−４００、またはＤＲＸ−５００分光計を使用して、３００／７５ＭＨｚ、４００／１００ＭＨｚ、または５００／１２５ＭＨｚで取得した。１Ｈ（または１３Ｃ）化学シフトは、残留溶媒シグナルに対して報告され、ＣＤＣｌ３、ＤＭＳＯ−ｄ６、およびメタノール−ｄ４についてそれぞれ、７．２４（７７．２３）、２．５０（３９．５１）、および３．３１（４９．１５）ｐｐｍとして取得された。高解像度エレクトロスプレーイオン化質量スペクトル（ＨＲＭＳ−ＥＳＩ）は、カリフォルニア大学バークレー校のＭｉｃｒｏａｎａｌｙｔｉｃａｌ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙによって行われた。
（Ｓ）−ベンジルｔｅｒｔ−ブチル（６−ヒドロキシヘキサン−１，５−ジイル）ジカルバメート（１８）。試薬１，１’−カルボニルジイミダゾール（ＣＤＩ、５．１ｇ、３１．５ｍｍｏｌ）を、ＴＨＦ（７０ｍＬ）に溶解した出発物質（Ｓ）−２−（（（ベンジルオキシ）カルボニル）アミノ）−６−（（ｔｅｒｔ−ブトキシカルボニル）アミノ）ヘキサン酸（１７、Ｎα−Ｚ−Ｎε−Ｂｏｃ−Ｌ−リジン、１１．４ｇ、３０ｍｍｏｌ）の撹拌溶液に室温で添加した。２０分後、ＴＨＦ溶液を、テフロン（登録商標）カニューレ（φ＝２ｍｍ）により、５〜１０℃で水浴に浸した１Ｌ丸底フラスコ中の水（１０ｍＬ）に溶解した水素化ホウ素ナトリウム（２．２５ｇ、６０ｍｍｏｌ）の撹拌溶液にゆっくり移した。添加により水素ガスが強く発生し、混合物を３時間撹拌した。次いで、揮発性物質をロータリーエバポレーターで除去し、残留物を酢酸エチル（１５０ｍＬ）に溶解した。酢酸エチル溶液を、冷たい１Ｎ ＨＣｌ（２×５０ｍＬ）、飽和重炭酸ナトリウム溶液（２×５０ｍＬ）、および食塩水（１００ｍＬ）で連続的に抽出した。洗浄した酢酸エチル溶液を無水硫酸ナトリウムで乾燥させ、次いで、乾燥した酢酸エチル溶液を、酢酸エチルで溶出する１インチのシリカゲルカラムに通過させた。溶媒を真空下で除去して、無色固体１８を得た。収量９．９ｇ、９０％。ＴＬＣ Ｒｆ＝０．２４（９５：５：２ ＥｔＯＡｃ：ＭｅＯＨ：Ｈ２Ｏ）。１Ｈ ＮＭＲ（５００ ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）δ ７．４０−７．２２（ｍ，５Ｈ），５．１５（ｓ，１Ｈ），５．０６（ｓ，２Ｈ），４．６２（ｓ，１Ｈ），３．７２−３．４９（ｍ，３Ｈ），３．１８−２．９７（ｍ，２Ｈ），１．６４−１．５２（ｍ，１Ｈ），１．５２−１．２１（ｍ，１５Ｈ）．１３Ｃ ＮＭＲ（１２５ ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）δ １５６．７，１５６．４，１３６．４，１２８．５，１２８．１，１２８．０，７９．２，６６．７，６４．８，５２．９，３９．７，２９．８，２８．４，２２．６．
（Ｓ）−２−（（（ベンジルオキシ）カルボニル）アミノ）−６−（（ｔｅｒｔ−ブトキシカルボニル）アミノ）ヘキシルメタンスルホネート（１９）。出発物質（Ｓ）−ベンジルｔｅｒｔ−ブチル（６−ヒドロキシヘキサン−１，５−ジイル）ジカルバメート（１８、９．９ｇ、２７ｍｍｏｌ）、トリエチルアミン（７．１ｇ ｍＬ、７０ｍｍｏｌ）、および触媒量のＤＭＡＰ（１００ｍｇ、０．８１９ｍｍｏｌ）を０℃でジクロロメタン（３５０ｍＬ）に溶解した。次いで、ＤＣＭ（５０ｍＬ）に溶解した新たに蒸留したメタンスルホニルクロリド（ＭｓＣｌ、４．０ｇ、３５ｍｍｏｌ）を、３０分間にわたって出発物質溶液に滴下した。ＭｓＣｌの添加が完了したら、反応混合物を室温まで温め、Ｎ２下で２時間撹拌した。反応混合物を再び０℃まで冷却し、水相が３〜４のｐＨを有するまで５％ＫＨＳＯ４溶液を添加することにより過剰な試薬をクエンチした。ジクロロメタン相をＨ２Ｏ（１００ｍＬ）および食塩水（３×１００ｍＬ）で連続して洗浄した。有機部分をＮａ２ＳＯ４で乾燥させ、濾過し、減圧下で濃縮して、ピンク色固体１９を収量１０．８ｇ、９０％で得た。１Ｈ ＮＭＲ（３００ ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）δ ７．４３−７．２５（ｍ，５Ｈ），５．５７−５．４２（ｍ，１Ｈ），５．１８−５．０３（ｍ，２Ｈ），４．８８−４．７１（ｍ，１Ｈ），４．２９−４．０８（ｍ，２Ｈ），３．９９−３．７７（ｍ，１Ｈ），３．１８−３．００（ｍ，２Ｈ），２．９５（ｓ，３Ｈ），１．６４−１．５１（ｍ，２Ｈ），１．５０−１．２３（ｍ，１３Ｈ）．１３Ｃ ＮＭＲ（７５ ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）δ １６２．３３，１５６．１８，１３６．３５，１２８．５０，１２８．１５，１２８．０８，７９．０２，７０．９２，６６．７４，５０．１９，３９．９０，３７．１２，３０．３５，２９．６１，２８．３８，２２．７０．
（Ｓ）−ベンジルｔｅｒｔ−ブチル（６−アジドヘキサン−１，５−ジイル）ジカルバメート（２０）。出発物質１−（Ｓ）−２−（（（ベンジルオキシ）カルボニル）アミノ）−６−（（ｔｅｒｔ−ブトキシカルボニル）アミノ）ヘキシルメタンスルホネート（１９、１０．７ｇ、２４ｍｍｏｌ）をＤＭＦ（１００ｍＬ）に溶解し、次いで、固体アジ化ナトリウム（２．４０ｇ、３６．９ｍｍｏｌ）を添加した。懸濁液を７０℃まで加熱し、Ｎ２下で一晩撹拌した。反応混合物を減圧下で濃縮して粘着性の白色フォームを得て、これを２５０ｍＬの酢酸エチルに溶解し、Ｈ２Ｏ（３×１００ｍＬ）および食塩水（１×１００ｍＬ）で連続して洗浄した。有機画分をＮａ２ＳＯ４で乾燥させ、濾過し、減圧下で濃縮して、無色の粗シロップを得た。シロップをシリカゲルカラムに充填し、２５〜５０％酢酸エチル／ヘキサンで溶出し、次いで真空下で濃縮して、無色のシロップ２０を得た。収量８．９ｇ、９５％。１Ｈ ＮＭＲ（３００ ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）δ ７．４６−７．２６（ｍ，５Ｈ），５．２６−５．０３（ｍ，３Ｈ），４．７０（ｓ，１Ｈ），３．７７（ｓ，１Ｈ），３．５０−３．２５（ｍ，２Ｈ），３．１０（ｓ，２Ｈ），１．６１−１．２５（ｍ，１５Ｈ）．１３Ｃ ＮＭＲ（７５ ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）δ １５６．２４，１５６．１１，１３６．４４，１２８．６０，１２８．２３，１２８．１６，７９．２１，６６．８７，５４．７８，５０．８８，４０．０７，３１．７２，２９．８２，２８．４８，２２．９５．
（Ｓ）−ベンジルｔｅｒｔ−ブチル（６−アミノヘキサン−１，５−ジイル）ジカルバメート（２１）。（Ｓ）−ベンジルｔｅｒｔ−ブチル（６−アジドヘキサン−１，５−ジイル）ジカルバメート（２０）出発物質のアジド基を、毒性５％Ｐｄ／Ｃ触媒を使用して接触水素化によって選択的に還元して第一級アミンとした。ＣＢＺ保護基は、これらの条件下では影響を受けなかった。毒性５％Ｐｄ／Ｃ触媒を調製するために、Ｐｄ／Ｃ触媒を２−メルカプト−チオアゾリン（２０重量％）を含むメタノールに懸濁し、混合物を室温で１０分間撹拌した。溶媒を濾別し（ｆｉｌｔｅｒｅｄ ｏｆｆ）、触媒床をメタノールで十分に洗浄し、選択的水素化に直接使用した。メタノール（４０ｍＬ）中の出発物質２０（８．９ｇ、２２．７ｍｍｏｌ）の溶液を適切なサイズのガラス容器に添加し、続いて１ｇの５％Ｐｄ／Ｃ毒性触媒を添加した。容器をＰａｒｒ ｂｏｍｂに入れ、Ｈ２（５００ｐｓｉ）を添加し、溶液を高圧Ｈ２下で室温で一晩撹拌した。ｂｏｍｂを減圧し、反応容器を取り除いた後、ＴＬＣ分析により、出発物質が残存していないことが示され、リトマス試験により、溶液が強塩基性であることが示される。溶媒を真空下で除去して、濃密な無色油状物２１を得た。生収量は定量的であった。１Ｈ ＮＭＲ（３００ ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）δ ７．４１−７．２６（ｍ，５Ｈ），５．４７（ｄ，Ｊ＝８．７ Ｈｚ，１Ｈ），５．１０（ｓ，２Ｈ），５．０３−４．８７（ｍ，１Ｈ），３．６５−３．５１（ｍ，１Ｈ），３．１７−２．９５（ｍ，２Ｈ），２．７６（ｄｄ，Ｊ＝１３．０，４．２ Ｈｚ，１Ｈ），２．６４（ｄｄ，Ｊ＝１３．０，６．５ Ｈｚ，１Ｈ），１．６０−１．１６（ｍ，１７Ｈ）．１３Ｃ ＮＭＲ（７５ ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）δ １５６．６６，１５６．１４，１３６．６２，１２８．４６，１２８．０２，１２８．０１，７８．８９，６６．５０，５３．４７，４５．８３，４０．０９，３２．１０，２９．７７，２８．４１，２３．０２．
（Ｓ）−ジベンジルｔｅｒｔ−ブチルヘキサン−１，２，６−トリイルトリカルバメート（２２）。出発物質（Ｓ）−ベンジルｔｅｒｔ−ブチル（６−アミノヘキサン−１，５−ジイル）ジカルバメート（２１、８．２ｇ、２２．５ｍｍｏｌ）をジクロロメタン（１００ｍＬ）に懸濁し、Ｋ２ＣＯ３の水溶液（４Ｍ、５０ｍＬ）を添加した。二相懸濁液を０℃で激しく撹拌し、次いで乾燥ＤＣＭ（５０ｍＬ）に溶解したクロロギ酸ベンジル（ＣＢＺＣｌ、５．８０ｇ、３４ｍｍｏｌ）の溶液を１時間にわたって滴下した。反応混合物を室温まで温めながら一晩撹拌し、綿毛状の白色固体の沈殿が得られた。反応混合物を濾過し、固体をメタノールで洗浄して、生成物の第１のバッチを得た。次いで有機相を分離し、溶媒を蒸発乾固し、残留物をメタノールで処理した。メタノール処理により、より多くの所望の生成物の沈殿が得られ、これを濾過により回収し、メタノールで洗浄して、生成物の第２のバッチを得た。合わせた第１および第２バッチ生成物を真空下で乾燥させて、白色固体２２を生成した。収量９．９ｇ、８７％。１Ｈ ＮＭＲ（３００ ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）δ ７．４２−７．１９（ｍ，１０Ｈ），５．３０（ｄ，Ｊ＝８．５ Ｈｚ，１Ｈ），５．０６（ｄ，Ｊ＝２．４ Ｈｚ，４Ｈ），４．６０（ｓ，１Ｈ），３．６７（ｓ，１Ｈ），３．３８−３．２５（ｍ，１Ｈ），３．２６−３．１３（ｍ，１Ｈ），３．１３−２．９６（ｍ，２Ｈ），１．７９（ｓ，１Ｈ），１．５９−１．２１（ｍ，１５Ｈ）．１３Ｃ ＮＭＲ（７５ ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）δ １５７．２６，１５６．８０，１５６．４０，１３６．６５，１３６．６３，１２８．６９，１２８．６９，１２８．２９，１２８．２９，１２８．２５，１２８．２５，７９．４０，６６．９８，６６．９４，５１．９９，４５．２１，４０．０６，３２．０５，３０．００，２８．５９，２２．８９．Ｃ２７Ｈ３７Ｎ３Ｏ６ＮａのＨＲＭＳ−ＥＳＩ（ｍ／ｚ、［Ｍ＋Ｎａ］＋）計算値Ｎａ：５２２．２５７５、実測値：５２２．２５６５。
（Ｓ）−Ｔｅｒｔ−ブチル（５，６−ジアミノヘキシル）カルバメート（２３）。適切なサイズのガラス容器中で、出発物質（Ｓ）−ジベンジルｔｅｒｔ−ブチルヘキサン−１，２，６−トリイルトリカルバメート（２２、２．５ｇ、５ｍｍｏｌ）を１：１のメタノール：酢酸混合物（４０ｍＬ）に溶解し、５％Ｐｄ／Ｃ（３００ｍｇ）を添加した。反応容器をＰａｒｒ ｂｏｍｂに入れ、これをＨ２（５００ｐｓｉ）で加圧した。加圧した反応物を、大きな卵形撹拌棒で室温で一晩撹拌した。反応の完了がＴＬＣによって確認され、出発物質が残存していないことが示された。溶媒を真空下で除去し、粗生成物の酢酸塩を透明な無色の粘稠性油状物として得た。油状物を少量の水に溶解し、粗生成物をイオン交換クロマトグラフィーに供して、遊離アミン生成物２３を無色の油状物として得、これを冷却すると固化した。収量０．９５ｇ、８２％。１Ｈ ＮＭＲ（３００ ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）δ ５．１９−４．７５（ｍ，１Ｈ），３．００−２．７６（ｍ，２Ｈ），２．６３−２．３５（ｍ，２Ｈ），２．３０−２．１３（ｍ，１Ｈ），１．５２−０．９１（ｍ，１９Ｈ）．１３Ｃ ＮＭＲ（７５ ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）δ １５５．９７，７８．６２，５３．３４，４８．４０，４０．１５，３５．０６，３０．０２，２８．２８，２３．２０．Ｃ１１Ｈ２６Ｎ３Ｏ２のＨＲＭＳ−ＥＳＩ（ｍ／ｚ、［Ｍ＋Ｈ］＋）計算値：２３２．２０２５、実測値：２３２．２０１９。
実施例６．例示的な二官能性キレート剤２９の合成。
Figure 2021515051
 スキーム４．例示的な二官能性キレート剤２９の合成。
１Ｈ−ＮＭＲおよび１３Ｃ−ＮＭＲスペクトルは、以下に示すように、Ｂｒｕｋｅｒ ＡＶ−３００、ＡＶＢ−４００、またはＤＲＸ−５００分光計を使用して、３００／７５ＭＨｚ、４００／１００ＭＨｚ、または５００／１２５ＭＨｚで取得した。１Ｈ（または１３Ｃ）化学シフトは、残留溶媒シグナルに対して報告され、ＣＤＣｌ３、ＤＭＳＯ−ｄ６、およびメタノール−ｄ４についてそれぞれ、７．２４（７７．２３）、２．５０（３９．５１）、および３．３１（４９．１５）ｐｐｍとして取得された。高解像度エレクトロスプレーイオン化質量スペクトル（ＨＲＭＳ−ＥＳＩ）は、カリフォルニア大学バークレー校のＭｉｃｒｏａｎａｌｙｔｉｃａｌ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙによって行われた。
化合物２４．塩化オキサリル（１．００ｇ、７．８８ｍｍｏｌ）をジクロロメタン（１５ｍＬ）中の８（９１０ｍｇ、３．００ｍｍｏｌ）の懸濁液に添加し、続いて１滴の乾燥ジメチルホルムアミドを添加した。溶液は３０分以内に均一になり、反応物を室温で合計３時間撹拌した。次いで、溶媒を真空下で一晩除去した。残留物をジクロロメタン（５０ｍＬ）に溶解し、ジクロロメタン（４０ｍＬ）に溶解した２３（０．２３ｇ、１．０ｍｍｏｌ）およびＫ２ＣＯ３水溶液（４Ｍ、３０ｍＬ）の溶液に激しく撹拌しながら０℃で滴下した。ジクロロメタン層を高さ４インチ×幅１インチのシリカゲルカラムに直接充填した。メタノール／ジクロロメタン勾配溶出後、ジクロロメタン中の３〜４％メタノールを使用して所望の生成物を収集した。溶媒を真空下で除去して、無色のフォーム２４を得た。収量７２０ｍｇ、９０％。１Ｈ ＮＭＲ（３００ ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）δ ８．１７−８．０７（ｍ，１Ｈ），７．９８（ｄ，Ｊ＝８．７ Ｈｚ，１Ｈ），７．７６（ｄ，Ｊ＝７．４ Ｈｚ，１Ｈ），７．６７（ｄ，Ｊ＝７．４ Ｈｚ，１Ｈ），７．４０−７．１１（ｍ，１０Ｈ），６．１３（ｄ，Ｊ＝７．４ Ｈｚ，１Ｈ），６．０３（ｄ，Ｊ＝７．４ Ｈｚ，１Ｈ），５．３１−５．００（ｍ，５Ｈ），４．３１−４．０８（ｍ，１Ｈ），３．７７−３．５７（ｍ，７Ｈ），３．４８−３．２８（ｍ，１Ｈ），２．９０−２．７２（ｍ，２Ｈ），１．６９−１．０５（ｍ，１５Ｈ）．１３Ｃ ＮＭＲ（７５ ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）δ １６４．４３，１６４．２６，１６２．４０，１６０．３７，１５９．７５，１５６．０４，１５５．７９，１５５．７３，１４８．１８，１４７．９５，１４３．２９，１３３．３０，１３３．２６，１３０．０６，１３０．０３，１２９．３２，１２９．２４，１２８．５３，１２８．４８，１２１．３２，１０３．２１，１０３．１０，７９．６３，７９．５４，７９．１５，７８．８７，５２．６５，５２．５４，５０．４０，４２．８６，４０．２０，３１．０５，２９．３８，２８．４６，２２．９４．Ｃ４１Ｈ４７Ｎ５Ｏ１２ＮａのＨＲＭＳ−ＥＳＩ（ｍ／ｚ、［Ｍ＋Ｎａ］＋）計算値Ｎａ：８２４．３１１９、実測値：８２４．３０９８。
化合物２５．水酸化リチウム一水和物（１４７ｍｇ、３．５ｍｍｏｌ）を水（１２ｍＬ）に溶解し、次いで、これをメタノール（１２ｍＬ）中の２４（１．００ｇ、１．２５ｍｍｏｌ）の懸濁液に一度にすべて添加した。反応物を室温で一晩撹拌した。次いで溶媒を真空下で除去し、残留物を水（２５ｍＬ）に溶解した。溶液を２ＮＨＣｌでｐＨ＝５〜６に調整し、次いでｐＨが３〜４に低下するまで５％ＫＨＳＯ４溶液を添加し、生成物を沈殿させた。沈殿物を少量の冷水で洗浄し、真空下で一晩乾燥して、白色粉末２５を得た。生成物をさらに精製することなく次の反応に直接使用した。１Ｈ ＮＭＲ（３００ ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）δ ８．３５−７．７０（ｍ，４Ｈ），７．６４−７．２１（ｍ，１０Ｈ），６．７７−６．３２（ｍ，２Ｈ），５．６０−５．２２（ｍ，４Ｈ），４．６９（ｓ，１Ｈ），４．３２（ｓ，１Ｈ），４．００−３．４４（ｍ，２Ｈ），３．１８−２．５９（ｍ，２Ｈ），１．７９−１．１０（ｍ，１５Ｈ）．１３Ｃ ＮＭＲ（７５ ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）δ １７１．２７，１６４．９７，１６４．８９，１６０．５０，１５９．７５，１５９．４０，１５６．２５，１４７．８８，１４７．５３，１４４．１８，１４４．０８，１３２．６８，１３２．６３，１３０．４９，１３０．４１，１２９．８６，１２９．７８，１２８．７４，１１９．６４，１１９．４９，１０６．３３，１０６．００，８０．７２，８０．６１，７９．１６，５０．５５，３９．７８，３０．８９，２９．４５，２８．４０，２２．７３．Ｃ３９Ｈ４３Ｎ５Ｏ１２ＮａのＨＲＭＳ−ＥＳＩ（ｍ／ｚ、［Ｍ＋Ｎａ］＋）計算値Ｎａ：７９６．２８００、実測値：７９６．２８０３。
化合物２６．化合物２５のバッチ全体（９６５ｍｇ、１．２５ｍｍｏｌと推定される）をＤＭＦ（１０ｍＬ）に溶解し、ＨＡＴＵ（１．２０ｇ、３．１５ｍｍｏｌ）およびＤＩＰＥＡ（３９０ｍｇ、３．００ｍｍｏｌ）を順次添加した。溶液を室温で１５分間撹拌し、次いで２−メルカプトチアゾリン（３５２ｍｇ、３．００ｍｍｏｌ）およびＤＩＰＥＡ（３９０ｍｇ、３．００ｍｍｏｌ）を順次添加した。反応混合物を室温で一晩撹拌し、次いで反応物を蒸発乾固させ、ジクロロメタン（５０ｍＬ）に溶解した。ジクロロメタン溶液を５％ＫＨＳＯ４（１×５０ｍＬ）、食塩水（３×４０ｍＬ）で洗浄し、高さ４インチ×幅１インチのシリカゲルカラムに充填した。２−プロパノール／ジクロロメタン勾配溶出後、ジクロロメタン中の５％２−プロパノールを使用して、所望の生成物を収集した。溶媒を真空下で除去して、黄色のフォーム２６を得た。２工程で収量：０．７０ｇ、５７％。１Ｈ ＮＭＲ（３００ ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）δ ７．６０（ｓ，１Ｈ），７．５２−７．１４（ｍ，１３Ｈ），６．３８−６．１１（ｍ，２Ｈ），５．３６−５．０７（ｍ，４Ｈ），４．５４（ｔ，Ｊ＝７．１ Ｈｚ，５Ｈ），４．１０（ｓ，１Ｈ），３．６２−３．２１（ｍ，６Ｈ），３．０１−２．７２（ｍ，２Ｈ），１．４１（ｓ，１１Ｈ），１．２２（ｓ，４Ｈ）．１３Ｃ ＮＭＲ（７５ ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）δ ２０２．１２，１６５．５６，１６５．５０，１６０．６０，１６０．１６，１５６．２１，１５５．５３，１４５．１４，１４４．９２，１３８．８７，１３３．４５，１３０．１１，１３０．０５，１２９．４４，１２８．６９，１０５．１７，１０４．８４，７９．１６，５５．６７，５０．６０，４３．２６，３９．９３，３１．１８，２９．６１，２９．４６，２８．５３，２２．８６．Ｃ４５Ｈ４９Ｎ７Ｏ１０Ｓ４ＮａのＨＲＭＳ−ＥＳＩ（ｍ／ｚ、［Ｍ＋Ｎａ］＋）計算値：９９８．２３２２、実測値：９９８．２３１９。
化合物２７．化合物１３に使用したものと同じ手順に従い、出発物質として２６（７４７．７ｍｇ、０．７６６ｍｍｏｌ）およびスペルミン（１４７．６ｍｇ、０．７２９４ｍｍｏｌ）を使用した。同様に、残留物をさらに精製することなく次の反応に直接使用した。
化合物２８．化合物１５に使用したものと同じ手順に従い、出発物質として２７（６８５．７ｍｇ、０．７２９４ｍｍｏｌと推定される）および１４（１．４３ｇ、５．８４ｍｍｏｌ）を使用した。２工程で収量：６５３ｍｇ、６４．２％。１Ｈ ＮＭＲ（５００ＭＨｚ，ｍｅｔｈａｎｏｌ−ｄ４）δ ９．７２−９．４３（ｍ，２Ｈ），８．３１−７．８１（ｍ，２Ｈ），７．６５−７．０７（ｍ，２４Ｈ），６．８３−５．９０（ｍ，６Ｈ），５．６７−４．９１（ｍ，８Ｈ），４．３１−４．０７（ｍ，１Ｈ）３．９１−２．８０（ｍ，１６Ｈ），１．９７−１．０４（ｍ，２４Ｈ）。Ｃ７５Ｈ８３Ｎ１１Ｏ１６ＮａのＨＲＭＳ−ＥＳＩ（ｍ／ｚ、［Ｍ＋Ｎａ］＋）計算値Ｎａ：１４１６．５９１１、実測値：１４１６．５９３７。
化合物２９．化合物１６に使用したものと同じ手順に従い、出発物質として２８（６００ｍｇ、０．４３０ｍｍｏｌ）を使用した。定量的収率および９５％超の純度。Ｃ４２Ｈ５２Ｎ１１Ｏ１４のＨＲＭＳ−ＥＳＩ（ｍ／ｚ、［Ｍ＋Ｈ］＋）計算値：９３４．３６９０、実測値：９３４．３７０１。
実施例７．例示的な二官能性キレート剤３３の合成。
Figure 2021515051
 スキーム５．例示的な二官能性キレート剤３３の合成スキーム。
前駆体ｔｅｒｔ−ブチル（２−（２−（２，５−ビス（（３−アミノプロピル）アミノ）ペンタンアミド）エトキシ）エチル）カルバメート（３０）を、以前に報告された方法（ＷＯ２０１６／１０６２４１）に従って合成した。特に明記しない限り、他のすべての溶媒および試薬は、商業的供給元から購入し、受け取ったまま使用した。１Ｈ−ＮＭＲおよび１３Ｃ−ＮＭＲスペクトルは、以下に示すように、Ｂｒｕｋｅｒ ＡＶ−３００、ＡＶＢ−４００、またはＤＲＸ−５００分光計を使用して、３００／７５ＭＨｚ、４００／１００ＭＨｚ、または５００／１２５ＭＨｚで取得した。１Ｈ（または１３Ｃ）化学シフトは、残留溶媒シグナルに対して報告され、ＣＤＣｌ３、ＤＭＳＯ−ｄ６、およびメタノール−ｄ４についてそれぞれ、７．２４（７７．２３）、２．５０（３９．５１）、および３．３１（４９．１５）ｐｐｍとして取得された。高解像度エレクトロスプレーイオン化質量スペクトル（ＨＲＭＳ−ＥＳＩ）は、カリフォルニア大学バークレー校のＭｉｃｒｏａｎａｌｙｔｉｃａｌ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙによって行われた。
化合物３１．化合物１３に使用したものと同じ手順に従い、１２（９１６．８ｇ、１．１３９ｍｍｏｌ）および３０（４６９．３ｍｇ、１．０８５ｍｍｏｌ）を出発物質として使用した。同様に、残留物をさらに精製することなく次の反応に直接使用した。
化合物３２．化合物１５に使用したものと同じ手順に従い、出発物質として３１（１．０８４ｇ、１．０８５ｍｍｏｌと推定される）および１４（２．２９ｇ、８．６８ｍｍｏｌ）を使用した。２工程で収量：８３４ｍｇ、５２．９％。１Ｈ ＮＭＲ（５００ＭＨｚ，ｍｅｔｈａｎｏｌ−ｄ４）δ １０．０３−９．３２（ｍ，２Ｈ），８．３２−７．８１（ｍ，２Ｈ），７．８１−６．９５（ｍ，２４Ｈ），６．８５−５．８５（ｍ，６Ｈ），５．６９−４．５６（ｍ，８Ｈ），４．１４−２．６１（ｍ，２４Ｈ），２．２３−１．０２（ｍ，１８Ｈ）。Ｃ７６Ｈ８４Ｎ１２Ｏ１８ＮａのＨＲＭＳ−ＥＳＩ（ｍ／ｚ、［Ｍ＋Ｎａ］＋）計算値Ｎａ：１４７５．５９１９、実測値：１４７５．５９２５。
化合物３３．化合物１６に使用したものと同じ手順に従い、出発物質として３２（７５０ｍｇ、０．５１６ｍｍｏｌ）を使用した。定量的収率および９５％超の純度。Ｃ４３Ｈ５１Ｎ１２Ｏ１６のＨＲＭＳ−ＥＳＩ（ｍ／ｚ、［Ｍ−Ｈ］−）計算値：９９１．３５５１、実測値：９９１．３５１０。
実施例８．例示的な親リガンド４０の合成。
Figure 2021515051
 スキーム６．例示的な親リガンド４０の合成スキーム。
一般的方法．
前駆体（３Ｒ，４Ｓ）−テトラヒドロフラン−３，４−ジアミン（３４）および１−（ベンジルオキシ）−６−オキソ−１，６−ジヒドロピリジン−２−カルボン酸（１４）を、以前に報告された方法（Ｚｈａｎｇ，Ｚ．；Ｄｕ，Ｘ．；Ｃｈｏｐｉｕｋ，Ｇ．Ｈｅｔｅｒｏｐｏｌｙｃｙｃｌｉｃ Ｉｎｈｉｂｉｔｏｒｓ．ＷＯ０２０２５６２（Ａ２），Ｊａｎｕａｒｙ １０，２００２；Ｘｕ，Ｊ．；Ｄｕｒｂｉｎ，Ｐ．Ｗ．；Ｋｕｌｌｇｒｅｎ，Ｂ．；Ｅｂｂｅ，Ｓ．Ｎ．；Ｕｈｌｉｒ，Ｌ．Ｃ．；Ｒａｙｍｏｎｄ，Ｋ．Ｎ．Ｊ．Ｍｅｄ．Ｃｈｅｍ．２００２，４５，３９６３）で合成した。特に明記しない限り、他のすべての溶媒および試薬は、商業的供給元から購入し、受け取ったまま使用した。１Ｈ−ＮＭＲおよび１３Ｃ−ＮＭＲスペクトルを、以下に記載されるように、Ｂｒｕｋｅｒ ＡＶ−６００またはＤＲＸ−５００分光計のいずれかを使用して、６００／１５０ＭＨｚまたは５００／１２５ＭＨｚで得た。１Ｈ（または１３Ｃ）化学シフトは、残留溶媒シグナルに対して報告され、ＣＤＣｌ３およびＤＭＳＯ−ｄ６に対してそれぞれ、７．２４（７７．２３）および２．５０（３９．５１）ｐｐｍとして得た。高解像度エレクトロスプレーイオン化質量スペクトル（ＨＲＭＳ−ＥＳＩ）は、カリフォルニア大学バークレー校のＭｉｃｒｏａｎａｌｙｔｉｃａｌ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙによって行われた。
ジメチル６，６’−（（（（３Ｒ，４Ｓ）−テトラヒドロフラン−３，４−ジイル）ビス（アザネジイル））ビス（カルボニル））ビス（１−（ベンジルオキシ）−２−オキソ−１，２−ジヒドロピリジン−３−カルボキシレート）（３５）塩化オキサリル（４．１０ｇ、３２．３ｍｍｏｌ）をジクロロメタン（４０ｍＬ）中の８（４．１０ｇ、１３．５ｍｍｏｌ）の懸濁液に添加し、続いて２滴の乾燥ＤＭＦを添加した。溶液は３０分以内に均一になり、反応物を室温で合計３時間撹拌した。次いで、溶媒を真空下で一晩除去した。残留物をジクロロメタン（２０ｍＬ）に溶解し、ジクロロメタン（２０ｍＬ）および４０％Ｋ２ＣＯ３（２０ｍＬ）に溶解した３４（５８０ｍｇ、５．７ｍｍｏｌ）の溶液に、激しく撹拌しながら０℃で滴下した。反応物を室温に温めながら一晩撹拌した。ジクロロメタン層を高さ４インチ×幅１インチのシリカゲルカラムに直接充填した。メタノール／ジクロロメタン勾配溶出後、ジクロロメタン中の２．５％メタノールを使用して所望の生成物を収集した。溶媒を真空下で除去して、所望の生成物を硬質ガラスとして得た。メタノールからの再結晶、続いて濾過および２−プロパノールでの洗浄により、流動性の良い白色粉末３５が得られた。収量：３．２ｇ、８３％。１Ｈ ＮＭＲ（６００ ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）δ ８．１６（ｓ，２Ｈ），７．７３（ｄ，Ｊ＝７．３ Ｈｚ，２Ｈ），７．３６−７．２９（ｍ，６Ｈ），７．２８−７．２３（ｍ，４Ｈ），６．０７（ｄ，Ｊ＝７．２ Ｈｚ，２Ｈ），５．２２（ｄ，Ｊ＝８．２ Ｈｚ，２Ｈ），５．０２（ｄ，Ｊ＝７．８ Ｈｚ，２Ｈ），４．９５−４．８５（ｍ，２Ｈ），４．０９（ｄｄ，Ｊ＝９．０，６．３ Ｈｚ，２Ｈ），３．７３（ｄｄ，Ｊ＝８．５，４．２ Ｈｚ，２Ｈ），３．６７（ｓ，６Ｈ）．１３Ｃ ＮＭＲ（１５０ ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）δ １６４．０３，１６０．０１，１５５．８０，１４７．３９，１４３．２５，１３２．８８，１３０．３０，１２９．４２，１２８．５４，１２１．４３，１０３．６７，７９．８０，７１．２２，５２．４３，５１．１３．Ｃ３４Ｈ３３Ｎ４Ｏ１１のＨＲＭＳ−ＥＳＩ（ｍ／ｚ、［Ｍ＋Ｈ］＋）計算値：６７３．２１４０、実測値：６７３．２１４８。
６，６’−（（（（３Ｒ，４Ｓ）−テトラヒドロフラン−３，４−ジイル）ビス（アザネジイル））ビス（カルボニル））ビス（１−（ベンジルオキシ）−２−オキソ−１，２−ジヒドロピリジン−３−カルボン酸）（３６）水酸化カリウム（９３４ｍｇ、１６．６ｍｍｏｌ）を２：２：１のＴＨＦ：ＭｅＯＨ：水（５０ｍＬ）中の３５（２．８０ｇ、４．１６ｍｍｏｌ）の懸濁液に添加し、反応物を撹拌しながら一晩５０℃まで加熱した。溶媒を真空下で除去し、得られた残留物を水（２５０ｍＬ）に溶解した。リトマス試験により溶液が酸性になるまで、撹拌しながら希ＨＣｌを滴下した。所望の生成物を濾過により収集し、希ＨＣｌで洗浄し、真空下で一晩乾燥して、白色粉末３６を得た。収量：２．３ｇ、８６％。１Ｈ ＮＭＲ（６００ ＭＨｚ，ＤＭＳＯ−ｄ６）δ １３．５３（ｓ，２Ｈ），９．１９（ｄ，Ｊ＝７．０ Ｈｚ，２Ｈ），８．２８（ｄ，Ｊ＝７．４ Ｈｚ，２Ｈ），７．５３−７．４７（ｍ，４Ｈ），７．４７−７．３９（ｍ，６Ｈ），６．５９（ｄ，Ｊ＝７．４ Ｈｚ，２Ｈ），５．３７（ｄ，Ｊ＝８．６ Ｈｚ，２Ｈ），５．２７（ｄ，Ｊ＝８．６ Ｈｚ，２Ｈ），４．８０−４．７０（ｍ，２Ｈ），３．９９（ｄｄ，Ｊ＝８．８，６．３ Ｈｚ，２Ｈ），３．６０（ｄｄ，Ｊ＝９．０，４．８ Ｈｚ，２Ｈ）．１３Ｃ ＮＭＲ（１５０ ＭＨｚ，ＤＭＳＯ−ｄ６）δ １６３．９８，１５９．３６，１５８．６１，１４７．０９，１４３．６３，１３３．２３，１２９．７３，１２９．３１，１２８．５５，１２０．５６，１０５．４４，７９．５２，６９．５３，５１．２９．Ｃ３２Ｈ２７Ｎ４Ｏ１１のＨＲＭＳ−ＥＳＩ（ｍ／ｚ、［Ｍ−Ｈ］−）計算値：６４３．１６８２、実測値：６４３．１６８４。
Ｎ，Ｎ’−（（３Ｒ，４Ｓ）−テトラヒドロフラン−３，４−ジイル）ビス（１−（ベンジルオキシ）−６−オキソ−５−（２−チオキソチアゾリジン−３−カルボニル）−１，６−ジヒドロピリジン−２−カルボキサミド）（３７）ＨＡＴＵ（２．４０ｇ、６．３ｍｍｏｌ）、３６（１．９３ｇ、３．００ｍｍｏｌ）、およびＤＭＡＰ（７３．３ｍｇ、０．６ｍｍｏｌ）をジクロロメタン（７５ｍＬ）に懸濁した。ＤＩＰＥＡ（７７６ｍｇ、６ｍｍｏｌ）を懸濁液に滴下し、反応物を室温で２時間撹拌した。完了したら、２−メルカプトチアゾリン（８９４ｍｇ、７．５ｍｍｏｌ）を均質な溶液に添加し、続いてＤＩＰＥＡ（１．５ｇ、１１．６ｍｍｏｌ）を添加した。反応物を室温でさらに１．５時間撹拌した。次いで、反応混合物を水で３×７５ｍＬで洗浄して、尿素副生成物の大部分を除去し、濃縮し、次いで、高さ６インチ×幅１インチのシリカゲルカラムに充填した。２−プロパノール／ジクロロメタン勾配溶出後、ジクロロメタン中の５％２−プロパノールを使用して、所望の生成物を収集した。溶媒を真空下で除去し、残留物を１００ｍＬのジクロロメタンに溶解した。有機溶液を水３×７５ｍＬで再度洗浄して、最後の微量尿素副生成物を除去し、有機溶液を１０ｍＬの体積に濃縮した。２−プロパノールの添加により、所望の生成物の沈殿が生じ、これを溶媒の蒸発により収集して、黄色粉末３７を得た。収量：１．８３ｇ、７２％。１Ｈ ＮＭＲ（５００ ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）δ ７．５７（ｄ，Ｊ＝５．０ Ｈｚ，２Ｈ），７．４４−７．３７（ｍ，４Ｈ），７．３７−７．２８（ｍ，６Ｈ），７．２５（ｄ，Ｊ＝７．０ Ｈｚ，２Ｈ），６．２０（ｄ，Ｊ＝７．０ Ｈｚ，２Ｈ），５．２６（ｄ，Ｊ＝８．７ Ｈｚ，２Ｈ），５．０８（ｄ，Ｊ＝８．７ Ｈｚ，２Ｈ），４．７９−４．６８（ｍ，２Ｈ），４．５７−４．４１（ｍ，４Ｈ），３．９８（ｄｄ，Ｊ＝９．１，６．０ Ｈｚ，２Ｈ），３．６２（ｄｄ，Ｊ＝９．２，３．８ Ｈｚ，２Ｈ），３．４９−３．３３（ｍ，４Ｈ）．１３Ｃ ＮＭＲ（１２５ ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）δ ２０２．０５，１６５．４７，１５９．８７，１５５．３６，１４４．０３，１３８．６７，１３２．９１，１３０．２７，１３０．０７，１２９．６１，１２８．７０，１０５．７３，７９．４３，７０．９９，５５．６０，５１．７５，２９．３８．Ｃ３８Ｈ３５Ｎ６Ｏ９ ３２Ｓ４のＨＲＭＳ−ＥＳＩ（ｍ／ｚ、［Ｍ＋Ｈ］＋）計算値：８４７．１３４３、実測値：８４７．１３３８。
化合物３８．スペルミン（２２９ｍｇ、１．１３ｍｍｏｌ）を２−プロパノール（５０ｍＬ）に溶解し、３７（９５７ｍｇ、１．１３ｍｍｏｌ）をジクロロメタン（５０ｍＬ）に別々に溶解した。シリンジポンプを使用して、２つの溶液を１：１のジクロロメタン：２−プロパノール（１Ｌ）を含む大きなフラスコに４日間にわたって滴下した（０．５ｍＬ／時）。反応物を室温でさらに１日間撹拌し、続いて真空下で溶媒を除去した。残留物をジクロロメタン（２００ｍＬ）に溶解し、水酸化カリウム水溶液で抽出して、２−メルカプトチアゾリン副生成物を除去した。溶媒を除去することにより、所望の生成物が粘性油状物３８として得られ、これをさらに精製することなく次の反応で使用した。１Ｈ ＮＭＲ（６００ ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）δ ９．６０（ｓ，２Ｈ），８．０８（ｓ，２Ｈ），７．６４−７．１１（ｍ，１２Ｈ），６．０５（ｓ，２Ｈ），５．３５−５．０８（ｍ，４Ｈ），４．８１（ｓ，２Ｈ），４．０９（ｓ，２Ｈ），３．８５（ｓ，２Ｈ），３．６９−３．２２（ｍ，４Ｈ），２．９６−２．３７（ｍ，８Ｈ），１．９７−１．３９（ｍ，８Ｈ）．１３Ｃ ＮＭＲ（１５０ ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）δ １６２．９７，１６０．１８，１５８．１１，１４４．８５，１４１．３３，１３２．９３，１３０．４４，１２９．７３，１２８．７３，１２３．８３，１０４．６６，７９．８９，７１．４６，５１．５９，４９．６５，４７．２５，３７．２６，２９．５３，２７．３０．Ｃ４２Ｈ５１Ｎ８Ｏ９のＨＲＭＳ−ＥＳＩ（ｍ／ｚ、［Ｍ＋Ｈ］＋）計算値：８１１．３７７４、実測値：８１１．３７６８。
化合物３９．塩化オキサリル（１．１ｇ、８．７ｍｍｏｌ）を１４（１．１１ｇ、４．５２ｍｍｏｌ）のジクロロメタン（４０ｍＬ）懸濁液に添加し、続いて１滴の乾燥ＤＭＦを添加した。溶液は３０分以内に均一になり、反応物を室温で合計３時間撹拌した。次いで、溶媒を真空下で一晩除去した。残留物をジクロロメタン（２０ｍＬ）に溶解し、ジクロロメタン（２０ｍＬ）および４０％Ｋ２ＣＯ３（２０ｍＬ）に溶解した３８（１．１３ｍｍｏｌ）の溶液に、激しく撹拌しながら０℃で滴下した。反応物を室温に温めながら一晩撹拌した。ジクロロメタン層を高さ４インチ×幅１インチのシリカゲルカラムに直接充填した。メタノール／ジクロロメタン勾配溶出後、ジクロロメタン中の４％メタノールを使用して所望の生成物を収集した。溶媒を真空下で除去して、硬質ガラスとして所望の生成物３９を得た。２工程で収量：５２０ｍｇ、３６％。１Ｈ ＮＭＲ（６００ ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）δ ９．６０−８．９８（ｍ，２Ｈ），８．４３−７．８３（ｍ，４Ｈ），７．８０−７．０５（ｍ，２０Ｈ），７．０５−５．５４（ｍ，８Ｈ），５．４９−４．９８（ｍ，６Ｈ），４．９８−４．６９（ｍ，２Ｈ），４．２８−３．９８（ｍ，２Ｈ），３．９３−２．７５（ｍ，１４Ｈ），２．０５−１．１６（ｍ，１０Ｈ）．Ｃ６８Ｈ６９Ｎ１０Ｏ１５のＨＲＭＳ−ＥＳＩ（ｍ／ｚ、［Ｍ＋Ｈ］＋）計算値：１２６５．４９３８、実測値：１２６５．４９０１。
化合物４０．化合物３９（６３ｍｇ、０．０７０ｍｍｏｌ）を、濃ＨＣｌおよび氷酢酸（５ｍＬ）の１：１混合物に溶解した。均質な溶液を暗所で室温で３週間撹拌した。反応が完了したら、溶媒を真空下で除去した。残留溶媒を、水、続いてメタノール、最後にジエチルエーテルとの共蒸発により除去し、ベージュ色固体４０を得た。５倍モル過剰のＥｕＣｌ３をメタノールに溶解した試料に最初に添加することにより、純度をＨＰＬＣで評価した。定量的収率および９５％超の純度。１Ｈ ＮＭＲ（５００ ＭＨｚ，ＤＭＳＯ−ｄ６）δ ９．８２−９．３３（ｍ，２Ｈ），９．０７−７．９４（ｍ，４Ｈ），７．５２−７．１５（ｍ，２Ｈ），６．８６−６．４４（ｍ，４Ｈ），６．４０−６．０５（ｍ，２Ｈ），４．７４（ｓ，２Ｈ），４．０３（ｓ，２Ｈ），３．８６−２．７６（ｍ，１４Ｈ），１．９７−１．１７（ｍ，８Ｈ）．Ｃ４０Ｈ４５Ｎ１０Ｏ１５のＨＲＭＳ−ＥＳＩ（ｍ／ｚ、［Ｍ＋Ｈ］＋）計算値：９０５．３０６０、実測値：９０５．３０５３。
実施例９．例示的な二官能性キレート剤４３の合成。
Figure 2021515051
 スキーム７．例示的な二官能性キレート剤４３の合成。
前駆体ｔｅｒｔ−ブチル（２−（２−（２，５−ビス（（３−アミノプロピル）アミノ）ペンタンアミド）エトキシ）エチル）カルバメート（３０）を、以前に報告された方法（ＷＯ２０１６／１０６２４１）に従って合成した。特に明記しない限り、他のすべての溶媒および試薬は、商業的供給元から購入し、受け取ったまま使用した。１Ｈ−ＮＭＲおよび１３Ｃ−ＮＭＲスペクトルを、以下に記載されるように、Ｂｒｕｋｅｒ ＡＶ−６００またはＤＲＸ−５００分光計のいずれかを使用して、６００／１５０ＭＨｚまたは５００／１２５ＭＨｚで得た。１Ｈ（または１３Ｃ）化学シフトは、残留溶媒シグナルに対して報告され、ＣＤＣｌ３およびＤＭＳＯ−ｄ６に対してそれぞれ、７．２４（７７．２３）および２．５０（３９．５１）ｐｐｍとして得た。高解像度エレクトロスプレーイオン化質量スペクトル（ＨＲＭＳ−ＥＳＩ）は、カリフォルニア大学バークレー校のＭｉｃｒｏａｎａｌｙｔｉｃａｌ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙによって行われた。
化合物４１．化合物３８に使用したものと同じ手順に従い、３７（１．３０ｇ、１．５４ｍｍｏｌ）および３０（６６８ｍｇ、１．５４ｍｍｏｌ）を出発物質として使用した。同様に、残留物を使用し、塩基で洗浄して、さらに精製することなく次の反応で使用した。１Ｈ ＮＭＲ（５００ ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）δ ９．８９−９．４５（ｍ，２Ｈ），８．４３−７．６２（ｍ，６Ｈ），７．６２−７．０９（ｍ，１０Ｈ），６．４９−５．９２（ｍ，２Ｈ），５．５９−４．５１（ｍ，６Ｈ），４．１１−２．２４（ｍ，２３Ｈ），２．１０−１．０３（ｍ，１７Ｈ）．Ｃ５２Ｈ６９Ｎ１０Ｏ１３のＨＲＭＳ−ＥＳＩ（ｍ／ｚ、［Ｍ＋Ｈ］＋）計算値：１０４１．５０４０、実測値：１０４１．５０３１。
化合物４２．化合物３９で使用したものと同じ手順に従い、４１（１．５４ｍｍｏｌ）および１４（１．５１ｇ、６．１６ｍｍｏｌ）を出発物質として使用した。２工程で収量：１．０８ｇ、４７％。１Ｈ ＮＭＲ（５００ ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）δ ９．６９−８．９６（ｍ，２Ｈ），８．６１−６．９３（ｍ，２８Ｈ），６．８９−６．０１（ｍ，４Ｈ），５．９８−４．６６（ｍ，１２Ｈ），４．２９−２．６５（ｍ，２３Ｈ），２．５６−１．０４（ｍ，１７Ｈ）．Ｃ７８Ｈ８６Ｎ１２Ｏ１９ＮａのＨＲＭＳ−ＥＳＩ（ｍ／ｚ、［Ｍ＋Ｎａ］＋）計算値Ｎａ：１５１７．６０２４、実測値：１５１７．６０６３。
化合物４３．化合物４０に使用したものと同じ手順に従い、出発物質として４２（９２ｍｇ、０．０６２ｍｍｏｌ）を使用した。定量的収率および９５％超の純度。１Ｈ ＮＭＲ（５００ ＭＨｚ，ＤＭＳＯ−ｄ６）δ ９．７９−９．２６（ｍ，２Ｈ），８．８５−７．７９（ｍ，５Ｈ），７．６１−７．１９（ｍ，２Ｈ），６．７５−６．４０（ｍ，４Ｈ），６．３７−６．０２（ｍ，２Ｈ），４．７４（ｓ，２Ｈ），４．０４（ｓ，２Ｈ），３．７５−２．８５（ｍ，２１Ｈ），１．９４−１．２９（ｍ，８Ｈ）．Ｃ４５Ｈ５３Ｎ１２Ｏ１７のＨＲＭＳ−ＥＳＩ（ｍ／ｚ、［Ｍ−Ｈ］−）計算値：１０３３．３６５７、実測値：１０３３．３６４６。
実施例１０．リガンド１６、２９、３３、４０、および４３の金属錯体の特性評価
化合物１６、２９、３３、４０、および４３の金属錯体は、例えば、以下に記載されるように、メタノールに溶解した適切な金属塩での処理により、容易に調製することができる。ストック溶液は、化合物１６、２９、３３、４０、または４３（約２ｍｇ、１μｍｏｌ）をメタノール（１ｍＬ）に溶解し、次いで溶液をいくつかのアリコートに分けることにより調製した。金属塩のストック溶液を、メタノール（１ｍＬ）中で５〜２０ｍＭの範囲の濃度で調製した。各金属塩について、１．５モル当量に相当する体積を、１６、２９、３３、４０、または４３を含むアリコートのうちの１つに添加した。溶媒を圧縮空気流中での蒸発により除去し、試料をメタノールまたは１：１０ ＤＭＳＯ：メタノール中で質量分析により分析し、結果を以下に報告した。試験した金属塩には、ジルコニウム（ＩＶ）アセチルアセトナート、硝酸鉄（ＩＩＩ）九水和物、塩化インジウム（ＩＩＩ）四水和物、塩化ユウロピウム（ＩＩＩ）六水和物、塩化ホルミウム（ＩＩＩ）六水和物、塩化ルテチウム（ＩＩＩ）六水和物、塩化ランタン（ＩＩＩ）七水和物、塩化スカンジウム（ＩＩＩ）六水和物、塩化イットリウム（ＩＩＩ）六水和物、塩化テルビウム（ＩＩＩ）六水和物、イッテルビウムトリフルオロメタンスルホネート、塩化ガドリニウム（ＩＩＩ）六水和物、塩化サマリウム（ＩＩＩ）六水和物、塩化ジスプロシウム（ＩＩＩ）六水和物、塩化エルビウム（ＩＩＩ））六水和物、および硝酸トリウム（ＩＶ）水和物（９９．８％）が含まれる。
Ｃ３８Ｈ３７Ｎ１０Ｏ１４ ９０Ｚｒ［Ｍ−Ｈ］−の１６・Ｚｒ：ＦＴＭＳ−ｐＥＳＩ算出値９４７．１５４３、実測値９４７．１５１４。
Ｃ３８Ｈ３８Ｎ１０Ｏ１４ ４５Ｓｃ［Ｍ］−の１６・Ｓｃ：ＦＴＭＳ−ｐＥＳＩ算出値９０３．２１３４、実測値９０３．２１１１。
Ｃ３８Ｈ３８Ｎ１０Ｏ１４ １３９Ｌａ［Ｍ］−の１６・Ｌａ：ＦＴＭＳ−ｐＥＳＩ算出値９９７．１６３８、実測値９９７．１６１７。
Ｃ３８Ｈ３８Ｎ１０Ｏ１４ ８９Ｙ［Ｍ］−の１６・Ｙ：ＦＴＭＳ−ｐＥＳＩ算出値９４７．１６３３、実測値９４７．１６０２。
Ｃ３８Ｈ３８Ｎ１０Ｏ１４ １７５Ｌｕ［Ｍ］−の１６・Ｌｕ：ＦＴＭＳ−ｐＥＳＩ算出値１０３３．１９８２、実測値１０３３．１９７３。
Ｃ３８Ｈ３８Ｎ１０Ｏ１４ １１５Ｉｎ［Ｍ］−の１６・Ｉｎ：ＦＴＭＳ−ｐＥＳＩ算出値９７３．１６１３、実測値９７３．１５８５。
Ｃ３８Ｈ３８Ｎ１０Ｏ１４ １５１Ｅｕ［Ｍ］−の１６・Ｅｕ：ＦＴＭＳ−ｐＥＳＩ：算出値１００９．１７７３、実測値１００９．１７６５。
Ｃ３８Ｈ３９Ｎ１０Ｏ１４ ２３２Ｔｈ［Ｍ＋Ｈ］＋の１６・Ｔｈ：ＦＴＭＳ＋ｐＥＳＩ：算出値１０９１．３０２２、実測値１０９１．２９９２。
Ｃ４２Ｈ４７Ｎ１１Ｏ１４ １５１Ｅｕ［Ｍ］−の２９・Ｅｕ：ＦＴＭＳ−ｐＥＳＩ：算出値１０８０．２５０８、実測値１０８０．２４８０。
Ｃ４２Ｈ４８Ｎ１１Ｏ１４ ２３２Ｔｈ［Ｍ＋Ｈ］＋の２９・Ｔｈ：ＦＴＭＳ＋ｐＥＳＩ：算出値１１６２．３７５７、実測値１１６２．３７７８。
Ｃ４３Ｈ４８Ｎ１２Ｏ１６ １５１Ｅｕ［Ｍ］−の３３・Ｅｕ：ＦＴＭＳ−ｐＥＳＩ：算出値１１３９．２５１５、実測値１１３９．２５００。
Ｃ４３Ｈ４９Ｎ１２Ｏ１６ ２３２Ｔｈ［Ｍ＋Ｈ］＋の３３・Ｔｈ：ＦＴＭＳ＋ｐＥＳＩ：算出値１２２１．３７６５、実測値１２２１．３７３８。
Ｃ４０Ｈ４１Ｎ１０Ｏ１５ ２３２Ｔｈ［Ｍ＋Ｈ］＋の４０・Ｔｈ：ＦＴＭＳ＋ｐＥＳＩ：算出値１１３３．３１２８、実測値１１３３．３１１８。
Ｃ４５Ｈ５１Ｎ１２Ｏ１７ ９０Ｚｒ［Ｍ＋Ｈ］＋の４３・Ｚｒ：ＦＴＭＳ＋ｐＥＳＩ：算出値１１２１．２５３７、実測値１１２１．２５５４。
Ｃ４５Ｈ５２Ｎ１２Ｏ１７ ５６Ｆｅ［Ｍ＋２Ｈ］＋の４３・Ｆｅ：ＦＴＭＳ＋ｐＥＳＩ：算出値１０８８．２９１７、実測値１０８８．２９２１。
Ｃ４５Ｈ５０Ｎ１２Ｏ１７ １１５Ｉｎ［Ｍ］−の４３・Ｉｎ：ＦＴＭＳ−ｐＥＳＩ：算出値１１４５．２４６１、実測値１１４５．２４６２。
Ｃ４５Ｈ５０Ｎ１２Ｏ１７ １５１Ｅｕ［Ｍ］−の４３・Ｅｕ：ＦＴＭＳ−ｐＥＳＩ：算出値１１８１．２６２１、実測値１１８１．２６１９。
Ｃ４５Ｈ５０Ｎ１２Ｏ１７ １６５Ｈｏ［Ｍ］−の４３・Ｈｏ：ＦＴＭＳ−ｐＥＳＩ：算出値１１９５．２７２６、実測値１１９５．２７３０。
Ｃ４５Ｈ５０Ｎ１２Ｏ１７ １７５Ｌｕ［Ｍ］−の４３・Ｌｕ：ＦＴＭＳ−ｐＥＳＩ：算出値１２０５．２８３０、実測値１２０５．２８３６。
Ｃ４５Ｈ５０Ｎ１２Ｏ１７ ８９Ｙ［Ｍ］−の４３・Ｙ：ＦＴＭＳ−ｐＥＳＩ：算出値１１１９．２４８１、実測値１１１９．２４７６。
Ｃ４５Ｈ５０Ｎ１２Ｏ１７ １５９Ｔｂ［Ｍ］−の４３・Ｔｂ：ＦＴＭＳ−ｐＥＳＩ：算出値１１８９．２６７６、実測値１１８９．２６７７。
Ｃ４５Ｈ５０Ｎ１２Ｏ１７ １７４Ｙｂ［Ｍ］−の４３・Ｙｂ：ＦＴＭＳ−ｐＥＳＩ：算出値１２０４．２８１１、実測値１２０４．２８１２。
Ｃ４５Ｈ５０Ｎ１２Ｏ１７ １５８Ｇｄ［Ｍ］−の４３・Ｇｄ：ＦＴＭＳ−ｐＥＳＩ：算出値１１８８．２６６３、実測値１１８８．２６７７。
Ｃ４５Ｈ５０Ｎ１２Ｏ１７ １５２Ｓｍ［Ｍ］−の４３・Ｓｍ：ＦＴＭＳ−ｐＥＳＩ：算出値１１８２．２６２０、実測値１１８２．２６４７。
Ｃ４５Ｈ５０Ｎ１２Ｏ１７ １６４Ｄｙ［Ｍ］−の４３・Ｄｙ：ＦＴＭＳ−ｐＥＳＩ：算出値１１９４．２７１４、実測値１１９４．２７３７。
Ｃ４５Ｈ５０Ｎ１２Ｏ１７ １６６Ｅｒ［Ｍ］−の４３・Ｅｒ：ＦＴＭＳ−ｐＥＳＩ：算出値１１９６．２７２５、実測値１１９６．２７３７。
Ｃ４５Ｈ５１Ｎ１２Ｏ１７ ２３２Ｔｈ［Ｍ＋Ｈ］＋の４３・Ｔｈ：ＦＴＭＳ＋ｐＥＳＩ：算出値１２６３．３８７０、実測値１２６３．３８３５。
実施例１１．減衰係数を決定するためのユウロピウム滴定実験
１６および１６・Ｅｕの正確な減衰係数を決定するため、塩化ユウロピウムを滴定剤として使用して滴定実験を行った。１００ｍＬメスフラスコを使用して、塩化ユウロピウム六水和物（１３．２２ｍｇ、０．０３６０８ｍｍｏｌ）を５ｍＭクエン酸緩衝液（ｐＨ＝４）に溶解し、０．３６０８ｍＭ塩化ユウロピウム溶液を得て、次いで、該塩化ユウロピウム溶液を、５μＬのアリコートを使用してＴＢＳ緩衝液（Ｔｒｉｓ緩衝生理食塩水、５０ｍＭ Ｔｒｉｓ、１５０ｍＭ ＮａＣｌ、ｐＨ＝７．６）中の１６の０．５ｍＬ溶液に滴定した。ＵＶ−ｖｉｓスペクトルを、各注入による溶媒体積の増加に対して調整した。ＵＶ−ｖｉｓ滴定の結果は図３にプロットされている。
ＵＶ−ｖｉｓ滴定（図３）から、４６．２８μＬの０．３６０８ｍＭ塩化ユウロピウム溶液が当量点に到達するために必要であることが見出された。塩化ユウロピウムの体積は、１６．７０ｎｍｏｌのユウロピウムに対応し、リガンド１６の開始濃度が３３．４０μＭであったことを意味する。１６および１６・Ｅｕのλ最大吸光度は、リガンドおよび錯体についてそれぞれ３８２ｎｍ（総体積５００μＬ）で０．４５４、３６１ｎｍ（総体積５５５μＬ）で０．４３１であることが見出された。これらの吸光度および濃度の値から、リガンド１６および錯体１６・Ｅｕの吸光係数についてそれぞれ、１３，６００Ｍ−１ｃｍ−１および１４，３００Ｍ−１ｃｍ−１の減衰係数が得られる。
４３および４３・Ｅｕの正確な減衰係数を決定するため、塩化ユウロピウムを滴定剤として使用して滴定実験を行った。１０ｍＬメスフラスコを使用して、塩化ユウロピウム六水和物（４７．５８ｍｇ、０．１２９９ｍｍｏｌ）を５０ｍＭクエン酸緩衝液（ｐＨ＝４）に溶解し、１２．９９ｍＭ塩化ユウロピウム溶液を得て、次いで、これを１００ｍＬメスフラスコに移し、１：１０水で希釈した。次いで、得られた１．２９９ｍＭ塩化ユウロピウム溶液（５ｍＭクエン酸緩衝液中）を、５μＬアリコートを使用して、ＴＢＳ緩衝液中の４３の１ｍＬ溶液に滴定した。ＵＶ−ｖｉｓスペクトルを、各注入による溶媒体積の増加に対して調整した。ＵＶ−ｖｉｓ滴定の結果は図４にプロットされている。
ＵＶ−ｖｉｓ滴定（図４）から、３６．５５μＬの１．２９９ｍＭ塩化ユウロピウム溶液が当量点に到達するために必要であることが見出された。塩化ユウロピウムの体積は、４７．４６ｎｍｏｌのユウロピウムに対応し、リガンド４３の開始濃度が４７．４６μＭであったことを意味する。４３および４３・Ｅｕのλ最大吸光度は、リガンドおよび錯体についてそれぞれ、３８３ｎｍで０．６１８、３５７ｎｍで０．６０７であることが見出された。これらの吸光度および濃度の値から、リガンドおよび錯体の吸光係数についてそれぞれ、１３，０００Ｍ−１ｃｍ−１および１２，８００Ｍ−１ｃｍ−１の減衰係数が得られる。
リガンド４３の滴定をまた発光によって行い（図５）、３４０ｎｍでの溶液の光励起時に６１２ｎｍのユウロピウムシグナルがモニタリングされた。上記の４３のＵＶ−ｖｉｓ滴定に使用されるリガンド溶液を、最初に、１：１０でＴＢＳ緩衝液に希釈した。同様に、１．２９９ｍＭユウロピウムストック溶液を別々に１：１０で水に希釈した。発光滴定の結果を図５に示す。３２．９９μＬの０．１２９９ｍＭ塩化ユウロピウム溶液が当量点に到達するために必要であることが見出された。３２．９９μＬの当量点から、４３および４３・Ｅｕの吸光係数についてそれぞれ、３８３ｎｍで１４，４００Ｍ−１ｃｍ−１および３５７ｎｍで１４，２００Ｍ−１ｃｍ−１の吸光係数が得られる。４３のＵＶ−ｖｉｓおよび発光滴定実験の値を平均することにより、４３および４３・Ｅｕの吸光係数についてそれぞれ、３８３ｎｍで１３，７００Ｍ−１ｃｍ−１および３５７ｎｍで１３，５００Ｍ−１ｃｍ−１が得られる。
実施例１２．１６・Ｅｕ、２９・Ｅｕ、３３・Ｅｕ、４０・Ｅｕ、および４３・Ｅｕの光物理的特性。
リガンド１６、２９、３３、４０、および４３のユウロピウム錯体は、各リガンド（２ｍｇ）をメタノール（２００μＬ）に別々に溶解することによって調製した。過剰の塩化ユウロピウム六水和物（約５当量）をメタノール（２００μＬ）に溶解し、全体積を各リガンド溶液に添加した。溶媒を除去し、残留物をＤＭＦ（５０μＬ）に溶解した。次いで、ユウロピウム錯体を、Ｅｃｌｉｐｓｅ ＸＤＢ−Ｃ１８カラム（５μｍ、９．４×２５０ｍｍ）を使用したＡｇｉｌｅｎｔ １２６０ Ｉｎｆｉｎｉｔｙ機器でのセミ分取ＨＰＬＣにより精製した。移動相は、０．１％トリフルオロ酢酸を含む水中の１０〜３０％アセトニトリルであった。揮発性物質をＨＰＬＣ溶離液から真空下で除去し、残留物をメタノール（５００μＬ）に別々に溶解して、純度９８％超の各ユウロピウム錯体のメタノールストック溶液を得た。数滴のこれらのメタノール溶液を蒸発乾固し、次いで、残留物を約３μＭの濃度でＴＢＳ緩衝液に溶解し、トック水溶液（２０ｍＬ）を作製し、３６５ｎｍで０．０５の吸光度（１ｃｍの光路長）であった。５つの希釈液（１／６，２／６，３／６，４／６、および５／６）をこれらのストック水溶液から作製し、等間隔の濃度（各３ｍＬ体積）を有する６つの試料を得た。０．０５Ｍ硫酸に溶解した硫酸キニーネを同様に希釈して、３６５ｎｍで０．０５の最終吸光度とし、この溶液も同様に希釈して（１／６、２／６、３／６、４／６、および５／６）、等間隔の濃度の６つの硫酸キニーネ参照試料を得た。０．０５Ｍ硫酸中の硫酸キニーネを量子収量標準（Φ＝０．５０８）として使用した。これらの希釈溶液の吸光度および発光を測定することにより、新しいＥｕ錯体の量子収量を決定した。ＵＶ−ｖｉｓの信号対雑音比を改善するため、５ｃｍ光路長の石英セルを使用して、これらの希釈溶液の吸光度を測定した。定常光ルミネセンス測定値は、１ｃｍ発光キュベット中、他で記載されている（Ｄ’Ａｌｅｏ，Ａ．；Ｍｏｏｒｅ，Ｅ．Ｇ．；Ｓｚｉｇｅｔｈｙ，Ｇ．；Ｘｕ，Ｊ．；Ｒａｙｍｏｎｄ，Ｋ．Ｎ．Ｉｎｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．２００９，４８，９３１６）機器での３６５ｎｍの励起波長、１ｎｍの解像度、１０ｎｍの励起スリット幅、１ｎｍの発光スリット幅、および０．２秒の積分時間で収集された。吸収スペクトルは１ｎｍの分解能で測定され各試料の吸光度は、３６０〜３７０ｎｍで測定された平均吸光度として取得され、発光測定に使用される１０ｎｍの励起スリット幅を反映していた。ＵＶ−ｖｉｓスペクトル、発光スペクトル、および量子収量の線形回帰データを図６〜２２に示す。これらの実験および実施例１１の滴定実験から得られたデータを以下に纏める。
Figure 2021515051
実施例１３．様々な競合物質の存在下での１６、２９、３３、４０、および４３のユウロピウム錯体の安定性
発光金属錯体が実用的な意味で有用であるために、一般的な競合金属カチオンおよびキレートリガンドの存在下で安定でなければならない。様々な競合物質が約２５ｍＭの濃度で存在するＴＢＳ緩衝液に溶解した４３・Ｅｕ（約７μＭ）の安定性を測定した。具体的には、二塩化マンガン四水和物（１４．８ｍｇ、７４．８μｍｏｌ）をＴＢＳ緩衝液（１００μＬ）に溶解し、４３・Ｅｕのアリコート（３ｍＬ）に添加し、Ｍｎ（ＩＩ）の最終濃度を２４．１ｍＭとした。塩化マグネシウム六水和物（３３．６ｍｇ、１６５μｍｏｌ）をＴＢＳ緩衝液（２００μＬ）に溶解し、１００μＬを４３・Ｅｕ（３ｍＬ）のアリコートに添加し、Ｍｇ（ＩＩ）の最終濃度を２６．７ｍＭとした。塩化カルシウム六水和物（５５．８ｍｇ、２５５μｍｏｌ）をＴＢＳ緩衝液（３００μＬ）に溶解し、１００μＬを４３・Ｅｕのアリコートに添加しＥｕ（３ｍＬ）、Ｃａ（ＩＩ）の最終濃度を２７．４ｍＭとした。ＤＴＰＡについては、最初にＫＯＨ（９５．９ｍｇ、１．７１ｍｍｏｌ）を１ｍＬの水に溶解し、３８９μＬのこの塩基性溶液（５当量）を使用してＤＴＰＡ（５２．３ｍｇ、１３３μｍｏｌ）を溶解した。次いで、２１９μＬのこのＤＴＰＡ溶液を４３・Ｅｕのアリコート（３ｍＬ）に添加、ＤＴＰＡの最終濃度を２３．４ｍＭとした。ＥＤＴＡ（０．５Ｍ、ｐＨ＝８、１５０μＬ）を４３・Ｅｕのアリコート（３ｍＬ）に添加し、ＥＤＴＡの最終濃度を２３．８ｍＭとした。リン酸塩の競合では、４３・Ｅｕのメタノールストックを２５ｍＭリン酸緩衝液（ｐＨ＝８）に希釈し、約７μＭとした。
安定性研究の結果（図２３）から、競合物質の殆どが、２４時間にわたって４３・Ｅｕの輝度に対して有意な影響を与えていないことは明らかである。具体的には、マグネシウム、カルシウム、およびリン酸塩は、試料の輝度に対して検出可能な変化を引き起こさない。ＥＤＴＡを含む溶液（４％から９６％への低下）およびマンガンを含む溶液（１１％から８９％への低下）では、輝度の僅かな低下が見られた。ＤＴＰＡ溶液は、発光の安定的な減少を安定的に示し、２４時間後に元の輝度の８３％に達した。
これらの実験から、４３・Ｅｕは、幅広い競合金属イオンおよびキレート剤に対して非常に安定していることは明らかである。上記の競合物質濃度は、様々なアッセイ条件での錯体の速度論的安定性を評価するための良好な方法である。ＤＴＰＡは、ランタニドイオンに対して非常に良好なリガンドであり、したがって、通常、実際のアッセイでは使用されない。しかしながら、ＤＴＰＡ競合は、ここで報告される錯体の速度論的安定性を評価する優れた方法を提供する。一般に、約２５ｍＭ ＤＴＰＡによるユウロピウムの除去（ｄｅｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）は、信頼性のある測定を行うには遅すぎることが見出されている。ここで報告される錯体の速度論的安定性を比較するために、ＤＴＰＡ（７．３７５ｇ、１８．７５ｍｍｏｌ）を水酸化カリウム（５．２６ｇ、９３．７５ｍｍｏｌ）を含む水（２０ｍＬ）に溶解することにより、７５０ｍＭ ＤＴＰＡのストック溶液（２５ｍＬ）を調製した。ＤＴＰＡ溶液のｐＨを、濃塩酸を添加することによりｐＨ＝７．６に調整し、次いで、溶液を最終体積２５ｍＬに希釈して、ｐＨ＝７．６の７５０ｍＭ ＤＴＰＡストック溶液を得た。１６、２９、３３、４０、および４３のＨＰＬＣ精製ユウロピウム錯体をＴＢＳ緩衝液、ｐＨ＝７．６に別々に希釈し、１１μＭとした。各ＤＴＰＡ競合実験では、１ｍＬの７５０ｍＭ ＤＴＰＡ溶液を２ｍＬの１１μＭユウロピウム錯体溶液に添加した。時間の関数として、２５０ｍＭ ＤＴＰＡおよび７．１μＭの各ユウロピウム錯体を含むこれらの５つの別々の溶液について、６１２ｎｍでの発光（３６５ｎｍ励起）をモニタリングした。結果を次の表および図２４に纏める。
Figure 2021515051
一般に、２５０ｍＭ ＤＴＰＡ中のこれらの錯体からのユウロピウムの除去は、疑似一次速度論過程で予想されるように、２５ｍＭ ＤＴＰＡ中のユウロピウムの除去の速度の約１０倍で生じる。１６・Ｅｕ（サイドアーム（ｓｉｄｅａｒｍ）なし）および３３・Ｅｕ（スペルミンベースのサイドアーム）を比較すると、スペルミンベースのサイドアームを導入することにより、速度論的安定性が２倍低下することが示される。同様に、４０・Ｅｕ（サイドアームなし）および４３・Ｅｕ（スペルミンベースのサイドアーム）を比較すると、スペルミンベースのサイドアームを導入することにより、速度論的安定性が約２倍低下することが示される。一般に、エチレンジアミンベースの大環状分子（２９・Ｅｕおよび３３・Ｅｕ）のユウロピウム錯体は、ｍ−テトラヒドロフランジアミンベースの大環状分子（４０・Ｅｕおよび４３・Ｅｕ）よりも約５倍速度論的に安定している。この結果は、ｍ−テトラヒドロフランジアミンベースの大環状分子がより剛直であり、したがってエチレンジアミンベースの大環状分子よりも速度論的安定性が高いと予想されることを考えると驚くべきことである。さらに驚くべきことは、エチレンジアミン単位（２９・Ｅｕ）からサイドアームが脱離したエチレンジアミンベースの大環状分子が、ここで測定された最も速度論的に安定な錯体であることが見出された事実である。サイドアームのないエチレンジアミンベースの大環状分子（１６・Ｅｕ）よりも安定しているようであることは驚くべきことである。驚くべきことことに、２９・Ｅｕ錯体は、ＤＴＰＡによるチャレンジに対して４３・Ｅｕよりも少なくとも１桁の大きさで速度論的に安定していることが見出された。４３・Ｅｕは、上記のように、様々な競合金属イオンおよびキレート剤に対して優れた安定性を示すことが示されているため、この結果は顕著なものである。
実施例１４
ここで報告されるエチレンジアミン（９）、（Ｓ）−ｔｅｒｔ−ブチル（５，６−ジアミノヘキシル）カルバメート（２３）、および（３Ｒ，４Ｓ）−テトラヒドロフラン−３，４−ジアミン（３４）ではなく、既存の合成スキーム内で使用することを企図し得るいくつかのジアミンがある。新しいモノ大環状リガンド（ｎ＝０、１、２または３、Ｘ＝Ｏ、Ｓ、またはＣＨ２）の形成のためのこれらの新しいジアミンの代表的な例を以下に示し、行に分類する。
Figure 2021515051
行Ａは、金属イオンの周りのリガンドの形状に影響を与えることによってＥｕ錯体の光物理特性を向上または変更し得る、いくつかの非環式脂肪族リンカーからなる。同様に、他の放射線学的に重要な金属イオンの結合が変更または増強され得る。行Ｂは、他の環状脂肪族ジアミンリンカーを含む。これらの例の環状構造は、形成される金属錯体の安定性を増強し得る、リガンド構造の剛性を増強し得る。行Ｃは、環状芳香族ジアミンリンカーを含み、これらはすべて、ここで合成された炭素２個のジアミン架橋と非常に類似した炭素２個の架橋を有する。これらの芳香族ジアミンは、リガンドの光物理的特性に影響を与え得る１，２−ＨＯＰＯ単位の電子共役を拡張し得る。行Ｃの最後のエントリーはまた、溶解度を高めるためにポリエチレングリコール単位を含み得る。行Ｄ、Ｅ、およびＦは、リガンドの形状を変更することによって金属錯体の安定性を高め得る環状芳香族系の追加の例を含む。行Ｇは、様々なジアミン架橋を含み、これらはすべて、これらの金属単大環状（ｍｅｔａｌ ｍｏｎｏｍａｃｒｏｃｙｃｌｅ）錯体を目的の種に連結するために使用することができる官能基ハンドルを有する。これらの各ジアミン上のリンカーは、金属錯体に官能基ハンドルを追加するために使用することができる。行Ｈは、目的の種を感知するかまたはこれと反応する方法を提供し得るジアミン架橋を含む。最初のエントリーは、カリウムイオンを結合する１８−クラウン−６エーテル官能基を含む。シアノおよびシクロヘキセンの例は特定の遷移金属を結合し得るが、ブチンジアミンは有機アジドとの反応を促進し得る。
実施例１５
溶解性のためのペンダント１，２−ＨＯＰＯ単位への結合および追加の結合点のための代表的な新しい官能基を以下に示す。
Figure 2021515051
１４に代えて、８（またはその誘導体）を例えば２７と反応させることにより、上記で示したもののような構造を得ることができる。そのような種は、アミノポリエチレングリコール、グルコサミン、２−アミノ酢酸、３−アミノプロパン酸、Ｎ１，Ｎ１−ジメチルエタン−１，２−ジアミン、およびＮ１、Ｎ１−ジエチルエタン−１，２ジアミン（上記を参照）などの可溶化基が、リガンドに付加することを可能とし、これにより、水への金属錯体の溶解度を高める。ジアミン（または類似の二官能性部分）を添加することにより、追加の結合点を有するリガンドが生成される。さらに、４つの部位のすべてにおける１，２−ＨＯＰＯジアミド発色団の使用（上記のように）は、２種の１，２−ＨＯＰＯ発色団の吸収バンドをより密接に一致させることによって光物理的特性を改善し得る。
実施例１６
Figure 2021515051
 スキーム８．本発明の化合物３３ｂおよびその前駆体の代表的な合成スキーム。３０ｂの合成は以前に報告されている（ＷＯ２０１６／１０６２４１）。
実施例１７
Figure 2021515051
 スキーム９．例示的な足場前駆体の代表的な合成スキーム。
実施例１８
Figure 2021515051
 スキーム１０．ＨＯＰＯ−Ｌｙｓ−環式−ＲＤＧｙＫの代表的な合成スキーム。
二価ペプチド結合体ＨＯＰＯ−Ｌｙｓ−環状−ＲＤＧｙＫは、スキーム５における概説に従って合成することができる。シクロ（ＲＤＧｙＫ）は、Ａｎａｓｐｅｃから入手可能な、膵臓癌で過剰発現しているαｖβ３インテグリンに結合するペプチドである。
実施例１９
Figure 2021515051
 スキーム１１．化合物２３ｂの代表的な合成スキーム。
実施例２０
Figure 2021515051
 スキーム１２．本発明の化合物２９ｂおよびその前駆体の代表的な合成スキーム。
実施例２１ 化合物２９、３３、および４３から生成することができる有用な種の代表的な例としての化合物２９−Ｅｕ−ＮＨＳの合成。
Figure 2021515051
 スキーム１３．化合物２９、３３、および４３から生成することができる有用な化学種の代表例としての化合物２９−Ｅｕ−ＮＨＳの合成スキーム。
錯体Ｅｕ・２９、Ｅｕ・３３、およびＥｕ・４３の反応性ＮＨＳエステルは、適切なＥｕ錯体をＤＭＦおよびトリエチルアミン中の過剰な（１０当量）ジ（Ｎ−スクシンイミジル）グルタレート（ＤＳＧ）で処理することにより生成することができる。反応性ＮＨＳエステルは、金属錯体をタンパク質上のリジン残基、または目的の他の標的基のアミンに結合するのに有用である。例えば、Ｅｕ・２９（２０ｍｇ、１８．５μｍｏｌ）をＤＭＦ（２００μＬ）に溶解した。別には、ＤＳＧ（６０．２ｍｇ、１８５μｍｏｌ）をＤＭＦ（２００μＬ）に溶解し、次いでトリエチルアミン（１８．７ｍｇ、１８５μｍｏｌ）をＤＳＧ溶液に添加した。Ｅｕ・２９の溶液を振盪しながらＤＳＧ溶液に滴下して添加した。反応は、室温で１時間振盪しながら進行した。ジエチルエーテル（１沈殿あたり４ｍＬ）を使用して生成物をＤＭＦから４回沈殿させ、遠心分離およびデカンテーションによって沈殿物を単離することによって、生成物を単離した。次いで、粗生成物を同様にジクロロメタン（１ｍＬ）に溶解し、エーテル（１ｍＬ）で４回沈殿させた。最後のデカンテーション工程後、残留溶媒を真空下で一晩除去して、Ｅｕ・２９−ＮＨＳを白色粉末として得た。収量２２．１ｍｇ、９２．５％。Ｃ５１Ｈ５６ＥｕＮ１２Ｏ１９のＨＲＭＳ−ＥＳＩ（ｍ／ｚ、［Ｍ］−）計算値：１２９１．２９８９、実測値：１２９１．２９８６。
実施例２２ 例示的な親化合物の合成
Figure 2021515051
 スキーム１４．親化合物４０’の合成スキーム
一般的方法．
前駆体（３Ｒ，４Ｓ）−テトラヒドロフラン−３，４−ジアミン（３４）、１−（ベンジルオキシ）−６−（メトキシカルボニル）−２−オキソ−１，２−ジヒドロピリジン−３−カルボン酸（８’）、１−（ベンジルオキシ）−６−オキソ−１，６−ジヒドロピリジン−２−カルボン酸（１４）、およびｔｅｒｔ−ブチル（２−（２−（２，５−ビス（（３−アミノプロピル）アミノ）ペンタンアミド）エトキシ）エチル）カルバメート（３０）を、以前に報告された方法に従って合成する。特に明記しない限り、他のすべての溶媒および試薬は、商業的供給元から購入し、受け取ったまま使用する。
ジメチル５，５’−（（（（３Ｒ，４Ｓ）−テトラヒドロフラン−３，４−ジイル）ビス（アザネジイル））ビス（カルボニル））ビス（１−（ベンジルオキシ）−６−オキソ−１，６−ジヒドロピリジン−２−カルボキシレート）（３５’）。塩化オキサリル（４．１０ｇ、３２．３ｍｍｏｌ）をジクロロメタン（４０ｍＬ）中の８’（４．１０ｇ、１３．５ｍｍｏｌ）の懸濁液に添加し、続いて１滴の乾燥ＤＭＦを添加する。溶液は３０分以内に均一になり、反応を室温で合計３時間撹拌する。次いで、溶媒を真空下で一晩除去する。残留物をジクロロメタン（２０ｍＬ）に溶解し、ジクロロメタン（２０ｍＬ）および４０％Ｋ２ＣＯ３（２０ｍＬ）に溶解した３４（５８０ｍｇ、５．７ｍｍｏｌ）の溶液に激しく撹拌しながら０℃で滴下する。反応物を室温に温めながら一晩撹拌する。ジクロロメタン層を高さ４インチ×幅１インチのシリカゲルカラムに直接充填する。メタノール／ジクロロメタン勾配溶出後、メタノール中の２．５％ジクロロメタンを使用して所望の生成物を回収する。溶媒を真空下で除去して、３５’の硬質ガラスとして所望の生成物を得る。
５，５’−（（（（３Ｒ，４Ｓ）−テトラヒドロフラン−３，４−ジイル）ビス（アザネジイル））ビス（カルボニル））ビス（１−（ベンジルオキシ）−６−オキソ−１，６−ジヒドロピリジン−２−カルボン酸）（３６’）。水酸化カリウム（９３４ｍｇ、１６．６ｍｍｏｌ）を２：２：１のＴＨＦ：ＭｅＯＨ：水（５０ｍＬ）中の３５’（２．８０ｇ、４．１６ｍｍｏｌ）の懸濁液に添加し、反応物を撹拌しながら一晩５０℃まで加熱する。溶媒を真空下で除去し、得られた残留物を水（２５０ｍＬ）に溶解する。リトマス試験で溶液が酸性になるまで、撹拌しながら希ＨＣｌを滴下する。所望の生成物を濾過により収集し、希ＨＣｌで洗浄し、真空下で一晩乾燥して、白色粉末３６’を得る。
Ｎ，Ｎ’−（（３Ｒ，４Ｓ）−テトラヒドロフラン−３，４−ジイル）ビス（１−（ベンジルオキシ）−２−オキソ−６−（２−チオキソチアゾリジン−３−カルボニル）−１，２−ジヒドロピリジン−３−カルボキサミド）（３７’）。ＨＡＴＵ（２．４０ｇ、６．３ｍｍｏｌ）、３６’（１．９３ｇ、３．００ｍｍｏｌ）、およびＤＭＡＰ（７３．３ｍｇ、０．６ｍｍｏｌ）をジクロロメタン（７５ｍＬ）に懸濁する。ＤＩＰＥＡ（７７６ｍｇ、６ｍｍｏｌ）を懸濁液に滴下し、反応物を室温で２時間撹拌する。完了したら、２−メルカプトチアゾリン（８９４ｍｇ、７．５ｍｍｏｌ）を均質な溶液に添加し、続いてＤＩＰＥＡ（１．５ｇ、１１．６ｍｍｏｌ）を添加する。反応物を室温でさらに１．５時間撹拌する。次いで、反応混合物を３×７５ｍＬの水で洗浄して尿素副生成物の大部分を除去し、濃縮し、次いで高さ６インチ×幅１インチのシリカゲルカラムに充填する。２−プロパノール／ジクロロメタン勾配溶出後、ジクロロメタン中の５％２−プロパノールを使用して所望の生成物を回収する。溶媒を真空下で除去し、残留物を１００ｍＬのジクロロメタンに溶解する。有機溶液を水３×７５ｍＬで再度洗浄して、最後の微量の尿素副生成物を除去し、有機溶液を１０ｍＬの体積に濃縮する。２−プロパノールを添加すると、所望の生成物の沈殿が生じ、これを溶媒の蒸発によって収集し、黄色粉末３７’を得る。
化合物３８’．スペルミン（２２９ｍｇ、１．１３ｍｍｏｌ）を２−プロパノール（５０ｍＬ）に溶解し、３７’（９５７ｍｇ、１．１３ｍｍｏｌ）をジクロロメタン（５０ｍＬ）に別々に溶解する。シリンジポンプを使用して、２つの溶液を１：１のジクロロメタン：２−プロパノール（１Ｌ）を含む大きなフラスコに４日間にわたって滴下する（０．５ｍＬ／時間）。反応物を室温でさらに１日撹拌し、続いて真空下で溶媒を除去する。残留物をジクロロメタン（２００ｍＬ）に溶解し、水酸化カリウム水溶液で抽出して、２−メルカプトチアゾリン副生成物を除去する。溶媒を除去することにより、粘性油状物として所望の生成物３８’が得られ、これをさらに精製することなく次の反応で使用する。
化合物３９’．塩化オキサリル（１．１ｇ、８．７ｍｍｏｌ）をジクロロメタン（４０ｍＬ）中の１４（１．１１ｇ、４．５２ｍｍｏｌ）の懸濁液に添加し、続いて１滴の乾燥ＤＭＦを添加する。溶液は３０分以内に均一になり、反応を室温で合計３時間撹拌する。次いで、溶媒を真空下で一晩除去する。残留物をジクロロメタン（２０ｍＬ）に溶解し、ジクロロメタン（２０ｍＬ）および４０％Ｋ２ＣＯ３（２０ｍＬ）に溶解した３８’（１．１３ｍｍｏｌ）の溶液に激しく撹拌しながら０℃で滴下する。反応物を室温に温めながら一晩撹拌する。ジクロロメタン層を高さ４インチ×幅１インチのシリカゲルカラムに直接充填する。メタノール／ジクロロメタン勾配溶出後、メタノール中の４％ジクロロメタンを使用して所望の生成物を回収する。溶媒を真空下で除去して、３９’の硬質ガラスとして所望の生成物を得る。
化合物４０’．化合物３９’（６３ｍｇ、０．０７０ｍｍｏｌ）を、濃ＨＣｌおよび氷酢酸の１：１混合物に溶解する。均質な溶液を暗所で室温で３週間撹拌する。反応が完了したら、溶媒を真空下で除去する。残留溶媒を、水、続いてメタノール、最後にジエチルエーテルとの共蒸発により除去して、４０’のベージュ色の固体を得る。メタノールに溶解した試料に５倍モル過剰のＥｕＣｌ３を最初に添加することにより、純度をＨＰＬＣで評価する。
実施例２３．例示的な二官能性キレート剤の合成
Figure 2021515051
 スキーム１５．化合物４３’を含む結合点の合成スキーム
化合物４１’．化合物３８’に使用したものと同じ手順に従い、出発物質として３７’（１．３０ｇ、１．５４ｍｍｏｌ）および３０（６６８ｍｇ、１．５４ｍｍｏｌ）を使用する。同様に、残留物を塩基で洗浄し、さらに精製することなく次の反応に使用する。
化合物４２’．化合物３９’に使用したものとと同じ手順に従い、出発物質として４１’（１．５４ｍｍｏｌ）および１４（１．５１ｇ、６．１６ｍｍｏｌ）を使用する。
化合物４３’．化合物４０’に使用したものと同じ手順に従い、出発物質として４２’（９２ｍｇ、０．０６２ｍｍｏｌ）を使用する。
実施例２４
ここで報告される（３Ｒ，４Ｓ）−テトラヒドロフラン−３，４−ジアミン（３４）ではなく、既存の合成スキーム内での使用を想定することができるいくつかのジアミンある。新しいモノ大環状リガンド（ｎ＝０、１、２、または３、Ｘ＝Ｏ、Ｓ、またはＣＨ２）を形成するためのこれらの新しいジアミンの代表的な例を以下に示し、行に分類する。
Figure 2021515051
行Ａは、金属イオンの周りリガンドの形状に影響を与えることによって類似の４３’・Ｅｕ錯体の光物理的特性を増強または変更し得る、いくつかの非環式脂肪族リンカーからなる。同様に、他の放射線学的に重要な金属イオンの結合が変更または増強され得る。行Ｂは、他の環状脂肪族ジアミンリンカーを含む。これらの例の環状構造は、形成される金属錯体の安定性を増強し得る、リガンド構造の剛性を増強し得る。行Ｃは、環状芳香族ジアミンリンカーを含み、これらはすべて、ここで報告されている（３Ｒ，４Ｓ）−テトラヒドロフラン−３，４−ジアミン２炭素架橋と非常に類似した２炭素架橋を有する。これらの芳香族ジアミンは、リガンドの光物理的特性に影響を与え得る１，２−ＨＯＰＯ単位の電子共役を拡張し得る。行Ｃの最後のエントリーはまた、溶解度を高めるためにポリエチレングリコール単位を含み得る。行Ｄ、Ｅ、およびＦは、リガンド形状を変更することによって金属錯体の安定性を高め得る環状芳香族系の追加の例を含む。行Ｇは、様々なジアミン架橋を含み、これらはすべて、目的の種に４３’・Ｅｕ型の錯体を連結させるために使用することができる官能基ハンドルを有する。これらのジアミンの各々へのリンカーは、４３’・Ｅｕ型錯体に追加の官能基ハンドルを付与するために使用し得るか、または４０’・Ｅｕ型の錯体において唯一の官能基リンカーとして使用し得る。行Ｈは、目的の種を感知するかまたはこれと反応する方法を提供し得るジアミン架橋を含む。最初のエントリーは、カリウムイオンを結合する１８−クラウン−６エーテル官能基を含む。シアノおよびシクロヘキセンの例は、特定の遷移金属を結合し得るが、ブチンジアミンは、有機アジドとの反応を促進し得る。
実施例２５
溶解度のためのペンダント１，２−ＨＯＰＯ単位への結合のための代表的な新しい官能基および追加の結合点を以下に示す。
Figure 2021515051
１４の代わりに８’（またはその派生物）を３８’または４１’と反応させることにより、上で示した構造を得ることができる。そのような種は、リガンドに添加されるアミノポリエチレングリコールおよびグルコサミン（上に示されている）など基の可溶化を可能にし、水中の金属錯体の溶解度を高める。ジアミン（または類似の二官能性部分）を添加することにより、追加の結合点を有するリガンドが生成される。
実施例２６
Figure 2021515051
 スキーム１６．本発明の化合物４３ｂ’およびその前駆体の代表的な合成スキーム。
実施例２７
Figure 2021515051
 スキーム１７．ＨＯＰＯ−Ｌｙｓ−環式−ＲＤＧｙＫの代表的な合成スキーム。
二価ペプチド結合体ＨＯＰＯ−Ｌｙｓ−環状−ＲＤＧｙＫを、スキーム１７に概説するようにして合成する。シクロ（ＲＤＧｙＫ）は、Ａｎａｓｐｅｃから入手可能な、膵臓癌で過剰発現しているαｖβ３インテグリンに結合するペプチドである。
実施例２８
Figure 2021515051
 スキーム１８．本発明の化合物２９ｂ’の代表的な合成スキームおよびその前駆体。
実施例２９
化合物２９、３３、および４３から生成することができる有用な化学種の代表例としての化合物２９−Ｃａ−ＮＨＳの合成。
Figure 2021515051
スキーム１９．化合物２９、３３、および４３から生成することができる錯体の代表例としての化合物２９・Ｃａまたは２９・Ｍｇの合成スキーム。
例えば、Ｃａ２９（またはＭｇ・２９）は、２９をＤＭＦ中の１．２モル当量のＣａＣｌ２（またはＭｇＣｌ２）と最初に混合し、続いて真空下で溶媒を除去することによって調製することができる。
Figure 2021515051
スキーム２０．化合物２９、３３、および４３から生成することができる有用な種の代表例としての化合物２９−Ｃａ−ＮＨＳの合成スキーム。
錯体Ｃａ・２９、Ｃａ・３３、およびＣａ・４３の反応性ＮＨＳエステルは、適切なＣａ（ＩＩ）錯体をＤＭＦおよびトリエチルアミン中の過剰な（１０当量）ジ（Ｎ−スクシンイミジル）グルタメート（ＤＳＧ）で処理することにより生成することができる。反応性ＮＨＳエステルは、金属錯体をタンパク質上のリジン残基、または目的の他の標的基のアミンに結合するのに有用である。例えば、Ｃａ・２９は、２９をＤＭＦ中の１．２モル当量のＣａＣｌ２と最初に混合し、続いて真空下で溶媒を除去することにより調製することができる。次いで、このようにして調製されたＣａ・２９錯体を、実施例２１でＥｕ・２９について記載したように、ＤＭＦ中の過剰のＤＳＧと反応させることができる。Ｃ５１Ｈ５７ＣａＮ１２Ｏ１９のＨＲＭＳ−ＥＳＩ（ｍ／ｚ、［Ｍ＋Ｈ］−）の計算値：１１８１．３４９４、実測値：１１８１．３５０２。ＤＳＧとの反応前にＣａ（ＩＩ）錯体を形成することにより、ＮＨＳ官能基と非生産的に反応することからキレートが保護される。同じ目的のために、Ｍｇ（ＩＩ）を成功裏に使用することができることにも留意すべきである。Ｃａ（ＩＩ）およびＭｇ（ＩＩ）の両方は、ランタニド（Ｅｕ（ＩＩＩ）およびＬｕ（ＩＩＩ）を含む）、アクチニド（Ｔｈ（ＩＶ）を含む）、および遷移金属（Ｚｒ（ＩＶ）を含む）などの、Ｃａ（ＩＩ）またはＭｇ（ＩＩ）よりも強く結合するより高い原子価（酸化状態ＩＩＩまたはＩＶ）の金属イオンに容易に置き換えることができる。したがって、Ｃａ（ＩＩ）またはＭｇ（ＩＩ）錯体は、目的の放射性同位元素で標識することができる好都合に反応性である二官能性キレート剤を提供するのに非常に有用である。
２９−ＮＨＳ、３３−ＮＨＳ、または４３−ＮＨＳの分解を防ぐために最初にＣａ（ＩＩ）またはＭｇ（ＩＩ）錯体を形成することの有用性を示すため、最初に、ＣａまたはＭｇを添加せずに３３−ＮＨＳを形成した結果、およびＤＭＦ溶液中でのその結果得られる安定性を次の図に示す。本実施例の以下のすべてのＨＰＬＣクロマトグラムは、分析の便宜上、注入の５分前に１０モル当量のＥｕＣｌ３を添加した後に収集されていることに留意されたい。
Ｃａ（ＩＩ）またはＭｇ（ＩＩ）の非存在下で３３・ＮＨＳを形成および単離することが可能であるが、得られた３３・ＮＨＳ生成物は著しく不安定であることが、図２５に示すＨＰＬＣデータから明らかである。３３・ＮＨＳ生成物がＤＭＦに溶解され、室温で１日インキュベートすると、測定可能量の所望の３３・ＮＨＳ生成物は溶液中に残存しない。比較のため、図２６に示すように、３３・Ｃａ錯体を使用して全く同じ実験を行った。
３３のＣａ錯体の形成（代表例として）により、３３・ＮＨＳ反応生成物と比較して溶液中での分解に対する安定性が向上した３３・Ｃａ・ＮＨＳ反応生成物が得られることが、ＨＰＬＣデータから明らかである。以下の図では、室温でＤＭＦ中で１日間インキュベートした後の３３・Ｃａ・ＮＨＳおよび３３・Ｍｇ・ＮＨＳの反応生成物の両方についてのＨＰＬＣデータを示し、これは、ＭｇがＣａと同じ保護目的に使用することができることを示している。
本明細書に記載した実施例および実施形態は、単に例示を目的とし、それを踏まえた様々な修正または変更が当業者に示唆され、本出願の趣旨および権限ならびに添付の特許請求の範囲の範囲内に含まれることが理解される。本明細書で引用したすべての刊行物、特許、および特許出願は、あらゆる目的のためにそれらの全体が参照により本明細書に組み込まれる。

Claims (48)

  1. 以下から選択される構造を有する化合物であって、
    Figure 2021515051
     式中、
    Ｌ１およびＬ２は、独立して選択される足場部分であり、
    Ａｂ１およびＡｂ２は、独立して選択される架橋キレート部分であり、
    Ａｐ１およびＡｐ２は、独立して選択されるペンダントキレート部分である、化合物。
  2. Ｌ１が、以下の構造を有し、
    Figure 2021515051
     式中、
    Ｌ１ａが、置換または非置換アルキル、置換または非置換アルケニル、置換または非置換アルキニル、置換または非置換シクロアルキル、置換または非置換シクロアルケニル、置換または非置換ヘテロアルキル、置換または非置換ヘテロシクロアルキル、置換または非置換アリール、置換または非置換アリールアルキル、置換または非置換ビアリール、置換または非置換ヘテロアリール、および置換または非置換多環式環系から選択され、
    Ｌｘ６が、独立して、Ｈ、反応性官能基へのリンカー、および標的化部分へのリンカーから選択され、
    Ｌ１ｂおよびＬ１ｃが、独立して、結合、−Ｃ（Ｏ）−、置換または非置換アルキル、および置換または非置換ヘテロアルキルから選択され、
    ＲＬ１およびＲＬ２が、独立して、Ｈ、置換または非置換アルキル、および置換または非置換ヘテロアルキルから選択される、請求項１に記載の化合物。
  3. Ｌ１ｂおよびＬ１ｃが、独立して、結合、−Ｃ（Ｏ）−、−（ＣＨ２）ａＣ（Ｏ）−、および−Ｏ（ＣＨ２）ａＣ（Ｏ）−から選択され、式中、ａが、１、２、３、４、５、および６から選択される整数である、請求項２に記載の化合物。
  4. Ｌ１ｂおよびＬ１ｃが、各々、−Ｃ（Ｏ）−である、請求項２に記載の化合物。
  5. ＲＬ１およびＲＬ２が、各々、Ｈである、請求項２〜４のいずれか一項に記載の化合物。
  6. Ｌ１が、以下の構造を有し、
    Figure 2021515051
     式中、
    Ｌｘ６が、独立して、Ｈ、反応性官能基へのリンカー、および標的化部分へのリンカーから選択される、請求項１〜５のいずれか一項に記載の化合物。
  7. Ｌ１ａが、以下の構造を有し、
    Figure 2021515051
     式中、
    Ｒｅ１、Ｒｅ２、Ｒｅ３、およびＲｅ４が、独立して、Ｈ、シアノ、置換または非置換アルキル、置換または非置換アルケニル、置換または非置換アルキニル、置換または非置換シクロアルキル、置換または非置換シクロアルケニル、置換または非置換ヘテロアルキル、置換または非置換ヘテロシクロアルキル、置換または非置換アリール、および置換または非置換ヘテロアリールから選択され、
    Ｒｅ１、Ｒｅ２、Ｒｅ３、およびＲｅ４から選択される２つのメンバーが、それらが結合している原子と一緒に、任意選択で結合されて、置換または非置換シクロアルキル、置換または非置換シクロアルケニル、置換または非置換ヘテロシクロアルキル、置換または非置換アリール、置換または非置換ヘテロアリールから選択される置換または非置換の環（または環系）を形成する、請求項２〜６のいずれか一項に記載の化合物。
  8. Ｌ１ａが、以下から選択され、
    Figure 2021515051
     式中、
    ｎが、０、１、２、３、４、５、および６から選択される整数であり、
    各ＲおよびＲ１ａが、独立して、Ｈ、置換または非置換アルキル、置換または非置換ヘテロアルキル、反応性官能基、および修飾部分から選択され、
    Ｘが、Ｏ、Ｓ、またはＣＨ２である、請求項２〜６のいずれか一項に記載の化合物。
  9. Ｌ１ａが、以下の構造を有する、請求項２〜８のいずれか一項に記載の化合物。
    Figure 2021515051
  10. Ｌ２が、以下の構造を有し、
    Figure 2021515051
     式中、
    Ｌ２ａ、Ｌ２ｂ、およびＬ２ｃが、独立して、置換または非置換アルキル、および置換または非置換ヘテロアルキルから選択され、
    Ｌ２ｄ、Ｌ２ｅ、Ｌ２ｆ、およびＬ２ｇが、独立して、結合、−Ｃ（Ｏ）−、置換または非置換アルキル、および置換または非置換ヘテロアルキルから選択され、
    ＲＬ３およびＲＬ４が、独立して、水素、置換または非置換アルキル、および置換または非置換ヘテロアルキルから選択される、請求項１〜９のいずれか一項に記載の化合物。
  11. Ｌ２ｄ、Ｌ２ｅ、Ｌ２ｆおよびＬ２ｇが、独立して、結合、−Ｃ（Ｏ）−、−（ＣＨ２）ａＣ（Ｏ）−、および−Ｏ（ＣＨ２）ａＣ（Ｏ）−から選択され、式中、ａが、１、２、３、４、５、および６から選択される整数である、請求項１０に記載の化合物。
  12. Ｌ２ｄ、Ｌ２ｅ、Ｌ２ｆ、およびＬ２ｇが、各々、−Ｃ（Ｏ）−である、請求項１０に記載の化合物。
  13. ＲＬ３およびＲＬ４が、各々、Ｈである、請求項１０〜１２のいずれか一項に記載の化合物。
  14. Ｌ２が、以下の構造を有する、請求項１０〜１３のいずれか一項に記載の化合物。
    Figure 2021515051
  15. Ａｐ１−Ｌ２−Ａｐ２が、以下の構造を有する、請求項１０〜１４のいずれか一項に記載の化合物。
    Figure 2021515051
  16. Ａｐ１−Ｌ２−Ａｐ２が、以下の構造を有する、請求項１０〜１５のいずれか一項に記載の化合物。
    Figure 2021515051
  17. Ｌ２ａ、Ｌ２ｂ、およびＬ２ｃが、独立して、置換または非置換Ｃ１〜Ｃ８アルキルから選択される、請求項１０〜１６のいずれか一項に記載の化合物。
  18. Ｌ２ａおよびＬ２ｃが、独立して、置換または非置換Ｃ２、Ｃ３、およびＣ４アルキルから選択され、
    Ｌ２ｂが、置換または非置換Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、およびＣ５アルキルから選択される、請求項１７に記載の化合物。
  19. Ｌ２が、以下の構造を有し、
    Figure 2021515051
     式中、
    Ｌｘ１、Ｌｘ２、Ｌｘ３、Ｌｘ４、およびＬｘ５が、独立して、Ｈ、反応性官能基へのリンカー、および標的化部分へのリンカーから選択される、請求項１０〜１５のいずれか一項に記載の化合物。
  20. 以下の構造を有し、
    Figure 2021515051
     式中、
    Ｌ１ａが、置換または非置換アルキル、置換または非置換アルケニル、置換または非置換アルキニル、置換または非置換シクロアルキル、置換または非置換シクロアルケニル、置換または非置換ヘテロアルキル、置換または非置換ヘテロシクロアルキル、置換または非置換アリール、置換または非置換アリールアルキル、置換または非置換ビアリール、置換または非置換ヘテロアリール、および置換または非置換多環式環系から選択され、
    Ｌｘ６が、独立して、Ｈ、反応性官能基へのリンカー、および標的化部分へのリンカーから選択され、
    Ｌ２ａ、Ｌ２ｂ、およびＬ２ｃが、独立して、置換または非置換アルキル、および置換または非置換ヘテロアルキルから選択される、請求項１に記載の化合物。
  21. Ａｂ１、Ａｂ２、Ａｐ１、およびＡｐ２が、独立して、以下から選択され、
    Figure 2021515051
     式中、
    ＡおよびＧが、独立して、炭素、窒素、および酸素から選択され、
    Ｊが、炭素および窒素から選択され、
    各Ｒ１およびＲ２が、独立して、Ｈ、酵素的に不安定な基、加水分解的に不安定な基、代謝的に不安定な基、光分解的に不安定な基、および単一の負電荷から選択され、
    各Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８、Ｒ９、およびＲ１０が、独立して、Ｌ１またはＬ２への結合、Ｌ１またはＬ２に結合されたアルカンジイル、Ｈ、置換または非置換アルキル、置換または非置換ヘテロアルキル、ハロゲン、ＣＮ、−ＣＦ３、−Ｃ（Ｏ）Ｒ１７、−ＳＯ２ＮＲ１７Ｒ１８、−ＮＲ１７Ｒ１８、−ＯＲ１７、−Ｓ（Ｏ）２Ｒ１７、−ＣＯＯＲ１７、−Ｓ（Ｏ）２ＯＲ１７、−ＯＣ（Ｏ）Ｒ１７、−Ｃ（Ｏ）ＮＲ１７Ｒ１８、−ＮＲ１７Ｃ（Ｏ）Ｒ１８、−ＮＲ１７ＳＯ２Ｒ１８、および−ＮＯ２から選択され、
    式中、
    Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８、Ｒ９、およびＲ１０のうちの少なくとも２つが、任意選択で結合されて、置換または非置換シクロアルキル、置換または非置換ヘテロシクロアルキル、置換または非置換アリール、および置換または非置換ヘテロアリールから選択される環系を形成し、
    Ｒ１７およびＲ１８が、独立して、Ｈ、置換または非置換アルキル、置換または非置換ヘテロアルキル、置換または非置換アリール、置換または非置換ヘテロアリール、および置換または非置換ヘテロシクロアルキルから選択され、
    Ｒ１７およびＲ１８が、それらが結合している原子と一緒に、任意選択で結合されて、５、６、または７員環を形成し、
    Ａが酸素である場合、Ｒ９は存在せず、
    Ｇが酸素である場合、Ｒ７は存在せず、
    Ａｂ１およびＡｂ２が、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８、Ｒ９、およびＲ１０から選択される２つのメンバーを介してＬ１およびＬ２に結合され、
    Ａｐ１およびＡｐ２が、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８、Ｒ９、およびＲ１０から選択されるメンバーを介してＬ２に結合されている、請求項１〜２０のいずれか一項に記載の化合物。
  22. Ａｂ１が、式（Ｉ）による構造を有する場合、Ａｂ１は、Ｒ６およびＲ１０を介してＬ１およびＬ２に結合され、
    Ａｂ１が、式（ＩＩ）または（ＩＩＩ）による構造を有する場合、Ａｂ１は、Ｒ６およびＲ９を介してＬ１およびＬ２に結合され、
    Ａｂ２が、式（Ｉ）による構造を有する場合、Ａｂ２は、Ｒ６およびＲ１０を介してＬ１およびＬ２に結合され、
    Ａｂ２が、式（ＩＩ）または（ＩＩＩ）による構造を有する場合、Ａｂ２は、Ｒ６およびＲ９を介してＬ１およびＬ２に結合され、
    Ａｐ１が、式（Ｉ）による構造を有する場合、Ａｐ１は、Ｒ６またはＲ１０を介してＬ２に結合され、
    Ａｐ１が、式（ＩＩ）または（ＩＩＩ）による構造を有する場合、Ａｐ１は、Ｒ６またはＲ９を介してＬ２に結合され、
    Ａｐ２が、式（Ｉ）による構造を有する場合、Ａｐ２は、Ｒ６またはＲ１０を介してＬ２に結合され、
    Ａｐ２が、式（ＩＩ）または（ＩＩＩ）による構造を有する場合、Ａｐ２は、Ｒ６またはＲ９を介してＬ２に結合されている、請求項２０に記載の化合物。
  23. Ａｂ１、Ａｂ２、Ａｐ１、およびＡｐ２が、各々独立して、以下から選択される、請求項２１に記載の化合物：
    Figure 2021515051
  24. Ａｂ１が、式（１）による構造を有する場合、Ａｂ１は、Ｒ６およびＲ１０を介してＬ１およびＬ２に結合され、
    Ａｂ１が、式（２ａ）、（２ｂ）、（３）、（４）、または（５）による構造を有する場合、Ａｂ１は、Ｒ６およびＲ９を介してＬ１およびＬ２に結合され、
    Ａｂ２が、式（１）による構造を有する場、Ａｂ２は、Ｒ６およびＲ１０を介してＬ１およびＬ２に結合され、
    Ａｂ２が、式（２ａ）、（２ｂ）、（３）、（４）、または（５）による構造を有する場合、Ａｂ２は、Ｒ６およびＲ９を介してＬ１およびＬ２に結合され、
    Ａｐ１が、式（１）による構造を有する場合、Ａｐ１は、Ｒ６またはＲ１０を介してＬ２に結合され、
    Ａｐ１が、式（２ａ）、（２ｂ）、（３）、（４）、または（５）に記載の構造を有する場合、Ａｐ１は、Ｒ６またはＲ９を介してＬ２に結合され、
    Ａｐ２が、式（１）による構造を有する場合、Ａｐ２は、Ｒ６またはＲ１０を介してＬ２に結合され、
    Ａｐ２が、式（２ａ）、（２ｂ）、（３）、（４）、または（５）に記載の構造を有する場合、Ａｐ２は、Ｒ６またはＲ９を介してＬ２に結合されている、請求項２３に記載の化合物。
  25. Ａｂ１およびＡｂ２が、独立して、以下から選択されるメンバーであり、
    Figure 2021515051
     式中、
    各Ｒ７およびＲ８が、独立して、Ｌ１またはＬ２への結合、Ｌ１またはＬ２に結合されたアルカンジイル、Ｈ、置換または非置換アルキル、置換または非置換ヘテロアルキル、ハロゲン、ＣＮ、−ＣＦ３、−Ｃ（Ｏ）Ｒ１７、−ＳＯ２ＮＲ１７Ｒ１８、−ＮＲ１７Ｒ１８、−ＯＲ１７、−Ｓ（Ｏ）２Ｒ１７、−ＣＯＯＲ１７、−Ｓ（Ｏ）２ＯＲ１７、−ＯＣ（Ｏ）Ｒ１７、−Ｃ（Ｏ）ＮＲ１７Ｒ１８、−ＮＲ１７Ｃ（Ｏ）Ｒ１８、−ＮＲ１７ＳＯ２Ｒ１８、および−ＮＯ２から選択され、
    式中、
    Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８、Ｒ９、およびＲ１０のうちの少なくとも２つが、任意選択で結合されて、置換または非置換シクロアルキル、置換または非置換ヘテロシクロアルキル、置換または非置換アリール、および置換または非置換ヘテロアリールから選択される環系を形成し、
    Ｒ１７およびＲ１８が、独立して、Ｈ、置換また非置換アルキル、置換または非置換ヘテロアルキル、置換または非置換アリール、置換または非置換ヘテロアリール、および置換または非置換ヘテロシクロアルキルから選択され、
    Ｒ１７およびＲ１８が、それらが結合している原子と一緒に、任意選択で結合されて、５、６、または７員環を形成する、請求項１〜２４のいずれか一項に記載の化合物。
  26. Ａｂ１およびＡｂ２が、各々独立して、以下から選択される、請求項１〜２５のいずれか一項に記載の化合物：
    Figure 2021515051
  27. Ａｂ１およびＡｂ２が、各々独立して、以下から選択される、請求項１〜２６のいずれか一項に記載の化合物。
    Figure 2021515051
  28. 以下から選択される構造の請求項２７に記載の化合物であって、
    Figure 2021515051
     式中、
    Ｌ１ａが、置換または非置換アルキル、置換または非置換アルケニル、置換または非置換アルキニル、置換または非置換シクロアルキル、置換または非置換シクロアルケニル、置換または非置換ヘテロアルキル、置換または非置換ヘテロシクロアルキル、置換または非置換アリール、置換または非置換アリールアルキル、置換または非置換ビアリール、置換または非置換ヘテロアリール、および置換または非置換多環式環系から選択され、
    Ｌｘ６が、独立して、Ｈ、反応性官能基へのリンカー、および標的化部分へのリンカーから選択され、
    Ｌ２ａ、Ｌ２ｂ、およびＬ２ｃが、独立して、置換または非置換アルキル、および置換または非置換ヘテロアルキルから選択される、化合物。
  29. Ａｐ１およびＡｐ２が、各々独立して、以下から選択される、請求項１〜２８のいずれか一項に記載の化合物：
    Figure 2021515051
  30. Ａｐ１およびＡｐ２が、各々独立して、以下から選択される、請求項１〜２９のいずれか一項に記載の化合物。
    Figure 2021515051
  31. 以下から選択される構造の請求項１〜３０のいずれか一項に記載の化合物であって、
    Figure 2021515051
     式中、
    Ｌｘ１およびＬｘ６が、独立して、Ｈ、反応性官能基へのリンカー、および標的化部分へのリンカーから選択される、化合物。
  32. 前記化合物が、反応性官能基へのリンカーまたは標的化部分へのリンカーを含む、請求項１〜３１のいずれか一項に記載の化合物。
  33. Ｌ１、Ｌ２、Ａｐ１、およびＡｐ２のうちの少なくとも１つが、反応性官能基へのリンカーまたは標的化部分へのリンカーで置換されている、請求項１〜３２のいずれか一項に記載の化合物。
  34. Ｌ１ａが、反応性官能基へのリンカーまたは標的化部分へのリンカーで置換されている、請求項１〜３３のいずれか一項に記載の化合物。
  35. Ｌ２ａ、Ｌ２ｂ、およびＬ２ｃのうちの少なくとも１つが、反応性官能基へのリンカーまたは標的化部分へのリンカーで置換されている、請求項１〜３４のいずれか一項に記載の化合物。
  36. Ｌ２ｂが、反応性官能基へのリンカーまたは標的化部分へのリンカーで置換されている、請求項１〜３５のいずれか一項に記載の化合物。
  37. 前記反応性官能基への前記リンカーまたは前記標的化部分への前記リンカーが、以下の構造を有し、
    −Ｌ１１−Ｆｘ、
    式中、Ｌ１１が、結合、アシル、置換または非置換アルキル、置換または非置換ヘテロアルキル、置換または非置換シクロアルキル、置換または非置換ヘテロシクロアルキル、置換または非置換アリール、および置換または非置換ヘテロアリールから選択され、
    Ｆｘが、反応性官能基、保護された官能基、および標的化部分から選択される、請求項１〜３６のいずれか一項に記載の化合物。
  38. 前記反応性官能基への前記リンカーまたは前記標的化部分への前記リンカーが、以下の構造を有し、
    Figure 2021515051
     式中、
    ＲＬが、置換または非置換アルキル、および置換または非置換ヘテロアルキルから選択され、
    Ｆｘが、反応性官能基、保護された官能基、および標的化部分から選択される、請求項１〜３７のいずれか一項に記載の化合物。
  39. 前記反応性官能基への前記リンカーが、以下の構造を有する、請求項１〜３８のいずれか一項に記載の化合物：
    Figure 2021515051
  40. 請求項１〜３９のいずれか一項に記載の化合物およびこれと錯体形成された金属イオンを含む、錯体。
  41. 前記イオンが、ランタニドおよびアクチニドから選択される金属のイオンである、請求項４０に記載の錯体。
  42. 前記イオンが、ジルコニウム（Ｚｒ）、鉄（Ｆｅ）、インジウム（Ｉｎ）、ユウロピウム（Ｅｕ）、ホルミウム（Ｈｏ）、ルテチウム（Ｌｕ）、イットリウム（Ｙ）、テルビウム（Ｔｂ）、イッテルビウム（Ｙｂ）、ガドリニウム（Ｇｄ）、サマリウム（Ｓｍ）、ジスプロシウム（Ｄｙ）、エルビウム（Ｅｒ）、トリウム（Ｔｈ）、カルシウム（Ｃａ）、およびマグネシウム（Ｍｇ）から選択される金属のイオンである、請求項４０に記載の錯体。
  43. 前記錯体が、発光性である、請求項４０に記載の錯体。
  44. 前記イオンが、Ｅｕ、Ｔｂ、Ｓｍ、およびＤｙから選択される金属のイオンである、請求項４０に記載の錯体。
  45. 前記イオンが、Ｇｄのイオンである、請求項４０に記載の錯体。
  46. 前記イオンが、放射性核種である、請求項４０に記載の錯体。
  47. 前記金属イオンが、Ｚｒ（ＩＶ）、Ｆｅ（ＩＩＩ）、Ｓｃ（ＩＩＩ）、Ｉｎ（ＩＩＩ）、Ｅｕ（ＩＩＩ）、Ｈｏ（ＩＩＩ）、Ｌｕ（ＩＩＩ）、Ｙ（ＩＩＩ）、Ｔｂ（ＩＩＩ）、Ｙｂ（ＩＩＩ）、Ｇｄ（ＩＩＩ）、Ｓｍ（ＩＩＩ）、Ｄｙ（ＩＩＩ）、Ｅｒ（ＩＩＩ）、Ｔｈ（ＩＶ）、Ｃａ（ＩＩ）、およびＭｇ（ＩＩ）から選択される、請求項４０に記載の錯体。
  48. 前記金属イオンが、２２７Ｔｈ（ＩＶ）、８９Ｚｒ（ＩＶ）、および１７７Ｌｕ（ＩＩＩ）から選択される、請求項４０に記載の錯体。

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