JP5774120B2 - 病原体レクチンに対する抗感染性としてのグリコミメティック化合物 - Google Patents
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Description
(式中、R’は水素原子、ヒドロキシル基、もしくはアミノである)を表し、
Bは、A−C基
{式中、
Aは、独立して、酸素原子、硫黄原子、NH基、もしくは(CH2)i基(式中、iは1から10の整数である)から選択され、
Cは、独立して、水素、アルキル、アルケニル、アルキニルから選択されるか、又は、
Cは、次に示す式の基
(式中、
nは1〜3の整数であり、
Vは、CH2、C6H4(フェニル“Ph”)、CH2−CH2−O−CH2、CH2−CO−NH−CH2であり、
mは1〜15の整数であり、
Uは、存在しないか、もしくはCH2である)であり、
かつ、該カリキサレン系グリコシル化化合物(I)の4つのC基のうちの少なくとも1つは、次に示す前記式の基
これは以下のリンカー:CO―NH−CH2−CH2−O−CH2−CH2に相当する。
・n=1、m=1、V=C6H4(“Ph”)、Uは存在しない、
これは以下のリンカー:CO―NH−C6H4に相当する。
・n=1、m=1、V=CH2−CO−NH−CH2、U=CH2、
これは以下のリンカー:CO―NH−CH2−CO−NH−CH2−CH2に相当する。
コーンコンホメーション(cone conformation):
(a)次に示す式(IV)
(b)次に示す式(II)
Xは、アセタート(CH3CO)、ベンゾアート(C6H5CO)、もしくはベンジル(C6H5CH2)を含む基から選択される保護基を表し、この保護基が、糖ヒドロキシル基(前述した該糖の式参照)の酸素原子に結合している)の保護カリキサレン系グリコシル化化合物を製造する段階であって、リンカーの端部に隣接したアジド官能基を有する次の式(III)
該炭水化物が、一方の端部でアルコール官能基を、他方の端部でアジド基を有したリンカーによるグリコシル化によって製造される、前記段階と、
(c)式(II)の該保護カリキサレン系グリコシル化化合物の保護基の脱保護によって、請求項1〜10のいずれか1項に定義されるカリキサレン系グリコシル化化合物(I)を得る段階と、
を含むことを特徴とする、方法を提供するものである。
カリキサレン系グリコシル化化合物(I)の製造
一般式(I)で表されるカリキサレン系グリコシル化化合物を製造するために、この実施例で使用された概略的合成スキームを図1a及び1bに示している。そこでは、式(IV)のプロパルギル化カリックス[4]アレーンは、式(V)のカリックス[4]アレーンと、式(VI)のプロパルギル化化合物との位置選択的多重プロパルギル化によって得られる。次いで、式(IV)のプロパルギル化カリックス[4]アレーンは、式(III)の炭水化物誘導体と結合して式(II)のアセチル保護カリキサレン系グリコシル化化合物となり、これを加水分解により脱保護することによって、カリキサレン系グリコシル化化合物(I)が得られる。
Dは、−CH2−基を表し、
Eは、tert―ブチル基であるアルキル基を表し、
B基で定義されたAは、酸素原子を表し、
C基で定義された糖は、β−D―ガラクトシルであり、及び
C基で定義されたリンカーは、それぞれ
・CO−NH−CH2−CH2−O−CH2−CH2:(化合物“19”参照);
・CO−NH−CH2−CO−NH−CH2−CH2(化合物“21”、“23”、及び“25”参照);
・CO−NH−C6H4(化合物“27”、“29”、及び“31”参照)。
グリコミメティック19、25、及び31は、1,3−交互コンホメーション、
グリコミメティック21及び27は、コーンコンホメーション、
グリコミメティック23及び29は、部分的コーンコンホメーション。
S、シングレット;d、シングレット;t、トリプレット;q、カルテット;m、マルチプレット、及びbs、ブロードシングレット。
赤外スペクトルはATR装置を備えたFT―IR spectrometerを用いて記録した。高解像度(LSIMS)マススペクトルはThermo Finnigan Mat95XL spectrometerを用いてpositiveモードで記録した。
ESIマススペクトルはThermo Finnigan LCQ spectrometerを用いてpositiveモードで記録した。高解像度(HR―ESI―QTOF)マススペクトルはBruker MicroOTOF-Q II XL spectrometerを用いてpositiveモードで記録した。
MALDI−ToFマススペクトルについて、マトリックスとしてCHCA(φ−シアノー4−ヒドロキシケイ皮酸、MeOH中10g・L−1)及びNaI(アセトン中10g・L−1)を用いてVoyager DE-STR spectrometer(Applied Biosystem)を使用して、陽イオンリフレクトロンモードで記録した。薄層クロマトグラフィー(TLC)をシリカゲル60 F254(Merck)で被覆したアルミニウムシート上で行った。TLCプレートはUV光(λ=254nm)により検出し、EtOH/H2O(95:5v/v)中に10%H2SO4を含む混合物を用いた処理で展開し、次いで加熱した。
シリカゲルカラムクロマトグラフィーは、シリカゲルSi 60(40〜63μm)を用いて行った。旋光性についてはPerkin Elmer polarimeterを用いて測定した。
他に断りがない限り、脱気したDMF中、アルキン官能化化合物、ヨウ化銅、DIPEA及びアジド誘導体をBiotage Initiator2〜5mlのバイアルに導入した。該バイアルをアルゴンでフラッシュし、その溶液に対し30秒間超音波処理を行った。
該バイアルをセプタムキャップ(septum cap)で閉じ、110℃で10分間、マイクロ波を照射して加熱した(溶媒吸収レベル:High)。該バイアルを開封した後、生成物が部分的に水に溶けるときは、該粗混合物を濃縮しフラッシュクロマトグラフィーの前にトルエンとの同時蒸発を3回行った。生成物が全然水に溶けないときは、該混合物をEtOAc(200mL)で希釈した。その有機層を150mLの1N HCl、飽和NaHCO3、水及び塩水で連続して洗浄した。該有機層を乾燥(Na2SO4)、ろ過、蒸発させた。その粗生成物をフラッシュシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、所望する環状付加化合物を得た。
他に断りがない限り、前記グリコシド又は糖質クラスター(1eq.)を蒸留MeOH、超純水及び超純トリエチルアミン(5:1:1:1、v/v/v/v)に懸濁した。該混合物を室温下で2〜4日間撹拌した。溶媒を蒸発させ、トルエンと3回同時蒸発させた。その結果生じた白色フォーム(white foam)を超純水(5mL)に溶解し、凍結乾燥させて、純正なグリコミメティックを得た。
新たに蒸留したジクロロメタン(60mL)に1(2g、5.1mmol)、トリフルオロ酢酸銀(1.7g、7.7mmol、1.5eq.)及び2−(2−クロロエトキシ)エタノール(0.957g、7.7mmol、1.5eq.)を溶解した撹拌溶液に、室温でSnCl4(CH2Cl2中1M、15.4mL、15.4mmol、3eq.)を滴下した(60分以内―シリンジポンプ)。該混合物は光から保護した。全てのSnCl4を添加して10分後に出発物質の消失が観察された(TLCモニタリング)。該混合物を飽和NaHCO3水溶液に移し、pHが8になるまでpHを確認した。該溶液を15分激しく撹拌した。該二相溶液をCH2Cl2(3×150mL)で抽出した。該有機層を混合して、飽和NaHCO3水溶液(2×150mL)、水(2×150mL)及び塩水(150mL)で連続して洗浄した。濃縮及び高真空でCH2Cl2を完全に除去した後、粗生成物(淡黄色ガム質)を無水DMF(50mL)に溶解した。アジ化ナトリウム(1.66g、25.6mmol、5eq.)及びテトラーn―ブチルヨウ化アンモニウム(0.378g、1.0mmol、0.2eq.)を加え、該混合物をアルゴン下、80℃で16時間撹拌した。該混合物をr.t.に冷却、ろ過して、該固形物をEtOAcで洗浄した。ろ過物をEtOAcで希釈して全量を400mLとした。該有機層を、飽和NaHCO3水溶液(2×100mL)、水(2×100mL)及び塩水(100mL)で連続して洗浄し、乾燥した。濃縮後、該残留物(黄色〜橙色ガム質)をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(PE/EtOAc、6:4)で精製して、対応するアジド官能化β―グリコシド2(無色のガム質)を得た(1.348g、2段階以上57%)。Rf=0.31(PE:EtOAc、6:4)。[α]D=−3.9°(c=1、CH2Cl2)。
新たに蒸留したジクロロメタン40mLを、2(0.951g、2.06mmol)を含む丸底フラスコにアルゴン下で添加した。該混合物を3サイクルの真空/アルゴンで脱気した。次いで、Pd/C(10wt%)を0.219mg(0.21mmol、0.1eq.)添加し、該混合物を3サイクルの真空/アルゴンに供した。該溶液は、3サイクルの真空/水素により水素雰囲気に供し、r.t.で20時間撹拌した。アジド部分の還元はTLC(EtOAc)によってモニターすることができる。20時間後に出発物質が存在しているときは、フラスコをアルゴンでフラッシュした後、Pd/Cを添加することができる。3サイクルの真空/アルゴンを行った後、該混合物はr.t.でさらに数時間撹拌することができる。出発物質が完全になくなった後、該混合物をアルゴンでフラッシュし、Et3N(575μL、4.12mmol、2eq.)を添加した。ブロモアセチルブロミド(214μL、2.47mmol、1.2eq.)を滴下し、12時間撹拌した。Pd/Cを除去するため、該混合物をセライト(CH2Cl2)のプラグを通してろ過した。CH2Cl2(250mL)中の粗生成物を1N HCl(2×100mL)、飽和NaHCO3(2×100mL)、水(2×100mL)及び塩水(100mL)で洗浄した。乾燥(Na2SO4)、濃縮、高真空でCH2Cl2を完全に除去した後、該粗生成物(淡橙色ガム質)を無水DMF(30mL)に溶解した。アジ化ナトリウム(0.67g、10.3mmol、5eq.)及びテトラーn―ブチルヨウ化アンモニウム(0.152g、0.41mmol、0.2eq.)を添加し、該混合物をアルゴン下80℃で16時間撹拌した。該混合物をr.t.に冷却し、ろ過して、該固形物をEtOAcで洗浄した。該ろ過物をEtOAcで希釈し、全体を300mLとした。該有機層を、飽和NaHCO3水溶液(2×100mL)、水(2×100mL)及び塩水(100mL)で洗浄し、乾燥した。濃縮後、該残留物(橙色ガム質)をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(EtOAc)で精製して、アジド官能化β―グリコシド3(無色のガム質)を得た(590mg、3段階以上57%)。Rf=0.37(EtOAc)。[α]D=−13.3°(c=1、CH2Cl2)。HR−ESI―QTOF MS(positiveモード)m/z:C20H30N4NaO12[M+Na]+に対する計算値541.1752、実測値541.1744;C20H30N2NaO12[M+Na−N2]+に対する計算値513.1691、実測値513.1688。
2,3,4,6−テトラ―O―アセチルーβ―D−ガラクトピラノシド(“4”)
方法Aに従って白色フォーム(136mg、72%)として得た:DMF(3mL)中、3(158mg、0.30mmol、1eq.)、酢酸プロパルギル(45mg、0.46mmol、1.5eq.)、ヨウ化銅(5.8mg、0.1eq.)、及びDIPEA(159μL、3eq.)。該混合物をワークアップし、水層をCH2Cl2で抽出し、該粗生成物をシリカゲル(EtOAc)で精製して、化合物4を得た。Rf=0.16(EtOAc)。[α]D=−30.8°(c=0.4、CH2Cl2)。HR−ESI―QTOF MS(positiveモード)m/z:C25H36N4NaO14[M+Na]+に対する計算値639.2120、実測値639.2096。
d)1−[(1,2,3−トリアゾールー4−ヒドロキシメチルー1―イル)ーアセトアミド]―3−オキサペンター5−イル
β―D−ガラクトピラノシド(“5”)
方法Bに従って無色の油(72mg、94%)として得た:4(117mg、1eq.)、MeOH(2mL)、水(0.5mL)及びトリエチルアミン(0.5mL)。 [α]D=+2.9°(c=0.45、H2O)。HR−ESI―QTOF MS(positiveモード)m/z:C15H26N4NaO9[M+Na]+に対する計算値429.1586、実測値429.1592。
新たに蒸留したジクロロメタン(150mL)に1(5g、12.8mmol)、トリフルオロ酢酸銀(4.2g、19.2mmol、1.5eq.)及び2−クロロエタノール(1.3mL、19.2mmol、1.5eq.)を溶解した撹拌溶液に、SnCl4(CH2Cl2中1M、38.4mL、38.4mmol、3eq.)を室温で滴下した(120分以内―シリンジポンプ)。該混合物は光から保護した。出発物質と所望する化合物が同じRfであるため出発物質の消失は観察できなかった。3時間後(SnCl4添加終了後1時間)、該混合物を飽和NaHCO3水溶液(750mL)に移し、pHが8になるまでpHを確認した。該溶液を20分激しく撹拌した。該二相溶液をCH2Cl2(3×150mL)で抽出した。該有機層を混合して、飽和NaHCO3水溶液(2×150mL)、水(2×150mL)及び塩水(150mL)で連続して洗浄し、乾燥した(Na2SO4)。濃縮及び高真空でCH2Cl2を完全に除去した後、粗生成物(淡黄色ガム質)を無水DMF(80mL)に溶解した。アジ化ナトリウム(4.3g、66.3mmol、5eq.)及びテトラーn―ブチルヨウ化アンモニウム(0.491g、1.3mmol、0.1eq.)を加え、該混合物をアルゴン下、70℃で16時間撹拌した。該混合物をr.t.に冷却、ろ過して、該固形物をEtOAcで洗浄した。ろ過物をEtOAcで希釈して全量を400mLとした。該有機層を、飽和NaHCO3水溶液(2×100mL)、水(2×100mL)及び塩水(100mL)で連続して洗浄し、乾燥した。濃縮後、該残留物(黄色油)をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(PE/EtOAc、1:1)で精製して、対応するアジド官能化β―グリコシド6(無色のガム質)を得た(4.186g、2段階以上78%)。Rf=0.46(PE:EtOAc、1:1)。
新たに蒸留したCH2Cl2150mLを、6(3.875g、9.28mmol)を含む丸底フラスコにアルゴン下で添加した。該混合物を3サイクルの真空/アルゴンで脱気した。次いで、Pd/C(10wt%)を0.495g添加し、該混合物を3サイクルの真空/アルゴンに供した。該溶液は、3サイクルの真空/水素により水素雰囲気に供し、r.t.で20時間撹拌した。アジド部分の還元はTLC(PE/EtOAc、1:1)によってモニターすることができる。
出発物質が完全になくなった後、該混合物をアルゴンでフラッシュし、Pd/Cを除去するため、該混合物をセライト(CH2Cl2)のプラグを通してろ過した。
該粗生成物を真空下で濃縮して灰色フォームを生成した。N―クロロアセチルグリシン(2.11g、13.9mmol、1.5eq.)を含む第2の丸底フラスコ(250mL)に、無水DMF(45mL)及び蒸留CH2Cl2(50mL)をアルゴン下で添加した。NaCl/氷浴を用いて該混合物を−10℃に冷却し、その後、HOBt(2.51g、18.6mmol、2eq.)及びEDCl(2.81g、18.6mmol、2eq.)を添加した。該混合物を40分撹拌し、次いで該粗アミンのCH2Cl2溶液55mLを滴下した(2時間以内)。該反応はr.t.に上げることを許容し、r.t.で16時間撹拌した。次いで該粗混合物は濃縮し、EtOAc(400mL)に希釈して、HCl 1N(2×100mL)、飽和NaHCO3(2×100mL)、水(2×100mL)及び塩水(100mL)で洗浄した。乾燥(Na2SO4)、濃縮後、該残留物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(EtOAc)で精製して、クロロ官能化グリコシド7(白色フォーム)を得た(2.612g、2段階以上54%)。Rf=0.30(EtOAc)。[α]D=+8.2°(c=1、CH2Cl2)。ESI―MS(positiveモード)m/z:547.1[M+Na]+、1070.3[2M+Na]+HR―ESI―MS(positiveモード)m/z:C20H29ClN2NaO12[M+Na]+に対する計算値547.1307、実測値547.1306。
無水DMF(40mL)を、クロロ誘導体7(2.535g、4.8mmol)、アジ化ナトリウム(1.57g、24.1mmol、5eq.)及びテトラーn―ブチルヨウ化アンモニウム(0.355g、1.0mmol、5eq.)を含む100mL丸底フラスコに添加した。該混合物をアルゴン下で16時間撹拌した。出発物質と所望する化合物が同じRfであるため、TLCでは反応のモニタリングはできなかった。該混合物をr.t.に冷却、ろ過し、該固形物をEtOAcで洗浄した。該ろ過物はEtOAcで希釈して、全量を400mLとした。該有機層をNaHCO3水溶液(2×100mL)、水(2×100mL)及び塩水(100mL)で洗浄し、乾燥(Na2SO4)した。濃縮後、該残留物(黄色油)をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(EtOAc)で精製して、対応するアジド官能化グリコシド8(白色フォーム)を得た(2.00g、78%)。Rf=0.30(EtOAc)。[α]D=+3.0°(c=1、CH2Cl2)。HR−ESI―QTOF MS(positiveモード)m/z:C20H29N5NaO12[M+Na]+に対する計算値554.1705、実測値554.1715。
2,3,4,6−テトラ―O―アセチルーβ―D−ガラクトピラノシド(“9”)
方法Aに従って白色フォーム(176mg、99%)として得た:DMF(3mL)中、8(150mg、0.28mmol、1eq.)、酢酸プロパルギル(41mg、0.42mmol、1.5eq.)、ヨウ化銅(5.3mg、0.1eq.)、及びDIPEA(146μL、3eq.)。該粗混合物を蒸発させ、トルエンと3回同時蒸発させた。その結果得られた粗生成物を、2度の連続したフラッシュクロマトグラフィーによりシリカゲル(EtOAc、次いでEtOAc/MeOH、9:1)で精製し、純正な化合物を生成した。Rf=0.50(EtOAc/MeOH、9:1)。[α]D=+4.3°(c=1.1、CH2Cl2)。HR−ESI―QTOF MS(positiveモード)m/z:C25H35N5NaO14[M+Na]+に対する計算値652.2073、実測値652.2076。
β―D−ガラクトピラノシド(“10”)
方法Bに従って白色のフリーズドライパウダ(82mg、78%)として得た:9(160mg、1eq.)、MeOH(5mL)、水(1mL)及びトリエチルアミン(1mL)。r.t.で2日間撹拌及び濃縮した後、該混合物を超純水(5mL)に溶解し、その後、フリーズドライして、純正な脱アセチル化グリコシド10を得た。[α]D=+4.2°(c=0.55、H2O)。HR−ESI―QTOF MS(positiveモード)m/z:C15H25N5NaO9[M+Na]+に対する計算値442.1540、実測値442.1544。
ピリジン(50mL)を、11(4.07g、13.51mmol)及びDMAP(20mg)を含む250mL丸底フラスコにアルゴン下で添加した。次いで、35mLのAc2Oを滴下した。該混合物をr.t.で16時間撹拌した。該粗混合物をEtOAc(800mL)で希釈して、HCl 1N(2×300mL)、飽和NaHCO3(2×300mL)、水(2×100mL)及び塩水(300mL)で洗浄した。乾燥(Na2SO4)及び濃縮後、該残留物をPEから結晶化し、ろ過、乾燥して、純正なアセチル化中間体(5.75g)を得た(91%)。次いで、アセチル化p―ニトロフェニルーガラクトピラノシドを含む1L丸底フラスコにアルゴン雰囲気下で新たに蒸留したCH2Cl2を添加した。該混合物を3サイクルの真空/アルゴンで脱気した。次いで、Pd/C(10wt%)を0.634mg(0.60mmol)添加し、該混合物を3サイクルの真空/アルゴンに供した。該溶液は、3サイクルの真空/水素により水素雰囲気に供し、r.t.で16時間撹拌した。ニトロ基の還元はTLC(PE/EtOAc、1:1)によってモニターすることができる。出発物質が完全になくなった後、該混合物をアルゴンでフラッシュし、0℃に冷却し、Et3N(2.0mL、14.32mmol、1.2eq.)を添加した。ブロモアセチルブロミド(1.24mL、14.32mmol、1.2eq.)を滴下し、該混合物を0℃で1時間撹拌した。該混合物をr.t.で1時間温め、Pd/Cを除去するため、該混合物をセライト(CH2Cl2)のプラグを通してろ過した。CH2Cl2(600mL)中の該粗混合物を、HCl 1N(2×250mL)、水(2×250mL)及び塩水(250mL)で洗浄した。乾燥(Na2SO4)後、濃縮及び高真空でCH2Cl2を完全に除去した後、粗生成物(淡黄色固形物)を無水DMF(80mL)に溶解した。アジ化ナトリウム(4.1g、62.6mmol、5eq.)及びテトラーn―ブチルヨウ化アンモニウム(0.46g、1.25mmol、0.1eq.)を加え、該混合物をアルゴン下、50℃で16時間撹拌した。該混合物をr.t.に冷却、ろ過して、該固形物をEtOAcで洗浄した。ろ過物をEtOAcで希釈して全量を600mLとした。該有機層を、NaHCO3水溶液(2×200mL)、水(2×200mL)、塩水(200mL)で洗浄し、乾燥した。濃縮後、該残留物(淡黄色固形物)をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(PE/EtOAc、1:1)で精製した後、結晶化(CH2Cl2/PE)して、白色固形物であるアジド官能化グリコシド12を得た(5.229g、4段階以上74%)。Rf=0.29(PE:EtOAc、1:1)。[α]D=+6.6°(c=1.3、CH2Cl2)。ESI―MS(positiveモード)m/z:545.0[M+Na]+、1066.4[2M+Na]+HR―ESI―MS(positiveモード)m/z:C22H26N4NaO11[M+Na]+に対する計算値545.1496、実測値545.1496。
方法Aに従って白色フォーム(350mg、98%)として得た:DMF(4mL)中、12(300mg、0.57mmol、1eq.)、酢酸プロパルギル(84mg、0.86mmol、1.5eq.)、ヨウ化銅(10.9mg、0.1eq.)、及びDIPEA(300μL、3eq.)。該粗混合物をEtOAc(300mL)に希釈し、該有機層をHCl 1N(2×100mL)、飽和NaHCO3(2×100mL)、水(2×100mL)及び塩水(100mL)で洗浄した。乾燥(Na2SO4)及び濃縮後、該残留物をシリカゲル(EtOAc)フラッシュクロマトグラフィーにより純正な化合物13を生成した。[α]D=+8.2°(c=1、CH2Cl2)。ESI―MS(positiveモード)m/z:621.1[M+H]+、643.0[M+Na]+、1262.3[2M+Na]+HR−ESI―QTOF―MS(positiveモード)m/z:C27H32N4NaO13[M+Na]+に対する計算値643.1841、実測値643.1858。
方法Bに従って白色のフリーズドライパウダ(206mg、95%)として得た:13(335mg、1eq.)、MeOH(10mL)、水(2mL)及びトリエチルアミン(2mL)。r.t.で2日間撹拌及び濃縮した後、該混合物を超純水(5mL)に溶解し、その後、フリーズドライして、純正な脱アセチル化グリコシド14を得た。[α]D=−18.8°(c=0.43、H2O)。ESI―MS(positiveモード)m/z:433.1[M+Na]+。ESI―MS(negativeモード)m/z:409.1[M−H]−、433.1[M+Cl]−。HR−ESI―QTOF―MS(positiveモード)m/z:C17H22N4NaO8[M+Na]+に対する計算値433.1330、実測値433.1324。
方法Aに従って白色フォーム(154mg、89%)として得た:17(48mg、60.1μmol、1eq.)、3(187mg、361μmol、6eq.)、ヨウ化銅(6mg、30μmol、0.5eq.)、及びDIPEA(52μL、300μmol、5eq.)。シリカゲルフラッシュクロマトグラフィー(EtOAc:MeOH、1:0、次いで95:5)により精製した。Rf=0.45(EtOAc:MeOH、95:5)。[α]D=−2.5(c=1.26、CH2Cl2)。HR−ESI―QTOF MS(positiveモード):m/zC136H185N16O52[M+H]+に対する計算値2874.2318、実測値2874.2306、C136H186N16O52[M+2H]++に対する計算値1437.6196、実測値1437.6260。
方法Bに従って白色フォーム(108mg、99%)として得た:18(142mg、1eq.)、MeOH(2mL)、水(0.5mL)及びトリエチルアミン(0.5mL)。r.t.で2日間撹拌し、濃縮した後、該混合物を超純水(5mL)に溶解し、次いでフリーズドライして純正な脱アセチル化グリコシド19を得た。[α]D=−0.5(c=1.1/DMSO)。HR−ESI―QTOF MS(positiveモード)m/z:C104H152N16Na2O36[M+2Na]++に対する計算値1123.5170、実測値1123.5226。
方法Aに従って白色フォーム(103mg、56%)として得た:15(50mg、63μmol、1eq.)、8(200mg、380μmol、6eq.)、ヨウ化銅(6mg、31μmol、0.5eq.)、及びDIPEA(54μL、310μmol、5eq.)。マイクロ波照射:35分、110℃。ワークアップなしで、粗混合物を濃縮し、トルエンと同時蒸発させ、シリカゲルフラッシュクロマトグラフィー(CHCl3:MeOH、1:0、次いで9:1)により精製した。Rf=0.01(EtOAc:MeOH、9:1)。[α]D=−1.2(c=1.0、CH2Cl2)。HR−ESI―QTOF―MS(positiveモード)m/z:C136H182N20O52[M+2H]++に対する計算値1463.6100、実測値1463.6159、C136H181KN20O52[M+H+K]++に対する計算値1482.5880、実測値1482.5885。
方法Bに従って白色フォーム(72mg、92%)として得た:20(102mg、1eq.)、MeOH(2mL)、水(1mL)及びトリエチルアミン(1mL)。r.t.で3日間撹拌し、濃縮した後、該混合物を超純水(5mL)に溶解し、次いでフリーズドライして純正な脱アセチル化グリコシド21を得た。[α]D=−0.4(c=0.68/DMSO)。HR−ESI―QTOF―MS(positiveモード)m/z:C104H149N20O36[M+H]+に対する計算値2254.0438、実測値2254.0430、C104H148N20Na2O36[M+2Na]++に対する計算値1149.5075、実測値1149.5126、 C104H150N20O36[M+2H]++に対する計算値1127.5255、実測値1127.5309。
方法Aに従って白色フォーム(111mg、81%)として得た:DMF(2.5mL)中、16(37.7mg、47μmol、1eq.)、8(142mg、282μmol、5.7eq.)、ヨウ化銅(2.5mg、23μmol、0.5eq.)、及びDIPEA(41μL、235μmol、5eq.)。マイクロ波照射:30分、110℃。ワークアップなしで、粗混合物を濃縮し、トルエンと同時蒸発させ、シリカゲルフラッシュクロマトグラフィー(DCM:MeOH、1:0、次いで85:15)により精製した。Rf=0.4(EtOAc:MeOH、90:10)。[α]D=−0.9(c=1.0、CH2Cl2).HR−ESI―QTOF―MS(positiveモード)m/z:C136H180N20Na2O52[M+2Na]++に対する計算値1485.5920、実測値1485.5934。
方法Bに従って白色フォーム(102mg、79%)として得た:22(166mg、1eq.)、MeOH(2mL)、水(1mL)及びトリエチルアミン(1mL)。r.t.で1日間撹拌し、濃縮した後、該混合物をトルエンと3回同時蒸発させ、H2O、MeOH、アセトンから沈殿させた。ろ過した後、該混合物を超純水(5mL)に溶解し、次いでフリーズドライして純正な脱アセチル化グリコシド23を得た。[α]D=−1.5(c=1.14、DMSO)。HR−ESI―QTOF―MS(positiveモード)m/z:C104H149KN20O36[M+H+K]++に対する計算値1146.5035、実測値1146.5028。
方法Aに従って白色フォーム(110mg、59%)として得た:17(50mg、63μmol、1eq.)、2(200mg、380μmol、6eq.)、ヨウ化銅(6mg、31μmol、0.5eq.)、及びDIPEA(54μL、310μmol、5eq.)。マイクロ波照射:15分、110℃。ワークアップなしで、粗混合物を濃縮し、トルエンと同時蒸発させ、シリカゲルフラッシュクロマトグラフィー(EtOAc:MeOH、1:0、次いで9:1)により精製した。Rf=0.52(EtOAc:MeOH、9:1)。[α]D=+1.5(c=1.0、CH2Cl2)。HR−ESI―QTOF―MS(positiveモード)m/z:C136H180N20NaO52[M+H]+に対する計算値2948.1948、実測値2498.1957、C136H180N20Na2O52[M+2Na]+に対する計算値1485.5920、実測値1485.5954。
方法Bに従って白色フォーム(76mg、90%)として得た:24(112mg、1eq.)、MeOH(2mL)、水(0.5mL)及びトリエチルアミン(0.5mL)。r.t.で3日間撹拌し、濃縮した後、該混合物をトルエンと3回同時蒸発させ、MeOH/Et2O アセトンから沈殿させた。ろ過した後、該混合物を超純水(5mL)に溶解し、次いでフリーズドライして純正な脱アセチル化グリコシド25を得た。HR−ESI―QTOF―MS(positiveモード)m/z:C104H150N20O36[M+2H]++に対する計算値1127.5255、実測値1127.5322、C104H148N20Na2O36[M+2Na]++に対する計算値1149.5075、実測値1149.5134、C104H149N20O36[M+H]+に対する計算値2254.0438、実測値2254.0513。
方法Aに従って白色フォーム(253mg、70%)として得た:15(100mg、0.125mmol、1eq.)、12(391mg、0.749mmol、6eq.)、ヨウ化銅(12mg、62μmol、0.5eq.)、及びDIPEA(109μL、0.624mmol、5eq.)。マイクロ波照射:45分、110℃。シリカゲルフラッシュクロマトグラフィー(PE:EtOAc、4:6、次いでEtOAc、次いでEtOAc:MeOH、95:5)により精製した。[α]D=+1.5(c=0.68、CH2Cl2)。MALDI−TOF MS(positiveイオンリフレクトロンモード):C144H168N16NaO48[M+Na]+に対する計算値2912.11、実測値2912.03。
方法Bに従って白色フォーム(129mg、81%)として得た:26(207mg、1eq.)、MeOH(10mL)、水(2mL)及びトリエチルアミン(2mL)。r.t.で1日間撹拌し、濃縮した後、該混合物をトルエンと3回同時蒸発させた。該化合物を超純水(5mL)に溶解し、次いでフリーズドライして純正な脱アセチル化グリコシド27を得た。MALDI―TOF MS(positiveイオンリフレクトロンモード):C112H136N16NaO32[M+Na]+に対する計算値2239.94、実測値2239.84。
方法Aに従って白色フォーム(271mg、75%)として得た:16(100mg、0.125mmol、1eq.)、12(391mg、0.749mmol、6eq.)、ヨウ化銅(12mg、62μmol、0.5eq.)、及びDIPEA(109μL、0.624μmol、5eq.)。マイクロ波照射:15分、110℃。シリカゲルフラッシュクロマトグラフィー(PE:EtOAc、4:6、次いでEtOAc、次いでEtOAc:MeOH、95:5)により精製した。[α]D=+3.2(c=1.45、CH2Cl2)。MALDI−TOF MS(positiveイオンリフレクトロンモード):C144H168N16NaO48[M+Na]+に対する計算値2912.11、実測値2912.20。
方法Bに従って白色フォーム(124mg、78%)として得た:28(207mg、1eq.)、MeOH(4mL)、水(1mL)及びトリエチルアミン(1mL)。r.t.で3日間撹拌し、濃縮した後、該混合物をトルエンと3回同時蒸発させた。該化合物を超純水(5mL)に溶解し、次いでフリーズドライして純正な脱アセチル化グリコシド29を得た。[α]D=+7.1(c=1.15、DMSO)。HR―ESI―QTOF―MS(positiveモード)m/z:C112H137N16NaO32[M+H+Na]++に対する計算値1120.4736、実測値1120.4744、C112H137KN16O32[M+H+K]++に対する計算値1128.4605、実測値1128.4605、C112H136KN16NaO32[M+K+Na]++に対する計算値1139.4515、実測値1139.4527。
方法Aに従って白色フォーム(307mg、85%)として得た:17(100mg、0.125mmol、1eq.)、12(391mg、0.749mmol、6eq.)、ヨウ化銅(12mg、62μmol、0.5eq.)、及びDIPEA(109μL、0.624mmol、5eq.)。マイクロ波照射:15分、110℃。シリカゲルフラッシュクロマトグラフィー(PE:EtOAc、4:6、次いでEtOAc、次いでEtOAc:MeOH、95:5)により精製した。[α]D=+8.1(c=0.80、CH2Cl2)。MALDI−TOF MS(positiveイオンリフレクトロンモード):C144H168N16NaO48[M+Na]+に対する計算値2912.11、実測値2912.10。
方法Bに従って白色フォーム(150mg、73%)として得た:30(268mg、1eq.)、MeOH(10mL)、水(2mL)及びトリエチルアミン(2mL)。r.t.で1日間撹拌し、濃縮した後、該混合物をトルエンと3回同時蒸発させた。該化合物を超純水(5mL)に溶解し、次いでフリーズドライして純正な脱アセチル化グリコシド31を得た。[α]D=−9.0(c=0.77、DMSO)。
細胞上に存在する天然の糖複合体との結合を阻害するためのカリキサレン系グリコシル化化合物(I)の使用
1)実験条件
細胞上に存在する天然の糖複合体との結合に対するカリキサレン系グリコシル化化合物(I)によるin vitroにおける阻害性を評価するため、以下に示す4つの異なる方法を適用した。
方法(1)
赤血球凝集反応(IHA)の阻害(赤血球凝集反応阻害測定(HIA))
LecAレクチンは赤血球を凝集させる。赤血球は糖複合体で被覆されているからである。前記グリコミメティックはこの凝集を阻害する。
各化合物に対して、阻害することができる最小濃度を評価した。該方法はあまり定量的ではないが、自然のシステムを模倣している。
より詳しくは、赤血球凝集反応阻害測定をU形状の96穴のマイクロタイタープレートを用いて行った。ウサギの赤血球をBiomerieuxから購入し、さらなる洗浄なしで使用した。該赤血球をNaCl(150mM)の4%溶液にまで希釈した。Tris/HCl
20mM、NaCl100mM、及びCaCl2100μMの2mg/mLのレクチン溶液を調製した。25μLの4%赤血球溶液を、段階希釈した(2倍)レクチンの25μLのアリコットに添加することによって、赤血球凝集反応活性(HU)を最初に得た。該混合物を25℃で60分インキュベートした。赤血球凝集反応を回避するのに必要な最小のレクチン濃度として、該活性を測定した。以下に述べるレクチン阻害測定においては、赤血球凝集反応活性の4倍のレクチン濃度、すなわち、LecAに対し6μg/mLの濃度を使用した。次いで、糖質クラスター、モノマー分子及びコントロールの段階希釈物25μLに12.5μLレクチン溶液(必要とされる濃度)を添加して、その後の測定を行った。次いで、これらの溶液は25℃で2時間インキュベートし、その後、12.5μLの4%赤血球溶液を添加し、さらに25℃で30分インキュベートした。各分子に対する最小阻害濃度は、簡単な目視検出により決定した。方法1によって、化合物5、10、14、19、21、23、25、27、29及び31のLecAに対する評価を行った。
酵素結合レクチン測定法(ELLA)による実験
ガラクトース(LecAにより結合される単糖)を提示するポリマーで96穴のプレートを被覆した。競合するグリコミメティックの存在下、ビオチンでラベルしてレクチンを添加する。IC50が測定できる。
より詳しくは、ELLAによる実験は、炭酸系バッファーに希釈した重合体のβ―D―ガラクトース(5μg/mL:Lectinity Holding、Inc.、モスクワ))で被覆した96穴のマイクロタイタープレート(Nunc Maxisorb)を用いて、pH9.6(100μL)、37℃で1時間行った。1穴当たり100μLの3%(w/v)のBSA/PBSで37℃、1時間ブロッキングした後、プレートを37℃で1時間、100μLのビオチン化LecA0.1μg/mLと共に、段階希釈の阻害剤の存在下でインキュベートした。T―PBS(0.05%Tweenを含むPBS)で洗浄した後、100μLのストレプトアビジン/ペルオキシダーゼ複合体(希釈 1:10000;Boehringer-Mannheim)を添加し、37℃で1時間放置した。1穴当たり100μLの、O―フェニレンジアミンジヒドロクロライド(0.4mg/mL)及び過酸化尿素水素(0.4mg/mL)(Sigma-Aldrich)を含む0.05Mリン酸/クエン酸バッファーを用いて発色させた。該反応は50μLの30%H2SO4を添加して停止させた。マイクロタイタープレートリーダー(Bio-Rad; model 680)を用いて490nmの吸収を測定した。
表面プラズモン共鳴(SPR)
IC50の正確な決定を可能にする精巧な装置(Biacore 3000)のガラクトース含有チップ上の小型化チャネルで実施される当量法である。
さらに詳しくは、SPRによる阻害実験をBiacore 3000装置を用いて25℃で行った。測定は2つの固定された糖:α−L―フコース(チャネル1)、α―D―ガラクトース(チャネル2)を備えた2つのチャネルで行った。糖の固定は、ランニングバッファー(HBS)5μL/分を用いて25℃で行った。各チャネルへの固定(CM5チップ)は、以下のようにして独立して行った。最初に、EDC/NHS(35μL、420s)の新鮮な混合物を注入してチャネルを活性化した。次いで、ストレプトアビジンの溶液(pH5酢酸Naバッファー中100μg/mL)を注入した(50μL、600s)。エタノールアミン(1M、35μL、420s)を注入して残りの反応性種をクエンチした。最後に、ストレプトアビジンービオチン相互作用を通じて、所望するビオチン化ポリアクリルアミド糖の溶液(Lectinity、200μg/mL)を該表面に被覆した(50μL、600s)。この作業により、それぞれチャネル1、チャネル2上に固定された糖の804RU(フコシド)と796RU(ガラクトシド)が得られる。阻害実験はガラクトシル化チャネル2を用いて行い、プロットは引算されたデータを表す(チャネル2−チャネル1)。
HEPES10mM、NaCl150mM、CaCl210mM、Tween P20
0.005%、pH7.4からなるランニングバッファーを用いてLecAを注入した。阻害実験はLecA(5μM)及び各種濃度の阻害剤(2倍カスケード希釈)をインキュベート(>1時間、r.t.)した混合物の注入(150μL、10μL/分、解離:120秒)で構成される。各阻害測定において、阻害剤なしのLecA(5μM)を注入して、糖被覆表面(0%阻害)上へのレクチンの完全な付着を観察した。CM5チップはD―ガラクトースの連続注入により完全に再生された(2×30μL、ランニングバッファー中、100mM)。
結合については、ブランクのサブトラクション後の時間経過におけるRUとして測定し、データはBlAevaluation Software, version4.1を用いて評価した。IC50の評価に対し、所定濃度の阻害剤の存在における平衡において、糖表面に結合したレクチンの量を応答(Req-fitted)とみなした。Origin 7.0 software(OriginLab Corp.)を用いて阻害剤濃度(対数スケール)に対する阻害剤のパーセントをプロットすることにより阻害曲線を得た。該阻害曲線のシグモイドフィットからIC50の値を抽出した。
等温滴定熱量測定(ITC)
本方法は、グリコミメティックとLecAレクチンの間の親和性を直接測定することを可能にする。
より詳しくは、組み換え型の凍結乾燥したLecAをバッファー(0.1M Tris―HCl、6μMCaCl2、pH7.5)に溶解し、脱気した(濃度の詳細はSupp.info.参照)。理論上のモル吸光係数28000を用いて光学密度の測定により、タンパク質濃度を確認した。炭水化物リガンドを直接に同じバッファーに溶解し、注入シリンジに充填した。ITCをMicroCal社のVP―ITC MicroCalorimeterを用いて行った。PA―ILを1.4478mLのサンプルセルに25℃で充填した。300秒毎に炭水化物リガンドを10μL注入し、滴下した。データは、標準的手順に従って、MicroCal Origin 7 softwareを用いてフィットした。フィットしたデータから、化学量論(n)、結合定数(Ka)及び結合エンタルピー(ΔH)が得られる。
他の熱力学的パラメータ(すなわち、自由エネルギーの変化、ΔG、及びエントロピー、ΔS)は等式:ΔG=ΔH−TΔS=−RTlnK a (Tは絶対温度、R=8.314J.mol−1.K−1)から計算した。試験した各リガンドに対して2又は3回の独立した滴定を行った。
前述した4つの全ての方法に対して、数字が小さいほど、グリコミメティックの効率は良好である。
方法1
赤血球凝集反応阻害測定によって得られた結果を以下の表1に示す。
酵素結合レクチン測定法によって得られた結果を以下の表2に示す。
一価の糖複合体のうち、化合物14が最も効率的な阻害剤である(図4に示す)。全ての四価の糖複合体は、低濃度でガラクトシル化表面へのLecAの結合を阻害する。最も効率的な化合物はμM以下の範囲のIC50をもつ27、29である。
表面プラズモン共鳴によって得られた結果を以下の表3に示す(IC50値)。
ITCによって得られた結果を以下の表4に示す。
In vivo試験
1)実験条件
マウスにセボフルラン(sevoflurane)を吸入させて短時間で麻酔した。各マウスに対し、咽頭を介して気管内に挿入したゾンデを通じて肺内に5×108CFU/mlの接種細菌50mlを点滴した。肺内の肺胞タンパク質トレーサとして気管内に点滴された残存125I―アルブミン及び感染後6時間後の血漿中のその漏出と蓄積を測定することにより、肺胞毛細管バリア透過性を評価した。気管内点滴は、1μCiの125I―アルブミンと5%牛アルブミンに緑膿菌接種と各種単糖類又は糖質化合物を加えた混合物であった。該点滴の全放射活性を測定した。50μlの点滴を麻酔した各マウスの肺に接種した。該点滴の6時間後、ペントバルビタールをマウス腹腔内に投与して麻酔した。頸動脈穿刺により血液を採血し、胸骨切開を行って、肺、気管及び腹部の放射活性を回収、測定した。該血液循環内に漏出した125I―アルブミンの量は血液サンプル中の活性に血液容量を掛け合わせて算出した。
動物モデル測定において化合物14と2つの単糖類:グルコースとガラクトースを比較した。化合物(グルコース、ガラクトース、化合物14)を感染濃度の緑膿菌と一緒に同時に点滴した。これらの化合物が肺にもたらす保護を、肺胞バリアの完全性を測定することにより評価した。このために、ラベル化アルブミンを血液中に循環させ、肺胞バリアを通って肺に漏出した量を評価した。
図7は、緑膿菌が感染したマウスにおけるグルコース、ガラクトース、及び化合物14の保護効果を示す。透過率は、肺胞バリアの劣化、すなわち、該細菌感染による肺組織の損傷を評価する。
一価の糖複合体化合物14はガラクトースよりも効率的な阻害剤である。同時点滴すると、糖不在で細菌を点滴したコントロール実験と比べたとき、肺の損傷は約50%減少する結果となる。この結果は化合物14が緑膿菌による破壊とその結果生じる全身感染から肺組織を効率的に保護することを示している。
Claims (10)
- 次に示す式を有するカリキサレン系グリコシル化化合物(I)であって、
Dは、独立して、−CH2−基、酸素原子、硫黄原子、スルフィニル基、もしくはスルホニル基から選択され、
Eは、独立して、水素、1〜10個の炭素原子を有するアルキル、6〜20個の炭素原子を有するアリール、二酸化窒素基、アジド基、アミノ基、グアニジニウム基、ハロゲン原子、−CH2R基(式中、Rはヒドロキシル、ハロゲン、アミノ基、N(アルキル)2基、NH(アルキル)基である)から選択されるか、又は、Eは、−CO−R’
(式中、R’は水素原子、ヒドロキシル基、もしくはアミノである)を表し、
Bは、A−C基
{式中、
Aは、独立して、酸素原子、硫黄原子、NH基、もしくは(CH2)i基(式中、iは1から10の整数である)から選択され、
Cは、独立して、水素、アルキル、アルケニル、アルキニルから選択されるか、又は、
Cは、次に示す式の基
(式中、
nは1〜3の整数であり、
Vは、CH2、C6H4(フェニル“Ph”)、CH2−CH2−O−CH2、CH2−C O−NH−CH2であり、
mは1〜15の整数であり、
Uは、存在しないか、もしくはCH2である)であり、
前記C基の糖誘導体が、次に示す
あるいは、
前記C基の糖誘導体が、次に示す
かつ、該カリキサレン系グリコシル化化合物(I)の4つのC基のうちの少なくとも1つは、次に示す前記式の基
カリキサレン系グリコシル化化合物(I)。
- 請求項1〜6のいずれか1項に記載のカリキサレン系グリコシル化化合物(I)であって、Dが−CH2−基を表し、Eが、tert−ブチル基であるアルキル基を表し、かつ、前記カリキサレン系グリコシル化化合物(I)のB基で定義されるAが、酸素原子を表す、
カリキサレン系グリコシル化化合物(I)。 - 請求項1〜7のいずれか1項に記載のカリキサレン系グリコシル化化合物(I)の製造方法であって、該方法は、
(a)次に示す式(IV)
(b)次に示す式(II)
Xは、アセタート(CH3CO)、ベンゾアート(C6H5CO)、もしくはベンジル(C6H5CH2 )から選択される保護基を表し、この保護基が、糖ヒドロキシル基の酸素原子に結合している)の保護カリキサレン系グリコシル化化合物を製造する段階であって、リンカーの端部に隣接したアジド官能基を有する次の式(III)
該炭水化物が、一方の端部でアルコール官能基を、他方の端部でアジド基を有したリンカーによるグリコシル化によって製造される、前記段階と、
(c)式(II)の該保護カリキサレン系グリコシル化化合物の保護基の脱保護によって、請求項1〜7のいずれか1項に定義されるカリキサレン系グリコシル化化合物(I)を得る段階と、
を含むことを特徴とする、
方法。 - 医薬的に許容し得る担体又は希釈剤と組み合わせて、請求項1〜7のいずれか1項に記載のカリキサレン系グリコシル化化合物(I)を含むことを特徴とする、医薬組成物。
- 感染の第1段階においてレクチンを利用する病原体に対する抗感染性として有用な治療剤をさらに含むことを特徴とする、請求項9に記載の組成物。
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