JP6250723B2 - 固体担体からの放出制御薬物 - Google Patents
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Description
本出願は、2010年5月5日に出願された米国仮特許出願第61/331,742号明細書による優先権を主張する。この書面の内容は、本明細書において参照により援用されている。
本発明は、制御されたβ脱離反応を通して薬物を放出する共有結合リンカーを介して多数の薬物分子に共有結合的に結合している、医学デバイス、および、他の薬理学的に有用な固体担体に関する。
本発明は、薬物、増殖因子またはウイルス送達剤などの他の生物学的薬剤と、生理学および製剤において有用である固体担体との、後に生理学的条件下で薬物を制御された速度で放出させる切断可能なリンカーを含む共役体、ならびに、このような切断可能なリンカーを含む固体担体、合成中間体、ならびに、これらの調製方法および使用方法を提供する。一般的に、リンカーは固体担体の複数の部位に共有結合しており、そして、リンカーの各々は適切な薬物またはプロドラッグにカップリングされている。次いで、薬物またはプロドラッグは、生理学的pHでのβ−脱離反応を介して所望の速度で放出される。加えて、担体上の薬物部位は、固体担体上の隣接する部位に結合するポリマーの保護層中に含まれていてもよい。
mは0または1であり;
R1およびR2の少なくとも一方もしくは両方は、独立して、CN;NO2;
置換されていてもよいアリール;
置換されていてもよいヘテロアリール;
置換されていてもよいアルケニル;
置換されていてもよいアルキニル;
COR3またはSOR3またはSO2R3(式中、
R3は、Hもしくは置換されていてもよいアルキル;
各々が置換されていてもよいアリールもしくはアリールアルキル;
各々が置換されていてもよいヘテロアリールもしくはヘテロアリールアルキル;または
OR9もしくはN(R9)2(式中、各R9は、独立して、Hもしくは置換されていてもよいアルキルであるか、または、両方のR9基はこれらが結合している窒素と一緒になって複素環を形成している)である);
SR4(式中、
R4は、置換されていてもよいアルキル;
各々が置換されていてもよいアリールもしくはアリールアルキル;または
各々が置換されていてもよいヘテロアリールもしくはヘテロアリールアルキルである);
であり、
式中、R1およびR2は、結合されて3〜8員環を形成していてもよく;および
式中、R1およびR2の一方ならびにいずれか一方のみは、Hであってもよく、または、各々が置換されていてもよい、アルキル、アリールアルキルあるいはヘテロアリールアルキルであってもよく;
各R5は、独立して、H、または、各々が置換されていてもよい、アルキル、アルケニルアルキル、アルキニルアルキル、アリール、アリールアルキル、ヘテロアリールあるいはヘテロアリールアルキルであり;
Dは、O、SまたはNを介してカップリングされている薬物またはプロドラッグの残基であり;
Yは不在であると共にXはOもしくはSであるか;または
YはNBCH2であると共にXはOであり;
式中、Bは、各々が置換されていてもよい、アルキル、アリール、アリールアルキル、ヘテロアリールまたはヘテロアリールアルキルであり;ならびに
式中、R1、R2、R5またはBの1つは固体担体にカップリングされている)
の組成物に関する。
mは0または1であり;
R1およびR2の少なくとも一方もしくは両方は、独立して、CN;NO2;
置換されていてもよいアリール;
置換されていてもよいヘテロアリール;
置換されていてもよいアルケニル;
置換されていてもよいアルキニル;
COR3またはSOR3またはSO2R3(式中、
R3は、Hもしくは置換されていてもよいアルキル;
各々が置換されていてもよいアリールもしくはアリールアルキル;
各々が置換されていてもよいヘテロアリールもしくはヘテロアリールアルキル;または
OR9もしくはN(R9)2(式中、各R9は、独立して、Hもしくは置換されていてもよいアルキルであるか、または、両方のR9基はこれらが結合している窒素と一緒になって複素環を形成している)である);
SR4(式中、
R4は、置換されていてもよいアルキル;
各々が置換されていてもよいアリールもしくはアリールアルキル;または
各々が置換されていてもよいヘテロアリールもしくはヘテロアリールアルキルである);
であり、
式中、R1およびR2は、結合されて3〜8員環を形成していてもよく;および
式中、R1およびR2の一方ならびにいずれか一方のみは、Hであってもよく、または、各々が置換されていてもよい、アルキル、アリールアルキルあるいはヘテロアリールアルキルであってもよく;
各R5は、独立して、H、または、各々が置換されていてもよい、アルキル、アルケニルアルキル、アルキニルアルキル、アリール、アリールアルキル、ヘテロアリールあるいはヘテロアリールアルキルであり;
Dは、O、SまたはNを介してカップリングされている薬物またはプロドラッグの残基であり;
Yは不在であると共にXはOもしくはSであるか;または
YはNBCH2であると共にXはOであり;
式中、Bは、各々が置換されていてもよい、アルキル、アリール、アリールアルキル、ヘテロアリールまたはヘテロアリールアルキルであり;ならびに
式中、前記カップリングは、R1、R2、R5またはBの1つを介している)
の多数の置換基にカップリングしている固体担体に関する。
式中、Lは、薬物またはプロドラッグを分子の残りにカップリングするための脱離基である)
の置換基を有する。
の化合物を提供する。
[本発明1001]
以下の式の組成物:
[化1]
式中、
m=0または1であり;
R1およびR2の少なくとも一方もしくは両方は、独立して、CN;NO2;
置換されていてもよいアリール;
置換されていてもよいヘテロアリール;
置換されていてもよいアルケニル;
置換されていてもよいアルキニル;
COR3またはSOR3またはSO2R3(式中、
R3は、Hもしくは置換されていてもよいアルキル;
各々が置換されていてもよいアリールもしくはアリールアルキル;
各々が置換されていてもよいヘテロアリールもしくはヘテロアリールアルキル;または
OR9もしくはN(R9)2(式中、各R9は、独立して、Hもしくは置換されていてもよいアルキルであるか、または、両方のR9基はこれらが結合している窒素と一緒になって複素環を形成している)である);
SR4(式中、
R4は、置換されていてもよいアルキル;
各々が置換されていてもよいアリールもしくはアリールアルキル;または
各々が置換されていてもよいヘテロアリールもしくはヘテロアリールアルキルである);
であり、
ここで、R1およびR2は、結合されて3〜8員環を形成していてもよく;かつ
ここで、R1およびR2の一方ならびにいずれか一方のみは、Hであってもよく、または、各々が置換されていてもよい、アルキル、アリールアルキルもしくはヘテロアリールアルキルであってもよく;
各R5は、独立して、H、または、各々が置換されていてもよい、アルキル、アルケニルアルキル、アルキニルアルキル、アリール、アリールアルキル、ヘテロアリールもしくはヘテロアリールアルキルであり;
Dは、O、SまたはNを介してカップリングされている薬物またはプロドラッグの残基であり;
Yは不在であり、かつXはOもしくはSであるか;または
YはNBCH2であり、かつXはOであり;
ここで、Bは、各々が置換されていてもよい、アルキル、アリール、アリールアルキル、ヘテロアリールまたはヘテロアリールアルキルであり;かつ
ここで、R1、R2、R5またはBの1つは固体担体にカップリングされている。
[本発明1002]
前記固体担体が、ステント、ヒドロゲル、カテーテル、創傷被覆材、インプラント、硬膏剤、整形外科デバイスまたは歯科補綴物である、本発明1001の組成物。
[本発明1003]
前記固体担体が、保護不活性ポリマーにさらにカップリングされている、本発明1001の組成物。
[本発明1004]
以下の式の多数の置換基にカップリングしている固体担体:
[化2]
式中、
m=0または1であり;
R1およびR2の少なくとも一方もしくは両方は、独立して、CN;NO2;
置換されていてもよいアリール;
置換されていてもよいヘテロアリール;
置換されていてもよいアルケニル;
置換されていてもよいアルキニル;
COR3またはSOR3またはSO2R3(式中、
R3は、Hもしくは置換されていてもよいアルキル;
各々が置換されていてもよいアリールもしくはアリールアルキル;
各々が置換されていてもよいヘテロアリールもしくはヘテロアリールアルキル;または
OR9もしくはN(R9)2(式中、各R9は、独立して、Hもしくは置換されていてもよいアルキルであるか、または、両方のR9基はこれらが結合している窒素と一緒になって複素環を形成している)である);
SR4(式中、
R4は、置換されていてもよいアルキル;
各々が置換されていてもよいアリールもしくはアリールアルキル;または
各々が置換されていてもよいヘテロアリールもしくはヘテロアリールアルキルである);
であり、
ここで、R1およびR2は、結合されて3〜8員環を形成していてもよく;かつ
ここで、R1およびR2の一方ならびにいずれか一方のみは、Hであってもよく、または、各々が置換されていてもよい、アルキル、アリールアルキルもしくはヘテロアリールアルキルであってもよく;
各R5は、独立して、H、または、各々が置換されていてもよい、アルキル、アルケニルアルキル、アルキニルアルキル、アリール、アリールアルキル、ヘテロアリールもしくはヘテロアリールアルキルであり;
Dは、O、SまたはNを介してカップリングされている薬物またはプロドラッグの残基であり;
Yは不在であり、かつXはOもしくはSであるか;または
YはNBCH2であり、かつXはOであり;
ここで、Bは、各々が置換されていてもよい、アルキル、アリール、アリールアルキル、ヘテロアリールまたはヘテロアリールアルキルであり;かつ
ここで、前記カップリングは、R1、R2、R5またはBのいずれかを介している。
[本発明1005]
ステント、ヒドロゲル、カテーテル、創傷被覆材、インプラント、硬膏剤、整形外科デバイスまたは歯科補綴物である、本発明1004の固体担体。
[本発明1006]
多数のカップリングされた不活性保護ポリマーをさらに含む、本発明1004の固体担体。
[本発明1007]
前記保護ポリマーがポリエチレングリコール(PEG)である、本発明1006の固体担体。
[本発明1008]
前記薬物が、ペプチド、核酸または小分子である、本発明1004の固体担体。
[本発明1009]
R1およびR2の一方がCNである、本発明1004の固体担体。
[本発明1010]
R1およびR2の少なくとも一方がフェニルまたはフェニレンを含む、本発明1004の固体担体。
[本発明1011]
R1およびR2の一方がSO2R3であり、かつ他方が、H、アルキルまたはフェニルである、本発明1004の固体担体。
[本発明1012]
mが0である、本発明1004の固体担体。
[本発明1013]
以下の式(3)
[化3]
(式中、m、R1、R2、R5、X、Y、mおよびDは、式(1)または(2)において定義されているとおりであり;かつ
R1、R2、R5およびBの1つは、式(3)を固体担体にカップリングする官能基を含む)
の化合物と固体担体とを、前記固体担体が前記化合物にカップリングされる条件下で反応させる工程を含む、本発明1004の固体担体を調製する方法。
[本発明1016]
R1が、フェニルスルホニル、置換フェニルスルホニル、メタンスルホニル、(R9)2N−SO2あるいはCNであり;ならびに、R2がHであるか;または、R1およびR2が、これらが結合しているCHと一緒になって9−フルオレニルを形成している、本発明1004の固体担体。
[本発明1017]
mが0であり;R1が、フェニルスルホニル、置換フェニルスルホニル、メタンスルホニル、(R9)2N−SO2またはCNであり;R2がHであり;一方のR5が置換されていてもよいアルキルであり、かつ他方のR5がHであり;かつ、Bが、フェニルまたは置換フェニルであり;かつ、R1、R5およびBの1つが、前記固体担体に対する結合をさらに含む、本発明1004の固体担体。
[本発明1018]
薬物はリンカーを介して固体担体に結合しており;薬物分子はO、SまたはNを介して前記リンカーに結合しており;かつ、前記薬物は生理学的条件下でβ−脱離反応を介して共役体から放出される薬物−固体担体共役体。
固体担体の性質
薬物を、インサイチューで所定の速度で、特定の位置で提供することが望ましい状況が多くある。最も一般的な意味において、このような薬物(またはプロドラッグ)を徐放させる固体担体は、「インプラント」または「局部アプリケータ」と呼ばれ得る。このようなインプラントおよび局部アプリケータは、血管グラフトおよび神経プローブを含む多くの形態を有し得る。
式(1)または(2)の薬物共役体は、その残基が分子の残りにカップリングされている場合に「D」として示す薬物またはプロドラッグの薬物動態学を制御するよう設計されている。薬物またはプロドラッグが放出されるメカニズムが図1に示されている。放出速度はpH依存β−脱離メカニズムに従って制御される。基R1およびR2は、所望される酸性度がもたらされ、結果として、R1−CH−R2における介在するプロトンの反応性がもたらされるよう選択されて、薬物またはプロドラッグの放出速度が制御される。R1およびR2の特性は、任意に、例えば含有されるアリール部分中に電子供与性置換基または電子求引性置換基を追加することにより変性され得る。
式中、Lは脱離基である)
における薬物またはプロドラッグに対するさらなる結合のために脱離基にカップリングされている誘導体化固体担体を指す。
MはHであるか、または、少なくとも1種の好適なアリール置換基である)。
基R1、R2、R5、XおよびYは、式(1)〜(3)の化合物およびこれらの調製におけるいずれかの中間体のすべてに共通であるため、式(1)または(2)の化合物に関して以下に記載された代替において提示されているこれらの基の種々の実施形態は、その前駆体および中間体に対して推定され得る。いずれかの基自体が任意に置換されていてもよい場合、いずれかの環系での置換は、各々が置換されていてもよい、アルキル、アルキエニル(alkyenyl)、アルキニルまたは追加の環であり得る。上記を含むいずれかの基の任意の置換基としては、ハロ、ニトロ、シアノ、OR、SR、NR2、OCOR、NRCOR、COOR、CONR2、SOR、SO2R、SONR2、SO2NR2が挙げられ、式中、各Rは、独立して、アルキル、アルケニル、アルキニル、アリールあるいはヘテロアリールであるか、または、2個のR基は、これらが結合している原子と一緒になって環を形成する。
xは、0、1、2または3であり;
各R10は、独立して、メチル、トリフルオロメチル、メトキシまたはハロであり;
B'は、アルコキシカルボニル、カルボキサミド、スルホンアミド、CN、NO2またはハロで置換されていてもよいフェニルであり;
Z'は、O、SあるいはNを介してカップリングされている薬物もしくはプロドラッグの残基であるか、または、このようなカップリングを可能にする脱離基であり;
スペーサは、各々が置換されていてもよい、アルキル、ヘテロアルキル、アリールまたはアラルキル基を含むリンカーであり;および
SSは固体担体であるか、または、固体担体への結合を可能にする官能基である)
を想定している。
式(1)または(2)の化合物は前駆体および中間体から誘導されるが、薬物/プロドラッグまたは固体担体のいずれかは最後のステップとして付加される。それ故、1つの経路においては、式
Yが不在である共役体に関して、薬物のカップリングが以下に示されている。式(A)
式(1)の化合物は、アルコールR1R2C−(C=C)mC(R5)2OHから調製されるが、ここでは、固体担体もまた分子の残りに結合されていない。このようなアルコールの合成は、例えば、国際公開第2009/158668 A1号パンフレットとして公開されているPCT国際特許出願公開米国特許第2009/048943号明細書(本明細書において参照により援用されている)に記載されている。例は以下の実証例に記載されている。
固体担体はまた保護ポリマーを含んでいてもよい(最も一般的な例はポリエチレングリコール(PEG)であるが、他の親水性ポリマーもまた用いられることが可能である)。特定の実施形態において、保護ポリマーは、2,000〜20,000ダルトン、好ましくは2,000〜10,000ダルトン、および、より好ましくは2,000〜5,000ダルトンの平均分子量を有するPEGである。特定の実施形態において、PEGはモノメトキシ−PEGである。
薬物を制御可能な速度で放出するよう設計されている本発明の共役体は、一般的な医薬製剤と同様に対象に投与される。対象は、マウス、ラットあるいはウサギなどのモデル系であっても、ヒト患者であっても、伴侶動物、家畜および鳥類対象などの獣医学的対象であってもよい。固体担体共役体は、複数ある方法のいずれかで、例えば、外科用インプラント、皮下インプラント、眼内インプラント、座薬、あるいは、ステント、ペースメーカおよび心臓弁などの被覆医学デバイスとして内部的に投与されても、創傷被覆材もしくは局部的塗布として外部的に投与されてもよい。投与レベルは、薬物の性質、処置されるべき容体、対象の性質、および、担当する専門家の見解に依存することとなる。特定の薬物またはプロトコルに対する適切な放出速度の選択もまたこれらの要因に依存する。それ故、本発明の化合物の使用および投与は施術者の技量の範囲内である。さらに、上記のとおり、本発明の共役体は、皮下移植が好ましいリンパ系疾病の処置に特に有用であると共に有利である。
放出速度の判定−フェニルスルホン
放出速度の評価のために、潜在的なpKa修飾因子(置換芳香族化合物、ケトン、ニトリル、スルホン)として一連の官能基を有する一連のリンカー骨格を設計し、調製し、および、カルバメート結合を介してNe−2,4−ジニトロフェニル−L−リシン(Ne−DNP−Lys)に結合した。水溶性であると共にHPLC−UV分析が可能である強発色団であるために、DNP−Lysを放出される部分として選択した。この実験は、カルバメートの切断速度は、トリガ基の特定の置換基を選択することで制御可能であることを実証する。
放出速度の判定−R5の影響
実施例1における研究から、R1のフェニルスルホン部分は、薬物共役体における使用に好適な範囲にわたる速度(約2〜72時間のt1/2)をもたらすと見られた。これらを、アミン含有分子に結合するためのN−ヒドロキシスクシンイミド(NHS)カーボネートと、固体担体に直接的に、または、PEGもしくはデンドリマーを介して結合するためのR5にアシル化3−アミノフェニル部分を含有する二官能性リンカーに転換した。特に、以下に示す一般構造を有する共役体を調製した。
Ry=−(CH2)3C≡CH、−(CH2)5N3、−(CH2)2−マレイミド
巨大分子へのカップリングの影響
Ne−DNP−LysにカップリングされたRx=4−メトキシ、Ry=−(CH2)3C≡CHを有するリンカーを、銅触媒Huisgen環付加を用いて40kDa PEG−アジドと共役化した。H−Lys(DNP)−OHの放出試験は、巨大分子共役体からの放出速度(k=0.0059時間−1、t1/2=118時間)は、非共役化リンカー(t1/2=94時間)と同様であったことを示した。
クロロホルメートおよびN−ヒドロキシスクシンイミドカーボネートの一般的調製
ピリジン(0.33当量)を、アルコールR1R2C−(C=C)mC(R5)2OH(1当量)およびトリホスゲン(0.33当量)の氷で冷却した無水テトラヒドロフラン(2mL/mmol)中の激しく撹拌した溶液に滴下する。1時間後、混合物を周囲温度にし、一晩保持する。次いで、混合物をろ過し、ロータリーエバポレータで減圧下で濃縮する。得られる粗クロロホルメートR1R2C−(C=C)mC(R5)2OC(O)Clをさらに精製せずに用いる。
カルバメートの一般的調製
実施例4のクロロホルメート(1当量)のアセトン(2mL/mmol)中の溶液を、激しく撹拌したBNH2(1当量)とNaHCO3(2当量)との水(2mL/mmol)中の混合物に滴下する。30分後、固形分として析出したカルバメートを減圧ろ過により回収し、水で洗浄し、乾燥させ;油として分離するカルバメートを酢酸エチルで抽出する。抽出物をMgSO4で乾燥させ、ろ過し、蒸発させて粗カルバメートを得る。いずれの場合も、粗カルバメートR1R2C−(C=C)mC(R5)2OC(O)NHBをカラムクロマトグラフィー(SiO2)により、または、結晶化によりさらに精製する。
カルバメートのN−クロロメチル化
密閉したネジ蓋付きのバイアル中の、実施例5(1当量)のカルバメートと、パラホルムアルデヒド(3当量のホルムアルデヒド)との、1:1テトラヒドロフラン/クロロトリメチルシラン(1mL/mmol)中の混合物を清透な溶液が得られるまで55℃で加熱する。混合物をロータリーエバポレータで減圧下で濃縮し、残渣を酢酸エチル中に溶解させ、ろ過し、再度濃縮して粗N−クロロメチルカルバメートR1R2C−(C=C)mC(R5)2OC(O)NBCH2Clを得る。
N−メトキシメチルカルバメート
実施例6のN−クロロメチルカルバメートのメタノール中の溶液を周囲温度で1時間静置し、次いで、乾燥するまで濃縮してN−メトキシメチルカルバメートR1R2C−(C=C)mC(R5)2OC(O)NBCH2OMeを得る。
N−アルコキシメチルカルバメート、N−フェノキシメチルカルバメート、N−チオメチルカルバメートおよびN−チオフェニルメチルカルバメート
薬物DH(1当量)由来のアルコール、フェノール、チオールまたはチオフェノールおよび実施例6のN−クロロメチルカルバメート(1当量)の、例えばテトラヒドロフラン、ジクロロメタンまたは酢酸エチルなどの不活性無水溶剤中の溶液を、トリエチルアミン(1当量)で滴下処理した。1時間後、混合物を乾燥するまで蒸発させる。粗生成物をシリカゲルクロマトグラフィにより精製する。
O−(9−フルオレニルメチル)−N−プロパルギルカルバメート
塩化9−フルオレニルメトキシカルボニル(2.6g)の20mLのアセトン中の溶液を、プロパルギルアミン塩酸塩(0.91g)とNaHCO3(2.5g)との20mLの水中の撹拌混合物にゆっくりと添加した。1時間後、固体析出物を減圧ろ過により回収し、水で洗浄し、空気乾燥させた。酢酸エチル/ヘキサンからの結晶化で生成物を得た。
O−(9−フルオレニルメチル)N−(4−ブロモフェニル)カルバメート
トリエチルアミン(0.7mL)を、4−ブロモアニリン(0.85g)と塩化9−フルオレニルメトキシカルボニル(1.3g)との25mLのジクロロメタン中の撹拌混合物に添加した。混合物を周囲温度で1時間撹拌し、次いで、1N HCl、水、飽和水性NaHCO3および塩水で洗浄した。有機溶液をMgSO4で乾燥させ、ろ過し、蒸発させた。
O−(9−フルオレニルメチル)N−(4−(エトキシカルボニル)フェニル)カルバメート
トリエチルアミン(0.7mL)を、エチル4−アミノ安息香酸塩(0.85g)と塩化9−フルオレニルメトキシカルボニル(1.3g)との25mLのジクロロメタン中の撹拌混合物に添加した。混合物を周囲温度で1時間撹拌し、次いで、1N HCl、水、飽和水性NaHCO3および塩水で洗浄した。有機溶液をMgSO4で乾燥させ、ろ過し、蒸発させた。
ヒドロキシ含有部分のリンカーへの共役
この実施例は、ヒドロキシ含有分子がリンカー部分に容易に共役化されることを実証する。
O−((9−(2−(N−(6−アジドヘキサノイル)N−メチル)アミノエチル)フルオレニル)メチル)N−フェニルN−クロロメチルカルバメート
R5アジドアルキル−リンカーの調製の一般的スキーム
R5BOC−保護アミンリンカーの調製の一般的スキーム
R5アミド−アジドアルキル−リンカーの調製の代替スキーム
スルホニル−トリガR5アミンリンカーの調製
スルホニル−トリガR5アミド−アジドリンカーの調製
スルホニル−活性化R5酸リンカーの合成
スルホニル−活性化酸リンカーを有するリンカー−薬物化合物の調製および固体担体への共役
結合ペプチドの合成
この実施例は、ペプチド合成は本発明の化合物を用いて容易に達成されることを実証する。ペプチド合成を、これらの残基の側鎖が他の残基の脱保護を伴わずに選択的に脱ブロック化され得るよう好適な保護形態で、セリン、チロシンまたはシステインを用いる固体相ペプチド合成のための標準的な方法を用いて実施する。部分的に脱保護されたペプチドを過剰量の式(3)の化合物と温和な塩基の存在下で反応させる。樹脂を洗浄した後、生成物ペプチドを脱ブロック化し、樹脂から切断して、Dがペプチドである式(1)の化合物を得る。あるいは、ペプチドをリンカーに結合した後に固体担体を結合してもよい。
5−フルオロウラシルのリンカー−薬物化合物
Dが複素環式Nを介してカップリングさせた薬物の残基である本発明の化合物の一調製例として、式(1)のリンカー−薬物化合物を、5−フルオロウラシルおよび式(3)の化合物(リンカーの固体担体への結合の前または後)から、Taylor and Sloane,「1−Alkylcarbonyloxymethyl Prodrugs of 5−Fluorouracil(5−FU):Synthesis,Physicochemical Properties,and Topical Delivery of 5−FU」,J.Pharmaceutical Sci.87(1):15−20(1998)、および、Roberts and Sloane、「Synthesis of 3−Alkylcarbonyl−oxymethyl Derivatives of 5−Fluorouracil」,J.Heterocyclic Chem.39:905−910(各本明細書において参照により援用されている)により用いられたものと同様の手法で調製し得る。それ故、LがClである式(3)の化合物(1mmol)とNaI(1.3mmol)との乾燥アセトニトリル(1mL)中の懸濁液を暗中で24時間撹拌し、次いで、ろ過してLがIである式(1)の化合物の溶液を得る。濾液を、1−(アリルオキシカルボニル−オキシメチル)−5−フルオロウラシル[Liu,Fullwood,and Rimmer,「Synthesis of Allyloxycarbonylmethyl−5−fluorouracil and copolymerizations with N−vinylpyrrolidinone」,J.Materials Chem.10:1771−7,2000](0.8mmol)と1,8−ビス(ジメチルアミノ)ナフタレンとの混合物と周囲温度で反応させる。6時間後、混合物をエーテルで希釈し、1時間撹拌し、ろ過する。濾液を濃縮して粗保護生成物を得、これを、テトラキス(トリフェニルホスフィン)−パラジウム(0)とフェニルシランとの混合物で無水THF中で1時間処理してアリルオキシカルボニルメチル保護基を取り外す。混合物を蒸発させ、残渣をシリカゲルクロマトグラフィにより精製して、薬物−リンカー部分が固体担体に結合可能となっている式(1)のリンカー−薬物化合物を得る。
6−アジドヘキサナルの調製
アジドアルコールの調製
1−(4−(トリフルオロメチル)フェニルスルホニル)−7−アジド−2−ヘプタノール(R−CH3=4−(トリフルオロメチル)フェニルメチルスルホン);
1−(4−クロロフェニルスルホニル)−7−アジド−2−ヘプタノール(R−CH3=4−クロロフェニルメチルスルホン);
1−(フェニルスルホニル)−7−アジド−2−ヘプタノール(R−CH3=フェニルメチルスルホン);
1−(4−メチルフェニルスルホニル)−7−アジド−2−ヘプタノール(R−CH3=4−メチルフェニルメチルスルホン);
1−(4−メトキシフェニルスルホニル)−7−アジド−2−ヘプタノール(R−CH3=4−メトキシフェニルメチルスルホン);
1−(2,4,6−トリメチルフェニルスルホニル)−7−アジド−2−ヘプタノール(R−CH3=2,4,6−トリメチルフェニルメチルスルホン);
1−(モルホリノスルホニル)−7−アジド−2−ヘプタノール(R−CH3=4−(メチルスルホニル)−モルホリン;
1−(メタンスルホニル)−7−アジド−2−ヘプタノール(R−CH3=ジメチルスルホン);
1−シアノ−7−アジド−2−ヘプタノール(R−CH3=アセトニトリル);
1−(モルホリノカルボニル)−7−アジド−2−ヘプタノール(R−CH3=4−アセチルモホリン);および
1−(9−フルオレニル)−6−アジド−1−ヘキサノール("R−CH3"=フルオレン)。
アジド−リンカークロロホルメートの調製
1−(4−(トリフルオロメチル)フェニルスルホニル)−7−アジド−2−ヘプチルクロロホルメート;
1−(4−クロロフェニルスルホニル)−7−アジド−2−ヘプチルクロロホルメート;
1−(フェニルスルホニル)−7−アジド−2−ヘプチルクロロホルメート;
1−(4−メチルフェニルスルホニル)−7−アジド−2−ヘプチルクロロホルメート;
1−(4−メトキシフェニルスルホニル)−7−アジド−2−ヘプチルクロロホルメート;
1−(2,4,6−トリメチルフェニルスルホニル)−7−アジド−2−ヘプチルクロロホルメート;
1−(モルホリノスルホニル)−7−アジド−2−ヘプチルクロロホルメート;
1−(メタンスルホニル)−7−アジド−2−ヘプチルクロロホルメート;
1−シアノ−7−アジド−2−ヘプチルクロロホルメート;
1−(モルホリノカルボニル)−7−アジド−2−ヘプチルクロロホルメート;および
1−(9−フルオレニル)−6−アジド−1−ヘキシルクロロホルメート。
アジド−リンカー−HSEカーボネートの調製
O−[1−(4−(トリフルオロメチル)フェニルスルホニル)−7−アジド−2−ヘプチル]−O'−スクシンイミジルカーボネート;
O−[1−(4−クロロフェニルスルホニル)−7−アジド−2−ヘプチル]−O'−スクシンイミジルカーボネート;
O−[1−(フェニルスルホニル)−7−アジド−2−ヘプチル]−O'−スクシンイミジルカーボネート;
O−[1−(4−メチルフェニルスルホニル)−7−アジド−2−ヘプチル]−O'−スクシンイミジルカーボネート;
O−[1−(4−メトキシフェニルスルホニル)−7−アジド−2−ヘプチル]−O'−スクシンイミジルカーボネート;
O−[1−(2,4,6−トリメチルフェニルスルホニル)−7−アジド−2−ヘプチル]−O'−スクシンイミジルカーボネート;
O−[1−(モルホリノスルホニル)−7−アジド−2−ヘプチル]−O'−スクシンイミジルカーボネート;
O−[1−(メタンスルホニル)−7−アジド−2−ヘプチル]−O'−スクシンイミジルカーボネート;
O−[1−シアノ−7−アジド−2−ヘプチル]−O'−スクシンイミジルカーボネート;
O−[1−(モルホリノカルボニル)−7−アジド−2−ヘプチル]−O'−スクシンイミジルカーボネート;
O−[1−(9−フルオレニル)−6−アジド−1−ヘキシル]−O'−スクシンイミジルカーボネート。
DBCO−スルホNHSエステルの調製
DBCO−アガロースの調製
結合フルオレセインの調製
フルオレセイン−アガロース共役体の調製
フルオレセイン−アガロース共役体からのフルオレセインの放出
実施例29のフルオレセイン−アガロース共役体(15μL;57nmolのフルオレセイン共役体を有していると算出した;遠心分離管中の充填体積として計測した)を1.5mL微量遠心管中の1mLの0.1Mビシン、pH8.5中に懸濁させ、37℃のインキュベータ中の回転式ロッカー(Clay−Adams Nutator)で撹拌した。適切な間隔で、懸濁液を遠心分離し、上澄の495nmの光度を測定し、上澄を容器に戻した。約7日間後、おそらくは蒸発により、体積は約650μLであった。無限時間での吸光度の推定値を得るために、計測した吸光度を1.0mLの開始体積に対して補正した。
PEGA−DBCOの調製
PEGA、ポリエチレングリコールおよびジメチルアクリルアミドのビーズ状のコポリマーを、以下のとおりDBCOで誘導体化した。1mLのアミノPEGA樹脂(Merck;0.41mmolアミノ/g乾燥重量;H20中に12mL/g、MeOH中に10mL/g)の3−mLのフリット付きカラム中の1mLの100mMヘペス、pH7.5(30.7μmol総アミン)中の懸濁液に、24.2mg(41μmol)の405μLの100mMヘペス、pH7.5中のDBCO−スルホNHSエステル(実施例26)を添加した。混合物を、Hematology/Chemistry Mixer(Fisher)で定速で回転させながら撹拌した。反応の進行に伴って、出口で放出される液滴から得た10μLアリコートを760μLのH2Oで希釈し、30μLの0.2M酢酸でpH3.5に酸性化してNHSの吸光度を排除し、残留している可溶性DBCOをUV計測により判定した(アリコートの使用しなかった分量は反応に戻した)。4時間後、残留していた可溶性DBCOの量は一定であった。樹脂を、4mLの0.1Mヘペス、pH7.5、2.5mLの1M NaCl、および、2.5mLの0.1Mヘペス、pH7.5で順次に洗浄した。組み合わせた洗浄物を等体積の0.2M酢酸でpH3.5に酸性化し、UV計測では、初期のDBCO吸光度の30μmolが樹脂に結合していたことが示された。樹脂を1:1MeOH/0.1Mヘペス、pH7.5で平衡化し、2mLスラリーに転換し、1:1MeOH/0.1Mヘペス、pH7.5中の0.6mLの61.5mMアセチル−N−ヒドロキシスクシンイミド(36.9μmol)で処理し、2時間撹拌した。樹脂を、5mLの0.25Mヘペス、pH7.5で、続いて、5mLの0.1Mヘペス、pH7.5で洗浄した。0.1Mヘペス、pH7.5中の25%、50%および75%メタノール(各々3mL)で、続いて10mLのメタノールで順次に洗浄することにより溶剤を交換した。樹脂をメタノール中に0〜4℃で保管した。最終収率は750μL充填体積中に30μmolであった。
PEGA−フルオレセイン共役体の調製
PEGA−DBCO(実施例31)のメタノール(35−50μL充填樹脂;約1.15〜1.7μmol DBCO)中のアリコートを、1−mLのフリット付きカラム中の0.7mLのメタノール中に懸濁させた。結合フルオレセイン(実施例28;2.5μmol)の215μLのDMSO中の溶液を添加し、混合物を、Hematology/Chemistry Mixer(Fisher)で回転させることにより16時間撹拌した。得られた樹脂をメタノール(7.5〜10mL)で洗浄して未結合のフルオレセインを除去し;組み合わせた洗浄物を、0.1Mホウ酸ナトリウムへの希釈後に、492nmでの吸光度の計測により、フルオレセイン含有量を分析した。結合フルオレセインを、反応に添加した総フルオレセインと樹脂を洗浄した後の未結合の計測値との差により判定した。カラムから過剰量のメタノールをドレーンし、濡れた樹脂を4℃で保管した。
PEGA−フルオレセイン共役体からのフルオレセインの放出
実施例32の共役体(20〜30nmolの総フルオレセイン)を、1.5mL微量遠心管中で、1mLの0.1Mビシン、pH8.45中に、37℃で懸濁させ、37℃のインキュベータ中の回転式ロッカー(Clay−Adams Nutator)で撹拌した。間隔をあけて、懸濁液を遠心分離し、上澄の492nmの光学的密度を測定し、上澄を容器に戻した。68時間後、インキュベーション温度を67℃に昇温し、インキュベーションをさらに3.5時間継続して、放出性リンカー(R=フェニル−SO2CH2および(4−クロロフェニル)−SO2CH2)を有する2つのサンプルに対する完全な加水分解を測定可能とし、ならびに、非放出性リンカー(R=H)を有するサンプルの切断速度の上限の推定を可能とした。データが図4に示されている。
変性金属表面
アミン、カルボキシレート、アジド、アルキン、チオールまたはマレイミド基で変性した金属表面を以下のとおり調製する。
修飾コラーゲン
コラーゲンを処理して官能基を以下のとおり導入する。不溶型タイプIコラーゲンを、Tiller,et al.,Biotechnol.Bioengineering(2001)73:246−252の手法に従って調製する。従って、コラーゲンを4℃で0.5M酢酸中に一晩浸漬させ、次いで、冷式ブレンダーで均質化し、ろ過する。コラーゲンを1%で0.1Mリン酸緩衝剤、pH7.4中に懸濁させ、減圧下に置いて閉じ込められた気泡を取り除く。
修飾ヒドロゲル
ヒドロゲルは、時々水が分散媒体であるコロイドゲルとして見出される、不水溶性であるポリマー鎖のネットワークからなる、アルギン酸カルシウム、ポリアクリル酸ナトリウム、ポリビニルアルコール、ポリアクリルアミド、ポリエチレンオキシドおよびポリビニルピロリドンなどの架橋ポリマーゲルである。ヒドロゲルは、高度に吸収性(99%超の水を含有することが可能である)の天然または合成ポリマーである。ヒドロゲルはまた、かなりの含水量により天然の組織ときわめて類似しているある程度の柔軟性を有している。これらを、シートに成形して湿性の創傷環境を提供すると共に維持して最大限の治癒を行い得る。水分含有量を高めることにより、ヒドロゲルは、壊死組織の清浄化および切除を補助することが可能である。ヒドロゲルは非粘着性であり、創傷に対する損傷を伴わずに剥がすことが可能である。種々のヒドロゲル包帯が、TegaGel(登録商標)(3M)と呼ばれる紡績繊維、および、AQUASORB(登録商標)(DeRoyal)と呼ばれるポリアクリル酸ナトリウムとして調製された、例えばアルギン酸カルシウムのシートとして市販されている。
修飾セルロース系材料
綿、紙、布、スポンジ等の形態の綿、手術用ガーゼ、手術用縫合糸、吸収パッド、包帯、火傷用包帯および歯腔用の詰め物などの遊離水酸基を含有するセルロース系材料を種々の方法で修飾し得る。
アルキン−アジド環付加を介してチタン表面に放出可能に結合したSN−38
実施例34に記載のとおり調製したアルキン−変性チタン表面を、実施例13のリンカー−SN−38化合物のテトラヒドロフラン中の0.1M溶液中につり下げる。50mM CuSO4、50mMトリス−[(1−ベンジル−1H−1,2,3−トリアゾール−4−イル)メチル]アミン(TBTA)および100mMアスコルビン酸ナトリウムを含む触媒混合物を添加し、反応を48時間進行させる。チタン表面を取り出し、クロロホルムを用いて5回、アセトンで2回、および、メタノールで5回超音波洗浄し、次いで、水ですすぎ、減圧乾燥させ、N2下で100℃で1時間かけて硬化させる。
修飾コラーゲンに放出可能に結合された抗体
抗体を、国際公開第2009/158668号パンフレットとして公開されている同時係属中の出願に記載のとおり、ならびに、上記のとおり調製されるアジド基およびN−ヒドロキシスクシンイミジルカーボネートを含む放出性リンカーとの反応により表面アミン基で活性化させる。従って、2mg/mLの0.1M NaHCO3、pH8.4での抗体の溶液を、アジド−リンカー−NHSのDMSO中の溶液で、周囲温度で4時間処理する。得られる混合物をPBSに対して、pH7.4で透析して過剰量の試薬を除去し、カルバメート基を介してアジド−リンカーに結合している抗体の溶液を提供する。
手術用ガーゼに放出可能に結合している増殖因子
増殖因子またはサイトカインを、金属表面、コラーゲン、ヒドロゲルおよびセルロース系材料などの固体担体に放出可能に結合し得る。例えば、血小板由来成長因子(PDGF)などの増殖因子を手術用ガーゼに放出可能に結合して創傷の治癒を亢進させ得る。
ポリマー−被覆ステントの調製
ポリマー被覆ステントを国際公開第2006/102247号パンフレットに記載の変性手法により調製する。
ポリ(エチレン−コ−ビニルアルコール)(EVAL)を1:1のDMSO:DMAC中に溶解して2重量%溶液を得る。ポリマーの2%溶液を13mm TETRA(登録商標)ステントに一連の10秒パスで適用して、1回のスプレーパス毎に10μgのコーティングを堆積させる。スプレーパス間に、ステントを80℃の空気流を用いて10秒乾燥させる。5回のスプレーパスを適用して50μgのプライマー層を形成し、続いて、プライマー層を140℃で1時間焼成する。
EVALの水酸基をカルボニルジイミダゾールで活性化してPEG−NH2と反応させて、ウレタン部分によって結合されたPEG−EVAL共役体を得る。同様に、本発明の前駆体化合物を別個の反応で活性化水酸基とカップリングさせる。これらを、DMF溶液中の臭化プロパルギルおよびトリエチルアミンと反応させて、末端アルキンを含有するPEG−EVAL共役体を得てもよい。アルキンを、R1、R2、R5またはBにアジドアルキル基を含有する中間体と反応させる。薬物は、この反応の前またはその後にカップリングされ得る。
ポリ(エチレン−コ−ブチルビニルエーテル−コ−ビニルアルコール)の4:1のDMAC:ペンタン中の2重量%溶液を含むトップコート層を同一の装置を用いて薬物含有層上に適用した。15回のスプレーパスを実施して、150μgのトップコート層を形成し、続いて、50℃で2時間乾燥させる。
DMAC:エタノール:DMSOの5:3:2溶液中のポリ(エチレン−コ−mPEG(560)ウレタン−コ−ビニルアルコール)2重量%を含む仕上げコート層を既述の層の適用と同様に適用させる。35回のスプレーパスを実施して350μgの仕上げコート層を形成し、続いて、50℃で2時間乾燥させる。
ニッチノール(TiNi)薬物共役体
ニッチノール(TiNi)を、13.56MHz RFプラズマ−補助化学蒸着(PACVD)を用いてDLCと共に薄くコートする。DLC層を、400Vのバイアス電圧および1.33Paの堆積圧力下で堆積させる。TiNi−DLCの表面を処理して不純物を除去し、サンプルを24時間減圧乾燥させて酸化TiNi−DLCを得る。Shin,et al.,J.Bioactive Compatible Polymers(2009)24:316−328。
薬物添加ガーゼ
手術用ガーゼ(綿製、5cm×5cm)を、触媒性の塩酸を含有していてもよい、約10重量%の濃度でアセトン中に溶解された無水ポリマレイン酸と反応させ、混合物を、一般に、米国特許第4,265,233号明細書に記載されているとおり、25℃で10時間反応させる。
コラーゲン薬物共役体
皮膚のウシコラーゲン(DBC)をDMSO中のγ−チオブチロラクトンとの反応によりチオール化する。Kurimoto,et al.,Journal of Biotechnology(2001)86:1−8。あるいは、DBCを、N,N'−ジスクシノイルシスタミンを1,1'−カルボニルジイミダゾールと反応させ、続いて、ジスルフィド基を1,4−ジチオスレイトールで還元することにより調製されるジスルフィド含有試薬を用いてチオール化する。Nicolas & Gagnieu,Biomaterials(1997)18:807−813。
被覆生物医学デバイス(ペースメーカ、心臓弁、ステント)
医学デバイスの表面を、一般に米国特許第6,033,719号明細書において開示されているとおり、セリウムイオンイニシエーション(CeIV)、オゾン露出またはUV照射を用いて、ヒドロキシ−官能性PVPコポリマー(例えば、米国特許第3,563,968号明細書に記載されている)などのビニル含有ポリマーと共にグラフトする。
Claims (13)
- 以下の式の多数の置換基にカップリングしているヒドロゲル:
m=0または1であり;
R1およびR2の少なくとも一方もしくは両方は、独立して、
CN;
NO2;
置換されていてもよいアリール;
置換されていてもよいヘテロアリール;
置換されていてもよいアルケニル;
置換されていてもよいアルキニル;
COR3またはSOR3またはSO2R3(式中、
R3は、Hもしくは置換されていてもよいアルキル;
各々が置換されていてもよいアリールもしくはアリールアルキル;
各々が置換されていてもよいヘテロアリールもしくはヘテロアリールアルキル;または
OR9もしくはN(R9)2(式中、各R9は、独立して、Hもしくは置換されていてもよいアルキルであるか、または、両方のR9基はこれらが結合している窒素と一緒になって複素環を形成している)である);または
SR4(式中、
R4は、置換されていてもよいアルキル;
各々が置換されていてもよいアリールもしくはアリールアルキル;または
各々が置換されていてもよいヘテロアリールもしくはヘテロアリールアルキルである);
であり、
ここで、R1およびR2は、結合されて3〜8員環を形成していてもよく;かつ
ここで、R1およびR2の一方が、
CN;
NO 2 ;
置換されていてもよいアリール;
置換されていてもよいヘテロアリール;
置換されていてもよいアルケニル;
置換されていてもよいアルキニル;
COR 3 またはSOR 3 またはSO 2 R 3 ;または
SR 4
である場合、
R 1 およびR 2 の他方は、H、または、各々が置換されていてもよい、アルキル、アリールアルキルもしくはヘテロアリールアルキルであり;
各R5は、独立して、H、または、各々が置換されていてもよい、アルキル、アルケニルアルキル、アルキニルアルキル、アリール、アリールアルキル、ヘテロアリールもしくはヘテロアリールアルキルであり;
Dは、O、SまたはNを介してカップリングされている薬物またはプロドラッグの残基であり;
Yは不在であり、かつXはOもしくはSであるか;または
YはNBCH2であり、かつXはOであり;
ここで、Bは、各々が置換されていてもよい、アルキル、アリール、アリールアルキル、ヘテロアリールまたはヘテロアリールアルキルであり;かつ
ここで、前記ヒドロゲルとのカップリングは、R1、R2、R5またはBのいずれかを介している。 - コラーゲンヒドロゲルである、請求項1に記載のヒドロゲル。
- 該ヒドロゲルにカップリングした多数の不活性保護ポリマーをさらに含む、請求項1または2に記載のヒドロゲル。
- 該不活性保護ポリマーがポリエチレングリコール(PEG)である、請求項3に記載のヒドロゲル。
- R 1 、R 2 、R 5 またはBのいずれかの前記カップリングが、ヒドロゲル上の適合性のある官能基への直接結合である、請求項1〜4のいずれか一項に記載のヒドロゲル。
- R 1 、R 2 、R 5 またはBのいずれかの前記カップリングが、ヒドロゲルに結合している結合基によりもたらされる適合性のある官能基への結合である、請求項1〜4のいずれか一項に記載のヒドロゲル。
- R 1 が、フェニルスルホニル、置換フェニルスルホニル、メタンスルホニル、(R 9 ) 2 N−SO 2 あるいはCNであり;ならびに、R 2 がHであるか;または、R 1 およびR 2 が、これらが結合しているCHと一緒になって9−フルオレニルを形成している、請求項1〜6のいずれか一項に記載のヒドロゲル。
- mが0であり;R 1 が、フェニルスルホニル、置換フェニルスルホニル、メタンスルホニル、(R 9 ) 2 N−SO 2 またはCNであり;R 2 がHであり;一方のR 5 が置換されていてもよいアルキルであり、かつ他方のR 5 がHであり;かつ、Bが、フェニルまたは置換フェニルであり;かつ、R 1 、R 5 およびBの1つが、前記ヒドロゲルに対する結合をさらに含む、請求項1〜6のいずれか一項に記載のヒドロゲル。
- R 1 およびR 2 の一方がCNであるか、
R 1 およびR 2 の少なくとも一方がフェニルまたはフェニレンを含むか、
または、
R 1 およびR 2 の一方がSO 2 R 3 であり、かつ他方が、H、アルキルまたはフェニルである、
請求項1〜6のいずれか一項に記載のヒドロゲル。 - mが0である、請求項1〜9のいずれか一項に記載のヒドロゲル。
- 該官能基が、
該ヒドロゲル上の適合性のある官能基と直接カップリングされる、
請求項11に記載の方法。 - 該官能基が、
該ヒドロゲルに結合している結合基によりもたらされる適合性のある官能基とカップリングされる、
請求項11に記載の方法。
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