KR20120123340A - 다기능성 쌍성이온 중합체 컨쥬게이트 - Google Patents

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디. 빅터 펄로쓰
레인 에이. 클리즈베
디디어 지. 베노이트
웨인 투
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Abstract

본 발명은 쌍성이온 및 하나 이상의 기능성 작용제를 함유하는 랜덤 공중합체, 및 이러한 랜덤 공중합체를 제조하는 방법을 제공한다.

Description

다기능성 쌍성이온 중합체 컨쥬게이트{MULTIFUNCTIONAL ZWITTERIONIC POLYMER CONJUGATES}
관련 출원의 전후 참조
본 출원은 2009년 12월 18일에 출원된 미국 가출원 번호 61/288,127호를 우선권으로 주장한다.
발명의 배경
모두 '의학적으로 차별화된 생성물'을 전달하는 것을 시도하는 제약 회사에서 현재 일종의 경쟁이 행해지고 있다. 현재의 약물 형태는 경직되어 있고, 이들은 일반적으로 단일한 활성에 대해 허용된다. 예를 들어, 재조합 모노클로날 항체는 일반적으로 단일 표적 단백질에 결합하고 이를 억제하도록 설계되고 최적화된다. 예를 들어, 소분자 약물은 일반적으로 단일 표적에 결합하고 이를 활성화(또는 억제)하도록 설계되고 최적화된다. 일부 경우에, 약물은 선택적이지 않고, 다수의 활성(예를 들어, 단일 키나제의 ATP 결합 부위에 결합하도록 설계되나, 인접한 키나제 패밀리 일원에 대해 일정 수준의 친화성 및 생물활성을 나타내는 소분자 키나제 억제제)이 존재한다. 그러나, 일반적으로, 약물 개발자는 단일 활성을 위해 오늘날의 약물 형태를 이용하여 최적화시키며, 비-선택성은 약물 개발 과정에서 기술자가 멀리 해야 할 것으로 여겨진다.
현재의 약물 개발에서, 단일 표적의 선택은 중요한 변수이다. 따라서, 약물은 형태-중점적 관점으로 개발된다. 그러나, 약물은 질병을 치료하기 위해 개발된다. 그리고, 질병은 일반적으로 연속 또는 동시에 발생하는 하나 이상의 병태생리학적 메커니즘으로 구성된다. 메커니즘은 국소화된 세포 또는 조직 또는 기관에서 발생하거나, 유기체 전체에 걸쳐 전신적으로 발생하는 경로 또는 교차 경로(intersecting pathway) 세트이다. 경로는 서로 상호작용하는 모이어티(moiety)의 세트이다. 약물 개발을 착수하기 위한 보다 이상적인 방법은 질병-중심 또는 생물학-중심 방법을 취할 수 있는 것이다. 예를 들어, 학술적 및 공동 및 역사적 연구 및 지금까지의 경험의 합계를 기초로 하여, 질병 x는 경로 a, b, 및 c를 수반한다. 경로 a 내에서, 표적 단백질 z는 상향조절(및 항체 단편에 결합되어 억제될 수 있음)되는 것으로 공지되어 있다. 경로 b에서, 세포-유형 y는 부적절하게 증식(및 소분자 항-증식 작용제에 의해 영향을 받을 수 있음)되는 것으로 공지되어 있다. 그리고, 경로 a 및 b의 병태생리학은 조직 서브타입 x(이는 약물 상에 작은 조직-표적화 펩티드의 여러 카피를 포함함으로써 표적화되거나 약물로 부화될 수 있음) 내에서 발생한다. 상기 다수의 기능 및 다양한 유형의 생물활성 모이어티(단백질, 올리고누클레오티드, 소분자, 지질 등)가 디자인, 수행, 제조 및 투여에서 실제상으로 최신(best-of-breed)이고 간단한, 단일하고 적합가능한 다기능성 약물로 통합되도록 하는 약물 기술 또는 형태를 갖는 것이 이상적일 것이다. 또한, 기술은 특정한 생물활성 모이어티가 요망되는 조건(시간, 수성 pH 환경 등) 하에서 방출될 수 있도록 불안정하게 부착되도록 해야 한다. 이러한 약물은 약물 개발 과정 중 초기에서 기술, 조절, 및 상업적 성공의 보다 높은 전반적 가능성을 제공하면서 보다 높은 효능 및 안전성을 나타내야 한다.
대부분의 질병은 복합적이고, 기원에 있어서 다인성이다. 따라서, 상기 생물학-중심 또는 질병-중심 방법의 적용에 있어서, 류머티스 관절염과 같은 중한 질병이 진단(분자, 영상화, 생체마커, 유전) 또는 다른 방법을 통해 각각이 특정 세트의 병태생리학에 의해 유도되고, 하나의 다기능성 약물을 이용하여 표적화될 수 있는 말하자면 10개의 주요 서브타입으로 실제 나누어져, 10개의 상이한 질병 유형을 치료하기 위해 10개의 다기능성 약물이 개발되는 향후 10년 또는 15년 후를 상상할 수 있다.
본 발명은 다기능성 약물 개발의 차세대의 중추가 될 수 있는 상기 약물 기술 형태를 기재한다. 상기 기술은 (i) 자체적으로 친수성 단량체 및 구조의 선택을 통해 약물에 기초적인 생체적합성을 전달하고, (ii) 또한, 다양한 유형의 다수의 작용제(아미노산, 소분자, 올리고누클레오티드, 지질, 기타, 진단 작용제, 영상화 작용제, 치료 모니터링 작용제)에 대한 컨쥬게이션 및/또는 흡착, 소정의 화학량론 및 기능(생체적합성, 스페이서, 생물활성, 표적화, 진단, 영상화 등)을 위한 코어 백본 또는 스캐폴드를 형성하고, (iii) 임의의 안정적 또는 유연한(소정의 조건 하) 컨쥬게이션 링커 및 화학을 이용할 수 있는 중합체 백본을 제공한다.
약물 컨쥬게이션을 위한 친수성 중합체는 잘 기재되어 있으며, 약물 컨쥬게이트는 한 해에 50억 달러를 초과하는 수익이 발생하고 있다. 상기 중합체에 대해 중요한 것은 중합체가 물 분자에 결합하는 정도 및 상기 물 결합 상호작용의 물리적 특성이다. 상기 특성의 조합은 중합체의 기초적인 생체적합성을 유도한다. PEG는 친수성 중합체의 한 예이나, 다양한 정도로 물에 결합하고 다양한 물리적 특성을 가져, 이에 따라 다양한 기초적 생체적합성을 갖는 친수성 중합체의 다른 예가 존재한다. 하나의 상기 예는 포스포릴콜린-기반 중합체, 특히 2-메타크릴오일옥시에틸 포스포릴콜린으로부터 유래된 중합체이며, 이러한 중합체는 관상동맥 약물 용리 스텐트 및 컨택트 렌즈와 같은 의학 장치의 다양한 형태로 시판된다. 최근 몇 년 동안, 저비용 및 높은 품질의 규모가 크고 복잡한 구조의 중합체의 제조를 가능케 하는 신규한 제어된 라디칼 중합 방법이 개발되었다.
본 발명은 질병 병태생리학을 유도하는 일련의 생물학으로 시작하고, 생체적합성 모이어티, 다양한 부류의 약물 모이어티, 확장된 구조, 융통성이 있는 화학을 모두 실제상의 패키지에 통합시키는, 약물 개발의 새로운 패러다임을 가능케 하는 약물 기술 및 형태를 포함한다. 보다 간단히 표현하면, 본 발명은 사용자가 환자의 이득을 위해 질병에 대항하기 위한 마법 탄환(magic bullet)을 생성시키기 위한 목적으로 나노규모의 바이오머신을 생성시키는 것을 가능케 하는 약물 형태를 제공한다.
전달을 위한 생물학적 활성제를 제형화하려는 노력은 투여 경로, 활성제의 생물학적 안정성 및 생리학적으로 양립되는 매질에서의 활성제의 용해도를 포함하는 다양한 변수와 함께 다루어져야 한다. 생물학적 활성제를 제형화하는데 선택이 이루어지며, 선택된 투여 경로는 활성제의 생체적합성에 영향을 미칠 수 있다. 예를 들어, 생물학적 활성 단백질 및 폴리펩티드에 대해 전신 순환으로의 비경구 투여의 선택은 위장관에서 발견되는 단백질분해 환경을 회피한다. 그러나, 생물학적 활성제의 주사와 같은 직접적 투여가 가능한 경우에도, 제형은 투여되는 작용제에 대한 면역 반응의 발생 및 작열통 및 자통을 포함하는 임의의 부형제에 대한 반응을 포함하는 다양한 반응으로 인해 불만족스러울 수 있다. 활성제가 면역원성이 아니고, 만족스러운 부형제가 이용될 수 있다 하더라도, 생물학적 활성제는 고통스럽고/거나 불편할 수 있는 반복된 투여 또는 지속적 주입을 필요로 할 수 있는 제한된 용해도 및 짧은 생물학적 반감기를 가질 수 있다.
일부 생물학적 활성제에 대해, 작용제를 수용성 중합체에 컨쥬게이션시킴으로써 기능성 작용제의 적합한 제형을 개발하는데 있어서 어느 정도의 성공이 달성되었다. 수용성 중합체에 대한 생물학적 활성제의 컨쥬게이션은 일반적으로 생물학적 활성제, 특히 단백질 및 펩티드의 전달에 대해 다양한 이점을 제공하는 것으로 판단된다. 사용되는 수용성 중합체 중에서, 폴리에틸렌 글리콜(PEG)이 생물학적 활성 펩티드를 포함하는 다양한 생물학적 활성제에 가장 광범위하게 컨쥬게이션된다. 면역원성 또는 항원성의 감소, 증가된 반감기, 증가된 용해도, 신장에 의한 감소된 청소 및 감소된 효소적 분해가 PEG 컨쥬게이트를 포함하는 다양한 수용성 중합체 및 기능성 작용제의 컨쥬게이트에 기인되었다. 이러한 특성의 결과로서, 생물학적 활성제의 중합체 컨쥬게이트는 치료 종점을 달성하기 위해 덜 빈번한 투여를 필요로 하며, 보다 덜한 활성제의 사용을 허용케 할 수 있다. 덜 빈번한 투여는 고통스러울 수 있고, 건강관리 전문가로의 불편한 방문을 필요로 하는 주사의 전체 수를 감소시킨다. PEG 또는 다른 중합체의 컨쥬게이션은 또한 약물 자체의 코어 활성을 변형시킬 수 있고 - 중합체 컨쥬게이션에 의해 약물에 부여된 "추가 생물활성"의 개념(예를 들어, 큰 유체역학적 반경은 약물(항체 단편)으로부터의 억제 범위를 확장시킴)은 수용체 A에 대한 결합을 억제하나, 중합체-약물 컨쥬게이트는 임의의 수의 다양한 메커니즘의 작용 뿐만 아니라 특정한 입체구조적 방해로 인해 수용체 A 및 수용체 B에 대한 결합을 억제한다.
PEG 컨쥬게이션을 이용하여 일부 성공이 달성되었으나, 생물학적 활성제의 "페길화(PEGylation)"는 난제로 남아있다. 약물 개발자들은 에리트로포이어틴 및 다양한 인터페론과 같은 매우 효능있는 효능작용 단백질 너머까지 진척시켰으나, PEG 친수성 중합체의 이점은 용해도 및 안정성의 증가, 및 피하 투여되는 상업적으로 성공적인 제품에 필요한 점성도 및 면역원성의 감소를 유도하는데 불충분하다. PEG 컨쥬게이션은 또한 생물학적 활성의 상실을 발생시킬 수 있다. PEG와의 컨쥬게이션 후의 생물학적 활성의 상실을 설명하기 위해 다양한 이론이 제출되었다. 이는 특히 중합체가 길고, 활성제의 일부 주위를 자체로 "랩핑(wrapping)"함으로써, 활성에 필요한 잠재적 리간드에 대한 접근을 차단하는 경우의 컨쥬게이션 연결 또는 PEG 컨쥬게이트 내에 매몰되는 작용제에 의해 상기 작용제가 다른 생물학적 성분과 상호작용하는데 필요한 부위의 봉쇄를 포함한다.
컨쥬게이트 제조에 사용하기 위한 PEG의 분지된 형태는 긴 선형의 PEG 중합체 사슬의 사용에 의해 조우되는 난점 중 일부를 완화시키기 위해 도입되었다. 분지된 중합체는 긴 선형의 PEG 중합체로 형성된 컨쥬게이트와 관련된 문제 중 일부를 극복할 수 있으나, 분지되거나 선형인 PEG 중합체 컨쥬게이트는 컨쥬게이션된 기능성 작용제의 사용과 관련된 문제를 완전히 해소하지 않는다. 선형 및 분지된 PEG 컨쥬게이트 둘 모두는, 예를 들어, 너무 길거나 너무 짧은 분해 속도를 겪을 수 있다. 신속한 분해 속도는 너무 짧은 생체내 반감기를 갖는 컨쥬게이트를 발생시킬 수 있는 반면, 너무 느린 분해 속도는 생체내에서 허용되기 어려운 긴 컨쥬게이트 반감기를 발생시킬 수 있다.
수용성 중합체에 대한 기능성 작용제의 컨쥬게이션의 인정된 장점 및 치료적 목적에 적합한 컨쥬게이트를 형성시키는데 있어서의 PEG와 같은 수용성 중합체의 제한을 고려하여, 기능성 작용제와의 컨쥬게이트를 형성시키기 위한 추가 수용성 중합체가 요망된다. 수용성 중합체, 특히 컨쥬게이트 형성에 사용하기 위한 PEG의 장점 중 많은 장점을 갖고, 컨쥬게이션 작용제로서 PEG를 이용하여 관찰되는 불이익을 겪지 않는 수용성 중합체가 치료 및 진단 작용제를 형성시키는데 요망된다. 이를 위해, 쌍성이온 단량체, 특히, 2-메타크릴오일옥시에틸-포스포릴콜린을 함유하는 중합체가 생물학적 활성제의 컨쥬게이트를 제조하는데 사용되는 것으로 기재된다.
발명의 개요
일 구체예에서, 본 발명의 랜덤 공중합체는 하기 화학식 I을 갖는다:
Figure pct00001
.
화학식 I의 각각의 단량체 M1 및 M2는 독립적으로 아크릴레이트, 메타크릴레이트, 아크릴아미드, 메타크릴아미드, 스티렌, 비틸-피리딘 또는 비닐-피롤리돈일 수 있다. 더욱이, 화학식 I의 R1은 독립적으로 H, L1-A1, 연결기 LG1 또는 L1-LG1일 수 있고, 화학식 I의 각각의 R2는 독립적으로 H, C1 -6 알킬, C2 -6 알케닐, C2 -6 알키닐, C1 -6 할로알킬, C1 -6 헤테로알킬, C3 -8 시클로알킬, C3 -8 헤테로시클로알킬, 아릴, 헤테로아릴, A2, L2-A2, LG2, L2-LG2, I2 및 L2-I2이다. 화학식 I의 기 ZW는 쌍성이온 모이어티이다. 기 I는 개시제 단편이고, I'은 라디칼 제거제이고, I-I'의 조합물은 화학식 I의 랜덤 공중합체의 중합을 위한 개시제 I1이다. 대안적으로, I'은 H 또는 C1 -6 알킬일 수 있다. 기 I2는 개시제이다. 또한, 기 L1 및 L2 각각은 링커이고, 기 A1 및 A2 각각은 기능성 작용제이고, 기 LG1 및 LG2 각각은 연결기이다. 상기 화학식 I에서, 하첨자 x 및 y1는 각각 독립적으로 1 내지 1000의 정수이고, 하첨자 z는 1 내지 10의 정수이고, 하첨자 s는 1 내지 100의 정수이고, 하첨자 n은 1 내지 20의 정수이고, 여기서 R1은 L1-A1이거나 R2 중 하나는 L2-A2이다.
다른 구체예에서, 본 발명은 자유 라디칼 중합을 통해 랜덤 공중합체를 제조하기에 충분한 조건하에서 제 1 단량체 및 제 2 단량체의 혼합물과 개시제 I1를 접촉시키는 단계를 포함하는 본 발명의 랜덤 공중합체를 제조하는 방법을 제공하며, 상기 제 1 단량체는 포스포릴콜린을 포함하고, 제 2 단량체 및 개시제 각각은 독립적으로 기능성 작용제 또는 이러한 기능성 작용제에 연결하기 위한 연결기 중 적어도 하나를 포함한다.
또 다른 구체예에서, 본 발명의 랜덤 공중합체는 포스포릴콜린과 같은 쌍성이온을 갖는 제 1 단량체, 기능성 작용제 또는 연결기를 갖는 적어도 하나의 제 2 단량체, 및 기능성 작용제 또는 연결기를 갖는 개시제 모이어티를 가지며, 상기 기능성 작용제는 링커를 통해 제 2 단량체 또는 개시제 모이어티에 연결된다.
또 다른 구체예에서, 본 발명의 랜덤 공중합체는 포스포릴콜린과 같은 쌍성이온을 갖는 제 1 단량체, 기능성 작용제 또는 연결기를 갖는 적어도 하나의 제 2 단량체를 가지며, 상기 제 2 단량체는 상기 제 1 단량체와 상이한 반응성 비를 가져 최종 중합체가 교대 공중합체, 주기 공중합체, 구배 공중합체, 블록 공중합체 또는 통계적 공중합체(statistical copolymer)가 되는 것을 가능케 한다.
또 다른 구체예에서, 본 발명의 랜덤 공중합체는 포스포릴콜린과 같은 쌍성이온을 갖는 제 1 단량체, 기능성 작용제 및 조정가능한 연결기를 갖는 적어도 하나의 제 2 단량체를 가지며, 상기 제 2 단량체는 상기 제 1 단량체와 동일한 반응성 비를 가져 최종 중합체가 교대 공중합체, 주기 공중합체, 구배 공중합체, 블록 공중합체 또는 통계적 공중합체가 되는 것을 가능케 한다.
또 다른 구체예에서, 본 발명의 랜덤 공중합체는 포스포릴콜린과 같은 쌍성이온을 갖는 제 1 단량체, 기능성 작용제 또는 연결기를 갖는 적어도 하나의 제 2 단량체, 및 비공유 결합에 의한 신규한 토폴로지(topologies)의 형성을 가능케 하는 다양한 환경 친화성을 갖는 다른 단량체를 갖는다.
또 다른 구체예에서, 본 발명의 랜덤 공중합체는 포스포릴콜린과 같은 쌍성이온을 갖는 제 1 단량체, 기능성 작용제 및 조정가능한 연결기를 갖는 적어도 하나의 제 2 단량체, 및 비공유 결합에 의한 신규한 토폴로지의 형성을 가능케 하는 다양한 환경 친화성을 갖는 다른 단량체를 갖는다.
또 다른 구체예에서, 본 발명의 랜덤 공중합체는 포스포릴콜린과 같은 쌍성이온을 갖는 제 1 단량체, 기능성 작용제 또는 연결기를 갖는 적어도 하나의 제 2 단량체, 및 비공유 결합에 의한 신규한 토폴로지의 형성을 가능케 하는 유사한 환경 친화성의 다른 단량체(예를 들어, 수성 환경에서의 카르복실기, 또는 pH 민감성 기 사이의 킬레이트화)를 갖는다.
또 다른 구체예에서, 본 발명의 랜덤 공중합체는 포스포릴콜린과 같은 쌍성이온을 갖는 제 1 단량체, 비공유 결합에 의한 신규한 토폴로지의 형성을 가능케 하는 기능성 작용제 및 조정가능한 연결기를 갖는 적어도 하나의 제 2 단량체(예를 들어, 수성 환경에서의 카르복실기, 또는 pH 민감성 기 사이의 킬레이트화)를 갖는다.
또 다른 구체예에서, 본 발명의 랜덤 공중합체는 포스포릴콜린과 같은 쌍성이온을 갖는 제 1 단량체, 수성 환경 또는 낮은 pH 환경과 같은 미리 정의된 트리거(trigger)에 대한 기능성 작용제의 방출을 가능케 하는 조정가능한 연결기를 갖는 적어도 하나의 제 2 단량체를 갖는다.
도면의 간단한 설명
도 1은 본 발명의 랜덤 공중합체의 제조를 위한 도식을 도시한다. 개시제 I-I'은 개시제 단편 I 및 라디칼 제거제 I'으로 분해된다. 이후, 개시제 단편 I는 공단량체(comonomer) M1 및 M2와 반응하여 중합 과정을 개시시키고, 종 A를 발생시킨다. 이후, 라디칼 제거제 I'은 종 A와 가역적으로 반응하여 종 B를 형성시킬 수 있다. 대안적으로, 종 A는 추가 단량체와 반응하여 중합체의 확대를 지속시킬 수 있다(종 C). 부수적으로, 종 C의 성장하는 중합체 사슬은 가역적으로 라디칼 제거제 I'와 반응하여 랜덤 공중합체인 종 D를 형성시킬 수 있다.
발명의 상세한 설명
I. 총론
본 발명은 포스포릴콜린과 같은 쌍성이온, 및 적어도 하나의 기능성 작용제(본원에 정의됨)를 갖는 랜덤 공중합체를 제공한다. 고도로 생체적합한 분자로서의 포스포릴콜린과 같은 쌍성이온은 기초적인 생체적합성을 유도한다. 이는 또한 온도 또는 다른 스트레스 하에서 단백질 보호와 관련하여 샤페론 타입 기능을 갖는다. 이는 또한 가역적 세포 흡수와 같은 다른 기능을 가능케 할 수 있다. 기능성 작용제는 생물활성 작용제, 예를 들어, 약물, 치료 단백질 또는 표적화 작용제, 뿐만 아니라 검출 작용제, 영상화 작용제, 표지 작용제 또는 진단 작용제일 수 있다. 랜덤 공중합체는 하나 이상의 적절한 기능성 작용제를 선택함으로써 다양한 질환 및 질병의 치료에 유용하다. 다수의 생물활성 작용제가 랜덤 공중합체에 연결될 수 있고, 이에 따라 단지 하나의 질병 증상 또는 메커니즘이 아니라 전체 질병의 치료를 가능케 한다. 더욱이, 생물활성 작용제는 안정적인 방식으로 분해되지 않는 링커를 통하거나, 다양한 미리 정의된 트리거가 프로드러그 또는 이중 프로드러그 링커 및 연결기 방법의 사용을 통해 각각의 생물활성 작용제를 방출하도록 하는 다양한 분해가능한 링커를 통해 연결될 수 있다. 또한, 랜덤 공중합체는 적합한 표적화 작용제 및 영상화 작용제의 부착에 의해 진단 및 영상화 목적에 유용하다. 랜덤 공중합체는 단일 중합체 중에 치료 및 진단 작용제 둘 모두를 포함하여, 질병을 치료할 뿐만 아니라 검출하고 진단하는 치료진단(theranostic) 작용제를 제공할 수 있다.
랜덤 공중합체는 포스포릴콜린과 같은 쌍성이온을 함유하는 단량체 및 동일하거나 상이할 수 있는 하나 이상의 생물활성 작용제를 함유하는 단량체, 또는 생물활성 작용제를 연결할 수 있는 연결기를 이용하여 통상적인 자유-라디칼 중합 또는 조절/리빙(living) 라디칼 중합, 예를 들어, 원자 이동 라디칼 중합(atom transfer radical polymerization, ATRP)을 통해 제조될 수 있다. 랜덤 공중합체의 제조에 사용되는 개시제는 다수의 개시 부위를 가질 수 있어, 멀티-아암(multi-arm) 중합체, 예를 들어, 스타(star)가 제조될 수 있다. 개시제는 또한 생물활성 작용제, 또는 연결기, 또는 생물활성 작용제를 연결시킬 수 있는 가요성 화학물질을 함유할 수 있다.
II . 정의
본 발명의 목적상, 하기 용어는 하기 기재되는 정의에 따라 사용될 것이다.
"랜덤 공중합체"는 중합체 백본 전체에 걸쳐 무작위적으로 분포되는 적어도 2개의 상이한 단량체 기를 갖는 중합체를 의미한다. 랜덤 공중합체의 단량체는 함께 결합되어 중합체를 형성하는 화학 모이어티이다. 각각의 별개의 화학 모이어티는 단량체로 언급된다. 랜덤 공중합체는 아크릴레이트, 메타크릴레이트, 아크릴아미드, 메타크릴아미드, 스티렌, 비틸-피리딘 및 비닐-피롤리돈을 포함하나, 이에 제한되지는 않는 단량체로부터 제조된다. 추가 단량체가 본 발명의 랜덤 공중합체에서 유용하다. 예를 들어, 본 발명의 랜덤 공중합체에서 2개의 상이한 단량체가 사용되는 경우, 2개의 단량체는 "공단량체"로 언급되며, 이는 상이한 단량체가 공중합되어 단일한 중합체를 형성하는 것을 의미한다.
"쌍성이온 모이어티"는 양성 및 음성 전하 둘 모두를 갖는 화합물을 의미한다. 랜덤 공중합체에서 유용한 쌍성이온 모이어티는 4차 질소 및 음성으로 하전된 포스페이트, 예를 들어, 포스포릴콜린: RO-P(=O)(O-)O-CH2CH2-N+(Me)3를 포함할 수 있다. 다른 쌍성이온 모이어티가 본발명의 랜덤 공중합체에 유용하고, 특허 WO 1994/016748호 및 WO 1994/016749호는 이의 전체내용이 본원에 포함된다.
"개시제"는 본 발명의 공단량체를 이용한 중합을 개시시킬 수 있는 화합물을 의미한다. 중합은 통상적인 자유 라디칼 중합 또는 조절/리빙 라디칼 중합, 예를 들어, 원자 전달 라디칼 중합(ATRP), 가역적 추가-단편화-종료(Reversible Addition-Fragmentation-Termination, RAFT) 중합 또는 니트록시드 매개 중합(nitroxide mediated polymerization, NMP)일 수 있다. 중합은 "슈도(pseudo)" 조절 중합, 예를 들어, 변성 전달(degenerative transfer)일 수 있다. 개시제가 ATRP에 대해 적합한 경우, 이는 균일분해되어 라디칼 중합을 개시시킬 수 있는 라디칼인 개시제 단편 I, 및 성장하는 중합체의 라디칼과 반응하여 중합을 가역적으로 종료시키는 라디칼 제거제 I'을 형성시킬 수 있는 불안정한 결합을 함유한다. 라디칼 제거제 I'은 통상적으로 할로겐이나, 이는 또한 유기 모이어티, 예를 들어, 니트릴일 수 있다.
"링커"는 2개의 기를 함께 연결하는 화학 모이어티를 의미한다. 링커는 분해성 또는 비-분해성일 수 있다. 분해성 링커는 특히 가수분해성, 효소적 분해성, pH 민감성, 광불안정성, 또는 디설피드 링커일 수 있다. 다른 링커는 동종이기능성 및 이종이기능성 링커를 포함한다. "연결기"는 생물활성 작용제에 대한 하나 이상의 결합으로 구성되는 공유 연결을 형성할 수 있는 기능성 기이다. 비제한적인 예는 표 1에 예시된 것을 포함한다.
"가수분해성 링커"는 생리학적 조건하에서 가수분해를 겪는 화학적 연결 또는 결합, 예를 들어, 공유 결합을 의미한다. 결합이 가수분해되는 경향은 결합이 엄정한 곳 사이의 2개의 중심 원자를 연결하는 연결의 전반적 유형 뿐만 아니라 상기 중심 원자에 부착되는 치환기에 좌우될 것이다. 가수분해적으로 민감한 연결의 비제한적인 예는 카르복실산의 에스테르, 포스페이트 에스테르, 아세탈, 케탈, 아실옥시 알킬 에테르, 이민, 오르토에스테르, 및 일부 아미드 연결을 포함한다.
"효소적 분해성 링커"는 하나 이상의 효소에 의한 분해에 적용되는 연결을 의미한다. 일부 효소적으로 민감한 연결이 또한 효소적으로 분해될 수 있다. 예를 들어, 에스테라제는 카르복실산의 에스테르 또는 포스페이트 에스테르에서 작용할 수 있고, 프로테아제는 펩티드 결합 및 일부 아미드 연결에서 작용할 수 있다.
"pH 민감성 링커"는 하나의 pH에서 안정적이고, 또 다른 pH에서 분해되는 연결을 의미한다. 예를 들어, pH 민감성 링커는 중성 또는 염기성 조건에서는 안정적이나, 약간의 산성 조건에서는 불안정할 수 있다.
"광불안정성 링커"는 빛에 대한 노출 후에 분해되는 연결, 예를 들어, 공유 결합을 의미한다. 광불안정성 링커는 유입되는 빛을 흡수한 후, 광불안정성 링커에 의해 연결된 2개의 기를 분해시키는 결합의 재배열을 촉발시키는 방향족 모이어티를 포함한다.
"자가-희생 또는 이중 프로드러그 링커"는, 링커의 주요 기능이 선택적 트리거 활성화(예를 들어, pH의 강하 또는 조직-특이적 효소의 존재) 후의 기능성 작용제를 방출하는 자연적 화학 분해 후에만 기능성 작용제를 방출하는 것인 연결을 의미한다.
"기능성 작용제"는 생물활성 작용제 또는 진단 작용제를 포함한다. "생물활성 작용제"는 특정 생물학적 위치를 표적(표적화 작용제)으로 하고/하거나, 생체내 또는 시험관내에서 입증될 수 있는 일부 국소적 또는 전신적 생리학적 또는 약리학적 효과를 제공하는 임의의 작용제, 약물, 화합물, 또는 이의 혼합물을 포함한다. 비제한적 예는 약물, 백신, 항체, 항체 단편, 비타민 및 보조인자, 다당류, 탄수화물, 스테로이드, 지질, 지방, 단백질, 펩티드, 폴리펩티드, 누클레오티드, 올리고누클레오티드, 폴리누클레오티드, 및 핵산(예를 들어, mRNA, tRNA, snRNA, RNAi, DNA, cDNA, 안티센스 작제물, 리보자임 등)을 포함한다. "진단 작용제"는 조직 또는 질병의 검출 또는 영상화를 가능하게 하는 임의의 작용제를 포함하는 것으로 정의된다. 진단 작용제의 예는 방사성표지, 형광단 및 염료를 포함하나, 이에 제한되지는 않는다.
"치료 단백질"은 약물을 전체적 또는 부분적으로 구성하는 아미노산 서열을 포함하는 펩티드 또는 단백질을 의미하고, 이는 인간 또는 동물의 약학적 적용에 사용될 수 있다. 본원에 개시된 것을 포함하나, 이에 제한되지는 않는 다수의 치료 단백질이 당업자에게 공지되어 있다.
"PC"로도 표시되는 "포스포릴콜린"은 하기를 의미한다:
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상기 식에서, *는 부착 지점을 나타낸다. 포스포릴콜린은 쌍성이온 기이고, 이는 염(예를 들어, 내부 염), 및 이의 양성자화(protonated) 형태 및 탈양성자화(deprotonated) 형태를 포함한다.
"포스포릴콜린 함유 중합체"는 포스포릴콜린을 함유하는 중합체이다. 각각의 예에서, 포스포릴콜린 함유 중합체가 특정 용도에 대해 본 출원에서 상술되는 경우, 상기 용도에서 단일 포스포릴콜린이 또한 사용될 수 있는 것이 특히 고려된다. "쌍성이온 함유 중합체"는 쌍성이온을 함유하는 중합체를 의미한다.
"폴리(아크릴로일옥시에틸 포스포릴콜린) 함유 중합체"는 적어도 하나의 아크릴로일옥시에틸 포스포릴콜린 단량체를 함유하는 아크릴산의 중합체, 예를 들어, 2-메타크릴로일옥시에틸 포스포릴콜린(즉, 2-메타크릴로일-2'-트리메틸암모늄 에틸 포스페이트)을 의미한다.
"접촉시키는"은 적어도 2개의 별개의 종을 접촉시켜 이들이 반응할 수 있는 과정을 의미한다. 그러나, 생성되는 반응 생성물은 첨가된 시약 사이의 반응으로부터 직접 생성되거나, 반응 혼합물에서 생성될 수 있는 첨가된 시약 중 하나 이상으로부터의 중간체로부터 생성될 수 있다.
"수용성 중합체"는 물에서 가용성인 중합체를 의미한다. 수용성 중합체의 용액은 여과 후의 동일 용액에 의해 투과되는 빛의 적어도 약 75%, 더욱 바람직하게는 적어도 약 95%를 투과시킬 수 있다. 중량을 기준으로, 수용성 중합체 또는 이의 부분은 물 중에서 적어도 약 35%, 적어도 약 50%, 약 70%, 약 85%, 약 95% 또는 100%(건조 중합체의 중량을 기준으로 함) 존재할 수 있다.
중합체의 상황에서 "분자량"은 수평균 분자량 또는 중량 평균 분자량 또는 피크(peak) 분자량으로 표현될 수 있다. 달리 나타내지 않는 한, 본원의 분자량에 대한 모든 언급은 피크 분자량을 의미한다. 이러한 분자량 결정, 수 평균, 중량 평균 및 피크는 겔 투과 크로마토그래피 또는 다른 액체 크로마토그래피 기술을 이용하여 측정될 수 있다. 분자량 값을 측정하는 다른 방법, 예를 들어, 수평균 분자량을 결정하기 위한 말단-기 분석의 이용 또는 총괄성 특성(예를 들어, 빙점 저하, 비등점 상승, 또는 삼투압)의 측정, 또는 중량 평균 분자량을 결정하기 위한 광산란 기술, 초원심분리 또는 점도측정의 이용이 또한 이용될 수 있다. 본 발명의 중합 시약은 통상적으로 다분산성(즉, 중합체의 수평균 분자량 및 중량 평균 분자량이 동등하지 않음)이며, 겔 투과 크로마토그래피에 의해 판단시 바람직하게는 약 1.5 미만의 낮은 다분산성 값을 갖는다. 다른 구체예에서, 다분산성은 약 1.4 내지 약 1.2, 더욱 바람직하게는 약 1.15 미만, 더욱 더 바람직하게는 약 1.10 미만, 더욱 더 바람직하게는 약 1.05 미만, 가장 바람직하게는 약 1.03 미만 범위일 수 있다.
본원에서 사용되는 단수 형태 구의 존재물은 이러한 존재물 하나 이상을 의미하며, 예를 들어, 화합물은 하나 이상의 화합물 또는 적어도 하나의 화합물을 의미한다. 이와 같이, 단수 형태의 용어, 및 "하나 이상" 및 "적어도 하나"는 본원에서 상호교환적으로 사용될 수 있다.
본원에서 사용되는 "약"은 다양한 기계, 샘플, 및 샘플 제조물에서 취해진 측정에서 알 수 있는 변화를 의미한다.
"보호된", "-로부터 보호된", "보호기" 및 "보호성 기"는 특정 반응 조건하에서 분자 내의 특정한 화학적 반응성의 작용기의 반응을 예방하거나 차단하는 기(즉, 보호하는 기)의 존재를 의미한다. 보호기는 보호되는 화학적 반응기의 유형 뿐만 아니라 이용되는 반응 조건 및 존재시 분자 내의 추가 반응성 기 또는 보호기의 존재에 따라 다양할 것이다. 당업자는 논문[Greene et al., "Protective Groups In Organic Synthesis," 3rd Edition, John Wiley and Sons, Inc., New York, 1999]에서 발견되는 것과 같은 당 분야에 공지된 보호기를 인지할 것이다.
"스페이서" 및 "스페이서 기"는 본원에서 상호교환적으로 사용되고, 이는 수용성 중합체의 말단 및 기능성 작용제의 반응기 및 반응기와 같은 상호연결 모이어티를 연결하는데 임의로 사용되는 원자 또는 원자의 집합체를 의미한다. 스페이서는 가수분해적으로 안정적일 수 있거나, 가수분해적으로 민감하거나 효소적으로 분해성인 연결을 포함할 수 있다.
"알킬"은 지정된 탄소 원자 수를 갖는 선형 또는 분지형, 포화, 지방족 라디칼을 의미한다. 예를 들어, C1-C6 알킬은 메틸, 에틸, 프로필, 이소프로필, 부틸, 이소부틸, 세크-부틸, 터트-부틸, 펜틸, 이소펜틸, 헥실 등을 포함하나, 이에 제한되지는 않는다. 다른 알킬기는 헵틸, 옥틸, 노닐, 데실 등을 포함하나, 이에 제한되지는 않는다. 알킬은 1-2, 1-3, 1-4, 1-5, 1-6, 1-7, 1-8, 1-9, 1-10, 2-3, 2-4, 2-5, 2-6, 3-4, 3-5, 3-6, 4-5, 4-6 및 5-6과 같은 임의의 수의 탄소를 포함할 수 있다. 알킬기는 통상적으로 1가이나, 알킬기가 2개의 모이어티를 함께 연결시키는 경우 2가일 수 있다.
유기 라디칼 또는 화합물과 관련하여 상기 및 하기에서 언급되는 용어 "저급"은 각각 7개 이하, 바람직하게는 4개 이하의 탄소 원자를 갖는 분지되거나 분지되지 않을 수 있는 화합물 또는 라디칼, 및 1개 또는 2개의 탄소 원자(분지되지 않은 경우)를 갖는 화합물 또는 라디칼을 정의한다.
"알킬렌"은 적어도 2개의 다른 기를 연결시키는 상기 정의된 바와 같은 알킬기, 즉, 2가 탄화수소 라디칼을 의미한다. 알킬렌에 연결된 2개의 모이어티는 알킬렌의 동일 원자 또는 상이한 원자에 연결될 수 있다. 예를 들어, 선형 사슬 알킬렌은 -(CH2)n의 2가 라디칼일 수 있고, 여기서 n은 1, 2, 3, 4, 5 또는 6이다. 알킬렌기는 메틸렌, 에틸렌, 프로필렌, 이소프로필렌, 부틸렌, 이소부틸렌, 세크-부틸렌, 펜틸렌 및 헥실렌을 포함하나, 이에 제한되지는 않는다.
알킬 및 헤테로알킬 라디칼(알킬렌, 알케닐, 헤테로알킬렌, 헤테로알케닐, 알키닐, 시클로알킬, 헤테로시클로알킬, 시클로알케닐, 및 헤테로시클로알케닐로 종종 언급되는 기를 포함함)에 대한 치환기는 0 내지 (2m'+1)(여기서, m'은 상기 라디칼 내의 탄소 원자의 전체 수) 범위의 수의 -OR' , =O, =NR', =N-OR', -NR'R", -SR', -할로겐, -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', -NH-C(NH2)=NH, -NR'C(NH2)=NH, -NH-C(NH2)=NR', -S(O)R', -S(O)2R', -S(O)2NR'R", -CN 및 -NO2로부터 선택된 다양한 기일 수 있다. R', R" 및 R'"는 각각 독립적으로 수소, 비치환된 (C1-C8)알킬 및 헤테로알킬, 비치환된 아릴, 1-3개의 할로겐으로 치환된 아릴, 비치환된 알킬, 알콕시 또는 티오알콕시기, 또는 아릴-(C1-C4)알킬기를 의미한다. R' 및 R"가 동일 질소 원자에 부착되는 경우, 이들은 질소 원자와 조합되어 5-, 6-, 또는 7-원 고리를 형성할 수 있다. 예를 들어, -NR'R"은 1-피롤리디닐 및 4-모르폴리닐을 포함하는 것을 의미한다. 상기 치환기의 논의로부터, 당업자는 용어 "알킬"이 할로알킬(예를 들어, -CF3 및 -CH2CF3) 및 아실(예를 들어, -C(O)CH3, -C(O)CF3, -C(O)CH2OCH3 등)과 같은 기를 포함하는 것을 의미하는 것을 이해할 것이다. 바람직하게는, 치환된 알킬 및 헤테로알킬기는 1 내지 4개의 치환기, 더욱 바람직하게는 1, 2 또는 3개의 치환기를 갖는다. 본 발명에 의해 고려되고 또한 바람직한 것에서 퍼할로 알킬기(예를 들어, 펜타플루오로에틸 등)는 예외이다.
알킬 및 헤테로알킬 라디칼(알킬렌, 알케닐, 헤테로알킬렌, 헤테로알케닐, 알키닐, 시클로알킬, 헤테로시클로알킬, 시클로알케닐, 및 헤테로시클로알케닐로 종종 언급되는 기를 포함함)에 대한 치환기는 0 내지 (2m'+1)(여기서, m'은 상기 라디칼 내의 탄소 원자의 전체 수) 범위의 수의 -OR', =O, =NR', =N-OR', -NR'R", -SR', -할로겐, -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 및 -NO2로부터 선택되나, 이에 제한되지는 않는 다양한 기 중 하나 이상일 수 있다. R', R", R'" 및 R""는 각각 바람직하게는 수소, 치환되거나 비치환된 헤테로알킬, 치환되거나 비치환된 아릴, 예를 들어, 1-3개의 할로겐으로 치환된 아릴, 치환되거나 비치환된 알킬, 알콕시 또는 티오알콕시기, 또는 아릴알킬기를 의미한다. 본 발명의 화합물이 하나 이상의 R기를 포함하는 경우, 예를 들어, R기의 각각은, 상기 기의 하나 이상이 존재하는 경우에 각각 R', R", R'" 및 R"" 기인 것과 같이 독립적으로 선택된다. R' 및 R"가 동일 질소 원자에 부착되는 경우, 이들은 질소 원자와 조합되어 5-, 6-, 또는 7-원 고리를 형성할 수 있다. 예를 들어, -NR'R"은 1-피롤리디닐 및 4-모르폴리닐을 포함하나, 이에 제한되지는 않는 것을 의미한다. 상기 치환기 논의로부터, 당업자는 용어 "알킬"이 수소 기가 아닌 기에 결합된 탄소 원자를 포함하는 기, 예를 들어, 할로알킬(예를 들어, -CF3 및 -CH2CF3) 및 아실(예를 들어, -C(O)CH3, -C(O)CF3, -C(O)CH2OCH3 등)을 포함하는 것을 의미하는 것을 이해할 것이다.
"알콕시"는 부착 지점에 알콕시기를 연결시키거나 알콕시기의 2개의 탄소에 연결되는 산소 원자를 갖는 알킬기를 의미한다. 알콕시기는, 예를 들어, 메톡시, 에톡시, 프로폭시, 이소-프로폭시, 부톡시, 2-부톡시, 이소-부톡시, 세크-부톡시, 터트-부톡시, 펜톡시, 헥스옥시 등을 포함한다. 알콕시기는 본원에 기재된 다양한 치환기로 추가로 치환될 수 있다. 예를 들어, 알콕시기는 할로겐으로 치환되어 "할로-알콕시" 기를 형성할 수 있다.
"카르복시알킬"은 카르복시기로 치환된 알킬기(본원에 정의됨)를 의미한다. 용어 "카르복시시클로알킬"은 카르복시기로 치환된 시클로알킬기(본원에 정의됨)를 의미한다. 용어 알콕시알킬은 알콕시기로 치환된 알킬기(본원에 정의됨)를 의미한다. 본원에서 이용되는 용어 "카르복시"는 카르복실산 및 이의 에스테르를 의미한다.
"할로알킬"은 수소 원자의 일부 또는 전부가 할로겐 원자로 치환된 상기 정의된 알킬을 의미한다. 할로겐(할로)은 바람직하게는 클로로 또는 플루오로이나, 또한 브로모 또는 요오도일 수 있다. 예를 들어, 할로알킬은 트리플루오로메틸, 플루오로메틸, 1,2,3,4,5-펜타플루오로-페닐을 포함한다. 용어 "퍼플루오로"는 플루오르로 치환된 모든 이용가능한 수소를 갖는 화합물 또는 라디칼을 정의한다. 예를 들어, 퍼플루오로페닐은 1,2,3,4,5-펜타플루오로페닐을 의미하고, 퍼플루오로메틸은 1,1,1-트리플루오로메틸을 의미하고, 퍼플루오로메톡시는 1,1,1-트리플루오로메톡시를 의미한다.
"플루오로-치환된 알킬"은 하나, 일부 또는 전부의 수소 원자가 플루오르로 치환된 알킬기를 의미한다.
본 발명의 상황에서 "사이토카인"은 면역 및 염증 반응에서 세포-세포 신호전달에 관여할 수 있는 단백질 신호전달 분자 군의 일원이다. 사이토카인은 통상적으로 약 8-35 kDa의 질량을 갖는 작은 수용성 당단백질이다.
"시클로알킬"은 약 3 내지 12, 3 내지 10, 또는 3 내지 7개의 엔도시클릭 탄소 원자를 함유하는 시클릭 탄화수소기를 의미한다. 시클로알킬기는 융합된, 브릿징된 및 스피로 고리 구조를 포함한다.
"엔도시클릭"은 시클릭 고리 구조의 일부를 포함하는 원자 또는 원자의 기를 의미한다.
"엑소시클릭"은 시클릭 고리 구조에 부착되나, 시클릭 고리 구조를 규정하지 않는 원자 또는 원자의 기를 의미한다.
"시클릭 알킬 에테르"는 3 또는 4개의 엔도시클릭 탄소 원자 및 1개의 엔도시클릭 산소 또는 황 원자를 갖는 4 또는 5원 시클릭 알킬기(예를 들어, 옥세탄, 티에탄, 테트라히드로푸란, 테트라히드로티오펜); 또는 1 또는 2개의 엔도시클릭 산소 또는 황 원자를 갖는 6 내지 7원 시클릭 알킬기(예를 들어, 테트라히드로피란, 1,3-디옥산, 1,4-디옥산, 테트라히드로티오피란, 1,3-디티안, 1,4-디티안, 1,4-옥사티안)를 의미한다.
"알케닐"은 적어도 하나의 이중결합을 갖는 2 내지 6개의 탄소 원자의 선형 사슬 또는 분지된 탄화수소를 의미한다. 알케닐기의 예는 비닐, 프로페닐, 이소프로페닐, 1-부테닐, 2-부테닐, 이소부테닐, 부타디에닐, 1-펜테닐, 2-펜테닐, 이소펜테닐, 1,3-펜타디에닐, 1,4-펜타디에틸, 1-헥세닐, 2-헥세닐, 3-헥세닐, 1,3-헥사디에닐, 1,4-헥사디에닐, 1,5-헥사디에닐, 2,4-헥사디에닐, 또는 1,3,5-헥사트리에닐을 포함하나, 이에 제한되지는 않는다. 알케닐기는 또한 2 내지 3, 2 내지 4, 2 내지 5, 3 내지 4, 3 내지 5, 3 내지 6, 4 내지 5, 4 내지 6 및 5 내지 6개의 탄소를 가질 수 있다. 알케닐기는 통상적으로 1가이나, 예를 들어, 알케닐기가 2개의 모이어티를 함께 연결시키는 경우 2가일 수 있다.
"알케닐렌"은 적어도 2개의 다른 기를 연결시키는 상기 정의된 알케닐기, 즉, 2가 탄화수소 라디칼을 의미한다. 알케닐렌에 연결된 2개의 모이어티는 알케닐렌의 동일 원자 또는 상이한 원자에 연결될 수 있다. 알케닐렌기는 에테닐렌, 프로페닐렌, 이소프로페닐렌, 부테닐렌, 이소부테닐렌, 세크-부테닐렌, 펜테닐렌 및 헥세닐렌을 포함하나, 이에 제한되지는 않는다.
"알키닐"은 적어도 하나의 삼중결합을 갖는 2 내지 6개의 탄소 원자의 선형 사슬 또는 분지된 탄화수소를 의미한다. 알키닐기의 예는 아세틸레닐, 프로피닐, 1-부티닐, 2-부티닐, 이소부티닐, 세크-부티닐, 부타디이닐, 1-펜티닐, 2-펜티닐, 이소펜티닐, 1,3-펜타디이닐, 1,4-펜타디이닐, 1-헥시닐, 2-헥시닐, 3-헥시닐, 1,3-헥사디이닐, 1,4-헥사디이닐, 1,5-헥사디이닐, 2,4-헥사디이닐, 또는 1,3,5-헥사트리이닐을 포함하나, 이에 제한되지는 않는다. 알키닐기는 또한 2 내지 3, 2 내지 4, 2 내지 5, 3 내지 4, 3 내지 5, 3 내지 6, 4 내지 5, 4 내지 6 및 5 내지 6개의 탄소를 가질 수 있다. 알키닐기는 통상적으로 1가이나, 예를 들어, 알키닐기가 2개의 모이어티를 함께 연결시키는 경우 2가일 수 있다.
"알키닐렌"은 적어도 2개의 다른 기를 연결시키는 상기 정의된 알키닐기, 즉, 2가 탄화수소 라디칼을 의미한다. 알키닐렌에 연결된 2개의 모이어티는 알키닐렌의 동일 원자 또는 상이한 원자에 연결될 수 있다. 알키닐렌기는 에티닐렌, 프로피닐렌, 부티닐렌, 세크-부티닐렌, 펜티닐렌 및 헥시닐렌을 포함하나, 이에 제한되지는 않는다.
"시클로알킬"은 3 내지 12개의 고리 원자 또는 지정된 원자 수를 함유하는 포화되거나 부분적으로 불포화된, 모노시클릭, 융합된 바이시클릭 또는 브릿징된 폴리시클릭 고리 어셈블리를 의미한다. 모노시클릭 고리는, 예를 들어, 시클로프로필, 시클로부틸, 시클로펜틸, 시클로헥실, 및 시클로옥틸을 포함한다. 바이시클릭 및 폴리시클릭 고리는, 예를 들어, 노르보란, 데카히드로나프탈렌 및 아다만탄을 포함한다. 예를 들어, C3 -8 시클로알킬은 시클로프로필, 시클로부틸, 시클로펜틸, 시클로헥실, 시클로옥틸, 및 노르보란을 포함한다.
"시클로알킬렌"은 적어도 2개의 다른 기를 연결시키는 상기 정의된 시클로알킬기, 즉, 2가 탄화수소 라디칼을 의미한다. 시클로알킬렌에 연결된 2개의 모이어티는 시클로알킬렌의 동일 원자 또는 상이한 원자에 연결될 수 있다. 시클로알킬렌기는 시클로프로필렌, 시클로부틸렌, 시클로펜틸렌, 시클로헥실렌, 및 시클로옥틸렌을 포함하나, 이에 제한되지는 않는다.
"헤테로시클로알킬"은 3 내지 약 20개의 고리 원자, 및 1 내지 약 5개의 헤테로원자, 예를 들어, N, O 및 S를 갖는 고리 시스템을 의미한다. B, Al, Si 및 P를 포함하나, 이에 제한되지는 않는 추가 헤테로원자가 또한 유용할 수 있다. 헤테로원자는 또한, 비제한적인 예로, -S(O)- 및 -S(O)2-와 같이 산화될 수 있다. 예를 들어, 헤테로시클은 테트라히드로푸라닐, 테트라히드로티오페닐, 모르폴리노, 피롤리디닐, 피롤리닐, 이미다졸리디닐, 이미다졸리닐, 피라졸리디닐, 피라졸리닐, 피페라지닐, 피페리디닐, 인돌리닐, 퀴누클리디닐 및 1,4-디옥사-8-아자-스피로[4.5]데크-8-일을 포함하나, 이에 제한되지는 않는다.
"헤테로시클로알킬렌"은 적어도 2개의 다른 기를 연결시키는 상기 정의된 헤테로시클알킬기를 의미한다. 헤테로시클로알킬렌에 연결된 2개의 모이어티는 헤테로시클로알킬렌의 동일한 원자 또는 상이한 원자에 연결될 수 있다.
"아릴"은 6 내지 16개의 고리 탄소 원자를 함유하는 모노시클릭 또는 융합된 바이시클릭, 트리시클릭 또는 이 이상의 방향족 고리 어셈블리를 의미한다. 예를 들어, 아릴은 페닐, 벤질 또는 나프틸, 바람직하게는 페닐일 수 있다. "아릴렌"은 아릴기로부터 유래된 2가 라디칼을 의미한다. 아릴기는 알킬, 알콕시, 아릴, 히드록시, 할로겐, 시아노, 아미노, 아미노-알킬, 트리플루오로메틸, 알킬렌디옥시 및 옥시-C2-C3-알킬렌으로부터 선택된 1, 2 또는 3개의 라디칼에 의해 일치환, 이치환 또는 삼치환될 수 있거나; 이들 모두는 임의로, 예를 들어, 상기 정의된 바와 같이 추가로 치환되거나; 1- 또는 2-니프틸; 또는 1- 또는 2-페난트레닐일 수 있다. 알킬렌디옥시는 페닐의 2개의 인접한 탄소 원자에 부착된 2가 치환기, 예를 들어, 메틸렌디옥시 또는 에틸렌디옥시이다. 옥시-C2-C3-알킬렌은 또한 페닐의 2개의 인접한 탄소 원자에 부착된 2가 치환기, 예를 들어, 옥시에틸렌 또는 옥시프로필렌이다. 옥시-C2-C3-알킬렌-페닐에 대한 예는 2,3-디히드로벤조푸란-5-일이다.
아릴로서 바람직한 것은 나프틸, 페닐 또는 알콕시, 알콕시, 페닐, 할로겐, 알킬 또는 트리플루오로메틸에 의해 일치환되거나 이치환된 페닐, 특히 페닐 또는 알콕시, 할로겐 또는 트리플루오로메틸에 의해 일치환되거나 이치환된 페닐, 특히 페닐이다.
R로서 치환된 페닐기의 예는, 예를 들어, 헤테로시클릭 고리 내에서 임의로 치환된 4-클로로펜-1-일, 3,4-디클로로펜-1-일, 4-메톡시펜-1-일, 4-메틸펜-1-일, 4-아미노메틸펜-1-일, 4-메톡시에틸아미노메틸펜-1-일, 4-히드록시에틸아미노메틸펜-1-일, 4-히드록시에틸-(메틸)-아미노메틸펜-1-일, 3-아미노메틸펜-1-일, 4-N-아세틸아미노메틸펜-1-일, 4-아미노펜-1-일, 3-아미노펜-1-일, 2-아미노펜-1-일, 4-페닐-펜-1-일, 4-(이미다졸-1-일)-펜-일, 4-(이미다졸-1-일메틸)-펜-1-일, 4-(모르폴린-1-일)-펜-1-일, 4-(모르폴린-1-일메틸)-펜-1-일, 4-(2-메톡시에틸아미노메틸)-펜-1-일 및 4-(피롤리딘-1-일메틸)-펜-1-일, 4-(티오페닐)-펜-1-일, 4-(3-티오페닐)-펜-1-일, 4-(4-메틸피페라진-1-일)-펜-1-일, 및 4-(피페리디닐)-페닐 및 4-(피리디닐)-페닐이다.
"아릴렌"은 적어도 2개의 다른 기를 연결하는 상기 정의된 아릴기를 의미한다. 아릴렌에 연결된 2개의 모이어티는 아릴렌의 상이한 원자에 연결된다. 아릴렌기는 페닐렌을 포함하나, 이에 제한되지는 않는다.
"아릴렌-옥시"는 아릴렌에 연결된 모이어티 중 하나가 산소 원자를 통해 연결된 상기 정의된 아릴렌기를 의미한다. 아릴렌-옥시기는 페닐렌-옥시를 포함하나, 이에 제한되지는 않는다.
유사하게, 아릴 및 헤테로아릴기에 대한 치환기는 다양하며, 이는 방향족 고리 시스템에서 0 내지 개방 원자가의 전체 수 범위의 수의 -할로겐, -OR', -OC(O)R', -NR'R", -SR', -R', -CN, -NO2, -CO2R', -CONR'R", -C(O)R', -OC(O)NR'R", -NR"C(O)R', -NR"C(O)2R' ,-NR'-C(O)NR"R"', -NH-C(NH2)=NH, -NR'C(NH2)=NH, -NH-C(NH2)=NR', -S(O)R', -S(O)2R', -S(O)2NR'R", -N3, -CH(Ph)2, 퍼플루오로(C1-C4)알콕시, 및 퍼플루오로(C1-C4)알킬로부터 선택되고, 여기서 R', R" 및 R'"는 독립적으로 수소, (C1-C8)알킬 및 헤테로알킬, 비치환된 아릴 및 헤테로아릴, (비치환된 아릴)-(C1-C4)알킬, 및 (비치환된 아릴)옥시-(C1-C4)알킬로부터 선택된다.
아릴 또는 헤테로아릴 고리의 인접한 원자 상의 치환기 중 2개는 화학식 -T-C(O)-(CH2)q-U-의 치환기로 임의로 대체될 수 있고, 상기 식에서, T 및 U는 독립적으로 -NH-, -O-, -CH2- 또는 단일결합이고, q는 0 내지 2의 정수이다. 대안적으로, 아릴 또는 헤테로아릴 고리의 인접한 원자 상의 치환기 중 2개는 화학식 -A-(CH2)r-B-의 치환기로 임의로 대체될 수 있고, 상기 식에서, A 및 B는 독립적으로 -CH2-, -O-, -NH-, -S-, -S(O)-, -S(O)2-, -S(O)2NR'- 또는 단일결합이고, r은 1 내지 3의 정수이다. 이렇게 하여 생성된 새로운 고리의 단일결합 중 하나는 임의로 이중결합으로 대체될 수 있다. 대안적으로, 아릴 또는 헤테로아릴 고리의 인접한 원자 상의 치환기 중 2개는 화학식 -(CH2)s-X-(CH2)t-의 치환기로 임의로 대체될 수 있고, 상기 식에서, s 및 t는 독립적으로 0 내지 3의 정수이고, X는 -O-, -NR'-, -S-, -S(O)-, -S(O)2-, 또는 -S(O)2NR'-이다. -NR'- 및 -S(O)2NR'-에서 치환기 R'은 수소 또는 비치환된 (C1-C6)알킬로부터 선택된다.
"헤테로아릴"은 5 내지 16개의 고리 원자를 함유하는 모노시클릭 또는 융합된 바이시클릭 또는 트리시클릭 방향족 고리 어셈블리를 의미하고, 여기서 고리 원자의 1 내지 4개는 N, O 또는 S와 같은 헤테로원자이다. 예를 들어, 헤테로아릴은 피리딜, 인돌릴, 인다졸릴, 퀴녹살리닐, 퀴놀리닐, 이소퀴놀리닐, 벤조티에닐, 벤조푸라닐, 푸라닐, 피롤릴, 티아졸릴, 벤조티아졸릴, 옥사졸릴, 이속사졸릴, 트리아졸릴, 테트라졸릴, 피라졸릴, 이미다졸릴, 티에닐, 또는, 예를 들어, 알킬, 니트로 또는 할로겐에 의해 치환된, 특히 일치환되거나 이치환된 임의의 다른 라디칼을 포함한다. 피리딜은 2-, 3- 또는 4-피리딜, 유리하게는 2- 또는 3-피리딜이다. 티에닐은 2- 또는 3-티에닐이다. 퀴놀리닐은 바람직하게는 2-, 3- 또는 4-퀴놀리닐이다. 이소퀴놀리닐은 바람직하게는 1-, 3- 또는 4-이소퀴놀리닐이다. 벤조피라닐, 벤조티오피라닐은 바람직하게는 각각 3-벤조피라닐 또는 3-벤조티오피라닐이다. 티아졸릴은 바람직하게는 2- 또는 4-티아졸릴, 가장 바람직하게는 4-티아졸릴이다. 트리아졸릴은 바람직하게는 1-, 2- 또는 5-(1,2,4-트리아졸릴)이다. 테트라졸릴은 바람직하게는 5-테트라졸릴이다.
바람직하게는, 헤테로아릴은 피리딜, 인돌릴, 퀴놀리닐, 피롤릴, 티아졸릴, 이속사졸릴, 트리아졸릴, 테트라졸릴, 피라졸릴, 이미다졸릴, 티에닐, 푸라닐, 벤조티아졸릴, 벤조푸라닐, 이소퀴놀리닐, 벤조티에닐, 옥사졸릴, 인다졸릴, 또는 치환된, 특히 일치환되거나 이치환된 임의의 라디칼이다.
본원에서 사용되는 용어 "헤테로알킬"은 N, O 및 S와 같은 1 내지 3개의 헤테로원자를 갖는 알킬기를 의미한다. B, Al, Si 및 P를 포함하나, 이에 제한되지는 않는 추가 헤테로원자가 또한 유용할 수 있다. 비제한적인 예로, -S(O)- 및 -S(O)2-와 같이 헤테로원자는 또한 산화될 수 있다. 예를 들어, 헤테로알킬은 에테르, 티오에테르, 알킬-아민 및 알킬-티올을 포함할 수 있다.
본원에서 사용되는 용어 "헤테로알킬렌"은 적어도 2개의 다른 기를 연결하는 상기 정의된 헤테로알킬기를 의미한다. 헤테로알킬렌에 연결된 2개의 모이어티는 헤테로알킬렌의 동일한 원자 또는 상이한 원자에 연결될 수 있다.
"친전자체"는 친핵체와 반응할 수 있는 친전자성 중심, 즉, 전자를 찾는 중심을 갖는 이온성일 수 있는 이온 또는 원자 또는 원자의 집합체를 의미한다. 친전자체(또는 친전자성 시약)는 반응 파트너로부터 둘 모두의 결합 전자를 수용함으로써 반응 파트너(친핵체)에 대한 결합을 형성하는 시약이다.
"친핵체"는 친핵성 중심, 즉, 친전자성 중심을 찾거나 친전자체와 반응할 수 있는 중심을 갖는, 이온성일 수 있는 이온 또는 원자 또는 원자의 집합체를 의미한다. 친핵체(또는 친핵성 시약)은 둘 모두의 결합 전자를 제공함으로써 반응 파트너(친전자체)에 대한 결합을 형성하는 시약이다. "친핵성 기"는 반응성 기와 반응한 후의 친핵체를 의미한다. 비제한적인 예로 아미노, 히드록실, 알콕시, 할로알콕시 등을 포함한다.
"말레이미도"는 술프히드릴(예를 들어, 티오 알킬)과 반응시 구조
Figure pct00003
를 갖는 -S- 말레이미도를 형성하는, 구조
Figure pct00004
를 갖는 피롤-2,5-디온-1-일 기를 의미하며, 상기 식에서, "
Figure pct00005
"는 말레이미도기에 대한 부착 포인트를 나타내고, "
Figure pct00006
"는 본래의 술프히드릴 함유 기의 나머지에 대한 황 원자 티올의 부착 지점을 나타낸다.
본 발명의 개시의 목적상, 단백질 및 폴리펩티드에서 발견되는 "자연 발생 아미노산"은 L-알라닌, L-아르기닌, L-아스파라긴, L-아스파르트산, L-시스테인, L-글루타민, L-글루탐산, L-글리신, L-히스티딘, L-이소류신, L-류신, L-리신, L-메티오닌, L-페닐알라닌, L-프롤린, L-세린, L-트레오닌, L-트립토판, L-티로신, 및/또는 L-발린이다. 단백질에서 발견되는 "비자연 발생 아미노산"은 자연 발생 아미노산으로 언급된 것이 아닌 임의의 아미노산이다. 비자연 발생 아미노산은, 비제한적인 예로, 자연 발생 아미노산의 D 이성질체, 및 자연 발생 아미노산의 D 및 L 이성질체의 혼합물을 포함한다. 4-히드록시프롤린, 데스모신, 이소데스모신, 5-히드록시리신, 엡실론-N-메틸리신, 3-메틸히스티딘과 같은 다른 아미노산은 비록 자연 발생 단백질에서 발견되나, 이들은 일반적으로 mRNA의 리보솜 번역이 아닌 수단에 의해 도입됨에 따라 본 발명의 개시의 목적상 단백질에서 발견되는 비자연 발생 아미노산인 것으로 간주된다.
중합체의 기하학, 구성 또는 전반적 구조와 관련한 "선형"은 백본으로부터 유래된 단일한 단량체를 갖는 중합체를 의미한다.
중합체의 기하학, 구성 또는 전반적 구조와 관련한 "분지된"은 원자 전달 라디칼 중합 반응에서 이용되는 개시제로부터 유래될 수 있는 L 기와 같은 단일 기로부터 연장된 2개 이상의 중합체 "아암(arm)"을 갖는 중합체를 의미한다. 분지된 중합체는 2개의 중합체 아암, 3개의 중합체 아암, 4개의 중합체 아암, 5개의 중합체 아암, 6개의 중합체 아암, 7개의 중합체 아암, 8개의 중합체 아암 또는 이 초과를 가질 수 있다. 본 발명의 개시의 목적상, 단일한 선형 기로부터 연장된 3개 이상의 중합체 아암을 갖는 화합물은 "코움(comb)" 구조 또는 "코움" 구성을 갖는 것으로 표시된다. 분지는 또한 보다 광범위한 덴드리머(dendrimer)-유사 구성을 발생시키는 "통계" 구조를 통해 달성될 수 있다.
"약학적으로 허용되는" 조성물 또는 "약학적 조성물"은 본 발명의 화합물 및 약학적으로 허용되는 부형제 또는 약학적으로 허용되는 부형제들을 포함하는 조성물을 의미한다.
"약학적으로 허용되는 부형제" 및 "약학적으로 허용되는 담체"는 본 발명의 조성물에 포함될 수 있고, 환자에 대해 유의한 해로운 독물학적 효과를 야기시키지 않는 부형제를 의미한다. 약학적으로 허용되는 부형제의 비제한적인 예는 물, NaCl, 일반 염수 용액, 락테이트화된 링거액(lactated Ringer's), 일반 수크로오스, 일반 글루코오스 등을 포함한다.
"환자" 또는 "-를 필요로 하는 피검체"는 본원에 제공된 약학적 조성물의 투여에 의해 예방되거나 치료될 수 있는 질환에 걸리거나 이러한 질환에 걸리기 쉬운 살아있는 유기체를 의미한다. 비제한적인 예로 인간, 다른 포유동물 및 다른 비-포유동물 동물을 포함한다.
"치료적 유효량"은 확인된 질병 또는 질환을 치료하거나, 개선시키거나, 예방하거나, 검출가능한 치료 또는 억제 효과를 나타내는데 유용한 컨쥬게이션된 기능성 작용제 또는 약학적 조성물의 양을 의미한다. 상기 효과는 당 분야에 공지된 임의의 검정 방법에 의해 검출될 수 있다.
물질의 "생물학적 반감기"는 유기체로의 물질의 도입 후에 물질의 절반이 유기체로부터 제거되는데 필요한 시간을 지정하는 약동학 파라미터이다.
III . 쌍성이온-함유 랜덤 공중합체
본 발명은 쌍성이온 기, 예를 들어, 포스포릴콜린, 및 적어도 하나의 기능성 작용제를 갖는 랜덤 공중합체를 제공한다. 일부 구체예에서, 본 발명의 랜덤 공중합체는 포스포릴콜린을 갖는 제 1 단량체, 기능성 작용제 또는 연결기를 갖는 적어도 하나의 제 2 단량체, 및 기능성 작용제 또는 연결기를 갖는 개시제 모이어티를 가지며, 상기 기능성 작용제는 링커를 통해 제 2 단량체 또는 개시제 모이어티에 연결될 수 있다.
다른 구체예에서, 본 발명의 랜덤 공중합체는 하기 화학식 I을 갖는다:
Figure pct00007
화학식 I에서, 단량체 단위 M1 및 M2는 조절된 자유 라디칼 방법, 예를 들어, 원자 이동 라디칼 중합(ATRP)을 통한 중합에 적합한 임의의 단량체이다. 단량체 M1 및 M2 각각은 라디칼 x 및 y1에 의해 각각 정의되는 바와 같은 랜덤 공중합체 내에 임의의 적합한 수의 공단량체를 가질 수 있다. M1 단량체는 알킬렌 사슬(라디칼 n에 의해 정의됨)을 통해 쌍성이온 기 ZW, 예를 들어, 포스포릴콜린에 연결된다. 무작위 공중합체는 단일한 공단량체 M2(라디칼 z는 1임)를 포함할 수 있거나, 여러 공단량체 M2(z는 1을 초과함)을 포함할 수 있고, 여기서 다양한 공단량체 M2는 동일하거나 상이하다. 공단량체 M2는 각각 비활성일 수 있으나 랜덤 공중합체의 특성을 변형시킬 수 있는 R2 기(예를 들어, 알킬, 아릴 등)에 연결되거나, R2 기는, 이러한 R2 기가 기능성 작용제 A, 연결기 LG 또는 개시제 I를 포함하는 경우와 같이 기능성일 수 있다. R2 기가 상기 기능성 기 중 하나를 포함하는 경우, 기능성 기는 링커 L을 통해 공단량체 M2에 임의로 연결될 수 있다. R2 기는 랜덤 공중합체의 특성 및 기능성을 조정하는 다양한 기능성 기 및 비활성 기를 포함할 수 있다. 예를 들어, 기능성 작용제 A로서 여러 다양한 약물 또는 치료 단백질과 함께 여러 다양한 표적화 작용제가 포함될 수 있다. 단량체 M1 및 M2는 개시제 단편 I 및 라디칼 제거제 I'으로 분해될 수 있는 개시제 I-I'에 의해 중합될 수 있다. 개시제 단편 I는 중합을 개시하는 임의의 기일 수 있다. 라디칼 제거제 I'은 성장하는 중합체 사슬을 가역적으로 종료시키는 임의의 기일 수 있다. 라디칼 제거제 I'은 중합체의 말단이 중합 후에 기능화되는 것을 가능케 하는 할로겐, 예를 들어, 브롬일 수 있다. 또한, 개시제 단편 I는 랜덤 공중합체의 기능성을 조정하는 다양한 기능성 기를 포함할 수 있는 R1 기로 기능화(그러나, 반드시 기능화될 필요는 없음)될 수 있다. 예를 들어, R1 기는 각각 링커 L을 통해 개시제 단편 I에 임의로 연결된 기능성 작용제 A 또는 연결기 LG를 포함할 수 있다. 더욱이, 개시제 단편 I는 다수의 개시 부위를 가져, 생성 중합체는 여러 중합체 아암(1을 초과하는 라디칼 s)을 가질 수 있다.
일부 구체예에서, 화학식 I의 각각의 단량체 M1 및 M2는 독립적으로 아크릴레이트, 메타크릴레이트, 아크릴아미드, 메타크릴아미드, 스티렌, 비틸-피리딘 또는 비닐-피롤리돈일 수 있다. 더욱이, 화학식 I의 R1은 독립적으로 H, L1-A1, 연결기 LG1 또는 L1-LG1일 수 있고, 화학식 I의 각각의 R2는 독립적으로 H, C1 -20 알킬, C2-6 알케닐, C2 -6 알키닐, C1 -6 할로알킬, C1 -6 헤테로알킬, C3 -8 시클로알킬, C3 -8 헤테로시클로알킬, 아릴, 헤테로아릴, A2, L2-A2, LG2, L2-LG2, I2 및 L2-I2이다. 화학식 I의 기 ZW는 쌍성이온 모이어티이다. 화학식 I의 기 I 및 I'은 각각 독립적으로 개시제 단편일 수 있어, I-I'의 조합물은 화학식 I의 랜덤 공중합체의 중합을 위한 개시제 I1이다. 대안적으로, I'은 H 또는 C1 -6 알킬일 수 있다. 기 I2는 개시제이다. 또한, 기 L1 및 L2 각각은 링커이고, 기 A1 및 A2 각각은 기능성 작용제이고, 기 LG1 및 LG2 각각은 연결기이다. 상기 화학식 I에서, 하첨자 x 및 y1은 각각 독립적으로 1 내지 1000의 정수이고, 하첨자 z는 1 내지 10의 정수이고, 하첨자 s는 1 내지 100의 정수이고, 하첨자 n은 1 내지 20의 정수이고, 여기서 R1은 L1-A1이거나, R2 중 하나는 L2-A2이다.
본 발명의 랜덤 공중합체는 단량체 M1 및 M2 각각에 대해 임의의 적합한 수의 반복 단위를 가질 수 있다. 각각의 공단량체에 대한 반복 단위의 예시적 범위는 약 1 내지 약 10,000, 약 10 내지 약 5,000, 약 10 내지 약 2,000, 약 10 내지 약 1,500, 약 10 내지 약 1,000, 약 100 내지 약 1,000, 약 100 내지 약 900, 약 100 내지 약 800, 약 100 내지 약 700, 약 100 내지 약 600, 및 약 100 내지 약 500을 포함하나, 이에 제한되지는 않는다. 다수의 M2 단량체가 존재하는 경우, 각각의 M2 단량체는 다양한 수의 반복 단위를 가질 수 있다.
본 발명의 랜덤 공중합체는 임의의 적합한 분자량을 가질 수 있다. 본 발명의 랜덤 공중합체에 대한 예시적 분자량은 약 1000 내지 약 1,500,000 달톤(Da)일 수 있다. 일부 구체예에서, 본 발명의 랜덤 공중합체는 약 5,000 달톤, 약 10,000 달톤, 약 25,000 달톤, 약 50,000 달톤, 약 75,000 달톤, 약 100,000 달톤, 약 150,000 달톤, 약 200,000 달톤, 약 250,000 달톤, 약 300,000 달톤, 약 350,000 달톤, 약 400,000 달톤, 약 450,000 달톤, 약 500,000 달톤, 약 550,000 달톤, 약 600,000 달톤, 약 650,000 달톤, 약 700,000 달톤, 약 750,000 달톤, 약 800,000 달톤, 약 850,000 달톤, 약 900,000 달톤, 약 950,000 달톤, 약 1,000,000 달톤 및 약 1,250,000 달톤의 분자량을 가질 수 있다.
본 발명의 랜덤 공중합체는 또한 임의의 적합한 수의 공단량체 M2를 가질 수 있다. 예를 들어, 공단량체의 수인 하첨자 z는 1 내지 10, 예를 들어, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 또는 10일 수 있다. 공단량체의 수인 하첨자 z는 또한 1 내지 5, 1 내지 4, 1 내지 3, 또는 1 내지 2일 수 있다. 일부 구체예에서, 본 발명의 랜덤 공중합체는 하첨자 z가 1인, 하기 화학식 II에서와 같은 2개의 상이한 단량체를 가질 수 있다:
Figure pct00008
다른 구체예에서, 랜덤 공중합체는 하첨자 z가 2인 하기 화학식 III에서와 같은 3개의 상이한 단량체를 가질 수 있다:
Figure pct00009
M2c, M2d, M2e, M2f, M2g, M2h 등과 같은 추가 공단량체 M2가 본 발명의 랜덤 공중합체에 존재할 수 있고, 여기서 각각의 공단량체는 동일하거나 상이한 y1 값으로 존재하고, 각각의 공단량체는 부착된 상응하는 R2 기인 R2c, R2d, R2e, R2f, R2g, R2h 등을 각각 갖는다. 각각의 M2 기, 예를 들어, M2a, M2b, M2c 등은 M2에 대해 상기 정의된 바와 같을 수 있다. 각각의 R2기, 예를 들어, R2a, R2b, R2c 등은 R2에 대해 상기 정의된 바와 같을 수 있다. 유사하게, 각각의 y1 기, 예를 들어, y1a, y1b, y1c 등은 y1에 대해 상기 정의된 바와 같을 수 있다.
일부 구체예에서, 랜덤 공중합체는 화학식 III의 화합물일 수 있고, 여기서 R2a 및 R2b는 각각 독립적으로 H, C1 -20 알킬, C2 -6 알케닐, C2 -6 알키닐, C1 -6 할로알킬, C1-6 헤테로알킬, C3 -8 시클로알킬, C3 -8 헤테로시클로알킬, 아릴, 헤테로아릴, A2, L2-A2, LG2, 또는 L2-LG2이고; M2a 및 M2b는 각각 독립적으로 아크릴레이트, 메타크릴레이트, 아크릴아미드, 메타크릴아미드, 스티렌, 비틸-피리딘 또는 비닐-피롤리돈이고; 하첨자 y1a 및 y1b는 각각 독립적으로 1 내지 1000의 정수이다.
랜덤 공중합체의 다양한 단량체가 또한 임의의 적합한 비로 존재할 수 있다. 예를 들어, M2 단량체는 집합적 또는 개별적으로 100:1, 50:1, 40:1, 30:1, 20:1, 10:1, 9:1, 8:1, 7:1, 6:1, 5:1, 4:1, 3:1, 2:1, 1:1, 1:2, 1:3, 1:4, 1:5, 1:6, 1:7, 1:8, 1:9, 1:10, 1:20, 1:30, 1:40, 1:50 및 1:100의 비로 M1 단량체에 비해 존재할 수 있다. 또한, 각각의 M2 단량체는 M1 또는 임의의 다른 M2 단량체에 비한 임의의 적합한 비, 예를 들어, 100:1, 50:1, 40:1, 30:1, 20:1, 10:1, 9:1, 8:1, 7:1, 6:1, 5:1, 4:1, 3:1, 2:1, 1:1, 1:2, 1:3, 1:4, 1:5, 1:6, 1:7, 1:8, 1:9, 1:10, 1:20, 1:30, 1:40, 1:50 및 1:100로 존재할 수 있다.
본 발명의 랜덤 공중합체는 임의의 적합한 구성을 가질 수 있다. 예를 들어, 랜덤 공중합체는 선형 또는 분지형일 수 있다. 랜덤 공중합체가 분지형인 경우, 이들은 화학식 I의 하첨자 s에 의해 정의되는 바와 같은 임의의 적합한 수의 공중합체 아암, 예를 들어, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90 및 100개 이하의 아암을 가질 수 있다. 일부 구체예에서, 하첨자 s는 1 내지 20, 1 내지 15, 1 내지 10, 1 내지 9, 1 내지 8, 1 내지 7, 1 내지 6, 1 내지 5, 1 내지 4, 1 내지 3 또는 1 내지 2일 수 있다. 본 발명의 랜덤 공중합체는 임의의 적합한 구성을 채택할 수 있다. 예를 들어, 랜덤 공중합체는 선형, 분지형, 성상형(star), 덴드리머, 덴드리그라프트(dendrigraft), 코움 등일 수 있다.
랜덤 공중합체의 기능성 작용제는 공단량체 M2 중 하나 또는 개시제 단편 I, 또는 둘 모두에 연결될 수 있다. 다수의 기능성 작용제가 존재하는 경우, 기능성 작용제는 공단량체 M2 및 개시제 단편 I 둘 모두에 연결될 수 있다. 일부 구체예에서, 무작위 공중합체는 하기 화학식 IIa를 갖는다:
Figure pct00010
화학식 IIa에서, 기능성 작용제 A1은 약물 또는 치료 단백질 및 기능성 작용제일 수 있고, A2는 표적화 작용제일 수 있다. 대안적으로, 기능성 작용제 A1은 표적화 작용제일 수 있고, 기능성 작용제 A2는 약물 또는 치료 단백질일 수 있다. 더욱이, 기능성 작용제 A1 및 A2는 둘 모두 치료 작용제일 수 있다. 기능성 작용제는 동일 분자 경로에서 별개의 표적을 억제(또는 활성화)시키거나, 일차 및 보충 경로 둘 모두의 억제(또는 활성화)를 제공하거나, 내성을 감소시키거나 독성을 최소화시키기 위해 적은 용량의 사용을 가능케 하기 위해 상이한 결합 부위에서 동일 표적을 억제(또는 활성화)시키기 위해 선택될 수 있다. 더욱이, 링커 L1 및 L2는 동일하거나 상이할 수 있다. 예를 들어, 링커 L1은, 약물 또는 치료 단백질의 방출을 촉진하기 위해 약물 또는 치료 단백질에 부착되는 경우에서와 같이 분해가능한 링커일 수 있는 한편, 링커 L2는 표적화 작용제에 부착되는 경우에서와 같이 분해가능하지 않은 링커일 수 있다. 또한, 링커 L1은 분해가능하지 않은 링커일 수 있는 한편, 링커 L2는 분해가능한 링커일 수 있다. 대안적으로, 링커 L1 및 L2 둘 모두는 분해가능한 링커 또는 분해가능하지 않은 링커일 수 있다. 또한, 표적화 작용제에 부착된 링커는 또한 분해가능한 링커일 수 있다. 대안적으로, L1 및 L2 중 하나 또는 둘 모두는 자가-희생 또는 이중 프로드러그 링커일 수 있다.
다수의 공단량체 M2가 존재하는 경우, 각각의 공단량체 M2는 부착된 상이한 기능성 작용제를 가질 수 있다. 예를 들어, 랜덤 공중합체는 하기 화학식 IIIa를 가질 수 있다:
Figure pct00011
다수의 공단량체 M2가 존재하는 경우, 각각의 공단량체 M2는 부착된 상이한 기능성 작용제를 가질 수 있다. 예를 들어, 랜덤 공중합체는 하기 화학식 IIIa를 가질 수 있다:
Figure pct00012
화학식 IIIa에서, M2a 및 M2b는 M2에 대해 상기 정의된 바와 같을 수 있고; A2a 및 A2b는 A2에 대해 상기 정의된 바와 같을 수 있고; L2a 및 L2b는 L2에 대해 상기 정의된 바와 같고; y1a 및 y1b는 y1에 대해 상기 정의된 바와 같을 수 있다. 일부 구체예에서, L2a 및 L2b 각각은 링커이고; A2a 및 A2b 각각은 기능성 작용제이다.
기능성 작용제 A2a 및 A2b는 화학식 IIIa에서 동일하거나 상이할 수 있다. 기능성 작용제 A2a는 약물 또는 치료 단백질일 수 있고, 기능성 작용제 A2b는 표적화 작용제일 수 있다. 대안적으로, 기능성 작용제 A2a 및 A2b는 둘 모두 표적화 작용제일 수 있고, 기능성 작용제 A1은 약물 또는 치료 작용제일 수 있다. 기능성 작용제 A2a 및 A2b는 또한 둘 모두 약물 또는 치료 작용제일 수 있는 한편, 기능성 작용제 A1은 표적화 작용제이다. 기능성 작용제 A2a 및 A2b가 둘 모두 약물 또는 치료 작용제인 경우, 각각의 기능성 작용제 A2a 및 A2b는 상이한 약물 또는 치료 작용제일 수 있다. 또한, 기능성 작용제 A1이 임의의 기능성 작용제일 수 있는 경우, 기능성 작용제 A2a 및 A2b 중 하나는 약물 또는 치료 작용제일 수 있고, 나머지는 표적화 작용제일 수 있다.
화학식 IIa에 대해 상기 기재된 바와 같이, 화학식 IIIa의 링커 L1, L2a 및 L2b는 동일하거나 상이할 수 있다. 예를 들어, 링커 L1은 약물 또는 치료 작용제의 방출을 촉진하기 위한 약물 또는 치료 작용제에 부착되는 경우에 분해가능한 링커일 수 있는 한편, 링커 L2a 및 L2b는 표적화 작용제에 부착되는 경우 분해가능하지 않은 링커일 수 있다. 대안적으로, 링커 L1은 또한 분해가능하지 않은 링커일 수 있고, 링커 L2a 및 L2b는 분해가능한 링커일 수 있다. 또한, 링커 L2a 및 L2b는 동일하거나 상이할 수 있고, 예를 들어, 하나는 분해가능한 링커이고, 나머지는 분해가능하지 않은 링커이다. 링커 L2a 및 L2b는 또한 각각이 약물에 부착되어 상이한 약물에 대해 상이한 방출 속도를 제공하는 경우에서와 같이 상이한 분해가능한 링커일 수 있다.
일부 구체예에서, 하기 화학식 IIIb에서와 같이 개시제 단편 I에 연결된 기능성 작용제가 존재하지 않는다:
Figure pct00013
화학식 IIIb에서, M2a 및 M2b는 M2에 대해 상기 정의된 바와 같을 수 있고; A2a 및 A2b는 A2에 대해 상기 정의된 바와 같을 수 있고; L2a 및 L2b는 L2에 대해 상기 정의된 바와 같을 수 있고; y1a 및 y1b는 y1에 대해 상기 정의된 바와 같을 수 있다. 일부 구체예에서, L2a 및 L2b 각각은 링커이고; A2a 및 A2b 각각은 기능성 작용제이다.
화학식 IIIb에서, 기능성 작용제 A2a 및 A2b는 상기 기재된 바와 같이 동일하거나 상이할 수 있고, 링커 L2a 및 L2b는 동일하거나 상이할 수 있다. 다른 구체예에서, 공단량체 M2 중 하나는 하기 화학식 IIIc에서와 같이 기능성 작용제 또는 연결기를 갖지 않을 수 있다:
Figure pct00014
화학식 IIIc에서, M2a 및 M2b는 M2에 대해 상기 정의된 바와 같을 수 있고; A2a는 A2에 대해 상기 정의된 바와 같을 수 있고; L2a는 L2에 대해 상기 정의된 바와 같을 수 있다. 유사하게, y1a 및 y1b는 y1에 대해 상기 정의된 바와 같을 수 있다.
추가 공단량체 M2가 본 발명의 랜덤 공중합체에 존재하는 경우, 상응하는 링커 L2는 상기 기재된 바와 같이 링커 L1, L2a 및 L2b와 동일하거나 상이할 수 있다. 또한, 상응하는 기능성 작용제 A2는 상기 기재된 바와 같이 기능성 작용제 A1, A2a 및 A2b와 동일하거나 상이할 수 있다.
일부 구체예에서, 랜덤 공중합체는 하기 구조에 제시된 바와 같이 개시제 단편 I 및 공단량체 M2 중 하나 또는 둘 모두에 연결된 연결기 LG를 갖는다:
Figure pct00015
연결기 LG2는 중합 시 또는 중합 후 기능성 작용제 및 개시제 기의 공유적 화학 부착에서의 "클리킹(clicking)"을 촉진한다.
다수의 공단량체 M2가 존재하는 경우, 공단량체는, 예를 들어, 하기 화학식에 제시된 바와 같이 기능성 작용제 또는 연결기에 연결될 수 있다:
Figure pct00016
상기 식에서, M2a 및 M2b는 M2에 대해 상기 정의된 바와 같을 수 있고; LG2a는 LG2에 대해 상기 정의된 바와 같을 수 있고; L2b는 L2에 대해 상기 정의된 바와 같을 수 있고; A2b는 A2에 대해 상기 정의된 바와 같을 수 있고; y1a 및 y1b는 y1에 대해 상기 정의된 바와 같을 수 있다. 또한, 연결기는 개시제 단편 I에 존재할 수 있는 한편, 기능성 작용제 A2는 공단량체 M2에 연결된다. 대안적으로, 연결기 LG는 개시제 단편 I에 연결되고, 제 2의 연결기 LG는 공단량체 M2 중 하나에 연결될 수 있다:
Figure pct00017
또한, 기능성 작용제 A1은 개시제 단편 I에 연결될 수 있는 한편, 연결기 LG는 공단량체 M2에 연결되고, 여기서 연결기는 동일하거나 상이할 수 있다:
Figure pct00018
상기 식에서, M2a 및 M2b는 M2에 대해 상기 정의된 바와 같을 수 있고; L2a 및 L2b는 L2에 대해 상기 정의된 바와 같을 수 있고; LG2a 및 LG2b는 LG2에 대해 상기 정의된 바와 같을 수 있고; y1a 및 y1b는 y1에 대해 상기 정의된 바와 같을 수 있다.
일부 구체예에서, 다수의 공단량체 M2가 존재하는 경우, 공단량체 M2 중 하나는 연결기 LG, 기능성 작용제 A 또는 개시제 I가 아닌 기에 연결될 수 있다. 다른 구체예에서, 적어도 하나의 R2 기는 H, C1 -20 알킬, C2 -6 알케닐, C2 -6 알키닐, C1 -6 할로알킬, C1 -6 헤테로알킬, C3 -8 시클로알킬, C3 -8 헤테로시클로알킬, 아릴, 또는 헤테로아릴이다. 예를 들어, 이러한 구조는 하기의 구조를 포함한다:
Figure pct00019
상기 식에서, R2a는 H, C1 -20 알킬, C2 -6 알케닐, C2 -6 알키닐, C1 -6 할로알킬, C1-6 헤테로알킬, C3 -8 시클로알킬, C3 -8 헤테로시클로알킬, 아릴, 또는 헤테로아릴일 수 있다. 다른 구체예에서, R2a는 하나 이상의 양성 또는 음성 전하를 갖는 종, 예를 들어, 아스파르트산, 글루탐산, 리신, 히스티딘, 아르기닌, 콜린 또는 히알루론산일 수 있다. 다른 라디칼 M2a, M2b, y1a, y1b, R2a 및 LG2b는 상기 정의된 바와 같을 수 있다.
일부 공단량체 M2의 R2가 개시제 I2인 경우, 보다 복잡한 구성의 랜덤 공중합체가 제조될 수 있다. 예를 들어, 코움 중합체, 과분지형 중합체, 덴드리머, 및 덴드리그라프트가 제조될 수 있다. 개시제 I2가 공단량체 M2에 존재하는 경우, 개시제 I2를 이용한 중합은 통상적으로 개시제 I-I'을 이용한 중합 후에 발생한다. 일부 구체예에서, I-I' 및 I2를 통한 중합이 동시에 발생할 수 있다. 또한, 개시제 I2는 분해가능한 또는 분해가능하지 않은 링커 L2를 통해 공단량체 M2에 연결될 수 있다.
일부 구체예에서, 본 발명의 랜덤 공중합체는 하나 이상의 추가 단량체로 이후의 중합을 통해 변형될 수 있다. 예를 들어, 상기 화학식 III에서, 단량체 M1 및 M2a는 첫번째 중합에서 공중합될 수 있고, 단량체 M2b는 두번째 중합에서 중합될 수 있다. 첫번째 블록이 M1 및 M2a의 랜덤 공중합체이고, 두번째 블록이 M2b의 동종중합체인 2개의 블록을 갖는 블록 공중합체가 형성될 것이다. 대안적으로, 단량체 M1 및 M2a의 중합 후, 단량체 M2b가 단량체 M2c와 공중합될 수 있어, 이에 따라 첫번째 블록이 M1 및 M2a의 랜덤 공중합체이고, 두번째 블록이 M2b 및 M2c의 랜덤 공중합체인 블록 공중합체가 형성된다. 추가 중합체 구조는 첫번째 중합에서 단량체 M1, M2a 및 M2b를 중합시킨 후, 두번째 중합에서 단량체 M2c, M2d 및 다른 것들의 중합에 의해 제조될 수 있다. 추가 단량체를 이용하는 세번째 중합에 의해 추가 블록이 제조될 수 있디. 이러한 중합체는 다양한 특성을 가질 수 있는 공중합체의 블록, 약물 및 기능성 작용제를 제공한다.
다른 구체예에서, 랜덤 공중합체는 하기 화학식을 갖는다:
Figure pct00020
Figure pct00021
Figure pct00022
상기 식에서, L-CTP는 하기 화학식을 갖는다:
Figure pct00023
일부 다른 구체예에서, 랜덤 공중합체는 하기 화학식을 갖는다:
Figure pct00024
Figure pct00025
Figure pct00026
상기 식에서, PC는 포스포릴콜린이고; HEMA는 히드록시에틸 메타크릴레이트이고; GMA는 글리시딜 메타크릴레이트이고; Glu는 글루탐산이다.
또 다른 구체예에서, 랜덤 공중합체는 하기 화학식을 갖는다:
Figure pct00027
상기 식에서, 블록 공중합체는 하기 화학식을 갖는다:
Figure pct00028
A. 개시제
본 발명의 랜덤 공중합체는 임의의 적합한 개시제를 이용하여 중합된다. 본 발명에 유용한 개시제는 화학식 I-(I')m으로 기재될 수 있고, 상기 식에서 하첨자 m은 1 내지 20이 정수이다. 개시제 단편 I는 중합을 개시하는 임의의 기일 수 있다. 라디칼 제거제 I'은 성장하는 중합체 사슬을 가역적으로 종료시키는 임의의 기일 수 있다. 라디칼 제거제 I'은 중합체의 말단이 중합 후에 기능화될 수 있도록 하는 브롬과 같은 할로겐일 수 있다. 또한, 개시제 단편 I는 임의로 랜덤 공중합체의 기능성을 조정하는 다양한 기능성 기를 포함할 수 있는 R1 기로 기능화될 수 있다.
본 발명에 유용한 개시제는 단일한 라디칼 제거제 I', 또는 성장하는 중합체 사슬을 각각 가역적으로 종료시킬 수 있는 다수의 라디칼 제거제 I'이 존재하도록 하는 임의의 적합한 수의 분지를 가질 수 있다. 개시제 단편 I가 분지형이고, 다수의 중합체 사슬을 개시시킬 수 있는 경우, 하첨자 m은 1보다 커서, 성장하는 중합체 사슬이 존재하는 것 만큼 많은 라디칼 제거제 I'이 존재한다.
개시제 단편 I와 라디칼 제거제 I' 사이의 결합은 불안정하여, 중합 과정 동안 개시제 단편 I와 라디칼 제거제 I' 사이에 단량체 M1 및 공단량체 M2가 삽입된다. 예를 들어, ATRP와 같은 자유 라디칼 중합 동안, 개시제 단편 I과 라디칼 제거제 I'은 도 1에 도시된 바와 같이 해리되어 I 및 I'의 라디칼을 형성한다. 개시제 단편 I의 라디칼은 이후 용액 중의 단량체와 반응하여 중합체를 성장시키고, 증식하는 중합체 라디칼(도 1의 종 A 및 종 C)을 형성시킨다. 중합 과정 동안, 라디칼 제거제 I'의 라디칼은 증식하는 중합체 라디칼과 가역적으로 반응하여 중합체 성장을 일시적으로 중지시킬 것이다. 단량체와 라디칼 제거제 I' 사이의 결합은 또한 불안정하여, 결합은 분해되고, 이는 증식하는 중합체 라디칼이 추가 단량체와 반응하여 중합체를 성장시키는 것을 가능케 할 것이다. 중합 과정의 최종 결과는 개시제 단편 I가 중합체 사슬의 한 말단에 존재하고, 라디칼 제거제 I'이 중합체 사슬의 반대 말단에 존재하는 것이다.
개시제 단편 I의 라디칼은 통상적으로 이차 또는 삼차 탄소에 존재하고, 이는 인접한 카르보닐 탄소에 의해 안정화될 수 있다. 라디칼 제거제 I'은 통상적으로 할로겐, 예를 들어, 브롬, 염소 또는 요오드이다. 함께, 개시제 단편 I 및 라디칼 제거제 I'은 본 발명의 랜덤 공중합체의 제조에서 유용한 개시제 I1 및 I2를 형성한다.
US 6,852,816호(참조로서 본원에 포함됨)에 기재된 다수의 개시제를 포함하는 매우 다양한 개시제가 본 발명의 랜덤 공중합체를 제조하는데 사용될 수 있다. 일부 구체예에서, 본 발명의 랜덤 공중합체를 제조하기 위한 ATRP 반응에 사용되는 개시제는 알칸, 시클로알칸, 알킬 카르복실산 또는 이의 에스테르, 시클로알킬카르복실산 또는 이의 에스테르, 에테르 및 시클릭 알킬 에테르, 알킬 아릴기, 알킬 아미드, 알킬-아릴 카르복실산 및 이의 에스테르로부터 선택되고, 이는 또한 비분지된 랜덤 공중합체가 제조되는 경우 하나의 라디칼 제거제 I', 및 분지된 분자가 제조되는 경우 하나 이상의 라디칼 제거제 I'을 갖는다.
본 발명에 유용한 라디칼 제거제 I'은 할로겐, 예를 들어, Br, Cl 및 I, 티오시아네이트(-SCN) 및 이소티오시아네이트(-N=C=S)를 포함하나, 이에 제한되지는 않는다. 본 발명의 라디칼 제거제 I'에 대해 다른 기가 유용하다. 일부 구체예에서, 라디칼 제거제 I'은 브롬이다.
ATRP 반응에 사용되는 개시제는 수산화될 수 있다. 일부 구체예에서, 본 발명의 랜덤 공중합체를 제조하기 위한 ATRP 반응에 사용되는 개시제는 알칸, 시클로알칸, 알킬 카르복실산 또는 이의 에스테르, 시클로알킬카르복실산 또는 이의 에스테르, 에테르, 시클릭 알킬 에테르, 알킬 아릴기, 알킬 아미드, 알킬-아릴 카르복실산 및 이의 에스테르로부터 선택되고, 이는 히드록실기, 및 또한 비분지된 랜덤 공중합체가 제조되는 경우 하나의 라디칼 제거제 I', 또는 대안적으로, 분지된 분자가 제조되는 경우 하나 이상의 라디칼 제거제 I'을 갖는다.
ATRP 반응에 사용되는 개시제는 하나 이상의 아민기를 가질 수 있다. 일부 구체예에서, 본 발명의 랜덤 공중합체를 제조하기 위한 ATRP 반응에 사용되는 개시제는 알칸, 시클로알칸, 알킬 카르복실산 또는 이의 에스테르, 시클로알킬카르복실산 또는 이의 에스테르, 에테르, 시클릭 알킬 에테르, 알킬-아릴기, 알킬 아미드, 알킬-아릴 카르복실산 및 이의 에스테르이며, 이는 이는 아민기, 및 또한 비분지된 랜덤 공중합체가 제조되는 경우 하나의 라디칼 제거제 I', 또는 대안적으로, 분지된 분자가 제조되는 경우 하나 이상의 라디칼 제거제 I'을 갖는다.
적어도 하나의 라디칼 제거제 I'을 갖고, 아미노 또는 히드록시기로 치환된 알킬 디카르복실산을 포함하는 알킬카르복실산이 또한 개시제로 사용될 수 있다. 본 발명의 일부 구체예에서, 본 발명의 랜덤 공중합체를 제조하기 위해 ATRP가 이용되는 경우, 개시제는 염소 및 브롬으로부터 선택된 하나 이상의 할로겐을 갖는 알킬카르복실산일 수 있다.
-COOH, -OH 및 -NH2로부터 선택된 2개 이상의 기, 및 적어도 하나의 라디칼 제거제 I'으로 치환된 알칸이 또한 본 발명의 랜덤 공중합체를 제조하는데 ATRP가 이용되는 경우 랜덤 공중합체의 제조를 위한 개시제로 이용될 수 있다.
개시제는 또한 -OH, 아미노, 모노알킬아미노, 디알킬아미노, -O-알킬, -COOH, -COO-알킬, 또는 포스페이트기(또는 이의 보호된 형태)를 포함하나, 이에 제한되지는 않는 하나 이상의 기를 함유할 수 있다.
매우 다양한 개시제가 시판되며, 예를 들어, Sigma-Aldrich(St. Louis, MO)사에서 브로모아세트산 N-히드록시숙신이미드 에스테르가 이용가능하다. 적합하게는, 상기 개시제의 보호된 형태가 필요에 따라 당 업계의 표준 방법을 이용하여 제조될 수 있다.
다른 개시제는 열, 산화환원 또는 광 개시제, 예를 들어, 알킬 과산화물, 치환된 알킬 과산화물, 아릴 과산화물, 치환된 아릴 과산화물, 아실 과산화물, 알킬 과산화수소, 치환된 아릴 과산화수소, 아릴 과산화수소, 치환된 아릴 과산화수소, 헤테로알킬 과산화물, 치환된 헤테로알킬 과산화물, 헤테로알킬 과산화수소, 치환된 헤테로알킬 과산화수소, 헤테로아릴 과산화물, 치환된 헤테로아릴 과산화물, 헤테로아릴 과산화수소, 치환된 헤테로아릴 과산화수소, 알킬 퍼에스테르(perester), 치환된 알킬 퍼에스테르, 아릴 퍼에스테르, 치환된 아릴 퍼에스테르, 아조 화합물 및 할라이드 화합물을 포함한다. 특정 개시제는 큐멘 과산화수소(CHP), 터트-부틸 과산화수소(TBHP), 터트-부틸 퍼벤조에이트(TBPB), 나트륨 탄산염과산화물, 벤조일 과산화물(BPO), 라우로일 과산화물(LPO), 메틸에틸 케톤 45%, 과황산칼륨, 과황산암모늄, 2,2-아조비스(2,4-디메틸-발레로니트릴), 1,1-아조비스(시클로-헥산카르보니트릴), 2,2-아조비스(N,N-디메틸렌이소부티르아미딘) 디히드로클로라이드, 및 2,2-아조비스 (2-아미도-프로판) 디히드로클로라이드를 포함한다. 산화환원 쌍, 예를 들어, 퍼설페이트/설파이트 및 Fe(2+) 과산화물 또는 과황산암모늄 및 N,N,N'N'-테트라메틸에틸렌디아민(TEMED).
본 발명의 랜덤 공중합체를 제조하는데 유용한 또 다른 개시제는 분지된 개시제이다. 단일 분지점을 갖는 적합한 개시제는 하기 화합물을 포함한다:
Figure pct00029
상기 식에서, 라디칼 R은 하기 화합물 중 임의의 것일 수 있다:
Figure pct00030
일부 구체예에서, 개시제는 중합 후에 탈보호되어 추가 기능성 기와의 반응을 위한 말레이미드를 형성할 수 있는 보호된 말레이미드인 하기 화합물일 수 있다:
Figure pct00031
.
추가의 분지된 개시제는 라디칼 R이 상기 정의된 바와 같은 하기 화합물을 포함하나, 이에 제한되지는 않는다:
Figure pct00032
일부 구체예에서, 분지된 개시제는 하기 화합물을 포함하나, 이에 제한되지는 않는다:
Figure pct00033
본 발명의 랜덤 공중합체를 제조하는데 유용한 다른 분지된 개시제는 하기 화합물을 포함한다:
Figure pct00034
상기 식에서, 라디칼 R은 상기 정의된 바와 같고, 라디칼 X는 특히 CHO, SO2Cl, SO2CH=CH2, NHCOCH2I, N=C=O 및 N=C=S일 수 있다. 추가의 X 기는 하기 화합물을 포함할 수 있다:
Figure pct00035
또 다른 개시제는 하기 화합물을 포함하나, 이에 제한되지는 않는다:
Figure pct00036
다른 구체예에서, 개시제는 하기와 같은 다수의 중합체 아암을 생성시키는 여러 분지점을 가질 수 있다:
Figure pct00037
상기 식에서, R은 상기 정의된 바와 같다. 일부 다른 구체예에서, 개시제는 하기 구조를 가질 수 있다:
Figure pct00038
일부 다른 구체예에서, 개시제는 하기 구조를 가질 수 있다:
Figure pct00039
Figure pct00040
Figure pct00041
Figure pct00042
Figure pct00043
Figure pct00044
상기 기재된 바와 같이, 개시제는 중합 혼합물에 개별적으로 첨가될 수 있거나, 또 다른 분자, 예를 들어, 단량체(과분지된 구조) 또는 중합체 단편(예를 들어, 그라프트 공중합체)에 통합될 수 있다. 중합의 개시는 열, UV 광, 또는 당업자에게 공지된 다른 방법에 의해 달성될 수 있다.
일부 구체예에서, 본 발명의 개시제 I-I'은 하기 화학식을 갖는다:
(F)r-Sp1-C-Sp2-I'
상기 식에서, 개시제 단편 I는 F-Sp1-C-Sp2에 해당한다. 각각의 라디칼 F는 본 발명의 기능성 작용제 또는 연결기와의 반응을 위한 기능성 기이다. 라디칼 r은 1 내지 10이다. 라디칼 Sp1 및 Sp2는 스페이서이고, 공유결합을 형성시키기 위한 임의의 적합한 기, 예를 들어, C1 -6 알킬, 아릴 또는 헤테로아릴일 수 있다. 라디칼 C는 하나 이상의 스페이서 Sp2(동일하거나 상이할 수 있음), 및 하나 이상의 라디칼 제거제 I'을 연결시키기 위한 하나 또는 다수의 지점을 제공하고, 하나 이상의 스페이서 Sp1(동일하거나 상이할 수 있음), 및 하나 이상의 기능성 기 F(동일하거나 상이할 수 있음)를 연결시키기 위한 하나 또는 다수의 지점을 제공하는 임의의 코어일 수 있다. 코어 C는 임의의 적합한 구조, 예를 들어, 분지된 구조, 헤테로원자를 포함하는 가교된 구조, 예를 들어, 실세스퀼록산, 및 다수의 펜던트 기능성 기를 갖는 선형의 짧은 중합체일 수 있다. 또한, 코어 C는 에스테르, 아미드, 에테르, 및 케톤을 포함하나, 이에 제한되지는 않는 공유 결합을 형성시키기 위한 임의의 적합한 기에 의해 하나 이상의 Sp1 및 Sp2 스페이서에 부착될 수 있다. 라디칼 제거제 I'은 라디칼적으로 이동가능한 원자 또는 기, 비제한적인 예로, 할로겐, Cl, Br, I, OR10, SR11, SeR11, OC(=O)R11, OP(=O)R11, OP(=O)(OR11)2, O-(R11)2, S-C(=S)N(R11)2, CN, NC, SCN, CNS, OCN, CNO, N3, OH, O, C1-C6-알콕시, (SO4), PO4, HPO4, H2 PO4, 트리플레이트, 헥사플루오로포스페이트, 메탄설포네이트, 아릴설포네이트, 카르복실산 할라이드이다. R10은 1 내지 20개의 탄소 원자의 알킬, 또는 수소 원자 각각이 할라이드에 의해 대체될 수 있는 1 내지 20개의 탄소 원자의 알킬, 2 내지 20개의 탄소 원자의 알케닐, 2 내지 10개의 탄소 원자의 알키닐, 페닐, 1 내지 5개의 할로겐 원자로 치환된 페닐 또는 1 내지 4개의 탄소 원자를 갖는 알킬기, 아르알킬, 아릴, 아릴기가 페닐 또는 치환된 페닐이고, 알킬기가 1 내지 6개의 탄소 원자인 알킬로 치환된 아릴이고, R11은 아릴 또는 선형 또는 분지된 C1-C20 알킬기이거나, N(R11)2 기가 존재하는 경우, 2개의 R11기는 연결되어 5-, 6- 또는 7-원 헤테로시클릭 고리를 형성할 수 있다. 스페이서 Sp1은 기능성 기 F 및 코어 C를 공유적으로 연결시키는 한편, 스페이서 Sp2는 코어 C 및 라디칼 제거제 I'을 공유적으로 연결시킨다.
다른 구체예에서, 본 발명의 개시제는 하기 화학식을 갖는다:
Figure pct00045
상기 식에서, 각각의 I'은 독립적으로 할로겐, -SCN, 또는 -NCS로부터 선택된다. L4 및 L5는 각각 독립적으로 결합 또는 링커이고, L4 및 L5 중 하나는 링커이다. C는 결합 또는 코어 기이다. LG2는 연결기이다. 하첨자 p는 1 내지 32이고, 여기서 하첨자 p가 1인 경우, C는 결합이고, 하첨자 p가 2 내지 32인 경우, C는 코어 기이다. 일부 다른 구체예에서, 개시제는 하기 화학식을 갖는다:
Figure pct00046
상기 식에서, 각각의 R3 및 R4는 독립적으로 H, CN 또는 C1 -6 알킬로부터 선택된다.
B. 단량체
본 발명의 랜덤 공중합체를 제조하는데 유용한 단량체는 라디칼 중합이 가능한 임의의 단량체를 포함한다. 통상적으로, 상기 단량체는 비닐기를 갖는다. 적합한 단량체는 아크릴레이트, 메타크릴레이트, 아크릴아미드, 메타크릴아미드, 스티렌, 비틸-피리딘 및 비닐-피롤리돈 단량체를 포함하나, 이에 제한되지는 않는다. 쌍성이온 모이어티 ZW를 함유하는 단량체 M1은 하기 화합물을 포함하나, 이에 제한되지는 않는다:
Figure pct00047
연결기 또는 기능성 작용제를 함유하는 단량체 M2는 하기 구조를 포함하나, 이에 제한되지는 않는다:
Figure pct00048
다른 단량체는 당업자에게 널리 공지되어 있고, 이는 비닐 아세테이트 및 이의 유도체를 포함한다.
일부 구체예에서, 단량체는 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트 단량체이다. 다른 구체예에서, 랜덤 공중합체는 하기 화학식을 갖는다:
Figure pct00049
상기 식에서, R3 및 R4 각각은 독립적으로 H 또는 C1 -6 알킬이고; PC는 포스파티딜콜린이다.
일부 다른 구체예에서, 랜덤 공중합체는 하기 화학식을 갖는다:
Figure pct00050
다른 구체예에서, 랜덤 공중합체는 하기 화학식을 갖는다:
Figure pct00051
상기 식에서, A2는 캄프토테신이다.
또 다른 구체예에서, 랜덤 공중합체는 하기 화학식을 갖는다:
Figure pct00052
상기 식에서, R4a 및 R4b는 R4에 대해 상기 정의된 바와 같을 수 있고; R2a 및 R2b는 A2에 대해 상기 정의된 바와 같을 수 있고; y1a 및 y1b는 y1에 대해 상기 정의된 바와 같을 수 있다. 일부 구체예에서, R2a 및 R2b는 각각 독립적으로 H, C1 -20 알킬, C2 -6 알케닐, C2 -6 알키닐, C1 -6 할로알킬, C1 -6 헤테로알킬, C3 -8 시클로알킬, C3 -8 헤테로시클로알킬, 아릴, 헤테로아릴, A2, L2-A2, LG2, 또는 L2-LG2이고; R3, R4a 및 R4b 각각은 독립적으로 H 또는 C1 -6 알킬이고; 하첨자 y1a 및 y1b는 각각 독립적으로 1 내지 1000의 정수이고; PC는 포스파티딜콜린이다.
또 다른 구체예에서, 랜덤 공중합체는 하기 화학식 중 임의의 화학식을 가질 수 있다:
Figure pct00053
상기 식에서, R4a 및 R4b는 R4에 대해 상기 정의된 바와 같을 수 있고; L2a 및 L2b는 L2에 대해 상기 정의된 바와 같을 수 있고; A2a 및 A2b는 A2에 대해 상기 정의된 바와 같을 수 있고; y1a 및 y1b는 y1에 대해 상기 정의된 바와 같을 수 있다. 일부 구체예에서, L2a 및 L2b 각각은 링커이고; A2a 및 A2b 각각은 기능성 작용제이다.
C. 쌍성이온
본 발명의 쌍성이온은 음성 전하 및 양성 전하 둘 모두를 갖는 임의의 화합물을 포함한다. 음성 전하를 갖고, 본 발명의 쌍성이온에서 사용하기에 적합한 기는 포스페이트, 설페이트, 다른 산소산 음이온(oxoanion) 등을 포함하나, 이에 제한되지는 않는다. 양성 전하를 갖고, 본 발명의 쌍성이온에서 사용하기에 적합한 기는 암모늄 이온을 포함하나, 이에 제한되지는 않는다. 일부 구체예에서, 쌍성이온은 포스포릴콜린일 수 있다.
D. 링커
본 발명의 랜덤 공중합체는 또한 임의의 적합한 링커 L을 포함할 수 있다. 링커는 개시제 단편 I 및 공단량체 M2에 대한 기능성 작용제의 부착을 제공한다. 링커는 분해가능한 링커 또는 분해가능하지 않은 링커, 동종이기능성 링커 또는 이종이기능성 링커일 수 있다. 다른 링커는 이종이기능성 및 분해가능한 링커, 또는 동종이기능성 및 분해가능한 링커일 수 있다.
분해가능한 링커는 특히 가수분해성 링커, 효소적 분해성 링커, pH 민감성 링커, 디설피드 링커 및 광분해성 링커인 것을 포함한다. 가수분해성 링커는 링커 내에 에스테르, 카르보네이트 또는 카르바메이트 기능성 기를 갖는 것을 포함하며, 물과의 반응은 상기 링커를 분해시킨다. 효소적 분해성 링커는 효소에 의해 분해되는 것을 포함하고, 이는 링커 내에 에스테르, 아미드, 또는 카르바메이트 기능성 기를 포함할 수 있다. pH 민감성 링커는 하나의 pH에서 안정적이나, 또 다른 pH에서 불안정한 것을 포함한다. pH 민감성 링커에 대해, pH에서의 변화는 산성으로부터 염기성 조건, 염기성으로부터 산성 조건, 약한 산성으로부터 강한 산성 조건, 또는 약한 염기성으로부터 강한 염기성 조건일 수 있다. 적합한 pH 민감성 링커는 당업자에게 공지되어 있고, 이는 케탈, 아세탈, 이민 또는 이미늄, 실록산, 실라잔, 실란, 말레이메이트-아미드 결합, 오르토 에스테르, 히드라존, 활성화된 카르복실산 유도체 및 비닐 에테르를 포함하나, 이에 제한되지는 않는다. 디설피드 링커는 링커 내에 이황화결합을 갖는 것을 특징으로 하며, 이는 환원 조건하에서 분해된다. 광분해성 링커는 빛, 예를 들어, 다른 파장의 가시광선, 적외선, 자외선, 또는 전자기 방사선에 대한 노출시 분해되는 것을 포함한다.
본 발명에 유용한 다른 링커는 미국 특허 출원 번호 2008/0241102호(Ascendis/Complex Biosystems에 양도됨) 및 2008/0152661호(Mirus에 양도됨), 및 국제 특허 출원 번호 WO 2004/010957호 및 2009/117531호(Seattle Genetics에 양도됨) 및 01/24763호, 2009/134977호 및 2010/126552호(Immunogen에 양도됨)(전체내용이 참조로서 포함됨)에 기재된 것을 포함한다. 본 발명에 유용한 Mirus 링커는 하기 화합물을 포함하나, 이에 제한되지는 않는다:
Figure pct00054
다른 링커는 문헌[Bioconjugate Techniques, Greg T. Hermanson, Academic Press, 2d ed., 2008 (전체내용이 본원에 포함됨)]에 기재된 것, 및 문헌[Angew. Chem. Int. Ed. 2009, 48, 6974-6998 (Bertozzi, C.R. and Sletten, E.M) (전체내용이 본원에 포함됨)]에 기재된 것을 포함한다.
일부 구체예에서, 링커 L1 및 L2는 30개 이하의 원자 길이를 가질 수 있고, 각각의 원자는 독립적으로 C, N, O, S, 및 P이다. 다른 구체예에서, 링커 L1 및 L2는 -C1 -12 알킬-, -C3 -12 시클로알킬-, -(C1 -8 알킬)-(C3 -12 시클로알킬)-(C0 -8 알킬)-, -(CH2)1-20-, (-(CH2)1-6-O-(CH2)1-6-)1-12-, (-(CH2)1-4-NH-(CH2)1-4)1-12-, (-(CH2)1-4-O-(CH2)1-4)1-12-O-, (-(CH2)1-4-O-(CH2)1-4-)1-12O-(CH2)1-12-, -(CH2)1-12-(C=O)-O-, -(CH2)1-12-O-(C=O)-, -(페닐)-(CH2)1-3-(C=O)-O-, -(페닐)-(CH2)1-3-(C=O)-NH-, -(C1 -6 알킬)-(C=O)-O-(C0-6 알킬)-, -(CH2)1-12-(C=O)-O-(CH2)1-12-, -CH(OH)-CH(OH)-(C=O)-O-CH(OH)-CH(OH)-(C=O)-NH-, -S-말레이미도-(CH2)1-6-, -S-말레이미도-(C1 -3 알킬)-(C=O)-NH-, -S-말레이미도-(C1 -3 알킬)-(C5 -6 시클로알킬)-(C0 -3 알킬)-, -(C1 -3 알킬)-(C5-6 시클로알킬)-(C0 -3 알킬)-(C=O)-O-, -(C1 -3 알킬)-(C5 -6 시클로알킬)-(C0 -3 알킬)-(C=O)-NH-, -S-말레이미도-(C0 - 3알킬)-페닐-(C0 - 3알킬)-, -(C0 -3 알킬)-페닐-(C=O)-NH-, -(CH2)1-12-NH-(C=O)-, -(CH2)1-12-(C=O)-NH-, -(페닐)-(CH2)1-3-(C=O)-NH-, -S-(CH2)-(C=O)-NH-(페닐)-, -(CH2)1-12-(C=O)-NH-(CH2)1-12-, -(CH2)2-(C=O)-O-(CH2)2-O-(C=O)-(CH2)2-(C=O)-NH-, -(C1 -6 알킬)-(C=O)-N-(C1 -6 알킬)-, 아세탈, 케탈, 아실옥시알킬 에테르, -N=CH-, -(C1 -6 알킬)-S-S-(C0 -6 알킬)-, -(C1 -6 알킬)-S-S-(C1 -6 알킬)-(C=O)-O-, -(C1 -6 알킬)-S-S-(C1 -6 알킬)-(C=O)-NH-, -S-S-(CH2)1-3-(C=O)-NH-(CH2)1-4-NH-(C=O)-(CH2)1-3-, -S-S-(C0 -3 알킬)-(페닐)-, -S-S-(C1 -3-알킬)-(페닐)-(C=O)-NH-(CH2)1-5, -(C1 -3 알킬)-(페닐)-(C=O)-NH-(CH2)1-5-(C=O)-NH-, -S-S-(C1 -3-알킬)-, -(C1 -3-알킬)-(페닐)-(C=O)-NH-, -O-(C1-C6 알킬)-S(O2)-(C1 -6 알킬)-O-(C=O)-NH-, -S-S-(CH2)1-3-(C=O)-, -(CH2)1-3-(C=O)-NH-N=C-S-S-(CH2)1-3-(C=O)-NH-(CH2)1-5-, -(CH2)1-3-(C=O)-NH-(CH2)1-5-(C=O)-NH-, -(CH2)0-3-(헤테로아릴)-(CH2)0-3-, -(CH2)0-3-페닐-(CH2)0-3-, -N=C(R)-, -(C1 -6 알킬)-C(R)=N-(C1 -6 알킬)-, -(C1 -6 알킬)-(아릴)-C(R)=N-(C1-6 알킬)-, -(C1 -6 알킬)-C(R)=N-(아릴)-(C1 -6 알킬)-, 및 -(C1 -6 알킬)-O-P(O)(OH)-O-(C0-6 알킬)- 중 임의의 것일 수 있고, 상기 식에서 R은 H, C1 -6 알킬, C3-6 시클로알킬, 또는 5-8개의 엔도시클릭 원자를 갖는 아릴기이다.
일부 다른 구체예에서, 링커 L1 및 L2는 -C1-C12 알킬-, -C3-C12 시클로알킬-, (-(CH2)1-6-O-(CH2)1-6-)1-12-, (-(CH2)1-4-NH-(CH2)1-4)1-12-, -(CH2)1-12O-, (-(CH2)1-4-O-(CH2)1-4)1-12-O-, -(CH2)1-12-(CO)-O-, -(CH2)1-12-(CO)-NH-, -(CH2)1-12-NH-(CO)-, (-(CH2)1-12-NH-(CO)-, (-(CH2)1-4-O-(CH2)1-4)1-12-O-(CH2)1-12-, -(CH2)1-12-(CO)-O-(CH2)1-12-, -(CH2)1-12-(CO)-NH-(CH2)1-12-, -(CH2)1-12-O-(CO)-(CH2)1-12-, -(CH2)1-12-NH-(CO)-(CH2)1-12-, -(C3-C12 시클로알킬)-, -(C1-C8알킬)-(C3-C12 시클로알킬)-, -(C3-C12 시클로알킬)-(C1 -8 알킬)-, -(C1 -8 알킬)-(C3-C12 시클로알킬)-(C1 -8 알킬)-, 및 -(CH2)0-3-아릴-(CH2)0-3- 중 임의의 것일 수 있다.
또 다른 구체예에서, 링커 L1 및 L2 각각은 가수분해성 링커, 효소적 분해성 링커, pH 민감성 링커, 디설피드 링커 및 광분해성 링커로부터 독립적으로 선택된 분해가능한 링커이다.
본 발명에 유용한 다른 링커는 자가-희생 링커를 포함한다. 유용한 자가-희생 링커는 항체 약물 컨쥬게이트에 유용한 것과 같이 당업자에게 공지되어 있다. 예시적 자가-희생 링커는 미국 특허 번호 7,754,681호에 기재되어 있다.
E. 연결기 LG
본 발명의 링커 및 기능성 작용제는 개시제 단편 I 또는 공단량체 M2 상의 연결기와 반응하여 결합을 형성할 수 있다. 본 발명의 연결기 LG는 또 다른 기능성 기에 대한 결합을 형성함으로써 2개의 기를 함께 연결시킬 수 있는 임의의 적합한 기능성 기일 수 있다. 예를 들어, 본 발명에 유용한 연결기 LG는 특히 화학, 말레이미드 화학, 및 NHS-에스테르를 클릭(click)시키는데 사용되는 것을 포함한다. 클릭 화학과 관련된 연결기는 후이스겐 고리화첨가(Huisgen cycloaddition) 방법을 통해 트리아졸 고리를 형성시키는 아지드 및 알킨을 포함하나, 이에 제한되지는 않는다(전체내용이 본원에 포함되는 미국 특허 번호 7,375,234호 참조). 말레이미드 화학은 안정적인 결합을 형성하는 말레이미드 올레핀과 친핵체, 예를 들어, -OH, -SH 또는 -NH2의 반응을 수반한다. 다른 연결기는 문헌[Bioconjugate Techniques, Greg T. Hermanson, Academic Press, 2d ed., 2008](전체내용이 본원에 포함됨)에 기재된 것을 포함한다.
통상적으로 기능성 작용제에서 발견되거나 기능성 작용제로 통합되는 연결기 및 일부 기의 반응의 일부 비제한적인 예는 표 I에 기재된다.
표 I
Figure pct00055
Figure pct00056
Figure pct00057
Figure pct00058
Figure pct00059
Figure pct00060
R'은 C1 -6 알킬, C3 -6 시클로알킬, 또는 5-8개의 엔도시클릭 원자를 갖는 아릴기이고;
R"은 H, C1 -6 알킬, C3 -6 시클로알킬, 또는 5-8개의 엔도시클릭 원자를 갖는 아릴기이고;
R'"는 카르보닐 유도체 *-(C=O)-, *-(C=O)-(CH2)1-8-S-S-, *-(C=O)-(CH2)1-8-(C=O)-O-, *-(C=O)-(CH2)1-8-O-(C=O)-, *-(C=O)-(CH2)1-8-(C=O)-NH-, 또는 *-(C=O)-(CH2)1-8-NH-(C=O)-이거나, 대안적으로, R'"는 형태 *-(C=O)-O-(CH2)1-8-S-S-, *-(C=O)-O-(CH2)1-8-(C=O)-O-, *-(C=O)-O-(CH2)1-8-O-(C=O)-, *-(C=O)-O-(CH2)1-8-(C=O)-NH-, 또는 *-(C=O)-O-(CH2)1-8-NH-(C=O)-의 카르보닐 유도체이고, 상기 식에서, "*"는 숙신이미딜 또는 벤조트리아졸릴기에 대한 부착 지점을 나타내고;
X 및 Y는 각각 활성제, 링커, 단량체 또는 개시제 단편 I이다.
-C(O)NR1aA1b, -NR1aR1b, C1 -6 알킬-NR1aR1b, -N(R1a)C(O)R1b, -N(R1a)C(O)OR1b, -N(R1a)C(O)NR1aR1b, -OP(O)(OR1a)2, -S(O)2OR1a, -S(O)2NR1aR1b, -CN, -NO2, 시클로알킬, 헤테로시클로알킬, 아릴 및 헤테로아릴.
F. 기능성 작용제
본 발명의 랜덤 공중합체에서 유용한 기능성 작용제는 특정 리간드, 수용체, 복합체, 소기관, 세포, 조직, 상피 조직(epithelial sheet), 또는 기관을 표적으로 하거나, 특정 질환 또는 질병 상태를 치료할 수 있는 임의의 생물학적 작용제 또는 합성 화합물을 포함한다. 특히 흥미로운 것은 특정 질병에 일반적인 메커니즘을 함께 표적으로 하는 생물활성 작용제의 조합물이다. 예를 들어, 질병에서 상향조절된 단백질에 결합하는 생물의약 작용제인 제 1 생물활성 작용제(안정적으로 부착됨); 헤파린 설페이트와 같은 세포외 기질 조직 성분에 결합하는 펩티드인 제 2 생물활성 작용제(안정적으로 부착됨); 시간이 지남에 따라 방출되고, 국소적인 세포내 효과, 예를 들어, 항증식효과를 발휘하는 소분자 약물인 제 3 생물활성 작용제(안정적을 부착됨). 일부 구체예에서, 생물활성 작용제는 약물, 치료 단백질, 소분자, 펩티드, 펩토이드, 올리고누클레오티드(앱타머(aptamer), siRNA, 마이크로RNA), 나노입자, 탄수화물, 지질, 당지질, 인지질, 또는 표적화 작용제이다. 공단량체의 비는 소기의 화학량론(예를 들어, 생물학적 결합성 부합; 생물학적 화학량론 부합; '기어링(gearing)' 효과 부여)을 기초로 하여 선택된다. 본 발명의 랜덤 공중합체에 유용한 다른 기능성 작용제는 방사성표지, 형광단 및 염료를 포함하나, 이에 제한되지는 않는다.
기능성 작용제는 랜덤 공중합체의 개시제 단편 I 또는 공단량체 M2, 또는 둘 모두에 연결될 수 있다. 기능성 작용제는 상기 기재된 분해가능한 링커, 분해가능하지 않은 링커, 또는 자가-희생 링커를 통한 중합 전 또는 중합 후에 개시제 단편 I 또는 공단량체 M2에 연결될 수 있다. 기능성 작용제는 또한 공유적으로 부착되는 대신 랜덤 공중합체에 물리흡착되거나 이온적으로 흡착될 수 있다.
기능성 작용제에 연결된 본 발명의 랜덤 공중합체의 제조는 먼저 기능성 작용제를 단량체에 부착된 연결기에 연결시키고, 커플링된 기능성 작용제를 본 발명의 랜덤 공중합체의 합성에 적합한 조건에 적용시킴으로써 수행될 수 있다. 이러한 경우, 적합한 연결기는 ATRP 반응에 사용하기 위한 개시제(예를 들어, 요오드화, 브롬화 또는 염소화된 화합물/기)일 수 있다. 이러한 반응 계획은 기능성 작용제가 중합체 중합 반응과 양립되고, 임의의 후속 정밀검사(workup)가 필요한 경우에 가능하다. 그러나, 미리 형성된 랜덤 공중합체에 대한 기능성 작용제의 커플링은 기능성 작용제가 중합에 적합한 조건과 양립되지 않는 경우에 이용될 수 있다. 또한, 다단계 합성 반응에서 특히 조우되는, 비용으로 인해 작용제의 소모가 불완전한 합성 수율을 발생시키는 경우, 본 발명의 미리 형성된 랜덤 공중합체에 대한 기능성 작용제의 커플링이 이용될 수 있다.
기능성 작용제가 중합 반응에 이용되는 조건과 양립되지 않는 경우, 중합 반응 후에 기능성 작용제를 도입시키는 것이 바람직할 수 있다.
생물활성 작용제 A는 광범위하게 선택될 수 있다. 일부 구체예에서, 생물활성 작용제는 하나 이상의 약물, 백신, 앱타머, 인간 A 도메인 스캐폴드를 기반으로 한 아비머(avimer) 스캐폴드, 디아바디(diabody), 카멜리드(camelid), 상어 IgNAR 항체, 변형된 특이성을 갖는 피브로넥틴 타입 III 스캐폴드, 항체, 항체 단편, 비타민 및 보조인자, 다당류, 탄수화물, 스테로이드, 지질, 지방, 단백질, 펩티드, 폴리펩티드, 누클레오티드, 올리고누클레오티드, 폴리누클레오티드, 및 핵산(예를 들어, mRNA, tRNA, snRNA, RNAi, 마이크로RNA, DNA, cDNA, 안티센스 작제물, 리보자임 등, 및 이의 조합물)으로부터 선택될 수 있다. 일 구체예에서, 생물활성 작용제는 단백질, 펩티드, 폴리펩티드, 가용성 또는 세포-결합, 세포외 또는 세포내, 키네신, 분자 모터, 효소, 세포외 기질 물질 및 이의 조합물로부터 선택될 수 있다. 또 다른 구체예에서, 생물활성 작용제는 누클레오티드, 올리고누클레오티드, 폴리누클레오티드, 및 핵산(예를 들어, mRNA, tRNA, snRNA, RNAi, DNA, cDNA, 안티센스 작제물, 리보자임 등, 및 이의 조합물)로부터 선택될 수 있다. 또 다른 구체예에서, 생물활성 작용제는 스테로이드, 지질, 지방 및 이의 조합물로부터 선택될 수 있다. 예를 들어, 생물활성 작용제는, 예를 들어, 세포외 기질이 히알루론산 또는 헤파린 설페이트 프로테오글리칸인 경우에서와 같이 세포외 기질에 결합할 수 있고, 생물활성 작용제는 비특이적인 정전기적 벨크로(Velcro) 타입 결합 상호작용에 대해 콜린과 같은 양성으로 하전된 모이어티이다. 또 다른 구체예에서, 생물활성 작용제는 비특이적 또는 특이적으로 결합하는 펩티드 서열일 수 있다.
생물활성 작용제는 충분한 활성(예를 들어, 높은 수준의 효능작용 또는 길항작용)을 갖도록 설계되고/되거나 선택될 수 있다. 대안적으로, 충분한 또 다른 활성에 영향을 주면서 하나의 표적 단백질 활성을 조절하기 위해 다기능성 생물활성 작용제가 선택될 수 있다.
모자이크 단백질이 세포외 결합 도메인 또는 서브도메인(예를 들어, VEGF 및 헤파린 결합 표피 성장 인자)을 함유하는 것처럼, 상기 결합 부위로부터의 서열은 중합체 부착을 위한 생물활성 작용제로서 복제될 수 있다. 더욱 광범위하게는, 모자이크 단백질은 많은 기능(표적 결합, 세포외 기질 결합, 스페이서, 결합력 증가, 효소 기능)의 도메인의 스트링(string)이다. 특정 적용에 선택된 생물활성제의 세트는 요망되는 기능적 활성의 세트를 복제하기 위해 유사한 방식으로 어셈블리될 수 있다.
다른 기능성 작용제 A는 특히 하전된 종, 예를 들어, 콜린, 리신, 아스파르트산, 글루탐산, 및 히알루론산을 포함한다. 하전된 종은, 예를 들어, 유리체로의 이온성 부착을 촉진하는데 유용하다.
치료 단백질 및 항체
한 특히 유용한 구체예에서, 기능성 작용제는 치료 단백질이다. 비제한적인 예로, 에리트로포이어틴, 과립구 집락 자극 인자(G-CSF), GM-CSF, 인터페론 알파, 인터페론 베타, 인간 성장 호르몬, 및 이미글루세라제(imiglucerase)와 같은 다수의 치료 단백질이 본 출원 전체에 걸쳐 개시되어 있다.
일 구체예에서, 기능성 작용제는 Aβ, 아갈시다제(agalsidase), 알레파셉트(alefacept), 알칼리성 포스파타제, 아스파리기나제(aspariginase), 암독소버(amdoxovir)(DAPD), 앤티드(antide), 베카플레르민(becaplermin), 보툴리눔 독소, 예를 들어, 타입 A 및 B 및 보툴리눔 독소 활성을 갖는 저분자량 화합물, 칼시토닌, 시아노비린(cyanovirin), 데니류킨 디프티톡스(denileukin diftitox), 에리트로포이어틴(EPO), EPO 효능제, 도르나제(dornase) 알파, 적혈구생성 자극 단백질(NESP), 응고 인자, 예를 들어, 인자 V, 인자 VII, 인자 VIIa, 인자 VIII, 인자 IX, 인자 X, 인자 XII, 인자 XIII, 폰 빌레브란트 인자; 세레다제(ceredase), 세레자임(cerezyme), 알파-글루코시다제, N-아세틸갈락토사민-6-설페이트 설파타제, 콜라겐, 시클로스포린(cyclosporin), 알파 디펜신(alpha defensin), 베타 디펜신, 데스모프레신(desmopressin), 엑센딘-4(exendin-4), 사이토카인, 사이토카인 수용체, 과립구 집락 자극 인자(G-CSF), 트롬보포이어틴(TPO), 알파-1 프로테이나제 억제제, 엘카토닌(elcatonin), 과립구 대식세포 집락 자극 인자(GM-CSF), 피브리노겐, 필그라스팀(filgrastim), 성장호르몬, 인간성장호르몬(hGH), 소마트로핀(somatropin), 성장호르몬 방출 호르몬(GHRH), GRO-베타, GRO-베타 항체, 골형성 단백질, 예를 들어, 골형성 단백질-2, 골형성 단백질-6, 부갑상선 호르몬, 부갑상선 호르몬 관련 펩티드, OP-1; 산성 섬유모세포 성장인자, 염기성 섬유모세포 성장인자, 섬유모세포 성장인자 21, CD-40 리간드, 헤파린, 인간 혈청 알부민, 저분자량 헤파린(LMWH), 인터페론 알파, 인터페론 베타, 인터페론 감마, 인터페론 오메가, 인터페론 타우, 콘센서스 인터페론, 인간 리실 옥시다제-유사-2(LOXL2); 인터루킨 및 인터루킨 수용체, 예를 들어, 인터루킨-1 수용체, 인터루킨-2, 인터루킨-2 융합 단백질, 인터루킨-1 수용체 길항제, 인터루킨-3, 인터루킨-4, 인터루킨-4 수용체, 인터루킨-6, 인터루킨-8, 인터루킨-12, 인터루킨-17, 인터루킨-21, 인터루킨-23, p40, 인터루킨-13 수용체, 인터루킨-17 수용체; 락토페린 및 락토페린 단편, 황체형성 호르몬 방출 호르몬(LHRH), 인슐린, 프로인슐린, 인슐린 유사체, 렙틴, 그렐린, 아밀린, C-펩티드, 소마토스타틴, 소마토스타틴 유사체, 예를 들어, 옥트레오티드(octreotide), 바소프레신(vasopressin), 난포 자극 호르몬(FSH), 이미글루세라제(imiglucerase), 인플루엔자 백신, 인슐린-유사 성장인자(IGF), 인슐린트로핀(insulintropin), 대식세포 집락 자극 인자(M-CSF), 플라스미노겐 활성화제, 예를 들어, 알테플라제(alteplase), 유로키나제(urokinase), 레테플라제(reteplase), 스트렙토키나제(streptokinase), 파미테플라제(pamiteplase), 라노테플라제(lanoteplase), 및 테네테플라제(teneteplase); 신경성장인자(NGF), 오스테오프로테게린(osteoprotegerin), 혈소판-유래 성장인자, 조직 성장인자, 전환 성장인자-1, 혈관 내피 성장인자, 백혈병 억제 인자, 각질세포 성장인자(KGF), 신경교세포 성장인자(GGF), T 세포 수용체, CD 분자/항원, 종양 괴사 인자(TNF)(예를 들어, TNF-α 및 TNF-β), TNF 수용체(예를 들어, TNF-α 수용체 및 TNF-β 수용체), CTLA4, CTLA4 수용체, 단핵구 화학유인물질 단백질-1, 내피 성장인자, 부갑상선 호르몬(PTH), 글루카곤-유사 펩티드, 소마토트로핀, 티모신 알파 1, 라스부리카제(rasburicase), 티모신 알파 1 IIb/IIIa 억제제, 티모신 베타 10, 티모신 베타 9, 티모신 베타 4, 알파-1 항트립신, 포스포디에스테라제(PDE) 화합물, VLA-4(매우 후기 항원-4), VLA-4 억제제, 비스포스포네이트, 호흡기 세포융합 바이러스 항체, 낭성섬유증 막횡단 조절인자(CFTR) 유전자, 데옥시리보누클레아제(Dnase), 살균/투과성 증가 단백질(BPI), 및 항-CMV 항체를 포함하나, 이에 제한되지는 않는 특별히 확인된 다당류, 단백질 또는 펩티드 생물활성 작용제로부터 선택될 수 있다. 예시적 모노클로날 항체는 에타너셉트(IgG1의 Fc 부분에 연결된 인간 75 kD TNF 수용체의 세포외 리간드-결합 부분으로 구성되는 이합체 융합 단백질), 압식시맙(abciximab), 아달리무맙(adalimumab), 아펠리모맙(afelimomab), 알렘투주맙(alemtuzumab), B-림프구에 대한 항체, 아틀리주맙(atlizumab), 바실릭시맙(basiliximab), 베바시주맙(bevacizumab), 비시로맙(biciromab), 베르틸리무맙(bertilimumab), CDP-484, CDP-571, CDP-791, CDP-860, CDP-870, 세툭시맙(cetuximab), 클레놀릭시맙(clenoliximab), 다클리주맙(daclizumab), 에쿨리주맙(eculizumab), 에드레콜로맙(edrecolomab), 에팔리주맙(efalizumab), 에프라투주맙(epratuzumab), 폰톨리주맙(fontolizumab), 가빌리모맙(gavilimomab), 젬투주맙 오조가미신(gemtuzumab ozogamicin), 이브리투모맙 티욱세탄(ibritumomab tiuxetan), 인플릭시맙(infliximab), 이놀리모맙(inolimomab), 켈릭시맙(keliximab), 라베투주맙(labetuzumab), 레르델리무맙(lerdelimumab), 올리주맙(olizumab), 방사성표지된 lym-1, 메텔리무맙(metelimumab), 메폴리주맙(mepolizumab), 미투모맙(mitumomab), 뮤로모나드-CD3(muromonad-CD3), 네바큐맙(nebacumab), 나탈리주맙(natalizumab), 오둘리모맙(odulimomab), 오말리주맙(omalizumab), 오레고보맙(oregovomab), 팔리비주맙(palivizumab), 펨투모맙(pemtumomab), 펙셀리주맙(pexelizumab), rhuMAb-VEGF, 리툭시맙(rituximab), 사투모맙 펜데티드(satumomab pendetide), 세비루맙(sevirumab), 시플리주맙(siplizumab), 토시투모맙(tositumomab), I131 토시투모맙, 트라스투주맙, 투비루맙(tuvirumab), 비실리주맙(visilizumab), 및 이의 단편 및 모방체를 포함한다. 기능성 작용제는 또한 상기 특별히 확인된 다당류, 단백질 또는 펩티드 생물활성 작용제에 결합하는 작용제를 포함한다.
일 구체예에서, 생물활성 작용제는 융합 단백질이다. 예를 들어, 비제한적인 예로, 생물활성 작용제는 하나 이상의 유용한 특정 펩티드 서열에 융합된 면역글로불린 또는 면역글로불린의 부분일 수 있다. 예를 들어, 생물활성 작용제는 항체 Fc 단편을 함유할 수 있다. 일 구체예에서, 생물활성 작용제는 CTLA4 융합 단백질이다. 예를 들어, 생물활성 작용제는 Fc-CTLA4 융합 단백질일 수 있다. 또 다른 구체예에서, 생물활성 작용제는 인자 VIII 융합 단백질이다. 예를 들어, 생물활성 작용제는 Fc-인자 VIII 융합 단백질일 수 있다.
한 특히 유용한 구체예에서, 생물활성 작용제는 인간 단백질 또는 인간 폴리펩티드, 예를 들어, 이종유래 생성된 인간 단백질 또는 인간 폴리펩티드이다. 해당 인간 형태(즉, 단백질 또는 펩티드가 인체의 인간 세포에서 정상적으로 생성됨)로 존재하는 다수의 단백질 및 폴리펩티드가 본원에 개시되어 있다. 따라서, 일 구체예에서, 생물활성 작용제는 인간 형태로 존재하는 본원에 개시된 단백질 및 폴리펩티드 각각의 인간 형태이다. 이러한 인간 단백질의 예는, 비제한적인 예로, 인간 항체, 인간 효소, 인간 호르몬 및 인간 사이토카인, 예를 들어, 과립구 집락 자극 인자, 과립구 대식세포 집락 자극 인자, 인터페론(예를 들어, 알파 인터페론 및 베타 인터페론), 인간 성장호르몬 및 에리트로포이어틴을 포함한다.
생물활성 작용제로 작용할 수 있는 치료 단백질의 다른 예는, 비제한적인 예로, 인자 VIII, b-도메인 결실 인자 VIII, 인자 VIIa, 인자 IX, 항응고제; 히루딘, 알테플라제(alteplase), tpa, 레테플라제(reteplase), tpa, 3/5가 결실된 tpa, 인슐린, 인슐린 리스프로, 인슐린 아스파르트, 인슐린 글라르긴, 장기-작용 인슐린 유사체, hgh, 글루카곤, tsh, 폴리트로핀-베타(follitropin-beta), fsh, gm-csf, pdgh, ifn 알파2, ifn 알파2a, ifn 알파2b, inf-알파1, 콘센서스 ifn, ifn-베타, ifn-베타 1b, ifn-베타 1a, ifn-감마(예를 들어, 1 및 2), ifn-람다, ifn-델타, il-2, il-11, hbsag, ospa, t-림프구 항원에 특이적인 뮤린 mab, tag-72에 특이적인 뮤린 mab, 종양-관련 당단백질, 혈소판 표면 수용체 gpII(b)/III(a)에 특이적인 키메라 mab로부터 유래된 fab 단편, 종양-관련 항원 ca125에 특이적인 뮤린 mab 단편, 인간 암배아 항원 cea에 특이적인 뮤린 mab 단편, 인간 심장 미오신에 특이적인 뮤린 mab 단편, 종양 표면 항원 psma에 특이적인 뮤린 mab 단편, hmw-maa에 특이적인 뮤린 mab 단편(fab/fab2 혼합물), 암종-관련 항원에 특이적인 뮤린 mab 단편(fab), nca 90에 특이적인 mab 단편(fab), 표면 과립구 비특이적 교차반응 항원, b 림프구의 표면에서 발견되는 cd20 항원에 특이적인 키메라 mab, il2 수용체의 알파 사슬에 특이적인 인간화된 mab, il2 수용체의 알파 사슬에 특이적인 키메라 mab, tnf-알파에 특이적인 키메라 mab, 호흡기 세포융합 바이러스의 표면 상의 에피토프에 특이적인 인간화된 mab, her 2 인간 표피 성장인자 수용체 2에 특이적인 인간화된 mab, 사이토케라틴 종양-관련 항원 항-ctla4에 특이적인 인간 mab, b 림프구의 cd 20 표면 항원에 특이적인 키메라 mab, 도르나제-알파 dnase, 베타 글루코세레브로시다제, tnf-알파, il-2-디프테리아 독소 융합 단백질, tnfr-lgg 단편 융합 단백질 라로니다제, dnaase, 알레파셉트, 다르베포이어틴 알파(darbepoetin alpha)(집락 자극 인자), 토시투모맙, 뮤린 mab, 알렘투주맙, 라스부리카제, 아갈시다제 베타, 테리파라티드, 부갑상선 호르몬 유도체, 아달리무맙(lgg1), 아나킨라(anakinra), 생물학적 변형제, 네시리티드, 인간 b-타입 나트륨뇨배설 펩티드(hbnp), 집락 자극 인자, 페그비소만트(pegvisomant), 인간 성장호르몬 수용체 길항제, 재조합 활성화 단백질 c, 오말리주맙, 면역글로불린 e(lge) 차단제, 이브리투모맙 티욱세탄, ACTH, 글루카곤, 소마토스타틴, 소마토트로핀, 티모신, 부갑상선 호르몬, 색소 호르몬, 소마토메딘(somatomedin), 에리트로포이어틴, 황체형성 호르몬, 융모생식샘자극호르몬, 시상하부 방출 인자, 에타너셉트, 항이뇨 호르몬, 프로락틴 및 갑상선 자극 호르몬을 포함한다. 상기 중 임의의 것은 자연(예를 들어, 세린에서 시스테인으로의 치환)(예를 들어, Redwood Biosciences의 포르밀알데히드에 의한 방법) 또는 비자연 아미노산을 이용하여 부위-특이적 컨쥬게이션 지점(N-말단, 또는 C-말단, 또는 다른 위치)을 갖도록 변형될 수 있다.
생물활성 작용제로 작용할 수 있는 치료 항체(또는 이의 각각의 scFv 또는 Fab 단편)의 예는 전이성 유방암을 가진 환자의 치료를 위한 인간화된 항-HER2 모노클로날 항체인 HERCEPTIN™(트라스투주맙)(Genentech, CA); 혈병 형성의 예방을 위한 혈소판 상의 항-당단백질 IIb/IIIa 수용체인 REOPRO™(압식시맙)(Centocor); 급성 신장 동종이식 거부의 예방을 위한 면역억제성의 인간화된 항-CD25 모노클로날 항체인 ZENAPAX™(다클리주맙)(Roche Pharmaceuticals, Switzerland); 뮤린 항-17-IA 세포 표면 항원 IgG2a 항체인 PANOREX™(Glaxo Wellcome/Centocor); 뮤린 항-이디오타입(GD3 에피토프) IgG 항체인 BEC2(ImClone System); 키메라 항-EGFR IgG 항체인 IMC-C225(ImClone System); 인간화된 항-αVβ3 인테그린 항체인 VITAXIN™(Applied Molecular Evolution/Medlmmune); 캄파트(Campath); 인간화된 항 CD52 IgG1 항체인 Campath 1H/LDP-03(Leukosite); 인간화된 항-CD33 IgG 항체인 Smart M195(Protein Design Lab/Kanebo); 키메라 항-CD20 IgG1 항체인 RITUXAN™(IDEC Pharm/Genentech, Roche/Zettyaku); 인간화된 항-CD22 IgG 항체인 LYMPHOCIDE™(Immunomedics); 인간화된 항-ICAM3 항체인 ICM3(ICOS Pharm); 영장류 항-CD80 항체인 IDEC-114(IDEC Pharm/Mitsubishi); 방사성표지된 뮤린 항-CD20 항체인 ZEVALIN™(IDEC/Schering AG); 인간화된 항-CD40L 항체인 IDEC-131(IDEC/Eisai); 영장류화된 항-CD4 항체인 IDEC-151(IDEC); 영장류화된 항-CD23 항체인 IDEC-152(IDEC/Seikagaku); 인간화된 항-CD3 IgG인 SMART 항-CD3(Protein Design Lab); 인간화된 항-보체 인자 5(CS) 항체인 5G1.1(Alexion Pharm); 인간화된 항-TNF-α 항체인 D2E7(CATIBASF); 인간화된 항-TNF-α Fab 단편인 CDP870(Celltech); 영장류화된 항-CD4 IgG1 항체인 IDEC-151(IDEC Pharm/SmithKline Beecham); 인간 항-CD4 IgG 항체인 MDX-CD4(Medarex/Eisai/Genmab); 인간화된 항-TNF-α IgG4 항체인 CDP571(Celltech); 인간화된 항-α4β7 항체인 LDP-02(LeukoSite/Genentech); 인간화된 항-CD4 IgG 항체인 OrthoClone OKT4A(Ortho Biotech); 인간화된 항-CD40L IgG 항체인 ANTOVA™(Biogen); 인간화된 항-VLA-4 IgG 항체인 ANTEGREN™(Elan); 인간 항-TGF-fc 항체인 CAT-152(Cambridge Ab Tech); 모노클로날 항-EGF 수용체(EGFr) 항체인 세툭시맙(BMS); 항-VEGF 인간 모노클로날 항체인 베바시주맙(Genentech); 자가면역 장애를 치료하는데 사용되는 키메라(마우스 및 인간) 모노클로날 항체인 인플릭시맙(Centocore, JJ); 화학요법에 사용되는 모노클로날 항체인 젬투주맙 오조가미신(Wyeth); 및 황반변성을 치료하는데 사용되는 키메라(마우스 및 인간) 모노클로날 항체인 라니비주맙(Genentech)을 포함하나, 이에 제한되지는 않는다.
항체 약물 컨쥬게이트를 생성시키는 현존하는 방법의 스펙트럼은 일반적으로 1 내지 8개의 부위에서 링커와 함께 단일한 독소-유사 분자의 항체에 대한 컨쥬게이션에 좌우된다. 본 발명에 개설된 방법은 분해가능한 또는 분해가능하지 않은 연결 화학작용을 통한 면역글로불린에 대한 랜덤 공중합체의 부착을 수반한다. 공중합체는 분해가능한(자가-희생 포함) 또는 분해가능하지 않은 연결 화학작용을 통해 화학량론적으로 부착된 소분자 생물활성 모이어티의 다수의 카피를 갖도록 설계된다. 본 발명에서의 고유한 추가적인 유연성으로 인해, 하나 이상의 유형의 생물활성 모이어티 및 보다 많은 카피의 각각의 생물활성 모이어티, 예를 들어, 10, 20, 50, 100, 250, 또는 500개의 카피의 각각의 생물활성 모이어티가 컨쥬게이션 또는 중합체 공단량체에 대한 부착을 통해 포함될 수 있다. 보다 많은 카피의 각각의 생물활성 모이어티를 포함시키는 능력은 항체 약물 컨쥬게이트의 전망을 독소를 넘어 상승작용적 생물학을 갖는 다른 소분자 약물을 포함하도록 확장하는 것을 가능케 한다(비제한적인 예로 파니투무맙 및 kras 억제제; 아달리무맙 및 p38 또는 JAK 억제제; 베바시주맙 및 cMet 억제제). 결과는 표적화된 분포, 초점 전달, 탈표적 효과(off-target effect)를 감소시키는 맞춤화된 약물 방출 동역학이다. 더욱이, 중합체 백본 공단량체에 대한 소분자 생물활성제의 부착은 불량한 경구 흡수, 분포, 대사 및/또는 제거 또는 다른 책임을 갖는 생물활성제를 구조한다. 종합적으로, 결과는 다기능성, 낮은 Cmax, 증가된 약물 적하(loading) 및 다른 이점으로 인한 효능에서의 단계적 변화이다. 중요하게는, 공통의 중합체 코어 또는 스캐폴드에 부착된 상이한 생물활성 작용제를 갖는 조합 치료제를 생성시키는 상기 방법은 상승작용될 수 있고, 독성을 감소시키면서 효능을 충분히 증가시킬 수 있는 국소적 조직 치료 효과를 발생시킨다.
본 발명의 항체는 또한 당 분야에서 기재되거나 공지된 치료 작용제에 연결되어 항체 약물 컨쥬게이트(ADC)를 형성시킬 수 있다. 표적화된 치료제는 현존하는 기술에 비해 감소된 비특이적 독성 및 증가된 효능을 포함하는 여러 장점을 제공한다. 항체, 예를 들어, 모노클로날 항체(mAB) 및 mAB 단편(scFv 및 FAb')의 표적화 특성은 mAB에 커플링되는 효능있는 치료 작용제의 전달을 가능케 한다. 치료 작용제는 임의의 유용한 약물, 단백질, 펩티드, 또는 방사성핵종일 수 있다. 본 발명의 랜덤 공중합체와 조합되어 유용한 항체 약물 컨쥬게이트는, 예를 들어, 미국 특허 번호 7,745,394호(Seattle Genetics), 7,695,716호(Seattle Genetics), 7,662,387호(Seattle Genetics), 7,514,080호(ImmunoGen), 7,491,390호(Seattle Genetics), 7,501,120호(ImmunoGen), 7,494,649호(ImmunoGen), 및 7,374,762호(ImmunoGen)에 기재되어 있다.
단백질, 펩티드 및 아미노산
본원에 개시된 바와 같이 생물활성 작용제로서 사용하기 위한 단백질 및 펩티드는 시험관내 합성 및 생물학적 시스템에서의 생성에 의한 생성을 포함하는 임의의 유용한 방법에 의해 생성될 수 있다. 당 분야에 널리 공지된 시험관내 합성 방법의 통상적인 예는 고상 합성("SPPS") 및 고상 단편 축합(solid-phase fragment condensation, "SPFC")을 포함한다. 단백질의 생성에 사용되는 생물학적 시스템은 또한 당 분야에 널리 공지되어 있다. 박테리아(예를 들어, E. 콜리(E coli) 및 바실러스 종(Bacillus sp .)) 및 효모(예를 들어, 사카로마이세스 세레비지애(Saccharomyces cerevisiae) 및 피키아 파스토리스(Pichia pastoris))가 이종성 단백질의 생성에 널리 사용된다. 또한, 본원에 개시된 바와 같이 사용하기 위한 생물활성 작용제의 생성을 위한 이종성 유전자 발현은 동물 세포주, 예를 들어, 포유동물 세포주(예를 들어, CHO 세포)를 이용하여 달성될 수 있다. 한 특히 유용한 구체예에서, 생물활성 작용제는 트랜스제닉 또는 클로닝된 동물, 예를 들어, 소, 양, 염소 및 조류(예를 들어, 닭, 메추라기, 오리 및 칠면조)에서 생성되고, 상기 동물에서의 생성 각각은 당 분야에서 이해되어 있다. 예를 들어, 개시내용 전체가 참조로서 본원에 포함되는 2004년 8월 24일에 발행된 미국 특허 번호 6,781,030호를 참조하라.
닭과 같은 길들여진 조류에서 생성된 단백질과 같은 생물활성 작용제는 "조류 유래" 생물활성 작용제(예를 들어, 조류 유래 치료 단백질)로 언급될 수 있다. 조류 유래 치료 단백질의 생성은 당 분야에 공지되어 있고, 이는, 예를 들어, 개시내용 전체가 참조로서 본원에 포함되는 2004년 5월 4일에 발행된 미국 특허 번호 6,730,822호에 기재되어 있다.
생물활성 작용제가 단백질 또는 폴리펩티드인 구체예에서, 단백질 폴리펩티드 서열의 아미노산에 존재하는 기능성 기는 작용제를 랜덤 공중합체에 연결시키는데 사용될 수 있다. 단백질 또는 폴리펩티드 생물활성 작용제에 대한 연결은 서열에서의 자연 발생 아미노산 또는 상기 서열에 첨가되거나, 예를 들어, 시스테인에 의한 세린의 대체와 같이 또 다른 아미노산 대신에 삽입된 자연 발생 아미노산에 대해 이루어질 수 있다.
단백질 또는 폴리펩티드 생물활성 작용제는 또한 단백질 및 폴리펩티드에서 발견되는 통상적인 자연 발생 아미노산 외에 비-자연 발생 아미노산을 포함할 수 있다. 폴리펩티드 또는 단백질의 특성을 변경시키는 목적으로 제공되는 것 외에, 비-자연 발생 아미노산은 단백질 또는 폴리펩티드를 랜덤 공중합체에 직접 연결시키는데 사용될 수 있는 기능성 기를 제공하기 위해 도입될 수 있다. 더욱이, 자연 발생 아미노산, 예를 들어, 시스테인, 티로신, 트립토판이 이런 방식으로 이용될 수 있다.
비-자연 발생 아미노산은 다양한 수단에 의해 단백질 및 펩티드에 도입될 수 있다. 비-자연 아미노산의 도입을 위한 기술 중 일부는 개시내용 전체가 참조로서 본원에 포함되는 미국 특허 번호 5,162,218호에 논의되어 있다. 첫째로, 비-자연 발생 아미노산은 아미노산 측쇄 또는 아미노 말단 또는 카르복실 말단에서의 폴리펩티드 또는 단백질의 화학적 변형에 의해 도입될 수 있다. 단백질 또는 펩티드의 화학적 변형의 비제한적인 예는 디아조메탄과 같은 작용제에 의한 메틸화, 또는 펩티드 또는 단백질의 리신 측쇄 또는 아미노 말단에 존재하는 아미노기에서의 아세틸화의 도입일 것이다. 비-자연 아미노산을 제조하기 위한 단백질/폴리펩티드 아미노산 변형의 또 다른 예는 일차 아민을 갖는 단백질 또는 폴리펩티드 내의 위치에 연결된 티올(술프히드릴, -SH)을 갖는 작용기를 도입시키기 위한 메틸 3-머캅토프로피온이미데이트 에스테르 또는 2-이미노티올란의 사용이다. 도입시, 상기 기는 단백질 또는 폴리펩티드에 대한 공유 연결을 형성시키는데 이용될 수 있다.
둘째로, 비-자연 발생 아미노산은 화학적 합성 동안 단백질 및 폴리펩티드에 도입될 수 있다. 합성 방법은 약 200개 미만의 아미노산, 보통으로 약 150개 미만의 아미노산, 더욱 보통으로 100개 또는 그 미만의 아미노산을 갖는 폴리펩티드를 제조하는데 통상적으로 이용된다. 약 75개 미만 또는 약 50개 미만의 아미노산을 갖는 보다 짧은 단백질 또는 폴리펩티드가 화학적 합성에 의해 제조될 수 있다.
요망되는 위치에 비-자연 아미노산의 삽입을 가능케 하기에 특히 편리한 합성 제조 방법은 당 분야에 공지되어 있다. 적합한 합성 폴리펩티드 제조 방법은 아미노산이 성장하는 사슬에 순차적으로 첨가되는 메리필드(Merrifield) 고상 합성 방법을 기초로 할 수 있다(Merrifield ( 1963) J. Am. Chem. Soc. 85:2149-2156). 상기 기술에 의한 폴리펩티드를 합성하는 자동화된 시스템이 현재 Applied Biosystems, Inc.(Foster City, Calif. 94404); New Brunswick Scientific(Edison, N.J. 08818); 및 Pharmacia, Inc.(Biotechnology Group, Piscataway, N.J. 08854)와 같은 공급업체에 의해 현재 시판된다.
폴리펩티드의 화학적 합성 동안 도입될 수 있는 비-자연 발생 아미노산의 예는 20개의 자연 발생 아미노산의 D-아미노산 및 D 및 L-형태의 혼합물, N-포르밀 글리신, 오르니틴, 노르류신, 히드록시프롤린, 베타-알라닌, 히드록시발린, 노르발린, 페닐글리신, 시클로헥실알라닌, t-부틸글리신(t-류신, 2-아미노-3,3-디메틸부탄산), 히드록시-t-부틸글리신, 아미노 부티르산, 시클로류신, 4-히드록시프롤린, 피로글루탐산 (5-옥소프롤린), 아제티딘 카르복실산, 피페콜린산, 인돌린-2-카르복실산, 테트라히드로-3-이소퀴놀린 카르복실산, 2,4-디아미노부티르산, 2,6-디아미노피멜산, 2,4-디아미노부티르산, 2,6-디아미노피멜산, 2,3-디아미노프로피온산, 5-히드록시리신, 뉴라민산, 및 3,5-디요오도티로신을 포함하나, 이에 제한되지는 않는다.
셋째로, 비-자연 발생 아미노산은 비-자연 아미노산이 삽입되는 위치에 해당하는 코돈에서 폴리펩티드를 엔코딩하는 DNA 서열(예를 들어, 유전자) 내의 논-센스(non-sense) 코돈(예를 들어, 앰버 또는 오커(ocher) 코돈)의 삽입에 의한 생체내 또는 시험관내 생물학적 합성을 통해 도입될 수 있다. 이러한 기술은, 예를 들어, 개시내용 전체가 참조로서 본원에 포함되는 미국 특허 번호 5,162,218호 및 6,964,859호에 논의되어 있다. 올리고누클레오티드 특이적 돌연변이유발을 포함하는 돌연변이 코돈을 삽입하기 위해 다양한 방법이 이용될 수 있다. 변경된 서열은 이후에 요망되는 비-자연 발생 아미노산으로 화학적 또는 효소적으로 아실화된 논센스 코돈에 대해 특이적인 억제인자 tRNA를 제공하는 시스템에서 생체내 또는 시험관내에서 전사되고 번역된다. 합성 아미노산은 논센스 코돈에 해당하는 위치에 삽입될 것이다. 큰 폴리펩티드 및/또는 당화된 폴리펩티드의 제조를 위해, 상기 유형의 재조합 제조 기술이 보통 바람직하다. 상기 방식으로 도입될 수 있는 아미노산은 포르밀 글리신, 플루오로알라닌, 2-아미노-3-머캅토-3-메틸부탄산, 호모시스테인, 호모아르기닌 등이다. 단백질에서 비-자연 아미노산을 수득하기 위한 다른 유사한 방법은 메티오닌 치환 방법을 포함한다.
비-자연 발생 아미노산이 선택적 변형에 민감한 작용기를 갖는 경우, 이들은 단백질 또는 폴리펩티드에 대한 공유 연결을 형성시키는데 특히 유용하다. 작용기가 선택적 변형에 민감한 상황은 작용기가 독특하거나, 관심 조건하에서 반응할 수 있는 다른 작용기가 입체화학적 또는 달리 방해되는 경우의 상황을 포함한다.
단일 도메인 항체와 같은 다른 항체가 본 발명에 유용하다. 단일 도메인 항체(Ablynx에 의해 나노바디(Nanobody)로 언급되는 sdAb)는 단일 단량체 가변 항체 도메인으로 구성되는 항체 단편이다. 전체 항체와 마찬가지로, sdAb는 특정 항원에 선택적으로 결합할 수 있다. 단지 12-15 kDa의 분자량을 갖는 단일 도메인 항체는 일반적인 전체 항체(150-160 kDa)보다 훨씩 작다. 단일 도메인 항체는 중쇄 항체 또는 일반적인 IgG의 하나의 가변 도메인(VH)을 포함하는 약 110개 아미노산 길이의 펩티드 사슬이다.
전체 항체와 달리, sdAb는 Fc 영역이 결핍되어 있으므로 보체 시스템에 의해 촉발되는 세포독성을 나타내지 않는다. 카멜리드 및 어류 유래 sdAb는 전체 항체가 접근할 수 없는 숨겨진 항원, 예를 들어, 효소의 활성 부위에 결합할 수 있다.
단일 도메인 항체(sdAb)는 요망되는 항원을 이용한 단봉 낙타, 낙타, 라마, 알파카 또는 상어의 면역화 및 이후의 중쇄 항체를 코딩하는 mRNA의 분리에 의해 수득될 수 있다. 대안적으로, 이들은 합성 라이브러리를 스크리닝함으로써 제조될 수 있다. 카멜리드는 아목 틸로포다(Tylopoda)에서 유일한 살아있는 과인 생물학적 과 카멜리대(Camelidae)의 일원이다. 낙타, 단봉 낙타, 쌍봉 낙타, 라마, 알파카, 비쿠냐(vicuna), 및 과나코가 이러한 군이다.
본 발명에 유용한 펩티드는 또한 매크로시클릭 펩티드, 시클로티드, LDL 수용체 A-도메인, 단백질 스캐폴드(전체내용이 본원에 포함되는 미국 특허 번호 60/514,391호에 논의되어 있음), 가용성 수용체, 효소, 펩티드 다합체, 도메인 다합체, 항체 단편 다합체, 및 융합 단백질을 포함하나, 이에 제한되지는 않는다.
약물
또 다른 구체예에서, 생물활성 작용제는 또한 타크린(tacrine), 메만틴(memantine), 리바스티그민(rivastigmine), 갈란타민(galantamine), 도네페질(donepezil), 레베티라세탐(levetiracetam), 레파글리니드(repaglinide), 아토르바스타틴(atorvastatin), 알레파셉트(alefacept), 타달라필(tadalafil), 바르데나필(vardenafil), 실데나필(sildenafil), 포스암프레나버(fosamprenavir), 오셀타미버(oseltamivir), 발라시클로버(valacyclovir) 및 발간시클로버(valganciclovir), 아바렐릭스(abarelix), 아데포버(adefovir), 알푸조신(alfuzosin), 알로세트론(alosetron), 아미포스틴(amifostine), 아미오다론(amiodarone), 아미노카프로산, 아미노힙푸레이트 소듐(aminohippurate sodium), 아미노글루테티미드(aminoglutethimide), 아미노레불린산, 아미노살리실산, 암로디핀(amlodipine), 암사크린(amsacrine), 아나그렐리드(anagrelide), 아나스트로졸(anastrozole), 아프레피탄트(aprepitant), 아리피프라졸(aripiprazole), 아스파라기나제(asparaginase), 아타자나버(atazanavir), 아토목세틴(atomoxetine), 안트라사이클린(anthracyclines), 벡사로텐(bexarotene), 비칼루타미드(bicalutamide), 블레오마이신(bleomycin), 보르테조미브(bortezomib), 부세렐린(buserelin), 부술판(busulfan), 카버골린(cabergoline), 카페시타빈(capecitabine), 카르보플라틴(carboplatin), 카르무스틴(carmustine), 클로람부신(chlorambucin), 실라스타틴 소듐(cilastatin sodium), 시스플라틴(cisplatin), 클라드리빈(cladribine), 클로드로네이트(clodronate), 시클로포스파미드(cyclophosphamide), 시프로테론(cyproterone), 시타라빈(cytarabine), 캄프토테신(camptothecins), 13-시스 레티노산, 모든 트랜스 레티노산; 다카르바진(dacarbazine), 닥티노마이신(dactinomycin), 답토마이신(daptomycin), 다우노루비신(daunorubicin), 데페록사민(deferoxamine), 덱사메타손(dexamethasone), 디클로페낙(diclofenac), 디에틸스틸베스트롤(diethylstilbestrol), 도세탁셀(docetaxel), 독소루비신(doxorubicin), 두타스테리드(dutasteride), 엘레트립탄(eletriptan), 엠트리시타빈(emtricitabine), 엔푸비르티드(enfuvirtide), 에플러레논(eplerenone), 에피루비신(epirubicin), 에스트라무스틴(estramustine), 에티닐 에스트라디올(ethinyl estradiol), 에토포시드(etoposide), 엑세메스탄(exemestane), 에제티미브(ezetimibe), 펜타닐(fentanyl), 펙소페나딘(fexofenadine), 플루다라빈(fludarabine), 플루드로코르티손(fludrocortisone), 플루오로우라실, 플루옥시메스테론(fluoxymesterone), 플루타르니드(flutarnide), 플루티카존(fluticazone), 폰다파리눅스(fondaparinux), 풀베스트란트(fulvestrant), 감마-히드록시부티레이트, 제피티니브(gefitinib), 젬시타빈(gemcitabine), 에피네프린(epinephrine), l-도파(L-Dopa), 히드록시우레아, 이코덱스트린(icodextrin), 이다루비신(idarubicin), 이포스파미드(ifosfamide), 이마티니브(imatinib), 이리노테칸(irinotecan), 이트라코나졸(itraconazole), 고세렐린(goserelin), 라로니다제(laronidase), 란소프라졸(lansoprazole), 레트로졸(letrozole), 류코보린(leucovorin), 레바미솔(levamisole), 리시노프릴(lisinopril), 로보티록신 소듐(lovothyroxine sodium), 로무스틴(lomustine), 메클로르에타민(mechlorethamine), 메드록시프로게스테론(medroxyprogesterone), 메게스트롤(megestrol), 멜팔란(melphalan), 메만틴(memantine), 머캅토퓨린, 메퀴놀(mequinol), 메타라미놀 비타르트레이트(metaraminol bitartrate), 메토트렉세이트(methotrexate), 메토클로프라미드(metoclopramide), 멕실레틴(mexiletine), 미글루스타트(miglustat), 미토마이신(mitomycin), 미토탄(mitotane), 미톡산트론(mitoxantrone), 모다피닐(modafinil), 날록손(naloxone), 나프록센(naproxen), 네비라핀(nevirapine), 니코틴(nicotine), 닐루타미드(nilutamide), 니타족사니드(nitazoxanide), 니티시논(nitisinone), 노르에틴드론(norethindrone), 옥트레오티드(octreotide), 옥살리플라틴(oxaliplatin), 팔로노세트론(palonosetron), 파미드로네이트(pamidronate), 페메트렉세드(pemetrexed), 퍼골리드(pergolide), 펜토스타틴(pentostatin), 필카마이신(pilcamycin), 포르피머(porfimer), 프레드니손(prednisone), 프로카르바진(procarbazine), 프로클로르페라진(prochlorperazine), 온단세트론(ondansetron), 팔로노세트론(palonosetron), 옥살리플라틴(oxaliplatin), 랄티트렉세드(raltitrexed), 로수바스타틴(rosuvastatin), 시롤리무스(sirolimus), 스트렙토조신(streptozocin), 피메크롤리무스(pimecrolimus), 세르타코나졸(sertaconazole), 타크롤리무스(tacrolimus), 타목시펜(tamoxifen), 테가세로드(tegaserod), 테모졸로미드(temozolomide), 테니포시드(teniposide), 테스토스테론, 테트라히드로칸나비놀(tetrahydrocannabinol), 탈리도미드(thalidomide), 티오구아닌(thioguanine), 티오테파(thiotepa), 티오트로퓸(tiotropium), 토피라메이트(topiramate), 토포테칸(topotecan), 트레프로스티닐(treprostinil), 트레티노인(tretinoin), 발데콕시브(valdecoxib), 셀레콕시브(celecoxib), 로페콕시브(rofecoxib), 발루비신(valrubicin), 빈블라스틴(vinblastine), 빈크리스틴(vincristine), 빈데신(vindesine), 비노렐빈(vinorelbine), 보리코나졸(voriconazole), 돌라세트론(dolasetron), 그라니세트론(granisetron), 포르모테롤(formoterol), 플루티카손(fluticasone), 류프롤리드(leuprolide), 미다졸람(midazolam), 알프라졸람(alprazolam), 암포테리신 B(amphotericin B), 포도필로톡신(podophylotoxins), 누클레오시드 항바이러스제(nucleoside antiviral), 아로일 히드라존(aroyl hydrazone), 수마트립탄(sumatriptan), 엘레트립탄(eletriptan); 마크롤라이드(macrolide), 예를 들어, 에리트로마이신(erythromycin), 올레안도마이신(oleandomycin), 트롤레안도마이신(troleandomycin), 록시트로마이신(roxithromycin), 클라리트로마이신(clarithromycin), 다베르신(davercin), 아지트로마이신(azithromycin), 플루리트로마이신(flurithromycin), 디리트로마이신(dirithromycin), 조사마이신(josamycin), 스피로마이신(spiromycin), 미데카마이신(midecamycin), 로라타딘(loratadine), 데스로라타딘(desloratadine), 류코마이신(leucomycin), 미오카마이신(miocamycin), 로키타마이신(rokitamycin), 안다지트로마이신(andazithromycin), 및 스위놀리드 A(swinolide A); 플루오로퀴놀론(fluoroquinolone), 예를 들어, 시프로플록사신(ciprofloxacin), 오플록사신(ofloxacin), 레보플록사신(levofloxacin), 트로바플록사신(trovafloxacin), 알라트로플록사신(alatrofloxacin), 목시플록시신(moxifloxicin), 노르플록사신(norfloxacin), 에녹사신(enoxacin), 가티플록사신(gatifloxacin), 제미플록사신(gemifloxacin), 그레파플록사신(grepafloxacin), 로메플록사신(lomefloxacin), 스파르플록사신(sparfloxacin), 테마플록사신(temafloxacin), 페플록사신(pefloxacin), 아미플록사신(amifloxacin), 플레록사신(fleroxacin), 토수플록사신(tosufloxacin), 프룰리플록사신(prulifloxacin), 이를록사신(irloxacin), 파주플록사신(pazufloxacin), 클리나플록사신(clinafloxacin), 및 시타플록사신(sitafloxacin); 아미노글리코시드(aminoglycoside), 예를 들어, 젠타마이신(gentamicin), 네틸마이신(netilmicin), 파라메신(paramecin), 토브라마이신(tobramycin), 아미카신(amikacin), 카나마이신(kanamycin), 에오마이신(eomycin), 및 스트렙토마이신(streptomycin), 반코마이신(vancomycin), 테이코플라닌(teicoplanin), 람폴라닌(rampolanin), 미데플라닌(mideplanin), 콜리스틴(colistin), 답토마이신(daptomycin), 그라미시딘(gramicidin), 콜리스티메테이트(colistimethate); 폴리믹신(polymixin), 예를 들어, 폴리믹신 B, 카프레오마이신(capreomycin), 바시트라신(bacitracin), 페넴(penem); 페니실린, 예를 들어, 페니실리나제(penicllinase)-민감성 작용제, 예를 들어, 페니실린 G, 페니실린 V; 페니실리나제-내성 작용제, 예를 들어, 메티실린(methicillin), 옥사실린(oxacillin), 클록사실린(cloxacillin), 디클록사실린(dicloxacillin), 플록사실린(floxacillin), 나프실린(nafcillin); 그람 음성 미생물 활성 작용제, 예를 들어, 앰피실린(ampicillin), 아목시실린(amoxicillin), 및 헤타실린(hetacillin), 실린(cillin), 및 갈람피실린(galampicillin); 안티슈도모날(antipseudomonal) 페니실린, 예를 들어, 카르베니실린(carbenicillin), 티카르실린(ticarcillin), 아즐로실린(azlocillin), 메즐로실린(mezlocillin), 및 피페라실린(piperacillin); 세팔로스포린(cephalosporins), 예를 들어, 세프포독심(cefpodoxime), 세프프로질(cefprozil), 세프트부텐(ceftbuten), 세프티족심(ceftizoxime), 세프트리악손(ceftriaxone), 세팔로틴(cephalothin), 세파피린(cephapirin), 세팔렉신(cephalexin), 세프라드린(cephradrine), 세폭시틴(cefoxitin), 세파만돌(cefamandole), 세파졸린(cefazolin), 세팔로리딘(cephaloridine), 세파클로르(cefaclor), 세파드록실(cefadroxil), 세팔로글리신(cephaloglycin), 세푸록심(cefuroxime), 세포라니드(ceforanide), 세포탁심(cefotaxime), 세파트리진(cefatrizine), 세파세트릴(cephacetrile), 세페핌(cefepime), 세픽심(cefixime), 세포니시드(cefonicid), 세포페라존(cefoperazone), 세포테탄(cefotetan), 세프메타졸(cefmetazole), 세프타지딤(ceftazidime), 로라카르베프(loracarbef), 및 목살락탐(moxalactam), 모노박탐(monobactam), 예를 들어, 아즈트레오남(aztreonam); 및 카르바페넴(carbapenem), 예를 들어, 이미페넴(imipenem), 메로페넴(meropenem), 및 에르타페넴(ertapenem), 펜타미딘 이세티오네이트(pentamidine isetionate), 알부테롤 술페이트(albuterol sulfate), 리도카인(lidocaine), 메타프로테레놀 술페이트(metaproterenol sulfate), 베클로메타손 디프레피오네이트(beclomethasone diprepionate), 트리암시놀론 아세트아미드(triamcinolone acetamide), 부데소니드 아세토니드(budesonide acetonide), 살메테롤(salmeterol), 이프라트로퓸 브로마이드(ipratropium bromide), 플루니솔리드(flunisolide), 크로몰린 소듐(cromolyn sodium), 및 에르고타민 타르트레이트(ergotamine tartrate); 탁산(taxanes), 예를 들어, 파클리탁셀(paclitaxel); SN-38, 및 티르포스틴(tyrphostines)을 포함하나, 이에 제한되지는 않는, 특별히 확인된 약물 또는 치료 작용제로부터 선택될 수 있다. 생물활성 작용제는 또한 또 다른 구체예에서 아미노힙푸레이트 소듐, 암포테리신 B, 독소루비신, 아미노카프로산, 아미노레불린산, 아미노살리실산, 메타라미놀 비타르트레이트파미드로네이트 디소듐, 다우노루비신, 레보티록신 소듐, 리시노프릴, 실라스타틴 소듐, 멕실레틴, 세팔렉신, 데페록사민, 및 아미포스틴으로 구성된 군으로부터 선택될 수 있다.
본 발명에 유용한 다른 생물활성 작용제는 세포외 기질 표적화 작용제, 기능성 전달 모이어티 및 표지화 작용제를 포함한다. 세포외 기질 표적화 작용제는 헤파린 결합 모이어티, 기질 금속단백분해효소 결합 모이어티, 리실 옥시다제 결합 도메인, 음성으로 하전된 모이어티 또는 양성으로 하전된 모이어티 및 히알루론산을 포함하나, 이에 제한되지는 않는다. 기능성 전달 모이어티는 혈액뇌장벽 전달 모이어티, 세포내 전달 모이어티, 소기관 전달 모이어티, 상피 전달 도메인 및 종양 표적화 모이어티(폴레이트 등)을 포함하나, 이에 제한되지는 않는다. 일부 구체예에서, 본 발명에 유용한 표적화 작용제는 특히 항-TrkA, 항 A-베타(펩티드 1-40, 펩티드 1-42, 단량체 형태, 올리고머 형태), 항-IGF1-4, 효능제 RANK-L, 항-ApoE4 또는 항-ApoA1을 표적으로 한다.
진단 작용제
본 발명의 랜덤 공중합체에 유용한 진단 작용제는 영상화 작용제 및 검출 작용제, 예를 들어, 방상성표지, 형광단, 염료 및 조영제를 포함한다.
영상화 작용제는 피검체 내의 종양, 기관 또는 조직을 영상화시키기 위한 본 발명의 랜덤 공중합체에 부착된 표지를 의미한다. 영상화 모이어티는 랜덤 공중합체에 공유적 또는 비공유적으로 부착될 수 있다. 본 발명에서 사용하기에 적합한 영상화 모이어티의 예는 방사성핵종, 형광단, 예를 들어, 플루오레세인, 로다민, 텍사스 레드(Texas Red), Cy2, Cy3, Cy5, Cy5.5, 및 AlexaFluor(Invitrogen, Carlsbad, CA) 범위의 형광단, 항체, 가돌리늄, 금, 나노물질, 호스라디쉬 퍼옥시다제, 알칼리성 포스파타제, 이의 유도체, 및 이의 혼합물을 포함하나, 이에 제한되지는 않는다.
방사성표지는 방사능을 나타내는 핵종을 의미한다. "핵종"은 원자 수, 원자 질량, 및 에너지 상태에 의해 특정되는 원자 유형, 예를 들어, 탄소 14(14C)를 의미한다. "방사능"은 방사능 물질에 의해 방출되는 알파 입자, 베타 입자, 핵자, 전자, 양전자, 중성미자, 및 감마선을 포함하는 방사선을 의미한다. 본 발명에서 사용하기에 적합한 방사성핵종은 플루오르 18(18F), 인 32(32P), 스칸듐 47(47Sc), 코발트 55(55Co), 구리 60(60Cu), 구리 61(61Cu), 구리 62(62Cu), 구리 64(64Cu), 갈륨 66(66Ga), 구리 67(67Cu), 갈륨 67(67Ga), 갈륨 68(68Ga), 루비듐 82(82Rb), 이트륨 86(86Y), 이트륨 87(87Y), 스트론튬 89(89Sr), 이트륨 90(90Y), 로듐 105(105Rh), 은 111(111Ag), 인듐 111(111In), 요오드 124(124I), 요오드 125(125I), 요오드 131(131I), 주석 117m(117 mSn), 테크네튬 99m(99 mTc), 프로메튬 149(149Pm), 사마륨 153(153Sm), 홀뮴 166(166Ho), 루테튬 177(177Lu), 레늄 186(186Re), 레늄 188(188Re), 탈륨 201(201Tl), 아스타틴 211(211At), 및 비스무트 212(212Bi)를 포함하나, 이에 제한되지는 않는다. 본원에서 사용되는, 117 mSn and 99 mTc에서의 "m"은 메타 상태를 의미한다. 게다가, 통상적으로 방사성 동위원소의 혼합물인 자연 발생 방사능 성분, 예를 들어, 우라늄, 라듐, 및 토륨이 방사성핵종의 적합한 예이다. 67Cu, 131I, 177Lu, 및 186Re은 베타-방출 및 감마-방출 방사성핵종이다. 212Bi는 알파-방출 및 베타-방출 방사성핵종이다. 211At는 알파-방출 방사성핵종이다. 32P, 47Sc, 89Sr, 90Y, 105Rh, 111Ag, 117 mSn, 149Pm, 153Sm, 166Ho, 및 188Re은 베타-방출 방사성핵종의 예이다. 67Ga, 111In, 99 mTc, 및 201Tl은 감마-방출 방사성핵종의 예이다. 55Co, 60Cu, 61Cu, 62Cu, 66Ga, 68Ga, 82Rb, 및 86Y는 양전자-방출 방사성핵종의 예이다. 64Cu는 베타- 및 양전자-방출 방사성핵종이다. 영상화 및 검출 작용제는 또한 개시제, 링커, 연결기, 공단량체의 합성 동안 중수소, 13C, 또는 15N과 같은 자연 발생 동위원소의 첨가를 통해 본 발명의 랜덤 공중합체 내로 설계될 수 있다.
나노입자
기능성 작용제는 또한 나노입자를 포함할 수 있다. 본 발명에서 유용한 나노입자는 1 내지 1000 nm 범위의 크기를 갖는 입자를 포함한다. 나노입자는 비드, 금속 입자일 수 있거나, 일부 경우에 마이셀(micelle) 및 일부 경우에 리포솜일 수 있다. 다른 나노입자는 탄소 나노튜브, 양자점(quantum dot) 및 콜로이드성 금을 포함한다. 나노입자는 진단 및/또는 치료 작용제와 함께 패킹될 수 있다.
당업자는 또한 본 발명이 동일하거나 상이한 유형의 하나 이상의 작용제의 동시 검출을 가능케 하기 위해 이용될 수 있음을 인지할 것이다. 또한, 유연한 링커 화학의 이용은 또한, 예를 들어, 분자가 세포 및 낮은 pH 환경으로 흡수됨에 따라 하나의 형광 표지의 상실을 입증하는데 이용될 수 있다.
일부 구체예에서, 랜덤 공중합체는 하기 화학식을 갖는다:
Figure pct00061
상기 식에서, 하첨자 x 및 y1은 중합체 부분의 Mn이 약 95,000g/mol이 되도록 존재하고; A1은 항체이고; L-CTP는 하기 화학식을 갖는다:
Figure pct00062
다른 구체예에서, 랜덤 공중합체는 하기 화학식을 갖는다:
Figure pct00063
상기 식에서, 하첨자 x, y1a 및 y1b는 중합체 부분의 Mn이 약 107,100g/mol이 되도록 존재하고; A1은 항체이고; L-CTP는 상기 정의된 바와 같다.
또 다른 구체예에서, 랜덤 공중합체는 하기 화학식을 갖는다:
Figure pct00064
상기 식에서, 하첨자 x 및 y1은 중합체 부분의 Mn이 약 95,000g/mol이 되도록 존재하고; A1은 IgG이고; L-CTP는 상기 정의된 바와 같다.
일부 구체예에서, A1 및 A2 각각은 독립적으로 항체, 항체 단편, Fab, IgG, 펩티드, 단백질, 효소, 올리고누클레오티드, 폴리누클레오티드, 핵산, 또는 항체 약물 컨쥬게이트(ADC)이다.
일부 구체예에서, A1은 독립적으로 항체, 항체 단편, Fab, scFv, 면역글로불린 도메인, IgG로부터 선택되고, A2는 독립적으로 항암제, 독소, 소분자 약물, 화학요법제, 키나제 억제제, 항염증제, 및 항섬유화제로부터 선택된다.
일부 구체예에서, R1은 LG1이고, L2-A2는 독립적으로 항암제, 독소, 소분자 약물, 화학요법제, 키나제 억제제, 항염증제, 및 항섬유화제로부터 선택된다.
IV . 쌍성이온-함유 랜덤 공중합체의 제조
본 발명의 랜덤 공중합체는 당 분야에 공지된 임의의 수단에 의해 제조될 수 있다. 일부 구체예에서, 본 발명은 본 발명의 랜덤 공중합체를 제조하는 방법을 제공하며, 이러한 방법은 자유 라디칼 중합을 통해 랜덤 공중합체를 제조하기에 충분한 조건하에서 제 1 단량체 및 제 2 단량체의 혼합물과 개시제 I1을 접촉시키는 단계를 포함하고, 여기서, 상기 제 1 단량체는 포스포릴콜린을 포함하고, 제 2 단량체 및 개시제 각각은 독립적으로 기능성 작용제 또는 기능성 작용제로의 연결을 위한 연결기 중 적어도 하나를 포함한다.
본 발명의 랜덤 공중합체를 제조하기 위한 혼합물은 다양한 다른 성분을 포함할 수 있다. 예를 들어, 혼합물은 또한 촉매, 리간드, 용매, 및 다른 첨가제를 포함할 수 있다. 일부 구체예에서, 혼합물은 또한 촉매 및 리간드를 포함한다. 적합한 촉매 및 리간드는 하기에 더욱 상세히 기재되어 있다.
본 발명의 랜덤 공중합체를 제조하기 위한 혼합물은 최종 중합체가 교대 공중합체, 주기 공중합체, 구배 공중합체, 블록 공중합체 또는 통계적 공중합체가 되도록 하기 위해 단량체의 반응성 비가 상이한 경우에 중합체의 구조를 조절하는 반-연속적 방법을 이용하여 제조될 수 있다.
본 발명의 방법에서 상기 기재된 것과 같은 임의의 적합한 단량체가 이용될 수 있다.
본 발명의 랜덤 공중합체는 임의의 적합한 중합 방법, 예를 들어, 리빙(living) 라디칼 중합에 의해 제조될 수 있다. 리빙 라디칼 중합은 문헌[Odian, G. in Principles of Polymerization, 4th, Wiley-Interscience John Wiley & Sons: New York, 2004]에 논의되어 있고, 예를 들어, US 6,852,816호에서 쌍성이온 중합체에 대해 적용되어 있다. 안정적 자유 라디칼 중합(Stable Free Radical Polymerization, SFRP), 라디칼 첨가-단편화 전달(Radical Addition-Fragmentation Transfer, RAFT) 및 니트록시드-매개 중합(Nitroxide-Mediated Polymerization, NMP)을 포함하는 여러 다양한 리빙 라디칼 중합 방법이 이용될 수 있다. 또한, 원자 이동 라디칼 중합(ATRP)은 본 발명의 랜덤 공중합체의 제조를 위한 편리한 방법을 제공한다.
ATRP를 통한 중합체의 제조는 하나 이상의 할로겐을 갖는 개시제로 시작되는 단량체의 라디칼 중합을 수반한다. 할로겐화된 개시제는 리간드(예를 들어, 비피리딘 또는 PMDETA)에 의해 용해화될 수 있는 촉매(또는 CuBr2가 이용되는 경우 촉매의 혼합물), 예를 들어, 전이 금속 염(CuBr)에 의해 활성화된다. RAFT 중합은 가역적 사슬-전달 방법을 통한 중합 방법을 매개하기 위해 티오카르보닐티오 화합물, 예를 들어, 디티오에스테르, 디티오카르바메이트, 트리티오카르보네이트, 및 크산테이트(xanthate)를 이용한다. 본 발명의 랜덤 공중합체의 제조에서 유용한 다른 "리빙" 또는 조절 라디칼 방법은 NMP를 포함한다.
개시제
본 발명의 랜덤 공중합체의 제조에 유용한 개시제는 상기 기재된 것과 같은 원자 전달 라디칼 중합(ATRP)을 통한 중합에 적합한 임의의 개시제를 포함한다. 다른 유용한 개시제는 니트록시드-매개 라디칼 중합(NMP), 또는 가역적 추가-단편화-종료(RAFT 또는 MADIX) 중합을 위한 것을 포함한다. 이니퍼터(iniferter), 변성 전달 또는 텔로머화(telomerization) 방법의 사용과 같은 자유-라디칼 중합 방법을 조절하기 위한 또 다른 기술이 이용될 수 있다. 더욱이, 본 발명에서 유용한 개시제는 상기 기재된 것과 같이 적어도 하나의 분지점을 갖는 것을 포함한다.
본 발명의 랜덤 공중합체는 코움 및 성상형 구조를 포함하나 이에 제한되지는 않는 다수의 중합체 아암을 갖는 분지된 화합물을 포함하는 복잡한 구성을 갖는다. 코움 구성은 3개 이상의 할로겐 원자를 갖는 선형 개시제를 이용하여 달성될 수 있고, 바람직하게는 할로겐은 염소, 브롬 도는 요오드 원자이고, 더욱 바람직하게는 할로겐은 염소 또는 브롬 원자이다. 성상형 구성은 또한 단일 탄소 원자 상에 다수의 할로겐을 갖는 화합물 또는 다수의 할로겐을 갖는 시클릭 분자를 이용하여 제조될 수 있다. 일부 구체예에서, 성상형 구성을 갖는 화합물은 3개의 중합체 아암을 갖고, 다른 구체예에서, 이들은 4개의 중합체 아암을 갖는다. 상기 기재된 개시제를 참조하라.
촉매 및 리간드
ATRP 또는 기 라디칼 전달 중합에서 사용하는 촉매는 Cu1 +, Cu2 +, Fe2 +, Fe3 +, Ru2+, Ru3 +, Cr2 +, Cr3 +, Mo2 +, Mo3 +, W2 +, W3 +, Mn2 +, Mn2 +, Mn4 +, Rh3 +, Rh4 +, Re2 +, Re3 +, Co1 +, Co2 +, Co3 +, V2 +, V3 +, Zn1 +, Zn2 +, Ni2 +, Ni3 +, Au1 +, Au2+, Ag1 + 및 Ag2 +의 적합한 염을 포함할 수 있다. 적합한 염은 할로겐, C1-C6-알콕시, 설페이트, 포스페이트, 트리플레이트, 헥사플루오로포스페이트, 메탄설포네이트, 아릴설포네이트 염을 포함하나, 이에 제한되지는 않는다. 일부 구체예에서, 촉매는 상기 언급된 금속 이온의 염소, 브롬염이다. 다른 구체예에서, 촉매는 CuBr, CuCl 또는 RuCl2이다.
일부 구체예에서, 전이 금속 촉매를 용해시키기 위한 하나 이상의 리간드의 사용이 요망된다. 적합한 리간드는 촉매의 일부인 구리 클로라이드 또는 브로마이드, 또는 루테늄 클로라이드 전이 금속 염을 포함하는 다양한 전이 금속 촉매와 함께 유용하게 사용된다. 리간드의 선택은, 리간드가 유기 반응 매질에서 전이 금속 촉매를 용해시키는 것을 도울 뿐만 아니라 이의 산화환원 전위를 조정함에 따라 촉매의 기능에 영향을 미친다. 리간드의 선택은 또한 용해도 및 생성 혼합물로부터 촉매의 가분성을 기초로 한다. 중합이 액상에서 수행되는 경우, 고정된 촉매가 이용될 수 있으나 가용성 리간드/촉매가 일반적으로 요망된다. 적합한 리간드는 피리딜기(알킬 피리딘, 예를 들어, 4.4. 디알킬-2,2' 비피리딘) 및 알킬 치환된 이미노기를 갖는 피리딜기를 포함하고, 존재시, 보다 긴 알킬기는 덜 극성인 단량체 혼합물 및 용매 매질에서 용해성을 제공한다. 인다닐, 또는 시클로펜타디에닐 리간드 외에 트리페닐 포스핀 및 다른 인 리간드가 또한 전이 금속 촉매(예를 들어, Ru+2-할라이드 또는 트리페닐포스핀, 인다닐 또는 시클로펜타디에닐 리간드와의 Fe+2-할라이드 복합체)와 함께 이용될 수 있다.
금속 이온이 완전히 복합체화되는 경우의 성분의 몰 비를 기초로 한 촉매 내의 리간드 및 금속 화합물의 대략의 화학량론적 양이 일부 구체예에서 이용된다. 다른 구체예에서, 금속 화합물과 리간드 사이의 비는 1:(0.5 내지 2) 또는 1:(0.8 내지 1.25) 범위이다.
일반적으로, 촉매가 구리인 경우, 두자리(bidentate) 또는 여러자리(multidentate) 질소 리간드는 보다 활성이 촉매를 생성시킨다. 또한, 브릿징된 또는 시클릭 리간드 및 분지된 지방족 폴리아민은 단순한 선형 리간드보다 활성인 촉매를 제공한다. 브롬이 반대이온인 경우, 두자리 또는 절반(one-half)의 네자리 리간드가 Cu+1마다 필요하다. 보다 복잡한 반대이온, 예를 들어, 트리플레이트 또는 헥사플루오로포스페이트가 이용되는 경우, 2개의 두자리 또는 1개의 네자리 리간드가 이용될 수 있다. 특히, 금속 구리 및 Cu+2가 산화환원 반응을 겪어 Cu+1을 형성할 수 있음에 따라 보다 신속한 중합이 요망되는 일부 구체예에서 금속 구리의 첨가가 유리할 수 있다. 일부 ATRP 반응의 시작에서의 일부 Cu+2의 첨가가 일반적인 종료량을 감소시키기 위해 이용될 수 있다.
일부 구체예에서, 중합 반응에서 이용되는 촉매의 양은 존재하는 개시제의 몰 당량이다. 촉매는 반응에서 소모되지 않으므로, 개시제만큼 많은 양의 촉매를 포함시킬 필요는 없다. 일부 구체예에서 전이 금속 화합물을 기초로 한, 개시제에 함유된 촉매 대 각각의 할로겐의 비는 약 1:(1 내지 50)이고, 다른 구체예에서, 약 1:(1 내지 10)이고, 다른 구체예에서, 약 1:(1 내지 5)이고, 다른 구체예에서, 1:1이다.
중합 조건
일부 구체예에서, 본 발명의 "리빙" 또는 조절 라디칼 중합 방법은 바람직하게는 3 내지 약 2000, 및 다른 구체예에서 약 5 내지 약 500 범위의 중합 정도를 달성하도록 수행된다. 다른 구체예에서, 중합 정도는 10 내지 100 범위, 대안적으로 약 10 내지 약 50 범위이다. 기 또는 원자 전달 라디칼 중합 기술에서의 중합 정도는 개시제 대 단량체의 최초 비와 직접적으로 관련된다. 따라서, 일부 구체예에서, 개시제 대 단량체의 최초 비는 1:(3 내지 약 2,000) 또는 약 1:(5 내지 500), 또는 약 1:(10 내지 100), 또는 약 1:(10 내지 50) 범위이다.
중합 반응은 통상적으로 단일한 동종성 용액을 이용하는 액상으로 수행된다. 그러나, 반응은 고상 및 액상을 포함하는 이종성(예를 들어, 현탁액 또는 수성 에멀젼)일 수 있다. 반응은 중합체가 평면 표면(웨이퍼) 또는 평면이 아닌 표면(비드)에 부착되는 고상으로 진행될 수 있다. 중합가능하지 않은 용매가 이용되는 구체예에서, 사용되는 용매는 쌍성이온 단량체, 개시제, 촉매 및 이의 리간드; 및 또한 이용될 수 있는 임의의 공단량체의 특성을 고려하여 선택된다.
용매는 단일한 화합물 또는 화합물의 혼합물을 포함할 수 있다. 일부 구체예에서, 용매는 물이고, 다른 구체예에서, 물은 반응에서 존재하는 단량체의 중량을 기초로 하여 약 10 내지 약 100 중량%의 양으로 존재한다. 수 불용성 공단량체가 쌍성이온 단량체와 중합되는 구체예에서, 존재하는 모든 단량체의 용해화를 허용하는 용매 또는 공용매(물과 함께함)를 이용하는 것이 요망될 수 있다. 적합한 유기 용매는 포름아미드(예를 들어, N,N'-디메틸포름아미드), 에테르(예를 들어, 테트라히드로푸란), 에스테르(에틸 아세테이트), 가장 바람직하게는 알콜을 포함하나, 이에 제한되지는 않는다. 물 및 유기 용매의 혼합물이 이용되는 구체예에서, C1-C4 물 혼화성 알킬 알콜(메탄올, 에탄올, 프로판올, 이소프로판올, 부탄올, 이소부탄올, 및 터트부탄올)이 유용한 유기 용매이다. 다른 구체예에서, 물 및 메탄올 조합물이 중합 반응을 수행하는데 적합하다. 반응은 또한 초임계 용매, 예를 들어, CO2에서 수행될 수 있다.
상기 언급된 바와 같이, 일부 구체예에서, 중합 반응물 중에 물을 중합되는 단량체의 중량을 기준으로 약 10 내지 약 100 중량%의 양으로 포함하는 것이 요망된다. 다른 구체예에서, 전체 중합가능하지 않은 용매는 반응 혼합물에 존재하는 단량체의 중량을 기준으로 약 1 내지 약 500 중량%이다. 다른 구체예에서, 전체 중합가능하지 않은 용매는 반응 혼합물에 존재하는 단량체의 중량을 기준으로 약 10 내지 약 500 중량%, 또는 대안적으로 20 내지 400 중량%이다. 일부 경우에, 동적 방식으로 반응 조건을 변형시키기 위해, 예를 들어, 온도 또는 용매를 변경시키거나 다른 방법에 의해 개시제 또는 단량체와 같은 투입 시약의 용해도를 조절하는 것이 또한 요망된다.
일부 구체예에서, 개시제 및 촉매와의 접촉 전의 쌍성이온 단량체와 물의 접촉 시간은 쌍성이온 단량체가 아닌 모든 성분을 포함하는 프리믹스(premix) 및 마지막에 프리믹스에 첨가되는 쌍성이온 단량체를 형성시킴으로써 최소화된다.
중합 반응은 임의의 적합한 온도에서 수행될 수 있다. 일부 구체예에서, 온도는 대략 주위 온도(실온) 내지 약 120℃일 수 있다. 다른 구체예에서, 중합은 약 60 내지 80℃ 범위의 주위 온도로부터 상승된 온도에서 수행될 수 있다. 다른 구체예에서, 반응은 주위 온도(실온)에서 수행된다.
일부 구체예에서, 본 발명의 화합물은 겔 투과 크로마토그래피에 의해 판단시 1.5 미만의 다분산성(분자량의 다분산성)을 갖는다. 다른 구체예에서, 다분산성은 1.2 내지 1.4의 범위일 수 있다.
관심 중합체를 정제하기 위해 중합체의 침전, 분획화, 재침전, 막 분리 및 동결-건조와 같은 다수의 작업 절차가 이용될 수 있다.
할로겐화되지 않은 중합체 말단
일부 구체예에서, 할로겐, 또는 다른 라디칼 제거제 I'을 또 다른 작용기로 대체시키는 것이 요망될 수 있다. 지방족 할로겐의 전환을 위해 다양한 반응이 이용될 수 있다. 일부 구체예에서, 지방족 할로겐의 전환은 알킬, 알콕시, 시클로알킬, 아릴, 헤테로아릴 또는 히드록시기를 제조하기 위한 반응을 포함할 수 있다. 할로겐은 또한 알켄(이중결합)을 발생시키는 제거 반응에 적용될 수 있다. 할로겐화된 말단을 변형시키는 다른 방법은 전체내용이 본원에 참조로서 포함되는 문헌[Matyjaszewski et al. Prog. Polym. Sci. 2001, 26, 337]에 기재되어 있다.
기능성 작용제의 부착
본 발명의 랜덤 공중합체에 대한 기능성 작용제의 커플링은 수행되는 반응에 적용가능한 화학 조건 및 시약을 이용하여 수행될 수 있다. 예시적 방법은 문헌[Bioconjugate Techniques, Greg T. Hermanson, Academic Press, 2d ed., 2008 (전체내용이 본원에 포함됨)]에 기재되어 있다. 다른 바이오컨쥬게이션 기술이 전체내용이 본원에 참조로서 각각 포함되는 문헌[Bertozzi et al. Angewandte Chemie 2009, 48, 6974, 및 Gauthier et al. Chem. Commun. 2008, 2591]에 기재되어 있다.
예를 들어, 커플링이 에스테르 또는 아미드의 형성을 필요로 하는 경우, 카르복실산과 알콜 또는 아민 사이의 탈수 반응은 탈수 작용제(예를 들어, 카르보디이미드, 예를 들어, 디시클로헥실카르보디이미드, DCC, 또는 수용성 작용제 1-에틸-3-(3-디메틸아미노프로필)카르보디이미드 히드로클로라이드, EDC)를 이용할 수 있다. 대안적으로, N-히드록시숙신이미드 에스테르(NHS)는 아미드를 제조하는데 이용될 수 있다. NHS 에스테르를 이용하여 아미드를 제조하는 반응은 통상적으로 4℃ 내지 25℃에서 포스페이트, 비카르보네이트, 보레이트, HEPES 또는 다른 비-아민 함유 완충액 중에서 거의 중성의 pH에서 수행된다. 일부 구체예에서, 탈수 작용제로서 EDC를 이용하는 반응에서 4.5-7.5의 pH가 이용될 수 있고; 다른 구체예에서, 4.5 내지 5의 pH가 이용될 수 있다. 모르폴리노에탄설폰산, MES는 효과적인 카르보디이미드 반응 완충제이다.
티올기는 다양한 생성물을 제조하기 위해 다양한 조건하에서 반응될 수 있다. 티올이 말레이미드와 반응되어 티오에테르 결합을 형성하는 경우, 반응은 통상적으로 6.5-7.5의 pH에서 수행된다. 과량의 말레이미드 기는 머캅토에탄올과 같은 자유 티올 시약을 첨가함으로써 켄칭될 수 있다. 이황화결합이 연결로 제공되는 경우, 이들은 생물활성 기에 존재하는 설프히드릴과 피리딜 디설파이드와 같은 디설파이드인 X 작용기 사이의 티올-디설파이드 상호교환에 의해 제조될 수 있다. 피리딜 디설파이드를 포함하는 반응은 pH 4 - pH 5에서 수행될 수 있고, 반응은 방출된 피리딘-2-티온을 검출하기 위해 343 nm에서 모니터될 수 있다. 티올기는 또한 수용액 중에서 에폭시드와 반응되어 히드록실 티오에테르가 생성될 수 있다. 티올은 또한 약간 알칼리성 pH에서 요오도아세테이트와 같은 할로아세테이트와 반응되어 티오에테르 결합이 형성될 수 있다.
구아니도기(예를 들어, 관심 단백질 또는 폴리펩티드 내의 아르기닌의 구아니도기)와 글리옥살의 반응은 pH 7.0-8.0에서 수행될 수 있다. 반응은 통상적으로 25℃에서 진행된다. 구아니도기 당 2개의 페닐글리옥살 모이어티를 함유하는 유도체는 중성 또는 알칼리성 pH에서 보다 약간 산성 조건(pH 4 미만)하에서 더 안정적이고, 이는 연결된 물질의 분리를 가능케 한다. 중성 또는 알칼리성 pH 값에서, 연결은 천천히 분해된다. 단백질 또는 폴리펩티드의 아르기닌 잔기가 페닐글리옥살 시약과 반응되는 경우, 약 pH 7에서 37℃에서 약 48시간 동안 약 80%의 연결이 가수분해되어 본래의 아르기닌 잔기(과량의 시약의 부재하에서)가 재생될 것이다.
아민과의 이미도에스테르 반응은 통상적으로 8-10의 pH, 바람직하게는 약 pH 10에서 수행된다. 이미도에스테르와 아민의 반응으로부터 형성된 아미딘 연결은 특히 높은 pH에서 가역적이다.
할로아세탈은 광범위한 pH 범위에 걸쳐 설프히드릴기와 반응될 수 있다. 특히 설프히드릴기가 단백질 또는 폴리펩티드에 존재하는 경우에 존재할 수 있는 히스티딘 잔기 사이의 부반응을 피하기 위해, 반응은 약 pH 8.3에서 수행될 수 있다.
알데히드는 다양한 조건하에서 아민과 반응되어 이민이 형성될 수 있다. 알데히드 또는 아민이 아릴기에 바로 인접한 경우, 생성물은 아릴기가 존재하지 않는 경우보다 더욱 안정적인 경향이 있는 쉬프 염기이다. 이민 결합을 형성하기 위한 아민과 알데히드의 반응에 대한 조건은 1 내지 24시간에 걸친 약 pH 9 내지 약 pH 11의 염기성 pH 및 약 0℃ 내지 실온의 온도의 이용을 포함한다. 대안적으로, 단백질의 N-말단 아민에 대한 우선적인 커플링이 요망되는 경우, 약 4-7의 낮은 pH가 이용될 수 있다. 보로히드라이드를 포함하는 완충액 및 3차 아민 함유 완충액이 이민의 제조에 종종 이용된다. 요망되는 경우, 가수분해적으로 민감한 이민 컨쥬게이트는 환원되어 가수분해적으로 민감하지 않은 아민 결합이 형성될 수 있다. 환원은 소듐 보로히드라이드 또는 소듐 시아노보로히드라이드를 포함하는 다양한 적합한 환원제로 수행될 수 있다.
상기 제공된 반응 조건은 당업자에게 일반적 지침을 제공하기 위한 것이다. 당업자는 본 발명의 랜덤 공중합체에 대한 기능성 작용제의 부착을 촉진시키기 위해 필요시 반응 조건이 다양화될 수 있고, 반응의 변형을 위한 지침이 유기 화학의 표준 문헌으로부터 수득될 수 있음을 인지할 것이다. 추가 지침은 관련된 화학 반응을 논의하는 문헌[Wong, S.S., "Chemistry of Protein Conjugation and Cross-Linking," (CRC Press 1991)]과 같은 문헌으로부터 수득될 수 있다.
V. 조성물
본 발명은 본 발명의 하나 이상의 화합물 및 하나 이상의 약학적으로 허용되는 부형제를 포함하는 약학적 조성물을 포함하고 제공한다. 본 발명의 화합물은 본 발명의 약학적 조성물 내의 상기 화합물의 약학적으로 허용되는 염, 프로드러그, 대사물, 유사체 또는 유도체로 제공될 수 있다. 본원에서 사용되는 "약학적으로 허용되는 부형제" 또는 "약학적으로 허용되는 담체"는 약학적 투여와 양립되는 임의의 및 모든 용매, 분산 매질, 코팅, 항균제 및 항진균제, 등장화제 및 흡수 지연제 등을 포함한다.
본 발명의 랜덤 공중합체를 제형화시키는데 사용하기 위한 약학적으로 허용되는 담체는 고체 담체, 예를 들어, 락토오스, 테라 알바, 수크로오스, 활석, 젤라틴, 아가, 펙틴, 아카시아, 마그네슘 스테아레이트, 스테아르산 등; 및 액체 담체, 예를 들어, 시럽, 염수, 포스페이트 완충 염수, 물 등을 포함하나, 이에 제한되지는 않는다. 담체는 당 분야에 공지된 임의의 시간-지연 물질, 예를 들어, 단독이거나 왁스, 에틸셀룰로오스, 히드록시프로필메틸셀룰로오스, 메틸메타크릴레이트 등과의 글리세릴 모노스테아레이트 또는 글리세릴 디스테아레이트를 포함할 수 있다.
당 분야에 공지된 것과 같은 다른 충전제, 부형제, 착향제, 및 다른 첨가제가 또한 본 발명에 따른 약학적 조성물에 포함될 수 있다. 약학적 활성 물질에 대한 상기 매질 및 작용제의 사용은 당 분야에 널리 공지되어 있다. 임의의 통상적인 매질 또는 작용제가 활성 화합물과 비양립되는 것을 제외하고는, 본 발명의 조성물 내의 상기 임의의 통상적 매질 또는 작용제의 사용이 고려된다. 보충적 활성 화합물이 또한 본 발명의 조성물에 통합될 수 있다.
약학적 제조물은 모든 유형의 제형을 포함한다. 일부 구체예에서, 이들은 주사 또는 주입에 적합화된 비경구(피하, 근내, 정맥내, 피내, 복막내, 수막강내, 뇌실내, 두개내, 척수내, 낭내, 및 골내를 포함함) 제형(예를 들어, 재구성되거나 희석될 수 있는 분말 또는 농축 용액 뿐만 아니라 현탁액 및 용액)이다. 조성물이 재구성을 필요로 하는 고체이거나 액체 매질을 이용한 희석을 필요로 하는 농축액인 경우, 임의의 적합한 액체 매질이 이용될 수 있다. 액체 매질의 바람직한 예는 물, 염수, 포스페이트 완충 염수, 링거액, 행크액(Hank's solution), 덱스트로오스 용액, 및 5% 인간 혈청 알부민을 포함하나, 이에 제한되지는 않는다.
본 발명의 랜덤 공중합체를 포함하는 화합물 또는 약학적 조성물이 암을 포함하나 이에 제한되지는 않는 세포 증식 장애의 치료에 적합한 경우, 화합물 또는 약학적 조성물은 종양, 혈류, 또는 체강으로의 직접적 주사를 포함하는 다양한 경로를 통해 피검체에 투여될 수 있다.
약학적 조성물은 액체 용액, 현탁액, 또는 투여 직전에 재구성될 수 있는 분말일 수 있으나, 이들은 또한 다른 형태를 취할 수 있다. 일부 구체예에서, 약학적 조성물은 시럽, 드렌치(drench), 볼루스(bolus), 과립, 페이스트, 현탁액, 크림, 연고, 정제, 캡슐(경질 또는 연질) 스프레이, 에멀젼, 마이크로에멀젼, 패치, 좌약, 분말 등으로 제조될 수 있다. 조성물은 또한 국소(협측 및 설하를 포함함), 폐, 직장, 경피, 경점막, 경구, 안구 등을 포함하나, 이에 제한되지는 않는 비경구 투여가 아닌 투여 경로용으로 제조될 수 있다.
일부 구체예에서, 본 발명의 약학적 조성물은 본 발명의 하나 이상의 랜덤 공중합체를 포함한다.
본 발명의 다른 약학적 조성물은 항원 또는 표적 분자에 특이적인 생물학적 리간드로 기능하는 본 발명의 하나 이상의 랜덤 공중합체를 포함할 수 있다. 이러한 조성물은 생물활성 작용제가 항체의 아미노산 서열을 포함하는 폴리펩티드, 또는 항체 단편, 예를 들어, FAb2 또는 FAb' 단편 또는 항체 가변 영역인 본 발명의 랜덤 공중합체를 포함할 수 있다. 대안적으로, 화합물은 랜덤 공중합체일 수 있고, 폴리펩티드는 단쇄 항체의 항원 결합 서열을 포함할 수 있다. 본 발명의 랜덤 공중합체에 존재하는 생물활성 작용제가 항원 또는 표적 분자에 특이적인 리간드로 기능하는 경우, 상기 화합물은 또한 진단제 및/또는 영상화 시약으로 사용될 수 있고/있거나 진단 검정에 사용될 수 있다.
약학적 조성물 내의 화합물의 양은 다수의 요인에 따라 다양할 것이다. 일 구체예에서, 이는 단일 용량 용기(예를 들어, 바이얼)에 적합한 치료적 유효량으로 존재할 수 있다. 일 구체예에서, 화합물의 양은 단일 사용 주사기에 적합한 양이다. 또 다른 구체예에서, 상기 양은 다수-사용 분배기(예를 들어, 국소 제형을 전달하는데 사용되는 경우 제형의 점적의 전달에 적합한 용기)에 적합하다. 당업자는 임상적으로 요망되는 종점을 달성하기 위해 증가하는 양의 약학적 조성물의 반복 투여에 의해 실험적으로 치료적으로 유효한 용량을 발생시키는 화합물의 양을 결정할 수 있을 것이다.
일반적으로, 약학적으로 허용되는 부형제는 약 0.01 중량% 내지 약 99.999 중량%, 또는 약 1 중량% 내지 약 99 중량%의 양으로 조성물에 존재할 것이다. 약학적 조성물은 약 5 중량% 내지 약 10 중량%, 또는 약 10 중량% 내지 약 20 중량%, 또는 약 20 중량% 내지 약 30 중량%, 또는 약 30 중량% 내지 약 40 중량%, 또는 약 40 중량% 내지 약 50 중량%, 또는 약 50 중량% 내지 약 60 중량%, 또는 약 60 중량% 내지 약 70 중량%, 또는 약 70 중량% 내지 약 80 중량%, 또는 약 80 중량% 내지 약 90 중량%의 부형제를 함유할 수 있다. 부형제의 다른 적합한 범위는 약 5 중량% 내지 약 98 중량%, 약 15 중량% 내지 약 95 중량%, 또는 약 20 중량% 내지 약 80 중량%를 포함한다.
약학적으로 허용되는 부형제는 문헌["Remington: The Science & Practice of Pharmacy", 19th ed., Williams & Williams, (1995) and Kibbe, A. H., Handbook of Pharmaceutical Excipients, 3rd Edition, American Pharmaceutical Association, Washington, D.C., 2000]을 포함하나, 이에 제한되지는 않는 다양한 널리 공지된 자료에 기재되어 있다.
VI . 방법
본 발명의 랜덤 공중합체는 임의의 질병 상태 또는 질환을 치료하는데 유용하다. 포스포릴콜린과 같은 쌍성이온과 함께 적절한 표적화 작용제, 약물 및 치료 단백질을 조합시킴으로써, 본 발명의 랜덤 공중합체는 임의의 하나의 질병 상태 또는 질환에 의해 제공되는 메커니즘의 파노플리(panoply)를 다루기 위해 이용될 수 있다. 예를 들어, 질병 상태 또는 질환은 급성 또는 만성일 수 있다.
본 발명의 랜덤 공중합체를 이용하여 치료될 수 있는 질병 상태 및 질환은 암, 자가면역 장애, 유전 장애, 감염, 염증, 섬유성 장애, 및 대사 장애를 포함하나, 이에 제한되지는 않는다.
본 발명의 랜덤 공중합체를 이용하여 치료될 수 있는 암은 난소암, 유방암, 폐암, 방광암, 갑상선암, 간암, 흉막암, 췌장암, 자궁경부암, 고환암, 결장암, 항문암, 담관암, 위장관 유암종 종양, 식도암, 담낭암, 직장암, 충수암, 소장암, 위암, 신장암, 중추신경계의 암, 피부암, 융모막암종; 두경부암, 골육종, 섬유육종, 신경모세포종, 신경아교종, 흑색종, 백혈병, 및 림프종을 포함하나, 이에 제한되지는 않는다.
본 발명의 랜덤 공중합체를 이용하여 치료될 수 있는 자가면역 질병은 다발경화증, 중증근육무력증, 크론병, 궤양대장염, 원발쓸개관간경화증, 타입 1 당뇨병(인슐린 의존성 당뇨병 또는 IDDM), 그레이브스병, 자가면역 용혈 빈혈, 악성 빈혈, 자가면역 저혈소판증, 혈관염, 예를 들어, 베게너 육아종증, 베체트병, 류머티스 관절염, 전신홍반루푸스(루푸스), 공피증, 전신 경화증, 길랑-바레 증후군, 섬유증, 간 섬유증, 이식후 섬유증, 특발성 폐 섬유증, 하시모토 갑상선염 척추관절병증, 예를 들어, 강직척추염, 건선, 포진피부염, 염증성 장 질병, 보통 천포창 및 백반증을 포함하나, 이에 제한되지는 않는다.
본 발명의 랜덤 공중합체에 의해 치료될 수 있는 일부 대사 장애는 리소좀 축적 장애, 예를 들어, 점액다당류증 IV 또는 모르키오 증후군(Morquio Syndrome), 활성제 결핍/GM2 강글리오시드증, 알파-만노시드증, 아스파르틸글루코스아민뇨증, 콜레스테릴 에스테르 축적 질병, 만성 헥소사미니다제 A 결핍증, 시스틴증, 다논병(Danon disease), 파브리병, 파아버병(Farber disease), 푸코시드증, 갈락토시알리도시스(Galactosialidosis), 고셰병, GM1 강글리오시드증, 저인산증, I-세포병/점액지질증 II, 유아기 유리 시알산 축적병(Infantile Free Sialic Acid Storage Disease)/ISSD, 소아 헥소사미니다제 A 결핍증, 크라베병, 이염색백색질장애, 뮤코다당질축적증 장애, 예를 들어, 가성-헐러 다발성이영양증/점액지질증 IIIA, 헐러 증후군, 샤이에 증후군, 헐러-샤이에 증후군, 헌터 증후군, 산필리포 증후군, 히알루로니다제 결핍증, 마로토-라미, 슬라이 증후군, 점액지질증 I/시알산증, 점액지질증, 및 점액지질증, 다수의 설파타제 결핍증(Multiple sulfatase deficiency), 니이만-픽병, 신경 세로이드 리포푸스신증, 폼페병/글리코겐 축적 질병 타입 II, 농축이골증(Pycnodysostosis), 잔트호프병(Sandhoff disease), 쉰들러병, 살라병/시알산 축적 질병, 타이-삭스/GM2 강글리오시드증 및 울만병(Wolman disease)을 포함한다.
본 발명의 컨쥬게이트 및 본 발명의 컨쥬게이트를 함유하는 조성물(예를 들어, 약학적 조성물)은 다양한 질환을 치료하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 치료 요법이 본원에 개시된 바와 같은 기능성 작용제가 이용되는 분야의 의료인에게 공지된 많은 질환이 존재한다. 본 발명은 본 발명의 컨쥬게이트(예를 들어, 다양한 기능성 작용제에 컨쥬게이션된 포스포릴콜린 함유 중합체) 및 본 발명의 컨쥬게이트를 함유하는 조성물이 상기 질환을 치료하는데 사용될 수 있고, 상기 컨쥬게이트가 포스포릴콜린 함유 중합체에 커플링되지 않은 동일한 기능성 작용제에 비해 향상된 치료 요법을 제공하는 것을 고려한다.
따라서, 본 발명은 포스포릴콜린 함유 중합체에 컨쥬게이션된 특정 생물활성 작용제를 이용하여 질환을 치료함으로써 동일한 특정 생물활성 작용제에 의해 치료가능한 것으로 공지된 질환의 치료를 고려한다.
본 발명의 또 다른 양태는 치료적 유효량의 상기 기재된 바와 같은 본 발명의 화합물 또는 본 발명의 약학적으로 허용되는 조성물을 생물활성 작용제에 반응하는 질환의 치료를 필요로 하는 피검체에 투여하는 것을 포함하여 생물활성 작용제에 반응성인 질환을 치료하는 방법에 관한 것이다. 요망되는 효과를 유지하기 위해 충분한 수준의 생물활성 작용제(들)을 제공하기 위해 투여량 및 투여가 조정된다. 임의의 제공된 피검체에 대한 적절한 투여량 및/또는 투여 프로토콜은 질병 상태의 중증도, 피검체의 전반적 건강, 피검체의 연령, 체중, 및 성별, 식이, 투여 시간 및 빈도, 약물 조합(들), 반응 민감성, 및 치료에 대한 내성/반응성을 포함하는 다양한 요인에 따라 다양할 수 있다. 제공된 상황에 대한 치료적 유효량은 임상의의 기술 및 판단 범위 내인 통상적인 실험에 의해 결정될 수 있다.
본원에 기재된 약학적 조성물은 홀로 투여될 수 있다. 대안적으로, 2개 이상의 약학적 조성물이 순차적으로 투여될 수 있거나, 본 발명의 2개의 랜덤 공중합체 또는 본 발명의 하나의 랜덤 공중합체 및 또 다른 생물활성 작용제를 함유하는 칵테일 또는 조합물로 투여될 수 있다. 본원에 기재된 생물활성 작용제의 다른 용도는 문헌[Merck Manual of Diagnosis and Therapy, Merck & Co., Inc., Whitehouse Station, NJ and Goodman and Gilman's The Pharmacological Basis of Therapeutics, Pergamon Press, Inc., Elmsford, N.Y., (1990)]와 같은 표준 참고 문헌에서 발견될 수 있다.
본 발명의 랜덤 공중합체는 다양한 질병 상태 및 질환을 치료하고, 검출하고, 영상화시키는데 유용하다. 상기 랜덤 공중합체는 암의 치료에서 화학요법제로서 사용될 수 있고, 여기서, 개시제 단편 I는 기능화되지 않고, R2는 클릭 화학 또는 임의의 적합한 컨쥬게이션 화학을 통해 랜덤 공중합체에 적하되는 암 화학요법제 A2를 포함한다:
Figure pct00065
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랜덤 공중합체를 이용하는 추가 암 치료제는 C-말단 시스테인을 통해 말레이미드 개시제 I에 컨쥬게이션된 항-VEGF scFv 단편 A1과 같은 항-혈관형성 단백질의 표적화 작용제를 포함할 수 있다. 랜덤 공중합체는 또한 분해가능한 링커 또는 자가-희생 링커를 통해 중합체 백본에 연결된 암 화학요법제 A2a를 포함할 수 있다. 또한, 암 화학요법제는 클릭 화학 또는 임의의 적합한 컨쥬게이션 화학을 통해 랜덤 공중합체 상에 적하된다. 예를 들어, 유잉 육종에서, 표적화 작용제는 VEGF와 같은 혈관형성 성장 인자에 결합하는 항암 항체 단편, 예를 들어, Fab' 또는 scFv 단편일 수 있다. 또한, 골 표적 공단량체 A2b는 아스파테이트 또는 글루타메이트 풍부 펩티드 또는 비스포스포네이트를 포함할 수 있다. 다른 공단량체 A2c는 분해가능한 링커 또는 자가-희생 링커를 통해 부착된 빈크리스틴, 독소루비신, 및/또는 시클로포스파미드를 포함할 수 있다:
Figure pct00066
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습성 또는 건성 황반 변성에 대한 보다 효능 있고 보다 긴 체류 시간의 요법을 위한 랜덤 공중합체는 C-말단 시스테인을 통해 말레이미드 개시제 I에 컨쥬게이션된 항-VEGF 또는 항-IL-6 scFv 단편 A1과 같은 항-염증 또는 항-혈관형성 단백질을 포함할 수 있다. 제조되는 랜덤 공중합체는 포스포릴콜린의 동종중합체, 또는 분해가능한 링커 L2를 통해 중합체 백본에 연결된 항-염증 소분자 또는 항-혈관형성 소분자 A2와 조합된 중합체 백본에 안정적으로 부착된 포스포릴콜린의 공중합체일 수 있다. 대안적으로, 랜덤 공중합체는 분해가능하지 않은 링커 L2, 예를 들어, 콜린 또는 양성으로 하전된 아미노산을 통해 부착된 유리체 세포외 기질(히알루론산) 결합 모이어티 A2를 갖는 또 다른 공중합체를 포함할 수 있다:
Figure pct00067
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종양 부하(tumor burden)의 실시간 진단 평가 및 종양학에 대한 영상화를 위한 랜덤 공중합체는 C-말단 시스테인을 통해 말레이미드 개시제 I에 컨쥬게이션된 항-암배아 항원(CEA) scFv 단편 A1과 같은 항-종양-관련 단백질을 포함할 수 있다. 랜덤 공중합체는 안정적으로 부착된 포스포릴콜린 및 형광 염료(형광 프로브 검출) 또는 가놀리늄(전체 항체 영상화 검출용)과 같은 영상화 시약 A2a를 포함할 수 있다. 치료 성분을 추가하기 위해 분해가능한 링커 L2b를 통해 부착된 소분자 화학요법 작용제 A2b를 갖는 추가 공단량체가 추가될 수 있다. 이러한 구조는 치료 및 진단 둘 모두의 기능을 제공하며, 흔히 치료진단제(theranostics)로 언급된다:
Figure pct00068
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특히 저인산증에서, 골 효소 대체 요법을 위한 표적화된 플랫폼으로 사용하기 위한 랜덤 공중합체는 안정적인 연결 L1을 통해 알데히드-변형된 개시제 I를 통해 컨쥬게이션된 재조합 알칼리성 포스파타제 효소 A1을 포함할 수 있다. 상기 랜덤 공중합체는 중합체에 안정적으로 부착된 포스포릴콜린, 및 아스파테이트 또는 글루타메이트 풍부 펩티드 서열 또는 비스포스포네이트와 같은 안정적으로 부착된 골 표적 모이어티 A2를 통한 표적화에 유용한 공단량체를 포함할 수 있어, 5개를 초과하는 표적 모이어티가 존재한다(y1은 5 초과임). 물론, A1은 임의의 단백질, 예를 들어, 성장 인자, 예를 들어, 인간 성장 인자일 수 있고, 표적 펩티드는 임의의 조직 내에 컨쥬게이트를 위치시키는데 적합한 임의의 펩티드일 수 있다. 이러한 공중합체는 피하 전달에 유용하다:
Figure pct00069
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다른 랜덤 공중합체는 특히 모르키오 증후군(MPS 타입 IVa)에서 골 효소 대체 요법을 위한 표적화된 플랫폼으로서 유용하다. 이러한 유형의 랜덤 공중합체는 분해가능한 링커 L1을 통한 부위 특이적 화학 개시제 I을 통해 컨쥬게이션된 재조합 N-아세틸갈락토사민-6-설페이트 설파타제 효소 A1을 포함한다. 상기 랜덤 공중합체는 중합체에 안정적으로 부착된 포스포릴콜린, 및 분해가능하지 않은 링커 L2를 통해 연결된 아스파테이트 또는 글루타메이트 풍부 펩티드 서열 또는 비스포스포네이트와 같은 골 표적 모이어티 A2를 함유하는 표적 공단량체를 포함할 수 있어, 5개를 초과하는 표적 모이어티가 존재한다. 이러한 공중합체는 피하 전달에 유용하다:
Figure pct00070
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류머티스 관절염의 보다 안전하고 보다 효능 있는 치료를 위한 표적화된 플랫폼을 위한 랜덤 공중합체는 분해가능하지 않은 링커 L1을 통해 개시제 I에 연결되는 항체 단편 A1과 같은 항-TNFα 생물의약, 또는 분해가능한 링커 L2a 및 L2b를 통해 각각 연결되는 키나제 억제제로서의 소분자 A2a 항-VEGFR2 및 면역억제제 특성을 갖는 항신생물 항대사물질인 메토트렉세이트 A2b를 포함하는 여러 다양한 약물을 포함할 수 있다:
Figure pct00071
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상기와 유사한 랜덤 공중합체는 A1의 항-TNFα 생물의약을 소분자 억제제 없이, 예를 들어, TNFα 및 또한 VEGF와 같은 2개의 단백질을 억제하는 scFv 이합체 또는 아비머와 같은 소 단백질 이중 도메인 억제제로 대체시킴으로써 제조될 수 있다. 또한, 메토트렉세이트 A2가 시클로포스파미드에 대해 대체될 수 있다:
Figure pct00072
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최종적으로, 표적화되고 보호된 RNAi에 대한 랜덤 공중합체가 기능화된 개시제 I 없이 제조될 수 있다. 랜덤 공중합체는 중합체에 안정적으로 부착된 포스포릴콜린, 및 분해가능한 결합 L2a를 통해 중합체에 연결된 siRNA A2a를 갖는 공단량체, 및 분해가능하지 않은 링커 L2b를 통해 부착된 세포- 또는 조직-표적화 기 A2b를 갖는 또 다른 공단량체를 포함할 수 있다. siRNA 함유 공단량체는 클릭 화학 또는 임의의 적합한 컨쥬게이션 화학에 적합한 연결기를 갖는 단량체를 이용하여 제조될 수 있으며, 상기 siRNA는 중합 후에 연결기에 연결된다. 표적 모이어티를 갖는 공단량체는 이미 표적 모이어티를 함유할 수 있거나, 클릭 화학 또는 siRNA의 부착과 상이한 화학을 통한 임의의 적합한 컨쥬게이션 화학에 적합한 연결기를 갖는 공단량체를 통해 표적 모이어티에 연결될 수 있다. 분해가능한 링커는 바람직하게는 pH 민감성 링커이다. 랜덤 공중합체는 약물 A2c 당 약 5개의 올리고누클레오티드 모이어티 및 약물 당 5개의 표적 모이어티의 표적 화학량론(y1a:y1b:y1c의 비는 약 5:5:1임)으로 제조될 수 있다. 또한, 포스포릴콜린 중합체 백본은 반감기에 대해 최적화되는 것이 아니라, 주사 부위로부터 표적 조직으로의 여정에서 siRNA를 보호하도록 최적화될 수 있다. siRNA는 마이크로RNA로 대체될 수 있다:
Figure pct00073
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또한, 개시제 I는 임의로 표적화 및 요법을 위한 항체 단편과 같은 생물활성 모이어티 A1에 연결될 수 있다:
Figure pct00074
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일부 다른 구체예에서, 신규한 다기능성 치료 시스템의 공학은 포스포릴콜린 중합체와 영상화 및/또는 감지 능력을 갖는 약물 또는 유전자 표적화 작용제를 조합시킬 수 있다. 시스템은 하기와 같은 적어도 3개의 구성요소를 가질 수 있다: (1) 특정 부위로 표적 전달할 수 있는 표적 모이어티 또는 분자 기호, (2) 시스템의 시각화 또는 모니터링을 위한 적절한 영상화 작용제/프로브/태그, 및 (3) 특정 질병 또는 장애를 효과적으로 치료하는 하나 이상의 치료제.
하기는 표적, 영상화, 및 약물/유전자 모이어티를 함유하는 다기능성 시스템의 예이다. 이러한 목록은 포스포릴콜린 함유 중합체 시스템을 제외하고자 하는 것은 아니다. pH, 효소 분해와 같은 내부 과정, 또는 근적외선, 초음파, 열, 또는 치료 전달 및 영상화를 위한 자기장에 의해 활성화될 수 있는 표적화된 시스템이 또한 적합하다. 첫째로, 본 발명의 방법은 개념적으로 하기 중 전부와 조합될 수 있다:
·치료 유전자, MRI 분석을 위한 가돌리늄 조영제를 피막화시키고, 특정 질병 부위로 표적화시키기 위한 항체로 기능화된, 합성 생물분해성 중합체-기반 나노입자.
·PET 분석을 위해 18플루오르로 표지되고, 특정 질병 부위로 표적화시키기 위한 항체로 기능화된, 작거나 큰 약물 분자를 피막화시키는 리포솜.
·표적화된 세포 및 세포내 전달을 위해 세포 결합 리간드 및 세포-투과 펩티드로 각각 변형된, siRNA 분자, MRI 분석을 위한 철-산화물 조영제를 함유하는 폴리플렉스(Polyplex).
·전달의 시각적 영상화 및 감지를 위해 약물 분자로 인터캘레이션(intercalation)되고, 특정 질병을 표적화시키기 위해 RNA 앱타머로 기능화된, 형광 양자점.
·유전자 요법을 위한 안티센스 올리고누클레오티드, MRI 분석을 위한 가돌리늄 조영제, 광학 영상화를 위한 형광단, 및 특정 질병을 표적화하도록 변형된 표면을 함유하는 무기 또는 유기 나노입자.
·pH의 작용으로 방출되는 약물 분자, MRI 영상화를 위한 철 산화물 조영제, 시각적 영상화를 위한 CdTe 양자점을 갖고, 특정 질병을 표적화하기 위한 항체로 기능화된, pH 민감성 중합 나노복합체.
·약물 및 SPECT 영상화를 위한 111In과 같은 방사성추적자를 함유하고, 질병-특이적 막 항체로 기능화된, 나노입자-DNA 앱타머 컨쥬게이트.
둘째로, 본 발명의 중합체는 하기와 특별히 조합될 수 있다:
·치료 유전자(생물활성제 1), MRI 분석을 위한 가돌리늄 조영제(기능성 작용제 1), 및 특정 질병 부위를 표적화하기 위한 작은 단백질(예를 들어, 항체 단편)을 함유하는 포스포릴콜린 중합체-기반 작제물.
·특정 질병 부위를 표적화하기 위한 작은 단백질(예를 들어, 항체 단편)로 기능화된, PET 분석을 위한 영상화 작용제 18플루오르.
·하나 이상의 siRNA 분자, MRI 분석을 위한 철-산화물 조영제를 함유하고, 표적화된 세포 및 세포내 전달을 위해 세포 결합 리간드 및 세포-투과 펩티드로 각각 변형된, 포스포릴콜린 중합체.
·전달의 시각적 영상화 및 감지를 위해 약물 분자(기능성 작용제)로 인터캘레이션되고, 특정 질병을 표적화하기 위해 RNA 앱타머 또는 작은 단백질(예를 들어, 항체 단편 또는 스캐폴드 유래 단백질)로 기능화된, 형광 양자점(기능성 작용제)을 함유하는 포스포릴콜린 중합체.
·유전자 요법을 위한 안티센스 올리고누클레오티드, MRI 분석을 위한 가돌리늄 조영제, 시각적 영상화를 위한 형광단, 및 특정 질병을 표적화하기 위한 추가 기능성 작용제, 예를 들어, 종양에 대한 폴레이트 또는 세포외 기질을 표적화하기 위한 정전기 상호작용을 위한 콜린을 함유하는 포스포릴콜린 함유 중합체.
·특정 질병을 표적화하고 치료하기 위한 항체 또는 다른 단백질 또는 앱타머로 기능화된, pH의 작용으로 방출되는 약물 분자, MRI 영상화를 위한 철 산화물 조영제, 시각적 영상화를 위한 CdTe 양자점을 갖는, pH 민감성 포스포릴콜린 중합체.
·약물 및 SPECT 영상화를 위한 111In과 같은 방사성추적자를 함유하고, 질병-특이적 막 항체로 추가로 기능화된, 앱타머 기능성 작용제 컨쥬게이트를 갖는 포스포릴콜린 중합체.
I. 실시예
실시예 1. N-(2- 히드록시에틸 )- 엑소 -3,6-에폭시-1,2,3,6- 테트라히드로프탈이미드의 제조
Figure pct00075
교반 바가 구비된 100-ml 둥근 바닥 플라스크에 50 ml의 에탄올 및 2.0 그램의 엑소-3,6-에폭시-1,2,3,6-테트라히드로프탈산 무수물을 담았다. 교반 혼합물을 빙수조로 냉각시키고, 20 ml의 에탄올 중 0.73 그램의 에탄올아민 용액을 10분에 걸쳐 적가하였다. 반응물을 환류에서 4시간 동안 가열시킨 다음, 밤새 냉각시켰다. 여과하고 에탄올로 세정하여 0.73 그램의 요망되는 생성물을 백색 결정질 고형물로서 수득하였다. 여액을 농축시키고 다시 냉각시켜 두 번째 결정을 수확하였다.
Figure pct00076
실시예 2. 이소프로필리덴 -2,2- 비스(히드록시메틸)프로피온산의 제조
Figure pct00077
교반 바가 구비된 100 ml의 둥근 바닥 플라스크에 50 ml의 아세톤, 13.8 ml의 2,2-디메톡시프로판, 10 그램의 2,2-비스(히드록시메틸)프로피온산, 및 0.71 그램의 p-톨루엔설폰산 일수화물을 담았다. 혼합물을 2시간 동안 주위 온도에서 교반한 다음, 메탄올 중 1 ml의 2M 암모니아로 중화시켰다. 용매를 증발시키고, 혼합물을 디클로로메탄에 용해시킨 다음, 20 ml의 물로 2회 추출하였다. 유기상을 마그네슘 설페이트 상에서 건조시키고 증발시켜 10.8 그램의 생성물을 백색 결정질 고형물로서 수득하였다.
Figure pct00078
실시예 3. N,N- 디메틸피리디늄 p- 톨루엔설포네이트 ( DPTS )의 제조
Figure pct00079
10 ml의 벤젠 중 1.9 그램의 p-톨루엔설폰산 일수화물의 용액을 Dean-Stark 트랩을 이용하여 등비등 증류에 의해 건조시킨 다음, 3.42 그램의 4-디메틸아미노피리딘을 첨가하였다. 많은 고형물이 형성되었고, 반응을 가동하는데 추가의 25 ml의 벤젠이 필요하며, 이것을 실온으로 냉각하면서 천천히 교반하였다. 생성된 혼합물을 여과에 의해 분리시키고, 10 ml의 벤젠으로 세척하고, 건조시켜 7.88 그램의 생성물을 백색 고형물로서 수득하였다.
실시예 4. 보호된 말레이미드 브로모프로피오네이트 개시제의 제조
Figure pct00080
교반 바가 구비된 100-ml의 둥근 바닥 플라스크에 50 ml의 테트라히드로푸란, 2 그램의 N-(2-히드록시에틸)-엑소-3,6-에폭시-1,2,3,6-테트라히드로프탈이미드, 및 2.0 ml의 트리에틸아민을 담았다.　 교반 혼합물을 0℃로 냉각시키고, 5 ml의 테트라히드로푸란 중 1.18 ml의 2-브로모이소부티릴 브로마이드의 용액을 30분에 걸쳐 적가하였다. 반응물이 얼음 상에서 3시간 동안 교반되게 하고, 이어서 실온에서 밤새 교반하였다. 반응 혼합물을 농축시켜 유성 잔류물을 수득하였고, 이것을 헥산 중 30-50% 에틸 아세테이트로 실리카겔 플래시 크로마토그래피에 의해 정제시켜 1.96 그램의 요망되는 생성물을 백색 분말로서 수득하였다.
Figure pct00081
실시예 5. 보호된 말레이미드 비스 ( 브로모프로피오네이트 ) 개시제의 제조
보호된 말레이미드 이소프로필리덴 산
Figure pct00082
563 mg의 DPTS와 함께, 30 ml의 건조 디클로로메탄 중 2.00 그램의 N-(2-히드록시에틸)-엑소-3,6-에폭시-1,2,3,6-테트라히드로프탈이미드 및 1.67 그램의 이소프로필리덴-2,2-비스(히드록시메틸)프로피온산의 용액을, 10 ml의 건조 디클로로메탄 중 2.37 그램의 N,N'-디시클로헥실카르보디이미드의 용액을 적가함에 의해 처리하였다. 반응 혼합물을 주위 온도에서 밤새 교반함에 따라 많은 고형물이 형성되기 시작했다. 반응물을 여과하고, 침전물을 소량의 디클로로메탄으로 세척하였다. 합친 유기층을 농축시켜 소량의 고형물을 함유하는 투명한 오일을 수득하였다. 이러한 오일을 먼저 헥산 중 20% 내지 100% 에틸 아세테이트를 이용하여 실리카겔 상에서 플래시 컬럼 크로마토그래피로 처리하였다. 요망되는 생성물을 함유하는 분획들을 합치고 농축시켜 3.17 그램의 최종 생성물을 백색 고형물로서 수득하였다.
Figure pct00083
보호된 말레이미드 디올
Figure pct00084
50 ml의 메탄올 중 상기로부터의 이소프로필리덴 화합물의 용액을 1.0 그램의 Dowex 50Wx8-100 이온 교환 수지 (H+ 형태)로 처리하고, 반응물을 실온에서 밤새 교반하였으며, 이 때 반응은 tlc (실리카겔, 에틸 아세테이트)에 의해 완료된 것으로 나타났다. 혼합물을 여과하고, 고형 수지를 소량의 메탄올로 세척하였다. 합친 유기물을 농축시키고, 고진공하에 둠으로써 1.55 그램의 다소 탁한 오일을 수득하였고, 이것을 추가 정제 없이 다음 반응에 이용하였다.
보호된 말레이미드 비스 ( 브로모프로피오네이트 ) 개시제
Figure pct00085
1.45 ml의 트리에틸아민과 함께, 40 ml의 무수 테트라히드로푸란 (THF) 중 상기로부터의 미정제 생성물의 용액을 빙수조에서 냉각시키고, 20 ml의 무수 THF 중 1.23 ml의 2-브로모이소부티릴 브로마이드의 용액을 수 분에 걸쳐 적가하였다. 반응물을 찬 상태로 30분간 교반한 다음, 6시간에 걸쳐 실온으로 가온되게 하였다. 추가의 600 ㎕의 트리에틸아민을 첨가하고, 이어서 추가의 0.5 ml의 2-브로모이소부티릴 브로마이드를 첨가하였다. pH 페이퍼에 의해 반응물은 산성이었고, 따라서 추가의 200 ㎕의 트리에틸아민을 첨가하여 용액의 pH를 9로 만들었다. 반응물을 밤새 교반하고, 농축시키고, 잔류물을 50 ml의 디클로로메탄 및 50 ml의 물 사이에서 분배시켰다. 유기층을 소듐 설페이트 상에서 건조시키고, 여과하고, 농축시켜 오일을 수득하였다. 이것을 먼저 헥산 중 20%, 그 다음 30% 및 마지막으로 40%의 에틸 아세테이트를 이용하여, 실리카겔 상에서 플래시 컬럼 크로마토그래피로 처리하였다. 생성물을 함유하는 분획들을 합치고 농축시켜 1.63g의 오일을 수득하였고, 이것을 백색 고형물로 고형화시켰다.
Figure pct00086
실시예 6. N-[2-(2- 히드록시에톡시 )에틸]- 엑소 -3,6-에폭시-1,2,3,6- 테트라히드로프탈이미드의 제조
Figure pct00087
교반 바가 구비된 250 ml의 둥근-바닥 플라스크에 100 ml의 메탄올 및 20 그램의 엑소-3,6-에폭시-1,2,3,6-테트라히드로프탈산 무수물을 담았다. 교반 혼합물을 0℃로 냉각하고, 40 ml의 메탄올 중 0.73 그램의 2-(2-아미노에톡시)에탄올의 용액을 45분에 걸쳐 적가하였다. 반응물을 실온에서 2시간 동안 교반한 다음, 완만한 환류에서 밤새 가열하였다. 용액을 농축시키고, 생성물을 100 ml의 디클로로메탄에 용해시킨 다음, 100 ml의 염수로 세척하였다. 유기층을 소듐 설페이트 상에서 건조시키고, 농축시키고, 100 ml의 디클로로메탄 및 100 ml의 에틸 아세테이트를 이용하여 실리카겔 플러그를 통한 통과에 의해 정제시켰다.
Figure pct00088
실시예 7. 비스 2,2-[(2- 브로모이소부티릴 ) 히드록시메틸 ]프로피온산의 제조
Figure pct00089
빙수조에서 냉각된, 100 ml의 디클로로메탄 중 17.5 ml의 2-브로모이소부티릴 브로마이드의 용액에 100 ml의 디클로로메탄 중 10.0 그램의 2,2-비스(히드록시메틸)프로피온산 및 41 ml의 트리에틸아민의 용액을 30분에 걸쳐 적가하였다. 반응물이 찬 상태로 1시간 동안 교반되게 한 다음, 실온으로 가온되게 하였다. 그 후, 반응물을 200 ml의 1N HCl로 세척한 다음, 100 ml의 0.5N HCl로 세척하고, 마지막으로 50 ml의 포화 NaCl로 세척하였다. 유기층을 무수 소듐 설페이트 상에서 건조시키고, 여과하고, 농축시켜 황색 오일을 수득하였다. 이러한 오일을, 용해를 달성하기 위해 필요한 경우 히트 건을 이용하여 헥산 중 100 ml의 15% 에틸 아세테이트에 취하였다. 그 후, 씨결정 (seed crystal)을 실온에 가까운 용액으로서 첨가하면서, 용액이 1시간에 걸쳐 냉각되게 하였다. 먼저 빙수조에서 냉각하면서, 결정화가 2시간 동안 진행되게 한 다음, 냉장장치에서 밤새 진행하였다. 생성된 용액이 거의 고형화되었고, 이에 따라 헥산 중 25 ml의 10% 에틸 아세테이트를 첨가하고, 혼합물을 교반하고, 결정질 고형을 여과에 의해 회수하였다. 이것을 최소량의 헥산으로 세척하고, 진공하에 건조시켜 14.55 그램의 요망되는 생성물을 백색 고형물로서 수득하였다. 요망되는 경우 모액으로부터 추가의 생성물을 수득할 수 있다.
Figure pct00090
실시예 8. 보호된 말레이미드 연장된 비스 ( 브로모프로피오네이트 ) 개시제의 제조
Figure pct00091
교반 바가 구비된 250 ml의 둥근 바닥 플라스크에 100 ml의 디클로로메탄, 1.0 그램의 N-[2-(2-히드록시에톡시)에틸]-엑소-3,6-에폭시-1,2,3,6-테트라히드로프탈이미드, 실시예 7로부터의 2.5 그램의 디브로모산, 0.5 그램의 디메틸아미노피리딘, 및 0.35 그램의 DPTS를 담았다.　 용액을 통해 질소를 짧게 버블링시키고, 1.6 그램의 DCC를 천천히 첨가하였다. 반응물이 실온에서 밤새 교반되게 하였다. 여과하고, 증발시켜 핑크색 유성 잔류물을 수득하였고, 이것을 실리카겔 플래시 크로마토그래피에 의해 정제시켰다.
Figure pct00092
실시예 9. N-[2-(2- 히드록시에톡시 )에틸]- 엑소 -3,6-에폭시-1,2,3,6- 테트라히드로프탈이미드 , 이소프로필리덴 -2,2- 비스(히드록시메틸)프로피오네이트의 제조
Figure pct00093
1.3 그램의 DPTS 및 5.24 그램의 DMAP와 함께, 250 ml의 디클로로메탄 중 11.0 그램의 N-[2-(2-히드록시에톡시)에틸]-엑소-3,6-에폭시-1,2,3,6-테트라히드로프탈이미드 및 8.22 그램의 이소프로필리덴-2,2-비스(히드록시메틸)프로피온산의 용액을 12.9 그램의 DCC로 처리하고, 반응물을 밤새 교반하였다. 반응물을 여과하고, 농축시켜 잔류물을 수득하였고, 이것을 실리카겔 상에서 두 부분으로 헥산 중 40-50%의 에틸 아세테이트를 이용하여 플래시 컬럼 크로마토그래피로 처리하여 요망되는 생성물을 투명한 오일로서 수득하였다.
실시예 10. N-[2-(2- 히드록시에톡시 )에틸]- 엑소 -3,6-에폭시-1,2,3,6- 테트라히드로프탈이미드 , 2,2- 비스(히드록시메틸)프로피오네이트의 제조
Figure pct00094
상기로부터의 생성물을 100 ml의 메탄올에 용해시키고, 2.0 그램의 Dowex 50Wx8-100 이온 교환 수지 (H+ 형태)로 처리하고, 반응물을 실온에서 밤새 교반하였다. 반응물을 여과하고, 농축시켜 요망되는 생성물을 오일로서 수득하였고, 이것을 추가 정제 없이 이용하였다.
Figure pct00095
실시예 11. N-[2-(2- 히드록시에톡시 )에틸]- 엑소 -3,6-에폭시-1,2,3,6- 테트라히드로프탈이미드 , 2,2- 비스 -[2,2- 비스 (2- 브로모이소부티릴옥시메틸 ) 프로피오닐옥시메틸 ] 프로피오네이트 개시제의 제조
Figure pct00096
500 mg의 DPTS 및 810 mg의 DMAP와 함께, 50 ml의 디클로로메탄 중 1.5 그램의 상기 단계로부터 디올 및 3.72 그램의 2,2-비스[(2-브로모이소부티릴옥시)메틸]프로피온산의 용액을 1.40 그램의 디이소프로필카르보디이미드로 처리하고, 반응물을 실온에서 밤새 교반하였다. 반응물을 농축시키고, 잔류물을 헥산 중 40% 에틸 아세테이트를 이용하여 실리카겔 상에서 수 회 크로마토그래피시켰다. 각각의 경우에 적합한 분획들을 합치고, 농축시켜 요망되는 생성물을 오일로서 수득하였다.
Figure pct00097
실시예 12. N-(3-프로피온산)- 엑소 -3,6-에폭시-3,6-디메틸-1,2,3,6- 테트라히드로프탈이미드 , 2,2-비스[(2- 브로모이소부티릴옥시 ) 메틸 ] 프로피온산, 3-히드록시프로필 에스테르 개시제를 갖는 에스테르의 제조
Figure pct00098
50 mg의 DPTS 및 100 mg의 DMAP와 함께, 20 ml의 건조 아세토니트릴 중 738 mg의 2,2-비스[(2-브로모이소부티릴옥시)메틸]프로피온산, 3-히드록시프로필 에스테르 및 399 mg의 N-(3-프로피온산)-엑소-3,6-에폭시-3,6-디메틸-1,2,3,6-테트라히드로프탈이미드의 용액을 375 mg의 DCC로 처리하고, 반응물을 실온에서 밤새 교반하였다. 반응물을 여과시켜, 잔류물을 수득하였고, 이것을 헥산 중 30-40% 에틸 아세테이트를 이용하여 실리카겔 상에서 플래시 컬럼 크로마토그래피로 처리하였다. 적합한 분획들을 합치고, 농축시켜 1.02 그램의 요망되는 생성물을 투명한 오일로서 수득하였다. 1H NMR에 의해, 생성물의 약 10%가 이미 레트로 딜스-알더 반응을 진행한 것으로 나타났다.
Figure pct00099
실시예 13. 아세탈 비스 ( 브로모프로피오네이트 ) 개시제의 제조
Figure pct00100
817 mg의 N,N-디메틸피리디늄 p-톨루엔설포네이트와 함께, 50 ml의 디클로로메탄 중 1.03 그램의 3,3-디에톡시-1-프로판올 및 3.0 그램의 2,2-비스(2-브로모이소부티릴옥시메틸)프로피온산의 용액을 1.58 그램의 N,N'-디시클로헥실카르보디이미드로 처리하고, 반응물을 주위 온도에서 밤새 교반하였다. 반응물을 여과하고, 침전물을 소량의 디클로로메탄으로 세척하였다. 합친 유기물을 농축시키고, 잔류물을 헥산 중 10-20% 에틸 아세테이트로 실리카겔 상에서 플래시 컬럼 크로마토그래피로 처리하였다. 요망되는 생성물을 함유하는 분획들을 합치고, 농축시켜 2.87 그램의 투명한 무색 오일을 수득하였다. 이러한 물질은 1H NMR에 의해 여전히 순수하지 않았으므로, 이것을 디클로로메탄을 이용하여 실리카겔 상에서 플래시 컬럼 크로마토그래피로 다시 처리하였다. 적절한 분획들을 합치고, 농축시켜 2.00 그램의 요망되는 생성물을 점성의 투명한 오일로서 수득하였다.
Figure pct00101
실시예 14. 비닐 비스 ( 브로모프로피오네이트 ) 개시제 1의 제조
Figure pct00102
교반 바가 구비된 100 ml의 둥근 바닥 플라스크에 30 ml의 디클로로메탄, 86 밀리그램의 4-펜텐-1-올, 432 밀리그램의 실시예 7로부터의 디브로모산, 및 88 밀리그램의 DPTS를 담았다.　 용액을 통해 질소를 짧게 버블링시키고, 169 ㎕의 N,N'-디이소프로필카르보디이미드를 천천히 첨가하였다. 반응물이 밤새 실온에서 교반되게 한 다음, 추가의 0.1 그램의 DPTS를 첨가하고, 반응물을 다시 밤새 교반하였다. 여과하고, 증발시켜 유성 잔류물을 수득하였고, 이것을 헥산 중 20-40% 에틸 아세테이트를 이용하여 실리카겔 상에서 플래시 크로마토그래피에 의해 정제시켰다. 컬럼을 분리시키기 위해 첫 번째 생성물로부터 용매를 제거시켜 0.13 그램의 요망되는 생성물을 무색 오일로서 수득하였다.
Figure pct00103
실시예 15. 비닐 비스 ( 브로모프로피오네이트 ) 개시제 2의 제조
Figure pct00104
교반 바가 구비된 100 ml의 둥근 바닥 플라스크에 25 ml의 디클로로메탄, 370 밀리그램의 에틸렌 글리콜 모노비닐 에테르, 432 밀리그램의 실시예 7로부터의 디브로모산, 및 590 그램의 DPTS를 담았다.　 플라스크를 질소로 플러싱하고, 681 ㎕의 N,N'-디이소프로필카르보디이미드를 천천히 첨가하였다. 반응물이 실온에서 밤새 교반되게 하였다. 혼합물을 여과한 다음, 헥산 중 5-10% 에틸 아세테이트를 이용한 플래시 크로마토그래피를 위해 실리카겔 상으로 건조시켜 생성물을 무색 오일로서 수득하였다.
Figure pct00105
실시예 16. Boc -아미노 비스 ( 말레이미드 ) 개시제의 제조
Figure pct00106
50 ml의 디클로로메탄 중 2.19 그램의 N-Boc-3-아미노-1-프로판올 및 5.20 그램의 2,2-비스(2-브로모이소부티릴옥시메틸)프로피온산의 용액을, 350 mg의 DPTS와 함께, 3.0 그램의 N,N'-디시클로헥실카르보디이미드로 처리하고, 반응물을 주위 온도에서 밤새 교반하였다. 반응 혼합물을 여과하고, 침전물을 소량의 디클로로메탄으로 세척하였다. 농축시켜 잔류물을 수득하였고, 이것을 헥산 중 5-20% 에틸 아세테이트를 이용하여 실리카겔 상에서 플래시 컬럼 크로마토그래피로 처리하였다. 적합한 분획들을 합치고, 농축시켜 약간의 고형 잔류물을 함유하는 오일을 수득하였다. 이러한 물질을 에틸 아세테이트에 취하여 여과시켰다. 다시 농축시켜 약간의 고형물을 여전히 함유하는 오일을 수득하였고, 따라서 이러한 물질을 에틸 아세테이트에 다시 취하고, 여과시키고, 농축시켜 요망되는 생성물을 투명한 오일로서 수득하였다.
Figure pct00107
실시예 17. N-(3-프로피온산, t-부틸 에스테르)-2,2-비스[(2- 브로모이소부티릴옥시 ) 메틸 ] 프로피온아미드의 제조
Figure pct00108
50 ml의 디클로로메탄 중 1.00 그램의 b-알라닌 t-부틸 에스테르 하이드로클로라이드의 용액을 25 ml의 포화 수성 소듐 비카르보네이트로 처리하고, 혼합물을 15분간 교반하였다. 층들을 분리시키고, 유기물을 소듐 설페이트 상에서 건조시켰다. 이러한 용액에 2.38 그램의 2,2-비스[(2-브로모이소부티릴옥시]메틸)프로피온산을 첨가하고, 이어서 1.92 ml의 디이소프로필에틸아민 및 2.1 그램의 HBTU를 첨가하고, 반응물을 실온에서 밤새 교반하였다. 그 후, 반응 혼합물을 추가의 50 ml의 디클로로메탄으로 희석시키고, 2 x 50 ml의 물로 세척하고, 소듐 설페이트 상에서 건조시켰다. 여과하고, 농축시켜 오일을 수득하였고, 이것을 헥산 중 20-25% 에틸 아세테이트를 이용하여 플래시 컬럼 크로마토그래피로 처리하였다. 적합한 분획들을 합치고, 농축시켜 730 mg의 백색 고형물을 수득하였다.
Figure pct00109
실시예 18. 보호된 말레이미드 4-올의 제조
Figure pct00110
교반 바가 구비된 100 ml의 둥근 바닥 플라스크에 30 ml의 디클로로메탄, 1.6 그램의 실시예 7로부터의 디올, 1.71 그램의 이소프로필리덴-2,2-비스(히드록시메틸)프로피온산, 및 0.5 그램의 DPTS를 담았다.　 용액을 통해 질소를 짧게 버블링시키고, 1.70 ml의 N,N'-디이소프로필카르보디이미드를 천천히 첨가하고, 반응물이 실온에서 밤새 교반되게 하였다. 여과하고, 증발시켜 유성 잔류물을 수득하였고, 이것을 헥산 중 10-40% 에틸 아세테이트를 이용하여 실리카겔 상에서 플래시 크로마토그래피에 의해 정제시켰다. 디클로로메탄 중 2% 메탄올을 이용하여 실리카겔 상에서 플래시 크로마토그래피에 의해 두 번째 정제시켜 약 2 그램의 무색 오일을 수득하였다. 이러한 오일을 25 ml의 메탄올에 용해시키고, 60시간 동안 실온에서 Dowex 50WX8-100 수지 (H+ 형태)와 함께 교반시켰다. 반응물을 여과하고, 농축시키고, 디클로로메탄 중 150 ml의 15% 메탄올을 이용하여 실리카겔 플러그를 통해 통과시켰다. 증발시켜 1.3 그램의 거의 무색인 경질 포움을 수득하였다.
Figure pct00111
실시예 19. 보호된 말레이미드 테트라 ( 브로모프로피오네이트 ) 개시제의 제조
Figure pct00112
교반 바가 구비된 100 ml의 둥근 바닥 플라스크에 20 ml의 디클로로메탄, 0.55 그램의 실시예 13으로부터의 테트라올, 및 1.69 ml의 트리에틸아민을 담았다.　 교반 혼합물을 0℃로 냉각시키고, 10 ml의 디클로로메탄 중 0.99 ml의 2-브로모이소부티릴 브로마이드의 용액을 적가하였다. 반응물이 실온에서 밤새 교반되게 한 다음, 50 ml의 반-포화 소듐 비카르보네이트로 세척하였다. 반응 혼합물을 농축시켜 유성 갈색 잔류물을 수득하였고, 이것을 헥산 중 40% 에틸 아세테이트를 이용하여 실리카겔 상에서 플래시 크로마토그래피에 의해 정제시켰다. 갈색 잔류물을 메탄올에 용해시키고, 차콜로 처리하여 탈색시킴으로써 0.68 그램의 요망되는 생성물을 밝은 갈색 오일로서 수득하였다.
Figure pct00113
실시예 20. 2,2-비스[(2- 브로모이소부티릴옥시 ) 메틸 ]프로피온산, 2- 히드록시에틸 에스테르 개시제의 제조
Figure pct00114
50 ml의 디클로로메탄 중 4.32 그램의 2,2-비스[(2-브로모이소부티릴옥시]메틸)프로피온산 및 12.41 그램의 에틸렌 글리콜의 용액을, 883 mg의 DPTS와 함께, 1.39 그램의 디이소프로필카르보디이미드로 처리하고, 반응물을 실온에서 밤새 교반하였다. 반응 혼합물을 농축시킨 다음, 150 ml의 에틸 아세테이트와 70 ml의 물 사이에서 분배시켰다. 유기층을 농축시키고, 잔류물을 헥산 중 20-40% 에틸 아세테이트를 이용하여 실리카겔 상에서 플래시 컬럼 크로마토그래피로 처리하였다. 적절한 분획들을 합치고, 농축시켜 2.7 그램의 요망되는 생성물을 투명한 오일로서 수득하였다.
Figure pct00115
실시예 21. 2,2-비스[(2- 브로모이소부티릴옥시 ) 메틸 ]프로피온산, 3-히드록시프로필 에스테르 개시제의 제조
Figure pct00116
80 ml의 디클로로메탄 및 20 ml의 아세토니트릴 중 5.31 그램의 2,2-비스[(2-브로모이소부티릴옥시)메틸]프로피온산 및 4.68 그램의 1,3-프로판디올의 용액을 1.0 그램의 DPTS에 이어, 3.0 그램의 DCC로 처리하고, 반응물을 실온에서 2시간 동안 교반하였다. 그 후, 반응물을 여과하고, 농축시키고, 잔류물을 헥산 중 30% 에틸 아세테이트를 이용하여 실리카겔 상에서 플래시 컬럼 크로마토그래피로 처리하였다. 적절한 분획들을 합치고, 농축시켜 투명한 오일을 수득하였고, 이것은 전혀 순수하지 않았다. 헥산 중 10-15% 아세톤을 이용하여 실리카겔 상에서 재크로마토그래피시켜 요망되는 생성물을 투명한 무색 오일로서 수득하였다.
Figure pct00117
실시예 22. 2,2-비스[(2- 브로모이소부티릴옥시 ) 메틸 ]프로피온산, 11-히드록시-3,6,9- 트리옥사운데카노에이트 개시제
Figure pct00118
50 ml의 디클로로메탄 중 1.86 그램의 2,2-비스[(2-브로모이소부티릴옥시)메틸]프로피온산 및 4.18 그램의 테트라에틸렌 글리콜의 용액을, 250 mg의 DPTS와 함께, 1.15 그램의 DCC로 처리하고, 반응물을 실온에서 밤새 교반하였다. 반응물을 여과하고, 여액을 50 ml의 디클로로메탄으로 희석시키고 20 ml의 물로 세척하였다. 유기물을 소듐 설페이트 상에서 건조시키고, 여과하고, 농축시켜 잔류물을 수득하였고, 이것을 먼저 헥산 중 50% 내지 70% 에틸 아세테이트를 이용하여 실리카겔 상에서 플래시 컬럼 크로마토그래피로 처리하였다. 적절한 분획들을 합치고, 여과하고, 농축시켜 1.19 그램의 요망되는 생성물을 투명한 무색 오일로서 수득하였다.
Figure pct00119
실시예 23. 2,2-비스[(2- 브로모이소부티릴옥시 ) 메틸 ]프로피온산, 11-히드록시-3,6,9- 트리옥사운데카노에이트 , NHS 카르보네이트 개시제의 제조
Figure pct00120
3 ml의 건조 아세토니트릴 중 630 그램의 상기 히드록실 화합물 및 1.28 그램의 디숙신이미딜 카르보네이트의 용액을 610 mg의 DMAP로 처리하고, 반응물을 실온에서 교반하였다. 반응물이 여전히 균일하지 않았으므로, 4 ml의 건조 THF를 첨가하였고, 2시간 후에, 반응물은 황색으로 변했고 균질해졌으나, tlc (실리카겔, 헥산 중 50% 에틸 아세테이트) 상에서 여러 개의 스팟(spot)을 여전히 함유하였다. 반응물을 농축시켜 잔류물을 수득하였고, 이것을 헥산 중 50-60% 에틸 아세테이트를 이용하여 실리카겔 상에서 플래시 컬럼 크로마토그래피로 처리하였다. 두 개의 분획을 분리시키고, 더 낮은 rf를 지니는 분획을 농축시켜 260 mg의 요망되는 생성물을 투명한 오일로서 수득하였다.
Figure pct00121
실시예 24. 2,2-비스[(2- 브로모이소부티릴옥시 ) 메틸 ]프로피온산, 솔케탈( solketal ) 에스테르 개시제의 제조
Figure pct00122
918 mg의 솔케탈 및 3.0 그램의 2,2-비스[(2-브로모이소부티릴옥시) 메틸]프로피온산의 용액을, 200 mg의 DPTS와 함께, 2.15 그램의 DCC로 처리하고, 반응물을 실온에서 밤새 교반하였다. 반응물을 여과시켜 잔류물을 수득하였고, 이것을 헥산 중 10% 에틸 아세테이트를 이용하여 실리카겔 상에서 플래시 컬럼 크로마토그래피로 처리하였다. 적절한 분획들을 합치고, 농축시켜 1.85 그램의 요망되는 생성물을 투명한 무색 오일로서 수득하였다.
Figure pct00123
실시예 25. 2,2-비스[(2- 브로모이소부티릴옥시 ) 메틸 ]프로피온산, 2,3-디히드록시프로필 에스테르 개시제의 제조
Figure pct00124
50 ml의 메탄올 중 1.0 그램의 이전의 케탈 용액을 750 mg의 Dowex 50Wx8-100으로 처리하고, 반응물을 밤새 교반하였다. 그 후, 반응물을 여과하고, 농축시키고, 잔류물을 헥산 중 20-40% 에틸 아세테이트를 이용하여 실리카겔 상에서 플래시 컬럼 크로마토그래피로 처리하였다. 적절한 분획들을 합치고, 농축시켜 630 mg의 요망되는 생성물을 투명한 무색 오일로서 수득하였다.
Figure pct00125
실시예 26. 2,2-비스[(2- 브로모이소부티릴옥시 ) 메틸 ]프로피온산, 2-(2,3- 디히드록시프로폭시 )에틸 에스테르 개시제의 제조
Figure pct00126
15 ml의 물 및 15 ml의 t-부탄올 중 1.5 그램의 2-[(2-브로모이소부티릴옥시)메틸]-2-히드록시메틸프로피온산, 2-(알릴옥시)에틸 에스테르의 용액에 2.86 그램 (3 eq)의 포타슘 페리시아나이드, 1.20 그램 (3 eq)의 포타슘 카르보네이트, 7.5 mg의 포타슘 오스메이트 탈수화물, 11 mg의 퀴누클리딘, 및 276 mg (1 eq)의 메탄설폰아미드를 첨가하고, 반응 혼합물을 실온에서 밤새 교반하였다. TLC (실리카겔, 헥산 중 50% 에틸 아세테이트)에 의해 반응이 완료된 것으로 나타났고, 이에 따라 반응물을 100 ml의 물에 부은 다음, 100 ml의 디클로로메탄으로 추출하였다. 합친 유기물을 소듐 설페이트 상에서 건조시키고, 여과하고, 농축시켜 유성 잔류물을 수득하였고, 이것을 헥산 중 30-40% 에틸 아세테이트를 이용하여 실리카겔 상에서 플래시 컬럼 크로마토그래피로 처리하였다. 적합한 분획들을 합치고, 탈색 탄소로 처리하고, 여과하고, 농축시켜 850 mg의 요망되는 생성물을 거의 무색 오일로서 수득하였다.
Figure pct00127
실시예 27. 2,2-비스[(2- 브로모이소부티릴옥시 ) 메틸 ]프로피온산, 12-( 알릴옥시 )-3,6,9,12- 테트라옥사도데카노에이트 개시제의 제조
Figure pct00128
30 ml의 건조 아세토니트릴 중 1.60 g의 2,2-비스[(2-브로모이소부티릴옥시)메틸]프로피온산 및 870 mg의 12-(알릴옥시)-3,6,9,12-테트라옥사도데칸의 용액에, 218 mg의 DPTS 및 362 mg의 DMAP와 함께, 917 mg의 DCC를 첨가하고, 반응물을 실온에서 밤새 교반하였다. 그 후, 혼합물을 여과하고, 농축시키고, 잔류물을 헥산 중 50-60% 에틸 아세테이트를 이용하여 먼저 실리카겔 상에서 플래시 컬럼 크로마토그래피로 처리하고, 생성물을 함유하는 분획들을 합치고, 농축시켜 1.35 그램의 요망되는 생성물을 투명한 무색 오일로서 수득하였다.
Figure pct00129
실시예 28. 2,2-비스[(2- 브로모이소부티릴옥시 ) 메틸 ]프로피온산, 12-(2,3- 디히드록시프로폭시 )-3,6,9,12- 테트라옥사도데실 에스테르 개시제의 제조
Figure pct00130
15 ml의 물 및 15 ml의 t-부탄올 중 1.29 그램의 2,2-비스[(2-브로모이소부티릴옥시)메틸]프로피온산, 12-(알릴옥시)-3,6,9,12-테트라옥사도데실 에스테르의 혼합물에 1.98 그램 (3 eq)의 포타슘 페리시아나이드, 829 mg (3 eq)의 포타슘 카르보네이트, 8 mg의 포타슘 오스메이트 탈수화물, 11 mg의 퀴누클리딘, 및 190 mg (1 eq)의 메탄설폰아미드를 첨가하고, 반응 혼합물을 실온에서 밤새 교반하였다. TLC (실리카겔, 헥산 중 50% 에틸 아세테이트)에 의해 반응이 완료된 것으로 나타났으므로, 반응물을 50 ml의 물에 붓고, 그 후 100 ml의 디클로로메탄으로 추출하였다. 합친 유기물을 소듐 설페이트 상에서 건조시키고, 여과하고, 농축시켜 유성 잔류물을 수득하였고, 이것을 디클로로메탄 중 5% 메탄올을 이용하여 실리카겔 상에서 플래시 컬럼 크로마토그래피로 처리하였다. 생성물을 함유하는 분획들을 합치고, 두 소량 주걱의 활성탄으로 2회 처리하면서 처리 중간에 여과시켰다. 여과 및 농축시켜 소량의 고형물을 함유하는 밝은 회색 오일을 수득하였으므로, 이것을 에틸 아세테이트에 취하여 여과시킨 다음, 농축시켜 1.06 그램의 요망되는 생성물을 여전히 소량의 고형을 함유하는 밝은 회색 오일로서 수득하였다.
Figure pct00131
실시예 29. 2,2,5- 트리메틸 -1,3-디옥산-5- 카르복실산 , 2-( 알릴옥시 )에틸 에스테르의 제조
Figure pct00132
25 ml의 무수 THF 용액 중 1.4 그램의 에틸렌 글리콜 모노알릴 에테르 및 2.35 그램의 2,2,5-트리메틸-1,3-디옥산-5-카르복실산의 용액을 500 mg의 4-디메틸아미노피리디늄 p-톨루엔설포네이트 (DPTS) 및 1.44 그램의 디메틸아미노피리딘 (DMAP)으로 처리한 후, 3.38 그램의 디시클로헥실카르보디이미드를 첨가하고, 반응물을 실온에서 3일 동안 교반하였다. 반응 혼합물을 여과하고, 농축시켜 반고체 잔류물을 수득하였고, 이것을 헥산 중 20% 에틸 아세테이트를 이용하여 실리카겔 상에서 플래시 컬럼 크로마토그래피로 처리하였다. 생성물을 함유하는 분획들을 합치고, 농축시키고, 여과시켜 소량의 고형물을 함유하는 2.83 그램 (81%)의 투명한 오일을 수득하였다.
Figure pct00133
실시예 30. 2,2- 비스(히드록시메틸)프로피온산 , 2-( 알릴옥시 )에틸 에스테르
Figure pct00134
50 ml의 메탄올 중 2.72 그램의 2,2,5-트리메틸-1,3-디옥산-5-카르복실산, 2-(알릴옥시)에틸 에스테르의 용액을 1.0 그램의 Dowex 50W-X8 수지 (H+ 형태)로 처리하고, 반응물을 실온에서 밤새 교반하였다. 반응물을 여과하고, 여액을 농축시켜 오일을 수득하였고, 이것을 디클로로메탄 중 5% 메탄올을 이용하여 실리카겔 상에서 플래시 컬럼 크로마토그래피로 처리하였다. 생성물을 함유하는 분획들을 합치고, 농축시켜 2.23 그램의 생성물을 투명한 밝은 황색 오일로서 수득하였다.
Figure pct00135
실시예 31. 2,2-비스[(2- 브로모이소부티릴옥시 ) 메틸 ]프로피온산, 2-( 알릴옥시 )에틸 에스테르 개시제의 제조
Figure pct00136
100 ml의 디클로로메탄 중 1.2 그램의 알릴옥시에탄올, 5.0 그램의 2,2-비스(2-브로모이소부티릴옥시메틸) 프로피온산 및 690 mg의 DPTS의 용액을, 소량의 디클로로메탄 중 2.86 그램의 DCC를 용액으로서 첨가하면서, 실온에서 교반하였다. 반응물을 실온에서 밤새 교반한 다음, 여과하고, 농축시켜 오일을 수득하였다. 이것을 헥산 중 10% 에틸 아세테이트를 이용하여 실리카겔 상에서 플래시 크로마토그래피로 처리하였다. 적절한 분획들을 합치고, 농축시켜 투명한 오일을 수득하였는데, 이것은 충분히 순수하지 않았다. 이러한 오일을 헥산 중 3-4% 에틸 아세테이트를 이용하여 실리카겔 상에서 플래시 크로마토그래피로 다시 처리하였다. 생성물을 함유하는 분획들을 합치고, 농축시켜 2.78 그램의 요망되는 생성물을 투명한 무색 오일로서 수득하였다.
Figure pct00137
실시예 32. 2,2- 비스 -[2,2-비스(2- 브로모이소부티릴옥시메틸 ) 프로피오닐옥시메틸 ] 프로피온산, 2-( 알릴옥시 )에틸 에스테르 개시제
Figure pct00138
25 ml의 건조 아세토니트릴 중 2.42 그램의 2-[(2-브로모이소부티릴옥시)메틸]-2-히드록시메틸프로피온산, 2-(알릴옥시)에틸 에스테르 및 1.73 그램의 2,2-[비스-(2-브로모이소부티릴옥시)메틸] 프로피온산의 용액을, 200 mg의 DPTS 및 580 mg의 DMAP와 함께, 1.03 그램의 DCC로 처리하고, 반응물을 실온에서 밤새 교반하였다. TLC (실리카겔, 헥산 중 30% 에틸 아세테이트)에 의해 반응이 완료되지 않은 것으로 나타났으므로, 추가로 812 mg의 2,2-[비스-(2-브로모이소부티릴옥시)메틸]프로피온산 및 400 mg의 DCC를 첨가하고, 반응물을 다시 실온에서 밤새 교반하였다. 반응 혼합물을 여과하고, 농축시키고, 잔류물을 먼저 헥산 중 20%, 그 후 30% 에틸 아세테이트를 이용하여 실리카겔 상에서 플래시 컬럼 크로마토그래피로 처리하였다. 생성물을 함유하는 분획들을 합치고, 농축시켜 1.27 그램의 요망되는 화합물을 투명한 무색 오일로서 수득하였다.
Figure pct00139
실시예 33. 2,2- 비스 -[2,2-비스[(2- 브로모이소부티릴옥시 ) 프로피오닐옥시메틸 ]프로피온산], 2-[(2,3-디히드록시) 프로폭시 ]에틸 에스테르 개시제의 제조
Figure pct00140
15 ml의 물 및 15 ml의 t-부탄올 중 1.21 그램의 2,2-비스[(2-브로모이소부티릴옥시)메틸]프로피온산, 2-(알릴옥시)에틸 에스테르의 혼합물에 1.14 그램 (3 eq)의 포타슘 페리시아나이드, 480 mg (3 eq)의 포타슘 카르보네이트, 7.5 mg의 포타슘 오스메이트 탈수화물, 11 mg의 퀴누클리딘, 및 110 mg (1 eq)의 메탄설폰아미드를 첨가하고, 반응 혼합물을 실온에서 밤새 교반하였다. tlc (실리카겔, 헥산 중 50% 에틸 아세테이트)에 의해 반응이 완료된 것으로 나타났으므로, 반응물을 50 ml의 물에 붓고, 그 후 100 ml의 디클로로메탄으로 추출한 다음, 추가의 50 ml의 디클로로메탄으로 추출하였다. 합친 유기물을 소듐 설페이트 상에서 건조시키고, 여과하고, 농축시켜 유성 잔류물을 수득하였고, 이것을 헥산 중 50% 에틸 아세테이트를 이용하여 실리카겔 상에서 플래시 컬럼 크로마토그래피로 처리하고, 생성물을 함유하는 분획들을 합치고, 농축시켜 620 mg의 요망되는 생성물을 투명한 무색 오일로서 수득하였다.
Figure pct00141
실시예 34. 2,2-비스[(2- 브로모이소부티릴옥시 ) 메틸 ]프로피온산, (2- 아지도에톡시 )에틸 에스테르 개시제의 제조
Figure pct00142
20 ml의 건조 아세토니트릴 중 3.30 그램의 2,2-비스[(2-브로모이소부티릴옥시)메틸]프로피온산 및 1.0 그램의 2-(2-아지도에톡시)에탄올의 용액에, 225 mg의 DPTS와 함께, 1.89 그램의 DCC를 첨가하고, 반응물을 실온에서 밤새 교반하였다. 반응물을 여과하고, 농축시켜 잔류물을 수득하였고, 이것을 헥산 중 10-15% 에틸 아세테이트를 이용하여 실리카겔 상에서 플래시 컬럼 크로마토그래피로 처리하였다. 적절한 분획들을 합치고, 농축시켜 2.06 그램의 요망되는 생성물을 투명한 무색 오일로서 수득하였다.
Figure pct00143
실시예 35. 3,5- 비스 -(2- 브로모이소부티릴옥시 ) 벤즈알데히드의 제조
Figure pct00144
20 ml의 디클로로메탄 중 1.0 그램의 3,5-디히드록시벤즈알데히드 및 4.0 ml (4 eq)의 트리에틸아민의 용액을 빙수조로 냉각시키고, 5 ml의 디클로로메탄 중 3.35 그램의 2-브로모이소부티릴 브로마이드의 용액을 수 분에 걸쳐 적가함으로써 많은 고형물이 형성되었다. 반응물을 실온에서 1.5 hr 동안 교반하고, 그 때 TLC (실리카겔, 헥산 중 30% 에틸 아세테이트)에 의해 반응이 완료된 것으로 나타났다. 반응물을 25 ml의 물로 세척한 다음, 농축시켜 잔류물을 수득하였고, 이것을 헥산 중 10% 에틸 아세테이트를 이용하여 실리카겔 상에서 플래시 컬럼 크로마토그래피로 처리하였다. 적잘한 분획들을 합치고, 소량의 탈색 탄소로 처리하고, 여과하고, 농축시켜 2.2 그램의 오일을 수득하였고, 이것을 냉장장치에서 결정화시켜 백색 고형물을 수득하였다.
Figure pct00145
실시예 36. 7-(13- 알릴옥시 -2,5,8,11- 테트라옥사트리데실 )-2,4,9- 트리페닐 -1,3,5-트 리아자트리시클로[3.3.1.13,7] 데칸의 제조
Figure pct00146
10 ml의 건조 THF 중 870 mg의 11-알릴옥시-3,6,9-트리옥사운데칸-1-올 메탄설포네이트 및 1.01 그램의 2,4,9-트리페닐-1,3,5-트리아자트리시클로[3.3.1.13,7]데칸-7-메탄올 (WO2000/037658)의 용액을 410 mg의 소듐 히드라이드 (오일 중 60%)로 처리하고, 반응물을 80℃에서 20시간 동안 가열하였다. 그 후, 반응물에 수 ml의 물을 첨가시켜 조심스럽게 켄칭시키고, 이것을 20 ml의 포화 NaCl에 붓고, 그 후 3 x 10 ml의 디클로로메탄으로 추출하였다. 유기물을 소듐 설페이트 상에서 건조시키고, 여과하고, 농축시켜 잔류물을 수득하였고, 이것을 헥산 중 25-35% 에틸 아세테이트를 이용하여 실리카겔 상에서 플래시 크로마토그래피로 처리하였다. 적절한 분획들을 합치고, 농축시켜 920 mg의 요망되는 생성물을 무색 오일로서 수득하였다.
Figure pct00147
실시예 37. 1-아미노-15- 알릴옥시 -2,2- 비스 ( 아미노메틸 )-4,7,10,13- 테트라옥사펜타데칸 트리하이드로클로라이드의 제조
Figure pct00148
이전 반응으로부터의 트리아자아다만탄 화합물을 20 ml의 에탄올 및 4 ml의 에테르에 취한 다음, 2 ml의 농축 염산으로 처리하였다. 반응물을 혼합시킨 후 4℃에서 1.5시간 동안 방치시켰다. 그 후, 30 ml의 에테르를 첨가하고, 혼합물을 추가로 30분간 재냉각시켰다. 그 후, 100 ml의 에테르를 첨가하고, 고형 생성물을여과에 의해 회수하고, 에테르로 세척하고, 진공하에 건조시켜 564 mg의 생성물을 백색 고형물로서 수득하였다.
Figure pct00149
실시예 38. N-(2- 브로모 -2- 메틸프로피오닐 )-1-아미노-15- 알릴옥시 -2,2-비스[N-(2- 브로모 -2- 메틸프로피오닐 ) 아미노메틸 ]-4,7,10,13- 테트라옥사펜타데칸 개시제의 제조
Figure pct00150
이전 절차로부터의 트리아민 하이드로클로라이드를 25 ml의 디클로로메탄에 취하고, 용액을 빙수조로 냉각시키고, 1.35 ml의 트리에틸아민으로 처리한 다음, 0.46 ml의 2-브로모이소부티릴 브로마이드를 첨가하였다. 그 후, 반응물을 교반하면서, 이것이 2시간에 걸쳐 실온으로 가온되게 하였다. 그 후, 반응 혼합물을 3 x 10 ml의 1N HCl, 2 x 10 ml의 포화 NaHCO3, 10 ml의 포화 NaCl로 세척하고, 마그네슘 설페이트 상에서 건조시켰다. 용액을 여과하고, 농축시켜 잔류물을 수득하였고, 이것을 에틸 아세테이트를 이용하여 실리카겔의 플러그를 통해 플러싱하였다. 농축시켜 989 mg의 요망되는 생성물을 점성 오일로서 수득하였다.
Figure pct00151
실시예 39. N-(2- 브로모 -2- 메틸프로피오닐 )-1-아미노-15-(2,3-디히드록시프로필)-2,2-비스[N-(2- 브로모 -2- 메틸프로피오닐 ) 아미노메틸 ]-4,7,10,13- 테트라옥사펜타데칸 개시제의 제조
Figure pct00152
5 ml의 t-부탄올 및 5 ml의 물 중 이전 절차로부터의 350 mg의 알켄의 혼합물에 433 mg (3 eq)의 포타슘 페리시아나이드, 182 mg (3 eq)의 포타슘 카르보네이트, 42 mg (1 eq)의 메탄설폰아미드, 7.5 mg의 퀴누클리딘, 및 4 mg의 포타슘 오스메이트 이수화물을 첨가하고, 용액을 실온에서 밤새 교반하였다. TLC (실리카겔, 디클로로메탄 중 5% 메탄올)에 의해 반응이 완료된 것으로 나타났으므로, 50 ml의 물을 첨가하고, 용액을 50 ml의 디클로로메탄으로 추출하고, 이어서 추가의 2 x 25 ml의 디클로로메탄으로 추출하였다. 합친 추출물을 소듐 설페이트 상에서 건조시키고, 농축하고, 진회색 잔류물을 디클로로메탄 중 2-5% 메탄올을 이용하여 실리카겔 상에서 플래시 컬럼 크로마토그래피로 처리하였다. 적절한 분획들을 합치고, 농축시켜 310 mg의 요망되는 디히드록시 화합물을 밝은 회색 오일로서 수득하였다.
Figure pct00153
실시예 40. 7-(7- 아지도 -2,5- 디옥사헵틸 )-2,4,9- 트리페닐 -1,3,5- 트리아자트리시클로[3.3.1.13,7]데칸의 제조
Figure pct00154
15 ml의 무수 THF 중 1.1 그램의 2,4,9-트리페닐-1,3,5-트리아자트리시클로[3.3.1.13,7]데칸-7-메탄올 (WO2000/037658) 및 585 mg의 2-(2-아지도에톡시)에틸 메탄설포네이트의 용액에 224 mg의 NaH (오일 중 60%)를 첨가하고, 용액을 70℃에서 밤새 가열하였다. 추가의 245 mg의 NaH 및 600 mg의 2-(2-아지도에톡시)에틸 메탄설포네이트를 첨가하고, 다시 밤새 가열시켰다. 반응 혼합물을 냉각시키고, 25 ml의 물로 희석시키고, 50 ml의 디클로로메탄으로 추출하였다. 유기층을 포화 NaCl로 세척하고, 소듐 설페이트 상에서 건조시키고, 여과하고, 농축시켜 잔류물을 수득하였다. 이러한 물질을 헥산 중 10-25% 에틸 아세테이트를 이용하여 실리카겔 상에서 플래시 컬럼 크로마토그래피로 처리하였다. 적절한 분획들을 합치고, 농축시켜 1.15 그램의 요망되는 생성물을 오일로서 수득하였고, 이것은 전혀 순수하지 않았지만, 추가 정제 없이 다음 단계에 이용하였다. NMR(DMSO) 극도로 복잡함.
실시예 41. 1-아미노-9- 아지도 -2,2- 비스 ( 아미노메틸 )-4,7- 디옥사노난 트리하이드로클로라이드의 제조
Figure pct00155
20 ml의 에탄올 및 4 ml의 에테르 중 이전 절차로부터의 1.15 그램의 트리아자아다만탄 화합물의 용액을 빙수조로 냉각시키고, 3 ml의 농축 HCl을 첨가하였다. 즉시 고형 생성물이 생성되기 시작했고, 반응물을 찬 상태로 10분간 방치시켰다. 추가의 30 ml의 에테르를 첨가하고, 반응물을 밤새 냉장시켰다. 반응 혼합물을 추가의 100 ml의 에테르로 희석시키고, 고형 생성물을 여과에 의해 분리시키고, 더 많은 에테르로 세척하고, 진공하에 건조시켜 800 mg의 생성물을 백색 고형물로서 수득하였다.
실시예 42. N-(2- 브로모 -2- 메틸프로피오닐 )-1-아미노-9- 아지도 -2,2-비스[N-(2-브로모-2- 메틸프로피오닐 ) 아미노메틸 ]-4,7- 디옥사노난 개시제의 제조
Figure pct00156
25 ml의 디클로로메탄 중 이전 절차로부터의 800 mg의 트리하이드로클로라이드 염의 용액을 빙수조로 냉각시킨 다음, 3.5 ml의 트리에틸아민으로 처리하였다. 이러한 혼합물에 1.07 ml의 2-브로모이소부티릴 브로마이드를 적가하고, 반응물을 교반하면서 2시간에 걸쳐 실온으로 가온시켰다. 그 후, 혼합물을 3 x 10 ml의 1N HCl, 2 x 10 ml의 포화 NaHCO3, 및 10 ml의 포화 NaCl로 세척한 다음, 마그네슘 설페이트 상에서 건조시켰다. 여과하고, 농축시켜 잔류물을 수득하였고, 이것을 헥산 중 20-30% 에틸 아세테이트를 이용하여 실리카겔 상에서 플래시 컬럼 크로마토그래피로 처리하였다. 적절한 분획들을 합치고, 농축시켜 630 mg의 요망되는 생성물을 오일로서 수득하였다.
Figure pct00157
실시예 43. 13- 알릴옥시 -2,5,8,11- 테트라옥사트리데실 6- 아암 ( arm ) 개시제
Figure pct00158
25 ml의 디클로로메탄 중 0.9 그램의 1-아미노-15-알릴옥시-2,2-비스(아미노메틸)-4,7,10,13-테트라옥사펜타데칸 트리하이드로클로라이드 및 3.89 그램의 2,2-비스[(2-브로모이소부티릴옥시]메틸)프로피온산의 용액에, 530 mg의 DPTS 및 890 mg의 DMAP와 함께, 2.7 그램의 DCC를 첨가하고, 반응물을 실온에서 밤새 교반하였다. 반응물을 여과하고, 농축시키고, 잔류물을 헥산 중 50-70% 에틸 아세테이트를 이용하여 실리카겔 상에서 플래시 컬럼 크로마토그래피로 처리하였다. 적절한 분획들을 합치고, 농축시켜 1.9 그램의 요망되는 생성물을 점성 오일로서 수득하였다.
Figure pct00159
실시예 44. 13-(2,3-디히드록시프로필)-2,5,8,11- 테트라옥사트리데실 6- 아암 개시제
Figure pct00160
10 ml의 물 및 10 ml의 t-부탄올 중 이전 절차로부터의 1.0 그램의 알켄의 혼합물에 638 mg (3 eq)의 포타슘 페리시아나이드, 268 mg (3 eq)의 포타슘 카르보네이트, 10 mg의 포타슘 오스메이트 탈수화물, 12 mg의 퀴누클리딘, 및 61 mg (1 eq)의 메탄설폰아미드를 첨가하고, 반응 혼합물을 실온에서 밤새 교반하였다. 반응물을 50 ml의 물에 붓고, 그 후 50 ml의 디클로로메탄으로 추출한 다음, 추가의 25 ml의 디클로로메탄으로 추출하였다. 합친 유기물을 소듐 설페이트 상에서 건조시키고, 여과하고, 농축시켜 유성 잔류물을 수득하였고, 이것을 디클로로메탄 중 2-4% 메탄올을 이용하여 실리카겔 상에서 플래시 컬럼 크로마토그래피로 처리하였고, 생성물을 함유하는 분획들을 합치고, 농축시켜 417 mg의 요망되는 생성물을 점성 오일로서 수득하였다.
Figure pct00161
실시예 45. 9- 아지도 -4,7- 디옥사노노난산을 갖는 헥사글루탐산 아미드의 제조
t-부틸 9-히드록시-4,7- 디옥사노나노에이트 메탄 설포네이트의 제조
Figure pct00162
50 ml의 디클로로메탄 중 3.0 그램의 t-부틸 9-히드록시-4,7-디옥사노나노에이트 (Bioconjugate Chem, 2004, 15, 1349)의 용액을 빙수조로 냉각시키고, 2.5 ml의 트리에틸아민으로 처리한 후, 1.60 그램의 메탄설포닐 클로라이드를 첨가하였다. 반응물을 찬 상태로 10분간 교반시킨 후, 1시간에 걸쳐 실온으로 가온시키면서 교반되게 하였다. 반응물을 50 ml의 디클로로메탄으로 희석시키고, 50 ml의 물로 세척하고, 소듐 설페이트 상에서 건조시켰다.　 여과하고, 농축시켜 오일을 수득하였고, 이것을 헥산 중 50% 에틸 아세테이트를 이용하여 실리카겔 상에서 플래시 컬럼 크로마토그래피로 처리하였다. 적절한 분획들을 합치고, 농축시켜 3.99 그램의 생성물을 투명한 무색 오일로서 수득하였다.
Figure pct00163
t-부틸 9- 아지도 -4,7- 디옥사노나노에이트의 제조
Figure pct00164
25 ml의 DMF 중 이전 절차로부터의 2.0 그램의 메실레이트의 용액을, 1.25 그램 (3 eq)의 소듐 아지드와 함께, 85℃에서 밤새 가열하였다. 반응 혼합물을 100 ml의 물에 붓고, 그 후 4 x 50 ml의 에테르로 추출하였다. 합친 유기층을 소듐 설페이트 상에서 건조시키고, 여과하고, 농축시켜 투명한 오일을 수득하였다. 이러한 오일을 헥산 중 200 ml의 50% 에틸 아세테이트를 이용하여 실리카겔의 플러그를 통해 플러싱하고, 여액을 농축시켜 1.63 그램의 생성물을 투명한 무색 오일로서 수득하였다.
Figure pct00165
9- 아지도 -4,7- 디옥사노노난산의 제조
Figure pct00166
5 ml의 88% 포름산 중 이전 절차로부터의 1.63 그램의 아지도 에스테르의 용액을 실온에서 밤새 교반하였다. 반응 혼합물을 50 ml의 물로 희석시킨 다음, 4 x 25 ml의 에테르로 추출하였다.　 합친 유기물을 소듐 설페이트 상에서 건조시키고, 여과하고, 농축시켜 1.14 그램의 생성물을 투명한 오일로서 수득하였다.
Figure pct00167
9- 아지도 -4,7- 디옥사노노난산 , N- 히드록시숙신이미드 에스테르의 제조
Figure pct00168
15 ml의 건조 아세토니트릴 중 이전 절차로부터의 1.14 그램의 산 및 650 mg의 N-히드록시숙신이미드의 용액을, 150 mg의 DMAP와 함께, 1.4 그램의 DCC로 처리하고, 반응물을 실온에서 3시간 동안 교반하였다. 반응물을 여과하고, 농축시켜 잔류물을 수득하였고, 이것을 헥산 중 10-30% 에틸 아세테이트를 이용하여 실리카겔 상에서 플래시 컬럼 크로마토그래피로 처리하였다. 적절한 분획들을 합치고, 농축시켜 960 mg의 생성물을 소량의 고형물을 함유하는 투명한 오일로서 수득하였다.
Figure pct00169
9- 아지도 -4,7- 디옥사노노난산을 지니는 헥사글루탐산 아미드의 제조
Figure pct00170
350 ㎕의 DMF를 첨가하여 용해성을 개선시키면서, 1 ml의 25 mM HEPES 완충제 pH 7 중 17 mg의 헥사글루탐산의 혼합물을 제조하였다. 그 후, DMF 용액 중 7 mg의 상기 NHS 에스테르를 첨가하고, pH를 조사하였는데, pH는 약 5였다.　 총 240 ㎕의 0.5 M NaOH를 첨가하여 pH가 약 7.5로 돌아오게 하고 추가의 13 mg의 NHS 에스테르를 첨가하였다. 반응 뒤에 Waters 2685 이중 파장 검출기가 구비된 2695 Alliance 용매 전달 시스템을 지니는 Waters HPLC 시스템을 이용한 역상 HPLC를 수행하였다. Phenomenex로부터의 Jupitor C18 HPLC 컬럼 (8x260mm)을 이용하여 물 중 0.08% TFA를 펌프 A 완충제로서 그리고 아세토니트릴 중 0.1% TFA를 펌프 B 완충제로서 이용하여 1.2ml/분으로 25분간 샘플을 크로마토그래피시켰다. 샘플 주입 후에, 컬럼을 동용매 100%A로 1분, 그 후 10분에 걸쳐 20%B로 증가시키고, 선형 구배에 이어 6분에 걸쳐 50%B로 선형 증가시켜 세척하였다. 컬럼을 95%B로 2분간 스트리핑한 후에 동용매 100%A를 이용하여 2분간 재생시켰다. 크로마토그램을 OD220nm에서 모니터링하였다. 천연 펩티드 및 아지드 변형된 펩티드는 각각 5.6분 및 9.6분에서 날카로운 피크로서 용리되었다. 밤새 반응시킨 후에, 펩티드 피크가 사라졌고, 생성물 피크는 최대가 되었다. 생성물 순도를 Waters 2685 이중 파장 검출기가 구비된 2695 Alliance 용매 전달 시스템을 지니는 Waters HPLC 시스템을 이용하여 음이온 교환 크로마토그래피에 의해 확인하였다. Shodex로부터의 약 음이온 교환 DEAE-825 HPLC 컬럼 (8x75mm)을 이용하여 펌프 A 완충제를 20 mM 트리스 pH 7.5로서 그리고 펌프 B 완충제를 0.5M NaCl을 함유하는 완충제 A로서 이용하여 1 ml/분으로 16분간 샘플을 크로마토그래피시켰다. 샘플 주입 주에, 컬럼을 먼저 5분간 동용매 30%B로 세척한 다음, 10분에 걸쳐 100%B로 증가시키고, 선형 구배 이후에 100%B에서 2분간 유지시켜 세척하였다. 그 후, 다음 주입 전에 동용매 30%B를 3분간 이용하여 컬럼을 재생하였다. 크로마토그램을 OD220nm에서 모니터링하였다. 천연 펩티드가 10.1분에 날카로운 단일 피크로서 용리된 한편, 변형된 펩티드는 10.6분에 날카로운 단일 피크로서 용리되었다. 반응물을 회전 증발기 상에서 진공 펌프를 이용하여 농축시켜 모든 용매를 제거하고, 잔류물을 100 ㎕의 2.5 M HCl로 분쇄하여, 백색 고형물을 수득하였다. 이러한 혼합물을 와동시키고, 5분간 5000 rpm에서 원심분리시키고, 상청액을 디캔팅하였다. 고형물을 유사한 방식으로 2 x 100 ㎕의 2.5 M HCl로 다시 세척한 다음, 진공하에 건조시켜 요망되는 생성물을 백색 고형물로서 수득하였다.
실시예 46. 캄프토테신 PC -공중합체의 제조
2-(2- 아지도에톡시 )에탄올의 합성
Figure pct00171
50 ml의 탈이온수 중 10.0 그램의 2-(2-클로로에톡시)에탄올의 용액을 10.4 그램 (2 eq)의 소듐 아지드로 처리하고, 반응 혼합물을 80℃에서 48시간 동안 가열하였다. 용액을 실온으로 냉각시키고, 소듐 클로라이드로 포화시키고, 3 x 50 ml의 에테르로 추출하였다.　 합친 유기물을 무수 소듐 설페이트 상에서 건조시키고, 여과하고, 농축시켜 7.25 그램 (69%)의 요망되는 생성물을 투명한 무색 오일로서 수득하였다.
Figure pct00172
5-[2-(2- 아지도에톡시 ) 에톡시 ]-4- 옥소펜탄산의 합성
Figure pct00173
50 ml의 디클로로메탄 중 3.0 그램의 2-(2-아지도에톡시)에탄올의 용액을 280 mg의 4-(디메틸아미노)피리딘 및 64 ml (2 eq)의 트리에틸아민으로 처리하고, 용액을 빙조로 냉각시켰다. 그 후, 5 ml의 디클로로메탄 중 2.61 그램 (1.0 eq)의 글루타르산 무수물의 용액을 수 분에 걸쳐 적가하였다. 반응물을 교반한 다음, 완만한 환류하에 밤새 가열하였다. 반응물을 실온으로 냉각시키고, 2 x 25 ml의 1N HCl 및 25 ml의 H2O로 세척한 다음, 소듐 설페이트 상에서 건조시켰다. 여과하고, 농축시켜 4.66 그램 (83%)의 요망되는 생성물을 투명한 무색 오일로서 수득하였다.
Figure pct00174
캄프토테신 아지드 컨쥬게이트의 합성
Figure pct00175
10 ml의 디클로로메탄 중 70 mg의 5-[2-(2-아지도에톡시)에톡시]-4-옥소펜탄산의 용액을 빙수조에서 냉각시키고, 55 mg의 EDC에 이어 35 mg의 DMAP 및 50 mg의 캄프토테신으로 처리하였다. 그 후, 반응물이 실온으로 가온되게 하고, 밤새 교반함으로써 용액이 서서히 균질해졌다. 그 후, 반응 혼합물을 농축시키고, 실리카겔 컬럼에 적용시켜, 이것을 먼저 디클로로메탄 중 1-2% 메탄올로 용리시켰다. 그 후, 적절한 분획들을 농축시켜 요망되는 컨쥬게이트를 황색 고형물로서 수득하였다.
Figure pct00176
메타크릴로일옥시에틸 포스포릴콜린 및 트리메틸실릴 ( TMS )-보호된 프로파르 길 메타크릴레이트 공중합체의 합성
에틸 α-브로모이소부티레이트 (18.84mg, 0.096mmol), 바이피리딘 (30.1mg, 0.192mmol) 및 450mg의 DMSO를 초기에 Schlenk 튜브 내로 로딩하였다. 혼합물을 신중하게 탈기시키고, 튜브를 질소로 채웠다. 그 후, CuBr을 비활성 조건하에 튜브에 첨가하였다 (13.8mg, 0.096mmol). 반응 혼합물을 밀봉하고 -78℃로 냉각시켰다. 트리메틸실릴-보호된 프로파르길 메타크릴레이트 (TMS-PgMA) (66mg, 0.336mmol) 및 메타크릴로일옥시에틸 포스포릴 콜린 (0.9, 3.04mmol)의 혼합물을 4ml의 탈기된 200프루프(proof) 에탄올에 용해시켰다. 용액을 비활성 조건하에 냉각된 반응 용기에 적가하였다. 혼합물을 진공하에 15분간 0℃에서 철저하게 탈기시키고, 비활성 가스로 채웠다. 15시간 동안 중합반응이 일어나게 하였다.
Figure pct00177
15시간 후에, 반응 혼합물은 어떠한 명백한 가교 없이 매우 균질한 것으로 나타났다. 공기에 노출시킴에 의해 반응물을 켄칭시켰고, 혼합물은 진갈색에서 녹색으로 바뀌었다. 정제 전에 폴리에틸렌 옥사이드 표준으로 조정된 Shodex 컬럼 (OH806) 상에서 수행된 미정제 샘플의 GPC 분석은 좁은 분포의 단일 피크로서 중합체의 형성을 나타내었다 (피크에서의 분자량 Mp는 13200g/mol인 것으로 나타났다). 광 산란 분석으로부터 22900g/mol의 Mn, 25000g/mol의 Mp 및 1.14의 PDi를 밝혀내었다. 미정제 반응물을 실리카겔을 통해 통과시키고, 농축시키고, 디에틸 에테르 내로 신중하게 침전시켰다. 고형물을 여과에 의해 분리시키고, 디에틸 에테르로 수 회 세척하였다. 공중합체를 오븐 내에서 50℃로 밤새 건조시켜 0.9g의 공중합체를 수득하였다. 1H NMR 분광 분석 결과, TMS 기는 나타나지 않았다. 사전방지 단계로서, 0.5g의 공중합체를 100mg의 테트라부틸 암모늄 플루오라이드 삼수화물에 의해 추가로 처리하고 침전에 의해 정제시켰다.
알킨 -작용성 공중합체 상에서 캄프토테신 아지드 컨쥬게이트의 그라프팅
CuBr (13mg)을 탈기된 Schlenk 튜브 내에 로딩하고, 이어서 15mg의 N,N,N',N",N"-펜타메틸 디에틸렌트리아민을 첨가하였다. 240mg의 공중합체를 2g의 200프루프 탈기된 에탄올에 용해시키고 50 mg의 캄프토테신 아지드 컨쥬게이트 (CPT-L-N3)를 1.5g의 DMF 내로 용해시켰다. CPT-L-N3의 용액을 비활성 조건하에 교반하면서 Schlenk 튜브에 적가하고, 이어서 알킨-작용성 공중합체의 용액을 첨가하였다. 혼합물을 진공-질소의 3회 사이클에 의해 탈기시키고, 실온에서 3시간 동안 반응하게 하였다.
Figure pct00178
3시간 후에, 미정제 혼합물로부터 분취량을 취하고, 370 nm에서 GPC에 의해 분석하였는데, 상기 분석은 유리 캄프토테신 피크와 캄프토테신 공중합체 컨쥬게이트에 상응하는 고분자량 피크의 소실을 나타내었다.
반응 혼합물을 공기에 노출시키고, 그 부피의 반으로 농축시키고, 실리카겔을 통해 통과시켜 구리 촉매를 제거한 다음, 디에틸 에테르 내로 조심스럽게 침전시켰다. 중합체를 과량의 디에틸 에테르로 세척하였다. 고형물을 여과에 의해 분리시키고, 디에틸 에테르로 수 회 세척하였다. 중합체를 오븐에서 50℃로 밤새 건조시키고, 밝은-갈색 분말로서 분리시켰다. 캄프토테신 그라프트 공중합체 (CD3OD) 상에서 수행된 1HNMR 분광 분석은 혼입된 캄프토테신으로부터의 양성자의 특징인, 7-9ppm 영역에서 약하고 넓은 방향족 신호를 나타내었다.
실시예 47. 캄프토테신 그라프트 공중합체로부터 캄프토테신 방출 연구
캄프토테신 그라프트 공중합체의 샘플을 트리스 완충제, pH=8.0에서 약 10 mg/ml으로 제조하였다. 토끼 간으로부터의 간 에스테라제 (Sigma-Aldrich E0887-IKU, Lot # 061K74451)를 샘플에 첨가하고, 샘플을 37℃에서 65시간 이내로 인큐베이션하였다.
Waters 2410 굴절율 검출기를 지니는 Waters Alliance 2995, Waters 2996 포토다이오드 어레이 검출기, 및 Shodex Protein KW-803 컬럼으로 구성된 HPLC 시스템을 이용하여 샘플의 GPC 분석을 수행하였다. 용리를 위해 이용된 이동상은 10% 무수 에탄올을 함유하는 인산염 완충 염수였다. 유량은 1 ml/분으로 설정되었고, 캄프토테신의 존재를 370 nm에서 모니터링하였다. 각 시점에 10 마이크로리터의 샘플 주입을 수행하였다.
Figure pct00179
실시예 48. 캄프토테신을 함유하는 말레이미드 -작용성 PC -공중합체의 제조
중합반응
Figure pct00180
이어지는 중합반응 프로토콜은 에틸 α-브로모이소부티레이트 대신 실시예 5에 기재된 보호된 말레이미드 작용성 개시제를 이용한 것을 제외하고는 실시예 46에 기재된 것과 본질적으로 동일하였다. 사용된 시약의 양은 하기 표에 기재된 바와 같았다:
Figure pct00181
중합 반응 혼합물을 -78℃에서 완전히 탈기시켰고, 반응이 실온에서 17시간 동안 계속되게 하였다. 중합반응물을 공기에 노출시켜 켄칭시켰다. 1 ml의 메탄올에 용해된 100mg의 테트라부틸 암모늄 플루오라이드의 용액을 반응 혼합물에 첨가하였다. 미정제 반응물을 실리카겔을 통해 통과시키고, 농축시키고, 디에틸 에테르 내로 신중하게 침전시켰다. 고형물을 여과에 의해 분리시키고, 디에틸 에테르로 수 회 세척하였다. 중합체를 오븐 내에서 40℃로 밤새 건조시켰다. 광 산란에 의한 분석은 73000g/mol의 Mn, 74000g/mol의 Mp 및 1.15의 PDi를 나타내었다. 1H NMR 분광 분석은 TMS 기를 나타내지 않았다.
보호된 말레이미드 작용기의 탈보호
Figure pct00182
이전 단계로부터의 중합체를 넓은 결정화 디시의 바닥 위에 분말의 얇은 층으로서 분무시켰다. 디시를 125℃로 미리 가열된 진공 오븐에 넣고 진공을 가하였다. 125℃에서의 가열을 1시간 동안 수행하였고, 온도가 일단 실온에 도달하면 진공을 점차 중단하였다. 생성된 고형물/분말을 프릿/여과 장치 상에 수집하고, 디에틸 에테르로 수 회 세척하고, 진공 오븐에서 실온으로 건조시켰다.
Figure pct00183
1H NMR 분석은 5.2 및 6.6ppm (푸란기를 나타냄)에서 신호의 소실 및 6.95ppm (말레이미드로부터의 CH를 나타냄)에서 새로운 신호의 출현을 나타내었다. 광 산란에 의한 분석은 77000g/mol의 Mn, 69000g/mol의 Mp 및 1.1의 PDi를 나타내었다.
캄프토테신을 함유하는 말레이미드 -작용성 PC -공중합체의 제조
Figure pct00184
이전 단계로부터의 말레이미드 작용성 중합체로의 캄프토테신의 부착은 실시예 43에 본래 기재되어 있다. 이전 단계로부터의 170mg의 중합체를 Schlenk 튜브에서 0.5ml의 200프루프 에탄올에 용해시켰다. 용액에 건조 DMF 중 50㎕의 PMDETA 용액 (50㎕ 중 5mg)을 첨가하고, 이어서 DMF 중 200㎕의 캄프토테신 아지드 컨쥬게이트의 용액 (1 ml의 DMF에 대해 125mg의 CPT-L-N3)을 첨가하였다. 혼합물에 추가의 210mg의 건조 DMF를 첨가시켜 반응 혼합물의 균질성을 보장하였다. 혼합물을 짧게 탈기시키고, 4mg의 CuBr을 비활성 조건하에 첨가하였다. 혼합물을 탈기시켰고, 반응이 실온에서 밤새 계속되게 하였다. 미정제 혼합물을 메탄올에 용해시키고, 짧은 컬럼의 실리카겔을 통해 통과시키고, 침전 및 THF에서 세척에 의해 정제시켰다. 마지막으로 고형물을 디에틸 에테르로 세척하고, 35-40℃에서 밤새 건조시켰다. 광 산란에 의한 분석은 분자량 (Mp)에서 20%의 증가와 함께 95000g/mol의 Mn, 84000g/mol의 Mp 및 1.14의 PDi를 나타내었다. CD3OD에서 생성된 중합체의 1H NMR 분석은 7-9 ppm 범위에서 약한 방향족 신호를 나타내었다. 8.4ppm에서 캄프토테신으로부터의 CH 및 4-4.5ppm 영역에서 HEMA-PC로부터의 메틸렌기에 기반한 대략적인 판단은 캄프토테신의 1.5-2%의 혼입을 나타내었다.
실시예 49. 캄프토테신 아지드 컨쥬게이트의 부착 이후 보호된 말레이미드 작용성 PC -공중합체의 탈보호
Figure pct00185
300㎕의 에탄올 중 실시예 46으로부터의 100 mg의 보호된 말레이미드 작용성 공중합체에 DMF에 용해된 PMDETA의 29.4㎕의 원액 (10mg/ml)을 첨가하고, 이어서 DMF 중 117㎕의 캄프토테신 아지드 컨쥬게이트의 원액 (240㎕의 DMF 중 30mg), 85㎕의 DMF 및 2.1mg의 CuBr을 첨가하였다. 반응 혼합물을 완전히 탈기시키고, 밤새 교반하였다. 말레이미드 작용기의 탈보호를 실시예 48에 기재된 대로 수행하였다.
실시예 50. 캄프토테신 및 플루오레세인을 함유하는 말레이미드 -작용성 PC -공중합체의 제조
중합반응
Figure pct00186
이어지는 중합반응 프로토콜은 제 3 공단량체인 플루오레세인 메타크릴레이트 (FLMA)를 첨가한 것을 제외하고는 실시예 46에 기재된 것과 본질적으로 동일하였다.
Figure pct00187
사용된 시약의 양은 하기 표에 기재된 바와 같았다:
Figure pct00188
중합 반응 혼합물을 -78℃에서 완전히 탈기시키고, 반응이 실온에서 17시간 동안 계속되게 하였다. 중합반응물을 공기에 노출시켜 켄칭시켰다. 1 ml의 메탄올에 용해된 100mg의 테트라부틸 암모늄 플루오라이드의 용액을 반응 혼합물에 첨가하였다. 미정제 반응물을 실리카겔을 통해 통과시키고, 농축시키고, 디에틸 에테르 내로 신중하게 침전시켰다. 고형물을 여과에 의해 분리시키고, 디에틸 에테르로 수 회 세척하였다. 공중합체를 오븐 내에서 40℃로 밤새 건조시켰다. 광 산란에 의한 분석은 69000g/mol의 Mn, 70000g/mol의 Mp 및 1.15의 PDi를 나타내었다. 건조 중합체의 1H NMR 분광학은 TMS 기를 나타내지 않았다.
보호된 말레이미드 작용기의 탈보호
Figure pct00189
이전 단계로부터의 중합체의 보호된 말레이미드 작용기를 실시예 46에 상세히 기재된 프로토콜을 이용하여 탈보호시켰다. 1H NMR 분석은 5.2 및 6.6ppm에서 신호의 소실 (푸란기를 나타냄) 및 6.95ppm에서 새로운 신호의 출현 (말레이미드로부터의 CH를 나타냄)을 나타내었다. 광 산란에 의한 분석은 72,200g/mol의 Mn, 63,700g/mol의 Mp 및 1.1의 PDi를 나타내었다.
캄프토테신 및 플루오레세인을 함유하는 말레이미드 -작용성 PC -공중합체의 제조
Figure pct00190
이전 단계로부터의 말레이미드 작용성 중합체로의 캄프토테신의 부착은 실시예 46에 본래 기재되어 있다. 이전 단계로부터의 170mg의 중합체를 Schlenk 튜브에서 0.5ml의 200프루프 에탄올에 용해시켰다. 용액에 건조 DMF 중 50㎕의 PMDETA 용액 (50㎕ 중 5mg)을 첨가하고, 이어서 DMF 중 200㎕의 캄프토테신 아지드 컨쥬게이트의 용액 (1 ml의 DMF에 대해 125mg의 CPT-L-N3)을 첨가하였다. 혼합물에 추가의 210mg의 건조 DMF를 첨가시켜 반응 혼합물의 균질성을 보장하였다. 혼합물을 짧게 탈기시키고, 4mg의 CuBr을 비활성 조건하에 첨가하였다. 혼합물을 탈기시켰고, 반응이 실온에서 밤새 계속되게 하였다. 미정제 혼합물을 메탄올에 용해시키고, 짧은 컬럼의 실리카겔을 통해 통과시키고, 침전 및 THF에서 세척에 의해 정제시켰다. 마지막으로 고형물을 디에틸 에테르로 세척하고, 35-40℃에서 밤새 건조시켰다. 광 산란에 의한 분석은 분자량 (Mp)에서 20%의 증가와 함께 107,100g/mol의 Mn, 98100g/mol의 Mp 및 1.14의 PDi를 나타내었다. CD3OD에서 생성된 중합체의 1H NMR 분석은 7-9 ppm 범위에서 약한 방향족 신호를 나타내었다. 8.4ppm에서 캄프토테신으로부터의 CH 및 4-4.5ppm 영역에서 HEMA-PC로부터의 메틸렌기에 기반한 대략적인 판단은 캄프토테신의 2.5-5%의 혼입을 나타내었다.
실시예 51. 캄프토테신 아지드 컨쥬게이트의 부착 이후에 보호된 말레이미드 작용성 플루오레세인 PC -공중합체의 탈보호
Figure pct00191
300㎕의 에탄올 중 실시예 50으로부터의 100mg의 보호된 말레이미드 작용성 공중합체에 DMF에 용해된 29.4㎕의 PMDETA의 원액 (10mg/ml)을 첨가하고, 이어서 DMF 중 117㎕의 캄프토테신 아지드 컨쥬게이트의 원액 (240㎕의 DMF 중 30mg), 85㎕의 DMF 및 2.1mg의 CuBr을 첨가하였다. 반응 혼합물을 완전히 탈기시키고, 밤새 교반하였다. 말레이미드 작용기의 탈보호를 실시예 43에 기재된 대로 수행하였다.
실시예 52. 4- 아암 말레이미드 작용성 HEMA - PC 콜린 블록 공중합체의 제조
4- 아암 보호된 말레이미드 작용성 PC -중합체의 제조
Figure pct00192
실시예 11로부터의 4-아암 보호된 말레이미드 작용성 개시제 및 리간드 2,2'-바이피리딜을 Schenk 튜브에 도입시켰다. 디메틸 포름이미드를 적가식으로 도입시켜 개시제 및 리간드의 중량 퍼센트가 대략 20%가 되었다. 생성된 용액을 드라이 아이스/아세톤 혼합물을 이용하여 -78℃까지 냉각시키고, 진공하에 10분간 탈기시켰다. 튜브를 질소하에 재충전시키고, 질소 조건을 유지하면서 촉매 CuBr을 Schlenck 튜브 내로 도입시켰다 (브롬/촉매/리간드의 몰 비는 1/1/2로 유지되었다). 용액은 바로 진갈색이 되었다. Schlenk 튜브를 밀봉하고, -78℃에서 유지시켰다. 진공/질소 사이클을 3회 적용시킴에 의해 용액을 퍼징시켰다. 소정량의 단량체를 혼합시키고, 200프루프 탈기된 에탄올과 함께 질소하에 유지시킴에 의해 HEMA-PC의 용액을 제조하였다. 단량체 용액을 Schlenk 튜브 내로 적가시키고, 광 산란에 의해 균질화시켰다. 온도를 -78℃로 유지하였다. 용액으로부터의 버블링이 멈출 때까지 적어도 10 내지 15분간 충분한 진공을 반응 혼합물에 가하였다. 그 후, 튜브를 질소로 재충전시키고, 실온으로 가온시켰다. 용액을 교반하였고, 중합반응이 계속됨에 따라, 용액은 점성이 되었다. 38시간 후에, 공기로의 직접 노출에 의해 반응물을 켄칭시켜 Cu (I)을 Cu (II)로 산화시키고, 혼합물의 색은 청색-녹색이 되었으며, 이것을 실리카겔을 통해 통과시키고, 농축하고, 디에틸 에테르 내로 신중하게 침전시켰다. 고형물을 여과에 의해 분리시키고, 디에틸 에테르로 수 회 세척하였다. 중합체를 오븐 내에서 40℃로 밤새 건조시켰다. 사용된 시약의 양은 하기 표에 기재된 바와 같았다:
Figure pct00193
광 산란에 의한 분석은 550,000g/mol의 Mn, 640,000g/mol의 Mp 및 1.18의 PDi를 나타내었다.
4- 아암 말레이미드 작용성 HEMA - PC 콜린 블록 공중합체의 제조
Figure pct00194
상기 식에서, 블록 공중합체는 하기 화학식을 갖는다:
Figure pct00195
0.7ml의 에탄올 중 이전 단계로부터의 300mg의 중합체의 혼합물에, 비활성 조건하에, 42mg의 DMF 중 1mg의 PMDETA에 이어 1mg의 CuBr을 첨가하였다. 반응 혼합물을 즉시 -78℃로 냉각시키고, 충분히 탈기시켰다. 2(메타크릴로일옥시) 에틸트리메틸 암모늄 클로라이드 (MC)를 수용액으로서 (72% w/w) 짧은 컬럼을 통해 예비 통과시켜 안정화제를 제거하였다. 177mg의 용액을 반응 혼합물에 첨가하고, 버블링이 보이지 않을 때까지 혼합물을 -78℃에서 30분간 철저히 탈기시켰다. 반응 혼합물을 질소로 다시 채우고, 반응이 실온에서 44시간 동안 계속되게 하였다. 1H NMR으로 예측된 전환은, 15%의 MC가 중합체로 전환된 것으로 나타났다. 미정제 혼합물을 투석에 의해 정제시켜 임의의 저분자량 불순물 (MWCO 15kDa)을 제거하고, 이어서 냉동건조시켰다. 1H NMR 분석은 포스포릴콜린 (4ppm 내지 4.5ppm)으로부터의 세 개의 피크 옆에 콜린기로부터의 새로운 피크를 4.5ppm 영역 (CH 2 O)에 나타내었다. CD3OD 중 최종 중합체의 1H NMR 분석은 5-10%의 MC 대 HEMA-PC의 몰 비를 나타내었다. 실시예 43에 기재된 탈보호에 의해 말레이미드 작용기가 생성되었다. HEMA-PC 중합반응의 끝에 MC가 첨가되는 한 단계 공정에서 유사한 사슬 연장이 관찰되었다.
실시예 53. 3- 아암 디올 작용성 HEMA - PC 플루오레세인 블록 공중합체의 제조
중합반응
Figure pct00196
4.66mg의 2,2'바이피리딜을 Schlenk 튜브에 첨가하고, 이어서 DMF 중 41.3㎕의 실시예 37로부터의 개시제의 원액 (10mg/100ml의 DMF) 및 DMF 중 83.4㎕의 CuBr2의 원액 (10mg/ml의 DMF)을 첨가하였다. 혼합물을 진공하에 -78℃에서 탈기시켰다. 반응 혼합물에 1.6mg의 CuBr을 비활성 조건하에 첨가시키고, 이어서 3.75ml의 200프루프 에탄올에 용해된 2g의 HEMA-PC를 적가하였다. 용기를 밀봉시키고, 버블링이 보이지 않을 때까지 -78℃에서 진공하에 탈기시켰다. 반응 혼합물을 비활성 조건하에 두고, 반응이 실온에서 48시간 동안 계속되게 하였다. 전환은 1H NMR에 의해 98% 이상으로 추정되었다. 광 산란에 의한 분석은 457kDa의 Mp, 407kDa의 Mn 및 1.13의 PDi를 나타내었다. 미정제 혼합물을 실리카겔의 플러그를 통해 통과시키고, THF 내로 침전에 의해 정제시킨 후에, THF로 세척한 다음 디에틸 에테르로 최종 세척하였다.
3- 아암 디올 작용성 HEMA - PC 플루오레세인 블록 공중합체의 제조
Figure pct00197
이전 단계로부터의 1.409g의 중합체를 4ml의 200프루프 에탄올에 용해시켰다. 반응 혼합물에 182mg의 DMF 중 14mg의 FLMA, 510mg의 DMF 및 3mg의 2,2'바이피리딜의 용액을 첨가하였다. 반응 혼합물을 충분히 탈기시킨 후에 1.34 mg의 CuBr 및 1mg의 Cu(O)를 첨가하였다. 반응 혼합물을 충분히 탈기시키고, 실온에서 8시간 동안 처리되게 하였다. 미정제 혼합물을 실리카겔의 플러그를 통해 통과시키고, THF 중 침전에 의해 정제시킨 후, THF로 세척하고, 디에틸 에테르로 추가 세척하였다. 최종 중합체를 황색 분말로서 분리시켰다. 플루오레세인의 존재를 메탄올 중 1H NMR 및 370 nm에서의 흡광도에 의해 증명하였다. 중합체에 대해 광 산란에 의해 수행된 분자량 분석은 분자량에 있어서 501kDa의 Mp로의 증가 및 1.28의 PDi를 나타내었다.
실시예 54. 알킨기를 함유하는 알데히드 작용성 PC 공중합체의 제조
중합반응
Figure pct00198
사용된 시약의 양은 하기 표에 기재된 바와 같았다:
Figure pct00199
실시예 39로부터의 개시제를 사용하였다. 중합 반응 혼합물을 -78℃에서 충분히 탈기시키고, 실온에서 64시간 동안 처리되게 하였다. 반응물을 공기에 노출시켜 켄칭시켰다. 1 ml의 메탄올에 용해된 100mg의 테트라부틸 암모늄 플루오라이드의 용액을 반응 혼합물에 첨가하였다. 미정제 반응 혼합물을 실리카겔을 통해 통과시키고, 농축시키고, 디에틸 에테르 내로 신중하게 침전시켰다. 고형물을 여과에 의해 분리시키고, 디에틸 에테르로 수 회 세척하였다. 중합체를 오븐에서 40℃로 밤새 건조시켰다. 광 산란에 의한 분석은 71,000g/mol의 Mn, 64000g/mol의 Mp 및 1.15의 PDi를 나타내었다. 건조 중합체의 1H NMR 분광학은 TMS 기를 나타내지 않았다.
페리오데이트 산화에 의한 알데히드 작용기의 생성
증류수 (10wt. %) 중 디올 작용성 중합체의 용액에 증류수에 용해된 과량의 소듐 페리오데이트를 도입시켰다. 반응이 실온에서 90분간 암실에서 계속되게 하였다. 글리세롤 수용액 (1.5X vs. NaIO4)으로 반응물을 켄칭시켜 임의의 반응하지 않은 소듐 페리오데이트를 제거하였다. 혼합물을 실온에서 15분간 교반하고, 정제를 위해 투석 백 (MWCO 14 내지 25kDa)에 실온에서 하루 동안 두었다. 냉동건조에 의해 물을 제거하고, 중합체를 건조 분말로서 수집하였다.
Figure pct00201
실시예 55. 에폭사이드기를 함유하는 디올 작용성 PC 공중합체의 제조
Figure pct00202
9.13 mg의 2,2'바이피리딜을 Schlenk 튜브에 첨가하고, 이어서 DMF 중 실시예 26으로부터의 개시제의 80㎕의 원액 (10mg/100ml의 DMF)을 첨가하였다. 혼합물을 진공하에 -78℃에서 탈기시켰다. 반응 혼합물에 4.2mg의 CuBr을 비활성 조건하에 첨가하고, 이어서 1g의 HEMA-PC의 혼합물을 첨가하고, 2ml의 200프루프 에탄올에 용해된 23㎕의 정제된 글리시딜 메타크릴레이트 (GMA) (안정화제 제거기를 통해 통과시켜, MEHQ 안정화제 제거)를 적가식으로 첨가하였다. 용기를 밀봉하고, 버블링이 보이지 않을 때까지 -78℃에서 진공하에 탈기시켰다. 반응 혼합물을 비활성 조건하에 두고, 실온에서 3시간 동안 처리되게 하였다. 미정제 혼합물을 실리카겔의 플러그를 통해 통과시키고, THF 내로 침전에 의해 정제시킨 후, THF로 세척한 다음 디에틸 에테르로 최종 세척하였다. 광 산란에 의한 분석은 92kDa의 Mp, 83kDa의 Mn 및 1.1의 PDi를 나타내었다.
실시예 56. 에폭사이드기를 함유하는 보호된 말레이미드 작용성 PC 공중합체의 제조
Figure pct00203
13.55 mg의 2,2'바이피리딜을 Schlenk 튜브에 첨가하고, 13.52mg의 실시예 26으로부터의 개시제를 첨가하였다. 고형물을 142mg의 DMSO에 용해시켰다. 혼합물을 진공하에 -78℃에서 탈기시켰다. 반응 혼합물에 6.22mg의 CuBr을 비활성 조건하에 첨가하고, 이어서 1g의 HEMA-PC의 혼합물을 첨가하고, 2ml의 200프로프 에탄올에 용해된 78㎕의 정제된 GMA (안정화제 제거기를 통해 통과시켜, MEHQ 안정화제 제거)를 적가식으로 첨가하였다. 용기를 밀봉하고, 버블링이 보이지 않을 때까지 -78℃에서 진공하에 탈기시켰다. 반응 혼합물을 비활성 조건하에 두고, 실온에서 3시간 동안 처리되게 하였다. 미정제 혼합물을 실리카겔의 플러그를 통해 통과시키고, THF 내로 침전에 의해 정제시킨 후, THF로 세척한 다음 디에틸 에테르로 최종 세척하였다. 광 산란에 의한 분석은 71kDa의 Mp, 65kDa의 Mn 및 1.13의 PDi를 나타내었다.
실시예 57. 아세토아세테이트기를 함유하는 보호된 말레이미드 작용성 PC 공중합체의 제조
Figure pct00204
13.55 mg의 2,2'바이피리딜을 Schlenk 튜브에 첨가하고, 13.52mg의 실시예 26으로부터의 개시제를 첨가하였다. 고형물을 142mg의 DMSO에 용해시켰다. 혼합물을 진공하에 -78℃에서 탈기시켰다. 반응 혼합물에 6.22mg의 CuBr을 비활성 조건하에 첨가하고, 이어서 1g의 HEMA-PC의 혼합물을 첨가하고, 2ml의 200프루프 에탄올에 용해된 110㎕의 정제된 2-(아세토아세틸옥시)에틸 2-메타크릴레이트 (MEA) (안정화제 제거기를 통해 통과시켜, MEHQ 안정화제 제거)를 적가식으로 첨가하였다. 용기를 밀봉하고, 버블링이 보이지 않을 때까지 -78℃에서 진공하에 탈기시켰다. 반응 혼합물을 비활성 조건하에 두고, 실온에서 3시간 동안 처리되게 하였다. 미정제 혼합물을 실리카겔의 플러그를 통해 통과시키고, THF 내로 침전에 의해 정제시킨 후, THF로 세척한 다음 디에틸 에테르로 최종 세척하였다. 광 산란에 의한 분석은 85kDa의 Mp, 79kDa의 Mn 및 1.15의 PDi를 나타내었다.
실시예 58. 알킨 및 아세토아세테이트기를 함유하는 보호된 말레이미드 작용성 PC 공중합체의 제조
Figure pct00205
13.55 mg의 2,2'바이피리딜을 Schlenk 튜브에 첨가하고, 13.52mg의 실시예 26으로부터의 개시제를 첨가하였다. 고형물을 142mg의 DMSO에 용해시켰다. 혼합물을 진공하에 -78℃에서 탈기시켰다. 반응 혼합물에 6.22mg의 CuBr을 비활성 조건하에 첨가하고, 이어서 1g의 HEMA-PC, 56.3mg의 TMS-PgMA의 혼합물을 첨가하고, 2ml의 200프루프 에탄올에 용해된 55㎕의 정제된 MEA (안정화제 제거기를 통해 통과시켜, MEHQ 안정화제 제거)를 적가식으로 첨가하였다. 용기를 밀봉하고, 버블링이 보이지 않을 때까지 -78℃에서 진공하에 탈기시켰다. 반응 혼합물을 비활성 조건하에 두고, 실온에서 3시간 동안 처리되게 하였다. 미정제 혼합물을 실리카겔의 플러그를 통해 통과시키고, THF 내로 침전에 의해 정제시킨 후, THF로 세척한 다음 디에틸 에테르로 최종 세척하였다. 광 산란에 의한 분석은 78kDa의 Mp, 72kDa의 Mn 및 1.13의 PDi를 나타내었다.
실시예 59. 알킨기를 함유하는 디올 작용성 PC 공중합체의 제조
Figure pct00206
사용된 시약의 양은 하기 표에 기재된 바와 같았다:
Figure pct00207
실시예 26으로부터의 개시제를 사용하였다. 중합 반응 혼합물을 -78℃에서 충분히 탈기시키고, 실온에서 14시간 동안 처리되게 하였다. 반응물을 공기에 노출시켜 켄칭시켰다. 1 ml의 메탄올에 용해된 100mg의 테트라부틸 암모늄 플루오라이드의 용액을 반응 혼합물에 첨가하였다. 미정제 반응 혼합물을 실리카겔을 통해 통과시키고, 농축시키고, 디에틸 에테르 내로 신중하게 침전시켰다. 고형물을 여과에 의해 분리시키고, 디에틸 에테르로 수 회 세척하였다. 중합체를 오븐에서 40℃로 밤새 건조시켰다. 광 산란에 의한 분석은 222,000g/mol의 Mn, 277,000g/mol의 Mp 및 1.2의 PDi를 나타내었다. 건조 중합체의 1H NMR 분광학은 TMS 기를 나타내지 않았다.
실시예 60. 알킨기를 함유하는 디올 작용성 PC 공중합체로의 9- 아지도 -4.7-디옥사노난산을 갖는 헥사글루탐산 아미드의 부착 및 후속하여 디올 전구체로부터 알데히드 작용기의 생성
Figure pct00208
문단부호<714>로부터의 45mg의 알킨기를 갖는 디올 작용성 PC 공중합체
13.55 mg의 2,2'바이피리딜을 Schlenk 튜브에 첨가하고, 13.52mg의 실시예 26으로부터의 개시제를 첨가하였다. 고형물을 142mg의 DMSO에 용해시켰다. 혼합물을 진공하에 -78℃에서 탈기시켰다. 반응 혼합물에 6.22mg의 CuBr을 비활성 조건하에 첨가하고, 이어서 1g의 HEMA-PC, 56.3mg의 TMS-PgMA의 혼합물을 첨가하고, 2ml의 200프루프 에탄올에 용해된 55㎕의 정제된 MEA (안정화제 제거기를 통해 통과시켜, MEHQ 안정화제 제거)를 적가식으로 첨가하였다. 용기를 밀봉하고, 버블링이 보이지 않을 때까지 -78℃에서 진공하에 탈기시켰다. 반응 혼합물을 비활성 조건하에 두고, 실온에서 3시간 동안 처리되게 하였다. 미정제 혼합물을 실리카겔의 플러그를 통해 통과시키고, THF 내로 침전에 의해 정제시킨 후, THF로 세척한 다음 디에틸 에테르로 최종 세척하였다. 광 산란에 의한 분석은 78kDa의 Mp, 72kDa의 Mn 및 1.13의 PDi를 나타내었다.
실시예 59를 800-900mg의 탈이온수에 용해시켰다. 13.5㎕의 PDMETA (100㎕의 DMF 중 10mg의 원액으로부터)를 둥근 바닥 플라스크에서 반응 혼합물에 첨가하였다. 실시예 45로부터의 9-아지도-4,7-디옥사노노난산을 갖는 7mg의 헥사글루탐산 아미드를 70㎕의 DMF에 용해시키고, 2.1mg의 CuBr과 함께 반응 혼합물에 첨가시켰다. 혼합물을 충분히 탈기시키고, 비활성 조건하에 두고, 밤새 실온에서 교반하였다.
실시예 45에 기재된 대로 OD220nm에서 음이온 교환 크로마토그래피에 의해 반응 효율을 모니터링하였다. 0시에서의 주입은 플로-쓰루(flow-through)에서 반응하지 않은 중합체의 존재와, 10.6분에 미반응된 중합체를 나타내었다. 밤새 반응시킨 후에, 중합체 피크가 사라졌고, 중합체 변형된 펩티드에 상응하는 새로운 피크가 11.6분에 나타났다. 이러한 피크는 폭이 넓었는데, 이는 각각의 중합체가 아지드 변형된 펩티드의 가능한 부착을 위해 다수의 알킨기를 갖는다는 사실로 인해 다수의 중합체-펩티드 종의 존재를 나타낸다.
음이온 교환 크로마토그래피에 의한 정제
분석적 음이온 교환 크로마토그래피 경험에 기반하여, 중합체 변형된 펩티드를 GE Healthcare로부터의 Hitrap DEAE FF 컬럼 (5 ml)을 이용하여 Akta Prime Plus 시스템 상에서 음이온 교환 크로마토그래피를 이용하여 정제하였다. 완충제 A는 20mM 트리스 pH7.5였고, 완충제 B는 0.5M NaCl을 함유하는 완충제 A였다. 컬럼을 완충제 A와 평형화시키고, 이어서 3 컬럼 부피의 완충제 B와 평형화시킨 다음, 충분한 완충제 A와 평형화시켜 컬럼 용리액을 완충제 A와 동일한 전도도로 회복시켰다. 700㎍의 미정제 중합체 변형된 펩티드를 컬럼 상에 완충제 A에 로딩하고, 컬럼을 충분한 완충제 A로 세척하여 컬럼 용리액을 완충제 A와 동일한 전도도로 회복시켰다. 20%B, 30%B, 50%B, 70%B, 및 100%B를 이용한 단계식 양상으로 용리를 수행하였다. 10ml의 분획들을 수집하고, 분획 17 및 18을 푸울링시켜 (20ml) 40%B 푸울을 형성하고, 분획 19 및 20을 푸울링시켜 70%B 푸울 (20ml)을 형성하였다. 두 푸울 모두를 Amicon Ultra 30 kDa MWCO 농축기를 이용하여 0.5-1ml의 부피로 농축시켰다. 실시예 45로부터의 분석적 음이온 교환 방법을 이용하여 분석을 수행하였고, 이것은 70%B 푸울이 앞서 기재된 대로 폭이 넓은 단일 피크를 함유하고 있음을 나타내었다. 40%B 푸울이 또한 70%B 피크보다 약간 먼저 용리된 폭이 넓은 단일 피크를 함유하였는데, 이것은 중합체 당 더 적은 펩티드를 갖는 중합체 변형된 펩티드의 존재를 나타낸다. Waters 2685 이중 파장 검출기가 구비된 2695 Alliance 용매 전달 시스템을 갖는 Waters HPLC 시스템 상에서 크기 배제 크로마토그래피를 이용하여 추가 분석을 수행하였다. 샘플을 GE Healthcare로부터의 Superdex 200 컬럼 (10x300mm)을 이용하여 1ml/min으로 1x PBS pH 7.4에서 25분간 크로마토그래피하였다. 크로마토그램을 OD220nm 및 OD280nm에서 모니터링하였다. 음이온 교환 정제로부터의 40%B 및 70%B 푸울 둘 모두는 약 9분에 피크 체류 시간을 갖도록 용리되었는데, 이는 500 kDa 내지 600 kDa 범위의 분자량과 같다. 피크는 220nm 및 280nm에서 나타났으며, 이것은 중합체와 펩티드의 존재를 나타낸다. 반응하지 않은 중합체가 유사한 위치에서 용리되었으나, 220nm에서만 나타난 한편, 반응하지 않은 펩티드가 18분의 체류 시간으로 용리되었으나, 280nm에서만 보였다.
헥사글루탐산 변형된 PC 공중합체 상에서 페리오데이트 산화에 의한 말단 디올 작용기의 알데히드 작용기로의 전환
음이온 교환으로 정제되고 이전 단계로부터의 중합체 변형된 펩티드의 농축된 70%B 용리 푸울 상에 있는 말단 디올 작용기를 실시예 54에 기재된 페리오데이트 산화를 이용하여 알데히드 작용기로 전환시켰다.
실시예 61. 헥사글루탐산을 함유하는 알데히드 작용성 PC 중합체로의 알칼리 포스파타제의 컨쥬게이션
알칼리 포스파타제 (Sigma-Aldrich)를 25mM Hepes pH 7 (컨쥬게이션 완충제) 내로 완충제 교환시키고, 5-8 mg/ml로 농축시켰다. 컨쥬게이션 반응을 ~1mg/ml의 최종 단백질 농도를 갖는 40mM 소듐 시아노보로히드라이드의 존재하에 단백질에 대해 3-5X 몰 과량의 헥사글루탐산을 함유하는 알데히드 작용성 PC 공중합체에서 수행하였다. 모든 반응은 크림프 밀봉된 유리 바이알에서 밤새 실온에서 수행되었다. 디올 형태의 중합체를 네거티브 대조군으로서 이용하였다. 40㎕의 각각의 반응물을 Superdex 200 컬럼 (10/300mm) 상에서 1ml/min으로 1x PBS pH 7.4에서 분획하하였다. 1ml의 분획들을 수집하고, 하기와 같이 알칼리 포스파타제 활성에 대해 시험하였다. 5㎕의 SEC 분획을 20mM 트리스 pH 7.5로 5x 희석시키고, 100㎕의 PNPP 기질을 첨가하고, 샘플을 37℃에서 20분간 인큐베이션하였다. Molecular Devices로부터의 SpectraMax Plus 384 플레이트 리더를 이용하여 OD405nm을 측정하였다. 예상한 대로, 디올 작용성 중합체를 이용했을 때, 어떠한 컨쥬게이션도 관찰되지 않았다. 그러나, 알데히드 작용성 중합체의 경우, 알칼리 포스파타제 활성이 유리 중합체 및 고분자량 종에 상응하는 8-10분 체류 시간 범위 뿐만 아니라 유리 알칼리 포스파타제에 상응하는 12-13분 범위에서 측정되었다.
실시예 62. 캄프토테신을 함유하는 말레이미드 작용성 PC 공중합체로의 인간 Fab의 컨쥬게이션
전체 인간 IgG (Innovative Research)의 펩신 분해에 의해 Fab2를 수득하고, 후속하여 TCEP로 환원시켜 Fab를 수득함으로써 인간 Fab를 제조하였다. IgG의 펩신 분해를 0.1M 소듐 아세테이트 pH 4.5에서 4℃로 밤새 수행시켜 90% 이상의 분해 효율을 달성하였다. 그 후, Fab2 분획을 MacroCap SP 컬럼을 구비한 양이온 교환 크로마토그래피를 이용하여 추가로 정제시켰다. 순수한 Fab2 분획을 100-200mM NaCl로 pH 5에서 용리시키는 한편, 유리 펩신 및 모든 다른 오염물질을 결합되지 않은 분획으로 용리시켰다. 그 후, 정제된 Fab2를 2X 몰 비의 TCEP로 37℃에서 30분간 환원시키고, 겔 여과 크로마토그래피를 이용하여 환원되지 않은 Fab2 및 유리 TCEP로부터 Fab를 정제시켰다. 이어서 Fab 분획을 푸울링하고, 컨쥬게이션 완충제로 완충제 교환하였다. 하기 기재된 컨쥬게이션 실험은 1mg의 Fab를 13x 몰 과량의 실시예 48로부터의 캄프토테신을 함유하는 84 kDa 말레이미드 작용성 PC 공중합체에 컨쥬게이션시키기 위한 것이다. 컨쥬게이션 반응은 10mM 소듐 아세테이트 pH 5에서 2mM EDTA로 수행되었다. 최종 Fab 농도는 컨쥬게이션 완충제에 용해된 13x 몰 과량의 중합체 및 환원제로서 3x 몰 과량의 TCEP의 존재하에 2.7mg/ml였다. 중합체를 컨쥬게이션 완충제에 100-300mg/ml의 농도로 용해시킨 후, TCEP 및 Fab를 첨가하였다. 반응 혼합물을 부드럽게 혼합시키고, 컨쥬게이션을 암실에서 실온으로 밤새 수행하였다.
컨쥬게이션 상태를 SDS-PAGE로 모니터링할 수 있고, 여기서 비환원 조건하에, 유리 Fab에 비해 더 많은 고 MW 종들의 축적은 양호한 컨쥬게이션 사건의 결과를 나타낸다. 그러한 고 MW 컨쥬게이트 종들은 하기를 특징으로 한다: (1) UV 조명하에 캄프토테신의 존재로 인한 형광성; (2) 컨쥬게이트 밴드는 단백질의 존재로 인해 코마시 블루에 의해 염색될 수 있어야 한다 (중합체는 염색되지 않음); (3) 고 MW 종들은 환원 조건하에 이동하지 않는데, 이는 이들이 디설파이드 매개 응집물에 기인한 것이 아니라는 좋은 표시이다.
대안적으로, 컨쥬게이션 사건은 GE Healthcare로부터의 Superdex 200 (10/300mm) 컬럼을 이용한 분석적 SEC로 1ml/min으로 1x PBS pH 7.4에서 모니터링될 수 있다. 그러한 진행 조건하에, 유리 Fab는 15.3분에서 용리되고, 유리 중합체는 10.6분에서 용리된다.
상기 기재된 Fab-중합체-캄프토테신 컨쥬게이트의 존재를 추가로 특성화하기 위해, 반응 혼합물을 1ml 양이온 교환 크로마토그래피 (CEX) 또는 GE Healthcare로부터의 MacroCap SP 컬럼을 이용하여 pH 5에서 추가로 분획화하였다. 컬럼을 OD280nm 검출기, 전도도 측정기 및 분획 수집기가 장착된 구비된 AKTA Prime Plus 크로마토그래피 시스템에 연결시켰다. 완충제 A는 10mM 소듐 아세테이트 pH 5였고, 완충제 B는 0.5M NaCl을 함유하는 완충제 A였다. 용리된 분획들을 SDS-PAGE를 이용하여 추가로 분석하였다.
Fab가, 10mM NaCl에서의 저이온 강도와 더불어, pH 5에서 양성자화됨에 따라, Fab-컨쥬게이트 및 유리 Fab가 양이온 교환 컬럼에 결합하고, 그 동안 컨쥬게이션되지 않은 중합체는 CEX와 상호작용해서는 안되므로, 분획을 통한 흐름에 남아 있어야 한다. 결합되지 않은 분획을 분석을 위해 수집하였다. 적어도 15 컬럼 부피 (CV)의 완충제 A로 세척한 후에, 컬럼을 8%, 12%, 20%, 40% 및 100% 완충제 B로 순차적으로 용리시켰으며, 이것은 각각 40mM, 60mM, 100mM, 200mM 및 500mM NaCl을 함유하는 완충제 A와 같았다. 각각의 용리 단계에서, 적어도 10 CV의 각각의 용리 완충제를 컬럼을 통해 통과시키고, 1.5ml의 분획들을 수집하고, 기준선이 초기 완충제 백그라운의 적어도 5%로 떨어질 때까지 OD280nm 트레이스를 계속 모니터링한 후에 더 높은 염 용리 구배를 개시하였다.
각각의 용리 단계의 피크 분획들을 합치고, 10 kDa MW 컷오프 (MWCO) 막을 갖는 Amicon Ultrafree 농축기로 농축시켰다. 농축물을 비환원 및 환원 조건하에 1mm NuPAGE Novex 4-12% 구배 겔을 이용하여 SDS-PAGE로 분석하고, 제조자의 설명에 따라 전기영동을 수행하였다 (Invitrogen Corp). SDS-PAGE 분석용 샘플은 개시 반응 혼합물, MacroCap SP 컬럼 미결합 분획, 컬럼 세척 분획, 및 8%, 12%, 20% 및 40% 용리 푸울의 농축 분획을 포함한다. 일단 전기영동이 완료되면, PAGE를 카세트로부터 분리시키고, UV 조명기 위에 두어 중합체 및 컨쥬게이트를 함유하는 캄프토테신으로 인한 형광성을 조사하였다. 겔을 Invitrogen으로부터의 SimplyBlue 염색 시스템을 이용하여 Coomassie Blue 염색하기 직전에 사진을 찍어 밴드를 함유하는 단백질을 조사하였다.
SDS-PAGE 분석에 기반한 결과는 하기를 나타낸다:
미결합된 MacroCap SP 분획의 벌크는 Coomassie Blue 염색에 기반하여 어떠한 단백질도 함유하지 않았으나 웰의 고 MW 범위에서 (≥160 kDa) 광대한 형광 신호를 나타내었다. 또한, 분획을 Bradford 단백질 검정으로 분석한 경우, 이것은 MacroCap SP 컬럼-로드에 비해 단백질 신호를 전혀 나타내지 않았다; 이것은 미결합된 분획에 Fab 및 Fab-중합체 컨쥬게이트를 포함하는 어떠한 단백질도 없음을 증명하는 추가의 증거이다. 그러나, 이것은 주로 유리 중합체를 함유하였고, 캄프토테신은 너무 작아서 이러한 MW 범위에서 이동할 수 없으므로, 유리 캄프토테신은 없었다.
8% 및 12%B에서의 분획은 Coomassie Blue로 염색된 두 개의 주요 종을 함유하는데, 하나는 유리 Fab이고 다른 하나는 110-260 kDa 사이에 걸친 MW를 갖는 고 MW 확산 밴드이며, 후자의 밴드만이 형광성을 나타내고 유리 Fab는 그렇지 않다. 중합체가 Coomassie Blue로 염색될 수 없다는 이전의 증거 및 미결합된 분획이 주로 중합체를 함유하고 Coomassie Blue 염색을 나타내지 않았다는 사실에 기반하여, 본 발명자들은 고 MW 종들이 Fab 및 캄프토테신을 갖는 중합체 둘 모두를 함유하는 컨쥬게이트라고 결론내릴 수 있다.
유리 Fab 및 Fab2 분획에 상응하는 20% 및 40% 용리된 분획에서 형광성은 관찰되지 않았다. 이러한 두 개의 분획은 용리된 단백질의 대부분을 구성하며 (>80%), 이는 예상한 대로 컨쥬게이트가 저 염 용리된 분획들에 풍부하다는 양호한 표시이다 (중합체의 예상된 차폐 효과로 인해).
용리된 분획 푸울을 또한 DTT를 이용한 환원 조건으로 처리하였고, Fab 밴드는 25 kDa 위치 아래로 이동하였는데, 이것은 사슬간 디설파이드 결합의 환원으로 인한 경쇄 및 반-중쇄 분리를 잘 나타내는 것이다. 이러한 조건하에, 상기 기재된 대로 고 MW에서 형광 신호는 이동하지 않았고, 또한 Coomassie Blue로 염색되었다. 이러한 관찰은 고 MW 종이 중합체에 비공유 결합 또는 연결이 아니라 디설파이드 결합을 통해 공유적으로 부착됨을 증명한다.
SDS-PAGE 분석 외에, MacroCap SP 용리된 분획들을 GE Healthcare로부터의 Superdex 200 (10x300mm) 컬럼을 이용한 분석적 SEC 및 다이오드 어레이 검출기 2669가 구비된 2695 Alliance 용매 전달 시스템을 갖는 Waters HPLC 시스템으로 처리하였다. 1xPBS pH 7.4에서 1ml/min의 유량으로 분석을 수행하였다. 크로마토그램을 OD220nm, OD280nm 및 OD355nm을 이용하여 모니터링하였고, 이 때 OD220nm는 단백질, 중합체 및 캄프토테신을 검출하고, OD280nm는 단백질과 캄프토테신만을 검출하며, OD355nm는 캄프토테신만을 검출한다. 결과는 다음과 같다:
Figure pct00209
Figure pct00210
실시예 63. 캄프토테신 및 플루오레세인을 함유하는 말레이미드 작용성 PC 공중합체로의 인간 Fab 의 컨쥬게이션
컨쥬게이션 반응 조건, 정제, 분석 및 결론은 하기를 제외하고는 실시예 62에 대한 것과 본질적으로 동일하였다:
캄프토테신 및 플루오레세인을 함유하는 실시예 50으로부터의 98 kDa 말레이미드 작용성 PC 공중합체를 이용하였다.
MacroCap SP 용리를 위해, 추가의 4%B 용리가 8%B 용리에 선행되었다. 따라서, 4%B 용리 푸울이 SDS-PAGE 및 SEC 분석 둘 모두에 포함되었다. 4%B 푸울 또한 형광성을 나타내었고, 이것은 상기 분획도 컨쥬게이트를 함유한다는 양호한 표시이다.
미결합된 MacroCap SP 분획의 SEC/MALS 분석으로부터 이러한 분획이 유리 중합체만으로 구성되었음이 입증되었다.
실시예 64. 캄프토테신 및 플루오레세인을 함유하는 말레이미드 작용성 PC 공중합체로의 트라우트( Traut's ) 시약 변형된 인간 전( whole ) IgG 의 컨쥬게이션
이러한 실시예에서, 전 인간 IgG (Innovative Research)를 먼저 3배 몰 과량 비의 트라우트 시약으로 1xPBS pH 7.4에서 변형시켰다. 반응 설정은 1xPBS pH 7.4에서 10mg/ml의 IgG 및 3mg/ml의 트라우트 시약을 포함하였고, 반응 부피는 300㎕였으며, 반응은 실온에서 1시간 동안 암실에서 혼합시키면서 수행되었다. 반응 완료시에, 반응 혼합물을 10ml의 BioGel P30 탈염 컬럼을 이용하여 2mM EDTA로 10mM 소듐 아세테이트 내로 완충제 교환시켰다. pH 5에서 EDTA의 존재하에, 설프히드릴기의 산화로 인한 디설파이드 결합의 형성을 방지하였다. 컬럼을 OD280nm 검출기, 전도도 측정기, 및 분획 수집시가 장착된 AKTA Prime Plus에 연결시켰다. 단백질 분획을 수집하고, 4.45mg/ml로 농축시켰다. 샘플은 이제 중합체로의 컨쥬게이션을 위한 준비가 되었다. SDS-PAGE 분석은 이러한 조건하에 트라우트 시약에 의한 IgG의 변형이 단백질 응집을 일으키지 않았음을 나타내었다.
중합체로의 트라우트 변형된 IgG의 컨쥬게이션을 20배 중합체 몰 과량으로 10mM 소듐 아세테이트 pH 5에서 수행하였다. IgG 및 중합체의 최종 농도는 각각 3.8mg/ml 및 44mg/ml이었다. 반응을 실온에서 밤새 수행하였다. 반응 완료시에, 컨쥬게이션 반응을 실시예 62에 기재된 대로 변형 없이 양이온 교환 크로마토그래피로 처리하였다. 8%B, 12%B, 20%B 및 40%B에서 용리된 분획 푸울을 SDS-PAGE에 의해 분석하고, UV를 조명하였다. 결과로부터, 8%B 용리된 분획만이 IgG 단량체 및 유리 중합체보다 큰 고 MW 종들을 함유한 것으로 나타났다. 또한, 밴드를 Coomassie blue로 염색하였고, 이것은 형광성을 나타내었는데, 이는 컨쥬게이트의 존재를 나타낸다. 환원 조건하에, 밴드는 아래로 재이동하지 않았으며, 이는 실시예 62 및 63에 기재된 바와 같은 IgG-중합체 컨쥬게이트의 존재를 나타낸다.
실시예 65. 2-( 아크릴로일옥시에틸 -2'-( 트리메틸암모늄 )에틸 포스페이트 , 내염( inner salt )의 제조
1 st 중간체
Figure pct00211
100 ml의 건조 아세토니트릴 중 11.6 그램의 2-히드록시에틸아크릴레이트 및 14.0 ml의 트리에틸아민의 용액을 질소 대기하에 -20℃로 냉각시키고, 10 ml의 건조 아세토니트릴 중 14.2 그램의 2-클로로-2-옥소-1,3,2-디옥사포스폴란의 용액을 약 30분에 걸쳐 적가하였다. 반응물을 찬 상태로 30분간 교반한 다음, 질소 대기하에 여과시켰다. 침전물을 10 ml의 찬 아세토니트릴로 세척하고, 여액을 다음 반응에 직접 이용하였다.
2-( 아크릴로일옥시에틸 -2'-( 트리메틸암모늄 )에틸 포스페이트 , 내염
Figure pct00212
이전 절차로부터의 용액에 14.0 ml의 트리메틸아민 (질소하에 드라이아이스-아세톤 응축기를 이용하여 응축됨)을 첨가하고, 반응 혼합물을 압력 용기 내로 밀봉시키고, 65℃에서 4시간 동안 교반시켰다. 실온으로 냉각시키면서, 반응 혼합물이 교반되게 하였고, 이것이 약 30℃에 도달했을 때, 고형물이 형성되기 시작했다. 그 후, 용기를 4℃ 냉장장치에 밤새 두었다. 엄격한 질소 대기하에, 고형물을 여과에 의해 회수하고, 20 ml의 찬 건조 아세토니트릴로 세척한 다음, 질소 스트림하에서 15분간 건조시켰다. 그 후, 고형물을 고진공하에 밤새 건조시켜 12.4 그램의 생성물을 백색 고형물로서 수득하였다.
Figure pct00213
실시예 66. 3- 트리메틸실릴프로파르길 메타크릴레이트의 제조
Figure pct00214
50 ml의 에테르 중 3.0 그램의 3-(트리메틸실릴)프로파르길 알코올 및 4.2 ml의 트리에틸아민의 용액을 드라이 아이스/아세토니트릴/에틸렌 글리콜 배스를 이용하여 -10℃로 냉각시키고, 25 ml의 에테르 중 2.9 그램의 메타크릴로일 클로라이드의 용액을 30분에 걸쳐 적가하였다. 반응 혼합물을 교반하면서 4시간에 걸쳐 실온으로 가온시킨 다음, 여과하고, 농축시켜 유성 잔류물을 수득하였고, 이것을 헥산 중 1% 에테르를 이용하여 실리카겔 상에서 플래시 컬럼 크로마토그래피로 처리하였다. 생성물을 함유하는 분획들을 합치고, 농축시키고, 두 번째 크로마토그래피 처리한 후에 2.46 g의 생성물을 투명한 무색 오일로서 수득하였다.
Figure pct00215
실시예 67. N- 아이오도아세틸프로파르길아민의 제조
Figure pct00216
20 ml의 건조 아세토니트릴 중 1.05 그램의 프로파르길아민 하이드로클로라이드의 용액을 4.0 ml의 디이소프로필에틸아민으로 처리하고, 20 ml의 건조 아세토니트릴 중 4.29 그램의 아이오도아세트산 무수물을 첨가하였다. 반응물을 실온에서 1.5시간 동안 교반한 다음, 농축시켜 잔류물을 수득하였고, 이것을 100 ml의 에틸 아세테이트와 100 ml의 물 사이에서 분배시켰다. 유기상을 50 ml의 포화 소듐 클로라이드로 세척한 다음, 소듐 설페이트 상에서 건조시켰다. 농축시켜 거무스름한 고형물을 수득하였고, 이것을 헥산 중 30-40% 에틸 아세테이트를 이용하여 실리카겔 상에서 플래시 컬럼 크로마토그래피로 처리하였다. 세정된 생성물을 함유하는 분획들을 합치고, 농축시켜 고형물을 수득하였고, 이것을 소량의 헥산으로 분쇄시키고, 공기-건조시켜 940 mg의 생성물을 매우 밝은 황색 고형물로서 수득하였다.
Figure pct00217
실시예 68. 4- 펜틴 -1-올, NHS 에스테르의 제조
Figure pct00218
20 ml의 건조 아세토니트릴 중 1.02 그램의 4-펜틴산 및 1.20 그램의 N-히드록시숙신이미드의 용액을 300 mg의 DPTS로 처리하고, 이어서 2.8 그램의 DCC로 처리하고, 반응물을 실온에서 밤새 교반하였다. 반응물을 여과하고, 농축시켜 잔류물을 수득하였고, 이것을 헥산 중 30% 에틸 아세테이트를 이용하여 실리카겔 상에서 플래시 컬럼 크로마토그래피로 처리하였다. 생성물을 함유하는 분획들을 합치고, 농축시켜 1.62 그램의 요망되는 생성물을 백색 고형물로서 수득하였다.
Figure pct00219
실시예 69. N- 프로파르길말레이미드의 제조
Figure pct00220
50 ml의 포화 소듐 비카르보네이트 중 1.08 그램의 프로파르길아민 하이드로클로라이드의 용액을 빙수조로 냉각시키고, 2.0 그램의 N-카르보에톡시말레이미드를 수 분에 걸쳐 부분씩 첨가하였다. 반응물을 찬 상태로 30분간 교반한 다음 25분에 걸쳐 실온으로 가온시켰다. 그 후, 반응물을 3 x 25 ml의 디클로로메탄으로 추출하였고, 이것을 소듐 설페이트 상에서 건조시키고, 여과하고, 농축시켰다. 잔류물을 10 ml의 에틸 아세테이트에 취하고, 50℃에서 2시간 동안 가열시켜 고리화를 달성하였다. 반응물을 농축시키고, 잔류물을 헥산 중 30% 에틸 아세테이트를 히용하여 실리카겔 상에서 플래시 컬럼 크로마토그래피로 처리하였다. 전과 같이 두 번째 크로마토그래피에 의해 1.24 g의 생성물을 매우 밝은 황색 오일로서 수득하였다.
Figure pct00221
실시예 70. 5- 헥신 -1-알의 제조
Figure pct00222
20 ml의 디클로로메탄 중 694 mg의 5-헥신-1-올의 용액을 실온에서 3.0 그램의 Dess-Martin 페리오디난으로 처리하고, 용액을 실온에서 2 hr 동안 교반하였다. 반응물을 여과하고, 여액을 농축시켜 잔류물을 수득하였고, 이것을 헥산 중 에틸 아세테이트를 이용하여 실리카겔 상에서 플래시 컬럼 크로마토그래피로 처리하였다. 적절한 분획들을 농축시켜 생성물을 매우 밝은 황색 오일로서 수득하였다.
Figure pct00223
실시예 71. 헥사글루탐산을 함유하는 알데히드 작용성 PC 중합체로의 재조합 인간 에리트로포이에틴의 컨쥬게이션
재조합 인간 에리트로포이에틴 (R&D Systems)을 25mM Hepes pH 7 (컨쥬게이션 완충제)로 완충제 교환시키고, 5 mg/ml로 농축시켰다. 컨쥬게이션 반응을 ~1mg/ml의 최종 단백질 농도를 갖는 40mM 소듐 시아노보로히드라이드의 존재하에 단백질에 대해 3-5X 몰 과량의 실시예 60으로부터의 헥사글루탐산을 함유하는 알데히드 작용성 PC 공중합체에서 수행하였다. 모든 반응은 크림프 밀봉된 유리 바이알에서 밤새 실온에서 수행되었다. 디올 형태의 중합체를 네거티브 대조군으로서 이용하였다. 40㎕의 각각의 반응물을 Superdex 200 컬럼 (10/300mm) 상에서 1ml/min으로 1x PBS pH 7.4에서 분획화하였다. 1ml의 분획들을 수집하고, OD220nm 및 OD280nm에서 분석하였다. 예상한 대로, 디올 작용성 중합체를 이용했을 때, 어떠한 컨쥬게이션도 관찰되지 않았다. 그러나, 알데히드 작용성 중합체의 경우, 에리트로포이에틴-중합체 컨쥬게이트의 존재가 관찰되었는데, 그 이유는 유리 중합체와 고분자량 종들이 용리되는 8-10분 체류 시간 범위에서 OD280nm:OD220nm 비가 유리 중합체 단독에 비해 훨씬 더 높았기 때문이다.
실시예 72. 9-( 메타크릴로일옥시 )-4,7- 디옥사노난산 , 4- 설포 -2,3,5,6- 테트라플루오로페닐 에스테르, 소듐 염의 제조
9-( 메타크릴로일옥시 )-4,7- 디옥사노난산 , t-부틸 에스테르의 제조
Figure pct00224
100 ml의 에테르 중 5.0 그램의 t-부틸 4,7-디옥사-9-히드록시노나노에이트의 용액을, 5.9 ml (2 eq)의 트리에틸아민과 함께, 빙수조로 냉각시키고, 5 ml의 에테르 중 2.3 그램의 메타크릴로일 클로라이드의 용액을 수 분에 걸쳐 적가하였다. 반응물을 찬 상태로 30분간 교반한 다음, 실온으로 가온되게 하였다. TLC (실리카겔, 헥산 중 50% 에틸 아세테이트)에 의해, 반응이 완료된 것으로 나타났으므로, 추가의 1.0 g의 메타크릴로일 클로라이드를 적가하였다. 추가 2시간 후에, 반응이 완료된 것으로 보였으므로, 반응 혼합물을 50 ml의 물로 세척한 후에 소듐 설페이트 상에서 건조시켰다. 여과하고, 건조시켜 유성 잔류물을 수득하였고, 이것을 헥산 중 20-30% 에틸 아세테이트를 이용하여 실리카겔 상에서 플래시 컬럼 크로마토그래피로 처리하였다. 적절한 분획들을 합치고, 농축시켜 4.07 그램의 요망되는 생성물 투명한 거의 무색 오일로서 수득하였다.
Figure pct00225
9-( 메타크릴로일옥시 )-4,7- 디옥사노난산의 제조
Figure pct00226
15 ml의 88% 포름산 중 3.70 그램의 t-부틸 9-(메타크릴로일옥시)-4,7-디옥사노나노에이트의 용액을 실온에서 5시간 동안 교반하였고, 이 때 TLC (실리카겔, 헥산 중 50% 에틸 아세테이트)에 의해 반응이 완료되었다. 농축시켜 오일을 수득하였고, 이것을 100 ml의 디클로로메탄과 50 ml의 물 사이에서 분배시키고, 유기층을 소듐 설페이트 상에서 건조시켰다. 여과하고, 농축시켜 오일을 수득하였고, 이것을 헥산 중 40% 에틸 아세테이트를 이용하여 실리카겔 상에서 플래시 컬럼 크로마토그래피로 처리하였다. 적절합 분획들을 합치고, 농축시켜 2.01 그램의 요망되는 생성물을 투명한 무색 오일로서 수득하였다.
Figure pct00227
9-( 메타크릴로일옥시 )-4,7- 디옥사노난산 , 4- 설포 -2,3,5,6- 테트라플루오로페닐 에스테르, 소듐 염의 제조
Figure pct00228
20 ml의 건조 아세토니트릴 중 970 mg의 9-(메타크릴로일옥시)-4,7-디옥사노난산 및 1.06 그램의 4-설포-2,3,5,6-테트라플루오로페닐, 소듐 염의 혼합물을 1.06 그램의 DCC로 처리하고, 반응물을 실온에서 1.5시간 동안 교반하였다. 여과하고, 농축시켜 거의 건조시킴으로써 잔류물을 수득하였고, 이것을 디클로로메탄 중 5% 메탄올을 이용하여 실리카겔 상에서 플래시 컬럼 크로마토그래피로 처리하였다. 적절한 분획들을 합치고, 농축시켜 고형물을 수득하였고, 이것을 고진공하에 밤새 둠으로써 783 mg의 요망되는 생성물을 다소 점착성인 고형물로서 수득하였다.
Figure pct00229
실시예 73. (2- 머캅토에틸 ) 메타크릴레이트 , S- 설페이트의 제조
(2- 브로모에틸 ) 메타크릴레이트의 제조
Figure pct00230
50 ml의 디클로로메탄 중 6.25 그램의 브로모에탄올 및 8.36 ml의 트리에틸아민의 용액을 빙수조로 냉각시키고, 5 ml의 디클로로메탄 중 5.0 그램의 메타크릴로일 클로라이드의 용액을 적가하였다. 반응물을 실온에서 4시간 동안 교반한 다음, 추가의 50 ml의 디클로로메탄을 첨가하고, 반응물을 2 x 25 ml의 물로 세척한 다음, 25 ml의 포화 소듐 클로라이드로 세척하였다. 유기물을 소듐 설페이트 상에서 건조시키고, 여과하고, 농축시켜 오렌지색 잔류물을 수득하였고, 이것을 헥산 중 10% 에틸 아세테이트를 이용하여 실리카겔 상에서 플래시 컬럼 크로마토그래피로 처리하였다. 적절한 분획들을 합치고, 농축시켜 3.15 그램의 생성물을 투명한 오일로서 수득하였고, 이것은 다음 단계에 이용하기에 충분히 순수하였다.
Figure pct00231
(2- 머캅토에틸 ) 메타크릴레이트 , S- 설페이트의 제조
Figure pct00232
45 ml의 물 및 30 ml의 이소프로판올 중 5.25 그램의 소듐 티오설페이트 오수화물 및 10 mg의 히드로퀴논의 용액에 3.0 그램의 (2-브로모에틸)메타크릴레이트를 첨가하고, 반응물을 실온에서 밤새 교반하였다. 농축시켜 잔류물을 수득하였고, 이것을 20 ml의 에탄올 및 20 ml의 메탄올에 취하였다. 여과하고, 농축시켜 백색 고형물을 수득하였고, 이것을 45 ml의 이소프로판올로 슬러리화하였다. 4시간 동안 강하게 교반한 후에, 고형물을 여과에 의해 회수하고, 소량의 이소프로판올로 세척하고, 고진공하에 건조시켜 940 mg의 요망되는 생성물을 백색 고형물로서 수득하였다.
Figure pct00233
실시예 74. 트리메톡시실란 작용기를 함유하는 PC 공중합체의 제조
Figure pct00234
32.18 mg의 2,2'바이피리딜을 Schlenk 튜브에 넣고 이어서 20.1 mg의 개시제 에틸 α-브로모 이소부티레이트를 넣고, 160mg의 DMSO에 용해시켰다. 혼합물을 진공하에 10분간 탈기시켰다. 14.78mg의 CuBr를 비활성 조건하에 첨가하고, 반응 혼합물을 -78℃로 냉각시키고, 탈기시키고, 비활성 가스로 재충전하였다. 1.033g의HEMA-PC 및 46mg의 3-(트리메톡시실릴) 프로필 메타크릴레이트를 4ml의 200프루프 에탄올에 용해시키고, 반응 혼합물에 적가하였다. 용기를 밀봉하고, 버블링이 보이지 않을 때까지 -78℃에서 진공하에 충분히 탈기시켰다. 반응 혼합물을 비활성 조건하에 두고, 실온에서 2시간 동안 처리되게 하였다. 광 산란에 의한 분석은 24kDa의 Mp, 22kDa의 Mn 및 1.05의 PDi를 나타내었다.
실시예 75. 보호된 티올 작용기를 함유하는 PC 공중합체의 제조
Figure pct00235
74.8 mg의 2,2'바이피리딜을 Schlenk 튜브에 넣고 이어서 46.58 mg의 개시제 에틸 α-브로모 이소부티레이트를 넣고, 520mg의 DMSO에서 용해시켰다. 혼합물을 진공하에 10분간 탈기시켰다. 34.26mg의 CuBr를 비활성 조건하에 첨가시키고, 반응 혼합물을 -78℃로 냉각하고, 탈기시키고, 비활성 가스로 재충전하였다. 1.601g의 HEMA-PC 및 70.8mg의 S-설포-(2-티오에틸)메타크릴레이트, 소듐 염 (실시예 73으로부터)을 6.2ml의 200프루프 에탄올에 용해시키고, 반응 혼합물에 적가하였다. 용기를 밀봉하고, 버블링이 보이지 않을 때까지 -78℃에서 진공하에 충분히 탈기시켰다. 반응 혼합물을 비활성 조건하에 두고 실온에서 3시간 동안 처리되게 하였다. 광 산란에 의한 분석은 17kDa의 Mp, 16kDa의 Mn 및 1.05의 PDi를 나타내었다.
실시예 76. 보호된 티올 작용기 및 테트라플루오로페놀 에스테르 작용기를 함유하는 PC 공중합체의 제조
Figure pct00236
64 mg의 2,2'바이피리딜을 Schlenk 튜브에 넣고 이어서 40 mg의 개시제 에틸 α-브로모 이소부티레이트를 넣고, 300mg의 DMSO에 용해시켰다. 혼합물을 진공하에 10분간 탈기시켰다. 29.4mg의 CuBr을 비활성 조건하에 첨가하고, 반응 혼합물을 -78℃로 냉각하고, 탈기시키고, 비활성 가스로 재충전하였다. 1.8g의 HEMA-PC, 6.77x10-4mol의 S-설포-(2-티오에틸)메타크릴레이트, 소듐 염 (실시예 73으로부터), 및 6.77x10-4mol의 4,7-디옥사-9-(메타크릴로일옥시)노난산, 4-설포,2,3,5,6-테트라플루오로페닐 에스테르, 소듐 염 (실시예 72로부터)을 7.5ml의 200프루프 에탄올에 용해시키고, 반응 혼합물에 적가하였다. 용기를 밀봉하고, 버블링이 보이지 않을 때까지 -78℃에서 진공하에 충분히 탈기시켰다. 반응 혼합물을 비활성 조건하에 두고 실온에서 2시간 동안 처리되게 하였다. 광 산란에 의한 분석은 24kDa의 Mp, 25kDa의 Mn 및 1.05의 PDi를 나타내었다.
상기 발명은 이해를 명료하게 할 목적으로 실례 및 실시예에 의해 다소 상세히 기재되었으나. 당업자는 특정 변화 및 변형이 첨부된 청구범위의 범위 내에서 이루어질 수 있음을 이해할 것이다. 또한, 본원에 제공된 각각의 참조문헌은 각각의 참조문헌이 참조로서 개별적으로 포함된 바와 같이 그 전문이 동일한 정도로 참조로서 포함된다.

Claims (28)

  1. 하기 화학식 I의 랜덤 공중합체(random copolymer):
    Figure pct00237

    상기 식에서,
    각각의 M1 및 M2는 독립적으로 아크릴레이트, 메타크릴레이트, 아크릴아미드, 메타크릴아미드, 스티렌, 비틸-피리딘 및 비닐-피롤리돈으로 구성된 군으로부터 선택되고;
    R1은 H, L1-A1, LG1 및 L1-LG1으로 구성된 군으로부터 선택되고;
    각각의 R2는 독립적으로 H, C1 -20 알킬, C2 -6 알케닐, C2 -6 알키닐, C1 -6 할로알킬, C1 -6 헤테로알킬, C3 -8 시클로알킬, C3 -8 헤테로시클로알킬, 아릴, 헤테로아릴, A2, L2-A2, LG2, L2-LG2, I2 및 L2-I2로 구성된 군으로부터 선택되고;
    ZW는 쌍성이온 모이어티이고;
    I는 개시자 단편이고, I'은 라디칼 제거제이고, I-I'의 조합물은 화학식 I의 랜덤 공중합체의 중합을 위한 개시제 I1이 되도록 하며;
    대안적으로, I'은 H 및 C1 -6 알킬로 구성된 군으로부터 선택되고;
    I2는 개시제이고;
    L1 및 L2 각각은 링커이고;
    A1 및 A2 각각은 기능성 작용제이고;
    LG1 및 LG2 각각은 연결기이고;
    하첨자 x 및 y1은 각각 독립적으로 1 내지 1000의 정수이고;
    하첨자 z는 1 내지 10의 정수이고;
    하첨자 s는 1 내지 100의 정수이고;
    하첨자 n은 1 내지 20의 정수이고,
    여기서, R1은 L1-A1이거나 R2 중 하나는 L2-A2이다.
  2. 제 1항에 있어서, 하기 화학식을 갖는 랜덤 공중합체:
    Figure pct00238
  3. 제 1항에 있어서, 하기 화학식을 갖는 랜덤 공중합체:
    Figure pct00239
  4. 제 1항에 있어서, 하기 화학식을 갖는 랜덤 공중합체:
    Figure pct00240
  5. 제 1항에 있어서, 하기 화학식을 갖는 랜덤 공중합체:
    Figure pct00241
  6. 제 1항에 있어서, 하기 화학식을 갖는 랜덤 공중합체:
    Figure pct00242
  7. 제 1항에 있어서, 적어도 하나의 R2가 H, C1 -6 알킬, C2 -6 알케닐, C2 -6 알키닐, C1 -6 할로알킬, C1 -6 헤테로알킬, C3 -8 시클로알킬, C3 -8 헤테로시클로알킬, 아릴, 및 헤테로아릴로 구성된 군으로부터 선택되는 랜덤 공중합체.
  8. 제 1항에 있어서, 하기 화학식을 갖는 랜덤 공중합체:
    Figure pct00243
  9. 제 8항에 있어서, 하기 화학식을 갖는 랜덤 공중합체:
    Figure pct00244
  10. 제 8항에 있어서, 하기 화학식을 갖는 랜덤 공중합체:
    Figure pct00245
  11. 제 10항에 있어서, 하기 화학식을 갖는 랜덤 공중합체:
    Figure pct00246
  12. 제 1항에 있어서, L1 및 L2 각각이 가수분해성 링커, 효소적 분해성 링커, pH 민감성 링커, 디설피드 링커, 광분해성 링커, 및 자가-희생(self-immolative) 또는 이중 프로드러그 링커로 구성된 군으로부터 독립적으로 선택되는 분해가능한 링커인 랜덤 공중합체.
  13. 제 1항에 있어서, L1 및 L2 중 적어도 하나가 가수분해성 링커, 효소적 분해성 링커, pH 민감성 링커, 디설피드 링커, 광분해성 링커, 및 자가-희생 또는 이중 프로드러그 링커로 구성된 군으로부터 독립적으로 선택되는 분해가능한 링커인 랜덤 공중합체.
  14. 제 1항에 있어서, 기능성 작용제가 약물, 치료 단백질 및 표적화 작용제로 구성된 군으로부터 선택되는 생물활성 작용제인 랜덤 공중합체.
  15. 제 1항에 있어서, 라디칼 제거제 I'가 할로겐인 랜덤 공중합체.
  16. 제 1항에 있어서, 개시제 I1이 하기로 구성된 군으로부터 선택되는 랜덤 공중합체:
    Figure pct00247

    Figure pct00248

    Figure pct00249

    Figure pct00250

    Figure pct00251
  17. 제 1항에 있어서, 하기로 구성된 군으로부터 선택되는 랜덤 공중합체:
    Figure pct00252

    Figure pct00253

    Figure pct00254

    상기 식에서,
    L-CTP는 화학식
    Figure pct00255
    를 갖는다.
  18. 제 1항에 있어서, 하기 화학식을 갖는 랜덤 공중합체:
    Figure pct00256

    Figure pct00257

    Figure pct00258

    상기 식에서,
    PC는 포스포릴콜린이고;
    HEMA는 히드록시에틸 메타크릴레이트이고;
    GMA는 글리시딜 메타크릴레이트이고;
    Glu는 글루탐산이다.
  19. 제 1항에 있어서, 하기 화학식을 갖는 랜덤 공중합체:
    Figure pct00259

    상기 식에서,
    블록 공중합체는 화학식
    Figure pct00260
    을 갖는다.
  20. 제 1항에 있어서, 하기 화학식을 갖는 랜덤 공중합체:
    Figure pct00261

    상기 식에서,
    하첨자 x 및 y1은, 중합체 부분의 Mn이 약 95,000g/mol이 되도록 존재하고;
    A1은 항체이고;
    L-CTP는 화학식
    Figure pct00262
    을 갖는다.
  21. 제 1항에 있어서, 하기 화학식을 갖는 랜덤 공중합체:
    Figure pct00263

    상기 식에서,
    하첨자 x, y1a 및 y1b는 중합체 부분의 Mn이 약 107,100g/mol이 되도록 존재하고;
    A1은 항체이고;
    L-CTP는 화학식
    Figure pct00264
    을 갖는다.
  22. 제 1항에 있어서, 하기 화학식을 갖는 랜덤 공중합체:
    Figure pct00265

    상기 식에서,
    하첨자 x 및 y1은 중합체 부분의 Mn이 약 95,000g/mol이 되도록 존재하고;
    A1은 IgG이고;
    L-CTP는 화학식
    Figure pct00266
    을 갖는다.
  23. 제 1항에 있어서, A1 및 A2 각각이 항체, 항체 단편, Fab, IgG, 펩티드, 단백질, 효소, 올리고누클레오티드, 폴리누클레오티드, 핵산, 및 항체 약물 컨쥬게이트(antibody drug conjugate, ADC)로 구성된 군으로부터 독립적으로 선택되는 랜덤 공중합체.
  24. 제 1항에 있어서, A1이 항체, 항체 단편, Fab, scFv, 면역글로불린 도메인, IgG로부터 독립적으로 선택되고, A2가 항암제, 독소, 소분자 약물, 화학요법제, 키나제 억제제, 항염증제, 및 항섬유화제로부터 독립적으로 선택되는 랜덤 공중합체.
  25. 제 1항에 있어서, R1이 LG1이고, L2-A2가 항암제, 독소, 소분자 약물, 화학요법제, 키나제 억제제, 항염증제, 및 항섬유화제로부터 독립적으로 선택되는 랜덤 공중합체.
  26. 자유 라디칼 중합을 통해 랜덤 공중합체를 제조하기에 충분한 조건하에서 제 1 단량체 및 제 2 단량체의 혼합물과 개시제 I1을 접촉시키는 단계를 포함하는 랜덤 공중합체를 제조하는 방법으로서, 상기 제 1 단량체가 포스포릴콜린을 포함하고, 제 2 단량체 및 개시제 각각이 독립적으로 기능성 작용제 또는 이러한 기능성 작용제에 연결하기 위한 연결기 중 적어도 하나를 포함하는, 랜덤 공중합체를 제조하는 방법.
  27. 제 26항에 있어서, 혼합물이 촉매 및 리간드를 추가로 포함하는 방법.
  28. 포스포릴콜린을 포함하는 제 1 단량체;
    기능성 작용제 또는 연결기를 포함하는 제 2 단량체; 및
    기능성 작용제 또는 연결기를 포함하는 개시제 모이어티를 포함하는 랜덤 공중합체로서,
    상기 기능성 작용제가 링커를 통해 제 2 단량체 또는 개시제 모이어티에 연결되는, 랜덤 공중합체.
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