KR20230144574A - 폴리옥사졸린-지질 접합체, 및 이를 포함하는 지질 나노입자 및 제약 조성물 - Google Patents

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마이클 벤틀리
태시 비에가스
랜달 모리디스
로버트 제이. 샤프
건상 윤
지하오 팽
레베카 웨이머
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Abstract

POZ-지질 접합체 및 POZ-지질 접합체를 포함한 지질 나노입자 (LNP)가 사용되어 캡슐화된 페이로드의 전달을 용이하게 하였다. POZ-지질 접합체 및 핵산 페이로드, 예컨대 비제한적으로 mRNA 또는 변형된 mRNA를 포함하는 LNP가 개시된다. 이러한 LNP는 PEG-지질을 함유하는 상응하는 LNP와 비교하여 면역원성을 갖지 않거나 또는 감소된 면역원성을 갖는다.

Description

폴리옥사졸린-지질 접합체, 및 이를 포함하는 지질 나노입자 및 제약 조성물
본 개시내용은 폴리옥사졸린-지질 접합체, 합성 방법, 및 지질 나노입자 및 제약 조성물에서의 이들 접합체의 용도에 관한 것이다. 살아있는 세포로의 전달을 위해 올리고뉴클레오티드 예컨대 mRNA, DNA 및 siRNA를 혼입시킨 지질 나노입자가 또한 고려된다.
핵산 (특히 mRNA)-기반 백신은 다른 백신 기술에 비해 일부 이점을 제공한다. 예를 들어, 핵산-기반 백신은 올리고뉴클레오티드 페이로드에 상관없이 통상의 제조 플랫폼 및 정제 방법을 사용함으로써 감소된 개발 시간 및 비용으로 신속하게 생산될 수 있다. 또한, mRNA-기반 백신은, 코딩된 단백질을 번역할 수 있는 세포에 의해 흡수되는 경우에, 폴리펩티드(들)를 항원으로서 제시할 수 있다. 이들 세포는 항원-제시 세포 예컨대 대식세포 및 수지상 세포를 포함한다.
그러나, 현재의 핵산-기반 백신은 몇 가지 단점이 있다. 예를 들어, mRNA는 체내에서 뉴클레아제에 의해 신속하게 분해되고, 폴리아민 예컨대 프로타민에 단순하게 복합체화되는 경우에 대부분의 세포 유형에 의해 용이하게 흡수되지 않는다. 더욱이, DNA 및 mRNA 백신 개발 둘 다를 방해하는 주요 인자는 심각한 유해 사건 없이 반복 투여(들)를 제공하는 강력하고 내약성이 우수한 비-면역원성 전달 시스템의 결여이다.
이들 단점을 다루기 위한 노력은, mRNA를 효소적 분해로부터 보호하고, 세포 흡수 및 발현을 폴리아민과 복합체화된 mRNA와 비교하여 1000배까지 증진시키는 mRNA 페이로드 (뿐만 아니라 다른 올리고뉴클레오티드 페이로드)의 지질 나노입자 (LNP) 내로의 캡슐화를 가져왔다. 이러한 LNP는 전형적으로 이온화성 지질 (올리고뉴클레오티드와 복합체화됨), 콜레스테롤 (가요성을 제공하기 위함), 폴리에틸렌 글리콜 (PEG) 모이어티를 포함하는 지질 (지질 나노입자를 안정화시키고 다른 나노입자와의 융합을 방지하기 위함), 및 헬퍼 지질 (구조적 완전성을 제공하기 위함) 예컨대 디스테아로일포스파티딜콜린 (DSPC)으로 구성된다. 예를 들어, 미국 특허 공개 번호 2020/0230058은 관심 면역원을 코딩하는 RNA가 캡슐화된 리포솜을 개시하며, 여기서 리포솜은 적어도 1종의 PEG-지질을 포함하고, PEG는 리포솜의 외부에 존재하고, 1 kDa 내지 3 kDa의 평균 분자 질량을 갖는다.
소형 간섭 RNA (siRNA)를 사용한 초기 연구는 효력에 필수적인 주요 성분 중 하나로서 이온화성 지질을 확인하였다. 이온화성 지질은 일단 LNP가 세포 내의 엔도솜 구획을 통해 트래픽킹(trafficking)되면 엔도솜 이탈에 결정적으로 중요하다.
LNP는 일반적으로 허용되는 안전성 프로파일 및 올리고뉴클레오티드 페이로드를 전달하는 능력을 갖는 생체적합성 나노담체인 것으로 간주된다. 그러나, 상기 간략하게 언급된 바와 같이, 동물 및 인간에게 투여되는 경우의 특정 LNP의 면역원성에 관한 문제가 주목되었다. 특히, LNP에서 통상적으로 사용되는 PEG-지질은 항-PEG 면역 반응의 영향으로 인해 백신 안전성을 손상시킬 수 있다. 실제로, PEG-지질을 비롯한 PEG화 성분으로 환자를 치료하는 것은 PEG를 특이적으로 인식하고 이에 결합하는 항체 (즉, 항-PEG 항체)의 형성으로 이어질 수 있다는 것이 점점 더 인식되고 있다. 또한, 항-PEG 항체는 PEG화 약물로 치료받은 적은 없지만 PEG를 함유하는 제품 (예를 들어, 화장품 및 식품)에 노출되었던 환자에서 발견된다.
결과적으로, 사전-형성된 항-PEG 항체를 갖는 환자를 PEG-지질을 함유하는 LNP로 치료하는 것은 PEG-지질을 함유하는 LNP의 가속화된 혈액 클리어런스, 감소/손상된 효능, 과민 반응, 및 일부 경우에 PEG에 대한 중증 알레르기 반응을 유발할 수 있다. PEG의 이러한 면역원성은 대상체가 PEG-지질을 함유하는 LNP로의 시간 경과에 따른 반복된 백신접종을 받을 때, 또는 대상체가 이전에 PEG를 함유하는 제품에 노출되었을 때 심각한 유해 사건을 유발할 수 있다. 실제로, 화이자/바이오엔테크(Pfizer/BioNTech) 및 모더나(Moderna)의 mRNA 백신을 사용한 SARS-CoV-2 ("COVID-19")에 대한 전세계적 백신접종의 초기 급증 시, 간병인은 아나필락시스를 비롯한 생명을 위협하는 매우 높은 발생률의 부작용을 보고하였다. 대부분의 아나필락시스는 여성에서 발생하였고 (대략 90%), 이는 PEG에 대한 항체로 인한 것으로 나타났다. 아나필락시스를 매개하는 정확한 메카니즘(들)은 아직 공지되어 있지 않지만, 생명을 위협하는 면역 반응은 PEG-함유 화장품, 식품 또는 의약에 대한 노출에 의해 PEG에 이전에 감작화된 환자에서 호염기구 탈과립화로 인한 것일 가능성이 있다.
따라서, 현재의 LNP 기술의 단점을 다루고 핵산 백신을 전달하는 개선된 방법에 대한 필요성이 남아있다. 특히, 면역원성이 현저하게 감소되거나 또는 면역원성이 결여된 LNP 제제를 확인하는 것이 유리할 것이다. LNP의 초기 투여 후 및 LNP의 후속 투여(들) 후에 허용되는 반응원성 프로파일을 갖는 LNP 제제를 확인하는 것이 또한 유리할 것이다. 또한, LNP 제제에서의 중합체-지질의 세포내 안정성의 역할은 여전히 완전히 탐구되어야 하고, 세포 흡수 및 세포 내로의 올리고뉴클레오티드의 후속 방출의 세부사항은 여전히 잘 이해되지 않았지만, 일반적으로 페이로드가 세포 내로 방출되기 위해서는 LNP 내의 중합체-지질이 LNP로부터 유출될 필요가 있는 것으로 간주된다 (이러한 점은 논쟁의 여지가 있음). 이러한 이유 및 다른 이유로, LNP 기술 분야가 다양한 생체내 안정성을 제공하기 위해 감소된 면역원성 또는 비-면역원성의 중합체 지질을 이용가능하게 하는 것이 필수적이다. 본 개시내용의 POZ-지질 접합체는 현행 LNP 제제에 사용되는 PEG-지질에 대한 감소된 면역원성 또는 비-면역원성의 대안을 제공하고, 따라서 또한 백신 전달 시스템에 사용하기 위한 개선된 비-면역원성 LNP를 제공한다. 또한, 본 개시내용에 따라 제조된 LNP는 입자 크기, 다분산도, 동결/해동 안정성, 올리고뉴클레오티드 캡슐화 효율, 올리고뉴클레오티드 완전성의 유지, 엔도솜 이탈, 형질감염 효율 등을 포함하나 이에 제한되지는 않는, 관련 기술분야에 잠재적으로 유익한 다수의 특성을 보유한다.
본 개시내용은 생물학적 시스템에서 중합체와 지질 사이에 다양한 정도의 안정성으로, 지질에 부착된 폴리옥사졸린 (POZ)을 포함하는 신규 중합체 지질에 관한 것이다. 이러한 측면에서, 폴리옥사졸린-지질 (POZ-지질) 접합체는 POZ와 지질 사이의 연결을 통해 제어가능한 분해성을 갖는다. POZ-지질 접합체는 지질 나노입자에 혼입될 수 있고, 그렇게 함으로써 지질 나노입자에 독특한 특성을 부여할 수 있다.
한 실시양태에서, 본 개시내용의 지질 나노입자 조성물은 본원에 기재된 바와 같은 POZ-지질을 포함할 수 있다. 또 다른 실시양태에서, 본 개시내용의 조성물은 본원에 기재된 바와 같은 POZ-지질, 양이온성 또는 이온화성 지질, 및 임의적인 추가의 지질을 포함한다. 또 다른 실시양태에서, 본 개시내용의 조성물은 본원에 기재된 바와 같은 POZ-지질 뿐만 아니라 추가의 지질, 예컨대 인지질, 구조적 지질, 및 콜레스테롤, 올리고뉴클레오티드 페이로드, 및 그의 조합을 포함한다. 올리고뉴클레오티드 페이로드를 캡슐화하는 지질 나노입자 조성물은 지질 나노입자를 흡수하는 적합한 세포 유형에서 페이로드의 발현을 제공할 수 있고, 따라서 페이로드에 대한 치료 반응을 제공한다. 한 실시양태에서, 올리고뉴클레오티드 페이로드는 감염성 질환, 예컨대 SARS-CoV-2, 광견병, 인플루엔자 등에 대한 mRNA 백신을 포함하나, 이에 제한되지는 않는다. 또 다른 실시양태에서, 지질 나노입자 조성물은 또한 암 면역요법, 유전자 요법, 효소 대체 및 그의 조합을 포함하나 이에 제한되지는 않는 다양한 치료 접근법에 사용될 수 있다.
본 개시내용은 또한 하기 화학식 I의 화합물에 관한 것이다.
R-POZ-L-지질 I
여기서
R은 개시 기를 포함하고,
POZ는 폴리옥사졸린 중합체를 포함하고,
L은 생리학적 배지에서 제어가능한 분해성을 갖는 연결기를 포함하고,
지질은 적어도 1개의 소수성 모이어티를 포함하는 비-하전된 지질을 포함한다.
한 실시양태에서, 화학식 I에서의 POZ는
-{[N(COX)CH2CH2]o-[N(COR2)CH2CH2]n}a-
이고, 여기서 X는 알킨 기, 카르복실산이 부착된 트리아졸, 또는 그의 조합을 포함하는 관능기를 포함하고, o는 0 내지 10의 범위이고, n은 1 내지 1000의 범위이고, R2는 수소, 치환 또는 비치환된 알킬, 알킨-치환된 알킬, 또는 치환 또는 비치환된 아르알킬 기를 포함하고, a는 랜덤 공중합체를 나타내는 ran, 또는 블록 공중합체를 나타내는 블록이다.
또 다른 실시양태에서, POZ는 약 1.01 내지 약 1.20의 다분산 지수를 갖는다. 또 다른 실시양태에서, POZ는 500 달톤 내지 5,000 달톤의 분자량을 갖는다. 또 다른 실시양태에서, R은 수소, 치환 또는 비치환된 알킬, 알킨-치환된 알킬, 카르복실산이 부착된 트리아졸, 또는 치환 또는 비치환된 아르알킬 기를 포함한다. L은 에테르, 에스테르, 카르복실레이트 에스테르, 카르보네이트 에스테르, 카르바메이트 (에틸 카르바메이트 (우레탄)을 포함하나 이에 제한되지는 않음), 아민, 아미드, 디술피드 및 그의 조합을 포함할 수 있다. 또 다른 실시양태에서, 지질은 2개의 소수성 모이어티를 포함할 수 있다. 예를 들어, 지질은 인지질, 글리세롤지질, 디알킬아민, 또는 그의 조합을 포함할 수 있다. 한 실시양태에서, 지질은 1,2-디미리스토일-sn-글리세롤, 1,2-디라우로일-sn-글리세롤, 또는 그의 조합을 포함한다.
본 개시내용의 이러한 측면에서, 화학식 I은 하기 중 하나일 수 있다:
Figure pct00001
Figure pct00002
Figure pct00003
여기서 m은 1-2이고, n은 1 내지 1000의 범위이고, o는 1 내지 5의 범위이고, p는 1 내지 10의 범위이다.
본 개시내용은 또한 하기 화학식 II의 화합물에 관한 것이다.
지질-L1-(POZ)n a-T II
여기서
지질은 적어도 1개의 소수성 모이어티를 포함하는 비-하전된 지질을 포함한다.
L1은 생리학적 배지에서 제어가능한 분해성을 갖는 연결기를 포함하고,
POZ는 구조 [N(COR2)CH2CH2]의 폴리옥사졸린 중합체를 포함하고, 여기서 R2는 폴리옥사졸린 중합체의 각 반복 단위에 대해 비치환 또는 치환된 알킬, 알케닐, 알킨-치환된 알킬, 아르알킬, 헤테로시클릴알킬, 또는 활성 관능기로부터 독립적으로 선택되고,
n은 1 내지 1,000의 범위이고,
a는 랜덤 공중합체를 나타내는 ran, 또는 블록 공중합체를 나타내는 블록이고,
T는 종결 말단의 기를 포함한다.
이러한 측면에서, L1은 에테르, 에스테르, 카르복실레이트 에스테르, 카르보네이트 에스테르, 카르바메이트 (에틸 카르바메이트 (우레탄)를 포함하나 이에 제한되지는 않음), 아민, 아미드, 디술피드 및 그의 조합을 포함할 수 있다. 한 실시양태에서, L1은 트리아졸이다. 또 다른 실시양태에서, T는 Z-B-Q를 포함하며, 여기서 Z는 S, O 또는 N을 포함하고, B는 임의적인 연결기이고, Q는 종결 친핵체 또는 그의 부분이다.
이러한 측면에서, 지질은 2개의 소수성 모이어티를 포함할 수 있다. 예를 들어, 지질은 인지질, 글리세롤지질, 디알킬아민, 또는 그의 조합을 포함할 수 있다. 한 실시양태에서, 지질은 1,2-디미리스토일-sn-글리세롤, 1,2-디라우로일-sn-글리세롤, 또는 그의 조합을 포함한다.
한 실시양태에서, 화학식 II는 하기 중 하나이다:
여기서 m은 1-2이고, n은 1 내지 1000의 범위이고, o는 1 내지 5의 범위이다.
본 개시내용은 또한 하기 화학식 III의 화합물에 관한 것이다.
R-(POZ)n a-Z-L2-지질 III
여기서 R은 개시 기를 포함하고;
POZ는 구조 [N(COR2)CH2CH2]의 폴리옥사졸린 중합체를 포함하고, 여기서 R2는 폴리옥사졸린 중합체의 각 반복 단위에 대해 비치환 또는 치환된 알킬, 알케닐, 알킨-치환된 알킬, 아르알킬, 헤테로시클릴알킬 기, 또는 활성 관능기로부터 독립적으로 선택되고,
n은 1 내지 1,000의 범위이고,
a는 랜덤 공중합체를 나타내는 ran, 또는 블록 공중합체를 나타내는 블록이고,
Z는 S, O 또는 N을 포함하고,
L2는 생리학적 배지에서 제어가능한 분해성을 갖는 연결기를 포함하고,
지질은 적어도 1개의 소수성 기를 포함하는 비-하전된 지질을 포함한다.
이러한 측면에서, L2는 에테르, 에스테르, 카르복실레이트 에스테르, 카르보네이트 에스테르, 카르바메이트 (에틸 카르바메이트 (우레탄)를 포함하나 이에 제한되지는 않음), 아민, 아미드, 디술피드 및 그의 조합을 포함할 수 있다. 한 실시양태에서, 지질은 2개의 소수성 모이어티를 포함한다. 예를 들어, 지질은 인지질, 글리세롤지질, 디알킬아민, 또는 그의 조합을 포함할 수 있다. 또 다른 실시양태에서, 지질은 1,2-디미리스토일-sn-글리세롤, 1,2-디라우로일-sn-글리세롤, 또는 그의 조합을 포함한다.
한 실시양태에서, R은 수소, 또는 치환 또는 비치환된 알킬을 포함하고, 여기서 n은 15 내지 35의 범위이다.
본 개시내용은 또한 하기 화학식 IV의 화합물에 관한 것이다.
Figure pct00006
여기서
R은 개시 기를 포함하고,
L3은 생리학적 배지에서 제어가능한 분해성을 갖는 연결기를 포함하고,
지질은 적어도 1개의 소수성 모이어티를 포함하는 비-하전된 지질을 포함하고,
n은 1 내지 5의 범위이고,
R2는 각 반복 단위에 대해 비치환 또는 치환된 알킬, 알케닐, 알킨-치환된 알킬, 아르알킬, 헤테로시클릴알킬 또는 활성 관능기로부터 독립적으로 선택되고,
m은 1 내지 100의 범위이다.
a는 랜덤 공중합체를 나타내는 ran, 또는 블록 공중합체를 나타내는 블록이고,
T는 종결 말단의 기를 포함한다.
이러한 측면에서, L3은 에테르, 에스테르, 카르복실레이트 에스테르, 카르보네이트 에스테르, 카르바메이트, 아민, 아미드, 디술피드, 및 그의 조합을 포함할 수 있다. 한 실시양태에서, L3은 트리아졸을 포함한다. 또 다른 실시양태에서, T는 Z-B-Q를 포함하며, 여기서 Z는 S, O 또는 N을 포함하고, B는 임의적인 연결기이고, Q는 종결 친핵체 또는 그의 부분이다.
지질은 2개의 소수성 모이어티를 포함할 수 있다. 예를 들어, 지질은 인지질, 글리세롤지질, 디알킬아민, 또는 그의 조합을 포함할 수 있다. 한 실시양태에서, 지질은 1,2-디미리스토일-sn-글리세롤, 1,2-디라우로일-sn-글리세롤, 또는 그의 조합을 포함할 수 있다.
한 실시양태에서, 화학식 I - IV의 임의의 상기 화합물은 적어도 부분적으로 L, L1, L2 또는 L3 (적용가능한 경우)에 의해 결정되는 가수분해 속도를 갖는다. 또 다른 실시양태에서, 화학식 I - IV의 임의의 상기 화합물은 50% 인간 혈장에서의 가수분해 반감기가 약 10분 이하이다. 또 다른 실시양태에서, 화학식 I - IV의 임의의 상기 화합물은 50% 인간 혈장에서의 가수분해 반감기가 약 120시간 이상이다.
임의의 상기 화학식 I - IV의 화합물을 포함하는 조성물이 형성될 수 있다. 한 실시양태에서, 이러한 조성물은 양이온성 또는 이온화성 지질을 추가로 포함할 수 있다. 또 다른 실시양태에서, 본 개시내용은 동물에게 유효량의 이러한 조성물을 투여하는 단계를 포함하는, 동물에서 장애 또는 질환을 치료하는 방법에 관한 것이다. 또 다른 실시양태에서, 본 개시내용은 동물에게 유효량의 이러한 조성물을 투여하는 단계를 포함하는, 동물에서 보호 면역 반응을 일으키는 방법에 관한 것이다. 어느 쪽이든, 투여 단계는 피하, 정맥내, 근육내, 피내 또는 에어로졸 경로를 통해 동물에게 이러한 조성물을 전달하는 것을 포함할 수 있다.
본 발명의 추가의 특징 및 이점은 하기 기재된 도면과 관련하여 제공된 하기 상세한 설명으로부터 확인될 수 있다:
도 1은 본 개시내용의 실시양태에 따른 지질 나노입자를 나타낸다.
본 개시내용은 다양한 신규 POZ-지질 접합체 및 본 개시내용의 POZ-지질 접합체를 포함하는 지질 나노입자 (LNP)를 제공한다. LNP는 생물학적 활성 및 치료 분자의 세포내 전달을 용이하게 하는 데 사용될 수 있다. 한 실시양태에서, LNP는 캡슐화된 페이로드, 예를 들어 mRNA 또는 변형된 mRNA를 포함하나 이에 제한되지는 않는 핵산 페이로드를 전달하는 데 사용될 수 있다. 본 개시내용의 POZ-지질 접합체를 포함하는 LNP는 PEG-지질을 함유하는 상응하는 LNP와 비교하여 면역원성을 갖지 않거나 또는 감소된 면역원성을 갖기 때문에, 이러한 LNP는 핵산 백신을 전달하는 보다 안전한 방법을 제공한다. 또한, 특정한 이론에 얽매이지는 않지만, LNP의 성분으로서의 신규 POZ-지질은 또한 PEG-지질과 비교하는 경우 고유한 특성을 부여할 수 있고, 생성된 LNP는 치료제로서 투여되는 경우 고유한 흡수, 분포 및 효능을 나타낼 수 있는 것으로 예상된다. 더욱이, 본 개시내용의 POZ-지질은 다양한 정도의 안정성을 가지며, 이는 유리하게는 POZ-지질을 포함하는 LNP를 "설계"하는 데 추가의 유연성을 제공할 수 있다. 본 개시내용은 또한 이러한 LNP를 포함하고 치료 유효량의 생물학적 활성 분자를 환자의 세포 내로 전달하는 데 유용한 제약 조성물에 관한 것이다.
폴리옥사졸린 (POZ)은 생체적합성 중합체이며, 많은 친수성 및 소수성 용매 중에서 우수한 용해도를 유지한다. POZ는 또한 산화적 분해에 대해 내성이고, 생체축적을 겪지 않는다. POZ는 실리카 입자, 금 입자, ZnO 나노결정 및 자기 입자에 그라프팅되는 경우 스텔스(stealth) 능력 및 점막 조직을 통한 우수한 투과를 부여하였다.
LNP는 약 20 nm 내지 수 마이크로미터 범위의 크기를 갖는 수성 코어를 감싸는 1개 이상의 지질 층에 의해 형성된 양친매성 구형 소포이다. 선행 기술의 LNP는 일반적으로 (i) 이중층 구조를 지지하고 세포내이입을 용이하게 하는 헬퍼 지질; (ii) LNP의 지질 이중층을 안정화시키는 스테롤 지질 (즉, 콜레스테롤); 및 (iii) 콜로이드성 안정성을 증진시키고, 신생 입자의 융합을 방지하고, 단백질 흡착 및 비-특이적 흡수를 감소시키고, 세망내피 클리어런스를 방지하며, 수화 층에 LNP를 제공하는 PEG-지질과 조합된 양이온성 또는 이온화성 지질을 포함한다. 그러나, 상기 언급된 바와 같이, 이들 LNP에서의 PEG-지질은 항-PEG 면역 반응의 잠재력으로 인해 환자 안전성을 손상시킬 수 있다. LNP, 특히 핵산의 전달을 위한 LNP에 사용되지 않았던 본 개시내용의 POZ-지질을 사용하는 것은 PEG화 LNP와의 면역원성 문제에 대한 해결책을 제공하고, 또한 치료제로서 투여되는 경우에 (PEG화 LNP와 비교하여) 독특한 흡수, 분포 및 효능을 갖는 LNP를 제공한다.
정의
본원에 인용된 모든 출원, 특허, 및 인쇄된 간행물은, 임의의 정의, 발명 대상 포기 또는 부정을 제외하고는, 또한 포함된 자료가 본원의 명시적 개시내용과 모순되는 경우 (이 경우에 본 개시내용의 언어가 우선함)를 제외하고는, 그 전문이 본원에 참조로 포함된다.
단수 표현은 본원에서 하나의 또는 하나 초과의 (즉, 적어도 하나의) 문법적 대상을 지칭하는 것으로 사용된다. 예로서, "요소"는 하나의 요소 또는 하나 초과의 요소를 의미한다.
"약" 및 "대략"이라는 용어는 대체로 측정의 성질 또는 정밀도가 주어지면 측정된 양에 대한 오차 또는 변동의 허용 가능한 정도를 의미한다. 본 명세서에 주어진 수치는 달리 언급되지 않는 한 근사치이며, 이는 명백하게 언급되지 않는 경우 용어 "약" 또는 "대략"이 추론될 수 있음을 의미한다.
본원에 사용된 용어 "활성" 또는 "활성화된"은 특정 관능기와 함께 사용 시, 또 다른 분자 상의 친전자체 또는 친핵체와 용이하게 반응하는 반응성 관능기를 지칭한다. 이것은 반응하기 위해 촉매 또는 비실용적 반응 조건을 필요로 하는 기 (즉, "비-반응성" 또는 "불활성" 기)와 대조적이다.
본원에 사용된 용어 "생리학상 분해성" 또는 "생리학상 방출성"은 절단가능한 모이어티를 함유하는 연결을 지칭한다. 용어 분해성 및 방출성은 링커가 절단되게 하는 임의의 특정 메커니즘을 암시하지 않는다.
본원에 사용된 용어 "연결하다", "연결된", "연결" 또는 "링커"는, 본원에 기재된 POZ 중합체, POZ 접합체, 작용제 또는 화합물, 또는 그의 성분과 관련하여 사용되는 경우, 통상적으로 화학 반응의 결과로서 형성되며, 전형적으로 공유 연결인 결합을 지칭한다.
본원에 사용된 용어 "지질 나노입자" 또는 "LNP"는 신체 내로 방출되는 분자를 함유하는 코어를 둘러싸는 지질 층 또는 층들에 의해 형성된, 리포솜을 포함한 많은 유형의 나노입자 중 임의의 것을 포괄하는 데 사용된다. 리포솜은 일반적으로 수성 코어를 캡슐화하는 하나 이상의 인접 지질 이중층을 갖는다. 다른 형태의 리포솜-유사 나노담체는 지질 단층 또는 비-인접 이중층을 가질 수 있고, 수성 코어를 갖거나 갖지 않을 수 있다.
본원에 사용된 용어 "친수성"은, 예를 들어 친수성 부분과 관련하여, 물과의 상호작용이 오일 또는 다른 소수성 용매와의 상호작용보다 열역학적으로 더 유리한 화합물 또는 분자, 또는 그의 부분을 지칭한다. 친수성 화합물은 물에 용해되거나 분산될 수 있다.
본원에 사용된 용어 "소수성"은, 예를 들어 소수성 부분과 관련하여, 물과의 상호작용이 오일 또는 다른 소수성 용매와의 상호작용보다 열역학적으로 덜 유리한 화합물 또는 분자, 또는 그의 부분을 지칭한다. 소수성 화합물은 오일 또는 다른 소수성 용매 중에 용해되거나 분산될 수 있다.
본원에 사용된 용어 "불활성" 또는 "비-반응성"은, 특정 관능기와 함께 사용 시, 또 다른 분자 상의 친전자체 또는 친핵체와 용이하게 반응하지 않고, 반응하기 위해 촉매 또는 비실용적 반응 조건을 필요로 하는 관능기를 지칭한다.
본원에 사용된 용어 "펜던트 기"는 POZ 중합체에 부착되는 POZ 중합체의 부분을 지칭한다.
본원에 사용된 용어 "펜던트 모이어티"는 연결기를 통해 POZ 중합체 부분에 연결된 치환기를 지칭하고; 펜던트 모이어티는 본원에 기재된 바와 같은 화학식 IV의 R2로 예시된다.
본원에 사용된 용어 "제약상 허용되는"은 조성물의 다른 성분과 상용성이며 화합물 또는 조성물을 투여받는 대상체에게 유해하지 않은 화합물을 지칭한다. 일부 실시양태에서, 용어 "제약상 허용되는"은 동물, 보다 특히 인간에서의 사용에 대해 연방 정부 또는 주 정부의 규제 기관에 의해 승인되거나 또는 미국 약전 또는 다른 일반적으로 인정되는 약전에 열거된 것을 의미한다.
본원에 사용된 용어 "제약상 허용되는 형태"는 대상체에게 투여될 수 있는 화합물 또는 POZ 접합체의 공지된 형태, 예컨대 비제한적으로 화합물의 용매화물, 수화물, 전구약물, 동형체, 다형체, 유사형체, 중성 형태 및 염 형태를 포함하는 것으로 의도된다. 특정 실시양태에서, 제약상 허용되는 형태는 전구약물, 동형체 및/또는 유사형체를 제외한다. 특정 실시양태에서, 제약상 허용되는 형태는 제약상 허용되는 염, 중성 형태, 용매화물 및 수화물로 제한된다. 특정 실시양태에서, 제약상 허용되는 형태는 제약상 허용되는 염 및 중성 형태로 제한된다. 특정 실시양태에서, 제약상 허용되는 형태는 제약상 허용되는 염으로 제한된다.
본원에 사용된 용어 "알킬"은, 단독으로 사용되든 또는 치환기의 일부로서 사용되든, 관련 기술분야의 용어이며, 직쇄 알킬 기, 분지쇄 알킬 기, 시클로알킬 기, 알킬 치환된 시클로알킬 기, 및 시클로알킬 치환된 알킬 기를 포함한, 임의로 치환될 수 있는 하나 이상의 헤테로원자 (예컨대 O, S 또는 N)를 임의로 함유하는 포화 지방족 기를 지칭한다. 특정 실시양태에서, 직쇄 또는 분지쇄 알킬은 그의 백본에 약 30개 이하의 탄소 원자 (예를 들어, 직쇄의 경우 C1-C30, 분지쇄의 경우 C3-C30), 및 대안적으로, 약 20개 이하, 또는 10개 이하의 탄소 원자를 갖는다. 특정 실시양태에서, 용어 "알킬"은 C1-C10 직쇄 알킬 기 또는 C1-C3 직쇄 알킬 기를 지칭한다. 특정 실시양태에서, 용어 "알킬"은 C3-C12 분지쇄 알킬 기를 지칭한다. 특정 실시양태에서, 용어 "알킬"은 C3-C8 분지쇄 알킬 기를 지칭한다. 알킬의 대표적인 예는 메틸, 에틸, n-프로필, 이소-프로필, n-부틸, sec-부틸, 이소-부틸, tert-부틸, n-펜틸, 이소펜틸, 네오펜틸 및 n-헥실을 포함하나 이에 제한되지는 않는다. 특정 실시양태에서, 용어 "알킬"은 탄소 원자 대신에 하나 이상의 헤테로원자 (예컨대 O, S 또는 N)를 함유하는 C1-C10 직쇄 알킬 기를 지칭하며, 여기서 헤테로원자는 임의로 치환될 수 있다. 특정 실시양태에서, 용어 "알킬"은 OH, NH2 및 =O로 이루어진 군으로부터 선택된 5개 이하의 기로 치환된 C1-C10 직쇄 알킬 기를 지칭한다.
본원에 사용된 용어 "알케닐"은, 단독으로 사용되든 또는 치환기의 일부로서 사용되든, 관련 기술분야의 용어이며, 2 내지 30개의 탄소를 함유하고 2개의 수소의 제거에 의해 형성된 적어도 1개의 탄소-탄소 이중 결합을 함유하는 직쇄 또는 분지쇄 탄화수소 라디칼을 포함한, 임의로 치환될 수 있는 하나 이상의 헤테로원자 (예컨대 O, S 또는 N)를 임의로 함유하는 불포화 지방족 기를 지칭한다. 알케닐의 대표적 예는 에테닐, 2-프로페닐, 2-메틸-2-프로페닐, 3-부테닐, 4-펜테닐, 5-헥세닐, 2-헵테닐, 2-메틸-1-헵테닐, 및 3-데세닐을 포함하나, 이에 제한되지는 않는다. 알케닐 기의 불포화 결합(들)은 모이어티 내의 어디에나 위치할 수 있고, 이중 결합(들)에 대해 (Z) 또는 (E) 배위를 가질 수 있다.
본원에 사용된 용어 "알키닐"은, 단독으로 사용되든 또는 치환기의 일부로서 사용되든, 관련 기술분야의 용어이며, 2 내지 30개의 탄소 원자를 함유하고 적어도 1개의 탄소-탄소 삼중 결합을 함유하는 직쇄 또는 분지쇄 탄화수소 라디칼을 포함한, 임의로 치환될 수 있는 하나 이상의 헤테로원자 (예컨대 O, S 또는 N)를 임의로 함유하는 불포화 지방족 기를 지칭한다. 알키닐의 대표적인 예는 아세틸레닐, 1-프로피닐, 2-프로피닐, 3-부티닐, 2-펜티닐, 4-펜티닐 및 1-부티닐을 포함하나 이에 제한되지는 않는다.
본원에 사용된 용어 "치환된 알킬", "치환된 알케닐", 및 "치환된 알키닐"은, 탄소(들) 또는 수소(들)에 대한 하나 이상의 결합이 비-수소 또는 비-탄소 원자, 예컨대 비제한적으로, 할라이드에서의 할로겐 원자, 예컨대 F, Cl, Br, 및 I; 및 카르보닐, 카르복실, 히드록실 기, 알콕시 기, 아릴옥시 기, 헤테로시클릴옥시 기, 및 에스테르 기 등의 기에서의 산소 원자; 티올 기, 알킬 및 아릴 술피드 기, 술폰 기, 술포닐 기, 및 술폭시드 기 등의 기에서의 황 원자; 아민, 아미드, 알킬아민, 디알킬아민, 아릴아민, 알킬아릴아민, 디아릴아민, N-옥시드, 이미드, 엔아민 이민, 옥심, 히드라존, 헤테로시클릴아민, (알킬)(헤테로시클릴)-아민, (아릴)(헤테로시클릴)아민, 디헤테로시클릴아민, 트리아졸, 및 니트릴 등의 기에서의 질소 원자; 트리알킬실릴 기, 디알킬아릴실릴 기, 알킬디아릴실릴 기, 및 트리아릴실릴 기 등의 기에서의 규소 원자; 및 다양한 다른 기에서의 다른 헤테로원자에 의해 대체된, 상기에 정의된 바와 같은 알킬, 알케닐 및 알키닐 기를 지칭한다. 구체적 실시양태에서, "극성 알킬", "극성 알케닐" 및 "극성 알키닐"은 극성 공유 결합을 생성하는 원자로 치환된 알킬, 알케닐 및 알키닐 기를 지칭한다. 또 다른 구체적 실시양태에서, "극성 알킬", "극성 알케닐" 및 "극성 알키닐"은 극성 공유 결합을 생성하는 원자로 치환된 C1 내지 C5 알킬, 알케닐 및 알키닐 기를 지칭한다. 구체적 실시양태에서, "극성 알킬", "극성 알케닐" 및 "극성 알키닐"은 -OH 기 및/또는 -C(O)-OH 기로 치환된 알킬, 알케닐, 알키닐 기, 예컨대 C1 내지 C5 알킬, 알케닐 및 알키닐 기를 지칭한다.
본원에 사용된 용어 "할로" 또는 "할로겐"은, 단독으로 사용되든 치환기의 일부로서 사용되든, 관련 기술분야의 용어이며, -F, -Cl, -Br, 또는 -I를 지칭한다.
본원에 사용된 용어 "알콕시"는, 단독으로 사용되든 치환기의 일부로서 사용되든, 관련 기술분야의 용어이며, 산소 원자를 통해 모 분자 모이어티에 부착된, 본원에 정의된 바와 같은 알킬 기를 지칭한다. 알콕시의 대표적인 예는 메톡시, 에톡시, 프로폭시, 2-프로폭시, 부톡시, tert-부톡시, 펜틸옥시 및 헥실옥시를 포함하나 이에 제한되지는 않는다.
본원에 사용된 용어 "아르알킬" 또는 "아릴알킬"은, 단독으로 사용되든 치환기의 일부로서 사용되든, 관련 기술분야의 용어이며, 모이어티가 알킬 기를 통해 모 분자에 부착된, 아릴 기로 치환된 알킬 기를 지칭한다. 아릴알킬 기는 임의로 치환될 수 있다. "치환된 아르알킬"은, 비치환된 아르알킬 기에 대하여, 치환된 아릴 기가 비치환된 아릴 기에 대하여 가졌던 것과 동일한 의미를 갖는다. 그러나, 치환된 아르알킬 기는, 기의 알킬 부분의 탄소 또는 수소 결합이 비-탄소 또는 비-수소 원자에 대한 결합에 의해 대체된 기를 또한 포함한다.
본원에 사용된 용어 "헤테로아르알킬" 또는 "헤테로아릴알킬"은, 단독으로 사용되든 치환기의 일부로서 사용되든, 관련 기술분야의 용어이며, 모이어티가 알킬 기를 통해 모 분자 모이어티에 부착된, 헤테로아릴 기로 치환된 알킬 기를 지칭한다. 헤테로아릴알킬은 임의로 치환될 수 있다. 용어 "치환된 헤테로아릴알킬"은, 비치환된 헤테로아릴알킬 기에 대하여, 치환된 아릴 기가 비치환된 아릴 기에 대하여 가졌던 것과 동일한 의미를 갖는다.
본원에 사용된 용어 "헤테로시클릴알킬"은, 단독으로 사용되든 치환기의 일부로서 사용되든, 관련 기술분야의 용어이며, 비치환된 또는 치환된 알킬, 알케닐 또는 알키닐 기의 수소 또는 탄소 결합이 헤테로시클릴 기에 대한 결합으로 대체된 비치환된 또는 치환된 알킬, 알케닐 또는 알키닐 기를 지칭한다. 헤테로시클릴알킬은 임의로 치환될 수 있다. 용어 "치환된 헤테로시클릴알킬"은, 비치환된 헤테로시클릴알킬 기에 대하여, 치환된 아릴 기가 비치환된 아릴 기에 대하여 가졌던 것과 동일한 의미를 갖는다. 그러나, 치환된 헤테로시클릴알킬 기는, 비-수소 원자가 헤테로시클릴알킬 기의 헤테로시클릴 기 내 헤테로원자, 예컨대 비제한적으로 피페리디닐알킬 기의 피페리딘 고리 내 질소 원자에 결합되어 있는 기를 또한 포함한다.
본원에 사용된 용어 "아릴"은, 단독으로 사용되든 치환기의 일부로서 사용되든, 관련 기술분야의 용어이며, 모노시클릭, 비시클릭 및 폴리시클릭 방향족 탄화수소 기, 예를 들어, 벤젠, 나프탈렌, 안트라센, 및 피렌을 포함하는 것을 지칭한다. 방향족 고리는 하나 이상의 고리 위치에서 하나 이상의 치환기, 예컨대 할로겐, 아지드, 알킬, 아르알킬, 알케닐, 알키닐, 시클로알킬, 히드록실, 알콕실, 아미노, 니트로, 술프히드릴, 이미노, 아미도, 포스포네이트, 포스피네이트, 카르보닐, 카르복실, 실릴, 에테르, 알킬티오, 술포닐, 술폰아미도, 케톤, 알데히드, 에스테르, 헤테로시클릴, 방향족 또는 헤테로방향족 모이어티, 플루오로알킬 (예컨대 트리플루로메틸), 시아노 등으로 치환될 수 있다. 용어 "아릴"은, 2개 이상의 탄소가 2개의 인접한 고리에 대해 공통적이며 (고리가 "융합 고리"임), 여기서 고리 중 적어도 하나는 방향족 탄화수소이고, 예를 들어 다른 시클릭 고리는 시클로알킬, 시클로알케닐, 시클로알키닐, 아릴, 헤테로아릴 및/또는 헤테로시클릴일 수 있는, 2개 이상의 시클릭 고리를 갖는 폴리시클릭 고리계를 또한 포함한다. 특정 실시양태에서, 용어 "아릴"은 페닐 기를 지칭한다. 아릴 기는 임의로 치환될 수 있다.
본원에 사용된 용어 "시클로알킬"은, 단독으로 사용되든 치환기의 일부로서 사용되든, 관련 기술분야의 용어이며, 3 내지 6개의 고리 탄소 원자를 함유하는 포화 카르보시클릭 기를 지칭하며, 여기서 이러한 고리는 임의로 치환 또는 비치환된 알킬 기로, 또는 치환된 알킬 기에 대해 기재된 바와 같은 치환기로 치환될 수 있다. 예시적인 시클로알킬 기는 시클로프로필, 시클로부틸, 시클로펜틸, 시클로헥실, 2-메틸시클로부틸 및 4-에틸시클로헥실을 포함하나 이에 제한되지는 않는다.
본원에 사용된 용어 "헤테로아릴"은, 단독으로 사용되든 치환기의 일부로서 사용되든, 관련 기술분야의 용어이며, 고리 구조 내에 하나 이상의 헤테로원자, 예컨대 질소, 산소, 또는 황을 포함한 3 내지 30개의 총 원자를 갖는 모노시클릭, 비시클릭, 및 폴리시클릭 방향족 기를 지칭한다. 예시적 헤테로아릴 기는 아자인돌릴, 벤조(b)티에닐, 벤즈이미다졸릴, 벤조푸라닐, 벤족사졸릴, 벤조티아졸릴, 벤조티아디아졸릴, 벤조트리아졸릴, 벤족사디아졸릴, 푸라닐, 이미다졸릴, 이미다조피리디닐, 인돌릴, 인돌리닐, 인다졸릴, 이소인돌리닐, 이속사졸릴, 이소티아졸릴, 이소퀴놀리닐, 옥사디아졸릴, 옥사졸릴, 퓨리닐, 피라닐, 피라지닐, 피라졸릴, 피리디닐, 피리미디닐, 피롤릴, 피롤로[2,3-d]피리미디닐, 피라졸로[3,4-d]피리미디닐, 퀴놀리닐, 퀴나졸리닐, 트리아졸릴, 티아졸릴, 티오페닐, 테트라히드로인돌릴, 테트라졸릴, 티아디아졸릴, 티에닐, 티오모르폴리닐, 트리아졸릴 또는 트로파닐 등을 포함한다. "헤테로아릴"은 하나 이상의 고리 위치에서 하나 이상의 치환기, 예컨대 할로겐, 아지드, 알킬, 아르알킬, 알케닐, 알키닐, 시클로알킬, 히드록실, 알콕실, 아미노, 니트로, 술프히드릴, 이미노, 아미도, 포스포네이트, 포스피네이트, 카르보닐, 카르복실, 실릴, 에테르, 알킬티오, 술포닐, 술폰아미도, 케톤, 알데히드, 에스테르, 헤테로시클릴, 방향족 또는 헤테로방향족 모이어티, 플루오로알킬 (예컨대 트리플루로메틸), 시아노 등으로 치환될 수 있다. 용어 "헤테로아릴"은, 2개 이상의 탄소가 2개의 인접한 고리에 대해 공통적이며 (고리가 "융합 고리"임), 여기서 고리 중 적어도 하나는 고리 구조 내에 하나 이상의 헤테로원자를 갖는 방향족 기이고, 예를 들어, 다른 시클릭 고리는 시클로알킬, 시클로알케닐, 시클로알키닐, 아릴, 헤테로아릴, 및/또는 헤테로시클릴일 수 있는, 2개 이상의 시클릭 고리를 갖는 폴리시클릭 고리계를 또한 포함한다.
본원에 사용된 용어 "헤테로시클릴"은, 단독으로 사용되든 치환기의 일부로서 사용되든, 관련 기술분야의 용어이며, 완전히 포화될 수 있거나 또는 하나 이상의 불포화 단위를 함유할 수 있는 (의심의 여지를 없애기 위해, 불포화도는 방향족 고리계를 형성하지 않음), 또한 적어도 하나의 헤테로원자, 예컨대 질소, 산소, 또는 황을 포함한 3 내지 15개의 원자를 갖는, 모노시클릭, 비시클릭, 및 트리시클릭 고리를 포함하나 이에 제한되지는 않는 비-방향족 고리계의 라디칼을 지칭한다. 본 발명의 범주를 제한하는 것으로 해석되어서는 안되는 예시의 목적을 위해, 하기는 헤테로시클릭 고리의 예이다: 아지리디닐, 아지리닐, 옥시라닐, 티이라닐, 티이레닐, 디옥시라닐, 디아지리닐, 디아제파닐, 1,3-디옥사닐, 1,3-디옥솔라닐, 1,3-디티올라닐, 1,3-디티아닐, 이미다졸리디닐, 이소티아졸리닐, 이소티아졸리디닐, 이속사졸리닐, 이속사졸리디닐, 아제틸, 옥세타닐, 옥세틸, 티에타닐, 티에틸, 디아제티디닐, 디옥세타닐, 디옥세테닐, 디티에타닐, 디티에틸, 디옥살라닐, 옥사졸릴, 티아졸릴, 트리아지닐, 이소티아졸릴, 이속사졸릴, 아제핀, 아제티디닐, 모르폴리닐, 옥사디아졸리닐, 옥사디아졸리디닐, 옥사졸리닐, 옥사졸리디닐, 옥소피페리디닐, 옥소피롤리디닐, 피페라지닐, 피페리디닐, 피라닐, 피라졸리닐, 피라졸리디닐, 피롤리닐, 피롤리디닐, 퀴누클리디닐, 티오모르폴리닐, 테트라히드로피라닐, 테트라히드로푸라닐, 테트라히드로티에닐, 티아디아졸리닐, 티아디아졸리디닐, 티아졸리닐, 티아졸리디닐, 티오모르폴리닐, 1,1-디옥시도티오모르폴리닐 (티오모르폴린 술폰), 티오피라닐 및 트리티아닐. 헤테로시클릴 기는 하나 이상의 고리 위치에서 하나 이상의 치환기, 예컨대 할로겐, 아지드, 알킬, 아르알킬, 알케닐, 알키닐, 시클로알킬, 히드록실, 알콕실, 아미노, 니트로, 술프히드릴, 이미노, 아미도, 포스포네이트, 포스피네이트, 카르보닐, 카르복실, 실릴, 에테르, 알킬티오, 술포닐, 술폰아미도, 케톤, 알데히드, 에스테르, 헤테로시클릴, 방향족 또는 헤테로방향족 모이어티, 플루오로알킬 (예컨대 트리플루로메틸), 시아노 등으로 치환될 수 있다.
본원에 사용된 용어 "치료", "치료하다" 및 "치료하는"은 질환 또는 상태의 증상, 측면 또는 특징을 예방, 제거 또는 감소시키기 위한 조치 과정 (예컨대 본원에 기재된 바와 같은 접합체 또는 본원에 기재된 바와 같은 접합체를 포함하는 제약 조성물을 투여하는 것)을 지칭한다. 이러한 치료는 유용하기 위해 절대적일 필요는 없다. 한 실시양태에서, 치료는 질환 또는 상태의 증상, 측면 또는 특징의 발병과 동시에 또는 그 후에 개시되는 조치 과정을 포함한다. 또 다른 실시양태에서, 치료는 질환 또는 상태의 증상, 측면 또는 특징의 발병 전에 개시되는 조치 과정을 포함한다.
본원에 사용된 용어 "치료를 필요로 하는"은 환자가 치료를 필요로 하거나 또는 치료로부터 이익을 얻을 것이라는 간병인에 의한 판단을 지칭한다. 이러한 판단은 간병인의 전문지식의 범위 내에 있는 다양한 인자에 기초하여 이루어지는데, 여기에는 본 개시내용의 방법 또는 화합물에 의해 치료가능한 질환 또는 상태의 결과로 환자가 아프거나 또는 아플것이라는 지식이 포함된다.
본원에 사용된 용어 "개체", "대상체" 또는 "환자"는 포유동물, 예컨대 마우스, 래트, 다른 설치류, 토끼, 개, 고양이, 돼지, 소, 양, 말 또는 영장류, 및 인간을 비롯한 임의의 동물을 지칭한다. 상기 용어는 남성 또는 여성 또는 둘 다를 명시할 수 있거나, 남성 또는 여성을 배제할 수 있다. 바람직한 실시양태에서, 용어 "개체", "대상체", 또는 "환자"는 인간을 지칭한다.
본원에 사용된 용어 "치료 유효량"은 질환 또는 상태의 임의의 증상, 측면 또는 특징에 대해 임의의 검출가능한 긍정적 효과를 가질 수 있는, 단독으로의 또는 제약 조성물의 일부로서의 접합체의 양을 지칭한다. 이러한 효과는 유익하기 위해 절대적일 필요는 없다.
"치환" 또는 "~로 치환된"은 이러한 치환이 치환된 원자 및 치환기의 허용되는 원자가에 따르며, 치환이 예를 들어 재배열, 단편화, 분해, 고리화, 제거 또는 다른 반응에 의한 것과 같은 변환을 자발적으로 겪지 않는 안정한 화합물을 생성한다는 묵시적 단서를 포함하는 것을 이해할 것이다.
기가 화합물의 일부로서 특정되는 경우, 기의 치환은 특정 결합을 수용하도록 조정될 수 있음을 이해할 것이다. 예를 들어, 알킬 기가 2개의 다른 기에 연결되면, 알킬 기는 알킬렌 기로 간주된다.
용어 "치환된"은 또한 유기 화합물의 모든 허용되는 치환기를 포함하는 것으로 고려된다. 넓은 측면에서, 허용가능한 치환기는 유기 화합물의 비-시클릭(acyclic) 및 시클릭, 분지형 및 비분지형 치환기, 카르보시클릭 및 헤테로시클릴, 방향족 및 비방향족 치환기를 포함한다. 예시적 치환기는, 예를 들어 상기 본원에 기재된 것들을 포함한다. 본 개시내용의 목적상, 산소 또는 질소와 같은 헤테로원자는, 수소 치환기, 및/또는 헤테로원자의 원자가를 충족시키는 본원에 기재된 유기 화합물의 임의의 허용가능한 치환기를 가질 수 있다. 예시적인 치환은 히드록시, 할로겐, 아지드, 알킬, 아르알킬, 알케닐, 알키닐, 시클로알킬, 히드록실, 알콕실, 아미노, 니트로, 술프히드릴, 이미노, 아미도, 포스포네이트, 포스피네이트, 카르보닐, 카르복실, 실릴, 에테르, 알킬티오, 술포닐, 술폰아미도, 케톤, 알데히드, 에스테르, 헤테로시클릴, 방향족 또는 헤테로방향족 모이어티, 플루오로알킬 (예컨대 트리플루오로메틸), 시아노 등을 포함하나, 이에 제한되지는 않는다. 본 발명은 유기 화합물의 허용되는 치환기에 의해 임의의 방식으로 제한되는 것으로 의도되지 않는다.
본원의 다른 화학 용어는 본원에 참조로 포함된 문헌 [The McGraw-Hill Dictionary of Chemical Terms (ed. Parker, S., 1985), McGraw-Hill, San Francisco]에 기재되어 있다. 달리 정의되지 않는 한, 본원에 사용된 모든 기술 과학 용어는 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자에 의해 통상적으로 이해되는 바와 동일한 의미를 갖는다.
본원에 사용된 용어 "제약상 허용되는 염"은, 예를 들어, 염산, 브로민화수소산, 황산, 질산, 과염소산, 인산, 포름산, 아세트산, 락트산, 말레산, 푸마르산, 숙신산, 타르타르산, 글리콜산, 살리실산, 시트르산, 메탄술폰산, 벤젠술폰산, 벤조산, 말론산, 트리플루오로아세트산, 트리클로로아세트산, 나프탈렌-2-술폰산, 및 다른 산을 포함한 무기 또는 유기 산으로부터 유래된 염을 포함한다. 제약상 허용되는 염 형태는 염을 구성하는 분자의 비가 1:1이 아닌 형태를 포함할 수 있다. 예를 들어, 염은 염기 분자 당 1개 초과의 무기 또는 유기 산 분자, 예컨대 접합체 분자 당 2개의 염산 분자를 포함할 수 있다. 또 다른 예로서, 염은 염기 분자당 1개 미만의 무기 또는 유기 산 분자, 예컨대 무기 또는 유기 산 분자당 2개의 접합체 분자를 포함할 수 있다.
본원에 사용된 용어 "담체" 및 "제약상 허용되는 담체"는 화합물과 함께 투여되거나 또는 투여를 위해 제제화되는 희석제, 아주반트, 부형제 또는 비히클을 지칭한다. 이러한 제약상 허용되는 담체의 비제한적 예는 액체, 예컨대 물, 염수 및 오일; 및 고체, 예컨대 아카시아 검, 젤라틴, 전분 페이스트, 활석, 케라틴, 콜로이드성 실리카, 우레아 등을 포함한다. 또한, 보조제, 안정화제, 증점제, 등삼투압제, 냉동-보존제, 윤활제, 향미제 및 착색제가 사용될 수 있다. 적합한 제약 담체의 다른 예는 문헌 [Remington's Science and Practice of Pharmacy (23rd edition, ISBN 9780128200070) 및 Handbook of Pharmaceutical Excipients (8th edition, 978-0-85-711271-2)]에 기재되어 있으며, 이들 각각은 그 전문이 본원에 참조로 포함된다.
본원에 사용된 용어 "표적 분자"는 치료제 (예컨대, 비제한적으로 약물), 진단제, 표적화제, 유기 소분자, 올리고뉴클레오티드, 폴리펩티드, 항체, 항체 단편, 단백질, 탄수화물 예컨대 헤파린 또는 히알루론산, 또는 지질 예컨대 글리세롤지질, 당지질, 또는 인지질을 포함하나 이에 제한되지는 않는, 치료 또는 진단 용도 또는 표적화 기능을 갖는 임의의 분자, 또는 화합물을 투여하거나 또는 투여를 위해 제제화하는 비히클을 지칭하며, 여기서 표적 분자는 본 개시내용의 POZ 중합체 또는 POZ 유도체 상의 활성 관능기와 연결을 형성할 수 있다.
본원에 사용된 "지질" 또는 "지질 부분"은 (i) 지방산의 에스테르 또는 그의 유도체를 포함하고, 물에 불용성이지만 많은 유기 용매에 가용성인 것을 특징으로 하고, 단순 지질 예컨대 지방, 오일, 및 왁스, 화합물 지질 예컨대 인지질, 당지질, 양이온성 지질, 비-양이온성 지질, 중성 지질, 및 음이온성 지질, 및 유도된 지질 예컨대 스테로이드를 포함하나 이에 제한되지는 않는 유기 화합물, 뿐만 아니라 (ii) 지방산의 에스테르를 포함하지 않지만, 그의 양친매성 특징을 통해 이러한 유기 화합물을 모방하는, 즉, 소수성 및 친수성 부분 둘 다를 보유하며, 따라서 수성 환경에서 층, 소포 및 LNP를 형성하는 특정한 방식으로 응집할 수 있는 유기 화합물을 의미한다.
본원에 사용된 "소형 간섭 RNA (siRNA)"는 RNA 간섭 (RNAi) 경로에 수반되는 16-40개 뉴클레오티드 길이의 이중-가닥 RNA 분자의 부류를 의미하며, 여기서 이는 특이적 유전자의 발현을 방해한다. RNAi 경로에서의 그의 역할 이외에도, siRNA는 또한 RNAi-관련 경로에서 작용한다.
본원에 사용된 "RNA"는 siRNA, 안티센스 RNA, 단일 가닥 RNA, 마이크로RNA, mRNA, 비코딩 RNA 및 다가 RNA를 포함한 적어도 1개의 리보뉴클레오티드 잔기를 포함하는 분자를 의미한다. "리보뉴클레오티드"는 β-D-리보-푸라노스 모이어티의 2' 위치에 히드록실 기를 갖는 뉴클레오티드를 의미한다. 상기 용어는 이중-가닥 RNA, 단일-가닥 RNA, 단리된 RNA, 예컨대 부분적으로 정제된 RNA, 본질적으로 순수한 RNA, 합성 RNA, 재조합적으로 생산된 RNA, 뿐만 아니라 1개 이상의 뉴클레오티드의 부가, 결실, 치환 및/또는 변경에 의해 자연 발생 RNA와 상이한 변경된 RNA를 포함한다.
POZ-지질 접합체
본 개시내용의 POZ-지질 접합체는 폴리옥사졸린 중합체에 연결된 지질 부분을 포함한다. POZ-지질 접합체의 성분은 하기에서 보다 상세하게 논의된다.
POZ 부분
다양한 POZ 중합체가 본 개시내용의 POZ-지질 접합체에 사용될 수 있고, 하기에 보다 상세하게 논의된다. 그러나 일반적으로, POZ 중합체는 단일 유형 또는 부류의 관능기를 함유할 수 있거나, 또는 1종 초과의 유형 또는 부류의 관능기를 함유할 수 있다. POZ는 선형 POZ 중합체, 분지형 POZ 중합체, 펜던트 POZ 중합체 또는 멀티-아암 POZ 중합체일 수 있다. 대표적인 POZ 중합체는 미국 특허 번호 7,943,141, 8,088,884, 8,110,651, 8,101,706, 8,883,211, 및 9,284,411, 및 미국 특허 출원 번호 13/003,306, 13/549,312 및 13/524,994에 기재되어 있으며, 이들 각각은 상기 교시를 위해 그 전문이 참고로 포함된다. 폴리옥사졸린 중합체는 단독중합체일 수 있고; 마찬가지로, 폴리옥사졸린 중합체는 하나 이상의 단위의 제2 폴리옥사졸린 중합체에 의해 분리된 하나 이상의 단위의 제1 폴리옥사졸린 중합체를 함유하는 랜덤 또는 블록 공중합체일 수 있다. 마찬가지로, POZ는 상당히 친수성인 폴리(메틸옥사졸린) (PMOZ), 또는 덜 친수성인 폴리(에틸옥사졸린) (PEOZ)일 수 있다.
한 실시양태에서, POZ 중합체는 리빙 양이온 중합에 의해 제조된다. 관련 기술분야에 공지된 다른 방법이 또한 POZ 중합체를 제조하는 데 사용될 수 있다. 하기에 보다 상세히 논의된 바와 같이, POZ는 지질에 직접 접합될 수 있거나, 또는 링커 모이어티를 통해 지질에 연결될 수 있다. POZ를 지질에 커플링시키는 데 적합한 임의의 링커 모이어티는 비-에스테르-함유 링커 모이어티 및 에스테르-함유 링커 모이어티를 포함하나 이에 제한되지는 않는 것이 사용될 수 있다. 그리고, 하기에 보다 상세히 논의된 바와 같이, POZ 중합체는 개시제 또는 중합체의 말단 상의 적절한 화학적 기를 통해 또는 중합체 상의 펜던트 위치에서의 적절한 화학적 기를 통해 지질 부분에 접합될 수 있다.
본 개시내용에서, 폴리옥사졸린 유도체 또는 폴리옥사졸린 중합체가 언급될 때마다, 폴리옥사졸린 중합체는 낮은 다분산도 (PD) 값 및/또는 증가된 순도를 특징으로 하는 것일 수 있는데, 이러한 중합체가 제약 용도에 유용하기 때문이다. 특정한 실시양태에서, 본 개시내용의 방법은 증가된 분자량 (MW) 값에서 낮은 PD 값을 갖는 폴리옥사졸린 유도체를 제공한다. 한 실시양태에서, 예를 들어, POZ 부분은 약 500 내지 약 10000 달톤의 분자량을 갖는다. 또 다른 실시양태에서, POZ 부분은 약 500 내지 약 5,000 달톤의 분자량을 갖는다. 또 다른 실시양태에서, POZ 부분은 약 1,000 달톤 내지 약 2,500 달톤의 분자량을 갖는다. 또 다른 실시양태에서, POZ 부분은 약 2,000 달톤 내지 약 5,000 달톤의 분자량을 갖는다. 또 다른 실시양태에서, POZ 부분은 약 5,000 달톤 내지 약 10,000 달톤의 분자량을 갖는다. 이러한 실시양태에서, 적어도 1개의 폴리옥사졸린 중합체 쇄는 1.2 이하, 1.1 이하, 또는 1.05 이하의 다분산도 값을 갖는다. 낮은 PD 값을 갖는 폴리옥사졸린 중합체 및 그의 유도체의 합성 방법은 국제 출원 번호 PCT/US2008/002626 및 PCT/US2008/078159에 논의되어 있으며, 이는 이러한 교시를 위해 그 전문이 참조로 포함된다.
지질 부분
한 실시양태에서, POZ-지질 접합체의 지질 부분은 적어도 1개의 소수성 모이어티를 포함한다. 또 다른 실시양태에서, 지질 부분은 2개의 소수성 모이어티를 포함한다. 이러한 측면에서, 소수성 모이어티는 아실 쇄, 알킬 쇄, 또는 그의 조합일 수 있다. 아실 및 알킬 쇄는 길이가 다양할 수 있다. 또한, 아실 및 알킬 쇄는 포화되거나 또는 1개 이상의 불포화 영역 (예컨대 1개 이상의 이중 결합)을 함유할 수 있다.
소수성 모이어티의 수에 상관없이, 지질 부분은 또한 POZ 중합체 상의 화학적 기와 연결을 형성할 수 있는 화학적 기를 포함한다. 이러한 측면에서, 화학적 기는 아민 기, 히드록실 기, 알데히드 기, 카르복실산 기, 및 배제되지 않는 다른 화학적 기와의 그의 조합일 수 있다. 한 실시양태에서, 지질 부분은 POZ 중합체와의 연결을 형성하는 데 사용될 수 있는 반응성 아미노 기를 함유할 수 있다.
일부 실시양태에서, 지질 상의 화학적 기는 친수성 머리기 위치에 위치할 수 있다. 그리고, 상기 언급된 바와 같이, POZ 중합체는 개시제 또는 중합체의 말단 상의 적절한 화학적 기를 통해 또는 중합체 상의 펜던트 위치에서의 적절한 화학적 기를 통해 지질에 접합될 수 있다.
하기에 보다 상세히 논의되는 바와 같이, 연결의 성질은 POZ 중합체 상에 존재하는 화학적 기 및 지질 부분 상에 존재하는 화학적 기에 따라 달라진다. 일부 실시양태에서, 연결은 특정 효소의 존재 하에 분해가능하다. 다른 실시양태에서, 연결은 이들 동일한 효소의 존재 하에 안정하다.
한 실시양태에서, POZ-지질 접합체의 지질 부분은 비하전된 지질이다. 예를 들어, 층, 소포 및/또는 LNP 조성물을 형성할 수 있는 임의의 비-하전된 지질은 단독으로 또는 다른 지질 성분과 조합하여 본 개시내용의 POZ-지질 접합체를 형성하는 데 사용하기에 적합하다. 또 다른 실시양태에서, 지질 부분은 합성 또는 자연 발생일 수 있다.
POZ-지질 접합체의 지질 부분은 본원에 기재된 LNP에 목적하는 특징을 부여하도록 선택될 수 있다. 예를 들어, 지질의 불포화도는 본원에 기재된 LNP에 목적하는 특성을 제공하도록 선택될 수 있다. 예를 들어, 지질 부분의 불포화도를 증가시키는 것은 LNP 조성물에 유동성을 부여할 수 있다. 또한, 불포화 영역 주위의 시스 배위는 또한 LNP 조성물에 증가된 유동성을 부여할 수 있다. 마찬가지로, 포화 지질 부분은 LNP 조성물에 강성을 부여할 수 있다. 유동성 및/또는 강성은 적어도 부분적으로 LNP 조성물의 안정성 및/또는 LNP 조성물로부터의 POZ-지질 접합체의 방출 속도를 제어하도록 선택될 수 있다.
한 실시양태에서, POZ-지질 접합체의 지질 부분은 인지질이다. 예를 들어, POZ-지질 접합체의 지질 부분은 포스파티딜 글리세롤 (PG), 포스파티딜 콜린 (PC), 포스파티딜 에탄올아민 (PE), 포스파티드산 (PA), 포스파티딜 이노시톨 (PI), 포스파티딜세린 (PS), 또는 그의 조합일 수 있다.
또 다른 실시양태에서, POZ-지질 접합체의 지질 부분은 글리세롤지질이다. 예를 들어, 지질 부분은 αβ-디아실글리세롤일 수 있다.
추가 실시양태에서, POZ-지질 접합체의 지질 부분은 디알킬아민이다. 예를 들어, 지질 부분은 디미리스틸아민일 수 있다.
특정 측면에서, POZ-지질 접합체 내의 지질 부분의 2개의 아실 또는 알킬 쇄 중 적어도 하나는 포화이다. 또 다른 측면에서, POZ-지질 접합체 내의 지질의 각각의 2개의 아실 또는 알킬 쇄는 포화이다. 또 다른 측면에서, POZ-지질 접합체 내의 지질의 2개의 아실 또는 알킬 쇄 중 하나는 포화되고, 다른 아실 또는 알킬 쇄는 불포화된다. 또 다른 측면에서, POZ-지질 접합체 내의 지질의 각각의 2개의 아실 또는 알킬 쇄는 불포화이다. POZ-지질 접합체 내의 지질의 1개 이상의 아실 또는 알킬 쇄가 불포화인 경우에, 아실 또는 알킬 쇄는 1 내지 6개, 1 내지 4개, 1 내지 3개, 또는 1 내지 2개의 불포화 영역을 함유할 수 있다. 이중 결합(들)은, 존재하는 경우에, 시스 또는 트랜스 배위, 또는 시스 및 트랜스 배위의 혼합물로 존재할 수 있다.
한 측면에서, POZ-지질 접합체 내의 지질의 2개의 아실 또는 알킬 쇄 중 적어도 하나는 1 내지 5개의 탄소 길이, 6 내지 10개의 탄소 길이, 11 내지 16개의 탄소 길이, 또는 17-21개의 탄소 길이이다. 또 다른 측면에서, POZ-지질 접합체 내의 지질의 2개의 아실 또는 알킬 쇄 각각은 1 내지 5개의 탄소 길이, 6 내지 10개의 탄소 길이, 11 내지 16개의 탄소 길이, 또는 17-21개의 탄소 길이이다. 이러한 아실 또는 알킬 쇄는, 길이에 상관없이, 짝수 및 홀수 쇄 길이 둘 다를 포함하고, 상기 기재된 바와 같이 포화 또는 불포화일 수 있다.
하나의 특정한 측면에서, POZ-지질 접합체 내의 지질 부분의 2개의 아실 또는 알킬 쇄 중 적어도 하나는 6 내지 10개의 탄소 길이이다. 또 다른 측면에서, POZ-지질 접합체 내의 지질의 2개의 아실 또는 알킬 쇄 각각은 6 내지 10개의 탄소 길이이다. 이러한 아실 또는 알킬 쇄는, 길이에 상관없이, 짝수 및 홀수 쇄 길이 둘 다를 포함하고, 상기 기재된 바와 같이 포화 또는 불포화일 수 있다.
또 다른 측면에서, POZ-지질 접합체 내의 지질 부분의 2개의 아실 또는 알킬 쇄 중 적어도 하나는 11 내지 16개의 탄소 길이이다. 또 다른 측면에서, POZ-지질 접합체 내의 지질의 2개의 아실 또는 알킬 쇄 각각은 11 내지 16개의 탄소 길이이다. 이러한 아실 또는 알킬 쇄는, 길이에 상관없이, 짝수 및 홀수 쇄 길이 둘 다를 포함하고, 상기 기재된 바와 같이 포화 또는 불포화일 수 있다.
또 다른 측면에서, POZ-지질 접합체 내의 지질의 2개의 아실 또는 알킬 쇄 중 적어도 하나는 17 내지 21개의 탄소 길이이다. 또 다른 측면에서, POZ-지질 접합체 내의 지질의 2개의 아실 또는 알킬 쇄 각각은 17 내지 21개의 탄소 길이이다. 이러한 아실 또는 알킬 쇄는, 길이에 상관없이, 짝수 및 홀수 쇄 길이 둘 다를 포함하고, 상기 기재된 바와 같이 포화 또는 불포화일 수 있다.
한 측면에서, POZ-지질 접합체 내의 지질의 2개의 아실 또는 알킬 쇄 각각은 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20 또는 21개의 탄소 길이이고, 이러한 아실 또는 알킬 쇄는 포화 또는 불포화이다. 또 다른 측면에서, POZ-지질 접합체 내의 지질의 2개의 알킬 또는 아실 쇄 각각은 11, 12, 13, 14, 15, 또는 16개 탄소 길이의 아실 쇄이고, 이러한 아실 쇄는 포화 또는 불포화이다. 추가 측면에서, POZ-지질 접합체 내의 지질의 2개의 아실 또는 알킬 쇄 각각은 12, 13, 14, 또는 15개 탄소 길이의 아실 쇄이고, 이러한 아실 쇄는 포화 또는 불포화이다. 추가 측면에서, POZ-지질 접합체 내의 지질의 2개의 아실 또는 알킬 쇄 각각은 13 또는 14개 탄소 길이의 아실 쇄이고, 아실 쇄는 포화 또는 불포화이다. 또 다른 측면에서, POZ-지질 접합체 내의 지질의 2개의 알킬 또는 아실 쇄 각각은 11, 12, 13, 14, 15, 또는 16개 탄소 길이의 알킬 쇄이고, 이러한 알킬 쇄는 포화 또는 불포화이다. 추가 측면에서, POZ-지질 접합체 내의 지질의 2개의 아실 또는 알킬 쇄 각각은 12, 13, 14, 또는 15개 탄소 길이의 알킬 쇄이고, 이러한 알킬 쇄는 포화 또는 불포화이다. 추가 측면에서, POZ-지질 접합체 내의 지질의 2개의 아실 또는 알킬 쇄 각각은 13 또는 14개 탄소 길이의 알킬 쇄이고, 알킬 쇄는 포화 또는 불포화이다.
또 다른 측면에서, POZ-지질 접합체 내의 지질 부분의 각각의 아실 또는 알킬 쇄는 동일한 길이를 갖고, 불포화이다. 예를 들어, 아실 또는 알킬 쇄는 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20 또는 21개 탄소의 길이, 11, 12, 13, 14, 15 또는 16개 탄소의 길이, 12, 13, 14 또는 15개 탄소의 길이, 또는 13 또는 14개 탄소의 길이이고 불포화일 수 있다.
또 다른 측면에서, POZ-지질 접합체 내의 지질 부분은 1,2-디미리스토일-sn-글리세롤 또는 1,2-디라우로일-sn-글리세롤이다. 또 다른 측면에서, POZ-지질 접합체 내의 지질 부분은 디(테트라데실)아세트아미드 또는 디(도데실)아세트아미드이다. 또 다른 측면에서, POZ-지질 접합체 내의 지질 부분은 N,N-디(테트라데실)아세트아미드 또는 N,N-디(도데실)아세트아미드이다. 또 다른 측면에서, 지질 부분은 1,2-디스테아로일-sn-글리세로-3-포스포에탄올아민-폴리 (에틸렌 글리콜) (DSPE)일 수 있다.
POZ-지질 접합체
일반적으로, 지질에 대한 POZ의 공유 부착은 POZ 중합체 상의 활성 화학적 기와 지질 상의 상보적 화학적 기의 반응에 의해 달성된다. POZ 중합체 및/또는 지질 상의 화학적 기는 반응 전에 활성화될 수 있다 (예컨대, 비제한적으로, 임의의 보호기의 제거). 히드록실, 아민 또는 카르복실 기는 1관능성 활성화제, 예컨대 특히 N-히드록시숙신이미드, 에틸클로로포르메이트, DCCD, 우드워드 시약 K, 시아누르산 및 트리플루오로메탄술포닐 클로라이드에 의해 커플링을 위해 활성화될 수 있다. 상이한 반응성을 갖는 기 예컨대 일부 디이소시아네이트를 함유하는 다수의 이관능성 가교 시약이 또한 사용될 수 있다.
POZ-지질 접합체에 포함되는 특정 지질은 상기 및 본원에 기재되어 있다.
한 실시양태에서, 본 개시내용의 POZ-지질 접합체는 지질이 종결 말단에서 중합체 쇄에 부착된 화학식 I 또는 그의 제약상 허용되는 형태, 예컨대 비제한적으로 제약상 허용되는 염에 의해 나타내어질 수 있다:
R-POZn-L-지질 I
여기서
R은 개시 기이고;
POZ는 폴리옥사졸린 중합체이고;
n은 1 내지 1,000이고, 폴리옥사졸린 중합체를 구성하는 단량체 단위의 수를 나타내고;
L은 절단 속도가 제어되는 절단가능한 모이어티를 임의로 함유하는 연결기이고, 그리고 지질 상의 반응성 기 및 중합체 상의 반응성 기를 통한 직접 연결을 나타내고, 여기서 직접 연결은 절단 속도가 고도로 불안정한 것 내지 안정한 것으로 제어될 수 있는 절단가능한 모이어티를 형성할 수 있고;
지질은 본원에 기재된 바와 같은 지질 모이어티를 나타낸다.
구조 I의 한 실시양태에서, POZ 중합체는 지질과 연결을 형성할 수 있는 적어도 1개의 반응성 기 또는 연결기를 함유한다. 중합체와 지질 사이의 연결 (직접 연결 또는 연결기를 이용하는 연결)은 말단 위치 또는 펜던트 위치 (말단)에서의 반응성 기를 비롯한 중합체 백본 상의 임의의 반응성 기와 지질 상의 반응성 기 사이에 형성될 수 있다. 한 측면에서, 연결기와 중합체 사이의 연결은 중합체의 말단 단부에서 형성될 수 있다. 또 다른 측면에서, 연결기와 중합체 사이의 연결은 중합체 상의 펜던트 위치에서 형성될 수 있다. 또한, 연결 (직접 연결 또는 연결기를 이용하는 연결)은 중합체 또는 지질 상에 원래 존재했던 반응성 기의 성분을 포함할 수 있다. 연결 (직접적인 연결 또는 연결기를 이용하는 연결)은 생리학적으로 분해될 수 있다. 이러한 측면에서, 연결은 절단가능한 모이어티를 함유할 수 있다. 적합한 연결기는 에테르, 에스테르, 아민, 아미드 및 그의 조합을 포함하나, 이에 제한되지는 않는다.
이러한 실시양태의 한 측면에서, L은 안정한 연결이다. 이러한 실시양태의 또 다른 측면에서, L은 생리학상 분해성이고, 절단가능한 모이어티를 포함한다. 예를 들어, 한 실시양태에서, L은 에스테르, 카르복실레이트 에스테르 (-C(O)-O-), 카르보네이트 에스테르 (-O-C(O)-O-), 카르바메이트 (-O-C(O)-NH-) 및 아미드 (-C(O)-NH-)로부터 선택될 수 있다. 이러한 실시양태의 또 다른 측면에서, L은 절단가능한 모이어티를 함유하지 않는 연결이다.
예시적인 R 기는 수소, 알킬 및 치환된 알킬을 포함하나, 이에 제한되지는 않는다. 한 실시양태에서, 개시 기는 알킬 기, 예컨대 C1 내지 C4 알킬 기이다. 상기의 구체적 실시양태에서, 개시 기는 메틸 기이다. 또 다른 실시양태에서, 개시 기는 H이다. 일부 측면에서, 개시 기는 활성 관능기가 결여되도록 선택될 수 있다. 다른 측면에서, 개시 기는 활성 관능기를 포함하도록 선택될 수 있다. 추가의 적합한 개시 기는 미국 특허 번호 7,943,141, 8,088,884, 8,110,651, 8,101,706, 8,883,211, 및 9,284,411, 및 미국 특허 출원 번호 13/003,306, 13/549,312 및 13/524,994에 개시되어 있으며, 이들 각각은 상기 교시를 위해 그 전문이 참고로 포함된다.
일부 실시양태에서, R은 H 또는 CH3이다.
한 측면에서, 구조식 I의 POZ 중합체는 [N(COR2)CH2CH2]n에 의해 나타내어진 중합체일 수 있고, 여기서 R2는 POZ 중합체의 각 반복 단위에 대해 비치환 또는 치환된 알킬, 알케닐, 아르알킬 및 헤테로시클릴알킬 기로부터 독립적으로 선택되고, R은 H 또는 CH3이고, 중합도 "n"은 15 내지 35, 20 내지 30, 또는 25의 범위일 수 있다.
또 다른 측면에서, 구조식 I의 POZ 중합체는 [N(COR2)CH2CH2]n에 의해 나타내어진 중합체일 수 있고, 여기서 R2는 POZ 중합체의 각 반복 단위에 대해 비치환 및 치환된 알킬로부터 독립적으로 선택되고, R은 H 또는 CH3이고, n은 15 내지 35, 20 내지 30, 또는 25의 범위일 수 있다.
또 다른 측면에서, 구조식 I의 POZ 중합체는 [N(COR2)CH2CH2]n에 의해 나타내어진 중합체이고, 여기서 R2는 POZ 중합체의 각 반복 단위에 대해 -CH3 및 -CH2-CH3으로부터 독립적으로 선택되고, 임의로, R은 H 또는 CH3이고, n은 15 내지 35, 20 내지 30, 또는 25의 범위일 수 있다.
POZ 중합체가 [N(COR2)CH2CH2]n에 의해 나타내어진 중합체인 경우, 접합체의 POZ 중합체는 수성 환경에서 가용성이다. 펜던트 기 (R2)의 성질은 용해도를 어느 정도 변화시킬 수 있다. 예를 들어, R2가 메틸인 경우 (PMOZ에서와 같이), 중합체는 고도로 수용성이고, R2가 에틸인 경우 (PEOZ에서와 같이), 중합체는 수용성이지만, PMOZ보다 더 적은 정도로 유지된다. POZ 중합체의 용해도는 POZ 중합체가 리포솜 표면을 넘어 리포솜-외부 환경으로 연장되도록 한다. 이러한 방식으로 POZ 중합체는 리포솜 표면을 효과적으로 차폐할 수 있다.
상기 구조 I의 구체적 실시양태는 하기 I(a)(1) 및 I(a)(2)에 제시된 바와 같은 아미다제-절단가능한 아미드인 L을 포함하나, 이에 제한되지는 않는다:
Figure pct00007
구조 I의 대안적 실시양태에서, 동일한 지질 기는 (아미드보다는) 하기 I(b)에 제시된 바와 같이 안정한 아민으로서 혼입될 수 있다:
Figure pct00008
구조 I의 또 다른 실시양태에서, 유사한 지질이 하기 I(c) 및 I(d)에 제시된 바와 같이 비교적 불안정한 에스테르 연결을 통해 커플링될 수 있다:
Figure pct00009
구조 I의 또 다른 실시양태에서, 지질은 하기 I(e) 및 I(f)에 나타낸 바와 같이 비교적 안정한 에테르 연결을 통해 커플링될 수 있다:
Figure pct00010
한 실시양태에서, 구조식 I(a) - I(f) (적용가능한 경우)에 대해 m은 1 또는 2이고, n은 1 내지 1000의 범위이고, o는 1 내지 5의 범위이고, p는 1 내지 10의 범위이다.
하기 실시예 섹션에서 입증된 바와 같이, 구조 I (I(a) - I(f))의 상기 실시양태는 혈장에서 상이한 속도로 가수분해되고, 따라서 본 개시내용의 신규 POZ-지질 접합체의 주요 요소 중 하나를 예시한다.
상기 구조 I의 다른 구체적 실시양태는 하기 I(g) 및 I(h)에 제시된 것을 포함하나, 이에 제한되지는 않는다:
Figure pct00011
한 실시양태에서, 구조 I(g) - I(h)에 대해 m은 1 또는 2이고, n은 1 내지 1000의 범위이다.
본 발명의 또 다른 실시양태에서, 본 개시내용의 POZ-지질 접합체는 지질이 화학식 I에서와 같은 종결 말단보다는, 개시제 말단의 중합체 쇄에 부착된 화학식 II 또는 그의 제약상 허용되는 형태, 예컨대 비제한적으로 제약상 허용되는 염에 의해 나타내어질 수 있다:
지질-L1-(POZ)n a-T II
여기서
POZ는 구조 [N(COR2)CH2CH2]의 폴리옥사졸린 중합체이고;
L1은 절단 속도가 제어될 수 있는 절단가능한 모이어티를 임의로 함유하는 연결기이거나, 또는 지질 상의 반응성 기 및 중합체 상의 반응성 기를 통한 직접 연결을 나타내고, 여기서 직접 연결은 절단 속도가 제어될 수 있는 절단가능한 모이어티를 형성할 수 있고;
R2는 폴리옥사졸린 중합체의 각 반복 단위에 대해 비치환 또는 치환된 알킬, 알케닐, 알킨-치환된 알킬, 아르알킬, 헤테로시클릴알킬, 또는 활성 관능기로부터 독립적으로 선택되고;
T는 종결 말단의 기이고;
a는 랜덤 공중합체를 나타내는 ran, 또는 블록 공중합체를 나타내는 블록이고;
n은 1 내지 1,000의 정수이다.
펜던트 기 (R2)의 성질은 용해도를 어느 정도 변화시킬 수 있다. POZ 중합체의 용해도는 POZ 중합체가 리포솜 표면을 넘어 리포솜-외부 환경으로 연장되도록 한다. 이러한 방식으로, POZ 중합체는 리포솜 표면을 효과적으로 차폐하고 LNP 형성 동안 응집을 방지할 수 있다. 또한, 임의의 특정한 이론에 얽매이지는 않지만, POZ-지질 접합체는 핵산 페이로드를 효율적으로 전달하기 위해 투여 후에 LNP 표면으로부터 "유출(shedding)"되어야 하는 것으로 여겨진다. 특정 측면에서, R2 위치에 POZ-지질 접합체에 대한 고도로 친수성인 기를 부가하는 것이 LNP 형성 및/또는 투여 동안 추가로 차폐하고/거나 LNP로부터의 POZ-지질 접합체의 유출을 증진시켜 페이로드의 전달을 용이하게 한다. 한 실시양태에서, R2는 적어도 1개의 친수성 기를 포함한다. 또 다른 실시양태에서, R2는 복수의 친수성 기를 포함한다.
L1 (직접 연결 또는 연결기)는 중합체 또는 지질 상에 원래 존재했던 반응성 기의 성분을 포함할 수 있다. 적합한 연결기는 본원에 기재되어 있다. L1은 절단가능한 모이어티, 예컨대 비제한적으로 에스테르, 카르복실레이트 에스테르 (-C(O)-O-), 카르보네이트 에스테르 (-O-C(O)-O-), 카르바메이트 (-O-C(O)-NH-) 및 아미드 (-C(O)-NH-)를 임의로 함유할 수 있다.
예시적인 활성 관능기는 알킨, 알켄, 아민, 옥시아민, 알데히드, 케톤, 아세탈, 티올, 케탈, 말레이미드, 에스테르, 카르복실산, 활성화된 카르복실산 (예컨대, 비제한적으로, N-히드록시숙신이미딜 (NHS) 및 1-벤조트리아진 활성 에스테르), 활성 카르보네이트, 클로로포르메이트, 알콜, 아지드, 비닐 술폰, 또는 오르토피리딜 디술피드 (OPSS)를 포함하나, 이에 제한되지는 않는다. 특정 측면에서, 활성 관능기는 친수성 기이다. 특정 실시양태에서, 활성 관능기는, 예를 들어 알킨 또는 아지드 활성 관능기를 사용하는 클릭 화학을 통해 POZ-지질 접합체에 친수성 기를 부가하는 데 사용된다.
이러한 실시양태의 한 측면에서, L1은 안정한 연결이다. 이러한 실시양태의 또 다른 측면에서, L1은 생리학상 분해가능하며, 절단가능한 모이어티를 포함한다. 이러한 실시양태의 대안적 측면에서, L1은 절단가능한 모이어티를 함유하지 않는 연결이다. 적합한 L1 연결은 본원에 기재되어 있다.
이러한 실시양태의 한 측면에서, L1은 하기에 보다 상세히 논의된 바와 같은 트리아졸 연결기이다.
이러한 실시양태의 또 다른 측면에서, T는 종결 친핵체이다. 예를 들어, T는 Z-B-Q일 수 있으며, 여기서 Z는 S, O 또는 N이고; B는 임의적인 연결기이고; Q는 종결 친핵체 또는 친핵체의 종결 부분이다.
B 기는 알킬렌 기를 포함할 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다. 특정 실시양태에서, B는 -(CH2)y-이고, 여기서 y는 1 내지 16으로부터 선택된 정수이다.
특정한 측면에서, Z는 S이다. 본원에 기재된 바와 같은 황 기를 함유하는 POZ-지질 접합체는 POZ 양이온을 메르캅티드 시약, 예컨대 비제한적으로 메르캅토-에스테르 (예를 들어, -S-CH2CH2-CO2CH3) 또는 메르캅토-보호된 아민 (예를 들어, -S-CH2CH2-NH-tBoc)으로 종결시킴으로써 제조될 수 있다. 이러한 POZ 접합체는 이온-교환 크로마토그래피 (2급 아민을 제거하기 위함)에 의한 효과적인 대규모 정제를 제공할 뿐만 아니라 다분산도 값 (1.10 이하의 다분산도 값을 가짐)의 제어 및 보다 고분자량 POZ 중합체를 갖는 접합체의 생성을 가능하게 한다. 또 다른 측면에서, Z는 N이다. 추가 측면에서, Z는 O이다.
특정 측면에서, Q는 불활성이다 (즉, 관능기를 함유하지 않음). Q가 불활성 기인 경우, -C6H5, 알킬 및 아릴 메르캅티드 기를 포함하나 이에 제한되지는 않는 임의의 불활성 기가 사용될 수 있다. 대안적 측면에서, Q는 활성 관능기이거나 또는 이를 함유한다. Q가 활성 관능기이거나 또는 이를 함유하는 경우에, 적합한 관능기는 알킨, 알켄, 아민, 옥시아민, 알데히드, 케톤, 아세탈, 티올, 케탈, 말레이미드, 에스테르, 카르복실산, 활성화된 카르복실산 (예컨대, 비제한적으로, N-히드록시숙신이미딜 (NHS) 및 1-벤조트리아진 활성 에스테르), 활성 카르보네이트, 클로로포르메이트, 알콜, 아지드, 비닐 술폰 또는 오르토피리딜 디술피드 (OPSS)를 포함하나, 이에 제한되지는 않는다. Q가 활성 관능기이거나 또는 그를 함유하는 경우에, Q는 R2와 동일할 수 있거나 또는 Q는 R2와 상이할 수 있다 (즉, Q 및 R2는 서로 화학적으로 직교할 수 있음).
이러한 실시양태의 하나의 특정한 측면에서, R2는 폴리옥사졸린 중합체의 각 반복 단위에 대해 비치환 또는 치환된 알킬로부터 독립적으로 선택되고, 임의로 R은 H 또는 CH3이고, n은 15 내지 35, 20 내지 30, 22 내지 28, 또는 25이다. 이러한 실시양태의 또 다른 측면에서, R2는 폴리옥사졸린 중합체의 각 반복 단위에 대해 CH3 및 CH2-CH3으로부터 독립적으로 선택되고, 임의로 R은 H 또는 CH3이고, n은 15 내지 35, 20 내지 30, 22 내지 28, 또는 25이다. 임의의 상기 측면에서, T는 Z-B-Q이고, 여기서 Z는 S이고, B는 -(CH2)y-이고, Q는 불활성 기, 예컨대 비제한적으로 -C6H5, 알킬, 및 아릴 메르캅티드 기이다. 대안적으로, 상기 측면 중 어느 한 측면에서, T는 Z-B-Q이고, 여기서 Z는 S이고, B는 -(CH2)y-이고, Q는 관능기, 예컨대, 비제한적으로, 알킨, 알켄, 아민, 옥시아민, 알데히드, 케톤, 아세탈, 티올, 케탈, 말레이미드, 에스테르, 카르복실산, 활성화 카르복실산 (예컨대, 비제한적으로, N-히드록시숙신이미딜 (NHS) 및 1-벤조트리아진 활성 에스테르), 활성 카르보네이트, 클로로포르메이트, 알콜, 아지드, 비닐 술폰, 또는 오르토피리딜 디술피드 (OPSS)이거나 또는 이를 함유한다.
상기 구조 II의 구체적 실시양태는 지질이 개시제 말단에 부착되고, 종결 친핵체가 황인 하기 구조 II(a)를 포함하나, 이에 제한되지는 않는다:
Figure pct00012
하기 II(b)에 나타낸 바와 같은 구조 II의 대안적 실시양태에서, 지질은 개시제 말단에 부착되며, 종결 친핵체는 -OH이다:
Figure pct00013
하기 II(c)에 나타낸 구조 II의 대안적 실시양태에서, 지질은 개시제 말단에 부착되며, 종결 친핵체는 질소이고, 지질은 2-프로피오네이트 에스테르를 통해 부착된다:
Figure pct00014
화합물 II(a) - II(c)는 하기 제시된 바와 같이 아지드의 펜던트 알킨 기로의 "클릭" 반응에 의해 제조된다:
Figure pct00015
하기 II(d)에 나타낸 구조 II의 또 다른 대안적 실시양태에서, 지질은 개시제 말단에 부착되는 한편, 종결 친핵체는 황이고, 지질은 아세테이트 에스테르에 의해 부착된다:
Figure pct00016
II(d)는 하기 제시된 바와 같이 아지드의 알킨-개시 기로의 "클릭" 반응에 의해 제조된다:
Figure pct00017
한 실시양태에서, 구조 II(a)-II(d)에 대해 (적용가능한 경우) m은 1-2이고, n은 1 내지 1000의 범위이고, o는 1 내지 5의 범위이다.
또 다른 실시양태에서, 본 개시내용의 POZ-지질 접합체는 화학식 III 또는 그의 제약상 허용되는 형태, 예컨대 비제한적으로 제약상 허용되는 염에 의해 나타내어질 수 있다:
R-(POZ)n a-Z-L2-지질 III
여기서
POZ는 구조 [N(COR2)CH2CH2]의 폴리옥사졸린 중합체이고;
L2는 절단 속도가 제어될 수 있는 절단가능한 모이어티를 임의로 함유하는 연결기이거나, 또는 지질 상의 반응성 기 및 중합체 상의 반응성 기를 통한 직접 연결을 나타내고, 여기서 직접 연결은 절단 속도가 제어될 수 있는 절단가능한 모이어티를 형성할 수 있고;
R은 개시 기이고;
R2는 폴리옥사졸린 중합체의 각 반복 단위에 대해 비치환 또는 치환된 알킬, 알케닐, 알킨-치환된 알킬, 아르알킬, 헤테로시클릴알킬 기 또는 활성 관능기로부터 독립적으로 선택되고;
Z는 S, O 또는 N이고;
a는 랜덤 공중합체를 나타내는 ran, 또는 블록 공중합체를 나타내는 블록이고;
n은 1 내지 1,000의 정수이다.
구조 II와 같이, 펜던트 기 (R2)의 성질은 용해도를 어느 정도 변화시킬 수 있다. 폴리옥사졸린 중합체의 용해도는 폴리옥사졸린 중합체가 리포솜 표면을 넘어 리포솜-외부 환경으로 연장되도록 한다. 이러한 방식으로, 폴리옥사졸린 중합체는 리포좀 표면을 효과적으로 차폐할 수 있다. 또한, POZ-지질 접합체는 핵산 페이로드를 효율적으로 전달하기 위해 투여 후에 LNP 표면으로부터 "유출"되어야 한다. 특정 측면에서, R2 위치에 POZ-지질 접합체에 대한 고도로 친수성인 기를 부가하는 것이 LNP 형성 및/또는 투여 동안 추가로 차폐하고/거나 LNP로부터의 POZ-지질 접합체의 유출을 증진시켜 페이로드의 전달을 용이하게 한다.
L2 (직접 연결 또는 연결기)는 중합체 또는 지질 상에 원래 존재했던 반응성 기의 성분을 포함할 수 있다. 적합한 연결기는 본원에 기재되어 있다. L2는 절단가능한 모이어티, 예컨대 비제한적으로 에스테르, 카르복실레이트 에스테르 (-C(O)-O-), 카르보네이트 에스테르 (-O-C(O)-O-), 카르바메이트 (-O-C(O)-NH-) 및 아미드 (-C(O)-NH-)를 임의로 함유할 수 있다.
R 기는 수소, 알킬 및 치환된 알킬을 포함하나, 이에 제한되지는 않는다. 한 실시양태에서, 개시 기는 알킬 기, 예컨대 C1 내지 C4 알킬 기이다. 상기의 구체적 실시양태에서, 개시 기는 메틸 기이다. 또 다른 실시양태에서, 개시 기는 H이다. 개시 기는 활성 관능기가 결여되도록 선택될 수 있다. 대안적으로, 개시 기는 활성 관능기를 포함하도록 선택될 수 있다. 추가의 예시적인 개시 기는 미국 특허 번호 7,943,141, 8,088,884, 8,110,651, 8,101,706, 8,883,211, 및 9,284,411, 및 미국 특허 출원 번호 13/003,306, 13/549,312 및 13/524,994에 개시되어 있으며, 이들 각각은 이러한 교시를 위해 그 전문이 참조로 포함된다.
활성 관능기는 알킨, 알켄, 아민, 옥시아민, 알데히드, 케톤, 아세탈, 티올, 케탈, 말레이미드, 에스테르, 카르복실산, 활성화된 카르복실산 (예컨대, 비제한적으로, N-히드록시숙신이미딜 (NHS) 및 1-벤조트리아진 활성 에스테르), 활성 카르보네이트, 클로로포르메이트, 알콜, 아지드, 비닐 술폰, 또는 오르토피리딜 디술피드 (OPSS)를 포함하나, 이에 제한되지는 않는다. 특정 측면에서, 활성 관능기는 친수성 기이다. 특정 실시양태에서, 활성 관능기는, 예를 들어 알킨 또는 아지드 활성 관능기를 사용하는 클릭 화학을 통해 POZ-지질 접합체에 친수성 기를 부가하는데 사용된다.
이러한 실시양태의 한 측면에서, L2는 안정한 연결이다. 이러한 실시양태의 또 다른 측면에서, L2는 생리학상 분해가능하고, 절단가능한 모이어티를 포함한다. 이러한 실시양태의 대안적 측면에서, L2는 절단가능한 모이어티를 함유하지 않는 연결이다. 적합한 L2 연결은 본원에 기재되어 있다.
특정한 측면에서, Z는 S이다. 본원에 기재된 바와 같은 황 기를 함유하는 POZ 접합체는 POZ 양이온을 메르캅티드 시약, 예컨대 비제한적으로 메르캅토-에스테르 (예를 들어, -S-CH2CH2-CO2CH3) 또는 메르캅토-보호된 아민 (예를 들어, -S-CH2CH2-NH-tBoc)으로 종결시킴으로써 제조될 수 있다. 이러한 POZ 접합체는 이온-교환 크로마토그래피 (2급 아민을 제거하기 위함)에 의한 효과적인 대규모 정제를 제공할 뿐만 아니라 다분산도 값 (1.10 이하의 다분산도 값을 가짐)의 제어 및 보다 고분자량 POZ 중합체를 갖는 접합체의 생성을 가능하게 한다. 또 다른 측면에서, Z는 N이다. 추가 측면에서, Z는 O이다.
이러한 실시양태의 측면에서, R2는 폴리옥사졸린 중합체의 각 반복 단위에 대해 비치환 또는 치환된 알킬로부터 독립적으로 선택되고, 임의로 R은 H 또는 CH3이고, n은 15 내지 35, 20 내지 30, 또는 25이다.
이러한 실시양태의 또 다른 측면에서, R2는 폴리옥사졸린 중합체의 각 반복 단위에 대해 CH3 및 CH2-CH3으로부터 독립적으로 선택되고, 임의로 R은 H 또는 CH3이고, n은 15 내지 35, 20 내지 30, 또는 25이다.
또 다른 실시양태에서, 본 개시내용의 POZ-지질 접합체는 화학식 IV 또는 그의 제약상 허용되는 형태, 예컨대 비제한적으로 제약상 허용되는 염에 의해 나타내어질 수 있다:
Figure pct00018
여기서
R은 개시 기이고;
R2는 폴리옥사졸린 중합체의 각 반복 단위에 대해 비치환 또는 치환된 알킬, 알케닐, 알킨-치환된 알킬, 아르알킬, 헤테로시클릴알킬 기 또는 활성 관능기로부터 독립적으로 선택되고;
L3은 절단 속도가 제어될 수 있는 절단가능한 모이어티를 임의로 함유하는 연결기이거나, 또는 지질 상의 반응성 기 및 중합체 상의 반응성 기를 통한 직접 연결을 나타내고, 여기서 직접 연결은 절단 속도가 제어될 수 있는 절단가능한 모이어티를 형성할 수 있고;
지질은 지질이고;
T는 종결 말단의 기이고;
a는 랜덤 공중합체를 나타내는 ran, 또는 블록 공중합체를 나타내는 블록이고;
m은 1 내지 100의 정수이고;
n은 1 내지 5의 정수이다.
한 측면에서, n은 1이고, 이 단량체 단위는 R에 인접한 초기 단위이다.
펜던트 기 (R2)의 성질은 용해도를 어느 정도 변화시킬 수 있다. 폴리옥사졸린 중합체의 용해도는 폴리옥사졸린 중합체가 리포솜 표면을 넘어 리포솜-외부 환경으로 연장되도록 한다. 이러한 방식으로, 폴리옥사졸린 중합체는 리포좀 표면을 효과적으로 차폐할 수 있다. 또한, POZ-지질 접합체는 핵산 페이로드를 효율적으로 전달하기 위해 투여 후에 LNP 표면으로부터 "유출"되어야 한다. 특정 측면에서, R2 위치에 POZ-지질 접합체에 대한 고도로 친수성인 기를 부가하는 것이 LNP 형성 및/또는 투여 동안 추가로 차폐하고/거나 LNP로부터의 POZ-지질 접합체의 유출을 증진시켜 페이로드의 전달을 용이하게 한다.
L3 (직접 연결 또는 연결기)은 중합체 또는 지질 상에 원래 존재했던 반응성 기의 성분을 포함할 수 있다. 적합한 연결기는 본원에 기재되어 있다. L3은 절단가능한 모이어티, 예컨대 비제한적으로 에스테르, 카르복실레이트 에스테르 (-C(O)-O-), 카르보네이트 에스테르 (-O-C(O)-O-), 카르바메이트 (-O-C(O)-NH-) 및 아미드 (-C(O)-NH-)를 임의로 함유할 수 있다.
R 기는 수소, 알킬 및 치환된 알킬을 포함하나, 이에 제한되지는 않는다. 한 실시양태에서, 개시 기는 알킬 기, 예컨대 C1 내지 C4 알킬 기이다. 상기의 구체적 실시양태에서, 개시 기는 메틸 기이다. 또 다른 실시양태에서, 개시 기는 H이다. 개시 기는 활성 관능기가 결여되도록 선택될 수 있다. 대안적으로, 개시 기는 활성 관능기를 포함하도록 선택될 수 있다. 추가의 예시적인 개시 기는 미국 특허 번호 7,943,141, 8,088,884, 8,110,651, 8,101,706, 8,883,211, 및 9,284,411, 및 미국 특허 출원 번호 13/003,306, 13/549,312 및 13/524,994에 개시되어 있으며, 이들 각각은 이러한 교시를 위해 그 전문이 참조로 포함된다.
활성 관능기는 알킨, 알켄, 아민, 옥시아민, 알데히드, 케톤, 아세탈, 티올, 케탈, 말레이미드, 에스테르, 카르복실산, 활성화된 카르복실산 (예컨대, 비제한적으로, N-히드록시숙신이미딜 (NHS) 및 1-벤조트리아진 활성 에스테르), 활성 카르보네이트, 클로로포르메이트, 알콜, 아지드, 비닐 술폰, 또는 오르토피리딜 디술피드 (OPSS)를 포함하나, 이에 제한되지는 않는다. 특정 측면에서, 활성 관능기는 친수성 기이다. 특정 실시양태에서, 활성 관능기는, 예를 들어 알킨 또는 아지드 활성 관능기를 사용하는 클릭 화학을 통해 POZ-지질 접합체에 친수성 기를 부가하는데 사용된다.
이러한 실시양태의 한 측면에서, L3은 안정한 연결이다. 이러한 실시양태의 또 다른 측면에서, L3은 생리학상 분해가능하고, 절단가능한 모이어티를 포함한다. 이러한 실시양태의 대안적 측면에서, L3은 절단가능한 모이어티를 함유하지 않는 연결이다. 적합한 L3 연결이 본원에 기재되어 있다.
이러한 실시양태의 한 측면에서, T는 종결 친핵체이다. 이러한 실시양태의 한 측면에서, T는 Z-B-Q이며, 여기서 Z는 S, O 또는 N이고; B는 임의적인 연결기이고; Q는 종결 친핵체 또는 친핵체의 종결 부분이다.
B 기는 알킬렌 기를 포함하나, 이에 제한되지는 않는다. 특정 실시양태에서, B는 -(CH2)y-이고, 여기서 y는 1 내지 16으로부터 선택된 정수이다.
특정한 측면에서, Z는 S이다. 본원에 기재된 바와 같은 황 기를 함유하는 POZ 접합체는 POZ 양이온을 메르캅티드 시약, 예컨대 비제한적으로 메르캅토-에스테르 (예를 들어, -S-CH2CH2-CO2CH3) 또는 메르캅토-보호된 아민 (예를 들어, -S-CH2CH2-NH-tBoc)으로 종결시킴으로써 제조될 수 있다. 이러한 POZ 접합체는 이온-교환 크로마토그래피 (2급 아민을 제거하기 위함)에 의한 효과적인 대규모 정제를 제공할 뿐만 아니라 다분산도 값 (1.10 이하의 다분산도 값을 가짐)의 제어 및 보다 고분자량 POZ 중합체를 갖는 접합체의 생성을 가능하게 한다. 또 다른 측면에서, Z는 N이다. 추가 측면에서, Z는 O이다.
특정 측면에서, Q는 불활성이다 (즉, 관능기를 함유하지 않음). Q가 불활성 기인 경우, -C6H5, 알킬 및 아릴 메르캅티드 기를 포함하나 이에 제한되지는 않는 임의의 불활성 기가 사용될 수 있다. 다른 측면에서, Q는 활성 관능기이거나 또는 이를 함유한다. Q가 활성 관능기이거나 또는 이를 함유하는 경우에, 예시적인 기는 알킨, 알켄, 아민, 옥시아민, 알데히드, 케톤, 아세탈, 티올, 케탈, 말레이미드, 에스테르, 카르복실산, 활성화된 카르복실산 (예컨대, 비제한적으로, N-히드록시숙신이미딜 (NHS) 및 1-벤조트리아진 활성 에스테르), 활성 카르보네이트, 클로로포르메이트, 알콜, 아지드, 비닐 술폰 또는 오르토피리딜 디술피드 (OPSS)를 포함하나, 이에 제한되지는 않는다. Q가 활성 관능기이거나 또는 이를 함유하는 경우에, Q는 R2와 동일할 수 있거나 또는 Q는 R2와 상이할 수 있다 (즉, Q 및 R2는 서로 화학적으로 직교함).
이러한 실시양태의 측면에서, R2는 폴리옥사졸린 중합체의 각 반복 단위에 대해 비치환 또는 치환된 알킬로부터 독립적으로 선택되고, 임의로 R은 H 또는 CH3이고, m은 15 내지 35, 20 내지 30, 또는 25이고, n은 1이다. 이러한 실시양태의 또 다른 측면에서, R2는 폴리옥사졸린 중합체의 각 반복 단위에 대해 CH3 및 CH2-CH3으로부터 독립적으로 선택되고, 임의로 R은 H 또는 CH3이고, m은 15 내지 35, 20 내지 30, 또는 25이고, n은 1이다. 임의의 이들 측면에서, T는 Z-B-Q이고, 여기서 Z는 S이고, B는 -(CH2)y-이고, Q는 불활성 기, 예컨대 비제한적으로 -C6H5, 알킬 및 아릴 메르캅티드 기이다. 임의의 이들 측면에서, T는 Z-B-Q이고, 여기서 Z는 S이고, B는 -(CH2)y-이고, Q는 관능기, 예컨대, 비제한적으로, 알킨, 알켄, 아민, 옥시아민, 알데히드, 케톤, 아세탈, 티올, 케탈, 말레이미드, 에스테르, 카르복실산, 활성화 카르복실산 (예컨대, 비제한적으로, N-히드록시숙신이미딜 (NHS) 및 1-벤조트리아진 활성 에스테르), 활성 카르보네이트, 클로로포르메이트, 알콜, 아지드, 비닐 술폰, 또는 오르토피리딜 디술피드 (OPSS)이거나 또는 이를 함유한다.
화학식 IV의 구체적 실시양태에서, 본 개시내용의 POZ-지질 접합체는 하기를 포함한다:
Figure pct00019
하기 제시된 바와 같이 아지드를 개시 알킨 기에 커플링시킴으로써 유사한 군의 화합물을 제조하였다:
Figure pct00020
이들 화합물은 트리아졸 고리를 포함한다. 이 트리아졸 고리가 폴리펩티드의 세포내 절단을 담당하는 효소인 26S 프로테아제를 통해 그에 부착된 리간드를 수송할 수 있는 특권 스캐폴드라는 증거가 있다. 이들 소위 단백질분해 표적화 키메라 (PROTACS)는, PROTAC의 한 말단에 결합하는 단백질의 수준을 "녹다운"시키고 절단을 위해 26S 프로테아제를 통해 셔틀링(shuttling)되는 것으로 밝혀진 전도유망한 부류의 약물이다. 어떠한 특정한 이론에 얽매이지는 않지만, 트리아졸 고리가 혼입된 POZ 중합체는 26S 프로테아제를 통해 POZ 중합체를 셔틀링시킬 수 있고, 따라서 단백질분해적 절단을 겪지 않는 POZ 중합체의 면역 제시를 방지할 수 있는 것으로 고려된다. 특히, 지질을 방출하는 분해성 에스테르 연결의 가수분해는 중합체에 부착된 펜던트 산 기를 남길 것이다. 본 발명자들은 트리아졸 고리를 통해 부착된 이들 잔여 펜던트 기를 갖는 가용성 POZ가 피하 구획에서 수지상 세포에 의해 흡수됨에도 불구하고 비-면역원성임을 발견하였다. 또한, 로티고틴이 부착된 C14 표지된 20 kD POZ 중합체의 표지 연구는 중합체 접합체가 피하 주입 부위를 배액시키는 림프를 통해 흡수된 것으로 제시되었다. 표지된 접합체는 결국 비장에서 나타나며, 여기서 적색 속질 (대식세포 구획)에 의해 선택적으로 거의 흡수된다. 임의의 특정한 이론에 얽매이지는 않지만, 본 개시내용의 POZ-지질 LNP도 또한 수지상 세포에 의해 선택적으로 흡수될 수 있는 것으로 고려된다. 이러한 동일한 방식으로, 임의의 특정한 이론에 얽매이지는 않지만, 본 개시내용의 POZ-지질 LNP는 대식세포에 의해 선택적으로 흡수될 수 있는 것으로 고려된다. 그렇다면, LNP 내의 올리고뉴클레오티드 페이로드가 수지상 세포/대식세포 구획에서 우선적으로 발현될 수 있고, 이는 면역 제시에 영향을 미칠 수 있다. 한 측면에서, 추가의 트리아졸-펜던트 산이 상기 구조에서 R 기로서 직접 부착될 수 있음에 주목할 가치가 있다. 임의의 특정한 이론에 얽매이지는 않지만, 이들 기는 LNP에 함유된 POZ-지질의 면역원성의 감소에 추가로 기여할 수 있다.
추가의 POZ-지질 접합체는 화학식 V 내지 VII로 나타내어지며, 여기서 POZ 중합체는 L, L1, L2 또는 L3에 의해 지질에 연결된다:
Figure pct00021
여기서
알킬1 및 알킬2는 각각 독립적으로 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20 또는 21개 탄소 길이, 11, 12, 13, 14, 15, 16개 탄소 길이, 12, 13, 14, 15개 탄소 길이, 또는 13 또는 14개 탄소 길이의 포화 또는 불포화 알킬 쇄이고; 바람직하게는 알킬1 및 알킬2는 동일한 수의 탄소 원자를 갖고 각각 불포화이고;
아실1 및 아실2는 각각 독립적으로 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20 또는 21개 탄소 길이, 11, 12, 13, 14, 15, 16개 탄소 길이, 12, 13, 14, 15개 탄소 길이, 또는 13 또는 14개 탄소 길이의 포화 또는 불포화 아실 쇄이고; 바람직하게는 아실1 및 아실2는 동일한 수의 탄소 원자를 갖고 각각 불포화이고;
j는 1 내지 8의 정수이다.
절단가능한 연결기
상기 논의된 바와 같이, 상기 기재된 실시양태 중 일부에서, 지질은 절단가능한 연결을 통해 POZ 중합체에 연결될 수 있다. 한 측면에서, 연결기는 POZ 중합체와 절단가능한 모이어티를 함유하는 지질 사이에 제공된다. 즉, 연결기는 특정 환경에서 절단될 수 있다는 점에서 생리학상 분해가능한 연결을 함유한다. 예를 들어, 연결은 본 개시내용의 POZ-지질 접합체 또는 POZ-지질 접합체를 함유하는 LNP 조성물을 대상체에게 투여한 후에 대상체에서 생체내에서 절단될 수 있다.
한 실시양태에서, 절단가능한 모이어티는 화학 반응에 의해 절단된다. 이러한 실시양태의 측면에서, 절단은 용이하게 환원된 기, 예컨대 비제한적으로 디술피드의 환원에 의한 것이다. 또 다른 실시양태에서, 절단가능한 모이어티는 자연적으로 존재하거나 또는 대상체에 존재하도록 유도되는 물질에 의해 절단된다. 이러한 실시양태의 한 측면에서, 이러한 물질은 효소 또는 폴리펩티드이다. 따라서, 한 실시양태에서, 절단가능한 모이어티는 효소적 반응에 의해 절단된다. 또 다른 실시양태에서, 절단가능한 모이어티는 상기의 조합에 의해 절단된다. 연결기는 POZ 중합체의 부분 및/또는 지질의 부분을 함유할 수 있으며, 이러한 부분은 하기 논의된 바와 같이 반응하여 연결기를 형성한다.
이러한 측면에서, 적합한 절단가능한 모이어티는 에스테르, 카르복실레이트 에스테르 (-C(O)-O-), 카르보네이트 에스테르 (-O-C(O)-O-), 카르바메이트 (-O-C(O)-NH-) 및 아미드 (-C(O)-NH-, 펩티드 내의 아미드 기를 포함함)를 포함하나 이에 제한되지는 않고; 다른 방출성 모이어티가 본원에 논의된다. 특정한 실시양태에서, 절단가능한 모이어티는 에스테르이다. 또 다른 특정한 실시양태에서, 절단가능한 모이어티는 카르보네이트 에스테르 또는 카르복실레이트 에스테르이다. 또한, 연결기는 자연 발생 아미노산, 비-자연 발생 아미노산 또는 하나 이상의 자연 발생 및/또는 비-자연 발생 아미노산을 함유하는 중합체일 수 있다. 연결기는 중합체 쇄 및/또는 지질로부터의 특정 기를 포함할 수 있다.
화학식 I 내지 IV의 POZ-지질 접합체의 특정 측면에서, L, L1, L2 및 L3은 각 경우에 에스테르, 카르복실레이트 에스테르 (-C(O)-O-), 카르보네이트 에스테르 (-O-C(O)-O-), 카르바메이트 (-O-C(O)-NH-), 아미드 (-C(O)-NH-) 및 그의 조합으로부터 독립적으로 선택된 절단가능한 모이어티를 함유하는 생리학상 분해가능한 연결이다.
화학식 I 내지 IV의 POZ-지질 접합체의 다른 특정 측면에서, L, L1, L2, 및 L3은 각각의 경우에 -(CH2)f-(절단가능한 모이어티)-(CH2)g-로부터 독립적으로 선택되고, 여기서 f 및 g은 각각 0-10, 1-9, 1-8, 1-7, 1-6, 또는 1-5로부터 독립적으로 선택된 정수이다. 한 측면에서, f 및 g은 각각 1-4로부터 독립적으로 선택된 정수이다. 또 다른 측면에서, 임의의 L, L1, L2 및 L3은 본원에 기재된 바와 같은 이치환된 트리아졸일 수 있다.
화학식 I 내지 IV의 POZ-지질 접합체의 특정 측면에서, L, L1, L2, 및 L3은 각각의 경우에 대해 -(CH2)f-C(O)-(CH2)g-, -(CH2)f-C(O)-(CH2)h-NHC(O)-(CH2)g-, -(CH2)f-NH(CO)-(CH2)h-C(O)-(CH2)g- -(CH2)f-NHC(O)-(CH2)g-, -(CH2)f-C(O)NH-(CH2)g-, -(CH2)f-NHOC(O)-(CH2)g-, -(CH2)f-OC(O)NH-(CH2)g-, -(CH2)f-OC(O)ONH-(CH2)g-, -(CH2)f-NHOC(O)O-(CH2)g-, O-(CH2)h, (CH2)h-O 또는 (CH2)h로부터 독립적으로 선택되고, 여기서 f, g 및 h는 각각 0-10, 0-9, 0-8, 0-7, 0-6, 또는 0-5로부터 독립적으로 선택된 정수이다. 이러한 특정한 실시양태의 한 측면에서, f, g, 및 h는 각각 0-4일 수 있다.
화학식 I 내지 IV의 POZ-지질 접합체의 또 다른 측면에서, L, L1, L2 및 L3은 각 경우에 R3 또는 R4 기 중 하나에 절단가능한 모이어티를 함유하는 이치환된 트리아졸로부터 독립적으로 선택된다. 절단가능한 모이어티는 바람직하게는 R4 기에 존재한다. 구체적 측면에서, 이치환된 트리아졸은 하기 구조를 갖는다:
Figure pct00022
여기서:
R3은 트리아졸 모이어티를 중합체 쇄에 연결하는 링커이다. R3은 부분적으로 중합체 쇄 상의 관능기에 의해 정해질 수 있고; 다시 말해서, R3은 중합체 쇄 상의 관능기의 일부를 함유할 수 있다. 한 측면에서, R3은 -C(O)-R5-이고, 여기서 R5는 부재하거나 또는 1 내지 10개 탄소 길이의 치환 또는 비치환된 알킬이다.
R4는 트리아졸 모이어티를 지질에 연결하는 링커이다. R4는 부분적으로 작용제 상의 관능기에 의해 정해질 수 있고; 다시 말해서, R4는 지질 상의 관능기의 일부를 함유할 수 있다. 한 측면에서, R4는 -R6-R7-R8-이고, 여기서 R6은 치환 또는 비치환된 알킬, 치환 또는 비치환된 아르알킬이고, R7은 절단가능한 모이어티 또는 절단가능한 모이어티의 일부를 함유하는 기이고, R8은 부재하거나, 또는 O, S, CRc, 또는 NRc이고, 여기서 Rc는 H 또는 치환 또는 비치환된 알킬이다. 특정 측면에서, R7 및 R8은 조합되어 절단가능한 모이어티를 형성할 수 있다. 한 실시양태에서, R7은 -Ra-(O)-Rb-, -Ra-O-C(O)-Rb-, -Ra-C(O)-NH-시클릭-O-C(O)-Rb- (여기서 시클릭은 치환 또는 비치환된 아릴, 헤테로시클로알킬, 헤테로사이클 또는 시클로알킬을 나타냄), -Ra-C(O)-NH-(C6H4)-O-C(O)-Rb-, -Ra-C(O)-Rb-, -Ra-C(O)-O-Rb-, -Ra-O-C(O)-O-Rb-, -Ra-O-C(O)-NR15-Rb- (여기서, R15는 a는 H 또는 치환 또는 비치환된 C1-C5 알킬임), -Ra-CH(OH)-O-Rb-, -Ra-S-S-Rb-, -Ra-O-P(O)(OR11)-O-Rb- (여기서 R11은 H 또는 치환 또는 비치환된 C1-C5 알킬임), 또는 -Ra-C(O)-NR15-Rb- (여기서 R15는 a는 H 또는 치환 또는 비치환된 C1-C5 알킬임)이고, 여기서 Ra 및 Rb는 각각 독립적으로 부재하거나 또는 치환 또는 비치환된 알킬이다. 또 다른 실시양태에서, Ra 및 Rb는 각각 독립적으로 부재하거나 또는 C2-C16 치환 또는 비치환된 알킬이다. 상기 내용의 한 실시양태에서, R6은 직쇄 치환 또는 비치환된 C1-C8 알킬 또는 분지형 치환 또는 비치환된 C1-C8 알킬이고, R7은 -Ra-C(O)-O-Rb-이고, R8은 부재한다. 상기의 또 다른 실시양태에서, R6은 직쇄 치환 또는 비치환된 C1-C4 알킬 또는 분지형 치환 또는 비치환된 C1-C4 알킬이고, R7은 -Ra-C(O)-O-Rb-이고, R8은 부재한다. 상기의 한 실시양태에서, R6은 -CH2-, -CH2-CH2-, 또는 -CH2(CH3)-이고, R7은 -C(O)-O-이고, R8은 부재한다.
특정 실시양태에서, R3은 -C(O)-(CH2)3이고, R4는 -CH2-C(O)-O-, -CH2-CH2-C(O)-O- 또는 -CH2(CH3)-C(O)-O-이다.
특정 실시양태에서, R3은 -C(O)-(CH2)3이고, R4는 -CH2-CH2-O-C(O), -CH2-CH2-CH2-O-C(O), -CH2-CH2-CO-NH-(C6H4)-O-C(O)-이다.
화학식 I 내지 IV의 POZ-지질 접합체의 특정 측면에서, L, L1, L2 및 L3은 각 경우에 상기 기재된 절단가능한 모이어티 중 하나 이상으로부터 독립적으로 선택된다. 특정 측면에서, 하나 초과의 L, L1, L2, 또는 L3 연결이 POZ-지질 접합체에 존재하는 경우, L, L1, L2, 및 L3은 각각 동일하다. 또 다른 특정한 측면에서, 하나 초과의 L, L1, L2, 또는 L3 연결이 POZ-지질 접합체에 존재하는 경우에, 적어도 하나의 L, L1, L2, 및 L3은 나머지 연결과 상이하다.
하기 실시예 37 및 38은 본 개시내용에 따라 제조된 다수의 POZ-지질이 혈장 효소 뿐만 아니라 아미다제에 노출될 때 분해된다는 것을 입증한다. 특히, POZ를 지질에 연결하는 에스테르 연결은 혈장에서 POZ-지질로부터 지질을 방출하는 절단을 늦추거나 가속화하도록 제어될 수 있다. 다른 POZ-지질 중 일부, 특히 아미드 연결을 갖는 것들은 혈장에서 분해되지 않는 것으로 보이지만, 특정 조직에 존재하는 아미다제에 노출시 분해된다. 다른 POZ-지질, 예를 들어 아민 연결을 갖는 것들은 혈장 및 아미다제 둘 다에 대해 안정한 것으로 보인다.
따라서, 본 개시내용은 혈장에서 안정한 POZ-지질 (예를 들어, 아민, 아미드), 혈장에서 목적하는 속도로 분해되도록 조정 또는 제어될 수 있는 POZ-지질 (예를 들어, 에스테르), 및 혈장에서 안정하지만 특정 환경에서 분해되는 POZ-지질을 포함한다. 실제로, 파괴 속도의 실질적으로 정확한 제어는 POZ와 지질 사이의 연결을 주의깊게 선택함으로써 제공될 수 있다. 이러한 측면에서, 본 개시내용의 POZ-지질은 생리학적 배지 중에서 제어가능한 분해성을 가질 수 있다. 예를 들어, 한 실시양태에서, 연결기의 제어가능한 분해성은 생리학적 배지에서 안정한 POZ-지질을 생성한다. 이러한 측면에서, POZ-지질의 가수분해 속도, 즉 POZ-지질을 분해하는 데 소요되는 시간 (통상적으로 그의 반감기의 관점에서 측정됨)은 POZ와 지질 사이의 연결의 안정성 / 분해성의 지표이다. 한 측면에서, POZ 중합체와 지질 사이의 연결기는 50% 인간 혈장에서의 가수분해 반감기가 적어도 약 120시간인 POZ-지질을 가능하게 한다.
또 다른 실시양태에서, 연결기의 제어가능한 분해성은 생리학적 배지에서 시간 경과에 따라 분해되는 POZ-지질을 생성한다. 특정 측면에서, POZ 중합체와 지질 사이의 연결기는 50% 인간 혈장에서의 가수분해 반감기가 약 10분 이하인 POZ-지질을 가능하게 한다. 예를 들어, POZ 중합체와 지질 사이의 연결기는 POZ-지질이 50% 인간 혈장에서의 가수분해 반감기가 약 3분 내지 약 7분이도록 선택될 수 있다. 다른 측면에서, POZ 중합체와 지질 사이의 연결기는 POZ-지질이 50% 인간 혈장에서의 가수분해 반감기가 약 10분 초과이도록 선택된다. 예를 들어, POZ 중합체와 지질 사이의 연결기는 POZ-지질이 50% 인간 혈장에서의 가수분해 반감기가 약 11분 내지 약 8시간이도록 선택될 수 있다. 한 실시양태에서, POZ-지질은 50% 인간 혈장에서의 가수분해 반감기가 약 2시간 내지 약 5시간이다.
POZ-지질을 포함하는 조성물
지질은 양친매성이기 때문에, 즉 이들은 소수성 및 친수성 부분 둘 다를 함유하기 때문에, 이들 분자는 특정 방식으로 응집하여 수성 환경에서 층, 소포 및 LNP를 형성할 수 있다. 예를 들어, 인지질은 이러한 양친매성 특징을 갖는 지질 유형이며, 즉 인지질의 머리기는 친수성이고, 꼬리기는 소수성이다. 친수성 머리기는 음으로 하전된 포스페이트 기를 함유하고, 다른 극성 기를 함유할 수 있다. 소수성 꼬리기는 일반적으로 긴 지방산 탄화수소 쇄를 포함한다. 수성 환경에 위치할 때, 인지질은 인지질의 특정 특성에 따라 다양한 구조를 형성한다.
따라서, 본 개시내용의 POZ-지질은 LNP 조성물을 형성하는 데 특히 매우 적합하다. 또한, 본원에 기재된 바와 같은 POZ-지질 접합체가 혼입된 본 개시내용의 LNP 조성물은 본 개시내용의 POZ-지질 중합체가 혼입되지 않는 유사한 LNP 조성물에 비해 다수의 이점을 제공한다. 예를 들어, 본 개시내용의 LNP 조성물은 실질적으로 비-면역원성이다. 한 측면에서, 본 개시내용의 POZ-지질 접합체는, 본원에 기재된 바와 같은 LNP 조성물에 혼입되는 경우에, POZ에 대하여 특이적인 IgM 및/또는 IgG 항체의 생성을 비롯한 유의한 면역 반응 (이에 제한되지 않음)을 생성하지 않는다. 또 다른 측면에서, 본 개시내용의 POZ-지질 접합체는, 본원에 기재된 바와 같은 LNP 조성물에 혼입되는 경우에, PEG-지질 접합체가 혼입된 상응하는 LNP 조성물과 비교하여 중합체 부분에 대해 특이적인 IgM 및/또는 IgG 항체의 생성을 비롯한 감소된 면역 반응 (이에 제한되지 않음)을 생성한다. 또 다른 측면에서, 본 개시내용의 POZ-지질 접합체를 포함하는 LNP 조성물의 제2 투여 후에, LNP 조성물은 제1 투여와 비교하여 대상체의 혈액 또는 조직에 적어도 75%, 예컨대 80%, 85%, 90%, 95%, 또는 그 초과의 농도로 존재한다. 또 다른 측면에서, 본 개시내용의 POZ-지질 접합체를 포함하는 LNP 조성물은 가속화된 혈액 클리어런스에 적용되지 않는다.
본 개시내용의 임의의 POZ-지질 접합체는 본 개시내용에 따른 LNP 조성물을 제조하는 데 사용될 수 있다. 한 실시양태에서, LNP 조성물은 본 개시내용의 POZ-지질 접합체 및 양이온성 또는 이온화성 지질 중 적어도 하나를 사용하여 형성될 수 있다. 예를 들어, 조성물은 본 개시내용의 POZ-지질 접합체 및 양이온성 지질로 형성될 수 있다. 또 다른 실시양태에서, 조성물은 본 개시내용의 POZ-지질 접합체 및 이온화성 지질로 형성될 수 있다. 또 다른 실시양태에서, 본 개시내용에 따른 조성물은 본 개시내용의 POZ-지질 접합체, 양이온성 또는 이온화성 지질, 및 소포 및/또는 리포솜 (비유도체화된 지질)을 형성할 수 있는 다른 지질 성분 (폴리옥사졸린 성분이 결여됨)을 포함한다. 적합한 비유도체화된 지질의 예는 헬퍼 지질 및 조성물을 안정화시키는 지질을 포함하나, 이에 제한되지는 않는다.
한 측면에서, 본 개시내용에 따라 형성된 LNP는 본 개시내용의 POZ-지질 접합체, 양이온성 또는 이온화성 지질, 및 (i) 구조적 지지체를 제공하고 세포내이입을 용이하게 하는 헬퍼 지질, 및/또는 (ii) 안정성을 위한 스테롤 지질을 포함한다.
본 개시내용에 따라 형성된 LNP는 또한 페이로드를 포함할 수 있다. 이러한 측면에서, 페이로드는 올리고뉴클레오티드, 단백질 또는 그의 조합일 수 있다. 예를 들어, 도 1에 제시된 구체적 실시양태에서, 본 개시내용의 LNP는 (i) 이온화성 지질; (ii) 헬퍼 지질; (iii) 스테롤 지질; (iii) 본 개시내용의 POZ-지질; 및 (iv) 올리고뉴클레오티드를 포함할 수 있다. 또 다른 구체적 실시양태 (제시되지 않음)에서, 본 개시내용의 LNP는 양이온성 지질, 헬퍼 지질, 스테롤 지질, 본 개시내용의 POZ-지질, 및 올리고뉴클레오티드를 포함할 수 있다. 또 다른 구체적 실시양태 (제시되지 않음)에서, 본 개시내용의 LNP는 양이온성 또는 이온화성 지질, 헬퍼 지질, 스테롤 지질, 본 개시내용의 POZ-지질, 및 단백질을 포함할 수 있다.
한 실시양태에서, 올리고뉴클레오티드는 DNA, siRNA, 자가-복제 mRNA, 변형된 뉴클레오시드로 구성된 mRNA, 및 자연 발생 뉴클레오시드로 구성된 mRNA를 포함한다. 한 측면에서, 올리고뉴클레오티드는 DNA이다. 또 다른 측면에서, 올리고뉴클레오티드는 siRNA이다. 또 다른 측면에서, 올리고뉴클레오티드는 자기-복제 mRNA, 변형된 뉴클레오시드로 구성된 mRNA, 또는 자연 발생 뉴클레오시드로 구성된 mRNA이다.
한 실시양태에서, LNP 조성물에 혼입되는 경우에, POZ-지질 접합체는 LNP 조성물의 지질 층에 약 0.25% 내지 약 5% 몰 퍼센트의 몰비로, LNP 조성물의 지질 층에 약 0.5% 내지 약 3% 몰 퍼센트의 몰비로, LNP 조성물의 지질 층에 약 0.75% 내지 약 2% 몰 퍼센트의 몰비로, 또는 LNP 조성물의 지질 층에 약 0.8% 내지 약 1.5% 몰 퍼센트의 몰비로 존재한다.
본 발명에 따라 사용하기에 적합한 양이온성 지질의 비제한적 예는 1,2-디올레오일-3-트리메틸암모늄 프로판 (DOTAP)이다. 적합한 이온화성 지질은 MC3 98, 지질 319, C12-200, 5A2-SC8, 306Oi10, 모더나 지질 5, 모더나 지질 H, SM-102, 아쿠이타스 A9 [59], 아르크투루스 지질 2,2 (8,8) 4C CH3, 제네반트 CL1을 포함하나, 이에 제한되지는 않는다. 한 실시양태에서, 양이온성 또는 이온화성 지질은 TNS 염료-결합 검정에 의해 측정 시 6-7 범위의 pKa를 갖는다.
헬퍼 지질은 소수성 및 극성 머리기 모이어티를 갖고, 인지질에 의해 예시된 바와 같이 물 중에서 이중층 소포로 자발적으로 형성될 수 있거나, 또는 소수성 모이어티가 이중층 막의 내부의 소수성 영역과 접촉하고 극성 머리기 모이어티가 막의 외부의 극성 표면을 향해 배향된 지질 이중층에 안정하게 혼입되어 있는 양친매성 지질을 지칭한다. 이러한 헬퍼 지질은 전형적으로 1 또는 2개의 소수성 아실 탄화수소 쇄 또는 스테로이드 기를 포함하고, 극성 머리기에 화학적 반응성 기, 예컨대 아민, 산, 에스테르, 알데히드 또는 알콜을 함유할 수 있다. 비제한적 예는 인지질, 예컨대 포스파티딜 콜린 (PC), 포스파티딜 에탄올아민 (PE), 포스파티드산 (PA), 포스파티딜 이노시톨 (PI), 및 스핑고미엘린 (SM)을 포함하며, 여기서 2개의 탄화수소 쇄는 전형적으로 약 14-22개의 탄소 원자 길이이고, 다양한 불포화도를 갖는다. 다른 적합한 헬퍼 지질은 당지질, 예컨대 세레브로시드 및 강글리오시드를 포함하나, 이에 제한되지는 않는다. 한 측면에서, 헬퍼 지질은 1,2-디올레오일-sn-글리세로-3-포스포에탄올아민 (DOPE), 1,2-디스테아로일-sn-글리세로-3-포스포콜린 (DSPC), 및 POPE (1-팔미토일-2-올레오일sn-글리세로-3-포스포에탄올아민) 중 적어도 하나이다.
본 개시내용에 따라 사용하기에 적합한 스테롤 지질은 콜레스테롤이다. 하나의 특정한 실시양태에서, 본 개시내용에 따른 LNP는 (i) DSPC; (ii) 콜레스테롤; (iii) 본 개시내용의 POZ-지질; 및 (iv) 올리고뉴클레오티드와 조합된 양이온성 또는 이온화성 지질을 포함한다.
본 개시내용의 LNP 조성물에 대한 변화 또는 첨가 (심지어 매우 미미함)가 LNP의 구조 뿐만 아니라 캡슐화된 페이로드의 전달에 영향을 미칠 수 있다는 것을 주목하는 것이 중요하다. 예를 들어, 스테롤 지질 예컨대 콜레스테롤이 본 개시내용의 POZ-지질 및 이온화성 지질과 함께 LNP 조성물에 포함되는 경우에, 생성된 LNP는 단일 이중층을 갖는다. 피토스테롤이 첨가되는 경우에, LNP의 구조는 보다 복잡해지고, 따라서 페이로드를 상이하게 전달할 수 있다. 이러한 방식으로, POZ-지질 접합체를 포함하는 본 개시내용의 조성물은 단층 또는 비-단층일 수 있다.
본 개시내용에 따라 제조된 LNP의 입자 크기는 다양할 수 있다. 한 실시양태에서, 본 개시내용에 따라 형성된 LNP는 약 10 nm 내지 약 10 마이크로미터 범위의 크기를 갖는 수성 코어를 감싸는 1개 이상의 지질 이중층에 의해 형성된 양친매성 구형 소포이다. 또 다른 실시양태에서, 본 개시내용에 따라 형성된 LNP는 약 25 nm 내지 약 8 마이크로미터의 입자 크기를 갖는다. 또 다른 실시양태에서, 본 개시내용에 따라 형성된 LNP는 약 30 nm 내지 약 5 마이크로미터의 입자 크기를 갖는다. 이러한 측면에서, LNP의 입자 크기는 약 20 nm 내지 약 3 마이크로미터일 수 있다. 또 다른 실시양태에서, LNP는 약 10 nm 내지 약 1000 nm, 약 25 nm 내지 약 500 nm, 약 35 nm 내지 약 250 nm, 약 40 nm 내지 약 150 nm, 또는 약 45 nm 내지 약 100 nm일 수 있다. 크기 분획화 방법이 본원에 개시된다. 그러나, 특정 측면에서, 크기 분별은 요구되지 않는다.
본 개시내용의 LNP 조성물은 다양한 방법에 의해 제조될 수 있다. 한 실시양태에서, 리포솜은 역상 증발 방법에 의해 제조된다 (Szoka et al. PNAS 1978 vol. 75, 4194-4198; Smirnov et al., Byulleten' Eeksperimental'noi Biologii i Meditsiny, 1984, Vol. 98, pp. 249-252; U.S. Pat. No. 4,235,871). 이 방법에서, 연결된 표적 분자의 존재 또는 부재 하에, 폴리옥사졸린-지질 접합체를 포함할 수 있는 리포솜-형성 지질의 유기 용액을 보다 작은 부피의 수성 매질과 혼합하고, 바람직하게는 발열원-무함유 성분을 사용하여 혼합물을 분산시켜 유중수 에멀젼을 형성한다. 전달될 표적 분자는 친지성 표적 분자의 경우 지질 용액에, 또는 수용성 표적 분자의 경우 수성 매질에 첨가된다. 지질 용매는 증발에 의해 제거되고, 생성된 겔은 리포솜으로 전환된다. 역상 증발 소포 (REV)는 약 0.2-0.4 마이크로미터의 전형적인 평균 크기를 갖고, 주로 올리고라멜라이고, 즉 1개 또는 소수의 지질 이중층 쉘을 함유한다. REV는, 하기 논의된 바와 같이, 압출에 의해 용이하게 크기조정되어, 바람직하게는 약 0.05 내지 0.2 마이크로미터의 선택된 크기를 갖는 올리고라멜라 소포를 제공할 수 있다.
또한, 다층 소포 (MLV)가 생성될 수 있다. 이 방법에서, 본원에 기재된 바와 같은, 연결된 표적 분자의 존재 또는 부재 하에, 폴리옥사졸린-지질 접합체를 포함할 수 있는 리포솜-형성 지질의 혼합물을 적합한 용매 중에 용해시키고 용기에서 증발시켜 박막을 형성한다. 이어서, 박막을 수성 매질로 덮는다. 지질 필름을 수화시켜 MLV를 형성한다. MLV는 일반적으로 약 0.1 내지 10 마이크로미터의 크기를 나타낸다. MLV는 압출 및 본원에서 기술되는 다른 방법에 의해 원하는 크기 범위로 소형화될 수 있다.
REV 및 MLV에 대한 하나의 효과적인 크기조정 방법은 리포솜의 수성 현탁액을 선택된 균일한 세공 크기, 전형적으로 0.05, 0.08, 0.1, 0.2 또는 0.4 마이크로미터를 갖는 폴리카르보네이트 막을 통해 압출하는 것을 포함한다 (Szoka et al. PNAS 1978 vol. 75, 4194-4198). 막의 공극 크기는, 특히 제제가 동일한 막을 통해 2회 이상 압출되는 경우에, 그 막을 통한 압출에 의해 생성된 리포솜의 최대 크기에 대략 상응한다. 보다 큰 크기의 MLV를 크기조정하는 방법은 문헌 [Zhu et al. (PLoS One. 2009; 4(4):e5009. Epub 2009 Apr 6)]에 제공되어 있다.
작은 입자 크기가 요망되는 경우, REV 또는 MLV 제제를 처리하여 0.04-0.08 마이크로미터 범위의 크기를 특징으로 하는 작은 단층 소포 (SUV)를 생성할 수 있다. 이러한 입자는 종양 조직 또는 폐 조직을 표적화하는 데 유용할 수 있으며, 여기서 입자는 모세관 벽을 통해 흡수될 수 있다 (0.1 마이크로미터 초과의 입자는 흡수되지 않을 수 있음).
또한, POZ-지질 접합체는 리포솜이 상기 기재된 기술을 사용하여 형성된 후에 LNP 조성물 내로 도입될 수 있다. 이러한 접근법에서, 예비형성된 리포솜은 POZ-지질 접합체의 존재 하에 인큐베이션되고; POZ-지질 접합체는 확산에 의해 리포솜 내로 혼입된다. 용액 중에 유리되거나 리포솜에 의해 흡수된 POZ-지질 접합체의 농도를 모니터링할 수 있고, LNP 조성물 중 POZ-지질 접합체의 목적하는 농도에 도달된 경우 과정을 종결시킬 수 있다. 인큐베이션 용액은 POZ-지질 접합체의 LNP 조성물로의 확산을 용이하게 하는 계면활성제 또는 다른 작용제를 함유할 수 있다.
LNP 조성물은 사용 전에 외래 성분을 제거하기 위해 처리될 수 있다. 예를 들어, 계면활성제가 상기 논의된 바와 같이 사용되는 경우에, 과량의 계면활성제는 사용 전에 제거될 수 있다. 또한, 페이로드, 예컨대 상기 논의된 올리고뉴클레오티드가 LNP 조성물에 포획되는 경우에, 과량의 또는 비-포획된 페이로드는 사용 전에 제거될 수 있다. 이러한 과제를 달성하기 위한 분리 기술은 관련 기술분야에 공지되어 있고, 선택된 특정한 방법은 제거될 성분의 성질에 따라 달라질 수 있다. 적합한 방법은 원심분리, 투석 및 분자체 크로마토그래피를 포함하나, 이에 제한되지는 않는다. 조성물은 통상적인 0.22 마이크로미터 깊이 필터를 통한 여과에 의해 멸균될 수 있다.
LNP는 POZ-지질 접합체, 이온화성 지질, 헬퍼 지질 및 콜레스테롤을 함유하는 지질 필름의 수화를 수반하는 전통적인 방법에 의해 제조될 수 있다. 이 방법은 이들 물질을 유기 용매 예컨대 클로로포름 또는 디클로로메탄 중에 용해시킨 다음, 용매를 증발시켜 박막을 생성하는 것을 포함한다. 이어서, 필름을 약물 또는 핵산을 함유하는 수성 완충제로 수화시켜 수동적으로 페이로드를 캡슐화한다. 낮은 캡슐화를 갖는 불균질 입자의 LNP가 통상적으로 형성되며, 이는 압출 또는 초음파처리에 의한 크기 감소를 필요로 한다.
또 다른 적합한 기술은 미세유동화기를 사용한 신속한 혼합을 사용한다. 지질 원액은 유기 용매, 예컨대 에탄올 중에 지질을 용해시킴으로써 제조된다. 수성 원액은 공지된 pH, 이온 강도 및 완충제 용량의 완충제 용액 중에 용해된 핵산을 함유한다. 양이온성 지질이 음으로 하전된 핵산과 상호작용할 수 있도록 미리 결정된 속도로 2종의 원액을 마이크로믹서를 통해 통과시켜, 더 높은 캡슐화 효율 (즉, > 90%) 및 균질한 크기 분포를 유도한다. 혼합 공정 동안 수성-대-유기 용매 비가 중요하다. 유기 용매는 투석, 접선 유동 여과 또는 원심분리 또는 다른 기술에 의해 제거된다. 미세유체 작동 파라미터를 제어함으로써 한정된 크기의 LNP를 제조하여, 낮은 다분산도 및 균일한 입자 크기의 LNP를 생성한다. LNP의 평균 입자 직경 (< 100 nm), 다분산도 (< 0.40 및, 보다 특히 <0.20) 및 제타 전위는 제조를 특징화하는 데 사용되는 3가지 방법이다.
POZ-지질 대 이온성 지질 대 콜레스테롤의 비는 최적의 크기, 높은 페이로드 방출 및 형질감염, 및 수화된 제제의 개선된 안정성을 허용하기 위해 달라질 수 있다. 한 실시양태에서, LNP 중 POZ-지질의 mol%는 약 0.5 내지 60%이다. 또 다른 실시양태에서, POZ-지질의 mol%는 약 1 내지 약 40%이다. 또 다른 실시양태에서, POZ-지질은 LNP 중 지질의 총량의 약 10% 미만의 양으로 존재한다. 이러한 측면에서, POZ-지질은 약 0.5 내지 약 5%, 약 1 내지 약 4%, 또는 약 1.5 내지 약 3.5%의 양으로 존재할 수 있다. 이러한 측면에서, LNP 조성물의 나머지는 약 35 내지 약 50% 스테롤 지질, 약 30% 내지 약 70% 양이온성 지질, 및 약 5% 내지 약 15% 헬퍼 지질일 수 있다.
한 실시양태에서, LNP 조성물은 수성 코어를 캡슐화하는 지질 이중층을 포함하며, 여기서 지질 이중층은 적어도 1개의 POZ-지질 접합체를 포함하고, POZ의 평균 분자량은 약 0.5 내지 5 kDa이고, 수성 코어는 올리고뉴클레오티드를 포함한다. 또 다른 실시양태에서, LNP 조성물은 수성 코어를 캡슐화하는 지질 이중층을 포함하며, 여기서 지질 이중층은 적어도 1개의 POZ-지질 접합체를 포함하고, POZ의 평균 분자량은 약 2 내지 5 kDa이고, 수성 코어는 올리고뉴클레오티드를 포함한다.
올리고뉴클레오티드는 높은 효율로 LNP 내로 캡슐화될 수 있다. 한 실시양태에서, 올리고뉴클레오티드는 적어도 90%의 효율로 LNP 내로 캡슐화된다. 또 다른 실시양태에서, 올리고뉴클레오티드는 약 90 내지 약 99%의 효율로 LNP 내로 캡슐화된다. 또 다른 실시양태에서, 올리고뉴클레오티드는 약 90 내지 약 95%의 효율로 LNP 내로 캡슐화된다. 또 다른 실시양태에서, 올리고뉴클레오티드는 약 95% 초과의 효율로 LNP 내로 캡슐화된다.
투여
본 개시내용의 LNP는 세포에 전달될 수 있다. LNP의 생체내 투여 후, 올리고뉴클레오티드가 방출된다. 이러한 측면에서, 본 개시내용의 LNP는 장애 또는 질환에 대한 치료를 도출할 수 있는 제약 조성물에 포함될 수 있다. 예를 들어, 본 개시내용에 따라 제조된 LNP를 포함하는 제약 조성물은 SARS-CoV-2, 광견병, 인플루엔자 등을 포함하나 이에 제한되지는 않는 감염성 질환을 예방 또는 치료하는 데 사용될 수 있다. 또한, 본 개시내용에 따라 제조된 LNP를 포함하는 제약 조성물은 암 및 유전 질환을 위한 치료제로서 사용될 수 있다. 이러한 제약 조성물은 또한 LNP 이외에 제약상 허용되는 담체를 포함할 수 있다.
한 실시양태에서, 유효량의 본 개시내용의 LNP를 포함하는 제약 조성물은 동물에게 전달될 수 있다. 이러한 측면에서, 유효량의 본 개시내용의 LNP의 전달은 피하, 정맥내, 근육내, 피내 또는 에어로졸 경로를 통해 일어날 수 있다. 한 실시양태에서, 동물은 인간이다.
실시예
하기 비제한적 실시예는 단지 본 발명의 바람직한 실시양태의 예시이며, 본 발명을 제한하는 것으로 해석되어서는 안되며, 그의 범주는 첨부된 청구범위에 의해 정의된다.
물질
1,2-디미리스토일-rac-글리세롤 (DMG)은 바켐(Bachem)으로부터 구입하였다. PEOZ-프로파르길 아미드 2K, 3-아지도프로피오닐 클로라이드, 3-(2-아미노에톡시)프로판-1,2-디올은 세리나 테라퓨틱스, 인크.(Serina Therapeutics, Inc.)에 의해 합성하였다. 솔케탈 (1,2-이소프로필리딘글리세롤), 미리스트산, 아이오딘화구리 (I), 트리에틸아민 (TEA), 및 무수 피리딘은 시그마-알드리치(Sigma-Aldrich)로부터 구입하였다. 무수 황산나트륨, 무수 황산마그네슘, 테트라히드로푸란 (THF), 디클로로메탄 (DCM), 아세토니트릴 (ACN), 및 디에틸 에테르를 EMD 밀리포어로부터 구입하였다. 염화나트륨 (NaCl)은 플루카(Fluka)로부터 구입하였다. 앰버셉 M4195 (또는 다우엑스 M4195)는 수펠코(Supelco)로부터 구입하였다. 스냅 울트라 25g 칼럼 및 칼럼 정제를 위한 이솔레라 시스템은 바이오타지(Biotage)로부터 구입하였다.
실시예 1. PMOZ-디미리스틸아미드 (2.2 kD의 화합물 15a)의 합성.
Figure pct00023
오븐-건조된 250-mL 둥근 바닥 플라스크에 아르곤의 분위기 하에 PMOZ-COOH (12.00 그램, 5.45 mmol, 1.00 당량)에 이어서 DCM (50 mL), N-히드록시숙신이미드 (1.25 그램, 10.9 mmol, 2.00 당량), 및 최종적으로 DMAP (0.033 그램, 0.28 mmol, 0.05 당량)를 채웠다. DCC (2.25 g, 10.9 mmol, 2.00 당량)를 1 부분으로 첨가하고, 생성된 용액을 실온에서 적어도 12시간 동안 교반되도록 하였다. 이 기간 후, 반응 혼합물을 조대 소결 유리 프릿을 통해 여과한 다음, 프릿을 추가의 DCM으로 헹구었다. 이어서, 생성된 용액을 Et2O (2000 mL)의 교반 용액을 함유하는 비커로 천천히 옮겼다. 침전물을 진공 여과를 통해 수집하고, 고체를 진공 하에 건조시켰다. 이어서, 고체를 아르곤의 분위기 하에 교반용 막대가 구비된 건조 250 mL 둥근 바닥 플라스크에서 DCM (50 mL)에 녹였다. 이어서, 반응 혼합물에 디미리스틸아민 (4.46 g, 10.9 mmol, 2.00 당량)에 이어서 NEt3 (1.52 mL, 10.9 mmol, 2.00 당량)를 채우고, 반응 혼합물을 실온에서 적어도 12시간 동안 교반되도록 하였다. 이 기간이 지난 후, 반응 혼합물을 2000 mL 디에틸 에테르의 교반 용액을 함유하는 비커 내로 침전시켰다. 고체를 진공 여과를 통해 수집하고, 진공 하에 건조시켰다. 이어서, 고체를 200 mL 탈이온수 중에 용해시키고, 200 그램 앰벌라이트 IR-67 및 200 그램 앰벌라이트 IR-120H를 함유하는 앰벌라이트 칼럼에 통과시켰다. 수용액이 음성 PAA 시험을 나타낼 때까지 여과물을 수집하였다. 이어서, PAA 시험이 음성 결과를 나타낼 때까지, 생성된 용액을 탈이온수로 용리시키면서 1000 mL DEAE 칼럼에 통과시켰다. 생성된 수용액을 회전 증발기 상에서 농축 건조시켰다. 잔류물을 디클로로메탄 (100 mL)에 녹이고, 황산나트륨으로 건조시키고, 2000 mL Et2O의 교반 용액을 함유하는 비커로 침전시켰다. 고체를 진공 여과를 통해 수집하고, 진공 하에 건조시켜 표제 화합물 10.9 그램을 수득하였다.
1H NMR 분석은 PMOZ에 대한 표준 백본 신호를 나타냈다 (500 MHz, DMSO) δ 7.92 (m, NH 말단 신호); 3.34 (CH2CH2 백본); 3.21 (N-CH2); 2.75-2.72 (S-CH2); 1.98 (-CH3); 1.80 (CH2-CO2R). 추가의 신호는 δ 1.49-1.41 (N-(CH2)2); 1.24 (CH2); 0.85 (CH3)에서 지질 모이어티에 대해 존재하였다.
실시예 2. PEOZ (2.2kD)-디미리스틸아미드 - 2.2 kD의 화합물 2b.
Figure pct00024
화합물 2B를 화합물 15B를 제조하는 데 사용된 동일한 절차를 통해 제조하였다. 이 반복에서, 1.3 그램의 물질을 단리하였다.
1H NMR. HNMR 분석은 PEOZ에 대한 표준 백본 신호를 나타냈다 (500 MHz, CDCl3) δ 3.64 (CH2CH2 백본); 3.27 (N-CH2); 2.72 (S-CH2); 2.32-2.19 (C(O)-CH2); 1.12 (CH3). 추가의 신호는 δ 1.49-1.54 (N-(CH2)2); 1.27 (CH2); 0.87 (CH3)에서 지질 모이어티에 대해 존재하였다. 펜던트 기에 대한 신호는 δ 1.65 ppm (CH2)으로 존재하였다. 펜던트 기의 수는 중합체 출발 물질로부터 1.21로 미리 계산되었다.
실시예 3 - PMOZ-디미리스틸아미드, 화합물 16a, 1.3개 펜던트, 2.2 kD의 합성.
Figure pct00025
이 화합물을 PMOZ 2.2 kD 디미리스틸아미드에 대해 상기 기재된 것과 유사한 방식으로 제조하였다. 7.7g을 단리하였다.
1H NMR 분석은 PMOZ에 대한 표준 백본 신호를 나타냈다 (500 MHz, DMSO) δ 7.90 (m, NH 말단 신호); 3.33 (CH2CH2 백본); 3.21 (N-CH2); 2.75-2.72 (S-CH2); 1.98 (-CH3); 1.80 (CH2-CO2R). 추가의 신호는 δ 1.49-1.41 (N-(CH2)2); 1.24 (CH2); 0.85 (CH3)에서 지질 모이어티에 대해 존재하였다. 펜던트 기에 대한 신호는 δ 1.65 ppm (CH2)으로 존재하였다. 펜던트 기의 수는 펜던트 기에 대한 신호에 대한 중합체 백본의 적분의 비교를 통해 계산하였다. 이 경우에, 펜던트 기의 수는 1.35로 결정되었다.
실시예 4. PEOZ-디미리스틸아미드, 화합물 16b, 1.5개 펜던트, 2.2 kD의 합성.
Figure pct00026
이 화합물을 PEOZ 2.2kD 디미리스틸아미드에 대해 상기 기재된 것과 유사한 방식으로 제조하였다. 7.0 g을 단리하였다.
1H NMR 분석은 PEOZ에 대한 표준 백본 신호를 나타냈다 (500 MHz, CDCl3) δ 3.64 (CH2CH2 백본); 3.27 (N-CH2); 2.72 (S-CH2); 2.32-2.19 (C(O)-CH2); 1.12 (CH3). 추가의 신호는 δ 1.49-1.54 (N-(CH2)2); 1.27 (CH2); 0.87 (CH3)에서 지질 모이어티에 대해 존재하였다. 펜던트 기에 대한 신호는 δ 1.65 ppm (CH2)으로 존재하였다. 펜던트 기의 수는 펜던트 기에 대한 신호에 대한 중합체 백본의 적분의 비교를 통해 계산하였다. 이 경우에, 펜던트 기의 수는 1.50으로 결정되었다.
실시예 5. PEOZ-디미리스토일 글리세롤 에테르, 화합물 17b, 5 kD의 합성.
Figure pct00027
NHS 에스테르 (2.6 그램, 0.49 mmol, 1.00 당량, 미국 특허 7,943,141에서와 같이 합성함)를 아르곤 분위기 하에 교반 막대가 구비된 건조 250 mL 둥근 바닥 플라스크에서 DCM (30 mL)에 녹였다. 이어서, 반응 혼합물에 3 mL DMF 중 3-(2-아미노에톡시)프로판-1,2-디올 (0.200 그램, 1.48 mmol, 3.00 당량) 및 NEt3 (0.68 mL, 4.9 mmol, 10 당량)의 용액을 채우고, 반응 혼합물을 실온에서 적어도 12시간 동안 교반되도록 하였다. 이 기간이 지난 후, 반응 혼합물을 2000 mL 디에틸 에테르의 교반 용액을 함유하는 비커 내로 침전시켰다. 고체를 진공 여과를 통해 수집하고, 진공 하에 건조시켰다. 2.3 그램의 물질을 단리하였다.
1H NMR 분석은 PEOZ에 대한 표준 백본 신호를 나타냈다 (500 MHz, DMSO) δ 7.82 (말단 NH); 3.35 (CH2CH2 백본); 3.18 (N-CH2); 3.02(S-CH2); 2.32-2.27 (C(O)-CH2); 0.96(CH3). 추가의 신호는 δ 4.59 (OH) 및 4.46 (OH)에서 비스-히드록시아미드 모이어티에 대해 존재하였다.
Figure pct00028
상기 기재된 아미드 (2.3 그램, 0.43 mmol, 1.00 당량)를 아르곤의 분위기 하에 100 mL 둥근 바닥 플라스크에 충전하였다. 물질을 30 mL DCM 중에 용해시켰다. 미리스트산 (0.49 그램, 2.123 mmol, 5.00 당량)을 첨가한 다음, 이어서 DMAP (0.01g, 0.09 mmol, 0.2 당량) 및 최종적으로 DCC (0.44 그램, 2.13 mmol, 5.00 당량)를 첨가하고, 반응 혼합물을 아르곤의 분위기 하에 밤새 교반되도록 하였다. 다음 날 아침, 반응 혼합물을 여과하고, 1600 mL 디에틸 에테르를 함유하는 비커 내로 침전시켰다. 고체를 진공 여과를 통해 수집하였다. 생성물을 역상 C18 크로마토그래피에 의해 용리액으로서 아세토니트릴 및 메탄올을 사용하여 정제하여 표제 화합물 (1.2 그램)을 수득하였다.
1H NMR 분석은 PEOZ에 대한 표준 백본 신호를 나타냈다 (500 MHz, DMSO) δ 7.82 (말단 NH); 3.35 (CH2CH2 백본); 3.18 (N-CH2); 3.02(S-CH2); 2.32-2.27 (C(O)-CH2); 0.96(CH3). 추가의 신호는 δ 5.10 (CH); 4.25 (CH2); 4.08 (CH2); 1.48 (C(O)CH2); 1.22 (CH2); 0.84 (CH3)에서 지질 유도체 모이어티에 대해 존재하였다.
실시예 6. 화합물 15b의 합성.
Figure pct00029
오븐-건조된 250-mL 둥근 바닥 플라스크에 아르곤의 분위기 하에 PEOZ-COOH (7.00 그램, 3.18 mmol, 1.00 당량)에 이어서 DCM (50 mL), N-히드록시숙신이미드 (0.48 그램, 4.14 mmol, 1.30 당량), 및 최종적으로 DMAP (0.04 그램, 0.31 mmol, 0.1 당량)를 채웠다. DCC (0.854 g, 4.14 mmol, 1.30 당량)를 1 부분으로 첨가하고, 생성된 용액을 실온에서 적어도 12시간 동안 교반되도록 하였다. 이 기간 후, 반응 혼합물을 조대 소결 유리 프릿을 통해 여과한 다음, 프릿을 추가의 DCM으로 헹구었다. 이어서, 생성된 용액을 Et2O (2000 mL)의 교반 용액을 함유하는 비커로 천천히 옮겼다. 침전물을 진공 여과를 통해 수집하고, 고체를 진공 하에 건조시켰다. 이어서, 고체를 아르곤의 분위기 하에 교반용 막대가 구비된 건조 250 mL 둥근 바닥 플라스크에서 DCM (50 mL)에 녹였다. 이어서, 반응 혼합물에 디미리스틸아민 (2.6 g, 6.36 mmol, 2.00 당량)에 이어서 NEt3 (0.89 mL, 6.36 mmol, 2.00 당량)를 채운 다음, 이어서 반응 혼합물을 실온에서 적어도 12시간 동안 교반되도록 하였다. 이 시간이 지난 후, 반응 혼합물을 2000 mL 헥산의 교반 용액을 함유하는 비커 내로 침전시켰다. 고체를 진공 여과를 통해 수집하고, 진공 하에 건조시켰다. 이어서, 고체를 200 mL 탈이온수 중에 용해시키고, 200 그램 앰벌라이트 IR-67 및 200 그램 앰벌라이트 IR-120H를 함유하는 앰벌라이트 칼럼에 통과시켰다. 생성된 수용액을 회전 증발기 상에서 농축 건조시켰다. 잔류물을 디클로로메탄 (100 mL)에 녹이고, 황산나트륨으로 건조시키고, 농축시켜 표제 화합물 4.5 그램을 수득하였다.
1H NMR 분석은 PEOZ에 대한 표준 백본 신호를 나타냈다 (500 MHz, CDCl3) δ 3.64 (CH2CH2 백본); 3.27 (N-CH2); 2.72 (S-CH2); 2.32-2.19 (C(O)-CH2); 1.12 (CH3). 추가의 신호는 δ 1.49-1.54 (N-(CH2)2); 1.27 (CH2); 0.87 (CH3)에서 지질 모이어티에 대해 존재하였다.
실시예 7. 화합물 17a의 합성.
Figure pct00030
PMOZ 5K NHS 에스테르를 PEOZ 5K NHS에 대해 상기 기재된 것과 유사한 방식으로 제조하였다. 3.0 그램을 단리하였다.
1H NMR 분석은 PMOZ에 대한 표준 백본 신호를 나타냈다 (500 MHz, DMSO) δ 7.92 (m, NH 말단 신호); 3.34 (CH2CH2 백본); 3.21 (N-CH2); 2.75-2.72 (S-CH2); 1.98 (-CH3); 1.80 (CH2-CO2R). 추가의 신호는 δ 2.81 (CH2)에서 NHS 모이어티에 대해 존재하였다.
Figure pct00031
PMOZ 5K 아미드를 상기 기재된 것과 유사한 방식으로 제조하였다. HNMR 분석은 생성물 물질이 생성물 및 출발 NHS 에스테르의 분리불가능한 ~50:50 혼합물임을 나타냈다. 이 혼합물을 후속 단계에 추가 정제 없이 사용하였다.
1H NMR 분석은 PMOZ에 대한 표준 백본 신호를 나타냈다 (500 MHz, DMSO) δ 7.92 (m, NH 말단 신호); 3.34 (CH2CH2 백본); 3.21 (N-CH2); 2.75-2.72 (S-CH2); 1.98 (-CH3); 1.80 (CH2-CO2R). 추가의 신호는 δ 4.61 (CH) 및 4.48 (CH2)에서 디올 모이어티에 대해 존재하였다.
Figure pct00032
PMOZ 5k 디미리스토일 글리세롤 에테르를 상기 기재된 것과 유사한 방식으로 제조하였다. 740 mg을 단리하였다.
1H NMR. HNMR 분석은 PMOZ에 대한 표준 백본 신호를 나타냈다 (500 MHz, DMSO) δ 7.92 (m, NH 말단 신호); 3.34 (CH2CH2 백본); 3.21 (N-CH2); 2.75-2.72 (S-CH2); 1.98 (-CH3); 1.80 (CH2-CO2R). 추가의 신호는 δ 5.10 (CH); 4.26 (CH2); 4.08 (CH2); 1.49 (C(O)CH2); 1.23 (CH2); 0.84 (CH3)에서 지질 유도체 모이어티에 대해 존재하였다.
실시예 8. 화합물 17c의 합성.
Figure pct00033
PEOZ 2K 디미리스토일 글리세롤 에테르를 PEOZ 5K 디미리스토일 글리세롤 에테르에 대해 기재된 것과 동일한 방식으로 제조하였다.
1H NMR 분석은 PEOZ에 대한 표준 백본 신호를 나타냈다 (500 MHz, DMSO) δ 7.82 (말단 NH); 3.35 (CH2CH2 백본); 3.18 (N-CH2); 3.02(S-CH2); 2.32-2.27 (C(O)-CH2); 0.96(CH3). 추가의 신호는 δ 5.10 (CH); 4.25 (CH2); 4.08 (CH2); 1.48 (C(O)CH2); 1.22 (CH2); 0.84 (CH3)에서 지질 유도체 모이어티에 대해 존재하였다.
실시예 9. 화합물 18a의 합성.
Figure pct00034
NHS 에스테르 (상기 기재된 합성, 1.4 그램, 0.67 mmol, 1.00 당량)를 아르곤의 분위기 하에 교반용 막대가 구비된 건조 250 mL 둥근 바닥 플라스크에서 DCM (30 mL)에 녹였다. 이어서, 반응 혼합물에 에탄올아민 (0.15 mL, 2.00 mmol, 3.00 당량)에 이어서 트리에틸아민 (0.28 mL, 2.00 mmol, 3.00 당량)을 채우고, 반응 혼합물을 실온에서 적어도 12시간 동안 교반되도록 하였다. 이 기간이 지난 후, 반응 혼합물을 1500 mL 디에틸 에테르의 교반 용액을 함유하는 비커 내로 침전시켰다. 고체를 진공 여과를 통해 수집하고, 진공 하에 건조시켰다. 1.1 그램의 물질을 단리하였다.
1H NMR 분석은 PEOZ에 대한 표준 백본 신호를 나타냈다 (500 MHz, DMSO) δ 7.82 (말단 NH); 3.35 (CH2CH2 백본); 3.18 (N-CH2); 3.02(S-CH2); 2.32-2.27 (C(O)-CH2); 0.96(CH3). 추가의 신호는 δ 4.63 (OH); 3.08 (N-CH2); 2.69 (HO-CH2)에서 에탄올아민 아미드에 대해 존재하였다.
Figure pct00035
상기 기재된 아미드 (1 그램, 0.45 mmol, 1.00 당량)를 아르곤의 분위기 하에 100 mL 둥근 바닥 플라스크에 충전하였다. 물질을 30 mL DCM 중에 용해시켰다. 미리스트산 (0.52 그램, 2.27 mmol, 5.00 당량)을 첨가한 다음, 이어서 DMAP (0.01g, 0.09 mmol, 0.2 당량) 및 최종적으로 DCC (0.47 그램, 2.27 mmol, 5.00 당량)를 첨가하고, 반응 혼합물을 아르곤의 분위기 하에 밤새 교반되도록 하였다. 다음 날 아침, 반응 혼합물을 여과하고, 1600 mL 디에틸 에테르를 함유하는 비커 내로 침전시켰다. 고체를 진공 여과를 통해 수집하였다. 생성물을 역상 C18 크로마토그래피에 의해 용리액으로서 아세토니트릴 및 메탄올을 사용하여 정제하여 표제 화합물 (0.740 g)을 수득하였다.
1H NMR 분석은 PEOZ에 대한 표준 백본 신호를 나타냈다 (500 MHz, CDCl3) δ 3.45 (CH2CH2 백본); 2.74 (S-CH2); 2.40-2.30 (C(O)-CH2); 1.12 (CH3). 추가의 신호는 δ 4.10 (O-CH2); 2.85 (N-CH2); 1.99 (지질 CH2); 1.58 (지질 CH2); 1.24 (지질 CH2); 0.87 (지질 CH3)에서 지질 모이어티에 대해 존재하였다.
실시예 10. 화합물 19a의 합성.
Figure pct00036
NHS 에스테르 (이전에 기재된 합성, 6.00 그램, 2.86 mmol, 1.00 당량)를 교반용 막대가 구비된 건조 250 mL 둥근 바닥 플라스크에서 아르곤 분위기 하에 DCM (100 mL)에 녹였다. 이어서, 반응 혼합물에 프로파르길아민 (0.55 mL, 8.57 mmol, 3.00 당량)에 이어서 트리에틸아민 (1.19 mL, 8.57 mmol, 3.00 당량)을 채우고, 반응 혼합물을 실온에서 적어도 12시간 동안 교반되도록 하였다. 이 기간이 지난 후, 반응 혼합물을 2500 mL 디에틸 에테르의 교반 용액을 함유하는 비커 내로 침전시켰다. 고체를 진공 여과를 통해 수집하고, 진공 하에 건조시켰다. 물질 1.8 그램을 단리하였다.
1H NMR 분석은 PEOZ에 대한 표준 백본 신호를 나타냈다 (500 MHz, DMSO) δ 7.82 (말단 NH); 3.35 (CH2CH2 백본); 3.18 (N-CH2); 3.02(S-CH2); 2.32-2.27 (C(O)-CH2); 0.96(CH3). 추가의 신호는 δ 3.85 (N-CH2); 3.75 (CCH)에서 프로파르길 아미드에 대해 존재하였다.
Figure pct00037
100 mL 둥근 바닥 플라스크에 상기 기재된 아미드 (0.92 g, 0.44 mmol, 1.00 당량)에 이어서 아지도아세테이트 (0.39 g, 0.66 mmol, 1.50 당량), THF (50 mL), CuI (0.34 g, 1.76 mmol, 4.00 당량), 및 최종적으로 트리에틸아민 (0.62 mL, 4.40 mmol, 10.0 당량)을 채웠다. 생성된 혼합물을 50℃로 가열하고, 밤새 교반하였다. 이 시간 후, 반응 혼합물을 실온으로 냉각시키고, 0.1 M HCl (30 mL)의 첨가를 통해 켄칭하고, 10분 동안 교반하였다. 생성된 혼합물을 사전-제조된 60 mL 다우엑스 칼럼에 통과시켰다. 생성된 용액을 35℃에서 회전 증발기 상에서 농축시키고, 후속적으로 분리 깔때기로 옮겼다. 염수 (20 mL)를 첨가하고, 혼합물을 DCM의 20 mL 부분으로 3회 추출하였다. 합한 유기 추출물을 황산나트륨으로 건조시키고, 진공 하에 농축시켰다. 생성물을 역상 C18 크로마토그래피에 의해 용리액으로서 아세토니트릴 및 메탄올을 사용하여 정제하여 표제 화합물 (0.540 그램)을 수득하였다.
1H NMR 분석은 PEOZ에 대한 표준 백본 신호를 나타냈다 (500 MHz, CDCl3) δ 7.71 (NH 말단); 3.45 (CH2CH2 백본); 2.72 (S-CH2); 2.40-2.30 (C(O)-CH2); 1.12 (CH3). 추가의 신호는 δ 5.16 (CH); 4.43 (CH2); 4.11 (CH2); 2.29 (N-CH2); 1.61 (지질 CH2); 1.25 (지질 CH2); 0.88 (지질 CH3)에서 지질 모이어티에 대해 존재하였다. 추가의 신호는 δ 5.29 (트리아졸 CH); 4.53 (에스테르 CH2); 4.23 (HN-CH2)에서 트리아졸 모이어티에 대해 존재하였다.
실시예 11. 화합물 1b의 합성.
Figure pct00038
오븐-건조된 500 mL 둥근 바닥 플라스크에 아르곤의 분위기 하에 PhCl (300 mL)에 이어서 교반용 막대 및 2-(5-펜티닐)-2-옥사졸린 (5.40 mL, 39.79 mmol, 1.20 당량)을 채웠다. TfOH (2.94 mL, 33.16 mmol, 1.00 당량)를 적가하고, 혼합물을 실온에서 10분 동안 교반되도록 하였다. 이 기간 후, 2-에틸-2-옥사졸린 (60.15 g, 605.3 mmol, 18.30 당량)을 첨가하고, 생성된 혼합물을 실온에서 10분 동안 교반되도록 하였다. 이어서, 반응물을 110℃로 가온하고, 35분 동안 교반하였다. 별도의 오븐-건조된 1000 mL 둥근 바닥 플라스크에 PhCl (300 mL)에 이어서 NaH (3.97 g, 오일 중 60% 분산액, 99.22 mmol, 3.00 당량)를 채웠다. 이어서, 메틸-3-메르캅토프로피오네이트 (22.00 mL, 198.42 mmol, 6.00 당량)를 적가하고, 혼합물을 사용 전에 적어도 5시간 동안 교반되도록 하였다. 이어서, 중합 혼합물을 실온으로 냉각시키고, 후속적으로 아르곤 분위기 하에 10-분 기간에 걸쳐 종결 혼합물로 옮겼다. 반응 혼합물을 실온에서 적어도 12시간 동안 교반되도록 하였다. 이 시간 후, 반응 혼합물을 감압 하에 농축시켰다. 0.1 M NaOH(aq.) (1000 mL)를 첨가하고, 혼합물을 2시간 동안 교반하였다. 생성된 수용액을 앰버라이트 IRA-67 (200 g) 및 앰버라이트 IR120H (200 g)의 혼합 칼럼에 통과시켰다. 생성물 산을 DEAE 세파로스 크로마토그래피를 통해 정제하고, 생성된 수용액을 pH = 3으로 산성화시키고, CH2Cl2 (2 x 300 mL)로 추출하고, 합한 유기부를 황산나트륨으로 건조시키고, 300 mL의 부피로 농축시켰다. 이어서, 용액을 3500 mL Et2O를 함유하는 4L 비커 내로 침전시키고, 고체를 진공 여과를 통해 수집하고, 진공 하에 건조시켜 생성물 46.2 g을 수득하였다.
1H NMR 분석은 PEOZ에 대한 표준 백본 신호를 나타냈다 (500 MHz, DMSO) δ 7.82 (말단 NH); 3.35 (CH2CH2 백본); 3.18 (N-CH2); 3.02(S-CH2); 2.32-2.27 (C(O)-CH2); 0.96(CH3). 펜던트 기에 대한 신호는 δ 1.65 ppm (CH2)으로 존재하였다. 펜던트 기의 수는 펜던트 기에 대한 신호에 대한 중합체 백본의 적분의 비교를 통해 계산하였다. 이 경우에, 펜던트 기의 수는 1.21로 결정되었다.
실시예 12. 화합물 1a의 합성.
Figure pct00039
오븐-건조된 500 mL 둥근 바닥 플라스크에 아르곤의 분위기 하에 PhCl (300 mL)에 이어서 교반용 막대 및 2-(5-펜티닐)-2-옥사졸린 (2.70 mL, 19.85 mmol, 1.20 당량)을 채웠다. TfOH (1.46 mL, 16.54 mmol, 1.00 당량)를 적가하고, 혼합물을 실온에서 10분 동안 교반되도록 하였다. 그 기간 후, 2-에틸-2-옥사졸린 (30.0 g, 302.63 mmol, 18.30 당량)을 첨가하고, 생성된 혼합물을 실온에서 10분 동안 교반되도록 하였다. 이어서, 반응물을 110℃로 가온하고, 35분 동안 교반하였다. 별도의 오븐-건조된 1000 mL 둥근 바닥 플라스크에 PhCl (150 mL)에 이어서 NaH (1.98 g, 오일 중 60% 분산액, 49.61 mmol, 3.00 당량)를 채웠다. 이어서, 메틸티오글리콜레이트 (8.86 mL, 99.24 mmol, 6.00 당량)를 적가하고, 혼합물을 사용 전에 적어도 5시간 동안 교반되도록 하였다. 이어서, 중합 혼합물을 실온으로 냉각시키고, 후속적으로 아르곤 분위기 하에 10-분 기간에 걸쳐 종결 혼합물로 옮겼다. 반응 혼합물을 실온에서 적어도 12시간 동안 교반되도록 하였다. 이 시간 후, 반응 혼합물을 감압 하에 농축시켰다. 0.1 M NaOH(aq.) (1000 mL)를 첨가하고, 혼합물을 2시간 동안 교반하였다. 생성된 수용액을 앰버라이트 IRA-67 (200 g) 및 앰버라이트 IR120H (200 g)의 혼합 칼럼에 통과시켰다. 생성물 산을 DEAE 세파로스 크로마토그래피를 통해 정제하고, 생성된 수용액을 pH = 3으로 산성화시키고, CH2Cl2 (2 x 300 mL)로 추출하고, 합한 유기부를 황산나트륨으로 건조시키고, 300 mL의 부피로 농축시켰다. 이어서, 용액을 3500 mL Et2O를 함유하는 4L 비커 내로 침전시키고, 고체를 진공 여과를 통해 수집하고, 진공 하에 건조시켜 생성물 27.6 그램을 수득하였다.
1H NMR 분석은 PEOZ에 대한 표준 백본 신호를 나타냈다 (500 MHz, DMSO) δ 7.82 (말단 NH); 3.35 (CH2CH2 백본); 3.18 (N-CH2); 2.32-2.27 (C(O)-CH2); 0.96(CH3). 종결 기의 α-메틸렌은 중합체 백본에 대한 신호 아래에 있는 것으로 결론지었다. 펜던트 기에 대한 신호는 δ 1.65 ppm (CH2)으로 존재하였다. 펜던트 기의 수는 펜던트 기에 대한 신호에 대한 중합체 백본의 적분의 비교를 통해 계산하였다. 이 경우에, 펜던트 기의 수는 1.32로 결정되었다.
실시예 13. 화합물 3a의 합성.
Figure pct00040
오븐-건조된 500 mL 둥근 바닥 플라스크에 2-에틸-2-옥사졸린 (32.14 g, 324.22 mmol, 19.00 당량)에 이어서 PhCl (150 mL) 및 교반용 막대를 아르곤 분위기 하에 채웠다. TfOH (1.51 mL, 17.06 mmol, 1.00 당량)를 적가하고, 혼합물을 실온에서 5분 동안 교반되도록 하였다. 이어서, 반응물을 110℃로 가온하고, 35분 동안 교반하였다. 별도의 오븐-건조된 1000 mL 둥근 바닥 플라스크에 PhCl (150 mL)에 이어서 NaH (1.91 g, 오일 중 60% 분산액, 47.8 mmol, 3.00 당량)를 채웠다. 이어서, 메틸티오글리콜레이트 (8.55 mL, 95.60 mmol, 6.00 당량)를 적가하고, 혼합물을 사용 전에 적어도 5시간 동안 교반되도록 하였다. 이어서, 중합 혼합물을 실온으로 냉각시키고, 후속적으로 아르곤 분위기 하에 10-분 기간에 걸쳐 종결 혼합물로 옮겼다. 반응 혼합물을 실온에서 적어도 12시간 동안 교반되도록 하였다. 이 기간 후, 반응 혼합물을 감압 하에 농축시켰다. 0.1 M NaOH(aq.) (1000 mL)를 첨가하고, 혼합물을 2시간 동안 교반하였다. 생성된 수용액을 앰버라이트 IRA-67 (200 g) 및 앰버라이트 IR120H (200 g)의 혼합 칼럼에 통과시켰다. 생성물 산을 DEAE 세파로스 크로마토그래피를 통해 정제하고, 생성된 수용액을 pH = 3으로 산성화시키고, CH2Cl2 (2 x 300 mL)로 추출하고, 합한 유기부를 황산나트륨으로 건조시키고, 300 mL의 부피로 농축시켰다. 이어서, 용액을 3500 mL Et2O를 함유하는 4L 비커 내로 침전시키고, 고체를 진공 여과를 통해 수집하고, 진공 하에 건조시켜 생성물 8.0 그램을 수득하였다.
1H NMR 분석은 PEOZ에 대한 표준 백본 신호를 나타냈다 (500 MHz, DMSO) δ 7.82 (말단 NH); 3.35 (CH2CH2 백본); 3.18 (N-CH2); 2.32-2.27 (C(O)-CH2); 0.96(CH3). 종결 기의 α-메틸렌은 중합체 백본에 대한 신호 아래에 있는 것으로 결론지었다.
실시예 14. 화합물 4의 합성.
Figure pct00041
오븐-건조된 500 mL 둥근 바닥 플라스크에 아르곤의 분위기 하에 PhCl (300 mL)에 이어서 교반용 막대 및 2-(5-펜티닐)-2-옥사졸린 (5.47 mL, 40.27 mmol, 1.20 당량)을 채웠다. TfOH (2.97 mL, 33.56 mmol, 1.00 당량)를 적가하고, 혼합물을 실온에서 10분 동안 교반되도록 하였다. 이 기간 후, 2-에틸-2-옥사졸린 (60.88 g, 614.14 mmol, 18.30 당량)을 첨가하고, 생성된 혼합물을 실온에서 10분 동안 교반되도록 하였다. 이어서, 반응물을 110℃로 가온하고, 35분 동안 교반하였다. 이어서, 중합 혼합물을 실온으로 냉각시키고, H2O (400 mL) 중 Na2CO3 (22.5 g, 212.3 mmol, 7.00 당량)의 수용액을 첨가하였다. 반응 혼합물을 적어도 12시간 동안 교반되도록 하였다. 그 기간 후, 반응 혼합물을 분리 깔때기로 옮기고, 염수 (400 mL)로 희석하였다. 생성된 혼합물을 CH2Cl2 (2 x 300 mL)로 추출하고, 합한 유기부를 300 mL의 부피로 농축시켰다. 이어서, 용액을 3500 mL Et2O를 함유하는 4L 비커 내로 침전시키고, 고체를 진공 여과를 통해 수집하고, 진공 하에 건조시켜 생성물 57 그램을 수득하였다.
1H NMR 분석은 PEOZ에 대한 표준 백본 신호를 나타냈다 (500 MHz, DMSO) δ 7.82 (말단 NH); 4.83-4.65 (CH2CH2OH 말단); 3.35 (CH2CH2 백본); 3.18 (N-CH2); 2.32-2.27 (C(O)-CH2); 0.96(CH3). 펜던트 기에 대한 신호는 δ 1.65 ppm (CH2)으로 존재하였다. 펜던트 기의 수는 중합체 출발 물질로부터 1.13으로 미리 계산되었다.
실시예 15. 화합물 5의 합성.
Figure pct00042
오븐-건조된 500 mL 둥근 바닥 플라스크에 2-에틸-2-옥사졸린 (30.46 g, 307.3 mmol, 19.00 당량)에 이어서 PhCl (150 mL) 및 교반용 막대를 아르곤 분위기 하에 채웠다. TfOH (1.43 mL, 16.17 mmol, 1.00 당량)를 적가하고, 혼합물을 실온에서 5분 동안 교반되도록 하였다. 이어서, 반응물을 110℃로 가온하고, 35분 동안 교반하였다. 이어서, 중합 혼합물을 실온으로 냉각시키고, 에틸 이소니페코테이트 (4.98 mL, 32.34 mmol, 2.00 당량)를 첨가하였다. 반응 혼합물을 실온에서 적어도 12시간 동안 교반되도록 하였다. 그 기간 후, 반응 혼합물을 분리 깔때기로 옮기고, 염수 (400 mL)로 희석하였다. 생성된 혼합물을 CH2Cl2 (2 x 300 mL)로 추출하고, 합한 유기부를 300 mL의 부피로 농축시켰다. 이어서, 용액을 디에틸 에테르 3500 mL를 함유하는 4L 비커 내로 침전시키고, 고체를 진공 여과를 통해 수집하고, 진공 하에 건조시켰다. 이 반복에서, 25 그램을 단리하였다.
1H NMR 분석은 PEOZ에 대한 표준 백본 신호를 나타냈다 (500 MHz, DMSO) δ 7.82 (말단 NH); 4.05 (에틸 에스테르 CH2); 3.35 (CH2CH2 백본); 3.18 (N-CH2); 2.81 (CH2-N); 2.32-2.27 (C(O)-CH2); 2.04 (말단 피페리딘의 CH); 1.78 (말단 피페리딘의 CH2); 1.50 (말단 피페리딘의 CH2); 1.16 (에틸 에스테르 CH3); 0.96(CH3).
상기 수집된 물질로부터, 에틸 에스테르 6.00 그램을 250 mL 둥근 바닥 플라스크로 옮기고, 1M NaOH(aq.) (30 mL)를 첨가하였다. 반응 혼합물을 실온에서 12시간 동안 교반한 후, 혼합물을 pH = 3으로 산성화시켰다. 회전 증발을 통해 제거하고, 잔류물을 DMF에 녹이고, 여과하고, 황산나트륨으로 건조시키고, 진공 하에 농축시켰다. 생성된 겔을 CH2Cl2 중에 용해시키고, 황산나트륨으로 건조시키고, 진공 하에 농축시켰다. 이어서, 생성물을 디에틸 에테르 2000 mL를 함유하는 비커 내로 침전시켰다. 고체를 진공 여과를 통해 수집하고, 진공 하에 건조시켰다. 5.80 그램의 물질을 단리하였다.
1H NMR 분석은 PEOZ에 대한 표준 백본 신호를 나타냈다 (500 MHz, DMSO) δ 7.82 (말단 NH); 3.35 (CH2CH2 백본); 3.18(N-CH2); 2.96 (CH2-N); 2.32-2.27 (C(O)-CH2); 2.06 (말단 피페리딘의 CH); 1.86 (말단 피페리딘의 CH2); 0.96(CH3).
실시예 16. 화합물 7의 합성.
Figure pct00043
오븐-건조된 500 mL 둥근 바닥 플라스크에 아르곤의 분위기 하에 PhCl (150 mL)에 이어서 교반용 막대 및 2-(5-펜티닐)-2-옥사졸린 (2.7 mL, 19.85 mmol, 1.20 당량)을 채웠다. TfOH (1.46 mL, 16.54 mmol, 1.00 당량)를 적가하고, 혼합물을 실온에서 10분 동안 교반되도록 하였다. 그 기간 후, 2-에틸-2-옥사졸린 (30.00 g, 302.6 mmol, 18.30 당량)을 첨가하고, 생성된 혼합물을 실온에서 10분 동안 교반되도록 하였다. 이어서, 반응물을 110℃로 가온하고, 35분 동안 교반하였다. 이어서, 중합 혼합물을 실온으로 냉각시켰다. 이어서, 에틸 이소니페코테이트 (4.98 mL, 33.08 mmol, 2.00 당량)를 첨가하였다. 반응 혼합물을 실온에서 적어도 12시간 동안 교반되도록 하였다. 그 기간 후, 반응 혼합물을 분리 깔때기로 옮기고, 염수 (400 mL)로 희석하였다. 생성된 혼합물을 CH2Cl2 (2 x 300 mL)로 추출하고, 합한 유기부를 300 mL의 부피로 농축시켰다. 이어서, 용액을 3500 mL Et2O를 함유하는 4L 비커 내로 침전시키고, 고체를 진공 여과를 통해 수집하고, 진공 하에 건조시켰다. 물질 25 그램을 단리하였다.
1H NMR 분석은 PEOZ에 대한 표준 백본 신호를 나타냈다 (500 MHz, DMSO) δ 7.82 (말단 NH); 4.05 (에틸 에스테르 CH2); 3.35 (CH2CH2 백본); 3.18 (N-CH2); 2.81 (CH2-N); 2.32-2.27 (C(O)-CH2); 2.04 (말단 피페리딘의 CH); 1.78 (말단 피페리딘의 CH2); 1.50 (말단 피페리딘의 CH2); 1.16 (에틸 에스테르 CH3); 0.96(CH3). 펜던트 기에 대한 신호는 δ 1.65 ppm (CH2)으로 존재하였다. 펜던트 기의 수는 중합체 출발 물질로부터 0.9로 미리 계산되었다.
실시예 17. 화합물 8의 합성.
Figure pct00044
오븐-건조된 500 mL 둥근 바닥 플라스크에 아르곤의 분위기 하에 클로로벤젠 (150 mL)에 이어서 교반용 막대 및 2-에틸-2-옥사졸린 (30 g, 302.63 mmol, 19.00 당량)을 채웠다. 프로파르길 토실레이트 (2.76 mL, 15.93 mmol, 1.0 당량)를 첨가하고, 반응 혼합물을 110℃로 가온하고, 40분 동안 교반하였다. 별도의 오븐-건조된 1000 mL 둥근 바닥 플라스크에 클로로벤젠 (150 mL)에 이어서 NaH (1.91 g, 오일 중 60% 분산액, 47.79 mmol, 3.00 당량)를 채웠다. 이어서, 메틸-3-메르캅토프로피오네이트 (10.48 mL, 95.58 mmol, 6.00 당량)를 적가하고, 혼합물을 5시간 동안 교반되도록 하였다. 이어서, 중합 혼합물을 40분의 유지 시간 후에 실온으로 냉각시키고, 후속적으로 10분의 기간에 걸쳐 아르곤 분위기 하에 종결 혼합물로 옮겼다. 반응 혼합물을 실온에서 12시간 동안 교반되도록 하였다. 이 기간 후, 반응 혼합물을 감압 하에 농축시켰다. 0.1 M NaOH(aq.) (1000 mL)를 첨가하고, 혼합물을 2시간 동안 교반하였다. 생성된 수용액을 앰버라이트 IRA-67 (200 g) 및 앰버라이트 IR120H (200 g)의 혼합 칼럼에 통과시켰다. 생성물 산을 DEAE 세파로스 크로마토그래피를 통해 정제하고, 생성된 수용액을 pH 3으로 산성화시키고, CH2Cl2 (2 x 300 mL)로 추출하고, 합한 유기부를 황산나트륨으로 건조시키고, 300 mL의 부피로 농축시켰다. 이어서, 용액을 3500 mL Et2O를 함유하는 4L 비커 내로 침전시키고, 고체를 진공 여과를 통해 수집하고, 진공 하에 건조시켜 생성물 15.2 그램을 수득하였다. HPLC 분석을 통해 98%의 분석 순도를 결정하였다.
1H NMR 분석은 PEOZ에 대한 표준 백본 신호를 나타냈다 (500 MHz, DMSO) δ 3.35 (CH2CH2 백본); 3.18 (N-CH2); 3.02 (S-CH2); 2.32-2.27 (C(O)-CH2); 0.96(CH3). 알키닐 기에 대한 신호는 δ 4.22-3.82 ppm (CH2 및 CH)으로 존재하였다.
실시예 18. 화합물 9의 합성.
Figure pct00045
오븐-건조된 500 mL 둥근 바닥 플라스크에 아르곤의 분위기 하에 PhCl (75 mL)에 이어서 교반용 막대 및 2-에틸-2-옥사졸린 (15.41 g, 155.47 mmol, 20.00 당량)을 채웠다. 프로파르길 토실레이트 (1.34 mL, 7.77 mmol, 1.0 당량)를 첨가하고, 반응 혼합물을 110℃로 가온하고, 1시간 동안 교반하였다. 이어서, 반응 혼합물을 실온으로 냉각시키고, H2O (100 mL) 중 Na2CO3 (6.00 g, 57.00 mmol, 7.00 당량)의 수용액을 첨가하였다. 반응 혼합물을 적어도 12시간 동안 교반되도록 하였다. 그 후, 반응 혼합물을 분리 깔때기로 옮기고, 염수 (200 mL)로 희석하였다. 생성된 혼합물을 CH2Cl2 (2 x 200 mL)로 추출하고, 합한 유기부를 15000 mL의 부피로 농축시켰다. 이어서, 용액을 2000 mL Et2O를 함유하는 4L 비커 내로 침전시키고, 고체를 진공 여과를 통해 수집하고, 진공 하에 건조시켜 생성물 6.05 그램을 수득하였다.
1H NMR 분석은 PEOZ에 대한 표준 백본 신호를 나타냈다 (500 MHz, DMSO) δ 4.83-4.65 (CH2CH2OH 말단); 3.35 (CH2CH2 백본); 3.18 (N-CH2); 2.32-2.27 (C(O)-CH2); 0.96 (CH3). 알키닐 기에 대한 신호는 δ 4.17 ppm (CH2 및 CH)으로 존재하였다.
실시예 19. 화합물 10의 합성.
Figure pct00046
폴리(에틸옥사졸린) (OH 종결됨, 0.5 그램, 0.27 mmol, 1.00 당량)을 30 mL THF 중에 용해시키고, 오븐-건조된 250 mL 둥근 바닥 플라스크로 옮겼다. 포타슘 tert-부톡시드 (0.09 g, 0.81 mmol, 3.00 당량)를 첨가하고, 반응 혼합물을 실온에서 30분 동안 교반되도록 하였다. 그 기간 후, tert-부틸 브로모아세테이트 (0.24 mL, 1.62 mmol, 6.00 당량)를 첨가하고, 반응 혼합물을 실온에서 적어도 12시간 동안 교반되도록 하였다. 그 기간 후, 반응 혼합물을 염수 (50 mL)와 함께 분리 깔때기로 옮겼다. 혼합물을 CH2Cl2 (2 x 25 mL)로 추출하고, 합한 유기부를 황산나트륨으로 건조시키고, 진공 하에 농축시켰다. 생성된 고체를 NaOH의 1M 수용액 (20 mL) 중에 용해시키고, 실온에서 적어도 12시간 동안 교반하였다. 이어서, 용액을 pH = 3으로 산성화시키고, CH2Cl2 (2 x 30 mL)로 추출하고, 합한 유기부를 황산나트륨으로 건조시키고, 진공 하에 농축시켜 중간체 카르복실산 0.4 g을 수득하였으며, 이를 직접 추가 정제 없이 사용하였다.
100 mL 둥근 바닥 플라스크에 상기로부터의 카르복실산 (1 g, 0.45 mmol, 1.00 당량)에 이어서 CH2Cl2 (30 mL), DMAP (0.01 g), 및 최종적으로 NHS (0.04 그램, 0.36 mmol, 2.00 당량)를 채웠다. 이어서, DCC (0.08 g, 036 mmol, 2.00 당량)를 첨가하고, 반응 혼합물을 실온에서 적어도 12시간 동안 교반되도록 하였다. 이어서, 생성된 혼합물을 여과하고, 농축시켜 중간체 NHS 에스테르를 수득하였으며, 이를 직접 추가 정제 없이 사용하였다. 이어서, NHS 에스테르를 100 mL 둥근 바닥 플라스크로 옮기고, CH2Cl2 (30 mL)를 첨가하였다. 디미리스틸아민 (0.56 그램, 1.36 mmol, 3.00 당량)을 첨가하고, 이어서 트리에틸아민 (0.20 mL, 1.36 mmol, 3.00 당량)을 첨가하였다. 반응 혼합물을 적어도 12시간 동안 교반한 후, 혼합물을 염수 (20 mL)로 희석하고, 분리 깔때기로 옮겼다. 혼합물을 CH2Cl2 (2 x 20 mL)로 추출하고, 합한 유기부를 황산나트륨으로 건조시키고, 진공 하에 농축시켰다. 생성물을 역상 크로마토그래피 (C18, 아세토니트릴:메탄올)에 의해 정제하여 표제 화합물 0.27 g을 수득하였다.
1H NMR 분석은 PEOZ에 대한 표준 백본 신호를 나타냈다 (500 MHz, DMSO) δ 4.27-3.93 (CH2O 및 O-CH2-N) ; 3.35 (CH2CH2 백본); 2.96 (N-CH2); 2.32-2.27 (C(O)-CH2); 0.96(CH3). 추가의 신호는 δ 1.49-1.54 (N-(CH2)2); 1.27 (CH2); 0.87 (CH3)에서 지질 모이어티에 대해 존재하였다.
실시예 20. 화합물 11a의 합성.
Figure pct00047
100 mL 둥근 바닥 플라스크에 상기 기재된 산 (0.68 g, 0.31 mmol, 1.00 당량)에 이어서 아지도아세테이트 (0.27 g, 0.46 mmol, 1.50 당량), THF (50 mL), CuI (0.24 g, 1.24 mmol, 4.00 당량), 및 최종적으로 트리에틸아민 (0.64 mL, 4.60 mmol, 10.0 당량)을 채웠다. 생성된 혼합물을 50℃로 가열하고, 밤새 교반하였다. 그 기간 후, 반응 혼합물을 실온으로 냉각시키고, 0.1 M HCl (30 mL)의 첨가를 통해 켄칭하고, 10분 동안 교반하였다. 생성된 혼합물을 사전-제조된 60 mL 다우엑스 칼럼에 통과시켰다. 생성된 용액을 35℃에서 회전 증발기 상에서 농축시키고, 후속적으로 분리 깔때기로 옮겼다. 염수 (20 mL)를 첨가하고, 혼합물을 DCM의 20 mL 부분으로 3회 추출하였다. 합한 유기 추출물을 황산나트륨으로 건조시키고, 진공 하에 농축시켰다. 생성물을 역상 C18 크로마토그래피에 의해 용리액으로서 아세토니트릴 및 메탄올을 사용하여 정제하여 표제 화합물 (0.18 그램)을 수득하였다.
1H NMR 분석은 PEOZ에 대한 표준 백본 신호를 나타냈다 (500 MHz, DMSO) δ 7.82 (말단 NH); 3.35 (CH2CH2 백본); 3.18 (N-CH2); 3.02(S-CH2); 2.32-2.27 (C(O)-CH2); 0.96(CH3). 추가의 신호는 δ 5.10 (CH); 4.26 (CH2); 4.08 (CH2); 1.49 (C(O)CH2); 1.23 (CH2); 0.84 (CH3)에서 지질 유도체 모이어티에 대해 존재하였다. 추가의 신호는 δ 5.34 (트리아졸 CH); 4.35 (에스테르 CH2); 4.11 (HN-CH2)에서 트리아졸 모이어티에 대해 존재하였다.
실시예 21. 화합물 11b의 합성.
Figure pct00048
THF (10 mL) 중 Ptyn-PEOZ 2K 산 (0.500 g, 0.227 mmol, 1.0 당량, Mn 2199 Da) 및 DMG-(2-아지도프로피오네이트 (0.166 g, 0.273 mmol, 1.2 당량)의 용액에 CuI (0.0217 g, 0.114 mmol, 0.5 당량) 및 TEA (0.0634 mL, 0.455 mmol, 2.0 당량)를 첨가하였다. 생성된 혼합물을 실온에서 5분 동안 교반한 다음, 50℃에서 18시간 동안 교반되도록 하여 탁한 황색 용액을 수득하였다. 실온으로 냉각시킨 후, 반응 혼합물을 0.1N 수성 HCl (6 mL)을 첨가하여 켄칭한 다음, 5분 동안 교반하였다. 혼합물을 다우엑스(Dowex)® M4195 칼럼에 통과시킨 다음, THF를 회전 증발기를 사용하여 여과물로부터 제거하였다. 생성된 수용액을 0.5 g의 NaCl (5 w/v%의 물 부피)을 사용하여 20 mL의 디클로로메탄과 함께 교반하였다. 유기 상을 수집하고, Na2SO4 상에서 건조시키고, 여과하고, 농축시켰다. 잔류물을 DCM 5 mL 중에 용해시키고, 디에틸 에테르 (60 mL)에 첨가하여 침전시키고, 여과하고, 진공 하에 건조시켰다. 생성된 연황색 결정질을 바이오타지 (스냅 울트라 C-18 칼럼, MeCN/MeOH)를 사용하여 추가로 정제하여 중합체 불순물을 제거하였다. 분획 5 - 21을 수집하고, 농축시켜 목적 생성물 (0.20 g, 31.3% 수율, 99.8% 순도)을 백색 결정질로서 수득하였다.
DMG-(2-아지도프로피오네이트)의 부착은 DMG 양성자 0.84 ppm (t, 6H, J=6.5 Hz, -(CH2)10CH3), 1.23 ppm (m, 40H, -(CH2)10CH3), 1.49 ppm (m, 4H, -CH2(CH2)10CH3), 1.81 ppm (d, 3H, J=5.0 Hz, 트리아졸-CH(CH3)C(=O)O-), 2.28 ppm (m, 4H, -CH2CH2(CH2)10CH3), 3.07 ppm, 4.23 ppm 및 4.33 ppm (m, 4H, -OCH2CH(O-)CH2O-), 5.18 ppm (m, 1H, -OCH2CH(O-)CH2O-), 5.59 ppm (m, 1H, 트리아졸-CH(CH3)C(=O)O-), 및 8.09 ppm (s, 1H, 트리아졸 고리, '클릭' 반응으로부터 생성됨)을 나타내는 1H NMR (배리안, 500 MHz, 10 mg/mL DMSO-d6) 스펙트럼, 뿐만 아니라 통상의 중합체 백본 피크에 의해 입증되었다.
실시예 22. 화합물 11c의 합성.
Figure pct00049
100 mL 둥근 바닥 플라스크에 상기 기재된 산 (1.42 g, 0.65 mmol, 1.00 당량)에 이어서 아지도프로피오네이트 (0.59 g, 0.97 mmol, 1.50 당량), THF (50 mL), CuI (0.5 g, 2.6 mmol, 4.00 당량), 및 최종적으로 트리에틸아민 (0.91 mL, 6.50 mmol, 10.0 당량)을 채웠다. 생성된 혼합물을 50℃로 가열하고, 밤새 교반하였다. 그 기간 후, 반응 혼합물을 실온으로 냉각시키고, 0.1 M HCl (30 mL)의 첨가를 통해 켄칭하고, 10분 동안 교반하였다. 생성된 혼합물을 사전-제조된 60 mL 다우엑스 칼럼에 통과시켰다. 생성된 용액을 35℃에서 회전 증발기 상에서 농축시키고, 후속적으로 분리 깔때기로 옮겼다. 염수 (20 mL)를 첨가하고, 혼합물을 DCM의 20 mL 부분으로 3회 추출하였다. 합한 유기 추출물을 황산나트륨으로 건조시키고, 진공 하에 농축시켰다. 생성물을 역상 C18 크로마토그래피에 의해 용리액으로서 아세토니트릴 및 메탄올을 사용하여 정제하여 표제 화합물 (0.34 g)을 수득하였다.
1H NMR 분석은 PEOZ에 대한 표준 백본 신호를 나타냈다 (500 MHz, DMSO) δ 7.82 (말단 NH); 3.35 (CH2CH2 백본); 3.18 (N-CH2); 3.02(S-CH2); 2.32-2.27 (C(O)-CH2); 0.96(CH3). 추가의 신호는 δ 5.10 (CH); 4.51 (CH2); 4.26 (CH2); 4.08 (CH2); 1.49 (C(O)CH2); 1.23 (CH2); 0.84 (CH3)에서 지질 유도체 모이어티에 대해 존재하였다. 추가의 신호는 δ 4.35 (에스테르 CH2); 4.11 (HN-CH2)에서 트리아졸 모이어티에 대해 존재하였다.
실시예 23. 화합물 12a의 합성.
Figure pct00050
100 mL 둥근 바닥 플라스크에 상기 기재된 산 (0.82 g, 0.37 mmol, 1.00 당량)에 이어서 아지도아세테이트 (0.40 g, 0.67 mmol, 1.80 당량), THF (50 mL), CuI (0.28 g, 1.48 mmol, 4.00 당량), 및 최종적으로 트리에틸아민 (0.52 mL, 3.70 mmol, 10.0 당량)을 채웠다. 생성된 혼합물을 50℃로 가열하고, 밤새 교반하였다. 그 기간 후, 반응 혼합물을 실온으로 냉각시키고, 0.1 M HCl (30 mL)의 첨가를 통해 켄칭하고, 10분 동안 교반하였다. 생성된 혼합물을 사전-제조된 60 mL 다우엑스 칼럼에 통과시켰다. 생성된 용액을 35℃에서 회전 증발기 상에서 농축시키고, 후속적으로 분리 깔때기로 옮겼다. 염수 (20 mL)를 첨가하고, 혼합물을 DCM의 20 mL 부분으로 3회 추출하였다. 합한 유기 추출물을 황산나트륨으로 건조시키고, 진공 하에 농축시켰다. 생성물을 역상 C18 크로마토그래피에 의해 용리액으로서 아세토니트릴 및 메탄올을 사용하여 정제하여 표제 화합물 (0.22 g)을 수득하였다.
1H NMR 분석은 PEOZ에 대한 표준 백본 신호를 나타냈다 (500 MHz, DMSO) δ 7.82 (말단 NH); 3.35 (CH2CH2 백본); 3.18 (N-CH2); 3.02(S-CH2); 2.32-2.27 (C(O)-CH2); 0.96(CH3). 추가의 신호는 δ 5.20 (CH); 4.26 (CH2); 1.49 (C(O)CH2); 1.23 (CH2); 0.84 (CH3)에서 지질 유도체 모이어티에 대해 존재하였다. 추가의 신호는 δ 5.35 (에스테르 CH2); 4.11 (HN-CH2)에서 트리아졸 모이어티에 대해 존재하였다.
실시예 24. 화합물 19b의 합성.
A. DMG-(2-아지도프로피오네이트)의 합성
Figure pct00051
톨루엔 (20 mL) 중 DMG (1.02 g, 1.900 mmol, 1.0 당량)의 용액에 2-아지도프로피온산 (0.289 g, 2.280 mmol, 1.2 당량, 90.8wt%) 및 DMAP (0.0232 g, 0.019 mmol, 0.1 당량)를 첨가하였다. DCC (0.470 g, 2.280 mmol, 1.2 당량)를 첨가한 후, 생성된 혼합물을 실온에서 2시간 동안 교반되도록 하였다. 생성된 혼합물을 시린지 필터를 사용하여 여과하고, 회전 증발기를 사용하여 농축시켰다. 잔류물을 바이오타지 (스냅 울트라-실리카-겔 칼럼, EtOAc/Hex)를 사용하여 정제하여 목적 생성물 (1.09 g, 93.9% 수율, 99.9% 순도)을 수득하였다.
2-아지도프로피온산의 부착은 양성자 0.85 ppm (t, 6H, J=6.5 Hz, -(CH2)10CH3), 1.23 ppm (m, 40H, -(CH2)10CH3), 1.32 ppm (m, 3H, N3CH(CH3)C(=O)O-), 1.50 ppm (m, 4H, -CH2(CH2)10CH3), 2.28 ppm (m, 4H, -CH2CH2(CH2)10CH3), 4.15 ppm 및 4.35 ppm (m, 4H, -OCH2CH(O-)CH2O-), 4.29 ppm (m, 1H, N3CH(CH3)C(=O)O-), 및 5.24 ppm (m, 1H, -OCH2CH(O-)CH2O-)을 나타내는 1H NMR (배리안, 500 MHz, 10 mg/mL DMSO-d6) 스펙트럼에 의해 입증되었다.
B. PEOZ 2K DMG-(트리아졸-2-프로피오네이트)의 합성
Figure pct00052
THF (10 mL) 중 PEOZ 2K 아세틸렌 (1.01 g, 0.450 mmol, 1.0 당량, Mn 2249 Da) 및 DMG-(2-아지도프로피오네이트 (0.302 g, 0.495 mmol, 1.1 당량)의 용액에 CuI (0.0429 g, 0.225 mmol, 0.5 당량) 및 TEA (0.125 mL, 0.900 mmol, 2 당량)를 첨가하였다. 생성된 혼합물을 실온에서 4분 동안 교반한 다음, 50℃에서 18시간 동안 교반되도록 하였다. 실온으로 냉각시킨 후, 반응 혼합물을 0.1N 수성 HCl (12 mL)을 첨가하여 켄칭한 다음, 5분 동안 교반하였다. 혼합물을 다우엑스® M4195 칼럼에 통과시키고, THF를 회전 증발기를 사용하여 여과물로부터 제거하였다. 생성된 수용액을 NaCl (물 부피 10 w/v%) 2 g을 사용하여 디클로로메탄 30 mL과 함께 교반하였다. 유기 상을 수집하고, Na2SO4 상에서 건조시키고, 여과하고, 농축시켰다. 잔류물을 DCM 6 mL 중에 용해시키고, 디에틸 에테르 (70 mL)에 첨가하여 침전시키고, 여과하고, 진공 하에 건조시켰다. 생성된 연황색 결정질을 바이오타지 (스냅 울트라 C-18 칼럼, MeCN/MeOH)를 사용하여 추가로 정제하여 중합체 불순물을 제거한 다음, 이어서 동결건조시켜 목적 생성물 (0.560 g, 43.8% 수율, 99.8% 순도)을 백색 결정질로서 수득하였다.
DMG-(2-아지도프로피오네이트)의 부착은 통상의 중합체 백본 피크 이외에 DMG 양성자 0.84 ppm (t, 6H, J=6.5 Hz, -(CH2)10CH3), 1.23 ppm (m, 40H, -(CH2)10CH3), 1.49 ppm (m, 4H, -CH2(CH2)10CH3), 1.71 ppm (d, 3H, J=7.5 Hz, 트리아졸-CH(CH3)C(=O)O-), 2.28 ppm (m, 4H, -CH2CH2(CH2)10CH3), 4.06 ppm 및 4.28 ppm (m, 4H, -OCH2CH(O-)CH2O-), 5.18 ppm (m, 1H, -OCH2CH(O-)CH2O-), 5.64 ppm (m, 1H, 트리아졸-CH(CH3)C(=O)O-), 및 8.00 ppm (s, 1H, 트리아졸 고리, '클릭' 반응에 의해 생성됨)을 나타내는 1H NMR (배리안, 500 MHz, 10 mg/mL DMSO-d6) 스펙트럼에 의해 입증되었다.
실시예 25. 화합물 19c의 합성.
단계 1- 1,2-디미리스토일-3-아지도프로피오닐-rac-글리세롤 (DMG-3-아지도프로피오네이트)의 합성.
Figure pct00053
1,2-디미리스토일-rac-글리세롤 (DMG, 1.00 gm, 1.95 mmol, 1.0 당량)을 무수 DCM (50 mL) 중에 용해시켰다. 아르곤 하에, 무수 피리딘 (632 μL, 7.80 mmol, 4.0 당량)을 첨가하고, 이어서 3-아지도프로피오닐 클로라이드 (521 mg, 3.90 mmol, 2.0 당량)를 첨가하였다. 반응 혼합물을 아르곤 하에 실온에서 교반되도록 하였다. 반응 1시간 후, 용액을 증발 건조시켰다. 잔류물을 DCM (100 mL) 중에 용해시키고, 이를 0.05 M HCl (2 x 40 mL)로 세척하였다. DCM 상을 무수 MgSO4 (4 gm) 상에서 건조시켰다. 혼합물을 여과하였다. 투명한 여과물을 증발 건조시켜 조 생성물 (황색 액체) 1.228 gm을 수득하였다. 조 생성물을 바이오타지 이솔레라 시스템 상에서 바이오타지 스냅 울트라 25g 칼럼을 사용하는 플래쉬 크로마토그래피에 의해 이동상으로서 헥산 및 에틸 아세테이트를 사용하여 정제하였다. 칼럼 정제 후, 생성물 분획 중 이동상을 증발시키고, 잔류물을 진공 하에 밤새 추가로 건조시켜 무색 액체/백색 왁스 0.72 g을 수득하였다. TLC (실리카 겔 60)는 하나의 스팟을 나타냈다. 1H NMR (배리안, 500 MHZ, 4 mg/mL DMSO-d6, δ, ppm, TMS): 0.85 (t, 2 x 3H, -CH3), 1.23 (m, 잘 분해되지 않음, 2 x 20H, -(CH2)10-), 1.50 (m, 2 x 2H, -(C=O)CH2CH2-), 2.28 (t, 2 x 2H, -(C=O)CH2-), 2.61 (t, 2H, N3CH2CH2-), 3.54 (t, 2H, N3CH2-), 4.14, 4.20 (qq, 2H, -CH2O(C=O)C13H27), 4.28 (d, 2H, -CH2O(C=O)C2H4N3), 5.20 (m, 1H, -(OCH2)2CH-O-).
단계 2- 클릭 반응에 의한 PEOZ-(트리아졸-3-프로피오닐-DMG) 2K, 19c의 합성
Figure pct00054
H-PEOZ-프로파르길 아미드 2K (1.0 gm, 0.67 mmol, 1 당량)를 DMG-3-아지도프로피오네이트 (0.464 gm, 0.76 mmol, 1.1 당량)를 함유하는 50 mL 둥근 바닥 플라스크에서 THF 25 mL 중에 용해시켰다. 용액을 느린 아르곤 흐름 하에 교반하였다. 이어서, CuI (72.4 mg, 0.38 mmol, 0.5 당량)를 플라스크에 첨가한 다음, 이어서 TEA (185.4 μL, 1.33 mmol, 1.9 당량)를 첨가하였다. 녹색빛 용액을 50℃에서 오일 조에서 밤새 아르곤 분위기 하에 교반되도록 하였다. 반응 혼합물의 역상 HPLC 분석에 의해 나타난 바와 같이 반응이 완료되었다. 용액을 50 mM HCl (1.33 mmol) 26.6 mL 및 THF (25 mL)와 혼합하였다. 용액 중 구리를 유리 칼럼에 패킹된 앰버셉 M4195 매질을 통해 용액을 통과시킴으로써 제거하였다. 칼럼을 THF-2 mM HCl (2:1 v/v)로 용리시켰다. THF가 제거될 때까지 용리액 (150 mL)을 증발시켰다. NaCl (5 gm)을 나머지 백색 탁한 수용액에 첨가하고, 이를 DCM (4 x 50 mL)으로 추출하였다. DCM 상을 무수 황산마그네슘 (3 gm) 및 무수 황산나트륨 (20 gm) 상에서 건조시켰다. 여과하여 황산마그네슘 및 황산나트륨을 제거한 후, 여과물을 거의 건조되도록 농축시킨 다음, DCM 4 mL 중에 재용해시킨 다음, 디에틸에테르 (160 mL) 중에 침전시켰다. 침전물을 여과 후에 수집하고, 진공 하에 건조시켜 호박색 분말 (PEOZ-(트리아졸-3-프로피오닐-DMG) 2K) 0.87 gm을 수득하였다. 역상 HPLC에 의한 순도는 99.7%였다. 1H NMR (배리안, 500 MHZ, 10 mg/mL DMSO-d6, δ, ppm, TMS): 0.85 (t, 2 x 3H, -C13H24CH3), 1.23 (m, 잘 분해되지 않음, 2 x 20H, -(CH2)10-), 1.49 (m, 2 x 2H, -(C=O)CH2CH2-), 2.04 (t, 2 x 2H, -(C=O)CH2-), 2.97 (t, 2H, -트리아졸-CH2CH2-), 4.10, 4.16 (mm, 2H, -CH2O(C=O)C13H27), 4.28 (d, 2H, -CH2O(C=O)C2H4-트리아졸), 4.54 (t, 2H, -트리아졸-CH2-), 5.17 (m, 1H, -(OCH2)2CH-O-), 7.90 (s, 1H, 트리아졸 고리 상의 -CH-), 8.51 (t, 잘 분해되지 않음, 1H, -(C=O)NH-CH2-트리아졸-) PEOZ 백본 피크는 0.95 (중간) (s, 3nH, CH3CH2(C=O)NH-), 2.27 (소형) (s, 2nH, -CH2(C=O)NH-), 및 3.35 (대형) (s, 4nH, -NCH2CH2N-)에 존재한다.
실시예 26. 화합물 20a의 합성.
Figure pct00055
PMOZ 2K DMG 에스테르의 합성
DCM (12 mL) 중 PMOZ 2K 산 (1.08 g, 0.500 mmol, 1.0 당량, Mn 2166 Da)의 용액에 1,2-디미리스토일-rac-글리세롤 (0.283 g, 0.525 mmol, 1.05 당량, 95%) 및 DMAP (0.0062 g, 0.050 mmol, 0.1 당량)를 첨가하였다. 45℃에서, DCC (0.108 g, 0.525 mmol, 1.05 당량)를 첨가하고, 생성된 혼합물을 1시간 동안 교반되도록 하였다. 추가의 DMG (0.283 g, 0.525 mmol, 1.05 당량, 95%) 및 DCC (0.108 g, 0.525 mmol, 1.05 당량)를 혼합물에 새로가 첨가하였다. 45℃에서 16시간 동안 교반한 후, 반응 혼합물을 실온으로 냉각시키고, 시린지 필터를 사용하여 여과하고, 회전 증발기를 사용하여 농축시켰다. 잔류물을 바이오타지 (스냅 울트라 C18 칼럼, MeCN/MeOH)를 사용하여 정제하여 목적 생성물 (0.40 g, 30% 수율, 99.8% 순도)을 수득하였다.
DMG의 부착은 통상의 중합체 백본 피크 이외에 DMG 양성자 0.85 ppm (t, 6H, J=6.5 Hz, -(CH2)10CH3), 1.23 ppm (m, 40H, -(CH2)10CH3), 1.50 ppm (m, 4H, -CH2(CH2)10CH3), 2.72 ppm (t, 4H, J=6.5 Hz, -CH2CH2(CH2)10CH3), 4.15 ppm 및 4.27 ppm (m, 각각 2H, -OCH2CH(O-)CH2O-), 및 5.19 ppm (m, 1H, -OCH2CH(O-)CH2O-)을 나타내는 1H NMR (배리안, 500 MHz, 10 mg/mL DMSO-d6) 스펙트럼에 의해 입증되었다.
실시예 27. 화합물 20b의 합성.
Figure pct00056
PEOZ 2K DMG 에스테르의 합성
DCM (12 mL) 중 PEOZ 2K 산 (0.660 g, 0.300 mmol, 1.0 당량, Mn 2200 Da)의 용액에 1,2-디미리스토일-rac-글리세롤 (0.170 g, 0.315 mmol, 1.05 당량, 95%) 및 DMAP (0.0037 g, 0.030 mmol, 0.1 당량)를 첨가하였다. DCC (0.065 g, 0.315 mmol, 1.05 당량)를 첨가한 후, 생성된 혼합물을 18시간 동안 교반되도록 하였다. 혼합물을 시린지 필터를 사용하여 여과하고, 회전 증발기를 사용하여 농축시켰다. 잔류물을 바이오타지 (스냅 울트라 C18 칼럼, MeCN/MeOH)를 사용하여 정제하여 목적 생성물 (0.624 g, 78% 수율, >99.9% 순도)을 수득하였다.
DMG의 부착은 통상의 중합체 백본 피크 이외에 DMG 양성자 0.85 ppm (t, 6H, J=6.5 Hz, -(CH2)10CH3), 1.23 ppm (m, 40H, -(CH2)10CH3), 1.50 ppm (m, 4H, -CH2(CH2)10CH3), 2.70 ppm (t, 4H, J=6.5 Hz, -CH2CH2(CH2)10CH3), 4.15 ppm 및 4.26 ppm (m, 각각 2H, -OCH2CH(O-)CH2O-), 및 5.19 ppm (m, 1H, -OCH2CH(O-)CH2O-)을 나타내는 1H NMR (배리안, 500 MHz, 10 mg/mL DMSO-d6) 스펙트럼에 의해 입증되었다.
실시예 28. 화합물 21의 합성.
Figure pct00057
THF (15 mL) 중 Ptyn-PEOZ 2K 이소니페코테이트 (화합물 7, 0.500 g, 0.274 mmol, 1.0 당량, Mn 1823 Da) 및 DMG-(2-아지도프로피오네이트 (0.277 g, 0.455 mmol, 1.6 당량)의 용액에 CuI (0.0433 g, 0.227 mmol, 0.83 당량) 및 TEA (0.095 mL, 0.682 mmol, 2.5 당량)를 첨가하였다. 생성된 혼합물을 실온에서 5분 동안 교반한 다음, 50℃에서 18시간 동안 교반되도록 하여 탁한 황색 용액을 수득하였다. 실온으로 냉각시킨 후, 반응 혼합물을 0.1N 수성 HCl (8 mL)을 첨가하여 켄칭한 다음, 5분 동안 교반하였다. 혼합물을 다우엑스® M4195 칼럼에 통과시킨 다음, THF를 회전 증발기를 사용하여 여과물로부터 제거하였다. 생성된 수용액을 0.5 g의 NaCl (5 w/v%의 물 부피)을 사용하여 20 mL의 디클로로메탄과 함께 교반하였다. 유기 상을 수집하고, Na2SO4 상에서 건조시키고, 여과하고, 농축시켰다. 잔류물을 DCM 5 mL 중에 용해시키고, 디에틸 에테르 (60 mL)에 첨가하여 침전시키고, 여과하고, 진공 하에 건조시켰다. 생성된 연황색 결정질을 바이오타지 (스냅 울트라 C-18 칼럼, 아세토니트릴/메탄올)를 사용하여 추가로 정제하여 중합체 불순물을 제거하였다. 분획 5 - 21을 수집하고, 농축시켜 목적 생성물 (0.140 g, 21% 수율, 99.8% 순도)을 황색 결정질 고체로서 수득하였다.
DMG-(2-아지도프로피오네이트)의 부착은 통상의 중합체 백본 피크 이외에 DMG 양성자 0.84 ppm (t, 6H, J=6.5 Hz, -(CH2)10CH3), 1.23 ppm (m, 40H, -(CH2)10CH3), 1.49 ppm (m, 4H, -CH2(CH2)10CH3), 1.72 ppm (d, 3H, J=7.0 Hz, 트리아졸-CH(CH3)C(=O)O-), 2.28 ppm (m, 4H, -CH2CH2(CH2)10CH3), 4.08 ppm, 4.23 ppm 및 4.33 ppm (m, 4H, -OCH2CH(O-)CH2O-), 5.18 ppm (m, 1H, -OCH2CH(O-)CH2O-), 5.59 ppm (m, 1H, 트리아졸-CH(CH3)C(=O)O-), 및 8.00 ppm (s, 1H, 트리아졸 고리, '클릭' 반응에 의해 생성됨)을 나타내는 1H NMR (배리안, 500 MHz, 10 mg/mL DMSO-d6)에 의해 입증되었다.
실시예 29. 화합물 22의 합성.
Figure pct00058
오븐-건조된 500 mL 둥근 바닥 플라스크에 2-에틸-2-옥사졸린 (30 g, 302.63 mmol, 19.00 당량)에 이어서 PhCl (150 mL) 및 교반용 막대를 아르곤 분위기 하에 채웠다. TfOH (1.41 mL, 15.93 mmol, 1.00 당량)를 적가하고, 혼합물을 실온에서 5분 동안 교반되도록 하였다. 이어서, 반응물을 110℃로 가온하고, 35분 동안 교반하였다. 이어서, 중합 혼합물을 실온으로 냉각시키고, 디미리스틸아민 (13.00 그램, 31.86 mmol, 2.00 당량)을 첨가하였다. 반응 혼합물을 실온에서 적어도 12시간 동안 교반되도록 하였다. 이 기간이 완료되면, 반응 혼합물을 염수 (300 mL)로 희석하고, 분리 깔때기로 옮겼다. 혼합물을 CH2Cl2 (2 x 150 mL)로 추출하고, 황산나트륨으로 건조시키고, 진공 하에 농축시켜 조 물질 25.6 그램을 수득하였다. 조 물질의 2 그램 샘플을 역상 C18 크로마토그래피에 의해 용리액으로서 아세토니트릴 및 메탄올을 사용하여 정제하여 표제 화합물 (0.55 그램)을 수득하였다.
1H NMR. 1H NMR 분석은 PEOZ에 대한 표준 백본 신호를 나타냈다 (500 MHz, CDCl3) δ 3.42 (CH2CH2 백본); 3.27 (N-CH2); 2.37-2.25 (C(O)-CH2); 1.11 (CH3). 추가의 신호는 δ 2.74 (N-(CH2)2); 2.50 (N-CH2); 1.66 (CH2); 1.35 (CH2); 1.22 (지질 알킬 쇄); 0.85 (CH3)에서 지질 모이어티에 대해 존재하였다.
실시예 30. 화합물 13의 합성.
Figure pct00059
화합물 13을 화합물 15B와 유사한 방식으로 제조하였다. 1.4 그램을 단리하였다.
1H NMR. 1H NMR 분석은 PEOZ에 대한 표준 백본 신호를 나타냈다 (500 MHz, CDCl3) δ 3.43 (CH2CH2 백본); 3.24 (N-CH2); 2.8 (S-CH2); 2.32-2.19 (C(O)-CH2); 1.12 (CH3). 추가의 신호는 δ 1.49-1.65 (N-(CH2)2); 1.27 (CH2); 0.87 (CH3)에서 지질 모이어티에 대해 존재하였다.
실시예 31. 화합물 14의 합성.
Figure pct00060
카르복실산 (2.00 그램, 0.91 mmol, 1.00 당량)을 250 mL 둥근 바닥 플라스크로 옮기고, 아세토니트릴과 공비혼합하였다. 이 과정을 반복하고, 잔류물을 진공 하에 1시간 동안 건조시켰다. 잔류물을 CH2Cl2 (30 mL) 중에 용해시키고, HOBT (0.05 g, 0.36 mmol, 0.4 당량)를 첨가한 다음, 이어서 디미리스틸아민 (1.12 g, 2.73 mmol, 3.00 당량) 및 최종적으로 DCC (0.6 g, 2.73 mmol, 3.00 당량)를 첨가하였다. 반응 혼합물을 적어도 12시간 동안 교반되도록 한 후, 혼합물을 여과하고, 1600 mL 헥산을 함유하는 비커 내로 침전시켰다. 고체를 진공 여과에 의해 수집하고, 진공 하에 건조시켰다. 생성물을 역상 C18 크로마토그래피에 의해 용리액으로서 아세토니트릴 및 메탄올을 사용하여 정제하여 표제 화합물 (0.47 그램)을 수득하였다.
1H NMR. 1H NMR 분석은 PEOZ에 대한 표준 백본 신호를 나타냈다 (500 MHz, CDCl3) δ 3.42 (CH2CH2 백본); 2.93 (N-CH2); 2.39-2.27 (C(O)-CH2); 1.11 (CH3). 추가의 신호는 δ 2.92 (N-CH); 1.83 (CH2); 1.76 (CH2); 1.74 (CH2); 1.63 (CH2)에서 피페리딘 모이어티에 대해 존재하였다. 추가의 신호는 δ 3.25 (N-CH2); 3.19 (N-CH2); 2.05 (CH2); 1.52-1.46 (CH2); 1.25 (지질 알킬 쇄); 0.86 (CH3)에서 지질 모이어티에 대해 존재하였다.
실시예 32. 화합물 23의 합성.
Figure pct00061
화합물 23을 화합물 12A와 유사한 방식으로 제조하였다. 이 경우에, 0.19 g을 단리하였다. 93%의 분석 순도를 HPLC 분석을 통해 결정하였다.
1H NMR 분석은 PEOZ에 대한 표준 백본 신호를 나타냈다 (500 MHz, DMSO) δ 3.35 (CH2CH2 백본); 2.71 (S-CH2); 2.32-2.27 (C(O)-CH2); 0.96(CH3). 추가의 신호는 δ 5.19 (CH); 4.26 (CH2); 1.49 (C(O)CH2); 1.23 (CH2); 0.84 (CH3)에서 지질 유도체 모이어티에 대해 존재하였다. 추가의 신호는 δ 5.46 (에스테르 CH2); 4.07 (HN-CH2)에서 트리아졸 모이어티에 대해 존재하였다.
실시예 33 - N,N-디메틸테트라데실아민 (DMA)을 함유하는 지질 나노입자의 제조.
1,2-디올레오일옥시-3-(트리메틸암모늄)프로판 [DOTAP] (시그마 D6182), 1,2-디스테아로일-sn글리세로-3-포스포콜린 [DSPC] (바켐 4005619), 콜레스테롤 초순수 (VWR 0433) 및 2K 중합체 (PEG, PMOZ 또는 PEOZ) 접합된 DMA (상기 실시예에 기재된 바와 같음)의 새로운 지질 원액을 에탄올 중에서 원액으로서 제조하였다. 원액을 최종 지질 혼합물 원액이 1.30 mg/mL의 DOTAP, 0.28 mg/mL의 DSPC, 0.59 mg/mL의 콜레스테롤 및 0.19 mg/mL의 중합체 DMA를 함유하도록 혼합하였다. 용액은 2.38 mg/mL의 총 지질을 함유하였다. 이어서, 원액 70 μL을 1.5 mL 로바인드(LoBind) 원심분리 튜브 (에펜도르프(Eppendorf) 022431081) 내로 피펫팅하고, 스피드 진공 시스템 (진백(GeneVac) EZ-2)을 사용하여 에탄올 용액을 증발시켰다. 건조된 샘플을 벤트 스노켈 하에 추가로 10분 동안 건조시켰다. 건조된 지질 믹스를 250 μL 시트레이트 완충제 (pH 4.0)로 수화시키고, 혼합하고, 약 10분 동안 초음파처리하여 지질 나노입자 (LNP)를 제조하였다.
플라스미드 DNA (phMGFP, 프로메가(Promega) E6421) 원액을 시트레이트 완충제 (pH 4.0)와, 100 μL의 0.34 μg/μL 농도액과 66.7 μL의 시트레이트 완충제의 비로 혼합하여 총 부피가 166.7 μL이 되도록 하였다. 10 μg DNA를 함유하는 플라스미드 용액 50 μL의 분취액을 지질 나노입자 혼합물 250 μL에 첨가하고, 피펫 혼합하고, 1분 미만 동안 초음파처리하여 반투명 유사 현탁액을 수득하였다. 튜브를 14,000 rpm에서 30분 동안 원심분리하였다 (에펜도르프 마이크로원심분리). 상청액 ~300 μL를 LNP 펠릿으로부터 분리하고, 1.2% 아가로스 겔 및 큐빗 정량화를 사용하여 임의의 잔류 DNA에 대해 검정하였다. 결과는 상청액 중 DNA의 부재를 나타내었으며, 이는 완전한 캡슐화를 시사한다.
펠릿을 300 μL의 5 mM HEPES 완충제 (pH 7.40) 중에 재현탁시키고, 피펫 팁으로 2분 동안 잘 혼합하였다. 각각의 중합체 DMA 제제의 DNA 캡슐화를 확인하기 위해, LNP 현탁액의 분취액을 트리톤 X-100으로 용해시켰다. 먼저 10% 트리톤 원액을 HEPES 완충제 중에서 제조하였다. 이 용액 3 μL을 LNP 현탁액 27 μL에 첨가하여 최종 부피가 30 μL이고 트리톤 X-100 계면활성제의 농도가 1%가 되었다. 현탁액을 2분 동안 볼텍스 혼합하고, 4℃에서 밤새 정치시켰다. 혼합물을 1.2% 아가로스 겔 및 큐빗 정량화를 사용하여 임의의 잔류 DNA에 대해 검정하였다. 결과는 혼합물 중 고농도의 DNA를 나타내었으며, 이는 각각의 LNP 제제의 > 90% 캡슐화 효율을 시사한다. 현탁액은 0.22 및 0.1 μm PVDF 저 단백질 결합 33-mm 시린지 필터 (밀렉스-W 및 밀렉스-GV, 밀리포어(Millipore))를 통해 용이하게 여과된다.
실시예 34 - 1,2-디미리스토일-sn-글리세롤 (DMG)을 함유하는 지질 나노입자의 제조
1,2-디올레오일옥시-3-(트리메틸암모늄)프로판 [DOTAP] (시그마 D6182), 1,2-디스테아로일-sn글리세로-3-포스포콜린 [DSPC] (바켐 4005619), 콜레스테롤 초순수 (VWR 0433) 및 2K 및 5K 중합체 (PEG, PMOZ 또는 PEOZ) 접합된 DMG (상기 실시예에 기재된 바와 같음)의 새로운 지질 원액을 에탄올 중에서 원액으로서 제조하였다. 원액을 혼합하여 최종 지질 혼합물 원액이 1.48 mg/mL의 DOTAP, 0.28 mg/mL의 DSPC, 0.57 mg/mL의 콜레스테롤 및 0.15 mg/mL의 2K 중합체 DMG를 함유하도록 하였다. 용액은 2.49 mg/mL의 총 지질을 함유하였다. 5K 중합체 DMG 접합체가 선택된 경우, 농도는 0.32 mg/mL이고, 용액은 2.67 mg/mL의 총 지질을 함유하였다.
이어서, 원액 62 μL을 1.5 mL 로바인드 원심분리 튜브 (에펜도르프 022431081) 내로 피펫팅하고, 스피드 진공 시스템 (진백 EZ-2)을 사용하여 에탄올 용액을 증발시켰다. 건조된 샘플을 벤트 스노켈 하에 추가로 10분 동안 건조시켰다. 건조된 지질 믹스를 275 μL 시트레이트 완충제 (pH 4.0)로 수화시키고, 혼합하고, 약 10분 동안 초음파처리하여 지질 나노입자 (LNP)를 제조하였다.
플라스미드 DNA (phMGFP, 프로메가 E6421) 원액을 시트레이트 완충제 (pH 4.0)와, 80 μL의 2.7 μg/μL 농도액과 190 μL의 시트레이트 완충제의 비로 혼합하여 총 부피가 270 μL이 되도록 하였다. 20 μg DNA를 함유하는 플라스미드 용액 25 μL의 분취액을 지질 나노입자 혼합물 275 μL에 첨가하고, 피펫 혼합하고, 1분 미만 동안 초음파처리하여 반투명 유사 현탁액을 수득하였다. 튜브를 14,000 rpm에서 30분 동안 원심분리하였다 (에펜도르프 마이크로원심분리). 상청액 ~300 μL을 LNP 펠릿으로부터 분리하고, 1.2% 아가로스 겔 및 큐빗 정량화를 사용하여 임의의 잔류 DNA에 대해 검정하였다. 결과는 상청액 중 DNA의 부재를 나타내었으며, 이는 완전한 캡슐화를 시사한다.
펠릿을 300 μL의 5 mM HEPES 완충제 (pH 7.40) 중에 재현탁시키고, 피펫 팁으로 2분 동안 잘 혼합하였다. 각각의 중합체 DMA 제제의 DNA 캡슐화를 확인하기 위해, LNP 현탁액의 분취액을 트리톤 X-100으로 용해시켰다. 먼저 10% 트리톤 원액을 HEPES 완충제 중에서 제조하였다. 이 용액 3 μL을 LNP 현탁액 27 μL에 첨가하여 최종 부피가 30 μL이고 트리톤 X-100 계면활성제의 농도는 1%가 되도록 하였다. 현탁액을 2분 동안 볼텍스 혼합하고, 4℃에서 밤새 정치시켰다. 혼합물을 1.2% 아가로스 겔 및 큐빗 정량화를 사용하여 임의의 잔류 DNA에 대해 검정하였다. 결과는 혼합물 중 고농도의 DNA를 나타내었으며, 이는 각각의 LNP 제제의 > 90% 캡슐화 효율을 시사한다. 현탁액은 0.22 및 0.1 μm PVDF 저 단백질 결합 33-mm 시린지 필터 (밀렉스-W 및 밀렉스-GV, 밀리포어)를 통해 용이하게 여과된다.
또 다른 실험에서, 원심분리된 펠릿을 일염기성 인산나트륨, 이염기성 인산나트륨 및 수크로스를 함유하는 완충제 용액 (pH 7.4) 중에 재현탁시켰다. 현탁액을 동결건조시켜, 주사용수에서 용이하게 재구성되는 균일하고 안정한 건조 케이크를 제공하였다.
실시예 35. HEK-293 세포를 사용한 LNP로부터의 DNA의 형질감염.
HEK-293은 형질감염 연구를 위한 세포 생물학에서 통상적으로 사용되는 인간 배아 신장 세포주이다. 세포는 ATCC (CRL-1573)로부터 공급되고, 형질감염 효율이 > 85%인 것으로 입증되었다. 연구 프로토콜에서, 낮은 계대 (<5) 세포를 형질감염 24시간 전에 검정 플레이트 상에 웰당 100 μL 항생제-무함유 배지 (EMEM + 10% FBS) 중 20,000개 세포의 밀도로 시딩한다. 형질감염 직전에, 완전 배지 교환을 수행하고, 신선한 100 μL의 항생제-무함유 배지 (EMEM + 10% FBS)를 각각의 웰에 첨가한다.
중합체 DMA 지질 및 캡슐화된 플라스미드 DNA를 함유하는 제조된 LNP를 각각의 웰에 2.6 내지 20.8 μL의 부피로 첨가하여 웰당 50 내지 450 ng의 DNA phMGFP를 전달하였다.
양성 대조군은 3:1 비의 FuGENE-HD (프로메가 E3211) 및 DNA이다. DNA 용액을 무혈청 배지 (Opti-MEM) 중에 희석한다. 용액 둘 다를 96-웰 PCR 플레이트에서 3:1 (웰당 0.3 μL 시약 대 100 ng 플라스미드 DNA)의 비로 삼중으로 혼합하고, Opti-MEM을 7.33 μL 부피로 첨가한다. 플레이트를 실온에서 25분 동안 인큐베이션한다. 7.33 μL DNA/형질감염 혼합물을 각각의 웰에서 세포에 첨가한다.
플레이트를 공급 뚜껑으로 덮고, 37℃, 5% CO2, 95% RH 인큐베이터에 둔다. 이들을 24-48시간 동안 인큐베이션한다. 각각의 시점에서, 플레이트를 에보스 현미경 상에서 판독한다. 모든 GFP 필터 사진을 4X에서 판독하고, 모든 투과광 사진을 10X에서 판독한다. GFP 형광 세포의 수는 하기 표 1에 제시되어 있다. 투과광 사진은 일부 건강하지 않은 세포를 모든 중합체 DMA 지질 제제, 특히 PEG DMA 지질의 제제 (가장 높은 수의 GFP 형광 세포를 가짐)에 대해 시험된 최고 농도에서 나타내었다.
48시간 시점에, 형광은 높았고, 관찰결과는 30-35%의 형광 세포 (양성 대조군); 10% (466 ng DNA, PMOZ DMA 지질 사용); 10% (350 ng DNA, PEOZ DMA 지질 사용); 및 5% (450 ng DNA, PEG DMA 지질 사용) (세포 사멸의 수가 가장 많음)이었다.
실시예 36. HepG2 세포를 사용한 LNP로부터의 DNA의 형질감염.
HepG2는 형질감염 연구에서 통상적으로 사용되는 인간 간세포 암종 세포주이다. 세포는 ATCC (HB-8065)로부터 공급되고, 95%만큼 높은 형질감염 효율을 갖는 것으로 입증되었다. 연구 프로토콜에서, 낮은 계대 (<5) 세포를 형질감염 24시간 전에 검정 플레이트 상에 웰당 100 μL 항생제-무함유 배지 (DMEM + 10% FBS) 중 40,000개 세포의 밀도로 시딩한다. 형질감염 직전에, 완전 배지 교환을 수행하고, 신선한 100 μL의 항생제-무함유 배지 (DMEM + 10% FBS)를 각각의 웰에 첨가한다.
중합체 DMG 지질 및 캡슐화된 플라스미드 DNA를 함유하는 제조된 LNP를 각 웰에 1.9 내지 11.7 μL의 부피로 첨가하여 웰당 100 내지 1000 ng의 DNA phMGFP를 전달한다.
양성 대조군은 3:1 비의 FuGENE-HD (프로메가 E3211) 및 DNA이다. DNA 용액을 무혈청 배지 (Opti-MEM) 중에 희석한다. 용액 둘 다를 96-웰 PCR 플레이트에서 3:1 (웰당 0.3 μL 시약 대 100 ng 플라스미드 DNA)의 비로 삼중으로 혼합하고, Opti-MEM을 7.33 μL 부피로 첨가한다. 플레이트를 실온에서 25분 동안 인큐베이션한다. 7.33 μL DNA/형질감염 혼합물을 각각의 웰에서 세포에 첨가한다.
플레이트를 공급 뚜껑으로 덮고, 37℃, 5% CO2, 95% RH 인큐베이터에 둔다. 이들을 48-72시간 동안 인큐베이션한다. 각각의 시점에서, 플레이트를 에보스 현미경 상에서 판독한다. 모든 GFP 필터 사진을 4X에서 판독하고, 모든 투과광 사진을 10X에서 판독한다. GFP 형광 세포의 수는 하기 표 2에 제시되어 있다. 투과광 사진은 세포 독성의 징후를 나타내지 않았다.
Figure pct00063
실시예 37. POZ-지질 접합체의 가수분해 동역학.
본 개시내용의 여러 POZ-지질 접합체의 가수분해 속도를 포스페이트 염수 완충제, pH 7.4 (PBS), 및 PBS 중에 희석된 100% 또는 50% 래트 및 인간 혈장을 함유하는 생물학적 배지 중에서 결정하였다. POZ-지질 샘플을 정확하게 칭량하고, PBS 중에 용해시켜 원액을 제조하였다. 이들 용액을 PBS 또는 래트 또는 인간 혈장 배지 내로 스파이킹하고, 37℃에서 인큐베이션되도록 하였다. 샘플을 상이한 시간 간격으로 가수분해 배지로부터 제거하고, 냉각된 메탄올 중 0.2% 포름산의 첨가에 의해 켄칭하였다. 샘플을 원심분리하고, 상청액을 물 중 0.1% 포름산으로 옮긴 다음, 샘플을 역상 칼럼 (300SB C3) 및 이동상으로서 물 중 0.1% 포름산암모늄 및 메탄올 중 0.1% 포름산암모늄의 구배 유량을 사용하는 고성능 액체 크로마토그래피 (HPLC)에 의해 분석하였다. POZ-지질 접합체를 210 nm에서의 UV 흡수에 의해 검출하고, 그의 파괴 및 분해 대사물을 질량 분광측정법에 의해 검출하였다. POZ-지질의 50%가 분해되는 시간을 농도-시간 곡선으로부터 외삽하고, 하기 표 3에 보고하였다.
Figure pct00064
결과는 에스테르 연결을 갖는 화합물 (화합물 19a, 19b, 19c, 20a 및 20b)이 에테르 연결을 갖는 화합물 (화합물 17a, 17b 및 17c)보다 더 빠른 속도로 혈장에서 가수분해되었음을 나타낸다.
실시예 38. 중합체 지질 접합체의 아미다제 가수분해.
본 실험의 목적은 PBS, 래트 혈장, 또는 인간 혈장 (상기 실시예)에서 겉보기 반응 (가수분해)을 나타내지 않은 다양한 중합체 지질 접합체가 리포-아미다제 효소의 존재 하에 반응할 것인지 여부를 결정하는 것이었다. 화합물 13, 15a 및 15b는 POZ와 지질 사이에 아미드 연결을 갖는다. 화합물 22는 아민 연결을 갖는다. POZ-지질 샘플을 정확하게 칭량하고, PBS 중에 용해시켜 원액을 제조하였다. 선택된 아미다제는 ≥ 9mU/mg의 비활성을 갖는 바이오-비전으로부터 공급된 "지방산 아미드 히드롤라제 1, 활성 인간 재조합 (FAAH1)"이었다. PBS (pH 8.0)를 아미다제의 각각의 바이알에 첨가하고, 부드럽게 혼합하고, 37℃의 수조에 2시간 동안 놓아둠으로써 아미다제를 활성화시켰다. 아미다제 용액의 농도는 ~ 2 μg/μL였다. POZ-지질 원액의 분취액을 활성화된 리포-아미다제 용액에 첨가하고, 부드럽게 혼합하고, 37℃에서 밤새 인큐베이션되도록 하였다. 밤새 가수분해한 후, 메탄올을 첨가하고, 샘플을 원심분리하고, 상청액을 HPLC 바이알로 옮겼다. 샘플을 역상 칼럼 (300SB C3) 및 이동상으로서 물 중 0.1% 포름산암모늄 및 메탄올 중 0.1% 포름산암모늄의 구배 유동을 사용하는 고성능 액체 크로마토그래피 (HPLC)에 의해 분석하였다. 중합체 지질 접합체의 피크 면적을 210 nm에서의 UV 흡수에 의해 측정하였다. 초기 및 밤새 아미다제 인큐베이션에서의 피크 면적을 비교하고, 결과를 하기 표 4에 제시하였다.
Figure pct00065
결과는 아미드 연결을 갖는 화합물 (화합물 15a, 15b 및 13)이 밤새 가수분해 후 POZ-DMA 피크 면적의 강하, 즉 30-50% 변화로 관찰된 바와 같이 리포-아미다제 효소에 의해 영향을 받았음을 나타낸다. 대조적으로, 아민 연결을 갖는 화합물 22는 피크 면적의 작은 감소를 나타내었으며, 이는 유의하지 않았고, 실험 조건의 오차, 즉 ± 10% 이내였다.
실시예 39. 화합물 24의 합성.
단계 1.
Figure pct00066
PEOZ 2K (1.21p) NHS 에스테르를 상기 기재된 것과 유사한 방식으로 제조하였다.
1H NMR. HNMR 분석은 PEOZ에 대한 표준 백본 신호를 나타냈다 (500 MHz, DMSO) δ 7.82 (말단 NH); 3.35 (CH2CH2 백본); 3.18 (N-CH2); 3.02 (S-CH2); 2.32-2.27 (C(O)-CH2); 0.96(CH3). 추가의 신호는 δ 2.81 ((CH2)2)에서 NHS 모이어티에 대해 존재하였다. 알킨 모이어티에 대한 CH2 신호는 δ 1.63 ppm에서 검출되었다.
단계 2.
Figure pct00067
PEOZ 2K (1.21p) 에탄올아민 글리세롤 아미드를 상기 기재된 것과 유사한 방식으로 제조하였다.
1H NMR. HNMR 분석은 PEOZ에 대한 표준 백본 신호를 나타냈다 (500 MHz, DMSO) δ 7.82 (말단 NH); 3.35 (CH2CH2 백본); 3.18 (N-CH2); 3.02(S-CH2); 2.32-2.27 (C(O)-CH2); 0.96 (CH3). 알킨 모이어티에 대한 CH2 신호는 δ 1.63 ppm에서 검출되었다. 디올 모이어티에 대한 추가의 신호는 δ 4.56 (CH2); 4.53 (CH)에 존재하였다.
단계 3.
Figure pct00068
PEOZ 2K (1.21p) DMG를 상기 기재된 것과 유사한 방식으로 제조하였다.
1H NMR. HNMR 분석은 PEOZ에 대한 표준 백본 신호를 나타냈다 (500 MHz, DMSO) δ 7.82 (말단 NH); 3.35 (CH2CH2 백본); 3.18 (N-CH2); 3.02(S-CH2); 2.32-2.27 (C(O)-CH2); 0.96(CH3). 추가의 신호는 δ 5.20 (CH); 4.26 (CH2); 1.49 (C(O)CH2); 1.23 (CH2); 0.84 (CH3)에서 지질 유도체 모이어티에 대해 존재하였다. 알킨 모이어티에 대한 CH2 신호는 δ 1.63 ppm에서 검출되었다.
단계 4.
Figure pct00069
PEOZ 2K (1.21p) DMG (3-아지도프로피오네이트), 화합물 24를 상기 기재된 것과 유사한 방식으로 제조하였다.
1H NMR. HNMR 분석은 PEOZ (500 MHz, DMSO) δ 7.82 (말단 NH); 3.35 (CH2CH2 백본); 3.18 (N-CH2); 3.02(S-CH2); 2.32-2.27 (C(O)-CH2); 0.96(CH3)에 대한 표준 백본 신호를 나타냈다. 추가의 신호는 δ 5.20 (CH); 4.26 (CH2); 1.49 (C(O)CH2); 1.23 (CH2); 0.84 (CH3)에서 지질 유도체 모이어티에 대해 존재하였다. 추가의 신호는 δ 7.78 (트리아졸 CH); 4.54 (에스테르 CH2)에서 트리아졸 모이어티에 대해 존재하였다.
본원에 기재되고 청구된 POZ-지질, LNP 및 제약 조성물은 본원에 개시된 구체적 실시양태가 이들 실시양태가 본 개시내용의 여러 측면의 예시로서 의도되기 때문에 이들 실시양태로 범주가 제한되지 않는다. 임의의 동등한 실시양태는 본 개시내용의 범위 내에 있는 것으로 의도된다. 실제로, 본원에 제시되고 기재된 것 외에도 화학식 및 구조의 다양한 변형이 상기 기재로부터 관련 기술분야의 통상의 기술자에게 명백해질 것이다. 이러한 변형은 또한 첨부된 청구범위의 범주 내에 속하는 것으로 의도된다. 상기 본문에 인용된 모든 특허 및 특허 출원은 명백히 그 전문이 본원에 참조로 포함된다. 본원에서 임의의 섹션 제목은 단지 37 C.F.R. § 1.77의 제안과의 일관성을 위해 또는 그렇지 않은 경우 구성 순서를 제공하기 위해 제공된다. 이들 제목은 본원에 기재된 발명(들)을 제한하거나 특징짓지 않는다.

Claims (63)

  1. 하기 화학식 I의 화합물.
    R-POZ-L-지질 I
    여기서
    R은 개시 기를 포함하고,
    POZ는 폴리옥사졸린 중합체를 포함하고,
    L은 생리학적 배지에서 제어가능한 분해성을 갖는 연결기를 포함하고,
    지질은 적어도 1개의 소수성 모이어티를 포함하는 비-하전된 지질을 포함한다.
  2. 제1항에 있어서,
    POZ가
    -{[N(COX)CH2CH2]o-[N(COR2)CH2CH2]n}a-
    이고, 여기서 X는 알킨 기, 카르복실산이 부착된 트리아졸, 또는 그의 조합을 포함하는 관능기를 포함하고, o는 0 내지 10의 범위이고, n은 1 내지 1000의 범위이고, R2는 수소, 치환 또는 비치환된 알킬, 알킨-치환된 알킬, 또는 치환 또는 비치환된 아르알킬 기를 포함하고, a는 랜덤 공중합체를 나타내는 ran, 또는 블록 공중합체를 나타내는 블록인
    화합물.
  3. 제2항에 있어서, POZ가 약 1.01 내지 약 1.20의 다분산 지수를 갖는 것인 화합물.
  4. 제2항에 있어서, POZ가 500 달톤 내지 5,000 달톤의 분자량을 갖는 것인 화합물.
  5. 제1항에 있어서, R이 수소, 치환 또는 비치환된 알킬, 알킨-치환된 알킬, 카르복실산이 부착된 트리아졸, 또는 치환 또는 비치환된 아르알킬 기를 포함하는 것인 화합물.
  6. 제1항에 있어서, L이 에테르, 에스테르, 카르복실레이트 에스테르, 카르보네이트 에스테르, 카르바메이트, 아민, 아미드, 디술피드 및 그의 조합을 포함하는 것인 화합물.
  7. 제1항에 있어서, 지질이 2개의 소수성 모이어티를 포함하는 것인 화합물.
  8. 제1항에 있어서, 지질이 인지질, 글리세롤지질, 디알킬아민, 또는 그의 조합을 포함하는 것인 화합물.
  9. 제1항에 있어서, 지질이 1,2-디미리스토일-sn-글리세롤, 1,2-디라우로일-sn-글리세롤, 또는 그의 조합을 포함하는 것인 화합물.
  10. 제1항에 있어서, 화학식 I이 하기 중 하나인 화합물.
    Figure pct00070

    Figure pct00071

    Figure pct00072

    Figure pct00073

    여기서
    m은 1-2이고, n은 1 내지 1000의 범위이고, p는 1 내지 10의 범위이다.
  11. 제1항에 있어서, 적어도 부분적으로 L에 의해 결정되는 가수분해 속도를 갖는 화합물.
  12. 제1항에 있어서, 50% 인간 혈장에서의 가수분해 반감기가 약 10분 이하인 화합물.
  13. 제1항에 있어서, 50% 인간 혈장에서의 가수분해 반감기가 약 120시간 이상인 화합물.
  14. 하기 화학식 II의 화합물.
    지질-L1-(POZ)n a-T II
    여기서
    지질은 적어도 1개의 소수성 모이어티를 포함하는 비-하전된 지질을 포함하고,
    L1은 생리학적 배지에서 제어가능한 분해성을 갖는 연결기를 포함하고,
    POZ는 구조 [N(COR2)CH2CH2]의 폴리옥사졸린 중합체를 포함하고, 여기서 R2는 폴리옥사졸린 중합체의 각 반복 단위에 대해 비치환 또는 치환된 알킬, 알케닐, 아르알킬, 헤테로시클릴알킬, 알킨-치환된 알킬, 또는 활성 관능기로부터 독립적으로 선택되고,
    n은 1 내지 1,000의 범위이고,
    a는 랜덤 공중합체를 나타내는 ran, 또는 블록 공중합체를 나타내는 블록이고,
    T는 종결 말단의 기를 포함한다.
  15. 제14항에 있어서, L1이 에테르, 에스테르, 카르복실레이트 에스테르, 카르보네이트 에스테르, 카르바메이트, 아민, 아미드, 디술피드 및 그의 조합을 포함하는 것인 화합물.
  16. 제14항에 있어서, L1이 트리아졸을 포함하는 것인 화합물.
  17. 제14항에 있어서, T가 Z-B-Q를 포함하고, Z가 S, O 또는 N을 포함하고, B가 임의적인 연결기이고, Q가 종결 친핵체의 부분인 화합물.
  18. 제14항에 있어서, 지질이 2개의 소수성 모이어티를 포함하는 것인 화합물.
  19. 제14항에 있어서, 지질이 인지질, 글리세롤지질, 디알킬아민, 또는 그의 조합을 포함하는 것인 화합물.
  20. 제14항에 있어서, 지질이 1,2-디미리스토일-sn-글리세롤, 1,2-디라우로일-sn-글리세롤 또는 그의 조합을 포함하는 것인 화합물.
  21. 제14항에 있어서, 화학식 II가 하기 중 하나인 화합물.
    Figure pct00074

    Figure pct00075

    여기서
    m은 1-2이고, n은 1 내지 1000의 범위이고, o는 1 내지 5의 범위이다.
  22. 제14항에 있어서, 적어도 부분적으로 L에 의해 결정되는 가수분해 속도를 갖는 화합물.
  23. 제14항에 있어서, 50% 인간 혈장에서의 가수분해 반감기가 약 10분 이하인 화합물.
  24. 제14항에 있어서, 50% 인간 혈장에서의 가수분해 반감기가 약 120시간 이상인 화합물.
  25. 하기 화학식 III의 화합물.
    R-(POZ)n a-Z-L2-지질 III
    여기서
    R은 개시 기를 포함하고;
    POZ는 구조 [N(COR2)CH2CH2]의 폴리옥사졸린 중합체를 포함하며, 여기서 R2는 폴리옥사졸린 중합체의 각 반복 단위에 대해 비치환 또는 치환된 알킬, 알케닐, 아르알킬, 헤테로시클릴알킬 기, 알킨-치환된 알킬 또는 활성 관능기로부터 독립적으로 선택되고;
    n은 1 내지 1,000의 범위이고,
    a는 랜덤 공중합체를 나타내는 ran, 또는 블록 공중합체를 나타내는 블록이고,
    Z는 S, O 또는 N을 포함하고,
    L2는 생리학적 배지에서 제어가능한 분해성을 갖는 연결기를 포함하고,
    지질은 적어도 1개의 소수성 기를 포함하는 비-하전된 지질을 포함한다.
  26. 제25항에 있어서, L2가 에테르, 에스테르, 카르복실레이트 에스테르, 카르보네이트 에스테르, 카르바메이트, 아민, 아미드, 디술피드 및 그의 조합을 포함하는 것인 화합물.
  27. 제25항에 있어서, 지질이 2개의 소수성 모이어티를 포함하는 것인 화합물.
  28. 제25항에 있어서, 지질이 인지질, 글리세롤지질, 디알킬아민, 또는 그의 조합을 포함하는 것인 화합물.
  29. 제25항에 있어서, 지질이 1,2-디미리스토일-sn-글리세롤, 1,2-디라우로일-sn-글리세롤 또는 그의 조합을 포함하는 것인 화합물.
  30. 제25항에 있어서, R이 수소, 또는 치환 또는 비치환된 알킬을 포함하고, n이 15 내지 35의 범위인 화합물.
  31. 제25항에 있어서, 적어도 부분적으로 L에 의해 결정되는 가수분해 속도를 갖는 화합물.
  32. 제25항에 있어서, 50% 인간 혈장에서의 가수분해 반감기가 약 10분 이하인 화합물.
  33. 제25항에 있어서, 50% 인간 혈장에서의 가수분해 반감기가 약 120시간 이상인 화합물.
  34. 하기 화학식 IV의 화합물.
    Figure pct00076

    여기서
    R은 개시 기를 포함하고,
    L3은 생리학적 배지에서 제어가능한 분해성을 갖는 연결기를 포함하고,
    지질은 적어도 1개의 소수성 모이어티를 포함하는 비-하전된 지질을 포함하고,
    n은 1 내지 5의 범위이고,
    R2는 각 반복 단위에 대해 비치환 또는 치환된 알킬, 알케닐, 아르알킬, 헤테로시클릴알킬, 알킨-치환된 알킬 또는 활성 관능기로부터 독립적으로 선택되고,
    m은 1 내지 100의 범위이고,
    a는 랜덤 공중합체를 나타내는 ran, 또는 블록 공중합체를 나타내는 블록이고,
    T는 종결 말단의 기를 포함한다.
  35. 제34항에 있어서, L3이 에테르, 에스테르, 카르복실레이트 에스테르, 카르보네이트 에스테르, 카르바메이트, 아민, 아미드, 디술피드 및 그의 조합을 포함하는 것인 화합물.
  36. 제34항에 있어서, L3이 트리아졸을 포함하는 것인 화합물.
  37. 제34항에 있어서, T가 Z-B-Q를 포함하고, Z가 S, O 또는 N을 포함하고, B가 임의적인 연결기이고, Q가 종결 친핵체의 부분인 화합물.
  38. 제34항에 있어서, 지질이 2개의 소수성 모이어티를 포함하는 것인 화합물.
  39. 제34항에 있어서, 지질이 인지질, 글리세롤지질, 디알킬아민 또는 그의 조합을 포함하는 것인 화합물.
  40. 제34항에 있어서, 지질이 1,2-디미리스토일-sn-글리세롤, 1,2-디라우로일-sn-글리세롤 또는 그의 조합을 포함하는 것인 화합물.
  41. 제34항에 있어서, 적어도 부분적으로 L에 의해 결정되는 가수분해 속도를 갖는 화합물.
  42. 제34항에 있어서, 50% 인간 혈장에서의 가수분해 반감기가 약 10분 이하인 화합물.
  43. 제34항에 있어서, 50% 인간 혈장에서의 가수분해 반감기가 약 120시간 이상인 화합물.
  44. 제1항의 화합물을 포함하는 조성물.
  45. 제44항에 있어서, 양이온성 또는 이온화성 지질을 추가로 포함하는 조성물.
  46. 동물에게 유효량의 제45항의 조성물을 투여하는 단계를 포함하는, 동물에서 보호 면역 반응을 일으키는 방법.
  47. 제46항에 있어서, 투여 단계가 피하, 정맥내, 근육내, 피내 또는 에어로졸 경로를 통해 동물에게 조성물을 전달하는 것을 포함하는 것인 방법.
  48. 동물에게 유효량의 제45항의 조성물을 투여하는 단계를 포함하는, 동물에서 장애 또는 질환을 치료하는 방법.
  49. 제14항의 화합물을 포함하는 조성물.
  50. 제49항에 있어서, 양이온성 또는 이온화성 지질을 추가로 포함하는 조성물.
  51. 동물에게 유효량의 제50항의 조성물을 투여하는 단계를 포함하는, 동물에서 보호 면역 반응을 일으키는 방법.
  52. 제51항에 있어서, 투여 단계가 피하, 정맥내, 근육내, 피내 또는 에어로졸 경로를 통해 동물에게 지질 나노입자 조성물을 전달하는 것을 포함하는 것인 방법.
  53. 동물에게 유효량의 제50항의 조성물을 투여하는 단계를 포함하는, 동물에서 장애 또는 질환을 치료하는 방법.
  54. 제25항의 화합물을 포함하는 조성물.
  55. 제54항에 있어서, 양이온성 또는 이온화성 지질을 추가로 포함하는 조성물.
  56. 동물에게 유효량의 제55항의 조성물을 투여하는 단계를 포함하는, 동물에서 보호 면역 반응을 일으키는 방법.
  57. 제56항에 있어서, 투여 단계가 피하, 정맥내, 근육내, 피내 또는 에어로졸 경로를 통해 동물에게 지질 나노입자 조성물을 전달하는 것을 포함하는 것인 방법.
  58. 동물에게 유효량의 제55항의 조성물을 투여하는 단계를 포함하는, 동물에서 장애 또는 질환을 치료하는 방법.
  59. 제34항의 화합물을 포함하는 조성물.
  60. 제59항에 있어서, 양이온성 또는 이온화성 지질을 추가로 포함하는 조성물.
  61. 동물에게 유효량의 제60항의 조성물을 투여하는 단계를 포함하는, 동물에서 보호 면역 반응을 일으키는 방법.
  62. 제61항에 있어서, 투여 단계가 피하, 정맥내, 근육내, 피내 또는 에어로졸 경로를 통해 동물에게 지질 나노입자 조성물을 전달하는 것을 포함하는 것인 방법.
  63. 동물에게 유효량의 제60항의 조성물을 투여하는 단계를 포함하는, 동물에서 장애 또는 질환을 치료하는 방법.
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