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FR3067712B1 - Nouveaux agents complexants de type trimethoxyphenyl pyridine hydrosolubles et complexes de lanthanide correspondants - Google Patents

Nouveaux agents complexants de type trimethoxyphenyl pyridine hydrosolubles et complexes de lanthanide correspondants Download PDF

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FR3067712B1
FR3067712B1 FR1755330A FR1755330A FR3067712B1 FR 3067712 B1 FR3067712 B1 FR 3067712B1 FR 1755330 A FR1755330 A FR 1755330A FR 1755330 A FR1755330 A FR 1755330A FR 3067712 B1 FR3067712 B1 FR 3067712B1
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Jurriaan Zwier
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Original Assignee
Cisbio Bioassays SAS
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Abstract

L'invention concerne des agents complexants de formule (I) : dans laquelle Ra, Chrom1, Chrom2 et Chrom3 sont tels que définis dans la description. L'invention concerne également des complexes de lanthanides obtenus à partir de ces agents complexants. Application : marquage de molécules biologiques.

Description

Nouveaux agents complexants de type triméthoxyphényl pyridine hydrosolubles et complexes de lanthanide correspondants
La présente invention a pour objet des agents complexants ou ligands hydrosolubles, des complexes de lanthanide obtenus à partir de ces agents complexants, et l’utilisation de ces complexes de lanthanide pour marquer des molécules et les détecter par des techniques de fluorescence en temps résolu. Cette invention décrit des complexes stables comportant un, deux ou trois chromophores de type triméthoxyphényl-pyridine hydrosolubles et fonctionnalisés.
Etat de la technique
Les complexes de lanthanide ont vu leur utilisation augmenter de manière très importante depuis une vingtaine d’années dans le domaine des sciences de la vie. Ces composés fluorescents présentent en effet des caractéristiques spectroscopiques intéressantes, qui en font des marqueurs de choix pour détecter des molécules biologiques. Ces composés fluorescents sont particulièrement appropriés pour être utilisés en conjonction avec des fluorophores compatibles pour effectuer des mesures de FRET (acronyme de l’expression anglaise « Forster résonance energy transfer »), dont l’application pour étudier les interactions entre biomolécules est exploitée de manière commerciale par plusieurs sociétés, dont Cisbio Bioassays et sa gamme de produits HTRF®. La durée de vie relativement longue des complexes de lanthanides permet également d’effectuer des mesures de fluorescence en temps résolu, c'est-à-dire avec un délai après excitation des fluorophores, ce qui permet de limiter les interférences de fluorescence dues au milieu de mesure. Cette dernière caractéristique est d’autant plus utile que le milieu de mesure se rapproche d’un milieu biologique, qui comprend de nombreuses protéines dont la fluorescence pourrait interférer avec celle des composés étudiés.
Plusieurs complexes de lanthanides ont été divulgués et certains sont exploités de manière commerciale : on peut citer en particulier les cryptâtes macropolycycliques de lanthanide (EP-A-0 180 492, EP-A-0 321 353, EP-A-0 601 113 , WO 2001/96877, WO 2008/063721), les complexes de lanthanide comportant un motif dérivé de la coumarine lié à un motif diéthylènetriamine penta-acide (US 5,622,821), et ceux comprenant des dérivés de pyridine (US 4,920,195, US 4,761,481), de bipyridine (US 5,216,134), ou de terpyridine (US 4,859,777, US 5,202,423, US 5,324,825).
Les complexes de lanthanide fluorescents sont constitués de trois parties : un chromophore qui absorbe la lumière (phénomène d’antenne), une partie complexant et d’un atome appartenant à la famille des lanthanides (en général l’europium ou le terbium).
De nombreux chromophores ont été utilisés par les équipes qui travaillent dans le domaine et ces travaux ont fait l’objet de nombreux articles de revue: Journal of Luminescence 1997, 75, 149; Chemical Reviews 2010, 110, 2729; et Inorganic Chemistry 2014, 53, 1854. Parmi tous ces travaux, peu d’entre eux ont été consacrés au chromophore triméthoxyphénylpyridine. Dans Journal of Luminescence 1997, 75, 149, les auteurs décrivent les propriétés photophysiques de dérivés de l’acide triméthoxyphényldipicolinique qui est formellement un chélate instable en milieux aqueux. Dans Analytical Chemistry 2005, 77, 2643, les auteurs ont introduit ce motif dans des nanoparticules afin de les rendre utilisable dans un immunoessai. Cependant ces particules sont de grande taille (45 nm de diamètre) ce qui est un inconvénient lorsque de petites molécules biologiques doivent être marquées avec des sondes fluorescentes.
La demande WO 89/04826 est relative à la synthèse de complexes de lanthanide comportant trois chromophores de type triméthoxyphénylpyridine. Ces complexes appartiennent à la famille des chélates ce qui en fait des complexes très instables surtout en présence de cations divalents ou d’agents complexants de type EDTA, qui sont utilisés comme additifs dans les tampons d’immuno-essais.
Dans la demande WO 2005/058877, les auteurs décrivent des complexes comportant des motifs triméthoxyphénylpyridine. Ces chromophores ont été incorporés dans différentes structures : lorsqu’ils sont incorporés dans des chélates, ils forment des complexes instables dans les milieux mentionnés précédemment (cations divalents et EDTA) ; lorsque les chromophores sont intégrés dans des macrocycles de type triazacyclononane (TACN), cette fois les complexes sont stables mais sont assez peu solubles dans les milieux biologiques aqueux. De plus la fonctionnalisation n’est pas possible directement et les auteurs ne décrivent aucune procédure pour fonctionnaliser ces systèmes ; enfin lorsque ces chromophores sont incorporés dans des macrocycles de type triazacyclodécane, les complexes sont toujours aussi peu solubles dans les milieux aqueux biologiques. La fonctionnalisation est réalisée sur le carbone central de la chaîne propylénique du macrocycle ce qui modifie la symétrie autour de l’atome de lanthanide et par conséquent la répartition des raies du spectre d’émission. L’objet de l’invention vise à pallier aux inconvénients des composés de l’art antérieur en fournissant des complexes stables en présence d’EDTA et de cations divalents, soluble dans tous les milieux biologiques puisque les complexes de l’invention comportent des groupements hydrosolubilisants de type anionique, cationique ou zwitterionique et enfin un bras de fonctionnalisation directement substitué sur la chaîne éthylénique du cycle triazacyclononane, cycle qui est particulièrement adapté à la complexation de l’atome de lanthanide et qui respecte une symétrie de type C3 autour du lanthanide. Les complexes de l’invention fournissent des composés dont le spectre d’émission est bien adapté à leur utilisation dans des expériences de FRET, ainsi qu’une bonne praticité pour le marquage de biomolécules.
AGENTS COMPLEXANTS
Les agents complexants selon l’invention sont les composés de formule (I) :
dans laquelle :
Chrorrh, Chrom2 et Chrom3 représentent chacun un groupe de formule (la) ou (Ib) :
X, et X2 représentent chacun un groupe LrCO-R ou L2-G ; R est un groupe-OR2 ou-NH-E ;
Ra est H ou un groupe -(CH2)rG ; R! est un groupe -CO2H ou -PO(OH)R3 ; R2 est H ou un (Ci-C4)alkyle ; R3 est un (Ci-C4)alkyle, de préférence un méthyle ; un phényle éventuellement substitué par un groupe -SO3", ce dernier étant de préférence en position méta ou para ; ou un benzyle ; L, est une liaison directe ; un groupe -(CH2)r- éventuellement interrompu par au moins un atome choisi parmi un atome d’oxygène, un atome d’azote et un atome de soufre ; un groupe -CH=CH- ; un groupe -CH=CH-CH2- ; un groupe -CH2-CH=CH- ; ou un groupe PEG ; L2 est un groupe de liaison divalent ; G est un groupe réactif ; E est un groupe -CH2-(CH2)s-CH2-SO3" ou -N+Alk1Alk2Alk3! ou une sulfobétaïne ; I est un entier allant de 1 à 4 ; r est un entier allant de 1 à 6, de préférence de 1 à 3 ; s est 0, 1 ou 2 ;
Alk4, Alk2, Alk3, qui peuvent être identiques ou différents, représentent un (Ci-C6)alkyle ; étant entendu que le composé de formule (I) comporte au moins un groupe de formule (la) et au moins un groupe L,-CO-R.
Par groupe PEG on entend un groupe polyéthylène glycol de formule -CH2-(CH2OCH2)y-CH2OCH3, y étant un nombre entier allant de 1 à 5.
Par sulfobétaïne on entend un groupe choisi parmi :
avec R4 qui représente un (Ci-C6)alkyle, de préférence un méthyle ou éthyle, et t qui est égal à 1,2, 3, 4, 5 ou 6, et de préférence qui est égal à 1 ou 2, la sulfobétaïne de formule -(CH3)2N+-(CH2)3-SO3" étant préférée.
En fonction du pH, les groupes -SO3H, -CO2H et -PO(OH)2 sont sous forme déprotonée ou pas. Ces groupes désignent donc dans la suite du texte également les groupes -SO3", -CO2" et -PO(OH)O", et vice-versa.
Une première famille préférée d’agents complexants est constituée des composés de formule (I) où Chrorri! représente un groupe de formule (la) dans laquelle X, est un groupe L2-G ; et Chrom2 et Chrom3, identiques ou différents, représentent chacun un groupe de formule (Ib) dans laquelle X2 est un groupe LpCO-R. Dans un mode de réalisation, Chrom2 et Chrom3 sont identiques.
Une deuxième famille préférée d’agents complexants est constituée des composés de formule (I) où Chrom! et Chrom2, identiques ou différents, représentent chacun un groupe de formule (la) dans laquelle ΧΊ est un groupe LrCO-R ; et Chrom3 représente un groupe de formule (Ib) dans laquelle X2 est un groupe L2-G. Dans un mode de réalisation, Chrorri! et Chrom2 sont identiques.
Dans un mode de réalisation commun aux deux premières familles préférées d’agents complexants, Ra est H.
Une troisième famille préférée d’agents complexants est constituée des composés de formule (I) où Chrorrh, Chrom2 et Chrom3, identiques ou différents, représentent chacun un groupe de formule (la) dans laquelle ΧΊ est un groupe LrCO-R ; et Ra est un groupe -(CH2)|-G. dans un mode de réalisation, Chrom!, Chrom2 et Chrom3 sont identiques.
Parmi ces trois familles préférées, des sous-familles préférées sont celles où les agents complexants comprennent une ou plusieurs des caractéristiques ci-après :
Ri est un groupe -CO2H ou -P(O)(OH)R3 dans lequel R3 est un (Ci-C4)alkyle ou un phényle;
L! est une liaison directe ; un groupe -(CH2)r- éventuellement interrompu par au moins un atome choisi parmi un atome d’oxygène et un atome de soufre, et r = 2 ou 3 ; un groupe -CH=CH- ; un groupe -CH=CH-CH2- ; ou un groupe -CH2-CH=CH- ; E est un groupe -CH2-(CH2)s-CH2-SO3" avec s = 0 ou 1 -(CH2)s-N+Alk1Alk2Alk3 avec Alk,, Alk2 Alk3, identiques ou différents, représentant un (CJ-CJalkyle et s = 0 ou 1 ; ou un groupe de formule :
dans laquelle R4 est un (CpCJalkyle et t est 1 ou 2.
Dans un mode de réalisation de l’invention, lorsque les agents complexants de formule (I) comprennent plusieurs groupes E, au plus l’un de ces groupes représente une sulfobétaïne.
Le groupe réactif G porté par un bras d’espacement L2, permet de coupler les composés selon l’invention avec une espèce que l’on souhaite rendre fluorescente, par exemple une molécule organique, un peptide, une protéine ou un nucléotide (ARN, ADN). Les techniques de conjugaison de deux molécules organiques sont basées sur l’utilisation de groupes réactifs et relèvent des connaissances générales de l’homme du métier. Ces techniques classiques sont décrites par exemple dans Bioconjugate Techniques, G.T. Hermanson, Academie Press, Second Edition 2008, p. 169-211.
Typiquement, le groupe réactif est un groupe électrophile ou nucléophile qui peut former une liaison covalente lorsqu’il est respectivement mis en présence d’un groupe nucléophile ou électrophile approprié. La réaction de conjugaison entre un composé selon l’invention comportant un groupe réactif et une molécule organique, un peptide ou une protéine portant un groupe fonctionnel entraîne la formation d’une liaison covalente comportant un ou plusieurs atomes du groupe réactif.
De préférence, le groupement réactif G est un groupe dérivé d’un des composés ci-après : un acrylamide, une amine activée (par exemple une cadavérine ou une éthylènediamine), un ester activé, un aldéhyde, un halogénure d’alkyle, un anhydride, une aniline, un azide, une aziridine, un acide carboxylique, un diazoalcane, un haloacétamide, une halotriazine, telle que la monochlorotriazine, la dichlorotriazine, une hydrazine (y compris les hydrazides), un imido ester, un isocyanate, un isothiocyanate, un maléimide, un halogénure de sulfonyle, ou un thiol, une cétone, une amine, un halogénure d’acide, un ester de succinimidyle, un ester d’hydroxysuccinimidyle, un ester d’hydroxysulfosuccinimidyle, un azidonitrophényle, un azidophényle, un 3-(2-pyridyldithio)-propionamide, un glyoxal, une triazine, un groupe acétylénique, et en particulier un groupe choisi parmi les groupes de formules :
dans lesquelles w varie de 0 à 8 et v est égal à 0 ou 1, et Ar est un hétérocycle à 5 ou 6 chaînons saturé ou insaturé, comprenant 1 à 3 hétéroatomes, éventuellement substitué par un atome d'halogène.
De manière préférée, le groupement réactif G est une amine (éventuellement protégée sous forme -NHBoc), un ester de succinimidyle, un haloacétamide, une hydrazine, un isothiocyanate, un groupe maléimide, ou un acide carboxylique (éventuellement protégé sous la forme d’un groupe -CO2Me, -CO2tBu). Dans ce dernier cas, l’acide devra être activé sous forme d’ester pour pouvoir réagir avec une espèce nucléophile.
Les groupes réactifs G sont liés à l’agent complexant par une liaison covalente ou bien via un bras d’espacement constitué de manière avantageuse par un radical organique bivalent. Ainsi, le bras d’espacement L2 peut être choisi parmi : une liaison directe; un groupe alkylène linéaire ou ramifié en C}-C20, contenant éventuellement une ou plusieurs doubles ou triples liaisons ; un groupe cycloalkylène en C5-C8 ; un groupe arylène en C6-Ci4; lesdits groupes alkylène, cycloalkylène ou arylène contenant éventuellement un ou plusieurs hétéroatomes, tels que l’oxygène, l’azote, le soufre, le phosphore ou un ou plusieurs groupe(s) carbamoyle ou carboxamido, et lesdits groupes alkylène, cycloalkylène ou arylène étant éventuellement substitués par 1 à 5, de préférence 1 à 3, groupes alkyle en Cj-Cg, aryle en C6-C14, sulfonate ou oxo ; - un groupe choisi parmi les groupes divalents de formules suivantes :
dans lesquelles n, m, p, q sont des nombres entiers de 1 à 16, de préférence de 1 à 5 et e est un nombre entier allant de 1 à 6, de préférence de 1 à 4.
De manière préférée, le groupe -L2-G est constitué d’un groupement réactif G choisi parmi : un acide carboxylique (éventuellement protégé sous la forme d’un groupe -CO2Me, -CO2tBu), une amine (éventuellement protégée sous forme -NHBoc), un ester de succinimidyle, un haloacétamide, une hydrazine, un isothiocyanate, un groupe maléimide, et d’un bras d’espacement L2 constitué d’une chaîne alkylène comprenant de 1 à 5 atomes de carbone ou d’un groupe choisi parmi les groupes de formule :
où n, m, sont des nombres entiers de 1 à 16, de préférence de 1 à 5 et e est un nombre entier allant de 1 à 6, de préférence de 1 à 4, le groupe G étant lié à l’une ou l’autre extrémité de ces groupes divalents.
Description de l’invention
Les problèmes mentionnés précédemment ont été résolus grâce à des agents complexants constitués d’un macrocycle triazoté (1,4,7-triazacyclononane, ci-après TACN) dont les atomes d’azote sont substitués par des chromophores de type triméthoxyphénylpyridine dans lequel le méthoxy en position 4 a été remplacé par un groupement O-Χι, ce qui permet facilement l’introduction de fonctions hydrosolubilisantes. Les agents complexants selon l’invention forment des complexes stables avec les lanthanides, et peuvent être utilisés pour produire des conjugués fluorescents de molécules d’intérêt. Les complexes de lanthanide selon l’invention présentent d’excellentes propriétés photophysiques, en particulier en ce qui concerne leur rendement quantique, la durée de vie de leur luminescence et leur spectre d’excitation qui est très bien adapté à une excitation laser à environ 337 nm. Les complexes de l’invention peuvent comporter un, deux ou trois chromophores ce qui permet de moduler facilement la brillance globale du complexe ainsi que la taille du complexe. Lorsque le complexe comporte un chromophore, les encombrements stériques sont faibles. La présence de trois chromophores augmente de façon significative le coefficient d’absorption molaire (epsilon) et par conséquent la brillance globale du complexe, et la solubilité des complexes en milieu aqueux les rend très adaptés à
une utilisation en milieu biologique. Enfin la fonction NH2 portée par le cycle TACN permet facilement la bioconjugaison avec des biomolécules. En particulier cette fonction est facilement convertible en ester de N-hydroxysuccinimide, fonction préférée des biologistes.
COMPLEXES L’invention concerne également les complexes de lanthanide constitués d’un atome de lanthanide complexé par un agent complexant tel que décrit ci-dessus, le lanthanide étant choisi parmi : Eu3+, Sm3+, Tb3+, Gd3+, Dy3+, Nd3+, Er3+. De préférence, le lanthanide est Tb3+, Sm3+ ou Eu3+ et de manière encore plus préférée Tb3+.
Ces complexes sont préparés en mettant en contact les agents complexants selon l’invention et un sel de lanthanide. Ainsi la réaction entre un équivalent d’agent complexant et 1 à 5 équivalents de sel de lanthanide (europium, samarium ou terbium sous forme de chlorures, d’acétates ou de triflates) dans un solvant (acétonitrile, méthanol ou autre solvant compatible avec ces sels) ou un tampon, à température ambiante pendant quelques minutes, conduit au complexe correspondant.
Comme indiqué précédemment, les complexes fluorescents obtenus présentent d’excellentes propriétés photophysiques, en particulier en ce qui concerne leur rendement quantique, la durée de vie de leur luminescence et leur spectre d’excitation qui est très bien adapté à une excitation laser à environ 337 nm. De plus la répartition des bandes de leurs spectres d’émission confère aux complexes des propriétés très favorables dans une utilisation de FRET avec des accepteurs de type cyanine, fluorescéine, rhodamine ou allophycocyanine (telle que la XL665 commercialisée par Cisbio Bioassays). Du fait de la grande stabilité de ces complexes dans les milieux biologiques contenant des cations divalents (Ca2+, Mg2+...) ou de l’EDTA, leur luminescence reste excellente comparée aux complexes de l’art antérieur.
CONJUGUES
Les agents complexants et complexes de lanthanide selon l’invention comportant un groupe -L2-G, sont particulièrement adaptés au marquage de molécules organiques ou biologiques comportant un groupe fonctionnel susceptible de réagir avec le groupe réactif pour former une liaison covalente. Ainsi l’invention concerne aussi l’utilisation des complexes de lanthanide pour le marquage de molécules d’intérêt (protéines, anticorps, enzymes, hormones, ARN, ADN etc...). L’invention concerne également les molécules marquées par un complexe selon l’invention. Toutes les molécules organiques ou biologiques peuvent être conjuguées avec un complexe selon l’invention si elles possèdent un groupe fonctionnel susceptible de réagir avec le groupe réactif. En particulier, les conjugués selon l’invention comportent un complexe selon l’invention et une molécule choisie parmi : un acide aminé, un peptide, une protéine, un anticorps, un sucre, une chaîne glucidique, un nucléoside, un nucléotide (ADN, ARN), un oligonucléotide, un substrat d’enzyme (en particulier un substrat d’enzyme suicide telle qu’une benzylguanine ou une benzylcytosine (substrats des enzymes commercialisées sous les dénominations Snaptag et Cliptag)), un chloroalcane (substrat de l’enzyme commercialisée sous la dénomination Halotag), le coenzyme A (substrat de l’enzyme commercialisée sous le nom ACPtag ou MCPtag).
SYNTHESE
La stratégie générale concernant la préparation des agents complexants (ligands) et des complexes selon l’invention est décrite de manière schématique ci-après (schéma 1 : mono-antenne, schéma 2 : di-antenne et schéma 3 tri-antenne), et de manière plus détaillée dans la partie expérimentale.
A partir du macrocycle triazacyclononane mono protégé Boc 1, ont été introduits les deux motifs pyridinyle qui seront utilisés pour accrocher les deux groupements solubilisants E. Le groupement protecteur Boc est supprimé puis l’antenne (chromophore) est ajoutée sur le macrocycle conduisant ainsi au ligand 3. L’hydrolyse des esters (carboxylates et phosphinates) a été réalisée de manière classique en utilisant des conditions basiques. Ceci permet ensuite d’incorporer l’atome de lanthanide
(Ln) formant ainsi les complexes 5. A partir de ces complexes, sont introduites les deux fonctions hydrosolubilisantes E. Enfin après déprotection du groupement protecteur Boc porté par l’antenne (chromophore), les complexes sont fonctionnalisés (7) afin qu’ils puissent être conjugués sur des biomolécules.
Les systèmes di-antennes sont obtenus en utilisant une stratégie analogue mais en inversant l’ordre d’introduction des motifs pyridinyle et du chromophore. Cette fois les antennes sont introduites en premier lieu pour conduire aux composés 8. Après suppression du groupement Boc, le dernier motif pyridinyle a été introduit. La suite est identique à savoir hydrolyse des fonctions esters (carboxylates et phosphinates), formation du complexe de lanthanide, introduction des deux fonctions hydrosolubilisantes E (cette fois ces fonctions sont portées par les chromophores) puis incorporation du groupement fonctionnel conduisant ainsi à la famille di-antenne 13.
En ce qui concerne les complexes tri-antennes, la synthèse est simplifiée car la fonction amine qui permet d’introduire un groupe fonctionnel est fixée directement sur le macrocycle triazacyclononane (TACN). Les trois chromophores sont ainsi introduits dans la première étape, suivie de l’hydrolyse des fonctions esters (carboxylates et phosphinates) puis la complexation avec le lanthanide souhaité. Les complexes sont rendus solubles en fixant sur chacun des chromophores des groupes solubilisants E. Après déprotection de l’amine, cette fonction est convertie en une fonction réactive permettant la bioconjugaison. 1) Préparation des briques pyridinyles
Les schémas ci-après (4-12) décrivent les différentes voies synthétiques permettant de disposer de dérivés pyridinyles trifonctionnels : en position 2 la fonction complexante (acide carboxylique ou acide phosphinique), en position 4 une fonction qui permet soit d’introduire le groupe hydrosolubilisant (fonction ester méthylique) ou bien une fonction qui permet d’incorporer le groupe fonctionnel (fonction amine protégée et fonction ester tert-butylique) et enfin en position 6 une fonction méthyl alcool qui est convertie en mésylate correspondant afin de pouvoir réagir avec les amines du cycle TACN.
Les synthèses des synthons 14a-c ont été décrites précédemment (cf. les demandes WO 2013/011236 et WO 2014/111661). A partir de ces synthons, la série des composés 17a-f a été obtenue par une séquence de trois réactions : réaction de Heck permettant de créer la liaison carbone-carbone entre le dérivé de la pyridine et l’alcène. Cette procédure a été décrite par exemple dans la demande de brevet EP-A-2 002 836. La réduction de la double liaison par hydrogénation catalytique suivie de la réaction de mésylation conduit aux composés 17a-f. Alternativement la double liaison peut être conservée pour rigidifier le système et imposer une orientation apicale des groupements hydrosolubilisants (18a-f).
Les composés 21a-f et 22a-f (schéma 5) sous forme ester tert-butylique (analogues de la série 17 et 18) ont été obtenus en suivant la même stratégie et en utilisant l’alcène correspondant.
Les composés 25a-f et 26a-f (schéma 5) sous forme NHBoc (analogues de la série 17 et 18) ont été obtenus en suivant la même stratégie en utilisant l’acène correspondant.
Les composés 28a-c (sans chaîne carbonée) analogues de la série 25 ont été préparés selon une stratégie analogue. L’introduction du groupement NHBoc a été réalisée par exemple en utilisant la méthode décrite dans l’article de revue Tetrahedron Letters 2010, 51,4445.
Les dérivés pyridinyles sur lesquels est intercalé en position 4 un atome d’oxygène entre le linker aliphatique portant la fonction (CO2R ou NHBoc) et le noyau aromatique (pyridine), ont été préparés selon la méthode décrite dans le schéma 8. L’acide chélidamique 29 a été estérifié sous forme de diester méthylique puis le linker portant la fonction a été introduit en utilisant une réaction de Mitsunobu (procédure décrite par exemple dans Organic Biomolecular Chemistry 2012, 10, 9183). La mono-réduction en utilisant du borohydrure de sodium permet d’obtenir les composés 32a-c sous forme de monoalcool qui sont ensuite convertis en dérivés mésylés correspondants 33a-c.
La fonction ester méthylique en position 4 peut être fixée directement sur le noyau aromatique (pyridine). Dans ce cas, il est nécessaire de partir du composé 34 commercial qui est d’abord estérifié. La pyridine est oxydée ensuite en présence de m-CPBA conduisant au dérivé N-oxyde correspondant 36. La fonction N-oxyde réagit facilement avec l’anhydride trifluoroacétique qui subit un réarrangement pour conduire après hydrolyse à la fonction méthyle alcool en position 6. Ce dernier est mésylé dans les conditions classiques conduisant ainsi au composé 38.
Les dérivés phosphinates 44a-b analogues ont été préparés en utilisant le composé 39 qui est d’abord estérifié puis converti en ester de phosphinate 41a-b. La suite de la séquence réactionnelle est identique à celle utilisée pour la synthèse du composé 38.
Les dérivés 51a-b ont été préparés selon la séquence réactionnelle décrite dans le schéma 11. Dans cet exemple, les fonctions ester sont introduites en utilisant le thioglycolate d’éthyle ou de tert-butyle.
Les analogues phosphinates 56a-d sont préparés selon la voie de synthèse décrite dans le schéma 12. 2) Préparation des chromophores
Les chromophores ont été synthétisés selon les schémas 13a-b et 14. Le phénol 57 est protégé sous forme de TBDMS. L’étape suivante consiste à réaliser la lithiation sélective en position 4 du OTBDMS suivi de l’addition de l’électrophile (2-iso-propoxy-4,4,5,5-tétraméthyl-1,3,2-dioxaborolane). Le composé 59 est obtenu avec un rendement de 39%.
Le composé 59 est ensuite couplé via une réaction de Suzuki sur les dérivés de la pyridine 14a-c. Les conditions de la réaction conduisent à un mélange de 60a-c (forme acide) et 61a-c (forme ester). Il faut noter que le groupement protecteur du phénol est également supprimé lors de cette étape. Ce mélange est traité dans des conditions d’estérification permettant ainsi de convertir la série 60 en série 61. Les fonctions phénol sont alkylées (62) et les fonctions alcools sont mésylées ce qui conduit aux composés 63a-c.
Lorsque, pour des raisons de synthèse la fonction amine est nécessaire, elle est alors introduite sur le chromophore en alkylant le phénol avec de la bromopropylamine NHBoc conduisant à la série 64 puis les fonctions alcools sont mésylées (série 65).
3) Synthèse des complexes mono-antenne
Les complexes mono-antenne sont synthétisés selon le schéma 15. A partir du macrocycle TACN mono protégé Boc sont condensés les dérivés pyridinyles (Py) conduisant aux composés 66a-s. Le macrocycle est déprotégé et le chromophore correspondant (Z identiques à ceux portés par les Py) est introduit sur le ligand. Les fonctions esters sont hydrolysées (série 68) et le lanthanide (en particulier l’europium ou le terbium) est complexé dans les différents ligands pour conduire aux complexes 69a-s.
Sur la série 69a-s, les composés sont rendus solubles dans les milieux aqueux par l’introduction de deux groupements hydrosolubilisants E^Es : ces groupements sont soit de nature anionique (sulfonates, E! et E2) soit neutre (zwitterion : sulfo-bétaïnes, E3), soit de nature cationique (ammonium quaternaire E4 et E5).
Enfin le groupement Boc est éliminé en présence d’acide trifluoroacétique ce qui conduit aux complexes de l’invention qui sont fonctionnalisés NH2, complexes Ïla-E^s - Ïls-E^s.
4) Synthèse des complexes di-antennes
La synthèse des complexes di-antennes est décrite dans les schémas 18-21.
La synthèse commence par la réaction d’alkylation sur le TACN monoprotégé avec les trois types de chromophores : carboxylate, méthyl phosphinate et phényl phosphinate. Le groupement protecteur Boc est éliminé et les pyridines correspondantes portant les Z identiques aux chromophores sont introduites sur le dernier site d’alkylation du TACN.
Les ligands sont hydrolysés et l’atome de lanthanide est introduit dans le macrocycle conduisant à la série 74.
Les groupements hydrosolubilisants (ErE5) sont ensuite introduits sur les deux chromophores (schéma 20). Ils sont de nature anionique, neutre ou cationique.
Pour finir le groupement Boc ou ester de tert-butyle est ensuite éliminé en présence d’acide trifluoroacétique pour conduire aux composés 76a-af (schéma 21).
5) Synthèse des complexes tri-antennes
Les complexes tri-antennes ont été synthétisés selon le schéma réactionnel décrit dans le schéma 22. Sur le TACN mono substitué 1b sont condensées les différentes pyridines mésylées (63a-c). Les ligands 77a-c obtenus sont hydrolysés en présence de lithine puis mis en contact avec les sels de lanthanide correspondant ce qui conduit soit aux complexes d’europium Eu-79a-c soit aux complexes de terbium Tb-79a-c. Après introduction des groupements hydrosolubilisants E^EsIe groupement Boc est supprimé en présence d’acide trifluoroacétique ce qui conduit aux complexes Eu-81a-c et Tb-81a-c.
Pour montrer l’efficacité des complexes de l’invention Eu-81a-E2, Tb-81a-E2, Tb-81a-E4, ces derniers ont été comparés à des complexes de l’art antérieur 82a et 82b comprenant des antennes triméthoxyphénylpyridine.
Les propriétés photo-physiques des complexes 82a et Eu-81a-E2 sont comparables. En revanche le complexe Eu-81a-E2 est très soluble dans l’eau alors que 82a présente une très mauvaise solubilité. En ce qui concerne les complexes de terbium, les propriétés photophysiques sont comparables bien qu’il y ait de petites différences en ce qui concerne l’intensité et la répartition des raies du spectre d’émission. Cependant les complexes Tb81a-E4 et Tb-81a-E2 sont très solubles dans l’eau comparés à l’analogue de l’art antérieur 82b.
Trois des complexes de l’invention ont été convertis en complexes fonctionnalisés NHS correspondant (schéma 24). Ces trois complexes sont utilisables pour marquer une protéine par exemple et plus particulièrement un anticorps.
PARTIE EXPERIMENTALE
Abréviations utilisées :
AcOEt : acétate d’éthyle
AcOH : acide acétique
Boc : tert-butyloxycarbonyle n-BuLi : n-butyllithium CDCI3 : chloroforme deutéré CHCI3 : chloroforme CH(OEt)3 : orthoformiate d’éthyle
Cs2CO3 : carbonate de césium
Cul : iodure de cuivre(l) DCM/CH2CI2 : dichlorométhane DIAD : azodicarboxylate de diisopropyle DMF : diméthylformamide DIPEA: diisopropyléthylamine DMSO : diméthylsulfoxyde
Et : éthyle ESI + : ionisation par électronébulisation en mode positif
EtOH : éthanol h : heure HATU : (O-(7-azabenzotriazol-1 -yl)-N,N,N',N'-tétraméthyluronium hexafluorophosphate) HNO3 : acide nitrique HPLC : chromatographie liquide à haute performance H2O2 : eau oxygéné H2SO4 : acide sulfurique j Jour K2CO3 : carbonate de potassium
Kl : iodure de potassium K3PO4 : phosphate de potassium LC-MS : chromatographie liquide à haute performance couplée à la spectrométrie de masse
LiOH : hydroxyde de lithium
LnCI3 : chlorure de lanthanide m-CPBA : acide métachloroperbenzoïque
Me : méthyle
MeCN : acétonitrile
Me2CO : acétone
MeOH : méthanol min: minute
Ms : mésyle
MsCI : chlorure de mésyle / chlorure de méthanesulfonyle
NaBH4 : borohydrure de sodium
NaH : hydrure de sodium
Pd/C : Palladium sur charbon
Pd(dba)2 : bis(dibenzylidèneacétone)palladium(0)
Pd(dppf)CI2 : bis(diphénylphosphino)ferrocène]dichloropalladium(ll)
Pd(OAc)2 : acétate de Palladium(ll)
Pd(PPh3)4 : tetrakis(triphénylphosphine)palladium(0)
Ph: phényle
PhMe: toluène PPh3 : triphénylphosphine
PtF: point de fusion
Py : pyridine
Rf : front de solvant TA : température ambiante TEA/Et3N : triéthylamine TFA : acide trifluoroacétique THF : tétrahydrofurane TBDMSCI : chlorure de tert-butyldiméthylsilyle
Ts : tosyle TSTU: tétrafluoroborate de 0-(N-Succinimidyl)-1,1,3,3-tétraméthyluronium UPLC-MS : chromatographie liquide à ultra haute performance couplée à la spectrométrie de masse Xphos : 2-dicyclohexylphosphino-2',4',6'-triisopropylbiphényle
Chromatographie
Les chromatographies liquides à haute performance (HPLC) analytiques et préparatives ont été effectuées sur deux appareils : HPLC Analytique : ThermoScientific, pompe quaternaire P4000, Détecteur UV 1000 à lampe au deutérium (190-350 nm), colonne analytique Waters XBridge C18, 3,5 pm, 4,6 χ 100 mm. HPLC Préparative : Shimadzu, 2 pompes LC-8A, détecteur UV à barrette de diodes Varian ProStar, colonne préparative Waters XBridge prép. C18, 5 pm: 19 x 100 mm ou 50 χ 150 mm.
Les chromatographies liquides à Ultra-haute performance (UPLC) analytiques ont été réalisées sur un appareil Waters Acquity HCIass avec comme détecteur soit un detecteur UV à barette de diode de type PDA ou soit un détecteur masse simple quadripolaire de type SQD2. La sonde utilisée est un électro-spray mode positif : tension de capillaire à 3,2 KV - tension de cône à 30 V.
Les chromatographies sur colonne de silice ont été réalisées sur gel de silice Merck 60 (0.040-0.063 mm). Les chromatographies sur colonne d’alumine ont été réalisées sur oxyde d’aluminium Sigma-Aldrich, neutre, activé, Brochmann I.
Spectroscopie • Résonance Magnétique Nucléaire (RMN)
Les spectres RMN (1H, 13C et31 P) ont été réalisés à l’aide d’un spectromètre Bruker Avance 400 MHz NanoBay (aimant de 9,4 Teslas), muni d’une sonde de mesure BBFO, multi noyaux de diamètre de 5 mm, de gradient Z et de lock 2H. Les déplacements chimiques (δ) sont exprimés en partie par million (ppm). Les abréviations suivantes sont utilisées : s : singulet, s I : singulet large, s app : singulet apparent, d : doublet, t : triplet, q : quadruplet, m : multiplet, dd : doublet dédoublé, td : triplet dédoublé, qd : quadruplet dédoublé, ddd : doublet de doublet dédoublé, AB : système AB. • Spectrométrie de masse (LRMS)
Les spectres de masse (LC-MS) ont été réalisés à l’aide d’un spectromètre Waters ZQ 2000 simple quadipôle à source multimode ESI/APCI équipé de colonne Waters XBridge C18, 3,5pm, 4,6 χ 100 mm. • Spectrométrie de masse haute résolution (HRMS)
Les analyses ont été effectuées avec un spectromètre de masse QStar Elite (Applied Biosystems SCIEX) équipé d’une source d’ionisation à pression atmosphérique (API) assistée pneumatiquement. L’échantillon a été ionisé en mode electrospray positif dans les conditions suivantes : tension electrospray (ISV) : 5500 V ; tension d’orifice (OR) : 20 V ; pression du gaz de nébulisation (air) : 20 psi. Le spectre de masse haute résolution (HRMS) a été obtenu avec un analyseur temps de vol (TOF). La mesure de masse exacte a été effectuée en triple avec un double étalonnage interne.
Gradient A
Colonne Waters Acquity C18, 300 À, 1,7 pm, 2,1 x 50 mm - A / eau 0,1% acide formique B / acétonitrile 0,1% acide formique t = 0 min 5 % B -1 = 0,2 min 5 % B -1 = 5 min 100 % B - 0,6 mL.min" 1
Gradient B
Colonne Waters Xbridge Ci8, 5 pm, 50 x 150 mm - A / eau 25 mM TEAAc pH 7 B / acétonitrile t = 0 min 10 % B - t = 19 min 60 % B - 100 mL.min"1.
Gradient C
Colonne Waters Acquity C18, 300 À, 1,7 pm, 2,1 x 50 mm - A / eau 5 mM acétate d’ammonium B / acétonitrile t = 0 min 5 % B -1 = 0,2 min 5 % B -1 = 5 min 100 % B - 0,6 mL.min'1.
Gradient D
Colonne Waters Xbridge Ci8, 5 pm, 20 x 100 mm - A / eau 25 mM TEAAc pH 7 B / acétonitrile t = 0 min 5 % B - t = 19 min 60 % B - 20 mL.min"1.
Gradient E
Colonne Waters Xbridge C18, 5 pm, 20 x 100 mm - A / eau 25 mM TEAAc pH 7 B / acétonitrile t = 0 min 2 % B - t = 19 min 40 % B - 20 mL.min"1.
Gradient F
Colonne Waters Xbridge C18, 5 pm, 20 x 100 mm - A / eau 25 mM TEAAc pH 6 B / acétonitrile t = 0 min 2 % B - t = 19 min 40 % B - 20 mL.min"1.
Gradient G
Colonne Waters Xbridge C18, 5 pm, 50 x 150 mm - A / eau 0,2% TFA B I acétonitrile t = 0 min 10% B - t= 12 min 50 % B - 80 mL.min'1.
Gradient H
Colonne Waters Xbridge C18, 5 pm, 50 x 150 mm - A / eau 0,2% TFA B / acétonitrile t = 0 min 30% B - t = 20 min 100 % B - 80 mL.min"1.
Exemples
Composé 1 : le composé 1 a été préparé selon la procédure décrite dans les demandes WO 2013/011236 et WO 2014/111661.
Composés 14a-14c : les composés 14a-14c ont été préparés selon la procédure décrite dans les demandes WO 2013/011236 et WO 2014/111661.
Composé 15a : dans un ballon de Schlenk de 100 mL le composé 14a (440 mg, 1,5 mmol) a été solubilisé dans du DMF anhydre (10 mL) pour donner une solution incolore. Au mélange réactionnel a été ajouté la tri(o-tolyl)phosphine (91 mg, 0,3 mmol), Pd(OAc)2 (33,7 mg, 0,15 mmol), la TEA (0,314 mL, 2,252 mmol) puis l’acrylate de méthyle (0,203 mL, 2,252 mmol) en une seule fois. La réaction a été agitée à 70 °C pendant 5 h. L'avancement de la réaction a été suivi par UPLC-MS (gradient A). Après cette période, la réaction était totale. Le mélange réactionnel a été concentré sous pression réduite, dilué dans AcOEt (50 mL), lavé avec de l'eau (2 x 50 mL) puis de l'eau saturée en NaCI (50 mL). La phase organique a été séchée sur MgSO4, filtrée et concentrée sous pression réduite. Le brut a été purifié par chromatographie sur colonne de silice en utilisant un gradient de solvant DCM/MeOH de 100/0 jusqu’à 99/1 pour conduire au composé 15a (233 mg, 62%) sous forme de poudre blanche.
Composés 15b-15f : ces composés ont été préparés selon la même procédure que celle utilisée pour la synthèse de 15a en utilisant les alcènes correspondants.
Composé 16a : dans un ballon de 50 mL le composé 15a (233 mg, 0,927 mmol) a été solubilisé dans MeOH (10 mL) pour donner une solution incolore. Au mélange réactionnel a été ajouté le Pd/C 10% (23,69 mg, 0,022 mmol) en une seule fois. La réaction a été agitée à TA avec un barbotage de dihydrogène pendant 2 h. L’avancement de la réaction a été suivi par UPLC-MS (gradient A). Après cette période, la réaction était totale. Le mélange réactionnel a été filtré sur filtre nylon 22 pm, évaporé à sec pour conduire au composé 16a (231 mg, 98%) sous forme de poudre blanche.
Composés 16b-16f : ces composés ont été préparés selon la même procédure que celle utilisée pour la synthèse de 16a.
Composé 17a : dans un ballon de 100 mL le composé 16a (231 mg, 0,912 mmol) a été solubilisé dans du THF anhydre (30 mL) pour donner une solution incolore. Au mélange réactionnel placé dans un bain de glace a été ajouté la TEA (0,127 mL, 0,912 mmol) puis MsCI (72 pL, 0,912 mmol) en une seule fois. Le mélange a été réchauffé à TA et agité pendant 15 min. L'avancement de la réaction a été suivi par UPLC-MS (gradient A). Après cette période, la réaction était totale. Le mélange réactionnel a été concentré sous pression réduite, dilué dans du DCM (50 mL), lavé avec de l'eau (2 x 25 mL) puis de l'eau saturée en NaCI (20 mL). La phase organique a été séchée sur MgSO4, filtrée et concentrée sous pression réduite pour conduire au composé 17a (249 mg, 82%) sous forme de poudre blanche.
Composés 17b-17f : ces composés ont été préparés selon la même procédure que celle utilisée pour la synthèse de 16a.
Composés 18a-18f : ces composés ont été préparés selon la même procédure que celle utilisée pour la synthèse de 17a.
Composés 19a-19f : ces composés ont été préparés selon la même procédure que celle utilisée pour la synthèse de 15a.
Composés 20a-20f : ces composés ont été préparés selon la même procédure que celle utilisée pour la synthèse de 16a.
Composés 21a-21f : ces composés ont été préparés selon la même procédure que celle utilisée pour la synthèse de 17a.
Composés 22a-22f : ces composés ont été préparés selon la même procédure que celle utilisée pour la synthèse de 17a.
Composés 23a-23f : ces composés ont été préparés selon la même procédure que celle utilisée pour la synthèse de 15a en utilisant les alcènes correspondants.
Composés 24a-24f : ces composés ont été préparés selon la même procédure que celle utilisée pour la synthèse de 16a.
Composés 25a-25f : ces composés ont été préparés selon la même procédure que celle utilisée pour la synthèse de 17a.
Composés 26a-26f : ces composés ont été préparés selon la même procédure que celle utilisée pour la synthèse de 17a.
Composé 27a-c : les composés 27a-c ont été préparés selon la procédure décrite dans l’article : Tetrahedron Letters 2010, 51,4445.
Composés 28a-28c : ces composés ont été préparés selon la même procédure que celle utilisée pour la synthèse de 17a.
Composé 29 : ce composé est disponible commercialement.
Composé 30 : le composé 30 a été préparé selon la procédure décrite dans l’article : Dalton Transactions 2010, 39, 707.
Composés 31a-31c : les composés 31a-31c ont été préparés selon la procédure décrite dans l’article : Organic Biomolecular Chemistry 2012, 10, 9183.
Composés 32a-32c : les composés 32a-32c ont été préparés selon la procédure décrite dans l’article : Journal of Organic Chemistry 2010, 75, 7175.
Composés 33a-33c : les composés 33a-33c ont été préparés selon la procédure décrite dans l’article : Journal of Organic Chemistry 2010, 75, 7175.
Composé 34 : ce composé est disponible commercialement.
Composé 35 : le composé 35 a été préparé selon la procédure décrite dans l’article : Bioorganic Chemistry 2014, 57, 148.
Composé 36 : le composé 36 a été préparé selon la procédure décrite dans l’article : Carbohydrate Research 2013, 372, 35.
Composé 37 : le composé 37 a été préparé selon la procédure décrite dans la demande WO 2014/111661.
Composé 38 : le composé a été préparé selon la même procédure que celle utilisée pour la synthèse de 17a.
Composé 39 : disponible commercialement.
Composé 40 : le composé 40 a été préparé selon la procédure décrite dans l’article : Bioorganic Chemistry 2014, 57, 148.
Composé 41a-b : les composés 41a-b ont été préparés selon la procédure décrite dans la demande WO 2014/111661 en utilisant le catalyseur correspondant.
Composé 42a-b : les composés 42a-b ont été préparés selon la même procédure que celle utilisée pour la synthèse de 36.
Composé 43a-b : les composés 43a-b ont été préparés selon la même procédure que celle utilisée pour la synthèse de 37.
Composé 44a-b : les composés 44a-b ont été préparés selon la même procédure que celle utilisée pour la synthèse de 17a.
Composé 45 : ce composé est disponible commercialement.
Composé 46 : le composé 46 a été préparé selon la procédure décrite dans l’article : Chemistry - A European Journal, 2014, 20, 3610.
Composé 47 : le composé 46 (0,313 g, 2,04 mmol) a été dissous dans H2SO4 (11 mL) à TA puis la solution a été refroidie dans un bain de glace. A ce mélange a été ajouté goutte à goutte HNO3 (9,7 mL) et la solution a été chauffée à 100 °C pendant2 j. Le mélange a été refroidi à TA puis versé dans de la glace pilée (100 g). Après 1 h, la phase aqueuse a été extraite avec du CH2CI2 (3 x 50 mL), les phases organiques ont été regroupées, séchées sur MgSO4 et le produit brut a été purifié par chromatographie sur colonne de silice en utilisant un mélange de solvant (CH2CI2-AcOH, 98/2) pour conduire à un solide blanc (224 mg, 56%). Rf (CH2CI2/AcOH, 98/2) = 0.38; PtF: 147 °C; RMN1H (400 MHz, CDCI3, δ): 16.49 (s, 1H, COOH), 9.08 (s, 1H, H3), 8.36 (s, 1H, H5), 2.75 (s, 3H, py-CH3); RMN 13C (101 MHz, CDCI3, δ): 159.4 (COOH), 152.4 (C6), 144.4 (C4), 138.7 (C2), 123.1 (C5), 121.7 (C3), 18.4 (py-CH3); MS Calculée pour C7H7N2O5199,036. Trouvée 199,035 [M+H]+.
Composé 48: le composé 47 (2,9, 14,7 mmol) a été dissous dans du MeOH anhydre (3 mL) à TA. A cette solution a été ajouté H2SO4 (200 pL) goutte à goutte et la solution a été chauffée à 65°C pendant 3 j. La solution a été refroidie à TA et le solvant a été éliminé sous pression réduite. Au résidu a été ajoutée H2O (30 mL) et la solution a été extraite avec AcOEt (3 x 20 mL). Les phases organiques ont été réunies, lavée avec une solution de bicarbonate de sodium à 5% (2 x 20 mL), puis avec une solution de saumure saturée (20 mL). Après séchage sur MgSO4, le solvant a été filtré, éliminé sous pression réduite pour conduire au composé 48 qui a été utilisée dans la suite de la synthèse sans purification supplémentaire (57 mg, 76%). RMN 1H (400 MHz, CDCI3, δ): 8.33 (d, 1H, 4J 3.1, H5), 8.19 (d, 1H, 4J 3.1, H3), 4.02 (s, 3H, CH3CO), 2.57 (s, 3H, py-CH3); RMN 13C (100 MHz, CDCI3, δ): 160.8 (COOMe), 152.7 (C6), 142.1 (C4), 140.5 (C2), 121.4 (C5), 119.3 (C3), 53.8 (OCH3), 18.3 (py-CH3); MS Calculée C8H9N2O5213,051. Trouvée 213,050 [M+H]+.
Composé 49 : à une solution de composé 48 (114 mg, 0,54 mmol) dans du CHCI3 (10 mL) a été ajouté à TA de l’anhydride trifluoroacétique (1,48 mL, 10,8 mmol). Le mélange a été chauffé à 60°C pendant 5 h sous atmosphère inerte. Après cette période, la réaction a été refroidie à TA puis le solvant a été éliminé sous pression réduite. A l’huile jaune ont été ajoutés du EtOH (3 mL) et H2O (3 mL) et la solution a été agitée à TA pendant 2 h. Les solvants ont été éliminés sous pression réduite et la phase aqueuse a été extraite avec du CH2CI2 (3 x 30 mL). Les phases organiques ont été réunies, séchées sur MgSO4 et évaporées sous pression réduite . Le résidu a été purifié par chromatographie sur colonne de silice en utilisant un gradient de solvant Hexane/AcOEt, 70/30 to 50/50 pour conduire au composé 49 (74 mg, 65%). Ftf (CH2CI2/MeOH, 95/5) = 0.67; RMN 1H (400 MHz, CDCI3, δ): 8.68 (d, 1H, 4J 2.1, H3), 8.37 (d, 1H, 4J 2.1, H5), 5.06 (s, 2H, C/72OH), 4.06 (s, 3H, CH3CO); RMN 13C (100 MHz, CDCI3, δ): 164.3 (COOMe), 163.6 (C6), 155.3 (C4), 149.7 (C2), 116.4 (C5), 116.3 (C3), 64.5 (CH2OH), 29.5 (CO2CH3).
Composé 50a : à une solution de composé 49 (21,6 mg, 0,102 mmol) dans du DMF anhydre (1 mL) ont été ajoutés du NaH (17 mg, 0.708 mmol) et du thioglycolate d’éthyle (35 pL, 0.320 mmol) sous atmosphère inerte et à TA. Le mélange a été agité à TA pendant 2 h sous atmosphère inerte. Le solvant a été ensuite éliminé sous pression réduite et à l’huile jaune ont été ajoutés du MeOH (5 mL) et H2SO4 (200 pL). La solution a été chauffée à 65°C pendart 72 h sous argon. Le solvant a été éliminé sous pression réduite et au résidu a été ajoutée H2O (10 mL) et la solution aqueuse a été extraite avec AcOEt (3 x 20 mL). Les phases organiques ont été rassemblées et séchées sur MgSO4, filtrées et concentrées sous pression réduite. Le résidu a été purifié par chromatographie sur colonne de silice en utilisant comme éluant CH2CI2-MeOH, 98/2 pour conduire au composé 50a (8.2 mg, 25%). Rf (DCM/MeOH, 95/5) = 0.35; RMN 1H (400 MHz, CDCI3, δ): 7.88 (d, 1H, 4J 1.9, H5), 7.63 (d, 1H, 4J 1.9, H3), 4.69 (s, 2H, CH2OH), 4.02 (s, 2H, ÇH2S), 3.96 (s, 3H, CH3CO), 3.76 (s, 3H, CH3CO); RMN 13C (100 MHz, CDCI3, δ): 170.7 (COOMe), 166.4 (COOMe), 163.3 (C2), 152.3 (C4), 147.8 (C6), 121.2 (C5), 121.1 (C3), 65.1 (CH2OH), 53.3 (CO2ÇH3), 48.5 (COsÇHa), 33.6 (SÇH2).
Composé 50b : le composé 50b a été préparé selon la même procédure que celle utilisée pour la synthèse de 50a.
Composé 51a : à une solution de composé 50a (8,2 mg, 0,03 mmol) dans du THF anhydre (2 mL) ont été ajoutés de la TEA (12,5 pL, 0,09 mmol) et du MsCI (3,5 pL, 0,045 mmol). Cette solution a été agitée à TA pendant 3,5 h. Après cette période, le solvant a été éliminé sous pression réduite et le résidu a été dissous dans du CH2CI2 (20 mL). La phase organique a été lavée avec H2O (3x10 mL), séchée sur MgSO4, filtrée et le solvant a été éliminé sous pression réduite pour conduire de façon quantitative au composé 51a. Rf (DCM/MeOH, 95/5) = 0.8; 1H NMR (400 MHz, CDCI3, δ): 7.95 (d, 1H, 4J 1.5, H5), 7.52 (d, 1H, 4J 1.5, H3), 5.35 (s, 2H, CH2OMs), 3.98 (s, 2H, CH2S), 3.82 (s, 2H, COCH3), 3.77 (s, 2H, COCH3), 3.14 (s, 3H, SCH3).
Composé 51b : le composé 51b a été préparé selon la même procédure que celle utilisée pour la synthèse de 51a.
Composés 52a-b : les composés 52a-b ont été préparés selon les mêmes procédures que celle utilisées respectivement pour la synthèse de 14b et 14c.
Composés 53a-b : les composés 53a-b ont été préparés selon la même procédure que celle utilisée pour la synthèse de 46.
Composés 54a-b : les composés 54a-b ont été préparés selon la même procédure que celle utilisée pour la synthèse de 49.
Composés 55a-d : les composés 55a-d ont été préparés selon la même procédure que celle utilisée pour la synthèse de 50a.
Composés 56a-d : les composés 56a-d ont été préparés selon la même procédure que celle utilisée pour la synthèse de 51a.
Composé 57 : ce composé est disponible commercialement.
Composé 58 : à une solution de 3,5-diméthoxyphénol (10 g, 62.9 mmol) dans du DMF anhydre (145 mL) ont été additionnés de l’imidazole (6,49 g, 94,4 mmol) puis du TBDMSCI (9,78 g, 62,9 mmol). Le mélange réactionnel a été agité pendant une nuit à TA. A cette solution a été ajoutée H2O (50 mL) puis la solution a été extraite avec AcOEt (2 x 30 mL). Les phases organiques ont été réunies, lavées avec une solution de saumure (20 mL), séchées sur MgSO4, filtrée et concentrées sous pression réduite. Le produit brut a été purifié par chromatographie sur colonne de silice en utilisant un gradient de solvant Cyclohexane-AcOEt de 0/90 - 85/15 par incrément de 5% pour conduire au composé 58 (15.8 g, 94%) sous forme d’huile incolore.
Composé 59 : à une solution de composé 58 (15,8 g, 58,9 mmol) dans du THF anhydre (130 mL) a été ajouté goutte à goutte à -78°C dun-BuLi 2,5 M dans l’hexane (26,3 mL, 65,8 mmol) sous argon. Le mélange réactionnel a été agité à TA pendant 5 h puis refroidi à -78°C. A cette solution a été ajoité goutte à goutte une solution de 2-iso-propoxy-4,4,5,5-tétraméthyl-1,3,2-dioxaborolane (14,4 mL, 70,6 mmol) dans du THF anhydre (32 mL). Le mélange réactionnel a été agité à TA pendant 3 h puis a été versé dans un mélange glace pilée-H2O (400 mL). La phase aqueuse a été extraite avec AcOEt (2 x 50 mL). Les phases organiques ont été réunies, lavées avec une solution de saumure (20 mL), séchées sur MgSO4, filtrée et concentrées sous pression réduite. Au résidu a été ajouté du MeOH (9 mL) et la solution a été refroidie à 4°C pendant une nuit. Après cette période, un solide blanc a cristallisé. Les cristaux ont été collectés par filtration et séchés pour conduire au composé 59 (8.91 g, 38%) sous forme de solide blanc.
Composés 60a et 61a : dans un ballon de Schlenk de 50 ml_ le composé 14a (440 mg, 1,5 mmol) a été solubilisé dans un mélange d’acétone (2 ml_) et H2O (2,5 ml_) pour donner une solution incolore. Au mélange réactionnel ont été ajoutés le composé 59 (710 mg, 1,8 mmol), du K2CO3 (518 mg, 3,75 mmol), et du Pd(dba)2 (1,725 mg, 3,00 pmol) en solution dans de l'acétone (0,5 ml_) en une seule fois. Le mélange réactionnel a été agité à 65°C pendant 4h. L'avancement de la réaction a été suivi par UPLC-MS (Gradient A). Après cette période, la réaction était totale, contenant un mélange des composés 60a et 61a. Le mélange réactionnel a été concentré sous pression réduite et a été utilisé dans la suite de la synthèse sans purification supplémentaire.
Composé 61a : dans un ballon de 250 mL le mélange de composés 60a et 61a (458 mg, 1,5 mmol) a été solubilisé dans du MeOH (100 mL) pour donner une solution jaune. Au mélange réactionnel a été ajouté H2SO4 (0,416 mL, 4,50 mmol) en une seule fois. La réaction a été agitée à reflux pendant 7 j. L'avancement de la réaction a été suivi par UPLC-MS (gradient A). Après cette période, la réaction était partielle (90%). Le mélange réactionnel a été concentré sous pression réduite puis a été directement purifié par HPLC préparative (gradient G) pour conduire au composé 61a (385 mg, 1,21 mmol, 80%) sous forme de poudre jaune.
Composé 62a : dans un ballon de 250 mL le composé 61a (354 mg, 1,11 mmol) a été solubilisé dans du MeCN anhydre (100 mL) pour donner une solution jaune. Au mélange réactionnel a été ajouté du K2CO3 (460 mg, 3,33 mmol), du Kl (27,6 mg, 0,166 mmol) puis le bromoacétate de méthyle (0,162 mL, 1,66 mmol) en une seule fois. La réaction a été agitée à 65°C pendant 1 nuit. L'avancement de la réaction a été suivi par UPLC-MS (gradient A). Après cette période, la réaction était totale. Le mélange réactionnel a été concentré sous pression réduite, dilué dans du DCM (50 mL) puis filtré et enfin purifié par chromatographie sur colonne de silice en utilisant AcOEt comme éluant pour conduire au composé 62a (261 mg, 60 %) sous forme de poudre blanche.
Composé 63a : dans un ballon de 100 mL le composé 62a (224 mg, 0,572 mmol) a été solubilisé dans du THF anhydre (30 mL) pour donner une solution incolore. Le mélange réactionnel a été placé dans un bain de glace puis du MsCI (45 pL, 0,572 mmol) a été ajouté en une seule fois. En fin d'addition le bain de glace a été retiré et la réaction a été agitée pendant 15 min. L'avancement de la réaction a été suivi par UPLC-MS (gradient A). Après cette période, la réaction était totale. Le mélange réactionnel a été concentré sous pression réduite, dilué dans du DCM (50 mL) et lavé avec de l'eau (2 x 40 mL). La phase organique a été séchée sur MgSO4, filtrée et évaporée à sec au rotavapor. Le brut a été purifié par chromatographie sur colonne de silice en utilisant un gradient de solvant DCM/MeOH de 100/0 jusqu’à 95/5 pour conduire au composé 63a (264 mg, 98%) sous forme de poudre blanche.
Composé 77a : dans un ballon de Schlenk de 50 mL le composé 1b (41 mg, 0,159 mmol) a été solubilisé dans du THF anhydre (5 mL) pour donner une solution incolore. Au mélange réactionnel ont été ajoutés le composé 63a (223 mg, 0,476 mmol) en solution dans du MeCN anhydre (10 mL) puis du K2CO3 (88 mg, 0,635 mmol) en une seule fois. La réaction a été agitée à 85°C pendant 1 nuit. L'avancement de la réaction a été suivi par UPLC-MS (gradient A). Après cette période, la réaction était totale. Le mélange réactionnel a été directement purifié par HPLC préparative (gradient H) pour conduire au composé 77a (106 mg, 48%) sous forme de poudre blanche.
Composé Eu-79a : dans un ballon de 50 mL le composé 77a (53 mg, 38,5 pmol) a été solubilisé dans du MeCN (1 mL) et de l'eau (5 mL) pour donner une solution incolore. Au mélange réactionnel a été ajouté LiOH (0,941 mg, 38,5 pmol) en une seule fois. La réaction a été agitée à température ambiante pendant 30 min. L'avancement de la réaction a été suivi par UPLC-MS (gradient A). Après cette période, la déprotection était totale (composé 78a). Le pH du mélange réactionnel a été ajusté à 7 avec HCl 1M. Au mélange réactionnel a été ajouté du chlorure d’europium hexahydrate (21 mg, 57,8 pmol) en une seule fois. La réaction a été agitée à TA pendant 1 nuit, après cette période la réaction était totale. Le mélange réactionnel a été directement purifié par HPLC préparative (gradient D) pour conduire au composé 79a (49 mg, 88%) sous forme de poudre blanche.
Composé Eu-80a-E2 : dans un ballon de 25 mL le composé 79a (49 mg, 34 pmol) a été solubilisé dans du DMSO anhydre (1,5 mL) pour donner une solution incolore. Au mélange réactionnel ont été ajoutés de l’acide 3-amino-1-propanesulfonique (29 mg, 204 pmol), de la DIPEA (36 pL, 204 pmol) puis du HATU (53 mg, 136 pmol) en une seule fois. La réaction a été agitée à TA pendant 15 min. L'avancement de la réaction a été suivi par UPLC-MS (gradient C). Après cette période, la réaction était totale. Le mélange réactionnel a été directement purifié par HPLC préparative (gradient D) pour conduire au composé Eu-80a-E2 (19 mg, 10,2 pmol, 30%) sous forme de poudre blanche.
Composé Eu-81a-E2 : dans un ballon de 25 mL le composé Eu-80a-E2 (18,32 mg, 10,14 pmol) a été solubilisé dans du TFA (400 pL) pour donner une solution jaune. La réaction a été agitée à TA pendant 30 min. L'avancement de la réaction a été suivi par UPLC-MS (gradient C). Après cette période, la réaction était totale. Le mélange réactionnel a été évaporé au rotavapor puis purifié par HPLC préparative (gradient E) pour conduire au composé Eu-81a-E2 (7,89 pmol, 78%) sous forme de poudre blanche.
Composé Tb-79a : dans un ballon de 50 mL le composé 77a (53 mg, 38,5 pmol) a été solubilisé dans du MeCN (1 mL) et de l'eau (5 mL) pour donner une solution incolore. Au mélange réactionnel a été ajouté LiOH (0,941 mg, 38,5 pmol) en une seule fois. La réaction a été agitée à TA pendant 30 min. L'avancement de la réaction a été suivi par UPLC-MS (gradient A). Après cette période, la déprotection était totale (composé 78a). Le pH du mélange réactionnel a été ajusté à 7 avec du HCl 1M. Au mélange réactionnel a été ajouté le chlorure de terbium hexahydrate (22 mg, 57,8 pmol) en une seule fois. La réaction a été agitée à TA pendant 1 nuit, après cette période la réaction était totale. Le mélange réactionnel a été directement purifié par HPLC préparative (gradient D) pour conduire au composé Tb-79a (19 mg, 12,8 pmol, 33%) sous forme de poudre blanche.
Composé Tb-80a-E2 : dans un ballon de 25 ml_ le composé Tb-79a (9,3 mg, 6,4 pmol) a été solubilisé dans du DMSO anhydre (1 ml_) pour donner une solution incolore. Au mélange réactionnel ont été ajoutés de l’acide 3-amino-1-propanesulfonique (5,5 mg, 38,4 pmol), de la DIPEA (4,5 pL, 25,6 pmol) puis du HATU (10 mg, 25,6 pmol) en une seule fois. La réaction a été agitée à TA pendant 15 min. L'avancement de la réaction a été suivi par UPLC-MS (gradient C), après cette période, la réaction était totale. Le mélange réactionnel a été directement purifié par HPLC préparative (gradient D) pour conduire au composé Tb-80a-E2 (7,8 mg, 4,3 pmol, 67%) sous forme de poudre blanche.
Composé Tb-80a-E4 : dans un ballon de 25 mL le composé Tb-79a (9,3 mg, 6,4 pmol) a été solubilisé dans du DMSO anhydre (1 mL) pour donner une solution incolore. Au mélange réactionnel a été ajouté de la 2-N,N,N-triméthylammonium-éthylamine (3,96 mg, 38,4 pmol), de la DIPEA (4,5 pL, 25,6 pmol) puis du HATU (10 mg, 25,6 pmol) en une seule fois. La réaction a été agitée à TA pendant 15 min. L'avancement de la réaction a été suivi par UPLC-MS (gradient C). Après cette période, la réaction était totale. Le mélange réactionnel a été directement purifié par HPLC préparative (gradient D) pour conduire au composé Tb-80a-E4 (6,1 mg, 3,6 pmol, 56%) sous forme de poudre blanche.
Composé Tb-81a-E2 : dans un ballon de 25 mL le composé Tb-80a-E2 (7,8 mg, 4,3 pmol) a été solubilisé dans du TFA (500 pL) pour donner une solution jaune. La réaction a été agitée à TA pendant 30 min. L'avancement de la réaction a été suivi par UPLC-MS (gradient C). Après cette période, la réaction était totale. Le mélange réactionnel a été évaporé au rotavapor puis purifié par HPLC préparative (gradient E) pour conduire au composé Tb-81a-E2 (2,78 pmol, 64%) sous forme de poudre blanche.
Composé Tb-81a-E4 : dans un ballon de 25 mL le composé Tb-80a-E4 (6,1 mg, 3,6 pmol) a été solubilisé dans du TFA (200 pL) pour donner une solution jaune. La réaction a été agitée à TA pendant 30 min. L'avancement de la réaction a été suivi par UPLC-MS (gradient C). Après cette période, la réaction était totale. Le mélange réactionnel a été évaporé au rotavapor puis purifié par HPLC préparative (gradient E) pour conduire au composé Tb-81a-E4 (2,2 pmol, 62%) sous forme de poudre blanche.
Le spectre UV, le chromatogramme et le spectre de masse du complexe Eu-81a-E2 sont représentés sur les figures 1 à 3. Le spectre UV, le chromatogramme et le spectre de masse du complexe Tb-81a-E2 sont représentés sur les figures 4 à 6. Le spectre UV, le chromatogramme et le spectre de masse du complexeTb-81a-E4 sont représentés sur les figures 7 à 9.

Claims (17)

  1. REVENDICATIONS
    1. Agent complexant de formule (I) : dans laquelle :
    Chrorri!, Chrom2 et Chrom3 représentent chacun un groupe de formule (la) ou (Ib) :
    Xi et X2 représentent chacun un groupe LrCO-R ou L2-G ; R est un groupe-OR2 ou-NH-E ; Ra est H ou un groupe -(CH2)rG ; Ri est un groupe -CO2H ou -PO(OH)R3 ; R2 est H ou un (CpC^alkyle ; R3 est un (Ci-C4)alkyle, de préférence un méthyle ; un phényle éventuellement substitué par un groupe -SO3", ce dernier étant de préférence en position méta ou para ; ou un benzyle ; L est une liaison directe ; un groupe -(CH2)r- éventuellement interrompu par au moins un atome choisi parmi un atome d’oxygène, un atome d’azote et un atome de soufre ; un groupe -CH=CH-; un groupe -CH=CH-CH2- ; un groupe -CH2-CH=CH- ; ou un groupe PEG ; l_2 est un groupe de liaison divalent ; G est un groupe réactif ; E est un groupe -CH2-(CH2)s-CH2-SO3" ou -N+Alk1Alk2Alk3: ou une sulfobétaïne ; I est un entier allant de 1 à 4; r est un entier allant de 1 à 6, de préférence de 1 à 3 ; s est 0, 1 ou 2 ; Alk,, Alk2, Alk3, qui peuvent être identiques ou différents, représentent un (Ci-C6)alkyle ;
    étant entendu que le composé de formule (I) comporte au moins un groupe de formule (la) et au moins un groupe LrCO-R.
  2. 2. Agent complexant selon la revendication 1, dans lequel Chrorri! représente un groupe de formule (la) dans laquelle X, est un groupe L2-G ; et Chrom2 et Chrom3 représentent chacun un groupe de formule (Ib) dans laquelle X2 est un groupe LrCO-R.
  3. 3. Agent complexant selon la revendication 2, dans lequel Chrom2 et Chrom3sont identiques.
  4. 4. Agent complexant selon la revendication 1, dans lequel Chrorri! et Chrom2 représentent chacun un groupe de formule (la) dans laquelle X! est un groupe LrCO-R ; et Chrom3 représente un groupe de formule (Ib) dans laquelle X2 est un groupe L2-G.
  5. 5. Agent complexant selon la revendication 4, dans lequel Chrorri! et Chrom2sont identiques.
  6. 6. Agent complexant selon l’une quelconque des revendications 2 à 5, dans lequel Ra est H.
  7. 7. Agent complexant selon la revendication 1, dans lequel Chrom,, Chrom2 et Chrom3 représentent chacun un groupe de formule (la) dans laquelle X! est un groupe LrCO-R ; et Ra est un groupe -(CH2)rG.
  8. 8. Agent complexant selon la revendication 8, dans lequel Chrom^ Chrom2 et Chrom3 sont identiques.
  9. 9. Agent complexant selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel R! est un groupe -CO2H ou -P(O)(OH)R3 dans lequel R3 est un (Ci-C4)alkyle ou un phényle.
  10. 10. Agent complexant selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel h est une liaison directe ; un groupe -(CH2)r- éventuellement interrompu par au moins un atome choisi parmi un atome d’oxygène et un atome de soufre, et r = 2 ou 3 ; un groupe -CH=CH- ; un groupe -CH=CH-CH2- ; ou un groupe -CH2-CH=CH.
  11. 11. Agent complexant selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel E est un groupe -CH2-(CH2)s-CH2-SO3" avec s = 0 ou 1 -(CH2)s-N+Alk1Alk2Alk3 avec Alk,, Alk2 Alk3, identiques ou différents, représentant un (Ci-C4)alkyle et s = 0 ou 1 ;ou un groupe de formule :
    dans laquelle R4 est un (Ci-C4)alkyle et t est 1 ou 2.
  12. 12. Agent complexant selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel L2 es choisi parmi : une liaison directe; un groupe alkylène linéaire ou ramifié en C1-C20, contenant éventuellement une ou plusieurs doubles ou triples liaisons; un groupe cycloalkylène en C5-C8 ; un groupe arylène en C6-Ci4; lesdits groupes alkylène, cycloalkylène ou arylène contenant éventuellement un ou plusieurs hétéroatomes, tels que l’oxygène, l’azote, le soufre ou le phosphore, ou un ou plusieurs groupe(s) carbamoyle ou carboxamido, et lesdits groupes alkylène, cycloalkylène ou arylène étan-éventuellement substitués par 1 à 5 groupes alkyle en CrC8, aryle en C6-C14, sulfonate ou oxo ; - un groupe choisi parmi les groupes divalents de formules suivantes :
    dans lesquelles n, m, p, q sont des nombres entiers de 1 à 16, de préférence de 1 à 5 et e est un nombre entier allant de 1 à 6, de préférence de 1 à 4.
  13. 13. Agent complexant selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le groupe réactif G est choisi parmi : un acrylamide, une amine activée, un ester activé, un aldéhyde, un halogénure d’alkyle, un anhydride, une aniline, un azide, une aziridine, un acide carboxylique, un diazoalcane, un haloacétamide, une halotriazine, une hydrazine, un imido ester, un isocyanate, un isothiocyanate, un maléimide, un halogénure de sulfonyle, un thiol, une cétone, une amine, un halogénure d’acide, un ester de succinimidyle, un ester d’hydroxysuccinimidyle, un ester d’hydroxysulfosuccinimidyle, un azidonitrophényle, un azidophényle, un glyoxal, une triazine, un groupe acétylénique, et en particulier un groupe choisi parmi les groupes de formules :
    dans lesquelles w varie de 0 à 8 et v est égal à 0 ou 1, et Ar est un hétérocycle à 5 ou 6 chaînons saturé ou insaturé, comprenant 1 à 3 hétéroatomes, éventuellement substitué par un atome d'halogène.
  14. 14. Agent complexant selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le groupe -L2-G est constitué d’un groupement réactif G choisi parmi : un acide carboxylique, une amine, un ester de succinimidyle, un haloacétamide, une hydrazine, un isothiocyanate, un groupe maléimide, et d’un bras d’espacement L2 constitué d’une chaîne alkylène comprenant de 1 à 5 atomes de carbone ou d’un groupe choisi parmi les groupes de
    formule : où n, m sont des nombres entiers allant de 1 à 16, de préférence de 1 à 5 et e est un nombre entier allant de 1 à 6, de préférence de 1 à 4, le groupe G étant lié à l’une ou l’autre extrémité de ces groupes divalents.
  15. 15. Complexe de lanthanide comprenant un agent complexant selon l’une quelconque des revendications précédentes et un lanthanide.
  16. 16. Complexe de lanthanide selon la revendication 15, caractérisé en ce que le lanthanide est choisi parmi : Eu3+, Tb3+, Sm3+, de préférence le lanthanide est Tb3+.
  17. 17. Conjugué fluorescent obtenu par réaction entre (i) un complexe de lanthanide selon l’une des revendications 15 et 16 comprenant un groupe G, et (ii) une molécule d’intérêt comprenant un groupe fonctionnel, ledit groupe fonctionnel formant une liaison covalente avec l’un des atomes du groupe G.
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