KR101568428B1

KR101568428B1 - 올리고머―오피오이드 효능제 컨주게이트

Info

Publication number: KR101568428B1
Application number: KR1020097018448A
Authority: KR
Inventors: 제니퍼 릭스-소티어; 보-량 뎅; 티모시 앤드류 라일리
Original assignee: 넥타르 테라퓨틱스
Priority date: 2007-03-12
Filing date: 2008-03-12
Publication date: 2015-11-11
Anticipated expiration: 2028-03-12
Also published as: EP2620163A1; CA2679479C; ES2534741T3; EP2623123A1; MX2009009851A; JP5877403B2; RS53937B1; JP2010521466A; IL200845A0; ME02176B; PL2134371T3; JP5420427B2; EP3222293A1; JP2013151563A; KR20090118952A; CN101646464A; EP2134371A2; IL200845A; WO2008112288A3; PT2134371E

Abstract

본 발명은 수용성 올리고머의 공유 결합에 의해 화학적으로 변화된 화합물을 제공한다. 본 발명의 화합물은 다수의 투여 경로 중 어느 하나에 의해 투여되는 경우 수용성 올리고머에 결합되지 않은 상기 화합물의 특성과 상이한 특성을 나타낸다.

Description

올리고머―오피오이드 효능제 컨주게이트{OLIGOMER-OPIOID AGONIST CONJUGATES}

관련 출원에 대한 상호참조

본 출원은 35 U.S.C. §119(e)하에서 2007년 3월 12일자 출원된 미국가출원 제60/906,387호를 우선권으로 주장하며, 상기 가출원 전문은 본원에 참조로 포함된다.

발명의 분야

본 발명은 (특히) 화학적 변화가 없는 오피오이드(opioid) 효능제에 비해서 특정의 이점을 지니는 화학적으로 변화된 오피오이드 효능제를 제공한다. 본원에 기재된 화학적으로 변화된 오피오이드 효능제는 (특히) 약물 발견, 약물요법, 생리학, 유기 화학 및 폴리머 화학 분야와 관련되고/거나 그러한 분야에서 이용된다.

발명의 배경

오피오이드 효능제, 예를 들어 모르핀은 동통을 겪는 환자를 치료하기 위해 오랫동안 사용되어 왔다. 오피오이드 효능제는 오피오이드 수용체와의 상호작용을 통해 진통 효과 및 그 밖의 약리학적 효과를 발휘하는데, 오피오이드 수용체로는 3가지 주요한 부류, 즉, 뮤(μ) 수용체, 카파(κ) 수용체 및 델타(δ) 수용체가 존재한다. 임상적으로 사용되는 오피오이드 효능제의 대부분은 뮤 수용체에 대해 비교적 선택성이지만, 오피오이드 효능제는 전형적으로 다른 오피오이드 수용체에서 (특히 증가된 농도에 서) 효능제 활성을 나타낸다.

오피오이드는 신경전달물질, 예를 들어 아세틸콜린, 노르에피네프린, 도파민, 세로토닌 및 물질 P(substance P)의 방출을 선택적으로 억제함으로써 이의 효능을 발휘한다.

약리학적으로, 오피오이드 효능제는 동통의 처리에 사용되는 중요한 약물 부류이다. 불운하게도, 오피오이드 효능제를 사용하는 것은 남용 가능성과 관련된다. 또한, 오피오이드 효능제의 경구 투여는 종종 유의할 만한 초회 통과 대사(first pass metabolism)를 초래한다. 또한, 오피오이드 효능제의 투여는 유의할 만한 CNS 매개된 효과, 예를 들어 사망을 초래할 수 있는 호흡 느려짐(slowed breathing)을 초래한다. 따라서, 상기 특성 또는 그 밖의 특성 중 어느 하나의 감소는 치료 약물로서의 상기 오피오이드 효능제의 선호도를 향상시킬 것이다.

본 발명은 (특히) 수용성의 비-펩티드성 올리고머와 오피오이드 효능제의 컨주게이트를 제공함으로써 당 분야에서 요구되는 상기 요건 및 제반 요건을 처리하고자 한다.

발명의 요약

본 발명의 하나 이상의 구체예에서, 수용성의 비-펩티드성 올리고머에 (바람직하게는 안정한 연결을 통해) 공유 결합된 오피오이드 효능제의 잔기를 포함하는 화합물이 제공된다.

본 발명의 하나 이상의 구체예에서, 수용성의 비-펩티드성 올리고머에 (바람직하게는 안정한 연결을 통해) 공유 결합된 카파 오피오이드 효능제의 잔기를 포함하는 화합물이 제공된다 [여기서, 카파 오피오이드 효능제는 (i) 동일한 포유동물 종내에에서 뮤 오피오이드 수용체 및 델타 오피오이드 수용체 둘 모두에 비해 카파 오피오이드 수용체에 대해 우선적으로 선택성이고, (ii) 카파 수용체에서 효능제 활성을 나타내리라고 이해됨].

본 발명의 하나 이상의 구체예에서, 수용성의 비-펩티드성 올리고머에 (바람직하게는 안정한 연결을 통해) 공유 결합된 뮤 오피오이드 효능제의 잔기를 포함하는 화합물이 제공된다 [여기서, 뮤 오피오이드 효능제는 (i) 동일한 포유동물 종내에에서 카파 오피오이드 수용체 및 델타 오피오이드 수용체 둘 모두에 비해 뮤 오피오이드 수용체에 대해 우선적으로 선택성이고, (ii) 뮤 수용체에서 효능제 활성을 나타내리라고 이해됨].

본 발명의 하나 이상의 구체예에서, 안정한 연결을 통해 수용성의 비-펩티드성 올리고머에 공유 결합된 오피오이드 효능제의 잔기를 포함하는 화합물이 제공되며, 여기서 상기 오피오이드 효능제는 하기 화학식으로 표현되는 구조를 지닌다:

상기 식에서,

R¹은 H 또는 유기 라디칼 [예를 들어, 메틸, 에틸 및 -C(O)CH₃]이고;

R²는 H 또는 OH이고;

R³는 H 또는 유기 라디칼이고;

R⁴는 H 또는 유기 라디칼이고;

점선 ("---")은 임의의 이중 결합이고;

Y¹은 O (산소) 또는 S이고;

R⁵는

로 구성된 군으로부터 선택되며 (입체화학과 상관없음), 여기서 R⁶는 유기 라디칼 [C(O)CH₃를 포함함]이다.

본 발명의 하나 이상의 구체예에서, 안정한 결합 또는 분해가능한 결합을 통해 수용성의 비-펩티드성 올리고머에 공유 결합된 오피오이드 효능제의 잔기를 포함하는 화합물이 제공되며, 여기서 상기 오피오이드 효능제는 아시마돌린(asimadoline), 브레마조신(bremazocine), 에나돌린(enadoline), 에틸케토시클라조신(ethylketocyclazocine), GR89,696, ICI204448, ICI197067, PD117,302, 날부핀(nalbuphine), 펜타조신(pentazocine), 쿼다조신(quadazocine) (WIN 44,441-3), 살비노린(salvinorin) A, 스피라돌린(spiradoline), TRK-820, U50488, 및 U69593으로 구성된 군으로부터 선택된다.

본 발명의 하나 이상의 구체예에서,

(i) 안정한 연결을 통해 수용성의 비-펩티드성 올리고머에 공유 결합된 오피오이드 효능제의 잔기를 포함하는 화합물, 및

(ii) 임의로, 약제학적으로 허용되는 부형제를 포함하는 조성물이 제공된다.

본 발명의 하나 이상의 구체예에서, 안정한 연결을 통해 수용성의 비-펩티드성 올리고머에 공유 결합된 오피오이드 효능제의 잔기를 포함하는 화합물을 포함하는 투여형(dosage form)이 제공된다.

본 발명의 하나 이상의 구체예에서, 수용성의 비-펩티드성 올리고머를 오피오이드 효능제에 공유 결합시키는 것을 포함하는 방법이 제공된다.

본 발명의 하나 이상의 구체예에서, 안정한 연결을 통해 수용성의 비-펩티드성 올리고머에 공유 결합된 오피오이드 효능제의 잔기를 포함하는 화합물을 투여하는 것을 포함하는 방법이 제공된다.

본 발명의 하나 이상의 구체예에서, 뮤 오피오이드 수용체와 결합 (예를 들어, 선택적으로 결합)시키는 것을 포함하는 방법이 제공되며, 여기서 상기 결합은 수용성의 비-펩티드성 올리고머에 공유 결합된 오피오이드 효능제의 잔기를 포함하는 화합물을 투여함으로써 달성된다. 본 발명의 하나 이상의 구체예에서, 뮤 오피오이드 수용체와 결합 (예를 들어, 선택적으로 결합)시키는 것을 포함하는 방법이 제공되며, 여기서 상기 결합은 수용성의 비-펩티드성 올리고머에 공유 결합된 오피오이드 효능제의 잔기를 포함하는 화합물을 유효량으로 포유동물 환자에게 투여함으로써 달성된다.

본 발명의 하나 이상의 구체예에서, 카파 오피오이드 수용체와 결합 (예를 들 어, 선택적으로 결합)시키는 것을 포함하는 방법이 제공되며, 여기서 상기 결합은 수용성의 비-펩티드성 올리고머에 공유 결합된 오피오이드 효능제의 잔기를 포함하는 화합물을 투여함으로써 달성된다. 본 발명의 하나 이상의 구체예에서, 카파 오피오이드 수용체와 결합 (예를 들어, 선택적으로 결합)시키는 것을 포함하는 방법이 제공되며, 여기서 상기 결합은 수용성의 비-펩티드성 올리고머에 공유 결합된 오피오이드 효능제의 잔기를 포함하는 화합물을 유효량으로 포유동물 환자에게 투여함으로써 달성된다.

본 발명의 이러한 제반 목적, 관점, 구체예 및 특징은 하기 상세한 설명을 참조하는 경우 더욱 충분히 자명하게 될 것이다.

발명의 상세한 설명

본 명세서에서 사용된, 단수형은 문맥에서 달리 명확히 나타내지 않는 한 복수를 포함한다.

본 발명을 설명하고 청구하는데 있어서, 이하 기재된 정의와 관련된 하기 용어가 사용될 것이다.

"수용성의 비-펩티드성 올리고머"는 실온의 물에서의 35%(중량) 이상의 가용성, 바람직하게는 70%(중량%) 초과의 가용성, 더욱 바람직하게는 95%(중량) 이상의 가용성을 나타내는 올리고머를 의미한다. 전형적으로는, "수용성" 올리고머의 비여과 수성 제제는 여과후의 동일한 용액에 의해서 투과된 빛의 양의 75% 이상, 더욱 바람직하게는 95% 이상을 투과시킨다. 그러나, 수용성 올리고머는 물에 95%(중량) 이상 가용성이거나 물에 완전히 가용성인 것이 가장 바람직하다. "비-펩티드성"인 것과 관련하여, 올리고머는 35%(중량) 미만의 아미노산 잔기를 지니는 경우에 비-펩티드성이다.

용어 "모노머", "모노머 서브단위" 및 "모노머 단위"가 본원에서 서로 교환적으로 사용되며, 폴리머 또는 올리고머의 기본 구조 단위 중 하나를 나타낸다. 호모-올리고머의 경우에, 단일의 반복 구조 단위가 올리고머를 형성한다. 코-올리고머의 경우에, 둘 이상의 구조 단위가, 일정한 패턴으로 또는 무작위로, 올리고머를 형성하도록 반복된다. 본 발명과 연관되어 사용된 바람직한 올리고머는 호모-올리고머이다. 수용성의 비-펩티드성 올리고머는 전형적으로 모노머들의 사슬을 형성하도록 일련으로 연결된 하나 이상의 모노머를 포함한다. 올리고머는 단일의 모노머 형태(즉, 호모-올리고머) 또는 둘 또는 셋의 모노머 형태(즉, 코-올리고머)로부터 형성될 수 있다.

"올리고머"는 약 2 내지 약 50개의 모노머, 바람직하게는 약 2 내지 약 30개의 모노머를 지닌 분자이다. 올리고머의 구조는 다양할 수 있다. 본 발명에 사용하기 위한 특이적 올리고머는 다양한 기하구조, 예컨대, 이하 보다 더 상세히 기재되는 선형, 분지형 또는 포크형을 지닌 올리고머를 포함한다.

본원에서 사용된 용어 "PEG" 또는 "폴리에틸렌 글리콜"은 어떠한 수용성 폴리(에틸렌 옥사이드)를 포함하는 것을 의미한다. 달리 명시하지 않는 한, "PEG 올리고머"(또한, 올리고에틸렌 글리콜이라 칭함)는 실질적으로 모든(더욱 바람직하게는 모든) 모노머 서브단위가 에틸렌 옥사이드 서브단위인 올리고머이다. 그러나, 올리고머는, 예를 들어 컨주게이션(conjugation)을 위한, 독특한 말단 캡핑 부분 또는 작용기를 함유할 수 있다. 전형적으로는, 본 발명에 사용하기 위한 PEG 올리고머는, 예를 들어, 합성 변환 동안, 말단 산소(들)이 대체되는지에 따라서, 두 가지의 하기 구조: "- (CH₂CH₂O)_n-" 또는 "-(CH₂CH₂O)_n-1CH₂CH₂-"중 하나를 포함할 것이다. PEG 올리고머의 경우에, "n"은 약 2 내지 50, 바람직하게는 약 2 내지 약 30이며, 전체 PEG의 말단기 및 구조는 다양할 수 있다. PEG가, 예를 들어, 소분자 약물로의 결합을 위해서 추가로 작용기 A를 포함하는 경우에, 상기 작용기는 PEG 올리고머에 공유 결합되는 경우 (i) 산소-산소 결합(-O-O-, 퍼옥사이드 연결) 또는 (ii) 질소-산소 결합(N-O, O-N)을 형성시키지 않는다.

"말단 캡핑(capping)기"는 일반적으로는 PEG 올리고머의 말단 산소에 결합된 비-반응성 탄소 함유기이다. 예시적인 말단 캡핑기는, C_1-5 알킬기, 예컨대, 메틸, 에틸 및 벤질 뿐만 아니라, 아릴, 헤테로아릴, 시클로, 및 헤테로시클로 등을 포함한다. 본 발명의 목적을 위해서, 바람직한 캡핑기는 메틸 또는 에틸과 같이 비교적 저분자량을 지닌다. 말단-캡핑기는 또한 검출 가능한 라벨을 포함할 수 있다. 그러한 라벨은, 이로 한정되는 것은 아니지만, 형광물질, 화학발광물질, 효소 라벨링에 사용되는 부분, 측색 라벨(예, 염료), 금속 이온 및 방사성 부분을 포함한다.

올리고머의 기하구조 또는 전체 구조에 대해서 참조된 용어 "분지형"은 분지점으로부터 연장되는 구별되는 "아암(arm)"을 나타내는 둘 이상의 폴리머를 지닌 올리고머를 나타낸다.

올리고머의 기하구조 또는 전체 구조에 대해서 참조된 용어 "포크형"은 분지점으로부터 연장되는 둘 이상의 작용기(전형적으로는 하나 이상의 원자를 통해서)를 지닌 올리고머를 나타낸다.

"분지점"은 올리고머가 선형 구조로부터 하나 이상의 추가의 아암으로 분지되거나 갈라지는 하나 이상의 원자를 포함하는 이작용점을 나타낸다.

용어 "반응성" 또는 "활성화된"은 통상의 유기 합성 조건하에 용이하게 또는 실제적인 비율로 반응하는 작용기를 나타낸다. 이러한 용어는 반응하지 않거나, 반응하기 위해서 강한 촉매 또는 실제적이 아닌 반응조건을 요구하는 기(즉, "비반응성" 또는 "불활성" 기)와 대조를 이룬다.

반응 혼합물 중의 분자 상에 존재하는 작용기와 관련한 용어 "용이하게 반응하지 않는"은 반응 혼합물 중의 요구된 반응을 생성시키기에 효과적인 조건하에서 기가 대부분 그대로 유지됨을 나타낸다.

"보호기"는 특정의 반응조건 하에 분자 중의 특정의 화학적 반응성 작용기의 반응을 억제 또는 차단하는 부분이다. 보호기는 보호되는 화학적 반응성 기의 형태뿐만 아니라 이용되는 반응조건 및 분자 내의 추가의 반응성 기 또는 보호기의 존재에 따라 다양할 것이다. 보호될 수 있는 작용기는, 예를 들어, 카르복실산기, 아미노기, 히드록실기, 티올기, 및 카르보닐기 등을 포함한다. 카르복실산을 위한 대표적인 보호기는 에스테르 (예컨대, p-메톡시벤질 에스테르), 아미드 및 히드라지드를 포함하며; 아미노기의 경우에는, 카르바메이트 (예컨대, 3차-부톡시카르보닐) 및 아미드를 포함하고; 히드록실기의 경우에는, 에테르 및 에스테르를 포함하고; 티올기의 경우에는, 티오에테르 및 티오에스테르를 포함하고; 카르보닐기의 경우에는, 아세탈 및 케탈을 포함한다. 그러한 보호기는 본 기술분야에 공지되어 있으며, 예를 들어 문헌[T.W. Greene and G.M. Wuts, Protecting Groups in Organic Synthesis, Third Edition, Wiley, New York, 1999] 및 이러한 문헌에 인용된 참고문헌에 기재되어 있다.

"보호된 형태"의 작용기는 보호기를 지닌 작용기를 나타낸다. 본원에서 사용된 용어 "작용기" 또는 어떠한 이의 동의어는 이의 보호된 형태를 포함한다.

"생리학적으로 분해가능한" 또는 "가수분해가능한" 또는 "분해가능한" 결합은 통상의 생리학적 조건하에 물과 반응하는(즉, 가수분해되는) 비교적 약한 결합이다. 통상의 생리학적 조건하에 물에서 가수분해되는 결합의 성향은 두 중심 원자를 연결하는 연결의 일반적인 형태뿐만 아니라, 이들 중심 원자에 결합된 치환체에 좌우될 것이다. 그러한 결합은 일반적으로는 본 기술분야의 전문가에 의해서 인식 가능하다. 적절한 가수분해 불안정 또는 가수분해에 약한 연결은, 이로 한정되는 것은 아니지만, 카르복실레이트 에스테르, 포스페이트 에스테르, 무수물, 아세탈, 케탈, 아실옥시알킬 에테르, 이민, 오르토에스테르, 펩티드, 올리고누클레오티드, 티오에스테르, 및 카보네이트를 포함한다.

"효소적으로 분해가능한 연결"은 통상의 생리학적 조건하에서 하나 이상의 효소에 의해서 분해되는 연결을 의미한다.

"안정한" 연결 또는 결합은 화학적 부분 또는 결합, 전형적으로는, 물중에서 실질적으로 안정한, 즉, 통상의 생리학적 조건하에 장기간에 걸쳐서 어떠한 인지할 만한 범위로 가수분해가 진행되지 않는 공유 결합을 나타낸다. 가수분해적으로 안정한 연결의 예는, 이로 한정되는 것은 아니지만, 하기 연결이 있다: 탄소-탄소 결합(예, 지방족 사슬에서), 에테르, 아미드, 우레탄, 및 아민, 등. 일반적으로, 안정한 연결은 통상의 생리학적 조건 하에 일일 약 1 내지 2% 미만의 가수분해율을 나타내는 연결이다. 대표 적인 화학결합의 가수분해율은 대부분의 표준 화학 교과서에서 찾아볼 수 있다.

주어진 조성물중의 올리고머의 컨시스턴시(consistency)를 기재하는 문맥에서, "실질적으로" 또는 "본질적으로"는 거의 전체 또는 완전히, 예를 들어, 95% 또는 그 초과, 더욱 바람직하게는 97% 또는 그 초과, 더욱 바람직하게는 98% 또는 그 초과, 더욱 바람직하게는 99% 또는 그 초과, 더욱 바람직하게는 99.9% 또는 그 초과를 의미하며, 주어진 양의 99.99% 또는 그 초과가 가장 바람직하다.

"단분산(Monodisperse)"은, 크로마토그래피 또는 질량 분광분석에 의해서 측정되는바, 조성물 중의 실질적으로 모든 올리고머가 잘 규정된 단일 분자량 및 규정된 수의 모노머를 지니는 올리고머 조성물을 나타낸다. 단분산 올리고머 조성물은 한 면에서는 순수한 조성물, 즉, 실질적으로 몇 가지의 상이한 수의 모노머(즉, 셋 이상의 상이한 올리고머 크기를 지니는 올리고머 조성물)를 지니는 것이 아니라 단일의 규정 가능한 수의 모노머를 지니는 분자를 포함하는 조성물이다. 단분산 올리고머 조성물은 1.0005 또는 그 미만의 MW/Mn 값, 더욱 바람직하게는, 1.0000의 MW/Mn 값을 지닌다. 확대하여 설명하면, 단분산 컨주게이트로 구성된 조성물은 조성물 중의 모든 컨주게이트의 실질적으로 모든 올리고머가 일정한 분포보다는 단일의 규정 가능한 수(정수로서)의 모노머를 지니며, 올리고머가 오피오이드 효능제의 잔기에 결합되지 않은 경우에 1.0005의 MW/Mn 값, 더욱 바람직하게는 1.0000의 MW/Mn 값을 지님을 의미한다. 그러나, 단분산 컨주게이트로 구성된 조성물은 하나 이상의 비컨주게이트 물질, 예컨대, 용매, 시약, 및 부형제 등을 포함할 수 있다.

올리고머 조성물과 관련하여 참조된 "양봉(bimodal)"은 일정한 분포가 아니라 조성물 중의 실질적으로 모든 올리고머가 두 개의 규정 가능하고 상이한 수(정수로서)의 모노머중 하나를 지니며, 분자량에 대한 수분율로서 플로팅되는 경우 분자량 분포가 두 개의 별개의 구별 가능한 피크로서 나타나는 올리고머 조성물을 나타낸다. 바람직하게는, 본원에 기재된 바와 같은 양봉 올리고머 조성물의 경우, 각각의 피크는 그의 평균에 대해서는 일반적으로 대칭이지만, 두 피크의 크기는 상이할 수 있다. 이상적으로는, 양봉 분포에서의 각각의 피크의 다분산 지수, Mw/Mn은 1.01 또는 그 미만, 더욱 바람직하게는 1.001 또는 그 미만, 더욱 바람직하게는 1.0005 또는 그 미만이며, 가장 바람직하게는 1.0000의 MW/Mn 값이다. 확대하여 설명하면, 양봉 컨주게이트로 구성된 조성물은 조성물중의 모든 컨주게이트의 실질적으로 모든 올리고머가 큰 분포라기보다는 두 개의 규정 가능하고 상이한 수(정수로서)의 모노머 중 하나를 지니며, 올리고머가 오피오이드 효능제의 잔기에 결합되지 않은 경우에 1.01 또는 그 미만, 더욱 바람직하게는 1.001 또는 그 미만, 더욱 바람직하게는 1.0005 또는 그 미만, 가장 바람직하게는 1.0000의 MW/Mn 값을 지님을 의미한다. 그러나, 양봉 컨주게이트로 구성된 조성물은 하나 이상의 비컨주게이트 물질, 예컨대, 용매, 시약, 및 부형제 등을 포함할 수 있다.

"오피오이드 효능제"는 전형적으로 약 1000 달톤 미만 (전형적으로 500 달톤 미만)의 분자량을 지니며 뮤 및/또는 카파 효능제로서 어느 정도의 활성을 지니는 유기 화합물, 무기 화합물 또는 유기금속 화합물을 나타내는 것으로 본원에서 광범위하게 사용된다. 오피오이드 효능제는 약 1000 미만의 분자량을 지닌 올리고펩티드 및 다른 생체 분자를 포함한다.

"생체막(biological membrane)"은 특정화된 세포 또는 조직으로부터 전형적으로 제조되며 적어도 일부 외래 물질 또는 달리 바람직하지 않은 물질에 대한 배리어(barrier)로서 작용하는 어떠한 막이다. 본원에서 사용된 용어 "생체막"은, 예를 들어, 뇌혈관 장벽(blood-brain barrier (BBB)); 혈액-뇌척수액 관문(blood cerebrospinal fluid barrier); 혈액-태반 관문(blood-placental barrier); 혈액-유관 장벽(blood-milk barrier); 혈관-고환 장벽(blood testes barrier); 및 질 점막, 요도 점막, 항문 점막, 구강 점막(buccal mucosa), 설하 점막, 및 직장 점막 등을 포함한 점막 장벽을 포함한 생리학적 보호성 장벽과 연관된 막을 포함한다. 문맥에서 달리 명확히 나타내지 않는 한, 용어 "생체막"은 중간 위장관(예, 위 및 소장)과 연관된 막은 포함하지 않는다.

본원에서 사용된 용어 "생체막 횡단율"은 생체막(예컨대, 뇌혈관 장벽과 연관된 막)을 가로지르는 화합물의 능력의 척도를 제공한다. 다양한 방법이 어떠한 주어진 생체막을 가로지른 분자의 수송을 검정하는데 이용될 수 있다. 어떠한 주어진 생물학적 장벽(예, 혈액-뇌척수액 관문, 혈액-태반 관문, 혈액-유관 장벽, 및 장 장벽 등)과 관련된 생체막 횡단율을 검정하는 방법이, 본원에 기재된 분야 및/또는 관련 문헌에 공지되어 있고/거나 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해서 결정될 수 있다.

본 발명에서 참조된 "대사 감소율"은 수용성 올리고머에 결합되지 않은 소분자 약물(즉, 소분자 약물 그 자체) 또는 기준 표준 물질의 대사율에 비한 수용성 올리소머 소분자 약물 컨주게이트의 대사율에서의 측정 가능한 감소를 나타낸다. "감소된 초회 대사 통과율"의 특정의 경우에서, 소분자 약물(또는 기준 표준 물질) 및 상응하는 컨주 게이트가 경구로 투여됨을 제외하고는 동일한 "대사 감소율"이 요구된다. 경구 투여된 약물은 위장관으로부터 문맥 순환으로 흡수되고, 전신으로 순환되기 전에 간을 통과해야 한다. 간이 약물 대사 또는 생체전환의 일차 부위이기 때문에, 실질적인 약물의 양이 전신 순환에 도달하기 전에 대사될 수 있다. 초회 통과 대사도, 및 그에 따른 대사의 감소는 상이한 다수의 방법에 의해서 측정될 수 있다. 예를 들어, 동물 혈액 샘플은 시간 간격을 두고 수집될 수 있으며, 혈장 또는 혈청이 대사물 수준에 대해서 액체 크로마토그래피/질량 분광법에 의해 분석될 수 있다. 초회 통과 대사 및 그 밖의 대사 과정과 연관된 "대사 감소율"을 측정하는 그 밖의 기술은 본원에 기재된 기술분야 및/또는 관련 문헌에 공지되어 있고/거나, 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해서 결정될 수 있다. 바람직하게는, 본 발명의 컨주게이트는 하기 값 중 하나 이상을 충족시키는 감소된 대사 감소율을 제공할 수 있다: 약 30% 이상; 약 40% 이상; 약 50% 이상; 약 60% 이상; 약 70% 이상; 약 80% 이상; 및 약 90% 이상. "경구 생체 이용 가능한" 화합물(예컨대, 소분자 약물 또는 이의 컨주게이트)는 바람직하게는 경구 투여되는 경우에 약 25% 초과, 바람직하게는 70% 초과의 생체 이용성을 지니는 화합물이며, 여기서, 화합물의 생체 이용성은 대사되지 않은 형태로 전신 순환에 도달하는 투여된 약물의 분율이다.

용어 "알킬"은 길이가 전형적으로 약 1 내지 20원자 범위인 탄화수소 사슬을 나타낸다. 그러한 탄화수소 사슬은 바람직하게는 필수적으로 포화될 필요는 없으며 측쇄 또는 직쇄일 수 있으며, 전형적으로는 직쇄가 바람직하다. 예시적인 알킬기에는 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 펜틸, 1-메틸부틸, 1-에틸프로필, 및 3-메틸펜틸, 등이 포함된다. 본원에서 사용된 용어 "알킬"은 셋 또는 그 이상의 탄소원자가 참조되는 경우에 시클로알킬을 포함한다. "알케닐"기는 하나 이상의 탄소-탄소 이중결합을 지니는 2 내지 20개의 탄소원자의 알킬이다.

용어 "치환된 알킬" 또는 q와 r이 알킬기에 함유된 탄소원자의 범위를 나타내는 정수인 "치환된 C_q-r알킬"은 1, 2, 또는 3개의 할로(예, F, Cl, Br, I), 트리플루오로메틸, 히드록시, C_1-7 알킬 (예, 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필, 부틸, t-부틸, 등), C_1-7 알콕시, C_1-7 아실옥시, C_3-7 헤테로시클릭, 아미노, 페녹시, 니트로, 카르복시, 카르복시, 아실, 시아노로 치환된 상기 알킬을 나타낸다. 치환된 알킬기는 동일하거나 상이한 치환체로 1회, 2회 또는 3회 치환될 수 있다.

"저급 알킬"은 1 내지 6개의 탄소원자를 함유하는 알킬기를 나타내며, 메틸, 에틸, n-부틸, i-부틸, t-부틸로 예시되는 바와 같이 직쇄 또는 측쇄일 수 있다. "저급 알케닐"은 하나 이상의 탄소-탄소 이중결합을 지니는 2 내지 6개의 탄소원자의 저급 알킬기를 나타낸다.

"비간섭 치환체"는, 분자 내에 존재할 때, 전형적으로는 그 분자 내에 함유된 다른 작용기와 반응하지 않는 기이다.

"알콕시"는 -O-R기를 나타내며, 여기서, R은 알킬 또는 치환된 알킬, 바람직하게는 C₁-C₂₀ 알킬 (예, 메톡시, 에톡시, 프로필옥시, 벤질, 등), 바람직하게는 C₁-C₇이다.

"약제학적으로 허용되는 부형제" 또는 "약제학적으로 허용되는 담체"는 본 발명 의 조성물에 포함될 수 있는 성분으로서, 그러한 성분이 부재하는 조성물에 비해서 이점(예, 환자에게 투여하기에 더욱 적합하게)을 지니는 조성물을 제공하기 위해서 본 발명의 조성물에 포함될 수 있으며 환자에게 현저한 독성학적 부작용을 유발시키지 않는 것으로 인식되는 성분을 나타낸다.

용어 "아릴"은 14개까지의 탄소원자를 지니는 방향족기를 의미한다. 아릴기에는 페닐, 나프틸, 바이페닐, 페난트레닐, 및 나프타세닐 등이 포함된다. "치환된 페닐" 및 "치환된 아릴"은 할로(F, Cl, Br, I), 히드록시, 히드록시, 시아노, 니트로, 알킬 (예, C_1-6 알킬), 알콕시 (예, C_1-6 알콕시), 벤질옥시, 카르복시, 및 아릴 등으로부터 선택된 1, 2, 3, 4 또는 5개의 치환체(예, 1 내지 2, 1 내지 3, 또는 1 내지 4개의 치환체)로 각각 치환되는 페닐기 및 아릴기를 의미한다.

"방향족-함유 부분"은 하나 이상의 아릴 및 임의로 하나 이상의 원자를 함유하는 원자의 총괄적 표현이다. 적합한 방향족-함유 부분이 본원에서 기재되고 있다.

간단히 설명하면, 화학적 부분은 전체에 걸쳐서 일가의 화학적 부분(예, 알킬, 아릴 등)으로 정의되고 그러한 일가의 화학적 부분을 나타낸다. 그럼에도 불구하고, 그러한 용어는 본 기술분야의 전문가에게는 자명한 적절한 구조적 환경하에 상응하는 다가 부분을 나타내는 것으로도 사용된다. 예를 들어, 알킬 부분은 일반적으로는 일가 라디칼(예, CH₃-CH₂-)을 나타내지만, 특정의 환경에서, 이가 연결 분분이 "알킬"일 수 있으며, 그러한 경우에, 본 기술분야의 전문가라면 알킬을 용어 알킬렌과 동일한 이가 라디칼(예, -CH₂-CH₂-)인 것으로 이해할 것이다. (유사하게, 이가 부분이 요구되고 "아 릴"인 것으로 언급되는 상황에서, 본 기술분야의 전문가라면 용어 "아릴"은 상응하는 이가 부분, 즉, 아릴렌을 나타냄을 이해할 것이다). 모든 원자는 결합의 형성을 위해서 이들의 표준 원자가를 지니는 것으로 이해된다(즉, 탄소의 경우는 4, N의 경우는 3, O의 경우는 2, S의 경우는 S의 산화상태에 따라 2, 4, 또는 6).

"약리학적 유효량", "생리학적 유효량" 및 "치료학적 유효량"은 혈류에 또는 표적 조직에 활성제 및/또는 컨주게이트의 한계 수준(threshold level)을 제공하는데 요구되는 조성물중에 존재하는 수용성 올리고머-소분자 약물 컨주게이트의 양을 의미하는 것으로 상호 교환적으로 사용된다. 정확한 양은 다양한 인자, 예를 들어, 특정의 활성제, 조성물의 성분 및 물리적 특성, 의도된 환자군, 및 환자에 대한 고려사항 등에 좌우될 것이며, 본원에 제공된 정보 및 관련 문헌에서 이용 가능한 정보를 기초로 하여 본 기술분야의 전문가에 의해서 용이하게 결정될 수 있다.

"이작용성" 올리고머는 함유된 두 개의 작용기, 전형적으로는 말단에 함유된 두 개의 작용기를 지니는 올리고머이다. 작용기가 동일한 경우, 올리고머는 호모이작용성인 것으로 일컬어진다. 작용기가 상이한 경우, 올리고머는 헤테로이작용성인 것으로 일컬어진다.

본원에 기재된 염기성 반응물 또는 산성 반응물은 중성 반응물, 하전된 반응물, 및 이의 어떠한 상응하는 염 형태를 포함한다.

용어 "환자"는 본원에 기재된 컨주게이트를, 전형적으로는, 반드시 그러한 것은 아니지만, 수용성 올리고머-소분자 약물 컨주게이트의 형태로 투여함으로써 방지 또는 치료될 수 있는 병태를 앓고 있거나 그러한 병태로 진행되기 쉬운 살아있는 유기체를 나타내며, 사람 및 동물 둘 모두를 포함한다.

용어 "임의의" 또는 "임의로"는 후속해서 기재된 상황이 발생될 수 있지만 반드시 필수적으로 발생되지는 않아서, 설명이 그러한 상황이 발생된 경우와 그러한 상황이 발생되지 않은 경우를 포함하게 함을 의미한다.

상기된 바와 같이, 본 발명은 (특히) 안정한 연결을 통해 수용성의 비-펩티드성 올리고머에 공유 결합된 오피오이드 효능제의 잔기를 포함하는 화합물에 관한 것이다.

본 발명의 하나 이상의 구체예에서, 안정한 연결 또는 분해가능한 연결을 통해 수용성의 비-펩티드성 올리고머에 공유 결합된 오피오이드 효능제의 잔기를 포함하는 화합물이 제공되며, 여기서 상기 오피오이드 효능제는 하기 화학식으로 표현되는 구조를 지닌다:

상기 식에서,

R²는 H 또는 OH이고;

R³는 H 또는 유기 라디칼이고;

R⁴는 H 또는 유기 라디칼이고;

점선 ("---")은 임의의 이중 결합이고;

Y¹은 O 또는 S이고;

R⁵는

특정 오피오이드 효능제의 예는 아세토르핀(acetorphine), 아세틸디히드로코데인(acetyldihydrocodeine), 아세틸디히드로코데이논(acetyldihydrocodeinone), 아세틸모르피논(acetylmorphinone), 알펜타닐(alfentanil), 알릴프로딘(allylprodine), 알파프로딘(alphaprodine), 아닐레리딘(anileridine), 벤질모르핀(benzylmorphine), 베지트라미드(bezitramide), 부프레노르핀(buprenorphine), 부토르파놀(butorphanol), 클로니타젠(clonitazene), 코데인(codeine), 데소모르핀(desomorphine), 덱스트로모라미드(dextromoramide), 데조신(dezocine), 디암프로미드(diampromide), 디아모르폰(diamorphone), 디히드로코데인(dihydrocodeine), 디히드로모르핀(dihydromorphine), 디메녹사돌(dimenoxadol), 디멥헵탄올(dimepheptanol), 디메틸티암부텐(dimethylthiambutene), 디옥사페틸 부티레이트(dioxaphetyl butyrate), 디피파논(dipipanone), 엡타조신(eptazocine), 에토헵타진(ethoheptazine), 에틸메틸티암부텐(ethylmethylthiambutene), 에틸모르핀(ethylmorphine), 에토니타젠(etonitazene), 에토르핀(etorphine), 디히드로에토르핀(dihydroetorphine), 펜타닐(fentanyl) 및 유도 체, 헤로인(heroin), 히드로코돈(hydrocodone), 히드로모르폰(hydromorphone), 히드록시페티딘(hydroxypethidine), 이소메타돈(isomethadone), 케토베미돈(ketobemidone), 레보르파놀(levorphanol), 레보페나실모르판(levophenacylmorphan), 로펜타닐(lofentanil), 메페리딘(meperidine), 멥타지놀(meptazinol), 메타조신(metazocine), 메타돈(methadone), 메토폰(metopon), 모르핀(morphine), 미로핀(myrophine), 나르세인(narceine), 니코모르핀(nicomorphine), 노르레보르파놀(norlevorphanol), 노르메타돈(normethadone), 날로르핀(nalorphine), 날부핀(nalbuphine), 노르모르핀(normorphine), 노르피파논(norpipanone), 아편(opium), 옥시코돈(oxycodone), 옥시모르핀(oxymorphone), 파파베레텀(papaveretum), 펜타조신(pentazocine), 페나독손(phenadoxone), 페노모르판(phenomorphan), 페나조신(phenazocine), 페노페리딘(phenoperidine), 피미노딘(piminodine), 피리트라미드(piritramide), 프로펩타진(propheptazine), 프로메돌(promedol), 프로페리딘(properidine), 프로폭시펜(propoxyphene), 서펜타닐(sufentanil), 틸리딘(tilidine), 및 트라마돌(tramadol)로 구성된 군으로부터 선택된 것들을 포함한다. 특정 구체예에서, 오피오이드 효능제는 히드로코돈, 모르핀, 히드로모르폰, 옥시코돈, 코데인, 레보르파놀, 메페리딘, 메타돈, 옥시모르폰, 부프레노르핀, 펜타닐, 디피파논, 헤로인, 트라마돌, 날부핀, 에토르핀, 디히드로에토르핀, 부토르파놀, 레보르파놀로 구성된 군으로부터 선택된다.

본 발명의 화합물의 이점은 어느 정도의 오피오이드 효능제 활성을 보유하면서 또한 대사의 감소를 나타내고/거나 비컨주게이트된 형태의 상응하는 오피오이드 효능제와 관련된 CNS 매개된 효과의 감소를 초래하는 능력인 것으로 사료된다. 이론으로 한 정하고자 하는 것은 아니지만, 본원에 기재된 올리고머 함유 컨주게이트는 비컨주게이트된 "본래의" 오피오이드 효능제와 대조적으로 용이하게 대사되지 않는 것으로 사료되는데, 이는 상기 올리고머가 오피오이드 효능제를 대사시킬 수 있는 기질에 대한 화합물의 전체 친화성을 감소시키는 작용을 하기 때문이다. 또한 (그리고 또 다시 이론으로 한정하고자 하는 것은 아님), 올리고머에 의해 도입된 가외의 크기가 비컨주게이트된 "본래의" 오피오이드 효능제와는 대조적으로 뇌혈관 장벽을 횡단하는 화합물의 능력을 감소시킨다.

본 발명의 컨주게이트를 형성하기 위해 올리고머 (예를 들어, 비교적 불순한 조성물과 대조적으로 올리고머의 단분산 또는 양봉 조성물로부터 유래된 것)를 사용하는 것은 상응하는 소분자 약물과 관련된 특정한 특성을 유리하게 변화시킬 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 컨주게이트는 다수의 적절한 투여 경로 중 어느 하나, 예를 들어 비경구, 경구, 경피, 구강(buccal), 폐 또는 비강 경로로 투여되는 경우 뇌혈관 장벽을 횡단하는 투과의 감소를 나타낸다. 컨주게이트가 뇌혈관 장벽의 지연된 횡단 또는 최소 횡단을 나타내거나 효과적으로는 뇌혈관 장벽을 전혀 횡단하지 않으며, 경구 전달이 의도되는 경우에는 위장관(GI) 벽을 횡단하여 전신 순환내로 진입하는 것이 바람직하다. 더욱이, 본 발명의 컨주게이트는 모든 올리고머가 비함유된 화합물의 생체활성 및 생체 이용성과 비교하여 컨주게이트된 형태에서 어느 정도의 생체활성뿐만 아니라 생체 이용성을 유지한다.

뇌혈관 장벽 ("BBB")과 관련하여, 이러한 장벽은 혈액으로부터 뇌로의 약물의 수송을 제한한다. 이러한 장벽은 밀착 연접(tight junction)에 의해 결합된 독특한 내 피 세포의 연속층으로 구성된다. BBB의 전체 표면적의 95% 이상을 차지하는 대뇌 모세혈관은 대부분의 용질 및 약물이 중추신경계내로 진입하는 주요한 경로이다.

혈뇌 장벽 횡단 능력의 정도를 쉽게 알 수 없는 화합물의 경우, 이러한 능력은 본원에 기재된 바와 같은 인시튜(in situ) 랫트 뇌 관류 ("RBP") 모델과 같은 적절한 동물 모델을 사용하여 측정될 수 있다. 요약하면, RBP 기술은 경동맥에 캐뉼러를 삽입한 다음, 제어되는 조건하에서 화합물 용액을 사용하여 관류시킨 다음, 혈류 공간에 남아있는 화합물을 제거하는 워시아웃(wash out) 단계를 수행하는 것를 포함한다. (이러한 분석은 예를 들어 어브솝션 시스템즈(Absorption Systems, Exton, PA)과 같은 계약 연구 기관에 의해 수행될 수 있다). 더욱 상세하게는, RBP 모델의 경우, 캐뉼러를 좌측 경동맥에 배치하고, 측분지(side branches)를 묶는다. 피분석물 (전형적으로 5 마이크로몰 농도 수준으로 존재하지만 반드시 그렇지는 않음)을 함유하는 생리학적 완충액을 단일 통과 관류 실험에서 약 10 mL/분의 유량으로 관류시킨다. 30초 후, 관류를 멈추고, 뇌혈관 함유물을 추가 30초간 화합물 비함유 완충액으로 워시아웃시킨다. 그 후, 뇌조직을 분리하고, 액체 크로마토그래프와 탠덤(tandem) 질량 분석 검출 (LC/MS/MS)을 통해 화합물 농도를 분석하였다. 또한, 분자내의 극성 원자 (일반적으로 산소, 질소 및 결합된 수소)의 표면 기여도의 합으로서 규정되는 화합물의 분자 극성 표면적 ("PSA")의 계산을 기초로 하여 뇌혈관 장벽 투과성이 평가될 수 있다. PSA는 뇌혈관 장벽 수송과 같은 화합물 수송 특성과 상호관련되는 것으로 밝혀졌다. 화합물의 PSA를 측정하는 방법에 대해서는 예를 들어 문헌 [Ertl, P., et al., J. Med. Chem. 2000, 43, 3714-3717] 및 문헌 [Kelder, J., et al., Pharm. Res. 1999, 16, 1514-1519]을 참조할 수 있다.

뇌혈관 장벽과 관련하여, 수용성의 비-펩티드성 올리고머-소분자 약물 컨주게이트는 수용성의 비-펩티드성 올리고머에 결합되지 않은 소분자 약물의 횡단율과 비교하여 감소된 뇌혈관 장벽 횡단율을 나타낸다. 본원에 기재된 화합물에 대한 뇌혈관 장벽 횡단율의 바람직한 예시적인 감소는 수용성 올리고머에 결합되지 않은 소분자 약물의 뇌혈관 장벽 횡단율과 비교하여 약 30% 이상, 약 40% 이상, 약 50% 이상, 약 60% 이상, 약 70% 이상, 약 80% 이상 또는 약 90% 이상의 감소를 포함한다. 컨주게이트에 대한 뇌혈관 장벽 횡단율의 바람직한 감소는 약 20% 이상이다.

상기 기재된 바와 같이, 본 발명의 화합물은 오피오이드 효능제의 잔기를 포함한다. 주어진 화합물 (이러한 화합물이 컨주게이트된 형태로 존재하는 지의 여부와 관계없이)이 뮤 수용체 또는 카파 수용체에 대해 효능제로 작용할 수 있는 지의 여부를 결정하는 검정이 하기 기재되어 있다.

일부의 경우, 오피오이드 효능제는 상업적 공급원으로부터 입수될 수 있다. 또한, 오피오이드 효능제는 화학 합성을 통해 수득될 수 있다. 오피오이드 효능제를 제조하기 위한 합성 방법은 문헌에 기재되어 있는데, 예를 들어 미국 특허 제 2,628,962호, 제 2,654,756호, 제 2,649,454호, 및 제 2,806,033호에 기재되어 있다.

이들 (및 그 밖의) 오피오이드 효능제 각각은 수용성의 비-펩티드성 올리고머에 공유 결합(직접적으로 또는 하나 이상의 원자를 통해서)될 수 있다.

본 발명에 유용한 소분자 약물은 일반적으로 1000 Da 미만의 분자량을 지닌다. 소분자 약물의 예시적인 분자량은 약 950 미만; 약 900 미만; 약 850 미만; 약 800 미 만; 약 750 미만; 약 700 미만; 약 650 미만; 약 600 미만; 약 550 미만; 약 500 미만; 약 450 미만; 약 400 미만; 약 350; 및 약 300 미만의 분자량을 포함한다.

본 발명에 사용된 소분자 약물은, 키랄인 경우, 라세미 혼합물 또는 광학 활성 형태, 예를 들어, 단일의 광학 활성 거울상이성체, 또는 거울상이성체의 어떠한 조합 또는 비율(즉, 스케일믹 혼합물(scalemic mixture))로 존재할 수 있다. 또한, 소분자 약물은 하나 이상의 기하 이성체를 지닐 수 있다. 기하 이성체와 관련하여, 조성물은 단일의 기하 이성체 또는 둘 이상의 기하 이성체의 혼합물을 포함할 수 있다. 본 발명에 사용하기 위한 소분자 약물은 이의 통상적인 활성 형태로 존재하거나 약간의 변화를 지닐 수 있다. 예를 들어, 소분자 약물은 올리고머의 공유 결합 전에 또는 그 후에 그에 결합된 표적 작용제, 태그(tag), 또는 운반체(transporter)를 지닐 수 있다. 대안적으로, 소분자 약물은 그에 결합된 친지성 부분, 예컨대, 포스포리피드(예, 디스테아로일포스파티딜에탄올아민 또는 "DSPE", 디팔미토일포스파티딜에탄올아민 또는 "DPPE" 등) 또는 작은 지방산을 지닐 수 있다. 그러나, 일부 예에서, 소분자 약물 부분은 친지성 부분에 대한 결합을 포함하지 않는 것이 바람직하다.

수용성의 비-펩티드성 올리고머에 결합하는 오피오이드 효능제는 올리고머에 대한 공유 결합에 적합한 자유 히드록실, 카르복실, 티오, 또는 아미노기 등(즉, "핸들")을 지닌다. 또한, 오피오이드 효능제는 반응성기를 도입함으로써, 바람직하게는 이의 존재하는 작용기중 하나를 올리고머와 약물 사이의 안정한 공유 결합의 형성에 적합한 작용기로 전환시킴으로써 변화될 수 있다.

따라서, 각각의 올리고머는 알킬렌 옥사이드, 예컨대, 에틸렌 옥사이드 또는 프 로필렌 옥사이드; 올레핀성 알코올, 예컨대, 비닐 알코올, 1-프로펜올 또는 2-프로펜올; 비닐 피롤리돈; 알킬이 바람직하게는 메틸인 히드록시알킬 메타크릴아미드 또는 히드록시알킬 메타크릴레이트; α-히드록시산, 예컨대, 락트산 또는 글리콜산; 포스파젠, 옥사졸린, 아미노산, 탄수화물, 예컨대, 모노사카라이드, 사카라이드 또는 만니톨; 및 N-아크릴로일모르폴린으로 이루어진 군으로부터 선택된 셋까지의 상이한 모노머 타입으로 구성된다. 바람직한 모노머 타입은 알킬렌 옥사이드, 올레핀성 알코올, 히드록시알킬 메타크릴아미드 또는 메타크릴레이트, N-아크릴로일모르폴린, 및 α-히드록시산을 포함한다. 바람직하게는, 각각의 올리고머는, 독립적으로는, 이러한 군으로부터 선택된 두 가지의 모노머 타입의 코-올리고머이거나, 더욱 바람직하게는, 이러한 군으로부터 선택된 한 가지의 모노머 타입의 호모-올리고머이다.

코-올리고머중의 두 가지 모노머 타입은 동일한 모노머 타입, 예를 들어, 두 가지의 알킬렌 옥사이드, 예컨대, 에틸렌 옥사이드와 프로필렌 옥사이드일 수 있다. 바람직하게는 올리고머는 에틸렌 옥사이드의 호모-올리고머이다. 일반적으로는, 필수적인 것은 아니지만, 소분자에 공유 결합되지 않는 올리고머의 말단(또는 말단들)은 캡핑되어 그가 비반응성이 되게 한다. 대안적으로는, 말단은 반응성 기를 포함할 수 있다. 말단이 반응성 기인 경우, 반응성 기는 최종 올리고머의 형성 조건하에 또는 소분자 약물에 대한 올리고머의 공유 결합 동안에 비반응성이도록 또는 필요에 따라 보호되도록 선택된다. 한 가지 일반적인 말단-작용기는 히드록실 또는 -OH이며, 특히 올리고에틸렌 옥사이드인 경우에 그러하다.

수용성의 비-펩티드성 올리고머 (예를 들어, 본원에 제공된 다양한 구조 중의 "POLY")는 많은 상이한 기하구조중 어느 구조를 지닐 수 있다. 예를 들어, 수용성의 비-펩티드성 올리고머는 선형, 분지형 또는 포크형일 수 있다. 가장 전형적으로는, 수용성의 비-펩티드성 올리고머는 선형이거나, 예를 들어 하나 이상의 분지점을 지니는 분지형이다. 본원에서의 많은 설명은 예시적인 올리고머로서 폴리(에틸렌 옥사이드)에 집중되고 있지만, 본원에서 나타낸 설명 및 구조식은 상기된 수용성의 비-펩티드성 올리고머중 어떠한 올리고머를 포함하는 것으로 용이하게 확장될 수 있다.

링커 부분을 배제한 수용성의 비-펩티드성 올리고머의 분자량은 일반적으로는 비교적 낮다. 수용성 폴리머의 예시적인 분자량 값은 약 1500 달톤 미만; 약 1450 달톤 미만; 약 1400 달톤 미만; 약 1350 달톤 미만; 약 1300 달톤 미만; 약 1250 달톤 미만; 약 1200 달톤 미만; 약 1150 달톤 미만; 약 1100 달톤 미만; 약 1050 달톤 미만; 약 1000 달톤 미만; 약 950 달톤 미만; 약 900 달톤 미만; 약 850 달톤 미만; 약 800 달톤 미만; 약 750 달톤 미만; 약 700 달톤 미만; 약 650 달톤 미만; 약 600 달톤 미만; 약 550 달톤 미만; 약 500 달톤 미만; 약 450 달톤 미만; 약 400 달톤 미만; 약 350 달톤 미만; 약 300 달톤 미만; 약 250 달톤 미만; 약 200 달톤 미만; 약 150 달톤 미만; 및 약 100 달톤 미만을 포함한다.

수용성의 비-펩티드성 올리고머(링커 배제)의 예시적인 분자량 범위는 약 100 내지 약 1400 달톤; 약 100 내지 약 1200 달톤; 약 100 내지 약 800 달톤; 약 100 내지 약 500 달톤; 약 100 내지 약 400 달톤; 약 200 내지 약 500 달톤; 약 200 내지 약 400 달톤; 약 75 내지 1000 달톤; 약 75 내지 약 750 달톤을 포함한다.

바람직하게는, 수용성의 비-펩티드성 올리고머중의 모노머의 수는 하기 범위(제 공된 각각의 범위에 대한 한계점을 포함함)중 하나 이상 내에 있다: 약 1 내지 약 30; 약 1 내지 약 25; 약 1 내지 약 20; 약 1 내지 약 15; 약 1 내지 약 12; 약 1 내지 약 10. 특정한 경우로, 올리고머(및 상응하는 컨주게이트)중의 일련의 모노머의 수는 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 및 8중 하나이다. 추가의 구체예에서, 올리고머(및 상응하는 컨주게이트)는 일련의 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 또는 20개의 모노머를 함유한다. 추가의 구체예에서, 올리고머(및 상응하는 컨주게이트)는 일련의 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29 또는 30개의 모노머를 지닌다. 따라서, 예를 들어, 수용성의 비-펩티드성 폴리머가 CH₃-(OCH₂CH₂)_n-를 포함하는 경우, "n"은 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29 또는 30일 수 있고, 다음 범위, 즉, 약 1 내지 약 25; 약 1 내지 약 20; 약 1 내지 약 15; 약 1 내지 약 12; 약 1 내지 약 10중 하나 이상 내에 속할 수 있는 정수이다.

수용성의 비-펩티드성 올리고머가 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 또는 10개의 모노머를 지니는 경우, 이들 값은 각각 약 75, 119, 163, 207, 251, 295, 339, 383, 427, 및 471 달톤의 분자량을 지니는 메톡시 말단-캡핑된 올리고(에틸렌 옥사이드)에 상응한다. 올리고머가 11, 12, 13, 14, 또는 15개의 모노머를 지니는 경우, 이들 값은 각각 약 515, 559, 603, 647, 및 691 달톤에 상응하는 분자량을 지닌 메톡시 말단-캡핑된 올리고(에틸렌 옥사이드)에 상응한다.

수용성의 비-펩티드성 올리고머가 오피오이드 효능제에 결합되는 경우(올리고머를 오피오이드 효능제상으로 효과적으로 "성장"시키기 위한 하나 이상의 모노머의 단계 식 첨가와는 대조적으로), 수용성의 비-펩티드성 올리고머의 활성화된 형태를 함유하는 조성물은 단분산 조성물인 것이 바람직하다. 그러나, 양봉 조성물이 사용되는 경우에, 조성물은 상기 모노머 수중 어떠한 두 수에 집중되는 양봉 분포를 지닐 것이다. 이상적으로는, 양봉 분포에서의 각각의 피크의 다분산 지수, Mw/Mn은 1.01 또는 그 미만이고, 바람직하게는 1.001 또는 그 미만이고, 더욱 바람직하게는 1.0005 또는 그 미만이다. 가장 바람직하게는, 각각의 피크는 1.0000의 MW/Mn 값을 지닌다. 예를 들어, 양봉 올리고머는 하기 예시적인 모노머 서브단위 조합중 어느 하나를 지닐 수 있다: 1-2, 1-3, 1-4, 1-5, 1-6, 1-7, 1-8, 1-9, 및 1-10 등; 2-3, 2-4, 2-5, 2-6, 2-7, 2-8, 2-9, 및 2-10 등; 3-4, 3-5, 3-6, 3-7, 3-8, 3-9, 및 3-10 등; 4-5, 4-6, 4-7, 4-8, 4-9, 및 4-10 등; 5-6, 5-7, 5-8, 5-9, 및 5-10 등; 6-7, 6-8, 6-9, 및 6-10 등; 7-8, 7-9, 및 7 10 등; 및 8-9, 및 8-10 등.

일부 예에서, 수용성의 비-펩티드성 올리고머의 활성화된 형태를 함유하는 조성물은 앞서 기재된 바와 같은 모노머 단위 범위를 지니는 삼봉(trimodal) 또는 사봉(tetramodal)일 것이다. 올리고머의 잘 규정된 혼합물(즉, 양봉, 삼봉, 및 사봉 등)을 지닌 올리고머 조성물은 정제된 단분산 올리고머를 혼합하여 요구된 올리고머 프로파일을 얻음으로써 제조될 수 있거나(모노머의 수에서만 상이한 두 가지의 올리고머의 혼합물은 양봉이고; 모노머의 수에서만 상이한 세 가지의 올리고머의 혼합물은 삼봉이며; 모노머의 수에서만 상이한 네 가지의 올리고머의 혼합물은 사봉이다), 대안적으로, 요구되고 규정된 분자량 범위의 올리고머 혼합물을 얻기 위해서 "센터 컷(center cut)"을 회수함으로써 다분산 올리고머의 컬럼 크로마토그래피로부터 얻을 수 있다.

수용성의 비-펩티드성 올리고머는 바람직하게는 단분자 또는 단분산성인 조성물로부터 얻는 것이 바람직하다. 즉, 조성물 중의 올리고머는 일정한 분자량 분포가 아닌 동일한 이산 분자량 값을 지닌다. 일부 단분산 올리고머는 시판 공급원, 예컨대, 시그마-알드리치(Sigma-Aldrich)로부터 구입 가능한 공급원으로부터 구매할 수 있거나, 대안적으로는, 시중 구입 가능한 출발물질, 예컨대, 시그마-알드리치로부터 구입 가능한 물질로부터 직접 제조할 수 있다. 수용성의 비-펩티드성 올리고머는 문헌[Chen Y., Baker, G.L., J. Org. Chem., 6870-6873 (1999)], WO 02/098949호, 및 미국특허출원 공보 제2005/0136031호에 기재된 바와 같이 제조될 수 있다.

존재하는 경우, 스페이서(spacer) 부분 (이를 통해서 수용성의 비-펩티드성 폴리머가 오피오이드 효능제에 결합된다)은 단일 결합, 단일 원자, 예를 들어 산소 원자 또는 황 원자, 2개의 원자, 또는 다수의 원자일 수 있다. 스페이서 부분은 전형적으로는 특성상 선형이지만 반드시 그러한 것은 아니다. 스페이서 부분 "X"는 바람직하게는 가수분해적으로 안정하고, 바람직하게는 또한 효소적으로 안정하다. 바람직하게는, 스페이서 부분 "X"는 약 12개 미만의 원자, 바람직하게는 약 10개 미만의 원자, 더욱 바람직하게는 약 8개 미만의 원자, 더욱 바람직하게는 약 5개 미만의 원자의 사슬 길이를 지녀서 길이가 치환체를 계수하는 것이 아니라 단일사슬 중의 원자의 수를 의미하는 부분이다. 예를 들어, 이러한 R_올리고머-NH-(C=O)-NH-R'_약물과 같은 우레아 연결은 3개의 원자의 사슬 길이(-NH-C(O)-NH-)를 지는 것으로 여겨진다. 선택된 구체예에서, 스페이서 부분 연결은 추가의 스페이서 기를 포함하지 않는다.

일부 예에서, 스페이서 부분 "X"는 에테르, 아미드, 우레탄, 아민, 티오에테르, 우레아, 또는 탄소-탄소 결합을 포함한다. 작용기, 예컨대, 이하 기재되고 실시예에서 예시된 작용기는 전형적으로는 연결을 형성시키는데 사용된다. 스페이서 부분은 덜 바람직하게는 하기 추가로 설명되는 바와 같이 스페이서기를 또한 포함(또는 그에 인접 또는 그에 의해서 플랭킹)할 수 있다.

더욱 특히, 선택된 구체예에서, 스페이서 부분 X는 하기 부분중 어느 부분일 수 있다: "-" (즉, 소분자 오피오이드 효능제의 잔기와 수용성의 비-펩티드성 올리고머 사이의 안정하거나 분해가능할 수 있는 공유 결합), -O-, -NH-, -S-, -C(O)-, -C(O)-NH, NH-C(O)-NH, O-C(O)-NH, -C(S)-, -CH₂-, -CH₂-CH₂-, -CH₂-CH₂-CH₂-, -CH₂-CH₂-CH₂-CH₂-, -O-CH₂-, -CH₂-O-, -O-CH₂-CH₂-, -CH₂-O-CH₂-, -CH₂-CH₂-O-, -O-CH₂-CH₂-CH₂-, -CH₂-O-CH₂-CH₂-, -CH₂-CH₂-O-CH₂-, -CH₂-CH₂-CH₂-O-, -O-CH₂-CH₂-CH₂-CH₂-, -CH₂-O-CH₂-CH₂-CH₂-, -CH₂-CH₂-O-CH₂-CH₂-, -CH₂-CH₂-CH₂-O-CH₂-, -CH₂-CH₂-CH₂-CH₂-O-, -C(O)-NH-CH₂-, -C(O)-NH-CH₂-CH₂-, -CH₂-C(O)-NH-CH₂-, -CH₂-CH₂-C(O)-NH-, -C(O)-NH-CH₂-CH₂-CH₂-, -CH₂-C(O)-NH-CH₂-CH₂-, -CH₂-CH₂-C(O)-NH-CH₂-, -CH₂-CH_2-CH₂-C(O)-NH-, -C(O)-NH-CH₂-CH₂-CH₂-CH₂-, -CH₂-C(O)-NH-CH₂-CH₂-CH₂-, -CH₂-CH₂-C(O)-NH-CH₂-CH₂-, -CH₂-CH₂-CH₂-C(O)-NH-CH₂-, -CH₂-CH₂-CH₂-C(O)-NH-CH₂-CH₂-, -CH₂-CH₂-CH₂-CH₂-C(O)-NH-, -NH-C(O)-CH₂-, -CH₂-NH-C(O)-CH₂-, -CH₂-CH₂-NH-C(O)-CH₂-, -NH-C(O)-CH₂-CH₂-, -CH₂-NH-C(O)-CH₂-CH₂- -CH₂-CH₂-NH-C(O)-CH₂- CH₂-, -C(O)-NH-CH₂-, -C(O)-NH-CH₂-CH₂-, -O-C(O)-NH-CH₂-, -O-C(O)-NH-CH₂-CH₂-, -NH-CH₂-, -NH-CH₂-CH₂-, -CH₂-NH-CH₂-, -CH₂-CH₂-NH-CH₂-, -C(O)-CH₂-, -C(O)-CH₂-CH₂-, -CH₂-C(O)-CH₂-, -CH₂-CH₂-C(O)-CH₂-, -CH₂-CH₂-C(O)-CH₂-CH₂-, -CH₂-CH₂-C(O)-, -CH₂-CH₂-CH₂-C(O)-NH-CH₂-CH₂-NH-, -CH₂-CH₂-CH₂-C(O)-NH-CH₂-CH₂-NH-C(O)-, -CH₂-CH₂-CH₂-C(O)-NH-CH₂-CH₂-NH-C(O)-CH₂-, 이가 시클로알킬기, R⁶이 H인 -N(R⁶)-, 또는 알킬, 치환된 알킬, 알케닐, 치환된 알케닐, 알키닐, 치환된 알키닐, 아릴 및 치환된 아릴로 이루어진 군으로부터 선택된 유기 라디칼.

그러나, 본 발명의 목적을 위해서, 원자들의 군은 올리고머 단편에 바로 인접되는 경우에 이것이 스페이서 부분으로 여겨지지 않으며, 원자들의 군은 올리고머의 모노머와 동일하여 그러한 군은 올리고머 사슬의 단순한 연장을 나타낼 것이다.

수용성의 비-펩티드성 올리고머와 소분자 사이의 연결 "X"은 전형적으로는 올리고머(또는 오피오이드 효능제상으로 "성장"시키는데 요구되는 경우의 하나 이상의 모노머)의 말단 상의 작용기와 오피오이드 효능제내의 상응하는 작용기의 반응에 의해서 형성된다. 예시적인 반응이 이하 간단히 기재되어 있다. 예를 들어, 올리고머상의 아미노기는 소분자상의 카르복실산 또는 활성화된 카르복실산 유도체와 반응하거나, 그 반대로 반응하여, 아미드 연결을 생성시킬 수 있다. 대안적으로는, 올리고머상의 아민과 약물상의 활성화된 카보네이트(예, 석신이미딜 또는 벤조트리아질 카보네이트)의 반응 또는 그 반대 반응은 카르바메이트 연결을 형성시킨다. 올리고머상의 아민과 약물상의 이소시아네이트(R-N=C=O)의 반응 또는 그 반대 반응은 우레아 연결(R-NH-(C=O)-NH-R')을 형성시킨다. 추가로, 올리고머상의 알코올(예, 알콕사이드)기와 약물내의 알킬 할라이드, 또는 할라이드기의 반응 또는 그 반대 반응은 에테르 연결을 형성시킨다. 또 다른 추가의 결합 방법으로, 알데히드 작용성을 지니는 소분자는 환원성 아민화에 의해서 올리고머 아미노기에 커플링되어 올리고머와 소분자 사이의 이차 아민 연결을 형성시킨다.

특히 바람직한 수용성의 비-펩티드성 올리고머는 알데히드 작용기를 지닌 올리고머이다. 이와 관련하여, 올리고머는 다음 구조식: CH₃O-(CH₂-CH₂-O)_n-(CH₂)_p-C(O)H을 지닐 것이며, 여기서, (n)은 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 및 10중 하나이고, (p)는 1, 2, 3, 4, 5, 6 및 7중 하나이다. 바람직한 (n) 값은 3, 5 및 7을 포함하며, 바람직한 (p) 값은 2, 3 및 4를 포함한다. 또한, -C(O)H 부분에 대해 알파 위치인 탄소원자는 알킬로 치환되거나 치환되지 않을 수 있다.

전형적으로는, 작용기를 지니지 않는 수용성의 비-펩티드성 올리고머의 말단은 캡핑되어 그것이 비반응성이 되게 한다. 올리고머가 컨주게이트의 형성을 위해서 의도된 것이 아닌 말단에서 추가의 작용기를 포함하는 경우, 그러한 작용기는 연결 "X"의 형성 조건하에서 비반응성이 되도록 또는 연결 "X"의 형성 동안 보호되도록 선택된다.

상기된 바와 같이, 수용성의 비-펩티드성 올리고머는 컨주게이션 전에 하나 이상의 작용기를 포함한다. 작용기는, 전형적으로는, 소분자 내에 함유되거나 그러한 소분자내로 도입된 반응성 기에 따라서, 소분자에 대한 공유 결합을 위한 친전자성 또는 친핵성 기를 포함한다. 올리고머 또는 소분자중 하나에 존재할 수 있는 친핵성 기의 예는 히드록실, 아민, 히드라진(-NHNH₂), 히드라지드 (-C(O)NHNH₂), 및 티올을 포함한다. 바람직한 친핵체는 아민, 히드라진, 히드라지드, 및 티올, 특히 아민을 포함한다. 올리고머에 대한 공유 결합을 위한 대부분의 소분자 약물은 자유 히드록실, 아미노, 티오, 알데히드, 케톤, 또는 카르복실기를 지닐 것이다.

올리고머 또는 소분자중 하나에 존재할 수 있는 친전자성 작용기의 예는 카르복실산, 카르복실산 에스테르, 특히 이미드 에스테르, 오르토에스테르, 카보네이트, 이소시아네이트, 이소티오시아네이트, 알데히드, 케톤, 티온, 알케닐, 아크릴레이트, 메타크릴레이트, 아크릴아미드, 설폰, 말레이미드, 디설파이드, 요오도, 에폭시, 설포네이트, 티오설포네이트, 실란, 알콕시실란, 및 할로실란을 포함한다. 이들 기의 더욱 특정한 예는 석신이미딜 에스테르 또는 카보네이트, 이미다졸릴 에스테르 또는 카보네이트, 벤조트리아졸 에스테르 또는 카보네이트, 비닐 설폰, 클로로에틸설폰, 비닐피리딘, 피리딜 디설파이드, 요오도아세트아미드, 글리옥살, 디온, 메실레이트, 토실레이트, 및 트레실레이트 (2,2,2-트리플루오로에탄설포네이트)를 포함한다.

이들 기중 몇 가지의 황 유사체, 예컨대, 티온, 티온 하이드레이트, 티오케탈, 2-티아졸리딘 티온 등, 및 상기 부분중 어느 부분의 하이드레이트 또는 보호된 유도체(예, 알데히드 하이드레이트, 헤미아세탈, 아세탈, 케톤 하이드레이트, 헤미케탈, 케탈, 티오케탈, 티오아세탈)가 또한 포함된다.

카르복실산의 "활성화된 유도체"는 친핵체와 용이하게, 일반적으로는 비유도체 화된 카르복실산보다 훨씬 더 용이하게 반응하는 카르복실산 유도체를 나타낸다. 활성화된 카르복실산은, 예를 들어, 산 할라이드 (예컨대, 산 클로라이드), 무수물, 카보네이트, 및 에스테르를 포함한다. 그러한 에스테르는 일반적인 형태 -(CO)O-N[(CO)-]₂의 아미드 에스테르; 예를 들어, N-히드록시석신이미딜 (NHS) 에스테르 또는 N-히드록시프탈이미딜 에스테르를 포함한다. 또한, 이미다졸릴 에스테르 및 벤조트리아졸 에스테르가 바람직하다. 공동 소유의 미국특허 제5,672,662호에 기재된 바와 같은 활성화된 프로피온산 또는 부타노산 에스테르가 특히 바람직하다. 이들은 형태 -(CH₂)_2-3C(=O)O-Q의 기를 포함하며, 여기서, Q는 바람직하게는 N-석신이미드, N-설포석신이미드, N-프탈이미드, N-글루타르이미드, N-테트라하이드로프탈이미드, N-노르보르넨-2,3-디카르복스이미드, 벤조트리아졸, 7-아자벤조트리아졸, 및 이미다졸로부터 선택된다.

그 밖의 바람직한 친전자성 기는 석신이미딜 카보네이트, 말레이미드, 벤조트리아졸 카보네이트, 글리시딜 에테르, 이미다졸릴 카보네이트, p-니트로페닐 카보네이트, 아크릴레이트, 트레실레이트, 알데히드, 및 오르토피리딜 디설파이드를 포함한다.

이들 친전자성 기는 친핵체, 예를 들어, 히드록시, 티오, 또는 아미노 기와 반응하여 다양한 결합 형태를 생성시킨다. 가수분해에 안정한 연결의 형성을 선호하는 반응이 본 발명에 바람직하다. 예를 들어, 카르복실산, 및 오르토에스테르, 석신이미딜 에스테르, 이미다졸릴 에스테르 및 벤조트리아졸 에스테르를 포함하는 이의 활성화된 유도체가 상기 형태의 친핵체와 반응하여 각각 에스테르, 티오에스테르, 및 아미드를 형성시키고, 이들중 아미드가 가수분해에 가장 안정하다. 석신이미딜, 이미다졸릴, 및 벤조트리아졸 카보네이트를 포함하는 카보네이트가 아미노 기와 반응하여 카르바메이트를 형성시킨다. 이소시아네이트(R-N=C=O)는 히드록실 또는 아미노기와 반응하여 각각 카르바메이트(RNH-C(O)-OR') 또는 우레아(RNH-C(O)-NHR') 연결을 형성시킨다. 알데히드, 케톤, 글리옥살, 디온 및 이들의 하이드레이트 또는 알코올 부가물 (즉, 알데히드 하이드레이트, 헤미아세탈, 아세탈, 케톤 하이드레이트, 헤미케탈, 및 케탈)은 바람직하게는 아민과 반응한 다음, 요구되는 경우, 생성되는 이민의 환원에 의해서 아민 연결(환원성 아민화)을 제공한다.

몇몇의 친전자성 작용기는 친핵성 기, 예컨대, 티올이 첨가되어, 예를 들어 티오에테르 결합을 형성할 수 있는 친전자성 이중 결합을 포함한다. 이들 기는 말레이미드, 비닐 설폰, 비닐 피리딘, 아크릴레이트, 메타크릴레이트, 및 아크릴아미드를 포함한다. 그 밖의 기는 친핵체에 의해서 대체될 수 있는 이탈기를 포함하며; 이들은 클로로에틸 설폰, 피리딜 디설파이드 (분해가능한 S-S 결합을 포함함), 요오도아세트아미드, 메실레이트, 토실레이트, 티오설포네이트, 및 트레실레이트를 포함한다. 에폭사이드는 친핵체에 의한 개환반응에 의해서, 예를 들어, 에테르 또는 아민 결합을 형성시킨다. 올리고머 및 소분자에 대한 상기된 것들과 같은 상보성의 반응성 기를 수반한 반응이 본 발명의 컨주게이트를 제조하는데 이용된다.

일부 예에서, 오피오이드 효능제는 컨주게이션에 적합한 작용기를 지니지 않을 수 있다. 이러한 예에서, "본래의(original)" 오피오이드 효능제를 변화시켜서 요망되는 오피오이드 효능제를 지니도록 하는 것이 가능하다. 예를 들어, 오피오이드 효능제가 아미드기를 지니지만 아민기가 요구되는 경우, 호프만 자리옮김(Hofmann rearrangement), 커티어스 자리옮김(Curtius rearrangement)(일단 아미드가 아지드로 전환된다), 또는 로센 자리옮김(Lossen rearrangement)(일단 아미드가 히드록스아미드로 전환된 다음, 톨리엔-2-설포닐 클로라이드/염기로 처리됨)에 의해서 아미드기를 아민기로 변화시키는 것이 가능하다.

카르복실기를 지니는 소분자 오피오이드 효능제의 컨주게이트를 제조하는 것이 가능하며, 여기서, 카르복실기 함유 소분자 오피오이드 효능제는 아미노-말단된 올리고머성 에틸렌 글리콜에 커플링되어 소분자 오피오이드 효능제를 올리고머에 공유 결합시키는 아미드기를 지닌 컨주게이트를 제공한다. 이러한 반응은 예를 들어 무수 유기 용매중에서 커플링 시약(예컨대, 디시클로헥실카르보디이미드 또는 "DCC")의 존재하에 카르복실기 함유 소분자 오피오이드 효능제를 아미노 말단된 올리고머성 에틸렌 글리콜과 혼합함으로써 수행될 수 있다.

추가로, 히드록실기를 지니는 소분자 오피오이드 효능제의 컨주게이트를 제조하는 것이 가능하며, 여기서, 히드록실기 함유 소분자 오피오이드 효능제는 올리고머성 에틸렌 글리콜 할라이드에 커플링되어 에테르(-O-) 연결된 소분자 컨주게이트를 생성시킨다. 이러한 반응은, 예를 들어, 소듐 하이드라이드를 사용하여 히드록실기를 탈양성자화시킨 다음 할라이드 말단된 올리고머 에틸렌 글리콜과 반응시킴으로써 수행될 수 있다.

또 다른 예로, 먼저 케톤기를 환원시켜 상응하는 히드록실기를 형성시킴으로써 케톤을 지닌 소분자 오피오이드 효능제의 컨주게이트를 제조하는 것이 가능하다. 그 후에, 히드록실기를 지닌 소분자 오피오이드 효능제가 본원에 기재된 바와 같이 커플링 될 수 있다.

또 다른 예로, 아민기를 지니는 소분자 오피오이드 효능제의 컨주게이트를 제조하는 것이 가능하다. 한 가지 방법으로, 아민기를 지닌 소분자 오피오이드 효능제 및 알데히드 함유 올리고머가 적합한 완충액에 용해되며, 그 후에, 적합한 환원제(예, NaCNBH₃)가 첨가된다. 환원 후에, 생성되는 것은 아민기 함유 소분자 오피오이드 효능제의 아민기와 알데히드 함유 올리고머의 카르보닐 탄소 사이에 형성된 아민 연결이다.

아민기를 지닌 소분자 오피오이드 효능제의 컨주게이트를 제조하는 또 다른 방법에서, 카르복실산 함유 올리고머와 아민기 함유 소분자 오피오이드 효능제가 전형적으로는 커플링 시약(예, DCC)의 존재하에서 혼합된다. 생성되는 것은 아민기 함유 소분자 오피오이드 효능제의 아민기와 카르복실산 함유 올리고머의 카르보닐 사이에 형성된 아미드 연결이다.

화학식 I의 오피오이드 효능제의 예시적인 컨주게이트는 하기 구조를 지니는 컨주게이트를 포함한다:

상기 식에서, R², R³, R⁴, 점선 ("---"), Y¹ 및 R⁵는 각각 화학식 I에 대해 앞서 정의한 바와 같고, X는 스페이서 부분이고, POLY는 수용성의 비-펩티드성 올리고머이 다.

화학식 I의 오피오이드 효능제의 추가의 예시적인 컨주게이트는 하기 구조를 지니는 컨주게이트를 포함한다:

상기 식에서, R¹, R², R³, R⁴, 점선 ("---") 및 Y¹은 각각 화학식 I에 대해 앞서 정의한 바와 같고, X는 스페이서 부분이고, POLY는 수용성의 비-펩티드성 올리고머이다.

상기 식에서, R¹, R², R³, R⁴, Y¹및 R⁵는 각각 화학식 I에 대해 앞서 정의한 바와 같고, X는 스페이서 부분이고, POLY는 수용성의 비-펩티드성 올리고머이다.

상기 식에서, R¹, R², R³, 점선 ("---"), Y¹및 R⁵는 각각 화학식 I에 대해 앞서 정의한 바와 같고, X는 스페이서 부분이고, POLY는 수용성의 비-펩티드성 올리고머이다.

추가의 예시적인 컨주게이트는 하기 화학식들로 표현된다:

상기 식에서, R¹, R², R³, R⁴, 점선 ("---"), Y¹및 R⁵는 각각 화학식 I에 대해 앞서 정의한 바와 같고, 변수 "n"은 1 내지 30의 정수이다.

추가의 컨주게이트는 하기 제공된 것들을 포함한다:

여기서, 상기 컨주게이트 각각의 경우, X는 링커 (예를 들어, 공유 결합 "-" 또는 하나 이상의 원자)이고, POLY는 수용성의 비-펩티드성 올리고머이다.

추가의 컨주게이트가 하기 제공된다:

상기 식에서,

R¹은 아실이고;

R²는 수소, 할로겐, 비치환된 알킬, 및 할로겐에 의해 치환된 알킬로 구성된 군으로부터 선택되고;

R³는 할로겐 및 알콕시로 구성된 군으로부터 선택되고;

R⁵는 히드록실, 에스테르, 알콕시 및 알콕시알킬로 구성된 군으로부터 선택되고;

A₁은 알킬렌이고;

X는 링커이고;

POLY는 수용성의 비-펩티드성 올리고머이다.

본 발명의 컨주게이트는 감소된 뇌혈관 장벽 횡단율을 나타낼 수 있다. 더욱이, 이러한 컨주게이트는 변화되지 않은 모체 소분자 약물의 생체활성의 적어도 약 5%, 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70% 또는 이를 초과하는 비율의 생체활성을 유지한다.

본원에 기재된 컨주게이트의 전체 범위가 설명된 것으로 믿어지지만, 최적 크기의 올리고머는 하기와 같이 결정될 수 있다.

먼저, 단분산 또는 양봉 수용성 올리고머로부터 수득된 올리고머를 소분자 약물에 컨주게이트시킨다. 바람직하게는, 상기 약물은 경구 생체 이용가능하고, 그 자체로 무시하지 못할 뇌혈관 장벽 횡단율을 나타낸다. 다음으로, 적절한 모델을 사용하여 뇌혈관 장벽을 횡단하는 컨주게이트의 능력을 측정하고, 이를 변화되지 않은 모체 약물의 능력과 비교한다. 결과가 유리한 것인 경우, 즉, 예를 들어 횡단율이 현저히 감소한 경우, 컨주게이트의 생체활성을 추가로 평가한다. 바람직하게는, 본 발명에 따른 화합물은 모체 약물과 비교하여 현저한 정도의 생체활성을 유지하는데, 즉, 모체 약물의 약 30%를 초과하거나, 더욱 바람직하게는 모체 약물의 생체활성의 약 50%를 초과한다.

동일한 모노머 형태를 지니지만 서브단위의 수가 상이한 올리고머를 사용하여 상기 단계들을 1회 또는 그 초과 회수로 반복하고, 결과를 비교한다.

비컨주게이트된 소분자 약물과 비교하여 뇌혈관 장벽을 횡단하는 능력이 감소된 각각의 컨주게이트에 대해, 이의 경구 생체 이용성을 평가한다. 이러한 결과를 기초로 하여, 즉, 주어진 소분자내의 주어진 위치 또는 장소에서 상기 소분자에 대한 다양한 크기의 올리고머의 컨주게이트의 비교를 기초로 하여, 생체막 횡단, 경구 생체 이용성 및 생체활성의 감소 사이의 최적 균형을 지니는 컨주게이트를 제공하는 데에 있어서 가장 효과적인 올리고머의 크기를 결정하는 것이 가능하다. 올리고머의 작은 크기는 이러한 스크리닝을 가능하게 하고, 생성된 컨주게이트의 특성을 효과적으로 조정할 수 있게 한다. 올리고머 크기에서 작은 증분적 변화를 생성시키고 실험 설계 방법을 이용함 으로써, 생체막 횡단율, 생체활성 및 경구 생체 이용성의 감소의 유리한 균형을 지니는 컨주게이트를 효과적으로 확인할 수 있다. 일부 경우에, 본원에 기재된 올리고머의 결합은 약물의 경구 생체 이용성을 실제로 증가시키는 데에 효과적이다.

예를 들어, 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 통상의 실험을 이용하여, 먼저 상이한 중량 및 작용기를 지니는 일련의 올리고머를 제조하고, 이어서 컨주게이트를 환자에게 투여하고 주기적으로 혈액 및/또는 요(urine) 시료 채취함으로써 필요한 제거 프로파일(clearance profile)을 얻음에 의해 경구 생체 이용성을 개선시키기 위한 최상의 적합한 분자 크기 및 연결을 결정할 수 있다. 일단 각각의 시험된 컨주게이트에 대한 일련의 제거 프로파일이 얻어지면, 적합한 컨주게이트가 확인될 수 있다.

동물 모델 (설치류 및 개)이 경구 약물 수송을 연구하기 위해 또한 사용될 수 있다. 또한, 비생체내(non-in vivo) 방법은 설치류 외번된 창자 절제된 조직(everted gut excised tissue) 및 Caco-2 세포 단일층 조직배양 모델을 포함한다. 이러한 모델은 경구 약물 생체 이용성을 예측하는 데에 있어서 유용하다.

오피오이드 효능제와 수용성의 비-펩티드성 폴리머의 컨주게이트가 뮤 오피오이드 수용체 효능제로서의 활성을 지니는 지의 여부를 결정하기 위해, 이러한 화합물을 시험하는 것이 가능하다. 예를 들어, 문헌 [Malatynska et al. (1995) NeuroReport 6:613-616]에 기재된 방법으로부터 변형된 방법을 이용하여 KD (결합 친화성) 및 Bmax (수용체 개수)를 측정할 수 있다. 요약하면, 인간 mu 수용체를 차이니즈 햄스터 난소 세포에서 재조합적으로 발현시킬 수 있다. 방사성리간드 [³H]-디프레노르핀 (30-50 Ci/mmol)을 [0.3 nM]의 최종 리간드 농도로 사용할 수 있다. 날록손(naloxone)을 비특이적 결정인자(non-specific determinate) [3.0 nM], 기준 화합물 및 양성 대조표준으로서 사용한다. 25℃에서 150분간 5 mM MgCl₂를 함유하는 50 mM TRIS-HCl (pH 7.4) 중에서 반응을 수행한다. 유리 섬유 필터상으로 신속히 진공 여과하여 반응을 종료시킨다. 필터상으로 트랩핑된(trapped) 방사능을 측정하고, 대조값과 비교하여, 시험 화합물과 클로닝된 뮤 결합 부위의 임의의 상호작용을 확인한다.

카파 오피오이드 수용체 효능제에 대해 유사한 시험을 수행할 수 있다 (참조: Lahti et al. (1985) Eur. Jrnl. Pharmac. 109:281-284; Rothman et al. (1992) Peptides 13:977-987; Kinouchi et al. (1991) Eur. Jrnl. Pharmac. 207:135-141). 요약하면, 인간 카파 수용체를 기니피그 소뇌막(cerebellar membrane)으로부터 수득할 수 있다. 방사성리간드 [³H]-U-69593 (40-60 Ci/mmol)를 [0.75 nM]의 최종 리간드 농도로 사용할 수 있다. U-69593를 비특이적 결정인자 [1.0 μM], 기준 화합물 및 양성 대조표준으로서 사용한다. 반응을 30℃에서 120분간 50 mM HEPES (pH 7.4) 중에서 수행한다. 유리 섬유 필터상으로 신속히 진공 여과하여 반응을 종료시킨다. 필터상으로 트랩핑된 방사능을 측정하고, 대조값과 비교하여, 시험 화합물과 클로닝된 카파 결합 부위의 임의의 상호작용을 확인한다.

본 발명은 또한 본원에서 제공된 컨주게이트를 약제학적 부형제와 함께 포함하는 약제학적 제제를 포함한다. 일반적으로, 컨주게이트 그 자체는 고형물 또는 액체 형태일 수 있는 적합한 약제학적 부형제와 혼합될 수 있는 고형물 형태(예, 침전물)일 것이다.

예시적인 부형제는, 이로 한정되는 것은 아니지만, 탄수화물, 무기 염, 항균제, 항산화제, 계면활성제, 완충제, 산, 염기 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 부형제를 포함한다.

탄수화물, 예컨대, 당(sugar), 유도체화된 당, 예컨대, 알디톨, 알돈산, 에스테르화된 당, 및/또는 당 폴리머가 부형제로서 존재할 수 있다. 특정의 탄수화물 부형제는, 예를 들어, 모노사카라이드, 예컨대, 프룩토스, 말토스, 갈락토스, 글루코오스, D-만노오스, 및 소르보오스, 등; 디사카라이드, 예컨대, 락토오스, 수크로오스, 트레할로오스, 및 셀로비오스, 등; 폴리사카라이드, 예컨대, 라피노오스, 멜레지토오스, 말토덱스트린, 덱스트린, 및 전분, 등; 및 알디톨, 예컨대, 만니톨, 자일리톨, 말티톨, 락티톨, 자일리돌, 소르비톨 (글루시톨), 피라노실 소르비톨, 미오이노시톨, 등을 포함한다.

부형제는 또한 무기 염 또는 완충제, 예컨대, 시트르산, 염화나트륨, 염화칼륨, 황산나트륨, 질산칼륨, 제1인산나트륨, 제2인산나트륨, 및 이들의 조합물을 포함한다.

제제는 또한 미생물 성장을 예방하거나 방지하는 항균제를 포함한다. 본 발명에 적합한 항균제의 비제한 예는 벤즈알코늄 클로라이드, 벤즈에토늄 클로라이드, 벤질 알코올, 세틸피리디늄 클로라이드, 클로로부탄올, 페놀, 페닐에틸 알코올, 페닐수은 니트레이트(phenylmercuric nitrate), 티머졸, 및 이들의 조합물을 포함한다.

항산화제가 또한 제제에 함유될 수 있다. 항상화제는 산화를 방지하여 제제중의 컨주게이트 또는 그 밖의 성분의 열화(deterioration)를 방지하는데 사용된다. 본 발명에 사용하기에 적합한 항산화제는, 예를 들어, 아스코르빌 팔미테이트, 부틸화된 히드록시아니솔, 부틸화된 히드록시톨루엔, 차아인산 (hypophosphorous acid), 모노티오글리세롤, 프로필 갈레이트, 소듐 바이설파이트, 소듐 포름알데히드 설폭실레이트, 소듐 메타바이설파이트, 및 이들의 조합물을 포함한다.

계면활성제가 부형제로서 함유될 수 있다. 예시적인 계면활성제는 폴리소르베이트, 예컨대, "트윈 20(Tween 20)" 및 "트윈 80", 및 플루로닉스, 예컨대, F68 및 F88 (둘 모두 미국 뉴저지 마운트 올리브 소재의 BASF로부터 구입 가능하다); 소르비탄 에스테르; 지질, 예를 들어 인지질, 예컨대, 레시틴 및 그 밖의 포스파티딜콜린, 포스파티딜에탄올아민 (바람직하게는 리포좀 형태는 아니지만), 지방산 및 지방 에스테르; 스테로이드, 예컨대, 콜레스테롤; 및 킬레이트화제, 예컨대, EDTA, 아연 및 그 밖의 그러한 적합한 양이온을 포함한다.

약제학적으로 허용되는 산 또는 염기가 제제중에 부형제로 함유될 수 있다. 사용될 수 있는 산의 비제한 예는 염산, 아세트산, 인산, 시트르산, 말산(malic acid), 락트산, 포름산, 트리클로로아세트산, 질산, 과염소산, 인산, 황산, 푸마르산, 및 이들의 조합물로 이루어진 군으로부터 선택된 산을 포함한다. 적합한 염기의 예는, 이로 한정되는 것은 아니지만, 수산화나트륨, 소듐 아세테이트, 암모늄 히드록사이드, 수산화칼륨, 암모늄 아세테이트, 포타슘 아세테이트, 소듐 포스페이트, 포타슘 포스페이트, 소듐 시트레이트, 소듐 포르메이트, 황산나트륨, 황산칼륨, 포타슘 푸메레이트, 및 이들의 조합물로 이루어진 군으로부터 선택된 염기를 포함한다.

조성물중의 컨주게이트의 양은 다수의 인자에 따라서 다양하지만, 최적으로는, 조성물이 단위 투여 용기에 저장되는 경우 치료학적 유효 투여량일 것이다. 치료학적 유효 투여량은 얼마만큼의 양이 임상적으로 요구된 종말점을 생성시키는지를 측정하기 위해서 증가하는 양의 컨주게이트를 반복 투여함으로써 실험적으로 측정될 수 있다.

조성물중의 어떠한 개별적인 부형제의 양은 부형제의 활성 및 조성물의 특정의 요구사항에 따라 다양할 수 있다. 전형적으로는, 어떠한 개별적인 부형제의 최적량은 통상을 실험을 통해서, 예를 들어, 다양한 양의 부형제(낮은 용량으로부터 높은 용량까지)를 함유하는 조성물을 제조하고, 안정성 및 그 밖의 파라미터를 검사하고, 이어서, 현저한 부작용 없이 최적의 성능이 얻어지는 범위를 측정함으로써 측정될 수 있다.

그러나, 일반적으로는, 부형제는 조성물의 약 1중량% 내지 약 99중량%, 바람직하게는 약 5 중량% 내지 약 98중량%, 더욱 바람직하게는 약 15중량% 내지 약 95중량%의 양으로 조성물에 함유될 수 있으며, 30중량% 미만의 농도가 가장 바람직하다.

그 밖의 부형제와 함께 상기된 약제학적 부형제가 문헌["Remington: The Science & Practice of Pharmacy", 19th ed., Williams & Williams, (1995), the "Physician's Desk Reference", 52nd ed., Medical Economics, Montvale, NJ (1998), and Kibbe, A.H., Handbook of Pharmaceutical Excipients, 3rd Edition, American Pharmaceutical Association, Washington, D.C., 2000]에 기재되어 있다.

약제학적 조성물은 어떠한 수의 형태를 취할 수 있으며 본 발명은 그러한 것으로 한정되지 않는다. 예시적인 제제는 가장 바람직하게는 경구 투여에 적합한 형태, 정제, 캐플릿(caplet), 캡슐, 젤 캡(gel cap), 트로키(troche), 분산액, 현탁액, 용액, 엘릭시르(elixir), 시럽, 로젠지(lozenge), 경피 패취, 스프레이, 좌제 및 분제의 형태 이다.

경구 투여형은 경구 활성인 컨주게이트의 경우에 바람직하고, 정제, 캐플릿, 캡슐, 젤 캡, 현탁액, 용액, 엘릭시스, 및 시럽을 포함하고, 또한, 임의로 캡슐화되는 다수의 과립, 비드(bead), 분말 또는 펠릿을 포함할 수 있다. 그러한 투여형은 약제학적 제형화 분야의 전문가에게 공지되고 적절한 텍스트에 기재된 통상의 방법을 이용함으로써 제조된다.

정제 및 캐플릿은, 예를 들어, 표준 정제 가공 과정 및 장치를 이용함으로써 제조될 수 있다. 직접적인 타정 및 과립화 기술은 본원에 기재된 컨주게이트를 함유하는 정제 또는 캐플릿을 제조하는 경우에 바람직하다. 컨주게이트 외에, 정제 및 캐플릿은 일반적으로는 불활성의 약제학적으로 허용되는 담체 재료, 예컨대, 결합제, 윤활제, 붕해제, 충전제, 안정화제, 계면활성제, 및 착색제, 등을 함유할 수 있다. 결합제는 정제에 응집성을 부여하고, 그에 의해서 정제가 온전히 유지되게 하기 위해서 사용된다. 적합한 결합제 재료는, 이로 한정되는 것은 아니지만, 전분(옥수수 전분, 및 호화된 전분을 포함함), 젤라틴, 당(수크로오스, 글루코오스, 덱스트로스 및 락토오스를 포함함), 폴리에틸렌 글리콜, 왁스, 및 천연 및 합성 검, 예, 아카시아 소듐 알기네이트, 폴리비닐피롤리돈, 셀룰로오즈성 폴리머(히드록시프로필 셀룰로오즈, 히드록시프로필 메틸셀룰로오즈, 메틸 셀룰로오즈, 미세결정상 셀룰로오즈, 에틸 셀룰로오즈, 및 히드록시에틸 셀룰로오즈, 등을 포함함), 및 비검(Veegum)을 포함한다. 윤활제는 분말 흐름을 촉진하고, 압력이 해제되는 경우에 입자 캡핑(즉, 입자 파괴)을 방지함으로써 정제 제조를 용이하게 하기 위해서 사용된다. 유용한 윤활제는 마그네슘 스테아레이트, 칼 슘 스테아레이트, 및 스테아르산이다. 붕해제는 정제의 붕해를 촉진시키기 위해서 사용되며, 일반적으로는, 전분, 점토, 셀룰로오즈, 알긴(algin), 검 또는 가교된 폴리머이다. 충전제는, 예를 들어, 실리콘 디옥사이드, 티타늄 디옥사이드, 알루미나, 탈크, 카올린, 분말화된 셀룰로오즈, 및 미세결정상 셀룰로오즈와 같은 재료뿐만 아니라, 가용성 재료, 예컨대, 만니톨, 우레아, 수크로오스, 락토오스, 덱스트로오스, 염화나트륨, 및 소르비톨을 포함한다. 본 기술분야에서 잘 알려진 안정화제는, 예를 들어, 산화성 반응을 포함하는 약물 분해 반응을 억제 또는 저지하기 위해서 사용된다.

캡슐이 또한 바람직한 경구 투여형이고, 그러한 경우에, 컨주게이트 함유 조성물은 액체 또는 젤(젤 캡(gel cap)의 경우에) 또는 고형물(미립자, 예컨대, 과립, 비드, 분말 또는 펠릿을 포함함)의 형태로 캡슐화될 수 있다. 적합한 캡슐은 경질 및 연질 캡슐을 포함하며, 일반적으로는 젤라틴, 전분 또는 셀룰로오즈성 재료로 제조된다. 투-피스 경질 젤라틴 캡슐은, 바람직하게는, 밀봉되는데, 예컨대, 젤라틴 밴드 등으로 밀봉된다.

실질적으로 건조한 형태(전형적으로는 분말 또는 케이크의 형태일 수 있는 동결건조물 또는 침전물로서)의 비경구 제형뿐만 아니라, 전형적으로는 액체이며 비경구 제형의 건조한 형태를 재구성시키는 단계를 필요로 하는 주사용으로 제조된 제형이 포함된다. 주사 전에 고체 조성물을 재구성시키기에 적합한 희석제의 예는 주사용 정균수(bacteriostatic water), 수중 5% 덱스트로오스, 포스페이트 완충된 염수, 링거 용액, 염수, 무균수, 탈이온수 및 이들의 조합물을 포함한다.

일부의 경우에, 비경구 투여용의 조성물은 비수성 용액, 현탁액 또는 에멀션의 형태를 취할 수 있으며, 이들 각각은 전형적으로는 무균상태이다. 비수성 용매 또는 비히클의 예는 프로필렌 글리콜, 폴리에틸렌 글리콜, 식물성 오일, 예컨대, 올리브 오일 및 옥수수 오일, 젤라틴, 및 주사 가능한 유기 에스테르, 예컨대, 에틸 올레에이트를 포함한다.

본원에 기재된 비경구 제형은 또한 보조제, 예컨대, 보존제, 습윤화제, 유화제, 및 분산제를 함유할 수 있다. 제형은 살균제의 혼입, 박테리아-보유 막(bacteria-retaining filter)을 통한 여과, 조사(irradiation) 또는 열에 의해서 무균상태로 된다.

컨주게이트는 또한 통상의 경피 패취 또는 그 밖의 경피 전달 시스템을 이용함으로써 피부를 통해서 투여될 수 있으며, 여기서, 컨주게이트는 피부에 고정되는 약물 전달 장치로서 작용하는 적층 구조물 내에 함유된다. 그러한 구조물에서, 컨주게이트는 층내에 또는 상부 배킹층(backing layer) 아래의 "저장소(reservoir)"에 함유된다. 적층된 구조물은 단일의 저장소를 함유할 수 있거나, 다수의 저장소를 함유할 수 있다.

컨주게이트는 또한 직장 투여를 위한 좌제로 제형화될 수 있다. 좌제와 관련하여, 컨주게이트는, 예를 들어, 실온에서는 고체로 유지되지만 체온에서는 연화되거나 용융되거나 용해되는 부형제, 예컨대, 코코아 버터(테오브로마 오일(theobroma oil)), 폴리에틸렌 글리콜, 글리세린화된 젤라틴, 지방산, 및 이들의 조합물인 좌제 기재 재료와 혼합된다. 좌제는, 예를 들어, 하기 단계(반드시 나타낸 순서일 필요는 없음)를 수행시킴으로써 제조될 수 있다: 좌제 기재 재료를 용융시켜서 용융물을 형성시키는 단계; 컨주게이트를 혼입시키는 단계(좌제 기재 재료의 용융 전에 또는 그 후에); 용융물 을 모울드에 붓는 단계; 용융물을 냉각시켜서(예, 용융물 함유 모울드를 실온 환경에 넣어서) 좌제를 형성시키는 단계; 및 모울드로부터 좌제를 제거하는 단계.

본 발명은 또한 본원에 기재된 컨주게이트에 의한 치료에 반응성인 병태를 앓고 있는 환자에게 그러한 컨주게이트를 투여하는 방법을 제공한다. 방법은 일반적으로 경구로 치료학적 유효량의 컨주게이트(바람직하게는 약제학적 제제의 일부로서 제공된 컨주게이트)를 투여함을 포함한다. 폐, 비강, 구강(buccal), 직장, 설하, 경피 및 비경구 투여와 같은 다른 투여 방식이 또한 고려된다. 본원에서 사용된 용어 "비경구"는 피하, 정맥내, 동맥내, 복강내, 심장내, 수막공간내(intrathecal), 및 근육내 주사뿐만 아니라, 주입 주사를 포함한다.

비경구 투여가 이용되는 경우에, 약 500 내지 30K 달톤 범위의 분자량(예, 약 500, 1000, 2000, 2500, 3000, 5000, 7500, 10000, 15000, 20000, 25000, 30000 또는 그 초과의 분자량)을 지니는, 앞서 기재된 것들보다 다소 더 큰 올리고머를 사용하는 것이 필요할 수 있다.

투여 방법은 특정의 컨주게이트의 투여에 의해서 치료 또는 예방할 수 있는 어떠한 병태를 치료하기 위해서 이용될 수 있다. 본 기술분야에 통상의 지식을 가진자라면 어떠한 병태를 특정의 컨주게이트가 효과적으로 치료할 수 있는지를 인지할 수 있을 것이다. 투여되는 실제적인 양은 대상자의 연령, 체중, 및 일반적인 상태뿐만 아니라, 치료되는 병태의 중증도, 보건 전문가의 판단, 및 투여되는 컨주게이트에 따라서 변화될 것이다. 치료학적 유효량은 본 기술분야의 전문가에게는 공지되어 있고/거나 해당 참조 텍스트 및 문헌에 기재되어 있고/거나 실험적으로 측정될 수 있다. 일반적으로 치료학적 유효량은 하기 범위 중 하나 이상내의 양이다: 약 0.001 mg/day 내지 1000 mg/day; 0.01 mg/day 내지 750 mg/day; 0.10 mg/day 내지 500 mg/day.

어떠한 주어진 컨주게이트(또한, 약제학적 제제의 일부로서 제공된 컨주게이트)의 단위용량은 임상의의 판단, 및 환자의 요구 등에 따라서 다양한 투약 스케줄로 투여될 수 있다. 특정의 투약 스케줄이 본 기술분야의 전문가에게는 공지되어 있거나 통상의 방법을 이용함으로써 실험적으로 결정될 수 있다. 예시적인 투약 스케줄은, 이로 한정되는 것은 아니지만, 일일 5회 투여, 일일 4회 투여, 일일 3회 투여, 일일 2회 투여, 일일 1회 투여, 주 3회 투여, 주 2회 투여, 주 1회 투여, 한 달에 2회 투여, 한 달에 1회 투여, 및 이들을 조합을 포함한다. 임상적 종점이 달성되면, 조성물의 투약은 중단된다.

본 발명의 컨주게이트를 투여하는 한 가지 이점은 초회 통과 대사가 모체 약물에 비해서 감소될 수 있다는 것이다. 그러한 결과는 소화기관(gut)을 통과함에 의해서 실질적으로 대사되는 많은 경구 투여된 약물의 경우에 유리하다. 이러한 방법에서, 컨주게이트의 제거(clearance)는 요구된 제거 성질을 제공하는 올리고머 분자 크기, 연결, 및 공유 결합의 위치를 선택함으로써 변화될 수 있다. 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본원의 교시사항을 기초로 하여 올리고머의 이상적인 분자 크기를 결정할 수 있다. 대응하는 비컨주게이트된 소분자 약물에 비교한 컨주게이트에 대한 초회 통과 대사에서의 바람직한 감소는 약 10% 이상, 약 20% 이상, 약 30 이상; 40 이상; 50% 이상; 60% 이상, 70% 이상, 약 80% 이상 및 약 90% 이상을 포함한다.

따라서, 본 발명은 활성제의 대사를 감소시키는 방법을 제공한다. 그러한 방법 은 안정한 연결을 통해 수용성 올리고머에 공유 결합된 소분자 약물로부터 유도된 부분으로 각각 구성된 단분산 컨주게이트 또는 양봉 컨주게이트를 제공하는 단계 및 컨주게이트를 환자에게 투여하는 단계를 포함하며, 여기서, 상기 컨주게이트는 수용성 올리고머에 결합되지 않은 소분자 약물의 대사율에 비해서 감소된 대사율을 나타낸다. 전형적으로는, 투여는 경구 투여, 경피 투여, 구강(buccal) 투여, 경점막 투여, 질내 투여, 직장 투여, 비경구 투여 및 폐 투여로 이루어진 군으로부터 선택된 하나의 투여 형태를 통해서 수행된다.

다양한 형태의 대사(제 1 단계 대사(Phase I metabolism) 및 제 2 단계 대사 둘 모두 포함함)를 감소시키는데 유용하지만, 컨주게이트는 소분자 약물이 간 효소(예, 시토크롬 P450 이소폼 중 하나 이상)에 의해서 및/또는 하나 이상의 장 효소에 의해서 대사되는 경우에 특히 유용하다.

본원에서 참조된 모든 논문, 책, 특허, 공개 특허 및 그 밖의 간행물은 그 전문이 참조로 포함된다. 본 명세서의 교시내용과 참조로 통합된 문헌 사이의 불일치가 존재하는 경우에, 본원의 명세서의 교시사항의 의미가 우선한다.

실험

본 발명이 특정의 바람직한 및 특이적 구체예와 결부되어 기재되고 있지만, 상기 설명뿐만 아니라 이하의 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것이며 이를 한정하고자 하는 것이 아니다. 본 발명의 범위 내의 그 밖의 특징, 이점 및 변화는 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가에게는 자명할 것이다.

첨부된 실시예에서 언급된 모든 화학적 시약은 달리 명시하지 않는 한 시중 구 입가능하다. PEG-mer의 제제는, 예를 들어, 미국특허 공보 제2005/0136031호에 기재되어 있다.

모든 ¹H NMR (핵자기공명) 데이터는 브룩커(Bruker)에 의해 제조된 NMR 분광계 (MHz ≥ 300)에 의해 생성되었다. 특정 화합물들의 목록뿐만 아니라 화합물의 공급원이 하기 제공되어 있다.

실시예 1

올리고머-날부핀 컨주게이트의 제조 - "방법 A"

PEG-날부핀을 첫 번째 방법을 이용하여 제조하였다. 개략적으로, 본 실시예를 위해 수행된 방법이 하기 도시된다.

날부핀 히드로클로라이드 디히드레이트의 탈염:

날부핀 히드로클로라이드 디히드레이트 (600 mg, Sigma로부터 입수)를 물 (100 mL) 중에 용해시켰다. K₂CO₃포화 수용액을 첨가한 후, 1N HCl 용액을 사용하여 pH를 9.3으로 조정하고, 염화나트륨으로 포화시켰다. 용액을 디클로로메탄 (5 x 25 mL)으로 추출하였다. 합쳐진 유기 용액을 염수 (100 mL)로 세척하고, Na₂SO₄로 건조시키고, 농축 건조시키고, 높은 진공하에서 건조시켜서, 날부핀 (483.4 mg, 97% 회수율)을 수득하 였다. 생성물을 CDCl₃ 중에서의 ¹H-NMR에 의해 확인하였다.

3-O-mPEG ₃ -날부핀 (2) (n = 3)의 합성:

날부핀 (28.5 mg, 0.08 mmol)을 아세톤 (2 mL)과 톨루엔 (1.5 mL)의 혼합물 중에 용해시켰다. 탄산칼륨 (21 mg, 0.15 mmol)을 첨가한 다음, 실온에서 mPEG₃-Br (44.5 mg, 0.20 mmol)을 첨가하였다. 생성된 혼합물을 실온에서 27.5시간 동안 교반하였다. 추가의 탄산칼륨 (24 mg, 0.17 mmol)을 첨가하였다. 혼합물을 CEM 마이크로파로 가열하여 20분간 60℃가 달성되게 한 후 30분간 100℃가 달성되게 하였다. DMF (0.2 mL)를 첨가하였다. 혼합물을 60℃에서 20분간, 100℃에서 30분간 마이크로파로 가열하였다. 반응물을 농축시켜서 유기 용매를 제거하고, 잔류물을 물 (10 mL)과 혼합하고, 디클로로메탄 (4 x 15 mL)으로 추출하였다. 합쳐진 유기 용액을 염수로 세척하고, Na₂SO₄로 건조시키고, 농축시켰다. 미정제 생성물을 HPLC과 LC-MS로 검사하였다. 잔류물을 재차 물 (10 mL)과 혼합하고, 1N HCl을 사용하여 pH를 2.3으로 조정하고, 디클로로메탄 (2 x 15 mL)으로 세척하였다. 0.2N NaOH를 사용하여 수용액의 pH를 10.4로 조정하고, 디클로로메탄 (4 x 15 mL)으로 추출하였다. 합쳐진 유기 용액을 염수로 세척하고, Na₂SO₄로 건조시키고, 농축시켰다. 잔류물을 디클로로메탄 중의 0-10% MeOH를 사용하는 바이오타지(Biotage) 플래시 컬럼 크로마토그래피에 의해 정제하여, 요망되는 생성물인 3-O-mPEG₃-날부핀 (2) (n = 3) (32.7 mg)을 81% 수율로 수득하였다. 생성물을 ¹H NMR, LC-MS에 의해 확인하였다.

3-O-mPEG ₄ -날부핀 (2) (n = 4)의 합성:

탄산칼륨 (113 mg, 0.82 mmol)의 존재하에서 아세톤 (8 mL) 중의 날부핀 (96 mg, 0.27 mmol)과 mPEG₄-OMs (131 mg, 0.46 mmol)의 혼합물을 16시간 동안 가열 환류시키고, 실온으로 냉각시키고, 여과시키고, 고형물을 아세톤과 DCM으로 세척하였다. 용액을 수집하고, 농축 건조시켰다. 잔류물을 디클로로메탄 중의 0-10% MeOH를 사용하는 바이오타지 자동 플래시 컬럼 크로마토그래피에 의해 정제하여, 생성물인 3-O-mPEG₄-날부핀 2 (n = 4) (109 mg)를 74% 수율로 수득하였다. 생성물을 ¹H-NMR, LC-MS에 의해 확인하였다.

3-O-mPEG ₅ -날부핀 (2) (n = 5)의 합성:

탄산칼륨 (93 mg, 0.67 mmol)의 존재하에서 아세톤 (8 mL) 중의 날부핀 (78.3 mg, 0.22 mmol)과 mPEG₅-OMs (118 mg, 0.36 mmol)의 혼합물을 16시간 동안 가열 환류시키고, 실온으로 냉각시키고, 여과시키고, 고형물을 아세톤과 DCM으로 세척하였다. 용액을 수집하고, 농축 건조시켰다. 잔류물을 디클로로메탄 중의 0-10% MeOH를 사용하는 바이오타지 자동 플래시 컬럼 크로마토그래피에 의해 정제하여, 생성물인 3-O-mPEG₅-날부핀 (2) (n = 5) (101 mg)를 76% 수율로 수득하였다. 생성물을 ¹H-NMR, LC-MS에 의해 확인하였다.

3-O-mPEG ₆ -날부핀 (2) (n = 6)의 합성:

탄산칼륨 (98 mg, 0.71 mmol)의 존재하에서 아세톤 (8 mL) 중의 날부핀 (89.6 mg, 0.25 mmol)과 mPEG₆-OMs (164 mg, 0.44 mmol)의 혼합물을 18시간 동안 가열 환류시 키고, 실온으로 냉각시키고, 여과시키고, 고형물을 아세톤과 DCM으로 세척하였다. 용액을 수집하고, 농축 건조시켰다. 잔류물을 디클로로메탄 중의 0-10% MeOH를 사용하는 바이오타지 자동 플래시 컬럼 크로마토그래피에 의해 정제하여, 생성물인 3-O-mPEG₆-날부핀 (2) (n = 6) (144 mg)를 91% 수율로 수득하였다. 생성물을 ¹H-NMR, LC-MS에 의해 확인하였다.

3-O-mPEG ₇ -날부핀 (2) (n = 7)의 합성:

탄산칼륨 (67 mg, 0.49 mmol)의 존재하에서 아세톤 (10 mL) 중의 날부핀 (67 mg, 0.19 mmol)과 mPEG₇-Br (131 mg, 0.33 mmol)의 혼합물을 6시간 동안 가열 환류시키고, 실온으로 냉각시키고, 여과시키고, 고형물을 디클로로메탄으로 세척하였다. 용액을 농축 건조시켰다. 잔류물을 디클로로메탄 중의 2-10% MeOH를 사용하는 바이오타지 자동 플래시 컬럼 크로마토그래피에 의해 정제하여, 생성물인 3-O-mPEG₇-날부핀 (2) (n = 7) (40.6 mg)를 수득하였다. 생성물을 ¹H-NMR, LC-MS에 의해 확인하였다.

3-O-mPEG ₈ -날부핀 (2) (n = 8)의 합성:

탄산칼륨 (40.8 mg, 0.30 mmol)의 존재하에서 톨루엔/DMF (3 mL/0.3 mL) 중의 날부핀 (60 mg, 0.17 mmol)과 mPEG₈-Br (105.7 mg, 0.24 mmol)의 혼합물을 CEM 마이크로파로 가열하여 30분간 100℃가 달성되게 하였다. 그 후, 아세톤 (1 mL)을 첨가하였다. 혼합물을 CEM 마이크로파로 가열하여 90분간 100℃가 달성되게 한 후, 추가의 K₂CO₃ (31 mg, 0.22 mmol)와 mPEG₈-Br (100 mg, 0.22 mmol)을 첨가하였다. 혼합물을 CEM 마이크로파로 가열하여 60분간 100℃가 달성되게 하였다. mPEG₈-Br (95 mg, 0.21 mmol)을 재차 첨가하였다. 혼합물을 CEM 마이크로파로 재차 가열하여 30분간 100℃가 달성되게 하였다. 반응 혼합물을 감압하에서 농축시켰다. 잔류물을 물 (2 mL) 및 염수 (10 mL)와 혼합하였다. 1N HCl을 사용하여 용액의 pH를 1.56으로 조정하고, 디클로로메탄 (3 x 20 mL)으로 추출하였다. 합쳐진 유기 용액을 Na₂SO₄로 건조시키고, 농축시켜서, 잔류물 I (요망되는 생성물과 전구체 물질의 혼합물)을 수득하였다. 0.2N NaOH를 사용하여 수용액의 pH를 10.13으로 변화시키고, 디클로로메탄 (4 x 15 mL)으로 추출하였다. 유기 용액을 염수로 세척하고, Na₂SO₄로 건조시키고, 농축시켜서, 잔류물 II (19.4 mg)를 수득하였는데, 이는 생성물과 출발 물질인 날부핀을 함유하였다. 잔류물 I을 디클로로메탄 중의 2-10% MeOH를 사용하는 바이오타지 자동 플래시 컬럼 크로마토그래피에 의해 정제하여, 생성물인 3-O-mPEG₈-날부핀 (2) (n = 8) (44.6 mg)을 수득하였다. 생성물을 ¹H-NMR, LC-MS에 의해 확인하였다.

실시예 2

올리고머-날부핀 컨주게이트의 제조 - "방법 B"

PEG-날부핀을 두 번째 방법을 이용하여 제조하였다. 개략적으로, 본 실시예를 위해 수행된 방법이 하기 도시된다.

3-O-MEM-날부핀 (3)의 합성:

날부핀 (321.9 mg, 0.9 mmol)을 아세톤/톨루엔 (19 mL/8 mL) 중에 용해시켰다. 그 후, 탄산칼륨 (338 mg, 2.45 mmol)을 첨가한 다음, MEMCl (160 μL, 1.41 mmol)을 첨가하였다. 생성된 혼합물을 실온에서 21시간 동안 교반하고, MeOH (0.3 mL)을 첨가하여 반응을 켄칭시켰다. 반응 혼합물을 감압하에서 농축 건조시켰다. 잔류물을 물 (5 mL) 및 염수 (15 mL)와 혼합하고, 디클로로메탄 (3 x 15 mL)으로 추출하였다. 합쳐 진 유기 용액을 염수로 세척하고, Na₂SO₄로 건조시키고, 농축시켰다. 잔류물을 디클로로메탄 중의 2-10% MeOH를 사용하는 바이오타지 자동 플래시 컬럼 크로마토그래피에 의해 정제하여, 생성물인 3-O-MEM-날부핀 (3) (341 mg)과 출발 물질인 날부핀 (19.3 mg)을 수득하였다. 생성물을 ¹H-NMR, LC-MS에 의해 확인하였다.

6-O-mPEG ₃ -3-O-MEM-날부핀 (4) (n = 3)의 합성:

20-mL 바이알에 3-O-MEM-날부핀 (3) (85 mg, 0.19 mmol)과 톨루엔 (15 mL)을 넣었다. 혼합물을 농축시켜서 7 mL의 톨루엔을 제거하였다. 무수 DMF (0.2 mL)를 첨가하였다. 바이알을 질소로 플러싱하였다. NaH (광유 중의 60% 분산액, 21 mg, 0.53 mmol)를 첨가한 다음, mPEG₃-OMs (94 mg, 0.39 mmol)를 첨가하였다. 생성된 혼합물을 45℃에서 22.5시간 동안 가열시킨 후, 추가의 NaH (22 mg, 0.55 mmol)를 첨가하였다. 혼합물을 45℃에서 추가 6시간 동안 가열하고, NaH (24 mg)를 첨가하고, 혼합물을 45℃에서 추가 19시간 동안 가열하였다. 혼합물이 실온으로 냉각된 경우, 포화 NaCl 수용액 (1 mL)을 첨가하여 반응을 켄칭시켰다. 혼합물을 물 (10 mL)로 희석시키고, EtOAc (4 x 15 mL)로 추출하였다. 합쳐진 유기 용액을 염수로 세척하고, Na₂SO₄로 건조시키고, 농축시켰다. 잔류물을 디클로로메탄 중의 0-10% MeOH를 사용하는 바이오타지 자동 플래시 컬럼 크로마토그래피에 의해 분리하여, 생성물인 6-O-mPEG₃-3-O-MEM-날부핀 (4) (n = 3) (79.4 mg)을 71% 수율로 수득하였다. 생성물을 ¹H-NMR, LC-MS에 의해 확인하였다.

6-O-mPEG ₃ -날부핀 (5) (n = 3)의 합성:

6-O-mPEG₃-3-O-MEM-날부핀 (4) (79.4 mg)을 실온에서 메탄올 중의 2M HCl 중에서 6시간 동안 교반하였다. 혼합물을 물 (5 mL)로 희석시키고, 농축시켜서 메탄올을 제거하였다. 수용액을 디클로로메탄 (5 mL)으로 세척하고, 0.2N NaOH와 고형 NaHCO₃를 사용하여 용액의 pH를 9.35로 조정하고, 디클로로메탄 (4 x 30 mL)으로 추출하였다. 합쳐진 유기 용액을 염수로 세척하고, Na₂SO₄로 건조시키고, 농축시켜서, 생성물인 6-O-mPEG₃-날부핀 (5) (n = 3) (62.5 mg)을 93% 수율로 수득하였다. 생성물을 ¹H-NMR, LC-MS에 의해 확인하였다.

6-O-mPEG ₄ -3-O-MEM-날부핀 (4) (n = 4)의 합성:

50-mL 둥근 플라스크(round-flask)에 3-O-MEM-날부핀 (3) (133.8 mg, 0.3 mmol), mPEG₄-OMs (145 mg, 0.51 mmol) 및 톨루엔 (20 mL)을 넣었다. 혼합물을 농축시켜서 약 12 mL의 톨루엔을 제거하였다. 무수 DMF (0.2 mL)을 첨가하고, NaH (광유 중의 60% 분산액, 61 mg, 1.52 mmol)를 첨가하였다. 생성된 혼합물을 45℃에서 21.5시간 동안 가열한 후, 추가의 NaH (30 mg, 0.75 mmol)를 첨가하였다. 혼합물을 45℃에서 추가 5시간 동안 가열하였다. 혼합물이 실온으로 냉각된 경우, 포화 NaCl 수용액 (1 mL)을 첨가하여 반응을 켄칭시켰다. 혼합물을 물 (15 mL)로 희석시키고, EtOAc (4 x 15 mL)로 추출하였다. 합쳐진 유기 용액을 염수로 세척하고, Na₂SO₄로 건조시키고, 농축시켰다. 잔류물을 디클로로메탄 중의 0-10% MeOH를 사용하는 실리카겔상에서의 바이오타지 자동 플래시 컬럼 크로마토그래피에 의해 정제하여, 생성물인 6-O-mPEG₄-3-O-MEM-날부핀 (4) (n = 4) (214.4 mg)을 수득하였다. ¹H-NMR은 생성물 중의 약간의 mPEG₄-OMs를 나타내었다. 추가로 정제하고자 하지 않았다. 생성물을 ¹H-NMR, LC-MS에 의해 확인하였다.

6-O-mPEG ₄ -날부핀 (5) (n = 4)의 합성:

6-O-mPEG₄-3-O-MEM-날부핀 (4) (214.4 mg)을 실온에서 메탄올 (30 mL) 중의 2M HCl 중에서 6시간 동안 교반하였다. 혼합물을 물 (5 mL)로 희석시키고, 농축시켜서 메탄올을 제거하였다. 1N NaOH를 사용하여 수용액의 pH를 9.17로 조정하고, 디클로로메탄 (4 x 25 mL)으로 추출하였다. 합쳐진 유기 용액을 염수로 세척하고, Na₂SO₄로 건조시키고, 농축시켰다. 잔류물을 3-8% MeOH/DCM을 사용하는 실리카겔상에서의 플래시 컬럼 크로마토그래피 (Biotage)에 의해 정제하여, 순수한 생성물인 6-O-mPEG₄-날부핀 (5) (n = 4) (90.7 mg)을 약간의 불순한 생성물과 함께 수득하였다. 생성물을 ¹H-NMR, LC-MS에 의해 확인하였다. 불순한 부분을 DCM (~1.5 mL) 중에 용해시켰다. 에테르 (20 mL) 중의 1N HCl을 첨가하고, 원심분리하였다. 잔류물을 수집하고, DCM (25 mL) 중에 재용해시켰다. DCM 용액을 수성 5% NaHCO₃ (20 mL), 염수 (2 x 30 mL)로 세척하고, Na₂SO₄로 건조시키고, 농축시켜서, 또 다른 순수한 생성물 부분 (24.8 mg)을 수득하였다.

6-O-mPEG ₅ -3-O-MEM-날부핀 (4) (n = 5)의 합성:

50-mL 둥근 플라스크에 3-O-MEM-날부핀 (3) (103.9 mg, 0.23 mmol), mPEG₅-OMs (151 mg, 0.46 mmol) 및 톨루엔 (38 mL)을 넣었다. 혼합물을 농축시켜서 약 20 mL의 톨루엔을 제거하였다. 무수 DMF (0.5 mL)를 첨가하였다. NaH (광유 중의 60% 분산액, 102 mg, 2.55 mmol)를 첨가하였다. 생성된 혼합물을 45℃에서 18시간 동안 가열하고, 추가의 NaH (105 mg)를 첨가하였다. 혼합물을 45℃에서 추가 5.5시간 동안 가열하였다. NaH (87 mg)를 첨가하고, 혼합물을 45℃에서 추가 17.5시간 동안 가열하였다. 혼합물이 실온으로 냉각된 경우, 포화 NaCl 수용액 (3 mL)을 첨가하여 반응을 켄칭시켰다. 혼합물을 물 (10 mL)로 희석시키고, EtOAc (4 x 20 mL)로 추출하였다. 합쳐진 유기 용액을 염수로 세척하고, Na₂SO₄로 건조시키고, 농축시켰다. 잔류물을 디클로로메탄 중의 3-8% MeOH를 사용하는 실리카겔상에서의 바이오타지 자동 플래시 컬럼 크로마토그래피에 의해 분리하여, 생성물인 6-O-mPEG₅-3-O-MEM-날부핀 (4) (n = 5)을 수득하였다.

6-O-mPEG ₅ -날부핀 (5) (n = 5)의 합성:

상기 6-O-mPEG₅-3-O-MEM-날부핀 (4)을 실온에서 메탄올 (30 mL) 중의 2M HCl 중에서 2.5시간 동안 교반하였다. 혼합물을 물 (5 mL)로 희석시키고, 농축시켜서, 메탄올을 제거하였다. 1N NaOH를 사용하여 수용액의 pH를 9.19로 조정하고, 디클로로메탄 (4 x 15 mL)으로 추출하였다. 합쳐진 유기 용액을 염수로 세척하고, Na₂SO₄로 건조시키고, 농축시켰다. 실리카상에서의 플래시 컬럼 크로마토그래피에 의해 정제한 후, mPEG₅-OMs가 ¹H-NMR에서 관찰되었다. 잔류물을 DCM (~1 mL) 중에 용해시켰다. 에테르 (18 mL) 중의 1N HCl을 첨가하고, 원심분리하였다. 잔류물을 수집하고, DCM (25 mL) 중에 재용해시켰다. DCM 용액을 수성 5% NaHCO₃ (2 x 20 mL), 염수 (2 x 30 mL)로 세척하고, Na₂SO₄로 건조시키고, 농축시켰다. 잔류물을 디클로로메탄 중의 4-8% MeOH를 사용하는 실리카겔상에서의 바이오타지 자동 플래시 컬럼 크로마토그래피에 의해 분리하여, 생성물인 6-O-mPEG₅-날부핀 (5) (n = 5) (55 mg)을 수득하였다.

6-O-mPEG ₆ -3-O-MEM-날부핀 (4) (n = 6)의 합성:

3-O-MEM-날부핀 (3) (77.6 mg, 0.17 mmol)과 mPEG₆-OMs (199 mg, 0.53 mmol)을 톨루엔 (20 mL) 중에 용해시켰다. 혼합물을 농축시켜서 약 12 mL의 톨루엔을 제거하였다. 무수 DMF (0.2 mL)을 첨가한 다음, NaH (광유 중의 60% 분산액, 41 mg, 1.03 mmol)을 첨가하였다. 생성물을 45℃에서 23시간 동안 가열한 후, 추가의 NaH (46 mg)를 첨가하였다. 혼합물을 45℃에서 추가 24시간 동안 가열하였다. 혼합물이 실온으로 냉각된 경우, 포화 NaCl 수용액 (5 mL)을 첨가하여 반응을 켄칭시켰다. 혼합물을 물 (10 mL)로 희석시키고, EtOAc (4 x 15 mL)로 추출하였다. 합쳐진 유기 용액을 염수로 세척하고, Na₂SO₄로 건조시키고, 농축시켰다. 잔류물을 다음 단계를 위해 바로 사용하였다.

6-O-mPEG ₆ -날부핀 (5) (n = 6)의 합성:

상기 6-O-mPEG₆-3-O-MEM-날부핀 (4)을 실온에서 메탄올 (30 mL) 중의 2M HCl 중 에서 20시간 동안 교반하였다. 혼합물을 물 (5 mL)로 희석시키고, 농축시켜서 메탄올을 제거하였다. 1N NaOH를 사용하여 수용액의 pH를 9.30으로 조정하고, 디클로로메탄 (5 x 20 mL)으로 추출하였다. 합쳐진 유기 용액을 염수로 세척하고, Na₂SO₄로 건조시키고, 농축시켰다. 잔류물을 DCM (~1 mL) 중에 용해시켰다. 에테르 (20 mL) 중의 1N HCl을 첨가하고, 원심분리하였다. 잔류물을 수집하고, DCM (40 mL) 중에 재용해시켰다. DCM 용액을 수성 5% NaHCO₃ (2 x 20 mL), 물 (30 mL), 염수 (2 x 30 mL)로 세척하고, Na₂SO₄로 건조시키고, 농축시켜서, 생성물인 6-O-mPEG₆-날부핀 (5) (n = 6) (68 mg)을 수득하였다.

6-O-mPEG ₇ -3-O-MEM-날부핀 (4, n = 7)의 합성:

50-mL 둥근 플라스크에 3-O-MEM-날부핀 (3) (82.8 mg, 0.186 mmol), mPEG₇-Br (151 mg, 0.46 mmol) 및 톨루엔 (15 mL)을 넣었다. 혼합물을 농축시켜서 약 9 mL의 톨루엔을 제거하였다. 무수 DMF (0.2 mL)를 첨가하였다. NaH (광유 중의 60% 분산액, 50 mg, 1.25 mmol)를 첨가하였다. 생성된 혼합물을 45℃에서 22.5시간 동안 가열한 후, 추가의 NaH (38 mg, 0.94 mmol)를 첨가하였다. 혼합물을 45℃에서 추가 5시간 동안 가열하였다. 혼합물이 실온으로 냉각된 경우, 포화 NaCl 수용액 (5 mL)을 첨가하여 반응을 켄칭시켰다. 혼합물을 물 (10 mL)로 희석시키고, EtOAc (4 x 10 mL)로 추출하였다. 합쳐진 유기 용액을 염수로 세척하고, Na₂SO₄로 건조시키고, 농축시켰다. 잔류물을 다음 단계를 위해 바로 사용하였다.

6-O-mPEG ₇ -날부핀 (5) (n = 7)의 합성:

상기 6-O-mPEG₇-3-O-MEM-날부핀 (4)을 실온에서 메탄올 (20 mL) 중의 2M HCl 중에서 20시간 동안 교반하였다. 혼합물을 물로 희석시키고, 농축시켜서 메탄올을 제거하였다. NaHCO₃와 0.2N NaOH를 사용하여 수용액의 pH를 9.30으로 조정하고, 디클로로메탄 (4 x 20 mL)으로 추출하였다. 합쳐진 유기 용액을 염수로 세척하고, Na₂SO₄로 건조시키고, 농축시켰다. 잔류물을 실리카겔상에서의 플래시 컬럼 크로마토그래피에 의해 정제하고, 산성 조건에서 DCM으로 세척하고, pH를 9.35로 조정하고, DCM으로 추출하였다. 생성물은 여전히 소량의 PEG로 오염된 상태였다. 잔류물을 DCM (~2 mL) 중에 용해시켰다. 에테르 (10 mL) 중의 1N HCl를 첨가하고, 원심분리하였다. 잔류물을 수집하고, DCM (10 mL) 중에 재용해시켰다. DCM 용액을 수성 5% NaHCO₃, 염수로 세척하고, Na₂SO₄로 건조시키고, 농축시켜서, 생성물인 6-O-mPEG₇-날부핀 (5) (n = 7) (49 mg)을 수득하였다.

6-O-mPEG ₈ -3-O-MEM-날부핀 (4) (n = 8)의 합성:

50-mL 둥근 플라스크에 3-O-MEM-날부핀 (3) (80.5 mg, 0.181 mmol), mPEG₈-Br (250 mg, 0.56 mmol) 및 톨루엔 (15 mL)을 넣었다. 혼합물을 농축시켜서 6 mL의 톨루엔을 제거하였다. 무수 DMF (0.2 mL)를 첨가하였다. NaH (광유 중의 60% 분산액, 49 mg, 1.23 mmol)를 첨가하였다. 생성된 혼합물을 45℃에서 23시간 동안 가열하고, 혼합물을 실온으로 냉각시키고, 포화 NaCl 수용액 (5 mL)과 물 (10 mL)을 첨가하여 반응을 켄칭시켰다. 혼합물을 EtOAc (4 x 20 mL)로 추출하였다. 합쳐진 유기 용액을 염수로 세척하고, Na₂SO₄로 건조시키고, 농축시켰다. 잔류물을 다음 단계를 위해 바로 사용하였다.

6-O-mPEG ₈ -날부핀 (5) (n = 8)의 합성:

상기 6-O-mPEG₈-3-O-MEM-날부핀 (4)을 실온에서 메탄올 (20 mL) 중의 2M HCl 중에서 17시간 동안 교반하였다. 혼합물을 물로 희석시키고, 농축시켜서 메탄올을 제거 하였다. NaHCO₃와 0.2N NaOH를 사용하여 수용액의 pH를 9.32로 조정하고, 디클로로메탄 (4 x 20 mL)으로 추출하였다. 합쳐진 유기 용액을 염수로 세척하고, Na₂SO₄로 건조시키고, 농축시켰다. 잔류물을 DCM (~1 mL) 중에 용해시켰다. 에테르 (20 mL) 중의 1N HCl을 첨가하고, 원심분리하였다. 잔류물을 수집하고, DCM (30 mL) 중에 재용해시켰다. DCM 용액을 수성 5% NaHCO₃ (60 mL), 물 (30 mL), 염수 (30 mL)로 세척하고, Na₂SO₄로 건조시키고, 농축시켰다. 잔류물을 디클로로메탄 중의 0-10% 메탄올을 사용하는 실리카겔상에서의 플래시 컬럼 크로마토그래피에 의해 정제하여, 생성물인 6-O-mPEG₈-날부핀 (5) (n = 8) (78.4 mg)을 수득하였다.

6-O-mPEG ₉ -3-O-MEM-날부핀 (4) (n = 9)의 합성:

50-mL 둥근 플라스크에 3-O-MEM-날부핀 (3) (120 mg, 0.27 mmol), mPEG₉-OMs (245 mg, 0.48 mmol) 및 톨루엔 (20 mL)을 넣었다. 혼합물을 농축시켜서 약 10 mL의 톨루엔을 제거하였다. NaH (광유 중의 60% 분산액, 63 mg, 1.57 mmol)를 첨가한 다음, 무수 DMF (0.5 mL)를 첨가하였다. 생성된 혼합물을 45℃에서 17시간 동안 가열하였다. HPLC 결과를 기초로 하여 추가의 NaH (광유 중의 60% 분산액, 60 mg)를 첨가한 후, 혼합물을 45℃에서 추가 5.5시간 동안 가열하였다. 혼합물을 실온으로 냉각시키고, 포화 NaCl 수용액 (2 mL)과 물 (15 mL)을 첨가하여 반응을 켄칭시켰다. 혼합물을 EtOAc (4 x 20 mL)로 추출하였다. 합쳐진 유기 용액을 염수로 세척하고, Na₂SO₄로 건조시키고, 농축시켰다. 잔류물을 디클로로메탄 중의 3-8% 메탄올을 사용하는 실리카겔상에서의 플래시 컬럼 크로마토그래피 (biotage)에 의해 정제하여, 생성물인 6-O-mPEG₉-3-MEM-O-날부핀 (207 mg)을 90% 수율로 수득하였다.

6-O-mPEG ₉ -날부핀 (5) (n = 9)의 합성:

상기 6-O-mPEG₉-3-O-MEM-날부핀 (4) (207 mg, 0.24 mmol)을 실온에서 메탄올 (33 mL) 중의 2M HCl 중에서 17시간 동안 교반하였다. 혼합물을 물로 희석하고, 농축시켜서 메탄올을 제거하였다. 1N NaOH를 사용하여 수용액의 pH를 9.16으로 조정하고, 디클로로메탄 (4 x 25 mL)으로 추출하였다. 합쳐진 유기 용액을 염수로 세척하고, Na₂SO₄로 건조시키고, 농축시켰다. 잔류물을 디클로로메탄 중의 3-8% 메탄올을 사용하는 실리카겔상에서의 플래시 컬럼 크로마토그래피에 의해 정제하여, 생성물인 6-O-mPEG₉-날부핀 (4) (n = 9) (129.3 mg)을 70% 수율로 수득하였다.

실시예 3

올리고머-날부핀 컨주게이트의 제조 - "방법 C"

PEG-날부핀을 세 번째 방법을 이용하여 제조하였다. 개략적으로, 본 실시예를 위해 수행된 방법이 하기 도시되어 있다.

TrO-PEG ₅ -OH (7) (n = 5)의 합성:

PEG₅-di-OH (6) (n = 5) (5.88 g, 24.19 mmol)을 톨루엔 (30 mL) 중에 용해시키고, 농축시켜서 감압하에서 톨루엔을 제거하였다. 잔류물을 높은 진공하에서 건조시켰다. 무수 DMF (40 mL)를 첨가한 다음, DMAP (0.91 g, 7.29 mmol)와 TrCl (트리틸 클로라이드) (1.66 g, 5.84 mmol)을 첨가하였다. 생성된 혼합물을 50℃에서 22시간 동안 가열하였다. 반응물을 농축시켜서 용매를 제거하였다 (높은 진공, 50℃). 잔류물을 물과 혼합하고, EtOAc (3 x 25 mL)로 추출하였다. 합쳐진 유기 용액을 염수로 세척하고, Na₂CO₃로 건조시키고, 농축시켰다. 잔류물을 실리카겔상에서의 플래시 컬럼 크로마토그래피에 의해 정제하여, 1.29 g의 생성물을 46% 수율로 수득하였다. 생성물을 CDCl₃ 중에서의 ¹H-NMR에 의해 확인하였다.

TrO-PEG _n -OH (7) (n = 가변적)의 합성:

TrO-PEG₅-OH의 제조를 위한 유사한 절차를 수행하여, 다른 TrO-PEG_n-OH를 상응하는 PEG_n-di-OH로부터 합성하였다.

TrO-PEG ₅ -OMs (8) (n = 5)의 합성:

메탄설포닐 클로라이드 (0.35 mL, 4.48 mmol)를 0℃에서 디클로로메탄 (15 mL) 중의 TrO-PEG₅-OH (8) (n = 5) (1.29 g, 2.68 mmol)와 트리에틸아민 (0.9 mL, 6.46 mmol)의 교반된 용액에 적가하였다. 첨가 후, 생성된 용액을 실온에서 16.5시간 동안 교반하였다. 물을 첨가하여 반응을 켄칭시켰다. 유기상을 분리하고, 수용액을 디클로로메탄 (10 mL)으로 추출하였다. 합쳐진 유기 용액을 염수 (3 x 30 mL)로 세척하고, Na₂SO₄로 건조시키고, 농축시켜서, 생성물을 오일 (1.16 g)로서 78% 수율로 수득하였다. 생성물 (8) (n = 5)을 CDCl₃ 중에서의 ¹H-NMR에 의해 확인하였다.

TrO-PEG _n -OMs (8) (n = 가변적)의 합성:

TrO-PEG₅-OMs의 제조를 위한 유사한 절차를 수행하여, 다른 TrO-PEG_n-OMs를 상응하는 TrO-PEG_n-OH로부터 합성하였다.

3-O-MEM-6-O-TrO-PEG ₄ -날부핀 (9) (n = 4)의 합성:

둥근 플라스크에 3-O-MEM-날부핀 (3) (120 mg, 0.27 mmol) [실시예 2에서 제공된 화합물 (3)의 합성절차에 따라 앞서 제조된 것], TrO-PEG₄-OMs (8) (n = 4) (143.4 mg, 0.28 mmol) 및 톨루엔 (40 mL)을 넣었다. 혼합물을 농축시켜서 약 30 mL의 톨루엔을 제거하였다. NaH (광유 중의 60% 분산액, 150 mg, 3.75 mmol)을 첨가한 다음, 무수 DMF (0.2 mL)를 첨가하였다. 생성된 혼합물을 45℃에서 4.5시간 동안 가열하였다. 추가의 NaH (광유 중의 60% 분산액, 146 mg)를 첨가하고, 혼합물을 45℃에서 추가 18시간 동안 교반하였다. 혼합물을 실온으로 냉각시키고, NaCl 수용액 (2 mL)으로 포화시키고, 물 (15 mL)을 첨가하여 반응을 켄칭시켰다. 혼합물을 EtOAc (4 x 20 mL)로 추출하였다. 합쳐진 유기 용액을 염수로 세척하고, Na₂SO₄로 건조시키고, 농축시켰다. 잔류물을 디클로로메탄 중의 0-10% 메탄올을 사용하는 플래시 컬럼 크로마토그래피 (Biotage)에 의해 정제하여, 생성물인 3-O-MEM-6-O-TrO-PEG₄-날부핀 (9) (n = 4) (~150 mg)을 수득하였다.

6-O-HO-PEG ₄ -날부핀 (10) (n = 4)의 합성:

상기 6-O-TrO-PEG₄-3-O-MEM-날부핀 (9) (n = 4) (150 mg)을 실온에서 메탄올 (12 mL) 중의 2M HCl 중에서 1일간 교반하였다. 혼합물을 물로 희석시키고, 농축시켜서 메탄올을 제거하였다. NaOH를 사용하여 수용액의 pH를 9.08로 조정하고, EtOAc (3 x 20 mL)로 추출하였다. 합쳐진 유기 용액을 염수로 세척하고, Na₂SO₄로 건조시키고, 농축시켰다. 잔류물을 실리카겔상에서의 플래시 컬럼 크로마토그래피에 의해 정제하여, 생성물인 6-O-OH-PEG₄-날부핀 (10) (n = 4) (26.9 mg)을 수득하였다. 생성물을 ¹H-NMR, LC-Ms, HPLC에 의해 분석하였다.

3-O-MEM-6-O-TrO-PEG ₅ -날부핀 (9) (n = 5)의 합성:

둥근 플라스크에 3-O-MEM-날부핀 (3) (318 mg, 0.71 mmol) [실시예 2에서 제공된 화합물 (3)의 합성절차에 따라 앞서 제조된 것], TrO-PEG₅-OMs (8) (n = 5) (518.5 mg, 0.93 mmol) 및 톨루엔 (100 mL)을 넣었다. 혼합물을 농축시켜서 약 75 mL의 톨루엔을 제거하였다. NaH (광유 중의 60% 분산액, 313 mg, 7.8 mmol)를 첨가한 다음, 무수 DMF (1.0 mL)를 첨가하였다. 생성된 혼합물을 실온에서 30분간 교반한 후, 60℃에서 19.5시간 동안 교반하였다. 혼합물을 실온으로 냉각시키고, NaCl 수용액 (5 mL)으로 포화시키고, 물 (5 mL)을 첨가하여 반응을 켄칭시켰다. 유기상을 분리하고, 수성상을 EtOAc로 추출하였다. 합쳐진 유기 용액을 염수로 세척하고, Na₂SO₄로 건조시키고, 농축시켰다. 잔류물을 디클로로메탄 중의 0-10% 메탄올을 사용하는 실리카겔상에서의 플래시 컬럼 크로마토그래피에 의해 정제하여, 생성물인 3-O-MEM-6-O-TrO-PEG₅-날부핀 (718 mg)을 수득하였다. 생성물 (9) (n = 5)은 불순하였는데, 이를 추가 정제없이 다음 단계를 위해 사용하였다.

6-O-HO-PEG ₅ -날부핀 (10) (n = 5)의 합성:

상기 6-O-TrO-PEG₅-3-O-MEM-날부핀 (9) (n = 5) (718 mg)을 실온에서 메탄올 (30 mL) 중의 2M HCl 중에서 19시간 동안 교반하였다. 혼합물을 물로 희석시키고, 농축시켜서 메탄올을 제거하였다. NaOH를 사용하여 수용액의 pH를 9.16으로 조정하고, DCM (3 x 20 mL)으로 추출하였다. 합쳐진 유기 용액을 염수로 세척하고, Na₂SO₄로 건조시키 고, 농축시켰다. 잔류물을 실리카겔상에서의 플래시 컬럼 크로마토그래피에 의해 2회 정제하여, 매우 순수한 생성물인 6-O-HO-PEG₅-날부핀 10 (n = 5) (139 mg) 및 덜 순수한 생성물 (48 mg)을 수득하였다. 생성물을 ¹H-NMR, LC-Ms, HPLC에 의해 분석하였다.

실시예 4

결합 활성 데이터

통상적인 결합 친화성 기술을 사용하여, 오피오이드 수용체의 카파, 뮤 및 델타 오피오이드 서브타입에서의 결합 활성을 측정하기 위해 수 개의 분자를 검정하였다. 결과는 표 1에 제공되어 있다.

표 1

결합 활성

분자	카파 수용체에서의 Ki (nM)	카파에서의 날부핀에 대한 배수(Fold)	뮤 수용체에서의 Ki (nM)	뮤에서의 날부핀에 대한 배수	델타 수용체에서의 Ki (nM)	델타에서의 날부핀에 대한 배수
날부핀	37.54; 14.36	1	6.74; 16.92; 23.89; 9.67	1	187.10; 323.8; 619.3; 145.20	1
3-O-mPEG_n-날부핀^*	-	-	-	-	-	-
6-O-mPEG₃-날부핀	218.1	5.8	27.4	4.1	163.30	0.9
6-O-mPEG₄-날부핀			17.54	0.7	148.90	0.5
6-O-mPEG₅-날부핀	35.56	2.5	35.09	5.2	147.70	0.5
6-O-mPEG₆-날부핀	246.9	6.6	44.28	1.9	130.00	0.9
6-O-mPEG₇-날부핀	346.1	9.2	77.94	4.6	313.80	0.5
6-O-mPEG₈-날부핀	282.2	7.5	79.55	8.2	167.50	1.2
6-O-mPEG₉-날부핀	186.1	13.0	122.30	7.2	157.70	1.1

^* 실시예 1에서 제조된 "3-O-mPEG_n-날부핀" 계열의 분자는 검출가능한 결합 활성을 나타내지 않았는데, 수용성의 비-펩티드성 올리고머가 3-O 위치에서 공유 결합된 분자는, 예를 들어, 공유 연결이 분해가능한 형태의 연결인 경우 유용성을 지니는 것으로 믿어진다.

실시예 5

올리고머-U50488 컨주게이트의 제조

PEG-U50488은 하기 개략적으로 도시된 방법에 따라 제조될 수 있다. 통상적인 유기 합성 기술이 이러한 방법을 수행하는 데에 사용된다.

실시예 6

올리고머-U69593 컨주게이트의 제조

PEG-U69593은 하기 개략적으로 도시된 방법에 따라 제조될 수 있다. 통상적인 유기 합성 기술이 이러한 방법을 수행하는 데에 사용된다.

실시예 7

날부핀, U50488 및 U69593 이외의 컨주게이트의 제조

날부핀, U50488 및 U69593 이외의 오피오이드 효능제의 컨주게이트가 제조될 수 있으며, 여기서 실시예 1에 제시된 일반 합성 반응식 및 절차가 수행될 수 있는데, 단, 화학식 I의 오피오이드 효능제가 날부핀, U50488 및 U69593 대신 사용된다.

Claims

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하기 구조를 지니는, 수용성의 비-펩티드성(non-peptidic) 올리고머에 공유 결합된 오피오이드 효능제의 잔기를 포함하는 오피오이드 효능제 화합물:

상기 식에서,

R¹은 메틸이고;

R²는 OH이고;

R³는 메틸이고;

R⁴는 수소이고;

Y¹은 산소이고;

n은 1 내지 10 의 정수이다.
제 33 항에 있어서, n이 5 내지 7 의 정수인 화합물.
제 34 항에 있어서, n이 6인 화합물.
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제 33 항 내지 제 35 항 중 어느 한 항에 있어서, 치료법에서 사용하기 위한 화합물.
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