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KR20170125799A - 생체분자 컨쥬게이트 - Google Patents

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KR20170125799A
KR20170125799A KR1020177018256A KR20177018256A KR20170125799A KR 20170125799 A KR20170125799 A KR 20170125799A KR 1020177018256 A KR1020177018256 A KR 1020177018256A KR 20177018256 A KR20177018256 A KR 20177018256A KR 20170125799 A KR20170125799 A KR 20170125799A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
group
alkyl
heterocyclyl
aryl
rti
Prior art date
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Ceased
Application number
KR1020177018256A
Other languages
English (en)
Inventor
에릭 슈와츠
로라 아컬리안 다고스티노
헤르난 쿠에르보
웨슬리 오스틴
Original Assignee
셀진 코포레이션
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 셀진 코포레이션 filed Critical 셀진 코포레이션
Priority to KR1020237033558A priority Critical patent/KR20230144660A/ko
Publication of KR20170125799A publication Critical patent/KR20170125799A/ko
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Abstract

본 발명은 생체분자를 포함하는 생체분자 컨쥬게이트에 관한 것으로, 여기서 적어도 하나의 비-천연 아미노산(NNAA)이 생체분자의 구조에 필수적이며, NNAA는 페이로드, 특히 세포독성제가 부착되는 링커의 부착 지점이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 세포결합제, 및 세포독성제를 포함하는 활성 방출 생성물의 컨쥬게이트에 관한 것으로, 컨쥬게이트는 고리첨가 반응에 의해 생성된다. 생성 방법, 약학적 조성물 및 사용 방법이 제공된다.

Description

생체분자 컨쥬게이트{BIOMOLECULE CONJUGATES}
관련 출원에 대한 교차 참조
2014년 12월 4일자로 출원된 미국 가출원 일련 번호 62/087,369의 이점이 청구된다.
발명의 분야
본 발명은 적어도 하나의 비-천연 아미노산(NNAA)이 생체분자의 구조에 필수적이고, NNAA가 페이로드(payload), 특히 세포독성제가 부착되는 링커의 부착 지점인 생체분자를 포함하는 생체분자 컨쥬게이트에 관한 것이다. 본 발명은 추가로 세포결합제 및 세포독성제의 컨쥬게이트에 관한 것으로, 컨쥬게이트는 고리첨가 반응(cycloaddition reaction)에 의해 생성된다. 생성 방법, 약학적 조성물 및 사용 방법이 제공된다.
항체 구조 변형을 이용한 차세대 항체(NGA) 요법은 모노클로날 항체(mAb) 연구 및 개발의 핵심 영역이다. 종양학은 주요 관심사이며, 종양학 mAb 파이프라인의 약 50%는 NGAs로 구성된다(Syed, B.A., et al., Next-Generation Antibodies, Nature Reviews Drug Discovery, 13:413 (2014)).
새로운 항체 기술 플랫폼 중 가장 두드러진 항체-약물 컨쥬게이트(ADCs)는 일반적으로 화학적 링커를 통해 mAb에 부착된 세포독성제를 포함한다. 암 조직으로의 직접적인 화학요법제의 표적화된 전달을 제공함으로써, ADCs는 mAb의 임상 효능을 증가시킬 수 있고, 전신 투여에 또한 효능 있는 세포독소의 개발을 가능케 한다. 급성 골수성 백혈병(AML)의 치료를 위한 칼리케아마이신(calicheamicin)-연결된 CD33-특이적 mAb인 첫번째 ADC 제품 젬투주맙 오조가마이신(gemtuzumab ozogamicin)(MYLOTARG®; Wyeth)은 2000년에 승인되었으나, 안전성 우려로 2010년에 철회되었다. ADC 개발을 위한 새로운 플랫폼, 예를 들어, 표적화 항체 페이로드 플랫폼(TAP; Seattle Genetics and ImmunoGen)이 출현하였다. 2011년 말에, 비-호지킨 림프종(NHL)의 치료를 위한 항유사분열제 모노메틸 아우리스타틴 E(MMAE)에 연결된 CD30-특이적 mAb인 브렌툭시맙 베도틴(brentuximab vedotin)(ADCETRIS®; Seattle Genetics)이 미국 식품의약국(FDA)으로부터 승인을 얻은 최초의 새로운 ADCs가 되었다. 두번째 승인은 2013년 초의 아도-트라스투주맙-엠탄신(ado-trastuzumab-emtansine)(KADCYLA®; Genentech/Roche)이었다. 아도-트라스투주맙-엠탄신 및 mAb 퍼투주맙(pertuzumab)(PERJETA®; Roche(2012년에 승인됨))은 다양한 작용 방식으로 HER2(ERBB2로도 공지됨)를 표적으로 하는 트라스투주맙 (HERCEPTIN®; Roche)의 라인 확장으로 개발되었으며; PERJETA®은 HER2-HER3 이합체화를 억제하는 반면, 아도-트라스투주맙-엠탄신은 세포독성 페이로드를 세포에 전달한다.
세포독성 분자, 방사성핵종, 및 특정 화학요법 약물은 종양-특이적 또는 종양-관련 세포 표면 항원에 결합하는 모노클로날 항체에 화학적으로 연결되어 왔다. 예를 들어, 국제(PCT) 특허 출원 번호 WO 00/02587, WO 02/060955, WO 02/092127; 및 미국 특허 8198417, 8012485, 5475092, 6340701, 및 6171586를 참조한다.
현존하는 mAb 개발 과정은 힌지 공학 및 친화성 성숙과 같은 기술을 일상적으로 이용한다. 그러나, 효능을 개선시키고, 면역컨쥬게이트 요법의 바람직하지 않은 부작용을 최소화시키는 것이 난제로 남아 있다.
본 발명은 분리된 생체분자 컨쥬게이트 및 본원에 기재된 고리첨가 반응에 의해 제조된 분리된 생체분자 컨쥬게이트에 관한 것이다.
본 발명은 또한, 하기 화학식 I의 화합물을 제공하는 단계로서, 화학식 I의 화합물이 링커(스페이서 아암(arm))((E)m)에 부착된 고리형의 변형된 알킨 또는 알켄(A)을 포함하고, 페이로드(D)가 또한 링커에 부착되는, 단계;
하기 화학식 II의 화합물을 제공하는 단계로서, 화학식 II의 화합물이 구조에 있어서 필수적인 적어도 하나의 비-천연 발생 아미노산(NNAA)(M)을 포함하는 생체분자(CB)를 포함하고, NNAA가 아지드(예를 들어, 아지도-페닐알라닌 또는 아지도-파라-메틸-페닐알라닌) 또는 테트라진기(T)를 나타내는, 단계; 및
화학식 I의 화합물과 화학식 II의 화합물을 반응시켜, 화학식 III, 화학식 III' 또는 화학식 III"의 화합물(생체분자 컨쥬게이트)을 생성시키는 단계를 포함하는,
고리첨가에 의해 분리된 생체분자 컨쥬게이트를 제조하는 방법에 관한 것이다:
Figure pct00001
Figure pct00002
Figure pct00003
.
본 발명은 추가로 본원에 기재된 고리첨가 반응에 의해 제조된 화학식 III, III', 또는 III"의 분리된 생체분자 컨쥬게이트에 관한 것으로, 생체분자 컨쥬게이트는 하기의 생체분자에 필수적인 적어도 하나의 비-천연 발생 아미노산(NNAA)(M)을 포함한다:
Figure pct00004
상기 식에서, p 및 q는 각각 0 내지 10의 정수이고;
R6는 H, 폴리펩티드 내의 아미노산, 또는 결합이고;
R7은 OH, 폴리펩티드 내의 아미노산, 또는 결합이고;
V는 알킬 또는 아릴 카르보사이클, 헤테로사이클이거나, 부재하고;
W는 O, N, S이거나, 부재한다.
따라서, 본 발명은 추가로 본원에 기재된 고리첨가 반응에 의해 제조된 화학식 III, III'(또는 III"(III"은 또한 본 발명의 개시 전체에 걸쳐 범위 내에 있는 것으로 간주됨))의 분리된 생체분자 컨쥬게이트에 관한 것으로, 생체분자 컨쥬게이트는 하기 화학식의 화합물로 필수적으로 구성되는 군으로부터 선택되는 생체분자 구조에 필수적인 적어도 하나의 비-천연 발생 아미노산(NNAA)(M)을 포함한다:
Figure pct00005
.
또한, 본 발명은 본원에 기재된 고리첨가 반응에 의해 제조된 화학식 III 또는 III'의 분리된 생체분자 컨쥬게이트에 관한 것으로, 생체분자 컨쥬게이트는 세포독성제인 적어도 하나의 페이로드(D)를 포함한다.
따라서, 본 발명은 추가로 본원에 기재된 고리첨가 반응에 의해 제조된 화학식 III 또는 III'의 분리된 생체분자 컨쥬게이트에 관한 것으로, 생체분자 컨쥬게이트는 페이로드(D)로서 적어도 하나의 메이탄시노이드(maytansinoid)를 포함한다.
따라서, 본 발명은 추가로 본원에 기재된 고리첨가 반응에 의해 제조된 화학식 III 또는 III'의 분리된 생체분자 컨쥬게이트에 관한 것으로, 생체분자 컨쥬게이트는 페이로드(D)로서 하기 구조의 적어도 하나의 세포독성제를 포함한다:
Figure pct00006
.
본 발명은 추가로 치료적 유효량의 본원에 기재된 생체분자 컨쥬게이트 및 약학적으로 허용되는 담체를 포함하는 약학적 조성물에 관한 것이다.
본 발명은 추가로 유효량의 본원에 기재된 생체분자 컨쥬게이트를 투여하는 단계를 포함하는 포유동물의 비정상적인 생리학적 질환의 치료 방법에 관한 것이다.
따라서, 본 발명은 추가로 유효량의 본원에 기재된 생체분자 컨쥬게이트를 투여하는 단계를 포함하는 포유동물의 세포 증식 장애의 치료 방법에 관한 것이다.
따라서, 본 발명은 추가로 유효량의 본원에 기재된 생체분자 컨쥬게이트를 투여하는 단계를 포함하는 포유동물의 혈액 종양학 장애의 치료 방법에 관한 것이다.
본 발명은 또한 하기의 분리된 화합물에 관한 것이다:
Figure pct00007
상기 식에서, A는 변형된 알킨 또는 알켄 고리이고, 여기서 고리는 카르보사이클릴 또는 헤테로사이클릴이고,
D는 페이로드이고;
각각의 E는 독립적으로 -CO-, -CR1R2-, -NR3-, -S-S-, -S-, -SO-, -SO2-, -O-, -CR3=N-NR3-, -CR3=N-O-, -CR3=N-NR3-CO-, -N=N-CO-, 알킬, C3-C8 카르보사이클릴, -O-(CR1R2)a-, 아릴, -(CR1R2)a-아릴, 헤테로아릴, -(CR1R2)a-헤테로아릴, -(CR1R2)a-C3-C8 카르보사이클릴, 헤테로사이클릴, -(CR1R2)a-헤테로사이클릴, -(CH2CH2O)a-, -(CH2CH2O)a-(CH2)b, ―(CH2)aC(O)-, 아미노산, 및 펩티드로 구성된 군으로부터 선택되고;
R1 및 R2는 각각 독립적으로 H, F, Cl, Br, I, OH, -N(R3)2, -N(R3)3 +, C1-C8 알킬할라이드, 카르복실레이트, 설페이트, 설파메이트, 설포네이트, -SO2R3, -S(=O)R3, -SR3, -SO2N(R3)2, -C(=O)R3, -CO2R3, -C(=O)N(R3)2, ―CN, ―N3, ―NO2, C1-C8 알콕시, 폴리에틸렌옥시, 포스포네이트, 포스페이트, C1-C8 알킬, C2-C8 알케닐, C2-C8 알키닐, 아릴, 헤테로아릴, C3-C8 카르보사이클릴, 및 C1-C20 헤테로사이클릴로 구성된 군으로부터 선택되거나; 함께 취해지는 경우, R1 및 R2는 카르보닐(=O), 또는 3 내지 7개의 탄소 원자의 스피로 카르보사이클릭 고리를 형성하고;
R3는 H, C1-C8 알킬, C2-C8 알케닐, C2-C8 알키닐, C6-C20 아릴, C5-C20 헤테로아릴, C3-C8 카르보사이클릴, 및 C1-C20 헤테로사이클릴로 구성된 군으로부터 선택되고;
알킬, 알케닐, 알키닐, 아릴, 헤테로아릴, 카르보사이클릴, 및 헤테로사이클릴은 임의로 F, Cl, Br, I, OH, ―N(R3)2, ―N(R3)3 +, C1-C8 알킬할라이드, 카르복실레이트, 설페이트, 설파메이트, 설포네이트, C1-C8 알킬설포네이트, C1-C8 알킬아미노, 4-디알킬아미노피리디늄, C1-C8 알킬하이드록실, C1-C8 알킬티올, -SO2R, -S(=O)R3, ―SR3, ―SO2N(R3)2, -C(=O)R3, -CO2R3, -C(=O)N(R3)2, ―CN, ―N3, ―NO2, C1-C8 알콕시, C1-C8 트리플루오로알킬, C1-C8 알킬, C3-C12 카르보사이클, C6-C20 아릴, C6-C20 헤테로아릴, C3-C8 카르보사이클릴, C2-C20 헤테로사이클릴, 폴리에틸렌옥시, 포스포네이트, 및 포스페이트로 구성된 군으로부터 선택되는 하나 이상의 치환기로 독립적으로 치환되고;
m은 1 내지 100의 정수이고;
a 및 b는 각각 1 내지 100의 정수이다.
본 발명은 추가로 화학식 I의 분리된 화합물에 관한 것으로, 여기서 각각의 E는 독립적으로 -(CH2CH2O)a-, -(CH2)aC(O)NR3-, -(CH2)aNR3C(O)-, -(CH2)aC(O)NR3(CH2)b-, -(CH2)aC(O)NR3(CH2CH2O)b-, -(CH2)aC(O)NR3(CH2CH2O)b(CH2)c-, -(CH2CH2O)aC(O)NR3(CH2CH2O)b-, -(CH2CH2O)aC(O)NR3(CH2CH2O)b, -(CH2CH2O)aC(O)NR3(CH2)b-, -(CH2CH2O)a-(CH2)b, ―(CH2)aC(O)-, -CR3=N-NR3-, -CR3=N-O-, -CR3=N-NR3-CO-, -N=N-CO-, -S-, -SO-, -SO2-, 아미노산, 디펩티드, 트리펩티드,
Figure pct00008
, 및
Figure pct00009
로 구성된 군으로부터 선택되고; 여기서, G는 알킬, 아릴, 카르보사이클릴, 및 헤테로사이클릴, 및
Figure pct00010
로 구성된 군으로부터 선택되고; 여기서, H1, H2, 및 H3는 각각 독립적으로 N 또는 CR1으로부터 선택된다.
본 발명은 추가로 화학식 I의 분리된 화합물에 관한 것으로, 여기서 각각의 E는 독립적으로 하기로 구성된 군으로부터 선택되고,
Figure pct00011
상기 식에서,
J는 아미노산 또는 펩티드이고;
d, e, g, i, j, 및 k는 각각 독립적으로 1 내지 30의 정수이고;
h는 0 내지 30의 정수이고;
R3는 상기 정의된 바와 같고;
각각의 R4는 독립적으로 H, 알킬, -N(R3)2, -SR3, 및 C1-C8 알콕시, 아릴로 구성된 군으로부터 선택되고;
R5는 H, -N(R3)2, -SR3, C1-C8 알콕시, 아릴, 및 NO2로 구성된 군으로부터 선택된다.
본 발명은 추가로 하기의 예시적인 화학식 I의 분리된 화합물 각각 뿐만 아니라 이들의 유사체 및 유도체에 관한 것이다:
Figure pct00012
Figure pct00013
Figure pct00014
Figure pct00015
.
달리 정의하지 않는 한, 본원에서 사용되는 모든 기술 및 과학 용어는 본 발명이 속하는 분야의 당업자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 본원에 언급된 모든 간행물 및 특허는 참조로서 포함된다.
본원에 기재된 표적화된 항암 요법은 통상적인 암 화학요법에 비해 비특이적 독성을 감소시키고, 효능을 증가시키도록 설계된다. 이러한 접근법은 암-특이적 또는 암-관련 항원을 나타내는 세포로 매우 효능 있는 컨쥬게이션된 요법제를 특이적으로 전달하는 모노클로날 항체의 강력한 표적화 능력에 의해 구현된다. 페이로드, 특히 세포독성제는 암 세포에 높은 정도의 특이성으로 결합하는 항체 또는 리간드와 같은 표적화 분자에 커플링되어 생체분자 컨쥬게이트(컨쥬게이트) 또는 항체-약물 컨쥬게이트(ADC) 또는 면역컨쥬게이트로 본원에서 언급되는 화합물을 형성한다. 본원에 기재된 컨쥬게이트는 세포독성제를 세포, 예를 들어, 특정 세포 표면 항원 또는 수용체를 나타내거나 그렇지 않은 경우 이들을 과발현하는 혈액암 세포로 유도하므로 독성이 덜해야 한다.
이제 본 발명의 특정 구현예가 상세히 참조될 것이며, 이의 예는 첨부된 구조 및 화학식에서 예시된다. 본 발명은 본원에 개시된 구현예와 관련하여 기재될 것이나, 이들은 본 발명을 이들 구현예로 제한하고자 하는 것이 아님이 이해될 것이다. 반대로, 본 발명은 본 발명의 범위 내에 포함될 수 있을 뿐만 아니라 본원에 첨부된 청구범위에 의해 규정될 수 있는 모든 대안, 변형, 및 균등물을 포함하는 것으로 의도된다. 당업자는 본 발명의 실시에서 이용될 수 있는 본원에 기재된 방법 및 물질과 유사하거나 동등한 많은 방법 및 물질을 인지할 것이다. 본 발명은 기재된 방법 및 물질로 결코 제한되지 않는다. 하기의 상세한 설명 및 첨부된 청구항에서, 사용된 약어 및 명명법은 화학에서 기본적으로 표준인 약어 및 명명법인 것이 이해될 것이다.
달리 명시하지 않는 한, 본원에서 사용되는 하기 용어 및 구는 하기 정의를 갖는다:
"알킬"은 정상, 2차, 3차 또는 고리형 탄소 원자를 함유하는 C1-C18 탄화수소 모이어티이다. 알킬 라디칼의 예는 C1-C8 탄화수소 모이어티, 예를 들어, 메틸(Me, ―CH3), 에틸(Et, ―CH2CH3), 1-프로필(n-Pr, n-프로필, ―CH2CH2CH3), 2-프로필(i-Pr, i-프로필, ―CH(CH3)2), 1-부틸(n-Bu, n-부틸, ―CH2CH2CH2CH3), 2-메틸-1-프로필(i-Bu, i-부틸, ―CH2CH(CH3)2), 2-부틸(s-Bu, s-부틸, ―CH(CH3)CH2CH3), 2-메틸-2-프로필(t-Bu, t-부틸, ―C(CH3)3), 1-펜틸(n-펜틸, ―CH2CH2CH2CH2CH3), 2-펜틸(―CH(CH3)CH2CH2CH3), 3-펜틸(―CH(CH2CH3)2), 2-메틸-2-부틸(―C(CH3)2CH2CH3), 3-메틸-2-부틸(―CH(CH3)CH(CH3)2), 3-메틸-1-부틸(―CH2CH2CH(CH3)2), 2-메틸-1-부틸(―CH2CH(CH3)CH2CH3), 1-헥실(―CH2CH2CH2CH2CH2CH3), 2-헥실(―CH(CH3)CH2CH2CH2CH3), 3-헥실(―CH(CH2CH3)(CH2CH2CH3)), 2-메틸-2-펜틸(―C(CH3)2CH2CH2CH3), 3-메틸-2-펜틸(―CH(CH3)CH(CH3)CH2CH3), 4-메틸-2-펜틸(―CH(CH3)CH2CH(CH3)2), 3-메틸-3-펜틸(―C(CH3)(CH2CH3)2), 2-메틸-3-펜틸(―CH(CH2CH3)CH(CH3)2), 2,3-디메틸-2-부틸(―C(CH3)2CH(CH3)2), 3,3-디메틸-2-부틸(―CH(CH3)C(CH3)3, 1-헵틸, 1-옥틸, 사이클로프로필, 사이클로부틸, 사이클로펜틸, 사이클로헥실, 사이클로헵틸, 및 사이클로옥틸을 포함한다. 알킬기는 치환되거나 비치환될 수 있다.
"알케닐"은 적어도 하나의 불포화 부위, 즉, 탄소-탄소, sp2 이중 결합을 갖는 정상, 2차, 3차 또는 고리형 탄소 원자를 함유하는 C2-C18 탄화수소 모이어티이다. 알케닐 라디칼의 예는 C2-C8 탄화수소 모이어티, 비제한적인 예로, 에틸렌 또는 비닐(―CH=CH2), 알릴(―CH2CH=CH2), 1-사이클로펜트-1-에닐, 1-사이클로펜트-2-에닐, 1-사이클로펜트-3-에닐, 5-헥세닐(―CH2CH2CH2CH2CH=CH2), 1-사이클로헥스-1-에닐, 1-사이클로헥스-2-에닐, 및 1-사이클로헥스-3-에닐을 포함한다. 알케닐기는 치환되거나 비치환될 수 있다.
"알키닐"은 적어도 하나의 불포화 부위, 즉, 탄소-탄소, sp 삼중 결합을 갖는 정상, 2차, 3차 또는 고리형 탄소 원자를 함유하는 C2-C18 탄화수소 모이어티이다. 알키닐 라디칼의 예는 C2-C8 탄화수소 모이어티, 비제한적인 예로, 아세틸렌(―C≡CH) 및 프로파길(―CH2C≡CH)을 포함한다. 알키닐기는 치환되거나 비치환될 수 있다.
"아미노"는 달리 명시되지 않는 한 치환되거나 비치환된다. 아미노기는 수소, 알킬, 알케닐, 알키닐, 사이클로알킬, 사이클로알킬알킬, 아릴알킬, 하이드록시알킬, 알콕시알킬, 할로알킬, 비치환되거나 치환된 아릴, 아미노알킬, 아실, 예를 들어, 포르밀, 알킬카르보닐, 아릴카르보닐, 알킬설포닐 또는 아릴설포닐로부터 선택되는 1개 또는 2개의 치환기에 의해 치환될 수 있고, 이는 바람직하게는 아미노, 메틸아미노, 디메틸아미노, 프로필아미노, 벤질아미노, 하이드록시에틸-메틸-아미노, 디(하이드록시에틸)아미노, 디메틸아미노에틸아미노, 아세틸아미노, 아세틸-메틸-아미노, 벤조일아미노, 메틸설포닐아미노 또는 페닐설포닐아미노, 특히 아미노 또는 디메틸아미노이다.
"아릴"은 벤젠, 나프탈렌, 페닐, 바이페닐, 페녹시벤젠 등을 포함하나 이에 제한되지는 않는 임의의 탄소-기반 방향족 기를 의미한다. 아릴기는 치환되거나 비치환될 수 있다. 용어 "헤테로아릴"은 방향족 기의 고리 내에 통합되는 적어도 하나의 헤테로원자를 갖는 방향족 기를 함유하는 기로 정의된다. 헤테로원자의 예는 질소, 산소, 황, 10 및 인을 포함하나 이에 제한되지는 않는다. 용어 "아릴"에 포함되는 용어 "비-헤테로아릴"은 헤테로원자를 함유하지 않는 방향족 기를 함유하는 기를 정의한다. 아릴 또는 헤테로아릴기는 치환되거나 비치환될 수 있다. 아릴 또는 헤테로아릴기는 본원에 기재된 바와 같은 알킬, 할로겐화 알킬, 알콕시, 알케닐, 알키닐, 아릴, 헤테로아릴, 알데하이드, 아미노, 카르복실산, 에스테르, 에테르, 15 할라이드, 하이드록시, 케톤, 니트로, 실릴, 설포-옥소, 설포닐, 설폰, 설폭시드, 또는 티올을 포함하나 이에 제한되지는 않는 하나 이상의 기로 치환될 수 있다. 용어 "바이아릴"은 아릴기의 특정 유형이며, 아릴의 정의에 포함된다. 바이아릴은 나프탈렌에서와 같이 융합된 고리 구조를 통해 함께 결합되거나, 바이페닐에서와 같이 하나 이상의 탄소-탄소 결합을 통해 부착되는 2개의 아릴기를 나타낸다.
"헤테로사이클릭 또는 헤테로사이클릴"은 4 내지 12개의 원자를 함유하는 포화되거나, 부분적으로 포화되거나, 불포화된 모노 또는 바이사이클릭 고리이고, 이중 적어도 하나의 원자는 질소, 황 또는 산소로부터 선택되고, 달리 명시하지 않는 한 연결된 탄소 또는 질소일 수 있고, 여기서 ―CH2― 기는 임의로 ―C(O)―에 의해 대체될 수 있고, 고리 황 원자는 임의로 산화되어 S-옥사이드(들)을 형성할 수 있다. 헤테로사이클릴의 예는 피롤리디닐, 모르폴리노, 피페리딜, 피리딜, 피라닐, 피롤릴, 이소티아졸릴, 인돌릴, 퀴놀릴, 티에닐, 푸릴, 1,3-벤조디옥솔릴, 티아디아졸릴, 피페라지닐, 이속사졸릴, 티아졸릴, 티아졸리디닐, 피롤리디닐, 티오모르폴리노, 피라졸릴, 피롤리닐, 호모피페라지닐, 테트라하이드로피라닐, 이미다졸릴, 피리미딜, 피라지닐, 피리다지닐, 이속사졸릴, 4-피리돈, 1-이소퀴놀론, 2-피롤리돈, 4-티아졸리돈, 이미다조[1,2-a]피리딘 또는 3-아자-8-옥사바이사이클로[3,2,1]헥산을 포함하나 이에 제한되지는 않는다. 헤테로사이클은 문헌[Paquette, Leo A., "Principles of Modern Heterocyclic Chemistry" (W. A. Benjamin, New York, 1968), 특히 1, 3, 4, 6, 7, 및 9장; "The Chemistry of Heterocyclic Compounds, A series of Monographs" (John Wiley & Sons, New York, 1950 to present), 특히 13, 14, 16, 19, 및 28권; 및 J. Am. Chem. Soc. (1960) 82:5566]에 기재되어 있다. 헤테로사이클릭기는 치환되거나 비치환될 수 있다.
"카르바모일"은 달리 명시하지 않는 한 치환되거나 비치환될 수 있다. 카르바모일기는 수소, 알킬, 알케닐, 알키닐, 사이클로알킬, 사이클로알킬알킬, 아릴알킬, 하이드록시알킬, 알콕시알킬, 할로알킬, 비치환되거나 치환된 아릴, 또는 아미노알킬, 또는 카르바모일로부터 선택되는 1개 또는 2개의 치환기에 의해 치환될 수 있고, 여기서 치환기 및 카르바모일기의 질소 원자는 N, O 및 S로부터 선택되는 0, 1 또는 2개의 헤테로원자를 추가로 포함하는 5 또는 6원 헤테로사이클릴이며; 바람직하게는 카르바모일, 메틸카르바모일, 디메틸카르바모일, 프로필카르바모일, 하이드록시에틸-메틸-카르바모일, 디(하이드록시에틸)카르바모일, 디메틸아미노에틸카르바모일, 또는 피롤리디노카르보닐, 피페리디노카르보닐, N-메틸피페라지노카르보닐 또는 모르폴리노카르보닐, 특히 카르바모일 또는 디메틸카르바모일이다.
동의어인 "카르보사이클" 및 "카르보사이클릴"은 모노사이클로서 3 내지 7개의 탄소 원자 또는 바이사이클로서 7 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 포화 또는 불포화 고리를 나타낸다. 모노사이클릭 카르보사이클은 3 내지 6개의 고리 원자, 훨씬 더 통상적으로는 5 또는 6개의 고리 원자를 갖는다. 바이사이클릭 카르보사이클은, 예를 들어, 바이사이클로 [4,5], [5,5], [5,6] 또는 [6,6] 시스템으로 배열된 7 내지 12개의 고리 원자, 또는 바이사이클로 [5,6] 또는 [6,6] 시스템으로 배열된 9 또는 10개의 고리 원자를 갖는다. 모노사이클릭 카르보사이클의 예는 사이클로프로필, 사이클로부틸, 사이클로펜틸, 1-사이클로펜트-1-에닐, 1-사이클로펜트-2-에닐, 1-사이클로펜트-3-에닐, 사이클로헥실, 1-사이클로헥스-1-에닐, 1-사이클로헥스-2-에닐, 1-사이클로헥스-3-에닐, 사이클로헵틸, 및 사이클로옥틸을 포함한다. 카르보사이클기는 치환되거나 비치환될 수 있다.
비-천연 아미노산(NNAA)은 근본적으로 자연에서 발견되는 20개의 아미노산 중 하나가 아닌 아미노산을 나타낸다. 상기 NNAA의 예는 아지드기 또는 테트라진기를 갖는 아미노산을 포함하나 이에 제한되지는 않는다. 예시적인 NNAA는 아지도-페닐알라닌 또는 아지도-파라-메틸-페닐알라닌을 포함하나 이에 제한되지는 않는다.
본원에서 정의된 바와 같은 "연결기"는, 예를 들어, 링커(E)와 페이로드(D) 사이의 작용기를 나타낸다. 연결기의 예는 아미드, 에스테르, 카르바메이트, 에테르, 티오에테르, 이황화물, 하이드라존, 옥심, 세미카르바지드, 우레아, 카르보네이트, 산 불안정 기, 광불안정 기, 펩티다제 불안정 기 및 에스테라제 불안정 기를 포함하나 이에 제한되지는 않는다. 예를 들어, US 5208020; 5475092; 6441163; 6716821; 6913748; 7276497; 7276499; 7368565; 7388026 및 7414073을 참조한다.
"링커"(스페이서 암)(E)는 2개의 연결기 사이의 화학적 모이어티를 나타낸다. CB-E-D. 링커(E)는 세포결합제(CB)에 대한 연결기와 페이로드(D)에 대한 연결기 사이의 화학적 모이어티이다. 링커(E)는 분해성 또는 비-분해성일 수 있다. 링커는 세포독성제와 세포결합제 또는 세포결합제에 추가로 연결될 수 있는 화학적 모이어티를 연결시킨다. 예를 들어, 링커(E)는 후이스겐 고리첨가(Huisgen cycloaddition)(샤플리스 "클릭" 반응(Sharpless "click" reaction)으로도 공지됨)를 통해 아지드-치환된 비-천연 아미노산을 함유하는 항체에 본원에 기재된 바와 같이 연결될 수 있는 변형된 알킨과 같은 화학적 모이어티에 메이탄시노이드를 연결시킨다.
링커의 제조 및 적용은 당업자가 용이하게 이용 가능하다(Goldmacher et al., Antibody-drug Conjugates and Immunotoxins: From Pre-clinical Development to Therapeutic Applications, Chapter 7, in Linker Technology and Impact of Linker Design on ADC Properties, Edited by Phillips GL; Ed. Springer Science and Business Media, New York (2013)). 본 발명에서 사용하기 위한 링커 구조는 또한, 예를 들어, 전체 개시내용이 참조로서 본원에 포함되는 US 8198417; 8012485; 7989434; 6333410; 5416064, 및 5208020에 개시되어 있다.
분해 가능한 링커(E)는 가벼운 조건하에서 분해될 수 있는 링커이다. 이황화물 함유 링커는 생리학적 조건하에서 발생하는 이황화물 교환을 통해 분해 가능한 링커이다. 산 불안정 링커는 산성 pH에서 분해 가능한 링커이다. 예를 들어, 특정한 세포내 구획, 예를 들어, 엔도솜 및 리소좀은 산성 pH(pH 4 내지 5)를 가지며, 산 불안정 링커를 분해하기에 적합한 조건을 제공한다. 광 불안정한 링커는 신체 표면 및 빛에 접근 가능한 많은 체강에서 유용하다. 또한, 적외선은 조직을 투과할 수 있다. 특정 링커는 천연 펩티다제에 의해 분해될 수 있다. 예를 들어, 문헌[Trouet, et al., 79 Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 626-629 (1982) 및 Umemoto, et al., 43 Int. J. Cancer, 677-684 (1989)]을 참조한다. 펩티드는 α-아미노산 및 한 아미노산의 카르복실레이트와 다른 아미노산의 α-아미노기 사이의 아미드 결합인 펩티드 결합 등으로 구성된다. 다른 아미드 결합, 예를 들어, 리신의 ε-아미노기와 카르복실레이트 사이의 결합은 펩티드 결합이 아닌 것으로 이해되며, 분해 가능하지 않은 것으로 간주된다. 당 분야에 공지된 많은 링커가 에스테라제에 의해 분해될 수 있다. 당 분야에 공지된 특정 에스테르만이 세포 내부 또는 외부에 존재하는 에스테라제에 의해 분해될 수 있다. 에스테르는 카르복실산과 알코올의 축합에 의해 형성된다. 단순 에스테르는 단순 알코올, 예를 들어, 지방족 알코올, 및 작은 고리형 및 작은 방향족 알코올로 생성된 에스테르이다.
분해 가능하지 않은 링커(E)는 안정적인 공유 방식으로 세포결합제에 페이로드, 예를 들어, 세포독성제를 연결시킬 수 있고, 분해 가능한 링커로서 상기 나열된 범주에 속하지 않는 임의의 화학적 모이어티이다. 따라서, 분해 가능하지 않은 링커는 일반적으로 산-유도 분해, 광-유도 분해, 펩티다제-유도 분해, 에스테라제-유도 분해, 및 이황화결합 분해에 내성이 있다. 본원에서 사용되는 용어 "약학적으로 허용되는 염"은 생체분자 컨쥬게이트를 포함하는 본 발명의 화합물의 약학적으로 허용되는 유기 또는 무기 염을 나타낸다. 예시적 염은 설페이트, 시트레이트, 아세테이트, 옥살레이트, 클로라이드, 브로마이드, 요오다이드, 니트레이트, 바이설페이트, 포스페이트, 산 포스페이트, 이소니코티네이트, 락테이트, 살리실레이트, 산 시트레이트, 타르트레이트, 올레에이트, 탄네이트, 판토테네이트, 바이타르트레이트, 아스코르베이트, 숙시네이트, 말레에이트, 겐티시네이트, 푸마레이트, 글루코네이트, 글루쿠로네이트, 사카레이트, 포르메이트, 벤조에이트, 글루타메이트, 메탄설포네이트 "메실레이트", 에탄설포네이트, 벤젠설포네이트, p-톨루엔설포네이트, 파모에이트(즉, 1,1'-메틸렌-비스-(2-하이드록시-3-나프토에이트)) 염, 알칼리 금속(예를 들어, 소듐 및 포타슘) 염, 알칼리 토금속(예를 들어, 마그네슘) 염, 및 암모늄 염을 포함하나 이에 제한되지는 않는다. 약학적으로 허용되는 염은 다른 분자, 예를 들어, 아세테이트 이온, 숙시네이트 이온 또는 다른 반대이온의 포함을 수반할 수 있다. 반대이온은 모 화합물의 전하를 안정시키는 임의의 유기 또는 무기 모이어티일 수 있다. 또한, 약학적으로 허용되는 염은 이의 구조 내에 하나 초과의 하전된 원자를 가질 수 있다. 다수의 하전된 원자가 약학적으로 허용되는 염의 일부인 경우는 다수의 반대이온을 가질 수 있다. 그러므로, 약학적으로 허용되는 염은 하나 이상의 하전된 원자 및/또는 하나 이상의 반대이온을 가질 수 있다.
용어 "치료적 유효량" 또는 "유효량"은 대상체에서 원하는 생물학적 반응 또는 치료 효과를 유도하는 활성 화합물 또는 컨쥬게이트의 양을 의미한다. 상기 반응은 치료되는 질병 또는 장애의 증상의 경감, 질병의 증상 또는 질병 자체의 재발의 예방, 억제 또는 지연, 치료 부재와 비교하여 대상체의 수명의 증가, 또는 질병의 증상 또는 질병 자체의 진행의 예방, 억제 또는 지연을 포함한다. 유효량의 결정은 특히 본원에 제공된 상세한 설명에 비추어 충분히 당업자의 능력 내에 있다. 독성 및 치료 효능은 세포 배양 및 동물 연구에서 표준 약학적 절차에 의해 결정된다. 대상체에 투여되는 본 발명의 화합물 또는 컨쥬게이트 또는 다른 치료제의 유효량은 질환, 예를 들어, 다발골수종 또는 백혈병의 단계, 범주 및 상태, 및 대상체의 특징, 예를 들어, 전반적 건강, 연령, 성별, 체중 및 약물 내성에 좌우될 것이다. 투여되는 본 발명의 화합물 또는 컨쥬게이트 또는 다른 치료제의 유효량은 또한 투여 경로 및 투여 형태에 좌우될 것이다. 정맥내(IV) 및 피하(SC) 투여 경로가 바람직하다. 투여량 및 투여 간격은 원하는 치료 효과를 유지하기에 충분한 활성 화합물의 혈장 수준을 제공하기 위해 개별적으로 조정될 수 있다.
본원에서 사용되는 입체화학적 정의 및 관례는 일반적으로 문헌[S. P. Parker, Ed., McGraw-Hill Dictionary of Chemical Terms (1984) McGraw-Hill Book Company, New York; 및 Eliel, E. and Wilen, S., "Stereochemistry of Organic Compounds", John Wiley & Sons, Inc., New York, 1994]을 따른다. 달리 명시하지 않는 한, 본 발명의 화합물은 단일 이성질체 또는 다른 이성질체와의 혼합물로 존재하는 모든 입체이성질체를 포함하는 것으로 의도된다.
본 발명의 화학식 I의 화합물에서, (A)는 변형된 고리, 즉, 변형된 알킨 고리 또는 변형된 알켄 고리이다. 변형된 알킨(A) 또는 변형된 알켄(A) 및 세포독성제, 예를 들어, (D)는 링커(E)m을 통해 연결된다. (E)m의 연결 지점((A) 또는 (D), 또는 둘 모두로의 연결)에서 사용하기 위한 다양한 연결기는, 예를 들어, 에스테르, 아미드, 카르바메이트, 아민, 및 티오에테르를 포함하나 이에 제한되지는 않는다.
화학식 I
하기 화학식 I의 화합물:
Figure pct00016
상기 식에서, A는 고리이고, 단, A는 점선이 결합인 경우 변형된 알킨을 갖는 고리이거나, A는 점선이 부재하는 경우 변형된 알켄을 갖는 고리이고;
즉, 화학식 I은 하기 구조 둘 모두를 포함하고;
Figure pct00017
상기 식에서, D는 세포독성제이고;
각각의 E는 독립적으로 -CO-, -CR1R2-, -NR3-, -S-S-, -S-, -SO-, -SO2-, -O-, -CR3=N-NR3-, -CR3=N-O-, -CR3=N-NR3-CO-, -N=N-CO-, 알킬, C3-C8 카르보사이클릴, -O-(CR1R2)a-, 아릴, -(CR1R2)a-아릴, 헤테로아릴, -(CR1R2)a-헤테로아릴, -(CR1R2)a-C3-C8 카르보사이클릴, 헤테로사이클릴, -(CR1R2)a-헤테로사이클릴, -(CH2CH2O)a-, -(CH2CH2O)a-(CH2)b, ―(CH2)aC(O)-, 아미노산, 및 펩티드로 구성된 군으로부터 선택되고;
R1 및 R2는 각각 독립적으로 H, F, Cl, Br, I, OH, -N(R3)2, -N(R3)3 +, C1-C8 알킬할라이드, 카르복실레이트, 설페이트, 설파메이트, 설포네이트, -SO2R3, -S(=O)R3, -SR3, -SO2N(R3)2, -C(=O)R3, -CO2R3, -C(=O)N(R3)2, ―CN, ―N3, ―NO2, C1-C8 알콕시, 폴리에틸렌옥시, 포스포네이트, 포스페이트, C1-C8 알킬, C2-C8 알케닐, C2-C8 알키닐, 아릴, 헤테로아릴, C3-C8 카르보사이클릴, 및 C1-C20 헤테로사이클릴로 구성된 군으로부터 선택되거나; 함께 취해지는 경우, R1 및 R2는 카르보닐(=O), 또는 3 내지 7개의 탄소 원자의 스피로 카르보사이클릭 고리를 형성하고;
R3는 독립적으로 H, C1-C8 알킬, C2-C8 알케닐, C2-C8 알키닐, C6-C20 아릴, C6-C20 헤테로아릴, C3-C8 카르보사이클릴, 및 C1-C20 헤테로사이클릴로 구성된 군으로부터 선택되고;
치환되는 경우, 알킬, 카르보사이클릴, 알케닐, 알키닐, 아릴, 헤테로아릴, 카르보사이클릴, 및 헤테로사이클릴은 독립적으로 F, Cl, Br, I, OH, ―N(R3)2, ―N(R3)3 +, C1-C8 알킬할라이드, 카르복실레이트, 설페이트, 설파메이트, 설포네이트, C1-C8 알킬설포네이트, C1-C8 알킬아미노, 4-디알킬아미노피리디늄, C1-C8 알킬하이드록실, C1-C8 알킬티올, -SO2R, -S(=O)R3, ―SR3, ―SO2N(R3)2, -C(=O)R3, -CO2R3, -C(=O)N(R3)2, ―CN, ―N3, ―NO2, C1-C8 알콕시, C1-C8 트리플루오로알킬, C1-C8 알킬, C3-C12 카르보사이클, C6-C20 아릴, C6-C20 헤테로아릴, C3-C8 카르보사이클릴, C2-C20 헤테로사이클릴, 폴리에틸렌옥시, 포스포네이트, 및 포스페이트로 구성된 군으로부터 선택되는 하나 이상의 치환기로 치환되고;
m은 1 내지 100의 정수이고;
a 및 b는 각각 1 내지 100의 정수이다.
특정 구현예에서, m은 1 내지 30의 정수이다. 일부 구현예에서, m은 1 내지 25의 정수이다. 일부 구현예에서, m은 1 내지 20의 정수이다. 일부 구현예에서, m은 1 내지 15의 정수이다. 일부 구현예에서, m은 1 내지 10의 정수이다. 일부 구현예에서, m은 1 내지 5의 정수이다. 일부 구현예에서, m은 1 내지 3의 정수이다. 일부 구현예에서, m은 1 내지 2의 정수이다. 일부 구현예에서, m은 1이다.
특정 구현예에서, a 및 b는 각각 독립적으로 1 내지 100의 정수이다. 일부 구현예에서, a 및 b는 각각 독립적으로 1 내지 30의 정수이다. 일부 구현예에서, a 및 b는 각각 독립적으로 1 내지 25의 정수이다. 일부 구현예에서, a 및 b는 각각 독립적으로 1 내지 20의 정수이다. 일부 구현예에서, a 및 b는 각각 독립적으로 1 내지 15의 정수이다. 일부 구현예에서, a 및 b는 각각 독립적으로 1 내지 10의 정수이다. 일부 구현예에서, a 및 b는 각각 독립적으로 1 내지 5의 정수이다. 일부 구현예에서, a 및 b는 각각 독립적으로 1 내지 3의 정수이다. 일부 구현예에서, a 및 b는 각각 독립적으로 1 내지 2의 정수이다. 일부 구현예에서, a 및 b는 각각 독립적으로 1이다.
-(E)m-에서 각각의 E는 동일하거나 상이할 수 있다. 한 구현예에서, 예를 들어, 알킬 및 카르보사이클의 조합은 -(E)2-를 발생시키며, 여기서 하나의 E는 알킬이고, 다른 E는 카르보사이클이다.
비제한적인 예시적 구현예에서, 각각의 E는 N-숙신이미딜 4-(말레이미도메틸)사이클로헥산카르복실레이트(SMCC), N-숙신이미딜-4-(N-말레이미도메틸)-사이클로헥산-1-카르복시-(6-아미도카프로에이트)(LC-SMCC), κ-말레이미도운데칸산 N-숙신이미딜 에스테르(KMUA), γ-말레이미도부티르산 N-숙신이미딜 에스테르(GMBS), ε-말레이미드카프로산 N-하이드록시숙신이미드 에스테르(EMCS), m-말레이미도벤조일-N-하이드록시숙신이미드 에스테르(MBS), N-(α-말레이미도아세톡시)-숙신이미드 에스테르(AMAS), 숙신이미딜-6-(β-말레이미도프로피온아미도)헥사노에이트(SMPH), N-숙신이미딜 4-(p-말레이미도페닐)-부티레이트(SMPB), N-(p-말레이미도페닐)이소시아네이트(PMPI), 또는 이들의 설포-숙신이미딜 변이체 또는 유사체로부터 선택되는 말레이미도-기반 모이어티로부터 유래될 수 있다. 다른 비제한적인 예시적 구현예에서, 각각의 E는 또한 N-숙신이미딜-4-(요오도아세틸)-아미노벤조에이트(SIAB), N-숙신이미딜 요오도아세테이트(SIA), N-숙신이미딜 브로모아세테이트(SBA), N-숙신이미딜 3-(브로모아세트아미도)프로피오네이트(SBAP), 또는 이들의 설포-숙신이미딜 변이체 또는 유사체로부터 선택되는 할로아세틸-기반 모이어티로부터 유래될 수 있다.
특정 구현예에서, 각각의 E는 독립적으로 -(CH2CH2O)a-, -(CH2)aC(O)NR3-, -(CH2)aNR3C(O)-, -(CH2)aC(O)NR3(CH2)b-, -(CH2)aC(O)NR3(CH2CH2O)b-, -(CH2)aC(O)NR3(CH2CH2O)b(CH2)c-, -(CH2CH2O)aC(O)NR3(CH2CH2O)b-, -(CH2CH2O)aC(O)NR3(CH2CH2O)b, -(CH2CH2O)aC(O)NR3(CH2)b-, -(CH2CH2O)a-(CH2)b, ―(CH2)aC(O)-, --CR3=N-NR3-, -CR3=N-O-, -CR3=N-NR3-CO-, -N=N-CO-, -S-S-, -S-, -SO-, -SO2-, -O-, 아미노산, 펩티드,
Figure pct00018
,
Figure pct00019
로 구성된 군으로부터 선택되고, 여기서 G는 알킬, 아릴, 및 헤테로사이클릴, 및
Figure pct00020
로 구성된 군으로부터 선택되고, 여기서 H1, H2, 및 H3는 각각 N 또는 CR1이고; R1, R2, 및 R3는 상기 정의된 바와 같다.
일부 구현예에서, 각각의 E는 독립적으로 하기로 구성된 군으로부터 선택되고,
Figure pct00021
상기 식에서, J는 아미노산 또는 펩티드이고;
d, e, g, i, j, 및 k는 각각 독립적으로 1 내지 30의 정수이고;
h는 0 내지 30의 정수이고;
R1, R2, 및 R3는 상기 정의된 바와 같고;
각각의 R4는 독립적으로 H, 알킬, -N(R3)2, -SR3; 및, C1-C8 알콕시, 아릴로 구성된 군으로부터 선택되고;
R5는 H, -N(R3)2, -SR3, C1-C8 알콕시, 아릴, 및 NO2로 구성된 군으로부터 선택된다.
특정 구현예에서, d, e, g, i, j, 및 k는 각각 독립적으로 1 내지 30의 정수이다. 일부 구현예에서, d, e, g, i, j, 및 k는 각각 독립적으로 1 내지 25의 정수이다. 일부 구현예에서, d, e, g, i, j, 및 k는 각각 독립적으로 1 내지 20의 정수이다. 일부 구현예에서, d, e, g, i, j, 및 k는 각각 독립적으로 1 내지 15의 정수이다. 일부 구현예에서, d, e, g, i, j, 및 k는 각각 독립적으로 1 내지 10의 정수이다. 일부 구현예에서, d, e, g, i, j, 및 k는 각각 독립적으로 1 내지 5의 정수이다. 일부 구현예에서, a 및 b는 각각 독립적으로 1 내지 3의 정수이다. 일부 구현예에서, d, e, g, i, j, 및 k는 각각 독립적으로 1 내지 2의 정수이다. 일부 구현예에서, d, e, g, i, j, 및 k는 각각 독립적으로 1이다.
특정 구현예에서, h는 0 내지 30의 정수이다. 일부 구현예에서, h는 0 내지 25의 정수이다. 일부 구현예에서, h는 0 내지 20의 정수이다. 일부 구현예에서, h는 0 내지 15의 정수이다. 일부 구현예에서, h는 0 내지 10의 정수이다. 일부 구현예에서, h는 0 내지 5의 정수이다. 일부 구현예에서, h는 0 내지 3의 정수이다. 일부 구현예에서, h는 0 내지 2의 정수이다. 일부 구현예에서, h는 1이다. 일부 구현예에서, h는 0이다.
일부 구현예에서, 각각의 E는 독립적으로 하기로 구성된 군으로부터 선택된다:
Figure pct00022
.
비제한적인 예시적 구현예에서, E는 하기 구조 중 임의의 구조를 가질 수 있다:
Figure pct00023
Figure pct00024
Figure pct00025
Figure pct00026
Figure pct00027
.
화학식 I의 화합물의 합성은 충분히 당업자의 기술 내에 있다. 임의의 특정한 화학적 접근법으로 제한하고자 하는 것은 아니지만, 화학식 I의 화합물 및 중간체의 합성을 용이하게 달성할 수 있는 예시적 경로가 도 1 및 도 2에 예시되어 있다.
본원에서 사용되는 용어 "변형된 고리"(A)는 변형된 알킨 또는 변형된 알켄 고리를 나타낸다.
화학식 I의 변형된 알킨 고리(A)
변형된 알킨 고리(A)는 선형 알킨과 대조적으로 180° 미만의 sp-하이브리드화된 탄소에 대한 결합각을 갖는다. 변형된 알킨 고리는 고리 및/또는 이들의 측쇄 상에서 치환될 수 있다. 본원에서 언급된 바와 같은 변형된 알킨은 또한 링커(E)를 연결시키기 위한 반응성 작용기를 갖는 유도체를 포함할 수 있다.
화학식 I의 변형된 알킨 A는 구리 촉매의 첨가 없이 가벼운 조건하에서 아지드-함유 NNAA와 효율적으로 반응할 수 있게 한다. 다양한 변형된 알킨의 제조 및 이들의 아지드-함유 화합물과의 반응은 문헌[Martell et al., Molecules, 2014, 19(2), 1378-93; Sletten et al., Org. Lett. 2014, 16(6), 1634-7; Debets et al., Acc. Chem. Res. 2011, 44(9), 805-15; Jewett et al., Org. Lett. 2011, 13(22), 5937-9; Jewett et al., Chem. Soc. Rev. 2010, 39(4), 1272-9; Bertozzi et al., J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 3688; Jewett et al. Chem Soc Rev. 2010 Apr; 39(4):1272-9]을 포함하는 문헌에 널리 공지되어 있다.
비제한적인 예시적 구현예는 변형된 알킨 시약 디벤조사이클로옥틴, 사이클로옥트-4-이놀, (1R,8S,9S)-바이사이클로[6.1.0]논-4-인-9-일메틸 N-숙신이미딜 카르보네이트 뿐만 아니라 이들의 유도체 및 유사체를 포함한다.
변형된 알킨은, 예를 들어, 아미드 결합, 아민 결합, 에테르 결합, 또는 에스테르 결합에 의해 링커(E)에 연결될 수 있다.
Figure pct00028
.
변형된 알켄(노르보르넨 및 트랜스-사이클로옥텐을 포함함)과 테트라진 사이의 역 전자-요구 디엘스-알더 반응(inverse electron-demand Diels-Alder reaction)은 신속한 생물학적 직교반응의 중요한 부류로 부상하였다. 반응은 종종 매우 가벼운 조건하에서 진행될 수 있다. 문헌[Kim et al., Curr. Opin. Chem. Biol. 2013, 17(3), 412-9;
Figure pct00029
et al., Curr Opin Chem Biol. 2013, 17(5), 761-7; Seitchik et al., J. Am. Chem. Soc. 2012, 134(6), 2898-2901; Taylor, et al., J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 9646; Devaraj, et al., Bioconjugate Chem. 2008, 19, 2297; Devaraj, N. K.; Weissleder, R. Acc. Chem. Res. 2011, 44, 816; Taylor, M. T.; et al. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 9646; Blackman, M. L.; et al. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 13518]을 포함하는 다양한 문헌이 변형된 알켄의 제조 및 반응을 기재한다.
변형된 알킨은, 예를 들어, 에테르, 아미드, 카르바메이트, 또는 에스테르에 의해 링커(E)에 연결될 수 있다.
화학식 I의 예시적인 변형된 알켄 고리(A)
Figure pct00030
.
비제한적인 예시적 구현예에서, 본 발명에서 사용하기 위한 변형된 알켄은 하기 구조를 가질 수 있다:
Figure pct00031
.
화학식 I의 예시적 종
Figure pct00032
Figure pct00033
Figure pct00034
Figure pct00035
Figure pct00036
Figure pct00037
Figure pct00038
Figure pct00039
Figure pct00040
Figure pct00041
Figure pct00042
Figure pct00043
Figure pct00044
Figure pct00045
Figure pct00046
Figure pct00047
Figure pct00048
Figure pct00049
Figure pct00050
.
화학식 II
본 발명은 하기와 같은 화학식 II의 화합물을 제공한다:
Figure pct00051
상기 식에서, CB는 세포결합제이고; M은 비천연 아미노산이고; T는 아지드기 또는 테트라진기이다.
특정 구현예에서, M은 하기 구조를 갖는다:
Figure pct00052
상기 식에서,
p 및 q는 각각 독립적으로 0 내지 10의 정수이고;
R6는 H, 아미노산, 폴리펩티드, 또는 아미노 말단 변형 기, 또는 결합이고;
R7은 OH, 아미노산, 폴리펩티드, 또는 카르복시 말단 변형 기, 또는 결합이고;
V는 알킬, 아릴, 카르보사이클, 헤테로사이클이거나, 부재하고;
W는 O, N, S이거나, 부재하고; 단, R6가 결합인 경우, 비-천연 아미노산은 R6를 통해 세포결합제에 연결되고, R7이 결합인 경우, 비-천연 아미노산은 R7을 통해 세포결합제에 연결된다.
일부 구현예에서, p 및 q는 각각 독립적으로 0 내지 8의 정수이다. 일부 구현예에서, p 및 q는 각각 독립적으로 0 내지 6의 정수이다. 일부 구현예에서, p 및 q는 각각 독립적으로 0 내지 4의 정수이다. 일부 구현예에서, p 및 q는 각각 독립적으로 0 내지 2의 정수이다.
비제한적인 예시적 구현예에서, M은 하기 구조식을 나타낼 수 있다:
Figure pct00053
비-천연 아미노산(M)(모이어티 및 링커(E) 부착 지점(T))
NNAA(M)는 20개의 천연 아미노산 중 임의의 아미노산에 의해 나타나는 측쇄와 상이한 임의의 치환기인 측쇄(T)를 갖는다. NNAA는 통상적으로 측쇄의 구조에서만 천연 아미노산과 상이하므로, NNAA는 이들이 자연 발생 폴리펩티드에 존재하는 것과 동일한 방식으로 천연 아미노산을 포함하나 이에 제한되지는 않는 다른 아미노산과 아미드 결합을 형성한다. 비-천연 아미노산의 측쇄는 임의로 알킬-, 아릴-, 아실-, 케토-, 아지드-, 하이드록실-, 하이드라진, 시아노-, 할로-, 하이드라지드, 알케닐, 알키닐, 에테르, 티올, 셀레노-, 설포닐-, 보레이트, 보로네이트, 포스포, 포스포노, 포스핀, 헤테로사이클릭, 에논, 이민, 알데하이드, 에스테르, 티오산, 하이드록실아민, 아미노기, 테트라진 등, 또는 이들의 임의의 조합물을 포함한다. 본 발명에서 사용하기에 적합할 수 있는 다른 비-천연 발생 관심 아미노산은 광 활성화 가능한 가교제를 포함하는 아미노산, 스핀-표지된 아미노산, 형광 아미노산, 금속 결합 아미노산, 금속-함유 아미노산, 방사성 아미노산, 새로운 작용기를 갖는 아미노산, 다른 분자와 공유적 또는 비공유적으로 상호작용하는 아미노산, 포토케이지드(photocaged) 및/또는 광이성화 가능한 아미노산, 비오틴 또는 비오틴 유사체를 포함하는 아미노산, 당화 아미노산, 예를 들어, 당 치환된 세린, 다른 탄수화물 변형된 아미노산, 케토-함유 아미노산, 폴리에틸렌 글리콜 또는 폴리에테르를 포함하는 아미노산, 중원자 치환된 아미노산, 화학적으로 분해 가능하고/하거나 광 분해 가능한 아미노산, 폴리에테르 또는 약 5개 초과 또는 약 10개 초과의 탄소를 포함하나 이에 제한되지는 않는 긴 사슬의 탄화수소를 포함하나 이에 제한되지는 않는 천연 아미노산에 비해 신장된 측쇄를 갖는 아미노산, 탄소-연결된 당-함유 아미노산, 산화환원-활성 아미노산, 아미노 티오산 함유 아미노산, 및 하나 이상의 독성 모이어티를 포함하는 아미노산을 포함하나 이에 제한되지는 않는다. 다양한 비-천연 아미노산 및 이들의 합성은 전체 개시내용이 참조로서 본원에 포함되는 US 7632924, US 20140046030, US 20140066598, 및 US 20140051836에 제공된다. 도 8은 본 발명에서 사용하기 위한 예시적 NNAA를 제시한다(Spicer, CD, et al., Nature Communications, 5:4740 (2014)).
일부 구현예에서, 비-천연의 인코딩된 아미노산은 20개의 일반적인 아미노산에서 발견되지 않는 작용기(아지드, 케톤, 알데하이드 및 아미노옥시기를 포함하나 이에 제한되지는 않음)와 효율적 및 선택적으로 반응하여 안정한 컨쥬게이트를 형성하는 측쇄 작용기를 포함한다. 예를 들어, 아지드 작용기를 함유하는 비-천연의 인코딩된 아미노산을 포함하는 세포결합제는 알킨 모이어티를 함유하는 화합물과 반응되어 아지드 및 알킨 작용기의 선택적 반응으로부터 발생하는 안정한 컨쥬게이트를 형성하고, 이는 후이스겐[3+2] 고리첨가 생성물을 형성시킬 수 있다.
세포결합제로 통합시키기 위한 예시적인 아지드-함유 또는 테트라진-함유 비-천연 아미노산은 하기와 같이 표현될 수 있다:
Figure pct00054
상기 식에서, p 및 q는 각각 0 내지 10이고; R6는 H, 아미노산, 폴리펩티드, 또는 아미노 말단 변형 기이고; R7은 OH, 아미노산, 폴리펩티드, 또는 카르복시 말단 변형 기이고; U는 카르보닐, 아미노-카르보닐-아미노, 카르바모일, 아미노-카르보닐옥시이거나, 부재하고; V는 알킬, 아릴, 카르보사이클, 헤테로사이클이거나, 부재하고; W는 O, N, S이거나, 부재하고; T는 아지드기 또는 테트라진기이다.
일부 구현예에서, V는 아릴이고, W는 부재한다. 일부 구현예에서, R6는 H이고, R7은 OH이다. 일부 구현예에서, U는 카르보닐, 아미노-카르보닐-아미노, 카르바모일, 또는 아미노-카르보닐옥시이고; V는 헤테로사이클이거나 부재하고; W는 부재하고; T는 아지드기이다. 본 발명은 토토머(tautomer) 및 입체이성질체(R 및 S), 개별적 이성질체 또는 혼합물, 및 비-천연 아미노산의 모든 염 형태를 포함하나 이에 제한되지는 않는 모든 이성질체를 명백히 고려한다.
예시적인 아지드-함유 비-천연 아미노산은 하기를 포함하나 이에 제한되지는 않는다:
Figure pct00055
Figure pct00056
Figure pct00057
.
용어 "아지도" 및 "아지드"는 본 발명에서 상호교환적으로 사용되고, 둘 모두 -N3 기를 나타낸다. 많은 아지드-함유 아미노산은 상업적 공급원으로부터 이용 가능하다. 예를 들어, 4-아지도페닐알라닌은 Chem-Impex International, Inc.(Wood Dale, Ill.)로부터 획득될 수 있다. (S)-5-아지도-2-(Fmoc-아미노)펜탄산, (S)-(-)-2-아지도-6-(Boc-아미노)헥산산(디사이클로헥실암모늄) 염, (S)-2-아지도-3-(4-터트-부톡시페닐)프로피온산 사이클로헥실암모늄 염, (S)-2 아지도-3-(3-인돌릴)프로피온산 사이클로헥실암모늄 염, (S)-2-아지도-3-메틸부티르산 사이클로헥실암모늄 염, (S)-2-아지도-4-(메틸티오)부탄산 사이클로헥실암모늄 염, (S)-2-아지도-3-페닐프로피온산 (디사이클로헥실암모늄) 염, 및 (S)-2-아지도-프로피온산 사이클로헥실암모늄 염은 Sigma-Aldrich로부터 상업적으로 이용 가능하다. 상업적으로 이용 가능하지 않은 아지드-함유 아미노산의 경우, 아지드기는, 예를 들어, 적합한 이탈기(할라이드, 메실레이트, 토실레이트를 포함하나 이에 제한되지는 않음)의 대체 또는 적합하게 보호된 락톤의 개방을 통하는 것을 포함하는 당업자에게 공지된 표준 방법을 이용하여 비교적 용이하게 제조될 수 있다. 예를 들어, 문헌[Advanced Organic Chemistry by March (Third Edition, 1985, Wiley and Sons, New York)]을 참조한다.
예시적인 테트라진-함유 비-천연 아미노산은 하기를 포함하나 이에 제한되지는 않는다:
Figure pct00058
.
테트라진-함유 NNAA는 용이하게 문헌에 공지된 절차를 이용하여 세포결합제의 펩티드 및 폴리펩티드에 필수적으로 통합될 수 있다.
아지드-치환 및 테트라진-치환된 비-천연 아미노산은 기재된 방법을 이용하여 부위-선택적으로 단백질로 통합될 수 있다(Hallam, T., et al. (SUTRO), Future Med Chem. 2014 Jul;6(11):1309-24 및 Bioconjug Chem. 2014 Feb 19;25(2):351-61; L. Wang, et al., (2001), Science 292:498-500; J. W. Chin, et al., Science 301:964-7 (2003)); J. W. Chin et al., (2002), Journal of the American Chemical Society 124:9026-9027; J. W. Chin, & P. G. Schultz, (2002), Chem Bio Chem 11:1135-1137; J. W. Chin, et al., (2002), PNAS 99:11020-11024, L. Wang, & P. G. Schultz, (2002), Chem. Comm., 1-10).
생체분자 합성 및 NNAA
부위 특이적 NNAA를 포함하는 항체는, 예를 들어, 시험관내 원핵생물 세포 비함유 시스템에서 생성될 수 있다. 예를 들어, 직교 tRNA 신세타제(synthetase)/tRNA 쌍에 의해 성장하는 합성 펩티드로의 아지도-페닐알라닌 또는 아지도-파라-메틸-페닐알라닌의 시험관내 부위-특이적 삽입이 달성되며, 여기서 하전된 rRNA가 넌센스 코돈을 인지한다.
NNAA의 부위 특이적 삽입 및 이황화결합을 포함하는 항체의 완전한 생성을 위한 확장 가능한 세포-비함유 단백질 합성 시스템이 당 분야에 공지되어 있다(Swartz, JR., et al., Simplifying and Streamlining Escherichia Coli -Based Cell-Free Protein Synthesis. Biotechnol Prog. 28(2):413 (2012) PMID: 22275217; Swartz, JR., et al., Cell-free Production of Antibody Fragment Bioconjugates for Ex Vivo Detection of Tumor Cells. Biochem Biophys Res Commun. 390(3):971(2009) PMID: 19852937; Swartz, JR., et al., An Integrated Cell-Free Metabolic Platform for Protein Production and Synthetic Biology. Mol Syst Biol. 4:220 (2008)). 예를 들어, Swartz, et al., methods of in vitro protein synthesis US 7338789 및 관련 케이스 US 8715958을 참조한다. 또한, US 7332571, 7385028, 7696312, 7928163, 및 8008428. Schultz, PG, et al., Development of Improved tRNAs for In Vitro Biosynthesis of Proteins Containing Unnatural Amino Acids. Chem Biol . 3(12):1033 (1996); Schultz, PG, et al., A General Method for Site-Specific Incorporation of Unnatural Amino Acids into Proteins. Science 244(4901):182 (1989); Dieter
Figure pct00059
, et al., When Protein Engineering Confronts the tRNAWorld. PNAS US 94(19):10007 (1997). Voloshin, et al., 8778631 Method for Introducing Non-Native Amino Acids into Preselected Positions of a Polypeptide Using a Cell-Free Synthesis System을 참조한다. 비천연 아미노산의 부위 특이적 생체내 통합: 예를 들어, US 7045337; 8173392; 8114648; 8030074; 7915025; 7638300; 7368275; 8173364; 8183012; 7713721; 7354761; 7083970; 8012739; 7083970; 7432092; 8114629; 8071344; 7910345; 7524647; 7608423을 참조한다.
활성 방출 생성물
본 발명의 생체분자 컨쥬게이트는 포유동물로의 투여를 위한 것, 예를 들어, 질병 상태의 치료를 위한 것이다. 생체분자 컨쥬게이트는 적어도 하나의 비-천연 아미노산(NNAA)이 생체분자의 구조에 필수적이고, NNAA가 페이로드, 특히 세포독성제가 부착되는 링커의 부착 지점인 생체분자를 포함한다. 본 발명의 생체분자 컨쥬게이트는 일반적으로 투여 후 페이로드 세포독성제를 포함하는 활성 화합물을 방출한다.
따라서, 본 발명의 또 다른 양태는 페이로드를 포함하는 본원에 기재된 각각의 화학식 I의 화합물에 해당하는 방출 생성물이다. 본 발명의 추가 양태는 링커 및 페이로드를 포함하는 본원에 기재된 화학식 I의 화합물 각각에 해당하는 방출 생성물이다.
본 발명의 활성 방출 화합물의 한 구현예(NNAA 아지도-파라-메틸-페닐알라닌(M2) 및 화학식 I의 화합물(화합물 I4)의 이용에 해당함)는 일반적으로 하기와 같이 비-천연 발생 아미노산, 링커, 및 페이로드를 포함한다:
Figure pct00060
이러한 활성 방출 생성물은, 예를 들어, 위치이성질체 형태로 존재한다. I4는 2개의 위치이성질체로 존재하므로, 분해대사산물 또한 2개의 위치이성질체로 존재한다. 본 발명의 개시에 비추어 당업자에 의해 이제 인지되는 바와 같이, 근본적으로 비-천연 아미노산, 링커 및 페이로드를 포함하는 유사한 활성 방출 생성물은 본원에 기재된 생체분자 컨쥬게이트의 투여시/투여 후에 생성된다. 따라서, 본 발명의 다른 양태(이의 예는 AR4임)는 본원에 기재된 비-천연 아미노산, 링커 및 페이로드를 포함하는 본원에 기재된 화학식 I의 화합물 각각에 해당하는 방출 생성물이다.
생체분자 컨쥬게이트의 생성
1,3-쌍극성 고리첨가 반응에 의한 화학식 III 컨쥬게이트
변형된 알킨을 함유하는 화학식 I의 화합물과 적어도 하나의 아지드-치환된 비-천연 아미노산을 함유하는 화학식 II의 화합물 사이의 고리첨가 반응은 화학식 III 컨쥬게이트의 생성에 대한 선택적이고 생체적합성인 접근법(아지드 + 삼중결합[3+2] 고리첨가(또는 "클릭" 반응))이다.
화학식 I의 점선(A)은 변형된 알킨을 나타낸다. 화학식 II(T)는 NNAA(M) 상의 아지드기이다. 다른 기 및 치환기가 상기에 정의되어 있다.
반응식 I
Figure pct00061
아지드 및 변형된 알킨 작용기는 수성 환경에서 생물학적 분자에 대해 대부분 비활성이며, 이는 반응식 I에 예시된 바와 같은, 예를 들어, 세포결합제(CB)에 대한 세포독성제(D)의 커플링을 위해 본원에 기재된 아지드-알킨 고리첨가 반응의 이용을 가능케 한다. 예를 들어, 도 6a를 참조한다.
생성된 트리아졸은 자연에서 발견되는 편재성 아미드 모이어티와 유사성을 갖지만, 아미드와는 달리 가수분해 또는 효소적 촉매 분해에 민감하지 않다. 또한, 트리아졸은 생리학적 조건하에서 산화 또는 환원이 거의 불가능하다. "클릭" 화학으로도 공지된 본 발명의 컨쥬게이트 어셈블리에서 이용되는 고리첨가 반응은 5원 고리를 형성하는 1,3-쌍극자, 예를 들어, 아지드와 친쌍극자체, 예를 들어, 치환된 알킨 사이의 반응이다. 변형된 알킨으로부터 발생하는 증가된 반응성은 화학식 I의 화합물과 화학식 II의 화합물 사이의 고리첨가 반응이 구리 또는 다른 촉매의 사용 없이 실온에서 매끄럽게 진행되도록 한다. 구리-비함유 고리첨가 반응을 위한 절차는 화학 분야에 널리 공지되어 있다. 예를 들어, 전체내용이 참조로서 본원에 포함되는 문헌[Lutz, Angew Chem Int Ed Engl. 2008, 47(12), 2182-4; Bertozzi et al., Angew. Chem. Int. Ed. 2009, 48, 6974; Bertozzi et al., J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 3688; Jewett, et al., Chem Soc Rev. 2010, 39(4), 1272-9, Schultz et al., Org. Lett. 2010, 12 (10), 2398-401]을 참조한다. 간단한 기질에 대한 일반적인 구리-비함유 고리첨가에 대한 반응 조건은 당 분야에 널리 공지되어 있다(예를 들어, 아세토니트릴 중 실온). 예를 들어, 도 6a를 참조한다.
적어도 하나의 아지드-치환된 NNAA, 바람직하게는 각각 복수, 예를 들어, 각각 2 내지 50개, 2 내지 25개, 2 내지 15개, 2 내지 10개, 또는 2 내지 5개의 아지드-치환된 NNAA를 포함하는 생체분자를 생성시키는 방법은 본원에 기재된 본 발명의 범위 내에 있다. 당연한 결과로, 적어도 하나의 아지드 + 삼중결합[3+2] 고리첨가 컨쥬게이션된 페이로드 종을 갖는 생체분자, 예를 들어, 항체 종을 생성시키는 방법은 본원에 기재된 본 발명의 범위 내에 있다. 복수, 예를 들어, 2 내지 100개, 2 내지 50개, 2 내지 25개, 2 내지 10개, 또는 2 내지 5개의 아지드 + 삼중결합(3+2) 고리첨가 컨쥬게이션된 페이로드 종을 갖는 생체분자, 예를 들어, 항체 종은 본원에 기재된 본 발명의 범위 내에 있다.
4+2 고리첨가 반응에 의한 화학식 III'의 컨쥬게이트
아지드 + 삼중결합[3+2] 고리첨가(또는 "클릭" 반응)에 대한 대안적 화학으로서, 변형된 트랜스-이중결합(변형된 알켄)과 테트라진 모이어티의 반응은 [4+2] 고리첨가를 발생시키며, 이후의 N2의 제거는 고리형 디아젠을 생성시킨다. 예를 들어, 도 6b를 참조한다.
알킨과 아지드 사이의 반응과 유사하게, 변형된 알켄 및 테트라진은 가벼운 조건하에서 [4+2] 고리첨가를 겪어 반응식 II에 제시된 바와 같은 화학식 III'의 컨쥬게이트를 제공한다. 화학식 I(A)의 점선, 즉, 변형된 알켄(변형된 알킨이 아님)은 부재하고, 화학식 II(T)는 NNAA(M) 상의 테트라진 기이다.
반응식 II
Figure pct00062
본원에서 논의되고 예시된 변형된 알켄 및 테트라진 모이어티의 조합을 수행하기 위한 반응 조건 및 절차는 당 분야에 널리 공지되어 있다. 이러한 방식의 변형된 알켄 및 테트라진 모이어티의 반응은, 예를 들어, 모두 참조로서 본원에 포함되는 문헌[Wang, et al., Nature Chem. (2014) 6, 393-403; Kim, et al., Curr. Opin. Chem. Biol. (2013) 17(3), 412-9;
Figure pct00063
, et al., Curr Opin Chem Biol. (2013) 17(5), 761-7; Lang, et al., Nature Chem. (2012) 4, 298-304; Seitchik, et al., J. Am. Chem. Soc. (2012) 134(6), 2898-2901; Taylor, et al., J. Am. Chem. Soc. (2011) 133, 9646; Devaraj, et al., Bioconjugate Chem. (2008) 19, 2297; Devaraj, et al., Acc. Chem. Res. (2011) 44, 816; Taylor, et al., J. Am. Chem. Soc. (2011) 133, 9646; Blackman, et al., J. Am. Chem. Soc. (2008) 130, 13518]에 기재되어 있다.
적어도 하나의 테트라진-치환된 NNAA, 바람직하게는 각각 복수, 예를 들어, 각각 2 내지 50개, 2 내지 25개, 2 내지 15개, 2 내지 10개, 또는 2 내지 5개의 테트라진-치환된 NNAA를 포함하는 생체분자를 생성시키는 방법은 본원에 기재된 본 발명의 범위 내에 있다. 당연한 결과로, 적어도 하나의 변형된 알켄 테트라진 모이어티[4+2] 고리첨가 컨쥬게이션된 페이로드 종을 갖는 생체분자, 예를 들어, 항체 종을 생성시키는 방법은 본원에 기재된 본 발명의 범위 내에 있다. 복수, 예를 들어, 2 내지 100개, 2 내지 50개, 2 내지 25개, 2 내지 10개, 또는 2 내지 5개의 변형된 알켄 테트라진 모이어티[4+2] 고리첨가 컨쥬게이션된 페이로드 종을 갖는 생체분자, 예를 들어, 항체 종은 본원에 기재된 본 발명의 범위 내에 있다.
링커/ 페이로드의 [4+2] 통합을 위한 하나의 아미노산, 및 상이한 링커 및/또는 페이로드의 [3+2] 통합을 위한 다른 아미노산인 2개의 비-천연 아미노산을 갖는 생체분자, 예를 들어, 항체 종을 먼저 생성시킴으로써 별개의 페이로드 (D) 종이 동일한 생체분자에 컨쥬게이션될 수 있다. 따라서, 동일한 생체분자(CB)(화학식 II)로 상이한 NNAA(M), 예를 들어, (1) 아지드-치환된 NNAA(M-T) 및 (2) 테트라진 치환된 NNAA(M-T)를 통합시킴에 의해 본원에 달리 기재된 동일한 생체분자(CB)에 별개의 페이로드(D) 종이 컨쥬게이션될 수 있다. 본원에 기재된 방법에 따라, 즉, 1,3-쌍극성 고리첨가 반응에 의한 화학식 III 컨쥬게이트 및 [4+2] 고리첨가 반응에 의한 화학식 III' 컨쥬게이트가 동일한 생체분자(CB) 상에서 수행될 수 있다. 적어도 하나의 아지드-치환된 NNAA 및 적어도 하나의 테트라진 치환된 NNAA(이들 NNAA 각각은 본원에 기재되어 있음)를 포함하는 단일한 생체분자, 예를 들어, 단일한 항체 종은 본 발명의 범위 내에 있다. 당연한 결과로, 2개의 별개의 컨쥬게이션된 페이로드 종(D) 및/또는 링커((E)m)를 갖는 단일한 생체분자, 예를 들어, 단일한 항체 종은 본원에 기재된 본 발명의 범위 내에 있다. 적어도 하나의 아지드-치환된 NNAA 및 적어도 하나의 테트라진 치환된 NNAA, 바람직하게는, 각각 복수, 예를 들어, 각각 2 내지 50개, 2 내지 25개, 2 내지 15개, 2 내지 10개, 또는 2 내지 5개의 아지드-치환된 NNAA 및 테트라진 치환된 NNAA를 포함하는 상기 생체분자를 생성시키는 방법은 본 발명의 개시에 따라 본 발명의 범위 내에 있다. 2개의 별개의 컨쥬게이션된 페이로드 종(D) 및/또는 링커((E)m)를 갖는 단일한 생체분자를 생성시키는 방법은 추가로 본원에 기재된 본 발명의 범위 내에 있다.
분지된 링커
본원에 달리 기재된 바와 같이 항체 당 2개 정도의 링커를 부착시키는 경우, 각각의 링커는, 예를 들어, 2개의 페이로드가 부착될 수 있는 분지 지점을 갖는다.
Figure pct00064
당업자에 의해 인지될 수 있는 바와 같이 상기 유형의 접근법의 많은 순열(permutation)이 존재한다.
페이로드 , 세포독성제 , 및 메이탄시노이드
본원에서 사용되는 "세포독성제"는 특정 세포 유형에 대한 정적 성장, 감소된 생활력 또는 사멸 유도를 발생시키는 임의의 화합물을 나타낸다. 적합한 페이로드 세포독성제는, 예를 들어, 메이탄시노이드 및 메이탄시노이드 유사체, 탁소이드(taxoid), CC-1065 및 유사체, 돌라스타틴(dolastatin) 및 유사체, 젤레신(zelesin) 및 유사체, 피롤로벤조디아제핀 이합체 및 유사체; 천연 생성물 세포독소 및 합성 유사체, 예를 들어, 크립토파이신(crytophycin), 아마톡신(amatoxin), 튜불리신(tubulysin), 뿐만 아니라 임의의 다른 효능 있는 천연 또는 비-천연 소분자 작용제를 포함한다. 모노메틸발린 화합물. 예를 들어, US 7994135; 7964567; 7964566; 7745394; 7498298을 참조한다.
메이탄시노이드는, 예를 들어, 미세관 형성을 억제하며, 포유동물 세포에 대해 매우 독성이다. 본 발명의 바람직한 구현예에서, 페이로드는 메이탄시노이드, 예를 들어, 메이탄시놀(maytansinol), 메이탄시놀 유사체, 안사미토신(ansamitocin) 및 안사미토신 유사체인 세포독성제이다.
메이탄시노이드
메이탄시노이드는 고도의 세포독성 약물이다. 메이탄신(maytansine)이 쿠프찬 등(Kupchan, et al.)에 의해 동아프리카 관목 메이테누스 세라타(Maytenus serrata)로부터 처음 분리되었고, 이는 메토트렉세이트, 다우노루비신 및 빈크리스틴과 같은 통상적인 암 화학요법제보다 100 내지 1000배 더 세포독성인 것으로 밝혀졌다(US 3896111). 이후, 특정 미생물이 또한 메이탄시노이드, 예를 들어, 메이탄시놀 및 메이탄시놀의 C-3 에스테르를 생성하는 것이 밝혀졌다(US 4151042). 메이탄시놀 및 메이탄시놀의 유사체의 합성 C-3 에스테르가 또한 보고되었다(Kupchan, et al., 21 J. Med. Chem. 31-37 (1978); Higashide, et al., 270 Nature 721-722 (1977); Kawai, et al., 32 Chem. Pharm. Bull. 3441-3451 (1984)). C-3 에스테르가 제조된 메이탄시놀의 유사체의 예는 방향족 고리(예를 들어, 데스-클로로) 상 또는 C-9, C-14(예를 들어, 하이드록실화 메틸기), C-15, C-18, C-20 및 C-4,5에 변형을 갖는 메이탄시놀을 포함한다. 전체 개시내용이 참조로서 본원에 포함되는 US 8685920, 8624003, 8613930, 8603483, 8563509, 8337856, 8236319, 6333410, 6441163, 및 US 20140023665를 포함하여 메이탄시노이드가 통합된 다수의 면역컨쥬게이트가 보고되었다.
본 발명에서 사용하기에 적합한 메이탄시노이드는 당 분야에 널리 공지되어 있다. 적합한 메이탄시놀 유사체의 예는 변형된 방향족 고리 및/또는 다른 위치에서의 변형을 갖는 것을 포함한다. 상기 메이탄시노이드는, 예를 들어, 전체 개시내용이 참조로서 본원에 포함되는 US 4256746, 4294757, 4307016, 4313946, 4315929, 4322348, 4331598, 4361650, 4362663, 4364866, 4424219, 4371533, 4450254, 5475092, 5585499, 5846545, 6333410, 및 US 20140023665에 기재되어 있다.
변형된 방향족 고리를 갖는 적합한 메이탄시놀 유사체의 예는 하기를 포함한다:
(1) C-19-데스-클로로(US 4256746)(안사미토신 P2의 LAH 환원에 의해 제조됨); (2) C-20-하이드록시(또는 C-20-데메틸)+/-C-19-데스-클로로(US 4361650 및 4307016)(스트렙토마이세스(Streptomyces) 또는 악티노마이세스(Actinomyces)를 이용한 탈메틸화 또는 LAH를 이용한 탈염소에 의해 제조됨); 및, (3) C-20-데메톡시, C-20-아실옥시(―OCOR), +/-데스-클로로(US 4294757)(아실 클로라이드를 이용한 아실화에 의해 제조됨).
다른 위치의 변형을 갖는 적합한 메이탄시놀 유사체의 특정 예는 하기를 포함한다:
(1) C-9-SH(US 4424219)(메이탄시놀과 H2S 또는 P2S5의 반응에 의해 제조됨);
(2) C-14-알콕시메틸(데메톡시/CH2OR)(US 4331598);
(3) C-14-하이드록시메틸 또는 아실옥시메틸(CH2OH 또는 CH2OAc)(US 4450254)(노카르디아(Nocardia)로부터 제조됨);
(4) C-15-하이드록시/아실옥시(US 4364866)(스트렙토마이세스에 의한 메이탄시놀의 전환에 의해 제조됨);
(5) C-15-메톡시(US 4313946 및 4315929)(트레위아 누들플로라(Trewia nudlflora)로부터 분리됨);
(6) C-18-N-데메틸(US 4362663 및 4322348)(스트렙토마이세스에 의한 메이탄시놀의 탈메틸화에 의해 제조됨); 및
(7) 4,5-데옥시(US 4371533)(티타늄 트리클로라이드/메이탄시놀의 LAH 환원에 의해 제조됨).
또한, 전체 개시내용이 참조로서 본원에 포함되는 US 6333410은 세포결합제로의 연결에 적합한 티올-함유 메이탄시노이드의 제조 및 정제를 위한 개선된 방법을 제공한다.
메이탄시노이드의 예는 또한 하기를 포함하나 이에 제한되지는 않는다:
Figure pct00065
Figure pct00066
Figure pct00067
Figure pct00068
Figure pct00069
이들 메이탄시노이드 구현예 중 일부에서, p는 1 내지 8이다. 일부 구현예에서, p는 1 내지 6이다. 일부 구현예에서, p는 1 내지 4이다. 일부 구현예에서, p는 1 내지 2이다. 일부 구현예에서, p는 1이다.
메이탄시놀 상의 많은 위치가 연결 유형에 따라 결합 위치로서 유용한 것으로 공지되어 있다. 예를 들어, 에스테르 결합을 형성시키기 위해, 하이드록실기를 갖는 C-3 위치, 하이드록시메틸로 변형된 C-14 위치, 하이드록실기로 변형된 C-15 위치 및 하이드록실기를 갖는 C-20 위치가 모두 적합하다. C-3 위치가 바람직하다.
메이탄시노이드를 포함하는 세포독성제 및 이들의 치료적 용도. US 5208020; 5416064; 7276497; 7851432; 7473796; 7601354; 7303749; 8198417; 8163888; 7989598; 8088387을 참조한다.
메이탄시노이드 부착 결합
메이탄시놀의 C-3 위치가 바람직하다. 링커(E)와 메이탄시노이드 사이의 연결기는 아미드, 에스테르, 카르바메이트, 카르보네이트, 에테르, 하이드라존, 티오에테르, 및 이황화물을 포함하나 이에 제한되지는 않는다. 일부 구현예에서, 연결기는 아미드이다. 일부 구현예에서, 연결기는 카르바메이트이다. 일부 구현예에서, 연결기는 에스테르이다. 링커와 메이탄시노이드 사이의 연결기를 발생시키는 화학은 일반적으로 당 분야에 공지되어 있다. 일부 구현예에서, 메이탄시노이드는 단일 단계로 (E)에 연결될 수 있다. 일부 구현예에서, 메이탄시노이드는 먼저 링커의 단편과 함께 연결기를 형성한 후, 링커를 연장시킬 수 있다. 도 1 및 도 2는, 예를 들어, 먼저 아미드 연결기를 형성시킨 후, 링커의 연장에 의해 메이탄시노이드를 링커에 연결시키는 비제한적인 접근법을 예시한다.
세포 결합제를 포함하는 생체분자
본원에서 사용되는 용어 생체분자는 바람직하게는 생체내에서 특정 생물학적 표적에 대한 친화성을 나타내거나 그렇지 않은 경우 특정 생물학적 표적에 결합하거나 이와 상호작용하는 능력을 나타내는 천연 또는 합성 기원의 구조를 일반적으로 나타낸다. 본 발명에서 사용하기 위한 생체분자는, 예를 들어, 2차 구조, 일부 구현예에서는, 3차 및/또는 4차 구조를 나타내는 단백질 기반 존재물이다. 생체분자는, 예를 들어, 당화, 인산화, 탈아미드화 및/또는 산화를 포함하는 번역후 변형(들)을 가질 수 있다. 리간드 및 수용체는 본 발명의 컨쥬게이트에서 사용하기 위한 생체분자의 각각의 예시적 부류이다. 리간드 및 수용체의 가용성 형태, 예를 들어, 일반적으로 융합 작제물은 당 분야에 널리 공지되어 있으며, 이는, 예를 들어, 인간 IgG1-Fc 융합체를 포함한다. 가용성 리간드 뿐만 아니라 수용체 융합 작제물은 본 발명의 컨쥬게이트 구조에서 사용하기 위한 생체분자의 예시적 부류이다. 이 시점에서, 본 발명의 약물 컨쥬게이트에 대한 바람직한 생체분자는 항체, 특히 모노클로날 항체(mAb), 예를 들어, 이중특이적 항체, 및 이들의 기능성 단편이다. 항체 구조 변형은 또한 본 발명의 컨쥬게이트에서 사용하기 위한 생체분자의 예시적 영역이다. 문헌[Next-Generation Antibodies, Nature Reviews Drug Discovery, 13:413 (2014)]을 참조한다. 대안적 생체분자 접근법은 DARP(설계된 안키린 반복 단백질) 구현예를 포함하여 항체-유사 친화성 기능을 수행할 수 있는 대안적 리간드를 제공하는 것이다.
치료제로서의 본 발명의 컨쥬게이트의 유효성은 적절한 세포결합제의 신중한 선택에 좌우된다. 세포결합제는 현재 공지되어 있거나 공지될 임의의 종류일 수 있고, 이는 펩티드 및 비-펩티드를 포함한다. 일반적으로, 항체, 리간드 융합 작제물, 및 이중특이적 항체가 가장 바람직하다. 세포결합제의 예는 모노클로날 항체, 항체의 단편, 예를 들어, Fab, Fab', 및 F(ab')2, Fv, 및 특히 이중특이적 항체를 포함한다.
활성 및 효능
본 발명의 세포결합제 메이탄시노이드 컨쥬게이트는 시험관 내에서 다양한 세포주의 성장 및/또는 증식을 억제하는 이들의 능력에 대해 평가될 수 있다. 예를 들어, 인간 결장 암종 세포주 COLO205, 인간 흑색종 세포주 A375, 인간 골수성 백혈병 세포주 HL60, 인간 유방 암종 세포주 SKBR3, 또는 인간 표피양 암종 세포주 KB와 같은 세포주가 이들 컨쥬게이트의 세포독성의 평가에 이용될 수 있다. 평가되는 세포는, 예를 들어, 24시간 동안 화합물에 노출될 수 있고, 세포의 생존 분획이 공지된 방법에 의해 직접 검정으로 측정될 수 있다. 예를 들어, 문헌[Goldmacher et al., 135 J. Immunol. 3648-3651 (1985), 및 Goldmacher et al., 102 J. Cell Biol. 1312-1319 (1986)]을 참조한다. 성장 억제 및/또는 세포 사멸을 위한 IC50 값이 검정의 결과로부터 계산된다.
사용 방법
본원에 기재된 컨쥬게이트는 선택된 세포 집단에 대해 세포독성제를 표적화시키기 위한 방법에서 사용될 수 있으며, 이러한 방법은 선택된 세포 집단을 함유하는 것으로 의심되는 세포 집단 또는 조직과 세포결합제인 세포독성제 컨쥬게이트를 접촉시키는 단계를 포함하고, 여기서 하나 이상의 세포독성제는 링커를 통해 세포결합제에 공유적으로 연결된다. 세포결합제는 선택된 세포 집단의 세포에 결합한다. 본원에 기재된 컨쥬게이트는 또한 세포를 파괴하는 방법에서 사용될 수 있으며, 이러한 방법은, 예를 들어, 세포와 세포결합제인 메이탄시노이드 컨쥬게이트를 접촉시키는 단계를 포함하고, 여기서 하나 이상의 메이탄시노이드는, 예를 들어, 링커를 통해 세포결합제에 공유적으로 연결되고, 세포결합제는 세포에 결합한다. 일부 경우에, 예를 들어, CD74에 결합 후, 전체 컨쥬게이트는 표적 세포에 의해 내재화된다. 본 발명의 컨쥬게이트는 또한 악성 종양, 자가면역 질병, 이식 거부, 이식편 대 숙주병, 바이러스 감염, 미생물 감염, 및 기생충 감염을 포함하나 이에 제한되지는 않는 병의 치료 방법에서 사용될 수 있으며, 이러한 방법은 유효량의 세포결합제인 세포독성제 컨쥬게이트를 치료를 필요로 하는 대상체에 투여하는 단계를 포함하고, 여기서 하나 이상의 세포독성제는 링커를 통해 세포결합제에 공유적으로 연결되고, 세포결합제는 병에 걸리거나 병에 감염된 세포에 결합한다.
본 발명의 방법에 따라 치료될 수 있는 의학적 질환의 예는 임의의 유형의 악성종양, 예를 들어, 혈액학적 질환, 예를 들어, 혈액암, MDS, 백혈병 질환, 림프종, 골수종, 폐암, 유방암, 결장암, 전립선암, 신장암, 췌장암, 난소암, 및 림프 기관의 암; 자가면역 질병, 예를 들어, 전신 루푸스, 류마티스 관절염, 및 다발경화증; 이식 거부, 예를 들어, 신장 이식 거부, 간 이식 거부, 폐 이식 거부, 심장 이식 거부, 및 골수 이식 거부; 이식편 대 숙주병; 바이러스 감염, 예를 들어, CMV 감염, HIV 감염; 및 당업자에 의해 결정되는 다른 질환을 포함하나 이에 제한되지는 않는다. 본 발명의 컨쥬게이트는, 예를 들어, 종양학 질환, 종양, 혈액학적 질환, 특히 B-세포 악성종양, 다발골수종, 및 B-세포 림프종을 치료하기 위해 이용될 수 있다.
임상적 생체내 사용을 위해, 본 발명의 컨쥬게이트는 무균 및 독소 수준에 대해 시험되는 용액 또는 동결건조된 분말로 공급될 수 있다. 컨쥬게이트는, 예를 들어, 4주 동안 매주 각각의 주의 정맥내 볼루스로서 제공될 수 있다. 볼루스 용량은 50 내지 500 ㎖의 생리식염수로 제공될 수 있으며, 예를 들어, 여기에 5 내지 10 ㎖의 인간 혈청 알부민이 첨가될 수 있다. 투여량은 정맥내 투여 당 10 ㎎ 내지 2000 ㎎(예를 들어, 하루에 100 ng 내지 200 ㎎/㎏의 범위)일 수 있다. 예를 들어, 치료 1 내지 6주 후, 예를 들어, 2 내지 4주 후, 환자는 매주 치료를 계속 받을 수 있다.
임상적 및 비-임상적 사용 조건은 당업자에 의해 용이하게 결정된다. 투여 경로, 부형제, 희석제, 투여량, 시간 등과 관련하여 특정한 생체내 임상 프로토콜은 임상 상황이 보증하는 대로 당업자에 의해 결정될 수 있다.
다른 활성제가 컨쥬게이트와 함께 투여될 수 있다.
도 1은 먼저 아미드 연결기를 형성시킨 후 링커의 연장에 의한 화학식 I의 화합물의 예시적 제조를 예시한다.
도 2는 화학식 I의 화합물 및 상응하는 중간체의 예시적 제조를 예시한다.
도 3은 변형된 알킨이 링커의 단편에 연결된 중간체의 제조를 제시한다.
도 4는 먼저 아미드 연결기를 형성시킨 후 링커의 연장에 의한 화학식 I의 화합물의 제조를 기재한다.
도 5는 변형된 알킨이 링커에 연결된 중간체의 제조를 기재한다.
도 6a는 1,3-쌍극성 고리첨가 반응을 예시한다.
도 6b는 변형된 알켄 및 테트라진 4+2 고리첨가 반응을 예시한다.
도 7의 개략도는 세포독성제를 부착시키기 위해 사용되는 아미드 결합을 예시한다.
도 8은 본 발명에서 사용하기 위한 예시적 NNAA를 제시한다.
도 9a 내지 도 9c는 본 발명의 여러 예시적인 화합물을 예시한다.
도 10은 본 발명의 화합물에 대한 예시적 합성 반응식을 예시한다.
도 11은 본 발명의 화합물에 대한 예시적 합성 반응식을 예시한다.
도 12는 본 발명의 화합물에 대한 예시적 합성 반응식을 예시한다.
도 13은 본 발명의 화합물에 대한 예시적 합성 반응식을 예시한다.
도 14는 본 발명의 화합물에 대한 예시적 합성 반응식을 예시한다.
도 15는 본 발명의 화합물에 대한 예시적 합성 반응식을 예시한다.
도 16은 본 발명의 화합물에 대한 예시적 합성 반응식을 예시한다.
도 17은 본 발명의 화합물에 대한 예시적 합성 반응식을 예시한다.
도 18은 본 발명의 화합물에 대한 예시적 합성 반응식을 예시한다.
도 19는 본 발명의 화합물에 대한 예시적 합성 반응식을 예시한다.
도 20은 본 발명의 화합물에 대한 예시적 합성 반응식을 예시한다.
도 21은 본 발명의 화합물에 대한 예시적 합성 반응식을 예시한다.
도 22는 본 발명의 화합물에 대한 예시적 합성 반응식을 예시한다.
도 23은 본 발명의 화합물에 대한 예시적 합성 반응식을 예시한다.
도 24는 본 발명의 화합물에 대한 예시적 합성 반응식을 예시한다.
도 25는 본 발명의 화합물에 대한 예시적 합성 반응식을 예시한다.
실시예 I
항체 약물 컨쥬게이션
1. 보관
단백질은 -80℃에서 보관되고, 약물 링커는 장기 보관을 위해 4℃ 또는 -20℃에서 보관된다.
2. 계산
단백질 및 약물 링커의 양을 계산한다. 단백질 스톡 농도 X1 ㎎/㎖, 최종의 바람직한 단백질 농도 X2 ㎎/㎖, 약물 스톡 농도 X3 mM, 및 컨쥬게이션되는 CB 단백질 X4 ㎎. 권장되는 단백질 대 약물 몰비는 10:1이나, 예를 들어, 5:1과 같이 낮을 수 있다. 단백질 MW는 150K가 아닌 경우 계산의 조절을 발생시킬 수 있다.
Figure pct00070
3. 컨쥬게이션
적절한 양의 단백질 및 약물 링커가 실온에서 제조되고, 컨쥬게이션을 위해 혼합된다.
실시예 1: [단백질 스톡 농도]=4.5 ㎎/㎖, [바람직한 최종 단백질 농도]=3 ㎎/㎖, [약물 스톡 농도]=5 mM, 컨쥬게이션을 위한 0.1 ㎎ 단백질.
9.8 ㎕의 PBS 완충액 및 1.3 ㎕의 약물이 마이크로튜브 내 22.2 ㎕의 단백질에 첨가된다. 튜브를 16시간 동안 실온(약 22℃)에서 튜브 회전자에 둔다. 통상적으로, 상기량의 항체 약물 컨쥬게이트가 DAR 분석, 세포 결합 및 사멸 검정에 충분하다.
실시예 2: [단백질 스톡 농도]=4.5 ㎎/㎖, [바람직한 최종 단백질 농도]=3 ㎎/㎖, [약물 스톡 농도]=5 mM, 컨쥬게이션을 위한 10 ㎎ 단백질.
977.8 ㎕의 PBS 완충액 및 133.3 ㎕의 약물이 15 ㎖ 원심분리 튜브 내 2222.2 ㎕ 단백질에 첨가된다. 튜브를 16시간 컨쥬게이션을 위해 실온(약 22℃)에서 튜브 회전자에 둔다;
컨쥬게이션 기간 및 온도는 다양한 항체 변이체에 대해 변할 수 있다. 실온 및 16시간이 권장된다.
4. 자유 약물 제거
자유 약물은 Thermo scientific zeba spin 7K MWCO 디슬레이팅 컬럼(deslating column)을 이용하여 컨쥬게이션 혼합물을 탈염하여 제거될 수 있다. 샘플 부피를 기초로 하여 컬럼 크기를 선택한다.
Figure pct00071
실시예 II
세포 사멸 검정
표적 양성 세포에 대한 컨쥬게이션된 생체분자의 세포독성 효과를 세포 증식 검정으로 측정하였다. 표적 양성 및 표적 음성 세포를 ATCC로부터 획득하고, 20% 열-비활성화 소 태아 혈청(Hyclone; Thermo Scientific; Waltham, MA), 2mM 글루타맥스(Invitrogen; Carlsbad, CA) 및 1x 페니실린/스트렙토마이신(Cellgro-Mediatech; Manassas, VA)이 보충된 RPMI, 고 글루코스(Cellgro-Mediatech; Manassas, VA)에서 유지시켰다. 검정일에 절반 영역이 편평한 바닥의 흰색 폴리스티렌 플레이트인 96-웰에 40 ㎕ 부피의 전체 20,000개의 세포를 시딩하였다. 컨쥬게이션된 리드(lead)를 RPMI 배지에 2x 농도로 제형화시키고, MultiScreen HTS 96-Well Filter Plates(Millipore; Billerica, MA)를 통해 여과시켰다. 필터 멸균된 컨쥬게이션된 리드를 처리 웰에 첨가하고, 플레이트를 72시간 동안 CO2 인큐베이터에서 37℃에서 배양하였다. 세포 생활력 측정을 위해, 80 ㎕의 Cell Titer-Glo® 시약(Promega Corp.; Madison, WI)을 각각의 웰에 첨가하고, 플레이트를 제품 설명서에 따라 처리하였다. 상대 발광을 ENVISION® 플레이트 판독기(Perkin-Elmer; Waltham, MA)에서 측정하였다. 상대 발광 판독을 대조군으로서 미처리 세포를 이용하여 생활력 %로 전환시켰다. 데이터를 GraphPad Prism(GraphPad v 5.00, Software; San Diego, CA)을 이용한 로그(억제인자) 대 응답, 가변 기울기, 4 파라미터 적합 방정식을 이용하여 비-선형 회귀 분석에 적용시켰다. 데이터를 nM 단위의 ADC 용량에 비한 상대 세포 생활력 %로 표현하였다.
실시예 III
합성 I1
A. 메이탄-N-Me-L-Ala로부터의 메이탄-N-Me-L-Ala 글루타르산의 합성
메이탄-N-Me-L-Ala(250 ㎎, 0.385 mmol)(문헌[J. Med . Chem . 2006, 49, 4392]에 제공된 절차에 따라 제조됨), 글루타르산 무수물(440 ㎎, 3.85 mmol) 및 수성의 포화된 NaHCO3(1 ㎖)를 THF(10 ㎖)에 용해시켰다. 반응 혼합물을 2시간 동안 아르곤 하에서 실온에서 교반하였다. 반응 혼합물을 물로 희석시키고, 농축된 포름산을 이용하여 pH를 2로 조정하였다. 생성된 반응 혼합물을 에틸 아세테이트로 2회 추출하였다. 조합된 유기층을 염수로 세척하고, 무수 소듐 설페이트 상에서 건조시키고, 여과시켰다. 미정제 잔여물을 C18 컬럼(20 내지 40 마이크론, 50 g)을 이용한 역상 크로마토그래피에 의해 정제시키고, 물(0.1% AcOH) 중 아세토니트릴(0.1% AcOH)의 구배(18분에 걸쳐 10 내지 95%)로 용리시키고, 동결건조시켜, 백색 고체로서 메이탄-N-Me-L-Ala 글루타르산(32)(205 ㎎, 0.268 mmol, 70% 수율)을 생성시켰다. MS m/z: 764.7 [MH+], 747.1 [M-18], 786.7 [M+ Na]; 1HNMR (500 MHz, CDCl3) δ : 0.74 (3H,S), 1.19-1.27 (8H, m), 1.38-1.42 (1H, m), 1.62 (3H, S), 1.80-1.85 (1H, m), 1.91-1.96 (2H, m), 2.12-2.18 (1H, m), 2.30-2.45 (5H, m), 2.55 (1H, t), 2.79 (3H, s), 2.95 (1H, d), 3.05 (1H, d), 3.15 (3H, s), 3.32 (3H, s), 3.44 (1H, d), 3.58 (1H, d), 3.93 (3H, s), 4.24 (1H, t), 4.68-4.72 (1H, m), 5.32 (1H, bs), 5.58-5.63 (1H, m), 6.34-6.39 (1H, m), 6.58-6.65 (2H, m), 6.78 (1H, s).
B. 메이탄 -N-Me-L-Ala 글루타르산으로부터의 메이탄 -N-Me-L-Ala 글루타르산 NHS 에스테르의 합성
메이탄-N-Me-L-Ala 글루타르산(205 ㎎, 0.268 mmol)의 용액을 디클로로메탄(10 ㎖)에 용해시키고, N-하이드록시숙신이미드(NHS, 62 ㎎, 0.54 mmol) 및 1-[3-(디메티아미노)프로필]-3-에틸카르보디이미드 하이드로클로라이드(EDCI, 128 ㎎, 0.67 mmol)를 처리하였다. 반응 혼합물을 아르곤 하에서 실온에서 밤새 교반하였다. 반응 혼합물을 물에 이어서 염수로 세척하고, 무수 소듐 설페이트 상에서 건조시키고, 여과시켰다. 용매를 감압하에서 증발시켜 미정제 잔여물을 생성시켰다. 미정제 잔여물을 C18 컬럼(20 내지 40 마이크론, 50 g)을 이용한 역상 크로마토그래피에 의해 정제하고, 물(0.1% AcOH) 중 아세토니트릴(0.1% AcOH)의 구배(18분에 걸쳐 10 내지 95%)로 용리시키고, 동결건조시켜, 백색 고체로서 메이탄-N-Me-L-Ala 글루타르산 NHS 에스테르(33)(190 ㎎, 0.22 mmol, 82% 수율)를 생성시켰다. MS m/z: 862.0 [MH+], 844.6 [M-18], 884.0 [M+ Na]; 1HNMR (500 MHz, CDCl3) δ: 0.73 (3H, s), 1.16-1.24 (8H, m), 1.35-1.42 (1H, m), 1.45-1.54 (4H, m), 1.58 (3H, s), 1.85-1.91 (1H, m), 2.01-2.12 (2H, m), 2.29-2.36 (1H, m), 2.42-2.57 (3H, m), 2.62 (2H, t), 2.78 (3H, s), 2.98 (1H, d), 3.05 (1H, d), 3.12 (3H, s), 3.21 (1H, bs), 3.29 (3H, s), 3.43 (1H, d), 3.56 (1H, d), 3.92 (3H, s), 4.21 (1H, t), 4.71 (1H, dd), 5.28-5.34 (1H, m), 5.57-5.63 (1H, m), 6.15 (1H, s), 6.33-6.38 (1H, m), 6.58 (1H, s), 6.67 (1H, d), 6.75 (1H, s).
C. 메이탄 -N-Me-L-Ala 글루타르산 NHS 에스테르로부터의 메이탄 -N-Me-L-Ala 글루타르 PEG4 -산의 합성
메이탄-N-Me-L-Ala 글루타르산 NHS 에스테르(190 ㎎, 0.22 mmol) 및 아미노-PEG4-산(133 ㎎, 0.50 mmol)의 용액을 아세토니트릴(25 ㎖) 및 물(8 ㎖)의 혼합물에 용해시키고, 수성 포화 NaHCO3(6 ㎖)를 처리하였다. 반응 혼합물을 아르곤 하에서 실온에서 밤새 교반하고, 감압하에서 농축시켰다. 미정제 잔여물을 C18 컬럼(20 내지 40 마이크론, 50 g)을 이용한 역상 크로마토그래피에 의해 정제하고, 물(0.1% AcOH) 중 아세토니트릴(0.1% AcOH)의 구배(18분에 걸쳐 10 내지 95%)로 용리시키고, 동결건조시켜, 백색 고체로서 메이탄-N-Me-L-Ala 글루타르 PEG4 산(170 ㎎, 0.168 mmol, 76% 수율)을 생성시켰다. MS m/z: 1012.7 [MH+], 995.4 [M-18], 1034.2 [M+ Na]; 1HNMR (500 MHz, CDCl3) δ: 0.73 (3H, s), 1.13-1.28 (8H, m), 1.32-1.42 (1H, m), 1.53-1.61 (5H, m), 1.78-1.85 (1H, m), 1.89-1.95 (1H, m), 2.08-2.13 (1H, m), 2.15-2.28 (3H, m), 2.39-2.47 (1H, m), 2.49-2.55 (2H, m), 2.82 (3H, s), 2.93 (1H, d), 3.05 (1H, d), 3.12 (3H, s), 3.29-3.38 (5H, m), 3.42 (1H, d), 3.50-3.61 (16H, m), 3.66-3.72 (2H, m), 3.95 (3H, s), 4.23 (1H, t), 4.71-4.77 (1H, m), 5.13-5-19 (1H, bs), 5.57-5.62 (1H, m), 6.32-6.38 (2H, m), 6.51-6.59 (2H, m), 6.75 (1H, s).
D. 메이탄 -N-Me-L-Ala 글루타르 PEG4 -산으로부터의 메이탄 -N-Me-L-Ala 글루타르 PEG4 -산 NHS 에스테르의 합성
메이탄-N-Me-L-Ala 글루타르 PEG4 산(170 ㎎, 0.168 mmol)의 용액을 디클로로메탄(15 ㎖)에 용해시키고, N-하이드록시숙신이미드(NHS, 39 ㎎, 0.336 mmol) 및 1-[3-(디메티아미노)프로필]-3-에틸카르보디이미드 하이드로클로라이드(EDCI, 81 ㎎, 0.42 mmol)로 처리하였다. 반응 혼합물을 아르곤 하에서 실온에서 밤새 교반하고, 감압하에서 농축시켰다. 미정제 잔여물을 C18 컬럼(20 내지 40 마이크론, 50 g)을 이용한 역상 크로마토그래피에 의해 정제하고, 물(0.1% AcOH) 중 아세토니트릴(0.1% AcOH)의 구배(18분에 걸쳐 10 내지 95%)로 용리시키고, 동결건조시켜, 백색 고체로서 메이탄-N-Me-L-Ala 글루타르 PEG4-산 NHS 에스테르(150 ㎎, 0.135 mmol, 80%)를 생성시켰다. MS m/z: 1109.6 [MH+], 1092.5 [M-18], 1131.3 [M+ Na]; 1HNMR (500 MHz, CDCl3) δ: 0.74 (3H, s), 1.14-1.27 (8H, m), 1.34-1.42 (1H, m), 1.43-1.52 (4H, m), 1.59 (3H, s), 1.77-1.84 (1H, m), 1.88-1.96 (1H, m), 2.10-2.18 (3H, m), 2.21-2.28 (1H, m), 2.37-2.43 (1H, m), 2.53 (1H, t), 2.82-2.88 (4H, m), 2.96 (1H, d), 3.05 (1H, d), 3.15 (3H, s), 3.29-3.36 (5H, m), 3.42-3.49 (4H, m), 3.52-3.61 (16H, m), 3.78 (1H, t), 3.92 (3H, s), 4.20 (1H, t), 4.69-4.73 (1H, m), 5.28 (1H, bs), 5.55-5.63 (1H, m), 6.18 (1H, s), 6.32-6.40 (1H, m), 6.60-6.68 (2H, m), 6.75 (1H, s).
E. 메이탄 -N-Me-L-Ala 글루타르 PEG4 산 NHS 에스테르로부터의 메이탄 -N-Me-L-Ala 글루타르 PEG4 - DIBCO (I1)의 합성
메이탄-N-Me-L-Ala 글루타르 PEG4 산 NHS 에스테르(150 ㎎, 0.135 mmol) 및 트리사이클릭 아민(55 ㎎, 0.173 mmol)의 용액을 아세토니트릴(12 ㎖) 및 물(4 ㎖)의 혼합물에 용해시키고, 수성 포화 NaHCO3(3 ㎖)로 처리하였다. 반응 혼합물을 아르곤 하에서 실온에서 밤새 교반하고, 감압하에서 농축시켰다. 미정제 잔여물을 C18 컬럼(20 내지 40 마이크론, 50 g)을 이용한 역상 크로마토그래피에 의해 정제하고, 물(0.1% AcOH) 중 아세토니트릴(0.1% AcOH)의 구배(18분에 걸쳐 10 내지 95%)로 용리시키고, 동결건조시켜, 백색 고체로서 메이탄-N-Me-L-Ala 글루타르 PEG4-DIBCO(105 ㎎, 0.08 mmol, 60% 수율)를 획득하였다. MS m/z: 1312.9 [MH+], 1295.4 [M-18], 1334.6 [M+ Na]; 1HNMR (500 MHz, CDCl3) δ: 0.82 (3H, s), 1.01-1.08 (2H, m), 1.23-1.32 (8H, m), 1.39-1.51 (3H, m), 1.58-1.66 (4H, m), 1.88-1.96 (2H, m), 1.98-2.03 (1H, m), 2.19-2.26 (4H, m), 2.30-2.36 (1H, m), 2.42 (2H, t), 2.47-2.52 (1H, m), 2.59-2.65 (1H, m), 2.88 (3H, s), 3.02-3.14 (4H, m), 3.21 (3H, s), 3.35-3.43 (5H, m), 3.49-3.52 (3H, m), 3.58-3.70 (18H, m), 4.00 (3H, s), 4.31 (1H, t), 4.79-4.82 (1H, m), 5.17 (1H, d), 5.33 (1H, bs), 5.65-5.70 (1H, m), 6.19 (1H, dd), 6.26 (1H, d), 6.32 (1H, dd), 6.41-6.47 (1H, m), 6.68-6.71 (2H, m), 6.84 (1H, s), 7.31-7.44 (7H, m), 7.70-7.72 (1H, m).
F. 6- 아미노헥산산으로부터의 6-(2,2,2- 트리플루오로아세틸아미노 ) 헥산산의 합성
에틸 트리플루오로아세테이트(5.7 ㎖, 6.8 g, 48 mmol) 및 트리에틸아민(5.4 ㎖, 3.9 g, 39 mmol)을 건조 메탄올(19 ㎖) 중 6-아미노헥산산(5.00 g, 38.1 mmol)의 현탁액에 첨가하였다. 반응 혼합물을 아르곤 하에서 실온에서 17시간 동안 교반하였다. 이후, 에테르(100 ㎖)를 첨가하고, 100 ㎖ 수성 2 M HCl로 세척하였다. 수성층을 100 ㎖ 에테르로 2회 추출하였다. 유기층을 조합시키고, 150 ㎖ 염수로 세척하고, 무수 소듐 설페이트 상에서 건조시켰다. 여과, 농축 및 진공 하에서의 건조 후, 회백색 고체로서 생성물(8.66 g, 100%, 38.1 mmol)을 획득하였다. MS (ESI+) m/z: 228 [M++H+]; MS (ESI-) m/z: 226 [M--H-];1HNMR (300 MHz, DMSO-d6) δ:1.21-1.29 (2H, m), 1.41-1.53 (4H, m), 2.16-2.21 (2H, t), 3.12-3.18 (2H, q), 9.39 (1H, s, br), 11.99 (1H, s).
G. 6-(2,2,2- 트리플루오로아세틸아미노 ) 헥산산으로부터의 6-(2,2,2- 트리플루오로 -아세틸아미노)-헥사노일 클로라이드의 합성
메틸렌 클로라이드(190 ㎖) 중 메이탄-N-Me-L-Ala 글루타르 PEG4-DIBCO(8.66 g, 38.1 mmol)의 현탁액을 0℃로 냉각시켰다. 옥살릴 클로라이드(16.1 ㎖, 24.2 g, 190 mmol)를 6분에 걸쳐 적가하였다. 이후, DMF(8 점적)를 첨가하였다. 반응 혼합물을 1시간 동안 0℃에서 교반한 후, 2.5시간 동안 실온에서 교반하였다. 이후, 이를 농축시키고, 진공하에서 건조시켜, 밝은 호박색 시럽으로서 생성물(9.36 g, 100%, 38.1 mmol)을 생성시켰다. 1H NMR (300 MHz, CDCl3) δ:1.36-1.46 (2H, m), 1.57-1.67 (2H, m), 1.70-1.80 (2H, m), 2.89-2.94 (2H, t), 3.34-3.41 (2H, q), 6.40 (1H, br).
H. 디벤조[a,d]사이클로헵텐 -5- 온으로부터의 디벤조[a,d]사이클로헵텐 -5-온 옥심의 합성
피리딘(70 ㎖) 중 디벤조[a,d]사이클로헵텐-5-온(25.0 g, 121 mmol) 및 하이드록실아민 HCl(12.6 g, 181 mmol)의 용액을 15.5시간 동안 환류시켰다. 반응 혼합물을 실온으로 냉각시키고, 진공하에서 농축시켰다. 잔여물을 300 ㎖ 5% 수성 HCl/얼음과 200 ㎖ 에틸 아세테이트 사이에 분배시켰다. 수성층을 150 ㎖ 에틸 아세테이트로 2회 추출하였다. 유기층을 조합시키고, 250 ㎖ 염수로 세척하였다. 무수 소듐 설페이트를 이용한 건조, 여과, 농축 및 건조 후, 밝은 황색-베이지색 고체로서 생성물(26.8 g, 121 mmol)을 획득하였다. MS (ESI+) m/z: 222 [M++H+]; MS (ESI-) m/z: 220 [M--H-]; 1HNMR (300 MHz, CDCl3) 6.91-6.92 (2H, d), 7.33-7.43 (6H, m), 7.56-7.61 (1H, m), 7.65-7.68 (1H, m), 8.55 (1H, s).
I. 디벤조[a,d]사이클로헵텐 -5-온 옥심으로부터의 5,6- 디하이드로 - 디벤조[b,f]아조신
디클로로메탄 중 디이소부틸알루미늄 하이드라이드의 용액(1.0 M, 192 ㎖)을 수조에서 냉각시키고, 고체 디벤조[a,d]사이클로헵텐-5-온 옥심(8.48 g, 38.3 mmol)을 15℃ 내지 27℃ 사이의 온도를 유지시키는 속도로 나누어 첨가하였다. 수조를 제거하고, 생성된 용액을 3일 동안 주위 온도에서 교반하였다. 용액을 수조에서 냉각시키고, 고체 소듐 설페이트 데카하이드레이트(20.4 g, 63.3 mmol)를 12℃ 내지 30℃ 사이의 온도를 유지시키는 속도로 나누어 첨가하였다. 셀라이트를 첨가하고, 혼합물을 1시간 동안 주위 온도에서 교반하였다. 무기물을 여과에 의해 분리시키고, 에틸 아세테이트로 충분히 세척하였다. 유기 용액을 조합시키고, 용매를 진공 하에서 증발시켰다. 잔여물을 실리카 겔 컬럼(150 g)에 적용시키고, 헥산 중 디클로로메탄(20%로부터 100%)의 구배로 용리시켜, 황색 고체로서 생성물(5.0 g, 63%)을 생성시켰다. MS m/z: 208.4 MH+; 1H NMR(300 MHz, CDCl3) δ: 4.29 (1H, br s), 4.59 (2H, s), 6.39 (1H, d), 6.50 (1H, d의 d), 6.58 (1H, d), 6.61-6.66 (1H, m), 6.89-6.95 (1H, m), 7.00 (1H, d의 d), 7.19-7.32 (4H, m).
J. 5,6- 디하이드로 - 디벤조[b,f]아조신 및 6-(2,2,2- 트리플루오로 - 아세틸아미노 )-헥사노일 클로라이드로부터의 N-[6-(6H- 디벤조[b,f]아조신 -5-일)-6-옥소- 헥실 ]-2,2,2-트리플루오로-아세트아미드(26)의 합성
피리딘(8.5 ㎖, 8.3 g, 110 mmol)을 건조 메틸렌 클로라이드(72 ㎖) 중 5,6-디하이드로-디벤조[b,f]아조신(7.29 g, 35.2 mmol)의 용액에 첨가하였다. 다음으로, 4분에 걸쳐 25 ㎖ 메틸렌 클로라이드 중 6-(2,2,2-트리플루오로-아세틸아미노)-헥사노일 클로라이드(10.7 g, 45.6 mmol)를 첨가하였다. 반응 혼합물을 약 2시간 동안 실온에서 교반한 후, 180 ㎖ 메틸렌 클로라이드로 희석시키고, 3x150 ㎖ 물로 세척하였다. 유기층을 150 ㎖ 염수로 세척하고, 무수 소듐 설페이트로 건조시키고, 여과시키고, 농축시켰다. 미정제 생성물을 0 내지 50% 에틸 아세테이트/헥산을 이용하여 330 g 실리카 겔 카트리지에서 플래시 크로마토그래피(Isco)하였다. 농축 및 건조 후, 14.0 g(95.9%, 33.6 mmol)의 순수한 생성물을 매우 희미하고 투명한 호박색 검(gum)으로서 획득하였다. MS (ESI+) m/z: 417 [M++H+], MS (ESI-) m/z: 415 [M--H-];1HNMR (300 MHz, DMSO-d6) δ 0.95-1.03 (2H, m), 1.22-1.37 (4H, m), 1.69-1.79 (1H, m), 1.87-1.97 (1H, m), 3.00-3.06 (2H, q), 4.14-4.19 (1H, d), 5.34-5.39 (1H, d), 6.61-6.65 (1H, d), 6.74-6.78 (1H, d), 7.15-7.19 (3H, m), 7.27-7.38 (5H, m), 9.31 (1H, br).
K. N-[6-(6H- 디벤조[b,f]아조신 -5-일)-6-옥소- 헥실 ]-2,2,2- 트리플루오로 -아세트아미드로부터의 N-[6-(11,12- 디브로모 -11,12- 디하이드로 -6H- 디벤조[b,f]아조신 -5-일)-6-옥소-헥실]-2,2,2-트리플루오로-아세트아미드의 합성
피리디늄 트리브로마이드(8.48 g, 26.5 mmol)를 메틸렌 클로라이드(200 ㎖) 중 N-[6-(6H-디벤조[b,f]아조신-5-일)-6-옥소-헥실]-2,2,2-트리플루오로-아세트아미드(9.95 g, 23.9 mmol)의 용액에 첨가하였다. 반응 혼합물을 4.5시간 동안 아르곤 하에서 실온에서 교반한 후, 1) 2X120 ㎖ 0.5 M 수성 HCl, 2) 120 ㎖ 물 및 3) 120 ㎖ 염수로 세척하였다. 무수 소듐 설페이트를 이용한 건조, 여과 및 농축 후, 미정제 생성물을 0 내지 50% 에틸 아세테이트 헥산을 이용하여 330 g 실리카 겔 카트리지에서 플래시 크로마토그래피(Isco)하였다. 농축 및 건조 후, 생성물을 150 ㎖ 메틸렌 클로라이드에 2회 용해시키고, 농축시켰다. 이를 진공하에서 건조시켜, 매우 희미한 슬레이트 그레이(slate grey) 색의 포움(foam)으로서 10.5 g(76.1%, 18.2 mmol)의 생성물을 생성시켰다. MS (ESI+) m/z: 577 [M++H+]; MS (ESI-) m/z: 575 [M--H-]; 1HNMR (300 MHz, DMSO-d6) δ: 1.13-1.20 (2H, m), 1.35-1.59 (4H, m), 1.95-2.29 (2H, m), 3.07-3.13 (2H, q), 4.17-5.08 (1H, m), 5.69-5.87 (2H, m), 6.97-7.31 (7H, m), 7.55-7.65 (1H, m), 9.33 (1H, s).
L. N-[6-(11,12- 디브로모 -11,12- 디하이드로 -6H- 디벤조[b,f]아조신 -5-일)-6-옥소-헥실]-2,2,2-트리플루오로-아세트아미드로부터의 N-(6- 트리플루오로아세트아미도헥사노일 )-5,6-디하이드로-11,12-디데하이드로벤조[b,f]아조신의 합성
건조 THF(31 ㎖) 중 N-[6-(11,12-디브로모-11,12-디하이드로-6H-디벤조[b,f]아조신-5-일)-6-옥소-헥실]-2,2,2-트리플루오로-아세트아미드(6.76 g, 11.7 mmol)의 용액을 1 M 포타슘 터트-부톡시드/THF 용액(35 ㎖, 35 mmol)에 첨가하였다. 반응 혼합물을 2시간 동안 아르곤 하에서 실온에서 교반하였다. 약 8.5 ㎖의 물을 천천히 첨가하여 반응을 켄칭시키고, 이를 약 180 ㎖의 에틸 아세테이트로 희석시켰다. 이후, 이를 200 ㎖의 1% 수성 HCL, 200 ㎖의 물 및 200 ㎖의 염수로 세척하였다. 유기층을 무수 소듐 설페이트로 건조시키고, 여과시키고, 농축시켰다. 미정제 생성물을 0 내지 10% 에틸 아세테이트/메틸렌 클로라이드를 이용하여 120 g 실리카 겔 카트리지에서 플래시 크로마토그래피(Isco)에 의해 정제하였다. 농축 및 건조 후, 산호 색의 검/포움으로서 생성물(3.05 g, 62.8%, 7.36 mmol)을 획득하였다. MS (ESI-) m/z: 413 [M--H-]; 1HNMR (300 MHz, CDCl3) δ 0.96-1.15 (2H, m), 1.23-1.49 (4H, m), 1.88-1.98 (1H, m), 2.04-2.26 (1H, m), 3.02-3.27 (2H, m), 3.64-3.69 (1H, d), 5.14-5.18 (1H, d), 6.58 (1H, br), 7.24-7.44 (7H, m), 7.68-7.70 (1H, d).
M. N-(6- 트리플루오로아세트아미도헥사노일 )-5,6- 디하이드로 -11,12- 디데하이드로벤조[b,f]아조신으로부터의 N-(6- 아미노헥사노일 )-5,6- 디하이드로 -11,12- 디데하이드로디벤조[b,f]아조신의 합성
물(7.5 ㎖) 중 포타슘 카르보네이트(1.00 g, 7.24 mmol)의 용액을 메탄올(10 ㎖) 중 N-(6-트리플루오로아세트아미도헥사노일)-5,6-디하이드로-11,12-디데하이드로벤조[b,f]아조신(1.04 g, 2.51 mmol)의 용액에 천천히 첨가하였다. 반응 혼합물을 49시간 동안 실온에서 교반하였다. 이를 농축시키고, 40 ㎖ 클로로포름/40 ㎖ 염수 중에 분배시켰다. 수성층을 40 ㎖ 클로로포름으로 추출하였다. 유기층을 조합시키고, 40 ㎖ 에틸 아세테이트를 첨가하여 용해성을 도왔다. 무수 소듐 설페이트를 이용한 건조, 여과 및 농축 후, 미정제 생성물을 5 내지 95% 아세토니트릴(0.1%AcOH)/물(0.1% AcOH)로 용리되는 275 g의 C18 컬럼(20 내지 40 마이크론)을 이용한 2회 주입으로 역상 플래시 크로마토그래피(Isco)에 의해 정제하였다. 동결건조 후, 아세트산 염으로서 생성물(밝은 황색-베이지색 포움: 0.577 g, 60.7%, 1.52 mmol)을 획득하였다. MS (ESI+) m/z: 319 [M++H+]. 1HNMR (300 MHz, CDCl3) δ 0.98-1.07 (2H, m), 1.27-1.44 (4H, m), 1.85-1.95 (4H, m), 2.14-2.23 (1H, m), 2.54-2.59 (2H, t), 3.62-3.67 (2H, d), 5.13-5.17 (1H, d), 6.20 (3H, br), 7.23-7.42 (7H, m), 7.67-7.70 (1H, d).
실시예 IV
합성 I4
A. 메이탄 -N-Me-L-Ala 글루타르산 NHS 에스테르 및 DIBCO -디메틸- PEG4 - 아민으로부터의 메이탄 -N-Me-L-Ala 글루타르 N-Me- PEG4 -N-Me- DIBCO (I4)의 합성
메이탄-N-Me-L-Ala 글루타르산 NHS 에스테르(160 ㎎, 0.186 mmol) 및 DIBCO-디메틸-PEG4-아민(210 ㎎, 0.354 mmol)의 용액을 아세토니트릴(5 ㎖) 및 물(1 ㎖)의 혼합물에 용해시키고, 수성 포화 NaHCO3(0.5 ㎖)로 처리하였다. 반응 혼합물을 아르곤 하에서 실온에서 밤새 교반한 후, 감압하에서 농축시켰다. 미정제 잔여물을 C18 컬럼(20 내지 40 마이크론, 50 g)을 이용한 역상 크로마토그래피에 의해 정제하고, 물(0.1% AcOH) 중 아세토니트릴(0.1% AcOH)의 구배(18분에 걸쳐 10 내지 95%)로 용리시키고, 동결건조시켜, 백색 고체로서 메이탄-N-Me-L-Ala 글루타르 N-Me-PEG4-N-Me-DIBCO(I4)(135 ㎎, 0.10 mmol, 54% 수율)를 획득하였다. MS m/z: 1340.9 [MH+], 1323.4 [M-18], 1362.6 [M+ Na]; 1HNMR (500 MHz, CDCl3) δ: 0.82 (3H, s), 0.99-1.01 (2H, m), 1.26-1.33 (8H, m), 1.42-1.48 (3H, m), 1.60-1.67 (4H, m), 1.88-1.96 (2H, m), 1.98-2.03 (1H, m), 2.11 (3H, s), 2.19-2.21 (2H, m), 2.36-2.38 (2H, m), 2.42-2.44 (1H, m), 2.53-2.64 (5H, m), 2.82-2.90 (6H,m), 3.00-3.14 (5H, m), 3.19-3.22 (4H, m), 3.38 (3H, s), 3.47-3.70 (17H, m), 3.78 (2H, m), 4.00 (3H, s), 4.31 (1H, t), 4.78-4.81 (1H, m), 5.19 (1H, d), 5.40 (1H, bs), 5.67-5.72 (1H, m), 6.35 (1H, s), 6.42-6.48 (1H, m), 6.70-6.76 (2H, m), 6.85 (1H, s), 7.29-7.44 (8H, m), 7.72-7.74 (1H, m).
B. 3-(2-{2-[2-(2-아미노- 에톡시 )- 에톡시 ]- 에톡시 }- 에톡시 )-프로피온산 및 에틸 트리플루오로아세테이트로부터의 3-[2-(2-{2-[2-(2,2,2- 트리플루오로 - 아세틸아미노 )-에톡시]-에톡시}-에톡시)-에톡시]-프로피온산의 합성
에틸 트리플루오로아세테이트(1.4 ㎖, 1.7 g, 12 mmol) 및 트리에틸아민(1.3 ㎖, 0.94 g, 9.3 mmol)을 메탄올(8.0 ㎖) 중 3-(2-{2-[2-(2-아미노-에톡시)-에톡시]-에톡시}-에톡시)-프로피온산(2.43 g, 9.16 mmol)의 용액에 첨가하였다. 반응 혼합물을 17.5시간 동안 아르곤 하에서 실온에서 교반하고, 농축시켰다. 이후, 미정제 생성물을 5 내지 95% 아세토니트릴/물(0.1% 아세트산을 가짐)을 이용하여 275 g의 C18 Isco 골드 컬럼에서 역상 플래시 크로마토그래피(Isco)에 의해 정제하였다. 동결건조 후, 담황색 시럽으로서 생성물(1.79 g, 54.1%, 4.95 mmol)을 획득하였다. MS m/z MH+ 362; 1HNMR (300MHz, DMSO-d6) δ: 2.40-2.45 (2H, t), 3.32-3.36 (2H, m), 3.47-3.51 (14H, m), 3.56-3.60 (2H, m), 9.47 (1H, br), 12.15 (1H, br).
C. 3-[2-(2-{2-[2-(2,2,2- 트리플루오로 - 아세틸아미노 )- 에톡시 ]- 에톡시 }- 에톡시 )-에톡시]-프로피온산으로부터의 3-[2-(2-{2-[2-(2,2,2- 트리플루오로 - 아세틸아미노 )-에톡시]-에톡시}-에톡시)-에톡시]-프로피온산 메틸 에스테르의 합성
디클로로메탄(10 ㎖) 및 메탄올(5 ㎖) 중 3-[2-(2-{2-[2-(2,2,2-트리플루오로-아세틸아미노)-에톡시]-에톡시}-에톡시)-에톡시]-프로피온산(0.520 g, 1.43 mmol)의 용액을 디에틸 에테르 중 (트리메틸실릴)디아조메탄(1 ㎖, 2 mmol)의 2 M 용액으로 처리하고, 1시간 동안 실온에서 교반하였다. 디에틸 에테르 중 (트리메틸실릴)디아조메탄(1 ㎖, 2 mmol)의 2 M 용액의 추가 분취액을 첨가하고, 용액을 1일 동안 실온에서 교반하였다. 용매를 진공하에서 증발시켰다. 생성물을 실리카 겔 컬럼(40 g)에 적용시키고, 디클로로메탄 중 메탄올 구배(1 내지 10%)로 용리시켜, 담황색 오일로서 최종 생성물(0.536 g, 100%)을 생성시켰다. MS (ESI+) m/z: 376.0 [MH+]. 1HNMR (300 MHz, CDCl3) δ: 2.60 (2H, t), 3.51-3.56 (2H, m), 3.60-3.64 (14H, m), 3.66 (3H, s), 3.73 (2H, t) 및 7.86 (1H, br s).
D. 3-[2-(2-{2-[2-(2,2,2- 트리플루오로 - 아세틸아미노 )- 에톡시 ]- 에톡시 }- 에톡시 )-에톡시]-프로피온산 메틸 에스테르로부터의 3-{2-[2-(2-{2-[ 메틸 -(2,2,2- 트리플루오로 -아세틸)-아미노]-에톡시}-에톡시)-에톡시]-에톡시}-프로피온산 메틸 에스테르의 합성
DMF(4 ㎖) 중 3-[2-(2-{2-[2-(2,2,2-트리플루오로-아세틸아미노)-에톡시]-에톡시}-에톡시)-에톡시]-프로피온산 메틸 에스테르 175(0.290 g, 0.77 mmol)의 용액을 포타슘 카르보네이트(0.320 g, 2.31 mmol) 및 메틸 요오다이드(0.287 ㎖, 4.63 mmol)로 처리하고, 생성된 혼합물을 1일 동안 실온에서 교반하였다. 혼합물을 얼음 수조에서 냉각시키고, 저온 1 N 염산(1 ㎖)으로 처리하였다. 생성된 용액을 역상 C18 컬럼(20 내지 40 마이크론, 50 g)에 적용시키고, 물(0.1% AcOH) 중 아세토니트릴(0.1% AcOH)의 구배(5 내지 95%)로 용리시키고, 동결건조시켜, 무색 오일(0.29 g, 64%)로서 생성물(0.217 g, 72%)을 생성시켰다. LCMS (ESI+) m/z: 390.0 [MH+]. 1HNMR (300 MHz, CDCl3) δ: 2.60 (2H, t), 3.21 (2H, q), 3.68 (3H, s) 상에 겹쳐진 3.58-3.70 (17H, m) 및 3.75 (2H, t).
D. 3-[2-(2-{2-[2-(2,2,2- 트리플루오로 - 아세틸아미노 )- 에톡시 ]- 에톡시 }- 에톡시 )-에톡시]-프로피온산 메틸 에스테르로부터의 3-{2-[2-(2-{2-[ 메틸 -(2,2,2- 트리플루오로 -아세틸)-아미노]-에톡시}-에톡시)-에톡시]-에톡시}-프로피온산 메틸 에스테르의 합성
DMF(4 ㎖) 중 3-[2-(2-{2-[2-(2,2,2-트리플루오로-아세틸아미노)-에톡시]-에톡시}-에톡시)-에톡시]-프로피온산 메틸 에스테르 175(0.290 g, 0.77 mmol)의 용액을 포타슘 카르보네이트(0.320 g, 2.31 mmol) 및 메틸 요오다이드(0.287 ㎖, 4.63 mmol)로 처리하고, 생성된 혼합물을 1일 동안 실온에서 교반하였다. 혼합물을 얼음 수조에서 냉각시키고, 저온 1 N 염산(1 ㎖)으로 처리하였다. 생성된 용액을 역상 C18 컬럼(20 내지 40 마이크론, 50 g)에 적용시키고, 물(0.1% AcOH) 중 아세토니트릴(0.1% AcOH)의 구배(5 내지 95%)로 용리시키고, 동결건조시켜, 무색 오일(0.29 g, 64%)로서 생성물(0.217 g, 72%)을 생성시켰다. LCMS (ESI+) m/z: 390.0 [MH+]. 1HNMR (300 MHz, CDCl3) δ: 2.60 (2H, t), 3.21 (2H, q), 3.68 (3H, s) 상에 겹쳐진 3.58-3.70 (17H, m) 및 3.75 (2H, t).
F. 3-(2-{2-[2-(2- 메틸아미노 - 에톡시 )- 에톡시 ]- 에톡시 }- 에톡시 )-프로피온산 소듐 염으로부터의 3-{2-[2-(2-{2-[ 메틸 -(2,2,2- 트리플루오로 -아세틸)-아미노]- 에톡시 }-에톡시)-에톡시]-에톡시}-프로피온산의 합성
트리플루오로아세트산 무수물(6 ㎖)을 3-(2-{2-[2-(2-메틸아미노-에톡시)-에톡시]-에톡시}-에톡시)-프로피온산 소듐 염에 첨가하고, 혼합물을 3시간 동안 실온에서 교반하였다. 용매를 진공하에서 증발시켰다. 잔류물을 아세토니트릴:물(1:1)에 용해시키고, 역상 C18 컬럼(20 내지 40 마이크론, 150 g)에 적용시키고, 물(0.1% AcOH) 중 아세토니트릴(0.1% AcOH)의 구배(5 내지 95%)로 용리시키고, 동결건조시켜, 무색 오일로서 생성물(0.383 g, 2단계에 대해 92%)을 생성시켰다. MS (ESI+) m/z: 376.0 [MH+]. MS (ESI-) m/z: 374.0 [M-H]-. 1HNMR (300 MHz, CDCl3) δ: 2.58-2.71 (2H, m), 3.13 및 3.22 (3H, 각각 s), 3.63 (16H, m) 및 3.76 (2H, t).
G. 1-(5,6- 디하이드로 -11,12- 디데하이드로벤조[ b,f ]아조신 -5-일)-6- 메틸아미노 -헥산-1-온 아세트산 염 및 3-{2-[2-(2-{2-[ 메틸 -(2,2,2- 트리플루오로 -아세틸)-아미노]-에톡시}-에톡시)-에톡시]-에톡시}-프로피온산으로부터의 N -[6-(5,6-디하이드로-11,12-디데하이드로벤조[ b,f ]아조신-5-일)-6-옥소-헥실]- N -메틸-3-{2-[2-(2-{2-[메틸-(2,2,2-트리플루오로-아세틸)-아미노]-에톡시}-에톡시)-에톡시]-에톡시}-프로피온아미드의 합성
디클로로메탄(20 ㎖) 중 1-(5,6-디하이드로-11,12-디데하이드로벤조[b,f]아조신-5-일)-6-메틸아미노-헥산-1-온 아세트산 염(0.283 g, 0.721 mmol)의 용액을 포화 수성 소듐 바이카르보네이트(20 ㎖)로 세척하고, 소듐 설페이트 상에서 건조시켰다. 용매를 진공하에서 증발시켜, 1-(5,6-디하이드로-11,12-디데하이드로벤조[b,f]아조신-5-일)-6-메틸아미노-헥산-1-온의 자유 염기(0.22 g, 92%)를 생성시키고, 이를 이후 단계에 사용하였다.
DMF(4 ㎖) 중 3-{2-[2-(2-{2-[메틸-(2,2,2-트리플루오로-아세틸)-아미노]-에톡시}-에톡시)-에톡시]-에톡시}-프로피온산(0.248 g, 0.660 mmol)의 용액을 펜타플루오로페닐 디페닐포스피네이트(0.305 g, 0.794 mmol) 및 N,N-디이소프로필에틸아민으로 처리하였다. 생성된 용액을 1-(5,6-디하이드로-11,12-디데하이드로벤조[b,f]아조신-5-일)-6-메틸아미노-헥산-1-온의 자유 염기(0.22 g, 0.662 mmol)에 첨가하고, 20시간 동안 실온에서 교반하였다. 물(1 ㎖)을 첨가하고, 용액을 역상 C18 컬럼(20 내지 40 마이크론, 150 g)에 적용하고, 물(0.1% AcOH) 중 아세토니트릴(0.1% AcOH)의 구배(30 내지 95%)로 용리시키고, 동결건조시켜, 무색 오일로서 생성물(0.322 g, 71%)을 생성시켰다. MS (ESI+) m/z: 690.0 [MH+] 및 712.0 [MNa+]. 1HNMR (300 MHz, CDCl3) δ: 0.92-1.03 (2H, m), 1.26-1.34 (2H, m), 1.35-1.46 (2H, m), 1.87-1.97 (1H, m), 2.15-2.21 (1H, m), 2.50-2.57 (2H, m), 2.79 및 2.89 (함께 3H, 각각 s), 3.04-3.07 (1H, m), 3.10 및 3.21 (함께 3H, 각각 s), 3.14-3.19 (1H, m), 3.61-3.69 (17H, m), 3.73-3.77 (2H, m), 5.16 (1H, d의 d), 7.22-7.43 (7H, m) 및 7.70 (1H, d).
H. N -[6-(5,6-디하이드로-11,12-디데하이드로벤조[ b,f ]아조신-5-일)-6-옥소-헥실]- N -메틸-3-{2-[2-(2-{2-[메틸-(2,2,2-트리플루오로-아세틸)-아미노]-에톡시}-에톡시)-에톡시]-에톡시}-프로피온아미드로부터의 N -[6-(5,6-디하이드로-11,12-디데하이드로벤조[ b,f ]아조신-5-일)-6-옥소-헥실]- N -메틸-3-(2-{2-[2-(2-메틸아미노-에톡시)-에톡시]-에톡시}-에톡시)-프로피온아미드의 합성
메탄올(10 ㎖) 중 N-[6-(5,6-디하이드로-11,12-디데하이드로벤조[b,f]아조신-5-일)-6-옥소-헥실]-N-메틸-3-{2-[2-(2-{2-[메틸-(2,2,2-트리플루오로-아세틸)-아미노]-에톡시}-에톡시)-에톡시]-에톡시}-프로피온아미드(0.322 g, 0.467 mmol)의 용액을 포타슘 카르보네이트(0.323 g, 2.33 mmol)로 처리하고, 혼합물을 1일 동안 실온에서 교반하였다. 포타슘 카르보네이트의 추가 부분(0.323 g, 2.33 mmol)을 첨가하고, 교반을 추가일 동안 지속시켰다. 무기물을 여과에 의해 제거하고, 용매를 진공하에서 증발시켰다. 잔여물을 아세토니트릴/물(1/1)에 용해시키고, 역상 C18 컬럼(20 내지 40 마이크론, 150 g)에 적용시키고, 물(0.1% AcOH) 중 아세토니트릴(0.1% AcOH)의 구배(5 내지 95%)로 용리시키고, 동결건조시켜, N-[6-(5,6-디하이드로-11,12-디데하이드로벤조[b,f]아조신-5-일)-6-옥소-헥실]-N-메틸-3-{2-[2-(2-{2-[메틸-(2,2,2-트리플루오로-아세틸)-아미노]-에톡시}-에톡시)-에톡시]-에톡시}-프로피온아미드(0.218 g, 71%), 및 약간 불순한 생성물(0.048 g, 16%)을 생성시켰다. MS (ESI+) m/z: 594.0 [MH+]. 1HNMR (300 MHz, DMSO-d6) δ: 0.85-0.90 (2H, m), 1.11-1.29 (4H, m), 1.75-1.86 (1H, m), 2.12-2.17 (1H, m), 2.27 (3H, m), 2.40 (1H, t), 2.46 (1H, t), 2.59 (2H, t), 2.66 및 2.80 (함께 3H, 각각 s), 2.98-3.09 (2H, m), 3.42-3.63 (17H, m), 5.04 (1H, d), 7.30-7.49 (6H, m), 7.57 (1H, d) 및 7.63 (1H, d).
I. N- 메틸카프로락탐으로부터의 6- 메틸아미노헥산산 하이드로클로라이드의 합성
5.3 ㎖의 농축된 수성 HCl 및 6.7 ㎖의 물 중 N-메틸카프로락탐(1.12 g, 8.81 mmol)의 용액을 19.5시간 동안 환류시켰다. 반응 혼합물을 실온으로 냉각시키고, 20 ㎖의 물을 첨가하였다. 이를 이후 농축시켰다. 10 ㎖의 물을 첨가하고, 혼합물을 다시 농축시켰다. 다음을 2회 수행하였다: 5 ㎖의 아세톤을 이후 첨가하고, 혼합물을 농축시켰다. 이를 진공하에서 건조시켜, 크림색 반고체로서 생성물(1.57 g, 98.1%, 8.64 mmol)을 생성시켰다. (45-149)
MS m/z MH+ 146; 1HNMR (300MHz, DMSO-d6) δ: 1.24-1.34 (2H, m), 1.44-1.62 (4H, m), 2.18-2.23 (2H, t), 2.77-2.86 (2H, m), 8.70 (2H, br), 12.05 (1H, s, br). (45-149-1 NMR)
J. 6- 메틸아미노헥산산 하이드로클로라이드로부터의 6-[ 메틸 -(2,2,2- 트리플루오로아세틸 )-아미노]-헥산산의 합성
6-메틸아미노헥산산 하이드로클로라이드(5.38 g, 29.6 mmol)를 20 ㎖의 메탄올에 용해시키고, 에틸 트리플루오로아세테이트(4.4 ㎖, 5.3 g, 37 mmol) 및 트리에틸아민(8.3 ㎖, 6.0 g, 60 mmol)을 첨가하였다. 반응 혼합물을 실온에서 아르곤 하에서 19.5시간 동안 교반하였다. 80 ㎖의 2 M 수성 HCl을 첨가하고, 혼합물을 3X60 ㎖ 에테르로 추출하였다. 조합된 유기층을 이후 100 ㎖ 염수로 세척하고, 무수 소듐 설페이트로 건조시키고, 여과시키고, 농축시키고, 진공 하에서 건조시켜, 투명한 담황색 시럽으로서 생성물(6.86 g, 96.1%, 28.4 mmol)을 생성시켰다. (53-15)
MS m/z MH+ 242; 1HNMR (300MHz, DMSO-d6) δ: 1.16-1.28 (2H, m), 1.45-1.60 (4H, m), 2.17-2.24 (2H, m), 2.94 (1H, s), 3.06-3.07 (2H, q), 3.32-3.39 (2H, m). (45-150-1 NMR)
K. 6-[ 메틸 -(2,2,2- 트리플루오로아세틸 )-아미노]- 헥산산으로부터의 6-[ 메틸 -(2,2,2-트리플루오로아세틸)-아미노]-헥사노일 클로라이드의 합성
아르곤 하에서 메틸렌 클로라이드(140 ㎖) 중 6-[ 메틸 -(2,2,2- 트리플루오로아세틸 )-아미노]-헥산산(6.84 g, 28.4 mmol)의 용액을 0℃로 냉각시켰다. 옥살릴 클로라이드(12 ㎖, 18 g, 142 mmol)를 천천히 첨가한 후, 6 점적의 DMF를 첨가하였다. 혼합물을 1시간 동안 0℃에서 교반하고, 1.5시간 동안 실온에서 교반하였다. 이를 이후 농축시키고, 진공하에서 건조시켜, 밝은 호박색 오일로서 생성물(6.54 g, 88.9%, 25.2 mmol)을 생성시켰다. (53-16)
1HNMR (300MHz, CDCl3) δ: 1.35-1.43 (2H, m), 1.57-1.81 (4H, m), 2.89-2.94 (2H, m), 3.02 (1H, s), 3.11-3.13 (2H, q), 3.37-3.46 (2H, m). (NMR에 대해 45-152-1).
L. 디벤조[a,d]사이클로헵텐 -5- 온으로부터의 디벤조[a,d]사이클로헵텐 -5-온 옥심의 합성
피리딘(70 ㎖) 중 디벤조[a,d]사이클로헵텐-5-온(25.0 g, 121 mmol) 및 하이드록실아민 HCl(12.6 g, 181 mmol)의 용액을 15.5시간 동안 환류시켰다. 반응 혼합물을 실온으로 냉각시키고, 진공하에서 농축시켰다. 잔여물을 5% 수성 HCl/얼음(300 ㎖)과 에틸 아세테이트(200 ㎖) 사이에 분배시켰다. 수성층을 에틸 아세테이트(150 ㎖)로 2회 추출하였다. 유기층을 조합시키고, 염수(250 ㎖)로 세척하고, 소듐 설페이트 상에서 건조시켰다. 용매를 진공하에서 증발시켜, 밝은 황색-베이지색 고체로서 생성물(26.8 g, 100%)을 생성시켰다. MS (ESI+) m/z: 222 [MH+]; MS (ESI-) m/z: 220 [M-H-]; 1HNMR (300 MHz, CDCl3) δ: 6.91-6.92 (2H, d), 7.33-7.43 (6H, m), 7.56-7.61 (1H, m), 7.65-7.68 (1H, m), 8.55 (1H, s).
M. 디벤조[a,d]사이클로헵텐 -5-온 옥심으로부터 5,6- 디하이드로 - 디벤조[b,f]아조신
디클로로메탄 중 디이소부틸알루미늄 하이드라이드(1.0 M, 192 ㎖)의 용액을 수조에서 냉각시키고, 고체 디벤조[a,d]사이클로헵텐-5-온 옥심(8.48 g, 38.3 mmol)을 15 내지 27℃의 온도를 유지시키는 속도로 나누어 첨가하였다. 수조를 제거하고, 생성된 용액을 3일 동안 실온에서 교반하였다. 용액을 수조에서 냉각시키고, 고체 소듐 설페이트 데카하이드레이트(20.4 g, 63.3 mmol)를 12 내지 30℃의 온도를 유지시키는 속도로 나누어 첨가하였다. 셀라이트를 첨가하고, 혼합물을 1시간 동안 실온에서 교반하였다. 무기물을 여과에 의해 분리시키고, 에틸 아세테이트로 충분히 세척하였다. 유기 용액을 조합시키고, 용매를 진공하에서 증발시켰다. 잔여물을 실리카 겔 컬럼(150 g)에 적용시키고, 헥산 중 디클로로메탄(20 내지 100%)의 구배로 용리시켜, 황색 고체로서 생성물(5.0 g, 63%)을 생성시켰다. MS m/z: 208.4 [MH+]; 1HNMR(300 MHz, CDCl3) δ: 4.29 (1H, br s), 4.59 (2H, s), 6.39 (1H, d), 6.50 (1H, d의 d), 6.58 (1H, d), 6.61-6.66 (1H, m), 6.89-6.95 (1H, m), 7.00 (1H, d의 d), 7.19-7.32 (4H, m).
N. 5,6- 디하이드로 - 디벤조[b,f]아조신(24) 및 6-[ 메틸 -(2,2,2- 트리플루오로아세틸 )-아미노]-헥사노일 클로라이드로부터의 N-[6-(6H- 디벤조[b,f]아조신 -5-일)-6-옥소-헥실]-2,2,2-트리플루오로-N-메틸-아세트아미드의 합성
메틸렌 클로라이드(8 ㎖) 중 피리딘(3.6 ㎖, 3.5 g, 45 mmol) 및 6-[메틸-(2,2,2-트리플루오로아세틸)-아미노]-헥사노일 클로라이드(4.64 g, 17.9 mmol)를 메틸렌 클로라이드(40 ㎖) 중 5,6-디하이드로-디벤조[b,f]아조신(3.11 g, 15.0 mmol)으로부터의 N-[6-(6H-디벤조[b,f]아조신-5-일)-6-옥소-헥실]-2,2,2-트리플루오로-N-메틸-아세트아미드(26a)의 용액에 첨가하였다. 반응 혼합물을 2.5시간 동안 아르곤 하에서 실온에서 교반하였다. 이를 이후 150 ㎖의 메틸렌 클로라이드로 희석시키고, 150 ㎖의 물로 세척하였다. 수성층을 150 ㎖의 메틸렌 클로라이드로 추출하였다. 조합된 유기층을 이후 150 ㎖의 염수로 세척하고, 무수 소듐 설페이트로 건조시키고, 여과시키고, 농축시켰다. 미정제 생성물을 0 내지 50% 에틸 아세테이트/헥산을 이용하여 220 g 실리카 겔 카트리지(Isco)에서 플래시 크로마토그래피(Isco)하였다. 농축 및 진공 하에서의 건조 후, 진한 황색 시럽으로서 생성물(5.64 g, 87.4%, 13.1 mmol)을 획득하였다. (53-36)
MS m/z MH+ 431; 1HNMR (300MHz, DMSO-d6) δ: 0.90-1.00 (2H, m), 1.26-1.40 (4H, m), 1.70-1.82 (1H, m), 1.88-1.98 (1H, m), 2.86 (1H, s), 2.99-3.01 (2H, q), 3.18-3.26 (2H, m), 4.12-4.18 (1H, dd), 5.32-5.39 (1H, dd), 6.61-6.66 (1H, dd), 6.73-6.79 (1H, dd), 7.13-7.20 (3H, m), 7.25-7.38 (5H, m). (NMR에 대해 53-6-1).
O. N-[6-(6H- 디벤조[b,f]아조신 -5-일)-6-옥소- 헥실 ]-2,2,2- 트리플루오로 -N-메틸-아세트아미드로부터의 N -[6-(11,12- 디브로모 -11,12- 디하이드로 -6 H - 디벤조[ b,f ]아조신 -5-일)-6-옥소-헥실]-2,2,2-트리플루오로- N -메틸-아세트아미드의 합성
피리디늄 트리브로마이드(1.47 g, 4.60 mmol)를 메틸렌 클로라이드(7.8 ㎖) 중 N-[6-(6H-디벤조[b,f]아조신-5-일)-6-옥소-헥실]-2,2,2-트리플루오로-N-메틸-아세트아미드(1.80 g, 4.18 mmol)의 용액에 첨가하였다. 반응 혼합물을 약 3시간 동안 교반하였다. 이를 100 ㎖의 메틸렌 클로라이드로 희석시키고, 2X55 ㎖의 5% 수성 HCl로 세척하였다. 유기층을 이후 55 ㎖의 염수로 세척하고, 무수 소듐 설페이트로 건조시키고, 여과시키고, 농축시켰다. 미정제 생성물을 0 내지 50% 에틸 아세테이트/헥산을 이용하여 120 g 실리카 카트리지(Isco Gold)에서 플래시 크로마토그래피(Isco)하였다. 이를 농축시키고, 진공하에서 건조시켜, 백색 포움(foam)으로서 생성물(1.93 g, 78.1%, 3.27 mmol)을 생성시켰다. (53-21)
MS m/z MH+ 591; 1HNMR (300MHz, DMSO-d6) δ: 1.10-1.19 (2H, m), 1.38-1.63 (4H, m), 2.02-2.33 (2H, m), 2.90 (1H, s), 3.02-3.03 (2H, d), 3.28-3.34 (2H, m), 4.18-5.09 (1H, m), 5.69-5.75 (1H, m), 5.81-5.87 (1H, t), 6.97-7.31 (7H, m), 7.55-7.65 (1H, m). (45-162-1 NMR)
P. N -[6-(11,12- 디브로모 -11,12- 디하이드로 -6 H - 디벤조[ b,f ]아조신 -5-일)-6-옥소-헥실]-2,2,2-트리플루오로- N -메틸-아세트아미드로부터의 N -[6-(5,6-디하이드로-11,12-디데하이드로벤조[ b,f ]아조신-5-일)-6-옥소-헥실]-2,2,2-트리플루오로- N -메틸-아세트아미드의 합성
THF 중 포타슘 t-부톡시드의 용액(1.0 M, 5.3 ㎖, 5.3 mmol)을 THF(15 ㎖) 중 N-[6-(11,12-디브로모-11,12-디하이드로-6H-디벤조[b,f]아조신-5-일)-6-옥소-헥실]-2,2,2-트리플루오로-N-메틸-아세트아미드(1.2 g, 2.03 mmol)의 용액에 적가하고, 얼음 수조 상에서 냉각시키고, 1시간 동안 교반하였다. 용액을 에틸 아세테이트로 희석시키고, 신속한 교반과 함께 1 N HCl에 천천히 붓고, 얼음 수조 상에서 냉각시켰다. 유기층을 분리시키고, 수성층을 에틸 아세테이트로 추출하였다. 조합된 유기상을 염수로 세척하고, 소듐 설페이트 상에서 건조시켰다. 용매를 진공하에서 증발시키고, 잔여물을 실리카 겔 컬럼(40 g)에 적용시키고, 헥산 중 에틸 아세테이트의 구배(20 내지 80%)로 용리시켜, 호박색 오일로서 생성물(0.681 g, 80%)을 생성시켰다. MS (ESI+) m/z: 429.2 [MH+]. 1HNMR (300 MHz, CDCl3) : 0.93-1.05 (2H, m), 1.31-1.48 (4H, m), 1.87-1.99 (1H, m), 2.15-2.24 (1H, m), 2.94 (3H, d), 3.14-3.27 (2H, m), 3.66 (1H, d의 d), 5.16 (1H, d의 d), 7.24-7.431 (7H, m) 및 7.70 (1H, d).
Q. N -[6-(5,6- 디하이드로 -11,12- 디데하이드로벤조[ b,f ]아조신 )-6-옥소- 헥실 ]-2,2,2-트리플루오로- N -메틸-아세트아미드(28a)로부터의 1-(5,6- 디하이드로 -11,12-디데하이드로벤조[ b,f ]아조신-5-일)-6-메틸아미노-헥산-1-온 아세트산 염(29a)의 합성.
메탄올(10 ㎖) 중 N-[6-(5,6-디하이드로-11,12-디데하이드로벤조[b,f]아조신)-6-옥소-헥실]-2,2,2-트리플루오로-N-메틸-아세트아미드(0.681 g, 1.61 mmol)의 용액을 포타슘 카르보네이트(0.67 g, 4.85 mmol) 및 물(1 ㎖)로 처리하고, 18시간 동안 실온에서 교반하였다. 용매를 진공하에서 증발시키고, 잔여물을 디클로로메탄에 용해시키고, 물로 세척하였다. 용매를 진공하에서 증발시키고, 잔여물을 역상 C18 컬럼(20 내지 40 마이크론, 150 g)에 적용시키고, 물(0.1% AcOH) 중 아세토니트릴(0.1% AcOH)의 구배(5 내지 95%)로 용리시켰다. 용매를 동결건조에 의해 제거하여, 점착성의 황갈색 고체의 아세트산 염으로서 생성물(0.533 g, 84%)을 생성시켰다. MS (ESI+) m/z: 333.2 [MH+]. 1HNMR (300 MHz, DMSO-d6) δ: 0.88-0.96 (2H, m), 1.11-1.28 (4H, m), 1.80 (3H, s) 상에 겹쳐진 1.75-1.85 (1H, m), 2.07-2.18 (1H, m), 2.22 (3H, s), 2.31 (2H, t), 3.61 (1H, d), 5.04 (1H, d) 및 7.28-7.64 (8H, m).
본원에 인용된 모든 간행물 및 특허는 참조로서 포함된다. 기재된 조성 및 방법의 변형 및 변화는 본 발명의 개시의 범위 및 사상을 벗어남이 없이 당업자에게 이제 명백하다. 본 발명은 특정 구현예와 관련하여 기재되었으나, 청구된 본 발명은 특정 구현예에 한정되지 않아야 함이 이해되어야 한다. 실제로, 본 발명의 개시에 비추어 당업자에게 이제 명백한 본 발명을 수행하기 위한 기재된 조성 및 방식의 변형은 청구된 주제의 범위 내에 있는 것으로 의도된다.

Claims (20)

  1. 하기 화학식 I의 분리된 화합물:
    [화학식 I]
    Figure pct00072

    (상기 식에서,
    A는 변형된 알킨 고리 또는 변형된 알켄 고리이고, 여기서 고리는 카르보사이클릴 또는 헤테로사이클릴이고;
    D는 페이로드(payload)이고;
    각각의 E는 독립적으로 -CO-, -CR1R2-, -NR3-, -S-S-, -S-, -SO-, -SO2-, -O-, -CR3=N-NR3-, -CR3=N-O-, -CR3=N-NR3-CO-, -N=N-CO-, 알킬, C3-C8 카르보사이클릴, -O-(CR1R2)a-, 아릴, -(CR1R2)a-아릴, 헤테로아릴, -(CR1R2)a-헤테로아릴, -(CR1R2)a-C3-C8 카르보사이클릴, 헤테로사이클릴, -(CR1R2)a-헤테로사이클릴, -(CH2CH2O)a-, -(CH2CH2O)a-(CH2)b, ―(CH2)aC(O)-, 아미노산, 및 펩티드로 구성된 군으로부터 선택되고;
    R1 및 R2는 각각 독립적으로 H, F, Cl, Br, I, OH, -N(R3)2, -N(R3)3 +, C1-C8 알킬할라이드, 카르복실레이트, 설페이트, 설파메이트, 설포네이트, -SO2R3, -S(=O)R3, -SR3, -SO2N(R3)2, -C(=O)R3, -CO2R3, -C(=O)N(R3)2, ―CN, ―N3, ―NO2, C1-C8 알콕시, 폴리에틸렌옥시, 포스포네이트, 포스페이트, C1-C8 알킬, C2-C8 알케닐, C2-C8 알키닐, 아릴, 헤테로아릴, C3-C8 카르보사이클릴, 및 C1-C20 헤테로사이클릴로 구성된 군으로부터 선택되거나; 함께 취해지는 경우, R1 및 R2는 카르보닐(=O), 또는 3 내지 7개의 탄소 원자의 스피로 카르보사이클릭 고리를 형성하고;
    R3는 H, C1-C8 알킬, C2-C8 알케닐, C2-C8 알키닐, C6-C20 아릴, C6-C20 헤테로아릴, C3-C8 카르보사이클릴, 및 C1-C20 헤테로사이클릴로 구성된 군으로부터 선택되고;
    알킬, 알케닐, 알키닐, 아릴, 헤테로아릴, 카르보사이클릴, 및 헤테로사이클릴은 임의로 F, Cl, Br, I, OH, ―N(R3)2, ―N(R3)3 +, C1-C8 알킬할라이드, 카르복실레이트, 설페이트, 설파메이트, 설포네이트, C1-C8 알킬설포네이트, C1-C8 알킬아미노, 4-디알킬아미노피리디늄, C1-C8 알킬하이드록실, C1-C8 알킬티올, -SO2R, -S(=O)R3, ―SR3, ―SO2N(R3)2, -C(=O)R3, -CO2R3, -C(=O)N(R3)2, ―CN, ―N3, ―NO2, C1-C8 알콕시, C1-C8 트리플루오로알킬, C1-C8 알킬, C3-C12 카르보사이클, C6-C20 아릴, C6-C20 헤테로아릴, C3-C8 카르보사이클릴, C2-C20 헤테로사이클릴, 폴리에틸렌옥시, 포스포네이트, 및 포스페이트로 구성된 군으로부터 선택되는 하나 이상의 치환기로 독립적으로 치환되고;
    m은 1 내지 100의 정수이고;
    a 및 b는 각각 1 내지 100의 정수임).
  2. 제1항에 있어서,
    각각의 E가 독립적으로 -(CH2CH2O)a-, -(CH2)aC(O)NR3-, -(CH2)aNR3C(O)-, -(CH2)aC(O)NR3(CH2)b-, -(CH2)aC(O)NR3(CH2CH2O)b-, -(CH2)aC(O)NR3(CH2CH2O)b(CH2)c-, -(CH2CH2O)aC(O)NR3(CH2CH2O)b-, -(CH2CH2O)aC(O)NR3(CH2CH2O)b, -(CH2CH2O)aC(O)NR3(CH2)b-, -(CH2CH2O)a-(CH2)b, ―(CH2)aC(O)-, -CR3=N-NR3-, -CR3=N-O-, -CR3=N-NR3-CO-, -N=N-CO-, -S-, -SO-, -SO2-, 디펩티드, 트리펩티드,
    Figure pct00073
    , 및
    Figure pct00074
    로 구성된 군으로부터 선택되고;
    상기 식에서, G가 알킬, 아릴, 카르보사이클릴, 및 헤테로사이클릴, 및
    Figure pct00075
    로 구성된 군으로부터 선택되고;
    상기 식에서, H1, H2, 및 H3가 각각 독립적으로 N 또는 CR1으로부터 선택되는,
    화학식 I의 분리된 화합물.
  3. 제1항에 있어서, 각각의 E가 독립적으로 하기로 구성된 군으로부터 선택되고,
    Figure pct00076

    상기 식에서,
    J가 아미노산 또는 펩티드이고;
    d, e, g, i, j, 및 k가 각각 독립적으로 1 내지 30의 정수이고;
    h가 0 내지 30의 정수이고;
    각각의 R4가 독립적으로 H, 알킬, -N(R3)2, -SR3, 및 C1-C8 알콕시, 아릴로 구성된 군으로부터 선택되고;
    R5가 H, -N(R3)2, -SR3, C1-C8 알콕시, 아릴, 및 NO2로 구성된 군으로부터 선택되는,
    화학식 I의 분리된 화합물.
  4. 제1항에 있어서, 하기로 필수적으로 구성되는 군으로부터 선택되는 화학식 I의 분리된 화합물:
    Figure pct00077

    Figure pct00078

    Figure pct00079

    Figure pct00080

    Figure pct00081
  5. 하기 화학식 III 또는 화학식 III'의 분리된 컨쥬게이트:
    [화학식 III] [화학식 III']
    Figure pct00082
    또는
    Figure pct00083

    (상기 식에서,
    CB는 세포결합제이고;
    M은 비-천연 아미노산이고;
    A'은 카르보사이클릴 또는 헤테로사이클릴이고;
    D는 페이로드이고;
    각각의 E는 독립적으로 -CO-, -CR1R2-, -NR3-, -S-S-, -S-, -SO-, -SO2-, -O-, -CR3=N-NR3-, -CR3=N-O-, -CR3=N-NR3-CO-, -N=N-CO-, 알킬, C3-C8 카르보사이클릴, -O-(CR1R2)a-, 아릴, -(CR1R2)a-아릴, 헤테로아릴, -(CR1R2)a-헤테로아릴, -(CR1R2)a-C3-C8 카르보사이클릴, 헤테로사이클릴, -(CR1R2)a-헤테로사이클릴, -(CH2CH2O)a-, -(CH2CH2O)a-(CH2)b, ―(CH2)aC(O)-, 아미노산, 및 펩티드로 구성된 군으로부터 선택되고;
    R1 및 R2는 각각 독립적으로 H, F, Cl, Br, I, OH, -N(R3)2, -N(R3)3 +, C1-C8 알킬할라이드, 카르복실레이트, 설페이트, 설파메이트, 설포네이트, -SO2R3, -S(=O)R3, -SR3, -SO2N(R3)2, -C(=O)R3, -CO2R3, -C(=O)N(R3)2, ―CN, ―N3, ―NO2, C1-C8 알콕시, 폴리에틸렌옥시, 포스포네이트, 포스페이트, C1-C8 알킬, C2-C8 알케닐, C2-C8 알키닐, 아릴, 헤테로아릴, C3-C8 카르보사이클릴, 및 C1-C20 헤테로사이클릴로 구성된 군으로부터 선택되거나; 함께 취해지는 경우, R1 및 R2는 카르보닐 (=O), 또는 3 내지 7개의 탄소 원자의 스피로 카르보사이클릭 고리를 형성하고;
    R3는 H, C1-C8 알킬, C2-C8 알케닐, C2-C8 알키닐, C6-C20 아릴, C6-C20 헤테로아릴, C3-C8 카르보사이클릴, 및 C1-C20 헤테로사이클릴로 구성된 군으로부터 선택되고;
    알킬, 알케닐, 알키닐, 아릴, 헤테로아릴, 카르보사이클릴, 및 헤테로사이클릴은 임의로 F, Cl, Br, I, OH, ―N(R3)2, ―N(R3)3 +, C1-C8 알킬할라이드, 카르복실레이트, 설페이트, 설파메이트, 설포네이트, C1-C8 알킬설포네이트, C1-C8 알킬아미노, 4-디알킬아미노피리디늄, C1-C8 알킬하이드록실, C1-C8 알킬티올, -SO2R, -S(=O)R3, ―SR3, ―SO2N(R3)2, -C(=O)R3, -CO2R3, -C(=O)N(R3)2, ―CN, ―N3, ―NO2, C1-C8 알콕시, C1-C8 트리플루오로알킬, C1-C8 알킬, C3-C12 카르보사이클, C6-C20 아릴, C6-C20 헤테로아릴, C3-C8 카르보사이클릴, C2-C20 헤테로사이클릴, 폴리에틸렌옥시, 포스포네이트, 및 포스페이트로 구성된 군으로부터 선택되는 하나 이상의 치환기로 독립적으로 치환되고;
    m은 1 내지 100의 정수이고;
    a 및 b는 각각 1 내지 100의 정수임).
  6. 제5항에 있어서,
    각각의 E가 독립적으로 -(CH2CH2O)a-, -(CH2)aC(O)NR3-, -(CH2)aNR3C(O)-, -(CH2)aC(O)NR3(CH2)b-, -(CH2)aC(O)NR3(CH2CH2O)b-, -(CH2)aC(O)NR3(CH2CH2O)b(CH2)c-, -(CH2CH2O)aC(O)NR3(CH2CH2O)b-, -(CH2CH2O)aC(O)NR3(CH2CH2O)b, -(CH2CH2O)aC(O)NR3(CH2)b-, -(CH2CH2O)a-(CH2)b, ―(CH2)aC(O)-, -CR3=N-NR3-, -CR3=N-O-, -CR3=N-NR3-CO-, -N=N-CO-, -S-, -SO-, -SO2-, 디펩티드, 트리펩티드,
    Figure pct00084
    , 및
    Figure pct00085
    로 구성된 군으로부터 선택되고;
    상기 식에서, G가 알킬, 아릴, 카르보사이클릴, 및 헤테로사이클릴, 및
    Figure pct00086
    로 구성된 군으로부터 선택되고;
    상기 식에서, H1, H2, 및 H3가 각각 독립적으로 N 또는 CR1으로부터 선택되는,
    분리된 컨쥬게이트.
  7. 제5항에 있어서, 각각의 E가 독립적으로 하기로 구성된 군으로부터 선택되고,
    Figure pct00087

    상기 식에서,
    J가 아미노산 또는 펩티드이고;
    d, e, g, i, j, 및 k가 각각 독립적으로 1 내지 30의 정수이고;
    h가 0 내지 30의 정수이고;
    각각의 R4가 독립적으로 H, 알킬, -N(R3)2, -SR3, 및 C1-C8 알콕시, 아릴로 구성된 군으로부터 선택되고;
    R5가 H, -N(R3)2, -SR3, C1-C8 알콕시, 아릴, 및 NO2로 구성된 군으로부터 선택되는,
    분리된 컨쥬게이트.
  8. 제5항에 있어서, M이 하기 구조를 나타내고,
    [화학식 IV]
    Figure pct00088

    상기 식에서, p 및 q가 각각 0 내지 10의 정수이고;
    R6가 H, 아미노산, 폴리펩티드, 또는 결합이고;
    R7이 OH, 아미노산, 폴리펩티드, 또는 결합이고;
    V가 알킬, 아릴, 카르보사이클, 헤테로사이클이거나, 부재하고;
    W가 O, N, S이거나, 부재하는,
    분리된 컨쥬게이트.
  9. 제8항에 있어서, M이 하기로 필수적으로 구성되는 군으로부터 선택되는 분리된 컨쥬게이트:
    [화학식 V] [화학식 VI]
    Figure pct00089
    Figure pct00090

    [화학식 VII] [화학식 VIII]
    Figure pct00091
    Figure pct00092

    [화학식 IX] [화학식 X]
    Figure pct00093
    Figure pct00094
  10. 하기 화학식 I의 화합물과 하기 화학식 II의 화합물을 반응시키는 방법에 의해 생성된 화학식 III 또는 화학식 III'의 분리된 컨쥬게이트:
    Figure pct00095

    (상기 식에서, 화학식 I에 관하여,
    A는 변형된 알킨 고리 또는 변형된 알켄 고리이고, 여기서 고리는 카르보사이클릴 또는 헤테로사이클릴이고;
    D는 페이로드이고;
    각각의 E는 독립적으로 -CO-, -CR1R2-, -NR3-, -S-S-, -S-, -SO-, -SO2-, -O-, -CR3=N-NR3-, -CR3=N-O-, -CR3=N-NR3-CO-, -N=N-CO-, 알킬, C3-C8 카르보사이클릴, -O-(CR1R2)a-, 아릴, -(CR1R2)a-아릴, 헤테로아릴, -(CR1R2)a-헤테로아릴, -(CR1R2)a-C3-C8 카르보사이클릴, 헤테로사이클릴, -(CR1R2)a-헤테로사이클릴, -(CH2CH2O)a-, -(CH2CH2O)a-(CH2)b, ―(CH2)aC(O)-, 아미노산, 및 펩티드로 구성된 군으로부터 선택되고;
    R1 및 R2는 각각 독립적으로 H, F, Cl, Br, I, OH, -N(R3)2, -N(R3)3 +, C1-C8 알킬할라이드, 카르복실레이트, 설페이트, 설파메이트, 설포네이트, -SO2R3, -S(=O)R3, -SR3, -SO2N(R3)2, -C(=O)R3, -CO2R3, -C(=O)N(R3)2, ―CN, ―N3, ―NO2, C1-C8 알콕시, 폴리에틸렌옥시, 포스포네이트, 포스페이트, C1-C8 알킬, C2-C8 알케닐, C2-C8 알키닐, 아릴, 헤테로아릴, C3-C8 카르보사이클릴, 및 C1-C20 헤테로사이클릴로 구성된 군으로부터 선택되거나; 함께 취해지는 경우, R1 및 R2는 카르보닐 (=O), 또는 3 내지 7개의 탄소 원자의 스피로 카르보사이클릭 고리를 형성하고;
    R3는 H, C1-C8 알킬, C2-C8 알케닐, C2-C8 알키닐, C6-C20 아릴, C6-C20 헤테로아릴, C3-C8 카르보사이클릴, 및 C1-C20 헤테로사이클릴로 구성된 군으로부터 선택되고;
    알킬, 알케닐, 알키닐, 아릴, 헤테로아릴, 카르보사이클릴, 및 헤테로사이클릴은 임의로 F, Cl, Br, I, OH, ―N(R3)2, ―N(R3)3 +, C1-C8 알킬할라이드, 카르복실레이트, 설페이트, 설파메이트, 설포네이트, C1-C8 알킬설포네이트, C1-C8 알킬아미노, 4-디알킬아미노피리디늄, C1-C8 알킬하이드록실, C1-C8 알킬티올, -SO2R, -S(=O)R3, ―SR3, ―SO2N(R3)2, -C(=O)R3, -CO2R3, -C(=O)N(R3)2, ―CN, ―N3, ―NO2, C1-C8 알콕시, C1-C8 트리플루오로알킬, C1-C8 알킬, C3-C12 카르보사이클, C6-C20 아릴, C6-C20 헤테로아릴, C3-C8 카르보사이클릴, C2-C20 헤테로사이클릴, 폴리에틸렌옥시, 포스포네이트, 및 포스페이트로 구성된 군으로부터 선택되는 하나 이상의 치환기로 독립적으로 치환되고;
    m은 1 내지 100의 정수이고;
    a 및 b는 각각 1 내지 100의 정수이고;
    화학식 II에 관하여,
    CB는 세포결합제이고; M은 비-천연 아미노산이고; T는 아지드기 또는 테트라진기이고;
    화학식 III 및 화학식 III'에 관하여,
    A'은 카르보사이클릴 또는 헤테로사이클릴임).
  11. 제10항에 있어서,
    화학식 I에 관하여, 각각의 E가 독립적으로 하기로 구성된 군으로부터 선택되고,
    Figure pct00096

    상기 식에서, J가 아미노산 또는 펩티드이고;
    d, e, g, i, j, 및 k가 각각 독립적으로 1 내지 30의 정수이고;
    h가 0 내지 30의 정수이고;
    각각의 R4가 독립적으로 H, 알킬, -N(R3)2, -SR3, 및 C1-C8 알콕시, 아릴로 구성된 군으로부터 선택되고;
    R5가 H, -N(R3)2, -SR3, C1-C8 알콕시, 아릴, 및 NO2로 구성된 군으로부터 선택되는,
    화학식 III 또는 화학식 III'의 분리된 컨쥬게이트.
  12. 제10항에 있어서, 화학식 I의 각각의 화합물이 하기로 구성된 군으로부터 독립적으로 선택되는 화학식 III 또는 화학식 III'의 분리된 컨쥬게이트:
    Figure pct00097

    Figure pct00098

    Figure pct00099

    Figure pct00100

    Figure pct00101
  13. 제1항에 있어서, D가 메이탄시노이드(maytansinoid)인 분리된 화합물.
  14. 제13항에 있어서, 메이탄시노이드가 하기 구조의 메이탄시노이드인 화합물:
    Figure pct00102
  15. 제5항에 있어서, D가 메이탄시노이드인 분리된 컨쥬게이트.
  16. 제15항에 있어서, 메이탄시노이드가 하기 구조의 메이탄시노이드인 분리된 컨쥬게이트:
    Figure pct00103
  17. 유효량의 제5항에 따른 컨쥬게이트 및 적어도 하나의 약학적으로 허용되는 부형제를 포함하는 약학적 조성물.
  18. 유효량의 제15항에 따른 컨쥬게이트 및 적어도 하나의 약학적으로 허용되는 부형제를 포함하는 약학적 조성물.
  19. 유효량의 제5항에 따른 컨쥬게이트를 투여하는 단계를 포함하는 포유동물에서의 장애의 치료 방법.
  20. 유효량의 제15항에 따른 컨쥬게이트를 투여하는 단계를 포함하는 포유동물에서의 장애의 치료 방법.
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