大环化合物及其制备方法与流程

本发明涉及关键中间体的制备和大环化合物及其药学上可接受的盐的合成，以及包含它们的免疫缀合物和放射性免疫缀合物。

背景技术：

1、发射α粒子的放射性核素由于其高线性能量传递与短程作用的组合，对于癌症治疗显示出良好前景，提供了主要定位于肿瘤细胞的强效杀灭的可能性(kim,y.s.和m.w.brechbiel,an overview of targeted alpha therapy.tumour biol,2012.33(3):p.573-90)。使用抗体、支架蛋白、小分子配体、核酸适体或对癌症抗原具有特异性的其他结合部分靶向递送α发射体，提供了一种将放射性核素选择性递送至肿瘤以增强其效力并减轻脱靶效应的方法。在惯例上，结合部分连接到螯合剂，该螯合剂结合到发射α的放射性金属，以产生放射性络合物。许多此类示例使用单克隆抗体(mab)作为靶向载体，以产生称为放射性免疫缀合物的化合物。

2、锕-225(225ac)是用于医学应用的特别受关注的发射α的放射性同位素(miederer等人，realizing the potential of the actinium-225radionuclide generator intargeted alpha particle therapy applications.adv drug deliv rev,2008.60(12):71-82)。225ac的10天半衰期足够长以有利于放射性缀合物产生，但也足够短以匹配递送溶媒诸如抗体的循环药代动力学，并且因此225ac放射性免疫缀合物特别受关注。另外，225ac在一系列步骤中衰变，这些步骤在达到稳定同位素209bi之前针对每个225ac衰变共同发射4个α粒子，从而增加效能。另一种用于医学应用的受关注的放射性同位素为镥-177(177lu)，其发射适用于成像的γ辐射和适用于放射疗法的中能β辐射两者。已显示177lu标记的肽表现出减少的正常组织损伤，并且177lu标记使得可以使用单一放射性标记剂进行治疗和成像两者(kwekkeboom dj等人，[177lu-dota0,tyr3]octreotate:comparison with[111in-dtpa0]octreotide in patients.eur jnucl med.2001；28:p.1319-1325)。用于治疗应用的其他放射性同位素包括例如β发射体或α发射体，诸如例如32p、47sc、67cu、77as、89sr、90y、99tc、105rh、109pd、111ag、131i、149tb、152tb、155tb、153sm、159gd、165dy、166ho、169er、186re、188re、194ir、198au、199au、211at、212pb、212bi、213bi、223ra、255fm和227th。用于成像应用的其他放射性同位素包括发射γ和/或正电子的放射性同位素，诸如62cu、64cu、67ga、68ga、86y、89zr和111in。

3、目前，用于锕-225和镧系元素的最广泛使用的螯合剂是dota(1,4,7,10-四氮杂环十二烷-1,4,7,10-四乙酸；tetraxaten)，并且先前的临床和临床前程序主要使用1,4,7,10-四氮杂环十二烷-1,4,7,10-四乙酸(dota)来进行锕螯合。然而，已知的是，锕的dota螯合可以是具有挑战性的(deal,k.a.等人，improved in vivo stability of actinium-225macrocyclic complexes.jmed chem,1999.42(15):p.2988-92)。例如，dota在连接到靶向配体(诸如蛋白质或抗体)时允许最多>500:1dota:锕-225的螯合比率，并且通常需要苛刻的条件或每个抗体高含量的dota。镧系元素和锕-225的其他大环螯合剂已描述于例如国际专利申请公布wo 2018/183906；thiele等人“an eighteen-membered macrocyclicligand for actinium-225targetedalphatherapy”angew.chem.int.ed.(2017)56,14712-14717.；roca-sabio等人“macrocyclic receptor exhibiting unprecedentedselectivity for light lanthanides”j.am.chem.soc.(2009)131,3331-3341所述。

4、位点特异性已成为抗体药物缀合物(adc)领域中的关键聚焦区域(agarwal,p.和c.r.bertozzi,site-specific antibody-drug conjugates:the nexusofbioorthogonalchemistry,proteinengineering,anddrugdevelopment,bioconjugchem,2015.26(2):第176-92页)，因为已证明，与随机缀合相比，用位点特异性方法可增加adc的功效和安全性。据认为，放射性免疫缀合物可实现类似的安全性和功效有益效果。

技术实现思路

1、本文描述了制作用于在制备本发明的化合物、免疫缀合物、放射性免疫缀合物中使用的关键中间体的方法。

2、本发明的新型化合物结合放射性金属，优选地发射α的放射性金属，诸如锕-225(225ac)，并且可用于产生具有高特定活度和高收率的稳定放射性免疫缀合物。本发明提供了能够结合放射性金属诸如发射α的放射性金属例如225ac，而不考虑特定活度或最常见的金属杂质，以及具备螯合成像放射性金属例如134ce的能力的大环化合物。本发明的化合物可用于通过缀合到靶向配体(诸如抗体、蛋白质、核酸适体等)，优选地以使用“点击化学”的位点特异性方式来产生在体外和体内具有高稳定性的放射性免疫缀合物。通过将本发明的化合物缀合到靶向配体而产生的放射性免疫缀合物可用于靶向放射疗法，诸如用于肿瘤性细胞的靶向放射疗法和/或肿瘤性疾病或障碍(包括癌症)的靶向治疗。

3、本发明的一个实施方案提供了一种用于制备化合物14的方法：

4、

5、本发明的一个实施方案提供了一种用以制备下述化合物的步骤中的中间体，这些化合物能够与放射性金属螯合。

6、在本发明的一个实施方案中，化合物14：

7、

8、或其药学上可接受的盐或溶剂化物的制备方法中的一般合成步骤，包括以下步骤：

9、

10、在环境温度至-78℃范围内的温度下，使7,16-二苄基-1,4,10,13-四氧杂-7,16-二氮杂环十八烷(1)与还原剂在有机溶剂或其混合物中反应，得到化合物2；

11、

12、在约环境温度至约-78℃范围内的温度下，使6-(羟甲基)吡啶羧酸甲酯与亚硫酰氯在有机溶剂或其混合物中反应，得到化合物3；

13、

14、在约环境温度至约-78℃范围内的温度下，使3与2在有机溶剂或其混合物中反应，得到化合物4(6-((1,4,10,13-四氧杂-7,16-二氮杂环十八烷-7-基)甲基)吡啶羧酸酯)；

15、

16、在约环境温度至约-78℃范围内的温度下，使6-甲酰基吡啶羧酸甲酯5与(4-((叔丁氧基羰基)氨基)苯基)硼酸6在有机溶剂或其混合物中在还原条件下反应，得到化合物7；

17、

18、在约环境温度至约-78℃范围内的温度下，使6-((4-((叔丁氧基羰基)氨基)苯基)(羟基)甲基)吡啶羧酸甲酯7与甲磺酰氯在有机溶剂或其混合物中反应，得到化合物8(6-((4-((叔丁氧基羰基)氨基)苯基)-((甲磺酰基)氧基)甲基)吡啶羧酸甲酯)；

19、

20、在约环境温度至约-78℃范围内的温度下，使6-((4-((叔丁氧基羰基)氨基)苯基)-((甲磺酰基)氧基)甲基)吡啶羧酸甲酯8与6-((1,4,10,13-四氧杂-7,16-二氮杂环十八烷-7-基)甲基)吡啶羧酸酯4与碳酸钠在有机溶剂或其混合物中反应，得到化合物9；

21、

22、在约环境温度至约-78℃范围内的温度下，使化合物9与n,o-双(三甲基甲硅烷基)乙酰胺(bsa)在有机溶剂或其混合物中反应，向其中加入三氟甲磺酸三甲基硅酯(tmsotf)在有机溶剂中的溶液，得到化合物10；

23、

24、在约环境温度至约-78℃范围内的温度下，使化合物10在碱性条件下在有机溶剂或其混合物中反应，得到13，在约环境温度至约-78℃范围内的温度下，使其与硫代羰基二咪唑在有机溶剂或其混合物中反应，得到化合物14。

25、在化合物14的另一个实施方案中，用于制备化合物10

26、

27、或其药学上可接受的盐或溶剂化物的方法，包括：

28、

29、在约环境温度至约-78℃范围内的温度下，使化合物9与n,o-双(三甲基甲硅烷基)乙酰胺(bsa)在有机溶剂或其混合物中反应，搅拌5分钟-60分钟；在约环境温度至约-78℃范围内的温度下，与三氟甲磺酸三甲基硅酯(tmsotf)在有机溶剂或其混合物中反应，得到化合物10。

30、保护基叔丁氧基羰基的去除被证明是具有挑战性的，并且尝试了许多条件，但都不成功。在酸性条件和碱性条件下进行尝试(hcl、tfa、msa、磷酸、koac/acoh、tscl-dmap、bf3.oet2、tmscl和csco3)。所有这些都导致了化合物9的快速分解。

31、使用bsa和tmsotf试剂成功脱保护的条件是出乎意料且新颖的。

32、本发明的一个方面是作为游离碱化合物的式(14)的中间体：

33、

34、或其药学上可接受的盐或溶剂化物。

35、本发明的另一个实施方案为式(11)的化合物

36、

37、或其药学上可接受的盐或溶剂化物。

38、本发明的另一个方面是中间体化合物12(topa-[c7]-苯基异硫氰酸酯钠盐)：

39、

40、或其药学上可接受的盐或溶剂化物。

41、本发明的一个实施方案涵盖制备化合物12(topa-[c7]-苯基异硫氰酸酯钠盐)

42、

43、或其药学上可接受的盐或溶剂化物的方法，包括以下步骤：

44、

45、在约环境温度至约-78℃范围内的温度下，使化合物10与氢氧化钠在有机溶剂或其混合物中反应，得到化合物11；

46、

47、在约环境温度至约-78℃范围内的温度下，使化合物11与硫代羰基二咪唑在有机溶剂或其混合物中反应，得到化合物12。

48、此外，本发明涵盖能够与放射性金属形成络合物的化合物、放射性金属络合物和放射性免疫缀合物，如下文所述。

49、在本发明的一个实施方案中为式(i)的化合物：

50、

51、或其药学上可接受的盐，其中：

52、r1为氢并且r2为-l1-r4；

53、另选地，r1为-l1-r4并且r2为氢；

54、r3为氢；

55、另选地，r2和r3与它们所连接的碳原子合在一起以形成5元或6元环烷基，其中该5元或6元环烷基任选地被-l1-r4取代；

56、l1不存在或为接头；并且

57、r4为亲核部分、亲电子部分或靶向配体。

58、在一个实施方案中，本发明涉及一种或多种独立地选自由以下项组成的组的化合物：

59、

60、

61、其中

62、l1不存在或为接头；并且

63、r4为亲核部分、亲电子部分或靶向配体。

64、在某些实施方案中，r4为-nh2、-ncs、-nco、-n3、炔基、环炔基、-c(o)r13、-coor13、-con(r13)2、马来酰亚胺基、酰卤、四嗪或反式环辛烯。

65、在某些实施方案中，r4为环辛炔基或选自由以下项组成的组的环辛炔基衍生物：双环壬炔基(bcn)、二氟化环辛炔基(difo)、二苯并环辛炔基(dibo)、酮基-dibo、二芳基氮杂环辛炔酮基(barac)、二苯并氮杂环辛炔基(dibac、dbco、adibo)、二甲氧基氮杂环辛炔基(dimac)、二氟苯并环辛炔基(difbo)、单苯并环辛炔基(mobo)和四甲氧基二苯并环辛炔基(tmdibo)。

66、在某些实施方案中，r4为dbco或bcn。

67、在某些实施方案中，r4包括靶向配体，其中靶向配体选自由以下项组成的组：抗体、抗体片段(例如抗原结合片段)、结合肽、结合多肽(诸如含有多达50个氨基酸的选择性靶向寡肽)、结合蛋白、酶、含有核碱基的部分(诸如寡核苷酸、dna或rna载体或核酸适体)和凝集素。

68、在某些实施方案中，靶向配体为抗体或其抗原结合片段。

69、在另一个实施方案中，本发明是放射性金属络合物，该放射性金属络合物包含与式i的化合物络合的放射性金属离子。

70、在另一个实施方案中，本发明涉及式(i-m+)的放射性金属络合物：

71、

72、或其药学上可接受的盐，其中：

73、m+为选自由以下项组成的组的放射性金属离子：锕-225(225ac)、镭-223(233ra)、铋-213(213bi)、铅-212(212pb(ii)和/或212pb(iv))、铽-149(149tb)、铽-152(152tb)、铽-155(155tb)、镄-255(255fm)、钍-227(227th)、钍-226(226th4+)、砹-211(211at)、铈-134(134ce)、钕-144(144nd)、镧-132(132la)、镧-135(135la)和铀-230(230u)；

74、r1为氢并且r2为-l1-r4；

75、另选地，r1为-l1-r4并且r2为氢；

76、r3为氢；

77、另选地，r2和r3与它们所连接的碳原子合在一起以形成5元或6元环烷基，其中所述5元或6元环烷基任选地被-l1-r4取代；

78、l1不存在或为接头；

79、r4为亲核部分、亲电子部分或靶向配体。

80、在一些实施方案中，r4为-nh2、-ncs、-nco、-n3、炔基、环炔基、-c(o)r13、-coor13、-con(r13)2、马来酰亚胺基、酰卤、四嗪或反式环辛烯。

81、在某些实施方案中，r4为环辛炔基或选自由以下项组成的组的环辛炔基衍生物：双环壬炔基(bcn)、二氟化环辛炔基(difo)、二苯并环辛炔基(dibo)、酮基-dibo、二芳基氮杂环辛炔酮基(barac)、二苯并氮杂环辛炔基(dibac、dbco、adibo)、二甲氧基氮杂环辛炔基(dimac)、二氟苯并环辛炔基(difbo)、单苯并环辛炔基(mobo)和四甲氧基二苯并环辛炔基(tmdibo)。

82、在某些实施方案中，r4为dbco或bcn。

83、在某些实施方案中，发射α的放射性金属离子为锕-225(225ac)。

84、在另一个实施方案中，本发明涉及式(i-m+)的放射性免疫缀合物或其药学上可接受的盐，其中

85、m+为放射性金属离子，其中m+选自由以下项组成的组：锕-225(225ac)、镭-223(233ra)、铋-213(213bi)、铅-212(212pb(ii)和/或212pb(iv))、铽-149(149tb)、铽-152(152tb)、铽-155(155tb)、镄-255(255fm)、钍-227(227th)、钍-226(226th4+)、砹-211(211at)、铈-134(134ce)、钕-144(144nd)、镧-132(132la)、镧-135(135la)和铀-230(230u)；

86、r1为氢并且r2为-l1-r4；

87、另选地，r1为-l1-r4并且r2为氢；

88、r3为氢；

89、另选地，r2和r3与它们所连接的碳原子合在一起以形成5元或6元环烷基，其中所述5元或6元环烷基任选地被-l1-r4取代；

90、l1不存在或为接头；并且

91、r4为靶向配体；其中靶向配体选自由以下项组成的组：抗体、抗体片段(例如抗原结合片段)、结合部分、结合肽、结合多肽(诸如含有多达50个氨基酸的选择性靶向寡肽)、结合蛋白、酶、含有核碱基的部分(诸如寡核苷酸、dna或rna载体或核酸适体)和凝集素。

92、在某些实施方案中，发射α的放射性金属离子为锕-225(225ac)。

93、在另一个实施方案中，本发明涉及一种免疫缀合物，该免疫缀合物包含经由r4共价连接到靶向配体(优选地抗体或其抗原结合片段)的本发明的化合物。

94、在另一个实施方案中，放射性免疫缀合物包含经由三唑部分共价连接到抗体或其抗原结合片段的本发明的放射性金属络合物。

95、在另一个实施方案中，本发明涉及制备本发明的免疫缀合物或放射性免疫缀合物的方法，该方法包括将本发明的化合物或放射性金属络合物与靶向配体共价连接，优选地经由化合物或放射性金属络合物的r4与抗体或其抗原结合片段共价连接。

96、在另一个实施方案中，本发明涉及一种药物组合物，该药物组合物包含本发明的化合物、免疫缀合物或放射性免疫缀合物以及药学上可接受的载体。该药物组合物可包含一种或多种药学上可接受的赋形剂。

97、在另一个实施方案中，本发明还提供了组合物(例如，药物组合物)和药物，该组合物和药物包含如本文所述的化合物中的一种化合物(或其药学上可接受的盐)和药学上可接受的载体或一种或多种赋形剂或填充剂中的任一者。在类似的实施方案中，本发明还提供了组合物(例如，药物组合物)和药物，该组合物和药物包含本文公开的本技术的经修饰的抗体、经修饰的抗体片段或经修饰的结合肽的实施方案中的一个实施方案和药学上可接受的载体或一种或多种赋形剂或填充剂中的任一者。

98、在另一个实施方案中，本发明涉及使用本发明的放射性免疫缀合物和药物组合物进行靶向放射疗法的方法。

99、在一个实施方案中，本发明涉及一种在有需要的受试者中选择性地靶向肿瘤性细胞以进行放射疗法的方法，该方法包括向受试者施用本发明的药物组合物。

100、在一个实施方案中，本发明涉及一种治疗有需要的受试者的肿瘤性疾病或障碍的方法，该方法包括向受试者施用本发明的药物组合物。