高水溶性前體藥物及其制備方法和在制藥中的應用的制作方法

專利名稱：高水溶性前體藥物及其制備方法和在制藥中的應用的制作方法
技術領域：
本發明屬于前體藥物領域，特別是涉及一種高水溶性前體藥物，本發明還涉及該前體藥物的制備方法及其在制藥中的應用。
背景技術：
近年來，在創造新藥物制劑過程中發現，有一些確有良好療效的藥物，由于它們的理化性質不符合要求，(如溶解度太小，甚至在一般溶劑中根本不溶解，或即使溶解但達不到所需的濃度等)或穩定性和吸收不夠理想，或有刺激性，不愉快嗅味，或有嚴重的毒副作用，以致無法用于臨床，甚至被淘汰。有時需要延長藥物的作用時間，延緩耐藥菌產生的時間，或制成靶向性制劑等等。為了克服以上這些缺點或達到緩釋靶向或延緩耐藥的目的，可通過制劑加工或對其化學結構進行適當的改造(這些結構改造工作大多也在制劑配制過程中進行)，使母體藥物的理化性狀及其在機體內的運動過程(如吸收分布，代謝、排泄等)都有所改善，如可在靶位局部均勻釋放出游離母體藥物，形成局部高濃度，顯著提高藥效，而全身血藥濃度極低，毒性反應因之大大降低，或者可以增加溶解度，提高穩定性。
前體藥物是將一種具有藥理活性的母體藥物，導入另一種載體基團(或與另一種作用相似的母體藥物相結合)形成一種新的化合物，這種化合物在人體中通過生物轉化(酶或其它生物機能的)，釋放出母體藥物而呈顯療效，這些化合物大多以復鹽(或絡鹽、酯類等)的形式存在。
例如由于紫杉醇不溶于水，限制了它的使用，研究人員采用一些方法對紫杉醇的處理，他們采用非水溶性物質乳油汁與紫杉醇進行了物理混合的處理。但這種方法有明顯的不足，該物質具過敏性反應而且該物質在靜脈內對病人也有不良反應。另外也有多種加強紫杉醇水溶性的方法被提出。參見PCT WO93/24476，U.S.Pat.No 5,362,831，和Nicolaou，et al.Angew.Chem.Int.Ed.Engl.(1994)33，No.15/16，1583-1587頁。
最近，有人提出用聚乙二醇(PEG)和相關的聚烷氧基高分子化合物(PAO)作為輔助紫杉醇的前體藥物(參見PCT WO93/24476)。PEG也可與蛋白質、肽或酶聚合來增強水溶性，并增加水解的循環以及減少免疫性。
目前的前體藥物有一定的局限性，PEG是在其終端有功能基團的線性高分子物質。常規的前體藥物是在PEG的每一端附一個藥物分子，這樣每個PEG分子就附有兩個藥物分子，這樣的數量是很少的(大約為分子重量的1-4％)。在臨床試驗中，一個劑量的喜樹堿前體藥物用量約為3249mg/m2，或每次7至10克靜脈輸液給藥。這樣的高劑量藥物對病人極大不便，并且可引起副作用。PEG是水溶性高分子，原則上來說，當它與兩個小分子聚合的時候，它可以改善小分子的水溶性。當小分子物質是極不溶于水的，或超過兩個這樣的分子需要附于PEG，共軛的PEG的水溶性將極大的下降，這樣也就不適合于臨床應用了。
總之，前述之前體藥物是基于對母體藥物化合物的共軛，一個水溶性的高分子因為各種各樣的原因并不是特別成功，包括附量的局限，附量大時的低水溶性。

發明內容
本發明的目的是提供一種高水溶性、穩定性好、毒副作用低、具有靶向作用的前體藥物。
本發明的另一個目的是提供上述前體藥物的制備方法。
本發明還有一個目的是提供上述前體藥物在制藥中的應用。
本發明的目的是通過以下措施實現的一種高水溶性前體藥物，它的分子式是下列通式 其中D是具有生物活性的母體藥物及其衍生物；R是不產生抗原的高分子化合物；L1和L2是含雙功能鍵的基團，它們是獨立從下面的物質中選出羰基，尿素，異脲，氨基甲酸鹽，碳酸鹽，碳酸酯，氨基酸，肽，二羥基烷，二氨基烯，二酸；X是多功能支分子，它們是單獨從下面的物質中選出氨基酸，戊二酸，亞氨基二乙酸，N-(羥基乙醇)亞氨基二乙酸，硝乙酸；
Y是水溶性的物質，它是從下面的物質中選出羧基，糖，聚糖，磺酸，維生素，糖，多肽或抗體；m、p是正整數。
具體地說，該前體藥物符合下列特征所述的高水溶性前體藥物，它的分子式是下列通式 這里D，R，L1，L2，X，Y，p同上述定義，且R為直鏈高分子。
所述的高水溶性前體藥物，它的分子式是下列通式 這里D，R，L1，L2，X，Y，p同上述定義，且R為星狀高分子。
更進一步所述的高水溶性前體藥物，其中D從下列物質中選出的含有羥基、氨基或者硫羥基的生物活性物質蛋白質、酶、肽、抗腫瘤藥、心血管藥、抗感染藥、抗真菌藥、抗抑郁藥、胃腸藥、中樞神經激活物質、止痛物質、減肥藥、避孕藥、消炎藥、甾體藥、血管擴張藥或血管收縮藥。
所述的高水溶性前體藥物，其中D為從下列物質中選出的生物活性物質喜樹堿、紫杉醇、泰素帝、鬼臼毒素、阿昔洛韋、環孢霉素A、阿莫西林、氟康唑、5-氟脫氧尿苷或者它們的衍生物。
D是從下列物質中選出的生物活性物質紫杉醇、紫杉烷或者它們的衍生物。
所述的高水溶性前體藥物，其中R是不產生抗原的水溶性高分子化合物。
所述的高水溶性前體藥物，其中R是從下面一組物質中選擇的J-O-(CH2CH2O)n-；J-O-(CH2CH2O)n-CH2C(O)-O-，J-O-(CH2CH2O)n-CH2CH2NR12-，
J-O-(CH2CH2O)n-CH2CH2S-，-OC(O)CH2-O-(CH2CH2O)n-CH2C(O)-O-，-NR12CH2CH2-O-(CH2CH2O)n-CH2CH2NR12-，-SCH2CH2-O-(CH2CH2O)n-CH2CH2S-；其中n是正整數，代表了高分子物質的聚合程度；R12從下面物質中選出氫，C1-6烷基，C2-6烯基，C2-6炔基，C3-12分支烷基，C3-8環烷基，C1-6替代烷基，C2-6替代烯基，C2-6炔基替代物，C3-8環烷基替代物，芳香基，芳香基替代物，芳烷基，C1-6異烷基，C1-6替代異烷基物，C1-6烷氧基，苯氧基，C1-6異烷氧基；J是終端基團，從氫氧基、1-4碳取代烷基或者羧基中選出。
所述的高水溶性前體藥物，R將從下面幾組物質中選出CH3-O-(CH2CH2O)n-，CH3-O-(CH2CH2O)n-CH2C(O)-O-，CH3-O-(CH2CH2O)n-CH2CH2NH-，或CH3-O-(CH2CH2O)n-CH2CH2S-；這里n是正整數。
所述的高水溶性前體藥物，R將從下面幾組物質中選出
其中R2是高分子聚合物PEG；L3是活化的或者離去的功能基團；L4是雙功能基團，從氧、氨基酸、 -(CH2)y或-NH(CH2CH2O)2-中選出；n和y是正整數；z為1-6的正整數。
所述的高水溶性前體藥物，R是聚乙烯氧化物或聚乙二醇。
所述的高水溶性前體藥物，其中聚乙烯氧化物是分子量介于1000至100000。
所述的高水溶性前體藥物，其中L1和L2是從下面的物質中獨立選出的-NR19(CR14R15)tO--NR19(CR14R15)t(CR16CR17O)sNR19--O(CR14R15)tNR19--O(CR14R15)tO--NR19(CR14R15)tNR19--NR19(CR14R15)t(CR16CR17O)s--NR19(CR16CR17O)t--NR19(CR16CR17O)t(CR14R15)sNR19--NR19(CR16CR17O)t--O(CR14R15)t-NR19--O(CR14R15)tNR19--O(CR14R15)tO--O(CR16CR17O)tNR19- 其中
R14-R17和R19是從下面一組物質中單獨選出氫基，C1-6烷基，C2-6烯基，C2-6炔基，C3-19分支烷基，C3-8環烷基及其替代烷基，C2-6替代烯基，C2-6替代炔基，C3-8替代環烷基，芳香基，替代芳香基，芳烷基，C1-6異烷基，C1-6替代異烷基，C1-6烷氧基，苯氧基和C1-6異烷氧基；R18是從下面一組物質中選出氫基，C1-6烷基，C2-6烯基，C2-6炔基，C3-19分支烷基，C3-8環烷基，C1-6替代烷基，C2-6替代炔基，C2-6替代烯基，C3-8替代環烷基，芳香基，替代芳香基，芳烷基，C1-6烷基，異烷基，C1-6異烷基替代物，C1-6烷氧基，苯氧基和C1-6異烷氧基，二氧化氮，鹵烷基和鹵素；t和s是單獨選出的正整數，通常介于1至4。
所述的高水溶性前體藥物，其中L1和L2分別是單獨地從任何已知的自然產生的L型氨基酸中得到，這些氨基酸是丙氨酸，纈氨酸，亮氨酸，異亮氨酸，甘氨酸，絲氨酸，蘇氨酸，蛋氨酸，半胱氨酸，苯基丙氨酸，酪氨酸，色氨酸，天冬氨酸，戊二酸，賴氨酸，精氨酸，組氨酸，脯氨酸；或者L1和L2是由這些氨基酸的組合；當L1包含肽，肽是由2至10個氨基酸基組成的多肽，通過下面的分子式來表達 其中X’是氧，硫或NR26；Y5是氧，硫或NR27；R26、R27和R28是從氫或低烷基中選出，其中低烷基是C1-6烷基；f是介于1至10的正整數。
所述的高水溶性前體藥物，其中m，p是1、2、3、4或8的正整數。
所述的高水溶性前體藥物與藥學上可接受的輔料制成任何一種允許的劑型。
上述的高水溶性前體藥物的制備方法，其包含如下步驟a、將一種含有氨基或亞氨基的具有三個反應基團的有機酸與一種具有氨基或亞氨基保護基團的化合物反應，將氨基或亞氨基保護起來，得到化合物A；b、將母體藥物與丙胺酸反應，再與有機酸或無水HCl反應，得到化合物B；
c、將化合物A與B反應，生成化合物C，化合物C在有機酸或無水HCl作用下去掉氨基或亞氨基的保護基團，得到化合物K；d、含有氨基或亞氨基的具有三個反應基團的有機酸先活化再與主鏈為3個以上碳原子的長鏈氨基酸或者長鏈的主鏈末端帶羥基的羧酸反應并活化后生成化合物E；e、化合物K與化合物E反應生成帶有2個分子母體藥物并去掉氨基或亞氨基保護的化合物F；f、將化合物F與活化的SC-PEG作用生成化合物G即可；或者，將化合物K與呈星狀的活化的PEG反應生成化合物H即可；或者，將化合物F與呈星狀的活化的PEG反應生成化合物I即可。
活化的方法可采取本領域技術人員公知的技術，SC是活化方法的一種。
所述的高水溶性前體藥物的制備方法，其中步驟a、d所述的含有氨基或亞氨基的具有三個反應基團的有機酸是亞氨基二乙酸、Asp或Glu；步驟b、c所述的有機酸是三氟乙酸、三氯乙酸、冰醋酸或二氯乙酸；步驟a中所述的具有氨基或亞氨基保護基團的化合物是可以提供羰基的化合物，該化合物為二異丁基二碳酸酯。
所述的高水溶性前體藥物的制備方法，其中SC-PEG分子式為 所述的高水溶性前體藥物的制備方法，其中化合物G的分子式為 這里D是具有生物活性的母體藥物及其衍生物；所述的高水溶性前體藥物的制備方法，其中化合物H的分子式為
這里D是具有生物活性的母體藥物及其衍生物，n是正整數。
所述的高水溶性前體藥物的制備方法，其中化合物I的分子式為 這里D是具有生物活性的母體藥物及其衍生物，n是正整數。
所述的高水溶性前體藥物在藥物制備中的應用。
本發明的優點本發明的一個主要優點就是前體藥物為母體藥物提供了極好的水溶性。這樣的前體藥物設計可以使每一藥物分子至少伴隨一個親水基團，這樣就使每個PEG分子可以承載兩個甚至更多的藥物分子，并保持整個前體藥物的水溶性。
另一個主要的優點就是它有能力將前體藥物附著于特定的組織，從而使前體藥物可以針對特定的組織或器官進行治療。
進一步，本發明的化合物另一大優點是本前體藥物可以使釋放出母體藥物分子的速度和前體藥物被身體排除速度達到一個有機的平衡。母體藥物分子與高分子之間的化學鍵的水解速度能夠保證有足量的藥物分子在前體藥物被排泄到身體外之前釋放出來。
在大多數情況下，前體藥物在其兩端包含水溶的共軛的藥物基。這種水溶的基團主要由羧基、磺酸或糖基等組成。因為母體藥物有一個水溶性的結構，該前體藥物總體上來說具有極好的水溶性，所以每個聚乙二醇分子可以承載兩個以上的藥物分子。因此，該前體藥物可以承載較多的藥物并保持較好的水溶性。前體藥物還可以附著特定的組織以針對特定的組織或器官進行治療。
另一方面，本發明的前體藥物合成物在高分子載體和生物活性物質之間含有可水解的化學鍵。這些鍵很可能是脂鍵，并且它們以適當的速度釋放以確保有足夠劑量的生物活性母體化合物在人體內，其劑量水平可以在被排泄或滅活前達到治療疾病的效果。足夠的劑量在這里是指能夠產生預期的治療效果的藥劑的量。
本發明的化合物的設計包括適當的分子量以確保藥物在被清除前該前體藥物有足夠長的生命周期并釋放足夠的水解分子。換言之，該化合物將被設計為體內循環的周期的半衰期長于水解的半衰期。
一個主要的優點在于生物活性物質或藥物從高分子中釋放速度在工藝上是可以控制的。基于對鍵的特定選擇，對化合物進行巧妙修飾可以控制水解的速度。本前體藥物還允許通過導向技術達到以預期的速度向病體目標傳送藥物的目的。
本發明藥效學實驗本發明提供患有不同的病癥的哺乳動物的實驗效果，這些效果是通過采用有效劑量的前體藥物對哺乳動物進行實驗獲得的，如紫杉醇2′-PEG脂合物(如同下面描述中要求準備的)，這些前體藥物在針對在哺乳動物身上發生的癌癥，減少腫瘤增長，防止腫瘤轉移和重新生長是有效的。
所需的前體藥物的數量取決于所運載的母體分子。總體來說，前體藥物用量是指能夠到達哺乳動物治療部位的量。自然的，各種前體藥物化合物的劑量將根據母體合成物的變化而變化，包括在活體內水解速度，高分子的分子量等。總之，紫杉醇前體藥物的劑量將介于每天5至500mg/m2之間。上述設定的范圍只是說明性的，實際的最佳劑量將取決于前體藥物的實驗和臨床實驗結果。
本發明的前體藥物可經各種途徑達到體內來治療哺乳動物。它可以包含在溶液、懸浮液、藥片、膠囊或是人們知道的其它形式。這種化合物藥也可能依據不同的工藝通過口服和/或靜脈注射路徑使用。但大多數情況下，本發明的前體藥物是經靜脈注射進入哺乳動物身體的。
1、在體外生物活性測定在這個例子中，將進行一系列的體外細胞測定以比較未經修飾的喜樹堿和實施例中的高分子量前體藥物的IC50。
本申請中所有的化合物(詳見實施例中化合物編號化合物12、15、16)針對一個或多個P388/0(鼠科淋巴瘤，Southern Research Institute)，HT-29(人類克隆癌癥)進行單獨細胞實驗。
P388/0細胞在RPMI 1640(Whittaker Bioproducts，Walkersville，Md.)+10％ FBS(Hyclone Inc.，Logan Utah)的培養基中生長。HT-29細胞在DMEM(GIBCOBRL)+10％FBS(Hyclone，Inc.)的培養基中生長，細胞實驗在相應的含有抗生素和兩性霉素B的培養基中進行。
喜樹堿和紫杉醇被溶解入DMSO(二甲基亞砜)并被適當的細胞培養液稀釋。喜樹堿的高分子前體藥物也同樣溶于水并被適當的細胞培養液稀釋。實驗結果見表1。
表1本發明化合物對腫瘤細胞IC50的影響

注表中P-388為鼠科白血病細胞排列實驗；HT29為人類克隆癌細胞排列實驗。
2、體內實驗在這個例子中，一些化合物的體內活性(vivo activity)在本發明中將通過鼠科白血病模型以及直腸異種移植模型進行評估。
1)鼠科白血病模型(活體P388)下表中的化合物是經篩選的活體對抗鼠科白血病細胞實驗P388/0(鼠科淋巴癌細胞排列是從Southern Research Institute(Birmingham，Ala.)得到，并在含有10％FBS的RPMI1640培養基中生長的)。P388/0細胞是每周兩次培養并且在所有活體實驗中都使用了(發育能力≥95％loge)。7-8周大的雌CD2F1鼠(Taconic Farms，Germantown，N.Y.)用于研究。鼠適應環境一周，鼠在指定的第0天被注入P388/0細胞(5×105細胞/鼠)。鼠被隨機地分組(每組10-20只)。按照控制的原則分空白對照組、藥物對照組(未經修飾的喜樹堿組)、前體藥物組(本發明化合物12、15、16組)等。對鼠進行連續5天用藥(劑量為500μL，i.p.)。空白對照組老鼠只注射水或油脂載體。鼠將被觀察40天，實驗將通過40天的成活率進行評估和表達。結果見表2。
表2本發明化合物對種植P388/0細胞的鼠成活情況的影響

結果顯示，使用本發明的前體藥物的治療率好于未經修飾的喜樹堿或自然喜樹堿化合物。進一步說，用前體藥物化合物處理的前體藥物組的成活率超過了未經處理的50％。另外，經高分子量化合物處理過的前體藥物組的成活率高于未經修飾喜樹堿處理的成活率。
2)直腸癌細胞異種移植(活體HT-29)用18-24克重10-14周大的雌裸鼠(Harlan Sprague Dawley，Madison，Wis.)作為實驗開始。從ATCC(HTB 38)中得到固體腫瘤HT-29(人類克隆癌)并在含有10％FBS的DMEM培養基中成長。HT-29細胞每周再培養一次，用于活體實驗的細胞發育能力≥90％loge。鼠被養在隔音的隔離架內，并用酸水維持在任何消過毒的實驗室中。接下來一周為適應期。腫瘤是通過在鼠的左側腋窩的腰窩肉部位的一處皮下注射1×106成熟的HT-29腫瘤細胞。注射腫瘤的部位每周觀察兩次，測量一次。每只鼠腫瘤的大小通過測徑器在兩個方向進行丈量并通過下面的公式計算腫瘤大小＝(長×寬2)/2得到。當腫瘤平均長到300mm3大小時，鼠被根據腫瘤大小平均地分類入組(詳見表3、4)，每籠子5只鼠，并在鼠耳上鉚上永久性的標記。治療組(喜樹堿組、化合物12組、化合物15組、化合物16組)接受2.5mg/kg/天的喜樹堿、含有喜樹堿的前體藥物的劑量。鼠每周接受5次藥物，每次500μL劑量從周一至周五連續5個星期實驗。鼠重和腫瘤大小將在期初和每周測量直到第7周。腫瘤的總體生長情況將通過腫瘤大小變化百分比體現，計算方法是期末平均腫瘤大小減去期初平均腫瘤大小，再除以期初平均腫瘤大小。這樣，任何在實驗期間沒有反應或長大的腫瘤組將顯示為0或一個正的百分比，腫瘤大小縮小的則顯示為一個負的百分比。
實驗結果數據如下表3HT-29第5周數據(實驗末期)


表4第7周(處理后2周)

另外，為增加本發明所表達的前體藥物的水溶性，數據顯示PEG前體藥物化合物母體藥物更加有效而且有較少的毒性。一個特別值得關注的事實是在實驗后平均兩周時，與控制組的動物相比，用前體藥物處理的動物的腫瘤大小在減小，并且體重也在增加。由于沒有相應的理論依據，我們相信一個獨特的高分子量聚合物組合以及特定的有一定水溶速度的脂鍵，允許在前體藥物被身體清除之前釋放出有治療效果量的母體藥物。我們也據此得出結論，前體藥物化合物在腫瘤區域累積并提供一個局部且長期的效果。


圖1是實施例1-7的化學反應的示意圖；圖2是實施例8-9的化學反應的示意圖；圖3是實施例10-11的化學反應的示意圖；具體實施方式
下面通過實施例對本發明作進一步闡述，但不意味著本發明限制在下面的例子范圍內。在例子中粗體寫的數字對應附圖1-3示意圖中所表示的化合物。
一般情況說明所有的反應均在干燥的氮氣或氬氣中進行。通過商業途徑購買的反應物不再進行進一步的純化。所有的PEG化合物在使用之前是進行了真空干燥或用甲苯共沸蒸餾的。(13C NMR)碳13核磁共振譜圖是在75.4MHz下取得的，(1H NMR)氫1核磁共振譜圖是在300MHz下使用Varian Mercury300NMR分光計取得的。化學位移(δ)的報告單位是PPM，四甲基硅烷為OPPM。
實施例中的縮寫三氟乙酸(TFA)、1-(3-二甲基氨基丙烷)-3-乙醛碳水二酰亞胺氫氧化物(EDC)、二氯甲烷(DCM)、4-二甲基氨基吡啶(DMAP)、癸二酸二己酯(NHS)、喜樹堿(CPT)、異丙醇(IPA)實施例1亞氨基二乙酸(化合物1，5g，37.57mmol)溶解于二氯甲烷溶液(DCM，100mL)，加入二異丁基二碳酸酯(9.02g，41.32mmol)并且在室溫下將混合液攪拌2小時進行反應。之后，混合物用0.1N HCl(3×100mL)萃取，有機層用硫酸鎂(MgSO4)干燥，過濾，蒸發得到化合物2(7.88g，33.81mmol，產率為90％)。1H NMR(300MHz，CDCl3)δ11.0(s，2H)，3.90(s，4H)，1.40(s，9H)；13C NMR(75.4MHz，CDCl3)δ176.0，156.3，70.9，54.2，28.7。
實施例2在化合物2(3.94g，16.91mmol)的溶液中，加入冷卻至0℃的含有4-二甲基氨基吡啶(DMAP，4.13g，33.81mmol)，20(S)-喜樹堿-(S)-丙胺酸TFA鹽(8.76g，16.91mmol)和1-(3-二甲基氨基丙烷)-3-乙醛碳水二酰亞胺氫氧化物(EDC，4.86g，25.36mmol)的DCM溶液(400mL)。將混合物攪拌并加熱至室溫兩個小時。用0.1M NaHCO3(3×200mL)，0.1N HCl(3×200mL)和水(200mL)洗該反應物，將有機層用MgSO4干燥，過濾并蒸發得到化合物3(9.42g，15.21mmol，90％)。1H NMR(300MHz，CDCl3)δ11.0(s，1H)，8.06(d，1H)，8.0(d，1H)，7.65(m，2H)，7.57(d，1H)，7.42(d，2H)，6.74(s，1H)，4.75(s，2H)，4.60(m，1H)，3.90(s，2H)，3.85(s，2H)，1.96(q，2H)，1.40(s，9H)，0.96(t，3H)；13C NMR(75.4MHz，CDCl3)δ176.0，172.0，170.9，160.9，160.7，156.3，149.2，145.9，140.3，134.5，129.2，128.7，128.3，127.3，127.2，126.6，125.9，105.8，91.7，70.9，66.2，53.8，52.7，51.9，49.7，28.7，23.4，16.6，5.7。
實施例3在化合物2(3.94g，16.91mmol)的水溶液中，加入冷卻至0℃的含有4-二甲基氨基吡啶(DMAP，4.13g，33.81mmol)，和M羥基琥珀酰亞胺(NHS，3.89g，33.82mmol)和1-(3-二甲基氨基丙烷)-3-e乙醛碳水二酰亞胺氫氧化物(EDC，6.48g，33.82mmol)的DCM溶液(400mL)。將混合物攪拌并加熱至室溫兩個小時。用0.1N HCl(3×200mL)洗該反應物，在減壓的條件下將有機層干燥(采用MgSO4)，過濾，蒸發得到化合物4(6.86g，16.06mmol，90％)。1H NMR(300MHz，CDCl3)δ3.90(s，4H)，2.73(t，8H)，1.40(s，9H)；13C NMR(75.4MHz，CDCl3)δ176.0，168.5，156.3，70.9，49.1，28.7，22.7。
實施例4含化合物3(9.42g，15.21mmol)的三氟乙酸溶液(45mL)和DCM溶液(255mL)在室溫下攪拌半小時。溶劑在減少壓力的條件下完全蒸發得到化合物5(9.63g，15.21mmol，100％)。1H NMR(300MHz，CDCl3)δ11.0(s，1H)，8.06(d，1H)，8.0(d，1H)，7.65(m，2H)，7.57(d，1H)，7.42(d，2H)，6.74(s，1H)，4.75(s，2H)，4.60(m，1H)，3.49(s，2H)，3.44(s，2H)，2.0(b，1H)，1.96(q，2H)，0.96(t，3H)；13C NMR(75.4MHz，CDCl3)δ176.0，172.0，170.9，160.9，160.7，149.2，145.9，140.3，134.5，129.2，128.7，128.3，127.3，127.2，126.6，125.9，105.8，91.7，66.2，54.0，52.9，51.9，49.7，23.4，16.6，5.7。
實施例5在含有化合物4(6.86g，16.06mmol)的DCM溶液(200mL)中加入6-氨基山羊酸(化合物6，4.42g，33.73mmol)并在室溫下攪拌混合物兩小時進行反應。用0.1M NaHCO3(3×200mL)，0.1N HCl(3×200mL)和水(200mL)洗滌反應物，將有機層進行干燥(采用MgSO4)，過濾，蒸發得到化合物7(6.63g，14.45mmol)。1H NMR(300MHz，CDCl3)δ11.0(s，2H)，8.0(t，2H)，3.85(s，4H)，3.20(q，4H)，2.23(t，4H)，1.56(m，4H)，1.55(m，4H)，1.40(s，9H)，1.29(m，4H)；13C NMR(75.4MHz，CDCl3)δ177.0，170.9，156.3，70.9，52.3，42.8，35.8，31.4，28.7，26.8，24.8。
實施例6將含有化合物7(6.63g，14.45mmol)，DMAP(3.53g，28.90mmol)和NHS(3.32g，28.90mmol)的DCM(400mL)溶液冷卻至0℃加入EDC(5.55g，28.90mmol)并將混合物攪拌加熱兩小時至室溫進行反應。用0.1N HCl(3×200mL)洗滌混合物并在減少壓力的情況下將有機層干燥(采用MgSO4)，過濾，蒸發得到化合物8(8.02g，12.28mmol，85％)。1H NMR(300MHz，CDCl3)δ8.0(t，2H)，3.85(s，4H)，3.20(q，4H)，2.73(t，8H)，2.23(t，4H)，1.56(m，4H)，1.55(m，4H)，1.40(s，9H)，1.29(m，4H)；13C NMR(75.4MHz，CDCl3)δ177.0，170.9，168.5，156.3，70.9，52.3，42.8，31.4，30.7，28.7，26.8，24.8，22.7。
實施例7在含有化合物5(6.33g，10.0mmol)和化合物8(3.26g，5.0mmol)的DCM(300mL)溶液中加入DMAP(1.34g，11mmol)并在室溫下攪拌3小時進行反應。然后用0.1MNaHCO3(3×200mL)，0.1N HCl(3×200mL)和水(200mL)洗滌反應物。將有機層干燥(采用MgSO4)，過濾，蒸發得到化合物9(6.58g，4.50mmol，產率為90％)。1H NMR(300MHz，CDCl3)δ11.0(s，2H)，8.06(d，2H)，8.0(m，4H)，7.65(m，4H)，7.57(d，2H)，7.42(d，4H)，6.74(s，2H)，4.75(s，4H)，4.60(m，2H)，4.14(s，4H)，4.09(s，4H)，3.85(s，4H)，3.20(q，4H)，2.73(t，8H)，2.18(t，4H)，1.96(q，4H)，1.57(m，4H)，1.55(m，4H)，1.40(s，9H)，1.29(m，4H)0.96(t，6H)；13C NMR(75.4MHz，CDCl3)δ176.0，173.5，172.0，170.9，160.9，160.7，156.3，149.2，145.9，140.3，134.5，129.2，128.7，128.3，127.3，127.2，126.6，125.9，105.8，91.7，70.9，66.2，52.3，51.9，51.2，49.7，42.8，31.4，31.1，28.7，26.8，26.0，23.4，16.6，5.7。
實施例8將含有化合物9(6.58g，4.50mmol)的三氟乙酸溶液(45mL)與DCM(255mL)溶液在室溫下攪拌半小時。在減少壓力的情況下完全蒸發溶劑得到化合物10(6.64g，4.50mmol，產率為100％)。1H NMR(300MHz，CDCl3)δ11.0(s，2H)，8.06(d，2H)，8.0(m，4H)，7.65(m，4H)，7.57(d，2H)，7.42(d，4H)，6.74(s，2H)，4.75(s，4H)，4.60(m，2H)，4.14(s，4H)，4.09(s，4H)，3.44(s，4H)，3.20(q，4H)，2.73(t，8H)，2.18(t，4H)，2.0(b，1H)，1.96(q，4H)，1.57(m，4H)，1.55(m，4H)，1.29(m，4H)0.96(t，6H)；13C NMR(75.4MHz，CDCl3)δ176.0，173.5，172.0，170.9，160.9，160.7，149.2，145.9，140.3，134.5，129.2，128.7，128.3，127.3，127.2，126.6，125.9，105.8，91.7，66.2，52.5，51.9，51.2，49.7，42.8，31.4，31.1，26.8，26.0，23.4，16.6，5.7。
實施例9在含有化合物10(1.11g，0.75mmol)和SC-PEG(化合物11，mw 40kDa，10g，0.25mmol)的DCM(200mL)溶液中加入DMAP(0.12g，1.0mmol)并混合物在室溫下攪拌12小時進行反應。在減壓的情況下，將溶劑減少至約20mL，加入300mL乙醚，使PEG衍生物沉淀。將固體過濾并從異丙醇(IPA，200mL)結晶兩次得到純的化合物12(8.56g，0.20mmol，80％)。13C NMR(75.4MHz，CDCl3)δ177.0，173.5，172.0，170.9，160.9，160.7，156.3，149.2，145.9，140.3，134.5，129.2，128.7，128.3，127.3，127.2，126.6，125.9，105.8，91.7，72.0-68.5(PEG)，66.2，52.3，51.9，51.2，49.7，42.8，31.4，31.1，26.8，26.0，23.4，16.6，5.7。
實施例10在含有化合物5(0.96g，1.50mmol)和分支SC-PEG(化合物14，mw 40kDa，10g，0.25mmol)的DCM(200mL)溶液中加入DMAP(0.12g，1.0mmol)并將混合物在室溫下攪拌12小時，在減壓的情況下，將溶劑減少至約20mL，加入300mL乙醚，使PEG衍生物沉淀。將固體過濾并從異丙醇(IPA，200mL)結晶兩次得到純的化合物15(8.44g，0.20mmol，80％)。13C NMR(75.4MHz，CDCl3)δ177.0，172.0，169.7，160.9，160.7，156.3，149.2，145.9，140.3，134.5，129.2，128.7，128.3，127.3，127.2，126.6，125.9，105.8，91.7，70.7-69.5(PEG)，66.2，53.8，51.9，49.7，49.5，45.2，23.4，16.6，5.7。
實施例11在含有化合物10(2.22g，1.50mmol)和化合物14(mw 40kDa，10g，0.25mmol)的DCM(200mL)溶液中加入DMAP(0.12g，1.0mmol)并在室溫下攪拌反應12小時。在減壓的情況下，將溶劑減少至約20mL，加入300mL乙醚，使PEG衍生物沉淀。將固體過濾并從異丙醇(IPA，200mL)結晶兩次得到純的化合物16(8.54g，0.19mmol，75％)。13C NMR(75.4MHz，CDCl3)δ177.0，173.5，172.0，170.9，160.9，160.7，156.3，149.2，145.9，140.3，134.5，129.2，128.7，128.3，127.3，127.2，126.6，125.9，105.8，91.7，72.0-69.2(PEG)，66.2，52.3，51.9，51.2，49.7，45.2，42.8，31.4，31.1，26.8，26.0，23.4，16.6，5.7。
實施例12稱取化合物12 10.0g，加入注射液常規輔料，按常規工藝制成注射液。
實施例13稱取化合物15 10.0g，加入注射液常規輔料，按常規工藝制成注射液。
實施例14稱取化合物16 10.0g，加入注射用凍干粉所需常規輔料，按凍干粉常規工藝制成注射用凍干粉。
實施例15稱取化合物16 10.0g，加入注射用脂質體所需常規輔料，按脂質體常規工藝制成注射用脂質體。
權利要求
1.一種高水溶性前體藥物，其特征在于它的分子式是下列通式 其中D是具有生物活性的母體藥物及其衍生物；R是不產生抗原的高分子化合物；L1和L2是含雙功能鍵的基團，它們是獨立從下面的物質中選出羰基，尿素，異脲，氨基甲酸鹽，碳酸鹽，碳酸酯，氨基酸，肽，二羥基烷，二氨基烯，二酸；X是多功能支分子，它們是單獨從下面的物質中選出氨基酸，戊二酸，亞氨基二乙酸，N-(羥基乙醇)亞氨基二乙酸，硝乙酸；Y是水溶性的物質，它是從下面的物質中選出羧基，糖，聚糖，磺酸，維生素，糖，多肽或抗體；m、p是正整數。
2.根據權利要求1所述的高水溶性前體藥物，其特征在于它的分子式是下列通式 這里D，R，L1，L2，X，Y，p在權利要求1中已經定義，且R為直鏈高分子。
3.根據權利要求1所述的高水溶性前體藥物，其特征在于它的分子式是下列通式 這里D，R，L1，L2，X，Y，p在權利要求1中已經定義，且R為星狀高分子。
4.根據權利要求1、2或3所述的高水溶性前體藥物，其特征在于D從下列物質中選出的含有羥基、氨基或者硫羥基的生物活性物質蛋白質、酶、肽、抗腫瘤藥、心血管藥、抗感染藥、抗真菌藥、抗抑郁藥、胃腸藥、中樞神經激活物質、止痛物質、減肥藥、避孕藥、消炎藥、甾體藥、血管擴張藥或血管收縮藥。
5.根據權利要求4所述的高水溶性前體藥物，其特征在于D為從下列物質中選出的生物活性物質喜樹堿、紫杉醇、泰素帝、鬼臼毒素、阿昔洛韋、環孢霉素A、阿莫西林、氟康唑、5-氟脫氧尿苷或者它們的衍生物。
6.根據權利要求5中的化合物里，D是從下列物質中選出的生物活性物質紫杉醇、紫杉烷或者它們的衍生物。
7.根據權利要求1、2或3所述的高水溶性前體藥物，其特征在于R是不產生抗原的水溶性高分子化合物。
8.根據權利要求7所述的高水溶性前體藥物，其中R是從下面一組物質中選擇的J-O-(CH2CH2O)n-，J-O-(CH2CH2O)n-CH2C(O)-O-，J-O-(CH2CH2O)n-CH2CH2NR12-，J-O-(CH2CH2O)n-CH2CH2S-，-OC(O)CH2-O-(CH2CH2O)n-CH2C(O)-O-，-NR12CH2CH2-O-(CH2CH2O)n-CH2CH2NR12-，-SCH2CH2-O-(CH2CH2O)n-CH2CH2S-；其中n是正整數，代表了高分子物質的聚合程度；R12從下面物質中選出氫，C1-6烷基，C2-6烯基，C2-6炔基，C3-12分支烷基，C3-8環烷基，C1-6替代烷基，C2-6替代烯基，C2-6炔基替代物，C3-8環烷基替代物，芳香基，芳香基替代物，芳烷基，C1-6異烷基，C1-6替代異烷基物，C1-6烷氧基，苯氧基，C1-6異烷氧基；J是終端基團，從氫氧基、1-4碳取代烷基或者羧基中選出。
9.根據權利要求8所述的高水溶性前體藥物，R將從下面幾組物質中選出CH3-O-(CH2CH2O)n-，CH3-O-(CH2CH2O)n-CH2C(O)-O-，CH3-O-(CH2CH2O)n-CH2CH2NH-，或CH3-O-(CH2CH2O)n-CH2CH2S-；這里n是正整數。
10.根據權利要求8或9所述的高水溶性前體藥物，R將從下面幾組物質中選出 其中R2是高分子聚合物PEG；L3是活化的或者離去的功能基團；L4是雙功能基團，從氧、氨基酸、 -(CH2)y或-NH(CH2CH2O)2-中選出；n和y是正整數；z為1-6的正整數。
11.根據權利要求10所述的高水溶性前體藥物，R是聚乙烯氧化物或聚乙二醇。
12.根據權利要求11的前體藥物中，其中聚乙烯氧化物是分子量介于1000至100000。
13.根據權利要求1、2或3所述的高水溶性前體藥物，其特征在于L1和L2是從下面的物質中獨立選出的-NR19(CR14R15)tO--NR19(CR14R15)t(CR16CR17O)sNR19--O(CR14R15)tNR19--O(CR14R15)tO--NR19(CR14R15)tNR19--NR19(CR14R15)t(CR16CR17O)s--NR19(CR16CR17O)t--NR19(CR16CR17O)t(CR14R15)sNR19--NR19(CR16CR17O)t--O(CR14R15)t-NR19--O(CR14R15)tNR19--O(CR14R15)tO--O(CR16CR17O)tNR19- 其中R14-R17和R19是從下面一組物質中單獨選出氫基，C1-6烷基，C2-6烯基，C2-6炔基，C3-19分支烷基，C3-8環烷基及其替代烷基，C2-6替代烯基，C2-6替代炔基，C3-8替代環烷基，芳香基，替代芳香基，芳烷基，C1-6異烷基，C1-6替代異烷基，C1-6烷氧基，苯氧基和C1-6異烷氧基；R18是從下面一組物質中選出氫基，C1-6烷基，C2-6烯基，C2-6炔基，C3-19分支烷基，C3-8環烷基，C1-6替代烷基，C2-6替代炔基，C2-6替代烯基，C3-8替代環烷基，芳香基，替代芳香基，芳烷基，C1-6烷基，異烷基，C1-6異烷基替代物，C1-6烷氧基，苯氧基和C1-6異烷氧基，二氧化氮，鹵烷基和鹵素；t和s是單獨選出的正整數，通常介于1至4。
14.根據權利要求1、2或3所述的高水溶性前體藥物，其特征在于L1和L2分別是單獨地從任何已知的自然產生的L型氨基酸中得到，這些氨基酸是丙氨酸，纈氨酸，亮氨酸，異亮氨酸，甘氨酸，絲氨酸，蘇氨酸，蛋氨酸，半胱氨酸，苯基丙氨酸，酪氨酸，色氨酸，天冬氨酸，戊二酸，賴氨酸，精氨酸，組氨酸，脯氨酸；或者L1和L2是由這些氨基酸的組合；當L1包含肽，肽是由2至10個氨基酸基組成的多肽，通過下面的分子式來表達 其中X’是氧，硫或NR26；Y5是氧，硫或NR27；R26、R27和R28是從氫或低烷基中選出，其中低烷基是C1-6烷基；f是介于1至10的正整數。
15.根據權利要求1、2或3所述的高水溶性前體藥物，其特征在于，m，p是1、2、3、4或8的正整數。
16.權利要求1-15中任一所述的高水溶性前體藥物與藥學上可接受的輔料制成任何一種允許的劑型。
17.如權利要求1-16中任一所述的高水溶性前體藥物的制備方法，其特征在于包含如下步驟a、將一種含有氨基或亞氨基的具有三個反應基團的有機酸與一種具有氨基或亞氨基保護基團的化合物反應，將氨基或亞氨基保護起來，得到化合物A；b、將母體藥物與丙胺酸反應，再與有機酸或無水HCl反應，得到化合物B；c、將化合物A與B反應，生成化合物C，化合物C在有機酸或無水HCl作用下去掉氨基或亞氨基的保護基團，得到化合物K；d、含有氨基或亞氨基的具有三個反應基團的有機酸先活化再與主鏈為3個以上碳原子的長鏈氨基酸或者長鏈的主鏈末端帶羥基的羧酸反應并活化后生成化合物E；e、化合物K與化合物E反應生成帶有2個分子母體藥物并去掉氨基或亞氨基保護的化合物F；f、將化合物F與活化的SC-PEG作用生成化合物G即可；或者，將化合物K與呈星狀的活化的PEG反應生成化合物H即可；或者，將化合物F與呈星狀的活化的PEG反應生成化合物I即可。
18.根據權利要求17所述的高水溶性前體藥物的制備方法，其特征在于步驟a、d所述的含有氨基的具有三個反應基團的有機酸是亞氨基二乙酸、Asp或Glu；步驟b、c所述的有機酸是三氟乙酸、三氯乙酸、冰醋酸或二氯乙酸；步驟a中所述的具有氨基或亞氨基保護基團的化合物是可以提供羰基的化合物，該化合物為二異丁基二碳酸酯。
19.根據權利要求17所述的高水溶性前體藥物的制備方法，其特征在于SC-PEG分子式為
20.根據權利要求17所述的高水溶性前體藥物的制備方法，其特征在于化合物G的分子式為 這里D是具有生物活性的母體藥物及其衍生物。
21.根據權利要求17所述的高水溶性前體藥物的制備方法，其特征在于化合物H的分子式為 這里D是具有生物活性的母體藥物及其衍生物，n是正整數。
22.根據權利要求17所述的高水溶性前體藥物的制備方法，其特征在于化合物I的分子式為 這里D是具有生物活性的母體藥物及其衍生物，n是正整數。
23.如權利要求1-15中任一所述的高水溶性前體藥物在制藥中的應用。
全文摘要
本發明公開了一種高水溶性前體藥物及其制備方法和在制藥中的應用。該前體藥物符合通式(I)。其制備方法是將氨基或亞氨基受保護的具有三個反應基團的有機酸與經適當處理的母體藥物進行反應；然后去掉化合物的氨基或亞氨基保護基團，與含有氨基或亞氨基的具有三個反應基團的有機酸先活化再與主鏈為3個以上碳原子的長鏈氨基酸或者長鏈的主鏈末端帶羥基的羧酸反應并活化后生成的化合物反應；生成帶有2個分子母體藥物并去掉氨基或亞氨基保護的化合物；將該化合物與高分子作用即可。該前體藥物可用于多種藥物的制備，具有高水溶性、效果好、毒副作用低的優點。
文檔編號A61K47/48GK1709516SQ200510040320
公開日2005年12月21日 申請日期2005年5月31日 優先權日2005年5月31日
發明者趙洪 申請人:趙洪