化学选择性的巯基与烯基或炔基磷酰胺的偶联制造技术

本发明专利技术公开了新颖的偶联物及其制备方法。制备烯基‑或炔基‑磷酰胺的方法，包括如下步骤：(I)式(III)的化合物

Chemically Selective Coupling of Sulfhydryl with Alkyl or Acetylphosphamide

The invention discloses novel coupling compounds and a preparation method thereof. The method for preparing alkenyl or alkynyl phosphamide includes the following steps: (I) compounds of formula (III)

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】化学选择性的巯基与烯基或炔基磷酰胺的偶联
技术介绍
化学选择性反应和生物正交反应已经成为蛋白质位点特异性修饰的有力工具(1,2)。通过这些反应，可以得到各种蛋白质-和抗体-偶联物，它们携带功能性模块，如类似翻译后蛋白修饰的荧光基团和其它光谱标签、聚合物、毒素以及小分子和蛋白质。因此，从蛋白质生物学功能研究和发展新的成像技术，到前景光明的新诊断医学手段、基于蛋白质的药物设计和药物的靶向递送，化学选择的蛋白质修饰技术极大地促进了基础研究。近年来，研究人员主要关注修饰蛋白质的生物正交反应工程中的两个不同方面(3)。一方面，很多研究致力于快速反应，其要求高活性反应原料以在蛋白质侧链呈现独特的功能(4,5)。伴随着这种方法出现的还有实现位点特异性标记的高级琥珀抑制技术，，从而产生了许多基因编码的、高反应性的生物正交反应器来完成各种类型的环加成反应，包括应变促进的炔-叠氮化物环加成或反需求的狄尔斯-阿尔德(Diels-Alder)反应(6,7)。另一方面，研究人员已经专注于开发和应用高产率的蛋白修饰反应，特别是如果大量功能性蛋白偶联物和理想的定量转化被要求用来避免繁琐的如果不是不可能的纯化步骤(1)。为了实现这一目标，高产率的蛋白质表达尤为重要。由于琥珀抑制可导致低含量表达的蛋白质，标准和营养缺陷表达系统往往是优选的。结合标准蛋白表达实现位点特异性标记的常用方案是将独特的半胱氨酸(Cys)残基通过位点定向诱变放置在选择的蛋白质中，随后进行半胱氨酸(Cys)修饰(8)。或者，可以利用营养缺陷表达系统插入含叠氮或炔基的氨基酸(9)，这些氨基酸可以使用施陶丁格(Staudinger)连接和铜催化叠氮-炔环加成(CuAAC)进行修饰(10,11)。虽然这两个方面近年来都已经取得了显著进展，但是对于无金属化学选择性修饰反应，高反应性和复杂功能性模块的通用和模块化可得性仍然是具有挑战性的。这是由于合成反应性生物正交构建模块时需要额外的基团保护操作，由于所用的生物正交功能的高反应性和不稳定性，该操作可能会出现问题。例如，合成一种用于分子成像的携带Xe-隐黄素的高活性含环辛烷的荧光肽，需要利用正交保护基团，操作繁琐但产率低(12)。2013年，通过将铜催化叠氮-炔环加成反应(CuAAC)与施陶丁格亚磷酸酯反应(Staudinger-phosphonitereaction，SPhR)结合，开发了一种模块化化学选择性方法来分步地将两个叠氮化物构建模块偶联起来(13)。通过硼烷保护的双乙氧基亚烷基-亚磷酸酯，引入SPhR对含水体系中含叠氮肽和蛋白质进行化学选择性标记进而形成蛋白质-磷酸酯偶联物(14)是已知的。以往的Cys残基偶联技术主要依赖马来酰亚胺偶联，在高浓度硫醇下，马来酰亚胺偶联往往容易水解并发生巯基交换。关于Cys偶联技术的最新综合性综述(22)。WO2015/169784公开了一种制备C2-二硫化桥联肽和蛋白质的方法，其中桥联是通过与炔烃的巯基-炔-反应来得到的。US2535174描述了饱和脂肪族硫醇和乙烯基磷酸的碱催化加成反应。然而，现有技术既没有报道过也不曾预测出本文所公开的炔基和烯基磷酰胺的巯基偶联。定义本领域技术人员知晓，在本申请中使用的术语“一个(a)”或“一个(an)”可根据具体情况指“一个(1)”“一个(1)或多个”或“至少一个(1)”。卤素，除非另有规定：指第7主族元素，优选氟、氯、溴和碘，更优选氟、氯和溴，并且与镁(Mg)结合时甚至更优选溴。烷基，除非另有规定：指具有优选(C1-C8)-、(C1-C6)-或(C1-C4)-碳原子的饱和直链或支链烃基。例如：甲基、乙基、丙基、1-甲基乙基、丁基，等。烯基，除非另有定义：指具有双键的不饱和直链或支链烃基。烯基优选(C2-C8)-、(C2-C6)-或(C2-C4)-烯基。例如：乙烯基、1-丙烯基、3-丁烯基，等。炔基，除非另有规定：指具有三键的不饱和直链或支链烃基。炔基优选(C2-C8)-、(C2-C6)-或(C2-C4)-炔基。例如：乙炔、1-丙炔，等。烷氧基(烷基自由基-O-)，除非另有规定：指通过氧原子(-O-)连接到基本结构上的烷基自由基。烷氧基优选(C1-C8)-、(C1-C6)-或(C1-C4)-烷氧基。例如：甲氧基、乙氧基、丙氧基、1-甲基乙氧基，等。类似地，除非另有规定，烯氧基和炔氧基分别是通过-O-连接到基本结构上的烯基自由基和炔基自由基。烯氧基优选(C2-C8)-、(C2-C6)-或(C2-C4)-烯氧基。炔氧基优选(C3-C10)-、(C3-C6)-或(C3-C4)-炔氧基。烷基羰基(烷基自由基-C(＝O)-)，除非另有规定：烷基羰基优选(C1-C8)-、(C1-C6)-烷基羰基。此处，碳原子的数目是指烷基羰基中的烷基自由基。类似地，除非另有规定，烯基羰基和炔基羰基分别是：通过-C(＝O)-连接到基本结构上的烯基和炔基自由基。烯基羰基优选(C2-C8)-、(C2-C6)-或(C2-C4)-烯基羰基。炔基羰基优选(C2-C8)-、(C2-C6)-或(C2-C4)-炔基羰基。烷氧基羰基(烷基自由基-O-C(＝O)-)，除非另有规定：烷氧基羰基优选(C1-C8)-、(C1-C6)-或(C1-C4)-烷氧基羰基。此处，碳原子的数目是指烷氧基羰基中的烷基自由基。类似地，除非另有规定，烯氧羰基和炔氧羰基分别是：通过-O-C(＝O)-连接到基本结构上的烯基自由基和炔基自由基。烯氧羰基优选(C2-C8)-、(C2-C6)-或(C2-C4)-烯氧羰基。炔氧基羰基优选(C3-C8)-、(C3-C6)-或(C3-C4)-炔氧基羰基。烷基羰基氧基(烷基自由基-C(＝O)-O-)，除非另有规定：指通过羰基氧基(-C(＝O)-O-)经氧原子与基本结构相连的烷基自由基。烷基羰基氧基优选(C1-C8)-、(C1-C6)-或(C1-C4)-烷基羰基氧基。类似地，除非另有定义，否则烯基羰基氧基和炔基羰基氧基分别是：通过(-C(＝O)-O-)连接到基本结构上的烯基自由基和炔基自由基。烯基羰基氧基优选为(C2-C8)-、(C2-C6)-或(C2-C4)-烯基羰基氧基。炔基羰基氧基优选(C2-C8)-、(C2-C6)-或(C2-C4)-炔基羰基氧基。烷基硫基，除非另有规定：指通过-S-连接到基本结构上的烷基自由基。烷基硫基优选(C1-C8)-、(C1-C6)-或(C1-C4)-烷基硫基。类似地，除非另有规定，否则烯基硫基和炔基硫基分别是：通过-S-连接到基本结构上的烯基自由基和炔基自由基。烯基硫基优选(C2-C8)-、(C2-C6)-或(C2-C4)-烯基硫基。炔基硫基优选(C3-C8)-、(C3-C6)-或(C3-C4)-炔基硫基。除非另有规定，本文所用术语“取代”指的是非常广泛的取代方式。从本专利技术的公开中可以看出，尤其是位置R1、和●允许多种有机(大)分子取代。本专利技术认为，这些分子的结构与本专利技术的方法和由此产生的偶联物无关。因此，将这一新颖的有创造性的概念的原理仅限定在某些分子上则代表不适当的限制。然而，本专利技术认为该术语分别是指有机取代基或其盐，其可分别被其它有机取代基或其盐多次取代。本申请中已制备并呈现这些复杂取代基的实例(参见，例如方案5、6、7、11、13、1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.制备烯基‑或炔基‑磷酰胺的方法，包括如下步骤：(I)式(III)的化合物

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.09.01 EP 16001917.01.制备烯基-或炔基-磷酰胺的方法，包括如下步骤：(I)式(III)的化合物其中代表双键或三键；当是三键时，X代表R3-C；或当是双键时，X代表(R3R4)C；R1独立地代表任意取代的脂肪族或芳香族残基，例如苯基；任选地，R1代表被(C1-C8-烷氧基)n其中n是1、2、3、4、5或6，F，Cl，Br，I，-NO2，-N(C1-C8-烷基)H，-NH2，-N(C1-C8-烷基)2，＝O，C3-C8-环烷基，–S-S-(C1-C8-烷基)，羟基-(C1-C8-烷氧基)n其中n是1、2、3、4、5或6，C2-C8-炔基或任意取代的苯基中的至少一个任意取代的C1-C8-烷基，如其中#代表式(III)中O的位置；或任选地，R1代表被C1-C8-烷基，(C1-C8-烷氧基)n其中n是1、2、3、4、5或6，F，Cl，I，Br，-NO2，-N(C1-C8-烷基)H，-NH2或-N(C1-C8-烷基)2中的至少一个任意独立取代的苯基；或任选地，R1代表5-或6-元杂芳香系统例如吡啶基；优选地，R1代表C1-C8-烷基，–S-S-(C1-C8-烷基)取代的C1-C8-烷基，(C1-C8-烷氧基)n其中n是1、2、3、4、5或6取代的C1-C8-烷基，任意取代的苯基取代的C1-C8-烷基，苯基或–NO2取代的苯基；R3代表H或C1-C8-烷基；且R4代表H或C1-C8-烷基；与式(IV)的叠氮化合物反应其中●代表脂肪族或芳香族残基；以制备式(V)的化合物其中●、R1和X如前所定义；(II)式(V)的化合物与式(VI)的含巯基分子反应其中代表任意取代的C1-C8烷基、任意取代的苯基、任意取代的芳香5-或6-元杂环系统、氨基酸、肽、蛋白质、抗体、糖基、多糖、核苷酸、寡核苷酸或聚合物；形成式(VII)的化合物其中如果在式(V)的化合物中代表双键，那么代表化学键；或如果在式(V)的化合物中代表三键，那么代表双键；并且●、R1和X如前所定义。2.根据权利要求1所述的方法，包括步骤(I)之前的步骤a)a)式(I)的化合物其中R1如前所定义；Hal代表卤素，选自Cl、Br、I，优选为Cl，与在α位置上包含双键或三键的式(II)的α-不饱和化合物反应其中代表双键或三键；当是三键时，X代表R3-C；或当是双键时，X代表(R3R4)C；R3代表H或C1-C8-烷基；和R4代表H或C1-C8-烷基；以形成式(III)的化合物其中X和R1如前所定义；或者，式(I’)的化合物其中R5独立地代表C1-C8-烷基；Hal代表卤素，选自Cl、Br和I，优选Cl；与在α位置上包含双键或三键的式(II)的α-不饱和化合物反应其中代表双键或三键；当是三键时，X代表R3-C；或当是双键时，X代表(R3R4)C；R3代表H或C1-C8-烷基；且R4代表H或C1-C8-烷基；以形成式(III’)的化合物并且式(III’)的所述化合物与R1-OH反应以形成式(III)的化合物其中和X如前所定义，R1如前所定义但不作特定选择。3.制备烯基-磷酰胺的方法，包括如下步骤：(I)式(III)的化合物其中V代表C1-C8-烷基，优选甲基、乙基或丙基，更优选甲基；R1独立地代表任意取代的脂肪族或芳香族残基，例如苯基；任选地，R1代表被(C1-C8-烷氧基)n其中n是1、2、3、4、5或6，F，Cl，Br，I，-NO2，-N(C1-C8-烷基)H，-NH2，-N(C1-C8-烷基)2，＝O，C3-C8-环烷基，–S-S-(C1-C8-烷基)，羟基-(C1-C8-烷氧基)n其中n是1、2、3、4、5或6，C2-C8-炔基或任意取代的苯基中的至少一个任意取代的C1-C8-烷基，如其中#代表式(III*)中O的位置；或任选地，R1代表被C1-C8-烷基，(C1-C8-烷氧基)n其中n是1、2、3、4、5或6，F，Cl，I，Br，-NO2，-N(C1-C8-烷基)H，-NH2或-N(C1-C8-烷基)2中的至少一个任意独立取代的苯基；或任选地，R1代表5-或6-元杂芳香系统例如吡啶基；优选地，R1代表C1-C8-烷基，–S-S-(C1-C8-烷基)取代的C1-C8-烷基，(C1-C8-烷氧基)n其中n是1、2、3、4、5或6取代的C1-C8-烷基，任意取代的苯基取代的C1-C8-烷基，苯基或–NO2取代的苯基；R3代表H或C1-C8-烷基；且R4代表H或C1-C8-烷基；与式(IV)的叠氮化合物反应其中●代表脂肪族或芳香族残基；以制备式(V*)的化合物其中●、V、和R1如前所定义；X是(R3R4)C；且R3和R4如前所定义；(II)式(V*)的化合物与式(VI)的含巯基分子反应其中代表任意取代的C1-C8烷基、任意取代的苯基、任意取代的芳香5-或6-元杂环系统、氨基酸、肽、蛋白质、抗体、糖基、多糖、核苷酸、寡核苷酸或聚合物；形成式(VII*)的化合物其中●、V、R1和X如前所定义。4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中R1独立地代表甲基、乙基、丙基或丁基，更优选甲基或乙基。5.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中R1代表其中R10和R11独立地代表氢原子或C1-C8-烷基；...

【专利技术属性】
技术研发人员：H·克里斯蒂安，M·A·卡斯帕，M·格兰仕，T·索尔，D·舒马赫，J·赫尔马斯梅茨，H·莱昂哈特，A·斯滕格尔，
申请(专利权)人：柏林合作研究学会，路德维希马克西米利安慕尼黑大学，
类型：发明
国别省市：德国,DE