(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
以下の式１〜２の化合物、またはこれらの塩および/または金属化および/または標識された化合物：
【化１】
0003907212.tif 000010
ここで、Ｒ1は、アルキル（１〜６Ｃ）であり；
Ｙは、−ＯＨまたは−ＮＲ22または−ＮＨＮＲ22（ここで各Ｒ2は独立してＨまたは１〜10Ｃの置換もしくは非置換炭化水素基であるか、あるいは両方のＲ2は一緒になって、１〜20Ｃの単環式または多環式アミンを与える）であるか；あるいは、−ＯＲ3（ここでＲ3は少なくとも１つのヘテロ原子含有置換基で置換されたアルキル（１〜10Ｃ）である）であり；
ｎは、１〜６の整数であり、
各Ｘは、独立して、−ＯＨ；または−ＯＲ4（ここでＲ4は、１〜10Ｃの非置換炭化水素基である）であるか；または−ＮＲ22もしくは−ＮＨＮＲ22（Ｒ2は、上記で定義したとおりである）であるか；または−ＯＲ3（ここでＲ3は、上記で定義したとおりである）であり；そして
Ｒ5は、ビニル、あるいは該ビニル基への付加または該ビニル基の酸化から生じるビニルの誘導体であり、該ビニルの誘導体は、-CHOR'、-CHO、-COOR'、-CH(OR')CH3、-CH(OR')CH2OR'、-CH(SR')CH3、-CH(NR')2CH3、-CH(CN)CH3、-CH(COOR')CH3、-CH(OOCR')CH3、-CH(NR'COR')CH3、-CH(CONR'2)CH3、-CH(ハロ)CH3、もしくは-CH(ハロ)CH2(ハロ)であり、ここでR'がＨであるかもしくは必要に応じてヘテロ原子含有置換基で置換された炭化水素基（１〜６Ｃ）である。
【請求項２】
抗体、レセプターおよびレセプター−リガンドからなる群から選択される標的試剤にリンカーによってカップリングされた、以下の式１〜２の化合物、またはこれらの塩および/または金属化および/または標識された化合物：
【化１Ａ】
0003907212.tif 000011
ここで、Ｒ1は、アルキル（１〜６Ｃ）であり；
Ｙは、−ＯＨまたは−ＮＲ22または−ＮＨＮＲ22（ここで各Ｒ2は独立してＨまたは１〜10Ｃの置換もしくは非置換炭化水素基であるか、あるいは両方のＲ2は一緒になって、１〜20Ｃの単環式または多環式アミンを与える）であるか；あるいは、−ＯＲ3（ここでＲ3は少なくとも１つのヘテロ原子含有置換基で置換されたアルキル（１〜10Ｃ）である）であり；
ｎは、１〜６の整数であり、
各Ｘは、独立して、−ＯＨ；または−ＯＲ4（ここでＲ4は、１〜10Ｃの非置換炭化水素基である）であるか；または−ＮＲ22もしくは−ＮＨＮＲ22（Ｒ2は、上記で定義したとおりである）であるか；または−ＯＲ3（ここでＲ3は、上記で定義したとおりである）であり；そして
Ｒ5は、ビニル、あるいは該ビニル基への付加または該ビニル基の酸化から生じるビニルの誘導体であり、該ビニルの誘導体は、-CHOR'、-CHO、-COOR'、-CH(OR')CH3、-CH(OR')CH2OR'、-CH(SR')CH3、-CH(NR')2CH3、-CH(CN)CH3、-CH(COOR')CH3、-CH(OOCR')CH3、-CH(NR'COR')CH3、-CH(CONR'2)CH3、-CH(ハロ)CH3、もしくは-CH(ハロ)CH2(ハロ)であり、ここでR'がＨであるかもしくは必要に応じてヘテロ原子含有置換基で置換された炭化水素基（１〜６Ｃ）である。
【請求項３】
請求項１または２に記載の化合物であって、ｎは２であり；Ｙおよび両方のＸは-OHである、化合物。
【請求項４】
Ｒ5がビニルであり、Ｙおよび両方のＸは-OHであり、ｎは２である、請求項３に記載の化合物。
【請求項５】
以下の式の「三酸(triacid)」である、請求項４に記載の化合物：
【化２】
0003907212.tif 000012
【請求項６】
Ｙが-ＮＲ22である、請求項１または２に記載の化合物。
【請求項７】
請求項１または２に記載の化合物であって、
ここで、各Ｒ2が、独立して、メチル、エチル、プロピル、ブチル、イソブチル、ヘキシル、ヒドロキシアルキル（１〜６Ｃ）、シクロペンチル、シクロペンタジエニル、フェニル、シクロヘキシル、ピラニル、ジオキシニル、オキセピニル、チエピニル、ベンゾフラニル、イソベンゾフラニル、チオナフテニル、イソチオナフテニル、クロメニル、アンタニル、ナフチル、テトラリニル、デカリニル、ベンゾチエニル、ベンゾピラニル(benzyopyranyl)、クマリニル、シノリニル、ベンジル、フリル、またはチエニルであり；あるいは、
各−ＮＲ22が、ピロリル、イソピロリル、ピリジル、ピラゾリル、インドリル、イソインドリル、イミダゾリル、イソイミダゾリル、トリアゾリル、フラザニル、イソキサゾリル、オキサゾリル、チアゾリル、イソチアゾリル、オキサジアゾリル、オキサトリアゾリル、ジオキサゾリル、ピリジニル、ピリダジニル、ピリミジニル、ピラジニル、ピペラジニル、インドリジニル、ピロリジニル、トリアジニル、オキサジニル、イソキサジニル、オキサチアジニル、オキサジアジニル、モルホリニル、アゼピニル、ジアゼピニル、インデニル、イソインデニル、インドレニル、イソペンザゾリル、ピラノ-ピロリル、インダゾリル、イソインダゾリル、インドキサジニル、ベンゾキサゾリル、ベンゾピロニル、キノリニル、イソキノリニル、ベンゾジアジニル、キノリル、イソキノリル、キナゾリニル、キノリジニル、キノキサリニル、ナフチリジニル、ピリド-ピリジニル、ベンゾキサジニル、ベンズイソキサジニル、プリニル、フタラジニル、ナフチリジニル、またはプテリジニルである、化合物。
【請求項８】
両方のＸが-ＮＲ22である、請求項１〜２および６〜７のいずれかに記載の化合物。
【請求項９】
両方のＸおよびＹが-OCH2CH2OHである、請求項１〜２のいずれかに記載の化合物。
【請求項１０】
ＹがOHであり、両方のＸが-ＯＲ6であり、ここでＲ6が低級アルキル（１〜４Ｃ）である、請求項１または２に記載の化合物。
【請求項１１】
以下の式の請求項１０に記載の化合物：
【化３】
0003907212.tif 000013
ここで、ｎは２であり、Ｒ5はビニルである。
【請求項１２】
以下の式の化合物、またはこれらの塩および/または金属化および/または標識された化合物を調製する方法であって：
【化４】
0003907212.tif 000014
ここで、Ｒ1が、アルキル（１〜６Ｃ）であり；
ｎが、１〜６の整数であり；そして
ここで、Ｒ5が、ビニル、あるいは該ビニル基への付加または該ビニル基の酸化から生じるビニルの誘導体であり、該ビニルの誘導体は、-CHOR'、-CHO、-COOR'、-CH(OR')CH3、-CH(OR')CH2OR'、-CH(SR')CH3、-CH(NR')2CH3、-CH(CN)CH3、-CH(COOR')CH3、-CH(OOCR')CH3、-CH(NR'COR')CH3、-CH(CONR'2)CH3、-CH(ハロ)CH3、もしくは-CH(ハロ)CH2(ハロ)であり、ここでR'がＨであるかもしくは必要に応じてヘテロ原子含有置換基で置換された炭化水素基（１〜６Ｃ）であり、
該方法は、該化合物、またはその塩、金属化おょび／または標識された化合物のテトラエステル化された形態を、脱エステルを生じるのに十分な時間、塩基および溶媒で処理して、該化合物を得る工程を包含する、方法。
【請求項１３】
抗体、レセプターおよびレセプター−リガンドからなる群から選択される標的試剤にリンカーによってカップリングされた、以下の式９〜１０の化合物、またはこれらの塩および/または金属化および/または標識された化合物を調製する方法であって：
【化４Ａ】
0003907212.tif 000015
ここで、Ｒ1が、アルキル（１〜６Ｃ）であり；
ｎが、１〜６の整数であり；そして
ここで、Ｒ5が、ビニル、あるいは該ビニル基への付加または該ビニル基の酸化から生じるビニルの誘導体であり、該ビニルの誘導体は、-CHOR'、-CHO、-COOR'、-CH(OR')CH3、-CH(OR')CH2OR'、-CH(SR')CH3、-CH(NR')2CH3、-CH(CN)CH3、-CH(COOR')CH3、-CH(OOCR')CH3、-CH(NR'COR')CH3、-CH(CONR'2)CH3、-CH(ハロ)CH3、もしくは-CH(ハロ)CH2(ハロ)であり、ここでR'がＨであるかもしくは必要に応じてヘテロ原子含有置換基で置換された炭化水素基（１〜６Ｃ）であり、
該方法は、抗体、レセプターおよびレセプター−リガンドからなる群から選択される標的試剤にリンカーによってカップリングされた、化合物、またはその塩、金属化、標識された化合物のテトラエステル化された形態を、脱エステルを生じるのに十分な時間、塩基および溶媒で処理して、該化合物を得る工程を包含する、方法。
【請求項１４】
請求項１２または１３に記載の方法であって、前記処理が、酸化を防止する不活性雰囲気下で行われる；および
前記塩基が、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム、水酸化カルシウム、水酸化バリウム、水酸化クロム、もしくはテトラアルキルアンモニウムヒドロキシドである；および
前記溶媒が、DMSO、低分子量アルコール、DMF、THF、もしくは水、またはこれらの混合物である；および
前記不活性雰囲気が、窒素、ヘリウムもしくはアルゴンガスによって提供される；および
前記処理が、約０〜60℃の温度で行われる；および
前記処理が、約２〜48時間、室温で行われる、方法。
【請求項１５】
前記化合物、またはその塩、金属化された化合物、標識された化合物、あるいは抗体、レセプターおよびレセプター−リガンドからなる群から選択される標的試剤にリンカーによってカップリングされた、前記式９〜１０の化合物を水に溶解する工程、および該化合物を沈殿させるのに十分な酸を添加する工程をさらに包含する、請求項１２、１３または１４に記載の方法。
【請求項１６】
請求項１に記載の式１〜２の化合物、またはそれらの塩もしくは金属化もしくは標識された化合物を調製する方法であって、ここで、Ｙおよび両方のＸは-ＯＲ3または-ＮＲ22であり；該方法は、以下の式の出発化合物のカルボキシル活性化形態、またはこれらの塩および/または金属化および/または標識された化合物：
【化５】
0003907212.tif 000016
（ここで、該カルボキシル活性化形態が、前記出発化合物の遊離カルボキシル基を、以下の式：
【化６】
0003907212.tif 000017
によって表されるTSTUまたはBTTUである活性化剤を用いて処理することによって得られる）
を、請求項１に記載の式１〜２の化合物、またはそれらの塩もしくは金属化もしくは標識された化合物（ここで、Ｙおよび両方のＸは-ＯＲ3またはＮＲ22のいずれかである）を形成するのに十分な条件下で、R3OHまたはHNR22で処理する工程を包含する、方法。
【請求項１７】
請求項２に記載の、抗体、レセプターおよびレセプター−リガンドからなる群から選択される標的試剤にリンカーによってカップリングされた、式１〜２の化合物、またはそれらの塩もしくは金属化もしくは標識された化合物を調製する方法であって、ここで、Ｙおよび両方のＸは-ＯＲ3または-ＮＲ22であり；該方法は、抗体、レセプターおよびレセプター−リガンドからなる群から選択される標的試剤にリンカーによってカップリングされた、以下の式９または１０の出発化合物のカルボキシル活性化形態、またはこれらの塩および/または金属化および/または標識された化合物：
【化５Ａ】
0003907212.tif 000018
（ここで、該活性化カルボキシルが、前記出発化合物の遊離カルボキシル基を、以下の式：
【化６Ａ】
0003907212.tif 000019
によって表されるTSTUまたはBTTUである活性化剤を用いて処理することによって得られる）
を、請求項２に記載の、抗体、レセプターおよびレセプター−リガンドからなる群から選択される標的試剤にリンカーによってカップリングされた、式１〜２の化合物、またはそれらの塩もしくは金属化もしくは標識された化合物（ここで、Ｙおよび両方のＸは-ＯＲ3またはＮＲ22のいずれかである）を形成するのに十分な条件下で、R3OHまたはHNR22で処理する工程を包含する、方法。
【請求項１８】
Ｙおよび両方のＸが-ＯＲ3であり；そしてここで、-ＯＲ3が-OCH2CH2OHであり、-R3OHがエチレングリコールである、請求項１６または１７に記載の方法。
【請求項１９】
薬学的に受容可能な賦形剤と混合されている請求項１〜１１のいずれかに記載の化合物を含む、薬学的組成物。
【請求項２０】
光力学的療法（PDT）における使用のための、請求項１９に記載の薬学的組成物。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明の分野は、光力学的治療に有用な化合物の設計および合成、ならびに光活性化合物技術の関連適用である。特に、本発明は、４つのカルボキシル置換基のうち３つにおいて、誘導体化が制御されているベンゾポルフィリン誘導体のクラスの調製法に関する。本発明はまた、このクラスのメンバーとして得られる化合物に関する。
背景技術
光力学的治療(PDT)は、一般的に、光（典型的には可視範囲であるが、近紫外でもある）を吸収し得る化合物の投与、続いて、被験体において毒性、改変または抑制効果が所望される部位の照射を包含する。PDTは最初は、腫瘍の処置において、ヘマトポルフィリンおよび関連化合物を用いて開発された。なぜならば、これらの化合物は急速に分裂する細胞を含む部位を「標的化（home）」すると思われたからである。次いで、腫瘍は、ヘマトポルフィリンによって吸収される光を用いて照射され、そして周囲組織の破壊が生じ得た。PDTはこれまでに、必ずしも腫瘍に制限されない、粥状硬化斑、再狭窄、血流中での感染、慢性間接リウマチ、乾癬の処置、および眼の状態の処置に有用であることが示されている。
米国特許第5,171,749号、および関連出願である米国特許第5,283,255号；同第5,399,583号；同第4,883,790号；同第4,920,143号；および同第5,095,030号において発行している特許（これらのすべては本明細書中で参考として援用される）は、モノヒドロベンゾポルフィリンすなわち「BPD」と命名されたPDTにおいて有用な、光活性化合物のクラスを記載し、そして特許請求する。このクラスは一置換または二置換のアルキンとプロトポルフィリン-IXとのDiels-Alder反応によって得られ、そして得られた化合物はさらに異性化され、還元され、そして/または誘導体化されて広いクラスのBPDが得られ得る。これらの特許に開示されるように、このグループの特に有用なサブクラスは、Ｃ環およびＤ環の2-カルボキシルエチル側鎖のエステル基の加水分解または部分的加水分解から得られる。Diels-Alder反応の間でのこれらの基の保護としてのエステル化は、2-カルボアルコキシエチル基を含む初期生成物を生じる。これらのエステルの容易な加水分解が容易に行われ得、ジカルボアルコキシアルキンから得られるDiels-Alder生成物に関連する任意のカルボアルコキシ基が、実際には完全には加水分解されないままであることが見出された。このことにより、図１に示すような４種の化合物、BPD-MA、BPD-MB、BPD-DAおよびBPD-DBが生じる；この図は米国特許第5,171,749号から得た。この描写において、Ｒ1およびＲ2はカルボアルコキシ基、典型的にはカルボメトキシまたはカルボエトキシであり、そしてＲはアルキル（1〜６Ｃ）である。
BPD-MAは、特にPDTに有用な特性を有することが見出されており、そして現在は臨床開発中である。しかし、上記のように、PDTが適用される種々の適応に対する光活性化合物のレパートリーを広げる、さらに特定の形態の光活性薬剤が依然必要とされている。本発明はこれまで未開示の、および上記の参考特許において開示された化合物に関連したクラスのメンバーの得難いメンバーの調製のプロセスを提供する。；ここで、そのカルボキシル置換基のうち３つでの特定の制御された誘導体化は、所望の特性を有する新規なセットの光活性化合物を提供する。「三酸(triacid)」形態、および三酸がエチレングリコールを用いて３つ全てのカルボキシル基でエステル化された特に有用なホモトリエステルが含まれる。
発明の開示
本発明の方法および化合物は、光力学的治療に有用な化合物のレパートリーへの特に有用な新規の追加、および秩序だった様式でこのレパートリーを広げる手段を提供する。本発明の方法は、光活性化合物のモノヒドロベンゾポルフィリンクラスの以前には未開示である三酸形態を得るために加水分解条件を調節する能力、および得られる３つのカルボキシル基を制御された様式で誘導体化する能力を利用する。
従って、１つの局面において、本発明は以下の式の化合物に関し：
0003907212.tif 000002
これには、これらの化合物の塩および金属化および/または標識化および/または結合体化形態が含まれる。化合物１および２は、Ａ環対Ｂ環におけるDiels-Alder置換基の位置においてのみ異なることが留意される。２つのこのような生成物は、プロトポルフィリンIX（化合物１および２の調製のための出発物質）が、これらの環における置換において対称でないことから生じる。一方、式３の化合物は、プロトポルフィリンIIIへの同様のDiels-Alder付加から生じ；式４の化合物は、プロトポルフィリンXIIIへのDiels-Alder付加から生じる。これらのプロトポルフィリンが対称的に置換される場合、１つの生成物のみがそれぞれの場合に生じる。
式１〜４において、Ｒ1はアルキル（１〜６Ｃ）を表し、ＹはOH（塩の形態を含む）、NR22もしくはNHR2（ここで各Ｒ2は、独立して、Ｈまたは１〜10Ｃの置換もしくは非置換炭化水素基であるか、またはここで両方のＲ2は、一緒になって、１〜20Ｃの単環式または多環式アミンを提供する）、またはOR3（ここでＲ3は、１〜10Ｃの炭化水素基であり、これは、少なくとも１つのヘテロ原子含有置換基で置換されていなければならない）を表す。式１〜４において、ＸはＹが定義されるように定義されるが、加えて、ＸがOR4（ここで、Ｒ4は炭化水素基（非置換、１〜10Ｃ）である）である実施態様を含み得る。「ｎ」は、０〜６の整数であり、好ましくは２である。Ｒ5は、ビニルまたはその誘導体である。
本発明はまた、式１〜４の化合物（ここで、ＸおよびＹはOH(または対応する塩)である）を生成する方法に関し、これは、適切な溶媒に溶解した適切な式１〜４の化合物のより完全にエステル化した形態を、三酸形態を得るために十分なカルボキシル基を脱エステルするのに十分な時間、酸化的不活性雰囲気下、塩基で処理し、そして反応混合物から三酸を回収することによる。
本発明には、全てのＸおよびＹがOCH2CH2OHである式１〜４の化合物が含まれる。これらの化合物は、三酸と同様に、光力学的治療の様々な適用における使用に有用な光活性化合物である。
好ましい実施態様として、本発明にはまた以下の式の化合物：
0003907212.tif 000003
（ここで、Ｒ1およびＲ5は上で定義したとおりであり、Ｒ6は低級アルキル（１〜４Ｃ）である）、およびこれらの化合物を含む薬学的組成物、ならびにこれらを用いてPDTを行う方法が含まれる。Ｒ5がビニルでありかつＲ1が低級アルキル（１〜４Ｃ）であるこれらの化合物が特に好ましい。
【図面の簡単な説明】
図１は、先行技術の化合物である、BPD-MA、BPD-MB、BPD-DA、およびBPD-DBを示す。
図2Aおよび2Bは、B3によるインビトロでのL1210細胞の光感作を、濃度の関数として示す。
図３は、L1210細胞によるB3の取り込みの経時変化を示す。
図４は、１時間インキュベーション後の、L1210細胞からのB3の放出の反応速度論を示す。
図５は、マウス組織におけるB3の体内分布を示す。
発明を実施する形態
本発明の式１〜４の化合物は、米国特許第5,171,749号およびその親である米国特許第5,283,255号；同第5,399,583号；同第4,883,790号；同第4,920,143号；および同第5,095,030号に記載される化合物と類似である。本発明の化合物は、これらの式において「COY」および「COX」として示される３つのカルボキシル基における誘導体化によって、これらの特許に記載された化合物とは異なる。これらの化合物の生成は、「COY」によって占められる位置のカルボアルコキシ基の加水分解の困難さにより妨げられる。本発明は、このカルボアルコキシへのアクセスを提供し、そしてこれまでは得難かった種々の光活性化合物の合成を可能にする。
議論を単純化すると、置換基「COY」は、議論される化合物におけるＹの実施態様にかかわらず、「ビニルカルボキシル」と呼ばれる。「COX」と命名された基は、再びいずれの特定の化合物におけるＸまたはｎの実施態様にかかわらず、「プロピオン酸カルボキシル」と呼ばれる。
本発明者らは、加水分解の条件を適切に調節することによって、ビニルカルボキシル基がアクセス可能であることを見出した。プロピオン酸カルボキシル基は、脱エステル化、再エステル化、またはさらなる誘導体化によって容易に操作され得るが、アルキルエステルの形態のビニルカルボキシルは、加水分解に対してより耐性であり、実際は、この基に関して成功する加水分解は、分子の酸化または破壊を防止する条件下で行われなくてはならない。
ビニルカルボキシル基にアクセスする能力は、重要な結果を有する。第１に、このようにして形成される三酸化合物は、それ自体、重要な新規の光活性剤である。第２に、プロピオン酸カルボキシル基は最も反応性であるので、これらは、保護のために容易に再エステル化され得、次いで、ビニルカルボキシルはさらなる置換のために活性化され得る。従って、プロピオン酸カルボキシル基が遊離酸および塩、または単純エステルまたはアミドまたはアシルヒドラジドのいずれかの形態であり、そしてビニルカルボキシルが遊離酸または塩であるかまたは複合エステルもしくはアミドもしくはアシルヒドラジドとして誘導体化されている。一連の化合物が得られ得る。
本発明の化合物は、光学異性体の形態で存在する。個々の光学異性体への分離が行われるか否かにかかわらず、ビニルカルボキシルでの誘導体の形成によって得られる化合物は、それ自体、光活性剤として有用である。光活性剤のレパートリーにおけるさらなる化合物の利用可能性は、プロトコールの調整を特定の適用および個人に適合することを可能にする。
ビニルカルボキシルのアクセス可能性はまた、３つ全てのカルボキシル基（ビニルカルボキシルおよび２つのプロピオン酸カルボキシル）が等しく誘導体化されている光活性剤の形成を可能にし、従って、光活性化合物のレパートリーにさらに追加のメンバーを提供する。最終的に、３つの関連するカルボキシル基での置換の種々の組み合わせは、ビニル置換基の誘導体化によるＲ5での多様な入手可能性によって向上される範囲の化合物を提供することが明らかである。
従って、プロピオン酸カルボキシルの１つのみが反応されるように条件を調整することなしでさえ、そしてＲ5の多様性に対する潜在性は別として、入手可能な組み合わせは、表１に示されるものを含む。
0003907212.tif 000004
ここで、OHは、遊離酸または塩（pHに依存する）を表す。
群Ｘ-１の化合物を得るために、ビニルおよびプロピオン酸カルボキシルに関してこの群のDiels-Alder反応生成物または任意のより高度にエステル化された形態をもつ化合物は、三酸の形態を得るため、本明細書中に記載された条件下で加水分解された。群Ｘ-２、Ｘ-３およびＸ-４の化合物を得るため、プロピオン酸カルボキシルはそれらがビニルカルボキシルより非常に反応性が高いため標準的な方法を使用して再エステル化またはアミド化された。
この方法を使用して、本明細書中で「Ｂ３」と命名された、特に好ましい化合物が、以下の実施例３に記載されるように調製された。
群Ｙ-３の化合物を得るために、三酸の３個のカルボキシル基は最初に活性化され、次いで-OR3に対応するアルコールと反応させられる。群Ｙの残りのメンバーに関して、プロピオン酸カルボキシル基はビニルカルボキシルを妨害することなく容易に操作され得るため、-OR3を含む元のエステルはフリーな酸、未置換炭化水素エステル(-OR4)またはアミドを形成するのに有利に反応され得る。
群Ｚ-２およびＺ-３のアミドはプロピオン酸カルボキシル（ここで、Ｘ=-OR4または-OR3)を最初にエステル化し、次いでビニルカルボキシルの活性化、後にアミド化することにより最も容易に得られる。群Ｚ-１の化合物を得るために、これらのエステル基は直接の加水分解により単純に除去される。群Ｚ-４の化合物は群Ｚ-２の化合物から、プロピオン酸カルボキシル上のエステル基の加水分解、続いてそれらの活性化およびアミドまたはヒドラジドへの転化により得られる。あるいは、群Ｚ-４の化合物は、以下の反応スキーム３に示すように三酸から直接得られ得る。
これらの化合物の生成について例示した反応スキームが以下に示される。
反応スキーム１は、本発明の方法によって得られた三酸中間体の、プロピオン酸カルボキシルの標準的条件における単純なエステル化を介して群Ｘ-２またはＸ-３の化合物への転化を示す。これらの標準状態は硫酸、塩酸、トリフリック(triflic)、または他の適切な酸のような１個の酸の存在下での、三酸中間体の適切なアルコールでの処理を含む。
反応スキーム１
0003907212.tif 000005
ここで、ＲはＲ3またはＲ4である。
例示された転化は、プロトポルフィリンIＸから誘導されたB環中でのDiels-Alder置換基(substituent)(すなわち式２の化合物であり、Ｒ5にビニル置換基を有する)を示す；しかし、反応スキーム１は、本発明の化合物にとって一般的であり、単に例示する目的で示される。Ｒ5の他の実施態様および式１、３または４の化合物は同等に例示のために使用され得る。
この反応スキームの特に好ましい生成物は、上記の式13〜16の化合物である。これらの化合物は、PDTにおける使用のための治療学的組成物に処方され得る。
反応スキーム２は、三酸中間体から群Ｚ-１、Ｚ-2またはＺ-３の化合物への転化を示す。
反応スキーム２
0003907212.tif 000006
反応スキーム２に示されるように、三酸形態は、まず、プロピオン酸カルボキシルにおいて、これらの位置を保護するために未置換炭化水素基アルコール(例えば、MeOH)で簡便にエステル化された；次いで、ビニルカルボキシルがTSTUで活性化され、後にＮ-ブチルアミン(例示の目的のために)を使用してアミド化される。当然のことながら、広範囲の種々の第一級または第二級アミンあるいはヒドラジンが使用され得た。この反応の生成物は群Ｚ-２に属し；群Ｚ-１の化合物は容易にプロピオン酸カルボキシルの酸加水分解によって得られ得、次いで、群Ｚ-３の化合物を得るために、より複雑なエステルがこれらの位置で形成され得る。
反応スキーム３は、群Ｚ-４の化合物の形成を例示しており、ここで三酸形態はプロピオン酸カルボキシルの保護なしでTSTUで活性化され、そして三箇所全てにおいてアミド化される。
反応スキーム３
0003907212.tif 000007
示されるように、複雑なアミドはこの方法で形成され得；このように広範囲の種々のアミドが得られ得る。
もし、ビニルカルボキシルと比較してプロピオン酸カルボキシルにおける異なるアミド置換基を得ることが所望されるなら、反応スキーム２中のＺ-１またはＺ-２の代表的な化合物が最初に得られ、そして得られたカルボキシル基が活性化されて、所望のアミドが得られる。
群Ｙ-１〜Ｙ-４の化合物を得るために、群Ｙ-３の化合物を生成するための反応スキーム４に示されるように、ビニルカルボキシルにおける所望のエステルが最初に得られる。
反応スキーム４
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次いで、上で参照されるBPD特許に記載されるように、得られたトリエステルはDiels-Alder生成物と類似の方法で操作され得る；このプロピオン酸カルボキシルエステルは、容易に酸中で加水分解されて群Ｙ-１の化合物が得られ、そしてこの酸は群Ｙ-２およびＹ-４の化合物を得るために上記の通りに操作され得る。
上記のように、本発明の方法は、および特にBPD型化合物の三酸形態の有用性は、特に誘導体化のためのＲ5におけるビニル基の有用性と組み合わせて、多数の関連した光活性薬剤を合成するための方法を提供する。このような合成は、大多数の化合物を得るためのランダムまたは系統的な様式で計画および実施され得、そしてこの意味で組合せのライブラリーと考えられる。
本発明のBPD上の置換基はＲ1-Ｒ5の特徴付けの用語で記載される。この用語法はさらに以下に従って定義され得る；
本明細書中に使用されるように、用語「アルキル」は飽和の直鎖または分岐鎖炭化水素を意味し、それが十分な数の炭素原子を有するとき、環状であり得るかもしくは１個の環状部分を含み得る。代表例は、メチル、エチル、t-ブチル、シクロヘキシルなどである。
「炭化水素基」は、炭素および水素のみを有する一価の置換基を意味し、これは直鎖または分岐鎖、飽和または不飽和、芳香族または非芳香族またはその両方であり得、そして環状または非環状であり得る。従って、１〜10Ｃの炭化水素基には、シクロペンチルエチル、２-ペンテニル、３-ブチニル、２，４-ジメチルヘキシルなどが挙げられ得る。
例えば、Ｒ2およびＲ3の幾つかの置換基において、炭化水素基はヘテロ原子含有置換基で置換され得る。このような置換基には、-OR、-NR2、-SR、-COOR、-CONR2、-OOCR、-NRCOR、-SOR、-SO2R、-SO3R、ハロ、-CNなどが挙げられ、ここで、ＲはＨまたはアルキル(１〜６Ｃ)およびヘテロ環状基であり、ピリジル、ピリミジル、チアゾリル、キノリルなどの環状アミンが挙げられる。従って、このヘテロ原子含有置換基には、単一環系または縮合環系が挙げられ得、そして追加のヘテロ原子を含み得る。
ＸまたはＹが-NR22または-NHNR22である実施態様には、各Ｒ2が独立してＨ、アルキル、アルケニル、環状アルキルまたは不飽和環状炭化水素基またはフェニルもしくは置換されたフェニルのようなアリール置換基である実施態様が挙げられる。しかし、-NR22または-NHNR22はまた、より複雑となり得、そして窒素における直接置換基としての種々の環状アミンを含み得、すなわち特定の窒素がそれ自身環の員になり得る。このような環状アミンには、ピロリル、イソピロリル、ピリジル、ピラゾリル、インドリル、イソインドリル、イミダゾリル、イソイミダゾリル、トリアゾリル、フラザニル、イソキサゾリル、オキサゾリル、チアゾリル、イソチアゾリル、オキサジアゾリル、オキサトリアゾリル、ジオキサゾリル、ピリジニル、ピリダジニル、ピリミジニル、ピラジニル、ピペラジニル、インドリジニル、ピロリジニル、トリアジニル、オキサジニル、イソオキサジニル、オキサチアジニル、オキサジアジニル、モルホニリル、アゼピニル、ジアゼピニル、インデニル、イソインデニル、インドレニル、イソベンザゾリル、ピラノ-ピロリル、インダゾリル、イソインダゾリル、インドキサジニル、ベンゾキサゾリル、ベンゾピロニル、キノリニル、イソキノリニル、ベンゾジアジニル、キノリル、イソキノリル、キナゾリニル、キノリジニル、キノキサリニル、ナフチリジニル、ピリド-ピリジニル、ベンゾキサジニル、ベンズイソキサジニル、プリニル、フタラジニル、ナフチリジニルおよびプテリジニルが挙げられる。
環状アミンは一価であるとき、Ｒ3の定義に示すように、ヘテロ原子含有置換基で置換された炭化水素基(１〜10Ｃ)の定義下にもある。また、フリル、チエニル、ピラニル、ジオキシニル、オキセピニル、チエピニル、ベンゾフラニル、イソベンゾフラニル、チオナフテニル、イソチオナフテニル、ベンゾテニル、ベンゾピラニル、クマリニル、およびシンノリニのような環系もまた含まれる。
Ｒ4において具体化され、かつＲ2に含まれるような１〜10Ｃの適切な未置換炭化水素基には、例えば、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ヘキシル、シクロペンタジエニル、フェニル、クロメニル、アンタニル、ナフチル、またはベンジルが挙げられる。これらの実施態様はまた、それらが上記のようにヘテロ原子含有置換基で置換される場合は、Ｒ3の定義下に含まれ得る。
アミドを形成するために、関連したカルボン酸基が活性化され、例えば、アシルハライドを得るために、または例示されたテトラエチルウロニウム塩基薬剤、カルボジイミド、もしくはp-ニトロフェニルのような活性化エステルのようなより穏やかな条件を使用して、行われた。次いで、この活性化されたカルボキシルは適切なアミンまたはヒドラジンで処理される。
本発明の化合物において、Ｒ5は好ましくはビニルであるが、その誘導体でもあり得る。Ａ環またはＢ環内のビニル基は、付加または酸化によりＲ5の他の実施態様に容易に誘導体化され得る。この付加または酸化生成物は、その付加された置換基が、脱離基として機能する場合、さらに置換され得、例えば-Brは-OH、-OR"、-NH2、-NHR"、または-NR2"などによって置換され得る。（ここで、Ｒ"は炭化水素基である）。例えば、付加された置換基の内の一つは水素であり、他はハロ、ヒドロキシ、低級アルコキシ、アミノ、またはアミド、スルフヒドリルまたはオルガノスルフィドあるいは追加の水素であり得る。本発明の化合物は、追加のポルフィリンまたはポルフィリン連絡環系を提供する置換基を含むR5としての種々の基を含む。
従って、Ｒ5は、ビニル、-CHOR'、-CHO、-COOR'、-CH(OR')CH3、-CH(OR')CH2OR'、-CH(SR')CH3、-CH(NR')2CH3、-CH(CN)CH3、-CH(COOR')CH3、-CH(OOCR')CH3、-CH(NR'COR')CH3、-CH(CONR'2)CH3、-CH（ハロ）CH3、または-CH(ハロ)CH2(ハロ)であり得、ここでR'はHまたは必要に応じてヘテロ原子置換基で置換された炭化水素基(１〜６Ｃ）であるか、あるいはここでR5はビニル基の直接的または間接的誘導体化から生じ得12Ｃ未満の有機基であるか、あるいはここでＲ5は１〜３テトラピロール型核を有する基である。
本発明の化合物が１個またはそれ以上のキラル中心を含み得、従って、エナンチオマーもしくはジアステレオマーの形態で存在し得ることは注目される。従って、本発明の代表的な化合物のような式１〜４は、光学的に純粋なエナンチオマーもしくはジアステレオマーを表すか、または場合によってはラセミ混合物もしくはジアステレオマーの混合物であり得る。
もし所望されるのであれば、本発明の化合物は、金属複合体を得るために、マグネシウムイオン、亜鉛イオン、スズイオンなどのような適切なイオンでテトラピロール型核を処理することによってメタレーションされた(metallated)形態に調製され得る。この金属イオンまたは、放射性標識であり得る。通常、この金属イオンは当該分野の標準条件下で適切な塩を使用して挿入され得る。例えば、この亜鉛イオンは、１：１塩化メチレン：メタノール中の酢酸亜鉛でこの化合物を処理することによって導入され得る。
この化合物はまた、放射性同位体、発色団、および蛍光標識を含む標識もまた含み得る。放射性同位体の標識は、その化合物がインビボで使用されるとき、または特定部位を標識するために使用するときに一般に有用である。放射性同位体である有用なカチオン性部位はテクネチウム、ガリウムおよびインジウムを含む。さらに、分子自身中の131Ｉもしくは32Ｐのようなヘテロ原子放射性同位体、または14Ｃの包接は分子を標識するために使用され得る。
上記のBPD関連特許中にさらに記載されるように、もし、所望されるのであれば、本発明の化合物は、特定の組織または器官に分子を指向させる標的試剤にカップリングされ得る。このような標的試剤には、抗体、レセプター、レセプター-リガンドなどが挙げられる。化合物への標的試剤の連結は、標準の技術を使用して実施される。本明細書中で使用されるように、用語「複合体化形態」は、リンカーを介してこれらの標識-特定薬剤に必要に応じてカップリングされたとき、式１〜４の化合物を意味する。
本発明の種々の形態の化合物は、通常当該分野で公知の光力学的治療技術に使用され得る。上記の背景の章に示したように、光力学的治療はプロトコールの多血症(plethora)を用いて、および種々の徴候のために実施され得る。さらに、この種の化合物は、幾つかの例において光の非存在下での薬理学的活性を示す。リポソーマル組成物を含む標準の薬学的組成物は、このような用途に所望されるとおりに使用される。
これらのプロトコールにおいて特に有用であるのは、式14〜16の化合物(ここでR5はビニルである)であり、特に式14のＲ1およびＲ6がメチルである場合またはそれに対応するＡ環の置換された形態(13)であり、再び特にＲ1およびＲ6がメチルである場合であり、そして特に以下に示した実施例３の化合物Ｂ３である。
三酸の調製
本発明の化合物の合成の中心は、式１〜４の化合物(すなわちここでＸおよびＹはOHである)の三酸の調製である。この調製において、三酸自身よりも、ビニルカルボキシルおよびプロピオン酸カルボキシルに関してより高度にエステル化された式１〜４の化合物の形態が、出発物質として使用される。典型的に、ビニルカルボキシルはエステル、典型的にアルキルエステルの形態にあり、プロピオン酸カルボキシルはまた、エステル化され得る。あるいは、置換された炭化水素基エステルは対応するアミドが使用され得るのと同じように出発物質として使用され得る。
プロピオン酸カルボキシルでの反応は、ビニルカルボキシルでの反応よりはるかに容易であるため、典型的な出発物質は式１〜４の化合物を含み、ここで、ビニルカルボキシルはエステルまたはアミドであり、一方で、このプロピオンカルボキシルは既に完全にまたは部分的に加水分解され得る。従って、典型的な出発物質は一般式１〜４の化合物を含み、ここでこのビニルカルボキシルおよびプロピオン酸カルボキシルは全てエステル化された形態またはアミド化された形態にあり、あるいはここでビニルカルボキシルおよびプロピオン酸カルボキシルが全てアミド形態にあるか、あるいはプロピオン酸カルボキシルが完全にまたは部分的に加水分解された対応する化合物である。混合されたアミドおよびエステルはまた、出発物質として使用され得る。
これらの出発物質は、ジメチルホルムアミド(DMF)、ジメチルスルホキシド(DMSO)またはテトラヒドロフラン(THF)あるいはそれらの混合物のような適切な溶媒に溶解され、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム、水酸化カルシウム、水酸化バリウム、水酸化クロム、または水酸化テトラアルキルアンモニウム、または任意の他の適切な強塩基のような適切な塩基で処理される。固体の、樹脂ベースのアルカリ試薬もまた、使用され得る。水もまた、低分子量アルコールがそうであり得るように、反応混合物中に存在し得る。塩基の典型的な濃度は0.1〜１Ｍの範囲にある。反応は、窒素、ヘリウムまたはアルゴンによって提供されるような酸化的に不活性な雰囲気下で起こることが好ましい。この反応混合物の温度は０〜60℃の範囲にあるが、典型的には室温で実施される。反応時間はビニルカルボキシルの加水分解を成し遂げるのに十分な時間であり、典型的に２〜48時間である。これは、反応が進行する時の温度に依存するが、典型的には、反応が室温で行われる場合、この反応は約18時間以内で完了する。加水分解の進行は、例えばTLCまたはHPLCによりクロマトグラフ的に追跡され得、その結果、適切な時間周期が選択され得る。
この三酸の反応生成物は、この反応条件下でしばしば沈殿するが、水の添加により再び溶解され得る。次いで、好ましくは、この生成物は一般に硫酸、硝酸、塩酸またはCF3SO3Hのような任意の簡便な酸を使用することによってpHを約３〜４に低下させることによって再沈殿される。この沈殿された三酸は、適切な溶媒中で再結晶され得る。特に好ましい溶媒は、湿潤メタノール(wet methanol)である。
一度、精製された結晶化生成物が得られると、この三酸は、上記の反応スキーム１〜４に示したような標準の反応条件下で処理されて、式１〜４の広範囲の種々の光活性試剤が調製され得る。Ｒ5によって表される基の転化は、任意の中間体または出発物質および生成物に関して、実施され得る。
以下に示した実施例は、例示を意図するものであるが、本発明を限定するためのものではない。
実施例１
式６の三酸の調製
プロトポルフィリンＩＸへのＢ環Diels-Alder付加体から得られたテトラエステル(すなわち、Ｒ1はMe、ＹおよびＸは-OMe、ｎは２、そしてＲ5はビニルである式２の化合物)1.0g(1.37mM)を、50mlのテトラヒドロフラン、10mlのメタノールおよび１時間窒素下で撹拌することによって脱気した5.0mlの水中のLiOH(1.0g、41mM)の懸濁液に添加した。この反応物をゆっくりな窒素流下で18時間撹拌した。これを展開溶媒としてジクロロメタン/メタノールを使用したシリカゲルTLCよりモニターした。最初に、100mlの水を添加することでこの反応混合物をワークアップし、次いで５％のHClを用いてpHを３〜４に下げた。この固体を濾過し、酢酸でpH3.5に緩衝させた水で洗浄した。式６の固体三酸を湿潤メタノールで再結晶し、770mg(82％)の収量を得た。この三酸は融解の際に分解する。構造は、NMRによるＣ/ＨおよびＮ分析により確認した。このNMRは、プロピオン酸側鎖由来のメチルエステル共鳴の消失およびビニル基上のエステルに帰属される低磁場共鳴を示した。構造を明確にするために、式６の三酸をジアゾメタンで処理して、出発物質を再発生させた。
実施例２
エチレングリコールトリエステルの調製
実施例１で得られた50mg(72μM)の三酸を乾燥ジメチルホルムアミド(DMF)(2ml)に溶解し、トリエチルアミン(50μl)の存在下で、ベンゾトリアゾール-1-イルN，N，N'，N'テトラメチルウロニウムテトラフルオロボレート(BTTU)(Aldrich)(100mg、310μM)で活性化した。BTTUは以下の式に示したカルボキシル活性化試剤である。
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この反応物を、６時間撹拌し、次いで250μlのエチレングリコール、次いで20μlのDBUを添加した。30分後、次いでこの反応物を20mlのジクロロメタンおよび10mlの水の撹拌溶液に添加した。有機相を単離し、それぞれの洗浄につき5mlの水で３回以上洗浄した。この溶媒を除去し、暗緑色のオイルを得た。生成物である27mgのエチレングリコールトリエステル(38％)をクロロメタン中の５％メタノールで分取の薄層クロマトグラフィープレート溶離液から単離した。
実施例３
Ｂ３の調製
実施例１で調製された、10.0mlのメタノール中の200mg(0.289mmoles)の三酸を約100μl(１mmoles)の硫酸に添加した。この反応を、２時間後10mlの５％アンモニウムアセテートおよび20mlのジクロロメタンの添加により停止した。有機相を水で２回洗浄した。10mlのアセトニトリルを生成物の溶液に添加した。溶媒をロータリーエバポレーションにより除去し、暗緑色粉末を得た。生成物であるＢ３をメタノール/クロロホルムから結晶化させ、60℃の真空下で４時間乾燥後、140mg(67％)の暗緑色固体を得た。この生成物は融解の際に分解する。構造は、Ｃ/ＨおよびＮ分析、マススペクトル分析と共にプロトンNMRによって、R5がビニルでありかつＲ1およびＲ6がメチルである式14であることを確認した。
実施例４
インビトロでの細胞の光感作
様々な量の薬物Ｂ３中で血清を有するおよび有さない適切な緩衝液中に、マウス白血病細胞(L1210)を１時間インキュベートした。薬物の除去後その細胞を9J/cm2でブロードなスペクトル光に露光した。細胞の生存率は、MTT比色定量アッセイにより20時間後に決定した。光のみに曝された細胞についての％細胞死に関する結果を図２Ａおよび図２Ｂに示す。10％血清の非存在下においてはLD50(50％の細胞死を生じる投与量)は7ng/mlであり、10％血清の存在下においては35ng/mlであった。従って、Ｂ３は細胞の非常に強力な光感作剤であり、血清の存在下においてこの特性を維持する。
実施例５
細胞の薬物動態
インヒドロでの細胞によるＢ３の取り込み：L1210細胞(５×105/バイアル)を３μg/mlのＢ３と共に10％血清の存在下で100分の時間が経過するまでインキュベートした。インキュベーション間の様々な時間において、二組のバイアルを取り出し、そして細胞を洗浄に続いて溶解し、そして１％Triton Ｘ-100の存在下で、抽出物中のＢ３の量を蛍光により決定した。
インビトロでの細胞によるＢ３の放出/保持：L1210細胞を10％血清の存在下で、３μg/mlのＢ３と共に１時間インキュベートし、次いで、洗浄し、そして10％血清を含む、薬物を含まない培地に配置した。様々な時間において、上記の通り、二組のアリコートを細胞のB3含有量に関して評価した。
図３および４に提示される結果は、Ｂ３がインビトロで非常に速い薬物動態を有することを示す。この化合物は迅速に細胞に入り込み、20分以内で最大濃度に達する。培養培地からＢ３を除去後、放出は急速であり30分後にはほぼ完了する。他の薬物を用いた実験に基づき、Ｂ３はインビボで非常に速い薬物動態を有することが期待され、それゆえ長期の皮膚の光線過敏症を回避する。
実施例６
インビボでの組織分布およびクリアランス
マウス(正常、健康、およびＭ１-腫瘍を有する)の静脈内に、DMSOを含む水溶液中で処方された４mg/kgのＢ３を注射した。Ｂ３投与後の様々な時間において、その動物を屠殺し、そして上記した通りに蛍光によって組織抽出物内で種々の組織中のＢ３含有量を決定した。
この結果を図５に示す。約５分後には、試験された組織からこの薬物は除去された。従って、Ｂ３はインビボで非常に速い薬物動態を有し、この薬物が治療学的に使用されたとき長期皮膚過敏症は起こらないという予想を確証する。
実施例７
インビボでの選択性
Ｍ１(横紋筋肉腫)腫瘍を有するマウス中で得られたＢ３(腫瘍：組織比)の生体分布データをまた、種々の時間で評価した。４mg/kgのＢ３の静脈内投与後の最初の１時間内に、筋肉および皮膚に関する腫瘍：組織比はそれぞれ1.5〜2.0および3.1〜3.9であった。リンパ節は0.7の比を与えた。この結果は、正常な非増殖組織に対比する、腫瘍および他の急速に増殖する組織(リンパ節)中でのＢ３の優先的な蓄積を示す。この優先的な蓄積はＢ３投与後すぐに観察されたので、この光感作剤はその注射後すぐに光で活性化され得、これは臨床的な使用に便利である。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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