ПРОИЗВОДНЫЕ КОМПЛЕКСА МЕТАЛЛ-САЛЕН И СПОСОБ ИХ ПОЛУЧЕНИЯ
METAL-SALEN COMPLEX DERIVATIVES AND METHOD OF OBTAINING THEREOF

Область техники, к которой относится настоящее изобретение
Настоящее изобретение относится к производным комплекса металл-сален и к способу получения производных комплекса металл-сален.
Известный уровень техники
Комплекс железо-сален, который известен как металлический катализатор, известен как комплекс металл-сален. Заявителем было установлено, что сам по себе комплекс железо-сален обладает магнитными свойствами и, кроме того, обладает противоопухолевым действием; и было сделано предположение, что указанный комплекс железо-сален можно направить к пораженному сайту мишени, и фармакологические эффекты указанного комплекса железо-сален можно сконцентрировать локально путем введения комплекса железо-сален человеку или животному и последующего создания внешнего магнитного поля вокруг организма человека/животного.
Кроме того, заявитель выяснил, что молекулы лекарственных средств можно направлять к пораженному участку тканей с помощью магнитного поля, осуществляя связь комплекса железо-сален с молекулами лекарственных средств. Указанный комплекс железо-сален раскрыт в японской выложенной заявке на патент (Kokai) Публикация № 2009-173631, в японской выложенной заявке на патент (Kokai) Публикация № 2009-196913, в японской выложенной заявке на патент (Kokai) Публикация № 2009-196914, в японской выложенной заявке на патент (Kokai) Публикация № 2009-256232, в японской выложенной заявке на патент (Kokai) Публикация № 2009-256233, и в японской выложенной заявке на патент (Kokai) Публикация № 2009-274962.
Кроме того, в японской выложенной заявке на патент (Kokai) Публикация № 2009-287949, заявитель предлагает способ определения антител или антигенов, позволяющий отделить связанный антиген или антитело от свободного ангигена или антитела, используя магнитное поле, путем соединения антигена и антитела с указанным комплексом железо-сален, используя реакцию биотин-авидин.
Список ссылок
Патентная литература
[Патентная литература 1] Японская выложенная заявка на патент (Kokai) Публикация № 2009-173631,
[Патентная литература 2] Японская выложенная заявка на патент (Kokai) Публикация № 2009-196913,
[Патентная литература 3] Японская выложенная заявка на патент (Kokai) Публикация № 2009-196914,
[Патентная литература 4] Японская выложенная заявка на патент (Kokai) Публикация № 2009-256232,
[Патентная литература 5] Японская выложенная заявка на патент (Kokai) Публикация № 2009-256233,
[Патентная литература 6] Японская выложенная заявка на патент (Kokai) Публикация № 2009-274962.
[Патентная литература 7] Японская выложенная заявка на патент (Kokai) Публикация № 2009-287949
Сущность изобретения
Однако описанная выше обычная технология не позволяет обеспечить достаточное связывание между комплексом металл-сален и, например, молекулой лекарственного средства, антигеном и антителом, и характеризуется проблемой выхода и стабильности производного комплекса металл-сален. Таким образом, целью настоящего изобретения является создание производного комплекса металл-сален, характризующегося превосходным выходом и стабильностью, и создание способа получения такого производного комплекса металл-сален.
Для достижения вышеуказанной цели настоящее изобретение характеризуется тем, что оно является: производным комплекса металл-сален, полученным в результате обеспечения связывания функциональной молекулы, состоящей из по меньшей мере одного фермента, антитела, антигена, пептида, аминокислоты, олигонуклеотида, белка, нуклеиновой кислоты и молекулы лекарственного средства, с комплексом металл-сален через по меньшей мере одну дисульфидную связь, эфирную связь, сложноэфирную связь и амидную связь; и способом получения такого производного комплекса металл-сален. Связывание комплекса металл-сален и функциональной молекулы предпочтительно происходит через сшивающий агент, предназначенный для создания сшивки между ними.
Говоря более конкретно, настоящее изобретение характеризуется тем, что оно представляет собой производное комплекса металл-сален, представленное формулой A-B-C (где A: представляет собой комплекс металл-сален; B: представляет собой зону связи, включающую по меньшей мере одну дисульфидную связь, эфирную связь, сложноэфирную связь и амидную связь; C: представляет собой функциональную молекулу, состоящую из по меньшей мере одного фермента, антитела, антигена, пептида, аминокислоты, олигонуклеотида, белка, нуклеиновой кислоты и молекулы лекарственного средства).
Предпочтительный вариант осуществления настоящего изобретения состоит в том, что зона связывания (B) включает молекулу сшивающего агента для создания сшивки между комплексом металл-сален (A) и функциональной молекулой (C), причем комплекс металл-сален (A) и указанная молекула сшивающего агента связаны вместе дисульфидной связью, эфирной связью, сложноэфирной связью или амидной связью, и указанная молекула сшивающего агента и указанная функциональная молекула (C) связаны вместе дисульфидной связью, эфирной связью, сложноэфирной связью или амидной связью.
Указанный комплекс металл-сален (A) конкретно не ограничен и, например, представлен следующей формулой (I).
По меньшей мере один из a-h представляет собой "-B-C" и остальное представляет собой водород или произвольный заместитель. Указанный заместитель может быть любым заместителем, способным образовывать зону связи с указанной молекулой сшивающего агента и/или указанной функциональной молекулой, и может быть, например, по меньшей мере одной из гидроксильных групп, карбоксильных групп и SH групп. Например, мономер, как представлено формулой (I), или полимер, включая димер, где 'часть' атома металла взаимосвязана с каждым из них непосредственно или через другой атом (такой как фермент).
M представляет собой атом металла, такого как Fe, Cr, Mn, Co, Ni, Mo, Ru, Rh, Pd, W, Re, Os, Ir, Pt, Nd, Sm, Eu или Gd.
Зона дисульфидной связи (B) возникает в результате образования связи между SH группой, введенной в качестве заместителя в указанный комплекс металл-сален (A), и SH группой указанной функциональной молекулы (C) или возникает в результате образования связи между SH группой указанного комплекса металл-сален (A) или указанной функциональной молекулы (C) и SH группой молекулы сшивающего агента.
Зона эфирной связи (B) возникает в результате образования связи между гидроксильной группой, введенной в качестве заместителя в указанный комплекс металл-сален (A), и гидроксильной группой указанной функциональной молекулы (C), или возникает в результате образования связи между гидроксильной группой указанного комплекса металл-сален (A) или указанной функциональной молекулы (C) и гидроксильной группой молекулы сшивающего агента.
Зона сложноэфирной связи (B) возникает в результате образования связи между гидроксильной группой или карбоксильной группой, введенной в качестве заместителя в указанный комплекс металл-сален (A), и карбоксильной группой и гидроксильной группой указанной функциональной молекулы (C) или возникает в результате образования связи между гидроксильной группой или карбоксильной группой указанного комплекса металл-сален (A) или указанной функциональной молекулы (C) и карбоксильной группой или гидроксильной группой указанной функциональной молекулы (C).
Зона амидной связи (B) возникает в результате образования связи между амидной группой или карбоксильной группой, введенной в качестве заместителя в указанный комплекс металл-сален (A), и карбоксильной группой или амидной группой указанной функциональной молекулы (C), или возникает в результате образования связи между карбоксильной группой или амидной группой указанного комплекса металл-сален (A) или указанной функциональной молекулы (C) и амидной группой и карбоксильной группой указанной функциональной молекулы (C).
Положительные эффекты изобретения
Производные комплекса металл-сален, которые характеризуются хорошим выходом и стабильностью, и состоят из комбинации функциональной молекулы, такой как молекула лекарственного средства, и комплекса металл-сален, можно получить в соответствии с настоящим изобретением, как раскрыто выше.
Предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения
Зона дисульфидной связи (B) включает, например, молекулу сшивающего агента следующей формулы (II).
Указанный комплекс металл-сален (A) связывается с "∙О-" в (II) и дисульфидная группа (-S-S-), которая связывается с указанной функциональной молекулой (C), связывается с по меньшей мере одним из i и j.
Другой пример связывающего агента в зоне дисульфидной связи (B) имеет следующее строение (III).
Указанный комплекс металл-сален (A) связывается "∙C(О)-" в (III), и дисульфидная группа, которая связывается с указанной функциональной молекулой (C), связывается с по меньшей мере одним из i и j.
Другой связывающий агент в зоне дисульфидной связи (B) имеет следующее строение (IV).
2
Указанный комплекс металл-сален (A) связывается с "∙СН-" в (IV), и дисульфидная группа, которая связывается с указанной функциональной молекулой (C), связывается с по меньшей мере одним из i и j.
В предпочтительном варианте, где указанная функциональная молекула (C), такая как фермент, непосредственно связана с указанным комплексом металл-сален, причем указанный комплекс металл-сален и молекула агента, способствующего конденсации, могут быть дегидратированы и конденсированы с образованием их активного сложного эфира (промежуточное соединение), и аминогруппу указанной функциональной молекулы (3) можно заставить взаимодействовать с полученным активным эфиром, тем самым замещая молекулу агента, способствующего конденсации активного эфира, образуя амидную связь, и связывая указанный комплекс металл-сален с компонентом мишени через амидную связь. Этот процесс представлен в следующей схеме реакции.
В вышеописанных обстоятельствах, N,N'-дициклогексилкарбодиимид (DCC) представляет собой молекулу дегидратирующего конденсирующего агента и N-гидроксисукцинимид (HONSu) представляет собой молекулу агента, способствующего конденсации.
Вышеуказанную молекулу агента, способствующего конденсации (HONSu), можно использовать в качестве молекулы сшивающего агента для связывания указанного комплекса металл-сален (A) с указанной функциональной молекулой (C). Указанный комплекс металл-сален и молекулу агента, способствующего конденсации, конденсируют и SH группа молекулы агента, способствующего конденсации, и SH группа указанной функциональной молекулы взаимодействуют друг с другом, в результате чего происходит образование дисульфидной связи и связывание указанного комплекса металл-сален и указанной функциональной молекулы вместе через дисульфидную связь.
Указанный комплекс металл-сален содержит функциональную группу для конденсации с функциональной группой молекулы сшивающего агента, в по меньшей мере одной из вышеуказанных a-h боковых цепей, так что он может быть конденсирован с молекулой сшивающего агента. Например, указанный комплекс металл-сален содержит функциональную группу (карбоксильную группу или гидроксильную группу) для дегидратации и конденсации с гидроксильной группой молекулы сшивающего агента, в по меньшей мере одной из вышеуказанных a-h боковых цепей так, чтобы указанный комплекс металл-сален мог быть конденсирован с указанной молекулой сшивающего агента (молекулой агента, способствующего конденсации: HONSu)).
Примеры указанных молекул сшивающего агента (молекул агента, способствующего конденсации) включают следующие:
Карбодиимидные конденсирующие агенты:
диизопропилкарбодиимид (DIPC);
1-этил-3-(3-диметиламинопропил)карбодиимид(EDC=WSCI);
гидрохлорид 1-этил-3-(3-диметиламинопропил)карбодиимида (WSCI•HCl); и
дициклогексилкарбодиимид (DCC)
Фторфосфатные конденсирующие агенты
:
О-(7-азабензотриазол-1-ил)-1,1,3,3-тетраметилуронийгексафторфосфат;
O-бензотриазол-1-ил-N,N,N',N'-тетраметилуронийгексафторфосфат;
бензотриазол-1-илокситрис-пирролидинофосфонийгексафторфосфат; и
бензотриазол-1-илтрис(диметиламино)фосфонийгексафторфосфат (BOP).
Другие:
дифенилфосфорилазид (DPPA).
Примеры вышеуказанных агентов, способствующих конденсации, включают следующие.
N-гидрокси поливалентные имиды карбоновой кислоты
:
N-гидроксисукцинимид (HONSu); и
имид N-гидрокси-5-норборнен-2,3-дикарбоновой кислоты (HONB).
N-гидрокситриазолы:
1-гидроксибензотриазол(HOBt).
Другие:
3-гидрокси-4-оксо-3,4-дигидро-1,2,3-бензотриазин (HO Obt);
2-гидроксиимино-2-этилцианоацетат, эфир;
p-нитрофенол (HONp); и
пентафторфенол (HOPfp).
Соотношение указанного комплекса металл-сален, агента, способствующего конденсации и конденсирующего агента может быть, например, следующим:
комплекс металл-сален: агент, способствующий конденсации и конденсирующий агент: = 1:1 до 2:1 до 2.
Факт образования связи между компонентом мишени и указанным комплексом металл-сален можно подтвердить, используя масс-спектрометрию. Образование амидной связи и дисульфидной связи можно подтвердить, используя масс-спектрометрию и ИК спектроскопию.
Примеры
Примеры получения комплексов металл-сален
Комплекс металл-сален, включающий аминогруппу в качестве заместителя, получают, как раскрыто далее.
4
Смесь 4-нитрофенола (25 г, 0,18 моль), гексаметилентетрамина (25 г, 0,18 моль) и полифосфорной кислоты (200 мл) перемешивают в течение 1 часа при 100°C. Затем полученную смесь вводят в 500 мл этилацетата и 1 л воды и перемешивают до полного растворения. После того, как дополнительно добавляют к раствору 400 мл этилацетата, полученный раствор разделяется на две фазы, и водную фазу удаляют, а оставшееся соединение дважды промывают основным растворителем и сушат над безводным MgSO, получая 17 г соединения 2 (57% выход).
Соединение 2 (17 г, 0,10 моль), уксусный ангидрид (200 мл) и серную кислоту (минимально: примерно 15 мл) перемешивают в течение 1 часа при комнатной температуре. Полученный раствор перемешивают в течение 0,5 часа в ледяной воде (2 л) для осуществления гидролиза. Полученный раствор фильтруют и сушат на воздухе, получая порошок белого цвета. Полученный порошок перекристаллизовывают из раствора, содержащего этилацетат, получая 24 г соединения 3 (выход 76%) в форме кристаллов белого цвета.
Смесь угля (2,4 г) с нанесенным 10% палладием, соединения 3 (24 г, 77 ммоль) и метанола (500 мл) восстанавливают в течение ночи в восстанавливающей атмосфере водорода (1,5 атм). После завершения процесса восстановления полученный продукт фильтруют, получая соединение 4 (21 г) в виде масла коричневого цвета.
Соединение 4 (21 г, 75 ммоль) и ди(трет-бутил)дикарбонат (18 г, 82 ммоль) перемешивают в течение ночи в безводном дихлорметане (DCM) (200 мл) в атмосфере азота. Полученный раствор оставляют выпариваться в вакууме, и затем растворяют в метаноле (100 мл). Затем добавляют гидроксид натрия (15 г, 374 ммоль) и воду (50 мл), и полученный раствор кипятят с обратным холодильником в течение 5 часов. Затем раствор охлаждают, фильтруют, промывают водой и сушат в вакууме, получая в результате соединение коричневого цвета. Полученное соединение дважды обрабатывают с помощью флеш-хроматографии, используя силикагель, получая 10 г соединения 6 (выход 58%).
Соединение 6 (10 г, 42 ммоль) вводят в 400 мл безводного этанола, полученную смесь кипятят с обратным холодильником и добавляют несколько капель этилендиамина (1,3 г, 21 ммоль) при перемешивании в течение 0,5 часа в 20 мл безводного этанола. Полученный смешанный раствор помещают в контейнер со льдом, где он охлаждается и перемешивается в течение 15 минут. Затем смесь промывают 200 мл этанола, фильтруют и сушат в вакууме, получая 8,5 г (выход 82%) соединения 7.
Примеры образования связи между комплексом железо-сален и белком (дисульфидной связи)
СТАДИЯ 1:
Соединение 7A
Соединение 8
Соединение 8 получают по способу Manfred T. Reetz, Martin Rentzsch, Andreas Pletsch, Matthias Maywald, Peter Maiwald, Jerome j.-P. Peyralans, Andrea Maichele, Yu Fu, Ning Jiao, Frank Hollmann, Regis Mondiere и Andreas Taglieber, 'Direct evolution of enantioselective hybrid catalysis: a novel concept in asymmetric catalysis,' Tetrahedron 63 (2007) 6404-6414.
СТАДИЯ 2:
3
Соединение 7A (134 мг, 0,338 ммоль), соединение 8 (122 мг, 0,721 ммоль), молекулу сшивающего агента, диизопропилкарбодиимид (170 мкмоль), агент дегидратации с конденсацией и NaHCO (75 мг; 0,89 ммоль) переносят в раствор, в котором 0,1 M N,N-4-диметиламинопиридин растворен в ТГФ (в тетрагидрофуране) (20 мл), и полученный раствор перемешивают в течение 2 часов при комнатной температуре. Полученный раствор смешивают с раствором, в котором этилацетат и гексан смешаны в соотношении 1:1, и полученный раствор обрабатывают на хроматографической колонке с силикагелем (20 г), получая в результате соединение 9 (желтого цвета, 115 г, выход 62%).
Соединение 9
СТАДИЯ 3:
3
2
4
Соединение 9 (17 мг, 31 мкмоль) и FeCl (11 мг) помещают в метанол (4 мл) и перемешивают в течение 16 часов на воздухе при комнатной температуре, получая в результате соединение коричневого цвета. Затем полученное соединение сушат в вакууме. Полученное соединение разбавляют 400 мл дихлорметана, дважды промывают насыщенным солевым раствором, сушат над безводным NaS0 и затем сушат в вакууме, получая в результате соединение 10 (18 мг, выход 90%).
Соединение 10
СТАДИЯ 4
2
Соединение 10, белок, полученный от Sigma-Aldrich (папаин-лиофилизат, 10 мг), и L-цистеин (10 мг) помещают в воду (HO, 1 мл) и перемешивают в течение 30 минут. Затем полученный раствор перемешивают с фосфатным буфером (300 мкл, 1 M) при pH=7,01. Через шесть часов после перемешивания получают соединение 11 и соединение 12 (папаин связывается с SH группами в них обоих).
Соединение 11
Соединение 12
Комплекс железо-сален, включающий карбоксильную группу, получают в соответствии с вышеуказанными стадиями, используя 3-гидроксибензойную кислоту в качестве исходного материала. Затем осуществляют реакцию взаимодействия полученного комплекса железо-сален, N'-дициклогексилкарбодиимида (DCC) и гидроксисукцинимида (HONSu), получая активный сложный эфир; и когда белок (папаин-лиофилизат), который представляет собой мишеневое вещество, подвергают взаимодействию с активным эфиром, указанный белок замещает гидроксисукцинимид и связывается с указанным комплексом железо-сален амидной связью. Образование амидной связи подтверждено с помощью ИК-спектроскопии.