一种靶向PSMA的母体及其衍生物的制备方法与流程

本发明涉及药物合成领域，具体涉及一种靶向psma的母体及其衍生物的制备方法。

背景技术：

1、前列腺癌(prostate cancer,pca)是男性泌尿生殖系统最常见的恶性肿瘤，占据男性癌症整体发病率第二位。其中，发达国家的男性发病率要高于发展中国家。但近年来，随着医疗手段的进步与生活环境的变化，包括中国在内的发展中国家中男性前列腺癌的发病率也呈逐年上升趋势。针对癌症的治疗，早期诊断与精准治疗是提高癌症患者的生存率与治愈率的良好手段。因此，研究与开发出一种前列腺癌的早期诊断治疗手段是当前的研究热点。

2、pluvictotm(lutetium lu 177vipivotide tetraxeta，旧称177lu-psma-617)获批用于治疗既往接受了其他抗癌治疗(雄激素受体通路抑制和紫杉烷基化疗)的前列腺特异性膜抗原阳性的转移性去势抵抗前列腺癌(psma阳性mcrpc)，同时(68ga-psma-11)获批用于诊断以识别psma阳性病变，因此以psma-617为母体开展的研究将是未来的研究热点。

3、177lu-psma-617是一款psma靶向性放射配体疗法，开发用于治疗转移性去势抵抗性前列腺癌(mcrpc)。该药是一种结合了靶向性化合物(配体)和治疗性放射性同位素(放射性粒子)的精准癌症治疗方法。在注入血液后，177lu-psma-617与表达psma(一种跨膜蛋白)的前列腺癌细胞结合，因此肿瘤与正常组织相比对药物的摄取率高。一旦结合，来自放射性同位素的辐射(β粒子)就会损伤肿瘤细胞，破坏它们的复制能力和/或触发细胞死亡。放射性同位素的辐射仅在很短的距离内发挥作用，以限制对周围细胞的损害。

4、传统的psma-617基础母体在合成过程中主要是通过传统的液相有机方法进行合成，其中涉及到危险的催化加氢以及苛刻的投料比例以及无水无氧的环境，这无异于增加了合成的难度以及原料成本，对于后期的大规模放大生产是不利的。在片段1上选用原料h-glu(otbu)-otbu.hcl，在脲基团构建过程中主要选用三光气、对硝基苯基氯甲酸酯，通过控制严格的加料比例以及苛刻的反应条件来构建活性中间体，然后活性中间体与h-lys(z)-otbu反应形成psma-617的母体前体，最后在pd/h2的条件下脱除苄基得到psma-617的基础母体。这种方法存在需要严格控制加料比例、反应条件苛刻、存在一定的安全隐患的缺点。

5、因此，开发合适的生产工艺使得分子探针的合成能够实现工业化生产迫在眉睫。本发明通过对靶向psma的母体进行合成研究，设计了一种高效安全简便的合成工艺，对于psma的母体及其衍生物合成都具有普遍的适应性，具有极大地开发与应用价值。

技术实现思路

1、本发明通过对母体化合物进行逆合成分析，设计合成了新的合成路线，在新工艺条件下，psma-617的合成不需要严苛的操作环境，不需要高级别的反应溶剂，整体操作安全高效，所需原料来源广泛，价格便宜，可以实现大规模的放大生产。

2、本母体化合物选用固相有机合成的方式进行合成。将商品化的氨基酸键合到树脂载体上，这个过程利用了树脂的“假稀释”效应，使得在投料比方面不用刻意去控制，即便投料比例高，但是借助树脂的“假稀释”效应依然能够避免二聚体的产生。除此之外，固相合成的好处就是避免了反复的纯化中间体，只需要通过简单的清洗树脂就可以实现中间体的纯化，大大简化了中间体的纯化步骤。

3、本发明中的psma母体的合成操作极其简单便捷。其突破了原始的液相有机合成的方法，将氨基酸键合在树脂载体上，通过固相有机合成的方式进行母体化合物构建，使得中间体的纯化只需要通过简单的洗涤树脂即可完成。

4、本发明在脲基模块的构建过程中，不使用三光气、无水溶剂、氮气保护等苛刻的反应溶剂与复杂的反应条件，使用原料来源简单的cdi、dsc等进行脲基模块的构建，反应简单高效。除此之外，利用树脂本身的“假稀释”效应，使得投料的比例不需要严格控制，即使投料比例偏大也不会出现二聚体的副产物，大大节省了后期的纯化工作。

5、本发明在psma母体裂解过程中，首先使用弱酸(2％tfa)将带保护的母体从树脂上裂解下来，浓缩后再进行浓酸切割，这样可以大大节省tfa的使用量，使得合成成本降低，废液量大大减少，后处理也变得简单。

6、本发明提供了一种制备式1化合物的方法：

7、

8、其特征在于以谷氨酸或其衍生物为起始原料，通过固相合成的方法制备；

9、所述方法包括如下步骤：

10、(1)树脂载体的制备

11、以谷氨酸或其衍生物为起始原料，以树脂为固相载体，制备得到式2化合物；

12、

13、(2)脲基部分的制备

14、

15、将式2化合物脱氨基保护后，制备得到式3化合物；

16、(3)模块k的制备

17、

18、将式3化合物与赖氨酸(lys)或其衍生物反应，制备得到式4化合物；

19、(4)psma母体的修饰

20、

21、将式4化合物依次偶联萘基丙氨酸(nal)或其衍生物、4-氨基甲基-环己基羧酸或其衍生物，得到式5化合物；

22、(5)psma母体的裂解与纯化

23、将式5化合物裂解纯化后，得到式1化合物；

24、其中基团z1和z2各自独立地表示保护基团；

25、r1和r2基团各自独立地选自h、取代或未取代的c1-c8烷基、取代或未取代的c1-c8烯基、取代或未取代的c1-c8炔基、取代或未取代的c1-c8烷基-酮基、取代或未取代的c1-c8烷基-胺基、取代或未取代的c1-c8烷氧基、取代或未取代的芳基、取代或未取代的杂芳基、取代或未取代的杂环基、取代或未取代的环烷基；

26、或者r1和r2与其所连的n原子一起形成取代或未取代的3-10元杂环或3-10元杂芳基；

27、所述取代基可以为h、oh、nh2、卤素、c1-c8烷基、c1-c8烯基、c1-c8炔基、c1-c8烷氧基、c1-c8烷基氨基、环烷基、杂环基、芳基、杂芳基；

28、如上所述的制备方法，所述树脂为王树脂或二氯三苯甲基氯树脂。

29、如上所述的制备方法，所述王树脂或二氯三苯甲基氯是以树脂取代度0.2-1mmol/g、低交联度1％-2％的聚苯乙烯作为载体。

30、如上所述的制备方法，所述保护基团z1或z2各自独立地为氨基保护基团、羟基保护基团或羧基保护基团。

31、如上所述的制备方法，所述保护基团z1可以为otbu基团。

32、如上所述的制备方法，所述保护基团z2可以为fmoc基团、alloc基团、dde基团、mmt基团。

33、如上所述的制备方法，所述谷氨酸衍生物为fmoc-glu(otbu)-oh、所述赖氨酸(lys)衍生物为h-lys(fmoc)-otbu、所述萘基丙氨酸(nal)衍生物为fmoc-2-nal-oh、和/或所述4-氨基甲基-环己基羧酸衍生物为fmoc-trans-4-amc-oh。

34、如上所述的制备方法，所述步骤(2)的制备方法为将适量的fmoc-glu(otbu)-o-树脂加入到反应管中，用哌啶溶液脱除fmoc保护基，然后向树脂中加入cdi与diea，获得脲基修饰的h-glu(otbu)-o-树脂中间体。

35、如上所述的制备方法，所述步骤(3)的制备方法为将h-lys(fmoc)-otbu溶解以后，加入到脲基修饰的h-glu(otbu)-o-树脂中间体树脂中，然后加入diea，即获得式4化合物。

36、如上所述的制备方法，所述步骤(5)的制备方法为加入tfa切割液tfa：水：苯甲硫醚：tips＝85.5-95％：2-5％：2-5％：1.5-2.5％。

37、更具体的本技术提供了如下制备方法：

38、1.树脂载体的制备：选用王树脂作为固相载体，树脂材料为取代度0.2-1mmol/g、低交联度(1％-2％)的聚苯乙烯作为载体，第一个键合氨基酸为fmoc-glu(otbu)-oh，将王树脂溶胀后，将fmoc-glu(otbu)-oh、hobt、dic加入到树脂载体中，氮气鼓泡搅拌反应后加入dmap，继续反应后，抽滤，加入乙酸酐和吡啶进行树脂封端。继续氮气鼓泡反应后，抽滤，加入dmf洗涤后甲醇收缩树脂，即获得目标树脂，fmoc-glu(otbu)-o-wang resin。

39、

40、可选的，选用二氯三苯甲基氯树脂为固相载体，树脂材料为取代度0.2-1mmol/g、低交联度(1％-2％)的聚苯乙烯作为载体，第一个键合氨基酸为fmoc-glu(otbu)-oh，将用二氯三苯甲基氯树脂溶胀后，将fmoc-glu(otbu)-oh、diea混合均匀后加入到树脂载体中，氮气鼓泡搅拌反应，抽滤，dmf洗涤干净以后加入甲醇和diea进行树脂封端。继续氮气鼓泡反应后，抽滤，加入dmf洗涤后甲醇收缩树脂，真空干燥后即获得目标树脂，fmoc-glu(otbu)-o-2-ctc resin。

41、

42、2.脲基模块的制备

43、方法1：

44、将适量的fmoc-glu(otbu)-o-wang resin加入到反应管中，用哌啶溶液脱除fmoc保护基，然后向树脂中加入cdi与diea，密闭反应容器，氮气鼓泡反应2-3h后用dmf洗涤树脂，获得脲基修饰的h-glu(otbu)-o-wang resin中间体。

45、

46、方法2：

47、将适量的fmoc-glu(otbu)-o-wang resin加入到反应管中，用哌啶溶液脱除fmoc保护基，然后向树脂中加入三光气与diea，密闭反应容器，氮气鼓泡反应后用dmf洗涤树脂，获得异氰酸酯修饰的h-glu(otbu)-o-wang resin中间体。

48、

49、方法3：

50、将适量的fmoc-glu(otbu)-o-wang resin加入到反应管中，用哌啶溶液脱除fmoc保护基，然后向树脂中加入对硝基苯基氯甲酸酯与diea，密闭反应容器，氮气保护条件下反应，然后用dmf洗涤树脂，获得脲基修饰的h-glu(otbu)-o-wang resin中间体。

51、

52、方法4：

53、将适量的fmoc-glu(otbu)-o-wang resin加入到反应管中，用哌啶溶液脱除fmoc保护基，然后向树脂中加入氯甲酸苯酯与diea，密闭反应容器，氮气保护条件下反应，然后用dmf洗涤树脂，获得脲基修饰的h-glu(otbu)-o-wang resin中间体。

54、

55、3、模块k的制备

56、方法1：

57、将h-lys(fmoc)-otbu用dmf溶解以后，加入到脲基修饰的h-glu(otbu)-o-wangresin中间体树脂中，然后加入diea，室温条件下氮气鼓泡反应，树脂用dmf洗涤干净，即获得psma母体化合物的树脂。

58、

59、方法2：

60、将h-lys(alloc)-otbu用dmf溶解以后，加入到脲基修饰的h-glu(otbu)-o-wangresin中间体树脂中，然后加入diea，室温条件下氮气鼓泡反应后，树脂用dmf洗涤干净，即获得psma母体化合物的树脂。

61、

62、方法3：

63、将h-lys(dde)-otbu用dmf溶解以后，加入到脲基修饰的h-glu(otbu)-o-wangresin中间体树脂中，然后加入diea，室温条件下氮气鼓泡反应后，树脂用dmf洗涤干净，即获得psma母体化合物的树脂。

64、

65、方法4：

66、将h-lys(mmt)-otbu用dmf溶解以后，加入到脲基修饰的h-glu(otbu)-o-wangresin中间体树脂中，然后加入diea，室温条件下氮气鼓泡反应后，树脂用dmf洗涤干净，即获得psma母体化合物的树脂。

67、

68、4、psma母体的修饰

69、将psma母体化合物的树脂脱除fmoc以后，依次偶联fmoc-2-nal-oh和fmoc-trans-4-amc-oh，得到psma-617linker树脂。

70、

71、5、psma母体的裂解与纯化

72、将树脂抽干后加入tfa切割液(tfa(85.5-95％)：水(2-5％)：苯甲硫醚(2-5％)：tips(1.5-2.5％))，反应后过滤树脂，将滤液冻干后，通过制备型高效液相纯化后，得到终产物。

73、

74、以上化学式中的wang resin表示树脂，可以为任一一种适于固相合成的树脂，也可以为王树脂或二氯三苯甲基氯树脂。

75、本发明从起始原料开始计算，至得到psma母体化合物，产率20-37％。

76、本发明抛弃了传统的液相有机合成的方法，使用了固相有机合成的方法构建母体化合物。充分利用了固相有机合成中间体纯化简单、自带“假稀释”效应、反应快速高效的优点，使得此类化合物的构建变得简单方便。

77、本发明在脲这关键中间模块的构建过程中，摒弃了常用的三光气、无水溶剂等苛刻条件，选用价廉易得的dsc、cdi等原料，即使投料比例偏高，选用工业化溶剂也无影响，大大简化了这一关键模块的构建过程。

78、本发明在psma母体的裂解过程中，采用两步裂解的方式，首先用弱酸将母体从树脂上裂解下来，浓缩后再用浓酸进行裂解。避免了一步裂解使用大量的tfa的情况，减少了废液的数量以及后处理也变得更加简单。

79、术语约定：

80、“烷基”包括支链和直链饱和脂肪族烃基两者，并具有指定数量的碳原子数量，一般1至约12个碳原子。如在本文中使用的术语c1-c6烷基表示具有1至约6个碳原子的烷基。当本文中结合另一基团使用c0-cn烷基时，以(苯基)c0-c4烷基为例，指定的基团，在这种情况下，苯基是通过单个共价键(c0)直接键合或通过具有指定的碳原子数(在这种情况下，1至约4个碳原子)的烷基链连接。烷基的实例包括但不限于：甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、3-甲基丁基、叔丁基、正戊基、和仲戊基。

81、“烯基”或“烯烃基”指包括一个或多个不饱和的碳-碳键的直链和支链烃链，碳-碳键可以出现在沿着链的任一稳定点。本文中所述的烯基通常具有2至约12个碳原子。优选烯基是低级烯基，那些烯基具有2至约8个碳原子，如：c2-c8、c2-c6、和c2-c4烯基。烯基的实例包括乙烯基、丙烯基、和丁烯基。

82、“烷氧基”是指具有通过氧桥连接的指定数量的碳原子的如上所定义的烷基。烷氧基的实例包括但不限于甲氧基、乙氧基、3-己氧基、和3-甲基戊氧基。

83、术语“杂环”表示5-至8-元饱和环、部分不饱和环、或包含选自n、o和s的1至约4个杂原子且剩余的环原子是碳的芳族环，或是7至11元饱和环、部分不饱和环、或芳族杂环系统和10至15-元三环系统，该系统包含选自n、o和s的多环系统中的至少1个杂原子并且在多环系统中的各环中包含独立地选自n、o和s的至多约4个杂原子。除非另外指明，否则杂环可以连接至它在任何杂原子和碳原子处取代并且产生稳定结构的基团。当指明时，本文中所述的杂环可以在碳或氮原子上被取代，只要得到的化合物是稳定的。可以可选地季铵化杂环中的氮原子。优选杂环基中杂原子的总数不大于4而且优选杂环基中s和o原子的总数不大于2，更优选不大于1。杂环基的实例包括：吡啶基、吲哚基、嘧啶基、哒嗪基(pyridizinyl)、吡嗪基、咪唑基、噁唑基、呋喃基、苯硫基、噻唑基、三唑基、四唑基、异噁唑基、喹啉基、吡咯基、吡唑基、苯并[b]苯硫基(benz[b]thiophenyl)、异喹啉基、喹唑啉基、喹喔啉基、噻吩基、异吲哚基、二氢异吲哚基、5,6,7,8-四氢异喹啉、吡啶基、嘧啶基、呋喃基、噻吩基、吡咯基、吡唑基、吡咯烷基、吗啉基、哌嗪基、哌啶基、和吡咯烷基。

84、“芳基”或“杂芳基”表示包含选自n、o和s的1至4个、或优选1至3个杂原子并且剩余环原子为碳的稳定的5-或6-元单环或多环。当杂芳基中s和o原子的总数超过1时，这些杂原子不彼此邻近。优选杂芳基中s和o原子的总数不大于2。尤其优选杂芳基中s和o原子的总数不大于1。可以可选地季铵化杂环中的氮原子。当指明时，这些杂芳基还可以用碳或非碳原子或基团取代。这种取代可以包括与可选地包含独立地选自n、o和s的1或2个杂原子的5至7-元饱和的环基的稠合，从而形成例如[1,3]二噁唑并[4,5-c]吡啶基。杂芳基的实例包括但不限于：吡啶基、吲哚基、嘧啶基、哒嗪基、吡嗪基、咪唑基、噁唑基、呋喃基、苯硫基、噻唑基、三唑基、四唑基、异噁唑基、喹啉基、吡咯基、吡唑基、苯并[b]苯硫基、异喹啉基、喹唑啉基、喹喔啉基、噻吩基、异吲哚基、和5,6,7,8-四氢异喹啉。