製備二氫卟酚的方法及它們的醫藥用途的製作方法

2023-10-06 04:24:34 1

專利名稱：製備二氫卟酚的方法及它們的醫藥用途的製作方法
技術領域：
本發明涉及磺酸化的(sulfonated) 二氫卟酚和菌綠素的製備方法、性質、藥物組合物和治療用途，其設計用於過度增殖(hyperproliferative)組織例如腫瘤、過度增殖的血管和對光動力學治療應答的其他障礙或異常情況的光動力學治療(PDT)。具體地，本發明涉及能大規模化學合成穩定的二氫卟酚和菌綠素的新方法，其特徵在於不使用溶劑和鹼。 在另一個實施方案中，提供了用於全身性施用的治療用途的藥物組合物和方法。在另一個實施方案中，也提供了用於局部施用的治療用途的藥物組合物和治療方法。還提供了使用光動力學方法或MRI檢測過度增殖的組織例如腫瘤的方法。I.
背景技術：
I.A.現有技術當注射到生物體中時，各種四吡咯大環類例如紅紫素、二氫卟酚、菌綠素、酞菁、苯並二氫卟酚已經顯示出下列能力優先集中於過度增殖的組織中，吸收光並對光應答以形成活化態。然後當以適當的波長照射時，這些大環類對它們所集中的細胞或其他組織顯示細胞毒性效應。此外，這些化合物也會導致從所述組織中發射出能量，這可以用於檢測它們的位置。在PDT中，患者注射光敏劑(photosensitizer)(通常為約0. 1_約10mg/kg體重)， 其對腫瘤組織的光損害顯示一定的選擇性，然後在一段時間後，用可見光或近紅外光(約 50-200J/cm2)照射該腫瘤區域。該光敏劑吸收光並發螢光，或者通過電子或氫轉移反應與底物分子反應(I型過程)，或者將其能量傳輸給基態分子氧而產生攻擊該組織的單線態氧 O2(1Ag) (II型過程)。I型過程的主要貢獻者是從電刺激的光敏劑中電子轉移而形成的超氧化物(02_)。有證據表明，在細胞中II型光致生氧過程要比I型過程更為有利[1，2]，但是也有人認為當也產生超氧化物時PDT應答增大[3]。在檢測時，當暴露於希望波長的光線時確定螢光，其所需的能量比用於治療時低。充分治療一般需要在組織中形成高產率的單線態氧，單線態氧可以與相伴形成的超氧化物或其他活性氧類別具有協同效應。用於PDT治療的最佳敏化物(sensitizers)的性質包括(i)合成簡單、有效且經濟；(ii)穩定、純淨且儲藏時間長；(iii)可溶於在生物相容性溶劑或媒介物(vehicle) 中；(iv)在「光治療窗」(600-900nm)中消光係數高；(ν)高量子產率的單線態分子氧致敏作用和/或超氧化物生成；(vi)暗毒性較低或沒有暗毒性；(vii)選擇性蓄積並較長時間滯留於腫瘤組織中；(viii)在全身性施用下皮膚光致敏作用低；(ix)光漂白可控；(χ)治療後容易代謝或排洩。敏化物僅是細胞毒性物質特別是單線態氧和其他活性氧類別例如超氧離子的前體。單線態氧的直接前體以及超氧化物通常的直接前體是三線態的敏化物。 因此，單線態氧的高量子產率要求至少三種敏化物三線態性質(i)幾乎一致的量子產率， ( )電子能比單線態氧(94kJ/mol)高至少20kJ/mol，和(iii)壽命長(數百微秒)。加入特定的介體可以增強在腫瘤組織中的蓄積和滯留，但是與這些目的相關的敏化物的內在性質是所述敏化物的親水性/親油性，滿足這些性質而達到希望的目標的能力是最受歡迎的性質。
光治療窗的下限是通過血紅素蛋白的存在確定的，在組織的可見光區血紅素蛋白佔大部分的光吸收。在^Onm以下，光在組織中的穿透迅速降低。然而，550-630nm的穿透顯著增強，至700nm時穿透又倍增。然後隨著波長移動至800nm，組織穿透增強10%。光治療窗的上限是通過水的紅外輻射吸收和通過有效能量轉移至氧的能量需求確定的。的確，由擴散控制的從敏化物向分子氧的三線態能量轉移要求敏化物的三線態能量為至少IMkJ/ mol。此外，四吡咯大環的單線態-三線態能量分裂是約40kJ/mol [4]，這要求敏化物必須具有大於150kJ/mol的單線態能量。考慮到這些敏化物的Mokes位移一般較小，它們應當只吸收SOOnm以下的光。這樣結論就是理想的敏化物必須強烈吸收波長約750nm的光。在該波長下菌綠素的強吸收使得它們成為PDT敏化物的理想候選者。在其中光穿透並不是關鍵因素的應用中，二氫卟酚也是PDT的適當候選者。光敏素是一種血卟啉衍生物[5]，它是最廣泛使用的光敏劑，已被批准用於治療各種實體瘤[6]。血卟啉衍生物(HpD)是通過將血卟啉與冰醋酸和硫酸混合，然後在酸性條件下水解並沉澱而製備的。Lipson等人[7]部分描述了該方法。由此製備的HpD是由卟啉(porphyrin)的複合混合物構成的。當用kphadex LH-20通過凝膠過濾法分離HpD為其兩種主要級分時，較高分子量的部分稱作光敏素 ，它是更有效的PDT劑[8]。光敏素@的人推薦劑量是1-ang/kg體重。光敏素 的主要組分是用醚、酯，可能還有碳-碳鍵相連的二聚體和更高級寡聚體[9]。光敏素 具有一些人們希望的性質，包括效果好、水溶性、合理的單線態氧產率以及易於製造。但是，光敏素@也具有一些不利的性質(i)它是通過醚、酯和/或碳-碳鍵連接的卟啉二聚體和更高級寡聚體；(ii)在施用4-6周後它在患者中顯示皮膚光毒性；(iii) 由於在紅色區(630nm)其相對較弱的吸收，光難以穿透通過組織限制了光敏素的當前臨床應用中用於破壞位於治療中所使用光源小於4mm的癌組織。因此，需要更有效、化學純的、光毒性較低、集中更好的敏化物，其更強烈地並且在紅外區吸收光。已知四吡咯環之一的化學還原，即相當於將卟啉轉化為二氫卟酚會導致最長波長吸收帶進一步位移至紅色區，同時其消光係數增強。在第二代的PDT光敏劑中研究了這些性質，商品名為i^oscan 的5，10，15，20-四(3-羥基苯基)二氫卟酚(m_THPC)是最有效的第二代光敏劑之一 [10]。進一步還原對面的吡咯環，即相當於將二氫卟酚轉化為菌綠素會導致吸收帶位移至紅外區，其消光係數有額外的增強。但是，直至近來，人們普遍認為，菌綠素是非常不穩定的化合物[10]，對PDT敏化物的研究努力集中於二氫卟酚[11]。後來顯示，的確可以合成穩定的菌綠素[12]。但這在科學文獻中並未得到完全認可，其中它要求用該途徑合成穩定的菌綠素只局限於製備具有惰性官能團的菌綠素[13]。但是已經製備出了具有其他官能團的菌綠素(見PCT/EP2005/012212，W0/2006/053707)。對菌綠素作為PDT敏化物的顯著興趣以及對一些天然產生的菌綠素在體外和體內是有效的光敏劑的報導[14，15]，激發人們作出很多努力來合成菌綠素。已經如下製備合成的菌綠素通過經由用四氧化鋨鄰位二羥基化[16]，分子內環化[17]，使用卟啉作為二烯親合物的Diels-Alder反應[18]或者使用其中卟啉是二烯的乙烯基卟啉的Diels-Alder 反應[19]，經由1，3_兩極環加成[20]的相應的卟啉的衍生化，也可以通過去氫次甲基二吡咯(dipyrrin)-乙縮醛衍生物的自縮合[21]。此外，Whitlock數十年前研究的製備菌綠素的經典方法，包括用二醯亞胺還原7，8-17，18-吡咯卟啉位[22]。這是Bormet用於合成你8(^11和5，10，15，20-四(3-羥基苯基)菌綠素的方法[23]。同時，對合成菌綠素衍生物所進行的非常廣泛的研究產生了基於上述方法的很多專利(參見，例如US2007/7，166,719 ； US2003/6,624，187 ；US2003/6, 569，846 ；US2002/6, 376，483 ；US1999/5, 864，035 ； US1998/5, 831, 088 ；W090/12573 ；W094/00118 ；W095/32206 ；W096/13504 ；W097/32885 ； US2006/194, 960)。一些新近合成的菌綠素具有可忽略不計的暗毒性和較高的腫瘤選擇性，部分溶於水，在700nm-800nm的範圍內具有顯著的吸收帶。然後，仍有一些缺點，即(i)複雜且昂貴的合成，包括非常困難的純化；(ii)有限的水溶性，在全身性應用的情況下這會導致在有機溶劑中溶解，對生物體產生額外的化學負擔，或者與媒介物結合，增加治療的成本；(iii) 化學不穩定性，特別是在光存在下；(iv)單線態氧量子產率較低或未知。這種第三代光敏劑的有趣代表是鈀-細菌脫鎂葉綠甲酯酸(bacteriopheophorbide)，現稱作"Tookad ,其已經批准用於III期臨床研究。Tookad 是由細菌葉綠素得到的，和大多數天然菌綠素一樣，對氧特別敏感，這導致迅速氧化為二氫卟酚態，後者在660nm或以下具有最大的吸收。 此外，如果用雷射來體內刺激菌綠素，氧化作用會導致形成在雷射窗外吸收的新的發色團， 這會降低光敏效果。在TX-100/PBS中用778nm(13mW)光照測定該族化合物的光化學降解， 顯示90%的所述化合物在5分鐘內不可逆地消失OJ)，同時二氫卟酚帶在660nm伴隨生長 [3]0PDT已經經廣泛試驗，用於治療皮膚疾病，即光化性角化病、鱗狀細胞癌、博溫氏病 (Bowen' s disease)(上皮內鱗狀細胞癌)、基底細胞癌，但是幾乎沒有用於惡性黑素瘤的信息[24]。當使用可見光時，黑素瘤組織的高色素沉著限制了 PDT的效果，因為黑色素會減弱波長小於700nm的光的穿透。也有局部PDT應用於非腫瘤型疾病，例如銀屑病中的報導。較早的研究使用在包含經皮滲透促進劑的液體製劑中的血卟啉衍生物[25]和中-四苯基卟啉磺酸四鈉鹽[26]。然而，典型地，當將HpD或其他卟啉在(液體、凝膠劑、霜劑、乳劑等)製劑(包含增強HpD或其他卟啉通過組織擴散的媒介物)中局部應用時，隨著正常組織液稀釋所述滲透促進劑會產生卟啉滯留的傾向。在這些情況中，P卜啉不再通過組織擴散(甚至保留在溶液中)。因此，局部應用卟啉經常與對惡性組織的特異性喪失有關，由於卟啉的局部集中，在應用位點附近的正常組織會發生持久性的光敏作用。為克服這些問題，有人建議不局部應用卟啉，有利的是使用下列藥劑它本身不是光敏劑，但它在體內誘導內源性卟啉的合成，該藥劑即原卟啉-IX(Ppix) [27]。已知5-氨基-4-氧代戊酸，也稱作5-氨基戊酮酸(或ALA)是一種原卟啉IX的生物學前體。過量的ALA導致PpIX的生物學蓄積，後者是真正的光敏劑。因此，通過將ALA局部應用於皮膚腫瘤，然後在數小時後將所述腫瘤暴露於光下，可以獲得有益的光治療效果(參見，例如， W091/01727)。由於覆蓋基底細胞癌和鱗狀細胞癌的皮膚比健康皮膚更易被ALA滲透，而且由於PpIX的生物合成在皮膚腫瘤中更為有效，人們發現，局部應用ALA會導致PpIX在腫瘤中的產生選擇性地增加。這已經成為ALA或其一些衍生物的很多皮膚病學製劑的基礎，這些製劑是已經批准並在臨床中使用的，最明顯的是Levulan⑧和Metvix⑧。然而，在ALA的應用代表了本領域的顯著進步的同時，用ALA進行的光動力學治療並不完全令人滿意。在ALA-PDT中，患者反覆報告發生疼痛[28]。ALA是一種前藥，生成藥物的效率隨著受試者中的生物合成而不同。僅非常有限量的PpIX可以通過細胞生物合成。它在藥物製劑中也不穩定。它不能以足夠的效率滲透所有的腫瘤和其他組織而治療範圍廣泛的腫瘤或其他疾病。它光敏化光的優選波長是約635nm，而它顯示出僅的入射紅光(600-700nm)可以通過Icm厚的人組織切片。因此存在對局部應用的改善的光動力治療劑的需求。I. B.

發明內容
根據第一個方面，本發明提供一種製備具有下式的二氫卟酚或菌綠素衍生物的方法式(I)其中 ^ttt=表示碳-碳單鍵或碳-碳雙鍵；X1，X2，X3，X4，X5，X6，X7，X8各自獨立地選自滷素(F、Cl、Br)和氫原子，條件是所有 X2，X4，X6和X8或者所有X1，X3，X5和X7都是滷素，或者所有X都是滷素；R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8獨立地選自H、-OH和-SO2R,其中R各自獨立地選自-Cl、-0H、-胺基酸、-0R\ -NHRn和_NR2n，其中Rn是1_12個碳原子的烷基；R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8獨立地選自H、-OH和-SO2R,其中R各自獨立地選自-Cl、-0H、-胺基酸、-0R\ -NHRn和_NR2n，其中Rn是1_12個碳原子的烷基；Y是氟或氫；包括下列步驟(i)在沒有溶劑並任選沒有鹼的情況下，使用醯胼將相應取代的卟啉固態還原為所述二氫卟酚衍生物或菌綠素衍生物；其中所述相應取代的卟啉具有下式
權利要求
1.製備具有下式的二氫卟酚或菌綠素衍生物的方法
2.製備具有下式的二氫卟酚或菌綠素衍生物的方法
3.藥物組合物，包含(a)具有下式的二氫卟酚或菌綠素衍生物
4.根據權利要求3的藥物組合物，其中所述表面滲透促進劑選自二烷基亞碸類、 N-甲基甲醯胺、二甲基甲醯胺、二甲基乙醯胺、二醇類、吡咯烷酮衍生物和1-取代氮雜環烷-2-酮類。
5.二氫卟酚或菌綠素衍生物或其藥學上可接受的組合物衍生物在檢測過度增殖的組織中的用途；其中所述二氫卟酚或菌綠素衍生物具有下式
6.在受試者中檢測存在過度增殖的組織的方法，包括(i)給所述受試者施用在診斷上足夠量的優先與靶點結合的具有下式的二氫卟酚或菌綠素衍生物
7.權利要求6的方法，其中所述顯像步驟是通過使患者至少一部分身體產生MRI圖像來完成的。
8.權利要求6的方法，其中所述顯像步驟是通過將所述化合物暴露於足夠能量的光下使得所述化合物發螢光來完成的。
9.藥學上可接受的組合物，用於治療皮膚癌或選自光化性角化病、鱗狀細胞癌、博溫氏病、基底細胞癌、銀屑病、尋常痤瘡和紅斑痤瘡的皮膚疾病；其中所述組合物包含(i)具有下式的二氫卟酚或菌綠素衍生物
10.根據權利要求9的藥物組合物，其中所述表面滲透促進劑選自二烷基亞碸類、 N-甲基甲醯胺、二甲基甲醯胺、二甲基乙醯胺、二醇類、吡咯烷酮衍生物和1-取代氮雜環烷-2-酮類。
全文摘要
本發明提供磺酸化的二氫卟酚和菌綠素的製備方法，性質、藥物組合物和用於過度增殖組織例如腫瘤、過度增殖的血管和對PDT應答的其他障礙或異常情況的光動力學治療(PDT)的治療方法。具體地，描述了穩定的二氫卟酚和菌綠素經濟的大規模合成方法。它們的性質正好滿足PDT對理想光敏劑性質的要求。在另一個實施方案中，提供了用於全身性施用的藥物組合物和治療方法。在另一個實施方案中，也提供了用於局部施用的藥物組合物和治療方法。還提供了一種標記靶組織並通過核磁共振成像的螢光提供該組織圖像的方法。
文檔編號A61K31/409GK102227432SQ200980147426
公開日2011年10月26日 申請日期2009年10月22日 優先權日2008年10月24日
發明者G·斯圖徹爾, K·厄班斯卡, L·G·達西爾瓦阿諾特莫雷拉, M·梅古恩斯派雷拉, S·J·弗莫辛豪桑切斯希莫斯, S·P·瑪加爾黑斯希莫斯 申請人:蘭色製藥醫藥工業股份有限公司, 科英布拉大學