專利名稱：制備二氫卟酚的方法及它們的醫(yī)藥用途的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及磺酸化的(sulfonated) 二氫卟酚和菌綠素的制備方法、性質(zhì)、藥物組合物和治療用途，其設(shè)計(jì)用于過度增殖(hyperproliferative)組織例如腫瘤、過度增殖的血管和對光動(dòng)力學(xué)治療應(yīng)答的其他障礙或異常情況的光動(dòng)力學(xué)治療(PDT)。具體地，本發(fā)明涉及能大規(guī)?；瘜W(xué)合成穩(wěn)定的二氫卟酚和菌綠素的新方法，其特征在于不使用溶劑和堿。 在另一個(gè)實(shí)施方案中，提供了用于全身性施用的治療用途的藥物組合物和方法。在另一個(gè)實(shí)施方案中，也提供了用于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(dòng)力學(xué)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(shù)：
I.A.現(xiàn)有技術(shù)當(dāng)注射到生物體中時(shí)，各種四吡咯大環(huán)類例如紅紫素、二氫卟酚、菌綠素、酞菁、苯并二氫卟酚已經(jīng)顯示出下列能力優(yōu)先集中于過度增殖的組織中，吸收光并對光應(yīng)答以形成活化態(tài)。然后當(dāng)以適當(dāng)?shù)牟ㄩL照射時(shí)，這些大環(huán)類對它們所集中的細(xì)胞或其他組織顯示細(xì)胞毒性效應(yīng)。此外，這些化合物也會導(dǎo)致從所述組織中發(fā)射出能量，這可以用于檢測它們的位置。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，然后在一段時(shí)間后，用可見光或近紅外光(約 50-200J/cm2)照射該腫瘤區(qū)域。該光敏劑吸收光并發(fā)熒光，或者通過電子或氫轉(zhuǎn)移反應(yīng)與底物分子反應(yīng)(I型過程)，或者將其能量傳輸給基態(tài)分子氧而產(chǎn)生攻擊該組織的單線態(tài)氧 O2(1Ag) (II型過程)。I型過程的主要貢獻(xiàn)者是從電刺激的光敏劑中電子轉(zhuǎn)移而形成的超氧化物(02_)。有證據(jù)表明，在細(xì)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(rèn)為當(dāng)也產(chǎn)生超氧化物時(shí)PDT應(yīng)答增大[3]。在檢測時(shí)，當(dāng)暴露于希望波長的光線時(shí)確定熒光，其所需的能量比用于治療時(shí)低。充分治療一般需要在組織中形成高產(chǎn)率的單線態(tài)氧，單線態(tài)氧可以與相伴形成的超氧化物或其他活性氧類別具有協(xié)同效應(yīng)。用于PDT治療的最佳敏化物(sensitizers)的性質(zhì)包括(i)合成簡單、有效且經(jīng)濟(jì)；(ii)穩(wěn)定、純凈且儲藏時(shí)間長；(iii)可溶于在生物相容性溶劑或媒介物(vehicle) 中；(iv)在“光治療窗”(600-900nm)中消光系數(shù)高；(ν)高量子產(chǎn)率的單線態(tài)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)選擇性蓄積并較長時(shí)間滯留于腫瘤組織中；(viii)在全身性施用下皮膚光致敏作用低；(ix)光漂白可控；(χ)治療后容易代謝或排泄。敏化物僅是細(xì)胞毒性物質(zhì)特別是單線態(tài)氧和其他活性氧類別例如超氧離子的前體。單線態(tài)氧的直接前體以及超氧化物通常的直接前體是三線態(tài)的敏化物。 因此，單線態(tài)氧的高量子產(chǎn)率要求至少三種敏化物三線態(tài)性質(zhì)(i)幾乎一致的量子產(chǎn)率， ( )電子能比單線態(tài)氧(94kJ/mol)高至少20kJ/mol，和(iii)壽命長(數(shù)百微秒)。加入特定的介體可以增強(qiáng)在腫瘤組織中的蓄積和滯留，但是與這些目的相關(guān)的敏化物的內(nèi)在性質(zhì)是所述敏化物的親水性/親油性，滿足這些性質(zhì)而達(dá)到希望的目標(biāo)的能力是最受歡迎的性質(zhì)。
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(qū)血紅素蛋白占大部分的光吸收。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(qiáng)，至700nm時(shí)穿透又倍增。然后隨著波長移動(dòng)至800nm，組織穿透增強(qiáng)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(zhuǎn)移至氧的能量需求確定的。的確，由擴(kuò)散控制的從敏化物向分子氧的三線態(tài)能量轉(zhuǎn)移要求敏化物的三線態(tài)能量為至少IMkJ/ mol。此外，四吡咯大環(huán)的單線態(tài)-三線態(tài)能量分裂是約40kJ/mol [4]，這要求敏化物必須具有大于150kJ/mol的單線態(tài)能量。考慮到這些敏化物的Mokes位移一般較小，它們應(yīng)當(dāng)只吸收SOOnm以下的光。這樣結(jié)論就是理想的敏化物必須強(qiáng)烈吸收波長約750nm的光。在該波長下菌綠素的強(qiáng)吸收使得它們成為PDT敏化物的理想候選者。在其中光穿透并不是關(guān)鍵因素的應(yīng)用中，二氫卟酚也是PDT的適當(dāng)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，已被批準(zhǔn)用于治療各種實(shí)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，然后在酸性條件下水解并沉淀而制備的。Lipson等人[7]部分描述了該方法。由此制備的HpD是由卟啉(porphyrin)的復(fù)合混合物構(gòu)成的。當(dāng)用kphadex LH-20通過凝膠過濾法分離HpD為其兩種主要級分時(shí)，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(zhì)，包括效果好、水溶性、合理的單線態(tài)氧產(chǎn)率以及易于制造。但是，光敏素@也具有一些不利的性質(zhì)(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周后它在患者中顯示皮膚光毒性；(iii) 由于在紅色區(qū)(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(dāng)前臨床應(yīng)用中用于破壞位于治療中所使用光源小于4mm的癌組織。因此，需要更有效、化學(xué)純的、光毒性較低、集中更好的敏化物，其更強(qiáng)烈地并且在紅外區(qū)吸收光。已知四吡咯環(huán)之一的化學(xué)還原，即相當(dāng)于將卟啉轉(zhuǎn)化為二氫卟酚會導(dǎo)致最長波長吸收帶進(jìn)一步位移至紅色區(qū)，同時(shí)其消光系數(shù)增強(qiáng)。在第二代的PDT光敏劑中研究了這些性質(zhì)，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(jìn)一步還原對面的吡咯環(huán)，即相當(dāng)于將二氫卟酚轉(zhuǎn)化為菌綠素會導(dǎo)致吸收帶位移至紅外區(qū)，其消光系數(shù)有額外的增強(qiáng)。但是，直至近來，人們普遍認(rèn)為，菌綠素是非常不穩(wěn)定的化合物[10]，對PDT敏化物的研究努力集中于二氫卟酚[11]。后來顯示，的確可以合成穩(wěn)定的菌綠素[12]。但這在科學(xué)文獻(xiàn)中并未得到完全認(rèn)可，其中它要求用該途徑合成穩(wěn)定的菌綠素只局限于制備具有惰性官能團(tuán)的菌綠素[13]。但是已經(jīng)制備出了具有其他官能團(tuán)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(chǎn)生的菌綠素在體外和體內(nèi)是有效的光敏劑的報(bào)道[14，15]，激發(fā)人們作出很多努力來合成菌綠素。已經(jīng)如下制備合成的菌綠素通過經(jīng)由用四氧化鋨鄰位二羥基化[16]，分子內(nèi)環(huán)化[17]，使用卟啉作為二烯親合物的Diels-Alder反應(yīng)[18]或者使用其中卟啉是二烯的乙烯基卟啉的Diels-Alder 反應(yīng)[19]，經(jīng)由1，3_兩極環(huán)加成[20]的相應(yīng)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(shù)十年前研究的制備菌綠素的經(jīng)典方法，包括用二酰亞胺還原7，8-17，18-吡咯卟啉位[22]。這是Bormet用于合成你8(^11和5，10，15，20-四(3-羥基苯基)菌綠素的方法[23]。同時(shí)，對合成菌綠素衍生物所進(jìn)行的非常廣泛的研究產(chǎn)生了基于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(jì)的暗毒性和較高的腫瘤選擇性，部分溶于水，在700nm-800nm的范圍內(nèi)具有顯著的吸收帶。然后，仍有一些缺點(diǎn)，即(i)復(fù)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(yīng)用的情況下這會導(dǎo)致在有機(jī)溶劑中溶解，對生物體產(chǎn)生額外的化學(xué)負(fù)擔(dān)，或者與媒介物結(jié)合，增加治療的成本；(iii) 化學(xué)不穩(wěn)定性，特別是在光存在下；(iv)單線態(tài)氧量子產(chǎn)率較低或未知。這種第三代光敏劑的有趣代表是鈀-細(xì)菌脫鎂葉綠甲酯酸(bacteriopheophorbide)，現(xiàn)稱作"Tookad ,其已經(jīng)批準(zhǔn)用于III期臨床研究。Tookad 是由細(xì)菌葉綠素得到的，和大多數(shù)天然菌綠素一樣，對氧特別敏感，這導(dǎo)致迅速氧化為二氫卟酚態(tài)，后者在660nm或以下具有最大的吸收。 此外，如果用激光來體內(nèi)刺激菌綠素，氧化作用會導(dǎo)致形成在激光窗外吸收的新的發(fā)色團(tuán)， 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(xué)降解， 顯示90%的所述化合物在5分鐘內(nèi)不可逆地消失OJ)，同時(shí)二氫卟酚帶在660nm伴隨生長 [3]0PDT已經(jīng)經(jīng)廣泛試驗(yàn)，用于治療皮膚疾病，即光化性角化病、鱗狀細(xì)胞癌、博溫氏病 (Bowen' s disease)(上皮內(nèi)鱗狀細(xì)胞癌)、基底細(xì)胞癌，但是幾乎沒有用于惡性黑素瘤的信息[24]。當(dāng)使用可見光時(shí)，黑素瘤組織的高色素沉著限制了 PDT的效果，因?yàn)楹谏貢p弱波長小于700nm的光的穿透。也有局部PDT應(yīng)用于非腫瘤型疾病，例如銀屑病中的報(bào)道。較早的研究使用在包含經(jīng)皮滲透促進(jìn)劑的液體制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(dāng)將HpD或其他卟啉在(液體、凝膠劑、霜?jiǎng)?、乳劑?制劑(包含增強(qiáng)HpD或其他卟啉通過組織擴(kuò)散的媒介物)中局部應(yīng)用時(shí)，隨著正常組織液稀釋所述滲透促進(jìn)劑會產(chǎn)生卟啉滯留的傾向。在這些情況中，P卜啉不再通過組織擴(kuò)散(甚至保留在溶液中)。因此，局部應(yīng)用卟啉經(jīng)常與對惡性組織的特異性喪失有關(guān)，由于卟啉的局部集中，在應(yīng)用位點(diǎn)附近的正常組織會發(fā)生持久性的光敏作用。為克服這些問題，有人建議不局部應(yīng)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(nèi)誘導(dǎo)內(nèi)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(xué)前體。過量的ALA導(dǎo)致PpIX的生物學(xué)蓄積，后者是真正的光敏劑。因此，通過將ALA局部應(yīng)用于皮膚腫瘤，然后在數(shù)小時(shí)后將所述腫瘤暴露于光下，可以獲得有益的光治療效果(參見，例如， W091/01727)。由于覆蓋基底細(xì)胞癌和鱗狀細(xì)胞癌的皮膚比健康皮膚更易被ALA滲透，而且由于PpIX的生物合成在皮膚腫瘤中更為有效，人們發(fā)現(xiàn)，局部應(yīng)用ALA會導(dǎo)致PpIX在腫瘤中的產(chǎn)生選擇性地增加。這已經(jīng)成為ALA或其一些衍生物的很多皮膚病學(xué)制劑的基礎(chǔ)，這些制劑是已經(jīng)批準(zhǔn)并在臨床中使用的，最明顯的是Levulan⑧和Metvix⑧。然而，在ALA的應(yīng)用代表了本領(lǐng)域的顯著進(jìn)步的同時(shí)，用ALA進(jìn)行的光動(dòng)力學(xué)治療并不完全令人滿意。在ALA-PDT中，患者反復(fù)報(bào)告發(fā)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(xì)胞生物合成。它在藥物制劑中也不穩(wěn)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范圍廣泛的腫瘤或其他疾病。它光敏化光的優(yōu)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(yīng)用的改善的光動(dòng)力治療劑的需求。I. B.

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)第一個(gè)方面，本發(fā)明提供一種制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(dú)立地選自鹵素(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都是鹵素，或者所有X都是鹵素；R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8獨(dú)立地選自H、-OH和-SO2R,其中R各自獨(dú)立地選自-Cl、-0H、-氨基酸、-0R\ -NHRn和_NR2n，其中Rn是1_12個(gè)碳原子的烷基；R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8獨(dú)立地選自H、-OH和-SO2R,其中R各自獨(dú)立地選自-Cl、-0H、-氨基酸、-0R\ -NHRn和_NR2n，其中Rn是1_12個(gè)碳原子的烷基；Y是氟或氫；包括下列步驟(i)在沒有溶劑并任選沒有堿的情況下，使用酰胼將相應(yīng)取代的卟啉固態(tài)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(yīng)取代的卟啉具有下式
權(quán)利要求
1.制備具有下式的二氫卟酚或菌綠素衍生物的方法
2.制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(jù)權(quán)利要求3的藥物組合物，其中所述表面滲透促進(jìn)劑選自二烷基亞砜類、 N-甲基甲酰胺、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二醇類、吡咯烷酮衍生物和1-取代氮雜環(huán)烷-2-酮類。
5.二氫卟酚或菌綠素衍生物或其藥學(xué)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(yōu)先與靶點(diǎn)結(jié)合的具有下式的二氫卟酚或菌綠素衍生物
7.權(quán)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(chǎn)生MRI圖像來完成的。
8.權(quán)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于足夠能量的光下使得所述化合物發(fā)熒光來完成的。
9.藥學(xué)上可接受的組合物，用于治療皮膚癌或選自光化性角化病、鱗狀細(xì)胞癌、博溫氏病、基底細(xì)胞癌、銀屑病、尋常痤瘡和紅斑痤瘡的皮膚疾??；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(jù)權(quán)利要求9的藥物組合物，其中所述表面滲透促進(jìn)劑選自二烷基亞砜類、 N-甲基甲酰胺、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二醇類、吡咯烷酮衍生物和1-取代氮雜環(huán)烷-2-酮類。
全文摘要
本發(fā)明提供磺酸化的二氫卟酚和菌綠素的制備方法，性質(zhì)、藥物組合物和用于過度增殖組織例如腫瘤、過度增殖的血管和對PDT應(yīng)答的其他障礙或異常情況的光動(dòng)力學(xué)治療(PDT)的治療方法。具體地，描述了穩(wěn)定的二氫卟酚和菌綠素經(jīng)濟(jì)的大規(guī)模合成方法。它們的性質(zhì)正好滿足PDT對理想光敏劑性質(zhì)的要求。在另一個(gè)實(shí)施方案中，提供了用于全身性施用的藥物組合物和治療方法。在另一個(gè)實(shí)施方案中，也提供了用于局部施用的藥物組合物和治療方法。還提供了一種標(biāo)記靶組織并通過核磁共振成像的熒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(yōu)先權(quán)日2008年10月24日
發(fā)明者G·斯圖徹爾, K·厄班斯卡, L·G·達(dá)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:蘭色制藥醫(yī)藥工業(yè)股份有限公司, 科英布拉大學(xué)