[发明专利]高剪切固相合成

说明书

本公开涉及有机分子的固相合成，并且尤其涉及使用固相合成来合成聚合物的高效方法，例如肽、核苷酸或糖。

技术领域

本公开总体上涉及固相合成以及使用固相合成法合成肽和其他分子的方法的领域。

背景技术

肽类药物有许多应用。市场上大约有100种已获批准的肽类药物，其中有几种大片药物，如生长抑素类似物奥曲肽。肽类药物最流行和占主导地位的领域包括HIV治疗、糖尿病、癌症治疗，并且在神经系统紊乱(例如阿尔茨海默氏病和帕金森氏病)以及自身免疫性疾病(例如狼疮、类风湿关节炎和葡萄膜炎)领域中的应用也不断产生。

在制药工业中，习惯使用三种主要方法来制备大量肽：重组技术；液相化学合成和固相肽合成(SPPS)。由于原料成本低和规模经济，SPPS是肽的首选制造方法。固相化学方法生产从克到100Kg规模的相对短的肽(通常长达约50个氨基酸长)的速度更快且成本更低，并且更适合于早期临床开发。

SPPS方法是多步骤链方法，其涉及两种主要类型(即阶段或步骤)的反应：(i)除去临时保护基(脱保护)和(ii)氨基酸偶联。这些反应一个接一个地依次发生，并进行中间洗涤以除去未反应的试剂和可溶性副产物。通常，在固相合成中，在不溶性聚合树脂上构建一系列结构单元，所述不溶性聚合树脂具有对所述结构单元具有反应性的连接单元。由于某些结构单元，例如氨基酸包含至少两个彼此反应的官能团(即氨基和羧酸根基团)，因此通常预先保护一个基团(通常是氨基)，以使游离的羧酸根基团与连接单元反应，而不是与另一个存在的氨基酸反应。为了使氨基酸链延续，对氨基进行脱保护，从而产生具有第一氨基酸的树脂，可用于与连续的N-保护的氨基酸反应。重复该过程，直到获得所需数量的结构单元为止。使用不溶性树脂的目的是使简单的洗涤过程成为可能，该过程只需清洗所有过量的可溶试剂以及副产物，同时保持所需的产物附着在不溶性树脂上。因此，最后的合成步骤是除去侧链保护基并切下结构单元链(肽)，并将其与不溶性树脂分离。

因此，聚合物分子的固相合成通常包括以下合成步骤：(a)官能化的树脂聚合物珠粒的溶胀；(b)将第一被保护的单体单元偶联到官能化的树脂上；(c)洗涤过量的第一被保护的单体单元；(d)使用脱保护剂对与步骤(b)中形成的与第一单体连接的树脂进行脱保护，从而形成与第一脱保护单体连接的树脂；和(e)洗涤过量的脱保护剂。然后对随后的被保护的单体循环重复步骤(b)-(e)，从而形成树脂-聚合物分子。因此，步骤(b)-(e)被认为是一个循环，其中总固相合成通常包括多个循环。最后，将所需的产物分子从树脂上切下并与树脂分离，从而获得最终的聚合物产物。

用于固相合成的树脂通常是不溶的聚合物，经化学反应性官能团改性。这些官能团在化学上适合与要掺入目标产物寡聚物/聚合物中的第一单体偶联。所述第一单体以及其他顺序单体通常包括至少两个彼此反应的官能团。然而，在这些官能团之一上放置保护基将所述转化限制为将被保护的单体单元偶联到树脂，从而形成最初与第一单体连接并在许多类似的循环之后与单体的构建体连接的树脂。通常，为了确保反应完成，在一系列的循环中的每个被保护单体被过量(相对于与树脂结合的分子而言)使用。典型地，也过量(相对于与树脂结合的单体分子而言)使用脱保护剂，以确保反应完成。

自1963年布鲁斯·梅里菲尔德(Bruce Merrifield)发明SPPS(Merrifield，R.B.(1963)J.Am.Chem.Soc.85，2149-2154)以来，引入了许多方法来改进该技术。这些方法大多数基于偶联剂的化学修饰(Pattabiraman等，Nature(2011)480，471-479)。其他改进包括热方法，例如微波和加热(Collins等，(2014)Org.Lett.16，940-943)。然而，关于水动力参数对SPPS中产率和副反应影响的研究很少。