CN117177954A - 用于核酸递送的可离子化脂质及其组合物 - Google Patents

用于核酸递送的可离子化脂质及其组合物 Download PDF

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Abstract

本发明涉及式(I)的化合物或者药学上可接受的盐，及其在脂质颗粒递送***中用于递送例如核酸等药物活性成分的用途。

Description

用于核酸递送的可离子化脂质及其组合物
相关申请
本申请要求2021年4月13日提交的202110396368.4号中国申请的优先权和权益，该在先申请的全部内容以引用的方式并入本文。
技术领域
本发明涉及用于核酸递送的可离子化脂质及其组合物，属于药物化学领域。
背景技术
核酸药物包括DNA、反义寡核苷酸(ASO)、小干扰RNA(siRNA)、微小RNA(miRNA)、miRNA mimics、anti-miRs、核酶、mRNA、核酸适配体、质粒、CRISPR RNA等。核酸药物的应用受其化学性质的不稳定限制，体外、体内易被核酸酶降解成单个核苷酸，而失去功效。
核酸药物的应用往往需要特殊的递送载体，包括病毒载体和非病毒载体。常用病毒载体包括逆转录病毒、慢病毒、腺相关病毒等，病毒载体借助其天然的细胞感染活性能顺利侵入细胞，转运效率高，然而免疫原性、负载能力有限、生产工艺复杂等因素限制其临床应用。非病毒载体是目前研究较多、应用前景较好的一类基因递送载体，主要通过递送材料形成的阳离子与mRNA磷酸根离子的吸附作用负载mRNA，形成脂质体或纳米粒等结构，保护其免受核酸酶的降解并改变其入胞途径，优势在于载体相对易得、免疫原性低、安全性较高。
传统的非病毒核酸递送材料多为阳离子脂质或阳离子聚合物，因其强正电性，在体内容易被血浆蛋白吸附进而被网状内皮***摄取，使所负载的核酸药物遭到破坏。非病毒载体中研究较多的为基于可离子化脂质的脂质纳米粒，通过可离子化脂质材料制备的纳米颗粒在体外酸性环境中显正电性，对核酸的静电吸附实现对核酸药物的负载，进入体内的中性环境后则显电中性，避免了血浆蛋白的吸附和网状内皮***的捕获。基于此，可离子化脂质纳米粒在核酸递送领域有着非常广阔的前景。
然而，可离子化脂质纳米粒的临床应用还相对较少，而核心难点在于安全有效的可离子化脂质的开发。因此，开发具有更高递送效率、更安全的可离子化脂质核酸递送材料，对于核酸药物基因治疗的广泛应用具有重要意义。
发明内容
本发明提供式(1)化合物以及药学上可接受的盐，其可用于形成核酸脂质纳米颗粒，本发明提供的可离子化脂质及其制备的纳米颗粒具有较高的mRNA包封率和较强的转染能力，且包载的mRNA在体内具有较强的表达和免疫抗肿瘤作用。
一方面，本发明提供了式Ⅰ所示的化合物，或其药学上可接受的盐，其中所述式(I)中所示的变量在本文中被定义。还提供了包含式(I)化合物、其药学上可接受的盐的核酸药物的药物组合物。
附图说明
图1 II-1 LNP@mRNA的凝胶阻滞结果。
图2 II-1 LNP@mRNA的粒径、PDI及电位。
图3 II-1、II-5、III-5、VI-1 LNP@Luc mRNA的微观形态。
图4 MC3、II-13、III-9、IV-4 LNP@GFP mRNA对DC2.4细胞的转染。
图5 II-11、III-6、V-2和MC3 LNP@Luc mRNA的体内表达及分布。
图6 II-9、III-8、II-22、VI-4 LNP@OVA mRNA的免疫抗肿瘤效果。
图7 MC3、III-3、VI-2 LNP@OVA mRNA的肌注安全性比较。
图8肌注给药LNP@Luc mRNA表达的生物发光图像。
图9免疫小鼠RBD特异性IgG滴度。
图10免疫小鼠谷的丙转氨酶(ALT)水平。
图11免疫小鼠的天冬氨酸转氨酶(AST)水平。
图12免疫小鼠的肌酸酐(CRE)水平。
发明详述
本发明公开旨在解决现有技术问题中的至少一个，并提供用于核酸递送的可离子化脂质。
在第一个实施方案中，本申请提供式(I)化合物或其药学上可接受的盐：
其中：
m1、m2、m3、m4各自独立地选自1、2、3、4或5；
L1、L2、L3、L4各自独立地选自-CH(OH)-、-C(＝O)-、-C(＝O)O-、-OC(＝O)-、-C(＝O)S-、-SC(＝O)-、-C(＝O)NRa-、-NRaC(＝O)-、-NRaC(＝O)O-、-OC(＝O)NRa-、-O-、-O-O-、-S-、-S-S-、-S-S-S-、-CH(OH)CH2O-、-CH(OH)CH2S-或不存在，其中每个Ra独立地选自-H或任选取代的C1-C6烷基；
R1、R2、R3、R4各自独立地选自任选取代的C6-C30烷基、任选取代的C6-C30烯基、任选取代C6-C30炔基；
G1、G2、G3、G4各自独立地选自-Rc-、-RcCH(OH)Rd-、-RcC(＝O)Rd-、-RcC(＝O)ORd-、-RcOC(＝O)Rd-、-RcC(＝O)SRd-、-RcSC(＝O)Rd-、-RcC(＝O)N(Rb)Rd-、-RcN(Rb)C(＝O)Rd-、-RcN(Rb)C(＝O)ORd-、-RcOC(＝O)N(Rb)Rd-、-RcORd-、-Rc-O-O-Rd-、-RcSRd-、-Rc-S-S-Rd-、-Rc-S-S-S-Rd-或者不存在；其中每个Rb各自独立地选自-H或任选取代的C1-C6烷基；每个Rc、Rd各自独立地选自-(CH2)n-，n为0、1、2、3或4；
R5、R6各自独立地选自-H、-OH或任选取代的C1-C6烷基。
在第二实施方案中，本申请提供式(1)化合物或者药学上可接受的盐，其中G1、G2各自独立地选自-Rc-，G3、G4各自独立地选自-Rc-、-RcC(＝O)Rd-、-RcC(＝O)ORd-、-RcOC(＝O)Rd-、-RcC(＝O)N(Rb)Rd-、-RcN(Rb)C(＝O)Rd-、-RcN(Rb)C(＝O)ORd-、-RcOC(＝O)N(Rb)Rd-或不存在；
每个Rb各自独立地选自-H或C1-C6烷基；
每个Rc，Rd各自独立地选自-(CH2)n-，n为0、1、2、3或4。在第一个实施方案中提供了剩余变量的定义。
在第三个实施方案中，本发明提供根据第二个实施方案所述的化合物或者药学上可接受的盐，其中G1、G2各自独立地选自-Rc-；G3、G4各自独立地选自-Rc-、-RcC(＝O)ORd-、
-RcOC(＝O)Rd-、-RcC(＝O)N(Rb)Rd-、-RcN(Rb)C(＝O)Rd-或不存在；其中每个Rb各自独立地选自-H或C1-C2烷基；
每个Rc和Rd给独立地选自-(CH2)n-或不存在，n为0、1或2。在第一实施方案中提供了剩余变量的定义。
在第四个实施方案中，本发明提供根据第三个实施方案所述的化合物或者药学上可接受的盐，其中G1和G2为不存在，G3、G4各自独立地选自-CH2-、-CH2C(＝O)OCH2-、-CH2OC(＝O)CH2-、-CH2C(＝O)NHCH2-、-CH2NHC(＝O)CH2-或着不存在。在第一实施方案中提供了剩余变量的定义。
在第五个实施方案中，本发明提供根据第一个实施方案中所述的化合物或者药学上可接受的盐，其中G3、G4各自独立地选自-Rc-，G1、G2各自独立的选自-Rc-、-RcC(＝O)Rd-、-RcC(＝O)ORd-、-RcOC(＝O)Rd-、-RcC(＝O)N(Rb)Rd-、-RcN(Rb)C(＝O)Rd-、-RcN(Rb)C(＝O)ORd-、-RcOC(＝O)N(Rb)Rd-或者不存在；每个Rb独立地为-H或C1-C6烷基；
每个Rc和Rd独立地选自-(CH2)n-，n为0、1、2、3或4。在第一实施方案中提供了剩余变量的定义。
在第六个实施方案中，本发明提供根据第五个实施方案所述的化合物或者药学上可接受的盐，其中所述G3、G4各自独立地为-Rc-，G1、G2各自独立地选自-Rc-、-RcC(＝O)ORd-、-RcOC(＝O)Rd-、-RcC(＝O)N(Rb)Rd-、-RcN(Rb)C(＝O)Rd-或不存在；
每个Rb独立地为-H或C1-C2烷基；
每个Rc和Rd独立地为-(CH2)n-或不存在，n为0、1或2。在第一个实施方案中提供了剩余变量的定义。
在第七个实施方案中，本发明提供根据第六实施方案所述的化合物或者药学上可接受的盐，其中G3、G4为不存在，G1、G2各自独立地选自-CH2-、-CH2C(＝O)O(CH2)1或2-、-(CH2)1或2OC(＝O)CH2-、-CH2C(＝O)N(Rb)CH2-、-CH2N(Rb)C(＝O)CH2-或不存在；
每个Rb独立地为-H或C1-C2烷基，在第一个实施方案中提供了剩余变量的定义。
在第八个实施方案中，本发明提供根据第一至第七个实施方案中任一一个所述的化合物或者药学上可接受的盐，其中L1、L2、L3、L4各自独立地选自-CH(OH)-、-C(＝O)-、-C(＝O)O-、-OC(＝O)-、-C(＝O)NRa-、-NRaC(＝O)-、-NRaC(＝O)O-、-OC(＝O)NRa-、-O-、-S-、-CH(OH)CH2O-、-CH(OH)CH2S-或不存在。在第一至第七实施方案中的任何一个实施方案中提供了剩余变量的定义。
在第九个实施方案中，本发明提供根据第一至第七个实施方案中任一一个所述的化合物或者药学上可接受的盐，其中L1、L2、L3和L4各自独立地选自-CH(OH)-、-C(＝O)-、-C(＝O)O-、-OC(＝O)-、-C(＝O)NRa-、-NRaC(＝O)-、-O-、-S-或不存在；每个Ra各自独立地为-H或C1-C2烷基。在第一至第七实施方案中的任何一个实施方案中提供了剩余变量的定义。
在第十个实施方案中，本发明提供根据第一至第九个实施方案中任一一个所述的化合物或者药学上可接受的盐，其中m1、m2、m3、m4各自独立地选自1或2。在第一至第九实施方案中的任何一个实施方案中提供了剩余变量的定义。
在第十一个实施方案中，本发明提供根据第一至第十个实施方案中任一一个所述的化合物或者药学上可接受的盐，其中R1、R2、R3、R4各自独立地选自C6-C18烷基、C6-C18烯基或C6-C18炔基，其中所述C6-C18烷基、C6-C18烯基或C6-C18炔基任选地可以被1至3个选自卤素、OH或＝O的取代基所取代。在第一至第十实施方案中的任何一个实施方案中提供了剩余变量的定义。
在第十二个实施方案中，本发明提供根据第一至第十个实施方案中任一一个所述的化合物或者药学上可接受的盐，其中R1、R2、R3、R4各自独立地选自C6-C18烷基。在第一至第十实施方案中的任何一个实施方案中提供了剩余变量的定义。
在第十三个实施方案中，本发明提供根据第一至第十二个实施方案中任一一个所述的化合物或者药学上可接受的盐，其中R5、R6各自独立地选自-H、-OH或任选被-OH取代的C1-C4烷基。在第一至第十二实施方案中的任何一个实施方案中提供了剩余变量的定义。
在第十四个实施方案中，本发明提供式(I-1)所示的化合物或者药学上可接受的盐:
其中m1、m2、m3、m4选自相同数字，每个为1、2、3、4或5；L1、L2、L3、L4选自相同基团，每个L1、L2、L3、L4选自-CH(OH)-、-C(＝O)-、^-C(＝O)O-^^、^-OC(＝O)-^^、^-C(＝O)S-^^、^-SC(＝O)-^^、^-C(＝O)NRa-^^、^-NRaC(＝O)-^^、^-NRaC(＝O)O-^^、^-OC(＝O)NRa-^^、-O-、-O-O-、-S-、-S-S-、-S-S-S-、^-CH(OH)CH2O-^^、^-CH(OH)CH2S-^^或不存在；其中^-表示可以连接到R1-4的位点；-^^表示连接到-(CH2)m1-m4-的位点；并且每个Ra独立地为-H或者任选取代的C1-C6烷基；
R1、R2、R3、R4选自相同基团，每个R1、R2、R3、R4选自任选取代的C6-C30烷基，任选取代的C6-C30烯基或者任选取代的C6-C30炔基；
G1、G2选自相同基团，G3、G4选自相同基团，当G1、G2为-Rc-时，G3、G4选自-Rc-、*-RcCH(OH)Rd-**、*-RcC(＝O)Rd-**、*-RcC(＝O)ORd-**、*-RcOC(＝O)Rd-**、*-RcC(＝O)SRd-**、*-RcSC(＝O)Rd-**、*-RcC(＝O)N(Rb)Rd-**、*-RcN(Rb)C(＝O)Rd-**、*-RcN(Rb)C(＝O)ORd-**、*-RcOC(＝O)N(Rb)Rd-**、*-RcORd-**、*-Rc-O-O-Rd-**、*-RcSRd-**、**-Rc-S-S-Rd-**、*-Rc-S-S-S-Rd-**或者不存在；其中*-表示连接到式(I-1)中与末端叔胺原子相邻的-CH2-基团的位点，-**表示连接到与式(I-1)中端叔胺原子相邻的-CH2-基团位点；
当G3、G4为-Rc-时，G1、G2选自-Rc-、#-RcCH(OH)Rd-##、#-RcC(＝O)Rd-##、#-RcC(＝O)ORd-##、#-RcOC(＝O)Rd-##、#-RcC(＝O)SRd-##、#-RcSC(＝O)Rd-##、#-RcC(＝O)N(Rb)Rd-##、#-RcN(Rb)C(＝O)Rd-##、#-RcN(Rb)C(＝O)ORd-##、#-RcOC(＝O)N(Rb)Rd-##、#-RcORd-##、#-Rc-O-O-Rd-##、#-RcSRd-##、#-Rc-S-S-Rd-##、#-Rc-S-S-S-Rd-##或不存在；其中#-表示连接到在式(I-1)化合物中与中端季胺相邻的-CH2-基团位点；-##表示连接G1和G2的位点；每个Rb独立地为-H或者任选取代的C1-C6烷基；
每个Rc和Rd独立地为-(CH2)n-，n为0、1、2、3或4；
R5和R6选自相同基团，每个选自-H、-OH或任选取代的C1-C6烷基。
在第十五个实施方案中，本发明提供实施方案十四所述的化合物或者药学上可接受的盐，其中G1、G2为-Rc-，G3、G4选自-Rc-、*-RcC(＝O)Rd-**、*-RcC(＝O)ORd-**、*-RcOC(＝O)Rd-**、*-RcC(＝O)N(Rb)Rd-**、*-RcN(Rb)C(＝O)Rd-**、*-RcN(Rb)C(＝O)ORd-**、*-RcOC(＝O)N(Rb)Rd-**或者不存在；
每个Rb独立地为-H或C1-C6烷基；
每个Rc和Rd独立地为-(CH2)n-，n为0、1、2、3或4。其余变量的定义实施方案十四中有提供。
在第十六个实施方案中，本发明提供根据实施方案十五所述的化合物或者药学上可接受的盐，其中G1和G2为-Rc-，G3和G4选自*-RcC(＝O)ORd-**、*-RcOC(＝O)Rd-**、*-RcC(＝O)N(Rb)Rd-**、*-RcN(Rb)C(＝O)Rd-**或不存在；
每个Rb独立地为-H或C1-C2烷基；
每个Rc和Rd独立地为-(CH2)n-或不存在，n为0、1或2。其余变量的定义实施方案十四中有提供。
在第十七个实施方案中，本发明提供根据实施方案十六所述的化合物或者药学上可接受的盐，其中G1、G2为不存在，G3、G4选自-CH2-、*-CH2C(＝O)OCH2-**、*-CH2OC(＝O)CH2-**、*-CH2C(＝O)NHCH2-**、*-CH2NHC(＝O)CH2-**或不存在。其余变量的定义实施方案十六中有提供。
在第十八个实施方案中，本发明提供根据权利要求实施方案十四所述的化合物或者药学上可接受的盐，其中G3、G4为-Rc-，G1、G2选自-Rc-、#-RcC(＝O)Rd-##、#-RcC(＝O)ORd-##、#-RcOC(＝O)Rd-##、#-RcC(＝O)N(Rb)Rd-##、#-RcN(Rb)C(＝O)Rd-##、#-RcN(Rb)C(＝O)ORd-##、#-RcOC(＝O)N(Rb)Rd-##或者不存在；
每个Rb独立地为-H或C1-C6烷基；
每个Rc和Rd独立地为-(CH2)n-，n为0、1、2、3或4。其余变量的定义实施方案十四中有提供。
在第十九个实施方案中，本发明提供实施方案十八所述的化合物或者药学上可接受的盐，其中G3、G4为-Rc-，G1、G2选自-Rc-、#-RcC(＝O)ORd-##、#-RcOC(＝O)Rd-##、#-RcC(＝O)N(Rb)Rd-##、#-RcN(Rb)C(＝O)Rd-##或者不存在；
每个Rb独立地为-H或C1-C2烷基；
每个Rc、Rd独立地为-(CH2)n-或不存在，n为0、1或2。其余变量的定义实施方案十四中有提供。
在实施方案二十中，本发明提供实施方案十九所述的化合物或者药学上可接受的盐，其中G3、G4为不存在，G1、G2选自-CH2-、#-CH2C(＝O)O(CH2)1或2-##、#-(CH2)1或2OC(＝O)CH2-##、#-CH2C(＝O)N(Rb)CH2-##、#-CH2N(Rb)C(＝O)CH2-##或不存在；
每个Rb独立地为-H或C1-C2烷基。其余变量的定义实施方案十四中有提供。
在实施方案二十一中，本发明提供实施方案十四至二十任一项所述的化合物或者药学上可接受的盐，其中L1、L2、L3、L4相同，每个L1、L2、L3、L4选自-CH(OH)-、-C(＝O)-、^-C(＝O)O-^^、^-OC(＝O)-^^、^-C(＝O)NRa-^^、^-NRaC(＝O)-^^、^-NRaC(＝O)O-^^、^-OC(＝O)NRa-^^、-O-、-S-、^-CH(OH)CH2O-^^、^-CH(OH)CH2S-^^或者不存在。其余变量的定义实施方案十四至二十任一项中有提供。
在实施方案二十二中，本发明提供实施方案十四至二十任一项所述的化合物或者药学上可接受的盐，其中L1、L2、L3、L4选自相同基团，每个L1、L2、L3、L4选自-CH(OH)-、-C(＝O)-、^-C(＝O)O-^^、^-OC(＝O)-^^、^-C(＝O)NRa-^^、^-NRaC(＝O)-^^、-O-、-S-或者不存在；每个Ra独立地为-H或C1-C2烷基。其余变量的定义实施方案十四至二十任一项中有提供。
在实施方案二十三中，本发明提供本发明提供实施方案十四至二十二项所述的化合物或者药学上可接受的盐，其中m1、m2、m3、m4选自相同数字，每个m1、m2、m3、m4为1或2。其余变量的定义实施方案十四至二十二中任一项中有提供。
在实施方案二十四中，本发明提供实施方案十四至二十三中任一项所述化合物或者药学上可接受的盐，其中R1、R2、R3、R4选自相同基团，每个R1、R2、R3、R4选自C6-C18烷基、C6-C18烯基或C6-C18炔基，其中所述C6-C18烷基、C6-C18烯基或C6-C18炔基任选地可以被1-3个选自卤素、OH或＝O的取代基所取代。其余变量的定义实施方案十四至二十三任一项中有提供。
在实施方案二十五中，本发明提供根据权利要求十四至二十三任一项所述的化合物或者药学上可接受的盐，其中R1、R2、R3、R4选自相同基团，每个R1、R2、R3、R4选自C6-C18烷基。其余变量的定义实施方案十四至二十三任一项中有提供。
在实施方案二十六中，本发明提供实施方案十四至二十五任一项所述的化合物或者药学可接受的盐，其中R5和R6相同，并且选自-H、-OH或任选被-OH取代的C1-C4烷基。其余变量的定实施方案十四至二十五中任一项中有提供。
在其中一个实施方案中，本发明提供一种如下表1所示的化合物或者药学上可接受的盐，
表1
/>
/>
/>
/>
/>
本发明提供了式Ⅰ所示的化合物，或其药学上可接受的盐、异构体、氘代物或前药：
其中，L1、L2、L3、L4独立地选自-RkCH(OH)-、-RkC(＝O)-、-RkC(＝O)O-、-RkOC(＝O)-、-RkC(＝O)S-、-RkSC(＝O)-、-RkC(＝O)NRa-、-RkNRaC(＝O)-、-RkNRaC(＝O)O-、-RkOC(＝O)NRa-、-RkO-、-Rk-O-O-、-RkS-、-Rk-S-S-、-Rk-S-S-S-、-RkCH(OH)CH2O-、-RkCH(OH)CH2S-或不存在，Rk为或不存在，k为1以上的整数，Ra为-H、取代或未取代的烷基；
R1、R2、R3、R4独立地选自C1-C30直链烷基、C1-C30支化烷基、C2-C30直链烯基、C2-C30支化烯基、C2-C30直链炔基或C2-C30支化炔基；
G1、G2、G3、G4独立地选自-Rc-、-RcCH(OH)Rd-、-RcC(＝O)Rd-、-RcC(＝O)ORd-、-RcOC(＝O)Rd-、-RcC(＝O)SRd-、-RcSC(＝O)Rd-、-RcC(＝O)N(Rb)Rd-、-RcN(Rb)C(＝O)Rd-、-RcN(Rb)C(＝O)ORd-、-RcOC(＝O)N(Rb)Rd-、-RcORd-、-Rc-O-O-Rd-、-RcSRd-、-Rc-S-S-Rd-、-Rc-S-S-S-Rd-或不存在，Rb为-H、取代或未取代的烷基，Rc、Rd独立地选自或不存在，n为1以上的整数；
R5、R6独立地选自-OH、-H、取代或未取代的烷基。
进一步地，k为1～10的整数。
进一步地，k为1。
进一步地，L1、L2、L3、L4独立地选自-CH(OH)-、-C(＝O)-、-CH2C(＝O)O-、-C(＝O)O-、-OC(＝O)-、-C(＝O)S-、-SC(＝O)-、-CH2C(＝O)NRa-、-C(＝O)NRa-、-NRaC(＝O)-、-NRaC(＝O)O-、-OC(＝O)NRa-、-CH2O-、-O-、-CH2-O-O-、-CH2S-、-S-、-CH2-S-S-、-CH2-S-S-S-、-CH(OH)CH2O-、-CH(OH)CH2S-或不存在，Ra为-H、取代或未取代的烷基。
进一步地，L1、L2、L3、L4独立地选自-C(＝O)-、-C(＝O)NRa-、-CH2C(＝O)NRa-、-NRaC(＝O)-、
-C(＝O)O-、-CH2C(＝O)O-、-OC(＝O)-、-CH2O-、-O-、-CH2S-、-S-、-CH(OH)-、-CH(OH)CH2O-、
-CH(OH)CH2S-或不存在，Ra为-H或未取代的烷基。
进一步地，Ra为-H或未取代的C1～C6烷基。
进一步地，Ra为-H。
进一步地，L1、L2、L3、L4独立地选自-C(＝O)-、-C(＝O)NH-、-CH2C(＝O)NH-、-C(＝O)O-、
-CH2C(＝O)O-、-CH2O-、-CH2S-、-CH(OH)-、-CH(OH)CH2O-或不存在；优选地，L1、L2、L3、L4独立地选自-C(＝O)NH-、-C(＝O)O-、-CH(OH)-、-CH(OH)CH2O-或不存在。
进一步地，L1和L2选自相同的基团，L3和L4选自相同的基团。
进一步地，L1、L2、L3和L4选自相同的基团。
进一步地，R1、R2、R3、R4独立地选自C1-C30直链烷基、C2-C30直链烯基、C2-C30直链炔基。
进一步地，R1、R2、R3、R4独立地选自未取代的C1-C30直链烷基。
进一步地，R1、R2、R3、R4独立地选自未取代的C8-C18直链烷基。
进一步地，R1、R2、R3、R4独立地选自未取代的C10-C14直链烷基。
进一步地，R1、R2、R3和R4选自相同的基团。
进一步地，G3选自 或不存在，Rf为-H或未取代的烷基，n3为1～10的整数。/>
优选地，G3选自或不存在，Rf为-H或未取代的烷基，n3为1～10的整数。
进一步地，Rf为-H或未取代的C1-C6烷基。
进一步地，Rf为-H、甲基、乙基或丙基。
进一步地，n3为1或2。
优选地，n3为1。
进一步地，G1-G2或G2-G1选自
或不存在，Rg、Rh、Ri独立地选自-H或未取代的烷基，n2为1～10的整数。
进一步地，Rg、Rh、Ri独立地选自-H或未取代的C1-C6烷基。
进一步地，Rg、Rh、Ri独立地选自-H、甲基或乙基。
进一步地，n2为1或2。
进一步地，G4选自 或不存在，Rj为-H或未取代的烷基，n4为1～10的整数。
进一步地，Rj为-H或未取代的C1-C6烷基。
进一步地，Rj为-H、甲基、乙基或丙基。
进一步地，n4为1或2。
进一步地，R5、R6独立地选自-OH、-H、未取代的C1-C6烷基、-OH取代的C1～C6烷基。
进一步地，R5、R6独立地选自-OH、-H、甲基、乙基、丙基、羟甲基、羟乙基、羟丙基。
进一步地，R5、R6选自相同的基团。
其中，以上限定的L1、L2、L3、L4连接键的书写顺序，由左至右对应近氮端至远氮端。
以上限定的G1、G2、G3、G4连接键的书写顺序，由左至右对应式Ⅰ主链方向由左至右。
本发明提供了所述化合物，或其药学上可接受的盐、异构体、氘代物或前药作为核酸递送载体的用途。
本发明提供了药物组合物，其含有所述化合物，或其药学上可接受的盐、异构体、氘代物或前药，以及核酸药物。
进一步地，所述的药物组合物还含有中性磷脂、类固醇、聚乙二醇化脂质中至少一种赋形剂。
在一些实施方案中，其中中性磷脂选自1，2-二醇基-sn-甘油-3-磷酸乙醇胺(DOPE)、二硬脂酰磷脂酰胆碱(DSPC)、二油酰基卵磷脂(DOPC)、二硬脂酰基磷脂酰乙醇胺(DSPE),二肉豆蔻酰磷脂酰胆碱(DMPC)、1，2-双(二甲基膦基)乙烷(DMPE、二棕榈酰磷脂酰胆碱(DPPC),1，2-双(二苯膦)乙烷(DPPE)、焦碳酸二乙酯(DEPC)、氢化大豆卵磷脂(HSPC)，1-棕榈酰-2-油酰-sn-甘油-3-磷酸胆碱(POPC)或者他们的组合。
在一些实施方案中，其中中性磷脂为DOPE。
在一些实施方案中，其中本发明中所述化合物：中性磷脂的摩尔比例为1:1～5:1。
在一些实施方案中，其中类固醇选自胆固醇、谷甾醇、大豆甾醇、羊毛甾醇、麦角甾醇或其组合物。
在一些实施方案中，类固醇为胆固醇。
在一些实施方案中，本发明的化合物与类固醇的摩尔比例为1:2～2:1。
在一些实施方案中聚乙二醇脂质选自二肉豆蔻酰甘油-聚乙二醇(DMG-PEG)、甲氧基聚乙二醇磷脂(DSPE-PEG)或者其组合。
更优选的，聚乙二醇脂质为DMG-PEG2000。
在一些实施方案中，本发明的化合物：聚乙二醇脂质的摩尔比例为5:1～100:1。
更优选的本发明所述化合物：聚乙二醇脂质的比例为10:1～20:1。
在一些实施方案中，其中核酸药物选自DNA、ASO、siRNA、miRNA、mRNA、核酶、核酸适配体或其组合，进一步地为mRNA。
在一些实施方案中其中药物组合物制备成脂质纳米颗粒LNP。
上述脂质纳米颗粒可用于体内递送核酸药物例如mRNA，以实现相应基因的上调或下调，或递送在mRNA在体内表达的抗原以实现免疫治疗，或递送mRNA编码的抗体在体内表达等目的。
术语定义：
本发明中提供的化合物和衍生物可以根据IUPAC(国际纯粹与应用化学联合会)或CAS(化学文摘服务社，Columbus，OH)命名***命名。
术语“烷基”是指直链或者支链饱和烃自由基结构-CnH(2n+1)。C1-C6烷基基团包括但不限于甲基(C1)、乙基(C2)、正丙基(C3)、异丙基(C3)、正丁基(C4)、叔丁基(C4)、仲丁基(C4)、异丁基(C4)、n-戊基(C5)、3-戊基(C5)、戊基(C5)、新戊基(C5)、3-甲基-2-丁基(C5)、叔戊基(C5)、n-己基(C6)。本发明中使用的“C6-C30(或C6-C18)烷基”系指具有6至30个(或6至18个)碳原子呈直线或支链排列的基团。在一些实施方案中“C6-C30(或C6-C18)烷基”系指具有支链排列的6至30(或6至18)个碳原子的基团。
术语“烯基”包括但不限于乙烯基、丙烯基、丁基1-烯基、2-丁烯基、1-戊烯基、2-戊烯基、3-戊烯基、己-1-烯基、己-2-烯基、己-3-烯基、己-4-烯基。本申请中所用的，其中“C6-C30(或C6-C18)烯基”基团是指具有6至30个(或6至18个)碳原子呈直线或分支排列的基团,在其中一些实施方案中“C6-C30(或C6-C18)烯基”基团是指由6到30个(或6到18个)碳原子排成直线排列的基团。在一些实施方案中，“C6-C30(或C6-C18)烯基”基团是指由6到30个(或6到18个)碳原子排成直线排列的基团。
术语"炔基"是含有至少一个三键的直链或支链烃基团。乙酰基包括但不限于乙基、丙炔基、丁基-1-炔基、丁基-2-炔基、戊基-1-炔基、戊基-2-炔基、戊基-3-炔基、己-1-炔基、己-2-炔基、己-3-炔基、己-4-炔基。本申请所用的“C6-C30(或C6-C18)炔基”基团是指具有6至30个(或6至18个)碳原子呈直线或分支排列的基团。在一些实施方案中，“C6-C30(或C6-C18)炔基”基团是指由6到30个(或6到18个)碳原子排成直线排列的基团。在一些实施方案中，“C6-C30(或C6-C18)炔基”基团是指具有6到30个(或6到18个)碳原子以支链排列的基团。
在没有具体列举合适的取代基的情况下，示例性取代基包括但不限于：C1-5烷基、C1-5卤代烷基、C1-5羟基烷、C1-5烷氧基。C1-5卤代烷氧基、卤素、羟基、氨基、-CN、-NO2、-ORc1、-NRa1Rb1、-S(O)iRa1、-NRa1S(O)iRb1、-S(O)iNRa1Rb1、-C(＝O)ORa1、-OC(＝O)ORa1、-C(＝S)ORa1、-O(C＝S)Ra1、-C(＝O)NRa1Rb1、-NRa1C(＝O)Rb1、-C(＝S)NRa1Rb1、-C(＝O)Ra1、-C(＝S)Ra1、NRa1C(＝S)Rb1、-O(C＝O)NRa1Rb1、-NRa1(C＝S)ORb1、-O(C＝S)NRa1Rb1、-NRa1(C＝O)NRa1Rb1、-NRa1(C＝S)NRa1Rb1、苯基或5-6元杂芳基，每个Ra1和每个Rb1独立地选自-H、C1-5烷基，任选的被羟基取代或者C1-3烷氧基；Rc1为-H、C1-5卤代烷基或C1-5烷基，其中C1-5烷基任选地被羟基或C1-C3烷氧基的取代基所取代。
术语“药学上可接受的”是指某载体、赋形剂、盐等通常在化学上或物理上与构成某药物剂型的其它成分相兼容，并在生理上与受体相兼容。术语“药学上可接受的盐”是指本发明化合物与无机和/或有机酸和碱形成的酸式和/或碱式盐，也包括两性离子盐(内盐)，还包括季铵盐，例如烷基铵盐。这些盐可以是在化合物的最后分离和纯化中直接得到。也可以是通过将上述化合物与一定数量的酸或碱适当(例如等当量)进行混合而得到。这些盐可能在溶液中形成沉淀而以过滤方法收集，或在溶剂蒸发后回收而得到，或在水介质中反应后冷冻干燥制得。本发明中所述盐可以是化合物的盐酸盐、硫酸盐、枸橼酸盐、苯磺酸盐、氢溴酸盐、氢氟酸盐、磷酸盐、乙酸盐、丙酸盐、丁二酸盐、草酸盐、苹果酸盐、琥珀酸盐、富马酸盐、马来酸盐、酒石酸盐或三氟乙酸盐。
本发明提供了一种新型可离子化脂质，其亲水中心由4个叔胺有效氮构成，疏水尾部由4条饱和或不饱和的脂肪链构成。本发明所提供的新型可离子化脂质，在酸性环境中带正电，中性环境下几乎不带电，利用这一属性可在酸性缓冲***中装载核酸药物，核酸药物装载完毕后将***调节至中性，从而使脂质纳米粒显正电性而避免了被血浆蛋白的吸附，实现更高的递送效率和安全性。
下面将结合实施例对本发明的方案进行解释。本领域技术人员将会理解，下面的实施例仅用于说明本发明，而不应视为限定本发明的范围。实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。
具体实施方式
缩写
DCM 1,2-二氯甲烷
DIPEA N-乙基-N-异丙基丙胺-2-氨基
EA 乙酸乙酯
eq 当量
EtOH 乙醇
MeOH 甲醇
PE 石油醚
TEA 三乙胺
TFA 三氟乙酸
实施例1化合物II-1的合成
(1)化合物3的合成：
在单口瓶中加入N-Boc-1，2-乙二胺(1.0eq)1.0eq、TEA(2.0eq)溶于适量无水DCM，冰水浴中搅拌均匀。另取丙烯酰氯(1.2eq)溶于适量无水DCM加入恒压滴液漏斗中，控制流速使其逐滴滴入上述单口瓶中，冰水浴中反应6h。旋干反应溶剂，粗品上硅胶柱层析纯化(DCM:MeOH＝50:1)，浓缩干燥，制得白色固体3，产率90.5％。
(2)化合物5的合成：
在单口瓶中加入N，N'-双(2-羟乙基)乙二胺(1.0eq)、化合物3(2.0eq)溶于适量无水乙醇，单口瓶上加冷凝管于80℃油浴中回流搅拌12h。旋干反应溶剂，粗品上硅胶柱层析纯化(DCM:MeOH＝15:1，0.5％氨水)，浓缩干燥，制得淡黄色固体5，产率85.3％。
(3)II-1的合成：
化合物5溶于DCM，搅拌下加入足量TFA，常温反应6h。旋干TFA/DCM，得到黄色油状物。上述油状物溶于适量乙腈中，搅拌下加入足量无水碳酸钾，常温搅拌至反应溶剂显碱性。向上述反应液中加入1-溴-2-六癸酮(6.0eq)，单口瓶上加冷凝管于90℃油浴中回流搅拌36h。旋干反应溶剂，粗品上硅胶柱层析纯化(DCM:MeOH＝20:1，0.5％氨水)，浓缩干燥，制得黄色油状物II-1，产率76.8％。
实施例2化合物III-1的合成
(1)化合物9的合成：
在单口瓶中加入十二醇(1.0eq)、TEA(2.0eq)溶于适量无水DCM，冰水浴中搅拌均匀。另取溴乙酰溴(1.2eq)溶于适量无水DCM加入恒压滴液漏斗中，控制流速使其逐滴滴入上述单口瓶中，冰水浴中反应6h。旋干反应溶剂，粗品上硅胶柱层析纯化(PE:DCM＝1:1)，浓缩干燥，制得无色液体9，产率86.1％。
(2)化合物11的合成：
在单口瓶中加入N，N’-二甲基乙二胺(1.0eq)、TEA(3.0eq)溶于适量无水DCM，冰水浴中搅拌均匀。另取丙烯酰氯(2.5eq)溶于适量无水DCM加入恒压滴液漏斗中，控制流速使其逐滴滴入上述单口瓶中，冰水浴中反应6h。旋干反应溶剂，粗品上硅胶柱层析纯化(DCM:MeOH＝60:1)，浓缩干燥，制得白色固体11，产率92.5％。
(3)化合物13的合成：
在单口瓶中加入化合物11(1.0eq)、2-(甲基氨基)乙基氨基甲酸叔丁酯(2.0eq)溶于适量无水乙醇，单口瓶上加冷凝管于80℃油浴中回流搅拌12h。旋干反应溶剂，粗品上硅胶柱层析纯化(DCM:MeOH＝20:1，0.5％氨水)，浓缩干燥，制得黄色半固体13，产率89.1％。
(4)III-1的合成：
化合物13溶于DCM，搅拌下加入足量TFA，常温反应6h。旋干TFA/DCM，得到黄色油状物。上述油状物溶于适量乙腈中，搅拌下加入足量无水碳酸钾，常温搅拌至反应溶剂显碱性。向上述反应液中加入化合物9(6.0eq)，单口瓶上加冷凝管于90℃油浴中回流搅拌36h。旋干反应溶剂，粗品上硅胶柱层析纯化(DCM:MeOH＝20:1，0.5％氨水)，浓缩干燥，制得黄色油状物III-1，产率70.8％。
实施例3化合物III-2的合成
化合物13溶于DCM，搅拌下加入足量TFA，常温反应6h。旋干TFA/DCM，得到黄色油状物。上述油状物溶于适量异丙醇中，搅拌下加入足量无水碳酸钾，常温搅拌至反应溶剂显碱性。向上述反应液中加入1,2-环氧十四烷(6.0eq)，单口瓶上加冷凝管于90℃油浴中回流搅拌36h。旋干反应溶剂，粗品上硅胶柱层析纯化(DCM:MeOH＝15:1，0.5％氨水)，浓缩干燥，制得黄色油状物III-2，产率75.1％。
实施例4化合物III-3的合成
(1)化合物16的合成：
在单口瓶中加入乙二醇(1.0eq)、TEA(3.0eq)溶于适量无水DCM，冰水浴中搅拌均匀。另取丙烯酰氯(2.5eq)溶于适量无水DCM加入恒压滴液漏斗中，控制流速使其逐滴滴入上述单口瓶中，冰水浴中反应6h。旋干反应溶剂，粗品上硅胶柱层析纯化(DCM:MeOH＝80:1)，浓缩干燥，制得无色液体16，产率87.5％。
(2)化合物17的合成：
在单口瓶中加入化合物16(1.0eq)、2-(甲基氨基)乙基氨基甲酸叔丁酯(2.0eq)溶于适量无水乙醇，单口瓶上加冷凝管于80℃油浴中回流搅拌12h。旋干反应溶剂，粗品上硅胶柱层析纯化(DCM:MeOH＝25:1，0.5％氨水)，浓缩干燥，制得淡黄色油状物17，产率84.4％。
(3)III-3的合成：
化合物17溶于DCM，搅拌下加入适量TFA，常温反应6h。旋干TFA/DCM，得到黄色油状物。上述油状物溶于适量异丙醇中，搅拌下加入足量无水碳酸钾，常温搅拌至反应溶剂显碱性。向上述反应液中加入1,2-环氧十四烷(6.0eq)，单口瓶上加冷凝管于90℃油浴中回流搅拌36h。旋干反应溶剂，粗品上硅胶柱层析纯化(DCM:MeOH＝25:1，0.5％氨水)，浓缩干燥，制得淡黄色油状物III-3，产率67.8％。
实施例5化合物VI-1的合成
(1)化合物19的合成：
在单口瓶中加入N，N’-二甲基乙二胺(1.0eq)、N-Boc-3-氨基丙基溴(2.5eq)溶于适量乙腈，单口瓶上加冷凝管于90℃油浴中回流搅拌12h。旋干反应溶剂，粗品上硅胶柱层析纯化(DCM:MeOH＝25:1，0.5％氨水)，浓缩干燥，制得淡黄色油状物17，产率78.8％。
(2)VI-1的合成：
化合物19溶于DCM，搅拌下加入适量TFA，常温反应6h。旋干TFA/DCM，得到黄色油状物。上述油状物溶于适量异丙醇中，搅拌下加入足量无水碳酸钾，常温搅拌至反应溶剂显碱性。向上述反应液中加入1，2-环氧十四烷(6.0eq)，单口瓶上加冷凝管于90℃油浴中回流搅拌36h。旋干反应溶剂，粗品上硅胶柱层析纯化(DCM:MeOH＝15:1，0.5％氨水)，浓缩干燥，制得黄色油状物VI-1，产率70.8％。
实施例6化合物II-7的合成
(1)化合物20的合成：
在单口瓶中加入2-(甲基氨基)乙基氨基甲酸叔丁酯(1.0eq)、TEA(3.0eq)溶于适量无水DCM，冰水浴中搅拌均匀。另取丙烯酰氯(1.2eq)溶于适量无水DCM加入恒压滴液漏斗中，控制流速使其逐滴滴入上述单口瓶中，冰水浴中反应6h。旋干反应溶剂，粗品上硅胶柱层析纯化(DCM:MeOH＝60:1)，浓缩干燥，制得白色半固体20，产率89.5％。
(2)化合物21的合成：
在单口瓶中加入N，N’-二甲基乙二胺(1.0eq)、化合物20(2.0eq)溶于适量无水乙醇，单口瓶上加冷凝管于80℃油浴中回流搅拌12h。旋干反应溶剂，粗品上硅胶柱层析纯化(DCM:MeOH＝20:1，0.5％氨水)，浓缩干燥，制得黄色油状物21，产率84.0％。
(3)II-7的合成：
化合物21溶于DCM，搅拌下加入适量TFA，常温反应6h。旋干TFA/DCM，得到黄色油状物。上述油状物溶于适量异丙醇中，搅拌下加入足量无水碳酸钾，常温搅拌至反应溶剂显碱性。向上述反应液中加入1,2-环氧十四烷(6.0eq)，单口瓶上加冷凝管于90℃油浴中回流搅拌36h。旋干反应溶剂，粗品上硅胶柱层析纯化(DCM:MeOH＝20:1，0.5％氨水)，浓缩干燥，制得黄色油状物II-7，产率69.1％。
实施例7化合物VI-2的合成
(1)化合物23的合成：
在单口瓶中加入十一醇(1.0eq)、TEA(2.0eq)溶于适量无水DCM，冰水浴中搅拌均匀。另取丙烯酰氯(1.2eq)溶于适量无水DCM加入恒压滴液漏斗中，控制流速使其逐滴滴入上述单口瓶中，冰水浴中反应6h。旋干反应溶剂，粗品上硅胶柱层析纯化(PE:EA＝2:1)，浓缩干燥，制得无色液体23，产率90.0％。
(2)VI-2的合成：
化合物19溶于DCM，搅拌下加入适量TFA，常温反应6h。旋干TFA/DCM，得到黄色油状物。上述油状物溶于适量异丙醇中，搅拌下加入足量无水碳酸钾，常温搅拌至反应溶剂显碱性。向上述反应液中加入化合物23(6.0eq)，单口瓶上加冷凝管于90℃油浴中回流搅拌36h。旋干反应溶剂，粗品上硅胶柱层析纯化(DCM:MeOH＝25:1，0.5％氨水)，浓缩干燥，制得淡黄色油状物VI-2，产率74.1％。
实施例8化合物VI-3的合成
(1)化合物24的合成：
在单口瓶中加入N，N'-双(2-羟乙基)乙二胺(1.0eq)、N-Boc-3-氨基丙基溴(2.5eq)溶于适量乙腈，单口瓶上加冷凝管于90℃油浴中回流搅拌12h。旋干反应溶剂，粗品上硅胶柱层析纯化(DCM:MeOH＝20:1，0.5％氨水)，浓缩干燥，制得淡黄色油状物24，产率71.2％。
(2)VI-3的合成：
化合物24溶于DCM，搅拌下加入适量TFA，常温反应6h。旋干TFA/DCM，得到黄色油状物。上述油状物溶于适量异丙醇中，搅拌下加入足量无水碳酸钾，常温搅拌至反应溶剂显碱性。向上述反应液中加入化合物23(6.0eq)，单口瓶上加冷凝管于90℃油浴中回流搅拌36h。旋干反应溶剂，粗品上硅胶柱层析纯化(DCM:MeOH＝15:1，0.5％氨水)，浓缩干燥，制得淡黄色油状物VI-3，产率69.5％。
实施例9化合物II-11的合成
(1)化合物26的合成：
在单口瓶中加入N-Boc-乙醇胺(1.0eq)、TEA(2.0eq)溶于适量无水DCM，冰水浴中搅拌均匀。另取丙烯酰氯(1.2eq)溶于适量无水DCM加入恒压滴液漏斗中，控制流速使其逐滴滴入上述单口瓶中，冰水浴中反应6h。旋干反应溶剂，粗品上硅胶柱层析纯化(DCM:MeOH＝70:1)，浓缩干燥，制得白色半固体26，产率85.4％。
(2)化合物27的合成：
在单口瓶中加入N,N’-二甲基乙二胺(1.0eq)、化合物26(2.0eq)溶于适量无水乙醇，单口瓶上加冷凝管于80℃油浴中回流搅拌12h。旋干反应溶剂，粗品上硅胶柱层析纯化(DCM:MeOH＝25:1，0.5％氨水)，浓缩干燥，制得淡黄色半固体27，产率82.4％。
(3)II-11的合成：
化合物27溶于DCM，搅拌下加入足量TFA，常温反应6h。旋干TFA/DCM，得到黄色油状物。上述油状物溶于适量乙腈中，搅拌下加入足量无水碳酸钾，常温搅拌至反应溶剂显碱性。向上述反应液中加入化合物9(6.0eq)，单口瓶上加冷凝管于90℃油浴中回流搅拌36h。旋干反应溶剂，粗品上硅胶柱层析纯化(DCM:MeOH＝30:1，0.5％氨水)，浓缩干燥，制得淡黄色油状物II-11，产率72.1％。
实施例10化合物II-13的合成
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(1)化合物28的合成：
在单口瓶中加入N，N’-二甲基乙二胺(1.0eq)、化合物3(2.0eq)溶于适量无水乙醇，单口瓶上加冷凝管于80℃油浴中回流搅拌12h。旋干反应溶剂，粗品上硅胶柱层析纯化(DCM:MeOH＝20:1，0.5％氨水)，浓缩干燥，制得淡黄色固体28，产率85.9％。
(2)II-13的合成：
化合物28溶于DCM，搅拌下加入足量TFA，常温反应6h。旋干TFA/DCM，得到黄色油状物。上述油状物溶于适量乙腈中，搅拌下加入足量无水碳酸钾，常温搅拌至反应溶剂显碱性。向上述反应液中加入溴代十四烷(6.0eq)，单口瓶上加冷凝管于90℃油浴中回流搅拌36h。旋干反应溶剂，粗品上硅胶柱层析纯化(DCM:MeOH＝25:1，0.5％氨水)，浓缩干燥，制得淡黄色半固体II-13，产率75.5％。
实施例11化合物II-22的合成
(1)化合物31的合成：
在单口瓶中加入十二醇(1.0eq)、环氧氯丙烷(2.0eq)、氢氧化钠(2.0eq)、四丁基溴化铵、水和环己烷，形成白色乳浊液，常温搅拌反应4h。反应结束后，抽滤并用二氯甲烷洗涤滤饼2-3次，滤液用无水硫酸钠干燥，旋干溶剂，粗品上硅胶柱层析纯化(PE/EA＝8:1-4:1)，得到无色液体31。
(2)II-22的合成：
化合物28溶于DCM，搅拌下加入足量TFA，常温反应6h。旋干TFA/DCM，得到黄色油状物。上述油状物溶于适量异丙醇中，搅拌下加入足量无水碳酸钾，常温搅拌至反应溶剂显碱性。向上述反应液中加入化合物31(6.0eq)，单口瓶上加冷凝管于90℃油浴中回流搅拌36h。旋干反应溶剂，粗品上硅胶柱层析纯化(DCM:MeOH＝25:1，0.5％氨水)，浓缩干燥，制得淡黄色油状物II-22，产率69.5％。
实施例12化合物II-5的合成
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II-5的合成：
化合物28溶于DCM，搅拌下加入足量TFA，常温反应6h。旋干TFA/DCM，得到黄色油状物。上述油状物溶于适量异丙醇中，搅拌下加入足量无水碳酸钾，常温搅拌至反应溶剂显碱性。向上述反应液中加入化合物14(6.0eq)，单口瓶上加冷凝管于90℃油浴中回流搅拌36h。旋干反应溶剂，粗品上硅胶柱层析纯化(DCM:MeOH＝15:1，0.5％氨水)，浓缩干燥，制得淡黄色油状物II-5，产率52.0％。
实施例13化合物II-18的合成
II-18的合成：
化合物27溶于DCM，搅拌下加入足量TFA，常温反应6h。旋干TFA/DCM，得到黄色油状物。上述油状物溶于适量异丙醇中，搅拌下加入足量无水碳酸钾，常温搅拌至反应溶剂显碱性。向上述反应液中加入化合物32(6.0eq)，单口瓶上加冷凝管于90℃油浴中回流搅拌36h。旋干反应溶剂，粗品上硅胶柱层析纯化(DCM:MeOH＝15:1，0.5％氨水)，浓缩干燥，制得淡黄色油状物II-18，产率61.7％。
实施例14化合物II-24的合成
(1)化合物34的合成：
在单口瓶中加入十二醇(1.0eq)、TEA(2.0eq)溶于适量无水DCM，冰水浴中搅拌均匀。另取丙烯酰氯(1.2eq)溶于适量无水DCM加入恒压滴液漏斗中，控制流速使其逐滴滴入上述单口瓶中，冰水浴中反应6h。旋干反应溶剂，粗品上硅胶柱层析纯化(PE:EA＝2:1)，浓缩干燥，制得无色液体34，产率91.0％。
(2)II-24的合成：
化合物27溶于DCM，搅拌下加入适量TFA，常温反应6h。旋干TFA/DCM，得到黄色油状物。上述油状物溶于适量异丙醇中，搅拌下加入足量无水碳酸钾，常温搅拌至反应溶剂显碱性。向上述反应液中加入化合物34(6.0eq)，单口瓶上加冷凝管于90℃油浴中回流搅拌36h。旋干反应溶剂，粗品上硅胶柱层析纯化(DCM:MeOH＝25:1，0.5％氨水)，浓缩干燥，制得淡黄色油状物II-24，产率70.2％。
实施例15化合物II-25的合成
II-25的合成：
化合物5溶于DCM，搅拌下加入适量TFA，常温反应6h。旋干TFA/DCM，得到黄色油状物。上述油状物溶于适量乙腈中，搅拌下加入足量无水碳酸钾，常温搅拌至反应溶剂显碱性。向上述反应液中加入化合物29(6.0eq)，单口瓶上加冷凝管于90℃油浴中回流搅拌36h。旋干反应溶剂，粗品上硅胶柱层析纯化(DCM:MeOH＝20:1，0.5％氨水)，浓缩干燥，制得淡黄色油状物II-25，产率65.3％。
实施例16化合物III-11的合成
(1)化合物36的合成：
在单口瓶中加入乙二胺(1.0eq)、TEA(3.0eq)溶于适量无水DCM，冰水浴中搅拌均匀。另取丙烯酰氯(2.5eq)溶于适量无水DCM加入恒压滴液漏斗中，控制流速使其逐滴滴入上述单口瓶中，冰水浴中反应6h。旋干反应溶剂，粗品上硅胶柱层析纯化(DCM:MeOH＝80:1)，浓缩干燥，制得白色固体36，产率89.6％。
(2)化合物37的合成：
在单口瓶中加入化合物36(1.0eq)、Boc-乙二胺(2.5eq)溶于适量无水乙醇，单口瓶上加冷凝管于80℃油浴中回流搅拌12h。旋干反应溶剂，粗品上硅胶柱层析纯化(DCM:MeOH＝15:1，0.5％氨水)，浓缩干燥，制得淡黄色油状物17，产率80.4％。
(3)化合物38的合成：
在单口瓶中加入化合物37(1.0eq)、碘乙醇(2.5eq)溶于适量无水乙腈，加入适量碳酸钾，常温搅拌过夜。旋干反应溶剂，粗品上硅胶柱层析纯化(DCM:MeOH＝10:1，1％氨水)，浓缩干燥，制得淡黄色油状物38，产率65.4％。
(4)III-11的合成
化合物38溶于DCM，搅拌下加入适量TFA，常温反应6h。旋干TFA/DCM，得到黄色油状物。上述油状物溶于适量乙腈中，搅拌下加入足量无水碳酸钾，常温搅拌至反应溶剂显碱性。向上述反应液中加入化合物29(6.0eq)，单口瓶上加冷凝管于90℃油浴中回流搅拌36h。旋干反应溶剂，粗品上硅胶柱层析纯化(DCM:MeOH＝15:1，1％氨水)，浓缩干燥，制得淡黄色油状物III-11，产率57.2％。
实施例17合成其他的实施例化合物
其他化合物的合成参照实施例1-16的合成步骤应用不同的原料来合成。
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实施例18薄膜水化法制备II-1化合物的脂质纳米颗粒溶液
成膜：将实施例1所制的脂质化合物II-1、DOPE、胆固醇、DMG-PEG2000用无水乙醇配制成浓度分别为20mg/mL、10mg/mL、20mg/mL、10mg/mL的储备液，冷藏待用。用上述储备液将四种材料按40:10:47.5:2.5(mol/mol)的比例配置成溶液约3mL，其中脂质化合物II-1的浓度约为5mg/mL，盛入大小适宜的茄形瓶中，在旋转蒸发仪上以37℃旋蒸除去溶剂使之成膜。
水化：取3mL 10mM柠檬酸盐缓冲溶液加入上述成膜的茄形瓶中，在旋蒸仪上以60℃旋转使膜水化。将上述水化溶液转移至适宜容器，以探头超声仪超声使之均匀，制得均匀澄清的脂质纳米颗粒(LNP)溶液，其中脂质化合物II-1的浓度为3mg/mL。
实施例19 II-1 LNP@mRNA的制备
取DNA、siRNA、mRNA等核酸分子的基本结构单元为脱氧核苷酸或核糖核苷酸，核苷酸中的磷酸基团解离成磷酸根离子，使核酸分子带负电荷。在实施例18中，LNP溶液的柠檬酸盐缓冲体系中，脂质纳米颗粒里的可离子化脂质II-1在酸性环境中电离成阳离子，使得纳米颗粒显正电性，即可通过静电作用吸附带负电荷的核酸药物。
以II-1 LNP和Luciferase mRNA为例制备LNP@mRNA，具体方法如下：以实施例18中的II-1 LNP(II-1的浓度为3mg/mL)，采用孵育法制备II-1 LNP@mRNA。制备可电离脂质可离子化脂质与mRNA质量比为10:1的LNP@mRNA时，可取33μL的II-1 LNP标记为A(II-1的含量为100μg)；将10μg的Luc mRNA加入到RNase Free水中，混匀得B(总体积为67μL)；将B加入A中，枪尖上下吹打混匀，室温孵育10min，即得可离子化脂质与mRNA质量比为10:1的LNP@mRNA溶液，其中mRNA的浓度为0.1mg/mL。同样地，制备质量比为15:1的II-1 LNP@mRNA时，A相体积为50μL(II-1的含量为100μg)，B相体积为50μL。其他不同质量比的LNP@mRNA也同此法。
上述实验方法可按相同比例放大，制备更大体积的LNP@mRNA溶液。
实施例20 II-1 LNP的核酸负载能力考察
实施例19中制备了II-1 LNP@mRNA，进一步地，需要考察不同可离子化脂质纳米颗粒对核酸分子的负载能力，即考察可离子化脂质与核酸分子的比例。以II-1 LNP和mRNA为例，考察可离子化脂质纳米颗粒对核酸分子的负载能力。
(1)变性琼脂糖凝胶制备
RNase-free水36mL和0.4g琼脂糖置于三角瓶中，微波炉加热2min，冷却到60℃左右后，加入4mL 10×MOPS混匀，再加入7.5mL 37％甲醛，混合均匀。将其倒入凝胶槽中，控制厚度在0.5cm左右，***梳子，凝固后取出梳子即得。将凝胶放入电泳槽中，电泳槽中加入新配制的1×MOPS电泳缓冲液没过凝胶即可。
(2)电泳样品制备
取0.5μL mRNA(0.5μg)与4.5μL RNase-free水混匀，或者取实施例19中所制备的不同质量比的II-1 LNP@mRNA 5.0μL(0.5μg mRNA)，分别加入5μL含溴化乙锭的甲醛上样缓冲液，70℃加热5min，之后4℃瞬时离心即得。
(3)凝胶电泳
将样品加入凝胶孔，上样体积为10μL，电泳条件设置为200V(电流为300mA，功率为60W)。待指示剂前沿到达凝胶的2/3处(约25min)，停止电泳，取出凝胶，置凝胶成像仪中观察，结果见图1。
由图1可见，II-1 LNP@mRNA溶液中，可离子化脂质II-1与Luc mRNA的质量比为10:1即能实现对mRNA的完全包载。
实施例21 II-1 LNP@mRNA的制剂学表征
取实施例19所制的LNP溶液适量用纯化水稀释100倍，于激光粒度分析仪中测定LNP溶液的粒径(Size)、粒径分布(PDI)和电位(Zetapotential)，结果显示，II-1 LNP@mRNA的粒径为102.3nm，PDI为0.195，电位为31.2mV，制剂性质稳定。
粒径结果和电位(Zeta potential)测试结果见图2。
实施例22 II-1 LNP@mRNA的形态学表征
制样：将实施例19所制的LNP溶液以纯化水稀释至脂质材料总浓度约为1mg/mL，滴至专用铜网上，静置3min后用滤纸吸除多余LNP溶液，滴加2％磷钨酸染液负染5min，而后用滤纸吸除多余染液，静置风干。
拍照：风干后于透射电子显微镜下观察II-1 LNP的形态并拍照。
根据实施例18、19所述的方法制备II-5 LNP@mRNA、III-5 LNP@mRNA、VI-1 LNP@mRNA，可离子化脂质与mRNA的质量比均为10:1。按上述方法制样、拍照，II-1 LNP@mRNA、II-5 LNP@mRNA、III-5 LNP@mRNA、VI-1 LNP@mRNA的微观形态见图3。
实施例23微流控一步法制备负载mRNA的可离子化脂质纳米颗粒溶液
以II-7 LNP@mRNA为例，采用微流控技术制备LNP@mRNA。制剂处方由II-7、DOPE、Chol、DMG-PEG2000和mRNA组成，将II-7和mRNA质量比设为10:1进行有机相和水相的配制。将II-7、DOPE、Chol和DMG-PEG2000溶于无水乙醇中并以摩尔比40:10:47.5:2.5的比例配成一定体积的有机相，同时用RNase-Free水将Luc mRNA配制成一定体积的水相，其中水相与有机相体积比为3:1，通过微流控纳米制剂仪一步制成负载有mRNA的II-7 LNP制剂，仪器参数设置如下：水相、有机相比例固定为3:1、流速固定为9mL/min。微流控初制剂以磷酸盐缓冲液(PBS)超滤除去乙醇，并控制最终制剂的mRNA浓度为0.1mg/mL，即得II-7 LNP@mRNA。
实施例24 Quant-iTTMRiboGreenTM试剂盒检测包封率
使用Quant-iTTMRiboGreenTMRNA检测试剂盒来测定实施例22、23中LNP制剂对mRNA的包封率。结果显示，II-1 LNP@mRNA、II-5 LNP@mRNA、III-5 LNP@mRNA、VI-1 LNP@mRNA、II-7 LNP@mRNA制剂中mRNA的包封率分别为86.1％、82.8％、85.0％、78.6％、90.5％。表明本发明中所提供的可离子化脂质在不同的制剂方法中对mRNA均有良好的包封率。
实施例25 MC3 LNP@mRNA的制备
DLin-MC3-DMA(MC3)为已上市siRNA药物Patisiran(Onpattro)所使用的阳离子脂质，常用来作为核酸负载材料的阳性对照。根据实施例23的方法，以MC3为核酸的负载材料制备MC3 LNP@mRNA，其中处方为：MC3:DSPC:Chol:DMG-PEG2000＝50:10:37.5:2.5，MC3与mRNA的质量比为10:1，制剂mRNA的浓度为0.1mg/mL。MC3 LNP@mRNA作为本发明中负载核酸的可离子化脂质纳米颗粒的阳性对照。
实施例26 LNP@GFP mRNA对DC2.4细胞的转染
前述实施例验证了本发明所提供的可离子化脂质纳米颗粒的制剂学性质，进一步地，本发明所提供的LNP@mRNA体外效果得到了验证。
根据实施例23所述的方法制备II-13 LNP@GFP mRNA、III-9 LNP@GFP mRNA、IV-4LNP@GFP mRNA，其中可离子化脂质与GFP mRNA的质量比均为10:1，制剂中mRNA的浓度均为0.1mg/mL。根据实施例25，制备MC3 LNP@GFP mRNA。
收集对数生长期的DC2.4细胞，培养基重悬，计数，调整细胞密度为20×104个/mL。在6孔板中每孔加入0.5mL完全培养液，之后加入0.5mL细胞悬液使得细胞密度为10×104/mL/孔，混匀，于培养箱中培养18-24h备用。
培养过夜后，用完全培养液换液1mL。向六孔板各孔中分别加入含1μg GFP mRNA的MC3 LNP@GFP mRNA、II-13 LNP@GFP mRNA、III-9 LNP@GFP mRNA、IV-4 LNP@GFP mRNA，每种制剂重复3孔。
给药24h后用倒置荧光显微镜以及流式细胞仪对不同制剂转染效果进行观察与检测。结果见图4。
MC3 LNP@GFP mRNA、II-13 LNP@GFP mRNA、III-9 LNP@GFP mRNA、IV-4 LNP@GFPmRNA组DC2.4细胞的平均GFP阳性率分别为39.15％、80.24％、67.95％、90.33％。
结果表明，本发明所提供的可离子化脂质及其纳米颗粒较MC3对细胞有更强的转染能力。
实施例27 LNP@Luc mRNA的体内表达及分布
进一步地，在体内验证了本发明所提供的可离子化脂质化合物及其纳米颗粒递送mRNA的能力。
根据实施例23所述的方法制备II-11 LNP@Luc mRNA、III-6 LNP@Luc mRNA、V-2LNP@Luc mRNA，其中可离子化脂质与Luc mRNA的质量比均为10:1，制剂中mRNA的浓度均为0.1mg/mL。根据实施例25，制备MC3 LNP@Luc mRNA。
采用Balb/C雄性小鼠进行mRNA的表达及分布实验。
尾静脉注射上述四种制剂，10μg/100μL/只(生理盐水组注射100μL生理盐水)，3只/组，注射后小鼠自由饮食饮水。给药6h后，腹腔注射luciferin substrate 200μL。luciferin substrate注射15min后对小鼠执行安乐死，分离肝、脾、肺等脏器，使用小动物活体成像***观察Luc mRNA在体内的表达及分布情况，如图5所示。
结果表明，本发明所提供的可离子化脂质纳米粒较MC3有更强的荧光总量，即在体内表达mRNA的能力较MC3强。
实施例28 LNP@OVA mRNA疫苗的免疫抗肿瘤效果
基于实施例26、27的应用，本发明所提供的可离子化脂质化合物及其纳米颗粒可用作mRNA疫苗的递送***。进一步地，本发明所提供的可离子化脂质纳米粒负载OVA mRNA被用于E.G7模型小鼠的免疫抗肿瘤治疗。
根据实施例23所述的方法制备II-9 LNP@OVA mRNA、III-8 LNP@OVA mRNA、II-22LNP@OVA mRNA、VI-4 LNP@OVA mRNA，其中可离子化脂质与OVA mRNA的质量比均为10:1，制剂中mRNA的浓度均为0.1mg/mL。根据实施例25，制备MC3 LNP@OVA mRNA。新购买的雌性C57BL/6小鼠进行标记并随机分组。每组10只：生理盐水组、MC3 LNP@OVA mRNA组、II-9LNP@OVA mRNA组、III-8 LNP@OVA mRNA组、II-22 LNP@OVA mRNA组、VI-4 LNP@OVA mRNA。小鼠适应一周后接种肿瘤。接瘤过程如下：E.G7细胞处于对数生长期时，收集细胞，用无菌PBS洗涤细胞，离心弃上清液，使用无菌PBS重悬细胞，调整细胞密度至10×106/mL。每只6周龄左右的雌性C57BL/6小鼠右侧肋部皮下接种100μL E.G7细胞，观察小鼠的生长状态及皮下瘤的大小，接种7天后小鼠皮下形成明显的瘤结。荷瘤小鼠与正常小鼠相比，精神、活动、食欲、大小便等反应无明显差异。
接瘤当天记为Day 0，见到肿瘤包块表示建模成功，Day 8时尾静脉注射mRNA疫苗10μg/100μL/次/只(生理盐水组注射100μL生理盐水)，之后每隔一周免疫一次，共计给药3次。从Day 8开始，每2天测量一次肿瘤体积，先测量肿瘤的最大径(a)，再测量与最大径线垂直的最长径线(b)，单位为mm，按以下公式V(mm3)＝ab2/2计算肿瘤体积，记录每只小鼠肿瘤体积生长曲线、每组小鼠平均肿瘤体积生长曲线。Day 24时对小鼠执行安乐死，分离肿瘤及脏器，称重，记录。结果如图6所示。
结果表明，本发明提供的可离子化脂质及其纳米颗粒的免疫抗肿瘤能力较MC3强，在mRNA疫苗的递送领域有良好的应用前景。
实施例29肌注LNP@mRNA的安全性评价
进一步地，考察了可离子化脂质及其纳米颗粒在肌肉注射给药方式中的注射部位反应。
根据实施例23所述的方法制备II-5 LNP@OVA mRNA、VI-2 LNP@OVA mRNA，其中可离子化脂质与OVA mRNA的质量比均为10:1，制剂中mRNA的浓度均为0.5mg/mL。根据实施例25，制备MC3 LNP@OVA mRNA。
新购的SD大鼠随机分成4组，每组三只，分别为生理盐水组、III-3 LNP@OVA mRNA组、VI-2 LNP@OVA mRNA组、MC3 LNP@OVA mRNA组。适应性培养一周后剔除大鼠后腿外侧毛，双侧各肌肉注射0.5mg/mL的mRNA制剂500μL，即剂量为0.5mg/只，生理盐水组双侧均肌注500μL生理盐水，给药当天记为D0。D8第二次给药，剂量同D0。第一次给药后每隔一天观察并记录注射部位变化。结果如图7所示。
结果显示，MC3组的注射部位炎症反应严重，III-3组、VI-2组与生理盐水组结果相当，基本无炎症反应。表明本发明所提供的可离子化脂质及其纳米颗粒的安全性高于MC3，具有良好的临床转化前景。
实施例30微流控法制备负载Luc mRNA的LNP溶液
以II-5 LNP@Luc mRNA为例，采用微流控技术制备LNP@mRNA。制剂处方由II-5、DSPC、Chol、DMG-PEG2000和mRNA组成，将II-5和mRNA质量比设为10:1进行有机相和水相的配制。将II-5、DSPC、Chol和DMG-PEG2000溶于无水乙醇中并以摩尔比50:10:38.5:1.5的比例配成一定体积的有机相，同时用RNase-Free水将Luc mRNA配制成一定体积的水相，其中水相与有机相体积比为3:1，通过微流控纳米制剂仪一步制成负载有mRNA的II-7 LNP制剂，仪器参数设置如下：水相、有机相比例固定为3:1、流速固定为9mL/min。微流控初制剂以磷酸盐缓冲液(PBS)超滤除去乙醇，并控制最终制剂的mRNA浓度为0.1mg/mL，即得II-5 LNP@mRNA。
实施例31肌肉注射LNP@Luc mRNA的荧光素酶表达
进一步地，在体内验证了本发明所提供的可离子化脂质化合物及其纳米颗粒递送mRNA的能力。
根据实施例30所述的方法制备II-5 LNP@Luc mRNA、II-18 LNP@Luc mRNA、II-24LNP@Luc mRNA、II-25 LNP@Luc mRNA、III-3 LNP@Luc mRNA、III-11 LNP@Luc mRNA，其中可离子化脂质与Luc mRNA的质量比均为15:1，制剂中mRNA的浓度均为0.1mg/mL。根据实施例25，制备MC3 LNP@Luc mRNA。采用BALB/C雄性小鼠进行mRNA的表达及分布实验。
肌肉注射上述四种制剂，20μg/100μL/只(生理盐水组注射100μL生理盐水)，3只/组，注射后小鼠自由饮食饮水。给药8h后，腹腔注射luciferin substrate 3mg。Luciferinsubstrate注射15min后，使用小动物活体成像***观察Luc mRNA在体内的表达情况，如图8所示。结果表明，本发明所提供的可离子化脂质纳米粒较MC3有更强的荧光总量，即在体内表达mRNA的能力较MC3强。
实施例32 Quant-iTTMRiboGreenTM试剂盒检测包封率
使用Quant-iTTMRiboGreenTMRNA检测试剂盒来测定实施例31中LNP制剂对mRNA的包封率。结果显示，II-5 LNP@Luc mRNA、II-18 LNP@Luc mRNA、II-24 LNP@Luc mRNA、II-25LNP@Luc mRNA、III-3 LNP@Luc mRNA、III-11 LNP@Luc mRNA制剂中mRNA的包封率分别为88.5％、89.4％、85.7％、90.5％、88.0％、87.9％。表明本发明中所提供的可离子化脂质所制备的LNP对mRNA均有良好的包封率。
实施例33微流控法制备LNP@S mRNA
进一步地，将本发明所提供的可离子化脂质应用于新型冠状病毒mRNA疫苗，针对SARS-CoV-2，设计了编码S蛋白的mRNA。根据实施例30所述的方法制备II-18 LNP@S mRNA、II-24 LNP@S mRNA、II-25 LNP@S mRNA、III-3 LNP@S mRNA、III-11 LNP@S mRNA，其中可离子化脂质与Luc mRNA的质量比均为15:1，制剂中mRNA的浓度均为0.1mg/mL。
实施例34 SARS-CoV-2 mRNA疫苗免疫方案
(1)小鼠分组及给药：
将BALB/c雄性小鼠根据制剂随机分组。每次免疫时小鼠尾静脉注射100μL，即10μgS mRNA/只。PBS作为阴性Control。制剂分组为：II-5 LNP@S mRNA、II-18 LNP@S mRNA、II-24 LNP@S mRNA、II-25 LNP@S mRNA、III-3 LNP@S mRNA和III-11 LNP@S mRNA。
(2)第二次免疫及样本收集：
第一次免疫记为Day 0，两周后先采血再进行第二次免疫，此后每两周采血一次。
实施例35酶联免疫吸附测定法检测特异性抗体滴度
(1)抗原包被：
将RBD蛋白(Delta、WT或Omicron)以1×包被工作液配成抗原蛋白溶液，每孔加100μL。避免有气泡存在，放置于4℃冰箱过夜。
(2)BSA封闭：
抗原包被过夜后，甩掉包被ELISA板中的液体，每孔加1×洗涤工作液300μL，甩掉ELISA板中的液体，重复洗板4次。用1×洗涤工作液将BSA配成封闭液。洗板完成后，每孔加封闭液100μL，25℃孵育4h。
(3)血清稀释及加样：
将免疫小鼠的眼眶血离心，吸取血清，60℃温育灭活30min。利用抗体稀释液，以100倍为起始稀释倍数，进行2倍逐级稀释。封闭结束后，洗板4次。洗好的ELISA板中每孔加100μL血清样品稀释液。放置于4℃冰箱中孵育过夜。
(4)抗体孵育：
血清孵育过夜后，洗板4次。用抗体稀释液将HRP标记的抗体稀释相应的倍数，每孔加100μL抗体稀释液，25℃孵育2h。
(5)显色及检测：
抗体孵育结束后，洗板4次。每孔加显色液100μL，25℃避光孵育30min。每孔加入硫酸终止液100μL。加完终止液后立即用酶标仪读取450nm和630nm处的吸光度值。分析数据，根据Control组的吸光值之差确定稀释终点，从而确定免疫组的终点稀释倍数，即为滴度。II-5 LNP@S mRNA、II-18 LNP@S mRNA、II-24 LNP@S mRNA、II-25 LNP@S mRNA、III-3 LNP@S mRNA和III-11 LNP@S mRNA各组RBD特异性IgG滴度如图9所示，结果显示本发明所提供的可离子化脂质用于新型冠状病毒SARS-Cov-2 mRNA疫苗可诱导强大的体液免疫反应。
实施例36 LNP@S mRNA疫苗的安全性评价
(1)制剂制备及给药：
按实施例33制备II-5 LNP@S mRNA、II-18 LNP@S mRNA、II-24 LNP@S mRNA、II-25LNP@S mRNA、III-3 LNP@S mRNA和III-11 LNP@S mRNA制剂。调整制剂的mRNA浓度为0.1mg/mL，空白BALB/c小鼠肌肉注射200μL，即20μg S mRNA/只，等体积PBS作为对照。
(2)采血及检测：
给药24h后，取小鼠眼眶血，离心，吸取血清用生化分析仪检测ALT、CRE等主要生化指标，如图10-12所示，结果显示本发明所提供的可离子化脂质用于SARS-CoV-2 mRNA疫苗时安全性良好。
值得注意的是，本说明书中描述的特定特征、结构、材料或特征可以以适当的方式组合在任何一个或多个实例中。此外，本领域的技术人员可以在不矛盾的条件下将本说明书中描述的不同示例和不同实施例的特征相结合。

Claims (42)

1.式(I)化合物或其药学上可接受的盐：
其中：
m1、m2、m3、m4各自独立地选自1、2、3、4或5；
L1、L2、L3、L4各自独立地选自-CH(OH)-、-C(＝O)-、-C(＝O)O-、-OC(＝O)-、-C(＝O)S-、-SC(＝O)-、-C(＝O)NRa-、-NRaC(＝O)-、NRaC(＝O)O-、-OC(＝O)NRa-、-O-、-O-O-、-S-、-S-S-、-S-S-S-、-CH(OH)CH2O-、-CH(OH)CH2S-或不存在，其中每个Ra独立地选自-H或任选取代的C1-C6烷基；
R1、R2、R3、R4各自独立地选自任选取代的C6-C30烷基，任选取代的C6-C30烯基，任选取代的C6-C30炔基；
G1、G2、G3、G4各自独立地选自-Rc-、-RcCH(OH)Rd-、-RcC(＝O)Rd-、-RcC(＝O)ORd-、-RcOC(＝O)Rd-、-RcC(＝O)SRd-、-RcSC(＝O)Rd-、-RcC(＝O)N(Rb)Rd-、-RcN(Rb)C(＝O)Rd-、-RcN(Rb)C(＝O)ORd-、-RcOC(＝O)N(Rb)Rd-、-RcORd-、-Rc-O-O-Rd-、-RcSRd-、-Rc-S-S-Rd-、-Rc-S-S-S-Rd-或者不存在；其中每个Rb各自独立地选自-H或任选取代的C1-C6烷基；每个Rc、Rd各自独立地选自-(CH2)n-、n为0、1、2、3或4；
R5、R6各自独立地选自-H、-OH或任选取代的C1-C6烷基。
2.根据权利要求1所述的化合物或者药学上可接受的盐，其中G1、G2各自独立地选自-Rc-，G3、G4各自独立地选自-Rc-、-RcC(＝O)Rd-、-RcC(＝O)ORd-、-RcOC(＝O)Rd-、-RcC(＝O)N(Rb)Rd-、-RcN(Rb)C(＝O)Rd-、-RcN(Rb)C(＝O)ORd-、-RcOC(＝O)N(Rb)Rd-或不存在；
每个Rb各自独立地选自-H或C1-C6烷基；
每个Rc、Rd各自独立地选自-(CH2)n-，n为0、1、2、3或4。
3.根据权利要求2所述的化合物或者药学上可接受的盐，其中G1、G2各自独立地选自-Rc-；G3、G4各自独立地选自-Rc-、-RcC(＝O)ORd-、-RcOC(＝O)Rd-、-RcC(＝O)N(Rb)Rd-、-RcN(Rb)C(＝O)Rd-或不存在；其中每个Rb各自独立地选自-H或C1-C2烷基；
每个Rc和Rd给独立地选自-(CH2)n-或不存在，n为0、1或2。
4.根据权利要求3所述的化合物或者药学上可接受的盐，其中G1和G2为不存在，G3、G4各自独立地选自-CH2-、-CH2C(＝O)OCH2-、-CH2OC(＝O)CH2-、-CH2C(＝O)NHCH2-、-CH2NHC(＝O)CH2-或着不存在。
5.根据权利要求1所述的化合物或者药学上可接受的盐，其中G3、G4各自独立地选自-Rc-，G1、G2各自独立的选自-Rc-、-RcC(＝O)Rd-、-RcC(＝O)ORd-、-RcOC(＝O)Rd-、-RcC(＝O)N(Rb)Rd-、-RcN(Rb)C(＝O)Rd-、-RcN(Rb)C(＝O)ORd-、-RcOC(＝O)N(Rb)Rd-或者不存在；
每个Rb独立地为-H或C1-C6烷基；
每个Rc和Rd独立地选自-(CH2)n-，n为0、1、2、3或4。
6.根据权利要求5所述的化合物或者药学上可接受的盐，其中所述G3、G4各自独立地为-Rc-，G1、G2各自独立地选自-Rc-、-RcC(＝O)ORd-、-RcOC(＝O)Rd-、-RcC(＝O)N(Rb)Rd-、-RcN(Rb)C(＝O)Rd-或不存在；
每个Rb独立地为-H或C1-C2烷基；
每个Rc和Rd独立地为-(CH2)n-或不存在，n为0、1或2。
7.根据权利要求6所述的化合物或者药学上可接受的盐，其中G3、G4为不存在；G1、G2各自独立地选自-CH2-、-CH2C(＝O)O(CH2)1或2-、-(CH2)1或2OC(＝O)CH2-、-CH2C(＝O)N(Rb)CH2-、-CH2N(Rb)C(＝O)CH2-或不存在；
每个Rb独立地为-H或C1-C2烷基。
8.根据权利要求1-7任一所述的化合物或者药学上可接受的盐，其中L1、L2、L3、L4各自独立地选自-CH(OH)-、-C(＝O)-、-C(＝O)O-、-OC(＝O)-、-C(＝O)NRa-、-NRaC(＝O)-、-NRaC(＝O)O-、-OC(＝O)NRa-、-O-、-S-、-CH(OH)CH2O-、-CH(OH)CH2S-或不存在。
9.根据权利要求1-7所述的化合物或者药学上可接受的盐，其中L1、L2、L3、和L4各自独立地选自-CH(OH)-、-C(＝O)-、-C(＝O)O-、-OC(＝O)-、-C(＝O)NRa-、-NRaC(＝O)-、-O-、-S-或不存在；每个Ra各自独立地为-H或C1-C2烷基。
10.根据权利要求1-9任一所述的化合物或者药学上可接受的盐，其中m1、m2、m3、m4各自独立地选自1或2。
11.根据权利要求1-10任一所述的化合物或者药学上可接受的盐，其中R1、R2、R3、R4各自独立地选自C6-C18烷基、C6-C18烯基或C6-C18炔基，其中所述C6-C18烷基、C6-C18烯基或C6-C18炔基任选地可以被1至3个选自卤素、OH或＝O的取代基所取代。
12.根据权利要求1-10任一所述的化合物或者药学上可接受的盐，其中R1、R2、R3、R4各自独立地选自C6-C18烷基。
13.根据权利要求1-12任一所述的化合物或者药学上可接受的盐，其中R5、R6各自独立地选自-H、-OH或任选被-OH取代的C1-C4烷基。
14.一种式(I-1)所示的化合物或者药学上可接受的盐：
其中m1、m2、m3、m4选自相同数字，每个为1、2、3、4或5；L1、L2、L3、L4选自相同基团，每个L1、L2、L3、L4选自-CH(OH)-、-C(＝O)-、^-C(＝O)O-^^、^-OC(＝O)-^^、^-C(＝O)S-^^、^-SC(＝O)-^^、^-C(＝O)NRa-^^、^-NRaC(＝O)-^^、^-NRaC(＝O)O-^^、^-OC(＝O)NRa-^^、-O-、-O-O-、-S-、-S-S-、-S-S-S-、^-CH(OH)CH2O-^^、^-CH(OH)CH2S-^^或不存在；其中^-表示可以连接到R1-4的位点；-^^表示连接到-(CH2)m1-m4-的位点；并且每个Ra独立地为-H或者任选取代的C1-C6烷基；
R1、R2、R3、R4选自相同基团，每个R1、R2、R3、R4选自任选取代的C6-C30烷基，任选取代的C6-C30烯基或者任选取代的C6-C30炔基；
G1、G2选自相同基团，G3、G4选自相同基团，当G1、G2为-Rc-时，G3、G4选自-Rc-、*-RcCH(OH)Rd-**、*-RcC(＝O)Rd-**、*-RcC(＝O)ORd-**、*-RcOC(＝O)Rd-**、*-RcC(＝O)SRd-**、*-RcSC(＝O)Rd-**、*-RcC(＝O)N(Rb)Rd-**、*-RcN(Rb)C(＝O)Rd-**、*-RcN(Rb)C(＝O)ORd-**、*-RcOC(＝O)N(Rb)Rd-**、*-RcORd-**、*-Rc-O-O-Rd-**、*-RcSRd-**、**-Rc-S-S-Rd-**、*-Rc-S-S-S-Rd-**或者不存在；其中*-表示连接到式(I-1)中与末端叔胺原子相邻的-CH2-基团的位点，-**表示连接到式(I-1)中与中端叔氨原子相邻的-CH2-基团位点；
当G3、G4为-Rc-时，G1、G2选自-Rc-、#-RcCH(OH)Rd-##、#-RcC(＝O)Rd-##、#-RcC(＝O)ORd-##、#-RcOC(＝O)Rd-##、#-RcC(＝O)SRd-##、#-RcSC(＝O)Rd-##、#-RcC(＝O)N(Rb)Rd-##、#-RcN(Rb)C(＝O)Rd-##、#-RcN(Rb)C(＝O)ORd-##、#-RcOC(＝O)N(Rb)Rd-##、#-RcORd-##、#-Rc-O-O-Rd-##、#-RcSRd-##、#-Rc-S-S-Rd-##、#-Rc-S-S-S-Rd-##或不存在；其中#-表示连接到式(I-1)化合物中与中端叔胺原子相邻的-CH2-基团位点；-##表示连接G1和G2的位点；每个Rb独立地为-H或者任选取代的C1-C6烷基；
每个Rc和Rd独立地为-(CH2)n-，n为0、1、2、3或4；
R5和R6选自相同基团，每个选自-H、-OH或任选取代的C1-C6烷基。
15.根据权利要求14所述的化合物或者药学上可接受的盐，其中G1、G2为-Rc-，G3、G4选自-Rc-、*-RcC(＝O)Rd-**、*-RcC(＝O)ORd-**、*-RcOC(＝O)Rd-**、*-RcC(＝O)N(Rb)Rd-**、*-RcN(Rb)C(＝O)Rd-**、*-RcN(Rb)C(＝O)ORd-**、*-RcOC(＝O)N(Rb)Rd-**或者不存在；
每个Rb独立地为-H或C1-C6烷基；
每个Rc和Rd独立地为-(CH2)n-，n为0、1、2、3或4。
16.根据权利要求15所述的化合物或者药学上可接受的盐，其中G1、G2为-Rc-，G3、G4选自*-RcC(＝O)ORd-**、*-RcOC(＝O)Rd-**、*-RcC(＝O)N(Rb)Rd-**、*-RcN(Rb)C(＝O)Rd-**或不存在；
每个Rb独立地为-H或C1-C2烷基；
每个Rc和Rd独立地为-(CH2)n-或不存在，n为0、1或2。
17.根据权利要求16所述的化合物或者药学上可接受的盐，其中G1、G2为不存在，G3、G4选自-CH2-、*-CH2C(＝O)OCH2-**、*-CH2OC(＝O)CH2-**、*-CH2C(＝O)NHCH2-**、*-CH2NHC(＝O)CH2-**或不存在。
18.根据权利要求14所述的化合物或者药学上可接受的盐，其中G3、G4为-Rc-，G1、G2选自-Rc-、#-RcC(＝O)Rd-##、#-RcC(＝O)ORd-##、#-RcOC(＝O)Rd-##、#-RcC(＝O)N(Rb)Rd-##、#-RcN(Rb)C(＝O)Rd-##、#-RcN(Rb)C(＝O)ORd-##、#-RcOC(＝O)N(Rb)Rd-##或者不存在；
每个Rb独立地为-H或C1-C6烷基；
每个Rc和Rd独立地为-(CH2)n-，n为0、1、2、3或4。
19.根据权利要求18所述的化合物或者药学上可接受的盐，其中G3、G4为-Rc-，G1、G2选自-Rc-、#-RcC(＝O)ORd-##、#-RcOC(＝O)Rd-##、#-RcC(＝O)N(Rb)Rd-##、#-RcN(Rb)C(＝O)Rd-##或者不存在；
每个Rb独立地为-H或C1-C2烷基；
每个Rc、Rd独立地为-(CH2)n-或不存在，n为0、1或2。
20.根据权利要求19所述的化合物或者药学上可接受的盐，其中G3、G4为不存在，G1、G2选自-CH2-、#-CH2C(＝O)O(CH2)1或2-##、#-(CH2)1或2OC(＝O)CH2-##、#-CH2C(＝O)N(Rb)CH2-##、#-CH2N(Rb)C(＝O)CH2-##或不存在；
每个Rb独立地为-H或C1-C2烷基。
21.根据权利要求14-20任一项所述的化合物或者药学上可接受的盐，其中L1、L2、L3、L4相同，每个L1、L2、L3、L4选自-CH(OH)-、-C(＝O)-、^-C(＝O)O-^^、^-OC(＝O)-^^、^-C(＝O)NRa-^^、^-NRaC(＝O)-^^、^-NRaC(＝O)O-^^、^-OC(＝O)NRa-^^、-O-、-S-、^-CH(OH)CH2O-^^、^-CH(OH)CH2S-^^或者不存在。
22.根据权利要求14-20任一项所述的化合物或者药学上可接受的盐，其中L1、L2、L3、L4相同，每个L1、L2、L3、L4选自-CH(OH)-、-C(＝O)-、^-C(＝O)O-^^、^-OC(＝O)-^^、^-C(＝O)NRa-^^、^-NRaC(＝O)-^^、-O-、-S-或者不存在；每个Ra独立地为-H或C1-C2烷基。
23.根据权利要求14-22所述的化合物或者药学上可接受的盐，其中m1、m2、m3、m4选自相同数字，每个m1、m2、m3、m4为1或2。
24.根据权利要求14-23任一项所述化合物或者药学上可接受的盐，其中R1、R2、R3、R4选自相同基团，每个R1、R2、R3、R4选自C6-C18烷基、C6-C18烯基或C6-C18炔基，其中所述C6-C18烷基、C6-C18烯基或C6-C18炔基任选地可以被1-3个选自卤素、OH或＝O的取代基所取代。
25.根据权利要求14-23任一项所述的化合物或者药学上可接受的盐，其中R1、R2、R3、R4相同选自相同基团，每个R1、R2、R3、R4选自C6-C18烷基。
26.根据权利要求14-25任一项所述的化合物或者药学可接受的盐，其中R5和R6选自相同基团，并且选自-H、-OH或任选被-OH取代的C1-C4烷基。
27.一种表1所示的化合物或者药学上可接受的盐。
28.一种权利要求1-27任一项所述的化合物其中化合物存在形式为药学上可接受的盐。
29.一种包含权利1-27所述的化合物或者可接受的盐以及核酸药物的药物组合物。
30.根据权利要求29所述的药物组合物，其中组合物包含至少一种选自中性磷脂、类固醇和聚乙二醇脂质的辅料。
31.根据权利要求30的药物组合物，其中中性磷脂选自DOPE、DSPC、DOPC、DSPE、DMPC、DMPE、DPPC、DPPE、DEPC、HSPC、POPC或者他们的组合。
32.根据权利要求31的药物组合物，其中中性磷脂为DOPE。
33.根据权利要求30的药物组合物，其中化合物：中性磷脂的摩尔比例为1:1～5:1。
34.根据权利要求30-33的任何一项权利要求所述的药物组物，其中类固醇选自胆固醇、谷甾醇、大豆甾醇、羊毛甾醇、麦角甾醇或其组合物。
35.根据权利要求34所述的药物组合物，其中类固醇为胆固醇。
36.根据权利要求30-35所述的药物组合物，其中化合物与类固醇的摩尔比例为1:2～2:1。
37.根据权利要求30-36中任一项权利要求所述的药物组合物，其中聚乙二醇脂质选自DMG-PEG、DSPE-PEG或者其组合。
38.根据权利要求30-36中任一项权利要求所述的药物组合物，其中聚乙二醇脂质为DMG-PEG2000。
39.根据权利要求30-38中任一项权利要求所述的药物组合物，其中化合物：聚乙二醇脂质的摩尔比例为5:1～100:1。
40.根据权利要求30-39中任一项权利要求所述的药物组合物，其中化合物：聚乙二醇脂质的比例为10:1～20:1。
41.根据权利要求30-40中任一项权利要求所述的药物组合物，其中核酸药物选自DNA、ASO、siRNA、miRNA、mRNA、核酶、核酸适配体或其组合，优选为mRNA。
42.根据权利要求30-41中任一项权利要求的药物组合物，其中药物组合物制备成脂质纳米颗粒。
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