JP2019523228A - カンナビノイドプロドラッグの製造のための方法、薬学的製剤、およびその使用 - Google Patents

カンナビノイドプロドラッグの製造のための方法、薬学的製剤、およびその使用 Download PDF

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Abstract

酵素触媒による合成/化学修飾を用いてカンナビノイドプロドラッグを生成するための方法、ならびにそのようなプロドラッグを薬学的に許容される形態で製剤化するための方法、および疾患を処置するための治療剤としてのその使用を説明する。

Description

本出願は、2016年6月16日付で出願された米国仮特許出願第62/351,103号の優先権の恩典を主張する。
発明の分野
本発明はカンナビノイドプロドラッグの製造のための方法に関する。具体的には、本発明は、カンナビノイドプロドラッグの酵素触媒による合成に関し、また同様に、化学的に、生物触媒的に、または合成生物学を用いて合成されたカンナビノイドまたはカンナビノイド化合物の化学修飾によりカンナビノイドプロドラッグを製造するための方法にも関する。
発明の背景
カンナビノイドは、アサ(Cannabaceae)科に属する一年生植物のカンナビス・サティバ(Cannabis sativa)に見られるテルペンフェノール化合物である。この植物には400種を超える化学物質およびおよそ70種のカンナビノイドが含まれており、これらは主に腺毛状突起に蓄積する。主な精神活性カンナビノイドは、テトラヒドロカンナビノール(THC)、またはより正確にはその主な異性体(-)-トランス-Δ9-テトラヒドロカンナビノール((6aR,10aR)-Δ9-テトラヒドロカンナビノール)であり、これは、緑内障、エイズ消耗、神経因性疼痛を含む広範囲の病状の処置、多発性硬化症、線維筋痛および化学療法誘発性の吐き気に伴う痙性の処置に用いられる。THCはまた、アレルギー、炎症、感染、てんかん、うつ病、片頭痛、双極性障害、不安障害、薬物依存症および薬物離脱症候群を処置するのにも有効である。
THCに加えて、他の生物学的に活性なカンナビノイドもC.サティバ植物に存在する。そのようなカンナビノイドの1つはTHCの異性体カンナビジオール(CBD)であり、これは急性および慢性の神経変性に対する保護を提供することが知られている強力な抗酸化性および抗炎症性化合物である。別の生物学的に活性なカンナビノイドはカンナビゲロール(CBG)である。CBGは、アサに高濃度で見出される。それは高親和性α2-アドレナリン受容体アゴニスト、中親和性5-HT1A受容体アンタゴニストであり、低親和性CB1受容体アンタゴニストである。CBGは軽度の抗うつ活性を保有することが知られている。カンナビクロメン(CBC)は別の生物学的に活性なカンナビノイドであり、抗炎症性、抗真菌性および抗ウイルス性を保有することが知られている。
本出願は、薬学的等級のカンナビノイド治療用物質を製造するための合成生物学および生物触媒の使用について記述する。より具体的には、本出願は、薬学的に許容されるプロドラッグカンナビノイド類似体の酵素触媒による合成のための方法について記述する。
本発明は、式Iaまたは式IIaによるカンナビノイドプロドラッグ
Figure 2019523228
を生成するための方法を提供する。
開示した方法によれば、式Iaおよび式IIaの化合物は、式Iまたは式IIによる化合物
Figure 2019523228
を活性化-Y-Z試薬と接触させることによって合成される。式Iまたは式IIの化合物の場合、Rは-Hであり、置換基R1は-H、-COOH、または-COO(C1〜C5)アルキルであり、R2は、(C1〜C10)アルキル、(C2〜C10)アルケニル、(C2〜C10)アルキニル、(C3〜C10)シクロアルキル、(C3〜C10)シクロアルキルアルキレン、(C3〜C10)アリール、および(C3〜C10)アリールアルキレンから選択される基であり、かつ置換基R3は-H、または(C1〜C5)アルキルである。
本発明の方法によるカンナビノイド化合物の場合、-Zは、-ヘミスクシネート、-スクシネート、-オキサレート、-C(O)-CH2-[OCH2CH2]n-OR4、-C(O)-CH2-[OCH2CH2]n-NH2、-C(O)[CH2]n-NR4R5、-C(O)O[CH2]n-NR4R5、-C(O)-NH-[CH2]n-NR4R5、-C(O)[CH2]n-N+(R4)(R5))(R6)X-、-C(O)O[CH2]n-N+(R4)(R5)(R6)X-、-C(O)-NH-[CH2]n-N+(R4)(R5))(R6)X-、またはオリゴ糖からなる群より選択される。あるいは、-Y-Zはオリゴ糖である。
可変基「Y」は、L-アミノ酸残基、D-アミノ酸残基、β-アミノ酸残基、γ-アミノ酸残基、-C(O)-CH2-[OCH2CH2]n-O-、および-C(O)-CH2-[OCH2CH2]n-NH-から選択される基であり、その一方で置換基R4、R5、およびR6は各々独立して、-H、-OH、ホルミル、アセチル、ピバロイル、および(C1〜C5)アルキルからなる群より選択される。
本発明のカンナビノイド化合物の場合、下付き文字「n」は、1、2、3、4、5、または6などの整数であり、その一方で「X」は、薬学的に許容される酸に由来する対イオンである。
1つの態様において、式Iまたは式IIの化合物は、式IIIの化合物
Figure 2019523228
を、テトラヒドロカンナビバリン酸シンターゼ(THCVAシンターゼ)、テトラヒドロカンナビノール酸シンターゼ(THCAシンターゼ)、カンナビジオール酸シンターゼ(CBDAシンターゼ)、およびカンナビクロメン酸シンターゼ(CBCAシンターゼ)からなる群より選択されるカンナビノイドシンターゼと接触させることによって得られる。
式IIIの化合物の場合、置換基R、R1、R2、およびR3は上記で定義した通りである。1つの態様において、式IIIの化合物は、水、リン酸緩衝液、クエン酸緩衝液、トリス(TRIS)緩衝液、HEPES緩衝液、水および(C1〜C5)アルコールの混合物、ならびに緩衝液および(C1〜C5)アルコールの混合物からなる群より選択される溶媒の存在下でカンナビノイドシンターゼと接触される。
1つの態様によれば、-Zは、-ヘミスクシネート、-スクシネート、-C(O)-CH2-[OCH2CH2]n-OR4、または-C(O)-CH2-[OCH2CH2]n-NH2である。
ある種の式Iおよび式IIの化合物の場合、-Zは、-C(O)-CH2-[OCH2CH2]n-OR4である。1つの例示的な態様において、-Yはバリンであり、かつ-Y-Zは-バリン-C(O)-CH2-[OCH2CH2]n-OR4である。そのようなカンナビノイド化合物の場合、置換基R4は-Hまたはメチルであり、かつ下付き文字「n」は1、2、3、または4である。
1つの態様において、-Y-Zは-Y-オリゴ糖である。例示的な「Y」基としては、非限定的に、-C(O)-CH2-[OCH2CH2]n-O-、-C(O)-CH2-[OCH2CH2]n-OCH2CH2C(O)-、ポリエチレングリコール部分およびL-アミノ酸残基、D-アミノ酸残基、β-アミノ酸残基、またはγ-アミノ酸残基が挙げられる。
1つの態様において、R1は-COOHであり、かつR2は本発明の方法による化合物の場合(C1〜C10)アルキルであり、例えば、R2はプロピルまたはペンチルである。
本発明の態様によれば、R1が-COOHである場合、カンナビノイド化合物は、式I、Ia、IIもしくはIIaのカンナビノイド化合物の溶液を加熱するか、または式I、Ia、IIもしくはIIaのカンナビノイド化合物の溶液をUV光に曝露することによって任意で脱カルボキシル化されてもよい。
別の態様によって包含されるのは、式IVaまたは式Vaのカンナビノイドプロドラッグ
Figure 2019523228
を生成するための方法である。
そのようなカンナビノイドプロドラッグは、(a) VIの化合物:
Figure 2019523228
をカンナビノイドシンターゼと接触させて、式IVまたは式Vによる化合物:
Figure 2019523228
を得ることによって生成される。
本発明の方法によれば、式IVまたは式Vの化合物を活性化-Z試薬と接触させて式IVaおよび式Vaの化合物を得る。式IVaまたは式Vaの化合物の場合、置換基R7は-H、-COOH、または-COO(C1〜C5)アルキルであり、R8は、(C1〜C10)アルキル、(C2〜C10)アルケニル、(C2〜C10)アルキニル、(C3〜C10)シクロアルキル、(C3〜C10)シクロアルキルアルキレン、(C3〜C10)アリール、および(C3〜C10)アリールアルキレンから選択される基であり、かつ置換基R9は-H、または(C1〜C5)アルキルである。
式IV、V、VI、IVaおよび式Va中の可変基「Y」は、L-アミノ酸残基、D-アミノ酸残基、β-アミノ酸残基、γ-アミノ酸残基、-C(O)-CH2-[OCH2CH2]n-OCH2CH2C(O)-、および-C(O)-CH2-[OCH2CH2]n-NH-から選択される基であり、その一方で可変基Zは、ヘミスクシネート、スクシネート、オキサレート、-C(O)-CH2-[OCH2CH2]n-OR10、-C(O)-CH2-[OCH2CH2]n-NH2、-C(O)[CH2]n-NR10R11、-C(O)O[CH2]n-NR10R11、-C(O)-NH-[CH2]n-NR10R11、-C(O)[CH2]n-N+(R10)(R11)(R12)X-、-C(O)O[CH2]n-N+(R10)(R11)(R12)X-、および-C(O)-NH-[CH2]n-N+(R10)(R11))(R12)X-からなる群より選択される。
式IVaおよび式Vaの化合物の場合、置換基R10、R11、およびR12は各々独立して、-H、-OH、ホルミル、アセチル、ピバロイル、および(C1〜C5)アルキルからなる群より選択され、下付き文字「n」は1、2、3、4、5、または6であり; かつ「X」は、薬学的に許容される酸に由来する対イオンである。
さらに別の態様において、本開示は、式VIIaまたは式VIIIaのカンナビノイドプロドラッグ
Figure 2019523228
を生成するための方法を提供する。
本発明の方法によれば、式VIIaおよびVIIIaの化合物は、(a) 式IXの化合物;
Figure 2019523228
をカンナビノイドシンターゼと接触させることによって得られる。
式VIIaおよびVIIIaの化合物の場合、R13は-H、-COOH、または-COO(C1〜C5)アルキルであり、R14は、(C1〜C10)アルキル、(C2〜C10)アルケニル、(C2〜C10)アルキニル、(C3〜C10)シクロアルキル、(C3〜C10)シクロアルキルアルキレン、(C3〜C10)アリール、および(C3〜C10)アリールアルキレンからなる群より選択され、かつ置換基R15は-H、または(C1〜C5)アルキルである。
-Y-Z中の可変基「Y」は、L-アミノ酸残基、D-アミノ酸残基、β-アミノ酸残基、γ-アミノ酸残基、-C(O)-CH2-[OCH2CH2]n-O-、および-C(O)-CH2-[OCH2CH2]n-NH-から選択され、その一方で可変基「Z」は、無水コハク酸、ヘミスクシネート、スクシネート、オキサレート、-C(O)-CH2-[OCH2CH2]n-OR4、-C(O)-CH2-[OCH2CH2]n-NH2、-C(O)[CH2]n-NR16R17、-C(O)O[CH2]n-NR16R17、-C(O)-NH-[CH2]n-NR16R17、-C(O)[CH2]n-N+(R16)(R17))(R18)X-、-C(O)O[CH2]n-N+(R16)(R17)(R18)X-、および-C(O)-NH-[CH2]n-N+(R16)(R17))(R18)X-から選択される基である。
式VIIaおよびVIIIaの化合物の場合、置換基R16、R17、およびR18は各々独立して、-H、-OH、ホルミル、アセチル、ピバロイル、および(C1〜C5)アルキルからなる群より選択され、下付き文字「n」は1、2、3、4、5、または6であり; かつ「X」は、薬学的に許容される酸に由来する対イオンである。
詳細な説明
定義
本明細書において用いられる場合、特に明記しない限り、単数形「1つの(a)」、「1つの(an)」および「その(the)」は複数の言及を含む。したがって、例えば、「細胞」への言及は複数の細胞を含み、「分子」への言及は1つまたは複数の分子への言及である。
本明細書において用いられる場合、「約」は当業者により理解され、用いられる状況に応じてある程度変化するであろう。当業者には明らかでない用語の使用がある場合、それが用いられる文脈を考慮すると、「約」は特定の用語のプラスまたはマイナス10%までを意味するであろう。
「アルキル」という用語は、示された数の炭素原子を有する直鎖または分枝鎖の飽和炭化水素をいう。例えば、(C1〜C10)アルキルは、限定されるものではないが、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、sec-ブチル、tert-ブチル、ペンチル、イソペンチル、ネオペンチル、ヘキシル、イソヘキシルおよびネオヘキシルなどを含むよう意図される。アルキル基は、非置換でも、または本明細書において以下に記述される1つもしくは複数の置換基で置換されてもよい。
「アルケニル」という用語は、示された数の炭素原子および少なくとも1つの二重結合を有する直鎖または分枝鎖の不飽和炭化水素をいう。(C2〜C10)アルケニル基の例としては、エチレン、プロピレン、1-ブチレン、2-ブテン、イソブテン、sec-ブテン、1-ペンテン、2-ペンテン、イソペンテン、1-ヘキセン、2-ヘキセン、3-ヘキセン、イソヘキセン、1-ヘプテン、2-ヘプテン、3-ヘプテン、イソヘプテン、1-オクテン、2-オクテン、3-オクテン、4-オクテン、およびイソオクテンが挙げられるが、これらに限定されることはない。アルケニル基は、非置換でも、または本明細書において以下に記述される1つもしくは複数の置換基で置換されてもよい。
「アルキニル」という用語は、示された数の炭素原子および少なくとも1つの三重結合を有する直鎖または分枝鎖の不飽和炭化水素をいう。(C2〜C10)アルキニル基の例としては、アセチレン、プロピン、1-ブチン、2-ブチン、1-ペンチン、2-ペンチン、1-ヘキシン、2-ヘキシン、3-ヘキシン、1-ヘプチン、2-ヘプチン、3-ヘプチン、1-オクチン、2-オクチン、3-オクチンおよび4-オクチンが挙げられるが、これらに限定されることはない。アルキニル基は、非置換でも、または本明細書において以下に記述される1つもしくは複数の置換基で置換されてもよい。
「アルコキシ」という用語は、示された数の炭素原子を有する-O-アルキル基をいう。例えば、(C1〜C6)アルコキシ基は、-O-メチル、-O-エチル、-O-プロピル、-O-イソプロピル、-O-ブチル、-O-sec-ブチル、-O-tert-ブチル、-O-ペンチル、-O-イソペンチル、-O-ネオペンチル、-O-ヘキシル、-O-イソヘキシル、および-O-ネオヘキシルを含む。
「アリール」という用語は、3〜14員の単環式、二環式、三環式、または多環式の芳香族炭化水素環系をいう。アリール基の例としては、ナフチル、ピレニル、およびアントラシルが挙げられる。アリール基は、非置換でも、または本明細書において以下に記述される1つもしくは複数の置換基で置換されてもよい。
「アルキレン」、「シクロアルキレン」、「アルケニレン」、「アルキニレン」、「アリーレン」および「ヘテロアリーレン」という用語は、単独でまたは別の置換基の一部として、-CH2CH2CH2CH2-によって例示される、それぞれ、アルキル、シクロアルキル、アルケニル、アルキニル、アリール、またはヘテロアリール基から誘導される二価基を意味する。アルキレン、アルケニレン、またはアリール連結基の場合、連結基の配向は暗示されていない。
「ハロゲン」および「ハロ」という用語は、-F、-Cl、-Brまたは-Iをいう。
「ヘテロ原子」という用語は、酸素(O)、窒素(N)、および硫黄(S)を含むよう意図される。
「ヒドロキシル」または「ヒドロキシ」は、-OH基をいう。
「ヒドロキシアルキル」という用語は、アルキル基の水素原子の1つまたは複数が-OH基で置き換えられている、示された数の炭素原子を有するアルキル基をいう。ヒドロキシアルキル基の例としては、-CH2OH、-CH2CH2OH、-CH2CH2CH2OH、-CH2CH2CH2CH2OH、-CH2CH2CH2CH2CH2OH、-CH2CH2CH2CH2CH2CH2OH、およびその分枝型が挙げられるが、これらに限定されることはない。
「シクロアルキル」または「炭素環」という用語は、飽和、不飽和または芳香族のいずれかである、単環式、二環式、三環式、または多環式の3〜14員環系をいう。複素環は、任意のヘテロ原子または炭素原子を介して結合されうる。シクロアルキルは、上に定義されたアリールおよびヘテロアリールを含む。シクロアルキルの代表例としては、シクロエチル、シクロプロピル、シクロイソプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロプロペン、シクロブテン、シクロペンテン、シクロヘキセン、フェニル、ナフチル、アントラシル、ベンゾフラニル、およびベンゾチオフェニルが挙げられるが、これらに限定されることはない。シクロアルキル基は、非置換でも、または本明細書において以下に記述される1つもしくは複数の置換基で置換されてもよい。
「ニトリルまたはシアノ」という用語は互換的に用いることができ、ヘテロアリール環、アリール環およびヘテロシクロアルキル環の炭素原子に結合した-CN基をいう。
「アミンまたはアミノ」という用語は、-NRcRd基をいい、式中、RcおよびRdは、それぞれ独立して、水素、(C1〜C8)アルキル、アリール、ヘテロアリール、ヘテロシクロアルキル、(C1〜C8)ハロアルキル、および(C1〜C6)ヒドロキシアルキル基をいう。
「アルキルアリール」という用語は、本明細書において以下に記述される1つまたは複数の置換基で置換されてもよい、アリール原子によってC1〜C8アルキル鎖の少なくとも1つの水素原子が置き換えられているC1〜C8アルキル基をいう。アルキルアリール基の例としては、メチルフェニル、エチルナフチル、プロピルフェニル、およびブチルフェニル基が挙げられるが、これらに限定されることはない。
「アリールアルキレン」は、C1〜C10アルキレン基における1つまたは複数の水素原子が(C3〜C14)アリール基によって置き換えられている二価アルキレンをいう。(C3〜C14)アリール-(C1〜C10)アルキレン基の例としては、非限定的に、1-フェニルブチレン、フェニル-2-ブチレン、1-フェニル-2-メチルプロピレン、フェニルメチレン、フェニルプロピレン、およびナフチルエチレンが挙げられる。
「アリールアルケニレン」は、C2〜C10アルケニレン基における1つまたは複数の水素原子が(C3〜C14)アリール基によって置き換えられている二価アルケニレンをいう。
「アリールアルキニレン」という用語は、C2〜C10アルキニレン基における1つまたは複数の水素原子が(C3〜C14)アリール基によって置き換えられている二価アルキニレンをいう。
「カルボキシル」および「カルボキシレート」という用語は、以下の一般式
Figure 2019523228
によって表されうるような部分を含む。
式中のEは結合またはOであり、Rfは個々にH、アルキル、アルケニル、アリール、または薬学的に許容される塩である。EがOであり、Rfが上記で定義した通りである場合、その部分は本明細書においてカルボキシル基といわれ、特にRfが水素である場合、この式は「カルボン酸」を表す。一般に、明確に示された酸素が硫黄によって置き換えられている場合、この式は「チオカルボニル」基を表す。
他に示されない限り、「立体異性体」は、その化合物の他の立体異性体を実質的に含まない化合物の1つの立体異性体を意味する。したがって、1つのキラル中心を有する立体異性的に純粋な化合物は、化合物の反対の鏡像異性体を実質的に含まないであろう。2つのキラル中心を有する立体異性的に純粋な化合物は、化合物の他のジアステレオ異性体を実質的に含まないであろう。典型的な立体異性的に純粋な化合物は、約80重量%超の化合物の1つの立体異性体、約20重量%未満の化合物の他の立体異性体、例えば約90重量%超の化合物の1つの立体異性体および約10重量%未満の化合物の他の立体異性体、または約95重量%超の化合物の1つの立体異性体および約5重量%未満の化合物の他の立体異性体、または約97重量%超の化合物の1つの立体異性体および約3重量%未満の化合物の他の立体異性体を含む。
描写された構造とその構造が与えられた名前との間に相違がある場合、描写された構造が制御する。さらに、構造または構造の一部分の立体化学が、例えば太線または破線で示されていない場合、構造または構造の部分は、その全ての立体異性体を包含するものとして解釈されるべきである。
本発明は、カンナビノイドのプロドラッグの製造のための生合成方法論に焦点を当てている。より具体的には、本発明は、カンナビノイドのプロドラッグの酵素触媒合成に関する。
「活性化試薬」および「活性試薬」という用語は、互換的に用いられ、第1の化合物または化学部分であって、そのような第1の化合物または化学部分を第2の化合物または化学部分と接触させて共有結合を形成させる前に一緒にまたは独立的に活性化される1つまたは複数の官能基を有するものを意味する。例示的な活性化形態のカルボン酸としては、酸ハロゲン化物、酸無水物、アルキルエステル、およびアリールエステルが挙げられる。カルボン酸の活性化およびその関連するカップリング化学は、化学およびペプチドの技術分野において周知である。場合によっては、カルボン酸または活性化形態のカルボン酸を有する第1の化合物は、1つまたは複数のカップリング試薬を用いてアミンまたはヒドロキシル基を有する第2の化合物に結合する。例示的なカップリング試薬としては、ジシクロヘキシルカルボジイミド(DCC)、エチル-(Nl,N'-ジメチルアミノ)プロピルカルボジイミド塩酸塩(EDC)、およびジイソプロピルカルボジイミド(DIC)のような、カルボジイミドが挙げられる。さらなる例としては、ベンゾトリアゾール-1-イルオキシ)トリス(ジメチルアミノ)ホスホニウムヘキサフルオロホスフェート(BOP)、ベンゾトリアゾール-1-イルオキシ)トリピロリジノホスホニウムヘキサフルオロホスフェート、(7-アザベンゾトリアゾール-1-イルオキシ)トリピロリジノホスホニウムヘキサフルオロホスフェート(PyAOP)、ブロモトリピロリジノホスホニウムヘキサフルオロホスフェート、O-(ベンゾトリアゾール-1-イル)-N,N,N',N'-テトラメチルウロニウムヘキサフルオロホスフェート(HBTU)およびO-(ベンゾトリアゾール-1-イル)-N,N,N',N'-テトラメチルウロニウムテトラフルオロボレート(TBTU)、O-(7-アザベンゾトリアゾール-1-イル)-N,N,N',N'-テトラメチルウロニウムヘキサフルオロホスフェート(HATU)、O-(7-アザベンゾトリアゾール-1-イル)-N,N,N',N'-テトラメチルウロニウムテトラフルオロボレート(TATU)、およびO-(6-クロロベンゾトリアゾール-1-イル)-N,N,N',N'-テトラメチルウロニウムヘキサフルオロホスフェート(HCTU)、または化学およびペプチドの技術分野において公知の任意の他のカップリング試薬が挙げられる。
「プロドラッグ」という用語は、生物学的に活性な薬学的作用物質(薬物)の前駆物質をいう。プロドラッグは、生物学的に活性な薬学的作用物質になるために化学的または代謝的変換を受けなければならない。プロドラッグは、化学的変換プロセスによって生物学的に活性な薬学的作用物質にエクスビボで変換されることができる。インビボで、プロドラッグは、プロドラッグ部分を除去して生物学的に活性な薬学的作用物質を形成する代謝プロセス、酵素的プロセスまたは分解プロセスの作用によって生物学的に活性な薬学的作用物質に変換される。
1つの態様において、本開示は、そのようなプロドラッグのシントンを用いてカンナビノイド化合物をそのプロドラッグに化学的に修飾することにより、カンナビノイド化合物のプロドラッグまたはカンナビス化合物のプロドラッグを生成する方法を提供する。本開示の文脈において、「カンナビノイド化合物」および「カンナビス化合物」という用語は同義語であり、化学的に、生体酵素的に、合成生物学を用いて、または化学的および生体酵素的プロセスの組み合わせによって合成される天然植物カンナビノイドまたはカンナビノイドをいうように互換的に用いられる。
本発明の文脈において、「類似体」という用語は、天然に存在するカンナビノイドに構造的に関連するが、その化学的および生物学的特性が天然に存在するカンナビノイドとは異なりうる化合物をいう。本文脈において、類似体は、天然に存在するカンナビノイドの1つまたは複数の望ましくない副作用を示さない可能性がある化合物をいう。類似体はまた、天然に存在するカンナビノイドの化学的、生物学的または半合成的変換によって天然に存在するカンナビノイドから誘導される化合物をいう。
したがって、本発明は、式Iaまたは式IIaのプロドラッグ
Figure 2019523228
を作製するための方法を提供する。
本発明のプロドラッグは、式Iまたは式IIによる化合物:
Figure 2019523228
を活性化-Y-Z試薬と接触させることによって生成される。式IおよびIIの化合物の場合、Rは-Hであり、R1は-H、-COOH、または-COO(C1〜C5)アルキルであり、R2は、(C1〜C10)アルキル、(C2〜C10)アルケニル、(C2〜C10)アルキニル、(C3〜C10)シクロアルキル、(C3〜C10)シクロアルキルアルキレン、(C3〜C10)アリール、および(C3〜C10)アリールアルキレンからなる群より選択され、かつR3は-H、または(C1〜C5)アルキルである。
1つの態様において、R1は-COOHであり、かつR2は(C1〜C10)アルキル、例えば、メチル、エチル、プロピル、イソ-プロピル、ブチル、sec-ブチル、イソ-ブチル、t-ブチル、ペンチルまたはヘキシルである。
1つの態様によれば、R1置換基としてカルボン酸(-COOH)基を有する本発明のプロドラッグは、薬学的作用物質または栄養補助剤としてのその使用の前に任意の脱カルボキシル化段階を受けることができる。
1つの態様において、R1は-COOHであり、かつR2はペンチルであり、かつ-Y-Z中の「Z」は、ヘミスクシネート、-スクシネート、-オキサレート、-C(O)-CH2-[OCH2CH2]n-OR4、-C(O)-CH2-[OCH2CH2]n-NH2、-C(O)[CH2]n-NR4R5、-C(O)O[CH2]n-NR4R5、-C(O)-NH-[CH2]n-NR4R5、-C(O)[CH2]n-N+(R4)(R5))(R6)X-、-C(O)O[CH2]n-N+(R4)(R5)(R6)X-、および-C(O)-NH-[CH2]n-N+(R4)(R5))(R6)X-、または-オリゴ糖から選択される基である。あるいは、いくつかの式Iaまたは式IIaの化合物の場合、-Y-Zはオリゴ糖である。
本発明のある種のカンナビノイドプロドラッグの場合、「-Z」は-ヘミスクシネート、-スクシネート、-C(O)-CH2-[OCH2CH2]n-OR4、または-C(O)-CH2-[OCH2CH2]n-NH2である。
1つの態様において、カンナビノイドプロドラッグは、R1が-COOHであり、かつR2がペンチルであり、かつ-Zが-ヘミスクシネートである化合物である。
1つの態様において、カンナビノイドプロドラッグは、R1が-COOHであり、かつR2がペンチルであり、かつ-Zが-C(O)-CH2-[OCH2CH2]n-OR4である化合物である。そのようなプロドラッグの場合、R4は-Hである。
別の態様によれば、カンナビノイドプロドラッグは、R1が-COOHであり、かつR2がプロピルであり、かつ-Zが-ヘミスクシネートである化合物である。
可変基「Y」は、L-アミノ酸残基、D-アミノ酸残基、β-アミノ酸残基、γ-アミノ酸残基、-C(O)-CH2-[OCH2CH2]n-O-、および-C(O)-CH2-[OCH2CH2]n-NH-から選択される任意の基である。
したがって、1つの態様において、-Y-Zは、L-アミノ酸-ヘミスクシネート基、またはD-アミノ酸-ヘミスクシネート基である。この態様によるプロドラッグの場合、例示的な-Y-Zの組み合わせは、Gly-ヘミスクシネート、Ala-ヘミスクシネート、Val-ヘミスクシネート、Lys-ヘミスクシネート、D-Gly-ヘミスクシネート、D-Ala-ヘミスクシネート、D-Val-ヘミスクシネート、およびD-Lys-ヘミスクシネートを含む。
可変基「Y」がL-アミノ酸である場合、適当な例としては、非限定的に20種の天然に存在するL-アミノ酸が挙げられる。可変基「Y」がD-アミノ酸である場合、例示的なD-アミノ酸としては、D-グリシン、D-アラニン、D-バリン、D-イソロイシン、D-ロイシン、D-メチオニン、D-フェニルアラニン、D-チロシン、D-トリプトファン、D-セリン、D-トレオニン、D-アスパラギン、D-グルタミン、D-システイン、D-アルギニン、D-ヒスチジン、D-リジン、D-アスパラギン酸、D-グルタミン酸およびD-プロリンが挙げられる。
1つの態様において、-Yはβ-アミノ酸であり、かつ-Zは-ヘミスクシネートである。そのようなプロドラッグの場合、例示的なβ-アミノ酸としては、非限定的に、β-フェニルアラニン、β-アラニン、3-アミノブタン酸、3-アミノ-3(3-ブロモフェニル)プロピオン酸、2-アミノ-3-シクロペンテン-1-カルボン酸、3-アミノイソ酪酸、3-アミノ-2-フェニルプロピオン酸、4,4-ビフェニル酪酸、3-アミノシクロヘキサンカルボン酸、3-アミノシクロペンタンカルボン酸、および2-アミノエチルフェニル酢酸が挙げられる。
いくつかのプロドラッグの場合、-Yはγ-アミノ酸であり、かつ-Zは-ヘミスクシネートである。例示的なγ-アミノ酸としては、γ-アミノ酪酸、スタチン、4-アミノ-3-ヒドロキシブタン酸、および4-アミノ-3-フェニルブタン酸(バクロフェン)が挙げられる。
1つの態様において、-Zは-オリゴ糖であり、かつ例示的な「Y」基としては、非限定的に、-C(O)-CH2-[OCH2CH2]n-O-、ポリエチレングリコール部分が挙げられる。オリゴ糖プロドラッグの糖部分は、5員フラノース、6員ピラノース、化学技術分野において公知の基によって保護された1つまたは複数のヒドロキシル基を有する糖であることができる。あるいは、糖部分のヒドロキシル基は保護されていない。化学的に官能化されている天然の糖および非天然の糖の両方ともカンナビノイドプロドラッグの合成に用いられる。オリゴ糖プロドラッグのカテゴリーの例は、マンノース、N-アセチルグルコサミン(GlcNAc)、ガラクトース、およびシアル酸である。
1つの態様において、本発明のプロドラッグは、薬学的作用物質または栄養補助剤としてのその使用の前に脱カルボキシル化される。脱カルボキシル化は、式Iまたは式IIの化合物への-Y-Zのカップリングをもたらすのに適した条件の下で式Iまたは式IIの化合物を活性化-Y-Z試薬に接触させる前に達成される。あるいは、脱カルボキシル化は、プロドラッグの合成後に、すなわち、式Iaまたは式IIaの化合物を用いて行われる。
本発明によるある種のプロドラッグの場合、-Zは、-C(O)[CH2]n-NR4R5、-C(O)O[CH2]n-NR4R5、-C(O)-NH-[CH2]n-NR4R5、-C(O)[CH2]n-N+(R4)(R5))(R6)X-、-C(O)O[CH2]n-N+(R4)(R5)(R6)X-、または-C(O)-NH-[CH2]n-N+(R4)(R5))(R6)Xから選択される。
1つの態様において、-Yはアミノ酸のバリンであり、かつ-Y-ZはVal-NH-C(O)[CH2]n-NR4R5、Val-NH-C(O)O[CH2]n-NR4R5、またはVal-NH-C(O)-NH-[CH2]n-NR4R5である。
別の態様によれば、-Yはアミノ酸のリジンであり、かつ-Y-ZはLys-NH-C(O)[CH2]n-NR4R5、Lys-NH-C(O)O[CH2]n-NR4R5、またはLys-NH-C(O)-NH-[CH2]n-NR4R5である。さらに別の態様によれば、-Yはグルタミン酸であり、かつ-Y-ZはGlu-NH-C(O)[CH2]n-NR4R5、Glu-NH-C(O)O[CH2]n-NR4R5、またはGlu-NH-C(O)-NH-[CH2]n-NR4R5である。
1つの態様において、-Zは-C(O)[CH2]n-N+(R4)(R5))(R6)X-、-C(O)O[CH2]n-N+(R4)(R5)(R6)X-、または-C(O)-NH-[CH2]n-N+(R4)(R5))(R6)X-である。例示的なプロドラッグは、-Y-Zが-Val-NH-C(O)[CH2]n-N+(R4)(R5)(R6)X-、-Val-NH-C(O)O[CH2]n-N+(R4)(R5)(R6)X-、または-Val-NH-C(O)-NH-[CH2]n-N+(R4)(R5))(R6)X-である化合物であり、式中、R4、R5、およびR6は独立して、-H、-OH、ホルミル、アセチル、ピバロイル、および(C1〜C5)アルキルからなる群からのものであり、かつ下付き文字「n」は、両端の整数を含めた、1〜6の間の整数である。1つの態様において、「n」は1または2である。別の態様によれば、「n」は3であり、かつ「X」は、薬学的に許容される酸に由来する対イオンである。
別の態様によれば、式IまたはIIの化合物は、式IIIの化合物
Figure 2019523228
をカンナビノイドシンターゼと接触させることによって得られる。
1つの態様において、式Iまたは式IIの化合物は、溶媒の存在下で式IIIの化合物をカンナビノイドシンターゼと接触させると得られる。プロドラッグの合成に用いられる溶媒には、非限定的に、水性緩衝液、非水性溶媒、または水性緩衝液および非水性溶媒を含む混合物が含まれる。本発明の方法において典型的に用いられる緩衝液は、クエン酸緩衝液、リン酸緩衝液、HEPES、トリス緩衝液、MOPS、またはグリシン緩衝液である。例示的な非水性溶媒には、非限定的に、(C1〜C5)アルコール、ジメチルスルホキシド(DMSO)、ジメチルホルムアミド(DMF)、またはイソプロピル(iso-propoyl)アルコール、β-シクロデキストリン、およびその組み合わせが含まれる。
1つの態様において、溶媒はリン酸緩衝液またはクエン酸緩衝液である。別の態様によれば、溶媒はトリス緩衝液である。
1つの態様において、溶媒はHEPES緩衝液、または水および(C1〜C5)アルコールの混合物、または緩衝液および(C1〜C5)アルコールの混合物である。溶媒が水性緩衝液および非水性溶媒の混合物である場合、反応混合物中の非水性溶媒の濃度は10%〜50% (v/v)で変化してもよく、好ましくは反応混合物中の非水性溶媒の濃度は10%、12%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、または50%である。1つの態様において、反応混合物中の非水性溶媒の濃度は30%である。別の態様において、反応混合物中の非水性溶媒の濃度は20%であり、または10%〜20%、10%〜30%、もしくは10%〜40%で変化してもよい。
本発明の方法によってカンナビノイドプロドラッグを合成するために用いられるカンナビノイド酸シンターゼ酵素には、非限定的に、テトラヒドロカンナビノール酸シンターゼ(THCAシンターゼ)、テトラヒドロカンナビバリン酸シンターゼ(THCVAシンターゼ)、カンナビジオール酸シンターゼ(CBDAシンターゼ)、またはカンナビクロメン酸シンターゼ(CBCAシンターゼ)が含まれる。これらの酵素は、天然の供給源から得られてもよく、または2014年8月25日付で出願された米国仮特許出願第62/041,521号および2016年2月26日付で米国特許出願公開第2016-0053220号として公開された2015年8月25日付で出願された米国特許出願第14/835,444号に記述されているPichiaPink(商標)酵母発現系の使用を含む、任意の適当な組み換え方法を用いることにより得られてもよく、これらの出願の内容は参照によりその全体が組み入れられる。
カンナビノイドシンターゼの基質として式VIの化合物
Figure 2019523228
を用いてカンナビノイドプロドラッグを生成するための方法も、本開示により包含される。
この方法によれば、式VIの化合物をカンナビノイドシンターゼと接触させると、式IVまたは式Vの化合物
Figure 2019523228
が生成される。
-Zを-Yにカップリングさせるのに適した条件の下で式IVまたは式Vの化合物を活性化試薬-Z (または活性化-Z試薬)とさらに接触させると、式IVaまたは式Vaのプロドラッグ
Figure 2019523228
が得られる。
式IV、IVa、V、Va、およびVIの化合物の場合、R7は-H、-COOH、または-COO(C1〜C5)アルキルであり、かつR8は、(C1〜C10)アルキル、(C2〜C10)アルケニル、(C2〜C10)アルキニル、(C3〜C10)シクロアルキル、(C3〜C10)シクロアルキルアルキレン、(C3〜C10)アリール、および(C3〜C10)アリールアルキレンからなる群より選択される。
式V、Va、およびVI中の置換基R9は、-H、または(C1〜C5)アルキルである。式IV、VまたはVI中の可変基-Yは、L-アミノ酸残基、D-アミノ酸残基、β-アミノ酸残基、γ-アミノ酸残基、および-C(O)-CH2-[OCH2CH2]n-NH-から選択される基であり、その一方で可変基-Zは、ヘミスクシネート、スクシネート、オキサレート、-C(O)-CH2-[OCH2CH2]n-OR10、-C(O)-CH2-[OCH2CH2]n-NH2、-C(O)[CH2]n-NR10R11、-C(O)O[CH2]n-NR10R11、-C(O)-NH-[CH2]n-NR10R11、-C(O)[CH2]n-N+(R10)(R11))(R12)X-、-C(O)O[CH2]n-N+(R10)(R11)(R12)X-、および-C(O)-NH-[CH2]n-N+(R10)(R11))(R12)X-から選択される。
式IVaおよびVaの化合物の場合、-Y-Zは、非限定的に、-Y-ヘミスクシネート、-Y-スクシネート、-Y-オキサレート、-Y-C(O)-CH2-[OCH2CH2]n-OR10、-Y-C(O)-CH2-[OCH2CH2]n-NH2、-Y-C(O)[CH2]n-NR10R11、-Y-C(O)O[CH2]n-NR10R11、-Y-C(O)-NH-[CH2]n-NR10R11、-Y-C(O)[CH2]n-N+(R10)(R11))(R12)X-、-Y-C(O)O[CH2]n-N+(R10)(R11)(R12)X-、および-Y-C(O)-NH-[CH2]n-N+(R10)(R11)(R12)X-を含む。
1つの態様において、R7は-COOHであり、かつR8はプロピルまたはペンチルのような、(C1〜C5)アルキルであり、-Yはアミノ酸であり、かつ-Zは-ヘミスクシネートである。例示的な化合物は、-Y-ZがVal-ヘミスクシネート、Lys-ヘミスクシネート、Ala-ヘミスクシネート、Glu-ヘミスクシネート、Pro-ヘミスクシネート、およびAsp-ヘミスクシネートから選択されるものである。
本発明のいくつかのカンナビノイドプロドラッグの場合、-Zは、-スクシネート、-C(O)-CH2-[OCH2CH2]n-OR10、または-C(O)-CH2-[OCH2CH2]n-NH2である。
1つの態様において、R7は-COOHであり、かつR8はプロピルまたはペンチルであり、かつ-Zは-C(O)-CH2-[OCH2CH2]n-OR10である。そのようなプロドラッグの場合、R10は-H、メチル、エチル、プロピル、イソプロピルまたはt-ブチルである。
ある種の他のプロドラッグの場合、-Yはバリンであり、かつ-Zは-C(O)-CH2-[OCH2CH2]n-NH2または-C(O)-NH-[CH2]n-N+(R10)(R11))(R12)X-基である。例示的な基としては、Val-NH-C(O)-CH2-[OCH2CH2]n-NH2および-Val-NH-C(O)-NH-[CH2]n-N+(R10)(R11)(R12)X-基が挙げられる。
1つの態様において、-Zは-C(O)[CH2]n-NR10R11、-C(O)O[CH2]n-NR10R11、-C(O)-NH-[CH2]n-NR10R11、-C(O)[CH2]n-N+(R10)(R11))(R12)X-、-C(O)O[CH2]n-N+(R10)(R11)(R12)X-であり、「X」は、薬学的に許容される酸に由来する対イオンであり、かつ置換基R10、R11、およびR12は各々独立して、-H、-OH、ホルミル、アセチル、ピバロイル、および(C1〜C5)アルキルからなる群より選択される。
1つの態様において、式IVまたは式Vによる化合物は、カンナビノイドプロドラッグとして直接用いられ、適当な薬学的に許容される製剤中に製剤化することができる。
この方法によるプロドラッグの製造中、式VIの化合物をカンナビノイドシンターゼと接触させる段階は、溶媒の存在下で行うことができる。例示的な溶媒としては、非限定的に、水性溶媒および有機溶媒の溶媒、ならびにその混合物が挙げられる。1つの態様において、溶媒は、水、シクロデキストリン、リン酸緩衝液、ジメチルスルホキシド(DMSO)、クエン酸緩衝液、トリス緩衝液、HEPES緩衝液、水および(C1〜C5)アルコールの混合物、ならびに緩衝液および(C1〜C5)アルコールの混合物である。
本出願の発明者らは、予期せず、反応混合物中の非水性溶媒の濃度が、酵素触媒反応の速度ならびに生成物として得られるカンナビノイドプロドラッグの比に影響を与えることを発見した。例えば、両親媒性であり、界面活性剤として機能する環状オリゴ糖であるシクロデキストリンの存在が、式III、VI、またはIXの化合物(基質)の、対応するカンナビノイド化合物またはカンナビノイドプロドラッグ(生成物)への酵素触媒環化反応の速度を加速することが観察された。反応混合物中のシクロデキストリンの濃度も生成物比、すなわち、本発明の方法を用いて生成された式IIIの化合物の量に対する式IIの化合物の量の比に影響を与えることは驚くべきことであった。
別の驚くべき予想外の所見は、反応混合物のpHが、本発明の方法を用いて生成されたカンナビノイドプロドラッグの比に影響を与えることであった。1つの好ましい態様において、本発明による式VIおよび式IXの化合物は、THCAシンターゼと接触すると、反応混合物のpHに応じて異なる比で、テトラヒドロカンナビノール酸(THCA)のプロドラッグまたはカンナビクロメン酸(CBCA)のプロドラッグを生成する。
したがって、1つのその態様において、本発明は、反応混合物のさまざまなpH値でカンナビノイドプロドラッグを生成するための方法を提供する。1つの例において、プロドラッグの生体酵素合成は、3.0〜8.0の範囲のpHで、例えば3.0〜7.0、3.0〜6.0、3.0〜5.0、または3.0〜4.0の範囲のpHで行われる。
1つの態様において、反応は3.8〜7.2の範囲のpHで行われる。別の態様によれば、反応は3.5〜8.0、3.5〜7.5、3.5〜7.0、3.5〜6.5、3.5〜6.0、3.5〜5.5、3.5〜5.0、または3.5〜4.5の範囲のpHで行われる。
例示的な薬学的に許容される酸（X-）は、非限定的に、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、コハク酸、グリコール酸、グルコン酸、乳酸、リンゴ酸、酒石酸、クエン酸、アスコルビン酸、グルクロン酸、マレイン酸、フマル酸、ピルビン酸、アスパラギン酸、グルタミン酸、安息香酸、アントラニル酸、メシル酸、ステアリン酸、サリチル酸、p-ヒドロキシ安息香酸、フェニル酢酸、マンデル酸、エンボン酸、メタンスルホン酸、エタンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、パントテン酸、トルエンスルホン酸、2-ヒドロキシエタンスルホン酸、スルファニル酸、シクロヘキシルアミノスルホン酸、アルゲン酸(algenic)、β-ヒドロキシ酪酸、ガラクタル酸およびガラクツロン酸を含む。当業者は、カンナビノイドのプロドラッグの他の薬学的に許容される塩が、製剤化分野において公知の方法を用いて調製できることを認識するので、上記の薬学的に許容される塩のリストは、包括的であることを意味するものではなく、単なる例示である。
例えば、酸付加塩は遊離塩基を適当な酸と反応させることにより遊離塩基から容易に調製される。酸付加塩を製造するのに適した酸は、(i) 有機酸、例えばギ酸、酢酸、プロピオン酸、グリコール酸、ピルビン酸、シュウ酸、リンゴ酸、マロン酸、コハク酸、マレイン酸、フマル酸、酒石酸、クエン酸、安息香酸、桂皮酸、マンデル酸、メタンスルホン酸、エタンスルホン酸、p-トルエンスルホン酸、サリチル酸など、および(ii) 無機酸、例えば塩酸、臭化水素酸、硫酸、硝酸、リン酸などの両方を含む。
本発明は同様に、プロドラッグ部分を含むように修飾された基質の酵素触媒変換によりカンナビノイドプロドラッグを生成するための方法を提供する。したがって、1つの態様において、本発明の方法は、式VIIaまたは式VIIIaによるプロドラッグ
Figure 2019523228
を提供する。
本発明の方法のこの態様によれば、式VIIaおよびVIIIaのプロドラッグは、式IXの化合物
Figure 2019523228
をカンナビノイドシンターゼと接触させることによって得られる。
式VIIa、VIIIaおよびIXの化合物の場合、置換基R13は-H、-COOH、または-COO(C1〜C5)アルキルであり、置換基R14は、(C1〜C10)アルキル、(C2〜C10)アルケニル、(C2〜C10)アルキニル、(C3〜C10)シクロアルキル、(C3〜C10)シクロアルキルアルキレン、(C3〜C10)アリール、および(C3〜C10)アリールアルキレンからなる群より選択され、かつR15は-H、または(C1〜C5)アルキルである。
式VIIa、VIIIaおよびIXの化合物の場合、可変基-Yは、L-アミノ酸残基、D-アミノ酸残基、β-アミノ酸残基、γ-アミノ酸残基、-C(O)-CH2-[OCH2CH2]n-O-および-C(O)-CH2-[OCH2CH2]n-NH-から選択される。
式VIIa、VIIIaおよびIX中の可変基-Zは、ヘミスクシネート、スクシネート、オキサレート、-C(O)-CH2-[OCH2CH2]n-OR4、-C(O)-CH2-[OCH2CH2]n-NH2、-C(O)[CH2]n-NR16R17、-C(O)O[CH2]n-NR16R17、-C(O)-NH-[CH2]n-NR16R17、-C(O)[CH2]n-N+(R16)(R17))(R18)X-、-C(O)O[CH2]n-N+(R16)(R17)(R18)X-、および-C(O)-NH-[CH2]n-N+(R16)(R17)(R18)X-から選択される基であり、かつ下付き文字「n」は整数、例えば1、2、3、4、5、または6である。
「X」は、薬学的に許容される酸に由来する対イオンであり、一方で置換基R16、R17、およびR18は各々独立して、-H、-OH、ホルミル、アセチル、ピバロイル、および(C1〜C5)アルキルからなる群より選択される。
1つの態様において、式VIIa、または式VIIIaによるプロドラッグを生成するために用いられるカンナビノイドシンターゼ酵素は、テトラヒドロカンナビバリン酸シンターゼ(THCVAシンターゼ)、テトラヒドロカンナビノール酸シンターゼ(THCAシンターゼ)、カンナビジオール酸シンターゼ(CBDAシンターゼ)、またはカンナビクロメン酸シンターゼ(CBCAシンターゼ)である。
1つの態様において、酵素はTHCAシンターゼであり、かつ式VIIa、または式VIIIaの化合物の酵素触媒による生成は、約4.0から約8.0のpHで行われる。
1つの態様において、式VIIa、または式VIIIaの化合物の酵素触媒による生成のためのpHは、約4.5、約5.0、約5.5、約6.0、約6.5、または約7.0である。
1つの態様によれば、式VIIa、または式VIIIaの化合物の酵素触媒による生成のためのpHは、約5.0である。
さらに別の態様によれば、式VIIa、または式VIIIaの化合物の酵素触媒による生成のためのpHは、約7.0である。
ある種の式VIIaおよび式VIIIaのプロドラッグの場合、-Y-ZはL-アミノ酸-ヘミスクシネートである。例えば、-Y-ZはAla-ヘミスクシネート、Lys-ヘミスクシネート、Glu-ヘミスクシネート、Phe-ヘミスクシネート、Asp-ヘミスクシネート、またはGly-ヘミスクシネートである。ある種の他の式VIIaおよび式VIIIaのプロドラッグの場合、-Y-ZはD-アミノ酸-ヘミスクシネートである。
本発明の方法にしたがって合成されたカンナビノイドまたはカンナビノイド類似体のプロドラッグは、使用の前に精製されうる。精製は、溶媒抽出またはクロマトグラフィー精製法を含む、化学および生化学の分野において日常的に用いられる手順によって達成される。精製されたプロドラッグ生成物の純度は、薄層クロマトグラフィー(TLC)、質量分析計に連結された高性能液体クロマトグラフィー(HPLC-MS)によって、または任意の適当な分析技法によって判定することができる。核磁気共鳴分光法、質量スペクトル分析、またはUV、可視分光法は、本発明のプロドラッグの同一性を確認するために使用できる分析方法の例である。
典型的には、本発明のプロドラッグの鏡像異性体純度は、約90% ee〜約100% eeであり、例えば、本発明によるカンナビノイドまたはカンナビノイド類似体のプロドラッグは、約91% ee、約92% ee、約93% ee、約94% ee、約95% ee、約96% ee、約97% ee、約98% eeおよび約99% eeの鏡像異性体純度を有することができる。カンナビノイドは、異なる生理学的特性を発揮し、疼痛を軽減し、食欲を刺激することが知られており、アレルギー、炎症、感染、てんかん、うつ病、片頭痛、双極性障害、不安障害、および緑内障のような種々の疾患状態を処置するための候補治療用物質として試験されている。カンナビノイドによってもたらされる生理学的効果は、カンナビノイド受容体、例えばCB1、CB2およびCB3受容体を刺激または不活性化するその能力によって影響される。
薬学的組成物
本発明の方法を用いて合成されたプロドラッグは単独で、または類似のもしくは異なる生物学的活性を有する他の化合物との組み合わせで、処置を必要とする患者または対象に投与される。例えば、本発明のプロドラッグおよびプロドラッグを含む組成物は併用療法で、すなわち、単一もしくは別個の剤形で同時に、または別個の剤形で互いに数時間もしくは数日以内に投与することができる。そのような併用療法の例としては、式Ia、IIa、IV、V、IVa、Va、VIIa、またはVIIIaのプロドラッグを含む組成物を、緑内障、AIDS消耗、神経因性疼痛、多発性硬化症に関連する痙性の処置、線維筋痛および化学療法誘発性の吐き気、嘔吐、消耗症候群、HIV消耗、アルコール使用障害、ジストニア、多発性硬化症、炎症性腸疾患、関節炎、皮膚炎、関節リウマチ、全身性エリテマトーデス、抗炎症、抗けいれん、抗精神病、抗酸化、神経保護、抗がん、免疫調節効果、末梢神経因性疼痛、ヘルペス後神経痛に関連する神経因性疼痛、糖尿病性ニューロパチー、帯状疱疹、火傷、光線性角化症、口腔の痛みおよび潰瘍、会陰切開術後の疼痛、乾癬、かゆみ、接触性皮膚炎、湿疹、水疱性疱疹状皮膚炎、剥脱性皮膚炎、菌状息肉腫、天疱瘡、重症多発性紅斑(例えば、スティーブンス・ジョンソン症候群)、脂漏性皮膚炎、強直性脊椎炎、乾癬性関節炎、ライター症候群、痛風、軟骨石症、月経困難症に続発する関節痛、線維筋痛、筋骨格痛、神経障害-術後合併症、多発性筋炎、急性非特異的腱鞘膜炎、滑液包炎、上顆炎、外傷後の変形性関節症、変形性関節症、関節リウマチ、滑膜炎、若年性関節リウマチおよび発毛の阻害を処置するために用いられる他の薬剤とともに投与することが挙げられる。
本発明はまた、本発明によるプロドラッグの薬学的に許容される塩、溶媒和物、または立体異性体を、薬学的に許容される担体と混合して含む薬学的組成物を提供する。いくつかの態様において、組成物は、薬学的配合の慣例にしたがって、1つまたは複数のさらなる治療剤、薬学的に許容される賦形剤、希釈剤、補助剤、安定化剤、乳化剤、保存料、着色料、緩衝液、香味付与剤をさらに含有する。
本発明の組成物は、用量単位製剤において、経口的に、局所的に、非経口的に、吸入もしくは噴霧によりまたは直腸的に投与することができる。本明細書において用いられる非経口という用語は、皮下注射、静脈内、筋肉内、胸骨内注射または注入技法を含む。
本発明による適当な経口組成物は非限定的に、錠剤、トローチ剤、薬用キャンディー、水性もしくは油性懸濁液、分散性粉末もしくは顆粒、乳濁液、硬もしくは軟カプセル、シロップまたはエリキシルを含む。
本発明のプロドラッグ、その薬学的に許容される立体異性体、塩、溶媒和物、水和物または互変異性体および薬学的に許容される担体を含む単一単位用量に適した薬学的組成物が本発明の範囲内に包含される。
経口使用に適した本発明の組成物は、薬学的組成物の製造のための当技術分野に公知の任意の方法にしたがって調製されうる。例えば、本発明のプロドラッグの液体製剤は、本発明のプロドラッグの薬学的に上品なかつ口当たりの良い調製物を提供するために、甘味剤、着香剤、着色剤および保存剤からなる群より選択される1つまたは複数の作用物質を含有する。
錠剤組成物の場合、錠剤の製造のために、無毒の薬学的に許容される賦形剤との混合物中の活性成分が用いられる。そのような賦形剤の例としては非限定的に、炭酸カルシウム、炭酸ナトリウム、ラクトース、リン酸カルシウムまたはリン酸ナトリウムのような、不活性希釈剤; 顆粒化剤および崩壊剤、例えばコーンスターチまたはアルギン酸; 結合剤、例えばスターチ、ゼラチンまたはアカシア、および滑沢剤、例えばステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸またはタルクが挙げられる。錠剤はコーティングされていなくてもよく、または胃腸管における崩壊および吸収を遅延させ、それによって所望の期間にわたって持続的な治療作用を提供するための公知のコーティング技法によってコーティングされてもよい。例えば、モノステアリン酸グリセリンまたはジステアリン酸グリセリルのような時間遅延材料が利用されうる。
経口使用のための製剤はまた、活性成分が不活性固体希釈剤、例えば炭酸カルシウム、リン酸カルシウムもしくはカオリンと混合されている硬質ゼラチンカプセルとして、または活性成分が水もしくは油媒体、例えばピーナッツ油、流動パラフィンもしくはオリーブ油と混合されている軟質ゼラチンカプセルとして与えられてもよい。
水性懸濁液の場合、本発明のプロドラッグは、安定な懸濁液を維持するのに適した賦形剤と混合される。そのような賦形剤の例としては非限定的に、カルボキシメチルセルロースナトリウム、メチルセルロース、ヒドロプロピルメチルセルロース、アルギン酸ナトリウム、ポリビニルピロリドン、トラガカントゴムおよびアラビアゴムが挙げられる。
経口懸濁液はまた、天然リン脂質、例えばレシチン、ステアリン酸ポリオキシエチレン、ヘプタデカエチレンオキシセタノール、ポリオキシエチレンソルビトールモノオレエート、ポリエチレンソルビタンモノオレエートのような、分散剤または湿潤剤を含有することができる。水性懸濁液はまた、1つまたは複数の保存料、例えばp-ヒドロキシ安息香酸エチルまたはp-ヒドロキシ安息香酸n-プロピル、1つまたは複数の着色剤、1つまたは複数の香味剤、およびスクロースまたはサッカリンのような、1つまたは複数の甘味剤を含有しうる。
油性懸濁液は、プロドラッグを、植物油、例えばラッカセイ油、オリーブ油、ゴマ油もしくはヤシ油の中に、または流動パラフィンのような鉱油の中に懸濁させることによって製剤化しうる。油性懸濁液は、増粘剤、例えば蜜蝋、硬質パラフィンまたはセチルアルコールを含有しうる。
シロップおよびエリキシルは、甘味剤、例えばグリセロール、プロピレングリコール、ソルビトールまたはスクロースを用いて製剤化しうる。そのような製剤はまた、鎮痛薬、保存料、ならびに香味剤および着色剤を含有しうる。薬学的組成物は、滅菌注射剤または水性懸濁液の形態でありうる。この懸濁液は、その適当な分散剤または湿潤剤および懸濁化剤を用い、公知の技術にしたがって製剤化しうる。滅菌注射用調製物はまた、例えば1,3-ブタンジオール中の溶液のような、無毒の非経口的に許容される希釈剤または溶媒中の滅菌注射用溶液または懸濁液であってもよい。利用されうる許容されるビヒクルおよび溶媒の中には、水、リンゲル溶液および等張性塩化ナトリウム溶液がある。さらに、滅菌固定油は、溶媒または懸濁媒体として従来から利用されている。この目的のために、合成モノグリセリドまたはジグリセリドを含む任意の無菌性の(bland)固定油が利用されうる。さらに、オレイン酸のような脂肪酸は注射剤の調製において有用である。
非経口投与のための組成物は、滅菌媒体中で投与される。使用されるビヒクルおよび製剤中の薬物の濃度に依存して、非経口製剤は、溶解した薬物を含有する懸濁液または溶液のいずれかであることができる。局所麻酔薬、保存料および緩衝剤のような補助剤も、非経口組成物に添加することができる。
薬学的組成物中の本発明のカンナビノイドプロドラッグの総重量は、約0.1%〜約95%である。例として、本発明のカンナビジオールプロドラッグ、THCプロドラッグまたはTHC-vプロドラッグのような、薬学的組成物の重量によるカンナビノイドプロドラッグの量は、約0.1%、約0.2%、約0.3%、約0.4%、約0.5%、約0.6%、約0.7%、約0.8%、約0.9%、約1%、約1.1%、約1.2%、約1.3%、約1.4%、約1.5%、約1.6%、約1.7%、約1.8%、約1.9%、約2%、約2.1%、約2.2%、約2.3%、約2.4%、約2.5%、約2.6%、約2.7%、約2.8%、約2.9%、約3%、約3.1%、約3.2%、約3.3%、約3.4%、約3.5%、約3.6%、約3.7%、約3.8%、約3.9%、約4%、約4.1%、約4.2%、約4.3%、約4.4%、約4.5%、約4.6%、約4.7%、約4.8%、約4.9%、約5%、約5.1%、約5.2%、約5.3%、約5.4%、約5.5%、約5.6%、約5.7%、約5.8%、約5.9%、約6%、約6.1%、約6.2%、約6.3%、約6.4%、約6.5%、約6.6%、約6.7%、約6.8%、約6.9%、約7%、約7.1%、約7.2%、約7.3%、約7.4%、約7.5%、約7.6%、約7.7%、約7.8%、約7.9%、約8%、約8.1%、約8.2%、約8.3%、約8.4%、約8.5%、約8.6%、約8.7%、約8.8%、約8.9%、約9%、約9.1%、約9.2%、約9.3%、約9.4%、約9.5%、約9.6%、約9.7%、約9.8%、約9.9%、約10%、約11%、約12%、約13%、約14%、約15%、約16%、約17%、約18%、約19%、約20%、約25%、約30%、約35%、約40%、約45%、約50%、約55%、約60%、約65%、約70%、約75%、約80%、約85%、約90%または約95%であることができる。
1つの態様において、薬学的組成物は約1%〜約10%; 約2%〜約10%; 約3%〜約10%; 約4%〜約10%; 約5%〜約10%; 約6%〜約10%; 約7%〜約10%; 約8%〜約10%; 約9%〜約10%; 約1%〜約9%; 約2%〜約9%; 約3%〜約9%; 約4%〜約9%; 約5%〜約9%; 約6%〜約9%; 約7%〜約9%; 約8%〜約9%; 約1%〜約8%; 約2%〜約8%; 約3%〜約8%; 約4%〜約8%; 約5%〜約8%; 約6%〜約8%; 約7%〜約8%; 約1%〜約7%; 約2%〜約7%; 約3%〜約7%; 約4%〜約7%; 約5%〜約7%; 約6%〜約7%; 約1%〜約6%; 約2%〜約6%; 約3%〜約6%; 約4%〜約6%; 約5%〜約6%; 約1%〜約5%; 約2%〜約5%; 約3%〜約5%; 約4%〜約5%; 約1%〜約4%; 約2%〜約4%; 約3%〜約4%; 約1%〜約3%; 約2%〜約3%; または約1%〜約2%の、カンナビノイドプロドラッグの総重量を含む。
A. 化学合成
I. オリベトールの合成
Figure 2019523228
オリベトールは、公表された手順を用いて合成された(Focella, A, et al., J. Org. Chem., Vol. 42, No. 21, (1977), p. 3456-3457)。
i. メチル6-N-ペンチル-2-ヒドロキシ-4-オキソ-シクロヘキサ-2-エン-l-カルボキシレート
Figure 2019523228
無水メタノール230 mL中のナトリウムメトキシド(32.4 g, 0.60 mol)およびマロン酸ジメチル(90 g, 0.68 mol)の撹拌溶液に、90% 3-ノネン-2-オン75 g (0.48 mol)を一部ずつ添加した。次いで、反応混合物をN2下で3時間還流し、室温に冷却させた。溶媒を減圧下で蒸留し、残留物を水350 mLに溶解した。白色結晶とほぼ透明な溶液のスラリーをクロロホルム80 mLで3回抽出した。水層を濃HClでpH 4に酸性化し、形成された白色沈殿物をろ過前に終夜放置させた。結晶を高真空下50℃で5時間乾燥させて、メチル6-n-ペンチル-2-ヒドロキシ-4-オキソ-シクロヘキサ-2-エン-1-カルボキシレート(mp 96〜98℃) 106.5 g (0.4416 mol) (92%)を得た。生成物を石油エーテル:酢酸エチル(9:1)の混合物を用いて再結晶させ、純粋なメチル6-n-ペンチル-2-ヒドロキシ-4-オキソ-シクロヘキサ-2-エン-l-カルボキシレート(融点98〜100℃) 94 gを得た。
ii. 1-n-ペンチル-3,5-ジヒドロキシベンゼン(オリベトール)
Figure 2019523228
ジメチルホルムアミド115 mLに溶解したメチル6-N-ペンチル-2-ヒドロキシ-4-オキソ-シクロヘキサ-2-エン-l-カルボキシレート(58.4 g, 0.24 mol)の撹拌氷***液に、ジメチルホルムアミド60 mLに溶解した臭素37.9 g (0.23 mol)を滴下した。添加(約90分)終了時に、反応混合物を80℃までゆっくりと加熱し、その間に二酸化炭素の発生がかなり激しくなった。
ガス発生が停止するまで反応をこの温度に維持し、その後に反応物をさらに160℃に加熱し、この温度でおよそ10時間保持した。加熱後、反応物を冷却させ、溶媒DMFを減圧下で除去した。このようにして得られた残留物を水(80 mL)で処理し、エーテル250 mLで2回抽出した。合わせたエーテル層を水で洗浄し、次に10%重亜硫酸ナトリウム溶液2×80 mL、10%酢酸溶液2×80 mLで洗浄した後、再び水で洗浄した。
無水硫酸ナトリウム上で乾燥させた後、溶媒を減圧下で除去して、粘性油状物46.8 gを得た。油状物を減圧下で蒸留して、オリベトール30.3 g (0.168 mol) (69.3%)を生成物として得た。HPLC分析により97.5%の純度が示された。
II. CBGの合成
CBGは、Taura et al., (1996), The Journal of Biological Chemistry, Vol. 271, No. 21, p. 17411-17416により開示されたプロトコルにしたがって合成された。
2-[(2E)-3,7-ジメチルオクタ-2,6-ジエニル]-5-ペンチル-ベンゼン-1,3-ジオール(カンナビゲロール(CBG))の合成
Figure 2019523228
触媒としてp-トルエンスルホン酸80 mgを含有するクロロホルム400 mLに、ゲラニオール(3g, 0.0194 mol)およびオリベトール(2 g, 0.0111 mol)を溶解し、反応混合物を暗所中12時間室温で撹拌した。12時間後、反応混合物を飽和重炭酸ナトリウム(400 mL)で洗浄し、次にH2O (400 mL)で洗浄した。クロロホルム層を減圧下40℃で濃縮し、得られた残留物を、溶出液としてベンゼン(1000 mL)を用い2.0 cm×25 cmのシリカゲルカラムでクロマトグラフィーを行ってCBG 1.4 g (0.00442 mol)(39.9%)を生成物として得た。
あるいは、粗製CBGを以下のように精製した。250 mLのビーカーに粗製CBG 7.25 gおよびベンゼン50 mLを添加した。フラスコを回転させてCBGを溶解し、撹拌棒とともに、シリカゲル50 gを添加した。溶液を終夜撹拌し、次いで44 cm×2.75 cmのカラムに注いだ。カラムをベンゼン300 mLで溶出した。溶出液、およそ70 mLの画分をCBGについてアッセイした。CBGを含有する画分1、2および3 (およそ230 mL)を合わせ、溶媒を加圧下で除去して、次の合成段階での使用に適した純度を有する、80%超のCBGを含有する残留物6.464 gを得た。
1つの態様において、250 mLビーカー中で粗製CBG残留物7.25 gをシリカゲルのスラリー(50 mL)と混合することにより、粗製CBGを精製した。この混合物を1時間ゆっくり撹拌し、次いで細かいメッシュのろ紙を用いて真空ろ過した。透明なろ液が得られるまで、フィルタケークをベンゼン250 mlで洗浄した。ろ液からの溶媒を減圧下で除去して、80%超のCBGを有する残留物6.567 gを得た。
III. メチルマグネシウムカーボネート(MMC)の合成
メチルマグネシウムカーボネート(MMC)は、Balasubrahmanyam et al., (1973), Organic Synthesis, Collective Volume V, John Wiley & Sons, Inc., p. 439-444により開示されたプロトコルにしたがって合成された。
乾燥した2リットル三つ口フラスコに、機械的撹拌機、凝縮器、および1 Lの均圧添加漏斗を取り付け、その上部にガス注入管を取り付けた。清浄で乾燥したマグネシウムリボン(40.0 g, 1.65 mol)をフラスコに入れ、システムを窒素でフラッシュした後、無水メタノール(600 mL)を添加した。水素ガスの発生は、反応混合物を冷却することによって制御した。水素ガスの発生が止まると、ゆっくりとした窒素の流れがシステムを通過し、凝縮器が全凝縮-部分取出蒸留ヘッドに置き換えられた。窒素流を止め、メタノールの大部分を減圧下で溶液から蒸留した。マグネシウムメトキシドのペースト状懸濁液の撹拌がもはや実用的でなくなったときに蒸留を停止した。システムを再び窒素を用いてフラッシュし、蒸留ヘッドからの出口を、鉱油を含む小さなトラップに取り付け、反応システムから逃げるガスの量を推定できるようにした。
反応フラスコに無水ジメチルホルムアミド(DMF) (700 mL)を加え、得られた懸濁液を激しく撹拌しながら、無水二酸化炭素の流れを添加漏斗に取り付けられたガス導入管を通して反応容器に通した。二酸化炭素の溶解には、懸濁したマグネシウムメトキシドとの発熱反応が伴った。CO2が吸収されなくなったら、蒸留液の温度が140℃に達する(残留メタノールが反応混合物から除去されたことを示す)まで、CO2ガスのゆっくりとした流れの下で無色の溶液を加熱した。反応混合物を、ゆっくりとした窒素流を用いてフラッシュし、不活性雰囲気下で混合物を室温に冷却するのを補助した。これにより、536 mgのMMC/mLのDMFを有する溶液が得られた。8
IV. CBGA (3-[3,7-ジメチル-2,6-オクタジエン]-2,4-ジヒドロキシ-6-ペンチルベンゼン-1-カルボン酸)の合成
Figure 2019523228
6-カルボン酸-2-[(2E)-3,7-ジメチルオクタ-2,6-ジエニル]-5-ペンチル-ベンゼン-1,3-ジオール, カンナビゲロール酸(CBGA)を以下のように調製した。10 mLの三角フラスコに、MMCのDMF溶液1 mLを添加した。この溶液に2-[(2E)-3,7-ジメチルオクタ-2,6-ジエニル]-5-ペンチル-ベンゼン-1,3-ジオール(120 mg, 0.379 mmol)を添加した。フラスコを120℃で1時間加熱し、その後、反応混合物をクロロホルム:メタノール(2:1)溶液100 mLに溶解した。この溶液のpHを希HClでpH 2.0に調整し、次にH2O 50 mLを用いて分配した。
有機層を硫酸ナトリウムで乾燥し、溶媒を蒸発により除去した。粗反応物のHPLC分析により、CBGのCBGAへのおよそ40%の変換が示された。
あるいは、CBG (または任意の他の中性カンナビノイド) 3.16 g (10 mmol)、マグネシウムメチレート8.63 g (100 mmol)およびドライアイス44 g (1 mol)を圧力適合性の容器に密封した。容器を50℃に加熱し、温度をこの値に3時間保持する。加熱後、容器を室温まで冷却し、ゆっくりと通気する。反応混合物をクロロホルム:メタノール(2:1)溶媒100 mLに溶解した。この溶液のpHを希HClでpH 2.0に調整し、次いでこの溶液をH2O 50 mLを用いて分配した。有機層を硫酸ナトリウムで乾燥し、溶媒を蒸発により除去した。粗反応混合物のHPLC分析により、このプロトコルを用いてCBGのCBGAへのおよそ85%の変換が示された。
2.0 cm×25 cmのシリカゲルカラムを用いたクロマトグラフィーにより粗製CBGAを精製した。生成物をn-ヘキサン:酢酸エチル(2:1)の混合物(1000 mL)を用いて溶出し、所望の生成物45 mg (0.125 mmol)(37.5%)を得た。
あるいは、媒体としてLH-20親油性樹脂を用い粗製物をクロマトグラフィーにかけることによって超高純度CBGAを得た。DCM:クロロホルム(4:1)溶媒2 Lを用いて、LH-20 Sephadex樹脂400 gを最初に膨潤させた。膨潤した樹脂を44×2.75 cmのカラムに重力充填した。最小量のDCM:クロロホルム(4:1)溶媒に溶解した粗CBGA 2.1 gをカラムに負荷し、同じ溶媒1.7 Lで溶出した。画分100 mLを集めた。この溶媒系を用いて、未反応のCBGを黄色/橙色の溶液として溶出させた。約1.7 Lのこの溶媒の通過後、もはや黄色/橙色の画分が観察されず、溶出溶媒を100%アセトンに変えて結合したCBGAを溶出した。
CBGAを含有する画分をプールし、溶媒を除去してCBGA 0.52 g (およそ90%の回収率)を得た。アセトンで溶出する前にカラムを通過するDCM:クロロホルム(4:1)溶媒の容量を増加させると、99.5%超の純度を有するCBGAが得られた。
V. TBDMS-CBGA (3-[3,7-ジメチルオクタ-2,6-ジエン] -2-ヒドロキシ-6-ペンチル-4- [t-ブチルジメチルシリルオキシ]安息香酸)またはTBDMS-CBGA-メチル/エチルエステル(メチル-/エチル-3-[3,7-ジメチルオクタ-2,6-ジエン] -2-ヒドロキシ-6-ペンチル-4-[t-ブチルジメチルシリルオキシ]ベンゾエート)の合成
Figure 2019523228
R''は、-H、Me、またはEtである。
CBGAまたはCBGA-エチルエステルのDCM冷撹拌溶液に、アルゴン雰囲気下で、塩化t-ブチルジメチルシリル(1.0当量)およびイミダゾールを添加する。TLCを用いて反応の進行をモニターする。完了時に塩水の添加によって反応を停止させる。有機層を分離し、精製および使用の前に無水硫酸マグネシウムを用いて乾燥した。CBGA-エチルエステルを出発材料として用いる場合、必要に応じて、カンナビノイドプロドラッグの酵素触媒合成の前に、生成物を対応する酸に加水分解することができる。
イミダゾールのような塩基の存在下でのCBGAまたはCBGA-エステルとトリメチルシリルクロリドとの反応を介して3-[3,7-ジメチルオクタ-2,6-ジエン]-2-ヒドロキシ-6-ペンチル-4-[トリメチルシリルオキシ]安息香酸を合成するために同様のプロトコルが用いられる。
B. 活性化-Y-Z試薬の合成
THCA-Val-ヘミコハク酸メチル/アリルエステルの合成
i. 樹脂-Val-NH (Fmoc)の合成
リンク(Rink)酸樹脂(0.3〜1.5μmol/g樹脂)または2-クロロトリリル樹脂(2-Trt)樹脂(Advance ChemTech)をDCM/DMFの溶媒混合物中で30分間膨潤させる。膨潤させた後、樹脂をDMF (2×)で洗浄し、その後、(Fmoc)Val-OH (5× w.r.t樹脂充填容量(resin loading capacity))のDMF溶液を樹脂に添加する。約5分間撹拌した後にDIEAまたは2,4,6-コリジン(w.r.t. Fmoc-Val-OHのおよそ5倍)を添加する。反応物を可溶化するために必要に応じて少量のDCMまたはメタノールを添加する。樹脂-アミノ酸溶液を撹拌するか、または窒素ガスを約3時間バブリングすることによって撹拌する。約3時間撹拌した後、既知量の樹脂を取り出して小さな試験管に入れる。樹脂をDMF (3×)、次いでDCM (3×)で洗浄し、最後にメタノール(2×)で洗浄する。樹脂を穏やかな窒素流を用いて乾燥させ、次いでDCM中1%のTFA溶液を用いて切断する。アミノ酸充填量(loading)は、既知量の樹脂を切断するために用いられるTFA-DCM溶液中のFmoc-Valの量を定量することによって、HPLCにより判定される。アミノ酸の充填量が不完全である場合、上記のプロトコルを繰り返す必要がある。
ii. Fmocの脱保護
Fmoc基の除去の前に、(Fmoc)Val-樹脂をDMFまたはNMP中で約30〜45分間膨潤させる。DMF溶液を排出した後、(Fmoc)Val-樹脂をNMP (またはDMF)中20%のピペリジン溶液と接触させる。約30分間撹拌した後、少量の樹脂を試験管に取り出す。樹脂をDMF (2×)で洗浄し、遊離アミンの検出のためのニンヒドリン試験を用いてFmoc基の除去について調べる。
iii. コハク酸のカップリング
脱保護されたNH2-Val-樹脂をDMF (×3)、DCM (×2)で洗浄し、次いで樹脂をDMF (またはNMP)に再懸濁する。DMF樹脂スラリーに、無水コハク酸のDMF溶液(5当量w.r.t.樹脂充填容量)を添加し、続いてDIEA (5当量)の添加を行う。混合物を約60〜90分間撹拌し、次に少量の樹脂をきれいな試験管に取り出す。取り出した樹脂をDMF (2×)、DCM (2×)で洗浄し、最後にメタノールで洗浄する。NH2-Val-樹脂へのコハク酸のカップリングをチェックすることは、ニンヒドリン試験で行う。陰性試験は完全なカップリングを示す。しかしながら、NH2-Val-樹脂へのコハク酸のカップリングが不完全である場合、カップリングを繰り返すことが必要でありうる。
iv(a). 樹脂-Val-コハク酸メチルエステルの合成
樹脂-Val-コハク酸のDMF溶液にK2CO3 (1.0当量)を添加し、続いて20.0当量の炭酸ジメチルの添加を行った。室温で1時間撹拌した後、反応混合物を加熱する。エステル化反応の進行は、1% TFA/DCMを用いて樹脂結合Val-コハク酸二量体の切断後に、HPLCによってモニターする。あるいは、Val-コハク酸アリルエステルを合成する。
iv(b). 樹脂-Val-コハク酸アリルエステルの合成
樹脂-Val-コハク酸のDCM溶液に1.1当量のトリエチルアミンを添加し、続いて臭化アリルの添加を行う。エステル化が完了した後、樹脂をDMF (3×)、続いてDCM (2×)、次いでメタノール(2×)で洗浄する。樹脂を低温での貯蔵の前に真空下で乾燥させる。
iv(c). 樹脂からのVal-コハク酸メチル/アリルエステルの切断
冷乾燥樹脂を室温にする。秤量した樹脂アリコートをバイアルに入れる。樹脂にDCMを添加し、得られたスラリーを約45分間撹拌して樹脂を膨潤させる。膨潤後、DCM溶液を取り出す。エステル化生成物HO(O)C-Val-コハク酸メチル/アリルエステルを、1% TFA/DCM (30分)を用いて樹脂から切断する。
式Iaまたは式IIaプロドラッグの合成
スキーム1は、式Iaおよび式IIaプロドラッグの製造のための合成プロトコルを例証する。
スキーム1
Figure 2019523228
i(a). OH-Val-コハク酸メチルエステルへのTHCAのカップリング
ジシクロヘキシルカルボジイミド(DCC, 1.5当量)およびDMAPを、OH-Val-コハク酸メチルエステルのジクロロメタン溶液に添加する。約30分間撹拌した後に、副生成物として形成されたジシクロヘキシル尿素をろ去する。活性化OH-Val-コハク酸メチルエステルのDCM溶液に、THCAのDCM (またはTHF)溶液を滴下する。触媒量のDMAPを反応混合物に添加し、反応の進行をTLCまたはHPLCによってモニターする。カップリングが完了したら、クエン酸(5%水溶液)の添加によって反応をクエンチし、DCM (3×)を用いて粗生成物を有機層中に抽出する。合わせたDCM層を塩水で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥させ、シリカゲルクロマトグラフィーによる粗生成物の精製の前に濃縮する。
v(b) メチルエステルの加水分解
脱エステル化はTHCA-Val-コハク酸メチルエステルをpH約8.0〜8.5の緩衝液に溶解することによって達成される。
v(c) OH-Val-コハク酸アリルエステルへのTHCAのカップリング
OH-Val-コハク酸アリルエステルのカップリングのための合成プロトコルは、THCAへのOH-Val-コハク酸メチルエステルのカップリングについて上述したものと同様である。
脱エステル化
カップリング後、ペプチド合成の技術分野において周知のプロトコルを用いてテトラキス(トリフェニルホスフィン)Pdおよびフェニルシランを使いアリルエステルを脱保護する。アリルエステルのDCM/メタノール溶液にテトラキス(トリフェニルホスフィン)Pdおよびフェニルシランを添加する。反応混合物を不活性雰囲気下で撹拌し、脱エステル化の進行をHPLCまたはTLCによって定期的にモニターする。脱エステル化の後、触媒をろ去する。塩化アンモニウムを反応混合物に添加し、主に水溶液を酢酸エチルで抽出する。合わせた有機層を硫酸マグネシウムで乾燥させ、溶媒を真空下で除去して、本発明の式IaプロドラッグとしてTHCA-Val-コハク酸を得る。
式IVaまたは式Vaプロドラッグの合成
スキーム2は、本発明のカンナビノイドプロドラッグを製造するための代替戦略を例証する。
スキーム2
Figure 2019523228
1つの態様によれば、式Vの化合物から式Vaの化合物の形成には、化学合成技術分野において周知のヒドロキシル保護基を用いて式Vの化合物のヒドロキシル基(-OH, R9 = -H)の保護を要する。例示的な保護基には、tert-ブチルジメチルシリル(TBDMS)、トリメチルシリル(TMS)、アセチル、ホルミル、テトラヒドロピラニル(THP)、メトキシメチル(MOM)、およびトリチル(Trt)が含まれる。
4-TBDMS-CBGAまたは4-TBDMS-3- [3,7-ジメチルオクタ-2,6-ジエン] -2-ヒドロキシ-6-プロピル安息香酸の合成
Figure 2019523228
CBGAまたは3-[3,7-ジメチルオクタ-2,6-ジエン]-2,4-ジヒドロキシ-6-プロピル安息香酸のDCM冷撹拌溶液に、塩化t-ブチルジメチルシリル(1.0当量)およびイミダゾールを添加する。反応混合物をアルゴンおよび無水溶媒の雰囲気下に維持し、試薬を用いる。TLCを用いて反応の進行をモニターする。反応を塩水の添加によって完了時にクエンチする。有機層を分離し、精製および使用の前に無水硫酸マグネシウムを用いて乾燥させた。CBGA-エチルエステルを出発物質として用いる場合、必要ならば、カンナビノイドプロドラッグの酵素触媒合成の前に、生成物を対応する酸に加水分解することができる。
2-((アリルオキシ) カルボニル-Val-オキシ)-4-(tert-ブチルジメチルシリル)オキシ-3-[3,7-ジメチルオクタ-2,6-ジエン]-2-ヒドロキシ-6-ペンチル安息香酸および2-((アリルオキシ)カルボニル-Val-オキシ)-4-(tert-ブチルジメチルシリル)オキシ-3-[3,7-ジメチルオクタ-2,6-ジエン]-2-ヒドロキシ-6-プロピル安息香酸の合成
Figure 2019523228
4-ジメチルアミノピリジン(DMAP)をN-alloc-バリンのDCM溶液に添加する。この溶液に、N,N'-ジシクロヘキシルカルボジイミドを添加する。室温で撹拌した後、4-TBDMS-CBGAまたは4-TBDMS-3-[3,7-ジメチルオクタ-2,6-ジエン]-2-ヒドロキシ-6-プロピル安息香酸のDCM溶液を滴下する。反応混合物を室温で終夜撹拌する。翌日、反応混合物をろ過し、ろ液を減圧下で濃縮した後、粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーによって精製する。
Alloc保護基の除去
Figure 2019523228
alloc基の除去は、ペプチド合成の技術分野において周知のプロトコルにしたがってフェニルシランの存在下で触媒テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウムを用いて行われる。簡潔には、パラジウム触媒およびフェニルシランを2-((アリルオキシ)カルボニル-バロキシ)-4-(tert-ブチルジメチルシリル)オキシ-3-[3,7-ジメチルオクタ-2,6-ジエン]-2-ヒドロキシ-6-ペンチル安息香酸のDCM/メタノール溶液、または2-((アリルオキシ)カルボニル-バロキシ)-4-(tert-ブチルジメチルシリル)オキシ-3-[3,7-ジメチルオクタ-2,6-ジエン]-2-ヒドロキシ-6-プロピル安息香酸のDCM/メタノール溶液に添加する。反応混合物を室温で撹拌し、脱保護の進行をHPLCによってモニターする。脱保護の後、反応混合物をろ過し、次いで塩化アンモニウムで希釈し、酢酸エチル(EtOAc)を用いて抽出する。合わせた有機層を乾燥させ、溶媒を除去して、4-(tert-ブチルジメチルシリル)オキシ-3-[3,7-ジメチルオクタ-2,6-ジエン]-2-ヒドロキシ-6-ペンチル-2-(バリルオキシ)安息香酸および4-(tert-ブチルジメチルシリル)オキシ-3-[3,7-ジメチルオクタ-2,6-ジエン]-2-ヒドロキシ-6-プロピル-2-(バリルオキシ)安息香酸をそれぞれ得る。
TBDMS基の除去 - 3-[3,7-ジメチルオクタ-2,6-ジエン]-4-ヒドロキシ-6-ペンチル-2-(バロキシ)安息香酸; および3-[3,7-ジメチルオクタ-2,6-ジエン]-4-ヒドロキシ-6-プロピル-2-(バロキシ)安息香酸の合成
Figure 2019523228
TBDMS保護基は、-15℃の3-[3,7-ジメチルオクタ-2,6-ジエン]-4-ヒドロキシ-6-ペンチル-2-(バリルオキシ)安息香酸のDCM溶液または3-[3,7-ジメチルオクタ-2,6-ジエン]-4-ヒドロキシ-6-プロピル-2-(バリルオキシ)安息香酸のDCM溶液にフッ化テトラブチルアンモニウムまたはトリエチルアミン三フッ化水素酸塩を添加することによって除去される。反応混合物をこの温度で撹拌し、TLCを用いて脱保護の進行をモニターする。脱保護の後、酢酸エチル(EtOAcを反応物に添加し、希重炭酸ナトリウム水溶液を用いて有機層を抽出する(×3)。合わせた有機層を乾燥させ、精製の前に減圧下で溶媒を蒸発させる。
式IVまたは式Vの化合物の合成
Figure 2019523228
上記のプロトコルを用いて調製した、3-[3,7-ジメチルオクタ-2,6-ジエン]-4-ヒドロキシ-6-ペンチル-2-(バリルオキシ)安息香酸; または3-[3,7-ジメチルオクタ-2,6-ジエン]-4-ヒドロキシ-6-プロピル-2-(バリルオキシ)安息香酸を、1.0 mlのエッペンドルフ管中のシクロデキストリンおよび緩衝液を含む溶液に添加する。CBGAエステルの完全な溶解の後、既知量のTHCAシンターゼ緩衝溶液、または既知量のCBDAシンターゼ緩衝溶液を添加する前に少なくとも15分間、37℃に維持された制御温水浴中で溶液をインキュベートする。
酵素の添加後、反応混合物の既知のアリコート、およそ25μlを一定の時間間隔で抜き取り、酵素を一定量のエタノールの添加によって変性させる。沈殿物の遠心分離の後に、エタノール層を分離し、乾燥させ、緩衝液中で再構成する。反応の進行を分光光度的にまたはHPLCを用いて追跡する。
所望の式IVおよび式Vの化合物は、エタノールを用いて酵素を変性させ、引き続きエタノール層の蒸発を行って式IVまたはVの粗化合物を得ることによって得られる。
式IVaまたは式Vaの化合物の合成
Figure 2019523228
無水コハク酸(1.1当量)をNH2-Val-式IVの化合物またはNH2-Val-式Vの化合物(1.0当量)のDCM溶液に添加する。数分間撹拌した後、DIEAまたはトリエチルアミン(1.1当量)を触媒量のDMAPとともに反応混合物に滴下する。反応混合物を終夜撹拌し、進行をTLCによってモニターする。反応が完了した後、ロータリーエバポレータを用いて溶媒を除去する。粗生成物をDCMに溶解し、シリカゲルカラムクロマトグラフィーを用いて精製する。
式VIIaまたは式VIIIaプロドラッグの合成
スキーム3は、本発明のカンナビノイドプロドラッグを製造するためのさらに別の戦略を例証する。この方法によれば、CBGAの2-ヒドロキシル基、またはCBGAの類似体は、プロドラッグ部分「-Y-Z」を含むように化学的に修飾される。
スキーム3
Figure 2019523228
1つの態様において、CBGAを化学的に修飾して、Val-コハク酸、Ala-コハク酸、Lys-コハク酸、Phe-コハク酸、またはGlu-コハク酸からなる群より選択される例示的なプロドラッグ部分を導入し、カンナビノイド酵素の基質である式IXの化合物を生成する。
別の態様によれば、CBGA類似体3-[3,7-ジメチルオクタ-2,6-ジエン]-2,4-ジヒドロキシ-6-プロピル安息香酸は、プロドラッグ部分「-Y-Z」を含むように化学的に修飾される。これらの化合物の合成は、本明細書において記述される方法によって進行する。第1段階は、TBDMSエーテルとしてのCBGAまたは3-[3,7-ジメチルオクタ-2,6-ジエン]-2,4-ジヒドロキシ-6-プロピル安息香酸の4-ヒドロキシル基の保護である。
1つの態様において、4-TBDMS-CBGA部分は、(a) 4-TBDMS-CBGAの2-ヒドロキシル基への「-Y」基および「Z」基の逐次付加により、または(b) 4-TBDMS-CBGAの2-ヒドロキシル基への-Y-Zシントンの共役により所望のプロドラッグ部分「-Y-Z」を含むように修飾される。
4-TBDMS-CBGAの2-ヒドロキシル基を逐次的に修飾する方法およびシントンを用いて4-TBDMS-CBGAの2-ヒドロキシル基を化学的に修飾するための方法は、上述されている。このようにして得られた式IXの化合物は次に、適当なカンナビノイドシンターゼ酵素の基質として用いられる。
本発明の式VIIaまたは式VIIIaのプロドラッグの生体酵素合成は、1.0 mlのエッペンドルフ管中でシクロデキストリンおよび緩衝液を含む溶液中に式IXの基質を溶解することによって進行する。この溶液を、既知量のTHCAシンターゼ緩衝溶液、または既知量のCBDAシンターゼ緩衝溶液を添加する前に少なくとも15分間、37℃に維持された制御温水浴中でインキュベートする。
酵素の添加後、反応混合物の既知のアリコート、およそ25μlを一定の時間間隔で抜き取り、酵素を一定量のエタノールの添加によって変性させる。沈殿物の遠心分離の後に、エタノール層を分離し、乾燥させ、緩衝液中で再構成する。式VIIaまたはVIIIaプロドラッグの酵素触媒合成の進行を分光光度的にまたはHPLCによりモニターする。
プロドラッグの精製
本明細書において記述される生体酵素合成プロトコルによって生成されたカンナビノイドプロドラッグは、HPLC、サイズ排除クロマトグラフィー、および有機溶媒中への抽出を含む、いくつかの分析方法によって精製される。所望のプロドラッグ生成物に対応する画分をプールし、凍結乾燥して乾燥させてから使用する。
E. 使用方法
天然に存在するカンナビノイドテトラヒドロカンナビノール(THC)は、緑内障、AIDS消耗、神経因性疼痛、多発性硬化症に関連する痙性の処置、線維筋痛および化学療法誘発性の吐き気を含む、広範囲の医学的状態を処置するための治療用物質として受け入れられている。THCは、アレルギー、炎症、感染、てんかん、うつ病、片頭痛、双極性障害、不安障害、薬物依存症および薬物離脱症候群の処置にも有効である。
本発明は、上記の障害を処置するための治療用物質としての天然カンナビノイドのプロドラッグを提供する。例えば、非経口送達のために製剤化される場合の本発明のプロドラッグは、痛みを緩和するための候補治療用物質である。そのような処置は、本発明のプロドラッグの薬学的に許容される製剤を単独で、または痛みを軽減するための既知の活性を有する別の薬剤との組み合わせで投与することにより達成される。2つの薬剤は一緒にまたは別々に投与することができ、各薬剤の用量は、処方する医師によって判定される。
本発明によるプロドラッグはまた、炎症を処置するための候補治療用物質でもある。例えば、本発明のプロドラッグは、関節リウマチを有する対象における関節の炎症および関連する疼痛を緩和するために投与することができる。本発明のプロドラッグは単独で、または必要に応じて、そのような処置に適したおよび処方する医師によって必要と認められる用量でCOX阻害剤と併せて投与することができる。

Claims (20)

  1. 式Iaまたは式IIaのカンナビノイドプロドラッグ
    Figure 2019523228
    を生成するための方法であって、
    式Iまたは式IIによる化合物
    Figure 2019523228
    を活性化-Y-Z試薬と接触させて、式Iaまたは式IIaによる化合物を生成させる段階を含み、
    式中、
    Rが-Hであり;
    R1が-H、-COOH、または-COO(C1〜C5)アルキルであり;
    R2が、(C1〜C10)アルキル、(C2〜C10)アルケニル、(C2〜C10)アルキニル、(C3〜C10)シクロアルキル、(C3〜C10)シクロアルキルアルキレン、(C3〜C10)アリール、および(C3〜C10)アリールアルキレンからなる群より選択され;
    R3が、-H、または(C1〜C5)アルキルであり;
    Zが、ヘミスクシネート、スクシネート、-オキサレート、C(O)-CH2-[OCH2CH2]n-OR4、-C(O)-CH2-[OCH2CH2]n-NH2、-C(O)[CH2]n-NR4R5、-C(O)O[CH2]n-NR4R5、-C(O)-NH-[CH2]n-NR4R5、-C(O)[CH2]n-N+(R4)(R5))(R6)X-、-C(O)O[CH2]n-N+(R4)(R5)(R6)X-、-C(O)-NH-[CH2]n-N+(R4)(R5))(R6)X-、および-オリゴ糖からなる群より選択され;
    Yが、L-アミノ酸残基、D-アミノ酸残基、β-アミノ酸残基、γ-アミノ酸残基、-C(O)-CH2-[OCH2CH2]n-O-、および-C(O)-CH2-[OCH2CH2]n-NH-からなる群より選択され; または
    -Y-Zがオリゴ糖であり;
    R4、R5、およびR6が各々独立して、-H、-OH、ホルミル、アセチル、ピバロイル、および(C1〜C5)アルキルからなる群より選択され;
    「n」が1、2、3、4、5、または6であり; かつ
    「X」が、薬学的に許容される酸に由来する対イオンである、
    前記方法。
  2. 式Iまたは式IIによる化合物が、式IIIの化合物
    Figure 2019523228
    をカンナビノイドシンターゼと接触させることによって得られ、式中、置換基R、R1、R2、およびR3が上記で定義した通りである、請求項1に記載の方法。
  3. 式IIIの化合物が、水、リン酸緩衝液、クエン酸緩衝液、トリス緩衝液、HEPES緩衝液、水および(C1〜C5)アルコールの混合物、ならびに緩衝液および(C1〜C5)アルコールの混合物からなる群より選択される溶媒の存在下でカンナビノイドシンターゼと接触される、請求項2に記載の方法。
  4. Zが、-ヘミスクシネート、-スクシネート、-C(O)-CH2-[OCH2CH2]n-OR4、または-C(O)-CH2-[OCH2CH2]n-NH2である、請求項1に記載の方法。
  5. 「Y」が、グリシン、バリン、ロイシン、イソロイシン、アスパラギン酸、グルタミン酸、およびリジンからなる群より選択されるL-アミノ酸残基である、請求項4に記載の方法。
  6. -Y-Zが-バリン-C(O)-CH2-[OCH2CH2]n-OR4であり、R4が-Hまたはメチルであり、かつ下付き文字「n」が1、2、3、または4である、請求項1に記載の方法。
  7. R1が-COOHであり、かつR2が(C1〜C10)アルキルである、請求項1に記載の方法。
  8. R2がプロピルまたはペンチルである、請求項7に記載の方法。
  9. カンナビノイドシンターゼが、テトラヒドロカンナビバリン酸シンターゼ(THCVAシンターゼ)、テトラヒドロカンナビノール酸シンターゼ(THCAシンターゼ)、カンナビジオール酸シンターゼ、およびカンナビクロメン酸シンターゼ(CBCAシンターゼ)からなる群より選択される、請求項2に記載の方法。
  10. 式IVaまたは式Vaのカンナビノイドプロドラッグ
    Figure 2019523228
    を生成するための方法であって、
    (a) 式VIの化合物
    Figure 2019523228
    をカンナビノイドシンターゼと接触させて、式IVまたは式Vによる化合物
    Figure 2019523228
    を得る段階; および
    (b) 式IVまたは式Vによる化合物を活性化-Z試薬と接触させて式IVaまたは式Vaの化合物を得る段階
    を含み、
    式中、
    R7が、-H、-COOH、または-COO(C1〜C5)アルキルであり;
    R8が、(C1〜C10)アルキル、(C2〜C10)アルケニル、(C2〜C10)アルキニル、(C3〜C10)シクロアルキル、(C3〜C10)シクロアルキルアルキレン、(C3〜C10)アリール、および(C3〜C10)アリールアルキレンからなる群より選択され;
    R9が、-H、または(C1〜C5)アルキルであり;
    Yが、L-アミノ酸残基、D-アミノ酸残基、β-アミノ酸残基、γ-アミノ酸残基、および-C(O)-CH2-[OCH2CH2]n-NH-からなる群より選択され;
    Zが、ヘミスクシネート、スクシネート、オキサレート、-C(O)-CH2-[OCH2CH2]n-OR10、-C(O)-CH2-[OCH2CH2]n-NH2、-C(O)[CH2]n-NR10R11、-C(O)O[CH2]n-NR10R11、-C(O)-NH-[CH2]n-NR10R11、-C(O)[CH2]n-N+(R10)(R11)(R12)X-、-C(O)O[CH2]n-N+(R10)(R11)(R12)X-、および-C(O)-NH-[CH2]n-N+(R10)(R11)(R12)X-からなる群より選択され;
    R10、R11、およびR12が各々独立して、-H、-OH、ホルミル、アセチル、ピバロイル、および(C1〜C5)アルキルからなる群より選択され;
    「n」が1、2、3、4、5、または6であり; かつ
    「X」が、薬学的に許容される酸に由来する対イオンである、
    前記方法。
  11. カンナビノイドシンターゼが、テトラヒドロカンナビバリン酸シンターゼ(THCVAシンターゼ)、テトラヒドロカンナビノール酸シンターゼ(THCAシンターゼ)、カンナビジオール酸シンターゼ、およびカンナビクロメン酸シンターゼ(CBCAシンターゼ)からなる群より選択される、請求項10に記載の方法。
  12. R7が-COOHであり、かつR8が(C1〜C10)アルキルである、請求項10に記載の方法。
  13. R8がプロピルまたはペンチルである、請求項12に記載の方法。
  14. 式IVaまたは式Va中の-Y-Zが、-Y-ヘミスクシネート、-Y-スクシネート、-Y-C(O)-CH2-[OCH2CH2]n-OR4、および-Y-C(O)-CH2-[OCH2CH2]n-NH2からなる群より選択される、請求項10に記載の方法。
  15. 式IVaまたは式Va中の-Y-Zが-Y-ヘミスクシネートである、請求項14に記載の方法。
  16. 式VIIaまたは式VIIIaのカンナビノイドプロドラッグ
    Figure 2019523228
    を生成するための方法であって、
    (a) 式IXの化合物
    Figure 2019523228
    をカンナビノイドシンターゼと接触させて、式VIIaまたは式VIIIaの化合物を得る段階
    を含み、
    式中、
    R13が、-H、-COOH、または-COO(C1〜C5)アルキルであり;
    R14が、(C1〜C10)アルキル、(C2〜C10)アルケニル、(C2〜C10)アルキニル、(C3〜C10)シクロアルキル、(C3〜C10)シクロアルキルアルキレン、(C3〜C10)アリール、および(C3〜C10)アリールアルキレンからなる群より選択され;
    R15が、-H、または(C1〜C5)アルキルであり;
    -Yが、L-アミノ酸残基、D-アミノ酸残基、β-アミノ酸残基、γ-アミノ酸残基、-C(O)-CH2-[OCH2CH2]n-O-、および-C(O)-CH2-[OCH2CH2]n-NH-からなる群より選択され;
    -Zが、ヘミスクシネート、スクシネート、オキサレート、-C(O)-CH2-[OCH2CH2]n-OR4、-C(O)-CH2-[OCH2CH2]n-NH2、-C(O)[CH2]n-NR16R17、-C(O)O[CH2]n-NR16R17、-C(O)-NH-[CH2]n-NR16R17、-C(O)[CH2]n-N+(R16)(R17)(R18)X-、-C(O)O[CH2]n-N+(R16)(R17)(R18)X-、および-C(O)-NH-[CH2]n-N+(R16)(R17)(R18)X-からなる群より選択され、ここで、
    R16、R17、およびR18が各々独立して、-H、-OH、ホルミル、アセチル、ピバロイル、および(C1〜C5)アルキルからなる群より選択され;
    「n」が1、2、3、4、5、または6であり; かつ
    「X」が、薬学的に許容される酸に由来する対イオンである、
    前記方法。
  17. カンナビノイドシンターゼが、テトラヒドロカンナビバリン酸シンターゼ(THCVAシンターゼ)、テトラヒドロカンナビノール酸シンターゼ(THCAシンターゼ)、カンナビジオール酸シンターゼ、およびカンナビクロメン酸シンターゼ(CBCAシンターゼ)からなる群より選択される、請求項16に記載の方法。
  18. 式VIIaまたは式VIIIaの化合物を、マンノース、N-アセチルグルコサミン(GlcNAc)、ガラクトース、およびシアル酸からなる群より選択されるオリゴ糖と接触させる段階をさらに含む、請求項16に記載の方法。
  19. -YがL-アミノ酸またはD-アミノ酸である、請求項16に記載の方法。
  20. -Yが、バリン、リジン、グルタミン酸、およびアスパラギン酸からなる群より選択されるL-アミノ酸である、請求項19に記載の方法。
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