基于酚酸脂质的阳离子脂质的制作方法

基于酚酸脂质的阳离子脂质
1.相关申请交叉引用
2.本技术要求于2020年4月1日提交的美国临时专利申请63/003,698的优先权，所述美国临时专利申请通过引用以其全文并入。


背景技术：

3.核酸的递送已被广泛探索作为某些疾病状态的潜在治疗选择。具体地，信使rna(mrna)疗法已成为治疗各种疾病(包括与一种或多种蛋白质的缺乏相关的那些疾病)的日益重要的选择。
4.脂质体包封的核酸的有效递送仍然是活跃的研究领域。阳离子脂质组分在促进脂质体的装载期间核酸的有效包封中起重要作用。另外，阳离子脂质可以在核酸货物从脂质体有效释放到靶细胞的细胞质中起重要作用。已发现各种适于体内使用的阳离子脂质。然而，仍然需要鉴定可以有效且廉价地合成而不会形成潜在有毒副产物的脂质。
5.酚酸具有许多有利的特性，这使其成为用于合成用于体内环境的阳离子脂质的良好起点。例如，酚酸没有示出毒性，可以大量获得，并且很容易衍生。从广义上讲，酚酸可以分为两组：苯甲酸和肉桂酸，和其衍生物。
6.可以用于合成本发明的阳离子脂质的苯甲酸的实例包含：
[0007][0008][0009]
可以用于合成本发明的阳离子脂质的肉桂酸的实例包含：
[0010][0011]
在一些实施例中，可以用于合成本发明的阳离子脂质的肉桂酸的实例包含：
[0012][0013]
在一些实施例中，可以用于合成本发明的阳离子脂质的肉桂酸的实例包含：
[0014][0015]
在一些实施例中，可以用于合成本发明的阳离子脂质的肉桂酸的实例包含：
[0016][0017]
在一些实施例中，可以用于合成本发明的阳离子脂质的肉桂酸的实例包含：
[0018]


技术实现要素：

[0019]
除其它外，本发明提供了一类新型阳离子脂质化合物，其用于体内递送如核酸等治疗剂。预期这些化合物能够在体内高效递送，同时维持有利的毒性特征。
[0020]
本发明的阳离子脂质可以由如酚酸、苯甲酸和肉桂酸等容易获得的起始试剂合成。本发明的阳离子脂质还具有出乎意料的高包封效率。本发明的阳离子脂质还包括可切割基团(例如，酯和二硫化物)，这些基团被认为提高生物降解性并且因此有助于其有利的毒性特征。
[0021]
一方面，提供了具有根据式(i)的结构的阳离子脂质：
[0022][0023]
其中l1为键、(c
1-c6)烷基或(c
2-c6)烯基；
[0024]
其中x为o或s；
[0025]
其中r1、r2、r3、r4和r5各自独立地选自h、oh、任选取代的(c
1-c6)烷基、任选取代的(c
2-c6)烯基、任选取代的(c
2-c6)炔基、任选取代的(c
1-c6)烷氧基和-oc(o)r'；
[0026]
其中r1、r2、r3、r4或r5中的至少一者为-oc(o)r'；
[0027]
其中r'为
[0028][0029]
其中r6为
[0030][0031]
其中m和p各自独立地为0、1、2、3、4或5；
[0032]
其中r7选自h、任选取代的(c
1-c6)烷基、任选取代的(c
2-c6)烯基、任选取代的(c
2-c6)炔基、任选取代的(c
1-c6)酰基、-(ch2)kra或-(ch2)kch(or
11
)ra；
[0033]
其中r8选自h、任选取代的(c
1-c6)烷基、任选取代的(c
2-c6)烯基、任选取代的(c
2-c6)炔基、任选取代的(c
1-c6)酰基、-(ch2)nrb或-(ch2)nch(or
12
)rb；
[0034]
其中r9选自h、任选取代的(c
1-c6)烷基、任选取代的(c
2-c6)烯基、任选取代的(c
2-c6)炔基、任选取代的(c
1-c6)酰基、-(ch2)qrc或-(ch2)qch(or
13
)rc；
[0035]
其中r
10
选自h、任选取代的(c
1-c6)烷基、任选取代的(c
2-c6)烯基、任选取代的(c
2-c6)炔基、任选取代的(c
1-c6)酰基、-(ch2)rrd或-(ch2)rch(or
14
)rd；
[0036]
其中k、n、q和r各自独立地为1、2、3、4或5；
[0037]
或者其中(i)r7和r8或(ii)r9和r
10
一起形成任选取代的5元或6元杂环烷基或杂芳基，其中所述杂环烷基或杂芳基包括1至3个选自n、o和s的杂原子；
[0038]
其中r
11
、r
12
、r
13
和r
14
各自独立地选自h、甲基、乙基或丙基；
[0039]
其中ra、rb、rc和rd各自独立地选自任选取代的(c
6-c
20
)烷基、任选取代的(c
6-c
20
)烯基、任选取代的(c
6-c
20
)炔基、任选取代的(c
6-c
20
)酰基、任选取代的-oc(o)烷基、任选取代的-oc(o)烯基、任选取代的(c
1-c6)单烷基氨基、任选取代的(c
1-c6)二烷基氨基、任选取代的(c
1-c6)烷氧基、-oh、-nh2；
[0040]
其中r7、r8、r9、r
10
中的至少一者分别包括ra、rb、rc或rd部分，其中所述ra、rb、rc或rd独立地选自任选取代的(c
6-c
20
)烷基、任选取代的(c
6-c
20
)烯基、任选取代的(c
6-c
20
)炔基、任选取代的(c
6-c
20
)酰基、任选取代的-oc(o)(c
6-c
20
)烷基或任选取代的-oc(o)(c
6-c
20
)烯基；
[0041]
或其药学上可接受的盐。
[0042]
一方面，本文提供了作为式(i)的药学上可接受的盐的阳离子脂质。
[0043]
一方面，本文提供了包括本发明的阳离子脂质、一种或多种非阳离子脂质、一种或多种基于胆固醇的脂质和一种或多种peg修饰的脂质的组合物。一方面，所述组合物是脂质
纳米颗粒，任选地是脂质体。
[0044]
一方面，包括本发明的阳离子脂质的所述组合物可以用于进行治疗。
附图说明
[0045]
图1展示了在气管内施用包括阳离子脂质化合物1-12之一的脂质纳米颗粒后的体内蛋白质表达。基于阳性荧光素酶活性，包括本文所描述的阳离子脂质的脂质纳米颗粒在体内有效递送ffl mrna。
具体实施方式
[0046]
定义
[0047]
為了使本發明更容易理解，首先在下文定義了某些術語。下述术语和其他术语的另外定义阐述在整个本说明书中。本文所引用的用于描述本发明的背景技术并提供关于其实施的附加细节的出版物和其他参考材料以引用方式并入本文。
[0048]
氨基酸：如本文所用，术语“氨基酸”在其最广泛的意义上是指可以掺入多肽链中的任何化合物和/或物质。在一些实施例中，氨基酸具有一般结构h2n
–
c(h)(r)
–
cooh。在一些实施例中，氨基酸是天然存在的氨基酸。在一些实施例中，氨基酸是合成氨基酸；在一些实施例中，氨基酸是d-氨基酸；在一些实施例中，氨基酸是l-氨基酸。“标准氨基酸”是指在天然存在的肽中通常发现的二十种标准i-氨基酸中的任一种。“非标准氨基酸”是指除标准氨基酸以外的任何氨基酸，无论其是合成制备的还是从天然来源获得的。如本文所用，“合成氨基酸”涵盖化学修饰的氨基酸，包括但不限于盐、氨基酸衍生物(例如酰胺)和/或取代物。氨基酸，包括肽中的羧基和/或氨基末端氨基酸，可以通过甲基化、酰胺化、乙酰化、保护基和/或用其他化学基团取代来修饰，这些化学基团可以改变肽的循环半衰期，而不会对其活性产生不利影响。氨基酸可以参与二硫键。氨基酸可包含一种或多种翻译后修饰，其例如与一种或多种化学实体(例如，甲基基团、乙酸根基团、乙酰基基团、磷酸根基团、甲酰基部分、类异戊二烯基团、硫酸根基团、聚乙二醇部分、脂质部分、碳水化合物部分和生物素部分等)结合。术语“氨基酸”与“氨基酸残基”可互换使用，并且可以指游离氨基酸和/或肽的氨基酸残基。无论该术语是指游离氨基酸还是肽的残基，从使用该术语的上下文将是显而易见的。
[0049]
动物：如本文所用，術語「動物」是指動物界的任何成員。在一些實施方案中，「動物」是指處於任何發育階段的人。在一些實施方案中，「動物」是指處於任何發育階段的非人動物。在某些实施例中，非人类动物是哺乳动物(例如，啮齿动物、小鼠、大鼠、兔、猴、狗、猫、绵羊、牛、灵长类动物和/或猪)。在一些實施方案中，動物包括但不限於哺乳動物、鳥類、爬行動物、兩棲動物、魚、昆蟲及/或蠕蟲。在一些實施方案中，動物可以是轉基因動物、基因工程動物及/或克隆物。
[0050]
大約或約：如本文所用，当应用于一个或多个目的值时，术语“大约”或“约”指与所述参考值相似的值。在某些实施例中，术语“大约”或“约”指落入所述值任一方向(大于或小于)中的25％、20％、19％、18％、17％、16％、15％、14％、13％、12％、11％、10％、9％、8％、7％、6％、5％、4％、3％、2％、1％或更少的一系列值，除非另有说明或从上下文中另外显而易见的(除非该数字超过可能值的100％)。
[0051]
生物活性的：如本文使用的，术语“生物活性的”是指在生物系统中，特别是在生物体中具有活性的任何试剂的特征。例如，当施用于生物时，对该生物体具有生物效应的试剂视为生物活性的。
[0052]
递送：如本文所用，术语“递送”涵盖局部递送和全身递送。例如，递送mrna涵盖其中mrna被递送至靶组织并且编码的蛋白质得以表达并保留在靶组织内的情况(也称为“局部分布”或“局部递送”)，以及其中mrna被递送至靶组织并且编码的蛋白质得以表达并分泌到患者的循环系统(例如，血清)中，然后全身性分布并被其他组织吸收的情况(也称为“全身分布”或“全身递送”)。
[0053]
表达：如本文所使用的，核酸序列的“表达”是指将mrna翻译成多肽、将多个多肽组装成完整的蛋白质(例如，酶)和/或多肽或完全组装的蛋白质(例如，酶)的翻译后修饰。在本技术中，术语“表达”和“产生”和其语法等效物可互换地使用。
[0054]
功能性：如本文所用，“功能性”生物分子是其表现出表征其的特性和/或活性的形式的生物分子。
[0055]
半衰期：如本文所用，术语“半衰期”是如核酸或蛋白质的浓度或活性的量下降到在一个时间段开始时测量的其值的一半所需的时间。
[0056]
辅助脂质：如本文所用，术语“辅助脂质”是指包括胆固醇的任何中性或两性离子脂质材料。不希望受特定理论的束缚，辅助脂质可增加脂质双层/纳米颗粒内的稳定性、刚性和/或流动性。
[0057]
改善、增加或减少：如本文所使用的，术语“改善”、“增加”或“减少”或其语法等效物表示相对于基线测量值的值，所述基线测量值如在开始本文所述的治疗之前在同一个体中的测量值，或在不存在本文所述的治疗的情况下在对照受试者(或多个对照受试者)中的测量值。「對照個體」是患有與所治個體相同形式的疾病，其年齡與所治個體大約相同的個體。
[0058]
體外：如本文所用，术语“体外”是指在人工环境中，例如在试管或反应容器中，在细胞培养物中等，而不是在多细胞生物体内发生的事件。
[0059]
體內：如本文所用，术语“体内”是指在多细胞生物体诸如人和非人动物内发生的事件。在基于细胞的系统的上下文中，该术语可用于指在活细胞内发生的事件(与例如体外系统相反)。
[0060]
分离的：如本文所用，术语“分离的”是指(1)与最初生产时(无论是天然的和/或在实验环境中)与之相关联的至少一些组分分离，和/或(2)由人工生产、制备和/或制造的物质和/或实体。分离的物质和/或实体可以与最初与它们相关联的其他组分的约10％、约20％、约30％、约40％、约50％、约60％、约70％、约80％、约90％、约91％、约92％、约93％、约94％、约95％、约96％、约97％、约98％、约99％或大于约99％分离。在一些实施例中，分离的试剂的纯度为约80％、约85％、约90％、约91％、约92％、约93％、约94％、约95％、约96％、约97％、约98％、约99％或超过99％。如本文所用，如果一种物质基本上不含其他组分，则该物质是“纯的”。如本文所用，分离的物质和/或实体的纯度百分比的计算不应包括赋形剂(例如，缓冲剂、溶剂、水等)。
[0061]
脂质体：如本文使用的，术语“脂质体”指任何层状、多层或固体纳米颗粒囊泡。通常，如本文使用的，脂质体可通过混合一种或多种脂质或者通过混合一种或多种脂质和聚
合物来形成。在一些实施例中，适于本发明的脂质体含有一种或多种阳离子脂质和任选地一种或多种非阳离子脂质、任选地一种或多种基于胆固醇的脂质和/或任选地一种或多种peg修饰的脂质。
[0062]
信使rna(mrna)：如本文所用，术语“信使rna(mrna)”或“mrna”是指编码至少一种多肽的多核苷酸。如本文所用，mrna包括修饰的rna和未修饰的rna。术语“修饰的mrna”涉及包含至少一种化学修饰的核苷酸的mrna。mrna可以包含一个或多个编码和非编码区。mrna可以从天然来源纯化，使用重组表达系统产生，并且任选地纯化、化学合成等。在适当的情况下，例如在化学合成分子的情况下，mrna可以包含核苷类似物，诸如具有化学修饰的碱基或糖、骨架修饰等的类似物。除非另有说明，否则mrna序列的显示方向为5'至3'。在一些实施例中，mrna是或包含天然核苷(例如，腺苷、鸟苷、胞苷、尿苷)；核苷类似物(例如，2-氨基腺苷、2-硫代胸苷、肌苷、吡咯并嘧啶、3-甲基腺苷、5-甲基胞苷、c-5丙炔基胞苷、c-5丙炔基-尿苷、2-氨基腺苷、c5-溴尿苷、c5-氟尿苷、c5-碘尿苷、c5-丙炔基尿苷、c5-丙炔基胞苷、c5-甲基胞苷、2-氨基腺苷、7-脱氮腺苷、7-脱氮鸟苷、8-氧代腺苷、8-氧代鸟苷、o(6)-甲基鸟苷和2-硫代胞苷)；化学修饰的碱基；生物修饰的碱基(例如，甲基化碱基)；插入的碱基；改性糖(例如，2'-氟核糖、核糖、2'-脱氧核糖、阿拉伯糖和己糖)；和/或修饰的磷酸基团(例如，硫代磷酸酯和5'-n-亚磷酰胺键)。
[0063]
核酸：如本文所用，术语“核酸”在其最广泛的意义上是指可以掺入多核苷酸链中的任何化合物和/或物质。在一些实施例中，核酸是由磷酸二酯键掺入或可以由磷酸二酯键掺入多核苷酸链的化合物和/或物质。在一些实施例中，“核酸”是指单独的核酸残基(例如，核苷酸和/或核苷)。在一些实施例中，“核酸”是指包含单个核酸残基的多核苷酸链。在一些实施例中，“核酸”涵盖rna以及单链和/或双链dna和/或cdna。在一些实施例中，“核酸”涵盖核糖核酸(rna)，包括但不限于干扰rna(rnai)、小干扰rna(sirna)、短发夹rna(shrna)、反义rna(arna)、信使rna(mrna)、修饰的信使rna(mmrna)、长非编码rna(lncrna)、微rna(mirna)、多聚编码核酸(mcna)、聚合编码核酸(pcna)、引导rna(grna)和crispr rna(crrna)中的任何一种或多种。在一些实施例中，“核酸”涵盖脱氧核糖核酸(dna)，包括但不限于单链dna(ssdna)、双链dna(dsdna)和互补dna(cdna)中的任何一种或多种。在一些实施例中，“核酸”涵盖rna和dna。在实施例中，dna可以是反义dna、质粒dna、质粒dna的部分、预缩合的dna、聚合酶链反应(pcr)的产物、载体(例如，p1、pac、bac、yac、人工染色体)、表达盒、嵌合序列、染色体dna或这些基团的衍生物的形式。在实施例中，rna可以是信使rna(mrna)、核糖体rna(rrna)、信号识别颗粒rna(7sl rna或srp rna)、转移rna(trna)、转移信使rna(tmrna)、小核rna(snrna)、小核仁rna(snorna)、smy rna、小cajal体特异性rna(scarna)、引导rna(grna)、核糖核酸酶p(rnase p)、y rna、端粒酶rna组分(terc)、剪接前导rna(sl rna)，反义rna(arna或asrna)，顺式-天然反义转录物(cis-nat)、crispr rna(crrna)、长非编码rna(lncrna)、微rna(mirna)、与piwi相互作用的rna(pirna)、小干扰rna(sirna)、交易sirna(tasirna)、重复相关的sirna(rasirna)、73k rna、逆转录转座子、病毒基因组、类病毒、卫星rna或这些基团的衍生物的形式。在一些实施例中，核酸是编码蛋白质诸如酶的mrna。
[0064]
患者：如本文使用的，术语“患者”或“受试者”指所提供的组合物可施用于其的任何生物，例如用于实验、诊断、预防、美容和/或治疗目的。典型的患者包括动物(例如，哺乳
动物，例如小鼠、大鼠、兔、非人类灵长类和/或人类)。在一些實施方案中，患者是人。人包括產前和產後形式。
[0065]
药学上可接受的：如本文所用，术语“药学上可接受的”是指与合理的受益/风险比相称在合理的医学判断范围内适用于与人和动物的组织接触而没有过度毒性、刺激性、过敏反应或其他问题或并发症的物质。
[0066]
药学上可接受的盐：药学上可接受的盐是本领域熟知的。例如，s.m.berge等人在《药物科学杂志(j.pharmaceutical sciences)》,(1977)66:1-19中详细描述了药学上可接受的盐。本发明化合物的药学上可接受的盐包括衍生自合适的无机和有机酸和碱的那些盐。药学上可接受的无毒的酸加成盐的实例是用无机酸，如盐酸、氢溴酸、磷酸、硫酸和高氯酸或用有机酸，如乙酸、草酸、马来酸、酒石酸、柠檬酸、琥珀酸或丙二酸形成或通过使用本领域中所使用的如离子交换等其它方法形成的具有氨基的盐。其他药学上可接受的盐包括己二酸盐、藻酸盐、抗坏血酸盐、天冬氨酸盐、苯磺酸盐、苯甲酸盐、硫酸氢盐、硼酸盐、丁酸盐、樟脑酸盐、樟脑磺酸盐、柠檬酸盐、环戊烷丙酸盐、二葡萄糖酸盐、十二烷基硫酸盐、乙磺酸盐、甲酸盐、富马酸盐、葡萄糖庚酸盐、甘油磷酸盐、葡萄糖酸盐、半硫酸盐、庚酸盐、己酸盐、氢碘酸盐、2-羟基乙磺酸盐、乳糖酸盐、乳酸盐、月桂酸盐、月桂基硫酸盐、苹果酸盐、马来酸盐、丙二酸盐、甲磺酸盐、2-萘磺酸盐、烟酸盐、硝酸盐、油酸盐、草酸盐、棕榈酸盐、双羟萘酸盐、果胶酸盐、过硫酸盐、3-苯基丙酸酯、磷酸盐、苦味酸盐、新戊酸盐、丙酸盐、硬脂酸盐、琥珀酸盐、硫酸盐、酒石酸盐、硫氰酸盐、对甲苯磺酸盐、十一酸盐、戊酸盐等。衍生自适当碱的盐包括碱金属盐、碱土金属盐、铵盐和n

(c
1-4
烷基)4盐。代表性的碱金属盐或碱土金属盐包括钠盐、锂盐、钾盐、钙盐、镁盐等。在适当的情况下，另外的药学上可接受的盐包含使用如卤化物、氢氧化物、羧酸盐、硫酸盐、磷酸盐、硝酸盐、磺酸盐和芳基磺酸盐等抗衡离子形成的无毒铵、季铵和胺阳离子。另外的药学上可接受的盐包括由胺的季铵化形成的盐，该季铵化使用适当的亲电试剂(例如，烷基卤)进行，以形成季铵化烷基化氨基盐。
[0067]
全身分布或递送：如本文所使用的，术语“全身分布”或“全身递送”或其语法等效物是指影响整个身体或整个有机体的递送或分布机制或方法。通常，全身分布或递送经由身体的循环系统(例如血流)完成。与“局部分布或递送”的定义形成对比。
[0068]
受试者：如本文所用，术语“受试者”是指人或任何非人动物(例如，小鼠、大鼠、兔、狗、猫、牛、猪、绵羊、马或灵长类动物)。人包括產前和產後形式。在許多實施方案中，個體是人。個體可以是患者，該患者是指向醫療提供者提出進行疾病診斷或治療的人。術語「個體」在本文中可與「個體」或「患者」互換使用。個體可以患有或易患有疾病或障礙，但是可以顯示出或可以不顯示出該疾病或障礙的症狀。
[0069]
基本上：如本文所用，術語「基本上」是指表現出全部或接近全部範圍或程度的目標特徵或特性的定性條件。生物學領域的普通技術人員將理解，生物學和化學現象很少(如果曾經有)完成及/或繼續完成或達到或避免絕對結果。因此，在本文中使用术语“基本上”来捕获许多生物学和化学现象中固有的潜在完整性缺失。
[0070]
靶组织：如本文所用，术语“靶组织”是指受待治疗的疾病影响的任何组织。在一些实施例中，靶组织包括展示疾病相关病理学、症状或特征的那些组织。
[0071]
治疗有效量：如本文所用，术语治疗剂的“治疗有效量”是指当施用于患有疾病、障碍和/或病症或对疾病、障碍和/或病症敏感的受试者时，足以治疗、诊断、预防和/或延迟该
疾病、障碍和/或病症的症状发作的量。本领域的普通技术人员将认识到，通常通过包含至少一个单位剂量的给药方案来施用治疗有效量。
[0072]
治疗：如本文所用，术语“治疗”是指用于使特定疾病、障碍和/或病症的一种或多种症状或特征部分或完全缓解、转佳、减轻，抑制、预防、延迟其发作，降低其严重性和/或降低其发病率的任何方法。为了降低发展与疾病关联的病理的风险，可以向未表现出疾病体征和/或仅表现出疾病早期体征的受试者施用治疗。
[0073]
化学定义
[0074]
酰基：如本文所使用的，术语“酰基”是指r
z-(c＝o)-，其中rz为例如任何烷基、烯基、炔基、杂烷基或亚杂烷基。
[0075]
脂肪族：如本文所用，术语脂肪族是指c
1-c
40
烃，并且包括饱和烃和不饱和烃。脂肪族可以是直链、支链或环状的。例如，c
1-c
20
脂肪族可以包括c
1-c
20
烷基(例如，直链或支链的c
1-c
20
饱和烷基)、c
2-c
20
烯基(例如，直链或支链的c
4-c
20
二烯基、直链或支链的c
6-c
20
三烯基等)和c
2-c
20
炔基(例如，直链或支链的c
2-c
20
炔基)。c
1-c
20
脂肪族可以包括c
3-c
20
环状脂肪族(例如，c
3-c
20
环烷基、c
4-c
20
环烯基或c
8-c
20
环炔基)。在某些实施例中，脂肪族可以包含一个或多个环状脂肪族和/或一个或多个杂原子诸如氧、氮或硫，并且可以任选地被一个或多个取代基诸如烷基、卤素、烷氧基、羟基、氨基、芳基、醚、酯或酰胺取代。脂肪族基团是未取代的或被一个或多个如本文所述的取代基取代。例如，脂肪族可以被以下中的一者或多者(例如，1个、2个、3个、4个、5个或6个独立选择的取代基)取代：卤素、-cor”、-co2h、-co2r”、-cn、-oh、-or”、-ocor'、-oco2r”、-nh2、-nhr”、-n(r”)2、-sr”或-so2r”，其中r”的每个实例独立地为c
1-c
20
脂肪族(例如，c
1-c
20
烷基、c
1-c
15
烷基、c
1-c
10
烷基或c
1-c3烷基)。在实施例中，r”独立地为未经取代的烷基(例如，未经取代的c
1-c
20
烷基、c
1-c
15
烷基、c
1-c
10
烷基或c
1-c3烷基)。在实施例中，r”独立地为未经取代的c
1-c3烷基。在实施例中，脂肪族是未取代的。在实施例中，脂肪族不包括任何杂原子。烷基：如本文所使用的，术语“烷基”意指非环状直链和支链烃基，例如，“c
1-c
30
烷基”是指具有1-30个碳的烷基。烷基可以是直链的或支链的。烷基的实例包含但不限于甲基、乙基、正丙基、异丙基、丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、异戊基、叔戊基、己基、异己基等。术语“低级烷基”是指具有1至6个碳原子的直链或支链烷基。考虑到本公开的有益效果，其他烷基对于本领域技术人员将是显而易见的。烷基可以是未取代的或被一个或多个如本文所述的取代基取代。例如，烷基可以被以下中的一者或多者(例如，1个、2个、3个、4个、5个或6个独立地选择的取代基)取代：卤素、-cor”、-co2h、-co2r”、-cn、-oh、-or”、-ocor'、-oco2r”、-nh2、-nhr”、-n(r”)2、-sr”或-so2r”，其中r”的每个实例独立地为c
1-c
20
脂肪族(例如，c
1-c
20
烷基、c
1-c
15
烷基、c
1-c
10
烷基或c
1-c3烷基)。在实施例中，r”独立地为未经取代的烷基(例如，未经取代的c
1-c
20
烷基、c
1-c
15
烷基、c
1-c
10
烷基或c
1-c3烷基)。在实施例中，r”独立地为未经取代的c
1-c3烷基。在实施例中，烷基是取代的(例如，被1、2、3、4、5或6个如本文所述的取代基基团取代)。在实施例中，烷基基团被-oh基团取代，并且在本文中也可以称为“羟基烷基”，其中前缀表示-oh基团，并且“烷基”如本文所述。
[0076]
如本文所使用的，术语“烷基”还指具有1至50个碳原子的直链或支链饱和烃基的自由基(“c
1-c
50
烷基”)。在一些实施例中，烷基具有1至40个碳原子(“c
1-c
40
烷基”)。在一些实施例中，烷基具有1至30个碳原子(“c
1-c
30
烷基”)。在一些实施例中，烷基具有1至20个碳原子(“c
1-c
20
烷基”)。在一些实施例中，烷基具有1至10个碳原子(“c
1-c
10
烷基”)。在一些实
施例中，烷基具有1至9个碳原子(“c
1-c9烷基”)。在一些实施例中，烷基具有1至8个碳原子(“c
1-c8烷基”)。在一些实施例中，烷基具有1至7个碳原子(“c
1-c7烷基”)。在一些实施例中，烷基具有1至6个碳原子(“c
1-c6烷基”)。在一些实施例中，烷基具有1至5个碳原子(“c
1-c5烷基”)。在一些实施例中，烷基具有1至4个碳原子(“c
1-c4烷基”)。在一些实施例中，烷基具有1至3个碳原子(“c
1-c3烷基”)。在一些实施例中，烷基具有1至2个碳原子(“c
1-c2烷基”)。在一些实施例中，烷基具有1个碳原子(“c1烷基”)。在一些实施例中，烷基具有2至6个碳原子(“c
2-c6烷基”)。c
1-c6烷基的实例包含但不限于甲基(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)、正戊基(c5)、3-戊基(c5)、戊基(c5)、新戊基(c5)、3-甲基-2-丁基(c5)、叔戊基(c5)和正己基(c6)。烷基的另外实例包含正庚基(c7)、正辛基(c8)等。除非另有说明，否则烷基的每个实例独立地为未经取代的(“未经取代的烷基”)或被一个或多个取代基取代的(“经取代的烷基”)。在某些实施例中，烷基是未经取代的c
1-c
50
烷基。在某些实施例中，烷基是经取代的c
1-c
50
烷基。
[0077]
为某一基团加上前缀“亚”指示所述基团是二价部分，例如，亚芳基是芳基的二价部分，并且亚杂芳基是杂芳基的二价部分。
[0078]
亚烷基：如本文所用，术语“亚烷基”表示饱和的二价直链或支链烃基，并且以亚甲基、亚乙基、异亚丙基等为例。同样，如本文所用，术语“亚烯基”表示具有一个或多个不饱和碳-碳双键的不饱和二价直链或支链烃基，该不饱和碳-碳双键可以存在于沿着链的任何稳定点，术语“亚炔基”在本文中表示具有一个或多个不饱和碳-碳三键的不饱和二价直链或支链烃基，该不饱和碳-碳三键可以存在于沿着链的任何稳定点。在某些实施例中，亚烷基、亚烯基或亚炔基可以包含一个或多个环状脂肪族和/或一个或多个杂原子诸如氧、氮或硫，并且可以任选地被一个或多个取代基诸如烷基、卤素、烷氧基、羟基、氨基、芳基、醚、酯或酰胺取代。例如，亚烷基、亚烯基或亚炔基可以被以下中的一者或多者(例如，1个、2个、3个、4个、5个或6个独立地选择的取代基)取代：卤素、-cor”、-co2h、-co2r”、-cn、-oh、-or”、-ocor”、-oco2r”、-nh2、-nhr”、-n(r”)2、-sr”或-so2r”，其中r”的每个实例独立地为c
1-c
20
脂肪族(例如，c
1-c
20
烷基、c
1-c
15
烷基、c
1-c
10
烷基或c
1-c3烷基)。在实施例中，r”独立地为未经取代的烷基(例如，未经取代的c
1-c
20
烷基、c
1-c
15
烷基、c
1-c
10
烷基或c
1-c3烷基)。在实施例中，r”独立地为未经取代的c
1-c3烷基。在某些实施例中，亚烷基、亚烯基或亚炔基是未取代的。在某些实施例中，亚烷基、亚烯基或亚炔基不包括任何杂原子。烯基：如本文所使用的，“烯基”意指具有一个或多个不饱和碳-碳双键的任何直链或支链烃链，其可以出现在沿链的任何稳定点，例如：“c
2-c
30
烯基”是指具有2-30个碳的烯基。例如，烯基包括丙-2-烯基、丁-2-烯基、丁-3-烯基、2-甲基丙-2-烯基、己-2-烯基、己-5-烯基、2,3-二甲基丁-2-烯基等。在实施例中，烯基包含1、2或3个碳-碳双键。在实施例中，烯基包含单个碳-碳双键。在实施例中，多个双键(例如，2个或3个)是共轭的。烯基可为未取代的或被一个或多个本文所述的取代基取代。例如，烯基可以被以下中的一者或多者(例如，1个、2个、3个、4个、5个或6个独立地选择的取代基)取代：卤素、-cor”、-co2h、-co2r”、-cn、-oh、-or”、-ocor”、-oco2r”、-nh2、-nhr”、-n(r”)2、-sr”或-so2r”，其中r”的每个实例独立地为c
1-c
20
脂肪族(例如，c
1-c
20
烷基、c
1-c
15
烷基、c
1-c
10
烷基或c
1-c3烷基)。在实施例中，r”独立地为未经取代的烷基(例如，未经取代的c
1-c
20
烷基、c
1-c
15
烷基、c
1-c
10
烷基或c
1-c3烷基)。在实施例中，r”独立地为未经取代的c
1-c3烷基。在实施例中，烯基是未取代的。在实施例中，烯基是经取代的(例如，被1、
2、3、4、5或6个如本文所述的取代基基团取代)。在实施例中，烯基基团被-oh基团取代，并且在本文中也可以称为“羟基烯基”，其中前缀表示-oh基团，并且“烯基”如本文所述。
[0079]
如本文所使用的，“烯基”还指具有2至50个碳原子和一或多个碳-碳双键(例如，1个、2个、3个或4个双键)的直链或支链烃基的自由基(“c
2-c
50
烯基”)。在一些实施例中，烯基具有2至40个碳原子(“c
2-c
40
烯基”)。在一些实施例中，烯基具有2至30个碳原子(“c
2-c
30
烯基”)。在一些实施例中，烯基具有2至20个碳原子(“c
2-c
20
烯基”)。在一些实施例中，烯基具有2至10个碳原子(“c
2-c
10
烯基”)。在一些实施例中，烯基具有2至9个碳原子(“c
2-c9烯基”)。在一些实施例中，烯基具有2至8个碳原子(“c
2-c8烯基”)。在一些实施例中，烯基具有2至7个碳原子(“c
2-c7烯基”)。在一些实施例中，烯基具有2至6个碳原子(“c
2-c6烯基”)。在一些实施例中，烯基具有2至5个碳原子(“c
2-c5烯基”)。在一些实施例中，烯基具有2至4个碳原子(“c
2-c4烯基”)。在一些实施例中，烯基具有2至3个碳原子(“c
2-c3烯基”)。在一些实施例中，烯基具有2个碳原子(“c2烯基”)。一个或多个碳-碳双键可以位于内部(如位于2-丁烯基中)或位于末端(如位于1-丁烯基中)。c
2-c4烯基的实例包含但不限于乙烯基(c2)、1-丙烯基(c3)、2-丙烯基(c3)、1-丁烯基(c4)、2-丁烯基(c4)、丁二烯基(c4)等。c
2-c6烯基的实例包含前述c
2-c4烯基以及戊烯基(c5)、戊二烯基(c5)、己烯基(c6)等。烯基的另外实例包含庚烯基(c7)、辛烯基(c8)、辛三烯基(c8)等。除非另有说明，否则烯基的每个实例独立地为未经取代的(“未经取代的烯基”)或被一个或多个取代基取代的(“经取代的烯基”)。在某些实施例中，烯基是未经取代的c
2-c
50
烯基。在某些实施例中，烯基是经取代的c
2-c
50
烯基。
[0080]
炔基：如本文所使用的，“炔基”意指任何直链或支链构型的烃链，其具有出现在沿链的任何稳定点的一个或多个碳-碳三键，例如，“c
2-c
30
炔基”是指具有2-30个碳的炔基。炔基的实例包括丙-2-炔基、丁-2-炔基、丁-3-炔基、戊-2-炔基、3-甲基戊-4-炔基、己-2-炔基、己-5-炔基等。在实施例中，炔基包含一个碳-碳三键。炔基可以是未取代的或被一个或多个如本文所述的取代基取代。例如，炔基可以被以下中的一者或多者(例如，1个、2个、3个、4个、5个或6个独立地选择的取代基)取代：卤素、-cor”、-co2h、-co2r”、-cn、-oh、-or”、-ocor”、-oco2r”、-nh2、-nhr”、-n(r”)2、-sr”或-so2r”，其中r”的每个实例独立地为c
1-c
20
脂肪族(例如，c
1-c
20
烷基、c
1-c
15
烷基、c
1-c
10
烷基或c
1-c3烷基)。在实施例中，r”独立地为未经取代的烷基(例如，未经取代的c
1-c
20
烷基、c
1-c
15
烷基、c
1-c
10
烷基或c
1-c3烷基)。在实施例中，r”独立地为未经取代的c
1-c3烷基。在实施例中，炔基是未取代的。在实施例中，炔基是取代的(例如，被1、2、3、4、5或6个如本文所述的取代基基团取代)。
[0081]
如本文所使用的，“炔基”还指具有2至50个碳原子和一或多个碳-碳三键(例如，1个、2个、3个或4个三键)和任选地一个或多个双键(例如，1个、2个、3个或4个双键)的直链或支链烃基的自由基(“c
2-c
50
炔基”)。具有一个或多个三键和一个或多个双键的炔基也被称为“烯-炔”。在一些实施例中，炔基具有2至40个碳原子(“c
2-c
40
炔基”)。在一些实施例中，炔基具有2至30个碳原子(“c
2-c
30
炔基”)。在一些实施例中，炔基具有2至20个碳原子(“c
2-c
20
炔基”)。在一些实施例中，炔基具有2至10个碳原子(“c
2-c
10
炔基”)。在一些实施例中，炔基具有2至9个碳原子(“c
2-c9炔基”)。在一些实施例中，炔基具有2至8个碳原子(“c
2-c8炔基”)。在一些实施例中，炔基具有2至7个碳原子(“c
2-c7炔基”)。在一些实施例中，炔基具有2至6个碳原子(“c
2-c6炔基”)。在一些实施例中，炔基具有2至5个碳原子(“c
2-c5炔基”)。在一些实施例中，炔基具有2至4个碳原子(“c
2-c4炔基”)。在一些实施例中，炔基具有2至3个碳原
子(“c
2-c3炔基”)。在一些实施例中，炔基具有2个碳原子(“c2炔基”)。所述一个或多个碳
‑‑
三键可以位于内部(如位于2-丁炔基中)或位于末端(如位于1-丁炔基中)。c
2-c4炔基的实例包含但不限于乙炔基(c2)、1-丙炔基(c3)、2-丙炔基(c3)、1-丁炔基(c4)、2-丁炔基(c4)等。c
2-c6烯基的实例包含前述c
2-c4炔基以及戊炔基(c5)、己炔基(c6)等。炔基的另外实例包含庚炔基(c7)、辛炔基(c8)等。除非另有说明，否则炔基的每个实例独立地为未经取代的(“未经取代的炔基”)或被一个或多个取代基取代的(“经取代的炔基”)。在某些实施例中，炔基是未经取代的c
2-c
50
炔基。在某些实施例中，炔基是经取代的c
2-c
50
炔基。
[0082]
芳基：单独使用或作为如“芳烷基”中的较大部分的一部分使用的术语“芳基”是指具有总共六至十四个环成员的单环、双环或三环碳环环系统，其中所述环系统具有与分子其余部分的单个连接点，该系统中的至少一个环是芳族的，并且其中该系统中的每个环含有4至7个环成员。在实施例中，芳基具有6个环碳原子(“c6芳基”，例如，苯基)。在一些实施例中，芳基具有10个环碳原子(“c
10
芳基”，例如，萘基，如1-萘基和2-萘基)。在一些实施例中，芳基具有14个环碳原子(“c
14
芳基”，例如，蒽基)。“芳基”还包括其中如上定义的芳环与一个或多个碳环或杂环基团稠合的环系统，其中连接自由基或连接点在芳环上，并且在这种情况下，碳原子的数量继续表示芳环系统中碳原子的数量。示例性芳基包括苯基、萘基和蒽。
[0083]
如本文所使用的，“芳基”还指具有在芳环系统中提供的6至14个环碳原子和零个杂原子的单环或多环(例如，双环或三环)4n 2芳环系统(例如，具有在环阵列中共用的6个、10个或14π个电子)的自由基(“c
6-c
14
芳基”)。在一些实施例中，芳基具有6个环碳原子(“c6芳基”；例如，苯基)。在一些实施例中，芳基基团具有10个环碳原子(“c
10
芳基”；例如，萘基，诸如1-萘基和2-萘基)。在一些实施例中，芳基基团具有14个环碳原子(“c
14
芳基”；例如，蒽基)。“芳基”还包括其中如上定义的芳环与一个或多个碳环或杂环基团稠合的环系统，其中连接自由基或连接点在芳环上，并且在这种情况下，碳原子的数量继续表示芳环系统中碳原子的数量。除非另有说明，否则芳基的每个实例独立地为未经取代的(“未经取代的芳基”)或被一个或多个取代基取代的(“经取代的芳基”)。在某些实施例中，芳基是未经取代的c
6-c
14
芳基。在某些实施例中，芳基是经取代的c
6-c
14
芳基。
[0084]
亚芳基：如本文所用，术语“亚芳基”是指二价的芳基(即，具有与分子的两个连接点)。示例性亚芳基包含亚苯基(例如，未经取代的亚苯基或经取代的亚苯基)。
[0085]
碳环基：如本文所使用的，“碳环基”或“碳环”是指在非芳族环系统中具有3至10个环碳原子(“c
3-c
10
碳环基”)和零个杂原子的非芳族环状烃基的自由基。在一些实施例中，碳环基具有3至8个环碳原子(“c
3-c8碳环基”)。在一些实施例中，碳环基具有3至7个环碳原子(“c
3-c7碳环基”)。在一些实施例中，碳环基具有3至6个环碳原子(“c
3-c6碳环基”)。在一些实施例中，碳环基具有4至6个环碳原子(“c
4-c6碳环基”)。在一些实施例中，碳环基具有5至6个环碳原子(“c
5-c6碳环基”)。在一些实施例中，碳环基具有5至10个环碳原子(“c
5-c
10
碳环基”)。示例性c
3-c6碳环基包含但不限于环丙基(c3)、环丙烯基(c3)、环丁基(c4)、环丁烯基(c4)、环戊基(c5)、环戊烯基(c5)、环己基(c6)、环己烯基(c6)、环己二烯基(c6)等。示例性c
3-c8碳环基包含但不限于前述c
3-c6碳环基以及环庚基(c7)、环庚烯基(c7)、环庚二烯基(c7)、环庚三烯基(c7)、环辛基(c8)、环辛烯基(c8)、双环[2.2.1]庚基(c7)、双环[2.2.2]辛基(c8)等。示例性c
3-c
10
碳环基包含但不限于前述c
3-c8碳环基以及环壬基(c9)、环壬烯基(c9)、环
癸基(c
10
)、环癸烯基(c
10
)、八氢-1h-茚基(c9)、十氢萘基(c
10
)、螺[4.5]癸基(c
10
)等。如前述实例所示，在某些实施例中，碳环基是单环(“单环碳环基”)或多环(例如，含有稠合、桥接或螺环系统，如双环系统(“双环碳环基”)或三环系统)(“三环碳环基”))，并且可以是饱和的或可以含有一个或多个碳-碳双键或三键。“碳环基”还包括环系统，其中如上定义的碳环基环与一或多个芳基或杂芳基稠合，其中附连点在碳环基环上，并且在此些情况下，碳的数量一直表示碳环系统中的碳的数量。除非另有说明，否则碳环基的每个实例独立地为未经取代的(“未经取代的碳环基”)或被一个或多个取代基取代的(“经取代的碳环基”)。在某些实施例中，碳环基是未经取代的c
3-c
10
碳环基。在某些实施例中，碳环基是经取代的c
3-c
10
碳环基。
[0086]
在一些实施例中，“碳环基”或“碳环”是指“环烷基”，即，具有3至10个环碳原子的单环饱和的碳环基(“c
3-c
10
环烷基”)。在一些实施例中，环烷基具有3至8个环碳原子(“c
3-c8环烷基”)。在一些实施例中，环烷基具有3至6个环碳原子(“c
3-c6环烷基”)。在一些实施例中，环烷基具有4至6个环碳原子(“c
4-c6环烷基”)。在一些实施例中，环烷基具有5至6个环碳原子(“c
5-c6环烷基”)。在一些实施例中，环烷基具有5至10个环碳原子(“c
5-c
10
环烷基”)。c
5-c6环烷基的实例包含环戊基(c5)和环己基(c5)。c3-c6环烷基的实例包含前述c
5-c6环烷基环丙基(c3)和环丁基(c4)。c
3-c8环烷基的实例包含前述c
3-c6环烷基以及环庚基(c7)和环辛基(c8)。除非另有说明，否则环烷基的每个实例独立地为未经取代的(“未经取代的环烷基”)或被一个或多个取代基取代的(“经取代的环烷基”)。在某些实施例中，环烷基是未经取代的c
3-c
10
环烷基。在某些实施例中，环烷基是经取代的c
3-c
10
环烷基。
[0087]
卤素：如本文所用，术语“卤素”是指氟、氯、溴或碘。
[0088]
杂烷基：术语“杂烷基”意指除了1、2、3或4个独立地选自由n、o、s和p组成的组的杂原子之外还具有从1个至14个碳原子的支链或非支链烷基、烯基或炔基基团。杂烷基包括叔胺、仲胺、醚、硫醚、酰胺、硫代酰胺、氨基甲酸酯、硫代氨基甲酸酯、腙、亚胺、磷酸二酯、氨基磷酸酯、磺酰胺和二硫化物。杂烷基基团可以任选地包括单环、双环或三环，其中每个环理想地具有三至六个成员。杂烷基的实例包括聚醚，诸如甲氧基甲基和乙氧基乙基。
[0089]
亚杂烷基：如本文所用，术语“亚杂烷基”表示如本文所述的杂烷基基团的二价形式。
[0090]
杂芳基：如本文所使用的，术语“杂芳基”是完全不饱和的含杂原子环，其中至少一个环原子是杂原子，如但不限于氮和氧。
[0091]
如本文所使用的，“杂芳基”还指具有在芳环系统中提供的环碳原子和1个或多个(例如，1个、2个、3个或4个环杂原子)环杂原子的5至14元单环或多环(例如，双环或三环)4n 2芳环系统的自由基(例如，具有在环阵列中共用的6、10或14π个电子)，其中每个杂原子独立地选自氧、硫、氮、硼、硅和磷(“5至14元杂芳基”)。在含有一个或多个氮原子的杂芳基中，在化合价允许时，附连点可以是碳或氮原子。杂芳基多环系统可以在一个或两个环中包含一个或多个杂原子。“杂芳基”包含环系统，其中如上文定义的杂芳基环与一个或多个碳环基或杂环基稠合，其中附连点在杂芳基环上，并且在此类情况下，环成员的数量一直表示杂芳基环系统中的环成员的数量。“杂芳基”还包含环系统，其中如上文定义的杂芳基环与一个或多个芳基稠合，其中附连点在芳基或杂芳基环上，并且在此类情况下，环成员的数量表示稠合多环(芳基/杂芳基)环系统中的环成员的数量。多环杂芳基中一个环不含有杂原子
(例如，吲哚基、喹啉基、咔唑基等)，附连点可以在任一环上，即，带有杂原子的环(例如，2-吲哚基)或不含有杂原子的环(例如，5-吲哚基)。
[0092]
在一些实施例中，杂芳基是具有在芳环系统中提供的环碳原子和1个或多个(例如，1个、2个、3个、4个)环杂原子的5至10元芳环系统，其中每个杂原子独立地选自氧、硫、氮、硼、硅和磷(“5至10元杂芳基”)。在一些实施例中，杂芳基是具有在芳环系统中提供的环碳原子和1个或多个(例如，1个、2个、3个、4个)环杂原子的5至8元芳环系统，其中每个杂原子独立地选自氧、硫、氮、硼、硅和磷(“5至8元杂芳基”)。在一些实施例中，杂芳基是具有在芳环系统中提供的环碳原子和1个或多个(例如，1个、2个、3个、4个)环杂原子的5至6元芳环系统，其中每个杂原子独立地选自氧、硫、氮、硼、硅和磷(“5至6元杂芳基”)。在一些实施例中，5至6元杂芳基具有1个或多个(例如，1个、2个或3个)选自氧、硫、氮、硼、硅和磷的环杂原子。在一些实施例中，5至6元杂芳基具有1个或2个选自氧、硫、氮、硼、硅和磷的环杂原子。在一些实施例中，5至6元杂芳基具有1个选自氧、硫、氮、硼、硅和磷的环杂原子。除非另有说明，否则杂芳基的每个实例独立地为未经取代的(“未经取代的杂芳基”)或被一个或多个取代基取代的(“经取代的杂芳基”)。在某些实施例中，杂芳基是未经取代的5至14元杂芳基。在某些实施例中，杂芳基是经取代的5至14元杂芳基。
[0093]
含有1个杂原子的示例性5元杂芳基包含但不限于吡咯基、呋喃基和噻吩基。含有2个杂原子的示例性5元杂芳基包含但不限于咪唑基、吡唑基、噁唑基、异噁唑基、噻唑基和异噻唑基。含有3个杂原子的示例性5元杂芳基包含但不限于三唑基、噁二唑基和噻二唑基。含有4个杂原子的示例性5元杂芳基包含但不限于四唑基。含有1个杂原子的示例性6元杂芳基包含但不限于吡啶基。含有2个杂原子的示例性6元杂芳基包含但不限于哒嗪基、嘧啶基和吡嗪基。含有3或4个杂原子的示例性6元杂芳基分别包含但不限于三嗪基和四嗪基。含有1个杂原子的示例性7元杂芳基包含但不限于氮杂环庚烯基、氧杂环庚烯基和噻吩基。示例性5,6-双环杂芳基包含但不限于吲哚基、异吲哚基、吲唑基、苯并三唑基、苯并噻吩基、异苯并噻吩基、苯并呋喃基、苯并异呋喃基、苯并咪唑基、苯并噁唑基、苯并异噁唑基、苯并噁二唑、苯并噻唑基、苯并异噻唑、苯并噻二唑基、吲嗪基和嘌呤基。示例性6,6-双环杂芳基包含但不限于萘啶基、哌啶基、喹啉基、异喹啉基、喹啉基、喹喔啉基、酞嗪基和喹唑啉基。示例性三环杂芳基包含但不限于菲啶基、二苯并呋喃基、咔唑基、吖啶基、吩噻嗪基、吩噁嗪基和吩嗪基。
[0094]
如本文所使用的，“杂环基”或“杂环”是指具有环碳原子和1个或多个(例如，1个、2个、3个或4个)环杂原子的3至14元非芳族环系统的自由基，其中每个杂原子独立地选自氧、硫、氮、硼、硅和磷(“3至14元杂环基”)。在含有一个或多个氮原子的杂环基中，在化合价允许时，附连点可以是碳原子或氮原子。杂环基可以是单环(“单环杂环基”)或多环(例如，稠合、桥接或螺环系统，如双环系统(“双环杂环基”)或三环系统(“三环杂环基”))，并且可以是饱和的或可以含有一或多个碳-碳双键或三键。杂环基多环系统可以在一个或两个环中包含一个或多个杂原子。“杂环基”还包含环系统，其中如上文定义的杂环基环与一个或多个碳环基稠合，其中附连点在碳环基或杂环基环、或环系统上，其中如上文定义的杂环基环与一个或多个芳基或杂芳基稠合，其中附连点在杂环基环上，并且在此类情况下，环成员的数量一直表示杂环基环系统中的环成员的数量。除非另有说明，否则杂环基的每个实例独立地为未经取代的(“未经取代的杂环基”)或被一个或多个取代基取代的(“经取代的杂环
或“未经取代的”杂环基、“经取代的”或“未经取代的”芳基或者“经取代的”或“未经取代的”杂芳基)。通常，术语“经取代的”是指基团上存在的至少一个氢被允许的取代基取代，例如，在取代时产生稳定的化合物的取代基，例如，如通过重排、环化、消除或其它反应不自发地经历转化的化合物。除非另有说明，否则“经取代的”基团在所述基团的一个或多个可取代的位置上具有取代基，并且当任何给定结构中的多于一个的位置被取代时，所述取代基在每个位置上相同或不同。设想术语“经取代的”包含用有机化合物的全部可允许的取代基、导致稳定的化合物的形成的本文所描述的取代基中的任何取代基的取代。本发明设想了任何和所有此些组合，以便得到稳定的化合物。出于本发明的目的，杂原子(如氮)可以具有氢取代基和/或满足杂原子的化合价且使得形成稳定的部分的如本文所述的任何合适的取代基。
[0099]
示例性碳原子取代基包含但不限于：卤素、-cn、-no2、-n3、-so2、-so3h、-oh、-oraa、-on(rbb)2、-n(rbb)2、-n(rbb)3 x-、-n(orcc)rbb、-seh、-seraa、-sh、-sraa、-ssrcc、-c(＝o)raa、-co2h、-cho、-c(orcc)2、-co2raa、-oc(＝o)raa、-oco2raa、-c(＝o)n(rbb)2、-oc(＝o)n(rbb)2、-nrbbc(＝o)raa、-nrbbco2raa、-nrbbc(＝o)n(rbb)2、-c(＝nrbb)raa、-c(＝nrbb)oraa、-oc(＝nrbb)raa、-oc(＝nrbb)oraa、-c(＝nrbb)n(rbb)2、-oc(＝nrbb)n(rbb)2、-nrbbc(＝nrbb)n(rbb)2、-c(＝o)nrbbso2raa、-nrbbso2raa、-so2n(rbb)2、-so2raa、-so2oraa、-oso2raa、-s(＝o)raa、-os(＝o)raa、-si(raa)3、-osi(raa)3、-c(＝s)n(rbb)2、-c(＝o)sraa、-c(＝s)sraa、-sc(＝s)sraa、-sc(＝o)sraa、-oc(＝o)sraa、-sc(＝o)oraa、-sc(＝o)raa、-p(＝o)2raa、-op(＝o)2raa、-p(＝o)(raa)2、-op(＝o)(raa)2、-op(＝o)(orcc)2、-p(＝o)2n(rbb)2、-op(＝o)2n(rbb)2、-p(＝o)(nrbb)2、-op(＝o)(nrbb)2、-nrbbp(＝o)(orcc)2、-nrbbp(＝o)(nrbb)2、-p(rcc)2、-p(rcc)3、-op(rcc)2、-op(rcc)3、-b(raa)2、-b(orcc)2、-braa(orcc)、c1-c50烷基、c2-c50烯基、c2-c50炔基、c3-c14碳环基、3-14元杂环基、c6-c14芳基和5-14元杂芳基，其中每个烷基、烯基、炔基、碳环基、杂环基、芳基和杂芳基独立地被0个、1个、2个、3个、4个或5个rdd基团取代；
[0100]
或者碳原子上的两个孪位氢被基团＝o、＝s、＝nn(rbb)2、＝nnrbbc(＝o)raa、＝nnrbbc(＝o)oraa、＝nnrbbs(＝o)2raa、＝nrbb或＝norcc替代；
[0101]
raa的每个实例独立地选自c1-c50烷基、c2-c50烯基、c2-c50炔基、c3-c10碳环基、3-14元杂环基、c6-c14芳基和5-14元杂芳基，或者两个raa基团连接形成3-14元杂环基或5-14元杂芳基环，其中每个烷基、烯基、炔基、碳环基、杂环基、芳基和杂芳基独立地被0个、1个、2个、3个、4个或5个rdd基团取代；
[0102]
rbb的每个实例独立地选自氢、-oh、-oraa、-n(rcc)2、-cn、-c(＝o)raa、-c(＝o)n(rcc)2、-co2raa、-so2raa、-c(＝nrcc)oraa、-c(＝nrcc)n(rcc)2、-so2n(rcc)2、-so2rcc、-so2orcc、-soraa、-c(＝s)n(rcc)2、-c(＝o)srcc、-c(＝s)srcc、-p(＝o)2raa、-p(＝o)(raa)2、-p(＝o)2n(rcc)2、-p(＝o)(nrcc)2、c1-c50烷基、c2-c50烯基、c2-c50炔基、c3-c10碳环基、3-14元杂环基、c6-c14芳基和5-14元杂芳基，或者两个rbb基团以及其所连接的杂原子形成3-14元杂环基或5-14元杂芳基环，其中每个烷基、烯基、炔基、碳环基、杂环基、芳基和杂芳基独立地被0个、1个、2个、3个、4个或5个rdd基团取代；
[0103]
rcc的每个实例独立地选自氢、c1-c50烷基、c2-c50烯基、c2-c50炔基、c3-c10碳环基、3-14元杂环基、c6-c14芳基和5-14元杂芳基，或者两个rcc基团与其所连接的杂原子一
起形成3-14元杂环基或5-14元杂芳基环，其中每个烷基、烯基、炔基、碳环基、杂环基、芳基和杂芳基独立地被0个、1个、2个、3个、4个或5个rdd基团取代；
[0104]
rdd的每个实例独立地选自卤素、-cn、-no2、-n3、-so2h、-so3h、-oh、-oree、-on(rff)2、-n(rff)2、-n(rff)3 x-、-n(oree)rff、-sh、-sree、-ssree、-c(＝o)ree、-co2h、-co2ree、-oc(＝o)ree、-oco2ree、-c(＝o)n(rff)2、-oc(＝o)n(rff)2、-nrffc(＝o)ree、-nrffco2ree、-nrffc(＝o)n(rff)2、-c(＝nrff)oree、-oc(＝nrff)ree、-oc(＝nrff)oree、-c(＝nrff)n(rff)2、-oc(＝nrff)n(rff)2、-nrffc(＝nrff)n(rff)2、-nrffso2ree、-so2n(rff)2、-so2ree、-so2oree、-oso2ree、-s(＝o)ree、-si(ree)3、-osi(ree)3、-c(＝s)n(rff)2、-c(＝o)sree、-c(＝s)sree、-sc(＝s)sree、-p(＝o)2ree、-p(＝o)(ree)2、-op(＝o)(ree)2、-op(＝o)(oree)2、c1-c50烷基、c2-c50烯基、c2-c50炔基、c3-c10碳环基、3-10元杂环基、c6-c10芳基、5-10元杂芳基，其中每个烷基、烯基、炔基、碳环基、杂环基、芳基和杂芳基独立地被0个、1个、2个、3个、4个或5个rgg基团取代，或者可以连接两个孪位rdd取代基以形成＝o或＝s；
[0105]
ree的每个实例独立地选自c1-c50烷基、c2-c50烯基、c2-c50炔基、c3-c10碳环基、c6-c10芳基、3-10元杂环基和3-10元杂芳基，其中每个烷基、烯基、炔基、碳环基、杂环基、芳基和杂芳基独立地被0个、1个、2个、3个、4个或5个rgg基团取代；
[0106]
rff的每个实例独立地选自氢、c1-c50烷基、c2-c50烯基、c2-c50炔基、c3-c10碳环基、3-10元杂环基、c6-c10芳基和5-10元杂芳基，或者两个rff基团与其所连接的杂原子一起形成3-14元杂环基或5-14元杂芳基环，其中每个烷基、烯基、炔基、碳环基、杂环基、芳基和杂芳基独立地被0个、1个、2个、3个、4个或5个rgg基团取代；并且
[0107]
rgg的每个实例独立地为卤素、-cn、-no2、-n3、-so2h、-so3h、-oh、-oc1-c50烷基、-on(c1-c50烷基)2、-n(c1-c50烷基)2、-n(c1-c50烷基)3 x-、-nh(c1-c50烷基)2 x-、-nh2(c1-c50烷基) x-、-nh3 x-、-n(oc1-c50烷基)(c1-c50烷基)、-n(oh)(c1-c50烷基)、-nh(oh)、-sh、-sc1-c50烷基、-ss(c1-c50烷基)、-c(＝o)(c1-c50烷基)、-co2h、-co2(c1-c50烷基)、-oc(＝o)(c1-c50烷基)、-oco2(c1-c50烷基)、-c(＝o)nh2、-c(＝o)n(c1-c50烷基)2、-oc(＝o)nh(c1-c50烷基)、-nhc(＝o)(c1-c50烷基)、-n(c1-c50烷基)c(＝o)(c1-c50烷基)、-nhco2(c1-c50烷基)、-nhc(＝o)n(c1-c50烷基)2、-nhc(＝o)nh(c1-c50烷基)、-nhc(＝o)nh2、-c(＝nh)o(c1-c50烷基),-oc(＝nh)(c1-c50烷基)、-oc(＝nh)oc1-c50烷基、-c(＝nh)n(c1-c50烷基)2、-c(＝nh)nh(c1-c50烷基)、-c(＝nh)nh2、-oc(＝nh)n(c1-c50alkyl)2、-oc(nh)nh(c1-c50烷基)、-oc(nh)nh2、-nhc(nh)n(c1-c50烷基)2、-nhc(＝nh)nh2、-nhso2(c1-c50烷基)、-so2n(c1-c50烷基)2、-so2nh(c1-c50烷基)、-so2nh2,-so2(c1-c50烷基)、-so2o(c1-c50烷基)、-oso2(c1-c6烷基)、-so(c1-c6烷基)、-si(c1-c50烷基)3、-osi(c1-c6烷基)3、-c(＝s)n(c1-c50烷基)2、c(＝s)nh(c1-c50烷基)、c(＝s)nh2、-c(＝o)s(c1-c6烷基)、-c(＝s)s(c1-c6烷基)、-sc(＝s)s(c1-c6烷基)、-p(＝o)2(c1-c50烷基)、-p(＝o)(c1-c50烷基)2、-op(＝o)(c1-c50烷基)2、-op(＝o)(oc1-c50烷基)2、c1-c50烷基、c2-c50烯基、c2-c50炔基、c3-c10碳环基、c6-c10芳基、3-10元杂环基、5-10元杂芳基；或者两个孪位rgg取代基可以连接以形成＝o或＝s；其中x-为反离子。
[0108]
如本文所使用的，术语“卤基”或“卤素”是指氟(氟代，-f)、氯(氯代，-cl)、溴(溴代，-br)或碘(碘代，-i)。
[0109]
如本文所使用的，“反离子”是与带正电荷的季胺缔合的带负电荷的基团，以维持电子中性。示例性反离子包含卤离子(例如，f-、cl-、br-、i-)、no3-、clo4-、oh-、h2po4-、hso4-、磺酸根离子(例如，甲磺酸根、三氟甲磺酸根、对甲苯磺酸根、苯磺酸根、10-樟脑磺酸根、萘-2-磺酸根、萘-1-磺酸-5-磺酸根、乙-1-磺酸-2-磺酸根等)和羧酸根离子(例如乙酸根、乙酸根、丙酸根、苯甲酸根、甘油酸根、乳酸根、酒石酸根、乙醇酸根等)。
[0110]
在化合价允许时，氮原子可以是经取代的或未经取代的，并且包含伯、仲、叔和季氮原子。示例性氮原子取代基包含但不限于氢、-oh、-oraa、-n(rcc)2、-cn、-c(＝o)raa、-c(＝o)n(rcc)2、-co2raa、-so2raa、-c(＝nrbb)raa、-c(＝nrcc)oraa、-c(＝nrcc)n(rcc)2、-so2n(rcc)2、-so2rcc、-so2orcc、-soraa、-c(＝s)n(rcc)2、-c(＝o)srcc、-c(＝s)srcc、-p(＝o)2raa、-p(＝o)(raa)2、-p(＝o)2n(rcc)2、-p(＝o)(nrcc)2、c1-c50烷基、c2-c50烯基、c2-c50炔基、c3-c10碳环基、3-14元杂环基、c6-c14芳基和5-14元杂芳基，或者两个rcc基团与其所连接的n原子一起形成3-14元杂环基或5-14元杂芳基环，其中每个烷基、烯基、炔基、碳环基、杂环基、芳基和杂芳基独立地被0个、1个、2个、3个、4个或5个rdd基团取代，并且其中raa、rbb、rcc和rdd如上文所定义。
[0111]
在某些实施例中，存在于氮原子上的取代基是氮保护基团(也称为氨基保护基团)。氮保护基团是本领域中众所周知的并且包含详细描述于《有机合成中的保护基团(protecting groups in organic synthesis)》,t.w.greene和p.g.m.wuts,第3版,约翰威利父子公司(john wiley&sons),1999中的那些氮保护基团，所述参考文献通过引用并入本文中。
[0112]
例如，如酰胺基团(例如，-c(＝o)raa)等氮保护基团包含但不限于：甲酰胺、乙酰胺、氯乙酰胺、三氯乙酰胺、三氟乙酰胺、苯基乙酰胺、3-苯基丙酰胺、吡啶酰胺、3-吡啶基甲酰胺、n-苯甲酰基苯丙氨酰基衍生物、苯甲酰胺、对苯基苯甲酰胺、邻硝基苯基乙酰胺、邻硝基苯氧基乙酰胺、乙酰乙酰胺、(n'-二硫代苄氧基酰氨基)乙酰胺、3-(对羟基苯基)丙酰胺、3-(邻硝基苯基)丙酰胺、2-甲基-2-(邻硝基苯氧基)丙酰胺、2-甲基-2-(邻苯基苯氧基)丙酰胺、4-氯丁酰胺、3-甲基-3-硝基丁酰胺、邻硝基肉桂酰胺、n-乙酰甲硫氨酸衍生物、邻硝基苯甲酰胺和邻(苯甲酰)苯甲酰胺。
[0113]
如氨基甲酸酯基团(例如，-c(＝o)oraa)等氮保护基团包含但不限于：氨基甲酸甲酯、氨基甲酸乙酯、9-芴基甲基氨基甲酸酯(fmoc)、9-(2-磺基)芴基甲基氨基甲酸酯、9-(2,7-二溴)氟烯基甲基氨基甲酸酯、2,7-二叔丁基-[9-(10,10-二氧代-10,10,10,10-四氢硫代黄原)]甲基氨基甲酸酯(dbd-tmoc)、4-甲氧基苯甲酰氨基甲酸酯(phenoc)、2,2,2-三氯乙基氨基甲酸酯(troc)、2-三甲基硅基乙基氨基甲酸酯(teoc)、2-苯基乙基氨基甲酸酯(hz)、1-(1-金刚烷基)-1-甲基乙基氨基甲酸酯(adpoc)、1,1-二甲基-2-乙基氨基甲酸酯、1,1-二甲基-2,2-二溴乙基氨基甲酸酯(db-t-boc)、1,1-二甲基-2,2,2-三氯乙基氨基甲酸酯(tcboc)、1-甲基-1-(4-联苯基)氨基甲酸乙酯(bpoc)、1-(3,5-二叔丁基苯基)-1-甲基乙基氨基甲酸酯(t-bumeoc)、2-(2'-和4'-吡啶基)氨基甲酸乙酯(pyoc)、2-(n、n-二环己基甲酰胺基)氨基甲酸乙酯、氨基甲酸叔丁酯(boc)、1-金刚烷基氨基甲酸酯(adoc)、氨基甲酸乙烯酯(voc)、烯丙基氨基甲酸酯(alloc)、1-异丙基烯丙基氨基甲酸酯(ipaoc)、肉桂基氨基甲酸酯(coc)、4-硝基肉桂基氨基甲酸酯(noc)、8-喹啉基氨基甲酸酯、n-羟基哌啶基氨基甲酸酯、烷基二硫代氨基甲酸酯、苄基氨基甲酸酯(cbz)、对甲氧基苄基氨基甲酸酯(moz)、对
硝基苄基氨基甲酸酯、对溴苄基氨基甲酸酯、对氯苄基氨基甲酸酯、2,4-二氯苄基氨基甲酸酯、4-甲基亚磺酰基苄基氨基甲酸酯(msz)、9-蒽基甲基氨基甲酸酯、二苯基甲基氨基甲酸酯、2-甲基硫代乙基氨基甲酸酯、2-甲基磺酰基乙基氨基甲酸酯、2-(对甲苯磺酰基)氨基甲酸乙酯、[2-(1,3-二噻烷基)]甲基氨基甲酸酯(dmoc)、4-甲硫基苯基氨基甲酸酯(mtpc)、2,4-二甲基硫代苯基氨基甲酸酯(bmpc)、2-膦酰乙基氨基甲酸酯(peoc)、2-三苯基膦酰异丙基氨基甲酸酯(ppoc)、1,1-二甲基-2-氰基乙基氨基甲酸酯、间-氯-对酰氧基苄基氨基甲酸酯、对(二羟基甲酰基)苄基氨基甲酸酯、5-苯并异噁唑基甲基氨基甲酸酯、2-(三氟甲基)-6-溴甲基氨基甲酸酯(tcroc)、间硝基苯基氨基甲酸酯、3,5-二甲氧基苄基氨基甲酸酯、邻氨基甲酸硝基苄基酯、3,4-二甲氧基-6-硝基苄基氨基甲酸酯、苯基(邻硝基苯基)甲基氨基甲酸酯、叔戊基氨基甲酸酯、s-苄基硫代氨基甲酸酯、对氰基苄基氨基甲酸酯、环丁基氨基甲酸酯、环己基氨基甲酸酯、环戊基氨基甲酸酯、环丙基甲基氨基甲酸酯、对癸氧基苄基氨基甲酸酯、2,2-二甲氧基酰基乙烯基氨基甲酸酯、邻(n、n-二甲基甲酰胺基)氨基甲酸苄酯、1,1-二甲基-3-(n、n-二甲基甲酰胺基)丙基氨基甲酸酯、1,1-二甲基丙炔基氨基甲酸酯、二(2-吡啶基)甲基氨基甲酸酯、2-呋喃基甲基氨基甲酸酯、2-碘乙基氨基甲酸酯、异丁基氨基甲酸酯、异丁基氨基甲酸酯、异烟酰氨基甲酸酯、p-(p'-甲氧基苯基偶氮)苄基氨基甲酸酯、1-甲基环丁基氨基甲酸酯、1-甲基环己基氨基甲酸酯、1-1-甲基-1-环丙基甲基氨基甲酸酯、1-甲基-1(3,5-二甲氧基苯基)乙基氨基甲酸酯、1-甲基-1-(对苯基偶氮苯基)乙基氨基甲酸酯、1-甲基-1-苯基乙基氨基甲酸酯、1-甲基-1-(4-吡啶基)氨基甲酸乙酯、氨基甲酸苯酯、对(苯偶氮)氨基甲酸苄酯、2,4,6-三叔丁基苯基碳水化合物、4-(三甲基铵)苄基氨基甲酸酯和2,4,6-三甲基苄基氨基甲酸酯。
[0114]
如磺酰胺基团(例如，-s(＝o)2raa)等氮保护基团包含但不限于：对甲苯磺酰胺(ts)、苯磺酰胺、2,3,6-三甲基-4-甲氧基苯磺酰胺(mtr)、2,4,6-三甲氧基苯磺酰胺(mtb)、2,6-二甲基-4-甲氧基苯磺酰胺(pme)、2,3,5,6-四甲基-4-甲氧基苯磺酰胺(mte)、4-甲氧基苯磺酰胺(mbs)、2,4,6-三甲基苯磺酰胺(mts)、2,6-二甲氧基-4-甲基苯磺酰胺(imds)、2,2,5,7,8-五甲基苯并二氢吡喃-6-磺酰胺(pmc)、甲磺酰胺(ms)、β-三甲基硅基磺酰胺(ses)、9-蒽磺酰胺、4-(4',8'-二甲氧基萘甲基)苯磺酰胺(dnmbs)、苄基磺酰胺、三氟甲基磺酰胺和苯甲酰磺酰胺。
[0115]
其它氮保护基团包含但不限于：吩噻嗪基-(10)-酰基衍生物、n'-对甲苯磺酰氨基酰基衍生物、n'-苯基氨基硫代酰基衍生物、n-苯甲酰基苯丙氨酰衍生物、n-乙酰基甲硫氨酸衍生物、4,5-二苯基-3-噁唑啉-2-酮、n-邻苯二甲酰亚胺、n-二噻吩酰亚胺(dts)、n-2,3-二苯基马来酰亚胺、n-2,5-二甲基吡咯、n-1,1,4,4-四甲基二硅基环戊烷加合物(stabase)、5-取代1,3-二甲基-1,3,5-三氮杂环己-2-酮、5-取代1,3-二苄基-1,3,5-三氮杂环己-2-酮、1-取代3,5-二硝基-4-吡啶酮、n-甲胺、n-烯丙胺、n-[2-(三甲基硅基)乙氧基]甲胺(sem)、n-3-乙酰氧基丙胺、n-(1-异丙基-4-硝基-2-氧代-3-吡咯啉-3-基)胺、季铵盐、n-苄胺、n-二(4-甲氧基苯基)甲胺、n-5-二苯并呋喃胺、n-三苯甲基胺(tr)、n-[(4-甲氧基苯基)二苯甲基]胺(mmtr)、n-9-苯基氟芴胺(phf)、n-2,7-二氯-9-芴基亚甲基胺、n-二茂铁甲氨基(fcm)、n-2-吡啶基氨基n'-氧化物、n-1,1-二甲基硫代亚甲基胺、n-亚苄基胺、np-甲氧基亚苄基胺、n-二苯基亚甲基胺、n-[(2-吡啶基)均三甲基]亚甲基胺、n-(n'、n'-二甲基氨基亚甲基)胺、n、n'-异亚丙基二胺、np-硝基亚苄基胺、n-亚水杨基胺、n-5-氯代亚磺酰
胺、n-(5-氯-2-羟基苯基)苯基亚甲基胺、n-亚环己基胺、n-(5,5-二甲基-3-氧代-1-环己烯基)胺、n-硼烷衍生物、n-二苯基硼酸衍生物、n-[苯基(五酰基铬-或钨)酰基]胺、n-铜螯合物、n-锌螯合物、n-硝基胺、n-亚硝基胺、胺n-氧化物、二苯基膦酰胺(dpp)、二甲基硫代膦酰胺(mpt)、二苯基硫代膦酰胺(ppt)、二烷基氨基磷酸酯、二苄基氨基磷酸酯、二苯基氨基磷酸酯、苯磺酰胺、邻硝基苯磺酰胺(nps)、2,4-二硝基苯磺酰胺、五氯苯磺酰胺、2-硝基-4-甲氧基苯磺酰胺、三苯基甲基亚磺酰胺和3-硝基吡啶亚磺酰胺(npys)。
[0116]
在某些实施例中，氧原子上存在的取代基是氧保护基团(也被称为羟基保护基团)。氧保护基团是本领域中众所周知的并且包含详细描述于《有机合成中的保护基团(protecting groups in organic synthesis)》,t.w.greene和p.g.m.wuts,第3版,约翰威利父子公司,1999中的那些氧保护基团，所述参考文献通过引用并入本文中。
[0117]
示例性氧保护基团包含但不限于：甲基、甲氧基甲基(mom)、甲硫基甲基(mtm)、叔丁基硫代甲基、(苯基二甲基硅基)甲氧基甲基(smom)、苄氧基甲基(bom)、对甲氧基苄氧基甲基(pmbm)、(4-甲氧基苯氧基)甲基(p-aom)、愈创木酚甲基(gum)、叔丁氧基甲基、4-戊烯氧基甲基(pom)、硅氧基甲基、2-甲氧基乙氧基甲基(mem)、2,2,2-三氯乙氧基甲基、双(2-氯乙氧基)甲基、2-(三甲基硅基)乙氧基甲基(semor)、四氢吡喃基(thp)、3-溴四氢吡喃基、四氢噻喃基、1-甲氧基环己基、4-甲氧基四氢吡喃基(mthp)、4-甲氧基四氢噻喃基、4-甲氧基四氢噻喃基s、s-二氧化物、1-[(2-氯-4-甲基)苯基]-4-甲氧基哌啶-4-基(ctmp)、1,4-二噁烷-2-基、四氢呋喃基、四氢噻吩基、2,3,3a,4,5,6,7,7α-八氢-7,8,8-三甲基-4,7-亚甲基苯并呋喃-2-基、1-乙氧基乙基、1-(2-氯乙氧基)乙基、1-甲基-1-甲氧基乙基、1-甲基-1-苄氧基乙基、1-甲基-1-苄氧基-2-氟代乙酯、2,2,2-三氯乙基、2-三甲基硅基乙基、2-(苯基硒基)乙基、叔丁基、烯丙基、对氯苯基、对甲氧基苯基、2,4-二硝基苯基、苄基(bn)、对甲氧基苄基、3,4-二甲氧基苄基、邻硝基苄基、对硝基苄基、对卤代苄基、2,6-二氯苄基、对氰基苄基、对苯基苄基、2-吡啶甲基、4-吡啶甲基、3-甲基-2-吡啶甲基n-氧负离子基、二苯基甲基、p,p'-二硝基二苯甲基、5-二苯并环庚、三苯甲基、α-萘基二苯甲基、对甲氧基苯基二苯基甲基、二(对甲氧基苯基)苯基甲基、三(对甲氧基苯基)甲基、4-(4'-溴代苯甲酰甲基苯氧基)二苯基甲基、4,4',4
”‑
三(4,5-二氯邻苯二甲酰亚氨基苯基)甲基、4,4',4
”‑
三(乙酰丙酰氧基苯基)甲基、4,4',4
”‑
三(苄氧基)甲基、3-(咪唑-1-基)双(4',4
”‑
二甲氧基苯基)甲基、1,1-双(4-甲氧基苯基)-1'-芘基甲基、9-蒽基、9-(9-苯基)吨基、9-(9-苯基-10-氧代)蒽基、1,3-苯并二硫呋喃-2-基、苯并异噻唑基s、s-二噁烷基、三甲基硅基(tms)、三乙基硅基(tes)、三异丙基硅基(tips)、二甲基异丙(ipdms)、二乙基异丙(deips)、二甲基己基硅基、叔丁基二甲基硅基(tbdms)、叔丁基二苯基硅基(tbdps)、三苄基硅基、三-对二甲苯基硅基、三苯基硅基、二苯基甲基(dpms)、叔丁基甲氧基苯基硅基(tbmps)、甲酸盐、苯甲酰基、乙酸酯、氯乙酸酯、二氯乙酸、三氯乙酸、三氟乙酸盐、甲氧基乙酸酯、三苯基甲氧基乙酸酯、苯氧基、对氯苯氧、3-苯基丙酸酯、4-氧代戊酸酯(乙酰丙酸酯)、4,4-(亚乙基)戊酸酯(左旋二酰基二硫缩醛)、新戊酸酯、金刚烷、巴豆酸酯、4-巴豆酸甲酯、苯甲酸盐、对苯基、2,4,6-三甲基苯甲酸酯(2,4,6-trimethylbenzoate或mesitoate)、烷基碳酸甲酯、9-芴酯基(fmoc)、烷基碳酸乙酯、烷基2,2,2-碳酸三氯乙酯(troc)、2-(三甲基硅基)碳酸乙酯(tmsec)、2-(苯基磺酰基)碳酸乙酯(psec)、2-(三苯基膦酰基)碳酸乙酯(peoc)、烷基碳酸异丁酯、烷基碳酸乙烯酯、烷基碳酸烯丙酯、烷基碳酸对硝基苯酯、烷基碳酸苄酯、烷基碳酸对甲氧基苄酯、烷
基3,4-碳酸二甲氧基苄酯、烷基碳酸邻硝基苄酯、烷基碳酸对硝基苄酯、烷基s-硫代碳酸苄酯、4-乙氧基-1-碳酸萘酯、二硫代碳酸甲酯、2-碘苯甲酸、4-叠氮基丁酸酯、4-硝基-4-甲基戊酸酯、邻-(二溴甲基)苯甲酸酯、2-甲酰基苯磺酸酯、2-(甲硫基甲氧基)乙基、4-(甲硫基甲氧基)丁酸酯、2-(甲基硫代甲氧基甲基)苯甲酸酯、2,6-二氯-4-甲基苯氧基乙酸酯、2,6-二氯-4-(1,1,3,3-四甲基丁基)苯氧基乙酸酯、2,4-双(1,1-二甲基丙基)苯氧基乙酸酯、氯代二苯基乙酸酯、异丁酸酯、单苹果酸酯、(e)-2-甲基-2-丁烯酸酯、邻-(甲氧基)苯甲酸酯、α萘、硝酸盐、烷基n,n,n',n'-四甲基磷酰二胺、烷基n-苯基氨基甲酸酯、硼酸盐、二甲基硫膦、烷基2,4-二硝基苯基亚磺酸盐、硫酸盐、甲磺酸盐(methanesulfonate或mesylate)、苄基磺酸盐和甲苯磺酸盐(ts)。
[0118]
在某些实施例中，硫原子上存在的取代基是硫保护基团(也被称为硫醇保护基团)。硫保护基团是本领域中众所周知的并且包含详细描述于《有机合成中的保护基团》,t.w.greene和p.g.m.wuts,第3版,约翰威利父子公司,1999中的那些硫保护基团，所述参考文献通过引用并入本文中。
[0119]
示例性硫保护基团包含但不限于：烷基、苄基、对甲氧基苄基、2,4,6-三甲基苄基、2,4,6-三甲氧基苄基、邻羟基苄基、对羟基苄基、邻乙酰氧基苄基、对乙酰氧基苄基、对硝基苄基、4-吡啶甲基、2-喹啉基甲基、2-吡啶甲基n-氧负离子基、9-蒽基甲基、9-芴基甲基、呫吨基、二茂铁基甲基、二苯基甲基、双(4-甲氧基苯基)甲基、5-二苯并琥珀酰基、三苯基甲基、二苯基-4-吡啶基甲基、苯基、2,4-二硝基苯基、叔丁基、1-金刚烷基、甲氧基甲基(mom)、异丁氧基甲基、苄氧基甲基、2-四氢吡喃基、苄硫基甲基、苯硫基甲基、噻唑烷、乙酰氨基甲基、三甲基乙酰胺甲基、苯甲酰胺甲基、烯丙氧基羰基氨基甲基、苯乙酰胺甲基、邻苯二甲酰亚胺甲基、乙酰甲基、羧甲基、氰甲基、(2-硝基-1-苯基)乙基、2-(2,4-二硝基苯基)乙基、2-氰乙基、2-(三甲基硅基)乙基、2,2-双(乙氧基)乙基、(1-间硝基苯基-2-苯甲酰基)乙基、2-苯磺酰基乙基、2-(4-甲基苯磺酰基)-2-甲基丙基-2-基、乙酰基、苯甲酰基、三氟乙酰基、n-[[(对联苯基)异丙氧基]羰基]-n-甲基]-γ-氨基硫代丁酸酯、2,2,2-三氯乙氧基羰基、叔丁氧基羰基、苄氧基羰基、对甲氧基苄氧基羰基、n-乙基、n-甲氧基甲基、磺酸盐、亚硫代碳酸酯、3-硝基-2-吡啶硫基硫醚、氧噻吩。
[0120]
本发明的化合物
[0121]
基于脂质体的媒介物被认为是治疗剂的有吸引力的载体，并且仍需持续的开发努力。尽管包括某些脂质组分的基于脂质体的媒剂在包封、稳定性和位点定位方面示出有希望的结果，但仍然非常需要改进基于脂质体的递送系统。例如，脂质体递送系统的显著缺点涉及具有足够的细胞培养物或体内稳定性以达到期望靶细胞和/或细胞内区室的脂质体的构建，以及此类脂质体递送系统将其包封的物质有效释放至此类靶细胞的能力。
[0122]
具体地，仍然需要表现出改进的药代动力学性质并且能够以提高的效率将大分子(如核酸)递送到多种细胞类型和组织的改进的脂质化合物。重要的是，仍然特别需要新型的脂质化合物，其特征在于具有降低的毒性并且能够有效地将包封的核酸和多核苷酸递送至靶细胞、组织和器官。
[0123]
本文描述了一类新型阳离子脂质化合物，其用于如核酸等治疗剂的改进的体内递送。具体地，本文所描述的阳离子脂质可以任选地与其它脂质一起使用，以调配基于脂质的纳米颗粒(例如，脂质体)，用于包封治疗剂，如用于治疗用途的核酸(例如，dna、sirna、
mrna、微小rna)。
[0124]
在实施例中，如本文所描述的本发明的化合物可以提供一种或多种期望的特性或性质。也就是说，在某些实施例中，本文所描述的本发明的化合物可以表征为具有一种或多种性质，这些性质相对于其它类似地分类的脂质提供此类化合物的优势。例如，本文所公开的化合物可以允许控制和定制它们作为其组分的脂质体组合物(例如，脂质纳米颗粒)的特性。具体地，本文所公开的化合物的特征可在于增强的转染效率及其引起特定生物学结果的能力。此类结果可以包括例如增强的细胞摄取、内体/溶酶体破坏能力和/或促进细胞内包封的材料(例如，多核苷酸)的释放。另外，本文所公开的化合物具有有利的药代动力学特性、生物分布和效率(例如，由于所用聚合物基团的不同解离速率)。
[0125]
本技术证明，本发明的阳离子脂质不仅可以从容易获得的起始材料合成处理，而且它们还具有出乎意料的高包封效率。
[0126]
另外，本发明的阳离子脂质具有可切割基团，如酯基和二硫化物。这些可切割基团(例如，酯和二硫化物)被认为提高生物降解性并且因此有助于其有利的毒性特征。
[0127]
本发明的化合物
[0128]
本文提供了为阳离子脂质的化合物。例如，本发明的阳离子脂质包含具有根据式(i)的结构的化合物：
[0129][0130]
其中l1为键、(c
1-c6)烷基或(c
2-c6)烯基；
[0131]
其中x为o或s；
[0132]
其中r1、r2、r3、r4和r5各自独立地选自h、oh、任选取代的(c
1-c6)烷基、任选取代的(c
2-c6)烯基、任选取代的(c
2-c6)炔基、任选取代的(c
1-c6)烷氧基和-oc(o)r'；
[0133]
其中r1、r2、r3、r4或r5中的至少一者为-oc(o)r'；
[0134]
其中r'为
[0135][0136]
其中r6为
[0137][0138]
其中m和p各自独立地为0、1、2、3、4或5；
[0139]
其中r7选自h、任选取代的(c
1-c6)烷基、任选取代的(c
2-c6)烯基、任选取代的(c
2-c6)炔基、任选取代的(c
1-c6)酰基、-(ch2)kra或-(ch2)kch(or
11
)ra；
[0140]
其中r8选自h、任选取代的(c
1-c6)烷基、任选取代的(c
2-c6)烯基、任选取代的(c
2-c6)炔基、任选取代的(c
1-c6)酰基、-(ch2)nrb或-(ch2)nch(or
12
)rb；
[0141]
其中r9选自h、任选取代的(c
1-c6)烷基、任选取代的(c
2-c6)烯基、任选取代的(c
2-c6)炔基、任选取代的(c
1-c6)酰基、-(ch2)qrc或-(ch2)qch(or
13
)rc；
[0142]
其中r
10
选自h、任选取代的(c
1-c6)烷基、任选取代的(c
2-c6)烯基、任选取代的(c
2-c6)炔基、任选取代的(c
1-c6)酰基、-(ch2)rrd或-(ch2)rch(or
14
)rd；
[0143]
其中k、n、q和r各自独立地为1、2、3、4或5；
[0144]
或者其中(i)r7和r8或(ii)r9和r
10
一起形成任选取代的5元或6元杂环烷基或杂芳基，其中所述杂环烷基或杂芳基包括1至3个选自n、o和s的杂原子；
[0145]
其中r
11
、r
12
、r
13
和r
14
各自独立地选自h、甲基、乙基或丙基；
[0146]
其中ra、rb、rc和rd各自独立地选自任选取代的(c
6-c
20
)烷基、任选取代的(c
6-c
20
)烯基、任选取代的(c
6-c
20
)炔基、任选取代的(c
6-c
20
)酰基、任选取代的-oc(o)烷基、任选取代的-oc(o)烯基、任选取代的(c
1-c6)单烷基氨基、任选取代的(c
1-c6)二烷基氨基、任选取代的(c
1-c6)烷氧基、-oh、-nh2；
[0147]
其中r7、r8、r9、r
10
中的至少一者分别包括ra、rb、rc或rd部分，其中所述ra、rb、rc或rd独立地选自任选取代的(c
6-c
20
)烷基、任选取代的(c
6-c
20
)烯基、任选取代的(c
6-c
20
)炔基、任选取代的(c
6-c
20
)酰基、任选取代的-oc(o)(c
6-c
20
)烷基或任选取代的-oc(o)(c
6-c
20
)烯基；
[0148]
或其药学上可接受的盐。
[0149]
在实施例中，任何烷基、烯基、炔基、酰基、烷氧基、单烷基氨基、二烷基氨基、杂环烷基或杂芳基任选地被一个或多个选自由以下组成的组的取代基取代：(c1-c6)烷基、(c2-c6)烯基、(c2-c6)炔基、(c1-c6)酰基、(c1-c6)烷氧基、卤素、-cor、-co2h、-co2r、-cn、-oh、-or、-ocor、-oco2r、-nh2、-nhr、-n(r)2、-sr或-so2r，或者碳原子上的两个孪位氢被基团＝nh取代，其中r的每个实例独立地为c1-c10脂肪族烷基。
[0150]
在实施例中，l1独立地为键。
[0151]
在实施例中，l1为(c1-c6)烷基。
[0152]
在实施例中，l1为(c2-c6)烯基。
[0153]
在实施例中，l1为c2烯基。
[0154]
在实施例中，ra和rb相同。在实施例中，rc和rd相同。在实施例中，ra和rb相同，并且rc和rd相同。
[0155]
在实施例中，ra和rb不同。在实施例中，rc和rd不同。在实施例中，ra和rb不同，并且rc和rd不同。
[0156]
在实施例中，ra、rb、rc和rd相同。
[0157]
在实施例中，ra、rb、rc和rd不同。
[0158]
在实施例中，ra、rb、rc或rd各自独立地选自任选取代的(c6-c20)烷基、任选取代的(c6-c20)烯基、任选取代的(c6-c20)炔基、任选取代的(c6-c20)酰基、任选取代的-oc(o)(c6-c20)烷基或任选取代的-oc(o)(c6-c20)烯基。
[0159]
在实施例中，ra、rb、rc或rd相同并且选自任选取代的(c6-c20)烷基、任选取代的(c6-c20)烯基、任选取代的(c6-c20)炔基、任选取代的(c6-c20)酰基、任选取代的-oc(o)(c6-c20)烷基或任选取代的-oc(o)(c6-c20)烯基。
[0160]
在实施例中，ra和rb各自独立地选自任选取代的(c6-c20)烷基、任选取代的(c6-c20)烯基、任选取代的(c6-c20)炔基。
[0161]
在实施例中，ra和rb相同并且选自任选取代的(c6-c20)烷基、任选取代的(c6-c20)烯基、任选取代的(c6-c20)炔基。
[0162]
在实施例中，ra和rb各自独立地为任选取代的(c6-c20)烷基。
[0163]
在实施例中，ra和rb相同并且为任选取代的(c6-c20)烷基。
[0164]
在实施例中，ra和rb各自独立地为任选取代的(c6-c20)烯基。
[0165]
在实施例中，ra和rb相同并且为任选取代的(c6-c20)烯基。
[0166]
在实施例中，ra和rb各自独立地为任选取代的(c6-c20)炔基。
[0167]
在实施例中，ra和rb相同并且为任选取代的(c6-c20)炔基。
[0168]
在实施例中，ra和rb各自独立地为任选取代的(c6-c20)酰基。
[0169]
在实施例中，ra和rb相同并且为任选取代的(c6-c20)酰基。
[0170]
在实施例中，ra和rb各自独立地为任选取代的-oc(o)(c6-c20)烷基。
[0171]
在实施例中，ra和rb相同并且为任选取代的-oc(o)(c6-c20)烷基。
[0172]
在实施例中，ra和rb各自独立地为任选取代的-oc(o)(c6-c20)烯基。
[0173]
在实施例中，ra和rb相同并且为任选取代的-oc(o)(c6-c20)烯基。
[0174]
在实施例中，r7＝-(ch2)kch(or11)ra，r8为-(ch2)nch(or12)rb，并且ra和rb各自独立地选自：
[0175][0176]
在实施例中，r7＝-(ch2)kch(or11)ra，r8为-(ch2)nch(or12)rb，并且ra和rb相同并且选自：
[0177][0178][0179]
在实施例中，r7＝-(ch2)kch(or11)ra，r8为-(ch2)nch(or12)rb，并且ra和rb均为c8h17。
[0180]
在实施例中，r7＝-(ch2)kch(or11)ra，r8为-(ch2)nch(or12)rb，并且ra和rb均为c10h21。
[0181]
在实施例中，r7＝-(ch2)kch(or11)ra，r8为-(ch2)nch(or12)rb，并且ra和rb均为c12h25。
[0182]
在实施例中，r7＝-(ch2)kch(or11)ra，r8为-(ch2)nch(or12)rb，并且ra和rb均为
[0183]
在实施例中，x为o。
[0184]
在实施例中，x为s。
[0185]
在实施例中，r1、r2、r3、r4和r5中仅有一者为-oc(o)r'。在实施例中，r1、r2、r3、r4和r5中仅有一者为-oc(o)r'，并且r1、r2、r3、r4或r5都不是oh。
[0186]
在实施例中，r1、r2、r3、r4和r5中的两者为-oc(o)r'。在实施例中，r1、r2、r3、r4和r5中的两者为-oc(o)r'，并且r1、r2、r3、r4或r5都不是oh。
[0187]
在实施例中，r1、r2、r3、r4和r5中的三者为-oc(o)r'。
[0188]
在实施例中，r1为-oc(o)r'。在实施例中，r5为-oc(o)r'。在实施例中，r1和r5两者为-oc(o)r'。
[0189]
在实施例中，r2为-oc(o)r'。在实施例中，r4为-oc(o)r'。在实施例中，r2和r4两者为-oc(o)r'。
[0190]
在实施例中，r3为-oc(o)r'。
[0191]
在实施例中，r3为-oc(o)r'，并且r2为ome。
[0192]
在实施例中，l1为键，r3为-oc(o)r'，并且r2为ome。
[0193]
在实施例中，r3为-oc(o)r'，并且r2和r4为ome。
[0194]
在实施例中，l1为键，r3为-oc(o)r'，并且r2和r4为ome。
[0195]
在实施例中，l1为(c2-c6)烯基，r3为-oc(o)r'，并且r2和r4为ome。
[0196]
在实施例中，l1为c2烯基，r3为-oc(o)r'，并且r2和r4为ome。
[0197]
在实施例中，r7为-(ch2)kch(or11)ra。
[0198]
在实施例中，r7为-(ch2)1ch(or11)ra。
[0199]
在实施例中，r7为-(ch2)1ch(oh)ra。
[0200]
在实施例中，r8为-(ch2)nch(or12)rb。
[0201]
在实施例中，r8为-(ch2)1ch(or12)rb。
[0202]
在实施例中，r8为-(ch2)1ch(oh)rb。
[0203]
在实施例中，r7为-(ch2)kch(or11)ra，并且r8为-(ch2)nch(or12)rb。
[0204]
在实施例中，r7为-(ch2)1ch(or11)ra，并且r8为-(ch2)1ch(or12)rb。
[0205]
在实施例中，r7为-(ch2)1ch(oh)ra，并且r8为-(ch2)1ch(oh)rb。
[0206]
在实施例中，r7和r8各自为任选取代的(c1-c6)烷基，例如，被-co2r
aa
取代的(c
1-c6)烷基，其中r
aa
为c
1-c
50
烷基。在实施例中，r7和r8各自为被-co2r
aa
取代的(c
1-c6)烷基，其中r
aa c
1-c
40
烷基。在实施例中，r7和r8各自为被-co2r
aa
取代的(c
1-c6)烷基，其中r
aa c
1-c
30
烷基。在实施例中，r7和r8各自为被-co2r
aa
取代的(c
1-c6)烷基，其中r
aa c
1-c
20
烷基。
[0207]
在实施例中，r7和r8相同并且各自为任选取代的(c1-c6)烷基，例如，被-co2raa取代的(c1-c6)烷基，其中raa为c1-c50烷基。在实施例中，r7和r8相同并且各自为被-co2raa取代的(c1-c6)烷基，其中raa c1-c40烷基。在实施例中，r7和r8相同并且各自为被-co2raa取代的(c1-c6)烷基，其中raa c1-c30烷基。在实施例中，r7和r8各自为被-co2raa取代的(c1-c6)烷基，其中raa c1-c20烷基。
[0208]
在实施例中，r7和r8各自为
[0209]
在实施例中，r7和r8各自为
[0210]
在实施例中，r9和r10各自独立地选自h、任选取代的(c1-c6)烷基、任选取代的(c2-c6)烯基、任选取代的(c2-c6)炔基。
[0211]
在实施例中，r9和r10各自独立地为任选取代的(c1-c6)烷基或任选取代的(c2-c6)烯基。
[0212]
在实施例中，r9和r10均为任选取代的(c1-c6)烷基或任选取代的(c2-c6)烯基。
[0213]
在实施例中，r9和r10均为任选取代的(c1-c6)烷基。
[0214]
在实施例中，r9和r10均为-ch3。
[0215]
在实施例中，r7为-(ch2)kch(or11)ra，r8为-(ch2)nch(or12)rb，并且r9和r10均为-ch3。
[0216]
在实施例中，r7为-(ch2)1ch(or11)ra，r8为-(ch2)1ch(or12)rb，并且r9和r10均为-ch3。
[0217]
在实施例中，r7为-(ch2)1ch(oh)ra，r8为-(ch2)1ch(oh)rb，并且r9和r10均为-ch3。
[0218]
在实施例中，r7为-(ch2)kch(or11)ra，r8为-(ch2)nch(or12)rb，ra和rb均为c8h17，并且r9和r10均为-ch3。
[0219]
在实施例中，r7为-(ch2)1ch(oh)ra，r8为-(ch2)1ch(oh)rb，ra和rb均为c8h17，并且r9和r10均为-ch3。
[0220]
在实施例中，r7为-(ch2)kch(or11)ra，r8为-(ch2)nch(or12)rb，ra和rb均为c10h21，并且r9和r10均为-ch3。
[0221]
在实施例中，r7为-(ch2)1ch(oh)ra，r8为-(ch2)1ch(oh)rb，ra和rb均为c10h21，并且r9和r10均为-ch3。
[0222]
在实施例中，r7为-(ch2)kch(or11)ra，r8为-(ch2)nch(or12)rb，ra和rb均为c12h25，并且r9和r10均为-ch3。
[0223]
在实施例中，r7为-(ch2)1ch(oh)ra，r8为-(ch2)1ch(oh)rb，ra和rb均为c12h25，并且r9和r10均为-ch3。
[0224]
在实施例中，r7为-(ch2)kch(or11)ra，r8为-(ch2)nch(or12)rb，ra和rb均为c16h29，并且r9和r10均为-ch3。
[0225]
在实施例中，r7为-(ch2)1ch(oh)ra，r8为-(ch2)1ch(oh)rb，ra和rb均为c16h29，并且r9和r10均为-ch3。
[0226]
在实施例中，p、g和r相同。在实施例中，p、q和r中的一者或多者不同。在实施例中，q和r相同，并且p不同。在实施例中，p和q相同，并且r不同。在实施例中，p和r相同，并且q不同。在实施例中，p、q和r不同。
[0227]
在实施例中，k、m和n相同。在实施例中，k、m和n中的一者或多者不同。在实施例中，k和m相同，并且n不同。在实施例中，m和n相同，并且k不同。在实施例中，k和n相同，并且m不同。在实施例中，k、m和n不同。
[0228]
在实施例中，m为1、2、3、4或5。在实施例中，m为0。在实施例中，m为1。在实施例中，m为2。在实施例中，m为3。在实施例中，m为4。在实施例中，m为5。在实施例中，m为0、1、2、3或4。
[0229]
在实施例中，p为1、2、3、4或5。在实施例中，p为0。在实施例中，p为1。在实施例中，p为2。在实施例中，p为3。在实施例中，p为4。在实施例中，p为5。在实施例中，p为0、1、2、3或4。
[0230]
在实施例中，m为2，并且p为2。
[0231]
在实施例中，m为3，并且p为2。
[0232]
在实施例中，k和n＝1，并且m＝2。
[0233]
在实施例中，k和n＝1，并且m＝3。
[0234]
在实施例中，q和r＝1，并且p＝2。
[0235]
在实施例中，k、n、q和r各自＝1，m＝2或3，并且p＝2。
[0236]
在实施例中，r'为：
[0237]
[0238]
在实施例中，r'为并且k和n＝1，并且m＝2或3。
[0239]
在实施例中，r'为并且k和n＝1，并且m＝2。
[0240]
在实施例中，r'为并且k和n＝1，并且m＝3。
[0241]
在实施例中，r'为并且r
11
和r
12
为h。
[0242]
在实施例中，r'为并且k和n＝1，m＝2或3，并且r
11
和r
12
为h。
[0243]
在实施例中，r'为并且k和n＝1，m＝2，并且r
11
和r
12
为h。
[0244]
在实施例中，r'为并且k和n＝1，m＝3，并且r
11
和r
12
为h。
[0245]
在实施例中，r'为：
[0246][0247]
在其中r'具有以下结构的上述实施例中的任何实施例中，ra和rb可以如段落[0104]至[0129]中的任一段落中所定义。
[0248]
在实施例中，r6为：
[0249]
[0250]
在实施例中，r6为q和r＝1，并且p＝2。
[0251]
在实施例中，r6为并且r
13
和r
14
为h。
[0252]
在实施例中，r6为q和r＝1，p＝2，并且r
13
和r
14
为h。
[0253]
在实施例中，r6选自由以下组成的组：
[0254][0255]
在实施例中，r6选自由以下组成的组：
[0256][0257]
在实施例中，r6选自由以下组成的组：
[0258]
在实施例中，r6为：
[0259][0260]
在实施例中，r6为：
[0261][0262]
在实施例中，r6为：
[0263][0264]
在实施例中，r6选自由以下组成的组：
[0265]
在实施例中，r6为：
[0266][0267]
在实施例中，r6为：
[0268][0269]
在实施例中，r6为：
[0270][0271]
在实施例中，r6为：
[0272][0273]
在实施例中，r6为：
[0274][0275]
在实施例中，r6和r'相同。
[0276]
在实施例中，r6为r'为m为2，并且p为2。
[0277]
在实施例中，r6为r'为m为3，并且p为2。
[0278]
在实施例中，l1键，r3为-oc(o)r'，r2和r4为ome，r6为并且r'为
[0279]
在实施例中，l1为键，r3为-oc(o)r'，r2和r4为ome，r6为并且r'为
[0280]
在实施例中，x＝o，l1为键，r3为-oc(o)r'，r2和r4为ome，r6为
并且r'为
[0281]
在实施例中，x＝o，l1为键，r3为-oc(o)r'，r2和r4为ome，r1和r5为h，r6为并且r'为
[0282]
在实施例中，x＝o，l1为键，r3为-oc(o)r'，r2和r4为ome，r6为并且r'为
[0283]
在实施例中，x＝o，l1为键，r3为-oc(o)r'，r2和r4为ome，r1和r5为h，r6为并且r'为
[0284][0285]
在实施例中，l1为键，r3为-oc(o)r'，r2为ome，r6为并
且r'为
[0286]
在实施例中，x＝o，l1为键，r3为-oc(o)r'，r2为ome，r6为并且r'为
[0287]
在实施例中，x＝o，l1为键，r3为-oc(o)r'，r2为ome，r1、r4和r5为h，r6为并且r'为
[0288][0289]
在实施例中，l1为键，r3为-oc(o)r'，r2为ome，r6为并且r'为
[0290]
在实施例中，x＝o，l1为键，r3为-oc(o)r'，r2为ome，r6为
并且r'为
[0291]
在实施例中，x＝o，l1为键，r3为-oc(o)r'，r2为ome，r1、r4和r5为h，r6为并且r'为
[0292]
在实施例中，l1为c2烯基，r3为-oc(o)r'，r2和r4为ome，r6为并且r'为
[0293]
在实施例中，l1为c2烯基，r3为-oc(o)r'，r2和r4为ome，r6为并且r'为
[0294]
在实施例中，x＝o，l1为c2烯基，r3为-oc(o)r'，r2和r4为ome，r6为并且r'为
[0295]
在实施例中，x＝o，l1为c2烯基，r3为-oc(o)r'，r2和r4为ome，r1和r5为h，r6为
并且r'为
[0296]
在实施例中，x＝o，l1为c2烯基，r3为-oc(o)r'，r2和r4为ome，r6为并且r'为
[0297]
在实施例中，x＝o，l1为c2烯基，r3为-oc(o)r'，r2和r4为ome，r1和r5为h，r6为并且r'为
[0298][0299]
在实施例中，r6为r'为r7和r8各自为被-co2r
aa
取代的(c
1-c6)烷基，其中r
aa
为c
1-c
50
烷基。
[0300]
在实施例中，r6为r'为r7和r8各自为被-co2r
aa
取代的(c
1-c6)烷基，其中r
aa
为c
1-c
50
烷基，m为2，并且p为2。在一些实施例中，r7和r8相同。在一些实施例中，l1为键，r3为-oc(o)r'，r2和r4为ome。
[0301]
在实施例中，l1为键，r3为-oc(o)r'，r2和r4为ome，r6为r'为并且r7和r8各自为被-co2r
aa
取代的(c
1-c6)烷基，其中r
aa
为c
1-c
50
烷基。在一些实施例中，r7和r8相同。
[0302]
在实施例中，l1为键，r3为-oc(o)r'，r2和r4为ome，r6为r'为并且r7和r8各自为被-co2r
aa
取代的(c
1-c6)烷基，其中r
aa
为c
1-c
50
烷基，并且m为2。在一些实施例中，r7和r8相同。
[0303]
在实施例中，x＝o，l1为键，r3为-oc(o)r'，r2和r4为ome，r6为r'为并且r7和r8各自为被-co2r
aa
取代的(c
1-c6)烷基，其中r
aa
为c
1-c
50
烷基。在一些实施例中，r7和r8相同。在一些实施例中，m为2。
[0304]
在实施例中，x＝o，l1为键，r3为-oc(o)r'，r2和r4为ome，r1和r5为h，r6为r'为并且r7和r8各自为被-co2r
aa
取代的(c
1-c6)烷基，其中r
aa
为c
1-c
50
烷基。在一些实施例中，r7和r8相同。在一些实施例中，m为2。
[0305]
在实施例中，x＝o，l1为键，r3为-oc(o)r'，r2和r4为ome，r6为r'为并且r7和r8各自为被-co2r
aa
取代的(c
1-c6)烷基，其中r
aa
为c
1-c
50
烷基，并且m为2。在一些实施例中，r7和r8相同。
[0306]
在实施例中，x＝o，l1为键，r3为-oc(o)r'，r2和r4为ome，r1和r5为h，r6为
r'为r7和r8各自为被-co2r
aa
取代的(c
1-c6)烷基，其中r
aa
为c
1-c
50
烷基，并且m为2。在一些实施例中，r7和r8相同。
[0307]
在实施例中，l1为键，r3为-oc(o)r'，r2为ome，r6为r'为并且r7和r8各自为被-co2r
aa
取代的(c
1-c6)烷基，其中r
aa
为c
1-c
50
烷基。在一些实施例中，r7和r8相同。在一些实施例中，m为2。
[0308]
在实施例中，x＝o，l1为键，r3为-oc(o)r'，r2为ome，r6为r'为并且r7和r8各自为被-co2r
aa
取代的(c
1-c6)烷基，其中r
aa
为c
1-c
50
烷基。在一些实施例中，r7和r8相同。在一些实施例中，m为2。
[0309]
在实施例中，x＝o，l1为键，r3为-oc(o)r'，r2为ome，r1、r4和r5为h，r6为r'为并且r7和r8各自为被-co2r
aa
取代的(c
1-c6)烷基，其中r
aa
为c
1-c
50
烷基。在一些实施例中，r7和r8相同。在一些实施例中，m为2。
[0310]
在实施例中，l1为键，r3为-oc(o)r'，r2为ome，r6为r'为并且r7和r8各自为被-co2r
aa
取代的(c
1-c6)烷基，其中r
aa
为c
1-c
50
烷基，并且m为2。在一些实施例中，r7和r8相同。
[0311]
在实施例中，x＝o，l1为键，r3为-oc(o)r'，r2为ome，r1、r4和r5为h，r6为
r'为r7和r8各自为被-co2r
aa
取代的(c
1-c6)烷基，其中r
aa
为c
1-c
50
烷基，并且m为2。在一些实施例中，r7和r8相同。
[0312]
在实施例中，l1为c2烯基，r3为-oc(o)r'，r2和r4为ome，r6为r'为并且r7和r8各自为被-co2r
aa
取代的(c
1-c6)烷基，其中r
aa
为c
1-c
50
烷基。在一些实施例中，r7和r8相同。
[0313]
在实施例中，l1为c2烯基，r3为-oc(o)r'，r2和r4为ome，r6为r'为并且r7和r8各自为被-co2r
aa
取代的(c
1-c6)烷基，其中r
aa
为c
1-c
50
烷基，并且m为2。在一些实施例中，r7和r8相同。
[0314]
在实施例中，x＝o，l1为c2烯基，r3为-oc(o)r'，r2和r4为ome，r6为r'为并且r7和r8各自为被-co2r
aa
取代的(c
1-c6)烷基，其中r
aa
为c
1-c
50
烷基。在一些实施例中，r7和r8相同。
[0315]
在实施例中，x＝o，l1为c2烯基，r3为-oc(o)r',r2和r4为ome，r1和r5为h，r6为r'为并且r7和r8各自为被-co2r
aa
取代的(c
1-c6)烷基，其中r
aa
为c
1-c
50
烷基。在一些实施例中，r7和r8相同。
[0316]
在实施例中，x＝o，l1为c2烯基，r3为-oc(o)r'，r2和r4为ome，r6为r'为r7和r8各自为被-co2r
aa
取代的(c
1-c6)烷基，其中r
aa
为c
1-c
50
烷基，并且m为2。在一些实施例中，r7和r8相同。
[0317]
在实施例中，x＝o，l1为c2烯基，r3为-oc(o)r',r2和r4为ome，r1和r5为h，r6为
r'为r7和r8各自为被-co2r
aa
取代的(c
1-c6)烷基，其中r
aa
为c
1-c
50
烷基，并且m为2。在一些实施例中，r7和r8相同。
[0318]
在其中r7和r8为被-co2r
aa
取代的(c
1-c6)烷基，其中r
aa
为c
1-c
50
烷基的上述实施例中的任何实施例中，r
aa
可以替代地为c
1-c
40
烷基。
[0319]
在其中r7和r8为被-co2r
aa
取代的(c
1-c6)烷基，其中r
aa
为c
1-c
50
烷基的上述实施例中的任何实施例中，r
aa
可以替代地为c
1-c
30
烷基。
[0320]
在其中r7和r8为被-co2r
aa
取代的(c
1-c6)烷基，其中r
aa
为c
1-c
50
烷基的上述实施例中的任何实施例中，r
aa
可以替代地为c
1-c
20
烷基。
[0321]
在其中r7和r8为被-co2r
aa
取代的(c
1-c6)烷基，其中r
aa
为c
1-c
50
烷基的实施例中的任何实施例中，r7和r8可以各自为
[0322]
在其中r7和r8各自为被-co2r
aa
取代的(c
1-c6)烷基，其中r
aa
为c
1-c
50
烷基的实施例中的任何实施例中，r7和r8可以各自为
[0323]
在实施例中，本发明的阳离子脂质包含具有根据式(ii)的结构的化合物：
[0324][0325]
或其药学上可接受的盐，其中r
1-r6和x如本文已经定义的。
[0326]
在实施例中，本发明的阳离子脂质包含具有根据式(iia)的结构的化合物：
[0327][0328]
或其药学上可接受的盐，其中r'、r6和x如本文已经定义的。
[0329]
在实施例中，本发明的阳离子脂质包含具有根据式(iib)、(iic)、(iid)、(iie)、(iij)或(iik)的结构的化合物：
[0330]
[0331]
[0332][0333]
或其药学上可接受的盐。
[0334]
在实施例中，本发明的阳离子脂质具有结构：
[0335]
或其药学上可接受的盐。
[0336]
在实施例中，本发明的阳离子脂质具有结构：
[0337]
或其药学上可接受的盐。
[0338]
在实施例中，本发明的阳离子脂质具有结构：
[0339][0340]
或其药学上可接受的盐。
[0341]
在实施例中，本发明的阳离子脂质具有结构：
[0342][0343]
或其药学上可接受的盐。
[0344]
在实施例中，本发明的阳离子脂质包含具有根据式(iif)的结构的化合物：
[0345][0346]
或其药学上可接受的盐，其中r'、r6和x如本文已经定义的。
[0347]
在实施例中，本发明的阳离子脂质包含具有根据式(iig)的结构的化合物：
[0348][0349]
或其药学上可接受的盐，其中r'、r6和x如本文已经定义的。
[0350]
在实施例中，本发明的阳离子脂质包含具有根据式(iih)的结构的化合物：
[0351][0352]
其中y和z中的一者为oh并且另一者为-oc(o)r'，或者其中y和z两者各自独立地为-oc(o)r'，并且其中r'、r6和x如本文已经定义的。
[0353]
在实施例中，本发明的阳离子脂质包含具有根据式(iii)的结构的化合物：
[0354][0355]
或其药学上可接受的盐，其中r
1-r6和x如本文已经定义的。
[0356]
在实施例中，本发明的阳离子脂质包含具有根据式(iiia)的结构的化合物：
[0357]
[0358]
或其药学上可接受的盐，其中r'、r6和x如本文已经定义的。
[0359]
在实施例中，本发明的阳离子脂质包含具有根据式(iiib)的结构的化合物：
[0360][0361]
或其药学上可接受的盐，其中ra、rb和p如本文已经定义的。在实施例中，本发明的阳离子脂质具有结构：
[0362][0363]
或其药学上可接受的盐，其中ra和rb如本文已经定义的。
[0364]
在实施例中，本发明的阳离子脂质具有结构：
[0365][0366]
或其药学上可接受的盐，其中ra和rb如本文已经定义的。
[0367]
在实施例中，本发明的阳离子脂质具有结构：
[0368][0369]
或其药学上可接受的盐。
[0370]
在实施例中，本发明的阳离子脂质具有结构：
[0371][0372]
或其药学上可接受的盐。
[0373]
在实施例中，本发明的阳离子脂质包含具有根据式(iiid)的结构的化合物：
[0374][0375]
或其药学上可接受的盐，其中r'、r6和x如本文已经定义的。
[0376]
在实施例中，本发明的阳离子脂质包含具有根据式(iiie)、(iiif)、(iiig)、(iiih)、(iiii)、(iiij)或(iiik)的结构的化合物：
[0377]
[0378]
[0379][0380]
或其药学上可接受的盐。
[0381]
在实施例中，本发明的阳离子脂质具有结构：
[0382]
在实施例中，本发明的阳离子脂质具有结构：
[0383]
在实施例中，本发明的阳离子脂质具有结构：
[0384]
在实施例中，本发明的阳离子脂质具有结构：
[0385]
在实施例中，本发明的阳离子脂质具有结构：
[0386]
在实施例中，本发明的阳离子脂质具有结构：
[0387][0388]
在实施例中，本发明的阳离子脂质具有结构：
[0389][0390]
在实施例中，本发明的阳离子脂质包含具有根据式(iiil)的结构的化合物：
[0391][0392]
或其药学上可接受的盐，其中r'、r6和x如本文已经定义的。
[0393]
在实施例中，本发明的阳离子脂质包含具有根据式(iv)的结构的化合物：
[0394][0395]
其中m选自h、oh、ome或me，
[0396]
或其药学上可接受的盐，其中ra、rb、m和p如本文已经定义的。
[0397]
在实施例中本发明的阳离子脂质包含具有根据式(vi)、(vii)、(viii)、(ix)或(x)的结构的化合物：
[0398]
[0399][0400]
或其药学上可接受的盐，
[0401]
其中y和z中的一者为oh并且另一者为-oc(o)r'，或者其中y和z两者各自独立地为-oc(o)r'，并且其中r'、r6和x如本文已经定义的，或其药学上可接受的盐。
[0402]
在实施例中，y和z中的一者为oh并且另一者为-oc(o)r'。
[0403]
在实施例中，y为oh，并且z为-oc(o)r'。
[0404]
在实施例中，y为-oc(o)r'，并且z为oh。
[0405]
在实施例中，y和z两者为-oc(o)r'。
[0406]
在实施例中，提供了一种组合物，其包括前述实施例中任一项所述的阳离子脂质、一种或多种非阳离子脂质、一种或多种基于胆固醇的脂质和一种或多种peg修饰的脂质。在实施例中，此组合物是脂质纳米颗粒。在实施例中，一种或多种阳离子脂质构成脂质纳米颗粒的约30mol％-60mol％。在实施例中，一种或多种非阳离子脂质构成脂质纳米颗粒的10mol％-50mol％。在实施例中，一种或多种peg修饰的脂质构成脂质纳米颗粒的1mol％-10mol％。在实施例中，基于胆固醇的脂质构成脂质纳米颗粒的10mol％-50mol％。在实施例中，脂质纳米颗粒包封核酸，任选地是编码肽或蛋白质的mrna。在实施例中，脂质纳米颗粒对mrna的包封百分比为至少70％。在实施例中，脂质纳米颗粒对mrna的包封百分比为至少75％。在实施例中，脂质纳米颗粒对mrna的包封百分比为至少80％。在实施例中，脂质纳米颗粒对mrna的包封百分比为至少85％。在实施例中，脂质纳米颗粒对mrna的包封百分比为至少90％。在实施例中，脂质纳米颗粒对mrna的包封百分比为至少95％。
[0407]
在实施例中，根据前述实施例中任一项所述的组合物用于进行治疗。
[0408]
在实施例中，根据前述实施例中任一项所述的组合物用于治疗或预防适于通过由mrna编码的肽或蛋白质来治疗或预防的疾病的方法，任选地其中所述疾病是：(a)蛋白质缺乏，任选地其中所述蛋白质缺乏影响肝、肺、脑或肌肉；(b)自身免疫性疾病；(c)传染病；或(d)癌症。
[0409]
在实施例中，组合物静脉内、鞘内或肌肉内施用，或者通过肺部递送，任选地通过雾化施用。
[0410]
示例性化合物
[0411]
示例性化合物包含表1-8中所描述的示例性化合物
[0412]
表1
[0413]
[0414]
[0415]
[0416][0417]
表2
[0418]
[0419]
[0420]
[0421][0422]
表3
[0423]
[0424]
[0425]
[0426][0427]
表4
[0428]
[0429]
[0430]
[0431][0432]
表5
[0433]
[0434]
[0435]
[0436][0437]
表6
[0438]
[0439]
[0440]
[0441][0442]
表7
[0443]
[0444][0445]
表8
[0446][0447]
上文表1至8中鉴定的化合物中的任何化合物可以以药学上可接受的盐的形式提供，并且此类盐旨在被本发明所涵盖。
[0448]
除非另外说明，否则r＝c
16h29
具有结构：
[0449][0450]
除非另外说明，否则r＝c
16h31
具有结构：
[0451][0452]
如本文所描述的本发明化合物可以根据本领域已知的方法制备，包含本文提供的实例的示例性合成。
[0453]
核酸
[0454]
如本文所描述的本发明的化合物可以用于制备可用于递送核酸的组合物。
[0455]
核酸的合成
[0456]
可以根据任何已知方法合成根据本发明的核酸。例如，可以通过体外转录(ivt)合成根据本发明的mrna。简而言之，通常使用线性或环状dna模板进行ivt，该模板包含启动子，三磷酸核糖核苷酸库，可能包含dtt和镁离子的缓冲液系统以及适当的rna聚合酶(例如，t3、t7、突变的t7或sp6 rna聚合酶)，dnase i，焦磷酸酶和/或rnase抑制剂。确切条件将根据特定应用而变化。
[0457]
在一些实施例中，为了制备根据本发明的mrna，将dna模板体外转录。合适的dna模
板通常具有用于体外转录的启动子，例如t3、t7、突变的t7或sp6启动子，随后是期望mrna的期望核苷酸序列和终止信号。
[0458]
可以使用标准方法测定根据本发明的期望mrna序列并将其掺入dna模板中。例如，从期望氨基酸序列(例如酶序列)开始，基于简并遗传密码进行虚拟反向翻译。然后可以使用优化算法来选择合适的密码子。通常，一方面可以优化g/c含量，以实现尽可能高的g/c含量，另一方面，尽可能根据密码子使用考虑trna的频率。可以例如借助合适的显示装置建立和显示优化的rna序列，并将其与原始(野生型)序列进行比较。还可以分析二级结构以分别计算稳定和去稳定特性或rna的区域。
[0459]
修饰的mrna
[0460]
在一些实施例中，根据本发明的mrna可以合成为未修饰的mrna或修饰的mrna。修饰的mrna在rna中包含核苷酸修饰。因此，根据本发明的修饰的mrna可以包括核苷酸修饰，例如，骨架修饰、糖修饰或碱基修饰。在一些实施例中，mrnas可以由天然存在的核苷酸和/或核苷酸类似物(修饰的核苷酸)合成，包含但不限于嘌呤(腺嘌呤(a)、鸟嘌呤(g))或嘧啶(胸腺嘧啶(t)、胞嘧啶(c)、尿嘧啶(u))，以及作为修饰的核苷酸类似物或嘌呤和嘧啶的衍生物，例如，1-甲基-腺嘌呤、2-甲基-腺嘌呤、2-甲硫基-n-6-异戊烯基-腺嘌呤、n6-甲基-腺嘌呤、n6-异戊烯基-腺嘌呤、2-硫代-胞嘧啶、3-甲基-胞嘧啶、4-乙酰基-胞嘧啶、5-甲基-胞嘧啶、2,6-二氨基嘌呤、1-甲基-鸟嘌呤、2-甲基-鸟嘌呤、2,2-二甲基-鸟嘌呤、7-甲基-鸟嘌呤、肌苷、1-甲基-肌苷、假尿嘧啶(5-尿嘧啶)、二氢-尿嘧啶、2-硫代-尿嘧啶、4-硫代-尿嘧啶、5-羧甲基氨基甲基-2-硫代-尿嘧啶、5-(羧基羟甲基)-尿嘧啶、5-氟-尿嘧啶、5-溴-尿嘧啶、5-羧甲基氨基甲基-尿嘧啶、5-甲基-2-硫代-尿嘧啶、5-甲基-尿嘧啶、n-尿嘧啶-5-氧乙酸甲酯、5-甲基氨基甲基-尿嘧啶、5-甲氧基氨基甲基-2-硫代-尿嘧啶、5'-甲氧基羰基甲基-尿嘧啶、5-甲氧基-尿嘧啶、尿嘧啶-5-氧乙酸甲酯、尿嘧啶-5-氧乙酸(v)、1-甲基-假尿嘧啶、辫苷、β-d-甘露糖基-辫苷、怀丁氧苷以及氨基磷酸酯、硫代磷酸酯、肽核苷酸、甲基膦酸酯、7-脱氮鸟苷、5-甲基胞嘧啶和肌苷。此类类似物的制备是本领域技术人员已知的，例如，根据美国专利号4,373,071、美国专利号4,401,796、美国专利号4,415,732、美国专利号4,458,066、美国专利号4,500,707、美国专利号4,668,777、美国专利号4,973,679、美国专利号5,047,524、美国专利号5,132,418、美国专利号5,153,319、美国专利号5,262,530和5,700,642，这些专利的公开内容以引用方式整体并入。
[0461]
阳离子脂质和核酸的药物制剂
[0462]
在某些实施例中，如本文所描述的本发明的化合物以及包括此类脂质的药物和脂质体组合物可以用于调配物中，以促进包封材料(例如，一种或多种多核苷酸，如mrna)递送到一个或多个靶细胞并且随后转染。例如，在某些实施例中，本文所述的阳离子脂质(和包含此类脂质的组合物，诸如脂质体组合物)的特征在于导致受体介导的胞吞作用、网格蛋白介导的和小窝介导的胞吞作用、吞噬作用和大胞饮作用、促融合性、内体或溶酶体破坏和/或可释放特性中的一种或多种，所述特性提供此类化合物相对于其他类似分类的脂质的优势。
[0463]
根据本发明，可以通过包括如本文所描述的本发明的化合物的递送媒剂递送如本文所描述的核酸，例如，编码蛋白质(例如，蛋白质的全长、片段或部分)的mrna。
[0464]
如本文所使用的，术语“递送媒剂”、“转移媒剂”、“纳米颗粒”或其语法等效物可互
换地使用。
[0465]
例如，本发明提供了包括本文所描述的化合物和一种或多种多核苷酸的组合物(例如，药物组合物)。组合物(例如，药物组合物)还可以包含一种或多种阳离子脂质、一种或多种非阳离子脂质、一种或多种基于胆固醇的脂质和/或一种或多种peg修饰的脂质。
[0466]
在某些实施例中，组合物表现出增强的(例如，提高的)转染一种或多种靶细胞的能力。因此，本文还提供了转染一种或多种靶细胞的方法。此类方法通常包括使一个或多个靶细胞与本文所公开的阳离子脂质和/或药物组合物接触的步骤(例如，包括包封一种或多种多核苷酸的本文所描述的化合物的脂质体调配物)，使得用包封在其中的材料(例如，一种或多种多核苷酸)转染一个或多个靶细胞。如本文所用，术语“转染”是指将一种或多种包封材料(例如，核酸和/或多核苷酸)在细胞内引入细胞中，或优选地引入靶细胞中。引入的多核苷酸可以稳定地或瞬时地保持在靶细胞中。术语“转染效率”是指由经受转染的靶细胞摄取、引入和/或表达的此类包封材料(例如，多核苷酸)的相对量。实际上，转染效率可以通过转染后靶细胞产生的报告多核苷酸产物的量来估计。在某些实施例中，本文所述的化合物和药物组合物表现出高转染效率，从而提高了适当剂量的包封材料(例如，一种或多种多核苷酸)将被递送至病理部位并且随后表达的可能性，同时最大限度减小与该化合物或其包封内容物相关联的潜在全身性副作用或毒性。
[0467]
在通过例如包封在构成本文所公开的药物组合物或脂质体组合物的一种或多种脂质纳米颗粒中的多核苷酸转染一种或多种靶细胞之后，可以优选地刺激由此类多核苷酸编码的产物(例如，多肽或蛋白质)的产生，并且增强此类靶细胞表达多核苷酸以及产生例如感兴趣的多肽或蛋白质的能力。例如，通过包封mrna的一种或多种化合物或药物组合物对靶细胞的转染将增强(即增加)由此类mrna编码的蛋白质或酶的产生。
[0468]
另外，本文所述的递送媒介物(例如，脂质体递送媒介物)可以被制备成优先地分布至其他靶组织、细胞或器官，诸如心脏、肺、肾、脾。在实施例中，可以制备本发明的脂质纳米颗粒以实现对靶细胞和组织的增强的递送。例如，包封在本文所述的一种或多种化合物或药物组合物和脂质体组合物中的多核苷酸(例如，mrna)可以被递送至和/或转染靶细胞或靶组织。在一些实施例中，包封的多核苷酸(例如，mrna)能够被靶细胞表达并且由靶细胞产生(并且在一些情况下分泌)功能性多肽产物，从而赋予例如靶细胞或靶组织有益的特性。此类包封的多核苷酸(例如，mrna)可以编码例如激素、酶、受体、多肽、肽或其他感兴趣的蛋白质。
[0469]
脂质体递送媒介物
[0470]
在一些实施例中，组合物是合适的递送媒剂。在实施例中，组合物是脂质体递送媒剂，例如，脂质纳米颗粒。
[0471]
术语“脂质体递送媒剂”和“脂质体组合物”可互换使用。
[0472]
使用本文所公开的阳离子脂质中的一种或多种阳离子脂质富集脂质体组合物可以用作改进(例如，降低)毒性或以其它方式赋予此类富集脂质体组合物一种或多种期望的性质的手段(例如，改进包封多核苷酸向一个或多个靶细胞的递送和/或降低脂质体组合物的体内毒性)。因此，还考虑了包含一种或多种本文所公开的阳离子脂质的药物组合物，特别是脂质体组合物。
[0473]
因此，在某些实施例中，如本文所描述的本发明的化合物可以用作脂质体组合物
的组分，以促进或增强包封材料(例如，一种或多种治疗剂)向一个或多个靶细胞的递送和释放(例如，通过渗透此类靶细胞的脂质膜或与此类靶细胞的脂质膜融合)。
[0474]
如本文所用，脂质体递送媒介物(例如，脂质纳米颗粒)通常被表征为具有内部水空间的微观囊泡，该内部水空间通过一个或多个双层的膜与外部介质隔离。脂质体的双层膜通常由两亲性分子形成，诸如包含空间上分开的亲水性和疏水性结构域的合成或天然来源的脂质(lasic,trends biotechnol.,16:307-321,1998)。脂质体的双层膜也可以由两亲性聚合物和表面活性物质(例如，聚合物囊泡、类脂质体等)形成。在本发明的上下文中，脂质体递送媒剂通常用于将所需的mrna转运至靶细胞或组织。
[0475]
在某些实施例中，此类组合物(例如，脂质体组合物)装载或以其他方式包封材料，诸如一种或多种生物活性多核苷酸(例如，mrna)。
[0476]
在实施例中，组合物(例如，药物组合物)包含包封在脂质体内的编码蛋白质的mrna。在实施例中，脂质体包括一种或多种阳离子脂质、一种或多种非阳离子脂质、一种或多种基于胆固醇的脂质和一种或多种peg修饰的脂质，并且其中至少一种阳离子脂质是如本文所描述的本发明的化合物。在实施例中，组合物包括编码蛋白质(例如，本文所述的任何蛋白质)的mrna。在实施例中，组合物包含编码囊性纤维化跨膜传导调节因子(cftr)蛋白的mrna。在实施例中，组合物包含编码鸟氨酸转氨甲酰酶(otc)蛋白的mrna。
[0477]
在实施例中，组合物(例如，药物组合物)包括包封在脂质体中的核酸，其中脂质体包含本文所述的化合物。
[0478]
在实施例中，核酸是编码肽或蛋白质的mrna。在实施例中，mrna编码用于递送到受试者的肺或肺细胞或对其进行治疗的肽或蛋白质(例如，mrna编码囊性纤维化跨膜电导调节剂(cftr)蛋白)。在实施例中，mrna编码用于递送到受试者的肝或肝细胞或对其进行治疗的肽或蛋白质(例如，mrna编码鸟氨酸转氨甲酰酶(otc)蛋白)。本文还描述了其他示例性mrna。
[0479]
在实施例中，脂质体递送媒剂(例如，脂质纳米颗粒)可以具有净正电荷。
[0480]
在实施例中，脂质体递送媒剂(例如，脂质纳米颗粒)可以具有净负电荷。
[0481]
在实施例中，脂质体递送媒剂(例如，脂质纳米颗粒)可以具有净中性电荷。
[0482]
在实施例中，包封核酸(例如，编码肽或蛋白质的mrna)的脂质纳米颗粒包括一种或多种如本文所描述的本发明的化合物。
[0483]
例如，如本文所描述的本发明的化合物在组合物中的量可以描述为组合物的所有脂质的组合干重(例如，脂质体组合物中存在的所有脂质的组合干重)的百分比(“wt％”)。
[0484]
在本文所描述的药物组合物的实施例中，如本文所描述的本发明的化合物以组合物(例如，脂质体组合物)中存在的所有脂质的组合干重的约0.5wt％至约30wt％(例如，约0.5wt％至约20wt％)的量存在。
[0485]
在实施例中，如本文所描述的本发明的化合物以组合物(例如，脂质体组合物)中存在的所有脂质的组合干重的约1wt％至约30wt％、约1wt％至约20wt％、约1wt％至约15wt％、约1wt％至约10wt％或约5wt％至约25wt％的量存在。在实施例中，如本文所描述的本发明的化合物以组合物(如脂质体递送媒剂)中存在的所有脂质的组合干重的约0.5wt％至约5wt％、约1wt％至约10wt％、约5wt％至约20wt％、或约10wt％至约20wt％的量存在。
[0486]
在实施例中，如本文所描述的本发明的化合物的量以组合物(例如，脂质体组合
物)中的总脂质的组合干重的至少约5wt％、约10wt％、约15wt％、约20wt％、约25wt％、约30wt％、约35wt％、约40wt％、约45wt％、约50wt％、约55wt％、约60wt％、约65wt％、约70wt％、约75wt％、约80wt％、约85wt％、约90wt％、约95wt％、约96wt％、约97wt％、约98wt％或约99wt％的量存在。
[0487]
在实施例中，如本文所描述的本发明的化合物的量以组合物(例如，脂质体组合物)中的总脂质的组合干重的不超过约5wt％、约10wt％、约15wt％、约20wt％、约25wt％、约30wt％、约35wt％、约40wt％、约45wt％、约50wt％、约55wt％、约60wt％、约65wt％、约70wt％、约75wt％、约80wt％、约85wt％、约90wt％、约95wt％、约96wt％、约97wt％、约98wt％或约99wt％的量存在。
[0488]
在实施例中，组合物(例如，脂质体递送媒剂，如脂质纳米颗粒)包括约0.1wt％至约20wt％(例如，约0.1wt％至约15wt％)的本文所描述的化合物。在实施例中，递送媒剂(例如，脂质体递送媒剂，如脂质纳米颗粒)包括约0.5wt％、约1wt％、约3wt％、约5wt％或约10wt％的本文所描述的化合物。在实施例中，递送媒剂(例如，脂质体递送媒剂，如脂质纳米颗粒)包括至多约0.5wt％、约1wt％、约3wt％、约5wt％、约10wt％、约15wt％或约20wt％的本文所描述的化合物。在实施例中，该百分比导致有益效果改善(例如，向靶组织(诸如肝或肺)的递送改善)。
[0489]
如本文所描述的本发明的化合物在组合物中的量还可以描述为组合物的总脂质的组合摩尔量(例如，脂质体递送媒剂中存在的所有脂质的组合摩尔量)的百分比(“mol％”)。
[0490]
在本文所描述的药物组合物的实施例中，如本文所描述的本发明的化合物以组合物(如脂质体递送媒剂)中存在的所有脂质的组合摩尔量的约0.5mol％至约50mol％(例如，约0.5mol％至约20mol％)的量存在。
[0491]
在实施例中，如本文所描述的本发明的化合物以组合物(如脂质体递送媒剂)中存在的所有脂质的组合摩尔量的约0.5mol％到约5mol％、约1mol％到约10mol％、约5mol％到约20mol％、约10mol％到约20mol％、约15mol％到约30mol％、约20mol％到约35mol％、约25mol％到约40mol％、约30mol％到约45mol％、约35mol％到约50mol％、约40mol％到约55mol％或约45mol％到约60mol％的量存在。在实施例中，如本文所描述的本发明的化合物以组合物(如脂质体递送媒剂)中存在的所有脂质的组合摩尔量的约1mol％到约60mol％、1mol％到约50mol％、1mol％到约40mol％、1mol％到约30mol％、约1mol％到约20mol％、约1mol％到约15mol％、约1mol％到约10mol％、约5mol％到约55mol％、约5mol％到约45mol％、约5mol％到约35mol％或约5mol％到约25mol％的量存在。
[0492]
在某些实施例中，如本文所描述的本发明的化合物可以占组合物(例如，脂质体递送媒剂)中的脂质的总量的约0.1mol％到约50mol％、或0.5mol％到约50mol％、或约1mol％到约25mol％、或约1mol％到约10mol％。
[0493]
在某些实施例中，如本文所描述的本发明的化合物可以占脂质纳米颗粒中的脂质的总量的大于约0.1mol％、或大于约0.5mol％、或大于约1mol％、大于约5mol％、大于约10mol％、大于约20mol％、大于约30mol％或大于约40mol％。
[0494]
在某些实施例中，如所描述的化合物可以占组合物(例如，脂质体递送媒剂)中的脂质的总量的小于约60mol％、或小于约55mol％、或小于约50mol％、或小于约45mol％、或
小于约40mol％、或小于约35mol％、小于约30mol％、或小于约25mol％、或小于约10mol％、或小于约5mol％、或小于约1mol％。
[0495]
在实施例中，如本文所描述的本发明的化合物的量以组合物(例如，脂质体组合物)中的总脂质的组合摩尔量的至少约5mol％、约10mol％、约15mol％、约20mol％、约25mol％、约30mol％、约35mol％、约40mol％、约45mol％、约50mol％、约55mol％、约60mol％、约65mol％、约70mol％、约75mol％、约80mol％、约85mol％、约90mol％、约95mol％、约96mol％、约97mol％、约98mol％或约99mol％的量存在。
[0496]
在实施例中，如本文所描述的本发明的化合物的量以组合物(例如，脂质体组合物)中的总脂质的组合摩尔量的不超过约5mol％、约10mol％、约15mol％、约20mol％、约25mol％、约30mol％、约35mol％、约40mol％、约45mol％、约50mol％、约55mol％、约60mol％、约65mol％、约70mol％、约75mol％、约80mol％、约85mol％、约90mol％、约95mol％、约96mol％、约97mol％、约98mol％或约99mol％的量存在。
[0497]
在实施例中，该百分比导致有益效果改善(例如，向靶组织(诸如肝或肺)的递送改善)。
[0498]
在一典型实施例中，本发明的组合物(例如，脂质体组合物)包括一种或多种阳离子脂质、一种或多种非阳离子脂质、一种或多种基于胆固醇的脂质和一种或多种peg修饰的脂质，其中至少一种阳离子脂质是如本文所描述的本发明的化合物。例如，适于实践本发明的组合物具有四种脂质组分，包括本文所描述的本发明的化合物作为阳离子脂质组分、非阳离子脂质、基于胆固醇的脂质和peg修饰的脂质。非阳离子脂质可以是dope或depe。基于胆固醇的脂质可以是胆固醇。peg修饰的脂质可以是dmg-peg2k。
[0499]
在实施例中，本发明的组合物包括本发明的阳离子脂质、dmg-peg2000、胆固醇和dope，并且阳离子脂质:dmg-peg2000:胆固醇:dope的摩尔比为40:5:25:30。
[0500]
在另外的实施例中，药物(例如，脂质体)组合物包括peg修饰的脂质、非阳离子脂质和胆固醇脂质中的一种或多种。在其它实施例中，此类药物(例如，脂质体)组合物包括：一种或多种peg修饰的脂质；一种或多种非阳离子脂质；以及一种或多种胆固醇脂质。在又另外的实施例中，此类药物(例如，脂质体)组合物包括：一种或多种peg修饰的脂质和一种或多种胆固醇脂质。
[0501]
在实施例中，包封核酸(例如，编码肽或蛋白质的mrna)的组合物(例如，脂质纳米颗粒)包括本文所描述的一种或多种本发明的化合物和选自由阳离子脂质、非阳离子脂质和聚乙二醇化脂质组成的组的一种或多种脂质。
[0502]
在实施例中，包封核酸(例如，编码肽或蛋白质的mrna)的组合物(例如，脂质纳米颗粒)包括本文所描述的一种或多种本发明的化合物、选自由阳离子脂质、非阳离子脂质和聚乙二醇化脂质组成的组的一种或多种脂质；并且进一步包括基于胆固醇的脂质。典型地，此类组合物具有四种脂质组分，包括作为阳离子脂质组分的如本文所描述的本发明的化合物、非阳离子脂质(例如，dope)、基于胆固醇的脂质(例如，胆固醇)和peg修饰的脂质(例如，dmg-peg2k)。
[0503]
在实施例中，包封核酸(例如，编码肽或蛋白质的mrna)的组合物(例如，脂质纳米颗粒)包括本文所描述的一种或多种本发明的化合物，以及选自由阳离子脂质、非阳离子脂质、聚乙二醇化脂质和基于胆固醇的脂质组成的组的一种或多种脂质。
[0504]
根据各种实施例，包含脂质纳米颗粒的阳离子脂质、非阳离子脂质和/或peg修饰的脂质的选择，以及这些脂质与彼此的相对摩尔比基于所选择的脂质的特征、预期靶细胞的性质、待递送的mrna的特征。其他考虑因素包括例如，烷基链的饱和度以及所选脂质的大小、电荷、ph、pka、融合性和毒性。因此，可以相应地调节摩尔比。
[0505]
在一些实施例中，阳离子脂质与非阳离子脂质与基于胆固醇的脂质与peg修饰的脂质的比率可以分别介于约30-60:20-40:20-30:1-10之间。在一些实施例中，一种或多种阳离子脂质与一种或多种非阳离子脂质与一种或多种基于胆固醇的脂质与一种或多种peg修饰的脂质的比率分别地为大约40:30:20:10。在一些实施例中，一种或多种阳离子脂质与一种或多种非阳离子脂质与一种或多种基于胆固醇的脂质与一种或多种peg修饰的脂质的比率分别地为大约40:30:25:5。在一些实施例中，一种或多种阳离子脂质与一种或多种非阳离子脂质与一种或多种基于胆固醇的脂质与一种或多种peg修饰的脂质的比率分别地为大约40:32:25:3。在一些实施例中，一种或多种阳离子脂质与一种或多种非阳离子脂质与一种或多种基于胆固醇的脂质与一种或多种peg修饰的脂质的比率为大约50:25:20:5。
[0506]
阳离子脂质
[0507]
除了如本文所描述的本发明的化合物中的任一种之外，组合物可以包括一种或多种额外的阳离子脂质。
[0508]
在一些实施例中，脂质体可包含一种或多种附加的阳离子脂质。如本文所用，短语“阳离子脂质”是指在选定ph诸如生理ph下具有净正电荷的多种脂质物质中的任何一种。文献中已经描述了若干阳离子脂质，其中许多是可商购获得的。
[0509]
用于组合物的合适的额外阳离子脂质包含文献中描述的阳离子脂质。
[0510]
辅助脂质
[0511]
组合物(例如，脂质体组合物)还可以包括一种或多种辅助脂质。此类辅助脂质包含非阳离子脂质。如本文所用，短语“非阳离子脂质”是指任何中性、两性离子或阴离子脂质。如本文所用，短语“阴离子脂质”是指在选定ph诸如生理ph下携带净负电荷的多种脂质物质中的任何一种。非阳离子脂质包含但不限于二硬脂酰磷脂酰胆碱(dspc)、二油酰磷脂酰胆碱(dopc)、二棕榈酰磷脂酰胆碱(dppc)、二油酰磷脂酰甘油(dopg)、二棕榈酰磷脂酰甘油(dppg)、二油酰磷脂酰乙醇胺(dope)、1,2-二甘醇-sn-甘油-3-磷酸乙醇胺(depe)、棕榈酰油酰磷脂酰胆碱(popc)、棕榈酰油酰-磷脂酰乙醇胺(pope)、二油酰基-磷脂酰乙醇胺4-(n-马来酰亚胺甲基)-环己烷-1-羧酸盐(dope-mal)、二棕榈酰磷脂酰乙醇胺(dppe)、二肉豆蔻酰磷酸乙醇胺(dmpe)、二硬脂酰-磷脂酰-乙醇胺(dspe)、16-o-单甲基pe、16-o-二甲基pe、18-1-反式pe、l-硬脂酰-2-油酰-磷脂酰乙醇胺(sope)，或其混合物。适用于实践本发明的非阳离子或辅助脂质是二油酰磷脂酰乙醇胺(dope)。可替代地，1,2-二甘醇-sn-甘油-3-磷酸乙醇胺(depe)可以用作非阳离子或辅助脂质。
[0512]
在一些实施例中，非阳离子脂质是中性脂质，即在配制和/或施用组合物的条件下不携带净电荷的脂质。
[0513]
在一些实施例中，非阳离子脂质可以组合物中存在的总脂质的约5％至约90％、约5％至约70％、约5％至约50％、约5％至约40％、约5％至约30％、约10％至约70％、约10％至约50％或约10％至约40％的摩尔比(摩尔％)存在。在一些实施例中，总非阳离子脂质可以组合物中存在的总脂质的约5％至约90％、约5％至约70％、约5％至约50％、约5％至约
40％、约5％至约30％、约10％至约70％、约10％至约50％或约10％至约40％的摩尔比(摩尔％)存在。在一些实施例中，脂质体中非阳离子脂质的百分比可以大于约5摩尔％、大于约10摩尔％、大于约20摩尔％、大于约30摩尔％或大于约40摩尔％。在一些实施例中，脂质体中总非阳离子脂质的百分比可以大于约5摩尔％、大于约10摩尔％、大于约20摩尔％、大于约30摩尔％或大于约40摩尔％。在一些实施例中，脂质体中非阳离子脂质的百分比不超过约5摩尔％、不超过约10摩尔％、不超过约20摩尔％、不超过约30摩尔％或不超过约40摩尔％。在一些实施例中，脂质体中总非阳离子脂质的百分比可以不超过约5摩尔％、不超过约10摩尔％、不超过约20摩尔％、不超过约30摩尔％或不超过约40摩尔％。
[0514]
在一些实施例中，非阳离子脂质可以组合物中存在的总脂质的约5％至约90％、约5％至约70％、约5％至约50％、约5％至约40％、约5％至约30％、约10％至约70％、约10％至约50％或约10％至约40％的重量比(重量％)存在。在一些实施例中，总非阳离子脂质可以组合物中存在的总脂质的约5％至约90％、约5％至约70％、约5％至约50％、约5％至约40％、约5％至约30％、约10％至约70％、约10％至约50％或约10％至约40％的重量比(重量％)存在。在一些实施例中，脂质体中非阳离子脂质的百分比可以大于约5重量％、大于约10重量％、大于约20重量％、大于约30重量％或大于约40重量％。在一些实施例中，脂质体中总非阳离子脂质的百分比可以大于约5重量％、大于约10重量％、大于约20重量％、大于约30重量％或大于约40重量％。在一些实施例中，脂质体中非阳离子脂质的百分比不超过约5重量％、不超过约10重量％、不超过约20重量％、不超过约30重量％或不超过约40重量％。在一些实施例中，脂质体中总非阳离子脂质的百分比可以不超过约5重量％、不超过约10重量％、不超过约20重量％、不超过约30重量％或不超过约40重量％。
[0515]
基于胆固醇的脂质
[0516]
在一些实施例中，组合物(例如，脂质体组合物)包含一种或多种基于胆固醇的脂质。例如，用于实践本发明的适合的基于胆固醇的脂质是胆固醇。其它适合的基于胆固醇的脂质包含例如，dc-chol(n,n-二甲基-n-乙基羧基酰胺胆固醇)、1,4-双(3-n-油基氨基-丙基)哌嗪(gao等人《生物化学与生物物理研究通讯(biochem.biophys.res.comm.)》179,280(1991)；wolf等人《生物技术(biotechniques)》23,139(1997)；美国专利第5,744,335号)，或具有以下结构的咪唑胆固醇酯(ice)：
[0517][0518]
在一些实施例中，基于胆固醇的脂质可以以脂质体中存在的总脂质的约1％至约30％或约5％至约20％的摩尔比(摩尔％)存在。在一些实施例中，脂质纳米颗粒中基于胆固醇的脂质的百分比可以大于约5摩尔％、大于约10摩尔％、大于约20摩尔％、大于约30摩尔％或大于约40摩尔％。在一些实施例中，脂质纳米颗粒中基于胆固醇的脂质的百分比可以不超过约5摩尔％、不超过约10摩尔％、不超过约20摩尔％、不超过约30摩尔％或不超过
约40摩尔％。
[0519]
在一些实施例中，基于胆固醇的脂质可以以脂质体中存在的总脂质的约1％至约30％或约5％至约20％的重量比(重量％)存在。在一些实施例中，脂质纳米颗粒中基于胆固醇的脂质的百分比可以大于约5重量％、大于约10重量％、大于约20重量％、大于约30重量％或大于约40重量％。在一些实施例中，脂质纳米颗粒中基于胆固醇的脂质的百分比可以不超过约5重量％、不超过约10重量％、不超过约20重量％、不超过约30重量％或不超过约40重量％。
[0520]
聚乙二醇化脂质
[0521]
在一些实施例中，组合物(例如，脂质体组合物)包括一种或多种额外的聚乙二醇化脂质。用于实践本发明的适合的peg修饰的或聚乙二醇化脂质是1,2-二肉豆蔻酰基-rac-甘油-3-甲氧基聚乙二醇-2000(dmg-peg2k)。
[0522]
例如，本发明还考虑了将聚乙二醇(peg)-修饰的磷脂和衍生的脂质，如衍生的神经酰胺(peg-cer)，包含n-辛酰基-鞘氨醇-1-[琥珀酰基(甲氧基聚乙二醇)-2000](c8 peg-2000神经酰胺)与本文所描述的一种或多种本发明的化合物，并且在一些实施例中，包括脂质体的其它脂质一起组合使用。在一些实施例中，特别有用的可交换脂质是具有较短酰基链(例如，c
14
或c
18
)的peg-神经酰胺。
[0523]
预期的额外的peg修饰的脂质(在本文中也被称为聚乙二醇化脂质，此术语可与peg修饰的脂质互换)包含但不限于共价连接到具有c
6-c
20
长度的烷基链的脂质的长度至多5kda的聚乙二醇链。在一些实施例中，peg修饰的脂质或聚乙二醇化脂质是聚乙二醇化胆固醇或peg-2k。添加此类组分可以防止复杂的聚集，并且还可以提供用于增加循环寿命和增加脂质-核酸组合物向靶细胞的递送的方式(klibanov等人(1990)《欧洲生化学会联合会快报(febs letters)》,268(1):235-237)，或者可以选择所述组分以在体内快速换出调配物(参见美国专利第5,885,613号)。
[0524]
本发明的额外的peg修饰的磷脂和衍生的脂质可以以组合物(例如，脂质体组合物)中存在的总脂质的约0％至约10％、约0.5％至约10％、约1％至约10％、约2％至约10％、或约3％至约5％的摩尔比(mol％)存在。
[0525]
药物制剂和治疗用途
[0526]
如本文所描述的本发明的化合物可以用于制备组合物(例如，构建脂质体组合物)，所述组合物促进或增强包封材料(例如，一种或多种治疗性多核苷酸)向一个或多个靶细胞的递送和释放(例如，通过渗透或与此类靶细胞的脂质膜融合)。
[0527]
例如，当脂质体组合物(例如，脂质纳米颗粒)包含或以其他方式富集本文所公开的化合物中的一种或多种化合物时，一种或多种靶细胞的脂质双层中的相变可以促进包封材料(例如，包封在脂质纳米颗粒中的一种或多种治疗性多核苷酸)递送到一种或多种靶细胞中。
[0528]
类似地，在某些实施例中，本文所描述的本发明的化合物可以用于制备特征在于其降低的体内毒性的脂质体媒剂。在某些实施例中，降低的毒性是与本文所公开的组合物相关的高转染效率的函数，使得可以将减少量的此类组合物施用于受试者以实现期望的治疗反应或结果。
[0529]
因此，包括所描述的化合物和本发明提供的核酸的药物调配物可以用于各种治疗
目的。为了促进核酸在体内的递送，本文所描述的化合物和核酸可以与一种或多种额外的药用载体、靶向配体或稳定剂组合调配。在一些实施例中，本文所描述的化合物可以通过预混合的脂质溶液调配。在其它实施例中，可以使用插入后技术将包括本文所描的述化合物的组合物调配到纳米颗粒的脂质膜中。用于调配和施用药物的技术可见于“remington's pharmaceutical sciences,”mack publishing co.,easton,pa.，最新版。
[0530]
合适的施用途径包括例如口腔、直肠、阴道、透粘膜、肺，包括气管内或吸入，或肠内施用；肠胃外递送，包括真皮内、透皮(局部)、肌肉内、皮下、髓内注射；以及鞘内、直接心室内、静脉内、腹膜内或鼻内。在特定的实施例中，肌肉内施用是对选自由骨骼肌、平滑肌和心肌组成的组的肌肉。在一些实施例中，施用导致核酸递送至肌肉细胞。在一些实施例中，施用导致核酸递送至肝细胞(即，肝脏细胞)。
[0531]
施用本发明的脂质体组合物的常用途径可以是静脉内递送，具体地当治疗代谢紊乱时，尤其是影响肝的代谢紊乱(例如，鸟氨酸转氨甲酰酶(otc)缺乏症)。可替代地，根据要治疗的疾病或病症，脂质体组合物可以通过肺部递送施用(例如，用于治疗囊性纤维化)。对于疫苗接种，本发明的脂质体组合物通常肌内施用。可以通过玻璃体内施用本发明的脂质体组合物来治疗影响眼睛的疾病或病症。
[0532]
另选地或除此之外，本发明的药物调配物可以以局部而非全身的方式施用，例如，通过优选地以缓释制剂的形式，将药物调配物直接注射到靶向组织中。根据待靶向组织，可以各种方式影响局部递送。可以在其中递送和/或表达递送的mrna的示例性组织包括但不限于肝、肾、心脏、脾、血清、脑、骨骼肌、淋巴结、皮肤和/或脑脊液。在实施例中，待靶向组织在肝中。例如，可以吸入含有本发明组合物的气溶胶(用于鼻腔、气管或支气管递送)；例如，可以将本发明的组合物注射到损伤、疾病表现或疼痛的部位；可以以锭剂形式提供组合物，用于口腔、气管或食道应用；可以以液体、片剂或胶囊剂形式供应给胃或肠，也可以以栓剂形式供应给直肠或阴道应用；或者甚至可以通过使用乳膏、滴剂或甚至注射剂递送至眼睛。
[0533]
本文所描述的组合物可以包括mrna编码肽，包含本文所描述的肽(例如，多肽，如蛋白质)。
[0534]
在实施例中，mrna编码多肽。
[0535]
在实施例中，mrna编码蛋白质。
[0536]
本文描述了由mrna编码的示例性肽(例如，由mrna编码的示例性蛋白质)。
[0537]
本发明提供了用于递送具有编码感兴趣的肽或蛋白质的全长mrna分子的组合物的方法，该组合物用于治疗受试者，例如人类受试者或人类受试者的细胞或经处理并且递送至人类受试者的细胞。
[0538]
因此，在某些实施例中，本发明提供了用于制备包含编码肽或蛋白质的全长mrna的治疗组合物的方法，该治疗组合物用于递送至或治疗受试者的肺或肺细胞。在某些实施例中，本发明提供了用于制备具有编码囊性纤维化跨膜传导调节因子(cftr)蛋白的全长mrna的治疗组合物的方法。在某些实施例中，本发明提供了用于制备具有编码atp结合盒亚家族a成员3蛋白的全长mrna的治疗组合物的方法。在某些实施例中，本发明提供了用于制备具有编码动力蛋白轴突中间链1蛋白的全长mrna的治疗组合物的方法。在某些实施例中，本发明提供了用于制备具有编码动力蛋白轴突重链5(dnah5)蛋白的全长mrna的治疗组合物的方法。在某些实施例中，本发明提供了用于制备具有编码α-1-抗胰蛋白酶蛋白的全长
mrna的治疗组合物的方法。在某些实施例中，本发明提供了用于制备具有编码叉头盒p3(foxp3)蛋白的全长mrna的治疗组合物的方法。在某些实施例中，本发明提供了用于生产具有编码一种或多种表面活性蛋白(例如，表面活性蛋白a、表面活性蛋白b、表面活性蛋白c和表面活性蛋白d中的一种或多种)的全长mrna的治疗组合物的方法。
[0539]
在某些实施例中，本发明提供了用于制备具有编码肽或蛋白质的全长mrna的治疗组合物的方法，该治疗组合物用于递送至或治疗受试者的肝脏或肝细胞。此类肽和多肽可包括与尿素循环障碍相关的、与溶酶体贮积障碍相关的、与糖原贮积障碍相关的、与氨基酸代谢障碍相关的、与脂质代谢或纤维化障碍相关的、与甲基丙二酸血症相关或与任何其他代谢障碍相关的那些，对于所述代谢障碍，以富集的全长mrna递送至或治疗肝脏或肝细胞提供治疗有益效果。
[0540]
在某些实施例中，本发明提供了用于制备具有编码与尿素循环障碍相关的蛋白质的全长mrna的治疗组合物的方法。在某些实施例中，本发明提供了用于制备具有编码鸟氨酸转氨甲酰酶(otc)蛋白的全长mrna的治疗组合物的方法。在某些实施例中，本发明提供了用于制备具有编码精氨琥珀酸合成酶1蛋白的全长mrna的治疗组合物的方法。在某些实施例中，本发明提供了用于制备具有编码氨基甲酰磷酸合成酶i蛋白的全长mrna的治疗组合物的方法。在某些实施例中，本发明提供了用于制备具有编码精氨琥珀酸裂合酶蛋白的全长mrna的治疗组合物的方法。在某些实施例中，本发明提供了用于制备具有编码精氨酸酶蛋白的全长mrna的治疗组合物的方法。
[0541]
在某些实施例中，本发明提供了用于制备具有编码与溶酶体贮积障碍相关的蛋白的全长mrna的治疗组合物的方法。在某些实施例中，本发明提供了用于制备具有编码α半乳糖苷酶蛋白的全长mrna的治疗组合物的方法。在某些实施例中，本发明提供了用于制备具有编码葡萄糖脑苷脂酶蛋白的全长mrna的治疗组合物的方法。在某些实施例中，本发明提供了用于制备具有编码异氰酸酯-2-硫酸酯酶蛋白的全长mrna的治疗组合物的方法。在某些实施例中，本发明提供了用于制备具有编码艾杜糖苷酸酶蛋白的全长mrna的治疗组合物的方法。在某些实施例中，本发明提供了用于制备具有编码n-乙酰基-α-d-葡糖胺苷酶蛋白的全长mrna的治疗组合物的方法。在某些实施例中，本发明提供了用于制备具有编码乙酰肝素n-硫酸酯酶蛋白的全长mrna的治疗组合物的方法。在某些实施例中，本发明提供了用于制备具有编码半乳糖胺-6硫酸酯酶蛋白的全长mrna的治疗组合物的方法。在某些实施例中，本发明提供了用于制备具有编码β-半乳糖苷酶蛋白的全长mrna的治疗组合物的方法。在某些实施例中，本发明提供了用于制备具有编码溶酶体脂肪酶蛋白的全长mrna的治疗组合物的方法。在某些实施例中，本发明提供了用于制备具有编码芳基硫酸酯酶b(n-乙酰半乳糖胺-4-硫酸酯酶)蛋白的全长mrna的治疗组合物的方法。在某些实施例中，本发明提供了用于制备具有编码转录因子eb(tfeb)的全长mrna的治疗组合物的方法。
[0542]
在某些实施例中，本发明提供了用于制备具有编码与糖原贮积障碍相关的蛋白的全长mrna的治疗组合物的方法。在某些实施例中，本发明提供了用于制备具有编码酸性α-葡糖苷酶蛋白的全长mrna的治疗组合物的方法。在某些实施例中，本发明提供了用于制备具有编码葡萄糖-6-磷酸酶(g6pc)蛋白的全长mrna的治疗组合物的方法。在某些实施例中，本发明提供了用于制备具有编码肝糖原磷酸化酶蛋白的全长mrna的治疗组合物的方法。在某些实施例中，本发明提供了用于制备具有编码肌肉磷酸甘油酸突变酶蛋白的全长mrna的
治疗组合物的方法。在某些实施例中，本发明提供了用于制备具有编码糖原解支化酶的全长mrna的治疗组合物的方法。
[0543]
在某些实施例中，本发明提供了用于制备具有编码与氨基酸代谢相关的蛋白的全长mrna的治疗组合物的方法。在某些实施例中，本发明提供了用于制备具有编码苯丙氨酸羟化酶的全长mrna的治疗组合物的方法。在某些实施例中，本发明提供了用于制备具有编码戊二酰-coa脱氢酶的全长mrna的治疗组合物的方法。在某些实施例中，本发明提供了用于制备具有编码丙酰基-coa羧化酶的全长mrna的治疗组合物的方法。在某些实施例中，本发明提供了用于制备具有编码草酸酶丙氨酸-乙醛酸氨基转移酶的全长mrna的治疗组合物的方法。
[0544]
在某些实施例中，本发明提供了用于制备具有编码与脂质代谢或纤维化障碍相关的蛋白的全长mrna的治疗组合物的方法。在某些实施例中，本发明提供了用于制备具有编码mtor抑制剂的全长mrna的治疗组合物的方法。在某些实施例中，本发明提供了用于制备具有编码atpase磷脂转运8b1(atp8b1)蛋白的全长mrna的治疗组合物的方法。在某些实施例中，本发明提供了用于制备具有编码一种或多种nf-κb抑制剂的全长mrna的治疗组合物的方法，所述抑制剂诸如i-κbα、干扰素相关的发育调节剂1(ifrd1)和sirtuin 1(sirt1)中的一种或多种。在某些实施例中，本发明提供了用于制备具有编码ppar-γ蛋白或活性变体的全长mrna的治疗组合物的方法。
[0545]
在某些实施例中，本发明提供了用于制备具有编码与甲基丙二酸血症相关的蛋白质的全长mrna的治疗组合物的方法。例如，在某些实施例中，本发明提供了用于制备具有编码甲基丙二酰辅酶a突变酶蛋白的全长mrna的治疗组合物的方法。在某些实施例中，本发明提供了用于制备具有编码甲基丙二酰辅酶a差向异构酶蛋白的全长mrna的治疗组合物的方法。
[0546]
在某些实施例中，本发明提供了用于制备具有全长mrna的治疗组合物的方法，对于该治疗组合物，递送至或治疗肝脏可以提供治疗有益效果。在某些实施例中，本发明提供了用于制备具有编码atp7b蛋白(也被称为wilson病蛋白)的全长mrna的治疗组合物的方法。在某些实施例中，本发明提供了用于制备具有编码胆色素原脱氨酶的全长mrna的治疗组合物的方法。在某些实施例中，本发明提供了用于制备具有编码一种或多种凝结酶的全长mrna的治疗组合物的方法，所述凝结酶诸如因子viii、因子ix、因子vii和因子x。在某些实施例中，本发明提供了用于制备具有编码人血色素沉着病(hfe)蛋白的全长mrna的治疗组合物的方法。
[0547]
在某些实施例中，本发明提供了用于制备具有编码肽或蛋白质的全长mrna的治疗组合物的方法，该治疗组合物用于递送至或治疗受试者的心血管系统或心血管细胞。在某些实施例中，本发明提供了用于制备具有编码血管内皮生长因子a蛋白的全长mrna的治疗组合物的方法。在某些实施例中，本发明提供了用于制备具有编码松弛素蛋白的全长mrna的治疗组合物的方法。在某些实施例中，本发明提供了用于制备具有编码骨形态发生蛋白9蛋白的全长mrna的治疗组合物的方法。在某些实施例中，本发明提供了用于制备具有编码骨形态发生蛋白2受体蛋白的全长mrna的治疗组合物的方法。
[0548]
在某些实施例中，本发明提供了用于制备具有编码肽或蛋白质的全长mrna的治疗组合物的方法，该治疗组合物用于递送至或治疗受试者的肌肉或肌肉细胞。在某些实施例
中，本发明提供了用于制备具有编码肌营养不良蛋白的全长mrna的治疗组合物的方法。在某些实施例中，本发明提供了用于制备具有编码人源线粒体蛋白(frataxin)的全长mrna的治疗组合物的方法。在某些实施例中，本发明提供了用于制备具有编码肽或蛋白质的全长mrna的治疗组合物的方法，该治疗组合物用于递送至或治疗受试者的心肌或心肌细胞。在某些实施例中，本发明提供了用于制备具有编码调节肌肉组织或肌肉细胞中钾通道和钠通道中的一者或两者的蛋白质的全长mrna的治疗组合物的方法。在某些实施例中，本发明提供了用于制备具有编码调节肌肉组织或肌肉细胞中kv7.1通道的蛋白质的全长mrna的治疗组合物的方法。在某些实施例中，本发明提供了用于制备具有编码调节肌肉组织或肌肉细胞中nav1.5通道的蛋白质的全长mrna的治疗组合物的方法。
[0549]
在某些实施例中，本发明提供了用于制备具有编码肽或蛋白质的全长mrna的治疗组合物的方法，该治疗组合物用于递送至或治疗受试者的神经系统或神经系统细胞。例如，在某些实施例中，本发明提供了用于制备具有编码存活运动神经元1蛋白的全长mrna的治疗组合物的方法。例如，在某些实施例中，本发明提供了用于制备具有编码存活运动神经元2蛋白的全长mrna的治疗组合物的方法。在某些实施例中，本发明提供了用于制备具有编码人源线粒体蛋白(frataxin)的全长mrna的治疗组合物的方法。在某些实施例中，本发明提供了用于制备具有编码atp结合盒亚家族d成员1(abcd1)蛋白的全长mrna的治疗组合物的方法。在某些实施例中，本发明提供了用于制备具有编码cln3蛋白的全长mrna的治疗组合物的方法。
[0550]
在某些实施例中，本发明提供了用于制备具有编码肽或蛋白质的全长mrna的治疗组合物的方法，该治疗组合物用于递送至或治疗受试者的血液或骨髓或者血细胞或骨髓细胞。在某些实施例中，本发明提供了用于制备具有编码β球蛋白的全长mrna的治疗组合物的方法。在某些实施例中，本发明提供了用于制备具有编码布鲁顿酪氨酸激酶蛋白的全长mrna的治疗组合物的方法。在某些实施例中，本发明提供了用于制备具有编码一种或多种凝结酶的全长mrna的治疗组合物的方法，所述凝结酶诸如因子viii、因子ix、因子vii和因子x。
[0551]
在某些实施例中，本发明提供了用于制备具有编码肽或蛋白质的全长mrna的治疗组合物的方法，该治疗组合物用于递送至或治疗受试者的肾脏或肾脏细胞。在某些实施例中，本发明提供了用于制备具有编码iv型胶原α5链(col4a5)蛋白的全长mrna的治疗组合物的方法。
[0552]
在某些实施例中，本发明提供了用于制备具有编码肽或蛋白质的全长mrna的治疗组合物的方法，该治疗组合物用于递送至或治疗受试者的眼或眼细胞。在某些实施例中，本发明提供了用于制备具有编码atp结合盒亚家族a成员4(abca4)蛋白的全长mrna的治疗组合物的方法。在某些实施例中，本发明提供了用于制备具有编码视黄醛壳素蛋白的全长mrna的治疗组合物的方法。在某些实施例中，本发明提供了用于制备具有编码视网膜色素上皮特异性65kda(rpe65)蛋白的全长mrna的治疗组合物的方法。在某些实施例中，本发明提供了用于制备具有编码290kda的中心体蛋白(cep290)的全长mrna的治疗组合物的方法。
[0553]
在某些实施例中，本发明提供了用于制备具有编码肽或蛋白质的全长mrna的治疗组合物的方法，该治疗组合物用于向受试者或受试者的细胞递送疫苗或用疫苗治疗。例如，在某些实施例中，本发明提供了用于制备具有编码来自诸如病毒之类的传染源的抗原的全
长mrna的治疗组合物的方法。在某些实施例中，本发明提供了用于制备具有编码来自流感病毒的抗原的全长mrna的治疗组合物的方法。在某些实施例中，本发明提供了生产具有编码来自呼吸道合胞病毒的抗原的全长mrna的治疗组合物的方法。在某些实施例中，本发明提供了用于制备具有编码来自狂犬病病毒的抗原的全长mrna的治疗组合物的方法。在某些实施例中，本发明提供了用于制备具有编码来自巨细胞病毒的抗原的全长mrna的治疗组合物的方法。在某些实施例中，本发明提供了生产具有编码来自轮状病毒的抗原的全长mrna的治疗组合物的方法。在某些实施例中，本发明提供了用于制备具有编码来自肝炎病毒的抗原的全长mrna的治疗组合物的方法，所述肝炎病毒诸如甲型肝炎病毒、乙型肝炎病毒或丙型肝炎病毒。在某些实施例中，本发明提供了用于制备具有编码来自人乳头瘤病毒的抗原的全长mrna的治疗组合物的方法。在某些实施例中，本发明提供了用于制备具有编码来自单纯疱疹病毒的抗原的全长mrna的治疗组合物的方法，所述单纯疱疹病毒诸如单纯疱疹病毒1或单纯疱疹病毒2。在某些实施例中，本发明提供了用于制备具有编码来自人免疫缺陷病毒的抗原的全长mrna的治疗组合物的方法，所述人免疫缺陷病毒诸如人免疫缺陷病毒1型或人免疫缺陷病毒2型。在某些实施例中，本发明提供了用于制备具有编码来自人间质肺炎病毒的抗原的全长mrna的治疗组合物的方法。在某些实施例中，本发明提供了用于制备具有编码来自人副流感病毒的抗原的全长mrna的治疗组合物的方法，所述人副流感病毒诸如人副流感病毒1型、人副流感病毒2型或人副流感病毒3型。在某些实施例中，本发明提供了用于制备具有编码来自疟疾病毒的抗原的全长mrna的治疗组合物的方法。在某些实施例中，本发明提供了用于制备具有编码来自寨卡病毒的抗原的全长mrna的治疗组合物的方法。在某些实施例中，本发明提供了用于制备具有编码来自基孔肯雅病毒的抗原的全长mrna的治疗组合物的方法。
[0554]
在某些实施例中，本发明提供了用于制备具有全长mrna的治疗组合物的方法，该mrna编码与受试者的癌症相关的抗原或从受试者的癌细胞中鉴定的抗原。在某些实施例中，本发明提供了用于制备具有全长mrna的治疗组合物的方法，该mrna编码从受试者自身的癌细胞确定的抗原，即提供个性化的癌症疫苗。在某些实施例中，本发明提供了用于制备具有全长mrna的治疗组合物的方法，该mrna编码从突变kras基因表达的抗原。
[0555]
在某些实施例中，本发明提供了用于制备具有编码抗体的全长mrna的治疗组合物的方法。在某些实施例中，抗体可以是双特异性抗体。在某些实施例中，抗体可以是融合蛋白的一部分。在某些实施例中，本发明提供了用于制备具有编码针对ox40的抗体的全长mrna的治疗组合物的方法。在某些实施例中，本发明提供了用于制备具有编码针对vegf的抗体的全长mrna的治疗组合物的方法。在某些实施例中，本发明提供了用于制备具有编码针对组织坏死因子α的抗体的全长mrna的治疗组合物的方法。在某些实施例中，本发明提供了用于制备具有编码针对cd3的抗体的全长mrna的治疗组合物的方法。在某些实施例中，本发明提供了用于制备具有编码针对cd19的抗体的全长mrna的治疗组合物的方法。
[0556]
在某些实施例中，本发明提供了用于制备具有编码免疫调节剂的全长mrna的治疗组合物的方法。在某些实施例中，本发明提供了用于制备具有编码白介素12的全长mrna的治疗组合物的方法。在某些实施例中，本发明提供了用于制备具有编码白介素23的全长mrna的治疗组合物的方法。在某些实施例中，本发明提供了用于制备具有编码白介素36γ的全长mrna的治疗组合物的方法。在某些实施例中，本发明提供了用于制备具有全长mrna
的治疗组合物的方法，该mrna编码一种或多种干扰素基因(sting)蛋白刺激物的组成型活性变体。
[0557]
在某些实施例中，本发明提供了用于制备具有编码核酸内切酶的全长mrna的治疗组合物的方法。在某些实施例中，本发明提供了用于制备具有全长mrna的治疗组合物的方法，该mrna编码rna指导的dna核酸内切酶蛋白，诸如cas 9蛋白。在某些实施例中，本发明提供了用于制备具有编码大范围核酸酶蛋白的全长mrna的治疗组合物的方法。在某些实施例中，本发明提供了用于制备具有编码转录激活因子样效应子核酸酶蛋白的全长mrna的治疗组合物的方法。在某些实施例中，本发明提供了一种制备具有编码锌指核酸酶蛋白的全长mrna的治疗组合物的方法。
[0558]
递送方法
[0559]
本发明的方法中使用的递送途径允许本发明的化合物的非侵入性自我施用。在一些实施例中，所述方法涉及通过雾化、气化或滴注组合物的气管内或肺部施用，所述组合物包括在合适的转染或脂质载体媒剂中编码治疗性蛋白质的mrna，如上文所描述。在一些实施例中，蛋白质被脂质体包封。在一些实施例中，脂质体包括脂质，其为本发明的化合物。如下文所使用的，本发明的化合物的施用包含包括本发明的化合物的组合物的施用。
[0560]
尽管肺的局部细胞和组织表示能够作为用于生产和分泌由mrna编码的蛋白质的生物贮库或储库的潜在靶标，申请人已经发现，通过雾化、气化或滴注将本发明的化合物施用于肺会导致甚至非分泌的蛋白质分布在肺细胞外。不希望受任何特定理论的束缚，预期本发明的纳米颗粒组合物通过肺气道-血液屏障，实现完整的纳米颗粒转移到非肺细胞和组织，例如，心脏、肝、脾，其导致在这些非肺组织中产生编码的蛋白质。因此，本发明的化合物和本发明的方法的用途超出了在肺细胞和肺组织中产生治疗性蛋白质，并且可以用于递送到非肺靶细胞和/或组织。它们可用于管理和治疗大量疾病，并且具体地由分泌和非分泌蛋白质和/或酶缺乏症(例如，一种或多种溶酶体贮积症)引起的外周疾病。在某些实施例中，在本发明的方法中使用的本发明的化合物实现mrna包封的纳米颗粒在肝、脾、心脏和/或其它非肺细胞中的分布和编码的蛋白质在肝、脾、心脏和/或其它非肺细胞中的产生。例如，通过雾化、七化或滴注向肺施用本发明的化合物将导致组合物本身和其蛋白质产品(例如，功能性β半乳糖苷酶蛋白)由于mrna和递送媒剂向非肺细胞的易位而可在肺的局部细胞和组织以及外周靶细胞、组织和器官中检测到。
[0561]
在某些实施例中，本发明的化合物可以用于本发明的方法中以特异性靶向外周细胞或组织。在肺部递送之后，设想本发明的化合物穿过肺气道-血液屏障并且分布到除局部肺细胞之外的细胞中。因此，可以使用本领域技术人员已知的多种方法(例如，通过吸入)通过肺部施用途径向受试者施用本文所公开的化合物，并且分布至肺的局部靶细胞和组织，以及在外周非肺细胞和组织中(例如，肝、脾、肾、心脏、骨骼肌、淋巴结、脑、脑脊液和血浆的细胞)。因此，肺的局部细胞和外周非肺细胞两者都可以充当能够产生和/或分泌由一种或多种多核苷酸编码的翻译产物的生物储库或贮库。因此，本发明不限于肺疾病或病状的治疗，而是可以用作否则只能通过全身施用来实现的促进多核苷酸的递送或由其编码的酶和蛋白质在外周器官、组织和细胞(例如，肝细胞)中的产生的非侵入性手段。示例性外周非肺细胞包含但不限于肝细胞、上皮细胞、造血细胞、上皮细胞、内皮细胞、骨细胞、干细胞、间充质细胞、神经细胞、心肌细胞、脂细胞、血管平滑肌细胞、心肌细胞、骨骼肌细胞、β细胞、垂体
细胞、滑膜内层细胞、卵巢细胞、睾丸细胞、成纤维细胞、b细胞、t细胞、网织红细胞、白细胞、粒细胞和肿瘤细胞。
[0562]
在向受试者施用组合物后，在向受试者施用化合物后至少约一天至七天或更长时间，在外周靶标组织中可检测到由mrna编码的蛋白质产品(例如，功能性蛋白质或酶)。达到治疗效果所需的蛋白质产品的量将根据所治疗的病状、所编码的蛋白质和患者的状况而有所不同。例如，在向受试者施用化合物之后至少约1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19,20,21,22,23,24,25,26,27,28,29,30,35,40,45天或更长时间，可以在至少0.025-1.5μg/ml(例如，至少0.050μg/ml、至少0.075μg/ml、至少0.1μg/ml、至少0.2μg/ml、至少0.3μg/ml、至少0.4μg/ml、至少0.5μg/ml、至少0.6μg/ml、至少0.7μg/ml、至少0.8μg/ml、至少0.9μg/ml、至少1.0μg/ml、至少1.1μg/ml、至少1.2μg/ml、至少1.3μg/ml、至少1.4μg/ml或至少1.5μg/ml)的浓度(例如，治疗浓度)下在外周靶组织中检测到蛋白质产品。
[0563]
已经证明，可以通过气管内施用化合物的液体悬浮液和吸入由液体喷雾器产生的气溶胶雾或使用干粉设备(如美国专利5,780,014中所描述的设备，所述美国专利通过引用并入本文)将核酸递送到肺。
[0564]
在某些实施例中，可以调配本发明的化合物，使得其可以在向受试者施用之前或之后作为颗粒液体或固体被雾化或以其它方式递送。此类化合物可以在用于施用此类固体或液体颗粒组合物(例如，雾化水性溶液或悬浮液)的一种或多种适合的装置的帮助下施用，以产生易于被受试者呼吸或吸入的颗粒。在一些实施例中，此类装置(例如，定量剂量吸入器、喷射雾化器、超声雾化器、干粉吸入器、基于推进剂的吸入器或吹入器)有助于向受试者施用预定质量、体积或剂量的组合物(例如，每剂量约0.5mg/kg的mrna)。例如，在某些实施例中，使用定量吸入器向受试者施用本发明的化合物，所述吸入器含有包括所述化合物和适合的推进剂的悬浮液或溶液。在某些实施例中，本发明的化合物可以调配成用于吸入的颗粒粉末(例如，可吸入的干颗粒)。在某些实施例中，调配成可吸入颗粒的本发明的组合物具有适当的大小，使得其可以被受试者吸入或使用适合的装置(例如，平均d50或d90粒径小于约500μm、400μm、300μm、250μm、200μm、150μm、100μm、75μm、50μm、25μm、20μm、15μm、12.5μm、10μm、5μm、2.5μm或更小)递送。在又其它实施例中，本发明的化合物被调配成包含一种或多种肺部表面活性剂(例如，板层体)。在一些实施例中，向受试者施用本发明的化合物，使得在单剂量中施用的浓度为至少0.05mg/kg、至少0.1mg/kg、至少0.5mg/kg、至少1.0mg/kg、至少2.0mg/kg、至少3.0mg/kg、至少4.0mg/kg、至少5.0mg/kg、至少6.0mg/kg、至少7.0mg/kg、至少8.0mg/kg、至少9.0mg/kg、至少10mg/kg、至少15mg/kg、至少20mg/kg、至少25mg/kg、至少30mg/kg、至少35mg/kg、至少40mg/kg、至少45mg/kg、至少50mg/kg、至少55mg/kg、至少60mg/kg、至少65mg/kg、至少70mg/kg、至少75mg/kg、至少80mg/kg、至少85mg/kg、至少90mg/kg、至少95mg/kg或至少100mg/kg体重。在一些实施例中，向受试者施用本发明的化合物，使得在一个或多个剂量中施用总量至少0.1mg、至少0.5mg、至少1.0mg、至少2.0mg、至少3.0mg、至少4.0mg、至少5.0mg、至少6.0mg、至少7.0mg、至少8.0mg、至少9.0mg、至少10mg、至少15mg、至少20mg、至少25mg、至少30mg、至少35mg、至少40mg、至少45mg、至少50mg、至少55mg、至少60mg、至少65mg、至少70mg、至少75mg、至少80mg、至少85mg、至少90mg、至少95mg或至少100mg的mrna。
[0565]
实例
[0566]
尽管已经根据某些实施例具体描述了本发明的某些化合物、组合物和方法，但以下实施例仅用于说明本发明的化合物，而不旨在对其进行限制。
[0567]
香草酸脂质的合成方案
[0568][0569]
3-(二甲氨基)丙基4-羟基-3-甲氧基苯甲酸酯(3)的合成
[0570][0571]
在0℃下向香草酸1(1.0g，5.9mmol)于25ml二氯甲烷的悬浮液中添加草酰氯(2.0ml，23.8mmol)，然后添加二甲基甲酰胺(1滴)，并且将所得混合物在此温度下搅拌2小时。将反应混合物蒸发到干燥，并且将残余物溶解于20ml二氯甲烷中。冷却到0℃后，缓慢添加3-(二甲氨基)丙-1-醇2(0.7ml，5.9mmol)，并且将反应混合物在室温下搅拌过夜。将沉淀物过滤，以产生呈白色固体的4-羟基-3-甲氧基苯甲酸3-(二甲氨基)丙酯3(1.18g，79％)。
[0572]
4-((4-(双(2-((叔丁基二甲基硅基)氧基)十二烷基)氨基)丁酰基)氧基)-3-甲氧基苯甲酸3-(二甲氨基)丙酯(4)的合成
[0573][0574]
在0℃下向4-(双(2-((叔丁基二甲基硅基)氧基)十二烷基)氨基)丁酸aim-3-e12(1.0g，1.43mmol)于20ml二氯甲烷的溶液中添加草酰氯(0.15ml，1.72mmol)，然后添加二甲
基甲酰胺(1滴)，并且将混合物在0℃下搅拌2小时。将反应混合物蒸发到干燥，并且将残余物溶解于20ml二氯甲烷中。冷却到0℃后，添加4-羟基-3-甲氧基苯甲酸3-(二甲氨基)丙酯3(0.18g，0.7mmol)，然后添加吡啶(0.4ml,4.9mmol)，并且将反应混合物在室温下搅拌过夜。添加冰以淬灭反应，并且将有机层用盐水洗涤，用无水硫酸钠干燥。过滤和浓缩后，将粗产物通过快速色谱法纯化，以得到呈淡黄色油的4-((4-(双(2-((叔丁基二甲基硅基)氧基)十二烷基)氨基)丁酰基)氧基)-3-甲氧基苯甲酸3-(二甲氨基)丙酯4(330mg，50％)。
[0575]
4-((4-(双(2-羟基十二烷基)氨基)丁酰基)氧基)-3-甲氧基苯甲酸3-(二甲氨基)丙酯(va-3-e12-dmapr)的合成
[0576][0577]
在0℃下向4-((4-(双(2-((叔丁基二甲基硅基)氧基)十二烷基)氨基)丁酰基)氧基)-3-甲氧基苯甲酸3-(二甲氨基)丙酯4(330mg，0.35mmol)于10ml四氢呋喃的溶液中逐滴添加含氢氟酸的吡啶(70％，2.5ml)，并且将混合物在室温下搅拌过夜。添加饱和碳酸氢钠溶液到ph＝7-8，并且将混合物用乙酸乙酯萃取。将有机层用盐水洗涤，用无水硫酸钠干燥。过滤和浓缩后，将粗产物经反相柱色谱法(c18：5-95％ mecn/水/0.1％ tfa)纯化，以得到呈tfa盐的4-((4-(双(2-羟基十二烷基)氨基)丁酰基)氧基)-3-甲氧基苯甲酸3-(二甲基氨基)丙酯(120mg，48％)。将此化合物储存在2-丁醇中以防止分解。
[0578]
所有其它脂质均按照代表性程序以类似产率制备。
[0579]
丁香酸脂质的合成方案
[0580][0581]
3-(二甲氨基)丙基4-羟基-3,5-二甲氧基苯甲酸酯(6)的合成
[0582][0583]
在0℃下向丁香酸5(7.5g，0.04摩尔)于100ml二氯甲烷的悬浮液中添加草酰氯(12.8ml，0.15摩尔)，然后添加二甲基甲酰胺(5滴)，并且将所得混合物在此温度下搅拌2小时。将反应混合物蒸发到干燥，并且将残余物溶解于100ml二氯甲烷中。冷却到0℃后，缓慢添加3-(二甲氨基)丙-1-醇2(4.5ml，40mmol)，并且将反应混合物在室温下搅拌过夜。将沉淀物过滤，以产生呈白色固体的4-羟基-3,5-二甲氧基苯甲酸3-(二甲氨基)丙酯6(6.2g，58％)。
[0584]
4-((4-(双(2-((叔丁基二甲基硅基)氧基)十二烷基)氨基)丁酰基)氧基)-3,5-二甲氧基苯甲酸3-(二甲氨基)丙酯(7)的合成
[0585][0586]
在0℃下向4-(双(2-((叔丁基二甲基硅基)氧基)十二烷基)氨基)丁酸aim-3-e12(0.99g，1.41mmol)于20ml二氯甲烷的溶液中添加草酰氯(0.15ml，1.72mmol)，然后添加二甲基甲酰胺(1滴)，并且将混合物在0℃下搅拌2小时。将反应混合物蒸发到干燥，并且将残
余物溶解于20ml二氯甲烷中。冷却到0℃后，添加4-羟基-3,5-二甲氧基苯甲酸3-(二甲氨基)丙酯6(0.2g，0.7mmol)，然后添加吡啶(0.35ml,4.34mmol)，并且将反应混合物在室温下搅拌过夜。添加冰以淬灭反应，并且将有机层用盐水洗涤，用无水硫酸钠干燥。过滤和浓缩后，将粗产物通过快速色谱法纯化，以得到呈淡黄色油的4-((4-(双(2-((叔丁基二甲基硅基)氧基)十二烷基)氨基)丁酰基)氧基)-3,5-二甲氧基苯甲酸3-(二甲氨基)丙酯7(380mg，50％)。
[0587]
4-((4-(双(2-羟基十二烷基)氨基)丁酰基)氧基)-3,5-二甲氧基苯甲酸3-(二甲氨基)丙酯(sa-3-e12-dmapr)的合成
[0588][0589]
在0℃下向4-((4-(双(2-((叔丁基二甲基硅基)氧基)十二烷基)氨基)丁酰基)氧基)-3,5-二甲氧基苯甲酸3-(二甲氨基)丙酯7(380mg，0.39mmol)于10ml四氢呋喃的溶液中逐滴添加含氢氟酸的吡啶(70％，2.5ml)，并且将混合物在室温下搅拌过夜。添加饱和碳酸氢钠溶液到ph＝7-8，并且将混合物用乙酸乙酯萃取。将有机层用盐水洗涤，用无水硫酸钠干燥。过滤和浓缩后，将粗产物经反相柱色谱法(c18：5-95％ mecn/水/0.1％ tfa)纯化，以得到呈tfa盐的4-((4-(双(2-羟基十二烷基)氨基)丁酰基)氧基)-3,5-二甲氧基苯甲酸3-(二甲基氨基)丙酯(94mg，32％)。
[0590]
所有其它脂质均按照代表性程序以类似产率制备。
[0591]
芥子酸脂质的合成方案
[0592]
[0593]
(e)-3-(4-羟基-3,5-二甲氧基苯基)丙烯酸3-(二甲氨基)丙酯(9)的合成
[0594][0595]
在0℃下向芥子酸8(5g，22mmol)于100ml二氯甲烷的悬浮液中添加草酰氯(7.5ml，90mmol)，然后添加二甲基甲酰胺(5滴)，并且将所得混合物在此温度下搅拌2小时。将反应混合物蒸发到干燥，并且将残余物溶解于100ml二氯甲烷中。冷却到0℃后，缓慢添加3-(二甲氨基)丙-1-醇2(2.64ml，22mmol)，并且将反应混合物在室温下搅拌过夜。将沉淀物过滤，以产生呈淡黄色固体的(e)-3-(4-羟基-3,5-二甲氧基苯基)丙烯酸3-(二甲氨基)丙酯9(2.66g，39％)。
[0596]
4-(双(2-((叔丁基二甲基硅基)氧基)十二烷基)氨基)丁酸(e)-4-(3-(3-(二甲基氨基)丙氧基)-3-氧代丙基-1-烯-1-基)-2,6-二甲氧基苯酯(10)的合成
[0597][0598]
在0℃下向4-(双(2-((叔丁基二甲基硅基)氧基)十二烷基)氨基)丁酸aim-3-e12(1.8g，2.59mmol)于20ml二氯甲烷的溶液中添加草酰氯(0.3ml，3.09mmol)，然后添加二甲基甲酰胺(1滴)，并且将混合物在0℃下搅拌2小时。将反应混合物蒸发到干燥，并且将残余物溶解于20ml二氯甲烷中。冷却到0℃后，添加(e)-3-(4-羟基-3,5-二甲氧基苯基)丙烯酸3-(二甲氨基)丙酯9(0.4g，1.29mmol)，然后添加吡啶(0.62ml,7.7mmol)，并且将反应混合物在室温下搅拌过夜。添加冰以淬灭反应，并且将有机层用盐水洗涤，用无水硫酸钠干燥。过滤和浓缩后，将粗产物通过快速色谱法纯化，以得到成淡黄色油的4-(双(2-((叔丁基二甲基硅基)氧基)十二烷基)氨基)丁酸(e)-4-(3-(3-(二甲基氨基)丙氧基)-3-氧代丙基-1-烯-1-基)-2,6-二甲氧基苯酯10(540mg，42％)。
[0599]
4-(双(2-羟基十二烷基)氨基)丁酸(e)-4-(3-(3-(二甲基氨基)丙氧基)-3-氧代丙基-1-烯-1-基)-2,6-二甲氧基苯基酯(si-3-e12-dmapr)的合成
[0600][0601]
在0℃下向4-(双(2-((叔丁基二甲基硅基)氧基)十二烷基)氨基)丁酸(e)-4-(3-(3-(二甲基氨基)丙氧基)-3-氧代丙基-1-烯-1-基)-2,6-二甲氧基苯酯10(540mg，0.55mmol)于10ml四氢呋喃的溶液中逐滴添加含氢氟酸的吡啶(70％，2.5ml)，并且将混合物在室温下搅拌过夜。添加饱和碳酸氢钠溶液到ph＝7-8，并且将混合物用乙酸乙酯萃取。将有机层用盐水洗涤，用无水硫酸钠干燥。过滤和浓缩后，将粗产物经反相柱色谱法(c18：
5-95％ mecn/水/0.1％tfa)纯化，以得到呈tfa盐的4-(双(2-羟基十二烷基)氨基)丁酸(e)-4-(3-(3-(二甲基氨基)丙氧基)-3-氧代丙基-1-烯-1-基)-2,6-二甲氧基苯基酯(330mg，80％)。
[0602]
所有其它脂质均按照代表性程序以类似产率制备。
[0603]
酚酸脂质的合成方案a
[0604][0605]
合成方案a中的中间体(3a)的合成：
[0606][0607]
在0℃下向(1)(2.00g，2.86mmol)于无水ch2cl2(10ml)中的溶液中逐滴添加草酰氯(0.98ml，4.0当量)滴加，然后将反应混合物缓慢升温到室温并搅拌2小时。在减压下去除过量的溶剂和草酰氯，然后将剩余的残余物重新溶解于无水ch2cl2(30ml)中。在0℃下向搅拌的酰氯溶液中添加(2a)(555mg，1.0当量)、dmap(349mg，1.0当量)，并且然后添加三乙胺(3.18ml，8.0当量)。将反应混合物缓慢温热至室温，并且然后在相同温度下搅拌16小时。16小时后，将反应混合物用ch2cl2稀释并用饱和nahco
3(溶液)
溶液洗涤。将分离的有机层用盐水洗涤，经na2so4干燥，并在减压下浓缩，以得到粗产物材料。首先将粗产物材料使用含50％ etoac的己烷纯化，然后使用含15％ etoac的ch2cl2再纯化，以获得呈粘性油的(3a)(623mg，25％)。ms(esi )计算的c
50h93
no7si2，[m h]

＝876.65，观察值＝876.6。
[0608]
合成方案a中的中间体(3b)的合成：
[0609][0610]
使用(2b)遵循(3a)的程序以提供呈粘性油的(3b)(557mg，23％)。ms(esi )计算的c
49h91
no6si2，[m h]

＝846.64，观察值＝846.6。
[0611]
合成方案a中的中间体(5a)的合成：
[0612][0613]
在室温下向(3a)(308mg，0.351mmol)于无水ch2cl2(3ml)中的溶液中添加草酰氯(0.15ml，5.0当量)，并且在相同的温度下搅拌2小时。在减压下去除过量的溶剂和草酰氯，然后将剩余的残余物重新溶解于无水ch2cl2(3ml)中。在0℃下向搅拌的酰氯溶液中添加3-二甲氨基丙醇(4)(109mg，3当量)，然后添加三乙胺(0.10ml，2.0当量)。将反应混合物缓慢温热至室温，并且然后在相同温度下搅拌16小时。在通过ms监测反应完成后，将反应混合物在减压下浓缩到干燥，并使用含0-10％ meoh的ch2cl2纯化，以获得呈粘性油的(5a)(204mg，60％)。ms(esi )计算的c
55h104
n2o7si2，[m h]

＝961.74，观察值＝961.7。
[0614]
合成方案a中的中间体(5b)的合成：
[0615][0616]
使用(3b)遵循(5a)的程序以提供呈粘性油的(5b)(248mg，90％)。ms(esi )计算的c
54h102
n2o6si2，[m h]

＝931.73，观察值＝931.7。
[0617]
合成方案a中的tbl-0731化合物355(6a)的合成：
[0618][0619]
在0℃下向(5a)(204mg，0.212mmol)于无水thf(3ml)中的搅拌的溶液中逐滴添加含70％氟化氢的吡啶(1.09ml，197当量)，然后缓慢升温到室温。将反应混合物在室温下搅拌16小时。通过ms监测反应完成后，将反应混合物冷却到0℃并通过分批添加固体nahco3淬灭。在气体形成最小化后，将所得混合物用etoac稀释并用饱和nahco
3(水溶液)
溶液中和。将分离的有机层用盐水洗涤，经na2so4干燥，并在减压下浓缩，以得到粗产物材料。将粗产物材料使用含0-20％ meoh的ch2cl2纯化，以获得呈粘性油的tbl-0731(6a)(132mg，85％)。ms(esi
)计算的c
43h76
n2o7，[m h]

＝733.57，观察值＝733.5。1h nmr(500mhz,cdcl3)δ7.64(d,j＝15.9hz,1h),7.14
–
7.08(m,2h),7.05(d,j＝8.1,3.5hz,1h),6.37(d,j＝16.0hz,1h),4.27(t,j＝6.4hz,2h),3.86(s,3h),3.72
–
3.63(m,2h),2.78
–
2.70(m,2h),2.67
–
2.47(m,6h),2.46
–
2.40(m,2h),2.36(s,6h),2.02
–
1.90(m,4h),1.49
–
1.35(m,4h),1.34
–
1.15(m,32h),0.87(t,j＝6.9hz,6h).
[0620]
合成方案a中的tbl-0750化合物467(6b)的合成：
[0621][0622]
使用(5b)遵循(6a)的程序以提供呈粘性油的tbl-0750(6b)(153mg，82％)。ms(esi )计算的c
42h74
n2o6，[m h]

＝703.55，观察值＝703.6。1h nmr(400mhz,cdcl3)δ7.66(d,j＝16.0hz,1h),7.53(d,j＝8.7,1.3hz,2h),7.12(d,j＝8.6,1.5hz,2h),6.38(d,j＝16.0,0.9hz,1h),4.26(t,j＝6.4hz,2h),3.70
–
3.63(m,2h),2.73
–
2.64(m,2h),2.64
–
2.46(m,6h),2.45
–
2.40(m,2h),2.34(s,6h),1.99
–
1.88(m,4h),1.43
–
1.34(m,4h),1.31
–
1.21(m,32h),0.87(t,j＝6.8hz,6h).
[0623]
酚酸脂质的合成方案b
[0624][0625]
合成方案b中的中间体(3)的合成：
[0626][0627]
向酸中间体(1)(4.58g)于ch2cl2(30ml，无水)中的溶液中添加草酰氯(1.04ml，2当量)并在室温下搅拌2小时。在减压下去除所有挥发物并将剩余的残余物重新溶解于ch2cl2(30ml，无水)中。然后向此溶液中添加丁香酸(2)(1.32g，1.1当量)，然后添加吡啶(2.93ml，6当量)，并将所得混合物在室温下搅拌过夜。搅拌过夜后，在减压下去除溶剂，并且将剩余的残余物用最少的ch2cl2溶解，然后用100％ etoac作为洗脱剂通过短硅胶塞过滤。将澄清的滤液浓缩到干燥以提供粗产物材料，将所述粗产物材料使用10-100％ etoac/己烷梯度经10cv在mplc上纯化，以提供酸产物(3)(3.70g，78％)。ms(esi )计算的c
53h101
no8si2，[m h]

＝936.7，观察值＝936.7。
[0628]
合成方案b中的中间体(5a)的合成：
[0629][0630]
向苯甲酸(3)(400mg)于ch2cl2(4ml，无水)中的溶液中添加草酰氯(0.18ml，5当量)并在室温下搅拌2小时。在减压下去除所有挥发物并将剩余的残余物重新溶解于ch2cl2(3ml，无水)中。将所得溶液用冰浴冷却，并且然后添加2-氨基乙醇(4a)(76mg)于ch2cl2(1ml)中的溶液。将反应混合物温热到室温并在相同温度下搅拌16小时。在通过lc-ms监测起始材料完全消耗后，将反应混合物浓缩到干燥，并使用0-20％meoh/ch2cl2梯度经12cv在mplc上纯化粗产物材料，以提供呈粘性油的(5a)(225mg，52％)。ms(esi )计算的c
57h110
n2o8si2，[m h]

＝1007.8，观察值＝1007.6。
[0631]
合成方案b中的中间体(5b)的合成：
[0632][0633]
使用4-氨基丁醇(4b)遵循合成(5a)的程序以提供产物呈粘性油的(5b)(360mg，81％)。ms(esi )计算的c
59h114
n2o8si2，[m h]

＝1035.8，观察值＝1035.6。
[0634]
合成方案b中的中间体(5c)的合成：
[0635][0636]
使用中间体(3)(500mg)和3-吗啉代丙醇(4c)遵循(5a)的合成程序，以提供产物
(5c)(350mg，62％)。ms(esi )计算的c
60h114
n2o9si2，[m h]

＝1063.8，观察值＝1063.6。
[0637]
合成方案b中的中间体(5d)的合成：
[0638][0639]
使用中间体(3)(500mg)和2-吡啶甲醇(4d)遵循(5a)的合成程序，以提供产物(5d)(237mg，43％)。ms(esi )计算的c
60h108
n2o8si2，[m h]

＝1041.8，观察值＝1041.6。
[0640]
合成方案b中的中间体(5e)的合成：
[0641][0642]
使用中间体(3)(843mg)和4-甲基哌嗪乙醇(4e)遵循5a的合成程序，以提供产物(5e)(346mg，36％)。ms(esi )计算的c
60h115
n3o8si2，[m h]

＝1062.8，观察值＝1062.7。
[0643]
合成方案b中的tbl-0507化合物48(6a)的合成：
[0644][0645]
向塑料聚合物闪烁瓶(非玻璃)内的tbs保护的中间体(5a)(225mg)于thf(3ml，无水)中的搅拌溶液中逐滴添加三乙胺(0.16ml，5当量)，然后逐滴添加三乙胺-3hf(0.36ml，10当量)逐滴。将反应混合物在50℃下搅拌过夜。通过在etoac与nahco
3(水溶液)
层之间悬浮两滴反应混合物来监测反应并分析有机层(tlc或lc-ms)。一旦起始材料被消耗，将过量的hf和挥发物通过在通风橱内用n2气体吹除而去除，并且将剩余的材料用etoac稀释并用饱和nahco3水溶液中和(用ph试纸检查)。将分离的有机层用盐水洗涤，用na2so4干燥，并在减压下浓缩，以提供粗产物材料。将粗产物材料使用0-40％ meoh/ch2cl2梯度经10cv在mplc上纯化，以提供tbl-0507(6a)(90mg，52％)。ms(esi )计算的c
45h82
n2o8，[m h]

＝779.6，观察值＝779.5。
[0646]
合成方案b中的tbl-0508化合物49(6b)的合成：
[0647][0648]
使用tbs保护的中间体(5b)(360mg)遵循(6a)的程序，以提供tbl-0508(6b)(71mg，25％)。ms(esi )计算的c
47h86
n2o8，[m h]

＝807.6，观察值＝807.5。
[0649]
合成方案b中的tbl-0517化合物562(6c)的合成：
[0650][0651]
使用tbs保护的中间体(5c)(350mg)遵循(6a)的程序，并用0-10％meoh/ch2cl2梯度纯化，以提供tbl-0517(6c)(164mg，60％)。ms(esi )计算的c
48h86
n2o9，[m h]

＝835.6，观察值＝835.5。
[0652]
合成方案b中的tbl-0518化合物563(6d)的合成：
[0653][0654]
使用tbs保护的中间体(5d)(237mg)遵循(6a)的程序，并用0-10％meoh/ch2cl2梯度纯化，以提供tbl-0518(6d)(111mg，60％)。ms(esi )计算的c
48h80
n2o8，[m h]

＝813.6，观察值＝813.5。
[0655]
合成方案b中的tbl-0535化合物564(6e)的合成：
[0656][0657]
使用tbs保护的中间体(5e)(346mg)遵循(6a)的程序，并用0-20％meoh/ch2cl2梯度纯化，以提供tbl-0535(6e)(88mg，32％)。ms(esi )计算的c
48h87
n3o8，[m h]

＝834.6，观察值＝834.6。
[0658]
酚酸脂质的合成方案c
[0659][0660]
合成方案c中的中间体(9a)的合成：
[0661][0662]
向含有氨基酸(7)(500mg)和丙烯酸十二烷基酯(8a)(2.91g，2.5当量)的烧瓶中添加异丙醇(5ml)和三乙胺(1.35ml，2当量)。将所得混合物在90℃下加热3小时。通过ms监测反应完成后，将反应混合物冷却到室温并在减压下浓缩。将剩余的材料使用0-12％ meoh/ch2cl2在mplc上纯化，以提供产物(9a)(987mg，35％)。ms(esi )计算的c
34h65
no6，[m h]

＝584.5，观察值＝584.5。
[0663]
合成方案c中的中间体(9b)的合成：
[0664][0665]
使用氨基酸(7)(1.00g)、丙烯酸十四烷基酯(8b)(6.51g，2.5当量)、异丙醇(10ml)和三乙胺(2.70ml，2当量)遵循(9a)的程序，以提供产物(9b)(1.80g，29％)。ms(esi )计算的c
38h73
no6，[m h]

＝640.5，观察值＝640.5。
[0666]
合成方案c中的tbl-0484化合物565(11a)的合成：
[0667][0668]
在室温下向中间体(9a)(300mg)于无水ch2cl2(3ml)中的溶液中逐滴添加草酰氯(1.0ml，23当量)，并且在相同的温度下搅拌2小时。在减压下去除过量的溶剂和草酰氯，然后将剩余的残余物重新溶解于无水ch2cl2(3ml)中。在室温下向搅拌的酰氯溶液中添加酚酸(10)(146mg，1.0当量)和吡啶(0.21ml，5当量)，然后在相同的温度下搅拌16小时。通过ms监测反应完成之后，将反应混合物在减压下浓缩。将剩余的粗产物材料使用0-10％ meoh/ch2cl2在mplc上纯化，以提供产物tbl-0484(11a)(90mg，21％)。ms(esi )计算的c
48h84
n2o
10
，[m h]

＝849.6，观察值＝849.5。
[0669]
合成方案c中的tbl-0485化合物566(11b)的合成：
[0670][0671]
使用中间体(9b)(300mg)遵循(11a)的程序，以提供tbl-0485(11b)(80mg，19％)。ms(esi )计算的c
52h92
n2o
10
，[m h]

＝905.7，观察值＝905.6。
[0672]
实例1：脂质纳米颗粒调配物
[0673]
根据本领域已知的方法，本文所述的阳离子脂质可用于制备脂质纳米颗粒。例如，合适的方法包括在国际公开no.wo 2018/089801中描述的方法，该文献全文以引用方式并入本文。
[0674]
脂质纳米颗粒调配物的一种示例性方法是wo 2018/089801的方法a(参见例如，wo 2018/089801的实施例1和图1)。方法a(“a”)涉及通过将mrna与脂质混合物混合而无需首先将脂质预形成为脂质纳米颗粒来包封mrna的常规方法。在示例性方法中，分别制备了乙醇脂质溶液和mrna的缓冲水溶液。通过将脂质溶解于乙醇中来制备脂质混合物(阳离子脂质、辅助脂质、两性离子脂质、peg脂质等)的溶液。通过将mrna溶解于柠檬酸盐缓冲液中来制备mrna溶液。然后在混合之前将混合物都加热至65℃。然后，使用泵系统将两种溶液混合。在某些情况下，使用齿轮泵系统将两种溶液混合。在某些实施例中，使用
‘
t’汇流(或“y”汇流)将两种溶液混合。然后通过tff方法渗滤纯化混合物。将所得调配物浓缩并在2-8℃下储存，直至进一步使用。
[0675]
用于脂质纳米颗粒调配物的第二示例性方法是wo 2018/089801的方法b(参见例如，wo 2018/089801的实施例2和图2)。方法b(“b”)是指通过将预成形的脂质纳米颗粒与mrna混合来包封信使rna(mrna)的过程。在方法b中可以使用一系列不同的条件，诸如变化的温度(即加热或不加热混合物)、缓冲剂和浓度。在示例性方法中，使用泵系统将溶解于乙醇和柠檬酸盐缓冲液中的脂质混合。两股流的瞬时混合导致空脂质纳米颗粒的形成，这是
一个自组装过程。所得调配物混合物为含有醇的柠檬酸盐缓冲液中的空脂质纳米颗粒。然后使调配物经历tff纯化过程，其中发生了缓冲液交换。然后使用泵系统将所得的预成形空脂质纳米颗粒的悬浮液与mrna混合。对于某些阳离子脂质，混合后加热溶液导致更高百分比的含有mrna的脂质纳米颗粒和更高的mrna总产量。
[0676]
通过方法a或b制备表5的脂质纳米颗粒调配物。每种调配物包括表5中列出的mol％比率的编码萤火虫萤光素酶蛋白的mrna(ffl mrna)和脂质(阳离子脂质：dmg-peg2000；胆固醇：dope)。
[0677]
表5.用于气管内施用的示例性脂质纳米颗粒制剂
[0678][0679][0680]
通过气管内施用递送ffl mrna
[0681]
通过借助于进行的单次气管内气溶胶施用来向麻醉状态的雄性cd1小鼠(6-8周龄)施用表5中的包括ffl mrna的脂质纳米颗粒调配物(50ul/动物)。在给药后约24小时，通过以2.5ml/kg腹膜内注射向动物给予150mg/kg(60mg/ml)的荧光素。5-15分钟后，使用ivis成像系统对所有动物进行成像，以测量肺中的荧光素酶产生。图1示出了基于阳性荧光素酶活性，包括本文所描述的阳离子脂质的脂质纳米颗粒在体内有效递送ffl mrna。
[0682]
带编号的实施例
[0683]
1.一种具有根据式(i)的结构的阳离子脂质：
[0684]
[0685]
其中l1为键、(c
1-c6)烷基或(c
2-c6)烯基；
[0686]
其中x为o或s；
[0687]
其中r1、r2、r3、r4和r5各自独立地选自h、oh、任选取代的(c
1-c6)烷基、任选取代的(c
2-c6)烯基、任选取代的(c
2-c6)炔基、任选取代的(c
1-c6)烷氧基和-oc(o)r'；
[0688]
其中r1、r2、r3、r4或r5中的至少一者为-oc(o)r'；
[0689]
其中r'为
[0690][0691]
其中r6为
[0692][0693]
其中m和p各自独立地为0、1、2、3、4或5；
[0694]
其中r7选自h、任选取代的(c
1-c6)烷基、任选取代的(c
2-c6)烯基、任选取代的(c
2-c6)炔基、任选取代的(c
1-c6)酰基、-(ch2)kra或-(ch2)kch(or
11
)ra；
[0695]
其中r8选自h、任选取代的(c
1-c6)烷基、任选取代的(c
2-c6)烯基、任选取代的(c
2-c6)炔基、任选取代的(c
1-c6)酰基、-(ch2)nrb或-(ch2)nch(or
12
)rb；
[0696]
其中r9选自h、任选取代的(c
1-c6)烷基、任选取代的(c
2-c6)烯基、任选取代的(c
2-c6)炔基、任选取代的(c
1-c6)酰基、-(ch2)qrc或-(ch2)qch(or
13
)rc；
[0697]
其中r
10
选自h、任选取代的(c
1-c6)烷基、任选取代的(c
2-c6)烯基、任选取代的(c
2-c6)炔基、任选取代的(c
1-c6)酰基、-(ch2)rrd或-(ch2)rch(or
14
)rd；
[0698]
其中k、n、q和r各自独立地为1、2、3、4或5；
[0699]
或者其中(i)r7和r8或(ii)r9和r
10
一起形成任选取代的5元或6元杂环烷基或杂芳基，其中所述杂环烷基或杂芳基包括1至3个选自n、o和s的杂原子；
[0700]
其中r
11
、r
12
、r
13
和r
14
各自独立地选自h、甲基、乙基或丙基；
[0701]
其中ra、rb、rc和rd各自独立地选自任选取代的(c
6-c
20
)烷基、任选取代的(c
6-c
20
)烯基、任选取代的(c
6-c
20
)炔基、任选取代的(c
6-c
20
)酰基、任选取代的-oc(o)烷基、任选取代的-oc(o)烯基、任选取代的(c
1-c6)单烷基氨基、任选取代的(c
1-c6)二烷基氨基、任选取代的(c
1-c6)烷氧基、-oh、-nh2；
[0702]
其中r7、r8、r9、r
10
中的至少一者分别包括ra、rb、rc或rd部分，其中所述ra、rb、rc或rd独立地选自任选取代的(c
6-c
20
)烷基、任选取代的(c
6-c
20
)烯基、任选取代的(c
6-c
20
)炔基、任选取代的(c
6-c
20
)酰基、任选取代的-oc(o)(c
6-c
20
)烷基或任选取代的-oc(o)(c
6-c
20
)烯基；
[0703]
或其药学上可接受的盐。
[0704]
2.根据带编号的实施例1所述的阳离子脂质或其药学上可接受的盐，其中任何烷
基、烯基、炔基、酰基、烷氧基、单烷基氨基、二烷基氨基、杂环烷基或杂芳基任选地被一个或多个选自由以下组成的组的取代基取代：(c
1-c6)烷基、(c
2-c6)烯基、(c
2-c6)炔基、(c
1-c6)酰基、(c
1-c6)烷氧基、卤素、-cor、-co2h、-co2r、-cn、-oh、-or、-ocor、-oco2r、-nh2、-nhr、-n(r)2、-sr或-so2r，或者碳原子上的两个孪位氢被基团＝nh取代，其中r的每个实例独立地为c
1-c
10
脂肪族烷基。
[0705]
3.根据前述带编号的实施例中任一项所述的阳离子脂质或其药学上可接受的盐，其中：
[0706]
i)ra和rb相同；和/或
[0707]
ii)rc和rd相同。
[0708]
4.根据带编号的实施例1或2所述的阳离子脂质或其药学上可接受的盐，其中：
[0709]
i)ra和rb不同；和/或
[0710]
ii)rc和rd不同。
[0711]
5.根据带编号的实施例1至3中任一项所述的阳离子脂质或其药学上可接受的盐，其中ra、rb、rc和rd相同。
[0712]
6.根据带编号的实施例1至4中任一项所述的阳离子脂质或其药学上可接受的盐，其中ra、rb、rc和rd中的一者或多者不同。
[0713]
7.根据前述带编号的实施例中任一项所述的阳离子脂质或其药学上可接受的盐，其中x为o。
[0714]
8.根据带编号的实施例1至6中任一项所述的阳离子脂质或其药学上可接受的盐，其中x为s。
[0715]
9.根据前述带编号的实施例中任一项所述的阳离子脂质或其药学上可接受的盐，其中r1、r2、r3、r4和r5中仅有一者为-oc(o)r'。
[0716]
10.根据带编号的实施例9所述的阳离子脂质或其药学上可接受的盐，其中r1、r2、r3、r4或r5都不是oh。
[0717]
11.根据带编号的实施例1至8中任一项所述的阳离子脂质或其药学上可接受的盐，其中r1、r2、r3、r4和r5中的两者为-oc(o)r'。
[0718]
12.根据带编号的实施例11所述的阳离子脂质或其药学上可接受的盐，其中r1、r2、r3、r4或r5都不是oh。
[0719]
13.根据带编号的实施例1至8中任一项所述的阳离子脂质或其药学上可接受的盐，其中r1、r2、r3、r4和r5中的三者为-oc(o)r'。
[0720]
14.根据前述带编号的实施例中任一项所述的阳离子脂质或其药学上可接受的盐，其中r1和/或r5为-oc(o)r'。
[0721]
15.根据前述带编号的实施例中任一项所述的阳离子脂质或其药学上可接受的盐，其中r2和/或r4为-oc(o)r'。
[0722]
16.根据前述带编号的实施例中任一项所述的阳离子脂质或其药学上可接受的盐，其中r3为-oc(o)r'。
[0723]
17.根据前述带编号的实施例中任一项所述的阳离子脂质或其药学上可接受的盐，其中：
[0724]
i)p、q和r相同；或者
[0725]
ii)p、q和r中的一者或多者不同；或者
[0726]
iii)q和r相同，并且p不同。
[0727]
18.根据前述带编号的实施例中任一项所述的阳离子脂质或其药学上可接受的盐，其中：
[0728]
i)k、m和n相同；或者
[0729]
ii)k、m和n中的一者或多者不同；或者
[0730]
iii)k和n相同，并且m不同。
[0731]
19.根据前述带编号的实施例中任一项所述的阳离子脂质或其药学上可接受的盐，其中m为1、2或3。
[0732]
20.根据前述带编号的实施例中任一项所述的阳离子脂质或其药学上可接受的盐，其中p为1、2或3。
[0733]
21.根据前述带编号的实施例中任一项所述的阳离子脂质或其药学上可接受的盐，其中r'为：
[0734][0735]
22.根据带编号的实施例21所述的阳离子脂质或其药学上可接受的盐，其中：
[0736]
i)k、m和n＝1；或者
[0737]
ii)k、m和n＝1，并且r
11
和r
12
＝h；或者
[0738]
iii)k和n＝1，并且m＝2；或者
[0739]
iv)k和n＝1，m＝2，并且r
11
和r
12
＝h；或者
[0740]
v)k和n＝1，并且m＝3；或者
[0741]
vi)k和n＝1，m＝3，并且r
11
和r
12
＝h。
[0742]
23.根据前述带编号的实施例中任一项所述的阳离子脂质或其药学上可接受的盐，其中r6为：
[0743][0744]
24.根据带编号的实施例23所述的阳离子脂质或其药学上可接受的盐，其中：
[0745]
i)p、q和r＝1；或者
[0746]
ii)p、q和r＝1，并且r
13
和r
14
为h；或者
[0747]
iii)q和r＝1，并且p＝2；或者
[0748]
iv)q和r＝1，p＝2，并且r
13
和r
14
为h。
[0749]
25.根据带编号的实施例1至22中任一项所述的阳离子脂质或其药学上可接受的盐，其中r6选自由以下组成的组：
[0750][0751]
26.根据带编号的实施例25所述的阳离子脂质或其药学上可接受的盐，其中r6为：
[0752][0753]
27.根据前述带编号的实施例中任一项所述的阳离子脂质，其具有根据式(ii)的结构：
[0754][0755]
或其药学上可接受的盐。
[0756]
28.根据带编号的实施例27所述的阳离子脂质，其具有根据式(iia)的结构：
[0757][0758]
或其药学上可接受的盐。
[0759]
29.根据带编号的实施例28所述的阳离子脂质，其具有根据式(iib)、(iic)、(iid)或(iie)之一的结构：
[0760]
[0761][0762]
或其药学上可接受的盐。
[0763]
30.根据带编号的实施例27所述的阳离子脂质，其具有根据式(iif)的结构：
[0764][0765]
或其药学上可接受的盐。
[0766]
31.根据带编号的实施例27所述的阳离子脂质，其具有根据式(iig)的结构：
[0767][0768]
或其药学上可接受的盐。
[0769]
32.根据带编号的实施例27所述的阳离子脂质，其具有根据式(iih)的结构：
[0770][0771]
其中y和z中的一者为oh，并且另一者为-oc(o)r'，或者其中y和z两者各自独立地为-oc(o)r'，或其药学上可接受的盐。
[0772]
33.根据带编号的实施例1至26中任一项所述的阳离子脂质，其具有根据式(iii)的结构：
[0773]
[0774]
或其药学上可接受的盐。
[0775]
34.根据带编号的实施例33所述的阳离子脂质，其具有根据式(iiia)的结构：
[0776][0777]
或其药学上可接受的盐。
[0778]
35.根据带编号的实施例33或带编号的实施例34所述的阳离子脂质，其具有根据式(iiib)的结构：
[0779][0780]
或其药学上可接受的盐。
[0781]
36.根据带编号的实施例35所述的阳离子脂质，其具有根据式(iiic)的结构：
[0782][0783]
或其药学上可接受的盐。
[0784]
37.根据带编号的实施例33所述的阳离子脂质，其具有根据式(iiid)的结构：
[0785][0786]
或其药学上可接受的盐。
[0787]
38.根据带编号的实施例37所述的阳离子脂质，其具有选自式(iiie)、(iiif)、(iiig)、(iiih)、(iiii)、(iiij)或(iiik)的结构：
[0788]
[0789]
[0790][0791]
或其药学上可接受的盐。
[0792]
39.根据带编号的实施例33所述的阳离子脂质，其具有根据式(iiil)的结构：
[0793][0794]
或其药学上可接受的盐。
[0795]
40.根据带编号的实施例33所述的阳离子脂质，其具有根据式(iv)的结构：
[0796][0797]
其中m选自h、oh、ome或me，或其药学上可接受的盐。
[0798]
41.根据带编号的实施例33所述的阳离子脂质，其具有根据式(vi)、(vii)、(viii)、(ix)或(x)的结构：
[0799]
[0800][0801]
其中y和z中的一者为oh，并且另一者为-oc(o)r'，或者其中y和z两者各自独立地为-oc(o)r'，或其药学上可接受的盐。
[0802]
42.根据带编号的实施例41所述的阳离子脂质或其药学上可接受的盐，其中y和z中的一者为oh并且另一者为-oc(o)r'。
[0803]
43.根据带编号的实施例42所述的阳离子脂质或其药学上可接受的盐，其中y为oh，并且z为-oc(o)r'。
[0804]
44.根据带编号的实施例42所述的阳离子脂质或其药学上可接受的盐，其中y为-oc(o)r'，并且z为oh。
[0805]
45.根据带编号的实施例41所述的阳离子脂质或其药学上可接受的盐，其中y和z两者为-oc(o)r'。
[0806]
46.一种选自表1至8中列出的化合物的化合物或其药学上可接受的盐。
[0807]
47.一种组合物，其包括前述带编号的实施例中任一项所述的阳离子脂质、一种或多种非阳离子脂质、一种或多种基于胆固醇的脂质和一种或多种peg修饰的脂质。
[0808]
48.根据带编号的实施例47所述的组合物，其中所述组合物是脂质纳米颗粒，任选地是脂质体。
[0809]
49.根据带编号的实施例48所述的组合物，其中所述一种或多种阳离子脂质构成所述脂质纳米颗粒的约30mol％-60mol％。
[0810]
50.根据带编号的实施例48或49中任一项所述的组合物，其中所述一种或多种非
阳离子脂质构成所述脂质纳米颗粒的10mol％-50mol％。
[0811]
51.根据带编号的实施例48至50中任一项所述的组合物，其中所述一种或多种peg修饰的脂质构成所述脂质纳米颗粒的1mol％-10mol％。
[0812]
52.根据带编号的实施例48至51中任一项所述的组合物，其中所述基于胆固醇的脂质构成所述脂质纳米颗粒的10mol％-50mol％。
[0813]
53.根据带编号的实施例48至52中任一项所述的组合物，所述脂质纳米颗粒包封核酸，任选地是编码肽或蛋白质的mrna。
[0814]
54.根据带编号的实施例48至52中任一项所述的组合物，其中所述脂质纳米颗粒包封编码肽或蛋白质的mrna。
[0815]
55.根据带编号的实施例54所述的组合物，其中所述脂质纳米颗粒对mrna的包封百分比为至少70％。
[0816]
56.根据带编号的实施例54所述的组合物，其中所述脂质纳米颗粒对mrna的包封百分比为至少75％。
[0817]
57.根据带编号的实施例54所述的组合物，其中所述脂质纳米颗粒对mrna的包封百分比为至少80％。
[0818]
58.根据带编号的实施例54所述的组合物，其中所述脂质纳米颗粒对mrna的包封百分比为至少85％。
[0819]
59.根据带编号的实施例54所述的组合物，其中所述脂质纳米颗粒对mrna的包封百分比为至少90％。
[0820]
60.根据带编号的实施例54所述的组合物，其中所述脂质纳米颗粒对mrna的包封百分比为至少95％。
[0821]
61.根据带编号的实施例54至60中任一项所述的组合物，其用于进行治疗。
[0822]
62.根据带编号的实施例54至60中任一项所述的组合物，其用于治疗或预防适于通过由mrna编码的肽或蛋白质来治疗或预防的疾病的方法，任选地其中所述疾病是：(a)蛋白质缺乏，任选地其中所述蛋白质缺乏影响肝、肺、脑或肌肉；(b)自身免疫性疾病；(c)传染病；或(d)癌症。
[0823]
63.根据带编号的实施例61或62所述的供使用的组合物，其中所述组合物静脉内、鞘内或肌肉内施用，或者通过肺部递送，任选地通过雾化施用。
[0824]
64.一种用于治疗或预防疾病的方法，其中所述方法包括向有需要的受试者施用带编号的实施例54至60中任一项所述的组合物，并且其中所述疾病适于通过由mrna编码的肽或蛋白质来治疗或预防，任选地其中所述疾病是：(a)蛋白质缺乏，任选地其中所述蛋白质缺乏影响肝、肺、脑或肌肉；(b)自身免疫性疾病；(c)传染病；或(d)癌症。
[0825]
65.根据带编号的实施例64所述的方法，其中所述组合物静脉内、鞘内或肌肉内施用，或者通过肺部递送，任选地通过雾化施用。