CN105934257A - 用于含氮和羟基的药物的生物可逆引入基团 - Google Patents

Abstract

本公开是下式可用于含氮或羟基的药物或药物活性物质形成前药的引入基团：和包含前药的药物组合物。

Description

用于含氮和羟基的药物的生物可逆引入基团

发明背景

前药是经过化学修饰的药物活性物质，必须经过体内转化才能够产生药理学或治疗作用。前药开发已经成为改善药物活性物质的物化、药代动力学和/或药效学特性，因此增强药效和/或降低副作用的方法之一。例如，前药提供克服药物制剂和输送的各种障碍，例如水溶性差、物理和/或化学性质不稳定、吸收不足、快速前系统首过代谢、脑部渗透不足、毒性和/或局部刺激的可能性。前药还可以改进药物靶向性和作用时间。

发明详细说明

在一个药物活性物质上结合一个或多个聚合物形成的缀合物具有降低的免疫原性和/或抗原性。由于体循环中降低的肾清除和/或降低的酶降解，缀合物与未缀合的对应物相比，常常有大大延长的体内半衰期。更长半衰期的结果是缀合物不需要频繁给药。此外，仅略微可溶的药物活性物质缀合至水溶性聚合物后表现出水溶性显著增加。低分子量药物连接到大分子载体可以改变药物的药代动力学，并可能实现药物靶向性。

由于其记载的安全性以及被FDA批准局部和内部使用，聚乙二醇(PEG)已经被缀合到活性物质，例如缀合形式的活性物质的施用比未缀合对应物有显著优势。

血清白蛋白和免疫球蛋白(Igs)是占血浆蛋白90％的血清蛋白，有异乎寻常的长循环时间，通常为2-3周，这是由于它们与新生儿Fc受体(FcRn)的特异相互作用。FcRn以pH依赖性的方式与Igs结合，保护Igs不被降解。这个机理已经被用于生产带有Igs的Fc部分的融合蛋白。

尽管有这些成就，将聚合物缀合到活性物质，产生一个商业上相关的药物通常有挑战性。例如，缀合可导致聚合物被附着在或接近活性物质的一个结合位点。因此，这样的缀合物可能由于引入聚合物的位阻效应具有不可接受的低活性。

药物活性物质结合到血浆蛋白使其具有结合的血浆蛋白的循环t_1/2，代价是可能降低的受体结合力。

烷基化和酰化是延长一个药物或药物活性物质体内活动时间的另一种手段。但是，即使在药物上连接一个小的烷基或酰基都可能导致其生物活性显著降低。例如，地特胰岛素([LysB29-14烷,des B30]胰岛素)只保留天然胰岛素15-20％的结合力，临床上需要提高4-5倍剂量。

当活性物质只有很少或没有其它适于结合聚合物的位点时，补救缀合物不可接受的低活性的尝试可能受挫。

Fc或白蛋白融合也有不利因素。FcRn救援主要是防止胞饮作用，而不是肾清除，一些治疗蛋白缀合物可能在再循环过程不稳定。融合蛋白大多在真核细胞培养中表达，导致生产成本高。融合蛋白保留在血管空间，使其难以到大它们的治疗目标。

此外，已观察到PEG化的蛋白造成动物模型肾小管空泡。经肾脏清除PEG化蛋白或它们的代谢物可能会在肾脏蓄积，导致PEG水合物形成，干扰正常肾小球过滤。某些蛋白在重要组织如中枢神经系统(CNS)有靶点。PEG化蛋白可以穿透血脑屏障。可是PEG分子很难在大脑中代谢或者在缀合的蛋白被降解后排泄出来。PEG分子在CNS的长期积累有可能对这些患者造成健康风险。将大分子缀合到设计用于细胞内作用的药物或药物活性物质可以阻碍他们到达它们靶点的能力，因为大分子通常不能轻易穿透细胞膜。因此，需要替代的偶联方法。

我们解决该问题和其他问题的方法之一是将活性物质通过可水解或可切割的接头(引入基团)接到修饰部分，比缀合的活性物质活性更强的药物活性物质或部分可以从中释放。

在某些情况下，期望在一个药物活性物质上通过可水解接头连接相同或不同的修饰部分。在一个药物活性物质上连接多个可水解修饰部分可以用来改善循环，延迟起效，和/或优化药物活性物质的亲水性。例如，药物-修饰部分缀合物的混合物的施用可以确保一些缀合物具有几乎即时的活性(例如只有一个或几个键水解或键是容易水解的)，而其它在多个水解键水解(或键相对更耐水解)的时间延迟基础上才显示活性。药物活性物质或者通过共价键直接连接修饰部分，或者间接通过适当的间隔基团或可水解的接头。间隔基团如β-丙氨酸，γ-氨基丁酸，或γ-谷氨酸可以插入药物活性物质及其缀合的修饰部分之间，从而恢复其部分或全部活性。

在某些实施方案中，本发明的前药可以被构建如下：

现在临床使用的大多数前药需要酶催化才能转化成药物的活性形式。设计在胃肠吸收后在血管中释放母体药物的那些前药尤其如此。已知酶水平在人群中差异很大，通常和人的健康状态相关。另外，酶的活化可能导致母体药物再生的下降。前药的酶激活的局限性可以是明显和显著的，在临床应用中已经观察人之间及个体内差异。

因此，一种替代方法是开发能够通过非酶途径释放母体药物的前药，这种前药的活化不大可能被影响酶活性的人之间和个体内差异影响。

一些适合前药设计的最常见的官能团包括羧酸、羟基、硫醇、胺、酰胺、磷酸基/膦酸酯和羰基。前药的方法在解决带有羧基或羟基的药物的问题时特别有效，主要是由于酯前药设计的广泛的可能性。胺前药设计更具挑战性。N-曼尼希碱、N-羟甲基衍生物和N-酰氧基烷基衍生物已被用作酰胺、亚胺和NH-酸性化合物的前药。磷酰胺、氨基甲酸酯、亚胺、肟、烯胺酮、N-曼尼希碱和酰胺已经被描述为胺的前药。然而，这些胺的前药具有一定的局限性。一些类型的前体药物的高化学反应性或不稳定性排除了液体或固体制剂。

从前药角度看，氨基衍生物如酰胺或氨基甲酸酯和羧酸酯之间的主要区别是酯对水解有更较大的敏感性，以及酰胺和许多其它胺衍生物的通常的化学和酶稳定性。现在仍然缺乏适用于药设计的、具有合适释放动力学的胺屏蔽系统。

酰胺键以其稳定性出名。酰胺键水解通常需要强酸(例如硫酸、盐酸)或强碱(例如氢氧化钠)和高温(例如100℃)。由于酰胺在体内的相对稳定性，通过胺的N-酰化而产生的酰胺前药只有非常有限程度的应用。利用分子内化学催化的优势，酰胺键可以水解和母体胺分子可以在较温和的条件下被释放。例如，2-羟甲基苯甲酰胺在水溶液中进行环化反应，生成苯酞和游离胺。然而，内酯化率在生理pH和温度下过于缓慢。例如，内酯化的pH-速率图在pH 0-10范围是一个尖锐的“U”形曲线，表明在强酸性和强碱性条件下更快的水解速率，但在中性pH附近最慢。在酸性和碱性条件下的高反应性限制了这种反应的应用范围。

本发明人已进行了广泛的努力，通过设计和修改化学结构，调节在生理条件下的反应速率。据发现，当它们在一个适当的骨架结构的特定位置，亲核基团可以与分子内酰胺反应以释放胺。反应速率可以通过选择这个骨架不同位置的空间、吸电子或者供电子取代基来进一步调节。

这种方法对含氮药物有效，特别是包含胺、酰胺、氨基甲酸酯、脲、酰亚胺、或磺酰胺子结构的药物。

同样的方法也适用于带羟基的药物。

本发明公开内容中用于含氮药物的所有方法和引入基团都可以用于含羟基药物。

分子内反应释放有活性的含氮药物不需要酶促发。所公开的引入基团可以通过化学反应与药物的活性部位的氨基或羟基缀合形成酰胺或酯。前药在生理条件下(例如，37℃，pH值7.0-7.6)将被自动转化为生物活性物质，并且不需要另外的试剂。这种化学转化的速度很大程度上决定了体内起效时间和生物作用的持续时间。此外，由于生理条件在人群中通常恒定，前药半衰期(t_1/2)在病人个体内和个体之间的差异很小。通过修改结构，前药的半衰期可以根据临床和制剂要求进行微调。在一个实施方案中，一个引入基团在生理条件下从前药上化学切割的半衰期是至少约30分钟至约720小时。在一个实施方案中，选择引入基团，抑制在哺乳动物血清中发现的酶从前药酶裂解引入基团。

除非另有说明，下列术语的定义适用于整个专利。本文没有定义的术语具有该术语相关文献的普遍理解的含义。本领域技术人员理解，关于含有一个或多个取代基的任何基团，这些基团不打算引入在空间上不实际的、合成上不可行和/或内在不稳定的任何取代基或取代模式。

术语“烷基”特别包括具有任何程度或饱和水平的基团，例如全部是碳-碳单键的基团，具有一个或多个碳-碳双键的基团，具有一个或多个碳-碳三键的基团，和具有混合碳-碳单键、双键和三键的基团。但需要说明具体饱和度水平时，使用术语“烷基”“烯基”和“炔基”。“烷基”本身或作为另一取代基的一部分是指饱和或不饱和的，支链或直链的通过从母体烷烃，烯烃，或炔烃的单个碳原子上除去一个氢原子衍生的一价烃基。烷基的实例包括，但不限于，甲基；乙基如烷乙基，乙烯基，和乙炔基；丙基如丙-1-基，丙-2-基，丙-1-烯-1-基，丙-1-烯-2-基，丙-2-烯-1-基(烯丙基)，丙-1-炔-1-基，丙-2-炔-1-基等；丁基如丁-1-基，丁-2-基，2-甲基-丙-1-基，2-甲基-丙-2-基，丁-1-烯-1-基，丁-1-烯吡啶-2-基，2-甲基-丙-1-烯-1-基，丁-2-烯-1-基，丁-2-烯-2-基，丁-1,3-二烯-1-基，丁-1,3-二烯-2-基，丁-1-炔-1-基，丁-1-炔-3-基，丁-3-炔-1-基等；和类似物。在某些实施方案中，烷基包含1至6个碳原子，在某些实施方案中，1至8个碳原子，在某些实施方案中，1至10个碳原子，在某些实施方案中，1至20个碳原子。

“酰基”本身或作为另一个取代基的一部分是指一个基团-C(O)R⁽³⁰⁾，其中R⁽³⁰⁾是氢、烷基、杂烷基、环烷基、杂环烷基、环烷基烷基、杂环烷基烷基、芳基、杂芳基、芳烷基、或杂芳烷基，可被取代，如本文所定义。酰基的实例包括，但不限于，甲酰基、乙酰基、环己基羰基、环己基甲基羰基、苯甲酰基、苄基羰基，和类似物。

“烷氧基”本身或作为另一取代基的一部分是指基团-OR⁽³¹⁾，其中R⁽³¹⁾是氢、烷基、环烷基、杂烷基、杂环烷基、环烷基烷基、芳基、杂芳基、芳烷基或杂芳烷基，可以被取代，如此文所定义。在一些实施方案中，烷氧基具有1至8个碳原子。烷氧基的实例包括，但不限于甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、环己氧基等等。

“烷氧基羰基”本身或作为另一取代基的一部分是指一个基团-C(O)OR⁽³²⁾，其中R⁽³²⁾表示氢、烷基、环烷基、杂烷基、杂环烷基、环烷基烷基、芳基、杂芳基、芳烷基或杂芳基烷基，可以被取代，如本文所定义。烷氧羰基的实例包括，但不限于，甲氧羰基、乙氧羰基、丙氧羰基和丁氧基羰基，和类似物。

“芳基”本身或作为另一个取代基的一部分是指通过从母体芳族环系统的单个碳原子上除去一个氢原子衍生的一价芳族烃基。芳基包括5元和6元碳环芳环，例如，苯；双环系统，其中至少一个环是碳环的和芳族的，例如，萘，二氢化茚，四氢化萘；和三环系统，其中至少一个环是碳环和芳族的，例如芴。

芳基还包括具有至少一个碳环芳族环稠合到至少一个碳环芳环、环烷基环或杂环烷基环的多环系统。例如，芳基包括稠合到含有一个或多个杂原子、杂原子选自N、O和S的5-7元杂环烷基环的5-6元碳环芳环。.对于这种其中只有一个环是碳环芳族环的稠合的二环系统，连接点可以是碳环芳香环或杂环烷基环。芳基的实例包括，但不限于，从醋蒽烯、苊、醋菲烯、蒽、薁、苯、屈、蔻、荧蒽、芴、并六苯，己芬，hexalene，不对称引达省、对称引达省、二氢化茚、茚，萘，octacene，octaphene，octalene，卵苯，戊-2,4-二烯，并五苯，并环戊二烯，戊芬，苝，非那烯，菲，苉，七曜，芘，皮蒽，玉红省，三亚苯，三萘等衍生的基团。在某些实施方案中，芳基可包括5至20个碳原子，在某些实施方案中，5至12个碳原子。但是芳基不包括或与此处另外定义的杂芳基以任何方式重叠，。因此，如本文定义，一个多环系统，其中一个或多个碳环芳族环稠合到杂环烷基芳族环，是杂芳基，而不是芳基。

“芳烷基”本身或作为另一取代基的一部分是指一个非环状烷基，其中一个碳原子，典型的是一个末端或sp⁽³⁾碳原子，键合的氢原子被一个芳基替换。芳烷基的实例包括，但不限于，苄基，2-苯基乙烷-1-基，2-苯基乙烯-1-基，萘基甲基，2-naphthylethan-1-基，2-萘基，然后-1-基，萘基苄基，2-萘并苯基乙烷-1-基，和类似物。需要指出具体烷基部分地方使用术语芳烷基、芳烯基或芳炔基。

“环烷基烷基”本身或作为另一取代基的一部分是指一个非环状的烷基，其中一个碳原子，典型的是一个末端或sp⁽³⁾碳原子，键合的氢原子被替换为环烷基。需要指出具体烷基部分地方使用术语芳烷基、芳烯基或芳炔基。

“单环”是指一个化合物的一系列原子连接以形成圈或者环。当在例如萘这样的单分子形成一个以上的环时使用术语“多环”。

“卤素”或“卤”是指氟，氯，溴或碘基。

“杂烷基”本身或作为另一取代基的一部分是指其中一个或多个碳原子(以及任何相关的氢原子)独立地被相同或不同的杂原子基团取代的烷基。在一些实施方案中，杂烷基具有1至8个碳原子。杂原子基团的实例包括，但不限于，-O-,-S-,-O-O-,-S-S-,-O-S-,-NR⁽³⁷⁾R⁽³⁸⁾-,＝N-N＝,-N＝N-,-N＝N-NR⁽³⁹⁾R⁽⁴⁰⁾,-PR⁽⁴¹⁾-,-P(O)₍₂₎-,-POR⁽⁴²⁾-,-O-P(O)₍₂₎-,-SO-,-SO₍₂₎-,-SnR⁽⁴³⁾R⁽⁴⁴⁾-和类似物,其中R⁽³⁷⁾,R⁽³⁸⁾,R⁽³⁹⁾,R⁽⁴⁰⁾,R⁽⁴¹⁾,R⁽⁴²⁾,R⁽⁴³⁾,和R⁽⁴⁴⁾独立选自氢，烷基，取代烷基，芳基，取代芳基，芳基烷基，取代的芳基烷基，环烷基，取代环烷基，杂环烷基，取代的杂环烷基，杂烷基，取代的杂烷基，杂芳基，被取代的杂芳基，杂芳基烷基，或取代的杂芳基烷基。需要指出具体饱和度的地方使用术语“芳烷基”、“芳烯基”或“芳炔基”。

“杂芳基”本身或作为另一取代基的一部分是指从母体杂芳环系统的单个原子除去一个氢原子的一价杂芳族基团。杂芳基包括多环系统，具有稠合到至少一个其它环的至少一个芳环，其可以是芳族或非芳族，其中至少一个环原子是杂原子。杂芳包括5-12元芳族的单环(例如5-7元环)，含有一个或多个，例如1至4个，或在某些实施方案中，1至3个选自N、O和S的杂原子，其余的环原子为碳；和含有双环杂环烷基环，含有一个或多个，例如1至4个，或在某些实施方案中，1至3个选自N，O和S的杂原子，而其余环原子为碳并且其中至少一个杂原子存在于芳环。例如，杂芳基包括稠合到5-7元环烷基环的5-7元杂芳环。对于这种稠合的二环杂芳基环系统，其中只有一个环含有一个或多个杂原子，连接点可以是在杂芳族环或环烷基环。在某些实施方案中，当杂芳基中N，S和O原子的总数超过1时，杂原子不能彼此相邻。在某些实施方案中，杂芳基的N，S和O原子的总数目不超过两个。在某些实施方案中，芳族杂环的N，S和O原子的总数不超过一个。杂芳基不包括或者与本文所定义的芳基重叠。

杂芳基的实例包括，但不限于，自吖啶、砷杂茚、咔唑、β-咔啉、色满、色烯、噌啉、呋喃、呋咱、咪唑、吲唑、吲哚、二氢吲哚、吲嗪、异苯并呋喃、异色烯、异吲哚、异二氢吲哚，异喹啉，异噻唑，异恶唑，萘啶，恶二唑，恶唑，嘧啶，菲啶，菲咯啉，吩嗪，酞嗪，蝶啶，嘌呤，吡喃，吡嗪，吡唑，哒嗪，吡啶，嘧啶，吡咯，吡咯嗪，喹唑啉，喹啉，喹嗪，喹喔啉，四唑，噻二唑，噻唑，噻吩，三唑，呫吨，以及类似物衍生的基团。在某些实施方案中，杂芳基是5至20元杂芳基，在某些实施方案中，5至12元杂芳基或5至10元杂芳基。在某些实施方案中，杂芳基是那些从噻吩、吡咯、苯并噻吩、苯并呋喃、吲哚、吡啶、喹啉、咪唑、恶唑和吡嗪衍生的。

“杂芳基”本身或作为另一取代基的一部分是指一个非环状的烷基，其中一个碳原子，典型的是末端或sp3碳原子中的一个，键合的氢原子被替换为杂芳基。需要指定特定饱和度的地方使用术语杂芳基烷基、杂芳基烯基或杂芳基炔基。在某些实施方案中，杂芳基是6-30元杂芳基烷基，例如，杂芳基的烷基、烯基或炔基部分是1～10元，杂芳基部分是一个5-20元杂芳基。在某些实施方案中，6-20元杂芳基烷基，例如，杂芳基烷基的烷基、烯基或炔基部分是1-8元，杂芳基部分是一个5-12元杂芳基。

“杂环烷基”本身或作为另一个取代基的一部分是指饱和的，部分饱和的或不饱和的环状烷基，其中一个或多个碳原子(以及任何相关的氢原子)独立地被相同或不同的杂原子取代。取代碳原子的杂原子的实例包括，但不限于，N，P，O，S，Si等。需要指定特定饱和度的地方使用术语“杂环烷基”、“杂环烯基”或“杂环炔基”。杂环烷基的实例包括，但不限于，从氮丙啶，1-吖丙因，环氧化物，环氧乙烯，硫杂丙环，噻丙烯，双环氧乙烷，双吖丙啶，氮杂环丁烷，吖丁，氧杂环丁烷，oxete，硫杂环丁烷，thiete，二氮杂环丁烷，二氧环乙烷，dioxetene，二硫杂环丁烷，1,2-二硫环丁烯，二氢呋喃，咪唑啉，咪唑烷，吗啉，恶唑烷，异恶唑烷，噻唑烷，唑啉酮，噻恶烷，氧硫杂环戊烷，二硫戊环，恶唑啉，异恶唑啉，哌嗪，哌啶，吡唑啉，吡唑烷，吡咯烷，吡咯啉，奎宁环，四氢呋喃，二氢噻吩，四氢噻吩，噻唑啉，异噻唑啉，四氢吡喃，硫化环戊烷，噻喃，噻烷，二恶烷，三恶烷，氮杂环庚烷，环氧己烷，硫杂环庚烷，吖辛因(azocane)，oxecane，thiocane，和类似物衍生的基团。

“杂环烷基烷基”本身或作为另一取代基的一部分是指一个非环状的烷基，其中一个碳原子，典型的是末端或sp3碳原子中的一个，键合的氢原子被替换为杂环烷基。在需要指出特定烷基的地方，使用的术语杂环烷基烷基l，杂环烷基烯基，或杂环烷基炔基。在某些实施方案中，杂环烷基是6-30元杂环烷基烷基，例如，杂环烷基烷基的烷基、烯基或炔基部分是1-10元，杂环烷基部分是一个5-20元杂环烷基。

“卤代甲酰基”本身或作为另一取代基的一部分是指一个基团-COX，其中X为卤素基团。卤代甲酰基的实例包括，但不限于，乙酰氯。

“甲酰”或“羧酰胺”本身或作为另一取代基的一部分是指一个基团-C(O)NR⁽⁴⁵⁾R⁽⁴⁶⁾，其中R⁽⁴⁵⁾和R⁽⁴⁶⁾各自是氢、烷基、杂烷基、环烷基、杂环烷基、环烷基烷基、杂环烷基烷基、芳基、杂芳基、芳基烷基或杂芳基烷基，其可被取代，如本文所定义。羧酰胺基的实例包括，但不限于，乙酰胺。

“铵基”或“铵”本身或作为另一取代基的一部分是指基团-N⁺R⁽⁴⁷⁾R⁽⁴⁸⁾R⁽⁴⁹⁾,其中R⁽⁴⁷⁾,R⁽⁴⁸⁾,和R⁽⁴⁹⁾各自为烷基、杂烷基、环烷基、杂环烷基、环烷基烷基、杂环烷基烷基、芳基、杂芳基、芳基烷基、或杂芳烷基，其可被取代，如本文所定义。铵基团的实例包括，但不限于，胆碱。

“亚氨基”或“亚胺”本身或作为另一个取代基的一部分是指一个基团--C(＝NR⁽⁵⁰⁾)R⁽⁵¹⁾，其中R⁽⁵⁰⁾和R⁽⁵¹⁾各自是氢、烷基、杂烷基、环烷基、杂环烷基、环烷基烷基、杂环烷基烷基、芳基、杂芳基、芳烷基，或杂芳烷基，其可被取代，如本文所定义。

“酰亚胺基”或“酰亚胺”本身或作为另一取代基的一部分是指一个基团-C(＝O)N(-R⁽⁵²⁾)C(＝O)R⁽⁵³⁾，其中R⁽⁵²⁾和R⁽⁵³⁾各自是氢、烷基、杂烷基、环烷基、杂环烷基、环烷基烷基、杂环烷基烷基、芳基、杂芳基、芳烷基，或杂芳烷基，其可被取代，如本文所定义。

“叠氮基”或“叠氮化物”本身或作为另一取代基的一部分是指基团-N₃。叠氮基的实例包括，但不限于，叠氮基苯。

“偶氮”本身或作为另一取代基的一部分是指一个基团-N₂R⁽⁵⁴⁾，其中R⁽⁵⁴⁾是一个烷基、杂烷基、环烷基、杂环烷基、环烷基烷基、杂环烷基烷基、芳基、杂芳基、芳烷基、或杂芳烷基，其可被取代，如本文所定义。偶氮基的实例包括，但不限于，甲基橙(对-二甲基氨基–偶氮苯磺酸)。

“氰酰”或“氰化物”本身或作为另一取代基的一部分是指基团-OCN。氰基的实例包括，但不限于，甲基氰。

“异氰基”或“异氰化物”本身或作为另一取代基的一部分是指一个基团-NC。异氰基的实例包括，但不限于，异氰基乙烷。

“异氰酸基”和“异氰酸酯”本身或作为另一取代基的一部分是指一个基团-NCO。异氰酸酯基的实例包括，但不限于，异氰酸甲酯。

“异硫氰基”和“异硫氰酸酯”本身或作为另一取代基的一部分是指一个基-NCS。异硫氰酸根基的实例包括，但不限于，异硫氰酸烯丙酯。

“膦基”本身或作为另一取代基的一部分是指一个基团-PR⁽⁵⁵⁾R⁽⁵⁶⁾R⁽⁵⁷⁾，其中R⁽⁵⁵⁾,R⁽⁵⁶⁾和R⁽⁵⁷⁾各自是氢、烷基、杂烷基、环烷基、杂环烷基、环烷基烷基、杂环烷基烷基、芳基、杂芳基、芳烷基，或杂芳烷基，其可被取代，如本文所定义。膦基的实例包括，但不限于，甲基丙基膦。

“氰硫基”或“硫氰化物”本身或作为另一取代基的一部分是指基团-SCN。氰硫基团的例子包括，但不限于，异硫氰酸苯酯。

“亚硝基”本身或作为另一取代基的一部分是指基团-NO。各种亚硝基基团可被归类为C-亚硝基化合物(如硝基烷烃；R-N＝O)，S-亚硝基化合物(亚硝基硫醇；RS-N＝0)，N-亚硝基化合物(例如，亚硝胺，R¹N(-R²)-N＝O)。

“酰氧基”本身或作为另一取代基的一部分是指基团-OC(O)R⁽⁵⁸⁾，其中R⁽⁵⁸⁾表示烷基、环烷基、杂烷基、杂环烷基、环烷基烷基、芳基、杂芳基、芳烷基或杂芳烷基，可以被取代，如本文所定义。

“碳酸基”本身或作为另一取代基的一部分是指基团-OC(O)OR⁽⁵⁸⁾，其中R⁽⁵⁸⁾表示的烷基、环烷基、杂烷基、杂环烷基、环烷基烷基、芳基、杂芳基、芳基烷基或杂芳基烷基，其可以被取代，如本文所定义。碳酸酯的例子包括，但不限于，碳酸二甲酯，碳酸二苯酯，和碳酸亚乙酯。

“氨基甲酸酯基”本身或作为另一取代基的一部分是指基团-NHC(O)OR⁽⁵⁹⁾,-NR⁽⁶⁰⁾C(O)OR⁽⁵⁹⁾,或–OC(O)NR⁽⁶¹⁾R⁽⁶²⁾，其中R⁽⁵⁹⁾,R⁽⁶⁰⁾,R⁽⁶¹⁾和R⁽⁶²⁾表示一个烷基、环烷基、杂烷基、杂环烷基、环烷基烷基、芳基、杂芳基、芳烷基、或杂芳烷基。在一些实施方案中，R⁽⁶⁴⁾可以是氢(H)。

“磺酸基”是指基团-SO₂OR⁽⁶³⁾，其中R⁽⁶³⁾表示一个烷基、环烷基、杂烷基、杂环烷基、环烷基烷基、芳基、杂芳基、芳烷基或杂芳烷基，其可被取代，如本文所定义。

“磺酰胺基”是指基团-R⁽⁶⁴⁾NSO₂NR⁽⁶⁵⁾R⁽⁶⁶⁾，其中R⁽⁶⁴⁾,R⁽⁶⁵⁾和R⁽⁶⁶⁾表示氢，烷基、环烷基、杂烷基、杂环烷基、环烷基烷基、芳基、杂芳基、芳烷基或杂芳烷基，其可被取代，如本文所定义。

“磺胺基”是指基团-SO₂NR⁽⁶⁷⁾R⁽⁶⁸⁾，或-N(R⁽⁶⁷⁾)SO₂R⁽⁶⁹⁾，其中R⁽⁶⁷⁾,R⁽⁶⁸⁾,和R⁽⁶⁹⁾表示一个烷基、环烷基、杂烷基、杂环烷基、环烷基烷基、芳基、杂芳基、芳烷基或杂芳烷基，其可被取代，如本文所定义。在一个实施方案中R⁽⁶⁷⁾或R⁽⁶⁸⁾或两者可以是氢。

“磺酰基”是指基团-SO₂R⁽⁶⁹⁾，其中R⁽⁶⁹⁾表示一个烷基、环烷基、杂烷基、杂环烷基、环烷基烷基、芳基、杂芳基、芳烷基或杂芳烷基，其可被取代，如本文所定义。

“亚砜基”是指基团-SOR⁽⁷⁰⁾，其中R⁽⁷⁰⁾表示一个烷基、环烷基、杂烷基、杂环烷基、环烷基烷基、芳基、杂芳基、芳烷基或杂芳烷基，其可被取代，如本文所定义。

“硫醚基”是指-SR⁽⁷¹⁾,其中R⁽⁷¹⁾表示一个烷基、环烷基、杂烷基、杂环烷基、环烷基烷基、芳基、杂芳基、芳烷基或杂芳烷基，其可被取代，如本文所定义。“二硫基”包含-S-S-二硫键。

“硫酮基”或“硫代羰基”本身或作为另一取代基的一部分是指一个基团-C(S)R⁽⁷²⁾，其中R⁽⁷²⁾表示一个烷基、环烷基、杂烷基、杂环烷基、环烷基烷基、芳基、杂芳基、芳烷基或杂芳烷基，其可被取代，如本文所定义。

“磷酸酯基”本身或作为另一取代基的一部分是指基团-OP(O)(OR⁽⁷³⁾)(OR⁽⁷⁴⁾)，其中R⁽⁷³⁾和R⁽⁷⁴⁾表示一个氢原子、烷基、环烷基、杂烷基、杂环烷基、环烷基烷基、芳基、杂芳基、芳烷基或杂芳烷基，其可被取代，如本文所定义。

“磷酰胺基”本身或作为另一取代基的一部分是指基团–N(R⁽⁷⁵⁾)P(O)(NR⁽⁷⁶⁾R⁽⁷⁷⁾)(NR⁽⁷⁸⁾R⁽⁷⁹⁾)，其中(R⁽⁷⁵⁾)、R⁽⁷⁶⁾、R⁽⁷⁷⁾、R⁽⁷⁸⁾、R⁽⁷⁹⁾)表示一个氢原子、烷基、环烷基、杂烷基、杂环烷基、环烷基烷基、芳基、杂芳基、芳烷基或杂芳烷基，其可被取代，如本文所定义。磷酰胺基包括–N(R⁽⁷⁵⁾)P(O)(OH)(NR⁽⁷⁶⁾R⁽⁷⁷⁾)和–N(R⁽⁷⁵⁾)P(＝O)(OH)₂。

“缩醛基”本身或作为另一取代基的一部分是指基团-CH(OR⁽⁸⁰⁾)(OR⁽⁸¹⁾)，和“半缩醛基”本身或作为另一取代基的一部分是指基团-CH(OR⁽⁸⁰⁾)(OH)，其中R⁽⁸⁰⁾和R⁽⁸¹⁾表示烷基、环烷基、杂烷基、杂环烷基、环烷基烷基、芳基、杂芳基、芳烷基或杂芳烷基，其可被取代，如本文所定义。

“缩酮基”本身或作为另一取代基的一部分是指基团C(R⁽⁸²⁾)(OR⁽⁸³⁾)(OR⁽⁸⁴⁾)，而“半缩酮基”本身或作为另一取代基的一部分指基团-C(R⁽⁸²⁾)(OR⁽⁸³⁾)(OH)，其中R⁽⁸²⁾、R⁽⁸³⁾、R⁽⁸⁴⁾表示烷基、环烷基、杂烷基、杂环烷基、环烷基烷基、芳基、杂芳基、芳烷基或杂芳烷基，其可被取代，如本文所定义。

“原酸酯基”本身或作为另一个取代基的一部分是指一个基团-C(OR⁽⁸⁵⁾)(OR⁽⁸⁶⁾)(OR⁽⁸⁷⁾)，其中R⁽⁸⁵⁾、R⁽⁸⁶⁾、R⁽⁸⁷⁾表示烷基、环烷基、杂烷基、杂环烷基、环烷基烷基、芳基、杂芳基、芳烷基或杂芳烷基，其可被取代，如本文所定义。

“羧烷基”本身或作为另一取代基的一部分是指基团-R⁽⁸⁸⁾COOH，其中R⁽⁸⁸⁾表示烷基、环烷基、杂烷基、杂环烷基、环烷基烷基、芳基、杂芳基、芳烷基或杂芳烷基，其可被取代，如本文所定义。

“母体芳环系统”是指具有共轭π(PI)电子系统的不饱和环状或多环系统。“母体芳香环系统”的定义内包括稠合环系，其中一个或多个环是芳族，一个或多个环是饱和或不饱和的。母体芳环系统的实例包括，但不限于，醋蒽烯，苊，醋菲烯，蒽，薁，苯，屈，蔻，荧蒽，芴，并六苯，己芬，并环己二烯(hexalene)，安惠不对称引达省，对称引达省，茚满，茚，萘，并辛苯(octacene)，八苯，并环辛二烯(octalene)，卵苯，戊-2,4-二烯，并五苯，并环戊二烯，戊芬，苝，非那烯，菲，苉，七曜，芘，皮蒽，玉红省，三亚苯，三萘等。

“母体杂芳环系统”是指其中一个或多个碳原子(以及任何相关的氢原子)独立地被相同或不同的杂原子代替的母体芳族环系统。杂原子取代碳原子的例子包括，但不限于，N、P、O、S等。“母体杂芳香族环系统”的定义特别包括稠环系统，其中一个或多个环是芳族，一个或多个环是饱和或不饱和的。母体杂芳环系统的实例包括，但不限于，砷杂茚，咔唑，β-咔啉，苯并二氢吡喃，色烯，噌啉，呋喃，咪唑，吲唑，吲哚，二氢吲哚，吲嗪，异苯并呋喃，异色，异吲哚，异二氢吲哚，异喹啉，异噻唑，异恶唑，萘啶，恶二唑，恶唑，啶，菲啶，菲咯啉，吩嗪，酞嗪，蝶啶，嘌呤，吡喃，吡嗪，吡唑，哒嗪，吡啶，嘧啶，吡咯，吡咯嗪，喹唑啉，喹啉，喹嗪，喹喔啉，四唑，噻二唑，噻唑，噻吩，三唑，呫吨等。

一个“生物活性物质”或“药物活性物质”指的是一个可以以本公开的方式缀合的治疗或药理学物质。一个药物活性物质可以是小分子、多肽或蛋白。药学活性物质的实例包括，但不限于，那些落入以下治疗类别：ACE抑制剂；抗心绞痛药；抗心律失常药物；抗哮喘药物；抗胆甾醇药物；抗惊厥剂；抗抑郁药物；抗腹泻制剂；抗组胺药物；降压药；抗感染药物；抗炎剂；抗脂质剂；抗躁狂症药物；防晕药物；抗中风药物；抗甲状腺制剂；抗肿瘤药物；止咳药；抗尿酸血症药；抗病毒剂；痤疮药；生物碱；氨基酸制剂；合成代谢药物；止痛药；麻醉剂；血管生成抑制剂；抗酸剂；抗关节炎；抗生素；抗凝血剂；止吐药；减肥药；抗寄生虫药；抗精神病药物；退烧药；解痉药；抗血栓药物；抗焦虑药；食欲兴奋剂；抑制食欲药物；β阻断剂；支气管扩张剂；心血管药物；脑扩张器；螯合剂；胆囊收缩素拮抗剂；化疗药物；认知激活剂；避孕药；冠状血管扩张剂；止咳药；减充血剂；除臭剂；皮肤科制剂；糖尿病药物；利尿剂；润肤剂；酶；红细胞生成药；祛痰药；生育剂；杀菌剂；胃肠道药物；生长调节剂；激素替代剂；高血糖药物；催眠药；降糖药；泻药；偏头痛药物；黏液溶解剂；毒品；抗精神病药；神经肌肉的药物；NSAIDS；周围血管扩张药；前列腺素；精神药物；肾素抑制剂；呼吸兴奋剂；类固醇；兴奋剂；交感神经抑制剂；甲状腺制剂；镇静剂；子宫松弛剂；阴道制剂；血管收缩剂；血管扩张剂；眩晕剂；维生素；和伤口愈合剂。

“前药”是指一种药物或药物活性物质的衍生物，通过以无活性或者小于完全活性形式给药，然后在体内转化成其活性形式。在一些情况下，转化释放母体药物或药物活性物质。在某些情况下，产生母体药物或药物活性物质的生物活性衍生物。前药可以由引入基团(本文定义)通过一个官能团结合到一个药物或药物活性物质获得。

我们的发明的前药可用于治疗母体药物或药物活性物质有用的任何病症。例如，如果胰岛素是选择的母体药物，前药可用于胰岛素被施用的任何病症或治疗。

“引入基团”是指通过在特定使用条件下，例如给药至患者，可裂解的键结合于一种药物，通常是药物的一个官能团的基团。药物和引入基团之间的键可通过酶促或非酶促方法被切割，释放母体药物。引入基团的裂解可以自发地进行，例如通过水解反应，或可以被另一种试剂催化或诱导，例如通过酶、光、酸、碱，或通过改变或暴露于物理或环境参数，例如温度、pH等。试剂可以是使用环境中内在的，例如前药给药的患者全身血液循环中存在的一种酶，或胃的酸性条件，或者试剂由外源提供。

“保护基”是指一组原子，当连接到一个分子的反应性基团时，屏蔽、减少或阻止了反应性。保护基的实例可在Wuts和Greene，“有机合成中的保护基团”，约翰·威利父子，第4版，2006年中找到。氨基保护基的实例包括，但不限于，甲酰基、乙酰基、三氟乙酰基、苄基、苄氧基羰基(CBZ)、叔丁氧基羰基(BOC)、三苯甲基和取代的三苯甲基、烯丙氧羰和9-芴甲氧羰基(FMOC)。羟基保护基的实例包括，但不限于，那些羟基被酰化或烷基化，如苄基、三苯甲基醚、烷基醚、四氢吡喃基醚、三烷基甲硅烷基醚和烯丙基醚。

在本文中术语“多肽”或“肽”旨在表示任何结构形式(例如一级、二级或三级结构)的包括超过5个氨基酸残基的氨基酸序列，其可以或不可以被进一步修饰(例如乙酰化、羧化、磷酸化、脂化或酰化)。术语“天然”是指一个多肽的氨基酸序列与在自然界中发现的一个多肽相同。术语“天然”旨在包括所讨论的多肽的等位基因变体。可能包括一个数字用于指定一个氨基酸在多肽中的位置。例如，位于胰岛素或GLP-1序列中的氨基酸被从胰岛素或GLP-1的N末端顺序编号的正数指定。连接于胰岛素受体结合肽N-末端的附加氨基酸的编号从0开始，负整数值逐渐增大，因为它们是进一步远离胰岛素受体结合序列。

在本公开中，生物活性肽的氨基酸序列可以改变而不影响其生物活性。例如，胰岛素衍生物之一可包括一个或多个保守氨基酸取代。保守氨基酸取代是一个氨基酸残基被具有相似侧链的另一氨基酸残基替换。氨基酸残基可以根据文献中的氨基酸残基的侧链的性质进行分类。具有碱性侧链的氨基酸残基包括赖氨酸、精氨酸、组氨酸；具有酸性侧链和酰胺侧链的氨基酸残基包括天冬氨酸、谷氨酸、天冬酰胺、谷氨酰胺；小的脂肪族、非极性或弱极性侧链的氨基酸残基包括甘氨酸、丙氨酸、苏氨酸、丝氨酸、脯氨酸；具有大的脂肪族和非极性侧链的氨基酸残基包括亮氨酸、异亮氨酸、缬氨酸；芳香族氨基酸残基包括苯丙氨酸、色氨酸、酪氨酸；具有含硫侧链的氨基酸残基包括半胱氨酸和甲硫氨酸。

术语“氨基酸”在本文中使用最广泛的意义，并且包括天然存在的氨基酸以及非天然存在的氨基酸，包括氨基酸的变体和衍生物。本领域技术人员将认识到，鉴于本广泛定义，在此提及的氨基酸包括，例如，天然存在的生成蛋白的L-氨基酸；D-氨基酸；化学修饰的氨基酸如氨基酸变异体和衍生物；天然存在的非蛋白生成的氨基酸如正亮氨酸、β丙氨酸、鸟氨酸等；以及具有在本领域中已知的氨基酸特性的化学合成的化合物。氨基酸的实例包括α-甲基氨基酸(例如α-甲基丙氨酸)、β-氨基酸、组氨酸样氨基酸(例如2-氨基-组氨酸、β-羟基组氨酸，同型组氨酸(homohistidine)、α-氟甲基组氨酸，α-甲基-组氨酸)，侧链带有一个额外的亚甲基的氨基酸(“同型”氨基酸)和侧链上的一个羧酸官能团置被换成磺酸基的氨基酸(例如磺基丙氨酸)。

本发明中命名一个氨基酸却没有详细说明其立体化学，旨在涵盖L或D型氨基酸，或外消旋混合物。然而，在氨基酸仅由它的单字母代码(例如K)命名的实例中，这种命名意在指定天然L型氨基酸，而D型将通过在单字母代码前加小写字母d来指定(例如dK)。

术语“羟基酸”是指经过用羟基取代α碳氨基修改的氨基酸。

术语“白蛋白”包括各种物种和来源的血清白蛋白，例如天然人血清白蛋白(HSA)、重组白蛋白如Albagen，一种N末端残基(天冬氨酸)缺失的重组人白蛋白，人白蛋白衍生物，或如EP322,094提供的人白蛋白的片段，包括HSA(1-373),HSA(1-388),HSA(1-389),HSA(1-369)和HSA(1-419).EP399666提供包括HSA(1-177)和HSA(1-200)的序列。

白蛋白的位置编号是使母体化合物是人血清白蛋白。像术语Cys34表示在34位的一个半胱氨酸。Albagen是缺乏第一个氨基酸的重组人血清白蛋白，其中游离Cys被指定为Cys34。

术语“硫醇反应基团”包括，但不限于，例如，卤代乙酰基和不对称二硫化物。这些不对称二硫化物的非限制性实例是二硫吡啶、甲氧基或乙氧羰基二硫化物和邻硝基苯基二硫化物。

术语“迈克尔受体”包括，但不限于，例如，α，β-不饱和羰基基团、马来酰亚胺基团和乙烯砜基团。

术语“免疫球蛋白”(Ig)包括哺乳动物中称为IgA、IgD、IgE、IgG、IgM抗体的所有五个抗体同种型或其部分(例如可变区，CDR或Fc区)。一个免疫球蛋白的Fc的可以是人免疫球蛋白Fc、人免疫球蛋白Fc衍生物或人免疫球蛋白Fc片段等。Fc可以包括铰链区，C_H2,和C_H3直到C末端。Fc与FcRn结合导致Fc缀合物体内循环时间延长。合适的缀合物部分包括包含FcRn结合位点的免疫球蛋白序列的部分。Fc与FcRn的主要接触区域是CH2和CH3结构域的交界处附近。主要接触位点包括CH2结构域的氨基酸残基248、250-257、272、285、288、290-291、308-311和314，CH3域的氨基酸残基385-387、428、433-436。氨基酸修饰可以在免疫球蛋白的Fc区进行。这种Fc区变体包含Fc区CH3结构域的至少一个氨基酸修饰(残基342-447)和/或在Fc区CH2结构域的至少一个氨基酸修饰(残基231-341)的。据信赋予对FcRn增加的亲和力的突变包括T256A，T307A，E380A和N434A(Shields等人，2001，生物化学杂志，276:6591)。在CH2和CH3之间的界面的变化可能延伸Ig的半衰期(Hinton等人，2004，生物化学杂志279(8)：6213-6；瓦卡罗等人，2005，自然生物技术23(10)：1283-8)。免疫球蛋白或免疫球蛋白片段或区域的氨基酸编号的引用都基于Kabat等人，1991年，有免疫学兴趣的蛋白序列，美国公共卫生部，马里兰州贝塞斯达。某些缀合物部分可包括或不包括负责抗体依赖性细胞介导细胞毒性(ADCC)和补体依赖性细胞毒性(CDC)的FcγR结合位点。

术语“药学上可接受的载体”包括任何标准药物载体，例如磷酸盐缓冲盐溶液、水，乳剂例如油/水或水/油乳剂，以及各种类型的润湿剂。该术语也包括任何FDA批准或在美国药典列出的用于人类的试剂。

术语“药学上可接受的盐”是指保留母体化合物的生物活性，以及没有生物学或其它方面不期望的性质的化合物的盐。本公开的许多化合物能够凭借存在的氨基和/或羧基或类似基团形成酸和/或碱盐。

药学上可接受的碱加成盐可以由无机和有机碱来制备。衍生自无机碱的盐，仅作为实例的包括钠，钾，锂，铵，钙和镁盐。衍生自有机碱的盐包括，但不限于伯、仲和叔胺的盐。

药学上可接受的酸加成盐可以由无机酸和有机酸来制备。衍生自无机酸的盐包括盐酸、氢溴酸、硫酸、硝酸、磷酸等。源于有机酸的盐包括乙酸、丙酸、乙醇酸、丙酮酸、草酸、苹果酸、丙二酸、琥珀酸、马来酸、富马酸、酒石酸、柠檬酸、苯甲酸、肉桂酸、扁桃酸、甲磺酸、乙磺酸、对甲苯磺酸，水杨酸等。

附图简要描述

图1显示艾塞那肽前药1(1A)、艾塞那肽的前药1的人血清白蛋白缀合物(图1B)、艾塞那肽的前药2 PEG40K缀合物(1C)和艾塞那肽的前药3白蛋白缀合物(1D)的GLP-1受体功能测定得到的IC₅₀数据。样品在37℃血清中培育，并在不同时间点收集。

图2显示db/db小鼠单剂量皮下注射艾塞那肽和三个艾塞那肽前药的血糖降低效果。相比艾塞那肽，所有这三个艾塞那肽前药表现出延长的作用时间。

本发明涉及前药或其药学上可接受的盐，其包括含氮或羟基的药物或药物活性物质和引入基团。引入基团通常没有生物活性，并且是下式，其中波浪线表示经由酰胺或酯键连接到一个药物或药物活性物质的连接点：

其中X选自OH、SH或-HN-R₀；

Y选自:

(1)N-R_O；

(2)C(R_pR_q)；

(3)O或S,条件是X不是OH或SH；

(4)C(R_pR_q),当X是-HN-R₀；和

(5)C(O)；

Y₁选自

(1)C(R₃R₄)；

(2)C(O)或C(S),条件是Y和A不是C(O)、,C(S)、SO或SO₂；

(3)O、S、SO或SO₂,条件是Y和A不是O或S；

(4)-N-R_n；和

(5)键；

J₁是-C(R₁₀R₁₁)或一个键。

A和B共同构成一个环系统,或独立选自-NR’-,-S-,-O-,有1-20个碳原子的直链和支链烷基；有6-15个碳原子的芳基；有3、4、5、6、7、8、9或10元环的环烷基；有2-20个碳原子的烯基；有4、5、6、7、8、9或10元环的环烯基；有2-20个碳原子的炔基；有5、6、7、8、9或10元环的环炔基；单环和多环；芳烷基；芳烯基；芳炔基；烷芳基；烯芳基；炔芳基；低级酰氧烷基(loweracyloxyalkyl)；和羧烷基(carboxyalkyl),其中烷基、芳基、烯基和炔基定义如上；醚、硫醚、或取代氨基(substituted amine)；饱和和不饱和单杂环、多杂环和稠杂环,每个杂环包含一个或多个杂环原子N、S或O，而且每个环是3元环到8元环。前述的每一个烷基、芳基、环烷基、环烯基、环炔基、单环和多环、芳烷基、芳烯基、芳炔基、烷芳基、烯芳基、炔芳基、低酰氧烷基、羧烷基、饱和和不饱和单杂环、多杂环、稠杂环可选地被一个或多个基团取代，基团选自低级烷基(lower alkyl)、低级烷氧基(lower alkoxy)、酰基、酰氧基、烷氧羰基、芳基、苯基、苄基、卤素、卤代甲酰基、卤代低级烷基(haloloweralkyl)、三氟甲基、三氟甲氧基、三氯甲基、氰酰、异氰、异氰酸酯(或盐)、异硫氰酸酯、硫氰酸酯(或盐)、低级烷硫基(lower alkylthio)、氨基、季铵基(ammonio)、亚氨基、酰亚胺(imido)、氨基低级烷基(amino lower alkyl)、低级烷氨基(lower alkylamino)、低级双烷氨基(lowerdialkylamino)、羟基、羟烷基、硝基、硝酸酯(盐)(nitrate),亚硝酸酯(或盐)(nitrite)、腈、异腈、亚硝基、吡啶基、叠氮、偶氮、羧基、甲酰胺基(carboxamido)、乙酸基、硫烷基(thiolalkyl)、碳酸酯(或盐)、氨基甲酸酯、低级烷氨基甲酰(loweralkylcarbamyl)、双低级烷氨基甲酰(diloweralkylcarbamyl)、磺酸基、磺酰胺、磺胺、磺酸酯(或盐)、磺酰、亚砜、硫化物、二硫化物、巯基(或氢硫基)、亚磺酸、硫酮、硫醛、膦基、膦酰、磷酸酯、磷酰胺、缩醛、半缩醛、半酮缩醇、酮缩醇、原酸酯、亚甲二氧基和亚乙二氧基。

在某些实施方式中，A和B共同组成C3-C10环烷基环(例如环烷基、环烯基和环炔基)，可选地被至少一个基团取代；或者饱和或不饱和单环、多环或稠环，可选地被至少一个基团取代；或饱和或不饱和单杂环或多杂环或稠杂环，可选地被至少一个基团取代。各种环的例子包括但不局限于，吖啶、氮杂环庚烷、吖庚因、杂环辛烷(azocane)、苯并呋喃、苯并咪唑、苯并噻吩、苯并[c]噻吩、苯并恶唑、苯异恶唑、苯并噻唑、邻二氮(杂)萘(cinnoline)、二氮杂草、二氧戊环、二硫戊环、呋喃、呋咱、咪唑烷、咪唑、吲唑、吲哚、异吲哚、异苯并呋喃、异噻唑、异噻唑烷、异恶唑、异恶唑烷、吗啉、恶嗪、恶二唑、恶唑、恶唑烷、氧杂环庚(oxepane)、喹唑啉、喹啉、异喹啉、喹喔啉、磷杂环戊二烯(phosphole)、酞嗪、哌啶、嘌呤、吡啶、吡喃、吡咯烷、吡咯、吡唑烷、吡嗪、吡唑、哌嗪、嘧啶、哒嗪、噻唑、四唑、1,2,3-三嗪、1,2,4-三嗪、1,3,5-三嗪、三唑、硫化环戊烷、噻唑烷、噻喃、四氢呋喃、四氢噻吩、噻重氮、噻吩、硫代吗啉、噻嗪、硫氮杂(thiazepine)和zocine。所述“至少一个基团”选自自低级烷基(loweralkyl)、低级烷氧基(lower alkoxy)、酰基、酰氧基、烷氧羰基、芳基、苯基、苄基、卤素、卤代甲酰基、卤代低级烷基(haloloweralkyl)、三氟甲基、三氟甲氧基、三氯甲基、氰酰、异氰、异氰酸酯(或盐)、异硫氰酸酯、硫氰酸酯(或盐)、低级烷硫基(lower alkylthio)、氨基、季铵基(ammonio)、亚氨基、酰亚胺(imido)、氨基低级烷基(amino lower alkyl)、低级烷氨基(lower alkylamino)、低级双烷氨基(lower dialkylamino)、羟基、羟烷基、硝基、硝酸酯(盐)(nitrate),亚硝酸酯(或盐)(nitrite)、腈、异腈、亚硝基、吡啶基、叠氮、偶氮、羧基、甲酰胺基(carboxamido)、乙酸基、硫烷基(thiolalkyl)、碳酸酯(或盐)、氨基甲酸酯、低级烷氨基甲酰(loweralkylcarbamyl)、双低级烷氨基甲酰(diloweralkylcarbamyl)、磺酸基、磺酰胺、磺胺、磺酸酯(或盐)、磺酰、亚砜、硫化物、二硫化物、巯基(或氢硫基)、亚磺酸、硫酮、硫醛、膦基、膦酰、磷酸酯、磷酰胺、缩醛、半缩醛、半酮缩醇、酮缩醇、原酸酯、亚甲二氧基和亚乙二氧基。或者A和B共同组成一个芳香环，可选地被至少一个以上定义的功能团取代；或者A和B及其相连接的原子共同组成一个多芳环，可选地被至少一个以上定义的功能团取代。

在某些实施方案中，A和/或B可以是-NR’-、-S-、或-O-。在一个实施方案中，A和B共同组成一个饱和或不饱和的单环、多环、稠环、单杂环、多杂环或稠杂环，可选地被至少一个以上定义的基团取代。

R₀,R_O,R₃,R₄,R₁₀,R₁₁,R_n,R_p,R_q和R’独立选自氢原子、有1-20个碳原子的直链和支链烷基；有6-15个碳原子的芳基；有3、4、5、6、7、8、9或10元环的环烷基；有2-20个碳原子的烯基；有4、5、6、7、8、9或10元环的环烯基；有2-20个碳原子的炔基；有5、6、7、8、9或10元环的环炔基；单环和多环；芳烷基；芳烯基；芳炔基；烷芳基；烯芳基；炔芳基；低级酰氧烷基(loweracyloxyalkyl)；和羧烷基(carboxyalkyl),其中烷基、芳基、烯基和炔基定义如上；醚、硫醚、或取代氨基(substituted amine)；饱和和不饱和单杂环、多杂环和稠杂环,每个杂环包含一个或多个杂环原子N、S或O，而且每个环是3元环到8元环。前述的每一个烷基、芳基、环烷基、环烯基、环炔基、单环和多环、芳烷基、芳烯基、芳炔基、烷芳基、烯芳基、炔芳基、低酰氧烷基、羧烷基、饱和和不饱和单杂环、多杂环、稠杂环可选地被一个或多个基团取代，基团选自低级烷基(lower alkyl)、低级烷氧基(lower alkoxy)、酰基、酰氧基、烷氧羰基、芳基、苯基、苄基、卤素、卤代甲酰基、卤代低级烷基(haloloweralkyl)、三氟甲基、三氟甲氧基、三氯甲基、氰酰、异氰、异氰酸酯(或盐)、异硫氰酸酯、硫氰酸酯(或盐)、低级烷硫基(lower alkylthio)、氨基、季铵基(ammonio)、亚氨基、酰亚胺(imido)、氨基低级烷基(amino lower alkyl)、低级烷氨基(lower alkylamino)、低级双烷氨基(lowerdialkylamino)、羟基、羟烷基、硝基、硝酸酯(盐)(nitrate),亚硝酸酯(或盐)(nitrite)、腈、异腈、亚硝基、吡啶基、叠氮、偶氮、羧基、甲酰胺基(carboxamido)、乙酸基、硫烷基(thiolalkyl)、碳酸酯(或盐)、氨基甲酸酯、低级烷氨基甲酰(loweralkylcarbamyl)、双低级烷氨基甲酰(diloweralkylcarbamyl)、磺酸基、磺酰胺、磺胺、磺酸酯(或盐)、磺酰、亚砜、硫化物、二硫化物、巯基(或氢硫基)、亚磺酸、硫酮、硫醛、膦基、膦酰、磷酸酯、磷酰胺、缩醛、半缩醛、半酮缩醇、酮缩醇、原酸酯、亚甲二氧基和亚乙二氧基。或者R₀,R_O,R₃,R₄,R₁₀,R₁₁,R_n,R_p,R_q和R’还可以独立选自氢原子、低级烷基(lower alkyl)、低级烷氧基(lower alkoxy)、酰基、酰氧基、烷氧羰基、芳基、苯基、苄基、卤素、卤代甲酰基、卤代低级烷基(haloloweralkyl)、三氟甲基、三氟甲氧基、三氯甲基、氰酰、异氰、异氰酸酯(或盐)、异硫氰酸酯、硫氰酸酯(或盐)、低级烷硫基(lower alkylthio)、氨基、季铵基(ammonio)、亚氨基、酰亚胺(imido)、氨基低级烷基(amino lower alkyl)、低级烷氨基(lower alkylamino)、低级双烷氨基(lower dialkylamino)、羟基、羟烷基、硝基、硝酸酯(盐)(nitrate),亚硝酸酯(或盐)(nitrite)、腈、异腈、亚硝基、吡啶基、叠氮、偶氮、羧基、甲酰胺基(carboxamido)、乙酸基、硫烷基(thiolalkyl)、碳酸酯(或盐)、氨基甲酸酯、低级烷氨基甲酰(loweralkylcarbamyl)、双低级烷氨基甲酰(diloweralkylcarbamyl)、磺酸基、磺酰胺、磺胺、磺酸酯(或盐)、磺酰、亚砜、硫化物、二硫化物、巯基(或氢硫基)、亚磺酸、硫酮、硫醛、膦基、膦酰、磷酸酯、磷酰胺、缩醛、半缩醛、半酮缩醇、酮缩醇、原酸酯、亚甲二氧基和亚乙二氧基。

在某些实施方案中，R₀,R_O,R₃,R₄,R₁₀,R₁₁,R_n,R_p,R_q和R’独立选自氢原子、低级烷基(lower alkyl)、低级烷氧基(lower alkoxy)、酰基、酰氧基、烷氧羰基、芳基、苯基、苄基、卤素、卤代甲酰基、卤代低级烷基(haloloweralkyl)、三氟甲基、三氟甲氧基、三氯甲基、氰酰、异氰、异氰酸酯(或盐)、异硫氰酸酯、硫氰酸酯(或盐)、低级烷硫基(lower alkylthio)、氨基、季铵基(ammonio)、亚氨基、酰亚胺(imido)、氨基低级烷基(amino lower alkyl)、低级烷氨基(lower alkylamino)、低级双烷氨基(lower dialkylamino)、羟基、羟烷基、硝基、硝酸酯(盐)(nitrate),亚硝酸酯(或盐)(nitrite)、腈、异腈、亚硝基、吡啶基、叠氮、偶氮、羧基、甲酰胺基(carboxamido)、乙酸基、硫烷基(thiolalkyl)、碳酸酯(或盐)、氨基甲酸酯、低级烷氨基甲酰(loweralkylcarbamyl)、双低级烷氨基甲酰(diloweralkylcarbamyl)、磺酸基、磺酰胺、磺胺、磺酸酯(或盐)、磺酰、亚砜、硫化物、二硫化物、巯基(或氢硫基)、亚磺酸、硫酮、硫醛、膦基、膦酰、磷酸酯、磷酰胺、缩醛、半缩醛、半酮缩醇、酮缩醇、原酸酯、亚甲二氧基和亚乙二氧基。

在某些实施方案中，R₀,R_O,R₃,R₄,R₁₀,R₁₁,R_n,R_p,R_q和R’独立选自氢原子、C₁-C₁₈烷基、C₂-C₁₈烯基、(C₁-C₁₀烷基)OH、(C₁-C₁₀烷基)SH、(C₂-C₃烷基)SCH₃、(C₁-C₄烷基)CONH₂、(C₁-C₁₀烷基)COOH、(C₁-C₁₀烷基)NH₂、(C₁-C₄烷基)NHC(NH₂ ⁺)NH₂、(C₀-C₄烷基)(C₃-C₆环烷基)、(C₀-C₄烷基)(C₂-C₅杂环)、(C₀-C₄烷基)(C₆-C₁₀芳基)、(C₀-C₄烷基)(C₆-C₁₀芳基)R₁₆、(C₁-C₄烷基)(C₃-C₉杂芳基)和C₁-C₁₂烷基(W₁)C₁-C₁₂烷基,其中W₁是选自N、S和O的一个杂原子；R₁₆选自氢原子(H)、OH、卤素、(C₁-C₇烷基)、(C₂-C₇烯基)、CF₃、OCF₃、NO₂、CN、NC、O(C₁-C₇烷基)、CO₂H、CO₂(C₁-C₇烷基)、NH C₁-C₁₀烷基、O(C₁-C₁₀烷基)、芳基和杂芳基。

在某些实施方式中,连接在同一个原子，或者连接在被一个键分隔开的两个原子的两个R基团(选自R₀,R₃,R₄,R₁₀,R₁₁,R_O,R_n,R_p,R_q和R’)和与其连接的原子一起组成C₃-C₈环烷基、环烯基或环炔基环,或者饱和或不饱和杂环可选地被除氢原子(H)之外至少一个基团取代；或者两个R基团和与其连接的原子一起组成一个芳香环，可选地被除氢原子(H)之外至少一个基团取代。“至少一个基团”选自低级烷基(lower alkyl)、低级烷氧基(loweralkoxy)、酰基、酰氧基、烷氧羰基、芳基、苯基、苄基、卤素、卤代甲酰基、卤代低级烷基(haloloweralkyl)、三氟甲基、三氟甲氧基、三氯甲基、氰酰、异氰、异氰酸酯(或盐)、异硫氰酸酯、硫氰酸酯(或盐)、低级烷硫基(lower alkylthio)、氨基、季铵基(ammonio)、亚氨基、酰亚胺(imido)、氨基低级烷基(amino lower alkyl)、低级烷氨基(lower alkylamino)、低级双烷氨基(lower dialkylamino)、羟基、羟烷基、硝基、硝酸酯(盐)(nitrate),亚硝酸酯(或盐)(nitrite)、腈、异腈、亚硝基、吡啶基、叠氮、偶氮、羧基、甲酰胺基(carboxamido)、乙酸基、硫烷基(thiolalkyl)、碳酸酯(或盐)、氨基甲酸酯、低级烷氨基甲酰(loweralkylcarbamyl)、双低级烷氨基甲酰(diloweralkylcarbamyl)、磺酸基、磺酰胺、磺胺、磺酸酯(或盐)、磺酰、亚砜、硫化物、二硫化物、巯基(或氢硫基)、亚磺酸、硫酮、硫醛、膦基、膦酰、磷酸酯、磷酰胺、缩醛、半缩醛、半酮缩醇、酮缩醇、原酸酯、亚甲二氧基和亚乙二氧基。

这种引入基团和含氮或羟基的药物(例如R₁₄R₁₅NH或R₁₄OH)形成酰胺或酯前药。前药在生理条件下(例如37℃,pH 7.0-7.5)通过分子内部反应释放含氮或羟基的药。那两个过程图解如下：

其中R₁₄和R₁₅是本发明公开中含氮或羟基的药物或药物活性物质的子结构。

在某些实施方式中,J₁是C(R₁₀R₁₁)，Y₁是一个键,一类引入基团是下式：

在某些实施方式中,Y₁ is C(R₃R₄)，J₁是一个键,一类引入基团是下式：

在某些实施方式中,Y₁ is C(R₃R₄)，J₁是C(R₁₀R₁₁),一类引入基团是下式：

在某些实施方式中,一类引入基团是下式：

子类1

在某些实施方式中,一类引入基团是下式：

其中X选自OH,SH,或-HN-R₀；

Y选自:

(1)N-R_O；

(2)C(R_pR_q)；

(3)O或S,条件是X不是OH或SH；

(4)C(R_pR_q),当X是HN-R₀,其中R₀和R_p连同与其相连的原子可以组成4、5或6元杂环；和

(5)C(O)；

Y₁选自

(1)C(R₃R₄)；

(2)C(O)或C(S),条件是Y和A不是C(O)、C(S)、SO或SO₂；

(3)O,S,SO,或SO₂,条件是Y和A不是O或S；

(4)N-R_n；和

(5)共价键；

J₁是C(R₁₀R₁₁)或一个共价键。

a和b独立选自氢原子、有1-20个碳原子的直链和支链烷基；有6-15个碳原子的芳基；有3、4、5、6、7、8、9或10元环的环烷基；有2-20个碳原子的烯基；有4、5、6、7、8、9或10元环的环烯基；有2-20个碳原子的炔基；有5、6、7、8、9或10元环的环炔基；单环和多环；芳烷基；芳烯基；芳炔基；烷芳基；烯芳基；炔芳基；低级酰氧烷基(loweracyloxyalkyl)；和羧烷基(carboxyalkyl),其中烷基、芳基、烯基和炔基定义如上；醚、硫醚、或取代氨基(substituted amine)；饱和和不饱和单杂环、多杂环和稠杂环,每个杂环包含一个或多个杂环原子N、S或O，而且每个环是3元环到8元环。前述的每一个烷基、芳基、环烷基、环烯基、环炔基、单环和多环、芳烷基、芳烯基、芳炔基、烷芳基、烯芳基、炔芳基、低酰氧烷基、羧烷基、饱和和不饱和单杂环、多杂环、稠杂环可选地被一个或多个基团取代，基团选自低级烷基(lower alkyl)、低级烷氧基(lower alkoxy)、酰基、酰氧基、烷氧羰基、芳基、苯基、苄基、卤素、卤代甲酰基、卤代低级烷基(haloloweralkyl)、三氟甲基、三氟甲氧基、三氯甲基、氰酰、异氰、异氰酸酯(或盐)、异硫氰酸酯、硫氰酸酯(或盐)、低级烷硫基(lower alkylthio)、氨基、季铵基(ammonio)、亚氨基、酰亚胺(imido)、氨基低级烷基(amino lower alkyl)、低级烷氨基(lower alkylamino)、低级双烷氨基(lower dialkylamino)、羟基、羟烷基、硝基、硝酸酯(盐)(nitrate),亚硝酸酯(或盐)(nitrite)、腈、异腈、亚硝基、吡啶基、叠氮、偶氮、羧基、甲酰胺基(carboxamido)、乙酸基、硫烷基(thiolalkyl)、碳酸酯(或盐)、氨基甲酸酯、低级烷氨基甲酰(loweralkylcarbamyl)、双低级烷氨基甲酰(diloweralkylcarbamyl)、磺酸基、磺酰胺、磺胺、磺酸酯(或盐)、磺酰、亚砜、硫化物、二硫化物、巯基(或氢硫基)、亚磺酸、硫酮、硫醛、膦基、膦酰、磷酸酯、磷酰胺、缩醛、半缩醛、半酮缩醇、酮缩醇、原酸酯、亚甲二氧基和亚乙二氧基。

在某些实施方式中，a和b及其相连接的原子共同形成C3-C10环烷基环(例如环烷基、环烯基和环炔基)，可选地被至少一个基团取代；或者饱和或不饱和单环、多环或稠环，可选地被至少一个基团取代；或饱和或不饱和单杂环、多杂环或稠杂环，可选地被至少一个基团取代。各种环的例子包括但不局限于，吖啶、氮杂环庚烷、吖庚因、杂环辛烷(azocane)、苯并呋喃、苯并咪唑、苯并噻吩、苯并[c]噻吩、苯并恶唑、苯异恶唑、苯并噻唑、邻二氮(杂)萘(cinnoline)、二氮杂草、二氧戊环、二硫戊环、呋喃、呋咱、咪唑烷、咪唑、吲唑、吲哚、异吲哚、异苯并呋喃、异噻唑、异噻唑烷、异恶唑、异恶唑烷、吗啉、恶嗪、恶二唑、恶唑、恶唑烷、氧杂环庚(oxepane)、喹唑啉、喹啉、异喹啉、喹喔啉、磷杂环戊二烯(phosphole)、酞嗪、哌啶、嘌呤、吡啶、吡喃、吡咯烷、吡咯、吡唑烷、吡嗪、吡唑、哌嗪、嘧啶、哒嗪、噻唑、四唑、1,2,3-三嗪、1,2,4-三嗪、1,3,5-三嗪、三唑、硫化环戊烷、噻唑烷、噻喃、四氢呋喃、四氢噻吩、噻重氮、噻吩、硫代吗啉、噻嗪、硫氮杂(thiazepine)和zocine。所述“至少一个基团”选自自低级烷基(lower alkyl)、低级烷氧基(lower alkoxy)、酰基、酰氧基、烷氧羰基、芳基、苯基、苄基、卤素、卤代甲酰基、卤代低级烷基(haloloweralkyl)、三氟甲基、三氟甲氧基、三氯甲基、氰酰、异氰、异氰酸酯(或盐)、异硫氰酸酯、硫氰酸酯(或盐)、低级烷硫基(loweralkylthio)、氨基、季铵基(ammonio)、亚氨基、酰亚胺(imido)、氨基低级烷基(amino loweralkyl)、低级烷氨基(lower alkylamino)、低级双烷氨基(lower dialkylamino)、羟基、羟烷基、硝基、硝酸酯(盐)(nitrate),亚硝酸酯(或盐)(nitrite)、腈、异腈、亚硝基、吡啶基、叠氮、偶氮、羧基、甲酰胺基(carboxamido)、乙酸基、硫烷基(thiolalkyl)、碳酸酯(或盐)、氨基甲酸酯、低级烷氨基甲酰(loweralkylcarbamyl)、双低级烷氨基甲酰(diloweralkylcarbamyl)、磺酸基、磺酰胺、磺胺、磺酸酯(或盐)、磺酰、亚砜、硫化物、二硫化物、巯基(或氢硫基)、亚磺酸、硫酮、硫醛、膦基、膦酰、磷酸酯、磷酰胺、缩醛、半缩醛、半酮缩醇、酮缩醇、原酸酯、亚甲二氧基和亚乙二氧基。或者A和B及其相连接的原子共同形成一个芳香环，可选地被至少一个以上定义的功能团取代；或者A和B及其相连接的原子共同组成一个多芳环，可选地被至少一个以上定义的功能团取代。

在某些实施方案中，a和b独立选自氢原子(H)、低级烷基(lower alkyl)、低级烷氧基(lower alkoxy)、酰基、酰氧基、烷氧羰基、芳基、苯基、苄基、卤素、卤代甲酰基、卤代低级烷基(haloloweralkyl)、三氟甲基、三氟甲氧基、三氯甲基、氰酰、异氰、异氰酸酯(或盐)、异硫氰酸酯、硫氰酸酯(或盐)、低级烷硫基(lower alkylthio)、氨基、季铵基(ammonio)、亚氨基、酰亚胺(imido)、氨基低级烷基(amino lower alkyl)、低级烷氨基(loweralkylamino)、低级双烷氨基(lower dialkylamino)、羟基、羟烷基、硝基、硝酸酯(盐)(nitrate),亚硝酸酯(或盐)(nitrite)、腈、异腈、亚硝基、吡啶基、叠氮、偶氮、羧基、甲酰胺基(carboxamido)、乙酸基、硫烷基(thiolalkyl)、碳酸酯(或盐)、氨基甲酸酯、低级烷氨基甲酰(loweralkylcarbamyl)、双低级烷氨基甲酰(diloweralkylcarbamyl)、磺酸基、磺酰胺、磺胺、磺酸酯(或盐)、磺酰、亚砜、硫化物、二硫化物、巯基(或氢硫基)、亚磺酸、硫酮、硫醛、膦基、膦酰、磷酸酯、磷酰胺、缩醛、半缩醛、半酮缩醇、酮缩醇、原酸酯、亚甲二氧基和亚乙二氧基。

在某些实施方式中,a和b独立选自-NR’,-SR”和OR”’。R’定义如上。R”和R”’独立选自氢原子、有1-20个碳原子的直链和支链烷基；有6-15个碳原子的芳基；有3、4、5、6、7、8、9或10元环的环烷基；有2-20个碳原子的烯基；有4、5、6、7、8、9或10元环的环烯基；有2-20个碳原子的炔基；有5、6、7、8、9或10元环的环炔基；单环和多环；芳烷基；芳烯基；芳炔基；烷芳基；烯芳基；炔芳基；低级酰氧烷基(loweracyloxyalkyl)；和羧烷基(carboxyalkyl),其中烷基、芳基、烯基和炔基定义如上；醚、硫醚、或取代氨基(substituted amine)；饱和和不饱和单杂环、多杂环和稠杂环,每个杂环包含一个或多个杂环原子N、S或O，而且每个环是3元环到8元环。前述的每一个烷基、芳基、环烷基、环烯基、环炔基、单环和多环、芳烷基、芳烯基、芳炔基、烷芳基、烯芳基、炔芳基、低酰氧烷基、羧烷基、饱和和不饱和单杂环、多杂环、稠杂环可选地被一个或多个基团取代，基团选自低级烷基(lower alkyl)、低级烷氧基(loweralkoxy)、酰基、酰氧基、烷氧羰基、芳基、苯基、苄基、卤素、卤代甲酰基、卤代低级烷基(haloloweralkyl)、三氟甲基、三氟甲氧基、三氯甲基、氰酰、异氰、异氰酸酯(或盐)、异硫氰酸酯、硫氰酸酯(或盐)、低级烷硫基(lower alkylthio)、氨基、季铵基(ammonio)、亚氨基、酰亚胺(imido)、氨基低级烷基(amino lower alkyl)、低级烷氨基(lower alkylamino)、低级双烷氨基(lower dialkylamino)、羟基、羟烷基、硝基、硝酸酯(盐)(nitrate),亚硝酸酯(或盐)(nitrite)、腈、异腈、亚硝基、吡啶基、叠氮、偶氮、羧基、甲酰胺基(carboxamido)、乙酸基、硫烷基(thiolalkyl)、碳酸酯(或盐)、氨基甲酸酯、低级烷氨基甲酰(loweralkylcarbamyl)、双低级烷氨基甲酰(diloweralkylcarbamyl)、磺酸基、磺酰胺、磺胺、磺酸酯(或盐)、磺酰、亚砜、硫化物、二硫化物、巯基(或氢硫基)、亚磺酸、硫酮、硫醛、膦基、膦酰、磷酸酯、磷酰胺、缩醛、半缩醛、半酮缩醇、酮缩醇、原酸酯、亚甲二氧基和亚乙二氧基。

在某些实施方式中，R”和R”’独立选自氢原子(H)、低级烷基(lower alkyl)、低级烷氧基(lower alkoxy)、酰基、酰氧基、烷氧羰基、芳基、苯基、苄基、卤素、卤代甲酰基、卤代低级烷基(haloloweralkyl)、三氟甲基、三氟甲氧基、三氯甲基、氰酰、异氰、异氰酸酯(或盐)、异硫氰酸酯、硫氰酸酯(或盐)、低级烷硫基(lower alkylthio)、氨基、季铵基(ammonio)、亚氨基、酰亚胺(imido)、氨基低级烷基(amino lower alkyl)、低级烷氨基(lower alkylamino)、低级双烷氨基(lower dialkylamino)、羟基、羟烷基、硝基、硝酸酯(盐)(nitrate),亚硝酸酯(或盐)(nitrite)、腈、异腈、亚硝基、吡啶基、叠氮、偶氮、羧基、甲酰胺基(carboxamido)、乙酸基、硫烷基(thiolalkyl)、碳酸酯(或盐)、氨基甲酸酯、低级烷氨基甲酰(loweralkylcarbamyl)、双低级烷氨基甲酰(diloweralkylcarbamyl)、磺酸基、磺酰胺、磺胺、磺酸酯(或盐)、磺酰、亚砜、硫化物、二硫化物、巯基(或氢硫基)、亚磺酸、硫酮、硫醛、膦基、膦酰、磷酸酯、磷酰胺、缩醛、半缩醛、半酮缩醇、酮缩醇、原酸酯、亚甲二氧基和亚乙二氧基。

在某些实施方式中，R”和R”’独立选自氢原子(H)、C₁-C₁₈烷基、C₂-C₁₈烯基、(C₁-C₁₀烷基)OH、(C₁-C₁₀烷基)SH、(C₂-C₃烷基)SCH₃、(C₁-C₄烷基)CONH₂、(C₁-C₁₀烷基)COOH、(C₁-C₁₀烷基)NH₂、(C₁-C₄烷基)NHC(NH₂ ⁺)NH₂、(C₀-C₄烷基)(C₃-C₆环烷基)、(C₀-C₄烷基)(C₂-C₅杂环)、(C₀-C₄烷基)(C₆-C₁₀芳基)、(C₀-C₄烷基)(C₆-C₁₀芳基)R₁₆、(C₁-C₄烷基)(C₃-C₉杂芳基)和C₁-C₁₂烷基(W₁)C₁-C₁₂烷基,其中W₁是选自N、S和O的一个杂原子；R₁₆选自H、OH、卤素、(C₁-C₇烷基)、(C₂-C₇烯基)、CF₃、OCF₃、NO₂、CN、NC、O(C₁-C₇烷基)、CO₂H、CO₂(C₁-C₇烷基)、NH C₁-C₁₀烷基、O(C₁-C₁₀烷基)、芳基和杂芳基。

在某些实施方式中，a和b和与其连接的原子共同组成一个饱和或不饱和的单环、多环、稠环、单杂环、多杂环或稠杂环，可选地被至少一个以上定义的基团取代。

子类2

在某些实施方式中,此类引入基团如下式,其中X,Y,a和b定义如上：

在某些实施方式中,此类的引入基团如下式,其中X,Y,R₃,R₄,a和b定义如上：

在某些实施方式中,此类引入基团如下式,其中X,Y,R₁₀,R₁₁,a和b定义如上：

子类3

在某些实施方式中,一类包含6元环的引入基团如下式：

其中U₁、U₂、U₃、U₄、U₅和U₆独立选自CR₁₂和N；

其中X选自OH、SH、HN-R₀；

Y选自:

(1)N-R_O；

(2)C(R_pR_q)；

(3)O或S,条件是X不是OH或SH；

(4)C(R_pR_q),当X是HN-R₀,其中R₀和R_p连同与其相连的原子可以组成4、5或6元杂环；和

(5)C(O)；

Y₁选自

(1)C(R₃R₄)；

(2)C(O)或C(S),条件是Y和A不是C(O)、C(S)、SO或SO₂；

(3)O,S,SO,或SO₂,条件是Y和A不是O或S；

(4)N-R_n；和

(5)键；

J₁是C(R₁₀R₁₁)或一个键。

R₁₂选自氢原子、有1-20个碳原子的直链和支链烷基；有6-15个碳原子的芳基；有3、4、5、6、7、8、9或10元环的环烷基；有2-20个碳原子的烯基；有4、5、6、7、8、9或10元环的环烯基；有2-20个碳原子的炔基；有5、6、7、8、9或10元环的环炔基；单环和多环；芳烷基；芳烯基；芳炔基；烷芳基；烯芳基；炔芳基；低级酰氧烷基(loweracyloxyalkyl)；和羧烷基(carboxyalkyl),其中烷基、芳基、烯基和炔基定义如上；醚、硫醚、或取代氨基(substituted amine)；饱和和不饱和单杂环、多杂环和稠杂环,每个杂环包含一个或多个杂环原子N、S或O，而且每个环是3元环到8元环。前述的每一个烷基、芳基、环烷基、环烯基、环炔基、单环和多环、芳烷基、芳烯基、芳炔基、烷芳基、烯芳基、炔芳基、低酰氧烷基、羧烷基、饱和和不饱和单杂环、多杂环、稠杂环可选地被一个或多个基团取代，基团选自低级烷基(lower alkyl)、低级烷氧基(lower alkoxy)、酰基、酰氧基、烷氧羰基、芳基、苯基、苄基、卤素、卤代甲酰基、卤代低级烷基(haloloweralkyl)、三氟甲基、三氟甲氧基、三氯甲基、氰酰、异氰、异氰酸酯(或盐)、异硫氰酸酯、硫氰酸酯(或盐)、低级烷硫基(lower alkylthio)、氨基、季铵基(ammonio)、亚氨基、酰亚胺(imido)、氨基低级烷基(amino lower alkyl)、低级烷氨基(lower alkylamino)、低级双烷氨基(lower dialkylamino)、羟基、羟烷基、硝基、硝酸酯(盐)(nitrate),亚硝酸酯(或盐)(nitrite)、腈、异腈、亚硝基、吡啶基、叠氮、偶氮、羧基、甲酰胺基(carboxamido)、乙酸基、硫烷基(thiolalkyl)、碳酸酯(或盐)、氨基甲酸酯、低级烷氨基甲酰(loweralkylcarbamyl)、双低级烷氨基甲酰(diloweralkylcarbamyl)、磺酸基、磺酰胺、磺胺、磺酸酯(或盐)、磺酰、亚砜、硫化物、二硫化物、巯基(或氢硫基)、亚磺酸、硫酮、硫醛、膦基、膦酰、磷酸酯、磷酰胺、缩醛、半缩醛、半酮缩醇、酮缩醇、原酸酯、亚甲二氧基和亚乙二氧基。

在某些实施方式中,R₁₂选自氢原子(H)、低级烷基(lower alkyl)、低级烷氧基(lower alkoxy)、酰基、酰氧基、烷氧羰基、芳基、苯基、苄基、卤素、卤代甲酰基、卤代低级烷基(haloloweralkyl)、三氟甲基、三氟甲氧基、三氯甲基、氰酰、异氰、异氰酸酯(或盐)、异硫氰酸酯、硫氰酸酯(或盐)、低级烷硫基(lower alkylthio)、氨基、季铵基(ammonio)、亚氨基、酰亚胺(imido)、氨基低级烷基(amino lower alkyl)、低级烷氨基(loweralkylamino)、低级双烷氨基(lower dialkylamino)、羟基、羟烷基、硝基、硝酸酯(盐)(nitrate),亚硝酸酯(或盐)(nitrite)、腈、异腈、亚硝基、吡啶基、叠氮、偶氮、羧基、甲酰胺基(carboxamido)、乙酸基、硫烷基(thiolalkyl)、碳酸酯(或盐)、氨基甲酸酯、低级烷氨基甲酰(loweralkylcarbamyl)、双低级烷氨基甲酰(diloweralkylcarbamyl)、磺酸基、磺酰胺、磺胺、磺酸酯(或盐)、磺酰、亚砜、硫化物、二硫化物、巯基(或氢硫基)、亚磺酸、硫酮、硫醛、膦基、膦酰、磷酸酯、磷酰胺、缩醛、半缩醛、半酮缩醇、酮缩醇、原酸酯、亚甲二氧基和亚乙二氧基。

子类4

在某些实施方式中,一类包含6元环的引入基团如下式：

其中X选自OH、SH、HN-R₀；

Y选自:

(1)N-R_O；

(2)C(R_pR_q)；

(3)O或S,条件是X不是OH或SH；和

(4)C(R_pR_q),当X是HN-R₀,其中R₀和R_p连同与其相连的原子可以组成4、5或6元杂环；

U₁、U₂、U₃、U₄、U₅、U₆、R₀、Ro、R_p和R_q的定义如上。

子类5

此类中的引入基团包括，但不局限于，以下实例：

在某些实施方式中，以上3式中的Y选自NH、N-R_O、O(条件是X不是OH或SH)。

在某些实施方式中，Y是N-R_O,X是HN-R₀或OH。这类引入基团是下式：

在某些实施方式中，R_O是氢原子(H)，这类引入基团是下式：

在以上包含R₅、R₆、R₇和R₈的每个式中，R₅、R₆、R₇和R₈独立选自氢原子、有1-20个碳原子的直链和支链烷基；有6-15个碳原子的芳基；有3、4、5、6、7、8、9或10元环的环烷基；有2-20个碳原子的烯基；有4、5、6、7、8、9或10元环的环烯基；有2-20个碳原子的炔基；有5、6、7、8、9或10元环的环炔基；单环和多环；芳烷基；芳烯基；芳炔基；烷芳基；烯芳基；炔芳基；低级酰氧烷基(loweracyloxyalkyl)；和羧烷基(carboxyalkyl),其中烷基、芳基、烯基和炔基定义如上；醚、硫醚、或取代氨基(substituted amine)；饱和和不饱和单杂环、多杂环和稠杂环,每个杂环包含一个或多个杂环原子N、S或O，而且每个环是3元环到8元环。前述的每一个烷基、芳基、环烷基、环烯基、环炔基、单环和多环、芳烷基、芳烯基、芳炔基、烷芳基、烯芳基、炔芳基、低酰氧烷基、羧烷基、饱和和不饱和单杂环、多杂环、稠杂环可选地被一个或多个基团取代，基团选自低级烷基(lower alkyl)、低级烷氧基(lower alkoxy)、酰基、酰氧基、烷氧羰基、芳基、苯基、苄基、卤素、卤代甲酰基、卤代低级烷基(haloloweralkyl)、三氟甲基、三氟甲氧基、三氯甲基、氰酰、异氰、异氰酸酯(或盐)、异硫氰酸酯、硫氰酸酯(或盐)、低级烷硫基(lower alkylthio)、氨基、季铵基(ammonio)、亚氨基、酰亚胺(imido)、氨基低级烷基(amino lower alkyl)、低级烷氨基(lower alkylamino)、低级双烷氨基(lowerdialkylamino)、羟基、羟烷基、硝基、硝酸酯(盐)(nitrate),亚硝酸酯(或盐)(nitrite)、腈、异腈、亚硝基、吡啶基、叠氮、偶氮、羧基、甲酰胺基(carboxamido)、乙酸基、硫烷基(thiolalkyl)、碳酸酯(或盐)、氨基甲酸酯、低级烷氨基甲酰(loweralkylcarbamyl)、双低级烷氨基甲酰(diloweralkylcarbamyl)、磺酸基、磺酰胺、磺胺、磺酸酯(或盐)、磺酰、亚砜、硫化物、二硫化物、巯基(或氢硫基)、亚磺酸、硫酮、硫醛、膦基、膦酰、磷酸酯、磷酰胺、缩醛、半缩醛、半酮缩醇、酮缩醇、原酸酯、亚甲二氧基和亚乙二氧基。

在某些实施方式中，R₅,R₆,R₇和R₈可以独立选自氢原子、低级烷基(lower alkyl)、低级烷氧基(lower alkoxy)、酰基、酰氧基、烷氧羰基、芳基、苯基、苄基、卤素、卤代甲酰基、卤代低级烷基(haloloweralkyl)、三氟甲基、三氟甲氧基、三氯甲基、氰酰、异氰、异氰酸酯(或盐)、异硫氰酸酯、硫氰酸酯(或盐)、低级烷硫基(lower alkylthio)、氨基、季铵基(ammonio)、亚氨基、酰亚胺(imido)、氨基低级烷基(amino lower alkyl)、低级烷氨基(lower alkylamino)、低级双烷氨基(lower dialkylamino)、羟基、羟烷基、硝基、硝酸酯(盐)(nitrate),亚硝酸酯(或盐)(nitrite)、腈、异腈、亚硝基、吡啶基、叠氮、偶氮、羧基、甲酰胺基(carboxamido)、乙酸基、硫烷基(thiolalkyl)、碳酸酯(或盐)、氨基甲酸酯、低级烷氨基甲酰(loweralkylcarbamyl)、双低级烷氨基甲酰(diloweralkylcarbamyl)、磺酸基、磺酰胺、磺胺、磺酸酯(或盐)、磺酰、亚砜、硫化物、二硫化物、巯基(或氢硫基)、亚磺酸、硫酮、硫醛、膦基、膦酰、磷酸酯、磷酰胺、缩醛、半缩醛、半酮缩醇、酮缩醇、原酸酯、亚甲二氧基和亚乙二氧基。

在某些实施方式中,连接在同一个原子，或者连接在被一个键分隔开的两个原子的两个R基团(选自R₅、R₆、R₇、R₈、R₀、R_O、R_p和R_q)和与其连接的原子一起组成C₃-C₈环烷基、环烯基或环炔基,或者饱和或不饱和杂环，可选地被除氢原子(H)之外至少一个基团取代；或者两个R基团和与其连接的原子一起组成一个芳香环，可选地被除氢原子(H)之外至少一个基团取代。“至少一个基团”选自低级烷基(lower alkyl)、低级烷氧基(lower alkoxy)、酰基、酰氧基、烷氧羰基、芳基、苯基、苄基、卤素、卤代甲酰基、卤代低级烷基(haloloweralkyl)、三氟甲基、三氟甲氧基、三氯甲基、氰酰、异氰、异氰酸酯(或盐)、异硫氰酸酯、硫氰酸酯(或盐)、低级烷硫基(lower alkylthio)、氨基、季铵基(ammonio)、亚氨基、酰亚胺(imido)、氨基低级烷基(amino lower alkyl)、低级烷氨基(lower alkylamino)、低级双烷氨基(lower dialkylamino)、羟基、羟烷基、硝基、硝酸酯(盐)(nitrate),亚硝酸酯(或盐)(nitrite)、腈、异腈、亚硝基、吡啶基、叠氮、偶氮、羧基、甲酰胺基(carboxamido)、乙酸基、硫烷基(thiolalkyl)、碳酸酯(或盐)、氨基甲酸酯、低级烷氨基甲酰(loweralkylcarbamyl)、双低级烷氨基甲酰(diloweralkylcarbamyl)、磺酸基、磺酰胺、磺胺、磺酸酯(或盐)、磺酰、亚砜、硫化物、二硫化物、巯基(或氢硫基)、亚磺酸、硫酮、硫醛、膦基、膦酰、磷酸酯、磷酰胺、缩醛、半缩醛、半酮缩醇、酮缩醇、原酸酯、亚甲二氧基和亚乙二氧基。

在某些实施方式中,Y是O,这类引入基团如下式,其中R₅、R₆、R₇和R₈定义如上：

子类6

在某些实施方式中，Y是C(R_pR_q)。此类引入基团如下式。其中X,U₁,U₂,U₃,U₄,U₅和U₆定义如上：

在某些实施方式中，此类引入基团包括，但不局限于以下例子，其中X,R₅,R₆,R₇和R₈定义如上：

R₉选自氢原子、有1-20个碳原子的直链和支链烷基；有6-15个碳原子的芳基；有3、4、5、6、7、8、9或10元环的环烷基；有2-20个碳原子的烯基；有4、5、6、7、8、9或10元环的环烯基；有2-20个碳原子的炔基；有5、6、7、8、9或10元环的环炔基；单环和多环；芳烷基；芳烯基；芳炔基；烷芳基；烯芳基；炔芳基；低级酰氧烷基(loweracyloxyalkyl)；和羧烷基(carboxyalkyl),其中烷基、芳基、烯基和炔基定义如上；醚、硫醚、或取代氨基(substituted amine)；饱和和不饱和单杂环、多杂环和稠杂环,每个杂环包含一个或多个杂环原子N、S或O，而且每个环是3元环到8元环。前述的每一个烷基、芳基、环烷基、环烯基、环炔基、单环和多环、芳烷基、芳烯基、芳炔基、烷芳基、烯芳基、炔芳基、低酰氧烷基、羧烷基、饱和和不饱和单杂环、多杂环、稠杂环可选地被一个或多个基团取代，基团选自低级烷基(lower alkyl)、低级烷氧基(lower alkoxy)、酰基、酰氧基、烷氧羰基、芳基、苯基、苄基、卤素、卤代甲酰基、卤代低级烷基(haloloweralkyl)、三氟甲基、三氟甲氧基、三氯甲基、氰酰、异氰、异氰酸酯(或盐)、异硫氰酸酯、硫氰酸酯(或盐)、低级烷硫基(lower alkylthio)、氨基、季铵基(ammonio)、亚氨基、酰亚胺(imido)、氨基低级烷基(amino lower alkyl)、低级烷氨基(lower alkylamino)、低级双烷氨基(lower dialkylamino)、羟基、羟烷基、硝基、硝酸酯(盐)(nitrate),亚硝酸酯(或盐)(nitrite)、腈、异腈、亚硝基、吡啶基、叠氮、偶氮、羧基、甲酰胺基(carboxamido)、乙酸基、硫烷基(thiolalkyl)、碳酸酯(或盐)、氨基甲酸酯、低级烷氨基甲酰(loweralkylcarbamyl)、双低级烷氨基甲酰(diloweralkylcarbamyl)、磺酸基、磺酰胺、磺胺、磺酸酯(或盐)、磺酰、亚砜、硫化物、二硫化物、巯基(或氢硫基)、亚磺酸、硫酮、硫醛、膦基、膦酰、磷酸酯、磷酰胺、缩醛、半缩醛、半酮缩醇、酮缩醇、原酸酯、亚甲二氧基和亚乙二氧基。

在某些实施方式中，R₉选自氢原子(H)、低级烷基(lower alkyl)、低级烷氧基(lower alkoxy)、酰基、酰氧基、烷氧羰基、芳基、苯基、苄基、卤素、卤代甲酰基、卤代低级烷基(haloloweralkyl)、三氟甲基、三氟甲氧基、三氯甲基、氰酰、异氰、异氰酸酯(或盐)、异硫氰酸酯、硫氰酸酯(或盐)、低级烷硫基(lower alkylthio)、氨基、季铵基(ammonio)、亚氨基、酰亚胺(imido)、氨基低级烷基(amino lower alkyl)、低级烷氨基(loweralkylamino)、低级双烷氨基(lower dialkylamino)、羟基、羟烷基、硝基、硝酸酯(盐)(nitrate),亚硝酸酯(或盐)(nitrite)、腈、异腈、亚硝基、吡啶基、叠氮、偶氮、羧基、甲酰胺基(carboxamido)、乙酸基、硫烷基(thiolalkyl)、碳酸酯(或盐)、氨基甲酸酯、低级烷氨基甲酰(loweralkylcarbamyl)、双低级烷氨基甲酰(diloweralkylcarbamyl)、磺酸基、磺酰胺、磺胺、磺酸酯(或盐)、磺酰、亚砜、硫化物、二硫化物、巯基(或氢硫基)、亚磺酸、硫酮、硫醛、膦基、膦酰、磷酸酯、磷酰胺、缩醛、半缩醛、半酮缩醇、酮缩醇、原酸酯、亚甲二氧基和亚乙二氧基。

某些实施方式中，当Y是C(R_pR_q),连接在同一个原子，或者连接在被一个键分隔开的两个原子的两个R基团(选自R_p,R_q,R₀,R₅,R₆,R₇,R₈和R₉)和与其连接的原子一起组成C₃-C₈环烷基、环烯基或环炔基,或者饱和或不饱和杂环，可选地被除氢原子(H)之外至少一个基团取代；或者两个R基团和与其连接的原子一起组成一个芳香环，可选地被除氢原子(H)之外至少一个基团取代。“至少一个基团”选自低级烷基(lower alkyl)、低级烷氧基(loweralkoxy)、酰基、酰氧基、烷氧羰基、芳基、苯基、苄基、卤素、卤代甲酰基、卤代低级烷基(haloloweralkyl)、三氟甲基、三氟甲氧基、三氯甲基、氰酰、异氰、异氰酸酯(或盐)、异硫氰酸酯、硫氰酸酯(或盐)、低级烷硫基(lower alkylthio)、氨基、季铵基(ammonio)、亚氨基、酰亚胺(imido)、氨基低级烷基(amino lower alkyl)、低级烷氨基(lower alkylamino)、低级双烷氨基(lower dialkylamino)、羟基、羟烷基、硝基、硝酸酯(盐)(nitrate),亚硝酸酯(或盐)(nitrite)、腈、异腈、亚硝基、吡啶基、叠氮、偶氮、羧基、甲酰胺基(carboxamido)、乙酸基、硫烷基(thiolalkyl)、碳酸酯(或盐)、氨基甲酸酯、低级烷氨基甲酰(loweralkylcarbamyl)、双低级烷氨基甲酰(diloweralkylcarbamyl)、磺酸基、磺酰胺、磺胺、磺酸酯(或盐)、磺酰、亚砜、硫化物、二硫化物、巯基(或氢硫基)、亚磺酸、硫酮、硫醛、膦基、膦酰、磷酸酯、磷酰胺、缩醛、半缩醛、半酮缩醇、酮缩醇、原酸酯、亚甲二氧基和亚乙二氧基。

在某些实施方式中，R_p和R_q是氢原子(H)。此类中的一组引入基团如下式，其中X,R₅,R₆,R₇和R₈定义如上：

在某些实施方式中，这组的引入基团如下式：

在某些实施方式中，R₅,R₆,R₇和R₈独立选自氢原子(H)、低级烷基、低级烷氧基、酰基、羟基、氨基、卤素、三氟甲基、三氟甲氧基、腈基、硝基、羧酸、-SO₂-OH、-SO₂-NR_m1R_m2、-SO₂-R_m3、-O-R_m4、-S-R_m5、-N-R_m6R_m7、-C(O)R_m8、-C(O)OR_m9、-OC(O)R_m10、-NHC(O)R_m11、-C(O)NR_m12R_m13、-NHC(O)NR_m14R_m15，其中R_m1,R_m2,R_m3,R_m4,R_m5,R_m6,R_m7,R_m8,R_m9,R_m10,R_m11,R_m12,R_m13,R_m14和R_m15独立选自氢原子(H)、(C₁-C₁₈)烷基、芳基、(C₁-C₁₈烷基)OH、(C₁-C₁₈烷基)SH、(C₁-C₁₈烷基)COOH、(C₁-C₁₈烷基)NH₂、(C₀-C₄烷基)(C₃-C₆环烷基)、(C₀-C₁₀烷基)(C₂-C₅杂环)、(C₀-C₄烷基)(C₆-C₁₀芳基)、(C₁-C₄烷基)(C₃-C₉杂芳基)和(C₁-C₁₈)烷基。在某些实施方式中,OH、NH₂、COOH和SH功能团可以用于连接一个可选的接头或者修饰部分。在某些实施方式中，R₅,R₆,R₇或R₈包含一个叠氮化物或炔，可以通过点击化学与一个可选的接头或修饰部分上的另外一个叠氮化物或炔反应。

在某些实施方式中，此组引入基团如下式，其中X,R₆和R₇定义如上：

在某些实施方式中，本组引入基团如下式，其中X,R₆和R₇定义如上：

在某些实施方式中,上式X是OH或HN-R₀。

在某些实施方式中,上式X是OH。

在某些实施方式中,上式X是HN-R₀。_

在某些实施方式中,上式X是NH₂。

本组引入基团的图解的、非限制性例子包括：

子类7

在某些实施方式中，Y₁是C(R₃R₄)。一类包含6元环的引入基团如下式：

其中X选自OH、SH或HN-R₀；

Y选自:

(1)N-R_O；

(2)C(R_pR_q)；

(3)O或S,条件是X不是OH或SH；

(4)C(R_pR_q),当X是HN-R₀，其中R₀和R_p连同与其相连的原子可以组成4、5或6元杂环；

U₁,U₂,U₃,U₄,U₅,U₆,R₃,R₄,R₀,Ro,R_p和R_q的定义如上。

在某些实施方式中，此类引入基团包括，但不局限于，以下例子，其中X,Y,和R₃-R₉定义同上：

在某些实施方式中，Y选自

(1)N-R_O；

(2)O或S,条件是X不是OH或SH。

在某些实施方式中，Y是N-R_O。

在某些实施方式中，Y是C(R_pR_q)。此类引入基团如下式,其中X,R₃-R₉,R_p和R_q定义同上：

本组引入基团的例子包括，但不局限于，下式：

在某些实施方式中，Y是CH₂。此类引入基团如下式,其中X和R₅-R₈定义同上：

在某些实施方式中，此类引入基团如下式,其中R₅-R₈定义如上：

在某些实施方式中，R₅,R₆,R₇和R₈独立选自氢原子(H)、低级烷基、低级烷氧基、酰基、羟基、氨基、卤素、三氟甲基、三氟甲氧基、腈基、硝基、羧酸、-SO₂-OH、-SO₂-NR_m1R_m2、-SO₂-R_m3、-O-R_m4、-S-R_m5、-N-R_m6R_m7、-C(O)R_m8、-C(O)OR_m9、-OC(O)R_m10、-NHC(O)R_m11、-C(O)NR_m12R_m13、-NHC(O)NR_m14R_m15，其中R_m1,R_m2,R_m3,R_m4,R_m5,R_m6,R_m7,R_m8,R_m9,R_m10,R_m11,R_m12,R_m13,R_m14和R_m15定义如上。

在某些实施方式中，X是OH或HN-R₀。

在某些实施方式中，X是OH。

在某些实施方式中，X是HN-R₀。

本组引入基团的例子包括，但不局限于，下式：

子类8

在某些实施方式中，U₅是C,Y₁是N-R_n,Y是C(R_pR_q),一类包含6元环的引入基团如下式,其中U₁-U₄,U₆,R_n,R_p,R_q和X定义如上：

在某些实施方式中,此类引入基团包括，但不局限于,下式,其中R₅-R₈,R_n,R_p,R_q,和X定义如上：

子类9

在某些实施方式中,U₅是C,Y₁是O,Y是C-R_pR_q,一类包含6元环的引入基团如下式,其中U₁-U₄,U₆,R_p,R_q和X定义如上：

在某些实施方式中，此类引入基团包括，但不局限于下式,其中R₅-R₈,R_p,R_q,和X定义如上：

子类10

在某些实施方式中,Y₁是C(O),C(S),SO或SO₂,本组引入基团如下式：

其中X选自OH,SH或HN-R₀；

Y选自:

(1)N-R_O；

(2)C(R_pR_q)；

(3)O或S,条件是X不是OH或SH；

(4)C(R_pR_q),当X是HN-R₀，其中R₀和R_p连同与其相连的原子可以组成4,5或6元杂环；其中R_O,R₀,R_p,R_q,and U₁-U₆的定义如上。

在某些实施方式中，本组引入基团化学式如下式,其中R₅-R₈定义如上：

在某些实施方式中，Y₁是C(O)，本组引入基团化学式如下式,其中R₅-R₈定义同上：

在某些实施方式中,Y是N-R_O其中R_O定义同上。

在某些实施方式中,Y是C-R_pR_q,其中R_p和R_q定义同上。

在某些实施方式中,X是OH或HN-R₀,其中R₀定义同上。

在某些实施方式中，X是OH。

子类11

在某些实施方式中，J₁是C(R₁₀R₁₁)，一类包含6元环的引入基团化学式如下式：

其中U₁,U₂,U₃,U₄,U₅,U₆独立选自CR₁₂和N；

其中X选自OH,-SH或HN-R₀；

Y选自:

(1)N-R_O；

(2)C(R_pR_q)；

(3)O或S,条件是X不是OH或SH；

(4)C(R_pR_q),当X是HN-R₀，其中R₀和R_p连同与其相连的原子可以组成4、5或6元杂环；R₀,Ro,R_p,R_q和R₁₀-R₁₂的定义同上。

在某些实施方式中，Y选自N-R_O和O(条件是X不是OH或SH)。

在某些实施方式中，Y是C(R_pR_q)。

在某些实施方式中,此类引入基团如下式,其中R₅-R₈,R_p,R_q,R₁₀和R₁₁定义同上：

在某些实施方式中，R₁₀,R₁₁,R_p,R_q是氢原子(H)，此类引入基团化学式如下式,其中R₅-R₈定义同上：

在某些实施方式中，R₁₀,R₁₁,R_p,R_q是氢原子(H)，此类引入基团化学式如下式,其中R₅-R₈定义同上：

在某些实施方式中，R₅,R₆,R₇和R₈独立选自氢原子(H)、低级烷基、低级烷氧基、酰基、羟基、氨基、卤素、三氟甲基、三氟甲氧基、腈基、硝基、羧酸、-SO₂-OH、-SO₂-NR_m1R_m2、-SO₂-R_m3、-O-R_m4、-S-R_m5、-N-R_m6R_m7、-C(O)R_m8、-C(O)OR_m9、-OC(O)R_m10、-NHC(O)R_m11、-C(O)NR_m12R_m13、-NHC(O)NR_m14R_m15，其中R_m1-R_m13定义如上。

在某些实施方式中，X是OH或HN-R₀其中R₀定义同上。

在某些实施方式中，X是OH。

在某些实施方式中，X是HN-R₀其中R₀定义同上。

在某些实施方式中，X是NH₂。

此类引入基团的例子包括，但不局限于，下式：

子类12

在某些实施方式中，一类包括一个五元环的引入基团化学式如下式：

其中Z₁,Z₂,Z₃,Z₄,Z₅独立选自CR₁₂,N,NR₁₃,O和S；

X是OH,SH或HN-R₀；

Y选自:

(1)N-R_O；

(2)C(R_pR_q)；

(3)O或S,条件是X不是OH或SH；

(4)C(R_pR_q),当X是HN-R₀，其中R₀和R_p连同与其相连的原子可以组成4、5或6元杂环；

(5)C(O)；

Y₁选自

(1)C(R₃R₄)；

(2)C(O)或C(S),条件是Y和A不是C(O),C(S),SO,或SO₂；

(3)O,S,SO,or SO₂,条件是Y和A不是O或S；

(4)N-R_n；和

(5)键；

J₁是C(R₁₀R₁₁)或一个共价键；

R₁₃选自氢原子、有1-20个碳原子的直链或支链烷基；有6-15个碳原子的芳基；有3、4、5、6、7、8、9或10元环的环烷基；有2-20个碳原子的烯基；有4、5、6、7、8、9或10元环的环烯基；有2-20个碳原子的炔基；有5、6、7、8、9或10元环的环炔基；单环和多环；芳烷基；芳烯基；芳炔基；烷芳基；烯芳基；炔芳基；低级酰氧烷基(loweracyloxyalkyl)；和羧烷基(carboxyalkyl),其中烷基、芳基、烯基和炔基定义如上；醚、硫醚、或取代氨基(substituted amine)；饱和和不饱和单杂环、多杂环和稠杂环,每个杂环包含一个或多个杂环原子N、S或O，而且每个环是3元环到8元环。前述的每一个烷基、芳基、环烷基、环烯基、环炔基、单环和多环、芳烷基、芳烯基、芳炔基、烷芳基、烯芳基、炔芳基、低酰氧烷基、羧烷基、饱和和不饱和单杂环、多杂环、稠杂环可选地被一个或多个基团取代，基团选自低级烷基(lower alkyl)、低级烷氧基(lower alkoxy)、酰基、酰氧基、烷氧羰基、芳基、苯基、苄基、卤素、卤代甲酰基、卤代低级烷基(haloloweralkyl)、三氟甲基、三氟甲氧基、三氯甲基、氰酰、异氰、异氰酸酯(或盐)、异硫氰酸酯、硫氰酸酯(或盐)、低级烷硫基(lower alkylthio)、氨基、季铵基(ammonio)、亚氨基、酰亚胺(imido)、氨基低级烷基(amino lower alkyl)、低级烷氨基(lower alkylamino)、低级双烷氨基(lower dialkylamino)、羟基、羟烷基、硝基、硝酸酯(盐)(nitrate),亚硝酸酯(或盐)(nitrite)、腈、异腈、亚硝基、吡啶基、叠氮、偶氮、羧基、甲酰胺基(carboxamido)、乙酸基、硫烷基(thiolalkyl)、碳酸酯(或盐)、氨基甲酸酯、低级烷氨基甲酰(loweralkylcarbamyl)、双低级烷氨基甲酰(diloweralkylcarbamyl)、磺酸基、磺酰胺、磺胺、磺酸酯(或盐)、磺酰、亚砜、硫化物、二硫化物、巯基(或氢硫基)、亚磺酸、硫酮、硫醛、膦基、膦酰、磷酸酯、磷酰胺、缩醛、半缩醛、半酮缩醇、酮缩醇、原酸酯、亚甲二氧基和亚乙二氧基。

在某些实施方式中，R₁₃选自氢原子、低级烷基(lower alkyl)、低级烷氧基(loweralkoxy)、酰基、酰氧基、烷氧羰基、芳基、苯基、苄基、卤素、卤代甲酰基、卤代低级烷基(haloloweralkyl)、三氟甲基、三氟甲氧基、三氯甲基、氰酰、异氰、异氰酸酯(或盐)、异硫氰酸酯、硫氰酸酯(或盐)、低级烷硫基(lower alkylthio)、氨基、季铵基(ammonio)、亚氨基、酰亚胺(imido)、氨基低级烷基(amino lower alkyl)、低级烷氨基(lower alkylamino)、低级双烷氨基(lower dialkylamino)、羟基、羟烷基、硝基、硝酸酯(盐)(nitrate),亚硝酸酯(或盐)(nitrite)、腈、异腈、亚硝基、吡啶基、叠氮、偶氮、羧基、甲酰胺基(carboxamido)、乙酸基、硫烷基(thiolalkyl)、碳酸酯(或盐)、氨基甲酸酯、低级烷氨基甲酰(loweralkylcarbamyl)、双低级烷氨基甲酰(diloweralkylcarbamyl)、磺酸基、磺酰胺、磺胺、磺酸酯(或盐)、磺酰、亚砜、硫化物、二硫化物、巯基(或氢硫基)、亚磺酸、硫酮、硫醛、膦基、膦酰、磷酸酯、磷酰胺、缩醛、半缩醛、半酮缩醇、酮缩醇、原酸酯、亚甲二氧基和亚乙二氧基。

由Z₁-Z₅组成的这些五元环的某些例子是四唑和三唑，其中R₅定义同上：

由Z₁-Z₅组成的这些五元环的某些例子是咪唑，其中R₅和R₆定义同上：

由Z₁-Z₅组成的这些五元环的某些例子是吡咯，其中R₅-R₇定义同上：

由Z₁-Z₅组成的这些五元环的某些例子是吡唑，其中R₅ and R₆定义同上：

由Z₁-Z₅组成的这些五元环的其它一些例子是呋喃，其中R₅ and R₆定义同上：

由Z₁-Z₅组成的这些五元环的其它一些例子是噻吩，其中R₅和R₆定义同上：

由Z₁-Z₅组成的这些五元环的其它一些例子是噻唑、异噻唑、恶唑和异恶唑，其中R₅定义同上：

在某些实施方式中,Y₁是一个键，J₁是C(R₁₀R₁₁)，一类包括一个五元环的引入基团如下式：

在某些实施方式中,J₁是C(R₁₀R₁₁),Y₁是一个键，Y是C(R_pR_q)，一类包括一个五元环的引入基团如下式：

在某些实施方式中,Y是C(R_pR_q),J₁是C(R₁₀R₁₁),一类以三唑为基础的引入基团化学式如下式：

在某些实施方式中,X是OH或HN-R₀；

在某些实施方式中,X是OH；

在某些实施方式中,X是HN-R₀；

在某些实施方式中,X是NH₂。

在某些实施方式中，一类以三唑为基础的引入基团如下式,其中R₅定义同上：

在某些实施方式中,Y是C(R_pR_q),J₁是C(R₁₀R₁₁),一类以三唑为基础的引入基团化学式如下式,其中R₅定义同上：

在某些实施方式中,X是OH或HN-R₀；

在某些实施方式中,X是OH；

在某些实施方式中,X是HN-R₀；

在某些实施方式中,X是NH₂。

在某些实施方式中,Y是C(R_pR_q),J₁是C(R₁₀R₁₁),一类以四唑为基础的引入基团化学式如下式,其中所有变量定义同上：

在某些实施方式中,X是OH或HN-R₀；

在某些实施方式中,X是OH；

在某些实施方式中,X是HN-R₀；

在某些实施方式中,X是NH₂。

在某些实施方式中,Y是C(R_pR_q),J₁是C(R₁₀R₁₁),一类以咪唑为基础的引入基团化学式如下式,其中R₅和R₆定义同上：

以咪唑为基础的引入基团的例子包括，但不局限于,下式：

其中m16和m17各自是1-10的整数。

在某些实施方式中,X是OH或HN-R₀；

在某些实施方式中,X是OH；

在某些实施方式中,X是HN-R₀；

在某些实施方式中,X是NH₂。

在某些实施方式中,Y是C(R_pR_q),J₁是C(R₁₀R₁₁),一类以吡咯为基础的引入基团如下式，其中R₅-R₇定义同上：

在某些实施方式中,X是OH或HN-R₀；

在某些实施方式中,X是OH；

在某些实施方式中,X是HN-R₀；

在某些实施方式中,X是NH₂。

在某些实施方式中,Y是C(R_pR_q),J₁是C(R₁₀R₁₁),一类以吡唑为基础的引入基团如下式，其中R₅和R₆定义同上：

在某些实施方式中,X是OH或HN-R₀；

在某些实施方式中,X是OH；

在某些实施方式中,X是HN-R₀；

在某些实施方式中,X是NH₂。

在某些实施方式中,R₅和R₆各自是氢原子。

在某些实施方式中,Y₁和J₁是一个键，一类引入基团如下式：

在某些实施方式中,Y是C(R_pR_q)。

在某些实施方式中,一类以三唑为基础的引入基团如下式,其中R₅定义同上：

在某些实施方式中,一类以三唑为基础的引入基团如下式,其中R₅定义同上：

在某些实施方式中,一类以三唑为基础的引入基团如下式,其中R₅定义同上：

在某些实施方式中,一类以四唑为基础的引入基团如下式：

在某些实施方式中,一类以咪唑为基础的引入基团如下式,其中R₅和R₆定义同上：

在某些实施方式中，一类以吡咯为基础的引入基团如下式，其中R₅-R₇定义同上：

在某些实施方式中，一类以吡唑为基础的引入基团如下式,其中R₅和R₆定义同上：

在某些实施方式中,X是OH或HN-R₀。

在某些实施方式中,X是OH。

在某些实施方式中,X是HN-R₀。

在某些实施方式中,X是NH₂。

在某些实施方式中,Y₁是C(R₃R₄)，一类引入基团如下式：

在某些实施方式中,Y是C(R_pR_q)。

在某些实施方式中,一类以三唑为基础的引入基团如下式，其中R₅定义同上：

在某些实施方式中,一类以三唑为基础的引入基团如下式，其中R₅定义同上：

一类以三唑为基础的引入基团如下式，其中R₅定义同上：

在某些实施方式中,一类以四唑为基础的引入基团如下式：

在某些实施方式中,一类以咪唑为基础的引入基团如下式,其中R₅和R₆定义同上：

在某些实施方式中，一类以吡咯为基础的引入基团如下式，其中R₆和R₇定义同上：

在某些实施方式中，一类以吡唑为基础的引入基团如下式,其中R₅和R₆定义同上：

在某些实施方式中,X是OH或HN-R₀。

在某些实施方式中,X是OH。

在某些实施方式中,X是HN-R₀。

在某些实施方式中,X是NH₂。

子类13

在某些实施方式中,Y₁是C(O),一类引入基团如下式：

X是OH,SH,或HN-R₀；

Y选自:

(1)N-R_O；

(2)C(R_pR_q)；

(3)O或S,条件是X不是OH或SH；

(4)C(R_pR_q),当X是HN-R₀，其中R₀和R_p连同与其相连的原子可以组成4、5或6元杂环；

其中A,B,Ro,R₀,R_p和R_q定义同上。

在某些实施方式中,这类引入基团如下式：

其中a和b定义同上,m和n各自是独立选自0,1,2,3,4,5,和6的整数。

在某些实施方式中,这类引入基团如下式，其中R₅和R₆定义同上：

在某些实施方式中,Y是C(R_pR_q)，这类引入基团化学式如下式，其中R₅和R₆定义同上：

在某些实施方式中,X、Y和Y₁(C(O))构成一个天然或非天然氨基酸或羟基酸。非限制性例子包括丙氨酸、精氨酸、天冬酰胺、天冬氨酸、半胱氨酸、甘氨酸、谷氨酸、组氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、赖氨酸、甲硫氨酸、脯氨酸、谷氨酰胺、苯丙氨酸、丝氨酸、苏氨酸、缬氨酸、色氨酸、酪氨酸、氨基异丁酸、肌氨酸、乙醇酸和苯乳酸。

这类引入基团的例子包括，但不局限于：

其中R₅和R₆定义同上。

这类引入基团的一些更具体的例子包括，但不局限于：

在某些实施方式中,X是OH或HN-R₀。

在某些实施方式中,X是OH。

在某些实施方式中,X是HN-R₀。

在某些实施方式中,X是NH₂。

子类14

在某些实施方式中，X是OH，Y是C(O)，一类引入基团如下式：

其中Y₁是C(R₃R₄)或一个共价键；J₁是C(R₁₀R₁₁)或是B和C(O)-药物/药学活性物质之间的共价键；R₃,R₄,R₁₀,R₁₁,A和B定义同上。

在某些实施方式中，一类引入基团如下式，其中a和b定义同上：

在某些实施方式中，这类中引入基团如下式：

在某些实施方式中，这类中引入基团如下式，其中Z₁-Z₅和U₁-U₆定义同上：

在某些实施方式中，这类中引入基团如下式，其中R₅-R₈定义同上：

在某些实施方式中，R₃和R₄是氢(H)，这类中引入基团如下式：

在某些实施方式中，一类引入基团如下式：

在某些实施方式中，这类中引入基团如下式：

在某些实施方式中，这类引入基团如下式：

在某些实施方式中，J₁是C(R₁₀R₁₁)，一类引入基团如下式：

在某些实施方式中，J₁是C(R₁₀R₁₁)，一类引入基团如下式：

在一些实施方案中，被连接到相同原子或被一个键隔开的两个原子的两个R基团(选自R₀,R₁,R₂,R₃,R₄,R₅,R₆,R₇,R₈,R₉,R₁₀,R₁₁,R₁₂,R₁₃,R_O,R_m,R_n,R_p,R_q,R’,R”和R”’)形成C3-C8环烷基、环烯基、或环炔基环，或饱和或不饱和杂环，可选地被至少一个非氢(H)基团取代；或两个R基团连同与它们连接的的原子一起形成一个芳环，可选地被至少一个非氢(H)基团取代。

在一些实施方案中，在适当的时候，X可以是OH、HN-R₀或SH。X的性质决定反应性和环闭合反应的最适pH。氨基和硫醇基团一般更亲核。当X为OH时，反应速率在酸性或碱性溶液更高，在中性pH最慢。当X是一个氨基，反应随pH值上升而变快，这使得它更适合于临床使用。因此，X的选择可能极大地改变反应曲线。取代基可以改变空间和/或芳香环的电子性质，调节闭环速率。此外，取代基可以提供一个或多个修改部分可以连接的接点。这些类型的修饰可以显著改变前药的生物物理、生物化学和药代动力学性质。

在一些实施方案中，亲核基团X被能够水解或体内降解的保护基保护。当保护基被除去，前药水解和母体药物的随后释放变得容易。这种级联潜伏是一个有用的前药设计，赋予前药体外稳定性和体内不稳定性。

在一些实施方案中，一个前药也可以制备为双前药，其中第二引入基团被连接到连接于母体药物分子的第一引入基团。这些引入基团通常是不同的，并通过不同的机制被切割。

在一些实施方案中，本公开内容所公开的技术可以被用来构造合药(协同前药，多前药)，这样的前药是两个药学活性物质耦合在一起成为一个单一的分子，并且充当彼此的引入基团。

本公开还包括可选地通过共价键和可选地通过接头链接到本发明的药学活性物质或前药的修饰部分。连接可以通过共价化学键、物理力例如静电、氢键，离子、范德华，或疏水或亲水相互作用实现。一个药学活性物质共轭配合物包括耦合到药剂的修饰部分。修饰部分给药物活性物质提供如本文所述的所需性质。例如，所述修饰部分可以降低药剂在各种环境(例如胃肠道，血管)的降解速率。此外，优选的修饰部分使药剂比科学上可接受的对照，例如一个对应的未缀合药剂，两亲、亲水、亲油。

修饰部分可包括骨架上可降解的键。例如，所述的PAG(聚亚烷基二醇)可以包括水解不稳定链接，如丙交酯、乙交酯、碳酸酯、酯、氨基甲酸酯等，它们对水解敏感。这种方法允许聚合物被裂解成较低分子量的片段。

在一些实施方案中，前药可被缀合至具有以下通式的修饰部分：-L-M，其中L是一个共价键或可选的接头，包括但不限于，PEG、长链脂肪酸、天然或非天然氨基酸(例如β丙氨酸、γ-氨基丁酸、γ-谷氨酸)、短肽(例如β-丙氨酸-β-丙氨酸、γ-谷氨酸-γ-谷氨酸)、–(CH₂)_n-,–(CH₂CH₂O)_n-,-O-,-S-,-C(O)-,-C(O)O-,-NH-,-NHC(O)CH₂-,-C(O)NH-,-SO₂CH₂CH₂-,-HNSO₂-，马来酰亚胺，或上述两种或多种的组合(例如，可选的长链脂肪酸、PEG、氨基酸、短肽等通过共价键连接在一起形成的长链)，或通过共价键连接一个修饰部分和前药的任何结构；n是范围从1到30的整数。

M是修饰部分，其包括但不限于亲水性部分、亲脂性部分、两亲性部分、成盐部分、载体蛋白(如血清白蛋白、免疫球蛋白或其部分(例如可变区、CDR或Fc区))、靶向剂、诊断标记例如放射性同位素、荧光团或酶标记，或上述两个或更多的并有适当的间隔部分、连接部分和终止部分的组合。各个部分可以通过可水解或不可水解的键彼此偶联。

在一些实施方案中，药物活性物质通过接头结合到修饰部分，其中所述接头包括从1至约60原子、或1至30个原子或更长、2至5个原子、2至10个原子、5至10个原子，或者10至20个原子长链。在一些实施方案中，链原子全部是碳原子。在一些实施方案中，接头主链的链原子选自C，O，N和S。链原子和接头可以根据它们预期的溶解性进行选择，以便提供一个更可溶的缀合物。在一些实施方案中，接头提供一个酶或其它催化剂或在靶组织或器官或细胞中发现的水解条件可裂解的官能团。在一些实施方案中，接头的长度要长到足以减少空间位阻。如果接头是肽，这样的肽基接头可为任何长度。示例性接头是从约1至50个氨基酸长度、5至50个、3至5个、5至10个、5至15个，或10至30个氨基酸长度。可替代地，修饰部分可以间接地通过接头或中间载体，如多糖或多肽载体，被链接到药物活性物质。多糖载体的实例包括氨基葡聚糖。合适的多肽载体实例包括聚赖氨酸、聚谷氨酸、聚天冬氨酸、这些氨基酸的共聚物，及这些氨基酸和其它氨基酸，例如丝氨酸，的混合聚合物，以赋予所得到的载体期待的溶解性。

在一些实施方案中，L是共价键或选自以下部分：-NH-(CH₂-CH₂-O)_n4-(CH₂)_n5-CO-,-NH-(CH₂)_n6-CO-,-(CH₂)_n7-CO-,-(CH₂)_n8-NH-,-HN-(CH₂)_n9-NH-CO,-CO-(CH₂)_n10-CO,-(CH₂-CH₂-O)_n11-(CH₂)_n12-CO-,-NH-C₆H₄-CO-,-NH-(CH₂)_n13-O-(CH₂CH₂O)_n14-(CH₂)_n15-CO-,[-NH-(CH₂CH₂O)₂-CH₂-CO-]_n16,[-NH-CH₂-(CH₂CH₂O)₃-(CH₂)₃-NHCO-(CH₂)₂-CO-]_n17,-NH-(CH₂)_n18-CO-NH-(CH₂-CH₂-O)_n19-(CH₂)_n20-CO-,和以上两个或多个的组合，其中n4,n5,n6,n7,n8,n9,n10,n11,n12,n13,n14,n15,n16,n17,n18,n19,n20是从1至20的整数；-C₆H₄-是对苯。

在一些实施方案中，从免疫球蛋白衍生的修饰部分包括人免疫球蛋白的重链或轻链的恒定区的全部或部分。免疫球蛋白修饰部分可包括除了人免疫球蛋白的重链恒定区的第一个域的所有恒定区。免疫球蛋白修饰部分的氨基酸残基可以缺失或用一个或多个氨基酸残基取代，或插入一个或多个氨基酸残基，只要免疫球蛋白显示出它的一个或多个特有属性。

在一些实施方案中，前药包含药学活性物质、引入基团、可选的接头和血浆蛋白，其中所述血浆蛋白选自白蛋白、转铁蛋白和纤维蛋白原。在一个实施方案中，前药的血浆蛋白部分为白蛋白或转铁蛋白。在一个实施方案中，白蛋白衍生的修饰部分包括人白蛋白的部分或全部序列。白蛋白修饰部分的氨基酸残基可以缺失或用一个或多个氨基酸残基取代，或插入一种或多种氨基酸残基，只要白蛋白显示出其一个或多个特有属性。

在一些实施方案中，修饰部分通过引入基团连接到药物活性物质。这种连接能抵抗血浆中存在的肽酶，包括例如二肽基肽酶IV(DPP-IV)切割药物活性物质和引入基团之间的共价键，使得前药半衰期主要依赖于引入基团的结构，更不容易受到酶的干扰。

在一些实施方案中，修饰部分直接连接到药物活性物质，引入基团在另一位置连到药物活性物质。

本领域已知的任何反应都可以使用，包括酰化、还原烷基化、迈克尔加成、硫醇烷化或通过在修饰部分的反应性基团(例如醛、氨基、酯、硫醇、α-卤代乙酰、马来酰亚胺、N-羟基琥珀酰亚胺酯或肼基)对药物活性物质或它的引入基团上的反应性基团(例如醛、氨基、酯、硫醇、α-卤代乙酰、马来酰亚胺、N-羟基琥珀酰亚胺酯或肼基)化学选择性缀合/连接方法。在反应中所用活化基团包括但不限于N-羟基琥珀酰亚胺酯、砜、马来酰亚胺、三氟甲磺酸酯、三氟乙基磺酸酯、以氮丙啶(azidirine)、环氧乙烷和5-吡啶基。衍生剂包括，例如，戊二醛、琥珀酸酐或本领域已知的其它试剂。在一个实施例中，药物活性物质或它的引入基团上的叠氮基或炔基可以通过铜催化或无铜点击化学与可选的接头或引入基团上的另一炔基或叠氮化物反应。已经开发一系列cyclooctyne试剂，直接与叠氮耦合，不添加铜催化剂。非限制性实例包括dibenzocyclooctyl(DBCO)试剂。

两个修改部分缀合的引入基团实例公式如下：

代表性的亲水性、两亲性和亲脂性聚合物和修饰部分将在下面更详细地描述。

1.亲水性部分

合适的亲水性部分的实例包括PAG基团、多糖、聚山梨酯部分，以及上述两种或多种的组合。

1.1聚亚烷基二醇部分

PAG是具有重复的亚烷基二醇单元的化合物。在一些实施方案中，各单元都相同(例如，聚乙二醇(PEG)或聚丙二醇(PPG))。在其它实施方案中，亚烷基单元是不同的。该聚合物可以是无规共聚物(例如，环氧乙烷和环氧丙烷进行共聚合)，或是支链或接枝共聚物。

PEG是优选的PAG，并且一般具有通式H-(CH₂CH₂O)_n-H，其中n可从大约2至大约10000或更多，尽管封盖部分可以不同，例如，单甲氧基或二羟基。所述PEG可以是线性的、支链的、分叉、多臂、哑铃形或梳形。

在本领域中存在众多的PEG衍生物，并且适合于在本公开中使用(参看,例如,美国专利号:5,445,090；5,900,461；5,932,462；6,436,386；6,448,369；6,437,025；6,448,369；6,495,659；6,515,100和6,514,491和Zalipsky,S.生物共轭化学6:150-165,1995)。

基于底物的反应位点，聚乙二醇化要求不同的功能团。胺聚乙二醇化的PEG试剂包括PEG-NHS、PEG-醛、PEG-环氧化物、PEG-异硫氰酸酯、PEG-COOH、PEG-NPC(硝基苯基碳酸酯)和PEG-丙烯酸脂。羧基聚乙二醇化的PEG试剂包括PEG-胺、PEG-酰肼和PEG-卤化物/磺酸酯(氯化物、溴化物、碘化物、甲苯磺酸酯和甲磺酸酯)。硫醇聚乙二醇化的PEG试剂包括PEG-马来酰亚胺、PEG-OPSS(邻二硫吡啶)、PEG-乙烯基砜、PEG-硫醇和PEG-卤化物。羟基聚乙二醇化的PEG试剂包括PEG-异氰酸酯、PEG-NPC和PEG-环氧化物。点击化学PEG化试剂包括PEG-叠氮化物和PEG-炔。可逆PEG化试剂包括PEG-酰肼和PEG-硫醇。

1.2糖部分

这里所描述的修饰部分可包括糖部分。代表性糖部分包括，但不限于，甘油部分，一、二、三、寡糖和多糖，例如淀粉、糖原、纤维素和多糖树胶。特定的单糖包括C6和更高(优选C6至C8)糖，如葡萄糖、果糖、甘露糖、半乳糖、核糖和景天庚酮糖；二和三糖包括具有两个或三个单糖单元(优选C 5至C 8)的部分，如蔗糖、纤维二糖、麦芽糖、乳糖和棉子糖。

1.3聚山梨酯部分

修饰部分可以包括一个或更短聚山梨酯部分。

1.4其它亲水部分

所述修饰部分还可以包括其他亲水性聚合物。生物相容性聚阳离子部分包括在修饰部分主链或修饰部分侧链具有胺基团的聚胺，例如聚-L-赖氨酸和其它带正电荷的天然或合成的氨基酸或氨基酸的混合物，包括聚(鸟氨酸)、聚(精氨酸)、聚(组氨酸)和非肽聚胺，如聚(氨基苯乙烯)、聚(氨基丙烯酸酯)，聚(N-甲基氨基丙烯酸酯)、聚(N-乙基氨基丙烯酸酯)、聚(N，N-二甲基氨基丙烯酸酯)、聚(N，N-二乙基氨基丙烯酸酯)、聚(氨基甲基丙烯酸酯)、聚(N-甲基氨基-甲基丙烯酸酯)、聚(N-乙基氨基甲基丙烯酸酯)、聚(N，N-二甲基氨基甲基丙烯酸酯)、聚(N，N-二乙基氨基甲基丙烯酸酯)、聚(乙烯亚胺)，季胺，如聚(N，N，N-三甲基氨基丙烯酰氯)、聚(甲基丙烯酰胺丙基三甲基氯化铵)，和天然或合成的多糖如脱乙酰壳多糖的聚合物。其他亲水部分包括聚(氧乙基化多元醇)，例如聚(氧乙基化甘油)、聚(氧乙基化山梨醇)和聚(氧乙基化葡萄糖)；聚(乙烯醇)(“PVA”)；葡聚糖；碳水化合物基聚合物等。聚合物可以是基于上述聚合物直链或支链的单体的均聚物或无规共聚物或嵌段共聚物和三元共聚物。

另外的合适的聚合物的具体实例包括，但不限于，聚(恶唑啉)，双官能的聚(丙烯酰吗啉)(“PACM”)，和聚(乙烯吡咯烷酮)(“PVP”)。

2.生物粘附聚阴离子部分

某些亲水聚合物似乎具有潜在有用的生物粘附性质。这种聚合物的实例被发现，例如美国专利号6197346。含有羧酸基团的那些聚合物(例如，聚(丙烯酸))表现出生物粘附特性，并且还容易地与本文所述的胰岛素化合物缀合。降解时露出羧酸基团的迅速生物蚀解的聚合物，例如聚(丙交酯-共-乙交酯)、聚酐和聚原酸酯，也是生物粘附聚合物。这些聚合物可用于递送胰岛素缀合物至胃肠道。聚合物降解时，它们可以暴露羧酸基团，使它们能够牢固地附着到胃肠道，可以协助递送胰岛素缀合物。

3.亲脂性部分

在一些实施方案中，修饰基团包括一种或多种亲脂性部分，其中包括，但不限于，烷基部分、烯基部分、炔基部分、芳基部分、芳烷基部分、烷芳基部分、脂肪酸部分，金刚烷部分(adamantantyl)，和胆甾醇，以及亲脂性聚合物和/或低聚物。

烷基部分可以是饱和或不饱和的，直链，支链或环状烃链。在一些实施方案中，烷基部分具有1，2，3，4，5，6，7，8，9，10，11，12，13，14，15，16，17，18，19，20，21，22，23，24，25，26，27，28，29，30，31，32，33，34，35，或更多碳原子。例子包括饱和直链烷基部分，如甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基、十三烷基、十四烷基、十五烷基、十六烷基、十八烷基、十九烷基和二十烷基；饱和支链烷基部分，如异丙基、仲丁基、叔丁基、2-甲基丁基、叔戊基、2-甲基戊基、3-甲基戊基、2-乙基己基、2-丙基戊基；和衍生自上述饱和烷基部分的不饱和烷基部分包括，但不限于，乙烯基、烯丙基、1-丁烯基、2-丁烯基、乙炔基、1-丙炔基和2-丙炔基。烷基可以是未取代或者被一个或多个取代基取代。

亲脂部分可以是脂肪酸部分，如天然或合成的、饱和的或不饱和的、直链或支链的脂肪酸部分。在一些实施方案中，脂肪酸部分具有2，3，4，5，6，7，8，9，10，11，12，13，14，15,16,17，18，19，20，21，22，23，24，或更多碳原子。

4.两亲部分

在一些实施方案中，所述修饰部分包括两亲性基团。许多聚合物和低聚物是两亲的。这些通常是嵌段共聚物、支链共聚物或接枝共聚合物，包括亲水性和亲脂性部分，可以是低聚物和/或聚合物形式，例如直链、支链或接枝聚合物或共聚合物。

两亲修饰部分可包括本文所述任何亲脂性和亲水性部分的组合。这样的修饰部分通常包含至少一个反应性官能团，例如，卤素、羟基、胺、硫醇、磺酸、羧酸、异氰酸酯、环氧、酯等，通常是在修饰部分的末端。这些反应性官能团可以用于连接一个亲脂性的直链或支链烷基、烯基、炔基、芳基烷基或烷基芳基，或亲脂性聚合物或低聚物，从而增加修饰部分的亲脂性(并由此使它们通常两亲)。

亲脂基团可以衍生自，例如，单-或二羧酸，或在合适地方，反应性等同物例如酸酐或酰氯。亲脂性部分的合适前体是乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、异丁酸、三甲基乙酸、己酸、辛酸、庚酸、癸酸、壬酸、月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、硬脂酸、山萮酸、木蜡酸、蜡酸、褐煤酸、异硬脂酸、异壬酸、2-乙基己酸、油酸、蓖麻油酸、亚油酸、亚麻酸、芥酸、豆油脂肪酸、亚麻子脂肪酸、脱水蓖麻油脂肪酸、妥尔油脂肪酸、桐油脂肪酸、向日葵脂肪酸、红花油脂肪酸、丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸酐、邻苯二甲酸酐、对苯二甲酸、间苯二甲酸、己二酸、壬二酸、癸二酸、四氢邻苯二甲酸酐、六氢邻苯二甲酸酐、琥珀酸和聚烯烃羧酸。

终端亲脂基团不必是等效的，即，所得到的共聚物可以包括相同或不同的终端亲脂性基团。亲脂基团可以衍生自多于一个单或二官能的以上定义的烷基、烯基、炔基、环烷基、芳烷基或烷芳基团。

4.1 PAG-烷基修饰部分

修饰部分可以是具有一个或多个直链或支链的PAG部分和/或一个或多个直链或支链的、取代或未取代的烷基部分的直链或支链的聚合部分。在某些情况下，这样的部分被认为是两亲；但是，PAG和烷基部分可以变化，以使这些部分更亲脂或更亲水。在某些实施方案中，修饰部分具体地不包括烷基部分，在其它实施方案中，修饰基团具体地不包括烷烃部分。

在一些实施例中的PAG部分包括直链或支链形式的1，2，3，4，5，6，7，8，9，10，11，12，13，14，15，16，17，18，19，20，21，22，23，24或25个PAG子单元。在一些实施例中的PAG部分包括PEG、PPG和/或PEG子单元。在一些实施方案中烷基部分优选地具有2，3，4，5，6，7，8，9，10,11,12,13,14,15,16,17,18,19，或20个碳原子。烷基部分优选是烷烃部分。所述修饰部分可包括一个封盖部分，例如-OCH₃。此外，修饰部分可以包括疏水基团，如特戊酰基团。

在一些实施方案中，修饰基团可以包括骨架具有3，4，5，6，7，8，9，10，11，12，13，14,15,16，17,19,19，20，21，22,23,24或25个原子的直链或支链的取代的碳链部分。所述修饰部分可通过一个连接基团，如氨基甲酸酯、碳酸酯、醚、酯、酰胺或仲胺基团，或二硫键耦合到氨基酸的一个可用基团上，如多肽的氨基、羟基或自由羧基。

5.成盐部分

在一些实施方案中，修饰部分包括形成盐的部分，可以包括，但不限于，羧酸盐和铵。在一些实施方案中，所述修饰部分包括一个成盐部分，所述胰岛素化合物缀合物以盐的形式提供。在这些实施方案中，胰岛素缀合物与将被本领域的技术人员理解的合适的药学上可接受的平衡离子联合，包括，但不限于，负离子如氯、溴、碘、磷酸根、乙酸盐、碳酸盐、硫酸盐、甲苯磺酸盐和甲磺酸盐，或正离子如钠、钾、钙、锂和铵。

修饰部分的上述实施例旨在是说明性的而不应被理解为以任何方式进行限制。本领域技术人员将认识到，在本文所公开和要求保护的化学缀合机制的范围内合适的结构部分缀合以实现特定功能是可能的。因此，其它的部分可根据本文所公开的原理来选择和使用。

低分子量药物活性物质在血浆中循环时间短的原因之一是快速的肾清除。几种机制可以被利用。1.在注射部位建“仓库”；2.与血浆蛋白关联，防止肾小球滤过；3.共价结合到血浆蛋白质；4.结合到大分子量合成聚合物(例如PEG)。

疏水建仓库涉及显著提高药物活性物质的疏水性，以降低溶解度并导致其在体内注射部位形成“仓库”。因此，仓库缓慢溶解，然后药物活性物质结合到血浆蛋白(例如白蛋白)。与白蛋白结合时，药物活性物质不会被肾小球过滤清除或被蛋白酶降解。

增加药物活性物质的分子量超过肾小球滤过截止分子量会显著降低肾清除率，延长其作用时间。一种方法是将药物活性物质通过一个可水解或不可水解键与天然或合成大分子缀合。合成聚合物包括PEG，生物分子包括血浆蛋白(例如白蛋白、免疫球蛋白或免疫球蛋白的Fc部分)和多糖(例如葡聚糖)。药物活性物质与天然或合成的大分子缀合还可以减少它们的免疫原性和肽酶降解易感性。在一个实施方案中，至少一个具有约40,000道尔顿或约20,000道尔顿分子量的PEG链直接或通过接头/间隔基连接到前药的引入基团。

药物活性物质的体内作用持续时间可通过与疏水部分偶联得到改善。在一个实施方案中，疏水部分是长链脂肪酸(例如十四烷酸、十六烷酸、十八烷酸、二十烷酸)。在一个实施方案中，疏水性部分为胆固醇或胆汁酸(例如胆酸、鹅去氧胆酸、甘氨胆酸、牛磺胆酸、脱氧胆酸、胆固醇酸、石胆酸)。一个非限制性说明性的例子如下：

其中c1和c2是1至30的整数。

当长链脂肪酸连接到蛋白/肽类药物中半胱氨酸的侧链巯基，几个非限制性说明性的例子包括：

其中c3是1至20的整数。

在一些实施方案中，PEG间隔基可插入到疏水部分和前药之间，以减少空间位阻，提高白蛋白结合能力，或改善溶解性。当一个长链脂肪酸连接到蛋白/肽类药物半胱氨酸侧链巯基，一个非限制性说明性的例子如下：

当一个长链脂肪酸连接到蛋白/肽类药物赖氨酸ε-氨基，一个非限制性说明性的例子如下：

其中c4是1至10的整数。

药物活性物质在水溶液溶解度和体内作用持续时间可通过与亲水部分缀合来提高。在一个实施方案中，亲水部分是血浆蛋白、PEG或多糖。

药物活性物质体内作用持续时间可通过缀合白蛋白亲和标签(佐贝尔等人，2003，生物有机和药物化学快报13，1513-1515；Jonsson等，2008，蛋白质工程，设计与选择第21卷第8号515-527)，抗血清白蛋白域抗体(Holt等人，2008，蛋白质工程，设计与选择第21卷第5号283-288)，或白蛋白结合Fab(Nguyen等人，2006，蛋白质工程，设计与选择第19卷7号291-297)来改善。

大部分白蛋白缀合物涉及与外源性白蛋白体外结合形成。尽管缀合物产品的同质性可以得到保证，使用外源白蛋白的潜在的缺点是成本，可能的污染，或免疫原性应答。相对于离体的方式，治疗物质与白蛋白在体内结合的优点是使用内源性白蛋白，从而避免与外源性白蛋白相关的污染或免疫原性应答问题。然而，在体内与内源性白蛋白形成药物缀合物的现有技术方法涉及到药物和白蛋白之间形成永久共价键。在键是可切割的或可逆的范围内，从缀合物释放的药物或肽是原化合物的修饰形式。

本公开的药物白蛋白缀合物包括一种药物(或药物活性物质)，一个引入基团，一个可选的接头和白蛋白。

在一些实施方案中，接头的一端应连接到药物的一个引入基团。在一些实施方案中，接头的一端直接连到药物，引入基团在另一个位点结合到药物。接头的另一端连接白蛋白。接头与白蛋白连接优选是在位置34的游离半胱氨酸。

在一些实施方式中，单官能团接头的是式M_r-L-，其中M_r是迈克尔受体(例如，一个马来酰亚胺，乙烯基砜)或硫醇反应性基团(例如，二硫吡啶，甲氧基或乙氧基羰基二硫化物，邻-二硝基二苯二硫醚，碘乙酰胺)；L是如上定义的接头部分。

在一些实施方式中，单官能团接头是以下结构之一

其中n1,n2和n3是1至20的整数。

在一个实施方式中，L是一个共价键或选自以下部分：-NH-(CH₂-CH₂-O)_n4-(CH₂)_n5-CO-,-NH-(CH₂)_n6-CO-,-(CH₂)_n7-CO-,-(CH₂)_n8-NH-,-HN-(CH₂)_n9-NH-CO,-CO-(CH₂)_n10-CO,-(CH₂-CH₂-O)_n11-(CH₂)_n12-CO-,-NH-C₆H₄-CO-,-NH-(CH₂)_n13-O-(CH₂CH₂O)_n14-(CH₂)_n15-CO-,[-NH-(CH₂CH₂O)₂-CH₂-CO-]_n16,[-NH-CH₂-(CH₂CH₂O)₃-(CH₂)₃-NHCO-(CH₂)₂-CO-]_n17,-NH-(CH₂)_n18-CO-NH-(CH₂-CH₂-O)_n19-(CH₂)_n20-CO-,或以上两个或更多的组合，其中n4,n5,n6,n7,n8,n9,n10,n11,n12,n13,n14,n15,n16,n17,n18,n19,n20是1至20的整数；-C₆H₄-是对苯。

对于设计用于体内连接白蛋白的药物活性物质的公式应为：M_r-L-引入基团-药物或M_r-L-药物-引入基团。在一个实施方案中，M_r-L-的非限制性说明性实例包括

其中c3,c4和c5是1至8的整数。

在一些实施方案中，离体白蛋白缀合物前药公式：alb-M_r’-L-引入基团-药物或alb-M_r’-L-药物-引入基团，其中alb是如本文所定义的白蛋白，通过一个Cys残基的游离硫醇基团连接，优选的是Cys34残基；M_r’是M_r与白蛋白硫醇基反应后。

在一个实施方案中，M_r’是下式之一：

其中波浪线显示连接到一个半胱氨酸的硫醇基。

在一些实施方案中，修饰部分通过同双功能或异双官能接头连接药物活性物质或活性物质的引入基团。接头上官能团的选择取决于药物活性物质和修饰部分的目标官能团以及特定反应的要求。在一个实施方案中，接头可具有两个活化基团(例如，N-羟基琥珀酰亚胺(NHS酯)，或马来酰亚胺)，其每一个与前药和修饰部分的氨基或巯基反应，连接三个部件成为一个整体。在一个实施方案中，接头可具有一个活化基团(例如，NHS酯、马来酰亚胺、碘乙酰基或乙烯基砜)和一个亲核官能团(例如，氨基或巯基)，其中每一个分别与前药和修饰部分的另一个亲核官能团(例如，氨基或巯基)和另一活化基团(例如NHS酯、马来酰亚胺、碘乙酰基或乙烯基砜)反应，连接三个部件成为一个整体。在另一个实施方案中，接头可具有两个亲核官能团(例如，氨基或巯基)，其中每一个与与前药和修饰基团的活化基团(例如NHS、马来酰亚胺、碘乙酰基或乙烯基砜)进行反应，连接三个组成部分成为一个整体。

在本公开中使用的商业的双官能PEG试剂包括，但不限于,NHS-PEG-NHS,ALD-PEG-ALD(乙醛-PEG-乙醛),Ts-PEG-Ts(甲苯磺酸-PEG-甲苯磺酸),CDI-PEG-CDI(羰基咪唑-PEG-羰基咪唑),ISC-PEG-ISC(异氰酸酯-PEG-异氰酸酯),EPO-PEG-EPO(环氧化合物-PEG-环氧化合物),Mal-PEG-Mal(马来酰亚胺-PEG-马来酰亚胺),马来酰亚胺-PEG-NHS,马来酰亚胺-PEG-NH₂,马来酰亚胺-PEG-COOH,PEG-乙烯砜衍生物(VS-PEG-X,X＝NHS,马来酰亚胺,NH₂,COOH等),PEG-碘乙酰胺衍生物(IA-PEG-X,X＝NHS,马来酰亚胺,NH₂,COOH,etc.),OPSS-PEG-NHS(邻二硫吡啶-PEG-琥珀酰亚胺酯),OPSS-PEG-NH₂,OPSS-PEG-OPSS。

当修饰部分是免疫球蛋白或免疫球蛋白的Fc部分，所述接头的一端连接至前药，而另一端是一个醛基，与所述免疫球蛋白或免疫球蛋白Fc部分上的氨基通过还原氨化形成共价键。

6.缀合策略

各种因素例如药物或药物活性物质与修饰部分的缀合程度，缀合位点的选择和修饰部分的选择在药物缀合物的物理、化学、药代动力学和药效学性质方面发挥显著作用。一个药物活性剂可以通过水解性键耦合到一个修饰部分(例如酯、碳酸酯或可水解的氨基甲酸酯键)或不可水解的键(例如酰胺键或醚键)。可水解性耦合的使用可以使一个缀合物用作前药。当修饰部分的缀合位点是药物与它的靶标相互作用的区域，缀合物失去通过其主要作用机制影响身体的能力。当修饰部分与缀合物脱离时，药物活性物质被释放。可水解性耦合的使用还可以提供延迟释放或控制释放的效果。当目标是允许缀合物以治疗显著量在血管中循环更长时间时，非水解键的使用可能是优选的。

一个或更多个修饰部分可耦合到一个药物活性物质。所述修饰部分可以是相同的或者是彼此不同的，或者，替代地，一些修饰部分可以是相同的，部分可以是不同的。当多个修饰部分耦合到药物活性物质时，将一个或多个修饰部分通过可水解键耦合到药物活性物质，一个或多个修饰部分通过不可水解键耦合到药物活性物质可能更好。或者，连接多个修饰部分到药学活性物质的所有的键都是可水解的，但有不同程度的水解能力，使得，例如，一个或多个修饰部分可通过体内水解相对快速地从药物活性物质脱离，一个或多个修饰部分可更缓慢地通过体内水解从药物活性物质脱离。例如，胰岛素类似物上修饰部分的数量仅受胰岛素类似物缀合位点的数量的限制。胰岛素类似物可以被修改，以包括适合修饰部分结合的胰岛素类似物结构中的一个、两个或更多个合适的偶联位点的修饰部分。在其它实施方案中，胰岛素缀合物是单缀合物、双缀合物，三缀合物、四缀合物和/或五缀合物的混合物。

修饰部分可连接到药物活性物质或它的衍生物的各种亲核残基，包括，但不限于，亲核的羟基官能团和/或氨基官能团。在蛋白质和肽中，亲核的羟基功能团可以在，例如，丝氨酸、苏氨酸或酪氨酸残基找到，亲核氨基功能团可以在，例如，组氨酸和/或赖氨酸残基，和/或在胰岛素或胰岛素类似物的A或B链的一个或更多的N-末端找到。修饰部分可以通过自由巯基偶联到蛋白质，例如，通过形成硫酯、硫醚或磺酸酯键。

各种各样的药物或药物活性物质剂可以在本发明的广泛实践中使用。适合于本发明的技术的含氮药物或药物活性物质包括，但不限于，胰岛素(包括赖脯胰岛素、门冬胰岛素、赖谷胰岛素、甘精胰岛素、地特胰岛素、德谷胰岛素)，促红细胞生成素(或红细胞生成素β，红细胞生成素α)，生长激素，胰高血糖素样肽-1(GLP-1)，艾塞那肽，葡萄糖依赖性促胰岛素肽(GIP)，干扰素(包括干扰素α2A、干扰素α2B、人类白细胞干扰素-α(HuIFN-α-Le)、干扰素β1a中、干扰素β1b、干扰素γ1b、聚乙二醇化干扰素α2a、聚乙二醇化干扰素α2b)，粒细胞集落刺激因子(G-CSF或GCSF)(包括非格司亭(优保津)，PEG-非格司亭(Neulasta)，和来格司亭)。

适合于本发明的技术的药物或药物活性物质还包括贝伐单抗，曲妥珠单抗，曲妥珠单抗emtansine，阿达木单抗，英夫利昔单抗，利妥昔单抗，依那普利，赖诺普利，兰尼单抗，白细胞介素-1受体拮抗剂(IL-1受体拮抗剂)，凝血因子IX，凝血因子Ⅶa，肌丙抗增压素，降钙素(人降钙素，鲑鱼降钙素，醋酸依降钙素)，舍莫瑞林，胸腺法新，胸腺五肽，克帕松，奥曲肽，依那西普，普瑞巴林，美金刚，安非他明，右旋安非他明，左旋安非他明，芬戈莫德，优特克单抗，阿贝西普，甲状腺素，美托洛尔，奥马珠单抗，利奥西呱，那他珠单抗，达比加群，狄诺塞麦，西那卡塞，蒽环类，度洛西汀，依鲁替尼，色瑞替尼，克唑替尼，帕妥珠单抗，易普利姆玛，西他列汀，来那度胺。

此外，还包括布舍瑞林，戈舍瑞林，组氨瑞林，亮丙瑞林，曲普瑞林，阿巴瑞克，加瑞克，胸腺肽，生长抑素，特立帕肽，催产素，卡贝缩宫素，绒毛膜促性腺激素，去氨加压素，特利加压素，复合α干扰素，沙格司亭，赖氨酸安非他命，哌甲酯，培美曲塞，阿霉素，厄贝沙坦，卡菲偌米布，巴利昔单抗，达利珠单抗，阿仑单抗，尼妥珠单抗，西妥昔单抗，帕利珠单抗，阿昔阿法达贝泊汀，特立氟胺，来氟米特，索非布韦，利巴韦林，环丙沙星，达拉非尼，曲美替尼，阿糖胞苷，帕唑帕尼，西妥昔单抗，雷莫芦单抗，伊马替尼，纳武单抗，埃罗妥珠单抗，依那西普，肺炎球菌13-价组合疫苗，阿柏西普，依库珠单抗，利拉利汀，泊马度胺，利钠肽(包括心房利钠肽，脑利钠肽，C型利钠肽)，帕博昔布，lampalizumab，evolocumab，alirocumab，secukinumab，ocrelizumab，pembrolizumab，ofatumumab，obinutuzumab，色瑞替尼(brentuximab vedotin)，rilotumumab，依鲁替尼，艾代拉里斯，达拉非尼，奥当卡替，奥格列汀，阿格列汀，维达列汀。

此外，还包括地普奥肽，依多曲肽，喷曲肽，伐普肽，精氨酸升压素，phenypressin，ADH-1，阿法诺肽，谷胱甘肽，奥谷法奈，合成巨噬细胞活化脂肽-2，干扰素α-n3，阿尔葡西酶，阿替普酶，阿尼普酶，抗血友病因子或因子VIII，抗凝血酶Ⅲ；，抗胸腺细胞球蛋白，西那普肽，spaglumat，血管活性肠肽，胰脂肪酶(淀粉酶；脂肪酶；蛋白酶)，尿激酶，培门冬酶，依托特明阿尔法，加硫酶，伊米苷酶，胰凝乳蛋白酶，木瓜凝乳蛋白酶，bococizumab，促黄体激素的阿尔法或促黄体激素，胰岛素样生长因子1(IGF-1)，美卡舍明-林菲培，胰岛素样生长因子2(IGF-2)，胰高血糖素，胰高血糖素样肽-2(GLP-2)，促胰岛素分泌肽-3，替度鲁肽，生长素释放肽，黑色素浓缩激素(MCH)，加压素(例如，精氨酸加压素(AVP))，赖氨酸加压素，促肾上腺皮质激素(ACTH，也被称为促肾上腺皮质激素)，甲状旁腺激素(PTH)，垂体腺苷酸环化酶激活肽，促肾上腺皮质激素释放激素(CRH)，促性腺素释放激素(GnRH)，血管紧张素，韩蛙皮素，胃泌素释放肽，生长激素释放激素(GHRH)，神经介肽B(NMB)，神经介肽U，神经介肽S，神经介肽N，缓激肽，胃泌素，拉罗尼酶，阿葡糖苷酶α，BMN-701，分泌素(人和猪)，阿尔葡西酶，伊米苷酶，拉布立酶，尿酸酶，聚乙二醇重组尿酸酶，门冬酰胺酶，半乳糖苷酶阿尔法，半乳糖苷酶测试，乳糖酶，泌酸调节肽，肽组氨酸甲硫氨酸，肽组氨酸异亮氨酸，骨钙素，奥曲肽，齐考诺肽，帕瑞肽，peginesatide，利那洛肽，利西拉肽，替莫瑞林，tildrakizumab，葡糖脑苷脂酶，andexanet alfa，艾度硫酸酯酶，RG7446，奥普瑞白介素，奈西立肽，依降钙素，比伐卢定，A型肉毒毒素，B型肉毒毒素，帕利夫明，木瓜蛋白酶，sacrosidase，生长激素，恩夫韦肽，尿激酶，罗米司亭，阿地白介素，美曲普汀，α艾洛硫酸酶，索吗托诺，阿法链道酶，瑞替普酶，兰瑞肽，链激酶，培维索孟，普兰林肽，胰淀素，替奈普酶，生长激素，舍曲林，安非拉酮，沙美特罗，地瑞那韦，异恶唑乙酸，别嘌呤醇，5-氨基水杨酸(5-ASA)，氨苯砜，多巴胺，5-氟尿嘧啶，(-)-麻黄素，(+)-伪麻黄碱，左旋多巴，(R)-α-甲基组胺，吗啉，苯乙胺，苯二胺，塞来考昔，恩替卡韦，拉米夫定，丁胺卡那霉素，舒尼替尼，奥司他韦，阿托西汀，噻吗洛尔，替加环素，帕唑帕尼，帕纳替尼，来那替尼，拉帕替尼，阿法替尼。

还包括含有药物氟西汀，博来霉素，更生霉素，卡那霉素，万古霉素，氯卡色林，苯妥因，磺胺甲恶唑，茶碱，替考拉宁，阿托西班，西拉普利，地拉普利，咪达普利，雷米普利，替莫普利，丝拉克肽，牛培加酶，腺苷，替罗非班，咪喹莫特氮，氨基己酸，对-氨基马尿酸(PAH)，氟胞嘧啶，艾替班特，列洛西普，阿加曲班，奈拉滨，阿莫沙平，度他雄胺，雷沙吉兰，布林佐胺，阿福特罗，哌嗪，布美他尼，奈必洛尔，阿莫地喹，卡泊芬净，卷曲霉素，头孢布烯，西曲瑞克，瓦伦尼克林，氯法拉滨，多粘菌素，卡维地洛，更生霉素，达托霉素，半胱胺，氨鲁米特，地西他滨，柔红霉素，喷昔洛韦，泛昔洛韦，青霉胺，去铁胺，氯雷他定，乙酰唑胺，美沙拉嗪，多巴酚丁胺，多沙唑嗪，达卡巴嗪，表阿霉素，艾司洛尔，氨磷汀，甲状腺素，甲状腺素，吉米沙星，乙胺嘧啶，磺胺，非诺多泮，透明质酸酶，考来替泊，环噻嗪，氟他胺，右哌甲酯，普拉曲沙，阿仑膦酸，依诺肝素，夫罗曲坦，两性霉素b，醛氢叶酸(levoleucovorin)，吉西他滨，阿布他明，促卵泡素α或β，阿德福韦，羟基脲，纤维蛋白原，伊达比星，氨力农，依替巴肽，依曲韦林，水蛭素，西卢，重组水蛭素，吉非替尼，兰索拉唑，倍他洛尔，氯胺酮，氯硝西泮，沙丙蝶呤，拉莫三嗪，氯法齐明，布他比妥，呋塞米，来曲唑，屈昔多巴，西咪匹韦，雷迪帕韦，达卡他韦，阿那匹韦，托法替尼，克拉屈滨，喷布洛尔，左乙拉西坦。

此外，还包括氨基乙酰丙酸，瑞加德松，夫沙那韦，安普那韦，巴氯芬，劳拉西泮，苯那普利，他布酮，氟伏沙明，氨甲环酸，哌加他尼，索拉非尼，氯胍，环氯胍，马普替林，异卡波，甲基苄肼，吡布特罗，洛美沙星，甲氯灭，甲氟喹，美法仑，氯氮卓，间羟胺，甲基苯丙胺，氯噻嗪，甲基多巴，尿促卵泡素，美西律，格列本脲，阿米洛利，苯扎明，普乐沙福，决奈达隆，丝裂霉素，乙胺丁醇，利福布汀，纳多洛尔，galsulfase，苯乙肼，纳他霉素，苄氟噻嗪，醋甲唑胺，奈替米星，加巴喷丁，三甲，氯硝柳胺，尼莫地平，米托蒽醌尼，阿莫达非尼，制霉菌素，氟达拉滨，沙格列汀，尼白介素，α绒毛膜促性腺激素，去甲替林，氨羟二磷酸二钠，norpholedrine，3-羟基安非他明，巴龙霉素，依诺沙星，喷他脒，喷司他丁，法莫替丁，培哚普利，地昔帕明，帕罗西汀，4-氨基水杨酸，阿普斯特，阿哌沙班，吡格列酮，羟氯喹，西洛他唑，甲灭酸，普拉克索，去甲西泮，哌唑嗪，对氯苯丁胺，右美托咪，去氧肾上腺素，阿法地博特明，齐考诺肽，伯氨喹，西司他丁，扑米酮，米多君，硝苯地平，艾曲波帕，奥西，普鲁卡因，普萘洛尔，莫达非尼，巯(基)嘌呤，喹那普利特，雷米普利，西罗多辛，去甲肾上腺素，酚妥拉明，胃复安，扎那米韦，磺胺西汀，螺普利拉，利鲁唑，普罗帕酮，氨己烯酸，胶原酶，米那普仑，左旋异肾上腺素，醋丁洛尔，环丝氨酸。

其它可用于前药的含氮药物包括索他洛尔，达沙替尼，卡比多巴，左旋多巴，异烟肼，链霉素，磺胺苯吡唑，非那吡啶，磺胺，磺胺对甲氧嘧啶，福莫特罗，那法瑞林，丁卡因，氟卡尼，坦索罗辛，埃罗替尼，尼洛替尼，4-氨基水杨酸，MTIC(3-甲基-(三氮烯-1-基)咪唑-4-甲酰胺)，胍法辛，阿替洛尔，特拉唑嗪，卡马西平，氯噻酮，沙利度胺，磺胺嘧啶，米诺地尔，硫鸟嘌呤，磺胺甲，普罗瑞林，甲状腺球蛋白，复方甲状腺素，促甲状腺素，多非利特，妥卡尼，托吡酯，苯丁胺，托塞米，托特罗定，波生坦，拉贝洛尔，群多普利，反苯环丙胺，氧烯洛尔，抑肽酶，氨甲蝶呤，氨苯喋啶，伪麻黄碱，甲氧苄啶，碘塞罗宁，磺胺甲基嘧啶，磺胺二甲嘧啶，大观霉素，恩曲他滨，肾上腺素，氨氯地平，黄蛙素，西仑吉肽，他替瑞林，庆大霉素，非布索坦，肼苯哒嗪，莫昔，甲氧苄啶，阿夫唑嗪，地西泮，伐昔洛韦，阿昔洛韦，阿利吉仑，依氟鸟氨酸，杀念菌素，羟胺硝喹，异丙肾上腺素，磺胺醋酰，硼替佐米，普罗托醇，甲苯咪唑，西地那非，特拉万星，苯海拉明，阿扎胞苷，去羟肌苷，莫西沙星，拉科酰胺，长春新碱，长春瑞滨，紫霉素，阿糖腺苷，奈非那韦，奈韦拉平，替诺福韦，吲哚洛尔，西多福韦，福米韦生，普罗，双氯芬酸，沙丁胺醇，咪康唑，考来维仑，亚叶酸钙，GLPG0634，恢压敏，胍那苄，阿普唑仑，溴芬酸，左旋沙丁胺醇，替扎尼定，美托拉宗，奥美拉唑，司他夫定，比索洛尔，双氢，齐多夫定，新霉素，多粘菌素，右雷佐生，齐拉西酮，更昔洛韦，唑来膦酸，伏立诺他，唑尼沙胺，阿昔洛韦，妥布霉素，奥氮平，利奈唑胺，9(S)-红霉胺。

可以用于前药的其它治疗性单克隆抗体包括3F8，8H9，阿巴伏单抗，actoxumab，阿德木单抗，阿非莫单抗，afutuzumab，培阿珠单抗(或非PEG化形式)，ALD518，阿妥莫单抗喷替酸，amatuximab，马安莫单抗，anifrolumab，anrukinzumab(IMA-638)，阿泊珠单抗，阿西莫单抗，阿塞珠单抗，atinumab，阿托木单抗，巴匹珠单抗，巴维昔单抗，贝妥莫单抗，贝利单抗，benralizumab，柏替木单抗，贝索单抗，bezlotoxumab，比西单抗，bimagrumab，bivatuzumabmertansine，blinatumomab，blosozumab，briakinumab，brodalumab，康纳单抗，cantuzumabmertansine，cantuzumabravtansine，caplacizumab，carlumab，卡妥索单抗，cedelizumab，赛妥珠单抗(或非PEG化形式)，citatuzumabbogatox，cixutumumab，clazakizumab，克立昔单抗，clivatuzumabtetraxetan，conatumumab，concizumab，crenezumab，CR6261，dacetuzumab，dalotuzumab，daratumumab，demcizumab，地莫单抗，dorlimomabaritox，drozitumab，duligotumab，dupilumab，dusigitumab，ecromeximab，埃巴单抗，依决洛单抗，依法利珠单抗，依芬古单抗，eldelumab，elotuzumab，伊斯利莫，enavatuzumab，培戈赖莫单抗(或非PEG化形式)，enokizumab，enoticumab，ensituximab，epitumomabcituxetan，依帕珠单抗，erlizumab，ertumaxomab，达珠单抗，etrolizumab，艾韦单抗，fanolesomab，法拉莫单抗，farletuzumab，fasinumab，FBTA05，非维珠单抗，fezakinumab，ficlatuzumab，figitumumab，flanvotumab，fontolizumab(抗干扰素)，foralumab，夫瑞韦如，fresolimumab，fulranumab，futuximab，加利昔单抗，ganitumab，gantenerumab，gavilimomab，吉妥单抗单抗，gevokizumab，girentuximab，glembatumumabvedotin，戈利木单抗，gomiliximab，GS6624，guselkumab，guselkumab，ibalizumab，替伊莫或替伊莫单抗，icrucumab，伊戈伏单抗，英西单抗，imgatuzumab，inclacumab，indatuximabravtansine，intetumumab，伊诺莫单抗，inotuzumab单抗，iratumumab，itolizumab，ixekizumab，keliximab，labetuzumab(拉贝珠单抗)，lebrikizumab，lemalesomab(来马索单抗)，乐地单抗，来沙木单抗，libivirumab，ligelizumab，林妥珠单抗，lirilumab，lodelcizumab，lorvotuzumabmertansine，lucatumumab，鲁昔单抗，马帕木单抗，margetuximab，马司莫单抗，mavrilimumab，马妥珠单抗，MEDI3902，美泊利单抗，metelimumab，milatuzumab，明瑞莫单抗，米妥莫单抗，mogamulizumab，莫罗木单抗，莫维珠单抗，moxetumomabpasudotox，莫罗单抗CD3，nacolomabtafenatox，namilumab，naptumomabestafenatox，narnatumab，奈巴库单抗，necitumumab，奈瑞莫单抗，nesvacumab，nofetumomabmerpentan，ocaratuzumab，奥度莫单抗，olaratumab，olokizumab，onartuzumab，ontuxizumab，莫奥珠单抗，奥戈伏单抗，orticumab，otelixizumab，oxelumab，ozanezumab，ozoralizumab，帕吉昔单抗，帕尼单抗，panobacumab，parsatuzumab，pascolizumab，pateclizumab，patritumab，pemtumomab，perakizumab，培克珠单抗，pidilizumab，pinatuzumabvedotin，平妥单抗，placulumab，polatuzumabvedotin，ponezumab，普立昔单抗，pritoxaximab，普托木单抗，PRO 140，quilizumab，racotumomab，radretumab，瑞非韦鲁，瑞西巴库，瑞加韦单抗，reslizumab，robatumumab，roledumab，romosozumab，rontalizumab，罗维珠单抗，鲁利单抗，samalizumab，sarilumab，satumomabpendetide，seribantumab，setoxaximab，司韦单抗，西罗珠单抗，sifalimumab，simtuzumab，siplizumab，sirukumab，solanezumab，solitomab，sonepcizumab，索土珠单抗，司他莫鲁，硫索单抗，suvizumab，tabalumab，tacatuzumabtetraxetan，他度珠单抗，他利珠单抗，他尼珠，taplitumomabpaptox，tefibazumab，阿替莫单抗，tenatumomab，替奈昔单抗，teplizumab，teprotumumab，TGN1412，ticilimumab(tremelimumab)，tigatuzumab，TNX-650，托西珠单抗(atlizumab)，托利珠单抗，托西莫单抗，tovetumab，tralokinumab，trbs07，tregalizumab，tremelimumab，西莫白介素单抗，妥韦单抗，ublituximab，urelumab，乌珠单抗，优特克诺，vantictumab，伐利昔单抗，vatelizumab，vedolizumab，维妥珠单抗，维帕莫单抗，vesencumab，visilizumab，volociximab，vorsetuzumabmafodotin，伏妥莫单抗，扎妥木单抗，zanolimumab，zatuximab，齐拉木单抗，阿佐莫单抗。

适合于本发明的技术的具有一个或多于一个羟基基团的药物包括，但不限于，罗苏伐他汀，依泽替米贝，丁丙诺啡，喹硫平，睾酮，氧可酮，强力霉素，环孢素，雷特格韦，布地奈德，阿扎那韦，辛伐他汀，雷洛昔芬，阿比特龙，奥美沙坦，帕潘立酮，达帕格列净，4-羟基丁酸，度鲁特韦，艾曲波帕，依维莫司。

含羟基的药物还包括如四环素，米卡芬净，依伐卡托，比哌立登，茚地那韦，奎奴普丁/达福普汀，伦唑普利，甲泼尼龙，马丙考，利塞膦酸，醋洋地黄毒甙，卡格列净，依帕列净，达格列净，伊格列净，托格列净，remogliflozin，瑞他帕林，羟甲烯龙，阿朴吗啡，米索前列醇，甲基强的松，骨化二醇，甲哌佐酯，去乙酰毛花甙，大麻隆，伊布利特，屈他雄酮，醋丁二氟龙，雌二醇氮芥，己二烯，氟维司群，米格列醇，度骨化醇，后马托品，羟孕酮，菊粉，沙奎那韦，丙环定，地高辛，苯丙香豆素，乙酰氧肟酸，氟米松，洛哌丁胺，比马前列素，氢可他酯，屈大麻酚，乙基雌烯醇，醋酸甲地孕酮，洛伐他汀，米非司酮，普卡霉素，曲洛司坦，阿托品，愈创甘油醚，氟尼缩松，罗替高汀，炔雌醇，炔诺酮，纳布啡，他喷他多，依托孕烯，环索奈德，羟吗啡酮，氯霉素，氟甲睾酮，诺孕曲明，炔诺孕酮，美雌醇，氧雄龙，奥昔布宁，赛克立明，甲基东莨菪碱，三乙已苯铵，环吡酮，环戊醇，去氧皮质酮，双嘧达莫，普达非洛，乳果糖，阿卡波糖，泼尼卡酯，左炔诺孕酮，克拉霉素，异山梨醇，丙酰奋乃静，氟奋乃静，解磷定，甲羟孕酮，二氟拉松，克利溴铵，哌乙酰嗪，西罗莫司，加兰他敏，茚地那韦，奈非那韦，甘罗溴铵，薄荷醇，水杨酸甲酯，托伐普坦，曲司氯铵，强的松，氧苯酮，卡泊三烯，对甲氧苯酚，可待因，噻托溴铵，恩他卡朋，己烯雌酚，伊维菌素，贝拉康坦，二氢可待因，甲萘氢醌，雌激素，bazedoxfiene，纳洛酮，喷他佐辛，羟布宗，托卡朋，紫杉醇，多西紫杉醇，氯倍他索，滕喜隆，雌酮，醋奋乃静，地塞米松，氟米，去羟米松，坦罗莫司，己环铵，曲伏前列素，氟新诺龙丙酮，氢醌，诺孕酯，地奈德，苯海索，奋乃静，阿奇霉素，曲安奈德，筒箭毒碱醇，苄醇，氯苯达诺，曲马多，卤倍他索，熊去氧胆酸，倍他米松，倍氯米松，醋酸氟轻松，泼尼松龙，骨化三醇，去氧孕烯，伊洛前列素，依托泊苷，文拉法辛，利美索龙，甲睾酮，羟雌二醇，纳曲酮，替尼泊苷，氢化可的松，红霉素，拉坦前列素，木糖，4-羟基丁酸，链佐星，美格鲁特，帕立骨化醇，罗库溴铵，克林霉素，炔雌醇，炔诺醇二醋酸酯，氯替泼诺，普伐他汀，地诺前列酮，地诺前列素，前列地尔，克拉维酸盐，曲前列素，头孢匹胺，卡前列，非索非那定，依前列醇，氟伐他汀，左卡尼汀，阿托伐他汀，鲁比前列酮，西伐他汀，鹅去氧胆酸，苯替酪胺，麦考酚酯，可的松，氟氢可的松，去羟米松，氟氢缩松，异炔诺酮，帕拉米松，安西缩松，氯可托龙，达那唑，二氟尼柳，卤泛群，氟哌啶醇，拓扑替康，伊立替康，伊沙匹隆，林可霉素，洛匹那韦，头孢孟多，匹伐他汀，地拉罗司，爱维莫潘，地美环素，加尼瑞克，左啡诺，甲诺龙，二羟丙茶碱，利托那韦，泊沙康唑，氯碘羟喹，色甘酸，吗啡，溴隐亭，吡罗昔康，利福喷丁，非那雄胺，奎宁，奎尼丁，辣椒素，雷诺嗪，甲基纳曲酮，纳美芬，卡托普利，利塞膦酸盐，美索巴莫，环孢菌素，SN-38，孟鲁司特，米诺环素，碘苷，他克莫司，土霉素，睾酮，利福平，东莨菪碱，替比夫定，戊柔比星，甲硝哒唑，长春碱，伏立康唑，三氟胸苷，华法林，麦角胺，康力龙，利福昔明，奥沙西泮，卡培他滨，金霉素。

本领域技术人员理解本公开的内容也适用于上面列出的药物和药物活性物质的类似物和衍生物。上述实施例旨在作为示例性的，不应被理解为以任何方式进行限制。本领域的技术人员将认识到，将合适的药物活性物质修改为前药以实现特定功能在本文所公开和要求保护的机制的范围内是可能的。因此，其它的药学活性物质可以根据如本文所公开的原理来选择和使用。

药物组合物

在一些实施方案中,药物组合物包括一种前药。在一些实施方案中，组合物包含前药的混合物，其中所述前药的引入基团结构彼此不同。更具体地说，一种前药可以包括一个引入基团，其半衰期与其它前药的引入基团的半衰期有很大差别。因此，选择不同组合的引入基团将允许制备组合物，包括以受控的方式在所需的时间范围并以特定时间间隔激活的前药的混合物。例如，可以配制组合物在进餐时间释放活性胰岛素，之后胰岛素在夜间的时间激活，基于激活的时间释放适当剂量。在另一个实施方案中，药物组合物包含本文所公开的前药的混合物和相应的母体药物。

前药可以是含有常规的无毒的药学上可接受的载体、佐剂和赋形剂的剂量单位制剂，通过口服、局部、肠胃外、经鼻、肺部或直肠给药。

含有一种或多种前药的药物组合物可以是适于口服使用的形式，例如作为药片、片剂、锭剂、水性或油性悬浮液、可分散粉末或颗粒、乳剂、硬或软胶囊，或糖浆剂或酏剂。用于口服使用的组合物可以根据本领域已知的用于生产药物组合物的方法制造。这种组合物可以含有一种或多种选自甜味剂、调味剂、着色剂和防腐剂的物质以提供药学上美观和可口的制剂。

用于口服使用的制剂包括含有一种或多种前药与无毒的药学上可接受的赋形剂的片剂。这些赋形剂可以是，例如，惰性稀释剂，例如碳酸钙、氯化钠、乳糖、磷酸钙或磷酸钠；造粒和崩解剂，例如玉米淀粉或海藻酸；结合剂，例如，淀粉、明胶或阿拉伯胶，和润滑剂，例如硬脂酸镁，硬脂酸或滑石。片剂可以是未包衣的或它们可以通过已知技术进行包衣以延迟在胃肠道中崩解和吸收，从而提供更长时期的持续作用。例如，延时材料如单硬脂酸甘油酯或二硬脂酸甘油酯均可采用。

用于口服使用的制剂也可以是硬明胶胶囊，其中活性成分与惰性固体稀释剂例如碳酸钙、磷酸钙或高岭土混合，或者是软明胶胶囊，其中活性成分与水或油介质例如花生油、液体石蜡或橄榄油混合。

本公开的前药可以通过吸入给药以达到缓慢吸收和/或降低的系统清除。当类似的粒径和肺沉积水平相比，不同的吸入装置通常提供相似的药代动力学。本公开的前药可以通过任何现有吸入装置递送，以吸入方式递送一种治疗物质。这些装置包括定量吸入器、雾化器、干粉发生器、喷雾器等。优选地，本发明的化合物用干粉吸入器、喷雾器递送。用吸入器递送本发明的化合物有几个理想的特点，例如，用吸入装置递送有可靠、可重复和准确的优势。一种本发明的前药的经鼻给药组合物可以，例如，可以如欧洲专利号272097中所述制备。

包含此公开的前药的药物组合物还可以肠胃外给药于需要这种治疗的患者。肠胃外施用可以通过用注射器皮下、肌内或静脉内注射，可选笔状注射器。或者，肠胃外给药可以通过输注泵来操作。

本公开的前药的可注射组合物可以使用制药工业的常规技术制备，涉及溶解和混合各适当成分，得到所需的最终产物。因此，根据一个程序，前药溶解于它略小于要制备的组合物的最终体积的水。按需要加入等渗剂、防腐剂和/或缓冲剂，如果有必要，按需要用酸，例如盐酸，或碱，例如氢氧化钠水溶液，调节溶液的pH值。最后，用水调节溶液的体积，得到各成分的所需浓度。

在本公开的又一个实施方案中，缓冲液选自乙酸钠、碳酸钠、柠檬酸盐、甘氨酰甘氨酸、组氨酸、甘氨酸、赖氨酸、精氨酸、磷酸二氢钠、磷酸氢二钠、磷酸钠和三(羟甲基)-氨基甲烷、N-二羟乙基甘氨酸、麦黄酮、苹果酸、琥珀酸盐、马来酸、富马酸、酒石酸、天冬氨酸、乙酸和其它有机酸或它们的盐，或它们的混合物。这些具体缓冲剂的每一种构成本发明的备选实施例。合适的缓冲剂的实例是乙酸钠、甘氨酰甘氨酸、HEPES(4-(2-羟乙基)-1-哌嗪乙磺酸)和磷酸钠。

本公开的制剂进一步的实施方式中，制剂包括可以从苯酚、邻-甲酚、三甲酚、对甲酚、对羟基苯甲酸甲酯、对羟基苯甲酸丙酯，2-苯氧基乙醇、对羟苯甲酸丁酯、2-苯基乙醇、苯甲醇、氯丁醇，和硫柳汞、溴硝醇、苯甲酸、咪唑烷脲、氯己定、脱氢乙酸钠、氯甲酚、对羟基苯甲酸乙酯、苯乙铵、氯酚醚(3-(4-氯苯氧基)-1，2-丙二醇)或其混合物来选择药学上可接受的防腐剂。在本公开的进一步的实施方案中，防腐剂是以约0.1毫克/毫升至20毫克/毫升的浓度存在。在本公开的进一步的实施方案中，防腐剂是以约0.1毫克/毫升至5毫克/毫升的浓度存在。在本公开的进一步的实施方案中，防腐剂是以约5毫克/毫升至10毫克/毫升的浓度存在。在本公开的进一步的实施方案中，防腐剂是以约10毫克/毫升至20毫克/毫升的浓度存在。这些特定防腐剂中的每一种构成本发明的备选实施例。在药物组合物中使用防腐剂是本领域技术人员公知的。为方便可参考雷明顿：药学的科学与实践，第19版，1995。

在本公开的又一个实施方案中，所述制剂还包括等渗剂，可选自盐(例如，氯化钠)、糖或糖醇、氨基酸(例如，L-甘氨酸、L-组氨酸、精氨酸、赖氨酸、异亮氨酸，天冬氨酸、色氨酸或苏氨酸)、糖醇(例如甘油(丙三醇)、1,2-丙二醇(丙二醇)、1,3-丙二醇或1,3-丁二醇)、聚乙二醇(例如，PEG400)，或者它们的混合物。也可以使用任何糖，例如单、二或多糖，或水溶性葡聚糖，包括例如果糖、葡萄糖、甘露糖、山梨糖、木糖、麦芽糖、乳糖、蔗糖、海藻糖、葡聚糖、支链淀粉、糊精、环糊精、可溶性淀粉、羟乙基淀粉和羧甲基纤维素钠。在一个实施方案中，糖添加剂是蔗糖。糖醇被定义为C4-C8烃具有的至少一个-OH基团，包括，例如，甘露醇、山梨醇、肌醇、半乳糖醇、卫矛醇、木糖醇和阿糖醇。在一个实施方案中，糖醇添加剂是甘露醇。糖或上述糖醇可单独使用或组合使用。没有固定的限制使用量，只要糖或糖醇可溶于液体制剂并且不会给使用本发明的方法中产生的稳定效果实现带来不利地影响。在一个实施方案中，糖或糖醇的浓度为约1mg/ml至约150毫克/毫升之间。在本公开的进一步实施方案中，等渗剂以约1毫克/毫升至50毫克/毫升的浓度存在。在本公开的进一步实施方案中，等渗剂以约1mg/ml至7毫克/毫升的浓度存在。在本公开的进一步实施方案中，等渗剂以约8毫克/毫升至24毫克/毫升的浓度存在。在本公开的进一步实施方案中，等渗剂以约25毫克/毫升至50毫克/毫升的浓度存在。这些特定等渗剂中的每一种构成本发明的备选实施例。在药物组合物中使用等渗剂是本领域技术人员公知的。为方便可参考雷明顿。药学的科学和实践，第19版的实践，1995年。典型的等渗剂是氯化钠、甘露糖醇、二甲砜和甘油。典型的防腐剂是苯酚、间甲酚、对羟基苯甲酸甲酯和苯甲醇。

1.胰岛素受体结合肽前药

胰岛素受体结合肽包括天然胰岛素、胰岛素衍生物、IGF-1衍生物和在人胰岛素受体有天然人胰岛素至少1％活性的多肽。

“天然胰岛素”是指天然、合成或遗传工程来源的哺乳动物胰岛素(例如人胰岛素、牛胰岛素或猪胰岛素等)。人胰岛素是由21个氨基酸的A链GIVEQCCTSICSLYQLENYCN和30个氨基酸的B链FVNQHLCGSHLVEALYLVCGERGFFYTPKT组成的。A链和B链由三个二硫键交联：一个在A7和B7之间，第二个在A20和B19之间，和第三个在A6和A11之间。

“胰岛素类似物”或“胰岛素衍生物”指修饰的胰岛素肽，包括保存与天然胰岛素序列同源性的A链和B链二聚体和单链胰岛素类似物。“胰岛素类似物”表现出相对应的天然胰岛素部分、全部或增强的活性，或在体内或体外转化为有对应的天然胰岛素部分、全部或增强的活性的多肽，例如具有人胰岛素的结构和一个或多个氨基酸添加、缺失和/或取代的多肽。胰岛素类似物的实例包括甘精胰岛素、地特胰岛素、德谷胰岛素、赖脯胰岛素、门冬胰岛素、赖谷胰岛素。胰岛素原、前胰岛素原，胰岛素前体、人类和非人类动物的单链胰岛素前体，以及任何前述物质的类似物在此也称作胰岛素类似物。许多胰岛素类似物是本领域已知的(参见下面的讨论)。用于制备胰岛素缀合物的胰岛素类似物可以通过各种肽合成技术如经典(溶液)方法、固相方法、半合成方法和重组DNA方法来制备。除非上下文特别地另外指明(例如，一个特定的胰岛素被引用为，例如“人胰岛素”等)，术语“胰岛素类似物”被广泛用来包括天然胰岛素和胰岛素类似物。

“单链胰岛素受体结合肽”包括一组多肽序列或修饰的多肽序列，通式是B链-C_L-A链，其中B链是胰岛素的B链或其衍生物，A链是胰岛素A链或其衍生物，C_L是连接体(例如肽段)，连接所述B链的的C-末端到A链的N-末端。

人IGF-I是一个70个氨基酸的肽，包含4个结构域(A，B，C，D)，并与胰岛素原有43％的同源性(林德克内希特等人(1978)生物化学杂志253：2769-2776)。“IGF-1类似物”或“IGF-1衍生物”包括A链和B链二聚体、单链的IGF-1和IGF-1类似物，其中A链包含肽序列GIVDECCFRSCDLRRLEMYCA，B链包含序列GPETLCGAELVDALQFVCGDRGFYFNKPT，以及那些序列的衍生物，其中A链和/或B链的衍生物包括另外1-5个氨基酸取代。在一些情况下，包含肽序列PLKPAKSA的D结构域可以存在并连接到A结构域的C端；在一些情况下，存在包含肽序列GYGSSSRRAPQT的C结构域，并连接到B结构域的C末端。在一个实施方案中，IGF-1衍生物具有对应于天然胰岛素位置B16、B17的氨基酸取代，如在WO2010/080607，WO 2011/163460和WO2013/086786所披露。

在一个实施方案中，胰岛素或IGF-1 A链和B链与接头连接，包括共价连接A链的氨基末端到B链的羧基末端的肽接头。在一个实施方案中，肽接头包含4至12个氨基酸。根据一个实施例，肽接头的长度为5至30个氨基酸。在一个实施方案中，肽接头包含的序列选自GYGSSSRRAPQT，GSGSSSRRAPQT，GSGSSSAAAPQT，GAGSSSRRAPQT，GAGSSSAAAPQT，GYGSSRR，GSGSSRR，RRGPGGG，RRGGGGG，GGGGGKR，GGAPGDVKR，RRAPGDVGG，GGGPGKR，GGYPGDVKR，RRYPGDVGG，GGHPGDVKR，RRHPGDVGG，和与以上序列有1至3个氨基酸取代，或1至2个氨基酸取代的差异的序列。

本发明中所有胰岛素和IGF-1类似物都与天然胰岛素有同样三个正确交联的二硫键。

前药化学提供了精确控制胰岛素起效和作用持续时间的机会，从注射位点清除后在血浆中达到高度限定的浓度的平衡。胰岛素受体结合前药以最小的受体结合力可避免受体介导的内吞作用和降解清除。这些胰岛素受体结合前药在人血浆中长时间循环，在生理条件(例如pH 7.0-7.6，37℃)下自发水解，逐渐再生具有完全生物活性的胰岛素受体结合类似物。开发超长效胰岛素衍生物的一个主要挑战是需要将大剂量胰岛素类似物一次注入，以减少注射次数。血浆中胰岛素的初始高浓度很容易导致严重的低血糖。在本公开的前药策略可以通过在血浆中缓慢释放活性胰岛素结合肽，有效调节胰岛素的血浆浓度，有效地降低给药后峰活动的风险，并增加了母体药物的治疗指数。此外，频繁注射高剂量的超长效胰岛素类似物，如目前的长效胰岛素类似物和制剂一样使用皮下脂肪组织作为胰岛素贮存器，可能会导致注射部位的刺激或其它副作用。胰岛素受体结合的前药使用血液系统而不是注射部位作为贮存器，消除了现有技术中延迟起效胰岛素衍生物遇到的吸收的差异性。前药化学也使胰岛素衍生物可以用皮下注射以外的其它途径给药。

人胰岛素具有三个游离氨基：B1苯丙氨酸，A1甘氨酸和B29赖氨酸。引入基团可通过酰胺键与存在于胰岛素或IGF-1类似物上的氨基，或通过修改肽序列，在或靠近胰岛素受体结合肽活性位点引入的氨基相连。氨基提供一个供引入基团共价连接的手柄。

在一些实施方案中，胰岛素受体结合肽的前药可以缀合于具有以下通式的修饰部分：-L-M，其中L和M如本公开中以上定义。在一些实施方案中，修饰部分通过引入基团缀合到前药。在一些实施例中，修饰部分直接缀合到前药，至少一个引入基团在另一种活性位点共价结合到前药。在两种情况下，引入基团共价附着于胰岛素受体结合肽的活性位点，在引入基团被切割前抑制多肽的活性。

在一些实施方案中，修饰部分可以通过引入基团和可选的接头连接到A链或B链N-末端氨基酸，或内部一个氨基酸(例如，赖氨酸的ε氨基，丝氨酸或苏氨酸的羟基)的侧链，或B链)的C-末端(如B28、B29或B30)。含硫醇的部分如半胱氨酸或含有氨基的部分如赖氨酸可被引入胰岛素衍生物。在一个实施方案中，B链C-末端的氨基酸是半胱氨酸或赖氨酸。在另一个实施方案中，A链或B链的C-末端被1，2，3，4，5，6，7，8，9，10，11,12,13,14,15或更多个氨基酸延伸长，其中添加的半胱氨酸或赖氨酸的侧链被用于偶联。在一个实施方案中，连接A链N末端和B链C末端的连接肽包含供缀合的半胱氨酸或赖氨酸残基。在一个实施方案中，修饰部分是血浆蛋白、PEG、免疫球蛋白Fc部分，或长链脂肪酸。在一个实施例中，本发明公开的前药进一步修饰以包含一个或多个修饰部分，共价连接至该肽的氨基酸的侧链。

根据一些实施方案，胰岛素受体结合肽被氨基酸取代修改，其中所述取代氨基酸包括适于缀合的侧链。在一个实施方案，选自A-1，A0，A1，A4，A5，A8，A9，A10，A12，A14，A15，A17，A18，A19，A21，A22，B1，B2，B3的，B4，B5，B9，B10，B13，B14，B16，B17，B20，B21，B22，B23，B26，B27，B28，B29和B30，B31，B32位置的氨基酸被包含侧链NH ₂、SH、OH或COOH的部分取代，用于缀合修饰部分或引入基团。在一个实施方案中，这样的部分包括但不限于赖氨酸、高赖氨酸、2,2-二氨基醋酸、2,3-二氨基丙酸、2,4-二氨基丁酸、2,5-二氨基戊酸、半胱氨酸、高半胱氨酸、2-氨基-5-巯基戊酸、2-氨基-6-巯基己酸、鸟氨酸、丝氨酸、天冬氨酸和谷氨酸。在一个实施方案中，胰岛素受体结合肽包括选自A5，A8，A9，A10，A14，A15，A17，A18，A19和A21，B1，B2，B3，B4，B5，B9，B10，B13，B14，B17，B20，B22，B23，B26，B27，B28，B29和B30位置的氨基酸取代，或B1-4和B26-30任何或所有位置缺失。

在一些实施方案中，胰岛素受体结合肽被修饰，包含一个酰化连接到氨基酸侧链的间隔基的氨基、羟基、硫醇的酰基。间隔基所连接的氨基酸可以是包含一个允许连接到间隔基的部分的任何氨基酸。例如，包含侧链NH ₂、OH或COOH的氨基酸(例如赖氨酸、鸟氨酸、丝氨酸、天冬氨酸或谷氨酸)是合适的。在一个实施方案中，间隔基是包含侧链氨基、羟基或硫醇的氨基酸，或包含一个具有侧链氨基、羟基或硫醇的氨基酸的肽。

胰岛素可能在结合于胰岛素受体时改变构象。单链胰岛素前体微型胰岛素原LysB29通过肽键直接连接到GlyA1，结晶构象与那些天然人胰岛素完全相同。然而，微型胰岛素原的体外活性小于胰岛素的0.1％，可能是由于这个分子的构象限制和损失游离氨基GlyA1。其它有构象限制(例如B29和A1之间的化学交联)的胰岛素类似物也已经表现出对胰岛素受体的亲和力低。

在一些实施方案中，引入基团交联A链的GlyA1的α-氨基和B链C末端的一个氨基酸的α-COOH或侧链羧酸，或A链GlyA1的α氨基和位于B链的羧基末端的赖氨酸的ε氨基(例如，α-GlyA1/ε-LysB29，脱B30人胰岛素)，显著降低了相应类似物受体结合活性。

在一些实施方案中，引入基团交联A链的GlyA1的α-氨基和A8或A9、A10、A14或A15的侧链，其中那些位置的原始氨基酸被侧链具有COOH或NH2的天然或非天然氨基酸取代。实例包括，但不限于，赖氨酸、鸟氨酸、谷氨酸和天冬氨酸。

在一些实施方案中，引入基团交联GlyA1的α-氨基和A链C末端AsnA21的α-COOH。

根据一些实施例，胰岛素受体结合类似物的前药衍生物包含修饰的A链和B链，其中A链包含序列Z-X_-1X₀X₁IVX₄X₅CCX₈X₉X₁₀CX₁₂LX₁₄X₁₅LEX₁₈YCX₂₁X₂₂，B链的包含序列J-X_{23- 26}X₂₇LCGX₃₁X₃₂LV X₃₅X₃₆LX₃₈X₃₉VCX₄₂X₄₃X₄₄GX₄₆X₄₇X₄₈X₄₉X₅₀X₅₁X₅₂X₅₃；Z和J彼此独立地为氢(H)或包括通式结构，其中X、Y、Y1、A、B和J 1是如以上所定义：

在一些实施方案中，Z和J彼此独立地为氢(H)或包括通式结构，其中Z₁-Z₅定义同上。

在一些实施方案中，J₁是C(R₁₀R₁₁)或一个共价键，其中R₁₀和R₁₁定义同上。

在一些实施方案中，J₁是C(R₁₀R₁₁)，Y是C-R_pR_q，Z和J彼此独立地为氢(H)或包括通式结构，其中R_p和R_q定义同上：

在一些实施方案中，Z和J彼此独立地为氢(H)或包括通式结构，其中U₁-U₆,X,Y,Y₁,和J₁定义同上：

在一些实施方案中，J₁是共价键,Y₁ is C-R₃R₄，其中R₃和R₄定义同上：

在一些实施方案中，J₁是共价键,Y₁ is C(R₃R₄)，Y是C(R_pR_q)，其中R_p和R_q定义同上。

在一些实施方案中，Z和J彼此独立地为氢(H)或包括通式结构,其中R₅-R₈定义同上：

在一些实施方案中，J₁和Y₁是共价键。

在一些实施方案中，J₁和Y₁是共价键，Y is C-R_pR_q。

在一些实施方案中，Z和J彼此独立地为氢(H)或包括通式结构：

在一些实施方案中，J是氢(H)或包括通式结构：

在一些实施方案中，J是氢(H)或包括通式结构：

在一些实施方案中，X is OH,NH₂,或HN-R₀；

在一些实施方案中，X是OH；

在一些实施方案中，X是NH₂或HN-R₀

在一些实施方案中，X是NH₂。

X_-1是赖氨酸、精氨酸或删除；

X₀是赖氨酸、精氨酸或删除；

X₁选自肌氨酸、D-丙氨酸、D-亮氨酸、D-赖氨酸、D-谷氨酸、D-色氨酸、对-苯甲酰基-L-苯丙氨酸(Bpa)、甘氨酸；

X₄是天冬氨酸或谷氨酸；

X₅是天冬氨酸、谷氨酸、天冬酰胺、谷氨酰胺；

X₈选自2,4-二氨基丁酸(DAB)，亮氨酸，异亮氨酸，苏氨酸，组氨酸，精氨酸，赖氨酸，天冬酰胺，谷氨酰胺，色氨酸，酪氨酸，丙氨酸，苯丙氨酸，缬氨酸，蛋氨酸；

X₉是丙氨酸，丝氨酸，精氨酸或赖氨酸；

X₁₀是异亮氨酸，丝氨酸，赖氨酸或精氨酸；

X₁₂是天冬氨酸或丝氨酸；

X₁₄是酪氨酸，苯丙氨酸，色氨酸，精氨酸，丙氨酸，谷氨酸，组氨酸或赖氨酸；

X₁₅是谷氨酰胺，亮氨酸，精氨酸或赖氨酸；

X₁₈是天冬酰胺，甲硫氨酸，或苏氨酸；

X₂₁为天冬酰胺，天冬氨酸，丙氨酸，甘氨酸，赖氨酸或精氨酸；

X₂₂是赖氨酸或精氨酸、赖氨酸-赖氨酸二肽、精氨酸-精氨酸二肽或删除；

X_23-26是除了半胱氨酸外任何可编码氨基酸，不包含半胱氨酸的二肽或三肽，三肽GPE，四肽FVNQ或删除；

X₂₇是组氨酸，苏氨酸，精氨酸或赖氨酸；

X₃₁选自苏氨酸，丙氨酸，丝氨酸，甘氨酸，或α-氨基异丁酸；

X₃₂选自组氨酸，天冬氨酸，谷氨酸，高谷氨酸，高半胱磺酸，磺基丙氨酸，精氨酸，苯丙氨酸；

X₃₅是谷氨酸或天冬氨酸；

X₃₆是丙氨酸，苏氨酸或α-氨基异丁酸；

X₃₈选自酪氨酸，苯丙氨酸，色氨酸；

X₃₉是苯丙氨酸，色氨酸或亮氨酸；

X₄₂是甘氨酸或丙氨酸；

X₄₃是谷氨酸，天门冬氨酸或丙氨酸；

X₄₄选自精氨酸，赖氨酸，天冬氨酸，谷氨酸，丙氨酸；

X₄₆选自苯丙氨酸，D-苯丙氨酸，D-酪氨酸，D-丙氨酸，甘氨酸；

X₄₇选自酪氨酸，苯丙氨酸，天冬酰胺，组氨酸；

X₄₈选自酪氨酸，D-酪氨酸，苯丙氨酸，丙氨酸，丝氨酸，组氨酸，D-丙氨酸，D-酪氨酸，谷氨酸，肌氨酸或删除；

X₄₉选自苏氨酸，天冬酰胺，精氨酸，谷氨酸，天冬氨酸，赖氨酸，丝氨酸，脯氨酸或删除；

X₅₀选自脯氨酸，精氨酸，赖氨酸，鸟氨酸，谷氨酸，天冬氨酸或删除；

X₅₁选自脯氨酸，赖氨酸，谷氨酸，天冬氨酸或删除；

X₅₂是苏氨酸，丙氨酸，谷氨酸，天冬氨酸或删除；

X₅₃是精氨酸-精氨酸二肽，谷氨酸-谷氨酸的二肽，天冬氨酸-天冬氨酸二肽，或删除；

根据一些实施例，提供一个单链胰岛素受体结合前药，其中B链的C-末端，或其功能类似物，共价连接到所述A链或其功能类似物的N末端，进一步地，引入基团共价连接到肽的N末端、肽的C末端，或通过酰胺键连接到一个氨基酸的侧链。根据一个实施方式，单链胰岛素受体结合肽包含下式的化合物：B-L_i-A，其中：B代表如本文所公开胰岛素受体结合肽的B链或B链的功能性或前药类似物之一，A代表如本文所公开胰岛素受体结合肽的A链或A链的功能性或前药类似物之一，L_i表示共价连接A链到B链的接头。在一个实施方案中，接头是大约5至大约30，或大约10至大约15，或大约4至大约8个氨基酸的肽接头。在一个实施方案中，单链类似物的肽接头是选自上述接头序列或与上述接头序列有1至3个氨基酸取代或1至2个氨基酸取代的差异。可选地，单链类似物的接头也可以用作为引入基团的附连位点。在一个实施方案中，接头是包含具有适合于通过酰胺键附连本公开的引入基团的侧链的氨基酸的肽。

根据一个实施例，提供单链胰岛素受体结合前药。在这个实施例中，A链或其功能类似物的N末端的α-氨基通过一个引入基团共价连接至B链或其功能性类似物的C末端。在一个实施方案中，单链胰岛素受体结合前药具有序列J-X_23-26X₂₇LCGX₃₁X₃₂LVEX₃₆LX₃₈X₃₉VCX₄₂X₄₃X₄₄GX₄₆X₄₇X₄₈X₄₉X₅₀X₅₁X₅₂X₅₃-U-X_-1X₀X₁IVX₄X₅CCX₈X₉X₁₀CSLX₁₄X₁₅LEX₁₈YCX₂₁X₂₂，其中U具有如上定义的通式结构。

在一些实施方案中，Z和J彼此独立地为氢(H)或包括通式结构：

在一些实施方案中，J₁是C(R₁₀R₁₁)或Z₃与C(O)NH-胰岛素之间的一个共价键。

在一些实施方案中，J₁是C(R₁₀R₁₁)，Y is C-R_pR_q，Z和J彼此独立地为氢(H)或包括通式结构：

在一些实施方案中，Z和J彼此独立地为氢(H)或包括通式结构：

在一些实施方案中，J₁是C(R₁₀R₁₁)，Y₁ is C(R₃R₄)。

在一些实施方案中，J₁是共价键，Y₁是C(R₃R₄),Y是C(R_pR_q)。

在一些实施方案中，Z和J彼此独立地为氢(H)或包括通式结构：

在一些实施方案中，J₁是共价键和Y₁是共价键。

在一些实施方案中，J₁是共价键，Y₁是共价键，Y是C-R_pR_q。

在一些实施方案中，Z和J彼此独立地为氢(H)或包括通式结构：

在一些实施方案中，J是氢(H)或包括通式结构：

在一些实施方案中，J是氢(H)或包括通式结构：

其中R_p,R_q,R₃,R₄,R₅,R₆,R₇,R₈中至少一个取代基，或R_p,R_q,,R₁₀,R₁₁,R₁₂和R₁₃中至少一个取代基具有氨基，可与B链C末端的羧基形成酰胺键。ú也具有一个羧基，可以与A链N末端的氨基形成酰胺键。

在一些实施方案中，U具有结构

在一些实施方案中，U具有结构

在一些实施方案中，一种胰岛素受体结合肽包含具有Z-GIVEQCCX₈SICSLYQLENYCX₂₁序列的A链和具有序列J-X_{23- 26}HLCGSHLVEALYLVCGERGFX₄₇X₄₈X₄₉X₅₀X₅₁X₅₂X₅₃的B链。

在一些实施方案中,一种胰岛素受体结合肽包含具有Z-GIVEQCCTSICSLYQLENYCX₂₁的序列的A链。

在一些实施方案中,一种胰岛素受体结合肽包含具有J-X_{23- 26}HLCGSHLVEALYLVCGERGFFYTX₅₀X₅₁X₅₂序列的B链。

在一些实施方案中,一种胰岛素受体结合肽包含具有J-FVNQHLCGSHLVEALYLVCGERGFFYT X₅₀X₅₁X₅₂序列的B链。

在一些实施方案中,一种胰岛素受体结合肽包含具有J-FVNQHLCGSHLVEALYLVCGERGFFYTPKT序列的B链。

在一些实施方案中,一种胰岛素受体结合肽包含具有J-FVNQHLCGSHLVEALYLVCGERGFFYTKPT序列的B链。

在一些实施方案中,一种胰岛素受体结合肽包含具有J-FVNQHLCGSHLVEALYLVCGERGFF-NH₂序列的B链。

在一些实施方案中，一种胰岛素受体结合肽包含具有JZ-GIVDX₅CCX₈RSCX₁₂LRRLEX₁₈YCX₂₁序列的A链和J-X₂₃-26X₂₇LCGAX₃₂LVDALX₃₈X₃₉VCGDRGFX₄₇X₄₈X₄₉X₅₀X₅₁X₅₂X₅₃序列的B链。

在一些实施方案中,一种胰岛素受体结合肽包含具有J-X_{23- 26}X₂₇LCGAX₃₂LVDALX₃₈X₃₉VCGDRGFYFNX₅₀X₅₁X₅₂序列的B链。

在一些实施方案中,一种胰岛素受体结合肽包含具有J-X_{23- 26}X₂₇LCGAX₃₂LVDALYLVCGDRGFYFNX₅₀X₅₁X₅₂序列的B链。

在一些实施方案中,一种胰岛素受体结合肽包含具有J-GPEX₂₇LCGAHLVDALYLVCGDRGFYFNX₅₀X₅₁X₅₂序列的B链。

在一些实施方案中,一种胰岛素受体结合肽包含具有J-J-GPEX₂₇LCGAHLVDALFFVCGDRGFYFNX₅₀X₅₁X₅₂序列的B链。

在一些实施方案中,一种胰岛素受体结合肽包含具有J-X_{23- 26}X₂₇LCGAX₃₂LVDALX₃₈X₃₉VCGDRGFY-NH₂序列的B链。

在一些实施方案中，Z或J可以缀合到具有以下通式的修饰部分：-L-M，其中L和M如本公开中以上所定义。

在一些实施方案中，一种胰岛素受体结合肽前药缀合物公式是M-L-引入基团-胰岛素受体结合肽，其中M-L-引入基团可以连接到肽的N-末端氨基酸，或者内部氨基酸(例如赖氨酸的ε-氨基，丝氨酸或苏氨酸的羟基)的侧链。在一些实施方案中，修饰基团是PEG或脂肪酸。

在一些实施方案中，一种胰岛素受体结合肽前药公式是M_r-L-引入基团-胰岛素受体结合肽，其中L和M_r如本公开以上所定义。一个说明性的非限制性例子如下

其中c6是1至8的整数。

在一些实施方案中，一种胰岛素受体结合肽前药的体外白蛋白缀合物是式alb-M_r’-L-引入基团-胰岛素受体结合肽，其中L,M_r’和alb如本公开中以上所定义。

在一些实施方案中，一种胰岛素受体结合肽前药缀合物公式是引入基团-胰岛素受体结合肽-L-M，其中引入基团可连接到所述肽的N-末端氨基酸，或一个内部氨基酸(例赖氨酸的ε-氨基，丝氨酸或苏氨酸羟基)的侧链；-L-M可缀合至另外一个位点的一个内部氨基酸的侧链(例如赖氨酸的ε-氨基或半胱氨酸的硫醇基)，或A链或B链的C-末端。在一个实施方案中，缀合位点包括原先存在或经过取代或插入引入的在B链N末端或X₂₂,X₄₈,X₄₉,X₅₀,X₅₁,X₅₂,or X₅₃位点的赖氨酸的ε-氨基或半胱氨酸的硫醇基。在一个实施方案中，修饰部分是PEG或脂肪酸。

在一些实施方案中，一种胰岛素受体结合肽前药公式是引入基团-胰岛素受体结合肽-L-M_r。US20110039769所公开的胰岛素受体结合肽和接头可以与本公开中提供的引入基团结合使用。一个说明性的非限制性的例子如下

其中c7是1至8的整数，c8是1至30的整数。

在一些实施方案中，一种胰岛素受体结合肽前药的体外白蛋白缀合物公式是引入基团-胰岛素受体结合肽-L-M_r’-alb，其中L、M_r’和alb如在本公开中以上所定义。

其中c9是1至8的整数，c10是1至30的整数。

GLP-1受体结合肽前药

胰高血糖素样肽-1(GLP-1)诱导许多生物学作用，例如刺激胰岛素分泌，抑制胰高血糖素分泌，抑制胃排空，抑制胃肠蠕动或肠运动性，提高对葡萄糖的利用，和诱导体重减轻。GLP-1还可以防止非胰岛素依赖型糖尿病(NIDDM)发展过程中发生的胰岛β细胞退化。GLP-1的一个显著特征是刺激胰岛素分泌，却没有使用胰岛素治疗或某些类型的通过增加胰岛素表达来起效的口服疗法中可见到的低血糖的相关联的风险。

涉及GLP-1肽的疗法的有用性被GLP-1(1-37)不良活性所限制，并且两个天然存在的截短的肽，GLP-1(7-37)-OH和GLP-1(7-36)-NH₂，在体内迅速清除，而且在体内的半衰期极短。已知内源产生二肽基肽酶IV(DPP-IV)通过除去N-末端组氨酸和丙氨酸残基使循环的GLP-1肽失活，是体内半衰期短的一个主要原因。

GLP-1(7-36)-NH₂包含氨基酸序列

HAEGTFTSDVSSYLEGQAAKEFIAWLVKGR-NH₂

虽然全长序列能发挥协同作用，GLP-1(7-36)-NH ₂中氨基酸残基7-21是受体结合的关键。除了长氨基酸链的骨架，在位置7(组氨酸)、10(甘氨酸)、12(苯丙氨酸)，13(苏氨酸)和15(天冬氨酸)的氨基酸残基的侧链直接参与与受体的相互作用。此外，在位置28(苯丙氨酸)和29(异亮氨酸)的氨基酸残基对于GLP-1形成可以被受体识别的构象非常关键。一些研究表明，在序列位置10(甘氨酸)、15(天冬氨酸)和17(丝氨酸)的氨基酸残基以及该序列的C末端对于GLP-1的促胰岛素效果非常重要。C-末端酰胺化和C末端最后一个氨基酸残基也有帮助。

“GLP-1类似物”或“GLP-1衍生物”被定义为GLP-l(l-37)-OH的一个或多个氨基酸残基被删除或被其它氨基酸残基取代，或其中一个或多个氨基酸残基被插入到原始多肽序列。在一个优选的实施方案中，GLP-1类似物和相应的GLP-l(l-37)-OH之间不同的氨基酸残基总数不超过20个，或不超过15、10、5、4、3或2，且最优选是1。GLP-1类似物可以是被截断的GLP-1(1-37)的片段。这里使用的“GLP-1片段”或“GLP-1化合物片段”是从GLP-1受体结合肽的N末端和/或C末端截短一个或多个氨基酸后获得的生物学活性多肽。GLP-1的类似物也可以是通过延伸GLP-1的N-或C-末端而获得的序列。在某些实施方案中，GLP-1类似物包括在C-末端1-20个氨基酸的延伸。在一个实施方案中，C末端延伸序列是PSSGAPPPS-NH₂或GPSSGAPPPS-NH₂。在一个实施方案中，C末端延伸包含1-6个带正电荷的氨基酸，例如精氨酸或赖氨酸。在一个实施方案中，C-末端延伸包含1-6个带负电荷的氨基酸，如谷氨酸或天冬氨酸。在某些实施方案中，GLP-1类似物可以是改性产品，诸如对产品进行烷基取代、酰化、聚乙二醇修饰等。

在一些实施例中，GLP-1衍生物具有如以WO/2003/058203发表的美国专利申请序列号60/346474或60/405,097，两者题为“延伸的胰高血糖素样肽-1类似物”中描述的GLP-1(7-36)-NH₂,GLP-1(7-37)-OH或延伸的GLP-1肽的氨基酸序列，或其修改片段，使得1，2，3，4，5 6，7，8，9，10个氨基酸与GLP-1(7-37)-OH或GLP-1(7-37)-OH片段中对应位置的氨基酸不同，使得1，2，3，4，5 6，7，8，9，10个氨基酸与GLP-1(7-37)-OH或GLP-1(7-37)-OH片段中对应位置的氨基酸不同，或使得1，2，3，4，5 6，7，8，9，10个氨基酸与GLP-1延伸肽中对应位置的氨基酸不同，，包括在11,12,16,22,23,24,25,26,27,30,33,34,35,36,37一个或多个位置替换和修改。这些肽的位置18，20，23，30，31，34，36，37或C末端可用于缀合修饰部分。

用来描述GLP-1(7-37)-OH的命名法适用于GLP-1类似物。这些类似物中的氨基酸用与GLP-1(7-37)-OH中相应的氨基酸相同的编号表示。例如，GLP-1(9-36)-OH的N末端谷氨酸是9位；12位是苯丙氨酸；和22位是甘氨酸，如GLP-1(7-37)-OH。

艾塞那肽包含39个氨基酸，与GLP-1高达53％的序列同源性和相同的生物功能。序列是.HGEGTFTSDLSKQMEEEAVRLFIEWLKNGGPSSGAPPPS-NH₂

“艾塞那肽衍生物”被定义为艾塞那肽中一个或多个氨基酸残基缺失或被其它氨基酸残基取代，或一个或多个氨基酸残基被插入到原始多肽序列。在一个优选的实施方案中，艾塞那肽类似物和艾塞那肽之间不同的氨基酸残基总数可以不超过15，10，5,4，3和2，最优选是1。为了一致性，这些类似物中的氨基酸用与GLP-1(7-37)-OH中相应的氨基酸相同的编号表示。例如，艾塞那肽N末端组氨酸是在位置7。艾塞那肽衍生物可以是艾塞那肽的截断片段，例如艾塞那肽(7-34)-NH₂，艾塞那肽(7-36)，艾塞那肽(7-36)-NH₂，亮氨酸20，苯丙氨酸31艾塞那肽(7-34)-NH₂，亮氨酸20，丙氨酸28，苯丙氨酸31，艾塞那肽(7-34)-NH₂。

本公开内容包括由艾塞那肽C末端延伸的序列。在一个实施方案中，C末端延伸包含1-6个带正电荷的氨基酸，例如精氨酸或赖氨酸。在一个实施方案中，C末端延伸包含1-6个带负电荷的氨基酸，例如谷氨酸或天冬氨酸。在某些实施方案中，艾塞那肽衍生物可以是改性产品(例如对产品进行烷基取代、酰化、聚乙二醇修饰等等)。.

在本文中使用的术语“GLP-1受体结合肽”，包括天然GLP-1[GLP-1(7-37)-OH或GLP-1(7-36)-NH₂]、GLP-1衍生物、GLP-1的生物活性片段、延伸的GLP-1或延伸的GLP-1肽的衍生物或片段(参见，例如WO 03/058203)、艾塞那肽、艾塞那肽衍生物和艾塞那肽片段。其它示例性的GLP-1受体结合肽包括利拉鲁肽、阿必鲁肽、他司鲁肽、利西拉肽和杜拉鲁肽。

GLP-1受体结合肽包括肽和肽衍生物，与GLP-1受体的结合亲和力为GLP-1(7-36)-NH₂的1％，5％，10％，20％，30％，40％，50％，60％，70％，80％，90％或超过100％。优选的GLP-1受体结合肽包含的氨基酸序列与相对应的天然艾塞那肽或天然GLP-1(7-37)-OH序列至少约40％，45％，50％，55％，60％，65％，70％，75％，80％，85％，90％，或95％相同。GLP-1受体结合肽包括GLP-1受体激动剂、GLP-1受体拮抗剂、GLP-1受体和胰高血糖素受体双激动剂、GLP-1受体和GIP受体双激动剂、GLP-1受体激动剂和胰高血糖素拮抗剂嵌合体以及这些肽的衍生物。实例包括，但不限于，WO97/46584,WO 98/05351,WO 99/07404,WO 99/24210,WO 99/25727,WO 99/25728,WO 99/40788,WO 99/043708,WO 00/41546,WO 00/41548,WO/2002/048192,WO/2003/011892,WO/2003/011892,WO/2003/018516,WO/2003/103572,WO/2004/022004,WO/2004/093823,WO/2005/058954,WO/2006/124529,WO/2006/134340,WO/2007/030519,WO/2007/124461,WO/2008/023050,WO/2008/101017,WO/2009/058662,WO/2009/058734,WO/2009/155257,WO/2009/155258,WO/2010/070253,WO/2010/070255,WO2010011439,WO/2011/073328,WO/2011/075393,WO/2011/080102,WO 2011143208,WO2012088379,WO/2013/002580,WO/2013/164483,WO/2013/186240,WO/2014/0213513,US7235627,US 7691963,US 7407932,US8030273,US 5424286A,EP2322545,EP 2322546,CN200710138718.7,CN200910135363.5。根据一些实施例，一个引入基团可以通过酰胺键连接到那些专利申请披露的任何生物活性肽的N-末端氨基或赖氨酸的侧链氨基。.

根据本领域中习惯，天然GLP-1(7-37)-OH的氨基末端已经被指定编号7，羧基末端是37。该肽的其它氨基酸连续编号。例如，天然分子的12位是苯丙氨酸和第22位是甘氨酸。

在一些实施例中，GLP-1受体结合肽的前药可以缀合于具有以下通式的修饰部分：-L-M，其中L和M如本公开中以上所定义。在一个实施方案中，修饰部分通过一个引入基团缀合到前药。在另一实施方式中，修饰部分直接缀合到前药，至少一个引入基团在另一个活性位点共价结合到前药。在两种情况下，引入基团共价连接至GLP-1受体结合肽的活性位点，抑制多肽的活性，直到引入基团被切割。

在一些实施方案中，修饰部分可以可选地通过接头缀合到肽的N末端氨基酸，或内部氨基酸(例如赖氨酸的ε-氨基，丝氨酸或苏氨酸的侧链羟基)的侧链。含有硫醇的基团如半胱氨酸或含有氨基的基团如赖氨酸可以被引入到一个GLP-1衍生物。在一个实施例中，GLP-1受体结合肽的C-末端部分包含一个用于缀合的赖氨酸或半胱氨酸。在另一个实施方案中，GLP-1受体结合肽的C末端被延长1，2，3，4，5，6，7，8，9，10，11,12,13,14,15或更多个氨基酸，其中一个增加的半胱氨酸或赖氨酸的侧链被用于缀合。在一个实施方案中，修饰部分是血浆蛋白、PEG、免疫球蛋白的Fc部分或长链脂肪酸。在一个实施例中，本发明公开的前药进一步修饰以包含共价连接至该肽的氨基酸的侧链的一个或多个修饰部分。

根据某些实施方案，一个GLP-1受体结合肽具有序列

J-Xg₇Xg₈Xg₉GTXg₁₂TSDXg₁₆SXg₁₈Xg₁₉Xg₂₀EXg₂₂Xg₂₃Xg₂₄Xg₂₅Xg₂₆Xg₂₇FXg₂₉Xg₃₀

WLXg₃₃Xg₃₄Xg₃₅Xg₃₆Xg₃₇Xg₃₈Xg₃₉Xg₄₀Xg₄₁Xg₄₂Xg₄₃Xg₄₄Xg₄₅Xg₄₆Xg₄₇Xg₄₈Xg₄₉，

其中J是氢(H)或具有以上定义的通式：

在某些实施方案中，J是氢(H)或具有以下结构：

在某些实施方案中，J₁是C(R₁₀R₁₁)或Z₃和C(O)NH-胰岛素之间的共价键。

在某些实施方案中，J₁是C(R₁₀R₁₁)，Y是C-R_pR_q,J是氢(H)或具有通式结

在某些实施方案中，J是氢(H)或具有通式结构：

在某些实施方案中，J₁是共价键，Y₁是C-R₃R₄。

在某些实施方案中，J₁是共价键，Y₁是C-R₃R₄，Y是C-R_pR_q。

在某些实施方案中，J是氢(H)或具有通式结构：

在某些实施方案中，J₁是共价键，Y₁是共价键。

在某些实施方案中，J₁是共价键，Y₁是共价键，Y是C-R_pR_q。

在某些实施方案中，J是氢(H)，或具有通式结构：

在某些实施方案中，J是氢(H)，或具有通式结构：

在某些实施方案中，J是氢(H)，或具有通式结构：

在某些实施方案中，X是OH,NH₂,或HN-R₀；

在某些实施方案中，X是OH；

在某些实施方案中，X是NH₂或HN-R₀；

在某些实施方案中，X是NH₂。

Xg₇选自L-组氨酸，D-组氨酸，脱氨基组氨酸，2-氨基-组氨酸，β羟基组氨酸，高组氨酸，α-氟甲基组氨酸，α-甲基组氨酸，咪唑丙酰基，精氨酸或酪氨酸；

Xg₈是丝氨酸，D-丝氨酸，丙氨酸，甘氨酸，2-氨基异丁酸或缬氨酸；

Xg₉是谷氨酸，谷氨酰胺或脯氨酸；

Xg₁₂是苯丙氨酸，色氨酸，酪氨酸或丙氨酸；

Xg₁₆是缬氨酸，色氨酸，异亮氨酸，亮氨酸，苯丙氨酸，酪氨酸，赖氨酸或半胱氨酸；

Xg₁₈是丝氨酸，色氨酸，酪氨酸，苯丙氨酸，赖氨酸，异亮氨酸，亮氨酸，缬氨酸或半胱氨酸；

Xg₁₉是酪氨酸，色氨酸，或苯丙氨酸，谷氨酰胺，或丙氨酸；

Xg₂₀是亮氨酸，苯丙氨酸，酪氨酸，色氨酸，赖氨酸，半胱氨酸或甲硫氨酸；

Xg₂₂是甘氨酸，谷氨酸，天冬氨酸，丝氨酸，半胱氨酸或赖氨酸；

Xg₂₃是谷氨酰胺，谷氨酸，精氨酸，异亮氨酸，赖氨酸或半胱氨酸；

Xg₂₄是丙氨酸，组氨酸或精氨酸；

Xg₂₅是丙氨酸，谷氨酰胺，缬氨酸，异亮氨酸或亮氨酸；

Xg₂₆是赖氨酸，半胱氨酸，精氨酸或谷氨酰胺；

Xg₂₇是谷氨酸，天冬氨酸，亮氨酸，赖氨酸，半胱氨酸或丙氨酸；

Xg₂₉是异亮氨酸或缬氨酸；

Xg₃₀是丙氨酸，天冬酰胺，天冬氨酸，谷氨酸或谷氨酰胺；

Xg₃₃是缬氨酸，亮氨酸，赖氨酸，半胱氨酸或蛋氨酸；

Xg₃₄是赖氨酸，丙氨酸，天冬酰胺，天冬氨酸，精氨酸，半胱氨酸或谷氨酸；

Xg₃₅是甘氨酸，苏氨酸，赖氨酸，半胱氨酸或谷氨酰胺；

Xg₃₆是甘氨酸，赖氨酸，半胱氨酸，脯氨酸或精氨酸；

Xg₃₇是甘氨酸，脯氨酸，丝氨酸，赖氨酸，半胱氨酸，NH₂，或删除；

Xg₃₈是丝氨酸，脯氨酸，组氨酸，半胱氨酸，赖氨酸，或删除；

Xg₃₉是丝氨酸，精氨酸，苏氨酸，色氨酸，赖氨酸，半胱氨酸或删除；

Xg₄₀是丝氨酸，甘氨酸，天冬酰胺，赖氨酸，半胱氨酸或删除；

Xg₄₁是丙氨酸，天冬氨酸，精氨酸，谷氨酸，赖氨酸，半胱氨酸，甘氨酸或删除；

Xg₄₂为脯氨酸，丙氨酸，色氨酸，NH₂或删除；

Xg₄₃为脯氨酸，丙氨酸，赖氨酸，NH₂或缺失；

Xg₄₄为脯氨酸，丙氨酸，精氨酸，赖氨酸，组氨酸，NH₂或删除；

Xg₄₅是丝氨酸，组氨酸，脯氨酸，赖氨酸，精氨酸，半胱氨酸，天冬酰胺，NH₂或缺失；

Xg₄₆是组氨酸，丝氨酸，精氨酸，赖氨酸，半胱氨酸，异亮氨酸，NH₂或缺失；

Xg₄₇是组氨酸，丝氨酸，精氨酸，赖氨酸，苏氨酸，NH₂或缺失；

Xg₄₈是谷氨酰胺或缺失；

Xg₄₉是NH₂或缺失。

根据一些实施例，基于GLP-1(7-36)-NH₂的一个GLP-1受体结合肽前药具有序列J-HXg₈EGTFTSDXg₁₆S Xg₁₈YLEXg₂₂QAAXg₂₆EFIAWLVXg₃₄GRXg₃₇。

在一些实施方案中，基于GLP-1(7-36)-NH₂的一个GLP-1受体结合肽前药具有序列J-HXg₈EGTFTSDVSSYLEXg₂₂QAAKEFIAWLVKGRXg₃₇

根据一些实施例，基于艾塞那肽的一个GLP-1受体结合肽前药具有序列J-X₇GEGTFTSDLSXg₁₈QXg₂₀EEEAVXg₂₆LFIEWLXg₃₃Xg₃₄Xg₃₅Xg₃₆Xg₃₇Xg₃₈Xg₃₉Xg₄₀Xg₄₁Xg₄₂Xg₄₃Xg₄₄Xg₄₅

在一些实施例中，基于艾塞那肽的GLP-1受体结合肽与野生型艾塞那肽对比具有一个或多个半胱氨酸或赖氨酸的取代，包括在C末端、位置26(精氨酸)、31(色氨酸)、36(甘氨酸)、41(丙氨酸)或45(丝氨酸)的赖氨酸或半胱氨酸取代。

在一些实施例中，基于艾塞那肽的GLP-1受体结合肽前药具有序列HGEGTFTSDLSXg₁₈QMEEEAVRLFIEWLXg₃₃NGGPSSGAPPPXg₄₅

在一些实施例中，基于艾塞那肽的GLP-1受体结合肽的前药具有序列J-HGEGTFTSDLSKQMEEEAVRLFIEWLKNGGPSSGAPPPS-NH₂

根据一些实施方案，J可以缀合到具有通式-L-M的修饰部分，其中L和M如在本公开中以上所定义。

在一些实施例中，GLP-1受体结合肽前药缀合物公式是M-L-引入基团-GLP-1受体结合肽，其中所述M-L-引入基团可以连接到肽的N-末端氨基酸或者一个内部氨基酸的侧链(例如，赖氨酸的ε-氨基，丝氨酸或苏氨酸的羟基)。在一个实施方案中，修饰部分是PEG或脂肪酸。

在一些实施例中，GLP-1受体结合肽前药公式是M_r-L-引入基团-GLP-1受体结合肽，其中L和M_r在本公开中以上所定义。

在一些实施例中，GLP-1受体结合肽前药的体外白蛋白缀合物公式是alb-M_r’-L-引入基团-GLP-1受体结合肽，其中L、M_r’和alb在本公开中以上所定义。

在一些实施例中，GLP-1受体结合肽前药公式是引入基团-GLP-1受体结合肽-L-M，其中引入基团可连接到所述肽的N-末端氨基酸，或一个内部氨基酸的侧链(例如，赖氨酸的ε-氨基，丝氨酸或苏氨酸的羟基)；-L-M可缀合至一个在不同位置的内部氨基酸的侧链(例如，赖氨酸的ε-氨基或半胱氨酸的硫醇基)，或所述肽的C末端部分。在GLP-1衍生物中常用的缀合位点包括在位置Xg₁₆,Xg₂₆,Xg₃₀或Xg₃₄原来存在或者取代或插入后引入的赖氨酸侧链氨基或半胱氨酸侧链巯基，或者在C-末端部分替换或插入之后引入的赖氨酸侧链氨基或半胱氨酸的侧链巯基。在艾塞那肽衍生物中常用的缀合位点包包括在位置Xg₁₈,Xg₂₆,Xg₃₃,Xg₃₄,或Xg₃₈原来存在或者取代或插入后引入的赖氨酸侧链氨基或半胱氨酸侧链巯基，或者在C-末端部分替换或插入之后引入的赖氨酸侧链氨基或半胱氨酸的侧链巯基。在一个实施方案中，修饰部分是PEG或脂肪酸。

在一些实施例中，GLP-1受体结合肽前药公式是引入基团-GLP-1受体结合肽--L-M_r。一个说明性的非限制性白蛋白反应肽的实例包括

在一些实施例中，GLP-1受体结合肽前药的体外白蛋白缀合物公式是引入基团-GLP-1受体结合肽-L-M_r’-alb，其中L、M_r’和alb在本公开中如上所定义。体外形成的白蛋白前药缀合物的说明性的、非限制性实例包括

本发明所公开的肽的前药相信适合于先前已经为它们相应的母体药物所描述的任何用途。因此，本文所述的胰岛素受体结合肽或GLP-1受体结合肽的前药可用于治疗高血糖症，或治疗高血糖导致的其它代谢疾病。因此，本发明涵盖包含本发明的药学活性肽的前药和药学上可接受的载体，用于治疗高血糖患者的药物组合物。

按照本公开内容治疗高血糖症的一个方法包括给患者施用本发明公开的前药的步骤，使用任何标准给药途径，包括肠胃外，如静脉内、腹膜内、皮下或肌肉内、鞘内、透皮、直肠，经口，经鼻或通过吸入。在一个实施方案中，组合物通过皮下或肌内给药。在一个实施方案中，组合物被胃肠外施用和所述前药组合物预装在注射器。

本公开的胰岛素或GLP-1受体结合肽前药可以单独使用或与其它抗糖尿病剂组合给药。本领域已知或在研究中的的抗糖尿病药剂包括天然胰岛素、天然胰高血糖素及其功能衍生物，磺酰脲类，如甲苯磺丁脲(甲糖宁)，醋磺己脲(Dymelor)，妥拉磺脲(Tolinase)，氯磺丙脲(Diabinese)，格列吡嗪(Glucotrol)，格列本脲(Diabeta，Micronase，Glynase)，格列美脲(亚莫利)或格列齐特(达美康)；氯茴苯酸类，如瑞格列奈(Prandin)或那格列奈(Starlix)；双胍类如二甲双胍(格华止)或苯乙双胍；噻唑烷二酮类例如罗格列酮(文迪雅)、吡格列酮(艾可拓)或曲格列酮(Rezulin)或其它PPARγ抑制剂；抑制碳水化合物消化的α葡萄糖苷酶抑制剂，例如米格列醇(Glyset)、阿卡波糖(Precose/拜唐苹)；艾塞那肽(Byetta)或普兰林肽；二肽基肽-4(DPP-4)抑制剂，如维格列汀或西格列汀；SGLT(钠依赖性葡萄糖转运蛋白)抑制剂；或FBPase(果糖1,6-二磷酸酶)抑制剂。

在一些实施方案中，GLP-1受体结合肽的前药被用于降低或抑制食欲，减少食物摄入量，诱导体重减轻或辅助维持体重。这类用于降低食欲或体重的方法预期可用于治疗各种原因的肥胖以及减少与肥胖相关的并发症，包括血管疾病(冠状动脉疾病，中风，周围血管疾病，缺血再灌注等)、高血压、II型糖尿病发病、高血脂和肌肉骨骼疾病。

GLP-1受体结合肽的前药可以单独使用或与另一种抗肥胖药剂组合施用。本领域已知或在研究中的抗肥胖药剂包括，但不限于，食欲抑制剂，包括苯乙胺型兴奋剂，芬特明(可选地与芬氟拉明或右芬氟拉明联用)，Qsymia(苯丁胺和托吡酯)，二乙胺苯丙酮苯甲曲秦苄甲苯异丙胺，西布曲明利莫那班其它大麻素受体拮抗剂；胃泌酸调节素；盐酸氟西汀(百忧解)；Excalia(安非他酮和唑尼沙胺)或Contrave(安非他酮和纳曲酮)；氯卡色林或脂肪酶抑制剂，类似于赛尼可(奥利司他)或西替利司他，或GT389-255。

包含本文所公开的肽的前药的药物组合物可以使用标准的药学上可接受的载体配制并通过本领域技术人员已知的给药途径给患者施药。因此，本公开内容还包括含有本文中公开的一个或多个肽的前药，或其药学上可接受的盐，结合药学上可接受的载体的药物组合物。在一个实施方案中，药物组合物包含在pH约4.0至约7.0的磷酸缓冲液系统的1毫克/毫升浓度的肽前药。该药物组合物可包含一个作为唯一的药物活性成分的肽前药，或肽前药可与一种或多种另外的活性物质组合。在根据一实施方案，提供了包含优选无菌并且优选纯度至少90％，91％，92％，93％，94％，95％，96％，97％，98％或99％的本文所公开的肽前药之一，和药学上可接受的稀释剂、载体或赋形剂的药物组合物。这样的组合物可以包含一种肽前药，其中得到的活性肽的存在浓度至少0.5毫克/毫升，1毫克/毫升，2毫克/毫升，3毫克/毫升，4毫克/毫升，5毫克/毫升，6毫克/毫升，7毫克/毫升，8毫克/毫升，9毫克/毫升，10毫克/毫升，11毫克/毫升，12毫克/毫升，13毫克/毫升，14毫克/毫升，15毫克/毫升，16毫克/毫升，17毫克/毫升，18毫克/毫升，19毫克/毫升，20毫克/毫升，21毫克/毫升，22毫克/毫升，23毫克/毫升，24毫克/毫升，25毫克/毫升或更高。在一个实施方案中，药物组合物包括被灭菌并可选地储存于各种容器内的水溶液。本公开的化合物可根据一个实施例使用，制备用于直接注射的预配制溶液。在其它实施方案中，药物组合物包含冻干的粉末。该药物组合物可进一步封装为试剂盒的一部分，包括用于将组合物给予患者的一次性装置。容器或药盒可标明在环境室温或在冷藏温度贮存。

本文描述的所有治疗方法、药物组合物、试剂盒和其它类似方案考虑该肽的前药包括所有药学上可接受的盐。

在一些实施方案中，提供带有把肽前药的组合物施用给患者的装置的试剂盒。所述试剂盒可进一步包括各种容器，例如小瓶、试管、瓶子等。优选地，该试剂盒还包括使用说明书。根据一个实施方式，试剂盒的装置是气雾剂分配装置，其中所述组合物预先包装在雾化装置里。在另一个实施方案中，试剂盒包括注射器和针头，在一个实施方案中，药学活性肽组合物预装在注射器内。本公开的化合物可以通过标准合成方法、重组DNA技术，或其它任何制备肽和融合蛋白的方法来制备。尽管某些非天然氨基酸不能由标准重组DNA技术来表达，它们的制备技术在本领域中是公知的。本发明的化合物包含的非肽部分可以通过除了适用的标准肽化学反应外的标准有机化学反应来合成。

实例

缩写

Bz，苯甲酰；Bzl，苄基；Boc，叔丁氧羰基；BOP，苯并三唑-1-基氧基三(二甲基氨基)鏻六氟磷酸盐；CHO，甲酰基；Cbz或Z，苄氧基羰基；DCC，N，N'-二环己基碳二亚胺；DCM，二氯甲烷；DEPBT，3-(二乙氧基邻酰氧基)-1,2,3-苯并三嗪-4-酮；DIC，N,N'-二异丙基碳二亚胺；DIPEA(或DIEA)，二异丙基乙胺；DMAP,4-N，N-二甲氨基吡啶；DMF，二甲基甲酰胺；DMSO，二甲基亚砜；DTT，二硫苏糖醇；EDC或EDCI，1-乙基-3-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺；EtOAc，乙酸乙酯；Fm，9-芴甲基；Fmoc，9-芴甲氧羰基；Pmc，2,2,5,7,8-五甲基苯并二氢吡喃-6-磺酰；HBTU，O-(1H-苯并三唑-1-基)-N，N，N'，N'-四甲基脲六氟磷酸盐；HOBT，1-羟基苯并三唑；Su，琥珀酰亚胺；tBu，叔丁基；TEA，三乙胺；TFA，三氟乙酸；TFE,2,2,2-三氟乙醇；THF，四氢呋喃；TIS，三异丙基硅烷；Tos,4-甲苯磺酰；Trt，三苯甲基；rt，室内温度

(S)-2-(4-((2-((2-((((9H-芴-9-基)甲氧基)羰基)氨基)乙基)氨基)-2-氧代乙基)巯基)-2-((S)-1-((叔丁氧基羰基)氨基)乙基)--1H-咪唑-1-基)丙酸

向1-0(28毫升,400毫摩尔)的二氯甲烷溶液(400毫升)加入(Boc)₂O(8.74克,40毫摩尔)的二氯甲烷溶液(200毫升)。室温搅拌14小时，混合物用水、饱和食盐水洗，硫酸镁干燥，真空浓缩，得到1-1是无色油状物(4.7g,粗品)，不纯化用于下一步。

氯乙酰氯(2.82克,25毫摩尔)的无水THF(50毫升)溶液在-10℃加入1-1(4.0克,25.0毫摩尔)和DIEA(3.15克,27.5毫摩尔)的无水THF(100毫升)溶液。所得溶液搅拌30分钟，真空蒸发溶剂。剩余物溶于二氯甲烷和水的混合液。水层用二氯甲烷萃取。合并的有机层用饱和盐水洗，硫酸钠干燥并浓缩。剩余物用硅胶快速柱色谱纯化，得到1-2是白色固体(4.6克)。

向1-2(1.0克,4.24毫摩尔)的DCM(20毫升)溶液加入TFA(10毫升),混合物室温搅拌1小时。然后蒸干混合物，溶于10％碳酸钠(40毫升)。加入FmocCl(1.3克,溶于10毫升二恶烷)。室温搅拌2小时后，将反应物淬灭，并用DCM萃取。合并的有机层用硫酸钠干燥，减压浓缩。剩余物用硅胶快速柱色谱纯化，得到1-3是灰白色固体(1.3克)。

向搅拌中的1-3(1.3克,3.66毫摩尔)的2-丁酮(30毫升)溶液加入KI(0.9克,5.50毫摩尔)。混合物回流2小时然后浓缩。加入DCM，并用亚硫酸钠水溶液洗涤。将有机层合并，经硫酸钠干燥，蒸发至干，得到1-4，为棕色粗油状物(1.5克)，无需进一步纯化，用于下一步骤。

1A(50克，0.358摩尔)、2-碘乙酰胺(79.5克，0.430摩尔)和DIPEA(164毫升，0.895摩尔)的混合物在乙腈(300毫升)中室温搅拌14小时。真空浓缩反应混合物，残余物通过硅胶快速柱色谱法纯化，得到1B，为棕色油状物(12.0克)。

向1B(8.3克，51.80毫摩尔)和Cbz-丙氨酸-OH(17.3克)的无水乙腈溶液加入DIEA(41.8毫升)，随后加入T₃P(43.6毫升，50％DMF溶液)。该混合物在室温下搅拌过夜。加入水，用乙酸乙酯萃取水层。将合并的有机层用碳酸氢钠、饱和食盐水洗涤，经硫酸钠干燥，过滤并真空浓缩。残余物通过硅胶快速柱色谱法纯化，得到1C，为黄色油状物(2.7克)。

向1C(2.7克，7.40毫摩尔)的无水DME(30毫升)溶液中加入劳氏试剂(1.49克，3.70毫摩尔)。混合物在50℃搅拌4小时。真空浓缩反应混合物，并用乙酸乙酯萃取。合并的有机层用饱和盐水洗涤，经硫酸钠干燥，过滤并浓缩。残余物通过硅胶快速柱色谱法纯化，得到1D为黄色固体(1.5克)。

在氩气环境下1D(1.0克，2.62毫摩尔)的甲苯(10毫升)和DCM(1毫升)溶液冷却至-78℃。加入Et₃N(3.0毫升)和TMSOTf(2.4毫升)，并将该混合物温热至室温，然后在室温下搅拌额外12小时。加入甲醇(3毫升)溶液，搅拌保持15分钟。然后在真空中除去挥发物。将残余物溶解于无水甲苯，加热回流2小时。真空浓缩后，加入DCM(2毫升)，接着加入二硫苏糖醇(DTT，0.76克)。反应混合物搅拌过夜。随后加入Et₃N(1毫升)和1-4(1.4克)，混合物在室温搅拌30分钟。用乙酸乙酯萃取反应混合物，用碳酸钠洗涤，经硫酸钠干燥，过滤并真空浓缩。残余物通过硅胶快速柱色谱法纯化，得到1E，为黄色泡沫状物(490毫克)。

氩气环境下1E(400毫克，0.584毫摩尔)和苯甲醚(500微升)的DCM(10毫升)溶液用HBr(4毫升，在醋酸中33％重量)处理。该混合物在室温下搅拌1小时。在真空中除去挥发物，加入乙醚。固体过滤并在真空下干燥。溶解于DCM(5毫升)，冷却至0℃，然后加入Boc₂O(619毫克)的DCM(2毫升)和Et₃N(0.1毫升)溶液。反应搅拌16小时。反应通过NaHCO₃淬灭，用DCM萃取，经硫酸钠干燥，过滤并真空浓缩。残余物通过硅胶快速柱色谱法纯化，得到1F为黄色固体(70毫克)。

向1F(40毫克，0.058毫摩尔)在50％THF/水的5毫升溶液中加入LiOH.H₂O(4.9mg，0.116毫摩尔)。混合物在室温搅拌1小时。然后将混合物调节至pH＝3，浓缩，残余物通过制备型HPLC纯化，得到1G(10毫克)为白色固体。

¹H NMR(400 MHz,d₆-DMSO):δ10.36(br s,1H),8.24(t,J＝5.2 Hz,1H),7.89(d,J＝7.2 Hz,2H),7.68(d,J＝7.2 Hz,2H),7.60(br s,1H),7.49(brs,1H),7.42(d,J＝7.2Hz,2H),7.35-7.31(m,3H),5,24-5.16(m,1H),4.98-4.80(m,1H),4.32-4.28(m,2H),4.23-4.17(m,1H),3.67(s,1H),3.14-3.09(t,J＝6.0Hz,2H),3.07-3.01(t,J＝6.4 Hz,2H),1.62(d,J＝7.2 Hz,3H),1.42(d,J＝6.8Hz,3H),1.34(s,9H).LC-MS(ESI):m/z 638[M+H]⁺

3-(((叔丁氧基羰基)氨基)甲基)吡啶甲酸

2A(5克，33.6毫摩尔)加入到异丙醇(50毫升)中并回流过夜。将液体真空蒸发。固体残余物中加入乙酸乙酯(150毫升)中并回流。冷却后得到白色固体2B(63.356克)。

亚硫酰氯(32毫升)加入到2B(6.356克，30.38毫摩尔)，并加热至80℃2.5小时。在真空下将去除亚硫酰氯,残余物溶于THF(32毫升)，冷却至低于0℃。加入NaBH₄(1.15克，30.4毫摩尔)，并将反应搅拌1小时。将混合物倒入冰水中，并用二氯甲烷萃取。将合并的有机层用无水硫酸镁干燥，过滤，并在真空中浓缩，得到2C(3.2克)。

三乙胺(1.9克，20毫摩尔)添加至2C(3.2克，16.4毫摩尔)的二氯甲烷溶液。将反应物冷却至0℃，加入MsCl(1.8克，16.4毫摩尔)。将反应物温热至室温并搅拌2小时。将反应用饱和NH₄Cl淬灭，并用二氯甲烷萃取。将合并的有机层经硫酸镁干燥，过滤，并真空浓缩。将残余物溶解在DMF(20毫升)中，随后加入NaN₃(1.0克，16.4毫摩尔)。1小时后反应完成，加入水(100毫升)。将反应物用乙酸乙酯(3 X 100毫升)萃取。合并的有机层经硫酸镁干燥，过滤，并真空浓缩。用快速色谱法纯化(石油醚：乙酸乙酯5:1)，得到黄色液体2D(2.6克)。

Pd/C(10％，606毫克，0.57毫摩尔)加入到2D(2.6克，11.8毫摩尔)的乙醇(50毫升)溶液中。将反应在氢气下搅拌过夜。将反应物过滤，滤液浓缩，得到粗产物2E(3.0克，湿重)。

6N盐酸(50毫升)加入到2E(3.0克，湿重)，将反应回流过夜。在真空下除去水后，获得2F粗品(1.8克)。

碳酸氢钠(5.0克，59毫摩尔)加入到2F(1.8克，11.8毫摩尔)的THF(40毫升)和水(10毫升)溶液。将反应物搅拌10分钟，然后加入二叔丁基二碳酸酯(Boc₂O)(3.8克，17.7毫摩尔)。将反应搅拌过夜。用盐酸调节pH至2。将反应用二氯甲烷萃取，经硫酸镁干燥，过滤，并真空浓缩。用HPLC纯化，得到2G(130毫克)。

HNMR:(400 MHz,D₂O)δ8.62(d,1H),8.22(d,1H),7.83(t,1H),4.71(s,2H),1.42(s,9H)MS(m/z):253.4[M+H]⁺

2-(((叔丁氧基羰基)氨基)甲基)烟酸

过氧化氢(30％，1.65毫升，14.6毫摩尔)加入到烟酸甲酯3A(2.0克，14.6毫摩尔)的冰醋酸(20毫升)溶液。将反应物回流过夜。在冷却至室温后，将反应物用水(50毫升)稀释，将pH用碳酸钠调节至7，并用二氯甲烷萃取。有机层经硫酸镁干燥，过滤，并真空浓缩，得到固体3B(1.5克)，无需纯化直接用于下一反应。

TMSCN(6.8毫升，54.9毫摩尔)在氮气下滴加到3B(7克，45.7毫摩尔)的无水二氯甲烷溶液。将反应物用冰浴冷却，加入Et₂NCOCl(7.4克，54.9毫摩尔)。将反应在室温下搅拌两天。K₂CO₃水溶液(10％，100毫升)添加到反应中。搅拌10分钟后，将反应物用乙酸乙酯萃取，经硫酸镁干燥，过滤，并真空浓缩。残余物用快速色谱法纯化，得到3C(1.5克)

浓盐酸(0.5毫升)加入到3C(0.3克，1.84毫摩尔)的甲醇(30毫升)溶液，将反应在室温下搅拌3小时。过滤并真空浓缩，得到黄色固体3D(0.35g)，不经纯化直接用于用于下一反应。

碳酸氢钠(0.35克，4.2毫摩尔)和二叔丁基二碳酸酯(Boc₂O)(0.46克，2.1毫摩尔)加入到3D粗品(0.35g)的THF(30毫升)和水(10毫升)溶液。将反应在室温下搅拌过夜。将反应物酸化至pH3，用乙酸乙酯萃取，经硫酸镁干燥，过滤，真空浓缩，得到黄色油状物3E(0.5克)，不经纯化直接用于用于下一反应。

LiOH·H₂O(263毫克，5.64毫摩尔)加入到3E粗品(500毫克)的甲醇(20毫升)和水(10毫升)溶液，反应在室温下搅拌1小时。减压除去甲醇。用乙酸乙酯洗涤水层，并且将pH调节至3。反应物用乙酸乙酯萃取。将有机层用硫酸镁干燥，过滤，并真空浓缩。残余物用HPLC纯化，得到3F(200毫克)。.

HNMR:(400 MHz,DMSO-d₆)δ8.73(d,1H),8.30(d,1H),7.50(t,1H),6.98(s,1H),4.63(s,2H),1.39(s,9H)MS(m/z):253.4[M+H]⁺

5-((((9H-芴-9-基)甲氧基)羰基)氨基)-2-(((叔丁氧基羰基)氨基)甲基)-3-甲基苯甲酸合成

4A(10克，45.6毫摩尔)在0摄氏度溶解于硫酸(30毫升)，在10分钟内滴加发烟硝酸(4毫升)。在室温下搅拌2小时后，将反应混合物倒在冰上，将固体通过过滤分离。将残余物在亚硫酰氯(30毫升)中回流1小时，并浓缩成油状物。甲醇(80毫升)慢慢地加入到油，将混合物回流1小时。真空浓缩反应混合物，用乙酸乙酯萃取，得到粗产物，通过柱色谱法纯化，得到化合物4B(9.3克，67.9％)。

¹H NMR:(400 MHz DMSO-d6)δ8.38～8.29(m,2H),3.90(s,3H),2.51(s,3H).

4B(5克，18.3毫摩尔)在甲醇(60毫升)与铁粉(1.5克，27.5毫摩尔)和浓盐酸(5毫升)中加热到90摄氏度4个小时。在冷却至室温后，用硅藻土过滤所得的混合物。将滤液在真空中浓缩，用乙酸乙酯稀释，用水、饱和盐水洗涤，用无水硫酸钠干燥并真空浓缩，得到粗产物，通过柱色谱纯化，得到4C(4.1克，92.1％)。

¹H NMR:(400 MHz DMSO-d6)δ10.15(s,1H),7.76-7.76(d,1H),7.61-7.62(m,1H),3.82(s,3H),2.34(s,3H).

向4C(2.4克，9.9毫摩尔)的DMF(15毫升)溶液中加入氰化亚铜(1.1克，12.3毫摩尔)。将混合物在氮气氛下加热至150摄氏度2小时。将反应冷却至室温，用NH₄OH/H₂O(1：1，50毫升)溶液淬灭。将混合物搅拌5分钟，并通过硅藻土过滤。将滤饼用乙酸乙酯洗涤，合并的有机相用水、饱和盐水洗涤，用无水硫酸钠干燥，并浓缩，得到油状物，通过硅胶柱色谱纯化，得到4D(1克，53.5％)。

¹H NMR:(400 MHz DMSO-d6)δ7.05～7.04(d,1H),6.68～6.67(m,1H),6.31(s,2H),3.82(s,3H),2.34(s,3H).

向4D(0.7克，3.68毫摩尔)的水(10毫升)和THF(20毫升)溶液中加入NaOH(0.22克，5.53毫摩尔)。将反应混合物在室温下搅拌2小时。用THF(20毫升)稀释后，在0摄氏度加入Fmoc-Cl(1.43克，5.54毫摩尔)。混合物在室温下搅拌2小时。将反应混合物倒入水中，并用盐酸溶液酸化，用乙酸乙酯萃取，用水、饱和盐水洗涤并用无水硫酸钠干燥。该粗产物通过制备型HPLC纯化，得到4E(0.5克，34％)

1H NMR:(400 MHz DMSO-d6)δ10.24(s,1H),8.02(s,1H),7.88～7.86(d,2H),7.71～7.69(d,2H),7.41～7.37(m,2H),7.33～7.29(m,2H),4.50～4.49(d,2H),4.29(m,1H),2.43(s,3H).

向4E(0.5克，1.24毫摩尔)的50毫升乙醇和5毫升NH₄OH溶液加入雷尼镍(200毫克)。所得悬浮液在氢气氛下搅拌12小时。通过硅藻土过滤该混合物并浓缩滤液，得到4F(0.8克粗品)，用于下一个步骤无需纯化。

向4F(0.8克粗品)的DCM(20毫升)溶液中加入二叔丁基二碳酸酯(0.33克，1.5毫摩尔)。将混合物在室温下搅拌12小时。减压除去溶剂后，残余物通过制备型HPLC纯化，得到4G(100毫克，从化合物E16％)，为白色固体。

1H NMR:(400 MHz MeOD)δ7.80～7.78(d,2H),7.69～7.67(d,2H),7.62(br,1H),7.40～7.36(t,2H),7.30～7.28(m,3H),4.46～4.44(d,2H),4.37(s,2H),4.27～4.23(t,1H),2.36(s,3H),1.41(s,9H).LC-MS:m/z＝501.1[M-1]

4-((烯丙氧基)羰基)-2-(((叔丁氧基羰基)氨基)甲基)-6-甲基苯甲酸合成

向5A(3.6克，19.0毫摩尔)的DCM(150毫升)溶液中加入BPO(462毫克，20.9毫摩尔)，然后加入NBS(3.6克，20.9毫摩尔)。将反应物在60℃搅拌过夜。将反应冷却至室温，并用饱和碳酸氢钠处理，用乙酸乙酯萃取，用水、饱和盐水洗涤，用无水硫酸钠干燥，真空浓缩，得到粗产物，通过硅胶柱色谱纯化，得到5B(2.0克，39.2％)。

5B(0.6克，2.24毫摩尔)溶解在盐酸甲醇溶液(100毫升)。将反应混合物在50℃搅拌过夜。在真空中浓缩该反应混合物，用乙酸乙酯(100毫升)萃取，用水、饱和盐水洗涤，经无水硫酸钠干燥，真空浓缩，得到粗产物，将其通过硅胶柱色谱纯化，得到5C(0.6克，89.6％)。

HNMR:(400 MHz CDCl₃)δ7.91(s,1H),7.86(s,1H),4.66(d,2H),3.97(t,3H),3.92(t,3H),2.39(t,3H).

5C(0.6克，2.0毫摩尔)和NaN₃(0.26毫克，4毫摩尔)混合物的DMF(10毫升)溶液在50摄氏度搅拌16小时。将反应冷却至室温，用水稀释，并用乙酸乙酯萃取。合并的有机相用盐水洗涤，用无水硫酸钠干燥，真空浓缩，并通过柱色谱法纯化，得到5D(0.3克，58％)。

¹H NMR:(400 MHz CDCl₃)δ7.84-7.85(m,2H),4.41(s,2H),3.89(s,3H),3.86(s,3H),2.33(s,3H).

向5D(2.5克，9.5毫摩尔)的甲醇(100毫升)溶液加入Pd/C(10％，1.0克)。所得悬浮液在氢气氛下搅拌18小时，然后通过硅藻土过滤。将滤液真空浓缩。残余物(0.85克，4.1毫摩尔)，Boc₂O(1.8克，8.2毫摩尔)，三乙胺(1毫升)和DMAP(0.5克，4.1毫摩尔)在DCM(30毫升)中和氮气氛下室温搅拌5小时。浓缩反应混合物，并通过硅胶柱色谱纯化，得到5E(0.85，68％)。

¹H NMR:(400 MHz CDCl₃)δ7.90(s,1H),7.86(s,1H),4.71-4.70(d,2H),3.93～3.92(d,3H),2.72～2.71(d,3H),1.45～1.44(d,9H).

向5E(0.85克，2.8毫摩尔)的THF(15毫升)溶液中加入氢氧化锂(0.6克，14毫摩尔)的水溶液(10毫升)，将混合物在室温搅拌5小时。5F粗品用于下一个步骤无需进一步纯化。

向5F(0.86克，2.8毫摩尔)的DMF(30毫升)溶液中加入碳酸铯(0.91克，2.8毫摩尔)和3-溴丙烯(340毫克，2.8毫摩尔)，将混合物在60℃搅拌12小时。将混合物冷却并加入水，然后用乙酸乙酯萃取，用饱和盐水洗涤，用无水硫酸钠干燥并浓缩。残余物通过制备型TLC纯化，得到5G(100毫克，10.2％)，为灰白色固体。

¹H NMR:(400 MHz CDCl₃)δ7.88(s,1H),7.84(s,1H),6.05～5.90(m,1H),5.38～5.33(dd,1H),5.27～5.24(dd,1H),4.79～4.77(m,2H),4.67(s,2H),2.68(s,3H),1.544(s,9H).

4-((3-((((9H-芴-9-基)甲氧基)羰基)氨基)丙基)氨基甲酰基)-2-(((叔丁氧基羰基)氨基)甲基)苯甲酸合成

向6A(10克，57.4毫摩尔)的二氯甲烷(200毫升)溶液中加入饱和碳酸氢钠水溶液(200毫升)，随后加入FmocCl(17克，66毫摩尔)。将混合物在室温下搅拌过夜。将混合物分离，有机层用水、饱和盐水洗涤，经硫酸钠干燥，真空浓缩。残余物用快速柱色谱纯化，得到6B(15克，66％)。

在0摄氏度向6B(15克，38毫摩尔)的二氯甲烷溶液(200毫升)加入TFA(100毫升)。将混合物在室温下搅拌3小时。真空浓缩该混合物。将残余物倒入冰水(200毫升)，然后用碳酸氢钠水溶液碱化，直到pH值>8。将混合物过滤，并且将滤饼用水洗涤，在真空中干燥，得到6C(11克，98％)，为白色固体。

在室温向6D(50克，0.22摩尔)的四氯化碳(750毫升)溶液中加入N-溴代琥珀酰亚胺(38.9克，0.22摩尔)和过氧化苯甲酰(1.1克，4.4毫摩尔)。将反应混合物在60摄氏度下搅拌4小时，同时用250瓦灯照射。将混合物冷却至室温，用1M NaOH水溶液、水洗涤，经硫酸钠干燥。蒸发溶剂，得到粗品6E(75克)，为油状物，将其直接用于下一步骤。

6E(75克)粗品在室温下悬浮于NH₃/MeOH(2M，750毫升)和浓氢氧化铵(250毫升)中过夜。过滤混合物，滤饼在真空下干燥，得到6F(35克，75％，两步)，为白色固体。

¹H-NMR(400 MHz,DMSO_d₆):8.64-8.66(s,1H),7.83(s,1H),7.66-7.68(d,1H),7.59-7.61(s,1H),4.37(s,2H)

向6F(6克，28毫摩尔)的甲醇(100毫升)溶液加入乙酸钯(0.12克)、三乙胺(8.6克，85毫摩尔)和4,5-双二苯基膦-9,9-二甲基氧杂蒽(0.6克)。将反应混合物在140摄氏度CO(3兆帕)下过夜搅拌。将混合物冷却至室温并过滤。将滤液真空浓缩，得到6G(6克)。

¹H-NMR(400 MHz,DMSO_d₆):8.82-8.84(s,1H),8.16-8.18(s,1H),8.05-8.07(s,1H),7.79-7.81(s,1H),4.44-4.46(s,2H),3.90-3.92(s,3H)

向6G(6克)的二氯甲烷(180毫升)溶液中加入二碳酸二叔丁酯(12.2克，56毫摩尔)、三乙胺(2.8克，28毫摩尔)和DMAP(3.4克，28毫摩尔)。将反应混合物在室温搅拌2小时。该混合物用0.5N盐酸、水洗涤，经硫酸钠干燥，真空浓缩。粗产物通过快速柱色谱纯化，得到6H(4.2克，两步51％)，为白色固体。

¹H-NMR(400 MHz,CDCl₃):8.15-8.17(m,2H),7.96-7.98(m,1H),4.80-4.82(s,2H),3.96-3.98(s,3H),1.59-1.61(s,9H)

向冰浴中的6H(5.8克，20毫摩尔)的THF(100毫升)溶液加入LiOH.H₂O(4.2克，100毫摩尔)的水溶液(100毫升)。将反应混合物在室温搅拌5小时。然后真空浓缩反应混合物以除去THF。水相用柠檬酸酸化，直到PH<6，然后过滤。将滤饼真空干燥，得到6I(4.6克，78％)，为白色固体。

¹H-NMR(400 MHz,DMSO_d₆):7.86-7.98(m,3H),7.38-7.40(m,1H),4.48-4.49(m,2H),1.40-1.42(s,9H)

在室温下向6I(3克，10.1毫摩尔)和6C(3克，10.1毫摩尔)的DMF(30毫升)溶液中加入EDCI(1.9克，10.1毫摩尔)、HOBT(1.3克，10.1毫摩尔)。将混合物在环境温度下搅拌2小时。三批合并，倒入水中，并用乙酸乙酯萃取。合并的有机相用饱和盐水洗涤，经硫酸钠干燥，过滤并真空浓缩。残余物通过快速柱色谱纯化，得到粗产物(1.7克)。将粗产物重结晶，得到纯6J(1.1克，6.3％)，为白色固体。

¹H-NMR(400 MHz,DMSO_d₆):13.21(br,1H),8.55-8.53(m,1H),7.89-7.87(m,4H),7.76-7.67(m,3H),7.43-7.23(m,6H),4.50-4.20(m,5H),3.32-3.24(m,2H),3.07-3.02(m,2H),1.70-1.65(m,2H),1.40-1.27(m,9H).LC-MS:m/z＝473.9(M-100+1).

4-((2-((((9H-芴-9-基)甲氧基)羰基)氨基)乙基)磺酰基)-2-(((叔丁氧基羰基)氨基)甲基)苯甲酸合成

向7A(50克，0.27摩尔)的DMF(500毫升)溶液中加入碳酸钾(65克，0.54摩尔)。将混合物冷却至0℃，滴加CH₃I溶液。将反应混合物在室温下搅拌4小时。用乙酸乙酯萃取该混合物，并用水洗涤，经硫酸钠干燥，得到7B粗品(55克)，为黄色油状物。

向化合物7B(50克，0.26摩尔)的四氯化碳(500毫升)溶液中加入N-溴代琥珀酰亚胺(45.8克，0.26摩尔)和过氧化苯甲酰(0.12克，0.5毫摩尔)。将反应混合物在60℃搅拌4小时。将混合物冷却至RT，并用1N氢氧化钠和水洗涤，并经硫酸钠干燥。蒸发溶剂，得到7C粗品(71克)，为黄色油状物。

7C粗品(70克，0.26摩尔)在室温悬浮于2M NH₃甲醇(700毫升)和浓氢氧化铵(250毫升)中过夜。过滤混合物，得到7D品(35克)，为白色固体。

向7D(35克，0.2摩尔)的甲醇(350毫升)溶液加入Pd/C(7克)，将混合物在氢气和50psi压力下在50℃搅拌2小时。将混合物过滤和真空浓缩，得到7E粗品(30克)，为白色固体。

在0℃向7E(30克，0.2摩尔)的水(540毫升)和盐酸(45毫升)溶液中加入亚硝酸钠(14克，0.2摩尔)的水(130毫升)溶液。45分钟后，在室温下向反应溶液加入甲氧基二硫代甲酸钾(39克，0.24摩尔)的水(540毫升)溶液。将反应混合物搅拌30分钟。将混合物用6N盐酸酸化至pH2并过滤。该固体用水洗涤并干燥，得到7F(60克)，为黄色固体。

¹H NMR(CDCl₃,400 MHz):δ8.76(s,1H),7.76-7.78(m,2H),7.63-7.65(m,1H),4.58-4.63(m,2H),4.42(s,2H),1.23-1.28(t,3H).

向7F(60克，0.24摩尔)的乙醇(600毫升)溶液加入氢氧化钾(46.5克)的水溶液(600毫升)。将反应混合物在80℃搅拌30分钟，然后减压浓缩。加入水，用6N盐酸酸化至pH2并过滤。该固体用水洗涤并干燥，得到7G(25.2克)，为一黄色固体。

¹H NMR(CDCl₃,400 MHz):δ7.71-7.73(d,1H),7.33-7.35(d,2H),4.40(s,2H),3.65(d,1H).

向7G(25克，0.15摩尔)的DMSO(400毫升)溶液中加入2-(2-溴乙基)异二氢吲哚-1，3-二酮(46.2克，0.18摩尔)和碳酸钾(62.7克，2.15摩尔)。将反应混合物在50℃搅拌30分钟。将反应混合物倾入冰水中，搅拌20分钟并过滤，得到7H(48克)，为一黄色固体。

¹H NMR(DMSO-d₆,400 MHz):δ8.43(s,1H),7.78-7.82(m,4H),7.46-7.50(t,2H),7.38-7.40(s,1H),4.25(s,2H),3.84-3.87(t,2H),3.36-3.39(t,2H).

在室温向7H(35克，0.1摩尔)的DMSO(700毫升)溶液加入Boc₂O(27克，0.12摩尔)、三乙胺(10.4克，0.1摩尔)、DMAP(15.4克，0.13摩尔)。将混合物在50℃搅拌2小时。将反应混合物倾入冰水中，搅拌30分钟并过滤，得到7I粗品(25克)，为一白色固体。

在0℃向7I(25克，57毫摩尔)的二氯甲烷(250毫升)溶液中加入m-CPBA(25克，0.14摩尔)。将混合物在环境温度搅拌1小时，然后用硫代硫酸钠猝灭并用二氯甲烷萃取。合并的有机相用饱和盐水洗涤，经硫酸钠干燥，过滤，浓缩并经硅胶柱色谱法纯化，得到7J粗品(30克)，为一白色固体。

在室温向7J(25克，53毫摩尔)的乙醇(125毫升)溶液加入水合肼(50毫升)中。将混合物在80℃搅拌1小时。将混合物倾入水中，用二氯甲烷萃取。向有机层加入碳酸氢钠饱和溶液(30毫升)和Fmoc-Cl(25.2克，97毫摩尔)的乙酸乙酯(20毫升)溶液。将混合物在室温下搅拌30分钟。然后用二氯甲烷萃取反应混合物。合并的有机相用饱和盐水洗涤，经硫酸钠干燥，浓缩，并通过快速色谱法纯化，得到7L(10克)，为固体。

¹H NMR(CDCl₃,400 MHz):δ8.03-8.08(t,3H),7.74-7.76(d,2H),7.55-7.56(d,2H),7.37-7.41(t,2H),7.28-7.31(t,2H),5.51(bs,1H),4.82(s,2H),4.34-4.36(d,2H),4.17-4.18(t,1H),3.65-3.66(d,2H),3.37-3.38(d,2H),1.60(s,9H).

在室温向7L(10克，18毫摩尔)的甲醇(250毫升)溶液加入1N氢氧化锂(30毫升)。将混合物在室温搅拌30分钟。向混合物中加入Fmoc-Cl(25.2克，97毫摩尔)的乙酸乙酯(20毫升)溶液，20分钟后将混合物用柠檬酸酸化到pH4，并用二氯甲烷萃取。合并的有机相用饱和盐水洗涤，经硫酸钠干燥，过滤，浓缩和制备型HPLC(C 18，0.05％蚁酸-水/乙腈＝60/40-30/70)纯化，得到7M(980毫克)，为白色固体。

¹H NMR(CDCl₃,400 MHz):δ8.02-8.10(m,3H),7.75-7.77(d,2H),7.55-7.57(d,2H),7.38-7.42(t,2H),7.29-7.32(t,2H),5.46(bs,1H),4.83(s,2H),4.36-4.37(d,2H),4.16-4.18(t,1H),3.66-3.67(d,2H),3.37(bs,2H),1.61(s,9H).LC-MS:m/z＝480.8(M-100+1).

4-(((((9H-芴-9-基)甲氧基)羰基)氨基)甲基)-2-(((叔丁氧基羰基)氨基)甲基)-6-甲基苯甲酸合成

向8A(100克，322毫摩尔)的THF(1升)溶液加入异丙基溴化镁的THF溶液(485毫升，1M)。将溶液搅拌2小时。将所得溶液倒入干冰。搅拌1小时后，将溶液用水淬灭。将水层用盐酸调节至pH5，，并用乙酸乙酯萃取。合并的有机层经硫酸钠干燥，过滤，并在真空中蒸发，得到8B粗品，为白色固体(44克，60％)。

¹H-NMR(400 MHz,DMSO_d₆):7.24-7.25(m,2H),2.40-2.42(s,6H)

向8B(50克，219毫摩尔)的DMF(400毫升)溶液中加入碳酸钾(48.6克，352毫摩尔)和CH₃I(32.7克，230毫摩尔)，将混合物在室温搅拌过夜。该反应用水稀释并用乙酸乙酯萃取。将合并的有机层经硫酸钠干燥，过滤，并在真空中蒸发，得到粗品，通过快速色谱纯化，得到8C(50.3克，95％)，为白色固体。

¹H-NMR(400 MHz,DMSO_d₆):7.19-7.21(s,2H),3.89-3.91(s,3H),2.27-2.29(s,6H)

向8C(50克，0.22摩尔)的四氯化碳(750毫升)溶液中分批加入N-溴代琥珀酰亚胺(38.9克，0.22摩尔)和过氧化苯甲酰(1.1克，4.4毫摩尔)。将反应混合物在60℃搅拌4小时。用1N NaOH和水洗涤反应混合物。有机层经硫酸钠干燥，过滤，并在真空蒸发，得到8D粗品(75克)，为黄色油状物。

8D(75克)的NH₃/MeOH(2M，750毫升)和浓氢氧化铵(250mL)溶液在室温搅拌过夜。过滤沉淀物，得到8E为白色固体(35克)。

¹H-NMR(400 MHz,DMSO_d₆):8.49-8.51(s,1H),7.58-7.60(s,1H),7.43-7.44(s,1H),4.29-4.30(s,2H),2.58-2.59(s,3H)

向8E(20克，88.9毫摩尔)和Boc₂O(41克，188毫摩尔)的二氯甲烷(750毫升)溶液一次性加入三乙胺(9.5克，94毫摩尔)和DMAP(11.7克，95.9毫摩尔)。将反应混合物在室温搅拌2小时。混合物用0.5N盐酸和水洗涤。有机层经硫酸钠干燥，过滤，并在真空中蒸发，得到粗产物，通过快速色谱纯化，得到8F(25克，86.5％)，为白色固体。

¹H-NMR(400 MHz,DMSO_d₆):7.68-7.69(s,1H),7.52-7.53(s,1H),4.69-4.70(s,2H),2.57-2.58(s,3H),1.51-1.52(s,9H)

向8F(1克，3.08毫摩尔)的DMF(10毫升)溶液中一次性加入Pd(PPh₃)₄(0.1克，3％)和ZnCN₂(0.7克，6毫摩尔)。反应混合物在100℃氮气下搅拌3小时。将混合物冷却至室温并过滤。滤液用水稀释并用乙酸乙酯萃取。合并的有机层经硫酸钠干燥，过滤，并在真空中蒸发，得到粗产物，通过快速色谱纯化，得到8G(0.75克，70％)，为白色固体。

¹H-NMR(400 MHz,DMSO_d₆):7.95-7.96(s,1H),7.77-7.78(s,1H),4.76-4.77(s,2H),2.62-2.63(s,3H),1.52-1.53(s,9H)

8G(1.3克，4.48毫摩尔)的THF(40毫升)溶液和LiOH溶液(1M，10毫升)在室温下搅拌5小时。用盐酸将反应调节到pH5，并用乙酸乙酯萃取。合并的有机层经硫酸钠干燥，过滤，并在真空中蒸发，得到8H粗品(1.1克)，为白色固体。

向8H(3克，10.3毫摩尔)的甲醇(30毫升)溶液中加入雷尼镍(0.4克)。将反应混合物在室温氢气下搅拌过夜。过滤该混合物，真空浓缩滤液，得到8I粗品(2.6克)，为一白色固体。

向8I粗品(1克)的二氯甲烷(10毫升)溶液和饱和碳酸氢钠溶液(10毫升)中一次性加入FmocCl(0.7克，1.0当量)。将混合物在室温下搅拌过夜。将反应用盐酸调节到pH5，并用乙酸乙酯萃取。合并的有机层经硫酸钠干燥，过滤，并在真空中蒸发，得到粗产物，通过快速色谱纯化，得到纯8J(1.2克)。

1H-NMR(400 MHz,DMSO_d6):7.84-7.90(m,3H),7.68-7.70(d,2H),7.39-7.43(t,2H),7.30-7.34(t,2H),7.17(s,1H),6.98-7.01(d,2H),4.30-4.32(d,2H),4.20-4.24(t,1H),4.13-4.14(d,4H),2.26(s,3H),1.37(s,9H).LC-MS:Neg m/z＝514.9(M-1).

(S)-2-(((9H-芴-9-基)甲氧基)羰基)-7-(三苯甲基氨基)-1,2,3,4-四氢异喹啉-3-羧酸合成

浓硝酸(22毫升)在-20℃滴加到9A(30克，170毫摩尔)的浓硫酸(120毫升)搅拌溶液。将反应混合物在-20℃搅拌0.5小时，然后倾入冰水中。混合物用氢氧化铵中和，然后过滤并用水洗涤，得到9B，为白色固体(35克，93％)。

Fmoc-OSu(19.2克，81毫摩尔)的1.4二恶烷(75毫升)溶液在0℃滴加到9B(15克，67.5毫摩尔)的10％碳酸钠(120毫升)溶液。混合物在室温搅拌2小时，然后用10％盐酸酸化，并用乙酸乙酯萃取。有机相经硫酸钠干燥，过滤，浓缩，得到粗产物，通过快速色谱法纯化，得到9C，为白色固体(17.4克，58％)。

¹H-NMR(400 MHz,CDCl₃):7.93-8.10(m,2H),7.69-7.78(m,2H),7.48-7.58(m,2H),7.21-7.43(m,5H),5.15-5.16(m,1H),4.80-4.84(m,1H),4.47-4.60(m,3H),4.20-4.30(m,1H),3.16-3.35(m,2H),

Pd/C(4.5克)加入到9C(11克，50毫摩尔)的甲醇(500毫升)溶液。将反应混合物在室温氢气囊下搅拌过夜。过滤混合物除去Pd/C，除去溶剂得到粗产物。将粗化合物通过制备型HPLC纯化，得到9D为白色固体(3.1克，30％)。

¹H-NMR(400 MHz,DMSO_d₆):7.88-7.92(m,2H),7.62-7.70(m,2H),7.31-7.44(m,4H),6.81-6.84(m,1H),6.31-6.42(m,2H),4.73-4.75(m,1H),4.26-4.48(m,5H),2.89-2.97(m,2H)

Trt-Cl(1.2克，4.3毫摩尔)和三乙胺(0.55克，5.4毫摩尔)加入到9D(1.5克，3.6毫摩尔)的二氯甲烷溶液(20毫升)中。将反应在室温下搅拌2小时。用水洗涤混合物，用无水硫酸钠干燥，浓缩得到粗产物。将粗产物通过硅胶柱纯化，得到9E为浅黄色固体(1.5克，63％)。

¹H-NMR(400 MHz,DMSO_d₆):7.84-7.89(m,2H),7.64-7.60(m,2H),7.42-7.17(m,19H),6.87-6.55(m,2H),6.37-6.15(m,2H),4.65-4.6(m,1H),4.30-4.08(m,5H),2.97-2.72(m,6H),2.51-2.49(m,1H),1.09-1.05(m,9H).LC-MS:Pos m/z＝415.0(M-Trt+1).

(S)-2-(3-((S)-1-(9H-芴-9-基)-13,13二甲基-3,11-二氧代-2,12-二氧杂-4,10-二氮杂十四烷-9-基)-4H-1,2,4-三唑-4-基)-3-(叔丁氧基)丙酸合成

向10A(10克，21.4毫摩尔)的二氯甲烷(100毫升)溶液中加入HOBT(3.5克，25.6毫摩尔)和EDCI(4.9克，25.6毫摩尔)。将混合物在室温下搅拌0.5小时。然后加入DIEA(5.5克，42.7毫摩尔)和H-Ser(tBu)-OMe(5.4克，25.6毫摩尔)。将混合物搅拌1小时。该混合物用水、碳酸氢钠水溶液、饱和盐水洗涤，经硫酸钠干燥并真空浓缩。残余物用快速色谱法纯化，得到10B(7.2克，53.9％)，为白色固体。

在室温氮气下向10B(7.2克，11.5毫摩尔)的甲苯(72毫升)溶液中加入劳森试剂(4.7克，11.5毫摩尔)。将混合物回流1小时。混合物用水、饱和盐水洗涤，经硫酸钠干燥并真空浓缩。残余物用快速色谱法纯化，得到10C(4.1克，55.6％)，为黄色固体。

在室温下向10C(4.1克，6.4毫摩尔)的THF(160毫升)溶液加入甲酰肼(1.2克，19.2摩尔)和HgAC₂(6.1克，19.2毫摩尔)。将反应混合物在室温下搅拌2小时。加入水和乙酸乙酯，过滤混合物。有机层用水、饱和盐水洗涤，经硫酸钠干燥并真空浓缩。残余物溶解于THF中并加入对甲苯磺酸(0.1克，0.6毫摩尔)。混合物在室温搅拌过夜。真空浓缩混合物并通过制备型HPLC纯化，得到10D(900毫克，21.7％)，为白色固体。

在0摄氏向10D(900毫克，1.4毫摩尔)的甲醇(30毫升)和水(10毫升)溶液中加入氢氧化钠(111毫克，2.8毫摩尔)。反应混合物在0摄氏度搅拌2小时。混合物中加入水，并用石油醚萃取。用盐酸将水相酸化至pH3。将混合物过滤，并且将滤饼用水洗涤，在真空中干燥，得到10E(500毫克，56.8％)，为白色固体。

¹H-NMR(400 MHz,CDCl₃):8.69-8.62(d,1H),7.76-7.72(m,2H),7.59-7.52(m,2H),7.40-7.35(m,2H),7.31-7.28(m,2H),5.60-5.44(m,2H),4.93-4.75(m,2H),4.41-4.35(m,2H),4.21-3.86(m,3H),3.17-3.05(m,2H),2.08-2.00(m,2H),1.54-1.49(m,12H),1.15-1.08(m,10H).LC-MS:m/z＝636(M+1).

(S)-6-((((9H-芴-9-基)甲氧基)羰基)氨基)-2-(3-((R)-2-(叔丁氧基)-1-((叔丁氧基羰基)氨基)乙基)-4H-1,2,4-三唑-4-基)己酸合成

向11A(12.5克，48毫摩尔)的二氯甲烷(125毫升)溶液中加入HOBT(7.8克，57.6毫摩尔)和EDCI(11克，57.6毫摩尔)。将混合物在室温下搅拌0.5小时。加入DIEA(12.7克，96毫摩尔)和H-Lys(Fmoc)-OMe(20克，48毫摩尔)。混合物在室温下搅拌1小时。该混合物用水、碳酸氢钠水溶液、饱和盐水洗涤，经硫酸钠干燥并真空浓缩。残余物用柱色谱法纯化，得到11B(26克，86.3％)，为白色固体。

在室温氮气下向11B(26克，41.6毫摩尔)的甲苯(260毫升)溶液中加入劳森试剂(16.8克，41.6毫摩尔)。将混合物回流1小时。混合物用水、饱和盐水洗涤，经硫酸钠干燥并真空浓缩。残余物用柱色谱法纯化，得到11C(13克，57.5％)，为黄色固体。

在室温向11C(13克，20.3毫摩尔)的THF(130毫升)溶液加入甲酰肼(3.8克，60.8摩尔)和HgAC₂(19.4克，60.8毫摩尔)。反应混合物在室温搅拌2小时。加入水和乙酸乙酯，过滤混合物。有机层用水、饱和盐水洗涤，经硫酸钠干燥并真空浓缩。残余物溶解于THF中并加入对甲苯磺酸(0.3克，2.0mmol)。混合物在室温搅拌过夜。真空浓缩混合物并通过制备型HPLC纯化，得到11D(900毫克，6.8％)，为白色固体。

在0摄氏度向11D(900毫克，1.4毫摩尔)的甲醇(30毫升)和水(10毫升)溶液加入氢氧化钠(111毫克，2.8毫摩尔)。将反应混合物在0摄氏度搅拌2小时。向该混合物中加入水，并用石油醚萃取。用盐酸将水相酸化至pH3。将混合物过滤，并且将滤饼用水洗涤，在真空中干燥，得到11E(500毫克，56.8％)，为白色固体。

¹H-NMR(400 MHz,CDCl₃):8.51-8.38(d,1H),7.74-7.73(m,2H),7.59-7.52(m,2H),7.39-7.35(m,2H),7.29-7.27(m,2H),6.00-5.99(m,1H),5.30-4.94(m,3H),4.35-4.30(m,2H),4.20-4.16(m,1H),3.75-3.54(m,2H),3.21-2.96(m,2H),2.27-1.90(m,2H),1.52-1.34(m,13H),1.17-0.94(m,10H).LC-MS:m/z＝636[M+1].

(S)-2-(5-((S)-1-(9H-芴-9-基)-13,13二甲基-3,11-二氧代2,12-二氧杂-4,10-二氮杂十四烷--9-基)-1H-1,2,3-三唑-1-基)丙酸合成

向NaN₃(12.66克，194.7毫摩尔)的水(10毫升)和二氯甲烷(44毫升)溶液中滴加Tf₂O(6.3毫升，37.2毫摩尔)的二氯甲烷(20毫升)溶液，并将该反应混合物搅拌2小时。将有机相分离并用饱和碳酸氢钠、饱和盐水洗涤，经硫酸镁干燥，过滤，得到SM-1A的二氯甲烷溶液，直接用于下一步骤。

向(S)-丙氨酸甲酯盐酸盐(1.74克，12.5毫摩尔)、碳酸钾(2.6克，18.7毫摩尔)和五水硫酸铜(62.4毫克，0.25毫摩尔)的二氯甲烷(10毫升)溶液中加入SM-1A的二氯甲烷溶液。将所得溶液在室温搅拌过夜。用水稀释反应混合物，并用二氯甲烷萃取。有机相经硫酸钠干燥，过滤，真空浓缩，得到SM-1B粗品(1.26克，粗品)，不经进一步纯化用于下一步骤。LC-MS:m/z＝130.3(M+1)。

向SM-2(5.0克，30毫摩尔)的乙腈(50毫升)溶液中加入碳酸钾(5.0克，36毫摩尔)，将悬浮液在40℃搅拌1小时，加入TsN₃(6.53克，33毫摩尔)的乙腈(20毫升)溶液。将所得混合物搅拌另外2小时，然后经硅藻土过滤。将滤液真空浓缩，得到粗品，通过快速色谱法纯化，得到所需产物SM-2A(4.0克，69.4％)。

¹H-NMR(400 MHz,CDCl3):3.75-3.80(m,6H),2.18-2.20(m,3H).LC-MS:m/z＝193.1(M+1).

12A(5.0克，10.68毫摩尔)、EDCI(2.67克，13.9毫摩尔)、HOBt(1.9克，13.9毫摩尔)和DIEA(2.3毫升，13.9毫摩尔)和N，O-二甲基羟胺盐酸盐(1.36克，13.9毫摩尔)的混合物加入二氯甲烷(200毫升)，所得混合物在室温搅拌过夜。用水稀释反应混合物，用乙酸乙酯萃取，用硫酸镁干燥，过滤，真空浓缩，得到粗产物，通过快速色谱纯化，得到12B(6.59克，～100％)

在-78℃向12B(1.0克，2.0毫摩尔)的二氯甲烷(20毫升)溶液中滴加DIBAL-H(6.0毫升，5.87毫摩尔)，然后将反应混合物在-78℃下搅拌2小时，过量的DIBAL-H用甲醇(1毫升)猝灭，将反应混合物温热至0℃，加入碳酸钾(0.81克，5.87毫摩尔)，然后加入中间产物SM-2A(0.752克，3.91毫摩尔)的二氯甲烷(20毫升)溶液。将反应混合物在室温下搅拌过夜。用二氯甲烷稀释反应混合物，用饱和盐水洗涤，经硫酸镁干燥，过滤，真空浓缩，得到粗品，通过快速色谱法纯化，得到12C(640毫克，71.4％)。

向12C(420毫克，0.94毫摩尔)、SM-1B(121毫克，0.94毫摩尔)和五水硫酸铜(2.4毫克，0.0094毫摩尔)的乙醇(1.8毫升)、水(1.8毫升)和二氯甲烷(3毫升)溶液中加入抗坏血酸钠(0.1毫升，0.2毫摩尔，2.0M)。将所得混合物在室温下搅拌过夜。用乙酸乙酯稀释反应混合物，用饱和盐水洗涤，经硫酸钠干燥，过滤，浓缩，得到粗产物(450毫克)，通过快速色谱纯化，得到12D(364毫克，67.1％)。

12D(2.62克，4.5毫摩尔)的THF(10毫升)溶液和氢氧化锂(4.5毫升，9毫摩尔，2.0M水溶液)在0℃搅拌10分钟，然后用柠檬酸酸化该反应混合物。用乙酸乙酯萃取反应混合物，用饱和盐水洗涤，经硫酸钠干燥，过滤，真空浓缩，得到粗品，通过快速色谱法纯化，得到12E(1.3克)。

¹H-NMR(400 MHz,MeOD):7.9(s,1H),7.78-7.80(d,2H),7.63-7.65(d,2H),7.36-7.38(t,2H),7.30-7.32(t,2H),5.46(q,1H),4.76-4.80(s,1H),4.32-4.34(d,2H),4.18-4.20(t,1H),3.09-3.12(t,2H),2.89-2.93(d,1H),2.77-2.81(d,1H),1.81-1.98(m,5H),1.18-1.65(m,13H).LC-MS:m/z＝564.1(M+1)；m/z＝562.2(M-1)

2-(氨基甲基)-4-氨磺酰苯甲酸合成

13A(25克)加入到100毫升氯磺酸并加热至135-140摄氏度搅拌过夜。将反应冷却并倾倒在冰上，过滤，用水洗涤，用硫酸镁干燥，并在真空中浓缩，得到黄棕色固体13B(30克)。

在冰浴温度13B(30克)加入氨(150毫升)并搅拌过夜。加入水，pH用盐酸调节至2。用乙酸乙酯萃取该混合物。将有机层经硫酸镁干燥，并在真空中浓缩，得到黄棕色固体13C(23克)。

SOCl₂(15毫升)在冰浴温度滴加至13C(23克)的甲醇(500摩尔)溶液。将反应在室温下搅拌过夜。除去溶剂后饱和碳酸氢钠加入到残余物中，并用乙酸乙酯萃取。有机层经硫酸镁干燥，真空浓缩，得到13D(25克)。

在冰浴温度13D(20克)、二叔丁基二碳酸酯(Boc₂O，20毫升)、DMAP(500毫克)和三乙胺(30毫升)加入到二氯甲烷(150毫升)中，并在室温下搅拌过夜。用水洗涤混合物，经硫酸镁干燥，真空浓缩得到13E(30克)。

在冰浴温度13E(15.6克)分批加入到1升无水THF中的LiAlH₄(10克)。将反应物在0℃搅拌2小时，并通过TLC监测。将反应用饱和硫酸钠终止反应。加入1M氢氧化钠水溶液(200毫升)。过滤该混合物并用乙酸乙酯萃取。溶剂蒸发后，残余物用快速色谱法纯化(CH₃OH:CH₂Cl₂ 1:20)，得到黄色油状物13F(13.4克)。

在冰浴温度MsCl(5克，3.4毫升)缓慢加入到13F(13.4克)和三乙胺(12.7毫升)的无水THF(120毫升)溶液中。将反应物温热至室温，并持续搅拌4小时。将反应物用饱和氯化钠淬灭，用乙酸乙酯萃取。蒸发溶剂，残余物用快速色谱法(CH₃OH:CH₂Cl₂1:20)进行纯化，得到白色油状物13G(11.7克)。

13G(11.7克)溶解于DMF(50毫升)，随后加入叠氮化钠(4克)。将反应物加热到60℃并搅拌3小时。将反应冷却至室温，用水淬灭，并用乙酸乙酯萃取。有机层经硫酸镁干燥并真空浓缩，得到13H(7.4 G)。

13H(7.4克)和三苯基膦(11克)加入到THF(300毫升)中。将反应在室温搅拌3小时。加入水后(6毫升)反应混合物回流另外5小时。冷却至室温后，反应溶液13I直接用于下一步骤合成。

DMAP(400毫克)、三乙胺(30毫升)、二碳酸二叔丁酯(Boc₂O，20毫升)加入13I溶液。将反应在室温搅拌过夜。用乙酸乙酯萃取后，将合并的有机层用1M盐酸、饱和氯化钠洗涤，经硫酸镁干燥，并真空浓缩。通过快速色谱法纯化(乙酸乙酯：石油醚1:4)，得到橙色油状物13J(3.4克)。

在干冰/丙酮浴温度，2.5M/L丁基锂(7毫升)在氮气下滴加到13J(1.7克)的无水THF(60毫升)溶液中。将反应在-70℃下搅拌1小时后加干冰到反应中。继续搅拌1小时。饱和氯化铵用于淬灭反应，用2M氢氧化钠将pH调节至11。用乙酸乙酯萃取后，用盐酸将水层的pH值调节至3。用乙酸乙酯萃取后，有机层经硫酸镁干燥，并真空浓缩。残余物用HPLC纯化，得到13K(140毫克)。

13K(140毫克)溶解于TFA/二氯甲烷(1：1，10毫升)中，并在室温下搅拌1小时。溶剂蒸发后，残留物通过HPLC纯化，得到13L(12.2毫克)。

¹HNMR:(400 MHz,D₂O)δ8.18(d,1H),7.90-8.01(2H),4.39(s,2H).MS(m/z):229[M-H]^-

(S)-6-((((9H-芴-9-基)甲氧基)羰基)氨基)-2-(5-((S)-1-((叔丁氧基羰基)氨基)乙基)-1H-四唑-1-基)己酸

14A(2.0克，5.24毫摩尔)、(S)-2-(((苄氧基)羰基)氨基)丙酸(1.3克，5.76毫摩尔)、HATU(3.0克，7.86毫摩尔)和DIPEA(3.7克，28.82毫摩尔)混合物的二氯甲烷(200毫升)溶液在室温搅拌14小时，用二氯甲烷稀释反应混合物，并用水萃取，将有机层分离，在真空中浓缩并通过快速色谱法纯化，得到14B(3.0克)为白色固体。

向14B(200毫克，0.34毫摩尔)的1,4-二恶烷(5.0毫升)溶液中加入五氯化磷(142毫克，0.68毫摩尔)，将混合物搅拌3小时。TMSN₃(90毫克，0.78毫摩尔)加入到混合物中。将反应混合物搅拌24小时，并用冰水淬灭，用乙酸乙酯萃取，并用碳酸氢钠洗涤。将有机层合并，用硫酸钠干燥，真空浓缩。残余物通过硅胶快速柱色谱法纯化，得到14C(30毫克)，为白色固体。

向14C(20毫克)的二氯甲烷(5.0毫升)溶液中加入氢溴酸(在醋酸中33％(重量))和苯甲醚(0.5毫升)。将反应混合物在室温搅拌2小时，浓缩混合物，得到14D粗品为棕色固体(50毫克)，不经进一步纯化用于下一步骤。

向14D粗品(50毫克)的二氯甲烷(5.0毫升)溶液加入(Boc)₂O(0.2毫升)和三乙胺(0.4毫升)。将所得混合物在室温下搅拌2小时。将反应物真空浓缩，残余物通过制备型TLC纯化得到14E(10毫克)，为白色固体。

14E(10毫克，0.017毫摩尔)和Me₃SnOH(9.4毫克，0.052毫摩尔)溶于DCE(5.0毫升)，所得混合物在回流下搅拌12小时。将反应用盐酸(1N)猝灭。溶剂蒸发后，将残余物通过制备型HPLC纯化，得到14F(5.0毫克)，为白色固体。

1H NMR(400 MHz,d6-DMSO):(两个非对映异构体,dr＝～2:1)δ13.57(br s,1H),7.89(d,J＝7.2 Hz,2H),7.79(d,J＝6.8 Hz,0.37H,NH氢,次要非对映异构体),7.67(d,J＝7.2 Hz,2H),7.70-7.60(br s,0.62H,交叠,NH氢,主要非对映异构体),7.41(d,J＝7.2 Hz,2H),7.33(d,J＝7.2 Hz,2H),7.26-7.23(m,1H,NH氢),5.54-5.46(m,1H),5.9-5.04(m,0.64H,主要非对映异构体),4.99-4.92(m,0.33H,次要非对映异构体),4.29-4.15(m,3H),2.95-2.89(m,2H),2.32-2.16(m,2H),1.48 and 1.45(d,J＝6.8 Hz,3H,Me,交叠),1.34(s,9H,Boc),1.40-0.93(m,4H,overlap).LC-MS(ESI):m/z 565[M+H]+

多肽合成

本公开内容的肽用Fmoc化学固相法合成，C末端是羧酸使用Wang树脂，C末端是酰胺使用Rink Amide树脂。肽合成使用5倍摩尔过量的Fmoc保护的氨基酸，通过5倍过量N,N'-二异丙基碳二亚胺(DIC)和1-羟基苯并三唑(HOBT)活化。其它偶合试剂如HATU、HBTU、DEPBT、EDC、BOP也可以代替使用。最常用的氨基酸和保护性基团如下：

Fmoc-Cys(Trt)-OH,Fmoc-Asp(OtBu)-OH,Fmoc-Glu(OtBu)-OH,Fmoc-His(Trt)-OH,Fmoc-Lys(Boc)-OH,Fmoc-Asn(Trt)-OH,Fmoc-Gln(Trt)-OH,Fmoc-Arg(Pmc)-OH,Fmoc-Ser(tBu)-OH,Fmoc-Thr(tBu)-OH,Boc-Trp(Boc)-OH or Fmoc-Tyr(tBu)-OH通过用20％哌啶/DMF处理附着在树脂的多肽，除去Fmoc保护基。茚三酮(2,2-二羟基-1H-茚并-1,3(2H)-二酮)试验用于监测耦合的进度。每一条树脂结合的多肽链从固体支持物上裂解用TFA在室温处理2小时，三异丙基硅烷(TIS)和水(5％)作为清除剂(scanvagers)。切割的肽在冰冷的二乙醚中沉淀。可替代地，肽可以使用Boc化学，在4-甲苯氢胺(MBHA)树脂或4-羟甲基苯乙酰胺甲基(PAM)树脂上合成。所述肽使用HF/对甲酚在0℃，1小时从树脂上切割，随后除去HF，用乙醚沉淀。

酯形成的通用方案

当一个药物活性物质的羟基被一个引入基团酰化时，通过向引入基团(2毫摩尔)的二氯甲烷(2毫升)溶液加入DIC(1毫摩尔)产生引入基团的活化酯。然后加入DMAP(0.9毫摩尔，244毫克)。将该混合物转移至含有药物活性物质(0.5毫摩尔)的反应容器中，反应搅拌过夜。该方案可以用于小分子的酯形成以及缩酚肽合成。

制备纯化

采用安捷伦1200 RP-HPLC和250×10mm的的Phenomenex Jupiter(4μ颗粒大小，300 A°孔径)柱进行纯化。溶剂A含有5％乙腈/0.1％TFA的去离子水，溶剂B包含0.1％TFA的100％乙腈。使用线性梯度(90分钟内0-70％B)，流速为4毫升/分钟，分次体积是5毫升。正确的部分合并、冷冻和冻干。

磷酸盐缓冲溶液中的半衰期测量

多肽GIVEQAA-NH₂和GIVEQAAY，两个胰岛素A链N末端部分的模拟，用作多肽模型测量以酰胺键连接肽N末端的各种引入基团的半衰期。多肽模型用Fmoc化学制备，用TFA切割，用制备RP-HPLC纯化。

由引入基团封端的肽模型以1毫克/毫升浓度溶解于磷酸盐缓冲溶液，溶液在37℃水浴中培养。在不同的时间点(例如8小时,16小时,24小时,48小时,72小时,96小时,120小时)取样分析。如果一个引入基团封端的肽模型的半衰期显著长或者短，取样分析的时间框架要相应改变。加入0.1％TFA溶液使pH下降到2抑制引入基团断开。RP-HPLC用于检测断裂反应。断裂的速率通过测量引入基团封端的和释放的肽模型的峰面积定量研究。安捷伦6110四极杆LC-MS用于证实反应过程中的质量变化。

使用岛津LC-2010A HT系统和150 mm x 4.6 mm Zorbax 300SB-C18柱进行RP-HPLC分析。流速是1毫升/分。溶剂A包含0.1％TFA/5％乙腈去离子水，溶剂B包含0.1％TFA的100％乙腈。使用线性梯度(例如10-70％B，10分钟)。

测定各个引入基团封端的肽模型的切割速率。引入基团封端的肽模型和释放的肽模型的浓度用它们各自的峰面积测定。引入基团封端的肽模型的一级分离速率常数通过测绘不同时间点的[起始引入基团封端的肽模型]/[剩余引入基团封端的肽模型]的对数来测定。引入基团封端的肽模型的断裂半衰期通过使用绘图得到的公式和斜率计算。

连接到多肽模型的各种引入基团的断裂半衰期可以用上述步骤测定。这些试验产生的数据见表1和2。

表一连接肽模型X-GIVEQAAY N末端的各种引入基团的断裂

*C10是癸酸

*indo2CA是吲哚啉-2-羧酸

*Tic是1,2,3,4-四氢异喹啉-3-羧酸

表2

连接肽模型X-GIVEQAA N末端的各种引入基团的断裂

下面的化合物的断裂半衰期是779小时。

测定血清半衰期

分析中使用引入基团封端的肽模型X-G-dI-dV-dE-dQ-dA-dA。使用D型氨基酸以避免对肽模型的其它酶切。肽溶解于100％血清，在37℃培养。在不同的时间点(例如8小时,16小时,24小时,48小时,72小时,96小时,120小时)取样分析。如果一个引入基团封端的肽模型的半衰期显著长或者短，取样分析的时间框架要相应改变。

引入基团封端的肽模型和释放的肽模型的浓度用它们各自的峰面积测定。引入基团封端的肽模型的一级分离速率常数通过测绘不同时间点的[起始引入基团封端的肽模型]/[剩余引入基团封端的肽模型]的对数来测定。引入基团封端的肽模型的断裂半衰期通过使用绘图得到的公式和斜率计算。

表3

连接肽模型X-G-dI-dV-dE-dQ-dA-dA N末端的各种引入基团的断裂

合成艾塞那肽前药

4个艾塞那肽前药具有序列

X-HGEGTFTSDLSKQMEEEAVRLFIEWLKNGGPSSGAPPPS-NH₂，X连接到组氨酸的α-氨基。前药使用Fmoc化学的固相肽合成装配。

前药1的X如下

ESI:m/z＝983.25[M+5H]⁵⁺,1228.25[M+4H]⁴⁺

艾塞那肽前药1可以在体内或体外缀合到人血清白蛋白。

马来酰亚胺活化的前药和白蛋白体外偶联物形成

HSA(10毫克/毫升)的50nM Tris缓冲液(pH 8.0)与过量(1.5当量)马来酰亚胺活化的引入基团和乙二胺四乙酸(0.1当量)混合。混合物在室温搅拌4小时。所得的HSA-马来酰亚胺缀合物从过量的未反应基团纯化，使用分子体积排除色谱(HiLoad26/60 Superdex75制备级)，磷酸盐缓冲液，pH值7.4，流速2.5毫升/分。正确的部分通过MALDI-TOF-MS来识别，合并冻干，得到所需的缀合物。

上述可被用作硫醇-马来酰亚胺反应的通用方案，例如含有一个反应性半胱氨酸的肽或含有反应性硫醇基团的药物活性物质和马来酰亚胺活化的试剂(例如，甲氧基PEG马来酰亚胺试剂)

艾塞那肽前药2的X如下：

ESI:m/z＝1141.33[M+4H]⁴⁺,1521.62[M+3H]³⁺,1529.50[M+2H+Na]³⁺

含硫醇的前药与碘乙酰功能化PEG反应的通用方案

含有反应性半胱氨酸或反应性硫醇基团的药物活性肽可以通过碘乙酰功能化PEG对硫醇基进行PEG化。所述肽溶解于4M尿素/50nM Tris缓冲液，加入过量(1.5倍)碘乙酰功能化PEG，该混合物在4℃下搅拌过夜。聚乙二醇化的肽通过制备型HPLC纯化，并用质谱证实。

艾塞那肽前药2与碘乙酰PEG40K反应得到聚乙二醇化艾塞那肽前药。MALDI-TOF-MS:

44000-48000，宽峰，计算分子量：44560

用于艾塞那肽前药3的X如下：

ESI:m/z＝1271.66[M+4H]⁴⁺,1695.83[M+3H]³⁺,1703.31[M+Na+2H]³⁺

用于艾塞那肽前药4的X如下：

ESI:m/z＝986.65[M+5H]⁵⁺

碘乙酰功能化前药与白蛋白反应的通用方案

HSA(6.25毫克/毫升)在Tris缓冲液与1.2摩尔当量碘乙酰肽混合，在室温搅拌过夜。所得的HSA-前药缀合物从过量的未反应肽纯化，使用分子体积排除色谱(HiLoad 26/60Superdex 75制备级)，磷酸盐缓冲液，pH值7.4，流速2.5毫升/分。正确的部分通过MALDI-TOF-MS来识别。

艾塞那肽前药3与人血清白蛋白反应得到艾塞那肽-白蛋白缀合物。MALDI-TOF-MS:71420,宽峰。计算MS:71383

艾塞那肽前药在血清中的生物活性

艾塞那肽前药1的人血清白蛋白缀合物(BK1411101-1411105)，艾塞那肽前药2PEG40K缀合物(BK1411201-1411205)和艾塞那肽前药3白蛋白缀合物(BK1411301-1411304)在37℃血清中温育。样品在不同时间点收集。

艾塞那肽前药1(BK1411001)溶于磷酸盐缓冲液,用血清稀释，直接使用。

所有样品通过GLP-1受体功能测定研究引入基团从艾塞那肽前药裂解之后恢复的活性

由药明康德公司构造的稳定地表达GLP-1受体的HEK293细胞在补充有10％FBS(GIBCO，目录号10099141)的DMEM(Invitrogen，目录#11960077)中培养。在试验当天，通过胰蛋白酶溶液(0.05％；Invitrogen，目录#25300-062)收集细胞，用测定缓冲液洗涤两次(HBSS 1X(Invitrogen公司，目录号14025)，含有5mM HEPES，0.1％BSA，pH 7.4)然后与Alexa647-抗cAMP的抗体(1:100,LANCETM cAMP 384试剂盒,PerkinElmer,Cat#AD0264)混合。连续稀释的测试样品室温下在OptiPlate-384，白色(Perkin-Elmer公司，目录#6007290)温育1小时。孵育后12微升的cAMP检测混合物添加至各孔中。将微板用TopSeal-A膜(Perkin-Elmer公司)覆盖，在室温孵育60分钟。孵育后在EnVision(Ex：340纳米，Em：615纳米和665纳米，Perkin-Elmer公司)上测量TR-FRET荧光。通过使用GraphPadPrism 5计算出有效50％浓度。结果显示在图1中。

在测定中，艾塞那肽被证明是高度有效的GLP-1受体激动剂。BK1411001，BK1411101，BK1411201和BK1411301显示活性降低超过100倍，与前药设计相一致。四个前药的实际活性甚至可能更低，因为少量艾塞那肽可在孵育期间从四个前药释放，并对测定中的活性有显著贡献。随着时间的推移，从前药释放的艾塞那肽的量增加，生物活性提高。体外结果表明，所有四种类型化合物作为艾塞那肽前药都好用。

艾塞那肽前药在小鼠体内效果

db/db小鼠(体重范围30-40克)到达后收纳在该设施，实验前至少适应环境一周。实验前基线血糖在上午10:00和下午15:00记录三天(-3天～-1天)。基于三日上午血糖将小鼠随机分为5组。小鼠在第1天上午10：00皮下(单剂量)注射艾塞那肽、艾塞那肽前药或赋形剂。在多个时间点记录血糖：第一天给药后30分钟，1小时，2小时，4小时，6小时，8小时，10小时。从第2天起每天在上午10:00和下午15:00测量血糖直到疗效消失。该实验结果显示在图2中。

在时间点0小时小鼠(n＝3)皮下注射赋形剂、艾塞那肽或艾塞那肽前药1(BK1411001，15纳摩尔/小鼠)，艾塞那肽前药2 PEG40K缀合物(BK1411201，1纳摩尔/小鼠)和艾塞那肽前药3白蛋白缀合物(BK1411301，2纳摩尔/鼠)。试验制品的最大有效时间是：0.25纳摩尔艾塞那肽<10小时；15纳摩尔BK1411001<29小时；1纳摩尔BK1411201<101小时；2纳摩尔BK1411301<48小时。与艾塞那肽相比，所有的艾塞那肽前药显示出延长的降低血糖效果。根据2小时的数据，1纳摩尔BK1411201和2纳摩尔BK1411301与艾塞那肽相比有可比最大效果，而15纳摩尔BK1411001活性较低。BK1411001被设计成在体内与血清白蛋白形成缀合物。很大比例的BK1411001似乎在形成白蛋白缀合物之前迅速地从系统循环消除。此外，已知白蛋白Cys34-马来酰亚胺键在小鼠血浆中不稳定，并且可以通过逆向迈克尔反应来裂解。这解释了BK1411001比通过稳定的硫醚键缀合到人血清白蛋白的BK1411301相对短的作用时间。1纳摩尔BK1411201显示最大AUC变化。所有的艾塞那肽前药比0.25纳摩尔艾塞那肽更好。

制备长效胰岛素前药

亚硫酸分解

胰岛素A链或B链粗品(0.5毫摩尔，约1-1.5克)溶解于150毫升新鲜的缓冲液，含有86克盐酸胍，1.8克Tris，5.2克亚硫酸钠，3.75克Na₂S₄O₆。将pH调节至约8.5，并在室温搅拌1小时。使用Sephadex G10柱脱盐。缓冲液：0.05M的碳酸氢铵，B缓冲液：0.05M碳酸氢铵，50％乙腈。正确的部分合并、冷冻并冻干。

保护胰岛素B链的游离氨基

胰岛素B链S-磺酸酯(200毫克，55.8微摩尔)和二叔丁基二碳酸酯(Boc₂O)(25毫克，114.3微摩尔)溶解于0.05M碳酸氢铵(50毫升)的20％乙腈溶液中。将反应在室温下搅拌过夜。混合物用Sephadex G10柱脱盐。正确的部分合并、冷冻并冻干，得到diBoc-胰岛素B链磺酸酯(170毫克)。

人胰岛素A链和diBoc-胰岛素B链磺酸酯组合

胰岛素A链s-磺酸酯(200毫克，74微摩尔)和diBoc-胰岛素B链s-磺酸酯(100毫克，26.3微摩尔)溶解于0.1M甘氨酸缓冲液(30毫升，pH10.5)。加入二硫苏糖醇(DTT)(30.8毫克，0.2毫摩尔)。将反应混合物在4℃搅拌过夜。将反应混合物通过制备型RP-HPLC(A：0.05M碳酸氢铵B：0.05M碳酸氢铵，50％乙腈)纯化，得到B1，B29-diBoc胰岛素(52毫克)。

一个聚乙二醇化胰岛素前药的合成

向N-羟基琥珀酰亚胺(126.5毫克，1.1毫摩尔)和4-((3-((((9H-芴-9-基)甲氧基)羰基)氨基)丙基)氨基甲酰基)-2-(((叔丁氧羰基)氨基)甲基)苯甲酸(573.6毫克，1毫摩尔)混合物的二恶烷(120毫升)溶液中加入N,N'-二环己基碳二亚胺(DCC)(227毫克，1.1毫摩尔)。将混合物搅拌过夜。过滤反应混合物，并用二恶烷(3×10毫升)洗涤。合并的滤液蒸发至干，得到2,5-二氧代吡咯烷-1-基-4-((3-((((9H-芴-9-基)甲氧基)羰基)氨基)丙基)氨基甲酰基)-2-(((叔丁氧基羰基)氨基)甲基)苯甲酸甲酯(388毫克)，不经纯化用于下一反应。

2,5-二氧代吡咯烷-1-基-4-((3-((((9H-芴-9-基)甲氧基)羰基)氨基)丙基)氨基甲酰基)-2-(((叔丁氧基羰基)氨基)甲基)苯甲酸甲酯(5毫克，7.5微摩尔)加入到B1，B29-diBoc胰岛素(30毫克，5微摩尔)和咪唑(17毫克，250微摩尔)的DMSO溶液。搅拌过夜后除去DMSO，残余物用RP-HPLC进行纯化。肽冻干。20％哌啶/DMF(2毫升)加入到该肽，该混合物在室温搅拌15分钟。除去DMF，残余物用RP-HPLC纯化，得到A1酰化的B1，B29-diBoc胰岛素。

甲氧基PEG40K琥珀酰亚胺基羧甲基酯(200毫克，5微摩尔)和A1酰化B1，B29-diBoc胰岛素(6.4毫克，1微摩尔)溶解于0.1N N-二羟乙基甘氨酸缓冲液(pH8，1.5毫升)，并在室温下搅拌2小时。该混合物通过RP-HPLC纯化，得到A 1聚乙二醇化的B1，B29-diBoc胰岛素。

A1聚乙二醇化的B1，B29-diBoc胰岛素溶于TFA/H₂O//苯酚/茴香硫醚(85：5：5：5)(3毫升)中，并在室温搅拌15分钟。除去TFA后，将粗产物用RP-HPLC纯化，得到最终的聚乙二醇化胰岛素前药。

肽通过MALDI-TOF(以46106为中心的宽峰)证实。计算分子量：46041。

使用类似于用于肽模型的方法测定胰岛素前药在PBS和人血浆中的半衰期。体内葡萄糖降低效果可以使用类似于那些用于艾塞那肽前药的方法进行测试。

Claims (2)

1.一个前药或其药学可接受的盐，包含一个通过在生理条件下(例如pH在7.0和7.6之间，37℃)易水解的共价键连接到引入基团的含氮或羟基的药物或药物活性成分，其中引入基团如下式:

其中

X选自OH、SH、NH₂和HN-R₀；

Y选自NH、N-R_O、CH₂、C(R_pR_q)、O(条件是X不是OH或SH)、S(条件是X不是OH或SH)、C(R_pR_q)，当X是HN-R₀，其中R₀和R_P和与其相连的原子共同形成4、5或6元杂环，和C(O)；

Y₁选自C(R₃R₄)、C(O)(条件是Y不是C(O))、O(条件是Y不是OH或SH)、S和SO2(条件是Y不是OH或SH)、N-R_n和Y和A之间的一个共价键；

J₁是C(R₁₀R₁₁)或B和C(O)-药物/药物活性物质之间的一个共价键。

A,B,a,b,R₀,R_O,R₁,R₂,R₃,R₄,R₅,R₆,R₇,R₈,R₉,R₁₀,R₁₁,R₁₂,R₁₃,R_m,R_n,R_p,R_q,R’,R’₁,R’₂,R”,R’”独立选自有1-20个碳原子的直链和支链烷基；有6-15个碳原子的芳基；有3、4、5、6、7、8、9或10元环的环烷基；有2-20个碳原子的烯基；有4、5、6、7、8、9或10元环的环烯基；有2-20个碳原子的炔基；有5、6、7、8、9或10元环的环炔基；单环和多环；酰基，芳基羰基，烷基羰基；芳基酰胺，烷基酰胺；芳烷基；烷芳基，芳烯基；芳炔基；烯芳基；炔芳基；低级酰氧烷基(loweracyloxyalkyl)；和羧烷基(carboxyalkyl),其中烷基、芳基、烯基和炔基定义如上；以上单或多取代衍生物；醚、硫醚、或取代氨基(substituted amine)；饱和和不饱和单杂环、多杂环和稠杂环,每个杂环包含一个或多个杂环原子N、S或O，而且每个环是3元环到8元环；以上单或多取代衍生物，每一个所述取代基团选自低级烷基、低级烷氧基、低级酰基、低级酰氧基、苯基、苄基、卤素、卤代甲酰基、卤代低级烷基、三氟甲基、氰酸酯(盐)、氰化物、异氰化物、异氰酸酯、异硫氰酸酯、乙酸基、低级烷硫基、羟基、氨基、铵、亚胺、酰亚胺、氨基低级烷基、羟基低级烷基、羧胺、硝基、硝酸酯(盐)、亚硝酸酯(盐)、亚硝基、亚硝酸酯，吡啶基、叠氮基、偶氮基、低级烷基氨基、二低级烷氨基、醛、羰基、羧基、醚、酯、碳酸酯、氨基甲酰基、低级烷基氨基甲酰、低级烷基氨基甲酰、磺酸、磺酰胺、低级烷基磺酸酯(盐)、低级烷基磺酰、低级烷基亚硫酸酯(盐)、低级烷基亚砜、硫化物、二硫化物、亚磺酰基、巯基(或氢硫基)、硫氰酸、低级烷基碳酸酯、膦、磷酸二酯、膦酰基、磷酸酯(盐)；

或a,b,R₀,R_O,R₁,R₂,R₃,R₄,R₅,R₆,R₇,R₈,R₉,R₁₂,R₁₃,R_m,R_n,R_p和R_q选自氢(H)、低级烷基、低级烷氧基、低级酰基、低级酰氧基、苯基、苄基、卤素、卤代甲酰基、卤代低级烷基、三氟甲基、氰酸酯(盐)、氰化物、异氰化物、异氰酸酯、异硫氰酸酯、乙酸基、低级烷硫基、羟基、氨基、铵、亚胺、酰亚胺、氨基低级烷基、羟基低级烷基、羧胺、硝基、硝酸酯(盐)、亚硝酸酯(盐)、亚硝基、亚硝酸酯，吡啶基、叠氮基、偶氮基、低级烷基氨基、二低级烷氨基、醛、羰基、羧基、醚、酯、碳酸酯、氨基甲酰基、低级烷基氨基甲酰、低级烷基氨基甲酰、磺酸、磺酰胺、低级烷基磺酸酯(盐)、低级烷基磺酰、低级烷基亚硫酸酯(盐)、低级烷基亚砜、硫化物、二硫化物、亚磺酰基、巯基(或氢硫基)、硫氰酸、低级烷基碳酸酯、膦、磷酸二酯、膦酰基、磷酸酯(盐)；

或者A和B，或a和b,和与其相连的原子共同组成一个C3-C10环烷基(例如环烷基、环烯基和环炔基)，可选地被至少一个基团取代；或饱和或不饱和的单环或多环或稠环，可选地被至少一个基团取代；或饱和或不饱和单杂环或多杂环或稠杂环，可选地被至少一个基团取代；

或者A和B和与其相连的原子共同组成一个芳香环，可选地被至少一个以上的基团取代；或或者A和B和与其相连的原子共同组成一个多芳环；

或者A和/或B可以是-NR’-、-SR”或-OR”’,其中R’、R”和R”’与R₁,R₂,R₃,R₄,R₅,R₆,R₇,R₈,R₉,R₁₂,R₁₃定义相同；

或者连接在同一个原子，或者连接在被一个键分隔开的两个原子的两个R基团(选自R₀,R_O,R₁,R₂,R₃,R₄,R₅,R₆,R₇,R₈,R₉,R₁₀,R₁₁,R₁₂,R₁₃,R_m,R_n,R_p,R_q,R’,R’₁,R’₂,R”,和R’”)和与其连接的原子一起组成C₃-C₈环烷基、环烯基或环炔基环,或者饱和或不饱和杂环可选地被至少一个选自以上的基团取代；或者两个R基团和与其连接的原子一起组成一个芳香环，可选地被至少一个以上基团取代；

或者一个引入基团缀合至下式的修饰部分：-L-M，

其中L是一个可选的接头，选自但不限于，–(CH₂)_n-,–(CH₂CH₂O)_n-,-O-,-S-,-C(O)-,-NH-,-NHC(O)-,-C(O)NH-,-SO₂NH-,-HNSO₂-，-C(O)O-,-OC(O)-；

M是修饰部分，其包括任何亲水性部分、亲脂性部分、两亲性部分、成盐部分、载体蛋白(如血清白蛋白、免疫球蛋白)和以上两个或更多的组合。

2.一种包含权利要求1的前药的药物组合物。