[go: up one dir, main page]

WO2025002399A1 - Ionizable cationic lipid compounds for delivery of biologically active agents - Google Patents

Ionizable cationic lipid compounds for delivery of biologically active agents Download PDF

Info

Publication number
WO2025002399A1
WO2025002399A1 PCT/CN2024/102542 CN2024102542W WO2025002399A1 WO 2025002399 A1 WO2025002399 A1 WO 2025002399A1 CN 2024102542 W CN2024102542 W CN 2024102542W WO 2025002399 A1 WO2025002399 A1 WO 2025002399A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
mmol
compound
bis
residue
lipid
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
PCT/CN2024/102542
Other languages
French (fr)
Inventor
Xi Zhu
Hong Chen
Chenxi HOU
Dalang LI
Shin-Shay Tian
Xiaoping Zhao
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shanghai Vitalgen Biopharma Co Ltd
Original Assignee
Shanghai Vitalgen Biopharma Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shanghai Vitalgen Biopharma Co Ltd filed Critical Shanghai Vitalgen Biopharma Co Ltd
Priority to CN202480039814.8A priority Critical patent/CN121335881A/en
Publication of WO2025002399A1 publication Critical patent/WO2025002399A1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C229/00Compounds containing amino and carboxyl groups bound to the same carbon skeleton
    • C07C229/02Compounds containing amino and carboxyl groups bound to the same carbon skeleton having amino and carboxyl groups bound to acyclic carbon atoms of the same carbon skeleton
    • C07C229/04Compounds containing amino and carboxyl groups bound to the same carbon skeleton having amino and carboxyl groups bound to acyclic carbon atoms of the same carbon skeleton the carbon skeleton being acyclic and saturated
    • C07C229/06Compounds containing amino and carboxyl groups bound to the same carbon skeleton having amino and carboxyl groups bound to acyclic carbon atoms of the same carbon skeleton the carbon skeleton being acyclic and saturated having only one amino and one carboxyl group bound to the carbon skeleton
    • C07C229/10Compounds containing amino and carboxyl groups bound to the same carbon skeleton having amino and carboxyl groups bound to acyclic carbon atoms of the same carbon skeleton the carbon skeleton being acyclic and saturated having only one amino and one carboxyl group bound to the carbon skeleton the nitrogen atom of the amino group being further bound to acyclic carbon atoms or to carbon atoms of rings other than six-membered aromatic rings
    • C07C229/16Compounds containing amino and carboxyl groups bound to the same carbon skeleton having amino and carboxyl groups bound to acyclic carbon atoms of the same carbon skeleton the carbon skeleton being acyclic and saturated having only one amino and one carboxyl group bound to the carbon skeleton the nitrogen atom of the amino group being further bound to acyclic carbon atoms or to carbon atoms of rings other than six-membered aromatic rings to carbon atoms of hydrocarbon radicals substituted by amino or carboxyl groups, e.g. ethylenediamine-tetra-acetic acid, iminodiacetic acids
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K9/00Medicinal preparations characterised by special physical form
    • A61K9/10Dispersions; Emulsions
    • A61K9/127Synthetic bilayered vehicles, e.g. liposomes or liposomes with cholesterol as the only non-phosphatidyl surfactant
    • A61K9/1271Non-conventional liposomes, e.g. PEGylated liposomes or liposomes coated or grafted with polymers
    • A61K9/1272Non-conventional liposomes, e.g. PEGylated liposomes or liposomes coated or grafted with polymers comprising non-phosphatidyl surfactants as bilayer-forming substances, e.g. cationic lipids or non-phosphatidyl liposomes coated or grafted with polymers
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K9/00Medicinal preparations characterised by special physical form
    • A61K9/48Preparations in capsules, e.g. of gelatin, of chocolate
    • A61K9/50Microcapsules having a gas, liquid or semi-solid filling; Solid microparticles or pellets surrounded by a distinct coating layer, e.g. coated microspheres, coated drug crystals
    • A61K9/51Nanocapsules; Nanoparticles
    • A61K9/5107Excipients; Inactive ingredients
    • A61K9/5123Organic compounds, e.g. fats, sugars
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C2601/00Systems containing only non-condensed rings
    • C07C2601/04Systems containing only non-condensed rings with a four-membered ring

Definitions

  • the present disclosure belongs to the field of drug delivery. Specifically, the present application relates to novel lipid compounds and nanoparticles comprising said lipid compounds for delivering one or more biologically active agents to a subject. Also provided are methods of preparing and using said lipid compounds and nanoparticles, as well as use of said lipid compounds and nanoparticles.
  • Nucleic acid-based therapeutics have enormous potential therapeutical application. These therapeutic nucleic acids include messenger RNA (mRNA) , antisense oligonucleotides, siRNA, miRNA, ribozymes, guide RNA, DNAzymes, plasmids, plasmids-based interfering nucleic acids, closed-end DNA, and aptamers. Different types of nucleic acids are currently being developed as therapeutics for the treatment of a number of diseases.
  • mRNA messenger RNA
  • antisense oligonucleotides siRNA
  • miRNA miRNA
  • ribozymes guide RNA
  • DNAzymes DNAzymes
  • plasmids plasmids-based interfering nucleic acids
  • closed-end DNA and aptamers.
  • nucleic acids such as mRNA, plasmids, closed-end DNA
  • nucleic acids can be used to express specific protein or enzyme, as would be useful in the treatment of, for example, single gene diseases related to deficiency or misfunction of such protein or enzyme.
  • Nucleic acids encoding an antigen of a pathogen, including mRNA and DNA could be used as vaccine for the prophylaxis of infectious diseases, such as COVID-19.
  • Nucleic acids encoding one or more neoantigens could be used as tumor vaccines, which can effectively activate the body’s immune system to kill tumor cells, making individualized immunotherapy based on tumor neoantigens a new direction for the development of personalized immunotherapy for treating tumors.
  • nucleic acids can down-regulate or up-regulate intracellular levels of specific mRNA, which subsequently affect expression of specific cellular proteins. These nucleic acids, such as siRNAs and miRNAs, have extremely broad therapeutic applications. Targets may include mRNAs associated with disease-states, such as tumor suppressor, and mRNAs of infectious agents. Antisense oligonucleotide constructs have shown the ability to specifically down-regulate target proteins through degradation of the cognate mRNA. Nucleic acids such as miRNA inhibitors would be useful in the treatment of diseases related to deficiency of protein or enzyme.
  • nucleic acid-based therapeutics have enormous potential, effective delivery of these molecules to appropriate sites within a cell or organism are prerequisite to realize this potential.
  • RNA molecules are susceptible to nuclease digestion in plasma and have extremely short half-life.
  • nucleic acids are impermeable to cell membrane due to its unique molecular characteristics. Thus, these molecules can hardly gain access to the intracellular compartment where the relevant translation machinery resides. Therefore, nucleic acids are usually considered have no druggability in its naked form. Improvement of delivery vehicle for nucleic acid is crucial for these molecules to fulfill their therapeutic potentials.
  • Nanoscale delivery vehicles including lipid and polymeric nanoparticles have been used to facilitate the cellular uptake of the nucleotides and prevent their degradation in biological environment.
  • Lipid nanoparticles formed from ionizable cationic lipids with other lipid components, such as neutral lipids, cholesterol, PEGylated lipids (PEG lipids) , and oligonucleotides have been proved to be one of the most potent delivery systems.
  • Cationic lipids are critical for protecting the nucleic acid payload from degradation and facilitating intracellular delivery of the nucleic acid.
  • the cationic lipids should be biodegradable, well-tolerated and provide an adequate therapeutic index.
  • cationic lipids and endosomal membrane anionic lipids such as phosphatidylserine adopt a cylindrical molecular shape, which is compatible with packing in a bilayer configuration.
  • cationic and anionic lipids when mixed together, they combine to form ion pairs where the cross-sectional area of the combined headgroup becomes smaller than that of the sum of individual headgroup areas in isolation.
  • the ion pair therefore adopts a molecular ‘cone’s hape, which promotes the formation of inverted, non-bilayer phases such as the hexagonal H II phase.
  • inverted phases do not support bilayer structure and are associated with membrane fusion and membrane disruption.
  • the membrane of endosome can be lysed to allow the release of the payload, e.g. nucleic acids, into the cytoplasm.
  • the same group reported DLin-MC3-DMA (MC3) in 2012, which is also recited in PCT publication WO2010/054401A1 and was subsequently approved by FDA in 2018 for the delivery of siRNA (Patisiran, ) .
  • SM-102 in Moderna’s SARS-CoV-2 product for example, has three alkyl tails; and ALC-0315 in BioNTech’s approved BNT162b2 has four alkyl tails.
  • These newer generation ionizable lipids therefore appear to achieve an endosomal release several folds higher as compared to MC3. Since these molecules have similar pKa as MC3, the augmented cone-shaped morphology is presumably the reason why LNPs that incorporate these ionizable lipids are more efficient delivery vehicles with greater endosomal release.
  • cationic lipids with more than two tails show great diversity in chemical and physical characteristics. It remains unclear what kind of detailed structure, including the number and type of tails, would be more beneficial in enhancing the delivery efficiency and other properties of interest. Synthesis of cationic lipids with branched tails would be more complicated than synthesis of lipids having linear alkyl chains as the tail part. As such, there remains a need in developing cationic lipids which are easy to prepare and have desirable delivery efficiency.
  • the present inventors creatively developed a group of ionizable cationic lipids having at least one branching tail comprising an acetal group, in which the carbon atom of the acetal group serves as the branching point of the tail while the two ether oxygens of the acetal group are connected to two hydrocarbyl chains elongating from the branching point.
  • This design enables for easy chemical synthesis and study of ionizable cationic lipids with complex structures, in particular hyperbranched tails, which would augment the cone-shaped morphology facilitating the formation of a hexagonal H II phase, and therefore increases intracellular delivery efficiency of biologically active agents (e.g., mRNA, ceDNA, gRNA) .
  • biologically active agents e.g., mRNA, ceDNA, gRNA
  • the present application provides a lipid compound, comprising an amino head group, and two fatty acid or fatty alkyl tails, wherein at least one tail is a branched tail comprising an acetal group, wherein the carbon atom of the acetal group serves as the branching point of the branched tail and the two ether oxygens of the acetal group are connected to two hydrocarbyl chains.
  • one or more of the hydrocarbyl chains are branched.
  • the lipid compound of the first aspect is a compound having formula (I) , or a salt, tautomer, or stereoisomer thereof,
  • R 1 is a hydrogen bond donor-containing group or hydrogen bond acceptor-containing group; 5) both of R 2 are same and selected from C 1 -C 12 alkyl, substituted C 1 -C 12 alkyl, C 2 -C 12 alkenyl, substituted C 2 -C 12 alkenyl, C 3 -C 12 cycloalkyl and substituted C 3 -C 12 cycloalkyl and combinations of thereof; 6) R 3 is: (a) selected from C 4 -C 22 alkyl, substituted C 4 -C 22 alkyl, C 4 -C 22 alkenyl, substituted C 4 -C 22 alkenyl, C 3 -C
  • the ionizable lipid of the first aspect has formula (II) , or a salt, tautomer, or stereoisomer thereof,
  • q is selected from any integer ranging from 2 to 4.
  • R 2 of formula (I) and/or formula (II) is C 7 -C 12 alkyl.
  • R 3 of said formula (I) is selected from C 6 -C 12 alkyl, substituted C 6 -C 12 alkyl, C 6 -C 12 cycloalkyl, substituted C 6 -C 12 cycloalkyl, C 6 -C 12 alkenyl, substituted C 6 -C 12 alkenyl and combinations of thereof.
  • R 3 is C 7 -C 12 alkyl.
  • At least one of R 2 and/or R 3 of formula (I) is a branched alkyl or alkenyl.
  • each R 2 has at least one carbon atom with hydrogen atom (s) substituted by one or two side chains.
  • R 3 has at least one carbon atom with hydrogen atom (s) substituted by one or two side chains.
  • R 3 is the same with R 2 .
  • R 4 of said formula (II) are independently selected from C 2 -C 12 alkyl, substituted C 2 -C 12 alkyl, C 3 -C 12 cycloalkyl, substituted C 3 -C 12 cycloalkyl, C 2 -C 12 alkenyl, substituted C 2 -C 12 alkenyl and combinations of thereof.
  • R 4 is C 7 -C 12 alkyl.
  • At least one of R 2 and/or R 5 of formula (II) is a branched alkyl or branched alkenyl.
  • each R 2 has at least one carbon atom with hydrogen atom (s) substituted by one or two side chains.
  • each R 4 has at least one carbon atom with hydrogen atom (s) substituted by one or two side chains.
  • R 4 is the same with R 2 .
  • said carbon atom with hydrogen atom (s) substituted by one or two side chains is the second or more distant carbon atom counting from the junction.
  • said one or two side chains are C 1 -C 4 alkyls.
  • each R 2 , R 3 and/or each R 4 is independently selected from one of the following formulas:
  • R 1 of Formula (I) or Formula (II) is selected from hydroxyalkyl group having 1 to 5 carbon atoms, or optionally substituted amino alkylenyl group having 1 to 6 carbon atoms. In specific embodiments, R 1 is selected from one of the following formulae:
  • o is selected from 1, 2, 3, 4, and 5.
  • the lipid compound having formula (II) is selected from a group consisting of Compounds 002-011 and 013-051 as shown in Table 1.
  • the lipid compound having formula (I) is selected from a group consisting of Compounds 052-103 as shown in Table 1.
  • the compound of the first aspect is in a form of ionizable cationic lipid.
  • the present application provides a lipid nanoparticle (LNP) comprising: the lipid compound of the first aspect, particularly as an ionizable cationic lipid; a neutral lipid, such as distearoylphosphatidylcholine (DSPC) or dioleoyl-phosphatidylethanolamine (DOPE) ; a steroid and analog thereof, such as cholesterol, sitosterol or stigmasterol; and a polymer conjugated lipid, such as a PEG lipid.
  • a neutral lipid such as distearoylphosphatidylcholine (DSPC) or dioleoyl-phosphatidylethanolamine (DOPE)
  • DOPE dioleoyl-phosphatidylethanolamine
  • a steroid and analog thereof such as cholesterol, sitosterol or stigmasterol
  • a polymer conjugated lipid such as a PEG lipid.
  • the LNP is loaded with one or more biologically active molecules, such as one or more nucleic acid molecules.
  • said nucleic acid molecule is therapeutic or prophylactic nucleic acid molecule.
  • the present application provides a pharmaceutical composition comprising the LNP of the second aspect.
  • the present application provides a method of delivering a biologically active molecule to a cell of a subject, comprising administering the LNP of the second aspect loaded with said biologically active molecule to the subject.
  • the present application provides a method of treating or preventing a disease or disorder in a subject in need thereof, comprising administering a pharmaceutically effective amount of the LNP of the second aspect loaded with a therapeutic or prophylactic biologically active molecule to the subject.
  • the present application provides use of the LNP of the second aspect or the pharmaceutical composition of the third aspect to treat and/or prevent a disease.
  • the present application provides use of the LNP of the second aspect or the pharmaceutical composition of the third aspect in the manufacture of a medicament.
  • the present application provides a method of preparing the lipid of the first aspect.
  • the lipid compounds of the present application are advantageous in providing high delivery efficiency as represented by an increased expression level of the delivered mRNA.
  • FIG. 1A-1D are schematic drawings showing the structure of conventional cationic lipids having a cylindrical shape versus the cationic lipids of the present application having a cone-shape.
  • A conventional cationic lipid having a cylindrical shape
  • B cationic lipids having one or two branched tails
  • C cationic lipids having more complex tail structures and a cone-shaped structure
  • D lamellar phase formed by lipids with cylindrical shape versus hexagonal H II phase formed by lipids with cone shape.
  • FIG. 2 shows the expression level of mGFP mRNA delivered by the LNPs formed by the lipid compounds of the present application, as well as commercially available lipids SM-102 and MC3 in HEK293 cells. For comparison, the expression levels have been normalized to that of MC3 at respective dose (500ng or 1000ng) .
  • FIG. 3 shows the expression level of GFP mRNA delivered by the LNPs formed by the lipid compounds of the present application, as well as SM-102 and MC3 in HepG2 cells. For comparison, the expression levels have been normalized to that of MC3 at respective dose (500ng or 1000ng) .
  • FIG. 4 shows the serum expression level of EPO mRNA delivered by the LNPs formed by the lipid compounds of the present application, as well as MC3, in mouse following intravenous injection. For comparison, the expression levels have been normalized to that of MC3 LNP.
  • FIG. 5 shows the bioluminescence image of luciferase mRNA loaded LNP (0.5 mg/kg) composed of Compound 002, 021 and 030 in comparison of MC3 and SM-102 based LNPs. Bioluminescence image was acquired at 6h and 24h post injection using IVIS imaging system.
  • FIG. 6 shows the serum expression level of EPO mRNA delivered by the LNPs formed by the different lipids, including 030, 059, 061, 062, 063 and 065, as well as MC3, in rat following intravenous injection.
  • FIG. 7 shows in vivo editing efficiency of TTR gene in mouse liver as measured by NGS following administration of sample LNP formulations with different ionizable compounds.
  • FIG. 8 shows in vivo editing efficiency of TTR gene in mouse liver as measured by NGS following administration of sample LNP formulations with different with different component ratios.
  • FIG. 9 shows in vivo editing efficiency of TTR gene in mouse liver as measured by NGS following administration of sample formulations composed of Compound 062 at different N/P ratio.
  • FIG. 10 shows in vivo editing efficiency of TTR gene in mouse liver as measured by NGS following administration of sample formulations at different dose level.
  • lipid nanoparticle or its abbreviation “LNP” used herein refers to a drug carrier on the order of nanometers and composed of one layer of lipids.
  • lipid nanoparticle also contemplates “lipid-polymer hybrid nanoparticle” which include both lipid portions and hydrophobic polymer portions.
  • lipid refers to a group of organic compounds that are poorly soluble in water, while soluble in nonpolar solvents. Lipids include, but are not limited to, esters of fatty acids.
  • cationic lipid refers to positively charged amphiphiles consisting of a hydrophilic head group connected to a hydrophobic tail via a linker. Cationic lipid is positively charged so that it can bind to negatively charged molecules or entities such as membrane. Cationic lipids can be ionizable and/or biodegradable lipids, which are preferred for in vivo use due to higher transduction efficiency, less toxicity and improved biocompatibility.
  • polymer conjugated lipid refers to a molecule comprising a lipid portion and a polymer portion.
  • PEGylated lipid refers to a molecule comprising a lipid portion and a polyethylene glycol portion.
  • neutral lipid or “helper lipid” in the context of LNP is interchangeable and refers to lipids that are uncharged or stay in a neutral zwitterionic form at a selected pH.
  • charged lipid refers to lipids that are positively charged or negatively charged.
  • alkyl refers to a straight or branched hydrocarbon chain radical consisting solely of carbon and hydrogen atoms, which is saturated.
  • a branched hydrocarbon chain can have more than one side chains or substituents.
  • alkenyl refers to a straight or branched hydrocarbon chain radical consisting solely of carbon and hydrogen atoms, which contains one or more double bonds.
  • stereoisomers refer to compounds consisting of the same atoms bonded by the same bonds but having different three-dimensional structures.
  • tautomers refer to structural isomers in which a proton shifts from one atom of a molecule to another atom of the same molecule.
  • hydrogen bonding refers to a noncovalent intermolecular interaction involving a hydrogen atom located between a pair of non-hydrogen atoms.
  • a hydrogen bond is weaker than an ionic bond or covalent bond while stronger than van der Waals forces.
  • One of the non-hydrogen atom pair is covalently bonded to a hydrogen and is referred as “hydrogen bond doner” or “H-bond donor” .
  • the other atom of the pair is referred as “hydrogen bond acceptor” or “H-bond acceptor” .
  • a H-bond donor atom can always be a H-bond acceptor atom.
  • H-bond donor can be the nitrogen of an amide, cyclic imide, sulfonamide, or the oxygen of a phenol or carboxyl group.
  • H-bond acceptor can be the nitrogen of an amine, imidazole, nitrile, or the oxygen of ether, ketone, amide or sulfoxide.
  • hydrogen bond donor-containing group and the term “hydrogen bond acceptor-containing group” refer to a functional group containing the hydrogen bond doner atom and a functional group containing the hydrogen bond acceptor atom, respectively.
  • H-bond donor-containing functional group can be a group comprising hydroxyl, carboxyl and/or primary/secondary amide.
  • nucleotide e.g., a deoxyribonucleic acid (DNA) sequence or a ribonucleic acid (RNA) sequence.
  • DNA deoxyribonucleic acid
  • RNA ribonucleic acid
  • peptide , "polypeptide” and “protein” are used interchangeably herein to refer to a polymer of at least two amino acid residues linked by one or more peptide bonds.
  • subject refers to an individual, preferably a vertebrate, more preferably a non-human mammal or human.
  • the non-human mammal can be rodents such as murines, or non-human primates such as simians.
  • subject may also encompass cells, tissues and progenies of a biological entity obtained in vivo or culture in vitro.
  • phrases “effective amount” or “therapeutically effective amount” refers to the quantity of a composition, e.g., a composition comprising the LNP that is sufficient to result in a desired activity when being delivered to a subject in need thereof.
  • Said desired activity may encompass delaying the manifestation of a disorder, arresting or delaying the progression of a disorder, or alleviating at least one symptom of a disorder.
  • the present application provides a group of new ionizable cationic lipids, which are suitable for preparing lipid nanoparticles.
  • Ionizable cationic lipids are essential components in lipid nanoparticle formulations.
  • Typical structure of cationic lipids includes one or more amine group (s) which bear the positive charge.
  • the ionizable cationic lipids can exist in a positively charged or neutral form depending on pH. The ionization of the cationic lipid affects the surface charge of the lipid nanoparticle under different pH conditions. This charge state can influence plasma protein absorption, blood clearance, and tissue distribution (Semple, S. C., et al., Adv. Drug Deliv Rev 32: 3-17 (1998) ) as well as the ability to form endosomolytic non-bilayer structures (Hafez, I. M., et al., Gene Ther 8: 1188-1196 (2001) ) critical to the intracellular delivery of nucleic acids.
  • the present application provides a lipid compound, comprising an amino head group, and two fatty acid or fatty alkyl tails, wherein at least one tail is a branched tail comprising an acetal group, wherein the carbon atom of the acetal group serves as the branching point of the branched tail and the two ether oxygens of the acetal group are connected to two hydrocarbyl chains.
  • the ionizable cationic lipids of the present application is a compound having formula (I) , or a salt, tautomer, or stereoisomer thereof,
  • R 1 is a hydrogen bond donor-containing group or hydrogen bond acceptor-containing group; 5) both of R 2 are same and selected from C 1 -C 12 alkyl, substituted C 1 -C 12 alkyl, C 2 -C 12 alkenyl, substituted C 2 -C 12 alkenyl, C 3 -C 12 cycloalkyl and substituted C 3 -C 12 cycloalkyl and combinations of thereof; 6) R 3 is: (a) selected from C 4 -C 22 alkyl, substituted C 4 -C 22 alkyl, C 4 -C 22 alkenyl, substituted C 4 -C 22 alkenyl, C 3 -C
  • the lipid compound of the first aspect is a compound having formula (II) , or a salt, tautomer, or stereoisomer thereof,
  • q is selected from any integer ranging from 2 to 4.
  • R 1 and the central nitrogen atom (N) constitutes the head group of the lipid compound of the present application.
  • Head group of a cationic lipid is positively charged at acidic environment and is essential for the delivery of nucleic acid payloads, as it interacts with the negatively charged phosphate groups of nucleic acids.
  • mRNA has a more complex secondary structure, comprising single-and double-stranded regions with some nucleosides exposed to the surrounding environment, such as the solvent.
  • R 1 serves to provide a set of hydrogen bond donors and/or acceptors with varying hydrogen-bonding ability in the head group.
  • H-bond donor-or acceptor-containing groups can be those comprising nitrogen (N) , oxygen (O) , carbon (C) or fluorine (F) atoms serving as H-bond donor or H-bond acceptor.
  • Exemplary H-bond donor-or acceptor-containing groups may include but not limited to hydroxyl-containing group, carboxyl-containing group, carbonyl-containing group, amide, imide, sulfoxide, and sulfonamide.
  • R 1 is selected from a group consisting of following formulae:
  • o is selected from 1, 2, 3, 4, and 5.
  • R 1 is and o is selected from 2, 3, or 4, preferably 2.
  • R 1 is and o is selected from 2, 3, or 4, preferably 2.
  • R 1 is and o is selected from 2, 3, or 4, preferably 2.
  • the ionizable cationic lipid of the present application comprises two hydrophobic tails. At least one of the two tails is a branched tail, which comprises an acetal group connecting two identical branching chains, resulting in a "symmetric acetal" .
  • both tails are symmetric acetals and are represented by R 2 and R 4 groups, respectively.
  • R 2 and R 4 are each independently selected from C 1 -C 12 alkyl, substituted C 1 -C 12 alkyl, C 2 -C 12 alkenyl, substituted C 2 -C 12 alkenyl, C 3 -C 12 cycloalkyl and substituted C 3 -C 12 cycloalkyl.
  • R 2 and R 4 are independently selected from C 2 -C 12 alkyl, C 3 -C 12 cycloalkyl and C 2 -C 12 alkenyl, preferably C 3 -C 10 alkyl, unbranched or branched.
  • R 2 and R 4 can be same or different.
  • R 2 and/or R 4 is linear alkyl.
  • At least one of R 2 and/or R 4 is branched.
  • a hyperbranched structure may augment the cone-shaped morphology, and therefore increase intracellular delivery efficiency, it is preferred in the present application.
  • both R 2 and R 4 are preferably branched.
  • R 2 and/or R 4 may have one or more side chains.
  • R 2 and R 4 are independently selected from 2-methylhexyl or 2, 6-dimethyloctyl.
  • R 2 is selected from C 2 -C 12 alkyl, C 3 -C 12 cycloalkyl and C 2 -C 12 alkenyl, preferably C 3 -C 10 alkyl, unbranched or branched.
  • R 2 preferably is a branched chain.
  • R 2 may have one or more side chains.
  • R 2 is selected from 2, 6-dimethyloctyl or 5-butylheptyl.
  • R 3 is also a branched chain, more preferably having two identical branching tails.
  • R 3 is selected from 5-butylheptyl or 4-propylhexyl.
  • the branched tail containing acetal group could easily been synthesized by conjugate R 2 -OH or R 4 -OH to the acetal group.
  • the intermediate structure containing acetal group were synthesized using the following reactions:
  • R 2 -OH or R 4 -OH are branched alcohols, and the ionizable cationic lipid contains an hyperbranched structure.
  • R 2 -OH or R 4 -OH are one of the following structures:
  • R 2 -OH or R 4 -OH are unsaturated alcohols, and the ionizable cationic lipid contains an unsaturated tail.
  • the part between the acetal branching position and the central nitrogen is referred as a “stem” region.
  • the stem region comprises a linear chain comprising a biodegradable group.
  • the biodegradable group in the “stem” region can be -OC (O) -, -C (O) O-or -OC (O) O-.
  • the biodegradable group can be cleaved in a biological environment.
  • the LNP formed by the cationic lipid comprising the biodegradable group (s) is delivered into a biological environment, such as into a living organism, the biodegradable groups facilitate the metabolism and clearance of the lipid components after the payload has been delivered.
  • the length of the stem region is determined by the chain length before and after the biodegradable group.
  • m and p in Formula (II) is independently 3, 4, 5, 6, 7 or 8.
  • m is 4, 5 or 6, p is 5, 6 or 7.
  • n and q in Formula (I) is independently 2, 3, or 4.
  • n and q in Formula (I) is 2, 3, or 4.
  • the compound of formula (II) has a non-acetal tail represented by following formula:
  • X is a biodegradable group, such as -OC (O) -, -C (O) O-or -OC (O) O-.
  • p is 2, 5 or 7.
  • R 3 is selected from C 6 -C 22 alkyl, C 6 -C 22 cycloalkyl or C 6 -C 22 alkenyl, preferably C 6 -C 12 alkyl, C 6 -C 12 cycloalkyl or C 6 -C 12 alkenyl, unbranched or branched.
  • R 3 can be linear or branched.
  • R 3 is a branched C 6 -C 22 alkyl or a branched C 6 -C 22 alkenyl, preferably a branched C 6 -C 12 alkyl or a branched C 6 -C 12 alkenyl.
  • R 3 when R 3 is a branched alkyl or alkenyl, R 3 could be the same with R 2 .
  • R 3 is a linear C 6 -C 22 alkyl or C 6 -C 22 alkenyl, preferably a linear C 8 -C 20 alkyl or a linear C 8 -C 20 alkenyl, more preferably linear C 9 -C 18 alkyl or linear C 9 -C 18 alkenyl.
  • the lipid compound is selected from any one of following Compounds as shown in Table 1, including Compounds 002-011 and 013-051 which have a chemical structure of formula (II) , and Compounds 052-103 which have a chemical structure of formula (I) .
  • the lipid compound has a chemical structure of formula (II) and is selected from Compound 002 and Compound 030 in Table 1.
  • the lipid compound has a chemical structure of formula (I) and is selected from Compound 059, Compound 061, Compound 062, Compound 065 in Table 1.
  • the cationic lipid can be a protonated salt of the amine cationic lipid.
  • the term “free form” refers to the amine cationic lipids in non-salt form.
  • the free form may be regenerated by treating the salt with a suitable dilute aqueous base solution such as dilute aqueous NaOH, potassium carbonate, ammonia and sodium bicarbonate.
  • the compounds of the disclosure, or their pharmaceutically acceptable salts may contain one or more stereocenters and may thus give rise to enantiomers, diastereomers, and other stereoisomeric forms that may be defined, in terms of absolute stereochemistry, as (R) -or (S) -or, as (D) -or (L) -for amino acids.
  • the present disclosure is meant to include all such possible isomers, as well as their racemic and optically pure forms.
  • Optically active (+) and (-) , (R) -and (D) -, or (D) -and (L) -isomers may be prepared using chiral synthons or chiral reagents, or resolved using conventional techniques, for example, chromatography and fractional crystallization.
  • the pharmaceutically acceptable salts of the instant cationic lipids can be synthesized from the cationic lipids of this invention which contain a basic or acidic moiety by conventional chemical methods.
  • the salts of the basic cationic lipids are prepared either by ion exchange chromatography or by reacting the free base with stoichiometric amounts or with an excess of the desired salt-forming inorganic or organic acid in a suitable solvent or various combinations of solvents.
  • the salts of the acidic compounds are formed by reactions with the appropriate inorganic or organic base.
  • the lipid components comprised in the LNPs of the present application comprises a neutral lipid, a polymer conjugated lipid, and a steroid. In another embodiment, the lipid components further comprise a charged lipid.
  • the neutral lipid such as a phospholipid helps the LNP to bind to and cross the cell membrane.
  • Exemplary neutral lipids include, but are not limited to, distearoyl-sn-glycero-phosphoethanolamine, distearoylphosphatidylcholine (DSPC) , dioleoylphosphatidylcholine (DOPC) , dipalmitoylphosphatidylcholine (DPPC) , dioleoylphosphatidylglycerol (DOPG) , dipalmitoylphosphatidylglycerol (DPPG) , dioleoyl-phosphatidylethanolamine (DOPE) , palmitoyloleoylphosphatidylcholine (POPC) , palmitoyloleoylphosphatidylethanolamine (POPE) , dioleoyl-phosphatidylethanolamine 4- (N-maleimidomethyl) -cyclohexan
  • acyl groups in these lipids are preferably acyl groups derived from fatty acids having C10-C24 carbon chains, e.g., lauroyl, myristoyl, palmitoyl, stearoyl, or oleoyl.
  • the molar ratio of the ionizable cationic lipid to the neutral lipid ranges from about 2: 1 to about 8: 1, preferably 5: 1.
  • the polymer conjugated lipid can be a PEGylated lipid or PEG lipid.
  • the PEG lipid is a pegylated diacylglycerol (PEG-DAG) such as 1- (monomethoxy-polyethyleneglycol) -2, 3-dimyristoylglycerol (PEG-DMG) , a pegylated phosphatidylethanoloamine (PEG-PE) , a PEG succinate diacylglycerol (PEG-S-DAG) such as 4-O- (2′, 3′-di (tetradecanoyloxy) propyl-1-O- ( ⁇ -methoxy (polyethoxy) ethyl) butanedioate (PEG-S-DMG) , a pegylated ceramide (PEG-cer) , or a PEG dialkoxypropylcarbamate such as ⁇ -methoxy (polyethoxy)
  • the steroid or steroid analogue is cholesterol, sitosterol or stigmasterol. In certain embodiments, the steroid or steroid analogue is cholesterol. In certain embodiments, the steroid or steroid analogue is beta-Sitosterol. In certain embodiments, the steroid or steroid analogue is Stigmastanol. In some of these embodiments, the molar ratio of the ionizable cationic lipid to cholesterol ranges from about 5: 1 to 1: 1, preferably 3: 1 to 1: 1.
  • the nanoparticle of the present disclosure comprises the following in a mole ratio of 50: 10: 38.5: 1.5 or 40: 10: 48.5: 1.5:
  • the cationic lipid of the present disclosure preferable selected from Compounds 002-011 and 013-103 in Table 1;
  • the lipid compound of the present disclosure is Compound 002, Compound 030, Compound 059, Compound 061, Compound 062, Compound 065 in Table 1.
  • the LNPs of the present application are particularly suitable for delivering nucleic acid molecules into cells.
  • the nucleic acid molecule can be either DNA or RNA or a mixture thereof, such as chimeric oligonucleotides.
  • the nucleic acid molecule can comprise naturally occurring or modified polynucleotides.
  • the nucleic acid molecule can be a coding sequence or non-coding sequence.
  • the nucleic acid molecule can be DNA molecule such as plasmid DNA, closed-ended DNA or a mixture thereof.
  • the nucleic acid molecule can be RNA molecule such as messenger RNA (mRNA) , guide RNA (gRNA) , a short interfering RNA (siRNA) , an RNA interference (RNAi) molecule, a microRNA (miRNA) , an antagomir, an antisense RNA, a ribozyme, a small hairpin RNA (shRNA) , or a mixture thereof.
  • mRNA messenger RNA
  • gRNA guide RNA
  • siRNA short interfering RNA
  • RNAi RNA interference
  • miRNA RNA interference
  • miRNA microRNA
  • antagomir an antisense RNA
  • shRNA small hairpin RNA
  • Plasmid DNA or closed-ended DNA may have a lengths at a range of 500 to 500,000 base pairs.
  • mRNA may have a length at a range of 200 to 100,000 base pairs.
  • gRNA may have a length at a range of 30 to 1,000 base pairs.
  • siRNAi, miRNA, or shRNA may have a length at a range of 15 to 1,000 base pairs.
  • the nucleic acid molecules can comprise modifications, such as one or more modifications to the backbone, one or more modifications to the base and/or one or more modifications to the sugar moiety.
  • the following descriptions of synthetic methods are designed to illustrate, but not to limit, general procedures for the preparation of compounds of the present disclosure.
  • the compounds of this disclosure having a structure of Formula (II) may be prepared according to the procedures illustrated in Scheme 1.
  • the compounds of this disclosure having a structure of Formula (I) may be prepared according to the procedures illustrated in Schemes 2a and 2b.
  • One of ordinary skill in the art will note that, during the reaction sequences and synthetic schemes described herein, the order of certain steps may be changed, such as the introduction and removal of protecting groups.
  • Scheme 1 provides an exemplary method for preparation of compounds of Formula (II) .
  • R 1 , R 2 , and R 4 in Scheme 1 are as defined herein.
  • X is a reactive moiety selected to facilitate the desired reaction (e.g., halo) .
  • Compound A-1 which contains an acetal group connecting to two branched tails via its two ether oxygens, is prepared using method as illustrated in Scheme 3 or prepared according to methods known in the art. Condensation reaction of A-1 and A-2 under appropriate conditions (e.g., using EDCI and DMAP) yields the product A-3.
  • A-3 reacts with primary amine of A-4 under suitable conditions (e.g. heat) to afford A-5.
  • A-5 is then reacted with another halide A-3 using appropriate conditions (e.g., DIEA and heat) to yield a compound of Formula (II) as shown.
  • Schemes 2a and 2b provide two exemplary methods for preparation of compounds of Formula (I) .
  • R 1 , R 2 and R 3 in Scheme 2a and 2b are as defined herein.
  • X is a reactive moiety selected to facilitate the desired reaction (e.g., halo) .
  • Compound B-1 or C-1, which contains an acetal group connecting branched tails is prepared using method as illustrated in Scheme 3 or prepared according to methods known in the art. Condensation reaction of B-1 and B-2 (or C-1 and C-2) under appropriate conditions (e.g., using EDCI and DMAP) yields the product B-3 (or C-3) .
  • B-3 reacts with primary amine of B-4 under suitable conditions (e.g. heat) to afford B-5.
  • Scheme 3 provides an exemplary method for preparation of the intermediate containing an acetal group.
  • Step 1 can take place in an organic solvent in presence of a catalyst (e.g. KHSO 4 , PPTS) at, e.g., an elevated temperature (such as at about 70-150 °C, e.g., about 80 °C) .
  • a catalyst e.g. KHSO 4 , PPTS
  • Y is moiety that can be transferred to a carboxy group in step 2, for example, cyano group or ethyl ester group.
  • Y is ethyl ester group
  • Step 1 can take place in presence of a base (e.g. NaOH) .
  • a base e.g. NaOH
  • Step 1 can take place at, e.g., an elevated temperature (such as 110 °C) , in presence of a base (e.g. NaOH, KOH) .
  • a base e.g. NaOH, KOH
  • alcohol D-5 can be obtained from reacting with carboxy D-4 with a reducing agent (e.g. Lithium Aluminium Hydride) .
  • Preferred protecting groups include, but are not limited to: TBS, benzyl, THP or Ac (for a hydroxyl moiety) ; benzyl ester, methyl ester, ethyl ester, or allyl ester (for carboxylic acids) ; Fmoc, Cbz, BOC, DMB, Ac, Bn, Tr, Ts, trifluoroacetyl, phthalimide, or benzylideneamine (for amines) ; and di-alkyl acetals such as dimethoxy acetal or diethyl acetyl (for aldehydes) .
  • Nanoparticles can be made with mixing processes such as microfluidics and T-tube mixing of two fluid streams, one of which contains the therapeutic and/or prophylactic, and the other has the lipid components.
  • Lipid compositions are prepared by combining a cationic lipid, such as lipid compound according to formula (II) , helper lipids (such as DSPC) , a steroid (such as cholesterol) , and a PEG lipid (such as 1, 2-dimyristoyl-sn-glycerol methoxypolyethylene glycol, also known as DMG-PEG2000) at concentrations of about 5 mg/mL and 25 mg/mL in ethanol. Solutions should be refrigerated for storage at, for example, -80 °C.
  • a cationic lipid such as lipid compound according to formula (II)
  • helper lipids such as DSPC
  • a steroid such as cholesterol
  • PEG lipid such as 1, 2-dimyristoyl-sn-glycerol methoxypolyethylene glycol, also known as DMG-PEG2000
  • a composition comprising nanoparticles including a therapeutic and/or prophylactic and a lipid component can be prepared by combining the lipid solution with a solution including the therapeutic and/or prophylactic at a lipid component to therapeutic and/or prophylactic ratio (by weight) between about 10: 1about 20: 1.
  • the lipid solution is injected using a microfluidic based system at flow rates between 0.25 mL/min and 2.0 mL/min into the therapeutic and/or prophylactic solution to produce a suspension with a water to ethanol ratio between about 3: 1.
  • RNA e.g. mRNA
  • DNA e.g. pDNA
  • a nanoparticle composition can be subjected to further processing steps such as purification.
  • a nanoparticle composition can be subjected to dialysis to remove unwanted solvent such as ethanol and to achieve buffer exchange.
  • Formulations were dialyzed twice against Tris-HCl Solution (20 mM, pH 7.4) at volumes about 2500 times that of the primary product using Slide-A-Lyzer cassettes (Thermo Fisher Scientific Inc., Rockford, Ill. ) with a molecular weight cutoff of 10 KD at 0-4 °C for 2 hours. Then 40%sucrose solution was added, the final nanoparticle composition solution of 0.03 mg/mL to and 0.1 mg/mL (mRNA or pDNA) are generally obtained and stored at -80 °C.
  • the physical and chemical properties of the lipid nanoparticle of the present application depend on the formulation of the LNPs.
  • the choice of the ionizable cationic lipid dramatically influences the size of the formulated LNPs.
  • the lipid nanoparticles have a mean diameter of from about 60 nm to about 350 nm, preferably 70 nm to 300 nm.
  • the lipid nanoparticles have a mean diameter of about 60 nm, about 70 nm, about 80 nm, about 90 nm, about 100 nm, 110 nm, 120 nm, 130 nm, 140 nm, 150 nm, 160 nm, 170 nm, 180 nm, 190 nm, 200 nm, 210 nm, 220 nm, 230 nm, 240 nm, 250 nm, 260 nm, 270 nm, 280 nm, 290 nm or 300 nm.
  • Polydispersity index is a parameter describing the distribution of molecular weight of the particles in an LNP formulation.
  • a lager PDI describes a broader distribution of molecular weight.
  • the PDI of the formulation can be 0.05 to 0.50, for example about 0.05, about 0.10, about 0.15, about 0.20, about 0.25, about 0.30, about 0.35, about 0.40, about 0.45, or about 0.50.
  • the lipid nanoparticles are substantially non-toxic or having acceptable toxicity to the subject.
  • the lipid nanoparticles of the present application have a reduced liver toxicity as compared to nanoparticles comprising a different cationic lipid.
  • the liver toxicity can be measured based known method in the art.
  • the lipid nanoparticle of the present disclosure can provide desirable transduction efficiency, which can be measured by e.g. the amount or expression level of the payload.
  • the lipid nanoparticles of the present application provide a comparable or increased amount of payload or expression of payload as compared to a nanoparticle comprising a different cationic lipid.
  • the LNP formed by the ionizable cationic lipid and loaded with nucleic acid molecules may have diverse uses, depending on the type and function of the nucleic acid molecules.
  • the LNPs can be used for treating a disease or disorder.
  • the disease or disorder is caused by insufficiency of a protein
  • the LNP comprises nucleic acid molecule encoding for the protein.
  • the LNPs can be used for preventing a disease or disorder.
  • the LNPs can be formed as a vaccine, in which the nucleic acid molecule encodes for an antigen, such as an antigen derived from a pathogen, e.g. a bacterium, a fungi, or a virus, or an antigen derived from tumor cell, e.g. tumor associated antigen.
  • an antigen such as an antigen derived from a pathogen, e.g. a bacterium, a fungi, or a virus
  • tumor cell e.g. tumor associated antigen.
  • the LNPs can be used for treating a disease or disorder by affecting expression of specific cellular proteins.
  • the LNPs comprise nucleic acids, such as siRNAs and miRNAs, which down-regulate or up-regulate intracellular levels of target mRNA associated with a disease state.
  • the target mRNA can be the mRNA of a tumor suppressor or mRNAs of infectious agents.
  • the LNPs can be used for treating a disease or disorder by affecting expression of specific cellular proteins via genome editing.
  • the LNPs may comprise nucleic acid molecule encoding for genome editing tool.
  • the LNPs can be used to deliver mRNA of a nuclease, e.g. Cas nuclease, and/or a guide RNA, so as to conduct nuclease-mediated gene editing.
  • LAH Lithium Aluminum Hydride
  • PPTS Pyridinium p-toluenesulfonate
  • Step 2 The alkene (1.5 g, 8.1 mmol) was hydrogenated in ethyl acetate with a catalytic amount (ca. 100 mg) of Pd/C for 3 h using a balloon filled with hydrogen gas. The solution was filtered through celite and concentrated to give the alkane (1.3 g, 7.2 mmol, 89%) as a clear liquid.
  • Step 3 The ester (1.3 g, 7.0 mmol, 1 eq) in diethyl ether was added slowly to lithium aluminum hydride (292 mg, 7.7 mol 1.1 eq) suspended in diethyl ether at 0°C. The suspension was stirred at room temperature for 2-3 h and then cooled to 0°C. Water (1 mL per g of LAH) was added, followed by 15%sodium hydroxide (1 mL per g of LAH) and water (3 mL per g of LAH) . The solution was stirred for a few minutes at room temperature, filtered through a celite pad, washed with diethyl ether, dried, and concentrated to give the alcohol.
  • compound 010 bis (3, 3-bis ( (3, 5, 5-trimethylhexyl) oxy) propyl) 6, 6'- ( (2-hydroxyethyl) azanediyl) dihexanoate
  • Compound 011 was prepared using similar procedure as for compound 002, but using 4, 4-bis (heptyloxy) butan-1-ol instead of 3, 3-bis ( (5-methylhexyl) oxy) propan-1-ol.
  • Compound 011 was a colorless oil.
  • 1 H NMR (400 MHz CDCl 3 ) ⁇ 4.63 (t, 2H) , 4.18-3.83 (m, 4H) , 3.77-3.59 (m, 10H) , 2.57-2.41 (m, 6H) , 2.32-1.92 (m, 8H) , 1.78-1.16 (m, 52H) , 0.89-0.80 (m, 12H) .
  • Step 2 The alkene (1.5 g, 8.8 mmol) was hydrogenated in ethyl acetate with a catalytic amount of Pd/C (ca. 150 mg) for 3 h using a balloon filled with hydrogen gas. The solution was filtered through celite and concentrated to give the alkane (1.38 g, 8.0 mmol) as a clear liquid in 91%yield.
  • Step 3 The ester (1.3 g, 7.5 mmol, 1 eq) in diethyl ether was added slowly to lithium aluminum hydride (285 mg, 7.5 mmol, 1.1 eq) suspended in diethyl ether at 0°C. The suspension was stirred at room temperature for 2-3 h and then cooled to 0°C. Water (1 mL per g of LAH) was added, followed by 15%sodium hydroxide (1 mL per g of LAH) and water (3 mL per g of LAH) . The solution was stirred for a few minutes at room temperature, filtered through a celite pad, washed with diethyl ether, dried, and concentrated to give the alcohol.
  • lithium aluminum hydride 285 mg, 7.5 mmol, 1.1 eq
  • Step 1 Triethyl phosphonoacetate (7.8 g, 34 mmol) in THF (12.5 mL) was slowly added to 60%sodium hydride, in oil, (1.4 g, 34 mmol) in dry THF (10 mL) at 0°C. The suspension was stirred for 1 h and then 3-heptanone (3.9 g, 34 mmol) in THF (12.5 mL) was slowly added. The solution was stirred for an hour and quenched with water. The solution was extracted with diethyl ether, and the organic layer was dried and concentrated. The crude was purified by flash chromatography eluting with hexanes/diethyl ether (99: 1) to give alkene (1.1 g, 5.8 mmol) as a yellowish liquid in 17%yield.
  • Step 2 The alkene (1.0 g, 5.4 mmol, 1.0 eq) was hydrogenated in ethyl acetate with a 10% (w/w) of Pd/C for 3 h using a balloon filled with hydrogen gas. The solution was filtered through celite and concentrated to give the alkane (940 mg, 5.0 mmol. ) as a clear liquid in 93%yield.
  • Step 3 The ester (900 mg, 4.8 mmol, 1 eq) in diethyl ether was added slowly to lithium aluminum hydride (182 mg, 4.8 mol, 1.1 eq) suspended in diethyl ether at 0°C. The suspension was stirred at room temperature for 2-3 h and then cooled to 0°C.
  • Step 1 To a solution of heptan-4-one (20 g, 175 mmol, 24.6 mL, 1.0 eq) in THF (140 mL) was dropped added 3-bromoprop-1-ene (1 M, 263 mL, 1.5 eq) at 0°C, then the reaction stirred at 25°C for 12 hrs. The reaction mixture was poured into water (100 mL) and extracted with EtOAc (100 mL, 50 mL, 30 mL) , The combined organic layers were washed with brine (20 mL) , dried over Na 2 SO 4 , filtered and concentrated under reduced pressure to give 4-propylhept-1-en-4-ol (28.6 g, crude) as yellow oil.
  • Step 2 To a solution of 4-propylhept-1-en-4-ol (36.6 g, 234 mmol, 1.0 eq) in THF (245 mL) was added BH 3 . THF (1 M, 234 mL, 1.0 eq) at 0°C, 3hrs later NaOH (3 M, 156 mL, 2.0 eq) and H 2 O 2 (48.3 g, 426 mmol, 40.9 mL, 30%purity, 1.82 eq) was added the mixture at 0°C, then the reaction solution was stirred at 25°C for 12 hrs .
  • the reaction mixture was poured into water (200 mL) and extracted with EtOAc (200 mL, 100 mL, 50 mL) , The combined organic layers were washed with brine (50 mL) and aq. Na 2 S 2 O 3 (50 mL) , dried over Na 2 SO 4 , filtered and concentrated under reduced pressure to give a residue.
  • Step 3 To a solution of 4-propylheptane-1, 4-diol (23.1 g, 133 mmol, 1.0 eq) in DCM (160 mL) was added Ac 2 O (40.6 g, 398 mmol, 37.4 mL, 3.0 eq) , then Py (20.9 g, 265 mmol, 21.4 mL, 2.0 eq) was added the mixture at 0°C, the reaction solution was stirred at 25°C for 3 hrs.
  • Step 4 To a solution of 4-hydroxy-4-propylheptyl acetate (28 g, 129 mmol, 1.0 eq) , in DCM (195 mL) was added BF 3 . Et 2 O (45.9 g, 324 mmol, 39.8 mL, 2.5 eq) at 0 °C, then the mixture was stirred at 25°C for 0.5 hrs. The pH value of the reaction was adjusted to around 7-8 with aq. Na 2 CO 3 at 0 °C. The mixture was extracted with DCM (100 mL, 50 mL, 50 mL) and concentrated under reduced pressure to give a residue.
  • DCM 100 mL, 50 mL, 50 mL
  • Step 5 To a solution of 4-propylhept-3-en-1-yl acetate (23.6 g, 119 mmol, 1.0 eq) in THF (200 mL) was added Pd/C (2.36 g, 2.22 mmol, 10%purity) under N 2 . The suspension was degassed under vacuum and purged with H 2 several times. The mixture was stirred under H 2 (30 psi) at 25°C for 12 hrs. The mixture was filtered and concentrated under reduced pressure to give 4-propylheptyl acetate (22.6 g, 112 mmol, 94.8%yield) as a colorless oil.
  • Step 6 To a solution of 4-propylheptyl acetate (22.6 g, 113 mmol, 1.0 eq) in MeOH (70 mL) and H 2 O (70 mL) was added LiOH (5.40 g, 226 mmol, 2.0 eq) at 0°C, then the mixture was stirred at 25°C for 3 hrs. The reaction mixture was poured into water (50 mL) and extracted with EtOAc (100 mL, 50 mL, 30 mL) , The combined organic layers were washed with brine (20 mL) , dried overNa 2 SO 4 , filtered and concentrated under reduced pressure to give a residue.
  • Step 1 to a solution of NaH (14.1 g, 351 mmol, 60%purity, 1.0 eq) in THF (1576 mL) was added ethyl 2- (diethoxyphosphoryl) acetate (78.8 g, 352 mmol, 69.7 mL, 1.0 eq) in dropwise at 0 °C. The reaction was warmed at 20 °C and stirred for 1 h until there was no bubbles formed, and then add nonan-5-one (25.0 g, 176 mmol, 0.5 eq) . The reaction was stirred at 75 °C for 12 h.
  • Step 2 To a solution of Pd/C (3.20 g, 4.71 mmol, 10%purity) in EtOH (160 mL) was added ethyl 3-butylhept-2-enoate (16.0 g, 75.4 mmol, 1.0 eq) . The reaction was degassed and purged by H 2 several times, stirred at 25 °C for 12 h under H 2 (50 psi) . H NMR showed the starting material was consumed completely. The two reactions was combined to work up. The reaction mixture was filtered, the filterate cake was washed with THF (1.00 L) and concentrated under reduced pressure to give a residue. The crude product was used into the next step without further purification.
  • Step 3 To a solution of LAH (5.14 g, 135 mmol, 1.0 eq) in THF (290 mL) was added Ethyl 3-butylheptanoate (29.0 g, 135 mmol, 1.0 eq) at 0 °C. The reaction was stirred at 20 °C for 2 h. The reaction mixture was quenched by addition water (6.00 mL) at 0°C, 15%NaOH with solvent (6.00 mL) , and water (18.0 mL) . The combined organic layers were added MgSO 4 , filtered and concentrated under reduced pressure to give a residue. The crude product was used into the next step without further purification.
  • the reaction mixture was poured into water (5 mL) and extracted with EtOAc (5 mL, 3 mL, 2 mL) , The combined organic layers were washed with brine 3 mL, dried over Na 2 SO 4 , filtered and concentrated under reduced pressure to give a residue.
  • the residue was purified by prep-HPLC (column: Phenomenex Luna C18 100 x 30 mm x 5um; mobile phase: [water (HCl) -ACN] ; B%: 60%-90%, 10 min) .
  • Compound 022 was prepared using similar procedure as for compound 021, but using 5-bromopentanoic acid instead of 6-bromohexanoic acid.
  • 1 H NMR 400 MHz CDCl 3 ) ⁇ 4.68 (t, 2H) , 4.15-3.82 (m, 4H) , 3.77-3.51 (m, 10H) , 2.52-2.40 (m, 6H) , 2.33-2.17 (m, 4H) , 2.08-2.01 (m, 4H) , 1.95-1.11 (m, 56H) , 0.88-0.74 (m, 12H) .
  • Compound 023 was prepared analogously to compound 021 starting from 4, 4-bis (octyloxy) butan-1-ol, and using 5-bromopentanoic acid instead of 6-bromohexanoic acid.
  • 1 H NMR 400 MHz CDCl 3 ) ⁇ 4.71 (t, 2H) , 4.16-3.81 (m, 4H) , 3.75-3.50 (m, 10H) , 2.51-2.38 (m, 6H) , 2.31-2.14 (m, 4H) , 2.07-1.98 (m, 4H) , 1.95-1.11 (m, 60H) , 0.88-0.74 (m, 12H) .
  • Compound 024 was prepared analogously to compound 021 but starting from 4, 4-bis (octyloxy) butan-1-ol.
  • 1 H NMR 400 MHz CDCl 3 ) ⁇ 4.65 (t, 2H) , 4.11-3.80 (m, 4H) , 3.78-3.52 (m, 10H) , 2.51-2.39 (m, 6H) , 2.36-2.14 (m, 4H) , 1.98-1.11 (m, 68H) , 0.88-0.74 (m, 12H) .
  • Compound 026 bis (3, 3-bis (2-cyclohexylethoxy) propyl) 6, 6'- ( (2-hydroxyethyl) azanediyl) dihexanoate
  • Step 1 To a solution of 2- (prop-2-yn-1-yloxy) tetrahydro-2H-pyran (20.2 g, 144 mmol, 20.3 mL, 1.0 eq) in THF (170 mL) was added HMPA (38.8 g, 216 mmol, 38.0 mL, 1.5 eq) at 25°C, then n-BuLi (2.5 M, 86.5 mL, 1.5 eq) was added the mixture at -65°C, 1hr later 1-bromo-4-methyl-pentane (25 g, 151 mmol, 21.4 mL, 1.05 eq) added the reaction and warmed to 25°C stirred for 12 hrs.
  • HMPA 38.8 g, 216 mmol, 38.0 mL, 1.5 eq
  • n-BuLi 2.5 M, 86.5 mL, 1.5 eq
  • Step 2 To a solution of 2- ( (7-methyloct-2-yn-1-yl) oxy) tetrahydro-2H-pyran (9 g, 40.1 mmol, 1.0 eq) in EtOH (60 mL) was added Pd/C (0.9 g, 10%purity) at 25°C, then the mixture was stirred at 25°C for 12 hrs under H 2 (15 psi) . The mixture was filtered and concentrated under reduced pressure to give 2- ( (7-methyloctyl) oxy) tetrahydro-2H-pyran (9 g, crude) as a colorless oil.
  • Step 3 To a solution of 2- ( (7-methyloctyl) oxy) tetrahydro-2H-pyran (11.7 g, 51.2 mmol, 1.0 eq) in MeOH (80 mL) was added CAS (2.56 g, 10.2 mmol, 0.2 eq) at 0°C, then the mixture was stirred at 25°C for 3 hrs. The mixture was filtered and concentrated under reduced pressure to give a residue.
  • the reaction mixture was poured into water (5 mL) and extracted with EtOAc (5 mL, 3 mL, 2 mL) , The combined organic layers were washed with brine (3 mL) , dried over Na 2 SO 4 , filtered and concentrated under reduced pressure to give a residue.
  • the residue was purified by prep-HPLC (column: Phenomenex Luna C18 100 x 30 mm x 5 um; mobile phase: [water (HCl) -ACN] ; B %: 60%-90%, 10 min) .
  • Compound 028 bis (3, 3-bis ( (6-methyloctyl) oxy) propyl) 6, 6'- ( (2-hydroxyethyl) azanediyl) dihexanoate
  • Step 1 To a solution of 1, 6-hexanediol (6.0 g, 50.8 mmol, 1.0 eq) in THF (200 mL) at 0 °C was added NaH (2.3 g, 50.8 mmol, 1.0 eq, 60%purity) . The reaction mixture was stirred at 0 °C for 30 min, then warmed to 23 °C and stirred for 3 h. TBSCl (7.7 g, 50.8 mmol, 1.0 eq) was then added and the solution was stirred at 23 °C for 16 h. The reaction mixture was poured into water (200 mL) and extracted with Et 2 O (2 x 100 mL) . The combined organic phases were dried over MgSO 4 , and the solvent was removed by rotary evaporation, producing alcohol (10.3 g, 44.2 mmol, 87%yield) as a colorless oil.
  • Step 2 To a solution of alcohol (10.0 g, 43.0 mmol, 1.0 eq) in CH 2 Cl 2 (100 mL) at 0 °C was added TEMPO (67 mg, 0.5 mmol, 1 mol%) . A solution of KBr (5.6 g, 47.3 mmol, 1.1 eq) in 5%aq. NaHCO 3 (24.0 mL, 0.2 M) was then added to the organic phase, and the mixture was stirred vigorously at 0 °C. NaOCl (28.0 mL, 10%aq., 47.3 mmol, 1.1 eq) was added dropwise, and the reaction mixture was stirred for 15 min.
  • Step 3 To a solution of isopropyl triphenylphosphonium iodide (16.2 g, 37.5 mmol, 1.5 eq) in THF (150 mL) at 0 °C under argon was added n-BuLi (15.0 mL, 2.50 M in hexanes, 37.5 mmol, 1.5 eq) , and the resulting solution was stirred for 30 min at 0 °C. Aldehyde (5.5 g, 23.7 mmol, 1.0 eq) in THF (10.0 mL) was added rapidly and the resulting mixture was stirred at 0 °C for 30 min, then warmed to 23 °C and stirred for 1 h.
  • n-BuLi 15.0 mL, 2.50 M in hexanes, 37.5 mmol, 1.5 eq
  • Compound 031 bis (3, 3-bis ( (3, 7-dimethyloct-6-en-1-yl) oxy) propyl) 6, 6'- ( (2-hydroxyethyl) azanediyl) dihexanoate
  • Compound 032 bis (3, 3-bis ( ( (E) -3, 7-dimethylocta-2, 6-dien-1-yl) oxy) propyl) 6, 6'- ( (2-hydroxyethyl) azanediyl) dihexanoate
  • reaction mixture was poured into water (10 mL) and extracted with EtOAc (10 mL, 5 mL, 3 mL) , The combined organic layers were washed with brine (3 mL) , dried over Na 2 SO 4 , filtered and concentrated under reduced pressure to give a residue.
  • Compound 033 bis (3, 3-bis ( (4-butyloctyl) oxy) propyl) 6, 6'- ( (2-hydroxyethyl) azanediyl) dihexanoate
  • Step 1 To a suspension of (3-hydroxypropyl) triphenylphosphonium bromide (2.20 g, 5.5 mmol, 1.1 eq) in THF (20 mL) was added n-BuLi (4.6 mL, 2.4 M in hexanes, 11.0 mmol, 2.2 eq) over 10 min at -10 °C. The reaction mixture was stirred for 30 min and then TMSCl (0.7 mL, 5.5 mmol, 1.1 eq) was added. After stirring for another 30 min, a solution of 5-nonanone (746 mg, 5.0 mmol, 1.0 eq) in THF (10 mL) was added dropwise. The cold bath was removed and the mixture was refluxed overnight.
  • Step 2 alkene (220 mg, 1.2 mmol) was dissolved in 7 mL DCM. After adding a catalytic amount (ca. 20 mg) of palladium hydroxide (20 wt%on carbon) , the flask was flushed three times with hydrogen. Then the hydrogen balloon was placed atop of the flask in which the suspension was stirred overnight. After the catalyst was removed by filtration, the solution was concentrated in vacuo and then recrystallized from acetone to afford 210 mg of alkane as a colorless liquid (95%yield) .
  • a catalytic amount ca. 20 mg
  • palladium hydroxide 20 wt%on carbon
  • Compound 034 bis (3, 3-bis ( (8-methylnonyl) oxy) propyl) 6, 6'- ( (2-hydroxyethyl) azanediyl) dihexanoate
  • Compound 035 bis (3, 3-bis ( ( (E) -non-2-en-1-yl) oxy) propyl) 6, 6'- ( (2-hydroxyethyl) azanediyl) dihexanoate
  • Compound 036 bis (3, 3-bis ( ( (Z) -non-2-en-1-yl) oxy) propyl) 6, 6'- ( (2-hydroxyethyl) azanediyl) dihexanoate
  • the reaction mixture was quenched by addition water (0.07 mL) at 0°C, 15%NaOH with solvent (0.07 mL) and water (0.21 mL) .
  • the combined organic layers were added MgSO 4 , filtered and concentrated under reduced pressure to give a residue.
  • the crude product on notebook page ET49878-391 (1.7 g) was combined to ET49878-390 for further purification.
  • Compound 036 was synthesized using 3, 3-bis ( ( (Z) -non-2-en-1-yl) oxy) propyl 6-bromohexanoate and 3, 3-bis ( ( (Z) -non-2-en-1-yl) oxy) propyl 6- ( (2-hydroxyethyl) amino) hexanoate using the procedure described in Scheme 1.
  • Compound 037 bis (3, 3-bis ( ( (Z) -non-3-en-1-yl) oxy) propyl) 6, 6'- ( (2-hydroxyethyl) azanediyl) dihexanoate
  • Compound 038 bis (3, 3-bis ( ( (2E, 6Z) -nona-2, 6-dien-1-yl) oxy) propyl) 6, 6'- ( (2-hydroxyethyl) azanediyl) dihexanoate
  • Compound 041 bis (3, 3-bis ( (5-methylhexyl) oxy) propyl) 6, 6'- ( (3- ( (2- (methylamino) -3, 4-dioxocyclobut-1-en-1-yl) amino) propyl) azanediyl) dihexanoate
  • Compound 046 was prepared using similar procedure as Compound 045 starting with pentan-1-ol. Compound 046 was obtained as yellow oil.
  • Compound 051 was prepared using similar procedure as Compound 045 but using 3, 3-bis ( (3, 7-dimethyloctyl) oxy) propan-1-ol instead of 3, 3-dibutoxypropan-1-ol. Compound 051 was obtained as yellow oil.
  • Step 1 To a solution of NaH (3.48 g, 87.1 mmol, 60%purity, 1.5 eq) in THF (30.0 mL) was added ethyl 2- (diethoxyphosphoryl) acetate (19.5 g, 87.1 mmol, 17.3 mL, 1.5 eq) in dropwise at 0 °C, The reaction is warmed at 20 °C and stirred for 1 h until there is no bubbles formed, and then add pentan-2-one (5.00 g, 58.1 mmol, 6.23 mL, 1.0 eq) . The reaction was stirred at 75 °C for 12 h. The two reactions were combined to work up.
  • Step 2 To a solution of Pd/C (1.50 g, 1.41 mmol, 10%purity, 1.47e-2 eq) in EtOH (210 mL) was added ethyl (E) -3-methylhex-2-enoate (15.0 g, 96.0 mmol, 1.0 eq) .
  • EtOH 210 mL
  • ethyl (E) -3-methylhex-2-enoate 15.0 g, 96.0 mmol, 1.0 eq
  • the reaction was degassed and purged by H 2 several times, stirred at 25 °C for 12 h under H 2 (50 psi) .
  • the reaction mixture was filtered, the filtrate cake was washed with THF (200 mL) and concentrated under reduced pressure to give a residue. Without purification.
  • Step 3 To a solution of ethyl 3-methylhexanoate (9.00 g, 56.9 mmol, 1.0 eq) in THF (54.0 mL) was added LAH (2.5 M, 25.0 mL, 1.1 eq) in portions during a period of 20 mins with stirring at 0 °C under N 2 , the reaction mixture considerable heat is developed during the reaction and a vigorous evolution of gas sets in at about 0 °C. The reaction mixture was allowed to stir for 2 hrs at 20 °C. The reaction was cooled to 0 °C, water (2.37 mL) was dropped in the reaction solution under N 2 and created a lot of bubbles, then 15%aq.
  • LAH 2.5 M, 25.0 mL, 1.1 eq
  • Compound 062 was synthesized using 3, 3-bis ( (3-butylheptyl) oxy) propyl 6-bromohexanoate and 3-butylheptyl 8- ( (2-hydroxyethyl) amino) octanoate.
  • Compound 062 (0.350 g, 410 ⁇ mol, 36.6%yield) was obtained as yellow oil.
  • Compound 064 was prepared using similar procedure as compound 040, starting with 3, 3-bis ( (3-butylheptyl) oxy) propyl 6-bromohexanoate and 3-butylheptyl 8-bromooctanoate. Compound 064 was obtained as a yellow oil.
  • Compound 065 was synthesized using 3, 3-bis ( (3-butylheptyl) oxy) propyl 6-bromohexanoate and 3-propylhexyl 8- ( (2-hydroxyethyl) amino) octanoate. Compound 065 was obtained as yellow oil.
  • 3-ethylheptyl 8- ( (2-hydroxyethyl) amino) octanoate was prepared using similar methods to those employed for the synthesis of Undecyl 6- ( (2-hydroxyethyl) amino) hexanoate as described for compound 070, but using 3-ethylheptan-1-ol. 3-ethylheptyl 8- ( (2-hydroxyethyl) amino) octanoate was obtained as a yellow oil.
  • Compound 083 was subsequently prepared using similar procedure as Compound 081, but using 4, 4-bis ( (3-butylheptyl) oxy) butyl 5-bromopentanoate.
  • 1 H NMR 400 MHz CDCl 3 ) ⁇ 5.62-5.21 (m, 4H) , 4.62 (t, 1H) , 4.16-3.82 (m, 4H) , 3.72-3.41 (m, 8H) , 2.45-2.33 (m, 6H) , 2.32-2.06 (m, 8H) , 2.04-1.11 (m, 60H) , 0.91-0.82 (m, 15H) .
  • reaction mixture was poured into water (5 mL) and extracted with EtOAc (5 mL, 3 mL, 2 mL) , The combined organic layers were washed with brine (3 mL) , dried over Na 2 SO 4 , filtered and concentrated under reduced pressure to give a residue.
  • the residue was purified by prep-HPLC (column: Welch Xtimate C1 100 x 30 mm x 5 um; mobile phase: [water (TFA) -ACN] ; B%: 55%-90%, 8 min) to give compound 087 (500 mg) as a colorless oil.
  • the pH value of the reaction was adjusted to around 8-9 with aq. Na 2 CO 3 at 0 °C.
  • Compound 097 was prepared analogously to compound 081 but using 3, 3-bis ( (3, 7-dimethyloctyl) oxy) propyl 6- ( (2-hydroxyethyl) amino) hexanoate instead of 3, 3-bis ( (3-butylheptyl) oxy) propyl 6- ( (2-hydroxyethyl) amino) hexanoate.
  • Nanoparticles comprising the cationic lipid as synthesized in Example 1.
  • Nanoparticles were prepared by mixing aqueous phase which contains RNA with ethanol phase which contains the lipid components. The two phases were mixed by using a microfluidic mixing process with a standard staggered herringbone mixer.
  • the ethanol phase was prepared by adding (1) an ionizable cationic lipid, specifically a cationic lipid as prepared in Example 1, (2) a neutral lipid, specifically DSPC, (3) a steroid, specifically cholesterol, and (4) a PEG lipid, specifically DMG-PEG2000 into ethanol (PEG-DMG) .
  • the ratio of the lipid components was 50: 10: 38.5: 1.5 mol%of ionizable cationic lipid: DSPC: cholesterol: PEG-DMG.
  • the weight ratio of the RNA molecules to the ionizable cationic lipid was kept at 1: 10.
  • the lipid solution (ethanol phase) was injected at 1 mL/min, and aqueous phase was injected at 3 mL/min into the mixer.
  • the volume ratio of the aqueous phase to the ethanol phase was 3: 1.
  • the solution with LNP was subjected to dialysis to remove ethanol and achieve buffer exchange.
  • Dialysis was conducted twice against Tris-HCl Solution (20 mM, pH 7.4) at volumes about 2500 times that of the mixed solution using Slide-A-Lyzer cassettes (Thermo Fisher Scientific Inc., Rockford, Ill. ) with a molecular weight cutoff of 10 KD at 4 °Covernight. Then 40%sucrose solution was added and the final nanoparticle solution with 8%sucrose were stored at -80 °C.
  • a Zetasizer Nano ZS (BeNano, Bettersize) was used to determine the particle size and the polydispersity index (PDI) of the nanoparticle compositions in PBS or Tris-HCl.
  • Ultraviolet-visible spectroscopy was used to determine the concentration of a therapeutic and/or prophylactic (e.g., RNA) in the nanoparticle compositions.
  • concentration of a therapeutic and/or prophylactic e.g., RNA
  • concentration of the therapeutic and/or prophylactic agent e.g., RNA
  • concentration of the therapeutic and/or prophylactic agent e.g., RNA
  • concentration of the therapeutic and/or prophylactic agent e.g., RNA
  • a QUANT-IT TM RIBOGREEN RNA assay (Shanghai ShineGene Molecular Biotechnology Co., LTD. ) was used to evaluate the encapsulation of RNA by the nanoparticle composition.
  • the samples were diluted in TE buffer solution (10 mM Tris-HCl, 1 mM EDTA, pH 7.4) , and then 100 ⁇ L of the diluted samples were transferred to a polystyrene 96 well plate. The plate was incubated at a temperature of 40 °C for 10 minutes.
  • the RIBOGREEN reagent was diluted 1: 200 in TE buffer, and 100 ⁇ L of the diluted solution was added to each well.
  • the fluorescence intensity was measured using a microplate reader (Molecular Devices i3max) at an excitation wavelength of, for example, about 488 nm and an emission wavelength of, for example, about 525 nm.
  • the fluorescence values of the reagent blank were subtracted from that of each of the samples and the percentage of free RNA was determined by dividing the fluorescence intensity of the intact sample (without addition of Triton X-100) by the fluorescence value of the disrupted sample (caused by the addition of Triton X-100) .
  • This example shows the study of transfection and expression efficiency of the LNPs including the lipid compounds of present application for delivering GFP mRNA as the payload in two cell lines (HEK293 and HepG2) .
  • the LNP formulations were prepared and characterized according to the procedures as described in Example 2.
  • MC3-based LNP is a current standard in the art and includes about 50 mol%MC3, about 10 mol %DSPC, about 38.5 mol%cholesterol, and about 1.5 mol%PEG-DMG.
  • SM-102 was the lipid used in Covid-19 mRNA vaccine.
  • Table 2 summarizes particle size and PDI value as determined for the formulations prepared with the lipid compounds of the present application and the two references. As shown in Table 2, the choice of compound of formula (I) or (II) dramatically affected the particle size (e.g., diameter) , and polydispersity index (PDI) of the compositions.
  • the tested LNPs had particle size between approximately 100 nm and 300 nm, polydispersity indices between 0.1 and 0.6, and encapsulation efficiency (EE) of about 40-85%.
  • HEK293 and HepG2 cells were placed at a density of 5x10 5 cells in tissue culture 24-well plates with 1 mL of Eagle's Minimum Essential Medium. LNPs containing a total amount of 500 ng and 1000 ng GFP mRNA were added to the wells respectively and cultured for 6 h. Cells were analyzed by flow cytometry to measure GFP fluorescence intensity to determine the expression level. Data were presented as expression level relative to MC3 LNP at the same concentration. The results are shown in Fig. 2 (HEK293 cells) and Fig. 3 (HepG2 cells) .
  • LNP composed of compound 078, 089, 092, and 101 achieved highest GFP expression in both cells.
  • the hEPO protein expression level following administration of the nanoparticles of the present disclosure to mice was measured.
  • Nanoparticle compositions including cholesterol as a structural lipid, DSPC as helper lipid, DMP-PEG as PEG lipid, the compound as prepared in Example 1 as cationic lipid, and hEPO mRNA as payload were prepared according to or via methods similar to those described in Example 2.
  • the particle size, PDI value and encapsulation efficiencies were determined and shown in Table 3.
  • the particle diameter of the formulations including compound of the disclosure were between approximately 80 nm to 300 nm.
  • the polydispersity indices (PDI) were between 0.10 and 0.45.
  • the encapsulation efficiencies of hEPO mRNA were 60-90%.
  • the lipid nanoparticles were intravenously administered to CD-1 mice at a dosage of 0.5 mg/kg.
  • concentration of hEPO in serum was tested at 6h and 24 h after injection.
  • the fold of hEPO concentration at 6h induced by the formulations with different lipids relative to MC3 was shown in Table 3 and Figure 4.
  • Compounds 030, 059, 061, 062 and 065 achieved about 4-fold or higher hEPO expression in vivo as compared with MC3
  • Compounds 002, 021, 037, 039, 047, 063 and 080 achieved about 2-fold or higher hEPO expression in vivo as compared with MC3.
  • Nanoparticle compositions including cholesterol as a structural lipid, DSPC as helper lipid, DMP-PEG as PEG lipid, the compound as prepared in Example 1 as cationic lipid, and luciferase mRNA as payload were prepared according to or via methods similar to those described in Example 2.
  • the particle size, PDI value and encapsulation efficiencies were determined and shown in Table 4.
  • the particle diameter of the formulations including compound of the disclosure were between approximately 80 nm to 200 nm.
  • the polydispersity indices (PDI) were between 0.10 and 0.3.
  • the encapsulation efficiencies of Luc mRNA were 70-85%.
  • SM-102 and MC3 LNP was included for comparison.
  • IVIS imaging Those mice were injected 15 min prior to the imaging time point intraperitoneal (i. p. ) with 200 mL D-luciferin K+ salt (diluted in PBS just prior to use to a concentration of 15 mg/mL. Three minutes prior to imaging, mice were placed in an anesthesia-induction chamber fllled with 3%isofluorane and 97%oxygen. Mice were moved into isoflurane-delivering nosecones in the imaging chamber immediately prior to imaging, positioned with ventral side up, and maintained on 3%isoflurane and 97%oxygen. Images were acquired using field of view D and continued to be exposed until 30 s has passed. All images were quantified by region of interest for total flux using Living Image Software Version 4.4 (Perkin Elmer, Waltham, MA) .
  • the total Flux induced after IV administration of exemplary formulations were shown in Table 5 and Figure 5.
  • the total Flux induced after IM administration of exemplary formulations were shown in Table 6.
  • LNPs formulated with compound 002, 021 and 030 induced higher luminescence compared with SM-102 and MC3 LNPs.
  • these lipids induced lower luminescence when administered via IM injection compared with SM-102 LNPs
  • Nanoparticle compositions including cholesterol as a structural lipid, DSPC as helper lipid, DMP-PEG as PEG lipid, the compound as prepared in Example 1 as cationic lipid, and EPO mRNA as payload were prepared according to or via methods similar to those described in Example 2.
  • the particle size, PDI value and encapsulation efficiencies were determined and shown in Table 7.
  • the particle diameter of the formulations including compound of the disclosure were between approximately 80 nm to 200 nm.
  • the polydispersity indices (PDI) were between 0.10 and 0.30.
  • the encapsulation efficiencies of hEPO mRNA were 75-90%.
  • the lipid nanoparticles were intravenously administered to Sprague Dawley rats at a dosage of 0.15 mg/kg.
  • the concentration of hEPO in rat serum was quantified at 3, 6, 9, 24, and 48 hours after injection. Data was shown in Table 8 and Figure 6.
  • the expression of hEPO for most tested formulations were higher compared with MC3 LNPs. Noticeably, AUC of hEPO for compound 059, 061, 062 and 063 based formulations were approximately 8 ⁇ 10 fold compared with MC3 LNPs in rats.
  • ALT and AST concentrations in serum following administration of the nanoparticle formulations of the present disclosure were measured.
  • Sample formulations including different lipids were administrated intravenously to mice at dosage of 20 and 100 mg/kg for ionizable lipids.
  • the level of the ALT and AST concentration in serum were tested at 24 hours and 48 hours after injection. Results are shown in Table 9 and 10.
  • liver of animals was harvested 24 hours after IV injection the formulations.
  • MC3 LNPs were also tested.
  • Tissue concentration of the ionizable lipids were measured using LC-MS/MS. Approximate percentage of ionizable lipid remaining in liver were calculated.
  • Quantification of Lipidsd by LC-MS/MS To pre-weighed tissues, Milli-Q water was added (900 uL water per 100 mg tissue) . Tissue was homogenized with an Omni probe homogenizer until uniform.
  • LNP formulation In order to further improve the delivery efficiency of payload nucleic acid, mole ratio and composition in LNP formulation were further optimized. Compounds 002 and 021 were used as sample molecules. The percentage of ionizable lipid compound was adjusted between 40 and 60 mol%of the total lipid components. DSPC and DOPE were tested as helper lipid. Cholesterol, sitosterol and stigmasterol were tested as steroid. DPPE-PEG and DMG-PEG were tested as polymer conjugated lipid. mEPO was used as nucleic acid payload in order to quantify the expression level in animals.
  • LNPs were prepared and characterized in analogous to the protocol describe in Example 2.
  • the particle size, PDI value and encapsulation efficiencies were shown in Table 12.
  • the particle diameter of the formulations was between approximately 80 nm to 200 nm.
  • PDI were between 0.10 and 0.3.
  • the encapsulation efficiencies of hEPO mRNA were 50-90%.
  • the LNPs were intravenously administered to CD-1 mice at a dosage of 0.5 mg/kg. Serum level hEPO at 6 hours and 24 hours post injection was measured using ELISA, and the results were shown in Table 12.
  • F2 The ratio and compositions of F2 was the same with the formulation described in Example 2.
  • F4 and F8 yielded higher hEPO level at 6h post injection.
  • Both F4 and F8 have lipid ratio of 10: 48.5: 40: 1.5 (helper lipid: Cholesterol: ionizable lipid: DMG-PEG) .
  • Example 10 In vivo gene editing in mice by sample formulations with different ionizable compounds
  • the editing efficiency on targeted gene of these lipids were tested by delivering the CRISPR/Cas12b system targeting TTR genes as an example.
  • a variant derived from Alicyclobacillus acidiphilus Cas12b (AaCas12b variant) and having an amino acid sequence of SEQ ID NO: 1 was used in this example.
  • the AaCas12b variant mRNA cargo was prepared by in vitro transcription.
  • Capped and polyadenylated AaCas12b variant mRNA was generated by in vitro transcription using a linearized plasmid DNA template and T7 RNA polymerase.
  • the plasmid DNA containing a T7 promoter and a 100 nt poly (A/T) region can be linearized by incubating at 50° C for 2 hours with BspQI at the following conditions: 200 ng/ ⁇ L plasmid, 2 U/ ⁇ L BspQI (NEB) , and 1 ⁇ reaction buffer.
  • the BspQI can be inactivated by heating the reaction at 80° C for 20 minutes.
  • the linearized plasmid can be purified from enzyme and buffer salts using DNA Clean &Concentrator-5 (Zymo Research, D4013) and analyzed by agarose gel to confirm linearization.
  • the IVT reaction to generate AaCas12b variant modified mRNA can be performed by incubating at 37° C for 4 hours in total 20 ⁇ L system containing: 1 ⁇ g linearized plasmid; 6 mM ATP, 5mM each of GTP, CTP, and N1-methyl pseudo-UTP (Absin, abs60156) ; 4mM Cap Analog; 2 ⁇ L T7 RNA polymerase Mix and 2 ⁇ L 10X T7 CleanCap Reagent AG Reaction Buffer ( T7 mRNA Kit with Reagent AG, NEB E2080S) .
  • AaCas12b variant mRNA was purified with Oligo Clean &Concentrator TM (Zymo Research, D4060) .
  • the sgRNA (SEQ ID NO: 2) was chemically synthesized and optionally sourced from a commercial supplier.
  • LNPs were formulated at a 1: 1 w/w ratio of single guide RNA and AaCas12b variant mRNA using methods similar to those described in Example 2.
  • Molar concentrations of lipids in the lipid component of the LNPs are expressed as molar %of ionizable lipids/DSPC/cholesterol/PEG-2k-DMG, e.g. 40/10/47.5/2.5. All LNPs had an N/P ratio of 6.
  • CIN16645 a clinical-stage ionizable lipid, CIN16645 (LP01) , which has been used for in vivo gene editing in human, was used as control.
  • the final LNPs were characterized to determine the encapsulation efficiency, polydispersity index (PDI) , and average particle size according to the analytical methods provided above. Analysis results of average particle size, PDI, and encapsulation efficiency of RNA are shown in Table 13.
  • C57BL/6J mice ranging from 6-9 weeks of age, were dosed via the lateral tail vein at dosage of 0.5 mg/kg of total RNA. Animals were euthanized at 7 days by exsanguination via cardiac puncture under isoflurane anesthesia. Liver tissue was collected from each animal for DNA extraction and analysis. Genomic DNA was isolated for NGS analysis as described below.
  • genomic DNA was isolated and deep sequencing was utilized to identify the presence of insertions and deletions introduced by gene editing.
  • PCR primers (Forward primer as shown by SEQ ID NO: 3, and reverse primer as shown by SEQ ID NO: 4) were designed around the target site (TTR) , and the genomic area of interest was amplified. Additional round of PCR was utilized to add the necessary motifs for Illumina sequencing ( 384 CDI Primer for 12412ES03) . The amplicons were sequenced on Novaseq S4 (Illumina) . The reads were analyzed on Cas-Analyzer and indel frequency were calculated.
  • the editing percentage (e.g., the “editing efficiency” or “percent editing” ) is defined as the total number of sequence reads with insertions or deletions over the total number of sequence reads, including wild type.
  • FIG. 7 shows editing percentages in mouse liver as measured by NGS.
  • in vivo liver editing percentages range from 12.6%to 33.1%for male animals, and range from 28.4%to 53.5%for female animals.
  • LNP comprising CIN16645 only achieved 9.4%and 21.7%in male and female animals. All tested compounds demonstrated higher editing efficiency as compared with CIN16645.
  • Compound 021, 061, 062 and 065 achieved the highest editing efficiency.
  • Example 11 In vivo gene editing in mice by sample formulations with different component ratios
  • LNPs comprising compound 061 and compound 062, respectively with different lipid mole ratio were prepared. These LNPs were formulated at a 1: 1 w/w ratio of single guide RNA targeting TTR (14-b16 as shown by SEQ ID NO: 2) and AaCas12b mRNA as described in Example 10. The LNPs were assembled using the microfluidic procedure with compositions as described in Table 15. All LNPs had an N/P ratio of 6. Analysis results of average particle size, polydispersity (PDI) , and encapsulation efficiency of RNA are shown in Table 15.
  • FIG. 8 and Table 16 show editing percentages in mouse liver as measured by NGS. F28 and F29, which both contains ionizable lipid at 40%mol ratio, exhibited highest editing efficiency.
  • Example 12 In vivo gene editing in mice by sample formulations with different N/P ratios
  • LNP comprising compound 062 with two different N/P ratios (3 and 6) were prepared. These LNPs were formulated at a 1: 1 w/w ratio of single guide RNA targeting TTR (14-b6, SEQ ID NO: 2) and AaCas12b mRNA. The LNPs were assembled using the microfluidic procedure with compositions as described in Table 17. Analysis results of average particle size, polydispersity (PDI) , and encapsulation efficiency of RNA are shown in Table 17.
  • PDI polydispersity
  • C57BL/6J mice (3 males and 3 females) were dosed intravenously at dosage of 0.5 mg/kg of total RNA. Animals were euthanized at 7 days for NGS analysis.
  • LNP comprising compound 062.
  • Cas12b variant mRNA was formulated as LNPs with guide RNAs (SEQ ID NO: 2) targeting TTR. These LNPs were formulated at a 1: 1 w/w ratio of single guide RNA and AaCas12b mRNA. All LNPs had an N/P ratio of 6.
  • the LNPs were assembled using the microfluidic procedure with compositions as described in Table 15. Analysis results of average particle size, polydispersity (PDI) , and encapsulation efficiency of RNA are shown in Table 19.

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Pharmacology & Pharmacy (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Medicinal Preparation (AREA)
  • Medicines That Contain Protein Lipid Enzymes And Other Medicines (AREA)

Abstract

The present disclosure relates to novel lipid compounds for delivering one or more biologically active molecules to a subject. The present application also relates to a composition or a nanoparticle comprising said lipid compounds, methods of preparing said lipid compounds, method of using said lipid compounds and use of said lipid compounds.

Description

IONIZABLE CATIONIC LIPID COMPOUNDS FOR DELIVERY OF BIOLOGICALLY ACTIVE AGENTS FIELD OF THE INVENTION
The present disclosure belongs to the field of drug delivery. Specifically, the present application relates to novel lipid compounds and nanoparticles comprising said lipid compounds for delivering one or more biologically active agents to a subject. Also provided are methods of preparing and using said lipid compounds and nanoparticles, as well as use of said lipid compounds and nanoparticles.
BACKGROUND
Nucleic acid-based therapeutics have enormous potential therapeutical application. These therapeutic nucleic acids include messenger RNA (mRNA) , antisense oligonucleotides, siRNA, miRNA, ribozymes, guide RNA, DNAzymes, plasmids, plasmids-based interfering nucleic acids, closed-end DNA, and aptamers. Different types of nucleic acids are currently being developed as therapeutics for the treatment of a number of diseases.
Some nucleic acids, such as mRNA, plasmids, closed-end DNA, can be used to express specific protein or enzyme, as would be useful in the treatment of, for example, single gene diseases related to deficiency or misfunction of such protein or enzyme. Nucleic acids encoding an antigen of a pathogen, including mRNA and DNA, could be used as vaccine for the prophylaxis of infectious diseases, such as COVID-19. Nucleic acids encoding one or more neoantigens could be used as tumor vaccines, which can effectively activate the body’s immune system to kill tumor cells, making individualized immunotherapy based on tumor neoantigens a new direction for the development of personalized immunotherapy for treating tumors.
Other nucleic acids can down-regulate or up-regulate intracellular levels of specific mRNA, which subsequently affect expression of specific cellular proteins. These nucleic acids, such as siRNAs and miRNAs, have extremely broad therapeutic applications. Targets may include mRNAs associated with disease-states, such as tumor suppressor, and mRNAs of infectious agents. Antisense oligonucleotide constructs have shown the ability to specifically down-regulate target proteins through degradation of the cognate mRNA. Nucleic acids such as miRNA inhibitors would be useful in the treatment of diseases related to deficiency of protein or enzyme.
Although nucleic acid-based therapeutics have enormous potential, effective delivery of these molecules to appropriate sites within a cell or organism are prerequisite to realize this potential. There are many challenges associated with the delivery of nucleic acids to achieve a desired response in a biological system. RNA molecules are susceptible to nuclease digestion in  plasma and have extremely short half-life. Furthermore, nucleic acids are impermeable to cell membrane due to its unique molecular characteristics. Thus, these molecules can hardly gain access to the intracellular compartment where the relevant translation machinery resides. Therefore, nucleic acids are usually considered have no druggability in its naked form. Improvement of delivery vehicle for nucleic acid is crucial for these molecules to fulfill their therapeutic potentials.
Nanoscale delivery vehicles, including lipid and polymeric nanoparticles have been used to facilitate the cellular uptake of the nucleotides and prevent their degradation in biological environment. Lipid nanoparticles formed from ionizable cationic lipids with other lipid components, such as neutral lipids, cholesterol, PEGylated lipids (PEG lipids) , and oligonucleotides have been proved to be one of the most potent delivery systems. Cationic lipids are critical for protecting the nucleic acid payload from degradation and facilitating intracellular delivery of the nucleic acid. The cationic lipids should be biodegradable, well-tolerated and provide an adequate therapeutic index.
In 2010, Semple et al. hypothesized that after endocytosis, the cationic lipid interacts with naturally occurring anionic phospholipids in the endosomal membrane, forming ion pairs that adopt non-bilayer structures and disrupt membranes. In isolation, cationic lipids and endosomal membrane anionic lipids such as phosphatidylserine adopt a cylindrical molecular shape, which is compatible with packing in a bilayer configuration. However, when cationic and anionic lipids are mixed together, they combine to form ion pairs where the cross-sectional area of the combined headgroup becomes smaller than that of the sum of individual headgroup areas in isolation. The ion pair therefore adopts a molecular ‘cone’s hape, which promotes the formation of inverted, non-bilayer phases such as the hexagonal HII phase. Such inverted phases do not support bilayer structure and are associated with membrane fusion and membrane disruption. As a result, the membrane of endosome can be lysed to allow the release of the payload, e.g. nucleic acids, into the cytoplasm. By using a rational lipid design strategy, the same group reported DLin-MC3-DMA (MC3) in 2012, which is also recited in PCT publication WO2010/054401A1 and was subsequently approved by FDA in 2018 for the delivery of siRNA (Patisiran, ) .
By following the above-mentioned rationale, increasing the endosomolytic behavior of LNPs is the central approach to improving delivery efficiency. With the MC3 LNP, a quantitative study showed that only 2~5 %of siRNA that were in endosomes actually escaped from endosomes into the cytosol (Gilleron, J. et al. Nat. Biotechnol. 31, 638–646. (2013) . Newer generation ionizable lipids often have more tails (or branches) versus two in MC3 to increase the  cone-shaped morphology of the ionizable lipid. SM-102 in Moderna’s SARS-CoV-2 product, for example, has three alkyl tails; and ALC-0315 in BioNTech’s approved BNT162b2 has four alkyl tails. These newer generation ionizable lipids therefore appear to achieve an endosomal release several folds higher as compared to MC3. Since these molecules have similar pKa as MC3, the augmented cone-shaped morphology is presumably the reason why LNPs that incorporate these ionizable lipids are more efficient delivery vehicles with greater endosomal release.
In spite of the known advantage of cone-shaped cationic lipids, cationic lipids with more than two tails show great diversity in chemical and physical characteristics. It remains unclear what kind of detailed structure, including the number and type of tails, would be more beneficial in enhancing the delivery efficiency and other properties of interest. Synthesis of cationic lipids with branched tails would be more complicated than synthesis of lipids having linear alkyl chains as the tail part. As such, there remains a need in developing cationic lipids which are easy to prepare and have desirable delivery efficiency.
SUMMARY OF THE INVENTION
The present inventors creatively developed a group of ionizable cationic lipids having at least one branching tail comprising an acetal group, in which the carbon atom of the acetal group serves as the branching point of the tail while the two ether oxygens of the acetal group are connected to two hydrocarbyl chains elongating from the branching point. This design enables for easy chemical synthesis and study of ionizable cationic lipids with complex structures, in particular hyperbranched tails, which would augment the cone-shaped morphology facilitating the formation of a hexagonal HII phase, and therefore increases intracellular delivery efficiency of biologically active agents (e.g., mRNA, ceDNA, gRNA) .
Therefore, in a first aspect, the present application provides a lipid compound, comprising an amino head group, and two fatty acid or fatty alkyl tails, wherein at least one tail is a branched tail comprising an acetal group, wherein the carbon atom of the acetal group serves as the branching point of the branched tail and the two ether oxygens of the acetal group are connected to two hydrocarbyl chains. In preferred embodiments, one or more of the hydrocarbyl chains are branched.
In some embodiments, the lipid compound of the first aspect is a compound having formula (I) , or a salt, tautomer, or stereoisomer thereof,
wherein: 1) m and p are independently selected from any integer ranging from 3 to 8; 2) n is selected from any integer ranging from 2 to 4; 3) X is a bond, -C (O) O-, -OC (O) -, -OC (O) O-, or a biodegradable group; 4) R1 is a hydrogen bond donor-containing group or hydrogen bond acceptor-containing group; 5) both of R2 are same and selected from C1-C12 alkyl, substituted C1-C12 alkyl, C2-C12 alkenyl, substituted C2-C12 alkenyl, C3-C12 cycloalkyl and substituted C3-C12 cycloalkyl and combinations of thereof; 6) R3 is: (a) selected from C4-C22 alkyl, substituted C4-C22 alkyl, C4-C22 alkenyl, substituted C4-C22 alkenyl, C3-C12 cycloalkyl, substituted C3-C12 cycloalkyl and combinations of thereof; or (b) an acetal group ofwherein both of R4 are same and selected from C1-C16 alkyl, substituted C1-C16 alkyl, C2-C16 alkenyl, substituted C2-C16 alkenyl, C3-C12 cycloalkyl, substituted C3-C12 cycloalkyl and combinations of thereof.
In some embodiments, the ionizable lipid of the first aspect has formula (II) , or a salt, tautomer, or stereoisomer thereof,
wherein q is selected from any integer ranging from 2 to 4.
In preferred embodiments, R2 of formula (I) and/or formula (II) is C7-C12 alkyl.
In some embodiments, R3 of said formula (I) is selected from C6-C12 alkyl, substituted C6-C12 alkyl, C6-C12 cycloalkyl, substituted C6-C12 cycloalkyl, C6-C12 alkenyl, substituted C6-C12 alkenyl and combinations of thereof.
In preferred embodiments, R3 is C7-C12 alkyl.
In preferred embodiments, at least one of R2 and/or R3 of formula (I) is a branched alkyl or alkenyl.
In preferred embodiments, each R2 has at least one carbon atom with hydrogen atom (s) substituted by one or two side chains.
In preferred embodiments, R3 has at least one carbon atom with hydrogen atom (s) substituted by one or two side chains.
In some embodiments, R3 is the same with R2.
In some embodiments, R4 of said formula (II) are independently selected from C2-C12 alkyl, substituted C2-C12 alkyl, C3-C12 cycloalkyl, substituted C3-C12 cycloalkyl, C2-C12 alkenyl, substituted C2-C12 alkenyl and combinations of thereof.
In preferred embodiments, R4 is C7-C12 alkyl.
In preferred embodiments, at least one of R2 and/or R5 of formula (II) is a branched alkyl or branched alkenyl.
In preferred embodiments, each R2 has at least one carbon atom with hydrogen atom (s) substituted by one or two side chains.
In preferred embodiments, each R4 has at least one carbon atom with hydrogen atom (s) substituted by one or two side chains.
In some embodiments, R4 is the same with R2.
In preferred embodiments, said carbon atom with hydrogen atom (s) substituted by one or two side chains is the second or more distant carbon atom counting from the junction.
In preferred embodiments, said one or two side chains are C1-C4 alkyls.
In some embodiments, each R2, R3 and/or each R4 is independently selected from one of the following formulas:

In some embodiments, R1 of Formula (I) or Formula (II) is selected from hydroxyalkyl group having 1 to 5 carbon atoms, or optionally substituted amino alkylenyl group having 1 to 6 carbon atoms. In specific embodiments, R1 is selected from one of the following formulae:
wherein o is selected from 1, 2, 3, 4, and 5.
In specific embodiments, the lipid compound having formula (II) is selected from a group consisting of Compounds 002-011 and 013-051 as shown in Table 1.
In specific embodiments, the lipid compound having formula (I) is selected from a group consisting of Compounds 052-103 as shown in Table 1.
In one embodiment, the compound of the first aspect is in a form of ionizable cationic lipid.
In a second aspect, the present application provides a lipid nanoparticle (LNP) comprising: the lipid compound of the first aspect, particularly as an ionizable cationic lipid; a neutral lipid, such as distearoylphosphatidylcholine (DSPC) or dioleoyl-phosphatidylethanolamine (DOPE) ; a steroid and analog thereof, such as cholesterol, sitosterol or stigmasterol; and a polymer conjugated lipid, such as a PEG lipid.
In some embodiments, the LNP is loaded with one or more biologically active molecules, such as one or more nucleic acid molecules. In some embodiments, said nucleic acid molecule is therapeutic or prophylactic nucleic acid molecule.
In a third aspect, the present application provides a pharmaceutical composition comprising the LNP of the second aspect.
In a fourth aspect, the present application provides a method of delivering a biologically active molecule to a cell of a subject, comprising administering the LNP of the second aspect  loaded with said biologically active molecule to the subject.
In a fifth aspect, the present application provides a method of treating or preventing a disease or disorder in a subject in need thereof, comprising administering a pharmaceutically effective amount of the LNP of the second aspect loaded with a therapeutic or prophylactic biologically active molecule to the subject.
In a sixth aspect, the present application provides use of the LNP of the second aspect or the pharmaceutical composition of the third aspect to treat and/or prevent a disease.
In a seventh aspect, the present application provides use of the LNP of the second aspect or the pharmaceutical composition of the third aspect in the manufacture of a medicament.
In an eighth aspect, the present application provides a method of preparing the lipid of the first aspect.
The lipid compounds of the present application are advantageous in providing high delivery efficiency as represented by an increased expression level of the delivered mRNA.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
The following is a brief description of the drawings, which are presented for the purposes of illustrating the exemplary embodiments disclosed herein and not for the purposes of limiting the same.
FIG. 1A-1D are schematic drawings showing the structure of conventional cationic lipids having a cylindrical shape versus the cationic lipids of the present application having a cone-shape. (A) conventional cationic lipid having a cylindrical shape; (B) cationic lipids having one or two branched tails; (C) cationic lipids having more complex tail structures and a cone-shaped structure; (D) lamellar phase formed by lipids with cylindrical shape versus hexagonal HII phase formed by lipids with cone shape.
FIG. 2 shows the expression level of mGFP mRNA delivered by the LNPs formed by the lipid compounds of the present application, as well as commercially available lipids SM-102 and MC3 in HEK293 cells. For comparison, the expression levels have been normalized to that of MC3 at respective dose (500ng or 1000ng) .
FIG. 3 shows the expression level of GFP mRNA delivered by the LNPs formed by the lipid compounds of the present application, as well as SM-102 and MC3 in HepG2 cells. For comparison, the expression levels have been normalized to that of MC3 at respective dose (500ng or 1000ng) .
FIG. 4 shows the serum expression level of EPO mRNA delivered by the LNPs formed by the lipid compounds of the present application, as well as MC3, in mouse following intravenous injection. For comparison, the expression levels have been normalized to that of  MC3 LNP.
FIG. 5 shows the bioluminescence image of luciferase mRNA loaded LNP (0.5 mg/kg) composed of Compound 002, 021 and 030 in comparison of MC3 and SM-102 based LNPs. Bioluminescence image was acquired at 6h and 24h post injection using IVIS imaging system.
FIG. 6 shows the serum expression level of EPO mRNA delivered by the LNPs formed by the different lipids, including 030, 059, 061, 062, 063 and 065, as well as MC3, in rat following intravenous injection.
FIG. 7 shows in vivo editing efficiency of TTR gene in mouse liver as measured by NGS following administration of sample LNP formulations with different ionizable compounds.
FIG. 8 shows in vivo editing efficiency of TTR gene in mouse liver as measured by NGS following administration of sample LNP formulations with different with different component ratios.
FIG. 9 shows in vivo editing efficiency of TTR gene in mouse liver as measured by NGS following administration of sample formulations composed of Compound 062 at different N/P ratio.
FIG. 10 shows in vivo editing efficiency of TTR gene in mouse liver as measured by NGS following administration of sample formulations at different dose level.
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
I. Definition
The term “lipid nanoparticle” or its abbreviation “LNP” used herein refers to a drug carrier on the order of nanometers and composed of one layer of lipids. In the context of the present application, the term “lipid nanoparticle” also contemplates “lipid-polymer hybrid nanoparticle” which include both lipid portions and hydrophobic polymer portions.
The term “lipid” refers to a group of organic compounds that are poorly soluble in water, while soluble in nonpolar solvents. Lipids include, but are not limited to, esters of fatty acids.
The term “cationic lipid” as used herein refers to positively charged amphiphiles consisting of a hydrophilic head group connected to a hydrophobic tail via a linker. Cationic lipid is positively charged so that it can bind to negatively charged molecules or entities such as membrane. Cationic lipids can be ionizable and/or biodegradable lipids, which are preferred for in vivo use due to higher transduction efficiency, less toxicity and improved biocompatibility.
The term “polymer conjugated lipid” refers to a molecule comprising a lipid portion and a polymer portion.
The term “PEGylated lipid” refers to a molecule comprising a lipid portion and a polyethylene glycol portion.
The term “neutral lipid” or “helper lipid” in the context of LNP is interchangeable and refers to lipids that are uncharged or stay in a neutral zwitterionic form at a selected pH.
The term “charged lipid” refers to lipids that are positively charged or negatively charged.
The term “alkyl” as used herein refers to a straight or branched hydrocarbon chain radical consisting solely of carbon and hydrogen atoms, which is saturated. A branched hydrocarbon chain can have more than one side chains or substituents.
The term “alkenyl” as used herein refers to a straight or branched hydrocarbon chain radical consisting solely of carbon and hydrogen atoms, which contains one or more double bonds.
The term “stereoisomers” refer to compounds consisting of the same atoms bonded by the same bonds but having different three-dimensional structures.
The term “tautomers” refer to structural isomers in which a proton shifts from one atom of a molecule to another atom of the same molecule.
The term “hydrogen bonding” refers to a noncovalent intermolecular interaction involving a hydrogen atom located between a pair of non-hydrogen atoms. A hydrogen bond is weaker than an ionic bond or covalent bond while stronger than van der Waals forces. One of the non-hydrogen atom pair is covalently bonded to a hydrogen and is referred as “hydrogen bond doner” or “H-bond donor” . The other atom of the pair is referred as “hydrogen bond acceptor” or “H-bond acceptor” . A H-bond donor atom can always be a H-bond acceptor atom. For example, H-bond donor can be the nitrogen of an amide, cyclic imide, sulfonamide, or the oxygen of a phenol or carboxyl group. For example, H-bond acceptor can be the nitrogen of an amine, imidazole, nitrile, or the oxygen of ether, ketone, amide or sulfoxide. In the context of the present application, the term “hydrogen bond donor-containing group” and the term “hydrogen bond acceptor-containing group” refer to a functional group containing the hydrogen bond doner atom and a functional group containing the hydrogen bond acceptor atom, respectively. For example, H-bond donor-containing functional group can be a group comprising hydroxyl, carboxyl and/or primary/secondary amide.
The term “nucleotide” , “oligonucleotide” and “nucleic acid” can be used interchangeable herein to refer to the base-sugar-phosphate unit consisting a nucleic acid sequence, e.g., a deoxyribonucleic acid (DNA) sequence or a ribonucleic acid (RNA) sequence.
The terms "peptide" , "polypeptide" and "protein" are used interchangeably herein to refer to a polymer of at least two amino acid residues linked by one or more peptide bonds.
The term “subject” as used herein refers to an individual, preferably a vertebrate, more preferably a non-human mammal or human. The non-human mammal can be rodents such as  murines, or non-human primates such as simians. The term “subject” may also encompass cells, tissues and progenies of a biological entity obtained in vivo or culture in vitro.
The phrase “effective amount” or “therapeutically effective amount” refers to the quantity of a composition, e.g., a composition comprising the LNP that is sufficient to result in a desired activity when being delivered to a subject in need thereof. Said desired activity may encompass delaying the manifestation of a disorder, arresting or delaying the progression of a disorder, or alleviating at least one symptom of a disorder.
II. Ionizable cationic lipids
The present application provides a group of new ionizable cationic lipids, which are suitable for preparing lipid nanoparticles.
Ionizable cationic lipids are essential components in lipid nanoparticle formulations. Typical structure of cationic lipids includes one or more amine group (s) which bear the positive charge. The ionizable cationic lipids can exist in a positively charged or neutral form depending on pH. The ionization of the cationic lipid affects the surface charge of the lipid nanoparticle under different pH conditions. This charge state can influence plasma protein absorption, blood clearance, and tissue distribution (Semple, S. C., et al., Adv. Drug Deliv Rev 32: 3-17 (1998) ) as well as the ability to form endosomolytic non-bilayer structures (Hafez, I. M., et al., Gene Ther 8: 1188-1196 (2001) ) critical to the intracellular delivery of nucleic acids.
The present application provides a lipid compound, comprising an amino head group, and two fatty acid or fatty alkyl tails, wherein at least one tail is a branched tail comprising an acetal group, wherein the carbon atom of the acetal group serves as the branching point of the branched tail and the two ether oxygens of the acetal group are connected to two hydrocarbyl chains.
In some embodiments, the ionizable cationic lipids of the present application is a compound having formula (I) , or a salt, tautomer, or stereoisomer thereof,
wherein: 1) m and p are independently selected from any integer ranging from 3 to 8; 2) n is selected from any integer ranging from 2 to 4; 3) X is a bond, -C (O) O-, -OC (O) -, -OC (O) O-, or a biodegradable group; 4) R1 is a hydrogen bond donor-containing group or hydrogen bond  acceptor-containing group; 5) both of R2 are same and selected from C1-C12 alkyl, substituted C1-C12 alkyl, C2-C12 alkenyl, substituted C2-C12 alkenyl, C3-C12 cycloalkyl and substituted C3-C12 cycloalkyl and combinations of thereof; 6) R3 is: (a) selected from C4-C22 alkyl, substituted C4-C22 alkyl, C4-C22 alkenyl, substituted C4-C22 alkenyl, C3-C12 cycloalkyl, substituted C3-C12 cycloalkyl and combinations of thereof; or (b) an acetal group ofwherein both of R4 are same and selected from C1-C16 alkyl, substituted C1-C16 alkyl, C2-C16 alkenyl, substituted C2-C16 alkenyl, C3-C12 cycloalkyl, substituted C3-C12 cycloalkyl and combinations of thereof.
In some embodiments, the lipid compound of the first aspect is a compound having formula (II) , or a salt, tautomer, or stereoisomer thereof,
wherein q is selected from any integer ranging from 2 to 4.
In the structure as shown by Formula (I) and Formula (II) , R1 and the central nitrogen atom (N) constitutes the head group of the lipid compound of the present application. Head group of a cationic lipid is positively charged at acidic environment and is essential for the delivery of nucleic acid payloads, as it interacts with the negatively charged phosphate groups of nucleic acids. Unlike double-stranded DNA or siRNA, in which only the phosphate backbone is exposed while the nucleobases are facing inward, mRNA has a more complex secondary structure, comprising single-and double-stranded regions with some nucleosides exposed to the surrounding environment, such as the solvent. Therefore, other interactions, such as hydrogen bonding, of the head group with the riboses and nucleobases of mRNA could contribute to an improved LNP expression. In the structure as shown by Formula (I) and Formula (II) , R1 serves to provide a set of hydrogen bond donors and/or acceptors with varying hydrogen-bonding ability in the head group.
H-bond donor-or acceptor-containing groups can be those comprising nitrogen (N) ,  oxygen (O) , carbon (C) or fluorine (F) atoms serving as H-bond donor or H-bond acceptor. Exemplary H-bond donor-or acceptor-containing groups may include but not limited to hydroxyl-containing group, carboxyl-containing group, carbonyl-containing group, amide, imide, sulfoxide, and sulfonamide.
In preferred embodiments of the present application, R1 is selected from a group consisting of following formulae:
wherein o is selected from 1, 2, 3, 4, and 5.
In specific embodiments, R1 isand o is selected from 2, 3, or 4, preferably 2.
In specific embodiments, R1 isand o is selected from 2, 3, or 4, preferably 2.
In specific embodiments, R1 isand o is selected from 2, 3, or 4, preferably 2.
Aside from the headgroup, the ionizable cationic lipid of the present application comprises two hydrophobic tails. At least one of the two tails is a branched tail, which comprises an acetal group connecting two identical branching chains, resulting in a "symmetric acetal" .
In the compound of formula (II) , both tails are symmetric acetals and are represented by R2 and R4 groups, respectively. R2 and R4 are each independently selected from C1-C12 alkyl, substituted C1-C12 alkyl, C2-C12 alkenyl, substituted C2-C12 alkenyl, C3-C12 cycloalkyl and substituted C3-C12 cycloalkyl. For each of substituted alkyl and substituted alkenyl, it can comprise one or more substituents selected from deuterium (–D) , cyano (–CN) , halo, imino (=NH) , nitro (–NO2) , oxo (=O) . In preferred embodiments, R2 and R4 are independently selected from C2-C12 alkyl, C3-C12 cycloalkyl and C2-C12 alkenyl, preferably C3-C10 alkyl, unbranched or branched. R2 and R4 can be same or different. In certain embodiments, R2 and/or R4 is linear alkyl. In preferred embodiments, at least one of R2 and/or R4 is branched. As a hyperbranched structure (see e.g. Fig. 1C) may augment the cone-shaped morphology, and therefore increase  intracellular delivery efficiency, it is preferred in the present application. Accordingly, both R2 and R4 are preferably branched. For example, R2 and/or R4 may have one or more side chains. In specific embodiments, R2 and R4 are independently selected from 2-methylhexyl or 2, 6-dimethyloctyl.
In the compound of formula (I) , only one tail is a symmetric acetal and is represented by R2 group. R2 is selected from C2-C12 alkyl, C3-C12 cycloalkyl and C2-C12 alkenyl, preferably C3-C10 alkyl, unbranched or branched. As a hyperbranched structure (see e.g. Fig. 1C) is preferred in the present application, R2 preferably is a branched chain. For example, R2 may have one or more side chains. In specific embodiments, R2 is selected from 2, 6-dimethyloctyl or 5-butylheptyl. For the other tail, it is preferred that R3 is also a branched chain, more preferably having two identical branching tails. In specific embodiments, R3 is selected from 5-butylheptyl or 4-propylhexyl.
The branched tail containing acetal group could easily been synthesized by conjugate R2-OH or R4-OH to the acetal group. In specific embodiments, the intermediate structure containing acetal group were synthesized using the following reactions:
In specific embodiments, R2-OH or R4-OH are branched alcohols, and the ionizable cationic lipid contains an hyperbranched structure. In specific embodiments, R2-OH or R4-OH are one of the following structures:
In specific embodiments, R2-OH or R4-OH are unsaturated alcohols, and the ionizable cationic lipid contains an unsaturated tail.
In the acetal-based branched tail, the part between the acetal branching position and the central nitrogen is referred as a “stem” region. The stem region comprises a linear chain comprising a biodegradable group.
The biodegradable group in the “stem” region can be -OC (O) -, -C (O) O-or -OC (O) O-. The biodegradable group can be cleaved in a biological environment. When the LNP formed by the cationic lipid comprising the biodegradable group (s) is delivered into a biological environment, such as into a living organism, the biodegradable groups facilitate the metabolism and clearance of the lipid components after the payload has been delivered.
The length of the stem region is determined by the chain length before and after the biodegradable group. In some embodiments, m and p in Formula (II) is independently 3, 4, 5, 6, 7 or 8. In preferred embodiments, m is 4, 5 or 6, p is 5, 6 or 7. In some embodiments, n and q in Formula (I) is independently 2, 3, or 4. In most preferred embodiment, m = 5, n = 2, p = 5 or 7, q = 2, and X is -C (=O) O-, and the ionizable cationic lipid have one of the following structures:
In formula (I) , only one of the two tails is acetal group containing branched tails. In some embodiments, n and q in Formula (I) is 2, 3, or 4. In most preferred embodiment, m = 5, n = 2,  and X is -C (=O) O-.
The compound of formula (II) has a non-acetal tail represented by following formula:
wherein p is any integer ranging from 2 to 9, X is a biodegradable group, such as -OC (O) -, -C (O) O-or -OC (O) O-.
In a more specific embodiment, p is 2, 5 or 7.
R3 is selected from C6-C22 alkyl, C6-C22 cycloalkyl or C6-C22 alkenyl, preferably C6-C12 alkyl, C6-C12 cycloalkyl or C6-C12 alkenyl, unbranched or branched.
R3 can be linear or branched. In some specific embodiments, R3 is a branched C6-C22 alkyl or a branched C6-C22 alkenyl, preferably a branched C6-C12 alkyl or a branched C6-C12 alkenyl. In some specific embodiments, when R3 is a branched alkyl or alkenyl, R3 could be the same with R2. In some specific embodiments, R3 is a linear C6-C22 alkyl or C6-C22 alkenyl, preferably a linear C8-C20 alkyl or a linear C8-C20 alkenyl, more preferably linear C9-C18 alkyl or linear C9-C18 alkenyl.
In specific embodiments, the lipid compound is selected from any one of following Compounds as shown in Table 1, including Compounds 002-011 and 013-051 which have a chemical structure of formula (II) , and Compounds 052-103 which have a chemical structure of formula (I) . In preferred embodiments, the lipid compound has a chemical structure of formula (II) and is selected from Compound 002 and Compound 030 in Table 1. In preferred embodiments, the lipid compound has a chemical structure of formula (I) and is selected from Compound 059, Compound 061, Compound 062, Compound 065 in Table 1.
Table 1. Chemical Structures of Representative Compounds
















Included in the present invention is the free form of the cationic lipids described herein, as well as pharmaceutically acceptable salts and stereoisomers thereof. The cationic lipid can be a protonated salt of the amine cationic lipid. The term “free form” refers to the amine cationic lipids in non-salt form. The free form may be regenerated by treating the salt with a suitable dilute aqueous base solution such as dilute aqueous NaOH, potassium carbonate, ammonia and sodium bicarbonate.
The compounds of the disclosure, or their pharmaceutically acceptable salts may contain one or more stereocenters and may thus give rise to enantiomers, diastereomers, and other stereoisomeric forms that may be defined, in terms of absolute stereochemistry, as (R) -or (S) -or, as (D) -or (L) -for amino acids. The present disclosure is meant to include all such possible isomers, as well as their racemic and optically pure forms. Optically active (+) and (-) , (R) -and (D) -, or (D) -and (L) -isomers may be prepared using chiral synthons or chiral reagents, or  resolved using conventional techniques, for example, chromatography and fractional crystallization. Conventional techniques for the preparation/isolation of individual enantiomers include chiral synthesis from a suitable optically pure precursor or resolution of the racemate (or the racemate of a salt or derivative) using, for example, chiral high pressure liquid chromatography (HPLC) . When the compounds described herein contain olefinic double bonds or other centers of geometric asymmetry, and unless specified otherwise, it is intended that the compounds include both E and Z geometric isomers. Likewise, all tautomeric forms are also intended to be included.
The pharmaceutically acceptable salts of the instant cationic lipids can be synthesized from the cationic lipids of this invention which contain a basic or acidic moiety by conventional chemical methods. Generally, the salts of the basic cationic lipids are prepared either by ion exchange chromatography or by reacting the free base with stoichiometric amounts or with an excess of the desired salt-forming inorganic or organic acid in a suitable solvent or various combinations of solvents. Similarly, the salts of the acidic compounds are formed by reactions with the appropriate inorganic or organic base.
III. Other lipid components of LNP
In addition to the ionizable cationic lipid, the lipid components comprised in the LNPs of the present application comprises a neutral lipid, a polymer conjugated lipid, and a steroid. In another embodiment, the lipid components further comprise a charged lipid.
Neutral lipid
The neutral lipid such as a phospholipid helps the LNP to bind to and cross the cell membrane. Exemplary neutral lipids include, but are not limited to, distearoyl-sn-glycero-phosphoethanolamine, distearoylphosphatidylcholine (DSPC) , dioleoylphosphatidylcholine (DOPC) , dipalmitoylphosphatidylcholine (DPPC) , dioleoylphosphatidylglycerol (DOPG) , dipalmitoylphosphatidylglycerol (DPPG) , dioleoyl-phosphatidylethanolamine (DOPE) , palmitoyloleoylphosphatidylcholine (POPC) , palmitoyloleoylphosphatidylethanolamine (POPE) , dioleoyl-phosphatidylethanolamine 4- (N-maleimidomethyl) -cyclohexane-1-carboxylate (DOPE-mal) , dipalmitoyl phosphatidyl ethanolamine (DPPE) , dimyristoylphosphoethanolamine (DMPE) , di stearoyl-phosphatidyl-ethanolamine (DSPE) , monomethyl-phosphatidylethanolamine (such as 16-O-monomethyl PE) , dimethyl-phosphatidylethanolamine (such as 16-0-dimethyl PE) , 18-1-trans PE, 1-stearoyl-2-oleoyl-phosphatidyethanolamine (SOPE) , hydrogenated soy phosphatidylcholine (HSPC) , egg phosphatidylcholine (EPC) , dioleoylphosphatidylserine (DOPS) , sphingomyelin (SM) ,  dimyristoyl phosphatidylcholine (DMPC) , dimyristoyl phosphatidylglycerol (DMPG) , di stearoylphosphatidylglycerol (DSPG) , dierucoylphosphatidylcholine (DEPC) , palmitoyloleyolphosphatidylglycerol (POPG) , dielaidoyl-phosphatidylethanolamine (DEPE) , lecithin, phosphatidylethanolamine, lysolecithin, lysophosphatidylethanolamine, phosphatidylserine, phosphatidylinositol, sphingomyelin, egg sphingomyelin (ESM) , cephalin, cardiolipin, phosphatidicacid, cerebrosides, dicetylphosphate, lysophosphatidylcholine, dilinoleoylphosphatidylcholine, or mixtures thereof. It is understood that other diacylphosphatidylcholine and diacylphosphatidylethanolamine phospholipids can also be used. The acyl groups in these lipids are preferably acyl groups derived from fatty acids having C10-C24 carbon chains, e.g., lauroyl, myristoyl, palmitoyl, stearoyl, or oleoyl. In various embodiments, the molar ratio of the ionizable cationic lipid to the neutral lipid ranges from about 2: 1 to about 8: 1, preferably 5: 1.
Polymer conjugated lipid
The polymer conjugated lipid can be a PEGylated lipid or PEG lipid. In various embodiments, the PEG lipid is a pegylated diacylglycerol (PEG-DAG) such as 1- (monomethoxy-polyethyleneglycol) -2, 3-dimyristoylglycerol (PEG-DMG) , a pegylated phosphatidylethanoloamine (PEG-PE) , a PEG succinate diacylglycerol (PEG-S-DAG) such as 4-O- (2′, 3′-di (tetradecanoyloxy) propyl-1-O- (ω-methoxy (polyethoxy) ethyl) butanedioate (PEG-S-DMG) , a pegylated ceramide (PEG-cer) , or a PEG dialkoxypropylcarbamate such as ω-methoxy (polyethoxy) ethyl-N- (2, 3-di (tetradecanoxy) propyl) carbamate or 2, 3-di (tetradecanoxy) propyl-N- (ω-methoxy (polyethoxy) ethyl) carbamate. In various embodiments, the molar ratio of the ionizable cationic lipid to the pegylated lipid ranges from about 100: 1 to about 20: 1.
Steroid
The steroid or steroid analogue. In certain embodiments, the steroid or steroid analogue is cholesterol, sitosterol or stigmasterol. In certain embodiments, the steroid or steroid analogue is cholesterol. In certain embodiments, the steroid or steroid analogue is beta-Sitosterol. In certain embodiments, the steroid or steroid analogue is Stigmastanol. In some of these embodiments, the molar ratio of the ionizable cationic lipid to cholesterol ranges from about 5: 1 to 1: 1, preferably 3: 1 to 1: 1.
In preferred embodiments, the nanoparticle of the present disclosure comprises the following in a mole ratio of 50: 10: 38.5: 1.5 or 40: 10: 48.5: 1.5:
(1) the cationic lipid of the present disclosure, preferable selected from Compounds 002-011 and 013-103 in Table 1;
(2) a neutral lipid selected from DSPC or DOPE;
(3) a steroid which is cholesterol; and
(4) polymer conjugated lipid which is PEG-DMG.
More preferably, the lipid compound of the present disclosure is Compound 002, Compound 030, Compound 059, Compound 061, Compound 062, Compound 065 in Table 1.
IV. Nucleic acid payload
The LNPs of the present application are particularly suitable for delivering nucleic acid molecules into cells.
The nucleic acid molecule can be either DNA or RNA or a mixture thereof, such as chimeric oligonucleotides. The nucleic acid molecule can comprise naturally occurring or modified polynucleotides. The nucleic acid molecule can be a coding sequence or non-coding sequence. The nucleic acid molecule can be DNA molecule such as plasmid DNA, closed-ended DNA or a mixture thereof. The nucleic acid molecule can be RNA molecule such as messenger RNA (mRNA) , guide RNA (gRNA) , a short interfering RNA (siRNA) , an RNA interference (RNAi) molecule, a microRNA (miRNA) , an antagomir, an antisense RNA, a ribozyme, a small hairpin RNA (shRNA) , or a mixture thereof.
Plasmid DNA or closed-ended DNA may have a lengths at a range of 500 to 500,000 base pairs. mRNA may have a length at a range of 200 to 100,000 base pairs. gRNA may have a length at a range of 30 to 1,000 base pairs. siRNAi, miRNA, or shRNA may have a length at a range of 15 to 1,000 base pairs.
The nucleic acid molecules can comprise modifications, such as one or more modifications to the backbone, one or more modifications to the base and/or one or more modifications to the sugar moiety.
V. Compound Synthesis
Compounds of the present disclosure can be prepared in a variety of ways using commercially available starting materials, compounds known in the literature, or from readily prepared intermediates, by employing standard synthetic methods and procedures either known to those skilled in the art, or which will be apparent to the skilled artisan in light of the teachings herein. Standard synthetic methods and procedures for the preparation of organic molecules and functional group transformations and manipulations can be obtained from the relevant scientific literature or from standard textbooks in the field.
The following descriptions of synthetic methods are designed to illustrate, but not to limit, general procedures for the preparation of compounds of the present disclosure. The compounds  of this disclosure having a structure of Formula (II) may be prepared according to the procedures illustrated in Scheme 1. The compounds of this disclosure having a structure of Formula (I) may be prepared according to the procedures illustrated in Schemes 2a and 2b. One of ordinary skill in the art will note that, during the reaction sequences and synthetic schemes described herein, the order of certain steps may be changed, such as the introduction and removal of protecting groups.
SCHEME 1
Scheme 1 provides an exemplary method for preparation of compounds of Formula (II) . R1, R2, and R4 in Scheme 1 are as defined herein. X is a reactive moiety selected to facilitate the desired reaction (e.g., halo) . Compound A-1, which contains an acetal group connecting to two branched tails via its two ether oxygens, is prepared using method as illustrated in Scheme 3 or prepared according to methods known in the art. Condensation reaction of A-1 and A-2 under appropriate conditions (e.g., using EDCI and DMAP) yields the product A-3. A-3 reacts with primary amine of A-4 under suitable conditions (e.g. heat) to afford A-5. A-5 is then reacted with another halide A-3 using appropriate conditions (e.g., DIEA and heat) to yield a compound of Formula (II) as shown.
SCHEME 2a
SCHEME 2b
Schemes 2a and 2b provide two exemplary methods for preparation of compounds of Formula (I) . R1, R2 and R3 in Scheme 2a and 2b are as defined herein. X is a reactive moiety selected to facilitate the desired reaction (e.g., halo) . Compound B-1 or C-1, which contains an acetal group connecting branched tails, is prepared using method as illustrated in Scheme 3 or prepared according to methods known in the art. Condensation reaction of B-1 and B-2 (or C-1 and C-2) under appropriate conditions (e.g., using EDCI and DMAP) yields the product B-3 (or C-3) . In Scheme 2a, B-3 reacts with primary amine of B-4 under suitable conditions (e.g. heat) to afford B-5. B-5 is then reacted with another halide B-6 using appropriate conditions (e.g., DIEA and heat) to yield a compound of Formula (I) as shown. In Scheme 2b, amine C-5 reacts with halide C-4 to afford compound C-6. C-6 is then reacted with another halide C-3 using  appropriate conditions (e.g., DIEA and heat) to yield a compound of Formula (I) as shown.
SCHEME 3
Scheme 3 provides an exemplary method for preparation of the intermediate containing an acetal group. Step 1 can take place in an organic solvent in presence of a catalyst (e.g. KHSO4, PPTS) at, e.g., an elevated temperature (such as at about 70-150 ℃, e.g., about 80 ℃) . Y is moiety that can be transferred to a carboxy group in step 2, for example, cyano group or ethyl ester group. In specific embodiment, Y is ethyl ester group, Step 1 can take place in presence of a base (e.g. NaOH) . In specific embodiment, Y is ethyl ester group, Step 1 can take place at, e.g., an elevated temperature (such as 110 ℃) , in presence of a base (e.g. NaOH, KOH) . Next, alcohol D-5 can be obtained from reacting with carboxy D-4 with a reducing agent (e.g. Lithium Aluminium Hydride) .
One of ordinary skill in the art will recognize that certain groups may require protection from the reaction conditions via the use of protecting groups. Protecting groups may also be used to differentiate similar functional groups in molecules.
Preferred protecting groups include, but are not limited to: TBS, benzyl, THP or Ac (for a hydroxyl moiety) ; benzyl ester, methyl ester, ethyl ester, or allyl ester (for carboxylic acids) ; Fmoc, Cbz, BOC, DMB, Ac, Bn, Tr, Ts, trifluoroacetyl, phthalimide, or benzylideneamine (for amines) ; and di-alkyl acetals such as dimethoxy acetal or diethyl acetyl (for aldehydes) .
In the reaction schemes described herein, multiple stereoisomers may be produced. When no particular stereoisomer is indicated, it is understood to mean all possible stereoisomers that could be produced from the reaction. A person of ordinary skill in the art will recognize that the reactions can be optimized to give one isomer preferentially, or new schemes may be devised to produce a single isomer. If mixtures are produced, techniques such as preparative thin layer chromatography, preparative HPLC, preparative chiral HPLC, or preparative SFC may be used to separate the isomers.
VI. Preparation of Nanoparticles
Nanoparticles can be made with mixing processes such as microfluidics and T-tube mixing of two fluid streams, one of which contains the therapeutic and/or prophylactic, and the other has the lipid components.
Lipid compositions are prepared by combining a cationic lipid, such as lipid compound according to formula (II) , helper lipids (such as DSPC) , a steroid (such as cholesterol) , and a PEG lipid (such as 1, 2-dimyristoyl-sn-glycerol methoxypolyethylene glycol, also known as DMG-PEG2000) at concentrations of about 5 mg/mL and 25 mg/mL in ethanol. Solutions should be refrigerated for storage at, for example, -80 ℃.
A composition comprising nanoparticles including a therapeutic and/or prophylactic and a lipid component can be prepared by combining the lipid solution with a solution including the therapeutic and/or prophylactic at a lipid component to therapeutic and/or prophylactic ratio (by weight) between about 10: 1about 20: 1. The lipid solution is injected using a microfluidic based system at flow rates between 0.25 mL/min and 2.0 mL/min into the therapeutic and/or prophylactic solution to produce a suspension with a water to ethanol ratio between about 3: 1.
For a nanoparticle composition including RNA (e.g. mRNA) or DNA (e.g. pDNA) , solutions of the RNA or DNA are diluted with 50 mM sodium citrate buffer at a pH between 3 and 4 to form a stock solution at concentrations of 0.1-0.5 mg/mL.
A nanoparticle composition can be subjected to further processing steps such as purification. For example, a nanoparticle composition can be subjected to dialysis to remove unwanted solvent such as ethanol and to achieve buffer exchange. Formulations were dialyzed twice against Tris-HCl Solution (20 mM, pH 7.4) at volumes about 2500 times that of the primary product using Slide-A-Lyzer cassettes (Thermo Fisher Scientific Inc., Rockford, Ill. ) with a molecular weight cutoff of 10 KD at 0-4 ℃ for 2 hours. Then 40%sucrose solution was added, the final nanoparticle composition solution of 0.03 mg/mL to and 0.1 mg/mL (mRNA or pDNA) are generally obtained and stored at -80 ℃.
VII. Characteristics of Nanoparticle Compositions
The physical and chemical properties of the lipid nanoparticle of the present application depend on the formulation of the LNPs.
For example, it has been found by the present inventors that the choice of the ionizable cationic lipid dramatically influences the size of the formulated LNPs. For example, the lipid nanoparticles have a mean diameter of from about 60 nm to about 350 nm, preferably 70 nm to 300 nm. In specific embodiments, the lipid nanoparticles have a mean diameter of about 60 nm,  about 70 nm, about 80 nm, about 90 nm, about 100 nm, 110 nm, 120 nm, 130 nm, 140 nm, 150 nm, 160 nm, 170 nm, 180 nm, 190 nm, 200 nm, 210 nm, 220 nm, 230 nm, 240 nm, 250 nm, 260 nm, 270 nm, 280 nm, 290 nm or 300 nm.
Polydispersity index (PDI) is a parameter describing the distribution of molecular weight of the particles in an LNP formulation. A lager PDI describes a broader distribution of molecular weight. For example, the PDI of the formulation can be 0.05 to 0.50, for example about 0.05, about 0.10, about 0.15, about 0.20, about 0.25, about 0.30, about 0.35, about 0.40, about 0.45, or about 0.50.
In some embodiments, the lipid nanoparticles are substantially non-toxic or having acceptable toxicity to the subject. For example, the lipid nanoparticles of the present application have a reduced liver toxicity as compared to nanoparticles comprising a different cationic lipid. The liver toxicity can be measured based known method in the art.
The lipid nanoparticle of the present disclosure can provide desirable transduction efficiency, which can be measured by e.g. the amount or expression level of the payload. In preferred embodiments, the lipid nanoparticles of the present application provide a comparable or increased amount of payload or expression of payload as compared to a nanoparticle comprising a different cationic lipid.
VIII. Uses
The LNP formed by the ionizable cationic lipid and loaded with nucleic acid molecules may have diverse uses, depending on the type and function of the nucleic acid molecules.
For example, the LNPs can be used for treating a disease or disorder. In some embodiments, the disease or disorder is caused by insufficiency of a protein, and the LNP comprises nucleic acid molecule encoding for the protein.
For example, the LNPs can be used for preventing a disease or disorder. For example, the LNPs can be formed as a vaccine, in which the nucleic acid molecule encodes for an antigen, such as an antigen derived from a pathogen, e.g. a bacterium, a fungi, or a virus, or an antigen derived from tumor cell, e.g. tumor associated antigen.
For example, the LNPs can be used for treating a disease or disorder by affecting expression of specific cellular proteins. In some embodiments, the LNPs comprise nucleic acids, such as siRNAs and miRNAs, which down-regulate or up-regulate intracellular levels of target mRNA associated with a disease state. For example, the target mRNA can be the mRNA of a tumor suppressor or mRNAs of infectious agents.
For example, the LNPs can be used for treating a disease or disorder by affecting  expression of specific cellular proteins via genome editing. In some embodiments, to treat a disease or disorder caused by or related to a certain mutation, which for example causes loss-of-function or gain-of-toxicity of a protein, the LNPs may comprise nucleic acid molecule encoding for genome editing tool. For example, the LNPs can be used to deliver mRNA of a nuclease, e.g. Cas nuclease, and/or a guide RNA, so as to conduct nuclease-mediated gene editing.
EXAMPLES
Example 1. Synthesis of Compounds
1. General Considerations
All solvents and reagents used were obtained commercially and used as such unless noted otherwise. 1H NMR spectra were recorded in CDCl3, at 400 MHz instrument. Chemical shifts are reported as parts per million (ppm) relative to TMS (0.00) for 1H.
The procedures described below are useful in the synthesis of Compounds 002-118.
The following abbreviations are employed herein.
ACN: Acetonitrile
LAH: Lithium Aluminum Hydride
DCM: Dichloromethane
DMAP: 4-Dimethylaminopyridine
DIEA: Diisopropylethylamine
EDCI: 1-Ethyl-3- (3-dimethylaminopropyl) carbodiimide
PPTS: Pyridinium p-toluenesulfonate
RT: Room Temperature
THF: Tetrahydrofuran
TLC: Thin-layer chromatography
2. Synthesis of exemplary compounds
Compound 002: bis (3, 3-bis ( (5-methylhexyl) oxy) propyl) 6, 6'- ( (2-hydroxyethyl) azanediyl) dihexanoate
Synthesis of 5-methylhexan-1-ol
A mixture of Mg (26.2 g, 1.08 mol, 5 eq) and I2 (1.10 g, 4.3 mmol, 869 uL, 0.02 eq) in THF (120 mL) was added the solution of 1-bromo-2-methylpropane (147 g, 1.08 mol, 117 mL, 5 eq) in THF (120 mL) at 30 ℃ and the reaction mixture was stirred at 25 ℃ for 2 h. The mixture was added to 3-bromopropan-1-ol (30 g, 215.84 mmol, 19.4 mL, 1 eq) in THF (120  mL) and dilithium; tetrachlorocopper (2-) (0.1 M, 129.50 mL, 0.06 eq) . The mixture was stirred at 25 ℃ for 12 h under N2 atmosphere. The mixture was added to the HCl (0.1 M, aq. 500 mL) . The residue was diluted with H2O 300 mL and extracted with EtOAc (1L and 500 mL) . The combined organic layers were washed with brine 300 mL, dried over Na2SO4, filtered and concentrated under reduced pressure to give a residue. The residue was purified by column chromatography (SiO2, Petroleum ether/Ethyl acetate=100/1 to 10/1) . 5-methylhexan-1-ol (16 g, 137 mmol, 63.7%yield) was obtained as yellow oil. 1H NMR (400 MHz CDCl3) δ 3.66 (t, J =6.6 Hz, 2H) , 1.48 -1.66 (m, 3H) , 1.29 -1.43 (m, 2H) , 1.17 -1.25 (m, 2H) , 0.89 (d, J = 6.6 Hz, 6H)
Synthesis of ethyl 3, 3-diethoxypropanoate
To a solution of ethyl 3, 3-diethoxypropanoate (5 g, 26.28 mmol, 5.11 mL, 1 eq) in 5-methylhexan-1-ol (12.2 g, 105.1 mmol, 4 eq) was added KHSO4 (178 mg, 1.31 mmol, 77.1 uL, 0.05 eq) . The mixture was stirred at 75 ℃ for 12 h. The mixture was evaporated to dryness. The residue was purified by column chromatography (SiO2, Petroleum ether/Ethyl acetate=100/1 to 10/1) . Ethyl 3, 3-bis ( (5-methylhexyl) oxy) propanoate (5.8 g, crude) was obtained as colourless oil.
To a solution of ethyl 3, 3-bis ( (5-methylhexyl) oxy) propanoate (5 g, 15.13 mmol, 1 eq) in EtOH (10 mL) , H2O (10 mL) and THF (10 mL) was added NaOH (1.21 g, 30.2 mmol, 2 eq) . The mixture was stirred at 20 ℃ for 12 h. The pH value of the reaction was acidified with aq. HCl (0.1 M) to 4~5 at 20℃. The mixture was extracted with EtOAc 50 mL, dried over Na2SO4, filtered and concentrated under reduced pressure to give a residue. The residue was purified by column chromatography (SiO2, Petroleum ether/Ethyl acetate=100/1 to 50/1) . 3, 3-bis ( (5-methylhexyl) oxy) propanoic acid (3 g, 9.92 mmol, 65.5%yield) was obtained as yellow oil. 1H NMR (400 MHz CDCl3) δ 4.92 (t, J = 5.6 Hz, 1H) , 3.58 -3.72 (m, 2H) , 3.45 -3.56 (m,  2H) , 2.73 (d, J = 5.5 Hz, 2H) , 1.48 -1.63 (m, 6H) , 1.34 (td, J = 7.5, 15.4 Hz, 4H) , 1.13 -1.24 (m, 4H) , 0.88 (d, J = 6.5 Hz, 12H) .
To a solution of 3, 3-bis ( (5-methylhexyl) oxy) propanoic acid (3 g, 9.92 mmol, 1 eq) in THF (9 mL) was added LAH (376.47 mg, 9.92 mmol, 1 eq) in THF (9 mL) at 0 ℃. The mixture was stirred at 20 ℃ for 12 h. The mixture was added H2O (0.3mL) , NaOH (aq. 15%, 0.3 mL) and H2O (0.9 mL) at 0℃ and stirred for 0.5 h. The mixture was filtered and concentrated under reduced pressure to give a residue. Without purification. 3, 3-bis ( (5-methylhexyl) oxy) propan-1-ol (1.3 g, 4.51 mmol, 45.4%yield) was obtained as yellow oil. 1H NMR (400 MHz CDCl3) δ 4.67 (t, J = 5.4 Hz, 1H) , 3.75 (br t, J = 5.1 Hz, 2H) , 3.64 (td, J = 6.7, 9.4 Hz, 2H) , 3.46 (td, J = 6.7, 9.1 Hz, 2H) , 2.58 (br s, 1H) , 1.90 (q, J = 5.4 Hz, 2H) , 1.47 -1.65 (m, 6H) , 1.27 -1.43 (m, 4H) , 1.14 -1.26 (m, 4H) , 0.83 -0.95 (m, 12H)
Synthesis of 3, 3-bis ( (5-methylhexyl) oxy) propyl 6-bromohexanoate
To a solution of 3, 3-bis ( (5-methylhexyl) oxy) propan-1-ol (1.3 g, 4.51 mmol, 1 eq) and 6-bromohexanoic acid (1.05 g, 5.41 mmol, 1.2 eq) in DCM (6 mL) was added EDCI (950.32 mg, 4.96 mmol, 1.1 eq) and DMAP (110.11 mg, 901.32 umol, 0.2 eq) . The mixture was stirred at 20 ℃ for 12 h. The mixture was evaporated to dryness. The residue was purified by column chromatography (SiO2, Petroleum ether/Ethyl acetate=100/1 to 10/1) . 3, 3-bis ( (5-methylhexyl) oxy) propyl 6-bromohexanoate (1.7 g, 3.65 mmol, 81.0%yield) was obtained as yellow oil. 1H NMR (400 MHz CDCl3) δ 4.61 (t, J = 5.7 Hz, 1H) , 4.16 (t, J = 6.5 Hz, 2H) , 3.55 -3.64 (m, 2H) , 3.36 -3.49 (m, 4H) , 2.33 (t, J = 7.5 Hz, 2H) , 1.80 –2.02 (m, 4H) , 1.66 (quin, J = 7.6 Hz, 2H) , 1.43 -1.60 (m, 8H) , 1.26 -1.42 (m, 4H) , 1.13 -1.24 (m, 4H) , 0.88 (d, J = 6.6 Hz, 12H)
Synthesis of 3, 3-bis ( (5-methylhexyl) oxy) propyl 6- ( (2-hydroxyethyl) amino) hexanoate
To a solution of 2-aminoethan-1-ol (50 mg, 818 umol, 49.5 uL, 1 eq) and 3, 3-bis ( (5-methylhexyl) oxy) propyl 6-bromohexanoate (419.15 mg, 900.4 umol, 1.1 eq) in EtOH (2 mL) . The mixture was stirred at 80 ℃ for 12 h. The reaction mixture was partitioned  between EtOAc 100 mL and H2O 50 mL. The organic phase was separated, washed with NaHCO3 (aq) 100 mL, dried over Na2SO4, filtered and concentrated under reduced pressure to give a residue. Without purification. 3, 3-bis ( (5-methylhexyl) oxy) propyl 6- ( (2-hydroxyethyl) amino) hexanoate (364 mg, 816 umol, 99.7%yield) was obtained as yellow oil.
Synthesis of Compound 002
To a solution of 3, 3-bis ( (5-methylhexyl) oxy) propyl 6- ( (2-hydroxyethyl) amino) hexanoate (364 mg, 816 umol, 1 eq) and 3, 3-bis ( (5-methylhexyl) oxy) propyl 6-bromohexanoate (380 mg, 816 umol, 1 eq) in EtOH (4 mL) was added DIEA (211 mg, 1.63 mmol, 284 uL, 2 eq) . The mixture was stirred at 80 ℃ for 12 h. The reaction mixture was partitioned between EtOAc 100 mL and H2O 50 mL. The organic phase was separated, washed with NaHCO3 (aq) 100 mL, dried over Na2SO4, filtered and concentrated under reduced pressure to give a residue. The residue was purified by column chromatography (procuct Rf = 0.60) (SiO2, Petroleum ether/Ethyl acetate=100/1 to 0/1) . Compound 002 (117 mg, 140 umol, 17.2%yield) was obtained as yellow oil. 1H NMR (400 MHz CDCl3) δ 4.60 (t, J = 5.8 Hz, 2H) , 4.15 (t, J = 6.5 Hz, 4H) , 3.52 -3.64 (m, 6H) , 3.43 (td, J = 6.7, 9.2 Hz, 4H) , 2.61 (br s, 2H) , 2.49 (br s, 4H) , 2.31 (t, J = 7.4 Hz, 4H) , 1.95 (q, J = 6.4 Hz, 4H) , 1.42 -1.72 (m, 23H) , 1.41 -1.13 (m, 22H) , 0.88 (d, J = 6.6 Hz, 24H)
Compound 003: bis (3, 3-bis ( (5-methylhexyl) oxy) propyl) 5, 5'- ( (2-hydroxyethyl) azanediyl) dipentanoate
Compound 003 was prepared analogously to compound 002 but using 5-bromopentanoic  acid instead of 6-bromohexanoic acid. 1H NMR (400 MHz CDCl3) δ 4.61 (t, 2H) , 4.20-4.05 (m, 4H) , 3.63-3.47 (m, 10H) , 2.66-2.52 (m, 6H) , 2.35-2.27 (m, 4H) , 2.04-1.95 (m, 4H) , 1.73-1.17 (m, 36H) , 0.92-0.78 (m, 24H) .
Compound 004: bis (3, 3-bis ( (4-methylhexyl) oxy) propyl) 6, 6'- ( (2-hydroxyethyl) azanediyl) dihexanoate
Compound 004 was prepared analogously to compound 002 starting from 4-methylhexan-1-ol. 1H NMR (400 MHz CDCl3) δ 4.62 (t, 2H) , 4.20-4.01 (m, 4H) , 3.67-3.49 (m, 10H) , 2.66-2.52 (m, 6H) , 2.35-2.27 (m, 4H) , 2.00-1.94 (m, 4H) , 1.73-1.17 (m, 40H) , 0.91-0.81 (m, 24H) .
Compound 005: bis (3, 3-bis ( (3-methylhexyl) oxy) propyl) 6, 6'- ( (2-hydroxyethyl) azanediyl) dihexanoate
Compound 005 was prepared analogously to compound 002 starting from 3-methylhexan-1-ol. 1H NMR (400 MHz CDCl3) δ 4.63 (t, 2H) , 4.20-3.85 (m, 4H) , 3.77-3.59 (m, 10H) , 2.56-2.42 (m, 6H) , 2.32-2.17 (m, 4H) , 2.00-1.92 (m, 4H) , 1.78-1.16 (m, 40H) , 0.89-0.80 (m, 24H) .
Compound 006: bis (3, 3-bis (heptan-2-yloxy) propyl) 6, 6'- ( (2-hydroxyethyl) azanediyl) dihexanoate
Compound 006 was prepared analogously to compound 002 starting from heptan-2-ol. 1H NMR (400 MHz CDCl3) δ 4.73 (t, 2H) , 4.40-4.31 (m, 4H) , 3.87-3.51 (m, 6H) , 2.56-2.42 (m, 6H) , 2.32-2.17 (m, 4H) , 1.98-1.90 (m, 4H) , 1.78-1.16 (m, 44H) , 0.89-0.80 (m, 24H) .
Compound 007: bis (3, 3-bis ( (5-methylhexyl) oxy) propyl) 6, 6'- ( (4-hydroxybutyl) azanediyl) dihexanoate
Synthesis of 3, 3-bis ( (5-methylhexyl) oxy) propyl 6- ( (4-hydroxybutyl) amino) hexanoate
To a solution of 3, 3-bis ( (5-methylhexyl) oxy) propyl 6-bromohexanoate (0.5 g, 1.07 mmol, 1.0 eq) and 4-aminobutan-1-ol (957 mg, 10.7 mmol, 997 uL, 10.0 eq) in EtOH (5 mL) was added at 25℃, then the mixture was stirred at 90℃ for 1 hr. The reaction mixture was poured into water (10 mL) and extracted with EtOAc (10 mL, 5 mL, 3 mL) , The combined organic layers were washed with brine (3 mL) , dried over Na2SO4, filtered and concentrated under reduced pressure to give 3, 3-bis ( (5-methylhexyl) oxy) propyl 6- ( (4-hydroxybutyl) amino) hexanoate (0.6 g, crude) as a colorless oil.
Synthesis of Compound 007
To a solution of 3, 3-bis ( (5-methylhexyl) oxy) propyl 6- ( (4-hydroxybutyl) amino) hexanoate (0.6 g, 1.27 mmol, 1.0 eq) and 3, 3-bis ( (5-methylhexyl) oxy) propyl 6-bromohexanoate (590 mg, 1.27 mmol, 1.0 eq) in EtOH (5 mL) was added DIEA (327 mg, 2.53 mmol, 441 uL, 2.0 eq) at 25℃, then the mixture was stirred at 90℃for 12 hrs. The reaction mixture was poured into water (10 mL) and extracted with EtOAc (10 mL, 5 mL, 5 mL) , The combined organic layers were washed with (brine 3 mL) , dried over Na2SO4, filtered and concentrated under reduced pressure to give a residue. The residue was purified by column chromatography (SiO2, Petroleum ether/Ethyl acetate = 10/1 to EtOAc/MeOH = 5/1) to give compound 007 (0.2 g, 213 umol, 16.8%yield, 91.8%purity) as a yellow oil. 1H NMR (400 MHz CDCl3) δ 4.61 (t, J = 5.6 Hz, 2H) , 4.15 (t, J = 6.8 Hz, 4H) , 3.55-3.62 (m, 6H) , 3.41-3.46 (m, 4H) , 2.58-2.67 (m, 3H) , 2.43-2.47 (m, 6H) , 2.29-2.34 (m, 14H) , 2.23 (d, J = 2.8 Hz, 6H) , 1.95 (q, J = 6.4 Hz, 4H) , 1.61-1.68 (m, 9H) , 1.49-1.59 (m, 16H) , 1.31-1.39 (m, 13H) , 1.18-1.26 (m, 11H) , 0.87-0.89 (m, 24H) .
Compound 008: bis (3, 3-bis ( (4-ethylhexyl) oxy) propyl) 6, 6'- ( (2-hydroxyethyl) azanediyl) dihexanoate
Synthesis of 4-ethylhexan-1-ol
A 500 mL three-necked round bottom flask equipped with or magnetic stirrer, addition funnel and thermometer. A mixture of Mg (19.2 g, 792 mmol, 4.95 eq) and I2 (812 mg, 3.20 mmol, 645 μL, 0.02 eq) in THF (120 mL) was added dropwise the solution of 3- (bromomethyl) pentane (132 g, 800 mmol, 132 mL, 5.0 eq) in THF (120 mL) at 50 ℃ and the reaction mixture was stirred at 50 ℃ for 30 mins. The mixture was added to 2-bromoethan-1-ol (20.0 g, 160 mmol, 11.3 mL, 1.0 eq) and CuCl2 (LiCl) 2 (1.0 M, 9.60 mL, 0.06 eq) in THF (120 mL) . The mixture was stirred at 20 ℃ for 12 hrs under N2 atmosphere. The mixture was added to the NH4Cl (aq 500 mL) at 0 ℃ and extracted with EtOAc (300mL, 150 mL) . The combined organic layers were washed with brine (50.0 mL) , dried over Na2SO4, filtered and concentrated under reduced pressure to give a residue. The residue was purified by column chromatography (SiO2, Petroleum ether: Ethyl acetate=60/1 to 40/1) . 4-ethylhexan-1-ol (18.0 g, 138 mmol, 86.4%yield) was obtained as yellow oil. 1H NMR: 400 MHz, CDCl3, δ 3.63 (t, J = 6.8 Hz, 2 H) , 1.51 -1.57 (m, 2 H) , 1.26 -1.45 (m, 8 H) , 1.19 -1.21 (m, 1 H) , 0.90 (t, J = 7.2 Hz, 1 H) , 0.85 (t, J = 7.2 Hz, 5 H) .
Synthesis of compound 008
Compound 008 was prepared analogously to compound 002 starting from 4-ethylhexan-1-ol. Compound 008 (73.9%purity) was obtained as yellow oil. 1H NMR: 400 MHz, CDCl3, δ 4.60 (t, J = 5.6 Hz, 2 H) , 4.15 (t, J = 6.4 Hz, 4 H) , 3.55 -3.60 (m, 5 H) , 3.39 -3.45 (m, 4 H) , 2.32 (t, J = 7.6 Hz, 4 H) , 1.93 -1.97 (m, 4 H) , 1.47 -1.72 (m, 26 H) , 1.15 -1.45 (m, 31 H) , 1.15 -1.23 (m, 4 H) , 0.82 -0.90 (m, 23 H) .
Compound 009: bis (3, 3-bis ( (3-propylhexyl) oxy) propyl) 6, 6'- ( (2-hydroxyethyl) azanediyl) dihexanoate
Synthesis of 3-propylhexan-1-ol
Step 1: Triethyl phosphonoacetate (7.8 g, 34 mmol) in THF (12.5 mL) was slowly added to 60%sodium hydride, in oil, (1.4 g, 34 mmol) in dry THF (10 mL) at 0℃. The suspension was stirred for 1 h and then 4-heptanone (3.9 g, 34 mmol) in THF (12.5 mL) was slowly added. The solution was stirred for an hour and quenched with water. The solution was extracted with diethyl ether, and the organic layer was dried and concentrated. The crude was purified by flash chromatography (SiO2, Petroleum ether/Ethyl acetate=10/1 to 1/1) to give alkene (3.0 g, 16.3 mmol, 48%) as a yellowish liquid.
Step 2: The alkene (1.5 g, 8.1 mmol) was hydrogenated in ethyl acetate with a catalytic amount (ca. 100 mg) of Pd/C for 3 h using a balloon filled with hydrogen gas. The solution was filtered through celite and concentrated to give the alkane (1.3 g, 7.2 mmol, 89%) as a clear liquid.
Step 3: The ester (1.3 g, 7.0 mmol, 1 eq) in diethyl ether was added slowly to lithium aluminum hydride (292 mg, 7.7 mol 1.1 eq) suspended in diethyl ether at 0℃. The suspension was stirred at room temperature for 2-3 h and then cooled to 0℃. Water (1 mL per g of LAH) was added, followed by 15%sodium hydroxide (1 mL per g of LAH) and water (3 mL per g of LAH) . The solution was stirred for a few minutes at room temperature, filtered through a celite  pad, washed with diethyl ether, dried, and concentrated to give the alcohol. Flash chromatography was used to purify the product giving a clear liquid (798 mg, 5.5 mmol, 79%) . 1H NMR (400 MHz CDCl3) δ 3.64 (q, 2H) , 2.47 (t, 1H) , 1.58-1.48 (m, 2H) , 1.49-1.17 (m, 10H) , 0.96-0.82 (m, 6H) .
Synthesis of compound 009
Compound 009 was prepared analogously to compound 002 starting from 3-propylhexan-1-ol. 1H NMR (400 MHz CDCl3) δ 4.66 (t, 2H) , 4.10-3.81 (m, 4H) , 3.78-3.41 (m, 10H) , 2.55-2.41 (m, 6H) , 2.32-2.12 (m, 4H) , 2.00-1.95 (m, 4H) , 1.79-1.15 (m, 56H) , 0.88-0.78 (m, 24H) .
compound 010: bis (3, 3-bis ( (3, 5, 5-trimethylhexyl) oxy) propyl) 6, 6'- ( (2-hydroxyethyl) azanediyl) dihexanoate
Compound 010 was prepared analogously to compound 002 starting from 3, 5, 5-trimethylhexan-1-ol. Compound 010 (99.9 %purity) was obtained as a yellow oil. 1H NMR (400 MHz CDCl3) δ 4.60 (t, J = 5.6 Hz, 2H) , 4.15 (t, J = 6.8 Hz, 4H) , 3.68 (t, J = 4.8 Hz, 2H) , 3.57-3.63 (m, 4H) , 3.42-3.47 (m, 4H) , 2.76 (t, J = 4.8 Hz, 2H) , 2.65 (t, J = 7.2 Hz, 4H) , 2.31 (t, J = 7.6 Hz, 4H) , 1.95 (q, J = 6.4 Hz, 4H) , 1.58-1.69 (m, 16H) , 1.33-1.46 (m, 9H) , 1.21-1.26 (m, 4H) , 1.05-1.10 (m, 4H) , 0.90-0.94 (m, 46H) .
Compound 011: bis (4, 4-bis (heptyloxy) butyl) 5, 5'- ( (2- hydroxyethyl) azanediyl) dipentanoate
Synthesis of 4, 4-bis (heptyloxy) butan-1-ol
To a solution of 4, 4-dimethoxybutanenitrile (9.0 g, 69.8 mmol, 1.0 eq) and heptan-1-ol (24.3 g, 210 mmol, 3.0 eq) in Tol. (70 mL) was added PPTS (878 mg, 3.5 mmol, 0.05 eq) at 25℃, then the mixture was stirred at 120℃ for 12 hrs. The mixture was concentrated under reduced pressure to give a residue. The residue was purified by column chromatography (SiO2, Petroleum ether/Ethyl acetate = 1/0 to 60/1) to give 4, 4-bis (heptyloxy) butanenitrile (16.6 g, 55.8 mmol, 80%yield) as a colorless oil. To a solution of 4, 4-bis (heptyloxy) butanenitrile (10 g, 33.6 mmol, 1.0 eq) in EtOH (30 mL) was added KOH (3 M, 33.6 mL, 3.0 eq) at 25℃, then the mixture was stirred at 110℃ for 12 hrs. The pH value of the reaction was adjusted to around 4-5 with aq. HCl (1 M) at 0℃. The mixture was extracted with Petroleum ether (50 mL x 4) and concentrated under reduced pressure to give a residue. The residue was purified by column chromatography (SiO2, Petroleum ether/Ethyl acetate = 10/1 to 1/1) to give 4, 4-bis (heptyloxy) butanoic acid (9.5 g, crude) as a colorless oil.
To a solution of 4, 4-bis (heptyloxy) butanoic acid (8 g, 25.3 mmol, 80%purity, 1.0 eq) in THF (55 mL) at 0℃, then LiAlH4 (767 mg, 20.2 mmol, 1.2 eq) was added the mixture and stirred at 25℃ for 3 hrs. Water (0.8 mL) , 15%aq. NaOH (0.8 mL) and water (2.4 mL) was dropwise the reaction solution at 0℃, then Na2SO4 added the mixture and stirred at 25℃ for 15 mins. The mixture was filtered and the filter cake concentrated under reduced pressure to give 4, 4-bis(heptyloxy) butan-1-ol (4.8 g, 15.8 mmol, 78%yield) as a colorless oil. 1H NMR (400 MHz CDCl3) δ 4.66 (t, 1H) , 3.74 (t, 2H) , 3.66-3.63 (m, 2H) , 3.48-3.42 (m, 2H) , 1.93-1.86 (m, 2H) , 1.72-1.32 (m, 22H) , 0.88 (t, 6H) .
Synthesis of compound 011
Compound 011 was prepared using similar procedure as for compound 002, but using 4, 4-bis (heptyloxy) butan-1-ol instead of 3, 3-bis ( (5-methylhexyl) oxy) propan-1-ol. Compound 011 was a colorless oil. 1H NMR (400 MHz CDCl3) δ 4.63 (t, 2H) , 4.18-3.83 (m, 4H) , 3.77-3.59 (m, 10H) , 2.57-2.41 (m, 6H) , 2.32-1.92 (m, 8H) , 1.78-1.16 (m, 52H) , 0.89-0.80 (m, 12H) .
Compound 013: bis (3, 3-bis (heptyloxy) propyl) 6, 6'- ( (2-hydroxyethyl) azanediyl) dihexanoate
Synthesis of 3, 3-bis (heptyloxy) propan-1-ol
To a solution of aheptan-1-ol (12.2 g, 105 mmol, 14.9 mL, 4.0 eq) and ethyl 3, 3-diethoxypropanoate (5.0 g, 26.3 mmol, 5.11 mL, 1.0 eq) was added KHSO4 (179 mg, 1.31 mmol, 77.1 uL, 0.05 eq) . The reaction was stirred at 75 ℃ for 12 h. The residue was diluted with water (50.0 mL) and extracted with EtOAc (100 mL *2) . The combined organic layers were washed with brine (30.0 mL) , dried over, filtered and concentrated under reduced pressure to give a residue. The residue was purified by column chromatography (SiO2, Petroleum ether/Ethyl acetate=60/1 to 50/1) . Ethyl 3, 3-bis (heptyloxy) propanoate (10.0 g, 30.3 mmol, 57.6%yield) was obtained as yellow oil.
To a solution of Ethyl 3, 3-bis (heptyloxy) propanoate (10.0 g, 30.3 mmol, 1.0 eq) in THF (60.0 mL) was added LAH (1.15 g, 30.3 mmol, 1.0 eq) at 0℃. The reaction was stirred at 20 ℃ for 2 h. The reaction mixture was quenched by addition water (1.00 mL) at 0℃, 15%NaOH with solvent (1.00 mL) , and water (3.00 mL) . The combined organic layers were added MgSO4, filtered and concentrated under reduced pressure to give a residue. The crude product was used into the next step without further purification. 3, 3-bis (heptyloxy) propan-1-ol (6.00 g, crude) was obtained as a colourless oil. 1H NMR: 400 MHz, CDCl3, δ 4.66 (t, J = 5.6 Hz, 1 H) , 3.74 (t, J = 5.2 Hz, 2 H) , 3.60 -3.66 (m, 2 H) , 3.42 -3.48 (m, 2 H) , 1.87 -1.91 (m, 2 H) , 1.55 -1.61 (m, 4 H) , 1.22 -1.32 (m, 16 H) , 0.88 (t, J = 6.4 Hz, 6 H) .
Synthesis of 3, 3-bis (heptyloxy) propyl 6-bromohexanoate
To a solution of 3, 3-bis (heptyloxy) propan-1-ol (3.00 g, 10.4 mmol, 1.0 eq) and 6-bromohexanoic acid (2.43 g, 12.5 mmol, 1.2 eq) in DCM (18.0 mL) was added EDCI (2.99 g, 15.6 mmol, 1.5 eq) and DMAP (254 mg, 2.08 mmol, 0.2 eq) at 0 ℃. The reaction was stirred at 20℃ for 12h. The residue was diluted with water (20.0 mL) and extracted with EtOAc (20.0 mL*3) . The combined organic layers were washed with brine (10.0 mL) , dried over, filtered and concentrated under reduced pressure to give a residue. The residue was purified by column chromatography (SiO2, Petroleum ether/Ethyl acetate=60/1 to 40/1) . 3, 3-bis (heptyloxy) propyl 6-bromohexanoate (1.80 g, 3.87 mmol, 37.2%yield) was obtained as yellow oil. 1H NMR (400 MHz CDCl3) δ 4.60 (t, J = 5.6 Hz, 1 H) , 4.15 (t, J = 6.4 Hz, 2 H) , 3.55 -3.61 (m, 2 H) , 3.39 -3.45 (m, 4 H) , 2.32 (t, J = 7.2 Hz, 2 H) , 1.86 -1.97 (m, 4 H) , 1.50 -1.68 (m, 8 H) , 1.28 -1.36 (m, 15 H) , 0.87 -0.90 (m, 6 H) .
Synthesis of compound 013
To a solution of 3, 3-bis (heptyloxy) propyl 6-bromohexanoate (1.80 g, 3.87 mmol, 1.0 eq) in ACN (7.8 mL) was added 2-aminoethanol (708 mg, 11.6 mmol, 702 uL, 3.0 eq) . The reaction was stirred at 90 ℃ for 4 h. The residue was diluted with water (5.00 mL) and extracted with EtOAc (10.0 mL *3) . The combined organic layers were washed with brine (5.00 mL) , dried over, filtered and concentrated under reduced pressure to give a residue. The residue was purified by column chromatography (SiO2, Petroleum ether/Ethyl acetate=5/1 to 10/1) . Compound 013 (100 mg, 118 umol, 3.05%yield, 98%purity) was obtained as yellow oil. 3, 3-bis (heptyloxy) propyl 6- ( (2-hydroxyethyl) amino) hexanoate (1.00 g, crude) was a by-product. 1H NMR (400 MHz CDCl3) δ 4.60 (t, J = 6.0 Hz, 2 H) , 4.14 (t, J = 6.4 Hz, 4 H) , 3.53 -3.61 (m, 7 H) 3.41-3.45 (m, 4 H) 2.57 (t, J = 5.2 Hz, 3 H) , 2.45 (t, J = 7.6 Hz, 5 H) , 2.30 (t, J = 7.2 Hz, 5 H) , 1.94 -1.97 (m, 5 H) , 1.42 -1.67 (m, 23 H) , 1.28 -1.35 (m, 39 H) , 0.89 (t, J = 6.8 Hz, 12 H) .
Compound 014: bis (3, 3-bis ( (3-methylheptyl) oxy) propyl) 6, 6'- ( (2-hydroxyethyl) azanediyl) dihexanoate
Synthesis of 3-methylheptan-1-ol
Step 1: Triethyl phosphonoacetate (7.8 g, 34.0 mmol) in THF (12.5 mL) was slowly added to 60%sodium hydride, in oil, (1.4 g, 34.0 mmol) in dry THF (10 mL) at 0℃. The suspension was stirred for 1 h and then 2-hexanone (3.4 g, 34.0 mmol) in THF (12.5 mL) was slowly added. The solution was stirred for an hour and quenched with water. The solution was extracted with diethyl ether, and the organic layer was dried and concentrated. The crude was purified by flash chromatography eluting with Petroleum ether/Ethyl acetate = 100: 1 to give alkene (1.7 g, 9.9 mmol) as a yellowish liquid in 29%yield.
Step 2: The alkene (1.5 g, 8.8 mmol) was hydrogenated in ethyl acetate with a catalytic amount of Pd/C (ca. 150 mg) for 3 h using a balloon filled with hydrogen gas. The solution was filtered through celite and concentrated to give the alkane (1.38 g, 8.0 mmol) as a clear liquid in 91%yield.
Step 3: The ester (1.3 g, 7.5 mmol, 1 eq) in diethyl ether was added slowly to lithium aluminum hydride (285 mg, 7.5 mmol, 1.1 eq) suspended in diethyl ether at 0℃. The suspension was stirred at room temperature for 2-3 h and then cooled to 0℃. Water (1 mL per g of LAH) was added, followed by 15%sodium hydroxide (1 mL per g of LAH) and water (3 mL per g of LAH) . The solution was stirred for a few minutes at room temperature, filtered through a celite pad, washed with diethyl ether, dried, and concentrated to give the alcohol. Flash chromatography was used to purify the product giving a clear liquid (850 mg, 6.5 mmol) in 87%yield. 1H NMR (400 MHz CDCl3) δ 3.74 (t, 2H) , 1.56-1.12 (m, 9H) , 0.89-0.84 (m, 6H) .
Synthesis of compound 014
Compound 014 was prepared analogously to compound 002 starting from 3-methylheptan-1-ol. 1H NMR (400 MHz CDCl3) δ 4.65 (t, 2H) , 4.18-3.81 (m, 4H) , 3.76-3.53 (m, 10H) , 2.55-2.42 (m, 6H) , 2.31-2.11 (m, 4H) , 2.00-1.90 (m, 4H) , 1.78-1.16 (m, 48H) , 0.89-0.80 (m, 24H) .
Compound 015: bis (3, 3-bis ( (3-ethylheptyl) oxy) propyl) 6, 6'- ( (2-hydroxyethyl) azanediyl) dihexanoate
Synthesis of 3-ethylheptan-1-ol
Step 1: Triethyl phosphonoacetate (7.8 g, 34 mmol) in THF (12.5 mL) was slowly added to 60%sodium hydride, in oil, (1.4 g, 34 mmol) in dry THF (10 mL) at 0℃. The suspension was stirred for 1 h and then 3-heptanone (3.9 g, 34 mmol) in THF (12.5 mL) was slowly added. The solution was stirred for an hour and quenched with water. The solution was extracted with diethyl ether, and the organic layer was dried and concentrated. The crude was purified by flash chromatography eluting with hexanes/diethyl ether (99: 1) to give alkene (1.1 g, 5.8 mmol) as a yellowish liquid in 17%yield.
Step 2: The alkene (1.0 g, 5.4 mmol, 1.0 eq) was hydrogenated in ethyl acetate with a 10% (w/w) of Pd/C for 3 h using a balloon filled with hydrogen gas. The solution was filtered through celite and concentrated to give the alkane (940 mg, 5.0 mmol. ) as a clear liquid in 93%yield. Step 3: The ester (900 mg, 4.8 mmol, 1 eq) in diethyl ether was added slowly to lithium aluminum hydride (182 mg, 4.8 mol, 1.1 eq) suspended in diethyl ether at 0℃. The suspension was stirred at room temperature for 2-3 h and then cooled to 0℃. Water (0.2 mL) was added, followed by 15%sodium hydroxide (0.2 mL) and water (0.6 mL) . The solution was stirred for a few minutes at room temperature, filtered through a celite pad, washed with diethyl ether, dried, and concentrated to give the alcohol. Flash chromatography was used to purify the product giving a clear liquid (602 mg, 4.2 mmol) in 87%yield. 1H NMR (400 MHz CDCl3) δ 3.68 (t, J = 7.2 Hz, 2H) , 1.53-1.55 (m, 2H) , 1.19-1.34 (m, 9H) , 0.85-0.92 (m, 6H) .
Synthesis of compound 015
Compound 015 was prepared analogously to compound 002 starting from 3-ethylheptan-1-ol. 1H NMR (400 MHz CDCl3) δ 4.61 (t, 2H) , 4.13-3.82 (m, 4H) , 3.78-3.51 (m, 10H) , 2.52-2.42 (m, 6H) , 2.31-2.13 (m, 4H) , 2.02-1.93 (m, 4H) , 1.79-1.13 (m, 56H) , 0.89-0.75 (m, 24H) .
Compound 016: bis (3, 3-bis ( (5-ethylheptyl) oxy) propyl) 6, 6'- ( (2-hydroxyethyl) azanediyl) dihexanoate
Synthesis of 5-ethylheptan-1-ol
To a solution of 3-bromopropan-1-ol (10 g, 71.9 mmol, 6.51 mL, 1.0 eq) in THF (70 mL) was added CuCl2. (LiCl) 2 (1 M, 71.9 mL, 1.0 eq) at 25℃, then the reaction stirred at 25℃ for 0.5 hrs. The 3- (bromomethyl) pentane (1 M, 216 mL, 3.0 eq) was dropwise to the mixture at 25℃, then the mixture was stirred at 25℃ for 12 hrs. The mixture was added to the aq. NH4Cl (200 mL) . The residue was diluted with H2O (150 mL) and extracted with EtOAc (100 mL, 50 mL, 30 mL) . The combined organic layers were washed with brine (20 mL) , dried over Na2SO4, filtered and concentrated under reduced pressure to give a residue. The residue was purified by column chromatography (SiO2, Petroleum ether/Ethyl acetate = 100/1 to 10/1) to give 5-ethylheptan-1-ol (9.1 g, 63.0 mmol, 87.6%yield) as colorless oil. 1H NMR (400 MHz CDCl3) δ 3.64 (t, J = 6.4 Hz, 2H) , 1.52-1.59 (m, 2H) , 1.24-1.43 (m, 12H) , 1.13-1.19 (m, 1H) , 0.90 (t, J = 6.8 Hz, 1H) , 0.84 (t, J = 7.2 Hz, 6H) .
Synthesis of Compound 016
Compound 016 was prepared analogously to compound 002 starting from 5-ethylheptan-1-ol. Compound 016 was obtained as a yellow oil. 1H NMR (400 MHz CDCl3) δ 4.60 (t, J = 6.0 Hz, 2H) , 4.15 (t, J = 6.4 Hz, 4H) , 3.56-3.62 (m, 5H) , 3.40-3.46 (m, 4H) , 2.62 (brs, 2H) , 2.50 (brs, 4H) , 2.31 (t, J = 7.6 Hz, 4H) , 1.95 (q, J = 6.4 Hz, 4H) , 1.52-1.68 (m, 16H) , 1.22-1.9 (m, 36H) , 1.15-1.19 (m, 4H) , 0.84 (t, J = 7.2 Hz, 24H) .
Compound 017: bis (3, 3-bis ( (4-propylheptyl) oxy) propyl) 6, 6'- ( (2-hydroxyethyl) azanediyl) dihexanoate
Synthesis of 4-propylheptan-1-ol
Step 1: To a solution of heptan-4-one (20 g, 175 mmol, 24.6 mL, 1.0 eq) in THF (140 mL) was dropped added 3-bromoprop-1-ene (1 M, 263 mL, 1.5 eq) at 0℃, then the reaction stirred at 25℃ for 12 hrs. The reaction mixture was poured into water (100 mL) and extracted with EtOAc (100 mL, 50 mL, 30 mL) , The combined organic layers were washed with brine (20 mL) , dried over Na2SO4, filtered and concentrated under reduced pressure to give 4-propylhept-1-en-4-ol (28.6 g, crude) as yellow oil.
Step 2: To a solution of 4-propylhept-1-en-4-ol (36.6 g, 234 mmol, 1.0 eq) in THF (245 mL) was added BH3. THF (1 M, 234 mL, 1.0 eq) at 0℃, 3hrs later NaOH (3 M, 156 mL, 2.0 eq) and H2O2 (48.3 g, 426 mmol, 40.9 mL, 30%purity, 1.82 eq) was added the mixture at 0℃, then the reaction solution was stirred at 25℃ for 12 hrs . The reaction mixture was poured into water (200 mL) and extracted with EtOAc (200 mL, 100 mL, 50 mL) , The combined organic layers were washed with brine (50 mL) and aq. Na2S2O3 (50 mL) , dried over Na2SO4, filtered and concentrated under reduced pressure to give a residue. The residue was purified by column chromatography (SiO2, Petroleum ether/Ethyl acetate = 10/1 to 0/1) to give 4-propylheptane-1, 4-diol (23.1 g, 132 mmol, 56.5%yield) as a colorless oil.
Step 3: To a solution of 4-propylheptane-1, 4-diol (23.1 g, 133 mmol, 1.0 eq) in DCM (160 mL) was added Ac2O (40.6 g, 398 mmol, 37.4 mL, 3.0 eq) , then Py (20.9 g, 265 mmol, 21.4 mL, 2.0 eq) was added the mixture at 0℃, the reaction solution was stirred at 25℃ for 3 hrs. The reaction mixture was poured into water (50 mL) and extracted with EtOAc (50 mL, 50 mL, 30 mL) , The combined organic layers were washed with brine (10 mL) , dried over Na2SO4, filtered and concentrated under reduced pressure to give a residue. The residue was purified by column chromatography (SiO2, Petroleum ether/Ethyl acetate = 1/0 to 50/1) to give 4-hydroxy-4-propylheptyl acetate (28 g, 129 mmol, 97.6%yield) as a colorless oil.
Step 4: To a solution of 4-hydroxy-4-propylheptyl acetate (28 g, 129 mmol, 1.0 eq) , in DCM (195 mL) was added BF3. Et2O (45.9 g, 324 mmol, 39.8 mL, 2.5 eq) at 0 ℃, then the mixture was stirred at 25℃ for 0.5 hrs. The pH value of the reaction was adjusted to around 7-8 with aq. Na2CO3 at 0 ℃. The mixture was extracted with DCM (100 mL, 50 mL, 50 mL) and concentrated under reduced pressure to give a residue. The residue was purified by column  chromatography (SiO2, Petroleum ether/Ethyl acetate = 1/0 to 1/1) to give 4-propylhept-3-en-1-yl acetate (23.6 g, 119 mmol, 91.9%yield) as a colorless oil.
Step 5: To a solution of 4-propylhept-3-en-1-yl acetate (23.6 g, 119 mmol, 1.0 eq) in THF (200 mL) was added Pd/C (2.36 g, 2.22 mmol, 10%purity) under N2. The suspension was degassed under vacuum and purged with H2 several times. The mixture was stirred under H2 (30 psi) at 25℃ for 12 hrs. The mixture was filtered and concentrated under reduced pressure to give 4-propylheptyl acetate (22.6 g, 112 mmol, 94.8%yield) as a colorless oil.
Step 6: To a solution of 4-propylheptyl acetate (22.6 g, 113 mmol, 1.0 eq) in MeOH (70 mL) and H2O (70 mL) was added LiOH (5.40 g, 226 mmol, 2.0 eq) at 0℃, then the mixture was stirred at 25℃ for 3 hrs. The reaction mixture was poured into water (50 mL) and extracted with EtOAc (100 mL, 50 mL, 30 mL) , The combined organic layers were washed with brine (20 mL) , dried overNa2SO4, filtered and concentrated under reduced pressure to give a residue. The residue was purified by column chromatography (SiO2, Petroleum ether/Ethyl acetate = 1/0 to 1/1) to give 4-propylheptan-1-ol (14 g, 88.4 mmol, 78.4%yield) as a colorless oil. 1H NMR: (400 MHz CDCl3) δ 3.63 (t, J = 6.8 Hz, 2H) , 1.31-1.55 (m, 2H) , 1.24-1.29 (m, 13H) , 0.89 (t, J = 6.8 Hz, 6H) .
Synthesis of Compound 017
Compound 017 was prepared analogously to compound 002 starting from 4-propylheptan-1-ol. Compound 017 was obtained as a yellow oil. 1H NMR (400 MHz CDCl3) δ 4.60 (t, J = 6.0 Hz, 2H) , 4.15 (t, J = 6.4 Hz, 4H) , 3.54-3.60 (m, 6H) , 3.38-3.44 (m, 4H) , 2.60 (brs, 2H) , 2.48 (brs, 4H) , 2.31 (t, J = 7.6 Hz, 4H) , 1.94 (q, J = 6.4 Hz, 4H) , 1.46-1.68 (m, 17H) , 1.18-1.35 (m, 49H) , 0.88 (t, J = 6.8 Hz, 24H) .
Compound 018: bis (3, 3-bis ( (4-isopropylcyclohexyl) methoxy) propyl) 6, 6'- ( (2-hydroxyethyl) azanediyl) dihexanoate
Compound 018 was prepared analogously to compound 002 starting from (4-isopropylcyclohexyl) methanol. 1H NMR (400 MHz CDCl3) δ 4.67 (t, 2H) , 4.11-3.81 (m, 4H) , 3.78-3.51 (m, 10H) , 2.53-2.41 (m, 6H) , 2.32-2.12 (m, 4H) , 1.98-1.93 (m, 4H) , 1.92-1.13 (m, 56H) , 0.89-0.75 (m, 24H) .
Compound 019: bis (3, 3-bis ( (3-butylheptyl) oxy) propyl) 6, 6'- ( (2-hydroxyethyl) azanediyl) dihexanoate
Synthesis of 3-butylheptan-1-ol
Step 1: to a solution of NaH (14.1 g, 351 mmol, 60%purity, 1.0 eq) in THF (1576 mL) was added ethyl 2- (diethoxyphosphoryl) acetate (78.8 g, 352 mmol, 69.7 mL, 1.0 eq) in dropwise at 0 ℃. The reaction was warmed at 20 ℃ and stirred for 1 h until there was no bubbles formed, and then add nonan-5-one (25.0 g, 176 mmol, 0.5 eq) . The reaction was stirred at 75 ℃ for 12 h. The reaction mixture was quenched by addition water (400 mL) and extracted with EtOAc (500 mL*2) . The combined organic layers were washed with brine (100 mL) , dried over, filtered and concentrated under reduced pressure to give a residue. The residue was purified by column chromatography (SiO2, Petroleum ether/Ethyl acetate=4/1) . ethyl 3-butylhept-2-enoate (32.0 g, crude) was obtained as yellow oil. 1H NMR (400 MHz CDCl3) δ 5.62 (s, 1 H) , 5.26 -5.36 (m, 1 H) , 4.10 -4.17 (m, 2 H) , 3.03 (s, 1 H) , 2.97 -2.98 (m, 1 H) , 2.57 -2.61 (m, 1 H) , 2.00 -2.16 (m, 3 H) , 1.25 -1.48 (m, 10 H) , 0.88 -0.94 (m, 6 H) .
Step 2: To a solution of Pd/C (3.20 g, 4.71 mmol, 10%purity) in EtOH (160 mL) was added ethyl 3-butylhept-2-enoate (16.0 g, 75.4 mmol, 1.0 eq) . The reaction was degassed and purged by H2 several times, stirred at 25 ℃ for 12 h under H2 (50 psi) . H NMR showed the starting material was consumed completely. The two reactions was combined to work up. The  reaction mixture was filtered, the filterate cake was washed with THF (1.00 L) and concentrated under reduced pressure to give a residue. The crude product was used into the next step without further purification. Ethyl 3-butylheptanoate (29.0 g, 135 mmol, 89.8%yield) was obtained as yellow oil. 1H NMR (400 MHz CDCl3) δ 4.10 -4.15 (m, 2 H) , 2.23 (d, J = 6.88 Hz, 2 H) , 1.82 -1.86 (m, 1 H) , 1.24 -1.32 (m, 14 H) , 0.87 -0.91 (m, 6 H) .
Step 3: To a solution of LAH (5.14 g, 135 mmol, 1.0 eq) in THF (290 mL) was added Ethyl 3-butylheptanoate (29.0 g, 135 mmol, 1.0 eq) at 0 ℃. The reaction was stirred at 20 ℃ for 2 h. The reaction mixture was quenched by addition water (6.00 mL) at 0℃, 15%NaOH with solvent (6.00 mL) , and water (18.0 mL) . The combined organic layers were added MgSO4, filtered and concentrated under reduced pressure to give a residue. The crude product was used into the next step without further purification. 3-butylheptan-1-ol (23.0 g, crude) was obtained as yellow oil. 1H NMR (400 MHz CDCl3) δ 3.67 (t, J = 6.8 Hz, 2 H) , 1.51 -1.56 (m, 2 H) , 1.35 -1.45 (m, 1 H) , 1.26 -1.31 (m, 13 H) , 0.90 (t, J = 6.8 Hz, 6 H) .
Synthesis of 3, 3-bis ( (3-butylheptyl) oxy) propan-1-ol
To a solution of ethyl 3, 3-diethoxypropanoate (6.5 g, 34.2 mmol, 6.65 mL, 1.0 eq) and 3-butylheptan-1-ol (23.0 g, 133 mmol, 3.91 eq) was added KHSO4 (232 mg, 1.71 mmol, 100 uL, 0.05 eq) . The reaction was stirred at 75 ℃ for 12 h. The residue was diluted with water (50.0 mL) and extracted with EtOAc (100 mL, 50.0 ml) . The combined organic layers were washed with brine (20.0 mL) , dried over, filtered and concentrated under reduced pressure to give a residue. The residue was purified by column chromatography (SiO2, Petroleum ether/Ethyl acetate=60/1 to 50/1) . 3-butylheptyl 3, 3-bis ( (3-butylheptyl) oxy) propanoate (3.6 g, 6.33 mmol, 18.5%yield) . 1H NMR (400 MHz CDCl3) δ 4.94 (d, J = 4.4 Hz, 1 H) , 4.12 -4.16 (m, 2 H) , 3.58 -3.63 (m, 2 H) , 3.48 -3.52 (m, 2 H) , 2.64 (d, J = 6.00 Hz, 2 H) , 1.50 -1.55 (m, 5 H) , 1.40 -1.43 (m, 3 H) , 1.20 -1.31 (m, 35 H) , 0.86 -0.91 (m, 18 H) .
To a solution of LAH (240 mg, 6.33 mmol, 1.0 eq) in THF (25.2 mL) was added 3-butylheptyl 3, 3-bis ( (3-butylheptyl) oxy) propanoate (3.60 g, 6.33 mmol, 1.0 eq) at 0 ℃. The reaction was stirred at 20 ℃ for 2h. The reaction mixture was quenched by addition water (0.50 mL) at 0℃, 15%NaOH with solvent (0.50 mL) , and water (1.50 mL) . The combined organic layers were added MgSO4, filtered and concentrated under reduced pressure to give a residue. The crude product was used into the next step without further purification. 3, 3-bis ( (3- butylheptyl) oxy) propan-1-ol (2.60 g, crude) was obtained as yellow oil. 1H NMR (400 MHz CDCl3) δ 4.66 (t, J = 5.2 Hz, 1 H) , 3.73 -3.76 (m, 2 H) , 3.62 -3.69 (m, 3 H) , 3.44 -3.50 (m, 2 H) , 1.87 -1.91 (m, 2 H) , 1.51 -1.57 (m, 6 H) , 1.41 -1.43 (m, 3 H) , 1.26 -1.31 (m, 35 H) , 0.85 -0.91 (m, 18 H) .
Synthesis of compound 019
Compound 019 was prepared analogously to compound 002 starting from 3, 3-bis ( (3-butylheptyl) oxy) propan-1-ol. Compound 019 was obtained as yellow oil. 1H NMR (400 MHz CDCl3) δ 4.59 (t, J = 5.6 Hz, 2 H) , 4.14 (t, J = 6.4 Hz, 4 H) , 3.53 -3.63 (m, 4 H) , 3.42 -3.47 (m, 4 H) , 2.44 -2.62 (m, 4 H) , 2.31 (t, J = 7.6 Hz, 4 H) , 1.88 -1.97 (m, 5 H) , 1.59 -1.68 (m, 5 H) , 1.50 -1.55 (m, 11 H) , 1.41 (br s, 5 H) , 1.25 -1.31 (m, 50 H) , 0.89 (t, J = 6.4 Hz, 24 H) .
Compound 020: bis (3, 3-bis ( (3-butylheptyl) oxy) propyl) 5, 5'- ( (2-hydroxyethyl) azanediyl) dipentanoate
Compound 020 was prepared analogously to compound 002 starting with 5-bromopentanoic acid and 3, 3-bis ( (3-butylheptyl) oxy) propan-1-ol. 1H NMR (400 MHz CDCl3) δ 4.60 (t, J = 5.6 Hz, 2 H) , 4.12 (t, J = 6.4 Hz, 4 H) , 3.51 -3.82 (m, 6 H) , 3.41 -3.47 (m, 4 H) , 2.45 -2.62 (m, 4 H) , 2.31 (t, J = 7.6 Hz, 4 H) , 1.88 -1.97 (m, 5 H) , 1.59 -1.68 (m, 5 H) , 1.50 - 1.55 (m, 11 H) , 1.41 (br s, 5 H) , 1.25 -1.31 (m, 46 H) , 0.89 (t, J = 6.4 Hz, 24 H) .
Compound 021: bis (3, 3-bis (octyloxy) propyl) 6, 6'- ( (2-hydroxyethyl) azanediyl) dihexanoate
Synthesis of 3, 3-bis (octyloxy) propan-1-ol
To a solution of 3, 3-diethoxypropanenitrile (10 g, 69.8 mmol, 10.5 mL, 1.0 eq) and octan-1-ol (27.3 g, 210 mmol, 33.1 mL, 3.0 eq) in Tol. (70 mL) was added PPTS (878 mg, 3.49 mmol, 0.05 eq) at 25℃, then the mixture was stirred at 120℃ for 12 hrs. The mixture was concentrated under reduced pressure to give a residue. The residue was purified by column chromatography (SiO2, Petroleum ether/Ethyl acetate = 1/0 to 60/1) to give 3, 3-bis (octyloxy) propanenitrile (15.8 g, 50.7 mmol, 72.6%yield) as a colorless oil. 1H NMR (400 MHz CDCl3) δ 4.78 (t, J = 5.6 Hz, 1H) , 3.61-3.64 (m, 2H) , 3.49-3.53 (m, 2H) , 2.66 (d, J = 5.6 Hz, 2H) , 1.56-1.64 (m, 4H) , 1.28-1.38 (m, 21H) , 0.89 (t, J = 6.4 Hz, 6H) .
To a solution of 3, 3-bis (octyloxy) propanenitrile (10.8 g, 34.7 mmol, 1.0 eq) in EtOH (30 mL) was added KOH (3 M, 34.7 mL, 3.0 eq) at 25℃, then the mixture was stirred at 110℃ for 12 hrs. The pH value of the reaction was adjusted to around 4-5 with aq. HCl (1 M) at 0℃. The mixture was extracted with Petroleum ether (50 mL x 4) and concentrated under reduced pressure to give a residue. The residue was purified by column chromatography (SiO2, Petroleum ether/Ethyl acetate = 100/1 to 0/1) to give 3, 3-bis (octyloxy) propanoic acid (9.5 g, crude) as a colorless oil. 1H NMR (400 MHz CDCl3) δ 12.2 (brs, 1H) , 4.79-4.82 (m, 1H) , 4.31 (t, J = 4.8 Hz, 1H) , 3.32-3.42 (m, 4H) , 2.51 (d, J = 7.2 Hz, 2H) , 1.29-1.41 (m, 4H) , 1.25-1.28 (m, 21H) , 1.09 (t, J = 6.0 Hz, 2H) , 0.86 (t, J = 6.8 Hz, 6H) .
To a solution of 3, 3-bis (octyloxy) propanoic acid (8 g, 19.4 mmol, 80%purity, 1.0 eq) in THF (55 mL) at 0℃, then LiAlH4 (882 mg, 23.2 mmol, 1.2 eq) was added the mixture and stirred at 25℃ for 3 hrs. Water (0.1 mL) , 15%aq. NaOH (0.1 mL) and water (0.3 mL) was dropwise the reaction solution at 0℃, then Na2SO4 added the mixture and stirred at 25℃ for 15 mins. The mixture was filtered and the filter cake concentrated under reduced pressure to give 3, 3-bis (octyloxy) propan-1-ol (5.1 g, 16.1 mmol, 83.2%yield) as a colorless oil. 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 4.66 (t, J = 5.6 Hz, 1H) , 3.73-3.76 (m, 2H) , 3.62-3.64 (m, 2H) , 3.44-3.46 (m, 2H) , 2.58 (t, J = 5.6 Hz, 1H) , 1.87-1.91 (m, 2H) , 1.56-1.60 (m, 5H) , 1.22-1.34 (m, 21H) , 0.88 (t, J = 6.4 Hz, 6H) .
Synthesis of 3, 3-bis (octyloxy) propyl 6- ( (2-hydroxyethyl) amino) hexanoate
To a solution of 3, 3-bis (octyloxy) propan-1-ol (5.5 g, 17.4 mmol, 2.14 mL, 1.0 eq) in DCM (40 mL) was added 6-bromohexanoic acid (3.39 g, 17.4 mmol, 1.0 eq) , EDCI (5.00 g, 26.1 mmol, 1.5 eq) and DMAP (425 mg, 3.48 mmol, 0.2 eq) at 0℃, then the mixture was stirred at 25℃ for 1.5 hrs. The reaction mixture was poured into water (50 mL) and extracted with EtOAc (50 mL, 30 mL, 20 mL) , The combined organic layers were washed with brine (30 mL) , dried over Na2SO4, filtered and concentrated under reduced pressure to give a residue. The residue was purified by column chromatography (SiO2, Petroleum ether/Ethyl acetate=100/1 to 0/1) to give 3, 3-bis (octyloxy) propyl 6-bromohexanoate (2.5 g, 5.08 mmol, 30%yield) as a colorless oil. To a solution of 3, 3-bis (octyloxy) propyl 6-bromohexanoate (2 g, 4.05 mmol, 1.0 eq) and 2-aminoethanol (2.48 g, 40.5 mmol, 2.45 mL, 10 eq) in EtOH (10 mL) was added at 25℃, then the mixture was stirred at 90℃ for 0.5 hrs. The reaction mixture was poured into water (10 mL) and extracted with EtOAc (5 mL, 3 mL, 2 mL) , The combined organic layers were washed with brine (3 mL) , dried over Na2SO4, filtered and concentrated under reduced pressure to give a residue. The residue was purified by column chromatography (SiO2, Petroleum ether/Ethyl acetate = 20/1 to Ethyl acetate /MeOH = 10/1) to give 3, 3-bis (octyloxy) propyl 6- ( (2-hydroxyethyl) amino) hexanoate (1.2 g, 2.53 mmol, 62.5%yield) as a colorless oil. 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 4.59 (t, J = 6.0 Hz, 1H) , 4.14 (t, J = 6.4 Hz, 2H) , 3.72 (t, J = 5.2 Hz, 2H) , 3.55-3.61 (m, 2H) , 3.40-3.45 (m, 2H) , 2.86 (t, J = 5.2 Hz, 2H) , 2.71-2.74 (m, 6H) , 2.32 (t, J = 7.2 Hz, 2H) , 1.95 (q, J = 6.4 Hz, 2H) , 1.53-1.69 (m, 9H) , 1.28-1.43 (m, 24H) , 0.89 (t, J = 6.4 Hz, 6H) .
Synthesis of Compound 021
To a solution of 3, 3-bis (octyloxy) propyl 6- ( (2-hydroxyethyl) amino) hexanoate (1 g, 2.11 mmol, 1.0 eq) and 3, 3-bis (octyloxy) propyl 6-bromohexanoate (1.04 g, 2.11 mmol, 12.3 uL, 1.0 eq) in EtOH (5 mL) was added DIEA (546 mg, 4.22 mmol, 735 uL, 2.0 eq) at 25℃, then the mixture was stirred at 90℃ for 12 hrs. The reaction mixture was poured into water (5 mL) and extracted with EtOAc (5 mL, 3 mL, 2 mL) , The combined organic layers were washed with brine 3 mL, dried over Na2SO4, filtered and concentrated under reduced pressure to give a  residue. The residue was purified by prep-HPLC (column: Phenomenex Luna C18 100 x 30 mm x 5um; mobile phase: [water (HCl) -ACN] ; B%: 60%-90%, 10 min) . The residue was purified by column chromatography (SiO2, Petroleum ether/Ethyl acetate=10/1 to EtOAc/MeOH = 5/1) to give compound 021 (450 mg, 507.69 umol, 24.05%yield) as a colorless oil. 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 4.60 (t, J = 5.6 Hz, 2H) , 4.12-4.16 (m, 4H) , 4.06 (t, J = 6.8 Hz, 1H) , 3.53-3.61 (m, 6H) , 3.41-3.45 (m, 4H) , 2.57 (t, J = 4.8 Hz, 2H) , 2.45 (t, J = 7.2 Hz, 4H) , 2.30 (t, J = 7.6 Hz, 5H) , 2.05 (s, 1H) , 1.94 (dd, J = 6.4, 12.8 Hz , 4H) , 1.53-1.67 (m, 14H) , 1.43-1.50 (m, 6H) , 1.25-1.33 (m, 47H) , 0.89 (t, J = 7.2 Hz, 12H) .
Compound 022: bis (3, 3-bis (octyloxy) propyl) 5, 5'- ( (2-hydroxyethyl) azanediyl) dipentanoate
Compound 022 was prepared using similar procedure as for compound 021, but using 5-bromopentanoic acid instead of 6-bromohexanoic acid. 1H NMR (400 MHz CDCl3) δ 4.68 (t, 2H) , 4.15-3.82 (m, 4H) , 3.77-3.51 (m, 10H) , 2.52-2.40 (m, 6H) , 2.33-2.17 (m, 4H) , 2.08-2.01 (m, 4H) , 1.95-1.11 (m, 56H) , 0.88-0.74 (m, 12H) .
Compound 023: bis (4, 4-bis (octyloxy) butyl) 5, 5'- ( (2-hydroxyethyl) azanediyl) dipentanoate
Synthesis of 4, 4-bis (octyloxy) butan-1-ol
To a solution of 4, 4-dimethoxybutanenitrile (9.0 g, 69.8 mmol, 1.0 eq) and octan-1-ol (27.3 g, 210 mmol, 3.0 eq) in Tol. (70 mL) was added PPTS (878 mg, 3.5 mmol, 0.05 eq) at 25℃, then the mixture was stirred at 120℃ for 12 hrs . The mixture was concentrated under reduced pressure to give a residue. The residue was purified by column chromatography (SiO2, Petroleum ether/Ethyl acetate = 1/0 to 60/1) to give 4, 4-bis (octyloxy) butanenitrile (17.0 g, 52.3 mmol, 75%yield) as a colorless oil.
To a solution of 4, 4-bis (octyloxy) butanenitrile (11.0 g, 33.8 mmol, 1.0 eq) in EtOH (30 mL) was added KOH (3 M, 33.8 mL, 3.0 eq) at 25℃, then the mixture was stirred at 110℃ for 12 hrs. The pH value of the reaction was adjusted to around 4-5 with aq. HCl (1 M) at 0℃. The mixture was extracted with ether (50 mL x 4) and concentrated under reduced pressure to give a  residue. The residue was purified by column chromatography (SiO2, Petroleum ether/Ethyl acetate = 10/1 to 1/1) to give 4, 4-bis (octyloxy) butanoic acid (10.2 g, 29.6 mmol, 88%) as a colorless oil. To a solution of 4, 4-bis (octyloxy) butanoic acid (8 g, 23.2 mmol, 1.0 eq) in THF (50 mL) at 0℃, then LiAlH4 (1.1 g, 27.8 mmol, 1.2 eq) was added the mixture and stirred at 25℃ for 3 hrs. Water (1.1 mL) , 15%aq. NaOH (1.1 mL) and water (3.3 mL) was dropwise the reaction solution at 0℃, then Na2SO4 added the mixture and stirred at 25℃ for 15 mins. The mixture was filtered and the filter cake concentrated under reduced pressure to give 4, 4-bis (octyloxy) butan-1-ol (7.5 g, 22.7 mmol, 98%yield) as a colorless oil. 1H NMR (400 MHz CDCl3) δ 4.64 (t, 1H) , 3.74 (t, 2H) , 3.62-3.67 (m, 2H) , 3.41-3.46 (m, 2H) , 1.84-1.96 (m, 2H) , 1.72-1.32 (m, 26H) , 0.91-0.87 (m, 6H) .
Synthesis of compound 023
Compound 023 was prepared analogously to compound 021 starting from 4, 4-bis (octyloxy) butan-1-ol, and using 5-bromopentanoic acid instead of 6-bromohexanoic acid. 1H NMR (400 MHz CDCl3) δ 4.71 (t, 2H) , 4.16-3.81 (m, 4H) , 3.75-3.50 (m, 10H) , 2.51-2.38 (m, 6H) , 2.31-2.14 (m, 4H) , 2.07-1.98 (m, 4H) , 1.95-1.11 (m, 60H) , 0.88-0.74 (m, 12H) .
Compound 024: bis (4, 4-bis (octyloxy) butyl) 6, 6'- ( (2-hydroxyethyl) azanediyl) dihexanoate
Compound 024 was prepared analogously to compound 021 but starting from 4, 4-bis (octyloxy) butan-1-ol. 1H NMR (400 MHz CDCl3) δ 4.65 (t, 2H) , 4.11-3.80 (m, 4H) , 3.78-3.52 (m, 10H) , 2.51-2.39 (m, 6H) , 2.36-2.14 (m, 4H) , 1.98-1.11 (m, 68H) , 0.88-0.74 (m, 12H) .
Compound 025: bis (3, 3-bis (octyloxy) propyl) 6, 6'- ( (4-hydroxybutyl) azanediyl) dihexanoate
A 100 mL three-necked round bottom flask equipped with magnetic stirrer, addition funnel and thermometer. To a solution of 3, 3-bis (octyloxy) propyl 6-bromohexanoate (2.00 g, 4.05 mmol, 1.0 eq) in EtOH (10.0 mL) was added 4-aminobutan-1-ol (1.08 g, 12.2 mmol, 1.13 mL, 3.0 eq) . The mixture was stirred at 75 ℃ for 12 hrs. The residue was diluted with water (20.0 mL) and extracted with EtOAc (50.0 mL, 25.0 mL) . The combined organic layers were washed with brine (10.0 mL) , dried over, filtered and concentrated under reduced pressure to give a residue. The residue was purified by column chromatography (SiO2, DCM: MeOH=100/1 to 10/1) . 3, 3-bis (octyloxy) propyl 6- ( (4-hydroxybutyl) amino) hexanoate (1.10 g, 2.19 mmol, 27.0%yield) and compound 025 (0.30 g, 328 umol, 8.10%yield) was obtained as yellow oil.
A 100 mL three-necked round bottom flask equipped with magnetic stirrer, addition funnel and thermometer. To a solution of 3, 3-bis (octyloxy) propyl 6- ( (4-hydroxybutyl) amino) hexanoate (0.40 g, 797 umol, 1.0 eq) in EtOH (8.00 mL) was added DIEA (154 mg, 1.20 mmol, 208 uL, 1.5 eq) and 3, 3-bis (octyloxy) propyl 6-bromohexanoate (472 mg, 957 umol, 1.2 eq) . The mixture was stirred at 75 ℃ for 132 hrs. The residue was diluted with water (10.0 mL) and extracted with EtOAc (20.0 mL, 10.0 mL) . The combined organic layers were washed with brine (5 mL) , dried over, filtered and concentrated under reduced pressure to give a residue. The residue was purified by column chromatography (SiO2, Petroleum ether: Ethyl acetate=1/1 to 0/1) . Compound 025 (0.10 g, 109 umol, 13.7%yield, 100%purity) was obtained as yellow oil. 1H NMR (400 MHz CDCl3) δ 4.60 (t, J = 5.6 Hz, 2 H) , 4.14 (t, J = 6.8 Hz, 2 H) , 3.55 -3.61 (m, 6 H) , 3.39 -3.45 (m, 4 H) , 2.37 -2.81 (m, 5 H) , 2.31 (t, J = 7.2 Hz, 5 H) , 1.92 -1.97 (m, 4 H) , 1.48 -1.70 (m, 20 H) , 1.28 -1.39 (m, 47 H) , 0.87 -0.93 (m, 12 H) .
Compound 026: bis (3, 3-bis (2-cyclohexylethoxy) propyl) 6, 6'- ( (2-hydroxyethyl) azanediyl) dihexanoate
Compound 026 was prepared analogously to compound 002 starting from 2-cyclohexylethan-1-ol. Compound 026 was obtained as a yellow oil. 1H NMR (400 MHz CDCl3) δ 4.58 (t, J = 5.6 Hz, 2H) , 4.14 (t, J = 6.4 Hz, 4H) , 3.69 (t, J = 5.2 Hz, 2H) , 3.59-3.65 (m, 4H) , 3.43-3.48 (m, 4H) , 2.76 (t, J = 4.8 Hz, 2H) , 2.66 (t, J = 7.2 Hz, 4H) , 1.92-1.96 (m, 4H) , 1.57-1.72 (m, 28H) , 1.32-1.49 (m, 16H) , 1.09-1.25 (m, 13H) , 0.86-0.96 (m, 8H) .
Compound 027: bis (3, 3-bis ( (7-methyloctyl) oxy) propyl) 6, 6'- ( (2-hydroxyethyl) azanediyl) dihexanoate
Synthesis of 7-methyloctan-1-ol
Step 1: To a solution of 2- (prop-2-yn-1-yloxy) tetrahydro-2H-pyran (20.2 g, 144 mmol, 20.3 mL, 1.0 eq) in THF (170 mL) was added HMPA (38.8 g, 216 mmol, 38.0 mL, 1.5 eq) at 25℃, then n-BuLi (2.5 M, 86.5 mL, 1.5 eq) was added the mixture at -65℃, 1hr later 1-bromo-4-methyl-pentane (25 g, 151 mmol, 21.4 mL, 1.05 eq) added the reaction and warmed to 25℃ stirred for 12 hrs. The reaction mixture was poured into water (100 mL) and extracted with EtOAc (100 mL, 50 mL, 50 mL) , The combined organic layers were washed with brine (50 mL) , dried over Na2SO4, filtered and concentrated under reduced pressure to give 2- ( (7-methyloct-2-yn-1-yl) oxy) tetrahydro-2H-pyran (11 g, 49.0 mmol, 33.9%yield) as a colorless oil. 1H NMR (400 MHz CDCl3) δ 4.82 (t, J = 3.2 Hz, 1H) , 4.19-4.32 (m, 2H) , 3.83-3.88 (m, 1H) , 3.52-3.55 (m, 1H) , 2.20-2.22 (m, 2H) , 1.71-1.88 (m, 2H) , 1.48-1.66 (m, 7H) , 1.23-1.29 (m, 2H) , 0.88 (d, J = 6.8 Hz, 6H) .
Step 2: To a solution of 2- ( (7-methyloct-2-yn-1-yl) oxy) tetrahydro-2H-pyran (9 g, 40.1 mmol, 1.0 eq) in EtOH (60 mL) was added Pd/C (0.9 g, 10%purity) at 25℃, then the mixture was stirred at 25℃ for 12 hrs under H2 (15 psi) . The mixture was filtered and concentrated under reduced pressure to give 2- ( (7-methyloctyl) oxy) tetrahydro-2H-pyran (9 g, crude) as a colorless  oil. 1H NMR (400 MHz CDCl3) δ 4.57 (d, J = 4.0 Hz, 1H) , 3.86-3.90 (m, 1H) , 3.71-3.77 (m, 1H) , 3.48-3.52 (m, 1H) , 1.80-1.87 (m, 1H) , 1.70-1.75 (m, 1H) , 1.49-1.64 (m, 7H) , 1.27-1.36 (m, 6H) , 1.16-1.17 (m, 2H) , 0.86 (d, J = 6.4 Hz, 6H) .
Step 3: To a solution of 2- ( (7-methyloctyl) oxy) tetrahydro-2H-pyran (11.7 g, 51.2 mmol, 1.0 eq) in MeOH (80 mL) was added CAS (2.56 g, 10.2 mmol, 0.2 eq) at 0℃, then the mixture was stirred at 25℃ for 3 hrs. The mixture was filtered and concentrated under reduced pressure to give a residue. The residue was purified by column chromatography (SiO2, Petroleum ether/Ethyl acetate = 1/0 to 5/1) to give 7-methyloctan-1-ol (5.9 g, 40.9 mmol, 79.8%yield) as a colorless oil. 1H NMR (400 MHz CDCl3) δ 3.65 (t, J = 6.8 Hz, 2H) , 1.49-1.61 (m, 3H) , 1.28-1.38 (m, 7H) , 1.16-1.19 (m, 2H) , 0.87 (d, J = 6.8 Hz, 6H) .
Synthesis of 3, 3-bis ( (7-methyloctyl) oxy) propan-1-ol
To a solution of 2- ( (7-methyloctyl) oxy) tetrahydro-2H-pyran (5.9 g, 40.9 mmol, 1.21 mL, 3.0 eq) in ethyl 3, 3-diethoxypropanoate (2.59 g, 13.6 mmol, 2.65 mL, 1.0 eq) was added KHSO4 (92.8 mg, 682 umol, 40.0 uL, 0.05 eq) at 25℃, then the mixture was stirred at 80℃ for 12 hrs. The reaction mixture was poured into water (10 mL) and extracted with EtOAc (10 mL, 5 mL, 3 mL) , The combined organic layers were washed with brine (3 mL) , dried over Na2SO4, filtered and concentrated under reduced pressure to give a residue. The residue was purified by column chromatography (SiO2, Petroleum ether/Ethyl acetate = 1/0 to 5/1) to give ethyl 3, 3-bis ( (7-methyloctyl) oxy) propanoate (3 g, 7.76 mmol, 56.9%yield) as a colorless oil.
To a solution of ethyl 3, 3-bis ( (7-methyloctyl) oxy) propanoate (3 g, 7.76 mmol, 1.0 eq) in EtOH (10 mL) , THF (10 mL) and H2O (10 mL) was added LiOH (186 mg, 7.76 mmol, 86.2 uL, 1.0 eq) at 25℃, then the mixture was stirred at 25℃ for 3 hrs. The pH value of the reaction was adjusted to around 2-3 with HCl liquor (1 M) at 0 ℃. The mixture was extracted with EtOAc (5 mL x 3) and concentrated under reduced pressure to give 3, 3-bis ( (7-methyloctyl) oxy) propanoic acid (1.2 g, 3.35 mmol, 43.1%yield) as a colorless oil. 1H NMR (400 MHz CDCl3) δ 4.62 (t, J = 5.6 Hz, 1H) , 4.14-4.17 (m, 2H) , 3.56-3.61 (m, 2H) , 3.40-3.45 (m, 4H) , 2.32 (t, J = 7.2 Hz, 2H) , 1.85-1.97 (m, 5H) , 1.45-1.70 (m, 12H) , 1.25-1.36 (m, 23H) , 0.89 (t, J = 6.4 Hz, 6H) .
To a solution of 3, 3-bis ( (7-methyloctyl) oxy) propanoic acid (1.2 g, 2.68 mmol, 80%purity, 1.0 eq) in THF (12 mL) at 0℃, then LiAlH4 (122 mg, 3.21 mmol, 1.2 eq) was added the mixture and stirred at 25℃ for 3 hrs. The reaction was cooled to 0℃, water (0.1 mL) was  dropped in the reaction solution under N2 and created a lot of bubbles, then 15%aq. NaOH (0.1 mL) was added dropwise slowly at 0℃; after 5mins, water (0.3 mL) was dropped the reaction solution at 0℃, then Na2SO4 added the mixture and warmed to 25 ℃ stirred 15 mins. The mixture was filtered and the filter cake concentrated under reduced pressure to give 3, 3-bis ( (7-methyloctyl) oxy) propan-1-ol (1.2 g, crude) as a colorless oil. 1H NMR (400 MHz CDCl3) δ 4.66 (t, J = 5.2 Hz, 1H) , 3.74-3.76 (m, 2H) , 3.61-3.67 (m, 3H) , 3.43-3.48 (m, 1H) , 2.55 (brs, 1H) , 1.85-1.92 (m, 1H) , 1.47-1.62 (m, 6H) , 1.16-1.36 (m, 17H) , 0.89 (d, J = 6.4 Hz, 12H) .
Synthesis of 3, 3-bis ( (7-methyloctyl) oxy) propyl 6- ( (2-hydroxyethyl) amino) hexanoate
To a solution of 3, 3-bis ( (7-methyloctyl) oxy) propan-1-ol (4.4 g, 12.8 mmol, 2.14 mL, 1.0 eq) in DCM (25 mL) was added 6-bromohexanoic acid (3.74 g, 19.2 mmol, 1.5 eq) , EDCI (3.67 g, 19.2 mmol, 1.5 eq) and DMAP (312 mg, 2.55 mmol, 0.2 eq) at 0℃, then the mixture was stirred at 25℃ for 1.5 hrs. The reaction mixture was poured into water (50 mL) and extracted with EtOAc (50 mL, 30 mL, 20 mL) , The combined organic layers were washed with brine (30 mL) , dried over Na2SO4, filtered and concentrated under reduced pressure to give a residue. The residue was purified by column chromatography (SiO2, Petroleum ether/Ethyl acetate = 100/1 to 0/1) to give 3, 3-bis ( (7-methyloctyl) oxy) propyl 6-bromohexanoate (1.3 g, 2.49 mmol, 19.5%yield) as a colorless oil. 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 4.60 (t, J = 6.0 Hz, 1H) , 4.14-4.17 (m, 2H) , 3.56-3.61 (m, 2H) , 3.40-3.45 (m, 4H) , 2.32 (t, J = 7.2 Hz, 2H) , 1.85-1.98 (m, 4H) , 1.48-1.68 (m, 11H) , 1.25-1.36 (m, 13H) , 1.14-1.17 (m, 4H) , 0.87 (d, J = 6.8 Hz, 12H) .
To a solution of 3, 3-bis ( (7-methyloctyl) oxy) propyl 6-bromohexanoate (0.6 g, 1.15 mmol, 1.0 eq) and 2-aminoethanol (703 mg, 11.5 mmol, 696 uL, 10 eq) in EtOH (12 mL) was added at 25℃, then the mixture was stirred at 90℃ for 12 hrs. The reaction mixture was poured into water (10 mL) and extracted with EtOAc (10 mL, 5 mL, 3 mL) , The combined organic layers were washed with brine (3 mL) , dried over Na2SO4, filtered and concentrated under reduced pressure to give 3, 3-bis ( (7-methyloctyl) oxy) propyl 6- ( (2-hydroxyethyl) amino) hexanoate (460 mg, 917 umol, 79.7%yield) as a colorless oil. 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 4.60 (t, J = 6.0 Hz, 1H) , 4.14 (t, J = 6.8 Hz, 2H) , 3.81-3.83 (m, 2H) , 3.67 (brs, 3H) , 3.55-. 361 (m, 3H) , 3.40-3.45 (m, 3H) , 2.95-2.98 (m, 2H) , 2.81-2.85 (m, 2H) , 2.32 (t, J = 7.2 Hz, 2H) , 1.92-1.97 (m, 2H) , 1.50-1.71 (m, 12H) , 1.26-1.37 (m, 18H) , 1.15-1.18 (m, 4H) , 0.86 (d, J = 6.4 Hz, 12H) .
Synthesis of compound 027
To a solution of 3, 3-bis ( (7-methyloctyl) oxy) propyl 6-bromohexanoate (724 mg, 1.39 mmol, 1.0 eq) and 3, 3-bis ( (7-methyloctyl) oxy) propyl 6- ( (2-hydroxyethyl) amino) hexanoate (0.696 g, 1.39 mmol, 1.0 eq) in EtOH (12 mL) was added DIEA (359 mg, 2.77 mmol, 483 uL, 2.0 eq) at 25℃, then the mixture was stirred at 90 ℃ for 5 hrs. The reaction mixture was poured into water (5 mL) and extracted with EtOAc (5 mL, 3 mL, 2 mL) , The combined organic layers were washed with brine (3 mL) , dried over Na2SO4, filtered and concentrated under reduced pressure to give a residue. The residue was purified by prep-HPLC (column: Phenomenex Luna C18 100 x 30 mm x 5 um; mobile phase: [water (HCl) -ACN] ; B %: 60%-90%, 10 min) . The residue was purified by column chromatography (SiO2, Petroleum ether/Ethyl acetate = 10/1 to EtOAc/MeOH = 5/1) to give compound 027 (156 mg, 165 umol, 11.9%yield) as a colorless oil. 1H NMR (400 MHz CDCl3) δ 4.60 (t, J = 5.6 Hz, 1H) , 4.15 (t, J = 6.4 Hz, 2H) , 3.53-3.61 (m, 3H) , 3.39-3.45 (m, 2H) , 2.57 (t, J = 4.8 Hz, 1H) , 2.45 (t, J = 7.2 Hz, 2H) , 2.30 (t, J = 7.6 Hz, 2H) , 1.93-1.97 (m, 2H) , 1.49-1.67 (m, 12H) , 1.26-1.36 (m, 15H) , 1.15-1.18 (m, 4H) , 0.86 (d, J = 6.8 Hz, 12H) .
Compound 028: bis (3, 3-bis ( (6-methyloctyl) oxy) propyl) 6, 6'- ( (2-hydroxyethyl) azanediyl) dihexanoate
Compound 028 was prepared analogously to compound 002 starting from 6-methyloctan-1-ol. 1H NMR (400 MHz CDCl3) δ 4.67 (t, 2H) , 4.14-3.81 (m, 4H) , 3.74-3.51 (m, 10H) , 2.51-2.37 (m, 6H) , 2.37-2.16 (m, 4H) , 2.01-1.11 (m, 60H) , 0.88-0.77 (m, 24H) .
Compound 029: bis (3, 3-bis ( (7-methyloct-6-en-1-yl) oxy) propyl) 6, 6'- ( (2-hydroxyethyl) azanediyl) dihexanoate
Synthesis of 7-methyloct-6-en-1-ol
Step 1: To a solution of 1, 6-hexanediol (6.0 g, 50.8 mmol, 1.0 eq) in THF (200 mL) at 0 ℃ was added NaH (2.3 g, 50.8 mmol, 1.0 eq, 60%purity) . The reaction mixture was stirred at 0 ℃ for 30 min, then warmed to 23 ℃ and stirred for 3 h. TBSCl (7.7 g, 50.8 mmol, 1.0 eq) was then added and the solution was stirred at 23 ℃ for 16 h. The reaction mixture was poured into water (200 mL) and extracted with Et2O (2 x 100 mL) . The combined organic phases were dried over MgSO4, and the solvent was removed by rotary evaporation, producing alcohol (10.3 g, 44.2 mmol, 87%yield) as a colorless oil.
Step 2: To a solution of alcohol (10.0 g, 43.0 mmol, 1.0 eq) in CH2Cl2 (100 mL) at 0 ℃ was added TEMPO (67 mg, 0.5 mmol, 1 mol%) . A solution of KBr (5.6 g, 47.3 mmol, 1.1 eq) in 5%aq. NaHCO3 (24.0 mL, 0.2 M) was then added to the organic phase, and the mixture was stirred vigorously at 0 ℃. NaOCl (28.0 mL, 10%aq., 47.3 mmol, 1.1 eq) was added dropwise, and the reaction mixture was stirred for 15 min. Upon completion, a saturated solution of Na2S2O3 (50 mL) was added, and the mixture was stirred for 5 min. The mixture was extracted with CH2Cl2 (2 x 55 mL) , and the combined organic phases were washed with H2O (100 mL) and brine (200 mL) . The organic phase was dried over MgSO4. The solvent was removed by rotary evaporation, producing aldehyde (8.8 g, 38.3 mmol, 89%yield) as a colorless oil.
Step 3: To a solution of isopropyl triphenylphosphonium iodide (16.2 g, 37.5 mmol, 1.5 eq) in THF (150 mL) at 0 ℃ under argon was added n-BuLi (15.0 mL, 2.50 M in hexanes, 37.5 mmol, 1.5 eq) , and the resulting solution was stirred for 30 min at 0 ℃. Aldehyde (5.5 g, 23.7 mmol, 1.0 eq) in THF (10.0 mL) was added rapidly and the resulting mixture was stirred at 0 ℃ for 30 min, then warmed to 23 ℃ and stirred for 1 h. The reaction was quenched with H2O (50 mL) and sat. aq. NH4Cl (50 mL) . The resulting mixture was extracted with hexanes (2 x 100 mL) . The combined organic phases were dried over MgSO4 and filtered. The solvent was removed via rotary evaporation and the recovered residue was purified by flash chromatography (19: 1 petroleum ether/EtOAc eluent) , producing alkene (5.1 g, 19.9 mol, 84%yield) as a colorless oil. Step 4: To a solution of alkene (5.1 g, 19.9 mmol) in MeOH (100 mL, 0.2 M) was added 10%aq. HCl (0.5 mL) , and the reaction was stirred at 23 ℃ for 30 min. The reaction was quenched with Et3N (0.5 mL) , and the solvent was removed via rotary evaporation. The resulting residue  was purified by flash chromatography (5: 1 petroleum ether/EtOAc eluent) to afford alcohol (2.5 g, 17.6 mmol, 89%yield) as a colorless oil.
Synthesis of Compound 029
Compound 029 was prepared analogously to compound 002 starting from 7-methyloct-6-en-1-ol. 1H NMR (400 MHz CDCl3) δ 5.30-5.15 (m, 4H) , 4.67 (t, 2H) , 4.13-3.80 (m, 4H) , 3.75-3.52 (m, 10H) , 2.52-2.33 (m, 6H) , 2.37-2.01 (m, 16H) , 1.97-1.11 (m, 60H) .
Compound 030: bis (3, 3-bis ( (3, 7-dimethyloctyl) oxy) propyl) 6, 6'- ( (2-hydroxyethyl) azanediyl) dihexanoate
Synthesis of 3, 3-bis ( (3, 7-dimethyloctyl) oxy) propan-1-ol
To a solution of 3, 7-dimethyloctan-1-ol (12.5 g, 78.8 mmol, 24.9 mL, 3.0 eq) in ethyl 3, 3-diethoxypropanoate (5 g, 26.3 mmol, 5.11 mL, 1.0 eq) was added KHSO4 (179 mg, 1.31 mmol, 77.1 uL, 0.05 eq) at 25℃, then the mixture was stirred at 80℃ for 12 hrs. The reaction mixture was poured into water (20 mL) and extracted with EtOAc (20 mL, 10 mL, 5 mL) , The combined organic layers were washed with brine (5 mL) , dried over Na2SO4, filtered and concentrated under reduced pressure to give a residue. The residue was purified by column chromatography (Petroleum ether/Ethyl acetate = 10/1, product Rf = 0.50) to give ethyl 3, 3-bis ( (3, 7-dimethyloctyl) oxy) propanoate (6.1 g, 14.7 mmol, 55.9%yield) as a colorless oil.
To a solution of ethyl 3, 3-bis ( (3, 7-dimethyloctyl) oxy) propanoate (4.1 g, 10.6 mmol, 1.0 eq) in EtOH (5 mL) , THF (5 mL) and H2O (5 mL) was added NaOH (848 mg, 21.2 mmol, 2.0 eq) at 25℃, then the mixture was stirred at 25℃ for 3 hrs. The reaction mixture was poured into water (5 mL) and extracted with EtOAc (10 mL, 5 mL, 5 mL) , The combined organic layers were washed with brine (5 mL) , dried over Na2SO4, filtered and concentrated under reduced  pressure to give a residue. The residue was purified by column chromatography (SiO2, Petroleum ether/Ethyl acetate = 100/1 to 0/1) to give 3, 3-bis ( (3, 7-dimethyloctyl) oxy) propanoic acid (3 g, 7.76 mmol, 73.1%yield) as a colorless oil.
A suspension of LiAlH4 (836 mg, 22.0 mmol, 1.2 eq) in THF (20 mL) at 0℃, a solution of 3, 3-bis ( (3, 7-dimethyloctyl) oxy) propanoic acid (7.1 g, 18.4 mmol, 1.0 eq) in THF (20 mL) was dropped added to the mixture dropwise at 0℃ for 20 mins under N2. Then the reaction solution was warmed 25℃ and stirred for 3 hrs. The reaction was cooled to 0℃, water (0.84 mL) was dropped in the reaction solution under N2 and created a lot of bubbles, then 15%aq. NaOH (0.84 mL) was added dropwise slowly at 0℃, after 5mins, water (2.5 mL) was dropped the reaction solution at 0℃, then Na2SO4 added the mixture and warmed to 25 ℃ stirred 15 mins. The mixture was filtered and the filter cake concentrated under reduced pressure to give 3, 3-bis ( (3, 7-dimethyloctyl) oxy) propan-1-ol (7.1 g, crude) as a colorless oil. Synthesis of 3, 3-bis ( (3, 7-dimethyloctyl) oxy) propyl 6- ( (2-hydroxyethyl) amino) hexanoate
To a solution of 3, 3-bis ( (3, 7-dimethyloctyl) oxy) propan-1-ol (28.6 g, 76.8 mmol, 1.0 eq) in DCM (200 mL) was added 6-bromohexanoic acid (22.5 g, 115 mmol, 1.5 eq) , EDCI (29.4 g, 154 mmol, 2.0 eq) and DMAP (469 mg, 3.84 mmol, 0.05 eq) at 0℃, then the mixture was stirred at 25℃ for 1.5 hrs. The reaction mixture was poured into water (100 mL) and extracted with EtOAc (100 mL, 50 mL, 30 mL) , The combined organic layers were washed with brine (30 mL) , dried over Na2SO4, filtered and concentrated under reduced pressure to give a residue. The residue was purified by column chromatography (SiO2, Petroleum ether/Ethyl acetate = 100/1 to 0/1) to give 3, 3-bis ( (3, 7-dimethyloctyl) oxy) propyl 6-bromohexanoate (18 g, 32.7 mmol, 42.6%yield) as a colorless oil. 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 4.60 (t, J = 5.6 Hz, 1H) , 4.14-4.17 (m, 2H) , 3.59-3.68 (m, 2H) , 3.40-3.49 (m, 3H) , 2.32 (t, J = 7.6 Hz, 2H) , 1.86-1.98 (m, 3H) , 1.48-1.68 (m, 10H) , 1.25-1.30 (m, 8H) , 1.08-1.17 (m, 6H) , 0.86-0.91 (m, 18H) .
To a solution of 3, 3-bis ( (3, 7-dimethyloctyl) oxy) propyl 6-bromohexanoate (6 g, 10.9 mmol, 1.0 eq) and 2-aminoethanol (6.67 g, 109 mmol, 6.60 mL, 10 eq) in EtOH (60 mL) was added at 25℃, then the mixture was stirred at 90℃ for 2 hrs. The reaction mixture was poured into water (100 mL) and extracted with EtOAc (100 mL, 50 mL, 30 mL) , The combined organic layers were washed with (brine 30 mL) , dried over Na2SO4, filtered and concentrated under reduced pressure to give a residue. The residue was purified by column chromatography (SiO2, Petroleum ether/Ethyl acetate = 10/1 to DCM/MeOH = 10/1) to give 3, 3-bis ( (3, 7- dimethyloctyl) oxy) propyl 6- ( (2-hydroxyethyl) amino) hexanoate (6 g, crude) as a yellow oil. 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 4.58-4.63 (m, 3H) , 4.14 (t, J = 6.4 Hz, 2H) , 3.86 (t, J = 4.8 Hz, 2H) , 3.57-3.67 (m, 2H) , 3.43-3.50 (m, 2H) , 2.99-3.02 (m, 2H) , 2.87 (t, J = 8.0 Hz, 2H) , 2.32 (t, J = 7.6 Hz, 2H) , 1.92-1.97 (m, 2H) , 1.74-1.78 (m, 2H) , 1.51-1.68 (m, 8H) , 1.26-1.39 (m, 11H) , 1.09-1.17 (m, 6H) , 0.86-0.89 (m, 18H) .
Synthesis of Compound 030
To a solution of 3, 3-bis ( (3, 7-dimethyloctyl) oxy) propyl 6- ( (2-hydroxyethyl) amino) hexanoate (6 g, 11.3 mmol, 1.0 eq) and 3, 3-bis ( (3, 7-dimethyloctyl) oxy) propyl 6-bromohexanoate (6.22 g, 11.3 mmol, 1.0 eq) in EtOH (60 mL) was added DIEA (2.93 g, 22.7 mmol, 3.94 mL, 2.0 eq) at 25℃, then the mixture was stirred at 90℃for 24 hrs. The reaction mixture was poured into water (50 mL) and extracted with EtOAc (50 mL, 30 mL, 20 mL) , The combined organic layers were washed with brine (20 mL) , dried over Na2SO4, filtered and concentrated under reduced pressure to give a residue. The residue was purified by column chromatography (SiO2, Petroleum ether/Ethyl acetate = 10/1 to EtOAc/MeOH = 5/1) to give Compound 030 (4 g, 3.96 mmol, 34.9%yield, 98.8%purity) as a yellow oil. 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 4.60 (t, J = 5.6 Hz, 2H) , 4.15 (t, J = 6.4 Hz, 4H) , 3.57-3.66 (m, 5H) , 3.44-3.51 (m, 4H) , 2.50-2.66 (m, 5H) , 2.31 (t, J = 7.6 Hz, 4H) , 1.94 (q, J = 6.4 Hz, 4H) , 1.51-1.66 (m, 25H) , 1.28-1.36 (m, 22H) , 1.08-1.17 (m, 2H ) , 0.86-0.90 (m, 36H) .
Compound 031: bis (3, 3-bis ( (3, 7-dimethyloct-6-en-1-yl) oxy) propyl) 6, 6'- ( (2-hydroxyethyl) azanediyl) dihexanoate
Compound 031 was prepared analogously to compound 002 starting from 3, 7-dimethyloct-6-en-1-ol. Compound 030 (98.4%purity) was obtained as a yellow oil. 1H NMR (400 MHz CDCl3) δ 5.08-5.12 (m, 1H) , 4.59 (t, J = 5.6 Hz, 1H) , 4.14 (t, J = 6.8 Hz, 2H) , 3.59-3.65 (m, 3H) , 3.42-3.49 (m, 2H) , 2.92 (brs, 2H) , 2.67 (t, J = 5.2 Hz, 1H) , 2.56 (t, J = 7.6 Hz, 2H) , 2.29-2.33 (m, 2H) , 1.92-2.05 (m, 8H) , 1.59-1.71 (m, 19H) , 1.51-1.57 (m, 4H) , 1.30-1.41 (m, 9H) , 1.14-1.18 (m, 3H) , 0.89-0.91 (m, 7H) .
Compound 032: bis (3, 3-bis ( ( (E) -3, 7-dimethylocta-2, 6-dien-1-yl) oxy) propyl) 6, 6'- ( (2-hydroxyethyl) azanediyl) dihexanoate
Synthesis of 3, 3-bis ( ( (E) -3, 7-dimethylocta-2, 6-dien-1-yl) oxy) propyl 6- ( (2-hydroxyethyl) amino) hexanoate
To a solution of 3, 3-bis ( ( (E) -3, 7-dimethylocta-2, 6-dien-1-yl) oxy) propan-1-ol (2.6 g, 7.13 mmol, 2.14 mL, 1.0 eq) in DCM (18 mL) was added 6-bromohexanoic acid (2.09 g, 10.7 mmol, 1.5 eq) , EDCI (2.05 g, 10.7 mmol, 1.5 eq) and DMAP (174 mg, 1.43 mmol, 0.2 eq) at 0℃, then the mixture was stirred at 25℃ for 1.5 hrs. The reaction mixture was poured into water (20 mL) and extracted with EtOAc (20 mL, 10 mL, 10 mL) , The combined organic layers were washed with brine (10 mL) , dried over Na2SO4, filtered and concentrated under reduced pressure to give a residue. The residue was purified by column chromatography (SiO2, Petroleum ether/Ethyl acetate = 100/1 to 0/1) to give 3, 3-bis ( ( (E) -3, 7-dimethylocta-2, 6-dien-1-yl) oxy) propyl 6-bromohexanoate (1.9 g, 3.51 mmol, 49.1%yield) as a colorless oil. 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 5.34-5.38 (m, 2H) , 5.08-5.12 (m, 2H) , 4.71 (t, J = 6.0 Hz, 1H) , 4.12-4.19 (m, 4H) , 4.03-4.07 (m, 2H) , 3.41 (t, J = 6.8 Hz, 2H) , 2.32 (t, J = 7.6 Hz, 2H) , 1.97-2.14 (m, 11H) , 1.84-1.92 (m, 2H) , 1.68-1.69 (m, 12H) , 1.61 (s, 6H) , 1.46-1.52 (m, 2H) , 1.13-1.37 (m, 2H) , 0.84-0.91 (m, 2H) . To a solution of 3, 3-bis ( ( (E) -3, 7-dimethylocta-2, 6-dien-1-yl) oxy) propyl 6-bromohexanoate (1.8 g, 3.32 mmol, 1.0 eq) and 2-aminoethanol (2.03 g, 33.2 mmol, 2.01 mL, 10 eq) in EtOH (18 mL) was added at 25℃, then the mixture was stirred at 90℃ for 12 hrs. The reaction mixture was poured into water (10 mL) and extracted with EtOAc (10 mL, 5 mL, 3 mL) , The combined organic layers were washed with brine (3 mL) , dried over Na2SO4, filtered and concentrated under reduced pressure to give a residue. The residue was purified by column chromatography (SiO2, Petroleum ether/Ethyl acetate = 10/1 to DCM/MeOH = 10/1) to give 3, 3-bis ( ( (E) -3, 7-dimethylocta-2, 6-dien-1-yl) oxy) propyl 6- ( (2-hydroxyethyl) amino) hexanoate (0.94 g, 1.80 mmol, 54.2%yield) as a colorless oil. 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 5.35 (t, J = 6.8 Hz, 2H) ,  5.10 (t, J = 6.4 Hz, 2H) , 4.70 (t, J = 5.6 Hz, 1H) , 4.11-4.18 (m, 4H) , 4.02-4.07 (m, 2H) , 3.77 (t, J = 4.8 Hz, 2H) , 3.24 (brs, 3H) , 2.91 (t, J = 5.2 Hz, 2H) , 2.77 (t, J = 7.2 Hz, 2H) , 2.32 (t, J = 7.6 Hz, 2H) , 1.99-2.14 (m, 11H) , 1.61-1.68 (m, 22H) , 1.36-1.45 (m, 2H) .
Synthesis of compound 032
To a solution of 3, 3-bis ( ( (E) -3, 7-dimethylocta-2, 6-dien-1-yl) oxy) propyl 6-bromohexanoate (757 mg, 1.4 mmol, 1.0 eq) and 3, 3-bis ( ( (E) -3, 7-dimethylocta-2, 6-dien-1-yl) oxy) propyl 6- ( (2-hydroxyethyl) amino) hexanoate (731 mg, 1.4 mmol, 1.0 eq) in EtOH (12 mL) was added DIEA (359 mg, 2.77 mmol, 483 uL, 2.0 eq) at 25℃, then the mixture was stirred at 90 ℃ for 5 hrs. The residue was purified by column chromatography (SiO2, Petroleum ether/Ethyl acetate = 10/1 to EtOAc/MeOH = 5/1) to give compound 032 (162 mg, 165 umol, 12%yield) as a colorless oil. 1H NMR (400 MHz CDCl3) 5.46-5.15 (m, 8H) , 4.63 (t, 2H) , 4.13-3.80 (m, 12H) , 3.75-3.68 (m, 2H) , 2.52-2.33 (m, 6H) , 2.32-2.01 (m, 20H) , 1.97-1.11 (m, 52H) .
Compound 033: bis (3, 3-bis ( (4-butyloctyl) oxy) propyl) 6, 6'- ( (2-hydroxyethyl) azanediyl) dihexanoate
Synthesis of 4-butyloctan-1-ol
Step 1: To a suspension of (3-hydroxypropyl) triphenylphosphonium bromide (2.20 g, 5.5 mmol, 1.1 eq) in THF (20 mL) was added n-BuLi (4.6 mL, 2.4 M in hexanes, 11.0 mmol, 2.2 eq) over 10 min at -10 ℃. The reaction mixture was stirred for 30 min and then TMSCl (0.7 mL, 5.5 mmol, 1.1 eq) was added. After stirring for another 30 min, a solution of 5-nonanone (746 mg, 5.0 mmol, 1.0 eq) in THF (10 mL) was added dropwise. The cold bath was removed and the mixture was refluxed overnight. The mixture was quenched with saturated NH4Cl (10 mL) . The two layers were separated and the aqueous solution was extracted with CH2Cl2 (2 × 10 mL) . The combined organic layer was washed with brine, dried over Na2SO4, filtered, and concentrated.  The crude material was dissolved in THF (10 mL) , a solution of TBAF (5.0 mL, 1.0 M in THF, 5.0 mmol, 1.0 eq) was added and stirred for 30 min at room temperature, The solvent was removed by rotary evaporation and the crude product was purified by flash column chromatography (petroleum ether, EtOAc = 20: 1) to afford alkene (221 mg, 1.2 mmol, 23%yield) .
Step 2: alkene (220 mg, 1.2 mmol) was dissolved in 7 mL DCM. After adding a catalytic amount (ca. 20 mg) of palladium hydroxide (20 wt%on carbon) , the flask was flushed three times with hydrogen. Then the hydrogen balloon was placed atop of the flask in which the suspension was stirred overnight. After the catalyst was removed by filtration, the solution was concentrated in vacuo and then recrystallized from acetone to afford 210 mg of alkane as a colorless liquid (95%yield) .
Synthesis of compound 033
Compound 033 was prepared analogously to compound 002 starting from 4-butyloctan-1-ol. Compound 033 was obtained as a colorless oil. 1H NMR (400 MHz CDCl3) δ 4.65 (t, 2H) , 4.16-3.80 (m, 4H) , 3.75-3.50 (m, 10H) , 2.51-2.35 (m, 6H) , 2.37-2.16 (m, 4H) , 2.01-1.11 (m, 84H) , 0.88-0.77 (m, 24H) .
Compound 034: bis (3, 3-bis ( (8-methylnonyl) oxy) propyl) 6, 6'- ( (2-hydroxyethyl) azanediyl) dihexanoate
Synthesis of 8-methylnonan-1-ol.
A 500 mL three-necked round bottom flask equipped with or magnetic stirrer, addition funnel and thermometer. A mixture of Mg (10.1 g, 414 mmol, 5.0 eq) and I2 (420 mg, 1.66 mmol, 334 uL, 0.02 eq) in THF (60.0 mL) was added dropwise the solution of 1-bromo-2-methylpropane (56.7 g, 414 mmol, 45.0 mL, 5.0 eq) in THF (60.0 mL) at 30 ℃ and the reaction  mixture was stirred at 30 ℃ for 30 mins. The mixture was added to 6-bromohexan-1-ol (15.0 g, 82.8 mmol, 10.9 mL, 1.0 eq) and CuCl2LiCl2 (0.1 M, 49.7 mL, 0.06 eq) . The mixture was stirred at 25 ℃ for 12 hrs under N2 atmosphere. The mixture was added to the HCl (0.1 M, aq. 250 mL) . The residue was diluted with H2O (160 mL) and extracted with EtOAc (300 mL, 200 mL) . The combined organic layers were washed with brine (50.0 mL) , dried over Na2SO4, filtered and concentrated under reduced pressure to give a residue. The residue was purified by column chromatography (SiO2, Petroleum ether: Ethyl acetate=50/1 to 30/1) . 8-methylnonan-1-ol (13.0 g, 82.1 mmol, 99.2%yield) was obtained as yellow oil. 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 3.64 (t, J = 6.8 Hz, 2 H) , 1.50 -1.59 (m, 3 H) , 1.27 -1.36 (m, 8 H) , 1.15 -1.18 (m, 2 H) , 0.87 (d, J = 6.8 Hz, 6 H) .
Synthesis of Compound 034
Compound 034 was prepared analogously to compound 002 starting from 8-methylnonan-1-ol. Compound 034 was obtained as a colorless oil. 1H NMR (400 MHz CDCl3) δ 4.66 (t, 2H) , 4.15-3.80 (m, 4H) , 3.75-3.50 (m, 10H) , 2.54-2.35 (m, 6H) , 2.33-2.13 (m, 4H) , 2. 01-1.11 (m, 68H) , 0.88-0.77 (m, 24H) .
Compound 035: bis (3, 3-bis ( ( (E) -non-2-en-1-yl) oxy) propyl) 6, 6'- ( (2-hydroxyethyl) azanediyl) dihexanoate
Compound 035 was prepared analogously to compound 002 starting from (E) -non-2-en-1-ol. 1H NMR (400 MHz CDCl3) δ 5.90-5.41 (m, 8H) , 4.66 (t, 2H) , 4.15-3.80 (m, 12H) , 3.75- 3.50 (m, 2H) , 2.58-2.34 (m, 6H) , 2.41-2.00 (m, 16H) , 1.97-1.11 (m, 44H) , 0.89-0.74 (m, 12H) .
Compound 036: bis (3, 3-bis ( ( (Z) -non-2-en-1-yl) oxy) propyl) 6, 6'- ( (2-hydroxyethyl) azanediyl) dihexanoate
Synthesis of 3, 3-bis ( ( (Z) -non-2-en-1-yl) oxy) propan-1-ol
To a solution of ethyl 3, 3-diethoxypropanoate (2.5 g, 13.1 mmol, 2.56 mL, 1.0 eq) in (Z) -non-2-en-1-ol (7.48 g, 52.6 mmol, 4 eq) was added KHSO4 (89.5 mg, 657 umol, 38.6 uL, 0.05 eq) . The mixture was stirred at 80 ℃ for 12 hrs. The reaction mixture was concentrated under reduced pressure to remove solvent. The residue was purified by column chromatography (SiO2, Petroleum ether: Ethyl acetate=1/0 to 80/1) . Ethyl 3, 3-bis ( ( (Z) -non-2-en-1-yl) oxy) propanoate (2.80 g, 7.32 mmol, 55.7%yield) was obtained as yellow oil. 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 5.51 -5.63 (m, 7 H) , 5.02 -5.06 (m, 1 H) , 4.61 -4.66 (m, 1 H) , 4.10 -4.20 (m, 6 H) , 3.99 -4.09 (m, 1 H) , 2.69 -2.72 (m, 2 H) , 2.04 -2.12 (m, 7 H) , 1.18 -1.48 (m, 37 H) , 0.89 (t, J=6.4 Hz, 11 H) .
To a solution of ethyl 3, 3-bis ( ( (Z) -non-2-en-1-yl) oxy) propanoate (700 mg, 1.83 mmol, 1.0 eq) in THF (4.20 mL) was added LAH (69.4 mg, 1.83 mmol, 1.0 eq) in portions during a period of 10 mins with stirring at 0 ℃ under N2, the reaction mixture considerable heat is developed during the reaction and a vigorous evolution of gas sets in at about 0 ℃. The reaction mixture was allowed to stir for 2 hrs at 20 ℃. The reaction mixture was quenched by addition water (0.07 mL) at 0℃, 15%NaOH with solvent (0.07 mL) and water (0.21 mL) . The combined organic layers were added MgSO4, filtered and concentrated under reduced pressure to give a residue. The crude product on notebook page ET49878-391 (1.7 g) was combined to ET49878-390 for further purification. The residue was purified by column chromatography (SiO2, Petroleum ether: Ethyl acetate=60/1 to 40/1) . 3, 3-bis ( ( (Z) -non-2-en-1-yl) oxy) propan-1-ol (1.70 g, 4.99 mmol, 56.2%yield) was obtained as yellow oil. 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 5.53 -5.61 (m, 4 H) , 4.76 (t, J = 5.6 Hz, 1 H) , 4.09 -4.20 (m, 4 H) , 3.74 -3.75 (m, 2 H) , 2.42 (t, J = 5.6 Hz, 1 H) , 2.04 -2.09 (m, 5 H) , 1.91 -1.95 (m, 2 H) , 1.24 -1.36 (m, 18 H) , 0.87 -0.90 (m, 6 H) .
Synthesis of 3, 3-bis ( ( (Z) -non-2-en-1-yl) oxy) propyl 6- ( (2-hydroxyethyl) amino) hexanoate
To a solution of 3, 3-bis ( ( (Z) -non-2-en-1-yl) oxy) propan-1-ol (1.40 g, 4.11 mmol, 1.0 eq) and 6-bromohexanoic acid (1.20 g, 6.17 mmol, 1.5 eq) in DCM (10.4 mL) was added EDCI (1.18 g, 6.17 mmol, 1.5 eq) and DMAP (100 mg, 822 umol, 0.2 eq) with stirring at 10 ℃ under N2 . The residue was diluted with water (10.0 mL) and extracted with EtOAc (20.0 mL *3) . The combined organic layers were washed with brine (10.0 mL) , dried over, filtered and concentrated under reduced pressure to give a residue. The residue was purified by column chromatography (SiO2, Petroleum ether/Ethyl acetate=40/1 to 20/1) . 3, 3-bis ( ( (Z) -non-2-en-1-yl) oxy) propyl 6-bromohexanoate (1.70 g, 3.28 mmol, 79.9%yield) was obtained as yellow oil. 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 5.52 -5.59 (m, 4 H) , 4.71 (t, J = 6.0 Hz, 1 H) , 4.06 -4.18 (m, 6 H) , 3.41 (t, J = 6.8 Hz, 2 H) , 2.30 -2.34 (m, 2 H) , 2.04 -2.09 (m, 4 H) , 1.98-1.99 (m, 2 H) , 1.84 -1.92 (m, 2 H) , 1.64 -1.68 (m, 3 H) , 1.46 -1.50 (m, 3 H) , 1.28 -1.38 (m, 16 H) , 0.87 -0.90 (m, 6 H) .
To a solution of 3, 3-bis ( ( (Z) -non-2-en-1-yl) oxy) propyl 6-bromohexanoate (1.00 g, 1.93 mmol, 1.0 eq) in EtOH (50.0 mL) was added 2-aminoethanol (3.54 g, 58.0 mmol, 3.51 mL, 30 eq) under N2. The reaction was stirred at 70 ℃ for 4 h. The residue was diluted with water (20.0 mL) and extracted with EtOAc (20.0 mL, 10.0 ml) . The combined organic layers were washed with brine (10.0 mL) , dried over, filtered and concentrated under reduced pressure to give a residue. The residue was purified by column chromatography (SiO2, DCM: MeOH=10/1 to 5/1) . 3,3-bis ( ( (Z) -non-2-en-1-yl) oxy) propyl 6- ( (2-hydroxyethyl) amino) hexanoate (700 mg, 1.41 mmol, 72.8%yield) was obtained as Black Brown oil. 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 5.49 -5.62 (m, 4 H) , 4.74 -4.98 (m, 2 H) , 4.70 (t, J = 5.6 Hz, 2 H) , 4.05 -4.22 (m, 6 H) , 3.92 (m, 2 H) , 3.01 -3.12 (m, 2 H) , 2.88 -2.99 (m, 2 H) , 2.32 (t, J = 7.2 Hz, 2 H) , 1.94 -2.12 (m, 7 H) , 1.82 (t, J = 7.2 Hz, 2 H) , 1.61 -1.71 (m, 2 H) , 1.24 -1.47 (m, 19 H) , 0.85 -0.92 (m, 6 H) .
Synthesis of compound 036
Compound 036 was synthesized using 3, 3-bis ( ( (Z) -non-2-en-1-yl) oxy) propyl 6-bromohexanoate and 3, 3-bis ( ( (Z) -non-2-en-1-yl) oxy) propyl 6- ( (2-hydroxyethyl) amino) hexanoate using the procedure described in Scheme 1. 1H NMR (400 MHz  CDCl3) δ 5.95-5.41 (m, 8H) , 4.66 (t, 2H) , 4.15-3.80 (m, 12H) , 3.75-3.45 (m, 2H) , 2.58-2.34 (m, 6H) , 2.44-1.98 (m, 16H) , 1.98-1.09 (m, 44H) , 0.89-0.78 (m, 12H) .
Compound 037: bis (3, 3-bis ( ( (Z) -non-3-en-1-yl) oxy) propyl) 6, 6'- ( (2-hydroxyethyl) azanediyl) dihexanoate
Compound 037 was prepared analogously to compound 002 starting from (Z) -non-3-en-1-ol. Compound 037 was obtained as yellow oil. 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 5.35 -5.50 (m, 4 H) , 4.63 (t, J = 5.6 Hz, 2 H) , 4.15 (t, J = 7.2 Hz, 4 H) , 3.57 -3.63 (m, 5 H) , 3.42 -3.47 (m, 5 H) , 2.43 -2.62 (m, 6 H) , 2.28 -2.35 (m, 13 H) , 2.01 -2.06 (m, 8 H) , 1.93 -1.97 (m, 4 H) , 1.41 -1.68 (m, 15 H) , 1.23 -1.39 (m, 29 H) , 0.89 (t, J = 6.4 Hz, 12 H) .
Compound 038: bis (3, 3-bis ( ( (2E, 6Z) -nona-2, 6-dien-1-yl) oxy) propyl) 6, 6'- ( (2-hydroxyethyl) azanediyl) dihexanoate
Compound 038 was prepared analogously to compound 002 starting from (2E, 6Z) -nona-2, 6-dien-1-ol. Compound 038 was obtained as yellow oil. 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 5.69 -5.75 (m, 4 H) , 5.54 -5.60 (m, 4 H) , 5.29 -5.42 (m, 8 H) , 4.70 (t, J = 5.6 Hz, 2 H) , 4.15 (t, J = 6.4 Hz, 4 H) , 4.03 -4.08 (m, 4 H) , 3.93 -3.98 (m, 4 H) , 3.55 (br s, 2 H) , 2.60 (br s, 2 H) , 2.47 (br s, 4 H) , 2.30 (t, J = 7.2 Hz, 4 H) , 2.07 -2.15 (m, 18 H) , 1.97 -2.05 (m, 12 H) , 1.59 -1.67 (m, 6 H) , 1.48 (br s, 4 H) , 1.26 -1.35 (m, 6 H) , 0.96 (t, J = 7.6 Hz, 12 H) .
Compound 039: bis (3, 3-bis ( (3, 7-dimethyloctyl) oxy) propyl) 6, 6'- ( (3-hydroxypropyl) azanediyl) dihexanoate
Compound 039 was prepared analogously to compound 030 but using 3-aminopropan-1-ol instead of 2-aminoethan-1-ol. Compound 039 was obtained as a yellow oil. 1H NMR (400 MHz CDCl3) δ 4.60 (t, J = 6.0 Hz, 2 H) , 4.14 (t, J = 6.0 Hz, 4 H) , 3.79 (t, J = 6.0 Hz, 2 H) , 3.55 -3.72 (m, 4 H) , 3.35 -3.46 (m, 4 H) , 2.55 -2.68 (m, 2 H) , 2.43 (t, J = 7.6 Hz, 3 H) , 2.31 (t, J = 7.6 Hz, 4 H) , 1.86 -1.98 (m, 4 H) , 1.47 -1.71 (m, 23 H) , 1.06 -1.46 (m, 32 H) , 0.89 (t, J = 6.0 Hz, 36 H) .
Compound 040: bis (3, 3-bis ( (3, 7-dimethyloctyl) oxy) propyl) 6, 6'- ( (3- ( (2- (methylamino) -3, 4-dioxocyclobut-1-en-1-yl) amino) propyl) azanediyl) dihexanoate
Synthesis of benzyl (3-aminopropyl) carbamate
A 500 mL three-necked round bottom flask equipped with magnetic stirrer, addition funnel and thermometer. To a solution of tert-butyl (3-aminopropyl) carbamate (20.0 g, 115 mmol, 20.0 mL, 1.0 eq) in THF (120 mL) and H2O (80.0 mL) was added K2CO3 (23.8 g, 172 mmol, 1.5 eq) and CbzCl (29.4 g, 172 mmol, 24.5 mL, 1.5 eq) at 0 ℃. The mixture was stirred at 0-15 ℃ for 40 mins. The residue was diluted with water (100 mL) and extracted with EtOAc (100 mL, 50.0 mL, 25.0 mL) . The combined organic layers were washed with brine (20.0 mL) , dried over, filtered and concentrated under reduced pressure to give a residue. The residue was purified by column chromatography (SiO2, Petroleum ether: Ethyl acetate=20/1 to 10/1) . Benzyl tert-butyl propane-1, 3-diyldicarbamate (42.0 g, crude) was obtained as yellow oil. 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 7.29 -7.38 (m, 5 H) , 5.26 (s, 1 H) , 5.10 (s, 2 H) , 4.83 (s, 1 H) , 3.17 -3.27 (m, 4 H) , 1.60 -1.66 (m, 4 H) , 1.44 (s, 9 H) .
A 100 mL three-necked round bottom flask equipped with magnetic stirrer, addition funnel and thermometer. To a solution of benzyl tert-butyl propane-1, 3-diyldicarbamate (20.0 g,  64.9 mmol, 1.0 eq) in DCM (120 mL) was added TFA (92.4 g, 810.3 mmol, 60.0 mL, 12.5 eq) at 0 ℃. The mixture was stirred at 20 ℃ for 2 hrs. The reaction was quenched by the slow addition of ca. 200 mL of a saturated aqueous sodium bicarbonate solution at 0 ℃ and extracted with EtOAc/THF (2/1, 100 mL *5) . The organic layer was separated, washed with a saturated aqueous sodium bicarbonate solution, then the Organic phase was adjusted pH 7 to 8 by a 0.1N sodium hydroxide solution and then brine (20.0 mL) , dried, filtered and concentrated under reduced pressure to give a residue. Without purification. Benzyl (3-aminopropyl) carbamate (11.2 g, crude) was obtained as green oil. 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 7.28 -7.41 (m, 5 H) , 5.38 (s, 1 H) , 5.05 -5.13 (m, 2 H) , 3.27 -3.28 (m, 2 H) , 2.92 (s, 2 H) , 2.75 -2.81 (m, 2 H) , 1.63 -1.68 (m, 2 H) .
Synthesis of compound 040-2
A thumb bottle with magnetic stirrer, addition funnel and thermometer. To a solution of 3, 3-bis ( (3, 7-dimethyloctyl) oxy) propyl 6-bromohexanoate (2.10 g, 3.83 mmol, 1.0 eq) and benzyl (3-aminopropyl) carbamate (3.99 g, 19.2 mmol, 5.0 eq) in EtOH (14.0 mL) was stirred at 50 ℃ for 12 hrs. The residue was diluted with water (10.0 mL) and extracted with EtOAc (50.0 mL, 25.0 mL) . The combined organic layers were washed with brine (10.0 mL) , dried over, filtered and concentrated under reduced pressure to give a residue. The residue was purified by column chromatography (SiO2, EtOAc: MeOH=1/0 to 60/1) . Compound 040-1 (0.82 g, 1.20 mmol, 31.3%yield) was obtained as yellow oil. A seal tube equipped with magnetic stirrer, addition funnel and thermometer.
To a solution of compound 040-1 (406 mg, 600 umol, 1.0 eq) in EtOH (4.00 mL) was added DIEA (120 mg, 900 umol, 161 uL, 1.5 eq) and 3, 3-bis ( (3, 7-dimethyloctyl) oxy) propyl 6-bromohexanoate (495 mg, 900 umol, 1.5 eq) . The mixture was stirred at 90 ℃ for 12 hrs. The residue was diluted with water (20.0 mL) and extracted with EtOAc (50.0 mL, 25.0 mL) . The  combined organic layers were washed with brine (10.0 mL) , dried over, filtered and concentrated under reduced pressure to give a residue. The residue was purified by column chromatography (SiO2, DCM: MeOH=100/1 to 60/1) . Compound 040-2 (595 mg, 520 umol, 86.6%yield) was obtained as yellow oil. 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 7.35-7.21 (m, 5H) , 6.50 (s, 1H) , 5.05 (s, 2H) , 4.65 (t, 2H) , 4.11-3.80 (m, 4H) , 3.78-3.52 (m, 8H) , 3.10-3.01 (m, 2H) , 2.52-2.41 (m, 6H) , 2.39-2.17 (m, 4H) , 2.02-1.11 (m, 58H) , 0.88-0.74 (m, 36H) .
Synthesis of compound 040
A 100 mL three-necked round bottom flask equipped with magnetic stirrer, addition funnel and thermometer. To a solution of compound 040-2 (624 mg, 545 umol, 1.0 eq) in EtOH (5.00 mL) was added Pd/C (50.0 mg, 10%purity) under N2. The suspension was degassed under vacuum and purged with H2 several times. The mixture was stirred under H2 15 Psi at 20 ℃ for 72 hrs. The reaction mixture was filtered and the filter cake was washed by EtOH (30.0 mL) . Compound 040-3 was obtained as yellow oil. Compound 040-3 (529 mg, 523 umol, 1.0 eq) and 3, 4-dimethoxycyclobut-3-ene-1, 2-dione (112 mg, 785 umol, 1.5 eq) were taken up into a microwave tube in THF (4.10 mL) at 25 ℃. The mixture was stirred at 25 ℃ for 1 hrs. Then METHYLAMINE (2 M, 2.62 mL, 10 eq) was added at 25 ℃. The reaction stirred at 25 ℃ for 20 hours. The reaction mixture was concentrated under reduced pressure to remove solvent. The residue was purified by column chromatography (SiO2, DCM: MeOH=60/1 to 50/1) and then product was purified by prep-TLC (SiO2, DCM: MeOH = 8: 1) . Compound 040 (145 mg, 130 umol, 24.8%yield) was obtained as yellow oil. 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 7.20 (s, 1H) , 7.05 (s, 1H) , 4.67 (t, 2H) , 4.13-3.81 (m, 4H) , 3.78-3.52 (m, 8H) , 3.31-3.12 (m, 2H) , 2.52-2.41 (m, 6H) , 2.39-2.17 (m, 4H) , 2.04-1.11 (m, 61H) , 0.88-0.74 (m, 36H) .
Compound 041: bis (3, 3-bis ( (5-methylhexyl) oxy) propyl) 6, 6'- ( (3- ( (2- (methylamino) -3, 4-dioxocyclobut-1-en-1-yl) amino) propyl) azanediyl) dihexanoate
Compound 041 was prepared analogously to compound 040 starting with 5-methylhexan-1-ol. 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 7.21 (s, 1H) , 7.04 (s, 1H) , 4.67 (t, 2H) , 4.12-3.83 (m, 4H) , 3.79-3.51 (m, 8H) , 3.31-3.12 (m, 2H) , 2.52-2.41 (m, 6H) , 2.39-2.17 (m, 4H) , 2.01-1.17 (m, 49H) , 0.88-0.74 (m, 24H) .
Compound 042: bis (3, 3-dibutoxypropyl) 6, 6'- ( (2-hydroxyethyl) azanediyl) dihexanoate
Synthesis of 3, 3-dibutoxypropan-1-ol
A 100 mL three-necked round bottom flask equipped with magnetic stirrer, addition funnel and thermometer. To a solution of ethyl propiolate (6.00 g, 61.2 mmol, 6.00 mL, 1.0 eq) and butan-1-ol (22.7 g, 306 mmol, 28.0 mL, 5.0 eq) in Tol. (36.0 mL) was added PtCl2 (325 mg, 1.22 mmol, 0.02 eq) . The mixture was stirred at 80 ℃ for 13 hrs. The reaction solution was cooled to room temperature. The mixture was then filtered, and the filtrate was concentrated under reduced pressure. The residue was purified by prep-TLC (SiO2, Petroleum ether/Ethyl acetate=15/1) . Ethyl 3, 3-dibutoxypropanoate (8.70 g, 35.3 mmol, 57.7%yield) was obtained as yellow oil.
To a solution of ethyl 3, 3-dibutoxypropanoate (3.70 g, 15.0 mmol, 1.0 eq) in THF (37.0 mL) was added LAH (2.5 M, 6.61 mL, 1.1 eq) in portions during a period of 10 mins with stirring at 0 ℃ under N2, the reaction mixture considerable heat is developed during the reaction and a vigorous evolution of gas sets in at about 0 ℃. The reaction mixture was allowed to stir for 2 hrs at 20 ℃. The reaction was cooled to 0℃, water (0.63 mL) was dropped in the reaction solution  under N2 and created a lot of bubbles, then 15%aq. NaOH (0.63 mL) was added dropwise slowly at 0℃; after 5 mins, water (1.80 mL) was dropped the reaction solution at 0℃, then Na2SO4 added the mixture and warmed to 25 ℃ stirred 15 mins. The mixture was filtered and the filter cake concentrated under reduced pressure to give a residue. 3, 3-dibutoxypropan-1-ol (2.30 g, 11.3 mmol, 75.0%yield) was obtained as yellow oil. 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 4.66 (t, J =5.2 Hz, 1 H) , 3.73 -3.76 (m, 2 H) , 3.62 -3.67 (m, 2 H) , 3.43 -3.49 (m, 2 H) , 1.86 -1.92 (m, 2 H) , 1.54 -1.61 (m, 4 H) , 1.36 -1.44 (m, 4 H) , 0.93 (t, J = 7.2 Hz, 6 H) .
Synthesis of 3, 3-dibutoxypropyl 6-bromohexanoate
A 100 mL three-necked round bottom flask equipped with magnetic stirrer, addition funnel and thermometer. To a solution of 3, 3-dibutoxypropan-1-ol (2.30 g, 11.3 mmol, 1.0 eq) and compound 29-1a (3.29 g, 16.9 mmol, 1.5 eq) in DCM (7.80 mL) was added EDCI (4.32 g, 22.5 mmol, 2.0 eq) and DMAP (275 mg, 2.25 mmol, 0.2 eq) . The mixture was stirred at 20 ℃ for 2 hrs. The residue was diluted with water (20.0 mL) and extracted with EtOAc (30.0 mL *3) . The combined organic layers were washed with brine (10mL) , dried over, filtered and concentrated under reduced pressure to give a residue. The residue was purified by column chromatography (SiO2, Petroleum ether : Ethyl acetate=15/1to 10/1) . 3, 3-dibutoxypropyl 6-bromohexanoate (4.20 g, 11.0 mmol, 97.8%yield) was obtained as yellow oil. 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 4.60 (t, J = 6.0 Hz, 1 H) , 4.15 (t, J = 6.8 Hz, 2 H) , 3.57 -3.61 (m, 2 H) , 3.39 -3.46 (m, 4 H) , 2.32 (t, J = 7.2 Hz, 2 H) , 1.84 -1.96 (m, 4 H) , 1.64 -1.68 (m, 2 H) , 1.48 -1.57 (m, 11 H) , 0.92 (t, J = 7.6 Hz, 6 H) .
Synthesis of 3, 3-dibutoxypropyl 6- ( (2-hydroxyethyl) amino) hexanoate
A 100 mL three-necked round bottom flask equipped with magnetic stirrer, addition funnel and thermometer. To a solution of 3, 3-dibutoxypropyl 6-bromohexanoate (3.00 g, 7.87 mmol, 1.0 eq) in EtOH (30.0 mL) was added 2-aminoethanol (4.81 g, 78.7 mmol, 4.75 mL, 10 eq) . The mixture was stirred at 75 ℃ for 2 hrs. The residue was diluted with water (30.0 mL) and extracted with EtOAc (20.0 mL *2) . The combined organic layers were washed with brine (10.0 mL) , dried over, filtered and concentrated under reduced pressure to give a residue. The residue was purified by column chromatography (SiO2, EtOAc : Methanol=10/1 to 0/1) . 3, 3- dibutoxypropyl 6- ( (2-hydroxyethyl) amino) hexanoate (1.90 g, 5.26 mmol, 66.8%yield) and Compound 042 (100 mg, crude) was obtained as yellow oil.
Synthesis of Compound 042
A 100 mL three-necked round bottom flask equipped with magnetic stirrer, addition funnel and thermometer. To a solution of 3, 3-dibutoxypropyl 6- ( (2-hydroxyethyl) amino) hexanoate (0.60 g, 1.66 mmol, 1.0 eq) and 3, 3-dibutoxypropyl 6-bromohexanoate (759 mg, 1.99 mmol, 1.2 eq) in EtOH (6.00 mL) was added DIEA (322 mg, 2.49 mmol, 434 μL, 1.5 eq) . The mixture was stirred at 90 ℃ for 12 hrs. The residue was diluted with water (5.00 mL) and extracted with EtOAc (10.0 mL *3) . The combined organic layers were washed with brine (5.00 mL) , dried over, filtered and concentrated under reduced pressure to give a residue. The residue was purified by column chromatography (SiO2, Petroleum ether: Ethyl acetate=1/1 to 0/1) . Compound 042 (275 mg, 415 μmol, 25.0%yield, 100%purity) was obtained as yellow oil. 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 4.60 (t, J = 5.6 Hz, 2 H) , 4.15 (t, J = 6.8 Hz, 4 H) , 3.57 -3.62 (m, 6 H) , 3.40 -3.46 (m, 4 H) , 2.50 -2.61 (m, 6 H) , 2.30 (t, J = 7.2 Hz, 4 H) , 1.92 -1.97 (m, 4 H) , 1.48 -1.68 (m, 17 H) , 1.30 -1.43 (m, 13 H) , 0.92 (t, J = 7.2 Hz, 12 H) .
Compound 043: 3, 3-dibutoxypropyl 8- ( (6- (3, 3-dibutoxypropoxy) -6-oxohexyl) (2-hydroxyethyl) amino) octanoate
Synthesis of 3, 3-dibutoxypropyl 8-bromooctanoate
A 100 mL three-necked round bottom flask equipped with magnetic stirrer, addition funnel and thermometer. To a solution of 3, 3-dibutoxypropan-1-ol (2.50 g, 12.2 mmol, 1.0 eq) and 8-bromooctanoic acid (4.10 g, 18.4 mmol, 1.5 eq) in DCM (15.0 mL) was added EDCI (4.69 g, 24.5 mmol, 2.0 eq) and DMAP (299 mg, 2.45 mmol, 0.2 eq) . The mixture was stirred at 20 ℃ for 12 hrs. The residue was diluted with water (20.0 mL) and extracted with EtOAc (30.0 mL *3) . The combined organic layers were washed with brine (10.0 mL) , dried over, filtered and concentrated under reduced pressure to give a residue. The residue was purified by column chromatography (SiO2, Petroleum ether: Ethyl acetate=15/1to 10/1) . 3, 3-dibutoxypropyl 8-bromooctanoate (1.80 g, 4.40 mmol, 35.9%yield) was obtained as yellow oil. 1H NMR (400  MHz, CDCl3) δ 4.60 (t, J = 6.0 Hz, 1 H) , 4.15 (t, J = 6.8 Hz, 2 H) , 3.59 -3.61 (m, 2 H) , 3.39 -3.46 (m, 4 H) , 2.30 (t, J = 7.6 Hz, 2 H) , 1.94 -1.96 (m, 2 H) , 1.86 -1.89 (s, 2 H) , 1.54 -1.65 (m, 9 H) , 1.33 -1.43 (m, 9 H) , 0.93 (t, J = 7.6 Hz, 6 H) .
Synthesis of Compound 043
A 40 mL seal tube with magnetic stirrer, addition funnel and thermometer. To a solution of 3, 3-dibutoxypropyl 6- ( (2-hydroxyethyl) amino) hexanoate (0.60 g, 1.66 mmol, 1.0 eq) and 3, 3-dibutoxypropyl 8-bromooctanoate (815 mg, 1.99 mmol, 1.2 eq) in EtOH (6.00 mL) was added DIEA (322 mg, 2.49 mmol, 434 μL, 1.5 eq) . The mixture was stirred at 90 ℃ for 12 hrs. The residue was diluted with water (5.00 mL) and extracted with EtOAc (10.0 mL *3) . The combined organic layers were washed with brine (5.00 mL) , dried over, filtered and concentrated under reduced pressure to give a residue. The residue was purified by column chromatography (SiO2, Petroleum ether: Ethyl acetate=1/1 to 0/1) . Compound 043 (200 mg, 290 μmol, 17.5%yield, 100%purity) was obtained as yellow oil. 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 4.60 (t, J = 5.6 Hz, 2 H) , 4.14 (t, J = 6.4 Hz, 4 H) , 3.53 -3.62 (m, 6 H) , 3.40 -3.46 (m, 4 H) , 2.45 -2.60 (m, 6 H) , 2.27 -2.32 (m, 4 H) , 1.92 -1.97 (m, 4 H) , 1.52 -1.65 (m, 17 H) , 1.31 -1.47 (m, 20 H) , 0.92 (t, J=7.2 Hz, 12 H) .
Compound 044: 3, 3-dipropoxypropyl 8- ( (6- (3, 3-bis ( (5-methylhexyl) oxy) propoxy) -6-oxohexyl) (2-hydroxyethyl) amino) octanoate
Synthesis of 3, 3-dipropoxypropan-1-ol
To a solution of ethyl 3, 3-dipropoxypropanoate (3.40 g, 15.6 mmol, 1.0 eq) in THF (34.0 mL) was added LAH (650 mg, 17.1 mmol, 1.1 eq) in portions during a period of 10 mins with stirring at 0 ℃ under N2, the reaction mixture considerable heat is developed during the reaction and a vigorous evolution of gas sets in at about 0 ℃. The reaction mixture was allowed to stir for 2 hrs at 20 ℃. The reaction was cooled to 0℃, water (0.65 mL) was dropped in the reaction solution under N2 and created a lot of bubbles, then 15%aq. NaOH (0.65 mL) was added dropwise slowly at 0 ℃; after 5mins, water (1.95 mL) was dropped the reaction solution at 0℃, then Na2SO4 added the mixture and warmed to 25 ℃ stirred 15 mins. The mixture was filtered  and the filter cake concentrated under reduced pressure to give a residue. 3, 3-dipropoxypropan-1-ol (2.50 g, crude) was obtained as yellow oil. 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 4.67 (t, J = 5.2 Hz, 1 H) , 3.73 -3.76 (m, 2 H) , 3.58 -3.64 (m, 2 H) , 3.40 -3.45 (m, 2 H) , 1.85 -1.92 (m, 2 H) , 1.57 -1.66 (m, 4 H) , 0.94 (t, J = 7.6 Hz, 6 H) .
Synthesis of 3, 3-dipropoxypropyl 8-bromooctanoate
A 100 mL three-necked round bottom flask equipped with magnetic stirrer, addition funnel and thermometer. To a solution of 3, 3-dipropoxypropan-1-ol (2.50 g, 14.2 mmol, 1.0 eq) and 8-bromooctanoic acid (4.75 g, 21.3 mmol, 1.5 eq) in DCM (15.0 mL) was added EDCI (5.44 g, 28.4 mmol, 2.0 eq) and DMAP (347 mg, 2.84 mmol, 0.2 eq) . The mixture was stirred at 20 ℃ for 12 hrs. The residue was diluted with water (20.0 mL) and extracted with EtOAc (30.0 mL *3) . The combined organic layers were washed with brine (10.0 mL) , dried over, filtered and concentrated under reduced pressure to give a residue. The residue was purified by column chromatography (SiO2, Petroleum ether: Ethyl acetate=15/1 to 10/1) . 3, 3-dipropoxypropyl 8-bromooctanoate (4.50 g, 11.8 mmol, 83.2%yield) was obtained as yellow oil. 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 4.61 (t, J = 6.00 Hz, 1 H) , 4.16 (t, J = 6.4Hz, 2 H) , 3.53 -3.59 (m, 2 H) , 3.37 -3.42 (m, 4 H) , 2.30 (t, J = 7.2 Hz, 2 H) , 1.93 -1.98 (m, 2 H) , 1.84 -1.87 (m, 2 H) , 1.55 -1.64 (m, 7 H) , 1.42 -1.44 (m, 2 H) , 1.32 -1.35 (m, 4 H) , 0.94 (t, J = 7.6 Hz, 6 H) .
Synthesis of compound 044
To a solution of 3, 3-dipropoxypropyl 8- ( (2-hydroxyethyl) amino) octanoate (770 mg, 1.73 mmol, 1.0 eq) and 3, 3-bis ( (5-methylhexyl) oxy) propyl 6-bromohexanoate (988 mg, 2.59 mmol, 1.5 eq) in EtOH (10 mL) was added DIEA (447 mg, 3.46 mmol, 602 μL, 2.0 eq) at 25℃, then the mixture was stirred at 90℃ for 24 hrs. The reaction mixture was poured into water (10 mL) and extracted with EtOAc (20 mL, 10 mL, 5 mL) , The combined organic layers were washed with (brine 5 mL) , dried over Na2SO4, filtered and concentrated under reduced pressure to give a residue. The residue was purified by column chromatography (SiO2, Petroleum ether/Ethyl acetate = 10/1 to EtOAc/MeOH = 5/1) to give compound 044 (290 mg, 388 μmol, 22.5%yield)  as a colorless oil. 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 4.59-4.63 (m, 2H) , 4.13-4.17 (m, 4H) , 3.56-3.62 (m, 6H) , 3.39-3.44 (m, 4H) , 2.64 (brs, 2H) , 2.52 (brs, 4H) , 2.28-2.33 (m, 4H) , 1.95-1.98 (m, 4H) , 1.51-1.66 (m, 19H) , 1.31-1.35 (m, 13H) , 1.18-1.22 (m, 4H) , 0.94 (t, J = 7.6 Hz, 6H) , 0.86-0.89 (m, 12H) .
Compound 045: 3, 3-dibutoxypropyl 8- ( (6- (3, 3-bis ( (3, 7-dimethyloctyl) oxy) propoxy) -6-oxohexyl) (2-hydroxyethyl) amino) octanoate
A 100 mL three-necked round bottom flask equipped with magnetic stirrer, addition funnel and thermometer. To a solution of 3, 3-dibutoxypropyl 8- ( (2-hydroxyethyl) amino) octanoate (0.60 g, 1.54 mmol, 1.0 eq) and 3, 3-bis ( (3, 7-dimethyloctyl) oxy) propyl 6-bromohexanoate (931 mg, 1.69 mmol, 1.1 eq) in EtOH (6.00 mL) was added DIEA (298 mg, 2.31 mmol, 402 μL, 1.5 eq) . The mixture was stirred at 90 ℃ for 12 hrs. The residue was diluted with water (5.00 mL) and extracted with EtOAc (10.0 mL *3) . The combined organic layers were washed with brine (5.00 mL) , dried over, filtered and concentrated under reduced pressure to give a residue. The residue was purified by column chromatography (SiO2, Petroleum ether: Ethyl acetate=1/1 to 0/1) . Compound 045 (0.350 g, 390 μmol, 25.3%yield, 95.6%purity) was obtained as yellow oi. 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 4.60 (t, J = 5.6 Hz, 2 H) , 4.14 (t, J = 6.8 Hz, 4 H) , 3.42 -3.64 (m, 10 H) , 2.57 (t, J = 5.2 Hz, 2 H) , 2.41 -2.46 (m, 4 H) , 2.27 -2.32 (m, 4 H) , 1.92 -1.97 (m, 4 H) , 1.04 -1.67 (m, 47 H) , 0.86 -0.94 (m, 24 H) .
Compound 046: 3, 3-bis (pentyloxy) propyl 8- ( (6- (3, 3-bis ( (3, 7-dimethyloctyl) oxy) propoxy) -6-oxohexyl) (2-hydroxyethyl) amino) octanoate
Compound 046 was prepared using similar procedure as Compound 045 starting with pentan-1-ol. Compound 046 was obtained as yellow oil. 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 4.60 (t, J = 5.6 Hz, 1 H) , 4.14 (t, J = 6.8 Hz, 4 H) , 3.39 -3.66 (m, 10 H) , 2.56 -2.58 (m, 2 H) , 2.44 -2.46 (m, 4 H) , 2.27 -2.32 (m, 4 H) , 1.92 -1.97 (m, 4 H) , 1.06 -1.71 (m, 50 H) , 0.86 -0.92 (m, 21 H) .
Compound 047: 3, 3-bis ( (3, 7-dimethyloctyl) oxy) propyl 6- ( (6- (3, 3-bis (isopentyloxy) propoxy) -6-oxohexyl) (2-hydroxyethyl) amino) hexanoate
Synthesis of 3, 3-bis (isopentyloxy) propan-1-ol
To a solution of ethyl propiolate (5.00 g, 50.9 mmol, 5.00 mL, 1.0 eq) and 3-methylbutan-1-ol (22.4 g, 254 mmol, 27.7 mL) in toluene (30 mL) was added PtCl2 (271 mg, 1.02 mmol) at 25℃. Then the mixture was stirred at 80℃ for 24 hrs under N2 atmosphere. The reaction solution was cooled to 25 ℃. Then the mixture was filtered, and the filtrate was concentrated under reduced pressure. The residue was purified by flash silica gel chromatography (80 gSilica Flash Column, Eluent of 0~2%Ethyl acetate/Petroleum ether gradient @50 mL/min) to give ethyl 3, 3-bis (isopentyloxy) propanoate (6.80 g, 48.6%yield) as colorless oil. 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 4.91-4.97 (m, 1H) , 4.15 (dd, J = 3.60 Hz, 7.20 Hz, 2H) , 3.58-3.68 (m, 2H) , 3.46-3.55 (m, 2H) , 2.66 (d, J = 5.88 Hz, 2H) , 1.61-1.75 (m, 2H) , 1.38-1.49 (m, 4H) , 1.24-1.29 (m, 3H) , 0.90 (d, J = 6.72 Hz, 12H)
To a solution of 3, 3-bis (isopentyloxy) propanoate (1.00 g, 3.64 mmol in THF (10 mL) was added dropwise LAH (2.5 M, 1.60 mL) at 0 ℃ under N2 atmosphere. Then the reaction mixture was stirred at 25℃ for 3 hrs. The reaction mixture was cooled to 0 ℃, H2O (0.15 mL) was dropped in the reaction solution under N2 and created a lot of bubbles, then 15%aq. NaOH  (0.15 mL) was added dropwise slowly at 0 ℃; After 5 mins, H2O (0.45 mL) was dropped the reaction solution at 0 ℃, then Na2SO4 added the mixture and warmed to 25 ℃ stirred 15 mins. The mixture was filtered and the filtrate concentrated under reduced pressure to give a residue 3, 3-bis (isopentyloxy) propan-1-ol (790 mg, 93.2%yield) as colorless oil. 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 4.63-4.68 (m, 1H) , 3.74 (t, J = 5.44 Hz, 2H) , 3.62-3.71 (m, 2H) , 3.44-3.52 (m, 2H) , 2.41-2.69 (m, 1H) , 1.84-1.94 (m, 2H) , 1.61-1.76 (m, 2H) , 1.44-1.52 (m, 4H) , 0.89-0.96 (m, 12H)
Synthesis of 3, 3-bis (isopentyloxy) propyl 6- ( (2-hydroxyethyl) amino) hexanoate
To a solution of 3, 3-bis (isopentyloxy) propan-1-ol (790 mg, 3.40 mmol) and 6-bromohexanoic acid (994 mg, 5.10 mmol) in DCM (5.0 mL) was added EDCI (1.30 g, 6.80 mmol) and DMAP (83.07 mg, 679 μmol) . The mixture was stirred at 20 ℃ for 1.5 hrs. The residue was diluted with water (20 mL) and extracted with DCM (25 mL x 3) . The combined organic layers were washed with brine (20 mL) , dried over, filtered and concentrated under reduced pressure to give a residue. The residue was purified by flash silica gel chromatography (4 gSilica Flash Column, Eluent of 0~2%Ethyl acetate/Petroleum ether gradient @15 mL/min) to give 3, 3-bis (isopentyloxy) propyl 6-bromohexanoate (890 mg, 63.9%yield) as colorless oil. 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 4.56-4.63 (m, 1H) , 4.15 (t, J = 6.52 Hz, 2H) , 3.58-3.68 (m, 2H) , 3.39-3.50 (m, 4H) , 2.33 (t, J = 7.44 Hz, 2H) , 1.85-1.98 (m, 4H) , 1.63-1.75 (m, 4H) , 1.41-1.52 (m, 6H) , 0.91 (dd, J = 1.16 Hz, 6.68 Hz, 12H)
To a solution of 3, 3-bis (isopentyloxy) propyl 6-bromohexanoate (890 mg, 2.17 mmol) in EtOH (30 mL) was added 2-aminoethanol (1.33 g, 21.7 mmol, 1.31 mL) . The mixture was stirred at 75 ℃ for 2 hrs. TLC (Petroleum ether: Ethyl acetate=10: 1, Rf = 0.04) indicated the 3, 3-bis (isopentyloxy) propyl 6-bromohexanoate was consumed complete. The residue was diluted with water (30 mL) and extracted with EtOAc (20 mL x 2) . The combined organic layers were washed with brine (20 mL) , dried over, filtered and concentrated under reduced pressure to give 3, 3-bis (isopentyloxy) propyl 6- ( (2-hydroxyethyl) amino) hexanoate (760 mg, 89.7%yield) as colorless oil.
Synthesis of Compound 047
To a solution of 3, 3-bis (isopentyloxy) propyl 6- ( (2-hydroxyethyl) amino) hexanoate (324 mg, 833 μmol) and 3, 3-bis ( (3, 7-dimethyloctyl) oxy) propyl 6-bromohexanoate (550 mg, 1.00 mmol) in EtOH (3 mL) was added DIEA (161 mg, 1.25 mmol, 217 μL) . The mixture was stirred at 90 ℃ for 48 hrs. The residue was diluted with water (20 mL) and extracted with EtOAc (20 mL x 3) . The combined organic layers were washed with brine (20 mL) , dried over, filtered and concentrated under reduced pressure to give a residue. The residue was purified by flash silica gel chromatography (4 gSilica Flash Column, Eluent of 0~4%Dichloromethane: Methanol gradient @15 mL/min) . Compound 047 (220 mg, 244 μmol, 38.2%yield, 95.46%purity) was obtained as colorless oil. 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 4.59 (t, J =5.6 Hz, 2H) , 4.14 (t, J=6.6 Hz, 4H) , 3.67-3.80 (m, 2H) , 3.56-3.67 (m, 4H) , 3.41-3.51 (m, 4H) , 2.65-2.88 (m, 5H) , 2.32 (t, J = 7.2 Hz, 4H) , 1.95 (q, J = 6.2 Hz, 4H) 1.44-1.75 (m, 20H) , 1.18-1.43 (m, 14H) 1.09-1.17 (m, 6H) , 0.81-0.97 (m, 30H)
Compound 048: 3, 3-dibutoxypropyl 8- ( (6- (3, 3-bis (octyloxy) propoxy) -6-oxohexyl) (2-hydroxyethyl) amino) octanoate
A 40.0 mL seal tube with magnetic stirrer, addition funnel and thermometer. To a solution of 3, 3-bis (octyloxy) propyl 6- ( (2-hydroxyethyl) amino) hexanoate (0.70 g, 1.48 mmol, 1.0 eq) and 3, 3-dibutoxypropyl 8-bromooctanoate (726 mg, 1.77 mmol, 1.2 eq) in EtOH (7.00 mL) was added DIEA (286 mg, 2.22 mmol, 386 μL, 1.5 eq) . The mixture was stirred at 90 ℃ for 12 hrs. The residue was diluted with water (5.00 mL) and extracted with EtOAc (10.0 mL *3) . The combined organic layers were washed with brine (5.00 mL) , dried over, filtered and concentrated  under reduced pressure to give a residue. The residue was purified by column chromatography (SiO2, Petroleum ether: Ethyl acetate=1/1 to 0/1) . Compound 048 (0.350 g, 436 μmol, 29.5%yield, 100%purity) was obtained as yellow oil. 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 4.60 (t, J = 6.0 Hz, 2 H) 4.14 (t, J = 6.8 Hz, 4 H) 3.60 (m, 2 H) 3.55 -3.61 (m, 3 H) 3.40 -3.44 (m, 4 H) 2.60 (br s, 2 H) 2.47 (br s, 4 H) 2.27 -2.32 (m, 4 H) 1.92 -1.97 (m, 4 H) 1.52 -1.67 (m, 13 H) 1.28 -1.46 (m, 38 H) 0.87 -0.94 (m, 12 H) .
Compound 049: 3, 3-dipropoxypropyl 8- ( (6- (3, 3-bis (octyloxy) propoxy) -6-oxohexyl) (2-hydroxyethyl) amino) octanoate
A 100 mL three-necked round bottom flask equipped with magnetic stirrer, addition funnel and thermometer. To a solution of 3, 3-bis (octyloxy) propyl 6- ( (2-hydroxyethyl) amino) hexanoate (0.70 g, 1.48 mmol, 1.0 eq) and 3, 3-dipropoxypropyl 8-bromooctanoate (676 mg, 1.77 mmol, 1.2 eq) in EtOH (7.00 mL) was added DIEA (286 mg, 2.22 mmol, 386 μL, 1.5 eq) . The mixture was stirred at 90 ℃ for 12 hrs. The residue was diluted with water (5.00 mL) and extracted with EtOAc (10.0 mL *3) . The combined organic layers were washed with brine (5.00 mL) , dried over, filtered and concentrated under reduced pressure to give a residue. The residue was purified by column chromatography (SiO2, Petroleum ether: Ethyl acetate=1/1 to 0/1) . Compound 049 (0.350 g, 452 μmol, 30.6%yield, 100%purity) was obtained as yellow oil. 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 4.58 -4.63 (m, 2 H) , 4.13 -4.17 (m, 4 H) , 3.53 -3.59 (m, 6 H) , 3.38 -3.43 (m, 4 H) , 2.61 (br s, 2 H) , 2.47 (br s, 4 H) , 2.27 -2.32 (m, 4 H) , 1.92 -1.98 (m, 4 H) , 1.53 -1.66 (m, 14 H) , 1.46 -1.47 (m, 3 H) , 1.28 -1.35 (m, 30 H) , 0.87 -0.95 (m, 12 H) .
Compound 050: 3, 3-dipropoxypropyl 8- ( (6- (3, 3-bis ( (3, 7-dimethyloctyl) oxy) propoxy) -6-oxohexyl) (2-hydroxyethyl) amino) octanoate
A 40 mL seal tube with magnetic stirrer, addition funnel and thermometer. To a solution of 3, 3-bis ( (3, 7-dimethyloctyl) oxy) propyl 6- ( (2-hydroxyethyl) amino) hexanoate (0.80 g, 1.51 mmol, 1.0 eq) and 3, 3-dipropoxypropyl 8-bromooctanoate (691 mg, 1.81 mmol, 1.2 eq) in EtOH (8.00 mL) was added DIEA (234 mg, 1.81 mmol, 316 μL, 1.2 eq) . The mixture was stirred at 90 ℃ for 12 hrs. The residue was diluted with water (5.00 mL) and extracted with EtOAc (10.0 mL *3) . The combined organic layers were washed with brine (5.00 mL) , dried over, filtered and concentrated under reduced pressure to give a residue. The residue was purified by column chromatography (SiO2, Petroleum ether: Ethyl acetate=1/1 to 0/1) . Compound 050 (0.50 g, 602 μmol, 39.9%yield, 100%purity) was obtained as yellow oil. 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 4.58 -4.63 (m, 2 H) , 4.13 -4.17 (m, 4 H) , 3.54 -3.66 (m, 6 H) , 3.37 -3.50 (m, 4 H) , 2.37 -2.70 (m, 6 H) , 2.28 -2.32 (m, 4 H) , 1.92 -1.98 (m, 4 H) , 1.46 -1.68 (m, 20 H) , 1.19 -1.41 (m, 19 H) , 1.08 -1.19 (m, 6 H) , 0.94 (t, J = 7.6 Hz, 6 H) , 0.86 -0.89 (m, 18 H) .
Compound 051: 3, 3-bis ( (3, 7-dimethyloctyl) oxy) propyl 8- ( (6- (3, 3-bis ( (3, 7-dimethyloctyl) oxy) propoxy) -6-oxohexyl) (2-hydroxyethyl) amino) octanoate
Compound 051 was prepared using similar procedure as Compound 045 but using 3, 3-bis ( (3, 7-dimethyloctyl) oxy) propan-1-ol instead of 3, 3-dibutoxypropan-1-ol. Compound 051 was obtained as yellow oil. 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 4.62 (t, J = 5.8 Hz, 2 H) , 4.09 (t, J = 6.4 Hz, 4 H) , 3.51 -3.82 (m, 6 H) , 3.41 -3.48 (m, 4 H) , 2.41 -2.64 (m, 6 H) , 1.88 -2.17 (m, 5 H) ,  1.47 -1.71 (m, 25 H) , 1.05 -1.46 (m, 34 H) , 0.88 (t, J = 6.0 Hz, 36 H) .
Compound 052: 3-methylhexyl 8- ( (6- (3, 3-bis ( (3-methyloctyl) oxy) propoxy) -6-oxohexyl) (2-hydroxyethyl) amino) octanoate
Synthesis of 3-methylhexan-1-ol
Step 1: To a solution of NaH (3.48 g, 87.1 mmol, 60%purity, 1.5 eq) in THF (30.0 mL) was added ethyl 2- (diethoxyphosphoryl) acetate (19.5 g, 87.1 mmol, 17.3 mL, 1.5 eq) in dropwise at 0 ℃, The reaction is warmed at 20 ℃ and stirred for 1 h until there is no bubbles formed, and then add pentan-2-one (5.00 g, 58.1 mmol, 6.23 mL, 1.0 eq) . The reaction was stirred at 75 ℃ for 12 h. The two reactions were combined to work up. The reaction mixture was quenched by NH4Cl (aq) (20.0 mL) and extracted with EtOAc (20.0 mL, 10.0 mL) . The combined organic layers were washed with brine (10.0 mL) , dried over, filtered and concentrated under reduced pressure to give a residue. The residue was purified by column chromatography (SiO2, Petroleum ether: Ethyl acetate=100/1 to 80/1) . Ethyl (E) -3-methylhex-2-enoate (15.0 g, 96.0 mmol, 82.7%yield) was obtained as yellow oil.
Step 2: To a solution of Pd/C (1.50 g, 1.41 mmol, 10%purity, 1.47e-2 eq) in EtOH (210 mL) was added ethyl (E) -3-methylhex-2-enoate (15.0 g, 96.0 mmol, 1.0 eq) . The reaction was degassed and purged by H2 several times, stirred at 25 ℃ for 12 h under H2 (50 psi) . The reaction mixture was filtered, the filtrate cake was washed with THF (200 mL) and concentrated under reduced pressure to give a residue. Without purification. Ethyl 3-methylhexanoate (9.00 g, 56.9 mmol, 59.2%yield) was obtained as yellow oil. 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 4.10 -4.16 (m, 2 H) , 2.26 -2.31 (m, 1 H) , 2.06 -2.12 (m, 1 H) , 1.96 -1.99 (m, 1 H) , 1.14 -1.41 (m, 8 H) , 0.88 -0.94 (m, 6 H) .
Step 3: To a solution of ethyl 3-methylhexanoate (9.00 g, 56.9 mmol, 1.0 eq) in THF (54.0 mL) was added LAH (2.5 M, 25.0 mL, 1.1 eq) in portions during a period of 20 mins with stirring at 0 ℃ under N2, the reaction mixture considerable heat is developed during the reaction and a vigorous evolution of gas sets in at about 0 ℃. The reaction mixture was allowed to stir for 2 hrs at 20 ℃. The reaction was cooled to 0 ℃, water (2.37 mL) was dropped in the reaction solution under N2 and created a lot of bubbles, then 15%aq. NaOH (2.37 mL) was added dropwise slowly at 0 ℃; after 5 mins, water (7.11 mL) was dropped the reaction solution at 0℃, then Na2SO4 added the mixture and warmed to 20 ℃ stirred 15 mins. The mixture was filtered and the filtrate concentrated under reduced pressure to give a residue. 3-methylhexan-1-ol (6.40  g, crude) was obtained as yellow oil. 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 3.66 -3.70 (m, 2 H) , 1.58 -1.63 (m, 2 H) , 1.22 -1.42 (m, 5 H) , 1.11 -1.17 (m, 1 H) , 0.87 -0.91 (m, 6 H) .
Synthesis of 3-methylhexyl 8- ( (2-hydroxyethyl) amino) octanoate
A 100 mL three-necked round bottom flask equipped with magnetic stirrer, addition funnel and thermometer. To a solution of 3-methylhexan-1-ol (3.00 g, 25.8 mmol, 1.0 eq) and 8-bromooctanoic acid (8.64 g, 38.7 mmol, 1.5 eq) in EtOH (18.0 mL) was added EDCI (7.42 g, 38.7 mmol, 1.5 eq) and DMAP (631 mg, 5.16 mmol, 0.2 eq) . The mixture was stirred at 20 ℃ for 12 hrs. The residue was diluted with water (20.0 mL) and extracted with EtOAc (25.0 mL *3) . The combined organic layers were washed with brine (10.0 mL) , dried over, filtered and concentrated under reduced pressure to give a residue. The residue was purified by column chromatography (SiO2, Petroleum ether: Ethyl acetate=80/1 to 60/1) . 3-methylhexyl 8-bromooctanoate (6.30 g, 19.6 mmol, 76.0%yield) was obtained as yellow oil. 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 4.08 -4.13 (m, 2 H) , 3.40 (t, J = 6.8 Hz, 2 H) , 2.29 (t, J = 7.6 Hz, 2 H) , 1.82 -1.87 (m, 2 H) , 1.50 -1.69 (m, 4 H) , 1.24 -1.46 (m, 11 H) , 1.15 -1.24 (m, 1 H) , 0.87 -0.90 (m, 6 H) .
A 100 mL three-necked round bottom flask equipped with magnetic stirrer, addition funnel and thermometer. To a solution of 3-methylhexyl 8-bromooctanoate (1.00 g, 3.11 mmol, 1.0 eq) in EtOH (20.0 mL) was added 2-aminoethanol (5.70 g, 93.4 mmol, 5.64 mL, 30 eq) . The mixture was stirred at 75 ℃ for 1 hrs. The residue was diluted with water (20.0 mL) and extracted with EtOAc (20.0 mL, 10.0 mL) . The combined organic layers were washed with brine (10.0 x 3 mL) , dried over, filtered and concentrated under reduced pressure to give a residue. 3-methylhexyl 8- ( (2-hydroxyethyl) amino) octanoate (0.90 g, 2.99 mmol, 95.9%yield) was obtained as yellow oil.
Synthesis of compound 052
A 40 mL seal tube equipped with magnetic stirrer, addition funnel and thermometer. To a solution of 3-methylhexyl 8- ( (2-hydroxyethyl) amino) octanoate (0.40 g, 1.33 mmol, 1.0 eq) and  3, 3-bis ( (3, 7-dimethyloctyl) oxy) propyl 6-bromohexanoate (802 mg, 1.46 mmol, 1.1 eq) in EtOH (4.00 mL) was added DIEA (257 mg, 1.99 mmol, 347 μL, 1.5 eq) . The mixture was stirred at 90 ℃ for 24 hrs. The residue was diluted with water (5.00 mL) and extracted with EtOAc (10.0 mL *3) . The combined organic layers were washed with brine (5.00 mL) , dried over, filtered and concentrated under reduced pressure to give a residue. The residue was purified by column chromatography (SiO2, Petroleum ether: Ethyl acetate=1/1 to 0/1) . Compound 052 (0.30 g, 389 μmol, 29.4%yield, 100%purity) was obtained as yellow oil. 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 4.60 (t, J = 6.4 Hz, 1 H) , 4.08 -4.16 (m, 4 H) , 3.59 -3.63 (m, 2 H) , 3.41 -3.54 (m, 4 H) , 2.57 (t, J = 5.2 Hz, 2 H) , 2.42 -2.46 (m, 4 H) , 2.27 -2.32 (m, 4 H) , 1.92 -1.97 (m, 2 H) , 1.51 -1.67 (m, 13 H) , 1.22 -1.49 (m, 27 H) , 1.1 -1.17 (m, 7 H) , 0.86 -0.91 (m, 24 H) .
Compound 053: 3-methylheptyl 8- ( (6- (3, 3-bis ( (3, 7-dimethyloctyl) oxy) propoxy) -6-oxohexyl) (2-hydroxyethyl) amino) octanoate
Compound 053 was prepared analogously to compound 052 starting with 3-methylheptan-1-ol. Compound 053 was obtained as yellow oil. 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ4.60 (t, J = 5.6 Hz, 1 H) , 4.05 -4.16 (m, 4 H) , 3.59 -3.66 (m, 2 H) , 3.43 -3.54 (m, 4 H) , 2.56 -2.58 (m, 2 H) , 2.42 -2.46 (m, 4 H) , 2.27 -2.32 (m, 4 H) , 1.92 -1.97 (m, 2 H) , 1.49 -1.66 (m, 12 H) , 1.21 -1.48 (m, 27 H) , 1.10 -1.17 (m, 7 H) , 0.84 -0.93 (m, 23 H) , 0.86 -0.91 (m, 1 H) .
Compound 054: 3, 7-dimethyloctyl 8- ( (6- (3, 3-bis ( (3, 7-dimethyloctyl) oxy) propoxy) -6-oxohexyl) (2-hydroxyethyl) amino) octanoate
Compound 054 was prepared analogously to compound 052 but using 3, 7-dimethyloctan- 1-ol instead of 3-methylhexan-1-ol. Compound 054 was obtained as yellow oil. 1H NMR (400 MHz CDCl3) δ 4.59 (t, J = 5.6 Hz, 1 H) , 4.09 -4.16 (m, 4 H) , 3.41 -3.66 (m, 6 H) , 2.56 -2.59 (m, 2 H) , 2.44 -2.45 (m, 4 H) , 2.27 -2.32 (m, 4 H) , 1.92 -1.97 (m, 2 H) , 1.01 -1.80 (m, 49 H) , 0.77 -0.91 (m, 27 H) .
Compound 055: 3-methylpentyl 8- ( (6- (3, 3-bis ( (3, 7-dimethyloctyl) oxy) propoxy) -6-oxohexyl) (2-hydroxyethyl) amino) octanoate
Compound 055 was prepared analogously to compound 052 but using 3-methylpentan-1-ol instead of 3-methylhexan-1-ol. Compound 055 was obtained as yellow oil. 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 4.59 (t, J = 5.6 Hz, 1 H) , 4.08 -4.16 (m, 4 H) , 3.59 -3.64 (m, 2 H) , 3.43 -3.53 (m, 4 H) , 2.56 (t, J = 5.6 Hz, 2 H) , 2.41 -2.46 (m, 4 H) , 2.27 -2.32 (m, 4 H) , 1.92 -1.97 (m, 2 H) , 1.27 -1.69 (m, 36 H) , 1.08 -1.24 (m, 7 H) , 0.86 -0.91 (m, 24 H) .
Compound 056: 2-methylpentyl 8- ( (6- (3, 3-bis ( (3, 7-dimethyloctyl) oxy) propoxy) -6-oxohexyl) (2-hydroxyethyl) amino) octanoate
Compound 056 was prepared analogously to compound 052 starting with 2-methylpentan-1-ol. Compound 056 was obtained as yellow oil. 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 4.60 (t, J = 6.4 Hz, 1 H) , 4.08 -4.16 (m, 4 H) , 3.59 -3.63 (m, 2 H) , 3.41 -3.54 (m, 4 H) , 2.57 (t, J = 5.2 Hz, 2 H) , 2.42 -2.46 (m, 4 H) , 2.27 -2.32 (m, 4 H) , 1.92 -1.97 (m, 2 H) , 1.51 -1.67 (m, 13 H) , 1.22 -1.49 (m, 27 H) , 1.1 -1.17 (m, 7 H) , 0.86 -0.91 (m, 24 H) .
Compound 057: 3-methyloctyl 8- ( (6- (3, 3-bis ( (3, 7-dimethyloctyl) oxy) propoxy) -6-oxohexyl) (2-hydroxyethyl) amino) octanoate
Compound 057 was prepared analogously to compound 052 using 3-ethylheptan-1-ol instead of 3-methylhexan-1-ol. 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 4.60 (t, J = 6.0 Hz, 1H) , 4.15 (t, J = 6.4 Hz, 2H) , 4.10 (t, J = 3.2 Hz, 2H) , 3.42-3.67 (m, 6H) , 2.58 (brs, 2H) , 2.45-2.46 (m, 4H) , 2.28-2.33 (m, 4H) , 1.93-1.98 (m, 2H) , 1.27-1.64 (m, 44H) , 1.10-1.17 (m, 6H) , 0.85-0.92 (m, 24H) .
Compound 058: 3, 3-bis ( (3, 7-dimethyloctyl) oxy) propyl 6- ( (6- ( (3-ethylheptyl) oxy) -6-oxohexyl) (2-hydroxyethyl) amino) hexanoate
Synthesis of 3-ethylheptyl 6- ( (2-hydroxyethyl) amino) hexanoate
To a solution of 3-ethylheptan-1-ol (9.14 g, 63.4 mmol) and 6-bromohexanoic acid (18.5 g, 95.0 mmol) in CH2Cl2 (55.0 mL) was added EDCI (18.2 g, 95.0 mmol) and DMAP (1.55 g, 12.7 mmol) . The mixture was stirred at 20 ℃ for 12 hrs. TLC (Petroleum ether: Ethyl acetate=10: 1, start material: Rf=0.18; product: Rf= 0.63) indicated the 3-ethylheptan-1-ol was consumed complete. The residue was diluted with water (30 mL) and extracted with CH2Cl2 (30 mL x 3) . The combined organic layers were washed with brine (30 mL x 3) , dried over, filtered and concentrated under reduced pressure to give a residue. The residue was purified by column chromatography (SiO2, Petroleum ether: Ethyl acetate=80/1 to 60/1) . 3-ethylheptyl 6-bromohexanoate (14.1 g, 43.9 mmol, 69.3%yield) was obtained as colorless oil. 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 4.10 (t, J = 7.2 Hz, 2H) , 3.41 (t, J = 6.8 Hz, 2H) , 2.32 (t, J = 7.2 Hz, 2H) , 1.85-1.92 (m, 2H) , 1.62-1.70 (m, 2H) , 1.56-1.61 (m, 2H) , 1.44-1.53 (m, 2H) , 1.23-1.40 (m, 9H) , 0.84-0.91 (m, 6H)
To a solution of 3-ethylheptyl 6-bromohexanoate (8.00 g, 24.9 mmol) in EtOH (160 mL) was added 2-aminoethanol (45.6 g, 745 mmol, 45.1 mL) . The mixture was stirred at 75 ℃ for 1 hr. The residue was diluted with water (50 mL) and extracted with EtOAc (50 mL x 3 mL) . The combined organic layers were washed with brine (50 x 3 mL) , dried over, filtered and  concentrated under reduced pressure to give a residue. Without purification. 3-ethylheptyl 6-( (2-hydroxyethyl) amino) hexanoate (7.35 g, crude) was obtained as colorless oil.
Synthesis of Compound 058
Compound 058 was prepared analogously to compound 052 using 3-ethylheptyl 6- ( (2-hydroxyethyl) amino) hexanoate. 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 4.59 (t, J = 5.6 Hz, 1H) , 4.06-4.16 (m, 4H) , 3.69-3.85 (m, 2H) , 3.56-3.66 (m, 2H) , 3.40-3.51 (m, 2H) , 2.72-2.92 (m, 5H) , 2.31 (t, J = 7.2 Hz, 4H) , 1.94 (m, 2H) , 1.45-1.76 (m, 17H) , 1.21-1.43 (m, 22H) , 1.08-1.18 (m, 6H) , 0.83-0.92 (m, 24H) .
Compound 059: 3, 3-bis ( (3, 7-dimethyloctyl) oxy) propyl 6- ( (6- ( (3-butylheptyl) oxy) -6-oxohexyl) (2-hydroxyethyl) amino) hexanoate
Synthesis of 3-butylheptyl 6- ( (2-hydroxyethyl) amino) hexanoate
To a solution of 3-butylheptan-1-ol (2.90 g, 16.8 mmol) and 6-bromohexanoic acid (4.92 g, 25.3 mmol) in CH2Cl2 (18.0 mL) was added EDCI (4.84 g, 25.3 mmol) and DMAP (411 mg, 3.37 mmol) . The mixture was stirred at 20 ℃ for 12 hrs. TLC (Petroleum ether: Ethyl acetate=10: 1, start material: Rf=0.18; product: Rf= 0.60) indicated the 6-bromohexanoic acid was consumed complete. The residue was diluted with water (20 mL) and extracted with CH2Cl2 (20 mL x 3) . The combined organic layers were washed with brine (30 mL x 3) , dried over, filtered and concentrated under reduced pressure to give a residue. The residue was purified by column chromatography (SiO2, Petroleum ether: Ethyl acetate=80/1 to 60/1) . 3-butylheptyl 6-bromohexanoate (4.1 g, 11.7 mmol, 69.7%yield) was obtained as colorless oil. 1H NMR (400 MHz CDCl3) δ 4.10 (t, J = 7.2 Hz, 2H) , 3.41 (t, J = 6.8 Hz, 2H) , 2.32 (t, J = 7.2 Hz, 2H) , 1.89 (m, 2H) , 1.63-1.72 (m, 2H) , 1.54-1.62 (m, 2H) , 1.45-1.53 (m, 2H) , 1.36-1.44 (m, 1H) , 1.19-1.35 (m, 12H) , 0.87-0.93 (m, 6H) .
To a solution of 3-butylheptyl 6-bromohexanoate (1.26 g, 3.61 mmol) in EtOH (25 mL)  was added 2-aminoethanol (6.61 g, 108 mmol, 6.53 mL) . The mixture was stirred at 75 ℃ for 1 hr. The residue was diluted with water (20 mL) and extracted with EtOAc (20 mL x 3 mL) . The combined organic layers were washed with brine (20 x 3 mL) , dried over, filtered and concentrated under reduced pressure to give a residue. 3-butylheptyl 6- ( (2-hydroxyethyl) amino) hexanoate (1.11 g, crude) was obtained as colorless oil.
Synthesis of Compound 059
Compound 059 was prepared analogously to compound 052 starting with 3-butylheptyl 6- ( (2-hydroxyethyl) amino) hexanoate. Compound 059 was obtained as colorless oil. 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 4.59 (t, J = 5.6 Hz, 1H) , 3.99-4.23 (m, 4H) , 3.53-3.69 (m, 4H) , 3.37-3.52 (m, 3H) , 2.45-2.66 (m, 5H) , 2.26-2.34 (m, 4H) , 1.91-1.99 (m, 2H) , 1.45-1.69 (m, 16H) , 1.16-1.44 (m, 26H) , 1.01-1.16 (m, 6H) , 0.82-0.92 (m, 24H)
Compound 060: 3-butylheptyl 8- ( (6- (3, 3-bis ( (3, 7-dimethyloctyl) oxy) propoxy) -6-oxohexyl) (2-hydroxyethyl) amino) octanoate
Synthesis of 3-butylheptyl 8- ( (2-hydroxyethyl) amino) octanoate
A 100 mL three-necked round bottom flask equipped with magnetic stirrer, addition funnel and thermometer. To a solution of 3-butylheptan-1-ol (5.00 g, 29.0 mmol, 1.0 eq) and 8-bromooctanoic acid (9.71 g, 43.5 mmol, 1.5 eq) in DCM (30.0 mL) was added EDCI (11.1 g, 58.0 mmol, 2.0 eq) and DMAP (709.01 mg, 5.80 mmol, 0.2 eq) . The mixture was stirred at 20 ℃ for 12 hrs. The residue was diluted with water (25.0 mL) and extracted with EtOAc (20.0 mL *3) . The combined organic layers were washed with brine (10.0 mL) , dried over, filtered and concentrated under reduced pressure to give a residue. The residue was purified by column chromatography (SiO2, Petroleum ether: Ethyl acetate=100/1 to 80/1) . 3-butylheptyl 8-bromooctanoate (8.60 g, 22.8 mmol, 78.5%yield) was obtained as a white solid. 1H NMR (400  MHz CDCl3) δ 4.09 (t, J = 6.8 Hz, 2 H) , 3.40 (t, J = 6.8 Hz, 2 H) , 2.29 (t, J = 7.2 Hz, 2 H) , 1.82 -1.89 (m, 2 H) , 1.51 -1.65 (m, 6 H) , 1.26 -1.45 (m, 21 H) , 0.90 (t, J = 6.8 Hz, 6 H) .
A 100 mL three-necked round bottom flask equipped with magnetic stirrer, addition funnel and thermometer. To a solution of 3-butylheptyl 8-bromooctanoate (2.50 g, 6.62 mmol, 1.0 eq) in EtOH (50.0 mL) was added 2-aminoethanol (12.1 g, 199 mmol, 12.0 mL, 30 eq) . The mixture was stirred at 75 ℃ for 2 hrs. The residue was diluted with water (20.0 mL) and extracted with EtOAc (20.0 mL *3) . The combined organic layers were washed with brine (5.00 mL) , dried over, filtered and concentrated under reduced pressure to give a residue. Without purification. 3-butylheptyl 8- ( (2-hydroxyethyl) amino) octanoate (2.30 g, 6.43 mmol, 97.1%yield) was obtained as yellow oil. 1H NMR (400 MHz CDCl3) δ 4.08 (t, J = 6.8 Hz, 2 H) , 3.62 -3.65 (m, 2 H) , 2.76 -2.78 (m, 2 H) , 2.59 -2.63 (t, J=7.15 Hz, 2 H) , 2.26 -2.30 (t, J=7.57 Hz, 2 H) , 1.93 -2.02 (m, 2 H) , 1.46 -1.63 (m, 6 H) , 1.39 -1.40 (m, 1 H) , 1.25 -1.32 (m, 17 H) , 0.89 (t, J = 6.4 Hz, 6 H) .
Synthesis of Compound 060
Compound 060 was prepared analogously to compound 052 starting with 3-butylheptyl 8- ( (2-hydroxyethyl) amino) octanoate. Compound 060 was obtained as yellow oil. 1H NMR (400 MHz CDCl3) δ 4.60 (t, J = 6.0 Hz, 1 H) , 4.07 -4.16 (m, 4 H) , 3.43 -3.65 (m, 6 H) , 2.56 -2.58 (m, 2 H) , 2.42 -2.49 (m, 4 H) , 2.27 -2.32 (m, 4 H) , 1.92 -1.97 (m, 2 H) , 1.06 -1.74 (m, 57 H) , 0.86 -0.91 (m, 24 H) .
Compound 061: 3, 3-bis ( (3-butylheptyl) oxy) propyl 6- ( (6- ( (3-butylheptyl) oxy) -6-oxohexyl) (2-hydroxyethyl) amino) hexanoate
Synthesis of 3, 3-bis ( (3-butylheptyl) oxy) propyl 6-bromohexanoate
To a solution of 3, 3-bis ( (3-butylheptyl) oxy) propan-1-ol (2.00 g, 4.99 mmol, 1.0 eq) and 6-bromohexanoic acid (1.95 g, 9.98 mmol, 2.0 eq) in DCM (12.0 mL) was added EDCI (1.44 g,  7.49 mmol, 1.5 eq) and DMAP (122 mg, 998 umol, 0.2 eq) at 0 ℃. The reaction was stirred at 20 ℃ for 1.5 h. The residue was diluted with water (20.0 mL) and extracted with EtOAc (10.0 mL *3) . The combined organic layers were washed with brine (10.0 mL) , dried over, filtered and concentrated under reduced pressure to give a residue. The residue was purified by column chromatography (SiO2, Petroleum ether/Ethyl acetate=150/1) . 3, 3-bis ( (3-butylheptyl) oxy) propyl 6-bromohexanoate (1.70 g, 2.94 mmol, 57.0%yield) was obtained as yellow oil. 1H NMR (400 MHz CDCl3) δ 4.60 (t, J = 4.4 Hz, 1 H) 4.15 (t, J = 6.8 Hz, 2 H) 3.57 -3.63 (m, 2 H) 3.39 -3.48 (m, 4 H) 2.32 (t, J=7.6 Hz, 2 H) 1.86 -1.97 (m, 4 H) 1.62 -1.68 (m, 2 H) 1.41 -1.56 (m, 9 H) 1.26 -1.31 (m, 24 H) 0.90 (t, J = 6.4Hz, 12 H) .
Synthesis of compound 061
To a solution of 3, 3-bis ( (3-butylheptyl) oxy) propyl 6-bromohexanoate (550 mg, 952 μmol, 1.0 eq) and 3-butylheptyl 6- ( (2-hydroxyethyl) amino) hexanoate (313 mg, 952 μmol, 1.0 eq) in EtOH (5.00 mL) was added DIEA (184 mg, 1.43 mmol, 248 μL, 1.5 eq) . The mixture was stirred at 90 ℃ for 48 hrs. The residue was diluted with H2O (20.0 mL) and extracted with EtOAc (20.0 mL x 3) . The combined organic layers were washed with brine (20.0 mL) , dried over, filtered and concentrated under reduced pressure to give a residue. The residue was purified by flash silica gel chromatography (4 gSilica Flash Column, Eluent of 0~4%Dichloromethane: Methanol gradient @15 mL/min) . Compound 061 (300 mg, 38.1%yield) was obtained as colorless oil. 1H NMR (400 MHz CDCl3) δ 4.60 (t, J = 5.25 Hz, 1H) , 4.05-4.17 (m, 4H) , 3.72-3.83 (m, 1H) , 3.56-3.64 (m, 2H) , 3.39-3.49 (m, 2H) , 2.69-2.96 (m, 5H) , 2.32 (t, J = 7.19 Hz, 4H) , 1.90-1.99 (m, 2H) , 1.62-1.72 (m, 7H) , 1.50-1.60 (m, 7H) , 1.38 (dd, J = 7.32 Hz, 14.70 Hz, 8H) , 1.19-1.33 (m, 38H) , 0.90 (t, J = 6.32 Hz, 18H)
Compound 062: 2-ethylhexyl 8- ( (6- (3, 3-bis ( (3-butylheptyl) oxy) propoxy) -6-oxohexyl) (2-hydroxyethyl) amino) octanoate
Compound 062 was synthesized using 3, 3-bis ( (3-butylheptyl) oxy) propyl 6-bromohexanoate and 3-butylheptyl 8- ( (2-hydroxyethyl) amino) octanoate. Compound 062 (0.350 g, 410 μmol, 36.6%yield) was obtained as yellow oil. 1H NMR (400 MHz CDCl3) δ 4.60 (t, J =6.0 Hz, 1 H) , 4.07 -4.16 (m, 4 H) , 3.51 -3.61 (m, 4 H) , 3.43 -3.46 (m, 2 H) , 2.57 (t, J = 6.8 Hz, 2 H) , 2.42 -2.46 (m, 4 H) , 2.27 -2.32 (m, 4 H) , 1.93 -1.95 (m, 2 H) , 1.41 -1.65 (m, 19 H) , 1.25 -1.34 (m, 43 H) , 0.89 (t, J = 6.8 Hz, 18 H) .
Compound 063: 3-butylheptyl 8- ( (6- (3, 3-bis ( (3-butylheptyl) oxy) propoxy) -6-oxohexyl) (4-hydroxybutyl) amino) octanoate
Synthesis of 3-butylheptyl 8- ( (4-hydroxybutyl) amino) octanoate
To a solution of 3-butylheptyl 8-bromooctanoate (1.10 g, 2.91 mmol, 1.0 eq) in EtOH (10.0 mL) was added 2-aminoethanol (7.79 g, 87.4 mmol, 8.12 mL, 30 eq) . The mixture was stirred at 75 ℃ for 1 hrs. The residue was diluted with H2O (20.0 mL) and extracted with EtOAc (20.0 mL x 2) . The combined organic layers were washed with brine (30.0 mL) , dried over, filtered and concentrated under reduced pressure to give 3-butylheptyl 8- ( (4-hydroxybutyl) amino) octanoate (990 mg, 88.0%yield) as colorless oil.
Synthesis of Compound 063
To a solution of 3, 3-bis ( (3-butylheptyl) oxy) propyl 6-bromohexanoate (550 mg, 952 μmol, 1.0 eq) and 3-butylheptyl 8- ( (4-hydroxybutyl) amino) octanoate (367 mg, 952 μmol, 1.0 eq) in EtOH (10.0 mL) was added DIEA (184 mg, 1.43 mmol, 248 μL, 1.5 eq) . The mixture was stirred at 90 ℃ for 24 hrs. The residue was diluted with H2O (20.0 mL) and extracted with EtOAc (20.0 mL x 3) . The combined organic layers were washed with brine (20.0 mL) , dried over, filtered and concentrated under reduced pressure to give a residue. The residue was purified by flash silica gel chromatography (4 gSilica Flash Column, Eluent of 0~2%Dichloromethane: Methanol gradient @15 mL/min) to give Compound 063 (280 mg, 33.3%yield) as colorless oil. 1H NMR (400 MHz CDCl3) δ 4.60 (t, J = 5.75 Hz, 1H) , 4.06-4.18 (m, 4H) , 3.69 (s, 2H) , 3.56-3.65 (m, 2H) , 3.41-3.48 (m, 2H) , 2.70-3.00 (m, 5H) , 2.26-2.35 (m, 4H) , 1.82-1.99 (m, 4H) , 1.63-1.75 (m, 8H) , 1.50-1.60 (m, 9H) , 1.22-1.45 (m, 48H) , 0.90 (t, J = 6.69 Hz, 18H)
Compound 064: 3-butylheptyl 8- ( (6- (3, 3-bis ( (3-butylheptyl) oxy) propoxy) -6-oxohexyl) (3- ( (2- (methylamino) -3, 4-dioxocyclobut-1-en-1-yl) amino) propyl) amino) octanoate
Compound 064 was prepared using similar procedure as compound 040, starting with 3, 3-bis ( (3-butylheptyl) oxy) propyl 6-bromohexanoate and 3-butylheptyl 8-bromooctanoate. Compound 064 was obtained as a yellow oil. 1H NMR (400 MHz CDCl3) δ 4.57 -4.64 (m, 1 H) ,  4.12 (t, J = 6.4 Hz, 2 H) , 4.07 (t, J = 6.4 Hz, 2 H) , 3.55 -3.68 (m, 4 H) , 3.41 -3.49 (m, 2 H) , 3.25 (s, 3 H) , 2.67 -2.74 (m, 2 H) , 2.64 -2.67 (m, 4 H) , 2.32 -2.36 (m, 4 H) , 1.82 -1.94 (m, 4 H) , 1.46 -1.71 (m, 19 H) , 1.23 -1.44 (m, 40 H) , 1.13 -1.23 (m, 4 H) , 0.81 -0.92 (m, 18 H) .
Compound 065: 3-propylhexyl 8- ( (6- (3, 3-bis ( (3-butylheptyl) oxy) propoxy) -6-oxohexyl) (2-hydroxyethyl) amino) octanoate
Compound 065 was synthesized using 3, 3-bis ( (3-butylheptyl) oxy) propyl 6-bromohexanoate and 3-propylhexyl 8- ( (2-hydroxyethyl) amino) octanoate. Compound 065 was obtained as yellow oil. 1H NMR (400 MHz CDCl3) δ 4.61 (t, J = 6.0 Hz, 1 H) , 4.05 -4.21 (m, 4 H) , 3.65 -3.78 (m, 2 H) , 3.61 -3.65 (m, 2 H) , 3.33 -3.48 (m, 2 H) , 2.55 -2.91 (m, 5 H) , 2.20 -2.35 (m, 4 H) , 1.78 -2.01 (m, 2 H) , 1.45 -1.71 (m, 15 H) , 1.15 -1.45 (m, 44 H) , 0.87-0.91 (m, 18 H) .
Compound 066: 3-ethylheptyl 8- ( (6- (3, 3-bis ( (3-ethylheptyl) oxy) propoxy) -6-oxohexyl) (2-hydroxyethyl) amino) octanoate
Synthesis of 3-ethylheptyl 8- ( (2-hydroxyethyl) amino) octanoate
3-ethylheptyl 8- ( (2-hydroxyethyl) amino) octanoate was prepared using similar methods to those employed for the synthesis of Undecyl 6- ( (2-hydroxyethyl) amino) hexanoate as described for compound 070, but using 3-ethylheptan-1-ol. 3-ethylheptyl 8- ( (2-hydroxyethyl) amino) octanoate was obtained as a yellow oil. 1H NMR (400 MHz CDCl3) δ 5.88-6.43 (m, 2H) , 4.08 (t, J = 7.2 Hz, 2H) , 3.97-3.99 (m, 2H) , 3.12-3.14 (m, 2H) , 2.96-2.99 (m, 2H) , 2.29 (t, J = 7.2 Hz, 2H) , 1.82-1.89 (m, 2H) , 1.55-1.63 (m, 4H) , 1.25-1.35 (m, 16H) , 0.84-0.92 (m, 6H) .
Synthesis of compound 066
To a solution of 3, 3-bis ( (3-ethylheptyl) oxy) propyl 6-bromohexanoate (649 mg, 1.24 mmol, 1.0 eq) and 3-ethylheptyl 8- ( (2-hydroxyethyl) amino) octanoate (410 mg, 1.24 mmol, 1.0 eq) in EtOH (5 mL) was added DIEA (322 mg, 2.49 mmol, 433 μL, 2.0 eq) at 25℃, then the mixture was stirred at 90℃ for 24 hrs. The reaction mixture was poured into water (10 mL) and extracted with EtOAc (10 mL, 5 mL, 5 mL) , The combined organic layers were washed with brine (3 mL) , dried over Na2SO4, filtered and concentrated under reduced pressure to give a residue. The residue was purified by column chromatography (SiO2, Petroleum ether/Ethyl acetate = 10/1 to EtOAc/MeOH = 5/1) to give compound 066 (290 mg, 376 μmol, 30.2%yield, 100%purity) as a yellow oil. 1H NMR (400 MHz CDCl3) δ 4.60 (t, J = 5.6 Hz, 1H) , 4.15 (t, J =6.4 Hz, 2H) , 4.09 (t, J = 7.2 Hz, 2H) , 3.57-3.63 (m, 2H) , 3.54 (t, J = 5.6 Hz, 2H) , 3.42-3.48 (m, 2H) , 2.58 (t, J = 5.2 Hz, 2H) , 2.43-2.48 (m, 4H) , 2.27-2.32 (m, 4H) , 1.93-1.97 (m, 2H) , 1.51-1.68 (m, 11H) , 1.26-1.48 (m, 41H) , 0.85-0.91 (m, 18H) .
Compound 067: 3, 3-bis ( (3-propylhexyl) oxy) propyl 6- ( (2-hydroxyethyl) (6-oxo-6- ( (3-propylhexyl) oxy) hexyl) amino) hexanoate
Compound 067 was prepared analogously to compound 066 starting with 3-propylhexan-1-ol. Compound 067 was obtained as yellow oil. 1H NMR (400 MHz CDCl3) δ 4.62 (t, 1H) , 4.14-3.81 (m, 4H) , 3.72-3.43 (m, 6H) , 2.45-2.34 (m, 6H) , 2.36-2.15 (m, 4H) , 2.00-1.10 (m, 47H) , 0.90-0.78 (m, 18H) .
Compound 068: 2-ethyloctyl 8- ( (6- (3, 3-bis ( (2-ethyloctyl) oxy) propoxy) -6-oxohexyl) (2-hydroxyethyl) amino) octanoate
Compound 068 was prepared analogously to compound 066 starting with 2-ethyloctan-1-ol. 1H NMR (400 MHz CDCl3) δ 4.64 (t, 1H) , 4.26-4.03 (m, 4H) , 3.78-3.52 (m, 6H) , 2.64-2.55 (m, 6H) , 2.33-2.13 (m, 4H) , 2.01-1.14 (m, 45H) , 0.91-0.83 (m, 18H) .
Compound 069: 3, 7-dimethyloctyl 8- ( (6- (3, 3-bis ( (3-butylheptyl) oxy) propoxy) -6-oxohexyl) (2-hydroxyethyl) amino) octanoate
Compound 069 was subsequently prepared using 3, 7-dimethyloctyl 8- ( (2-hydroxyethyl) amino) octanoate and 3, 3-bis ( (3-butylheptyl) oxy) propyl 6-bromohexanoate. 1H NMR (400 MHz CDCl3) δ 4.61 (t, 1H) , 4.17-3.81 (m, 4H) , 3.71-3.40 (m, 6H) , 2.45-2.33 (m, 6H) , 2.33-2.11 (m, 4H) , 2.01-1.19 (m, 61H) , 0.91-0.79 (m, 18H) .
Compound 070: 3, 3-bis (heptyloxy) propyl 6- ( (2-hydroxyethyl) (6-oxo-6- (undecyloxy) hexyl) amino) hexanoate
Synthesis of Undecyl 6- ( (2-hydroxyethyl) amino) hexanoate
To a solution of undecan-1-ol (30.0 g, 174 mmol, 1.0 eq) and 6-bromohexanoic acid (50.9 g, 261 mmol, 1.5 eq) in DCM (180 mL) was added DMAP (4.25 g, 34.8 mmol, 0.2 eq) and EDCI (50.1 g, 261 mmol, 1.5 eq) . The reaction was stirred at 20℃ for 3 h. The residue was diluted with saturated sodium carbonate solution (100 mL) and extracted with EtOAc (200 mL *2) . The combined organic layers were washed with brine (50.0 mL) , dried over, filtered and concentrated  under reduced pressure to give a residue. The residue was purified by column chromatography (SiO2, Petroleum ether/Ethyl acetate=70/1 to 50/1) . The product of et49878-110 was combined to et49878-118. undecyl 6-bromohexanoate (61.0 g, 175 mmol, 85.9%yield) was obtained as yellow oil. 1H NMR (400 MHz CDCl3) δ 4.07 (t, J = 6.4 Hz, 2 H) , 3.41 (t, J = 6.4 Hz, 2 H) , 2.32 (t, J =7.6 Hz, 2 H) , 1.86 -1.90 (m, 2 H) 1.60 -1.68 (m, 4 H) , 1.44 -1.50 (m, 2 H) , 1.29 -1.31 (m, 5 H) , 1.27 -1.31 (s, 10 H) , 0.88 (t, J = 6.8 Hz, 3 H) .
Synthesis of compound 070
To a solution of undecyl 6- ( (2-hydroxyethyl) amino) hexanoate (300 mg, 910 umol, 1.0 eq) and 3, 3-bis (heptyloxy) propyl 6-bromohexanoate (508 mg, 1.09 mmol, 1.2 eq) in EtOH (6.00 mL) was added DIEA (188 mg, 1.46 mmol, 253 uL, 1.6 eq) . The reaction was stirred at 90℃ for 12 h. The residue was diluted with water (10.0 mL) and extracted with EtOAc (20.0 mL *3) . The combined organic layers were washed with brine (10.0 mL) , dried over, filtered and concentrated under reduced pressure to give a residue. The residue was purified by column chromatography (SiO2, Petroleum ether: Ethyl acetate = 5: 1 to 1: 1) . Compound 070 (150 mg, 210 umol, 23.1%yield) was obtained as yellow oil. 1H NMR (400 MHz CDCl3) δ 4.60 (t, J = 6.0 Hz 1 H) , 4.14 (t, J = 6.8 Hz, 2 H) , 4.06 (t, J = 6.8 Hz, 2 H) , 3.52 -3.59 (m, 4 H) , 3.41 -3.43 (m, 2 H) , 2.58 (t, J = 4.8 Hz, 2 H) , 2.46 (t, J = 7.8 Hz, 4 H) , 2.30 (t, J = 7.2 Hz, 4 H) , 1.94 -1.95 (m, 2 H) , 1.55 -1.65 (m, 11 H) , 1.45 -1.48 (m, 4 H) , 1.27 -1.31 (m, 34 H) , 0.89 (t, J = 6.0 Hz, 9 H) .
Compound 071: 4, 4-bis (hexyloxy) butyl 6- ( (2-hydroxyethyl) (6-oxo-6- (undecyloxy) hexyl) amino) hexanoate
Synthesis of 4, 4-bis (hexyloxy) butan-1-ol
To a solution of 4, 4-dimethoxybutanenitrile (8.3 g, 64.0 mmol, 1.0 eq) and hexan-1-ol (19.5 g, 191 mmol, 3.0 eq) in Tol. (70 mL) was added PPTS (878 mg, 3.5 mmol, 0.05 eq) at 25℃, then the mixture was stirred at 120℃ for 12 hrs. The mixture was concentrated under reduced pressure to give a residue. The residue was purified by column chromatography (SiO2,  Petroleum ether/Ethyl acetate = 100/0 to 60/1) to give 4, 4-bis (hexyloxy) butanenitrile (11.1 g, 41.3 mmol, 65%yield) as a colorless oil.
To a solution of 4, 4-bis (hexyloxy) butanenitrile (10.0 g, 28.8 mmol, 1.0 eq) in EtOH (30 mL) was added KOH (3 M, 28.8 mL, 3.0 eq) at 25℃, then the mixture was stirred at 110℃ for 12 hrs. The pH value of the reaction was adjusted to around 4-5 with aq. HCl (1 M) at 0℃. The mixture was extracted with ether (50 mL x 4) and concentrated under reduced pressure to give a residue. The residue was purified by column chromatography (SiO2, Petroleum ether/Ethyl acetate = 100/1 to 1/1) to give 4, 4-bis (hexyloxy) butanoic acid (8.2 g, crude) as a colorless oil. To a solution of 4, 4-bis (hexyloxy) butanoic acid (8 g, 27.7 mmol, 70%purity, 1.0 eq) in THF (55 mL) at 0℃, then LiAlH4 (882 mg, 23.2 mmol, 1.2 eq) was added the mixture and stirred at 25℃ for 3 hrs. Water (0.9 mL) , 15%aq. NaOH (0.9 mL) and water (2.7 mL) was dropwise the reaction solution at 0℃, then Na2SO4 added the mixture and stirred at 25℃ for 15 mins. The mixture was filtered and the filter cake concentrated under reduced pressure to give 4, 4-bis (hexyloxy) butan-1-ol (4.0 g, 14.5 mmol, 75%yield) as a colorless oil.
Synthesis of compound 071
Compound 071 was subsequently prepared using similar procedure as Compound 070 but using 4, 4-bis (hexyloxy) butan-1-ol. 1H NMR (400 MHz CDCl3) δ 4.62 (t, 1H) , 4.26-4.02 (m, 4H) , 3.67-3.45 (m, 6H) , 2.61-2.50 (m, 6H) , 2.32-2.20 (m, 4H) , 1.99-1.91 (m, 2H) , 1.77-1.14 (m, 48H) , 0.91-0.81 (m, 9H) .
Compound 072: 3, 3-bis (cyclopentylmethoxy) propyl 6- ( (2-hydroxyethyl) (6-oxo-6- (undecyloxy) hexyl) amino) hexanoate
Compound 072 was prepared using similar procedure as Compound 070 starting with  cyclopentylmethanol. 1H NMR (400 MHz CDCl3) δ 4.72 (t, 1H) , 4.27-4.04 (m, 4H) , 3.68-3.41 (m, 6H) , 2.64-2.51 (m, 6H) , 2.31-2.19 (m, 4H) , 1.98-1.92 (m, 2H) , 1.77-1.14 (m, 48H) , 0.91 (s, 3H) .
Compound 073: 3, 3-bis ( (5-methylhexyl) oxy) propyl 6- ( (2-hydroxyethyl) (6-oxo-6- (undecyloxy) hexyl) amino) hexanoate
To a solution of 3, 3-bis ( (5-methylhexyl) oxy) propyl 6-bromohexanoate (400 mg, 1.21 mmol, 1 eq) and undecyl 6- ( (2-hydroxyethyl) amino) hexanoate (621.58 mg, 1.34 mmol, 1.1 eq) in EtOH (5 mL) was added DIEA (313 mg, 2.43 mmol, 422 uL, 2 eq) . The mixture was stirred at 80 ℃ for 12 h. LC-MS showed ~8%of Reactant 1 remained. Several new peaks were shown on LC-MS and ~64%of desired compound was detected. The residue was diluted with H2O 20 mL and extracted with EtOAc 100 mL. The combined organic layers were washed with NaHCO3 50 mL, dried over NA2SO4, filtered and concentrated under reduced pressure to give a residue. The residue was purified by column chromatography (SiO2, Petroleum ether: Ethyl acetate=100/1 to 0/1) . Compound 073 (207 mg, 289 umol, 23.8%yield) was obtained as yellow oil. 1H NMR (400 MHz CDCl3) δ 4.54 -4.66 (m, 1H) , 4.15 (br t, J = 6.1 Hz, 2H) , 4.06 (br t, J = 6.7 Hz, 2H) , 3.89 (br s, 2H) , 3.52 -3.68 (m, 2H) , 3.37 -3.52 (m, 2H) , 2.82 –3.08 (m, 6H) , 2.33 (br t, J = 7.2 Hz, 4H) , 2.04 (s, 1H) , 1.89 –2.01 (m, 2H) , 1.48 -1.85 (m, 17H) , 1.08 -1.46 (m, 29H) , 0.81 -0.98 (m, 15H)
Compound 074: 3, 3-bis ( (3, 5, 5-trimethylhexyl) oxy) propyl 6- ( (2-hydroxyethyl) (6-oxo-6- (undecyloxy) hexyl) amino) hexanoate
To a solution of 3, 3-bis ( (3, 5, 5-trimethylhexyl) oxy) propyl 6-bromohexanoate (0.5 g, 959 umol, 1.0 eq) and undecyl 6- ( (2-hydroxyethyl) amino) hexanoate (316 mg, 959 umol, 1.0 eq) in  EtOH (5 mL) was added DIEA (248 mg, 1.92 mmol, 334 uL, 2.0 eq) at 25℃, then the mixture was stirred at 90℃ for 12 hrs. The reaction mixture was poured into water (50 mL) and extracted with EtOAc (50 mL, 30 mL, 20 mL) , The combined organic layers were washed with brine (20 mL) , dried over Na2SO4, filtered and concentrated under reduced pressure to give a residue. The residue was purified by column chromatography (SiO2, Petroleum ether/Ethyl acetate = 10/1 to EtOAc/MeOH = 5/1) to give compound 074 (260 mg, 337 umol, 35.2%yield, 100%purity) as a yellow oil. 1H NMR (400 MHz CDCl3) δ 4.60 (t, J = 5.6 Hz, 1H) , 4.15 (t, J = 6.8 Hz, 2H) , 4.06 (t, J = 6.8 Hz, 2H) , 3.56-3.63 (m, 4H) , 3.43-3.56 (m, 2H) , 2.63 (t, J = 5.2 Hz, 2H) , 2.51 (t, J = 7.2 Hz, 4H) , 2.31 (t, J = 7.6 Hz, 4H) , 1.94 (q, J = 6.4 Hz, 2H) , 1.59-1.68 (m, 10H) , 1.21-1.51 (m, 29H) , 1.05-1.10 (m, 2H) , 0.85-0.95 (m, 26H) .
Compound 075: 2- ( (6- (3, 3-bis (heptyloxy) propoxy) -6-oxohexyl) (2-hydroxyethyl) amino) ethyl (9Z, 12Z) -octadeca-9, 12-dienoate
Synthesis of 3, 3-bis (heptyloxy) propyl 6- ( (2-hydroxyethyl) amino) hexanoate
To a solution of 3, 3-bis (heptyloxy) propyl 6-bromohexanoate (1.5 g, 3.22 mmol, 1.0 eq) in ACN (30.0 mL) was added 2-aminoethanol (5.90 g, 96.7 mmol, 5.85 mL, 30 eq) . The reaction was stirred at 90 ℃ for 1.5 h. Two reactions were combined for workup. The residue was diluted with water (50.0 mL) and extracted with EtOAc (20.0 mL *3) . The combined organic layers were washed with brine (10.0 mL*3) , dried over, filtered and concentrated under reduced pressure to give a residue. The residue was purified by column chromatography (SiO2, Petroleum ether/Ethyl acetate=5/1 to 10/1) . 3, 3-bis (heptyloxy) propyl 6- ( (2-hydroxyethyl) amino) hexanoate (2.3 g, 5.16 mmol, 80.1%yield) was obtained as yellow oil.
Synthesis of Compound 075
To a solution of 3, 3-bis (heptyloxy) propyl 6- ( (2-hydroxyethyl) amino) hexanoate (800 mg, 1.80 mmol, 1.0 eq) in ACN (8.00 mL) was added 2-bromoethan-1-ol (336 mg, 2.69 mmol, 191 uL, 1.5 eq) and K2CO3 (372 mg, 2.69 mmol, 1.5 eq) . The reaction was stirred at 90 ℃ for 6 h. The residue was diluted with water (30.0 mL) and extracted with EtOAc (20.0 mL *3) . The combined organic layers were washed with brine (20.0 mL) , dried over, filtered and concentrated under reduced pressure to give a residue. The crude product was used into the next step without further purification. 2, 3-bis (heptyloxy) propyl 6- (bis (2-hydroxyethyl) amino) hexanoate (900 mg, crude) was obtained as yellow oil. 1H NMR (400 MHz CDCl3) δ 4.58 (t, J = 6.4 Hz, 1 H) , 4.15 (t, J = 6.8 Hz, 2 H) , 3.64 (t, J = 5.2 Hz, 3 H) , 3.53 -3.61 (m, 2 H) , 3.39 -3.46 (m, 2 H) , 2.67 (t, J = 5.2 Hz, 3 H) , 2.56 (t, J = 7.2 Hz, 2 H) , 2.31 (t, J =, 7.2 Hz, 2 H) , 1.94 -1.97 (m, 2 H) , 1.49 -1.66 (m, 8 H) , 1.28 -1.38 (m, 18 H) , 0.87 -0.90 (m, 6 H) .
To a solution of linoleic acid (588 mg, 2.21 mmol, 1.2 eq) and 2, 3-bis (heptyloxy) propyl 6- (bis (2-hydroxyethyl) amino) hexanoate (900 mg, 1.84 mmol, 1.0 eq) in DCM (5.40 mL) was added EDCI (528 mg, 2.76 mmol, 1.5 eq) and DMAP (44.9 mg, 368 umol, 0.2 eq) at 0 ℃. The reaction was stirred at 20 ℃ for 4 h. The residue was diluted with water (5.00 mL) and extracted with EtOAc (20.0 mL *3) . The combined organic layers were washed with brine (5.00 mL) , dried over, filtered and concentrated under reduced pressure to give a residue. The residue was purified by column chromatography (SiO2, Petroleum ether/Ethyl acetate=5/1 to 4/1) . Compound 075 (390 mg, 508 umol, 27.6%yield, 98.0%purity) was obtained as yellow oil. 1H NMR (400 MHz CDCl3) δ 5.31 -5.40 (m, 4 H) , 4.60 (t, J = 4.8 Hz, 1 H) , 4.12 -4.16 (m, 4 H) , 3.52 -3.61 (m, 4 H) , 3.39 -3.45 (m, 2 H) , 2.73 -2.79 (m, 4 H) , 2.64 -2.66 (m, 2 H) , 2.51 -2.54 (m, 2 H) , 2.28 -2.33 (m, 4 H) , 2.03 -2.08 (m, 4 H) , 1.92 -1.97 (m, 2 H) , 1.44 -1.67 (m, 11 H) , 1.26 -1.39 (m, 35 H) , 0.83 -0.91 (m, 10 H) .
Compound 076: 3, 3-bis (heptyloxy) propyl 6- ( (5- (dodecyloxy) -5-oxopentyl) (2-hydroxyethyl) amino) hexanoate
Synthesis of dodecyl 5-bromopentanoate
To a solution of 5-bromopentanoic acid (10.0 g, 55.2 mmol, 1.0 eq) in DCM (70.0 mL) was added dodecan-1-ol (15.4 g, 82.9 mmol, 1.5 eq) , DMAP (1.35 g, 11.0 mmol, 0.2 eq) and EDCI (15.9 g, 82.9 mmol, 1.5 eq) at 0 ℃. The mixture was stirred at 25 ℃ for 12 hrs. The reaction was added water (50.0 mL) and the reaction was extracted with EtOAc (80.0 mL, 50.0 mL) . The organic phase was separated, washed with brine 20 mL, dried over Na2SO4, filtered  and concentrated under reduced pressure to give a residue. The residue was purified by column chromatography (SiO2, Petroleum ether/Ethyl acetate=1/0 to 0/1) . Dodecyl 5-bromopentanoate (16.2 g, 46.4 mmol, 84.0%yield) was obtained as a yellow oil. 1H NMR (400 MHz CDCl3) δ 4.07 (t, J = 6.8 Hz, 2 H) , 3.41 (t, J = 6.4 Hz, 2 H) , 3.34 (t, J = 7.6 Hz, 2 H) , 1.89 -1.92 (m, 2 H) , 1.78 -1.80 (m, 2 H) , 1.60 -1.62 (m, 2 H) , 1.24 -1.31 (m, 19 H) , 0.88 (t, J = 6.8 Hz, 3 H) .
Synthesis of compound 076
To a solution of 3, 3-bis (heptyloxy) propyl 6- ( (2-hydroxyethyl) amino) hexanoate (1.15 g, 2.58 mmol, 1.0 eq) in EtOH (23.0 mL) was added DIEA (500 mg, 3.87 mmol, 674 uL, 1.5 eq) and dodecyl 5-bromopentanoate (1.08 g, 3.10 mmol, 1.2 eq) . The mixture was stirred at 90 ℃ for 12 hrs. Two reactions were combined for workup. The residue was diluted with water (20.0 mL) and extracted with EtOAc (40.0 mL *3) . The combined organic layers were washed with brine (20.0 mL) , dried over, filtered and concentrated under reduced pressure to give a residue. The residue was purified by column chromatography (SiO2, DCM: MeOH=1/0 to 30/1) . Compound 076 (2.4 g, 3.36 mmol, 65.1%yield) was obtained as yellow oil. 1H NMR (400 MHz CDCl3) δ 4.60 (t, J = 5.6 Hz, 1 H) 4.14 (t, J = 6.4 Hz, 2 H) 4.06 (t, J = 6.8 Hz, 2 H) 3.55 -3.61 (m, 4 H) 3.39 -3.48 (m, 2 H) 2.50 -2.62 (m, 6 H) 2.28 -2.37 (m, 4 H) 1.92 -1.97 (m, 2 H) 1.41 -1.71 (m, 15 H) 1.26 -1.31 (m, 36 H) 0.89 (t, J = 5.6 Hz, 9 H) .
Compound 077: 3, 3-bis (heptyloxy) propyl 6- ( (2- (dimethylamino) ethyl) (5- (dodecyloxy) -5-oxopentyl) amino) hexanoate
To a solution of compound 076 (1.00 g, 1.40 mmol, 1.0 eq) in DCM (10.0 mL) was added TEA (425 mg, 4.20 mmol, 585 uL, 3.0 eq) and TosCl (534 mg, 2.80 mmol, 2.0 eq) at 0 ℃. The mixture was stirred at 0-20 ℃ for 12 hrs. The residue was diluted with water (20.0 mL) and extracted with EtOAc (30.0 mL *3) . The combined organic layers were washed with brine (10.0 mL) , dried over, filtered and concentrated under reduced pressure to give a residue. The residue was purified by column chromatography (SiO2, DCM: MeOH=90/1 to 60/1) . Compound 077-1 (580 mg, 792 umol, 56.5%yield) was obtained as yellow oil. 1H NMR (400 MHz CDCl3) δ 4.60 (t, J = 5.6 Hz, 2 H) , 4.12 -4.16 (m, 2 H) , 4.03 -4.08 (m, 2 H) , 3.57 -3.59 (m, 2 H) , 3.41 -3.50 (m, 4 H) , 2.75 (t, J = 7.6 Hz, 2 H) , 2.43 -2.49 (m, 3 H) , 2.28 -2.33 (m, 3 H) , 1.94 -1.95 (m, 2 H) , 1.53 -1.66 (m, 10 H) , 1.42 -1.47 (m, 4 H) , 1.27 -1.31 (m, 33 H) , 0.87 -0.90 (m, 9 H) .
To a solution of compound 077-1 (230 mg, 314 umol, 1.0 eq) in THF (2.3 mL) was added NaI (23.5 mg, 157 umol, 0.5 eq) and N-methylmethanamine (2 M, 785 uL, 5.0 eq) . The mixture was stirred at 75 ℃ for 12 hrs. The reaction of et49878-291 was combined to et49878-293. The residue was diluted with water (10.0 mL) and extracted with EtOAc (20.0 mL *3) . The combined organic layers were washed with brine (10.0 mL) , dried over, filtered and concentrated under reduced pressure to give a residue. The residue was purified by column chromatography (SiO2, DCM: MeOH=80/1 to 10/1) . Compound 077 (250 mg, 337 umol, 37.4%yield) was obtained as brown oil. 1H NMR (400 MHz CDCl3) δ 4.60 (t, J = 5.6 Hz, 1 H) , 4.14 (t, J = 6.4 Hz, 2 H) , 4.05 (t, J=6.8 Hz, 2 H) , 3.55 -3.61 (m, 2 H) , 3.39 -3.45 (m, 2 H) , 2.72 (s, 2 H) , 2.47 -2.60 (m, 6 H) 2.28 -2.39 (m, 10 H) 1.92 -1.97 (m, 2 H) 1.47 -1.67 (m, 15 H) 1.26 -1.31 (m, 36 H) 0.89 (t, J = 6.0 Hz, 9 H) .
Compound 078: 2- ( (6- (3, 3-bis (heptyloxy) propoxy) -6-oxohexyl) (2- (dimethylamino) ethyl) amino) ethyl (9Z, 12Z) -octadeca-9, 12-dienoate
Synthesis of 3, 3-bis (heptyloxy) propyl 6- ( (2- (dimethylamino) ethyl) amino) hexanoate
To a solution of 3, 3-bis (heptyloxy) propyl 6-bromohexanoate (1.0 g, 2.15 mmol, 1.0 eq) in EtOH (15.0 mL) was added N1, N1-dimethylethane-1, 2-diamine (1.89 g, 21.5 mmol, 2.35 mL, 10 eq) . The mixture was stirred at 90 ℃ for 20 mins. The residue was diluted with water (50.0 mL) and extracted with EtOAc (30.0 mL *3) . The combined organic layers were washed with brine (20.0 mL*3) , dried over, filtered and concentrated under reduced pressure to give a residue. The residue was purified by column chromatography (SiO2, DCM: MeOH=5/1 to 0/1) . 3, 3-bis(heptyloxy) propyl 6- ( (2- (dimethylamino) ethyl) amino) hexanoate (1.50 g, crude) was obtained as yellow oil. 1H NMR (400 MHz CDCl3) δ 4.59 (t, J = 6.0 Hz, 1 H) , 4.14 (t, J = 6.4 Hz, 2 H) , 3.55 -3.59 (m, 2 H) , 3.39 -3.45 (m, 2 H) , 2.63 -2.73 (m, 4 H) , 2.45 (t, J = 5.2 Hz, 2 H) , 2.30 (t, J = 7.6 Hz, 2 H) , 2.24 (s, 6 H) , 1.92 -1.99 (m, 2 H) , 1.51 -1.68 (m, 8 H) , 1.28 -1.40 (m, 18 H) , 0.87 -0.90 (m, 6 H) .
Synthesis of 3, 3-bis (heptyloxy) propyl 6- ( (2- (dimethylamino) ethyl) (2-hydroxyethyl) amino) hexanoate
To a solution of 3, 3-bis (heptyloxy) propyl 6- ( (2- (dimethylamino) ethyl) amino) hexanoate (650 mg, 1.37 mmol, 1.0 eq) in DCM (3.90 mL) was added (CH3COO) 3BHNa (288 mg, 1.65 mmol, 314 uL, 1.2 eq) . The reaction was stirred at 20 ℃ for 20 mins. Then (CH3COO) 3BHNa (583 mg, 2.75 mmol, 2.0 eq) was added at 0 ℃. The mixture was stirred at 0-20 ℃ for 12 hrs. The residue was diluted with water (20.0 mL) and extracted with EtOAc (30.0 mL *3) . The combined organic layers were adujsted pH 7~8 by saturated sodium carbonate and washed with brine (10.0 mL) , dried over, filtered and concentrated under reduced pressure to give a residue. The crude product was used into the next step without further purification. Compound 078-1 (1.40 g, crude) was obtained as yellow oil.
To a solution of compound 078-1 (1.40 g, 2.22 mmol, 1.0 eq) in THF (1.00 mL) was added TBAF (1 M, 13.3 mL, 6.0 eq) . The mixture was stirred at 15 ℃ for 12 hrs. The residue  was diluted with water (20.0 mL) and extracted with EtOAc (50.0 mL *4) . The combined organic layers were washed with brine (10 mL) , dried over, filtered and concentrated under reduced pressure to give a residue. The residue was purified by column chromatography (SiO2, DCM: MeOH=5/1 to 0/1) . 3, 3-bis (heptyloxy) propyl 6- ( (2- (dimethylamino) ethyl) (2-hydroxyethyl) amino) hexanoate (720 mg, 1.39 mmol, 62.8%yield) was obtained as yellow oil. 1H NMR (400 MHz CDCl3) δ 4.60 (t, J = 5.6 Hz, 1 H) , 4.07 -4.14 (m, 3 H) , 3.58 -3.64 (m, 4 H) , 3.42 -3.74 (m, 2 H) , 3.03 -3.06 (m, 2 H) , 2.83 -2.86 (m, 2 H) , 2.64 -2.75 (m, 9 H) , 2.35 (t, J = 7.2 Hz, 2 H) , 1.87 -1.94 (m, 2 H) , 1.50 -1.69 (m, 9 H) , 1.22 -1.37 (m, 20 H) , 0.89 -0.92 (m, 6 H) .
Synthesis of compound 078
To a solution of 3, 3-bis (heptyloxy) propyl 6- ( (2- (dimethylamino) ethyl) (2-hydroxyethyl) amino) hexanoate (300 mg, 580 umol, 1.0 eq) in DCM (3.00 mL) was added EDCI (167 mg, 871 umol, 1.5 eq) and DMAP (14.2 mg, 116 umol, 0.2 eq) at 0 ℃. Then linoleic acid (195 mg, 697 umol, 195 uL, 1.2 eq) was added. The mixture was stirred at 0-20 ℃ for 12 hrs. The reaction mixture was concentrated under reduced pressure to remove solvent. The residue was purified by column chromatography (SiO2, DCM: MeOH=1/0 to 80/1) . Compound 078 (400 mg, 513 umol, 88.4%yield) was obtained as brown oil. 1H NMR (400 MHz CDCl3) δ 5.33 -5.39 (m, 4 H) 4.59 (t, J = 6.0 Hz, 1 H) 4.12 -4.16 (m, 4 H) 3.55 -3.61 (m, 2 H) 3.35 -3.49 (m, 2 H) 2.72 -2.84 (m, 6 H) 2.45 -2.55 (m, 4 H) 2.27 -2.31 (m, 4 H) 2.03 -2.08 (m, 4 H) 1.92 -1.97 (m, 2 H) 1.53 -1.67 (m, 8 H) 1.43 -1.50 (m, 2 H) 1.29 -1.40 (m, 32 H) 0.87 -0.91 (m, 9 H)
Compound 079: 3, 3-bis ( (4-propylheptyl) oxy) propyl 6- ( (2-hydroxyethyl) (6-oxo-6- (undecyloxy) hexyl) amino) hexanoate
Compound 079 was prepared using similar procedure as compound 070 starting with 4-propylheptan-1-ol. Compound 079 was obtained as a yellow oil. 1H NMR (400 MHz CDCl3) 4.60 (t, J = 6.0 Hz, 1H) , 4.15 (t, J = 6.4 Hz, 2H) , 4.06 (t, J = 6.8 Hz, 2H) , 3.53-3.60 (m, 4H) , 3.38-3.44 (m, 2H) , 2.59 (brs, 2H) , 2.47 (t, J = 6.8 Hz, 4H) , 2.31 (t, J = 7.6 Hz, 4H) , 1.93-1.98 (m, 2H) , 1.45-1.68 (m, 15H) , 1.19-1.33 (m, 42H) , 0.88 (t, J = 6.8 Hz, 15H) .
Compound 080: 3, 3-bis ( (3-butylheptyl) oxy) propyl 6- ( (2-hydroxyethyl) (6-oxo-6- (undecyloxy) hexyl) amino) hexanoate
To a solution of undecyl 6- ( (2-hydroxyethyl) amino) hexanoate (300 mg, 910 umol, 1.0 eq) and 3, 3-bis ( (3-butylheptyl) oxy) propyl 6-bromohexanoate (631 mg, 1.09 mmol, 1.2 eq) in EtOH (6.00 mL) was added DIEA (235 mg, 1.82 mmol, 317 uL, 2.0 eq) . The reaction was stirred at 90 ℃ for 12 h. The residue was diluted with water (5.00 mL) and extracted with EtOAc (10.0 mL *3) . The combined organic layers were washed with brine (10.0 mL) , dried over, filtered and concentrated under reduced pressure to give a residue. The residue was purified by column chromatography (SiO2, DCM: MeOH=40/1 to 30/1) . Compound 080 (200 mg, 239 umol, 26.4%yield, 99.1%purity) was obtained as yellow oil. 1H NMR (400 MHz CDCl3) δ 4.59 (t, J = 6.0 Hz, 1 H) , 4.14 (t, J = 6.8 Hz, 2 H) , 4.06 (t, J=6.8 Hz, 2 H) , 3.57 -3.63 (m, 4 H) , 3.41 -3.47 (m, 2 H) , 2.40 -2.68 (m, 6 H) , 2.30 (t, J = 7.6 Hz, 4 H) , 1.92 -1.97 (m, 2 H) , 1.50 -1.68 (m, 14 H) , 1.41 (s, 2 H) , 1.26 -1.35 (m, 45 H) , 0.87 -0.91 (m, 15 H) .
Compound 081: 3, 3-bis ( (3-butylheptyl) oxy) propyl 6- ( (2-hydroxyethyl) (5- ( ( (9Z, 12Z) -octadeca-9, 12-dien-1-yl) oxy) -5-oxopentyl) amino) hexanoate
Synthesis of (9Z, 12Z) -octadeca-9, 12-dien-1-yl 5-bromopentanoate
A 250 mL three-necked round bottom flask equipped with magnetic stirrer, addition funnel and thermometer. To a solution of 5-bromopentanoic acid (13.6 g, 75.1 mmol, 1.0 eq) in DCM (120 mL) was added (9Z, 12Z) -octadeca-9, 12-dien-1-ol (20.0 g, 75.1 mmol, 1.0 eq) , EDCI (21.6 g, 112 mmol, 1.5 eq) and DMAP (1.83 g, 15.0 mmol, 0.2 eq) at 0 ℃. The mixture was stirred at 0-20 ℃ for 12 hrs. The residue was diluted with saturated sodium carbonate solution (100 mL) and extracted with EtOAc (200 mL *2) . The combined organic layers were washed  with brine (50.0 mL) , dried over, filtered and concentrated under reduced pressure to give a residue. The residue was purified by column chromatography (SiO2, Petroleum ether/Ethyl acetate=70/1 to 50/1) . (9Z, 12Z) -octadeca-9, 12-dien-1-yl 5-bromopentanoate (25.0 g, 58.2 mmol, 77.6%yield) was obtained as yellow oil.
Synthesis of compound 081
A 40 mL seal tube equipped with magnetic stirrer, addition funnel and thermometer. To a solution of 3, 3-bis ( (3-butylheptyl) oxy) propyl 6- ( (2-hydroxyethyl) amino) hexanoate (900 mg, 1.61 mmol, 1.0 eq) in EtOH (9.00 mL) was added DIEA (313 mg, 2.42 mmol, 421 uL, 1.5 eq) and (9Z, 12Z) -octadeca-9, 12-dien-1-yl 5-bromopentanoate (831 mg, 1.94 mmol, 1.2 eq) . The mixture was stirred at 90 ℃ for 12 hrs. The residue was diluted with water (5.00 mL) and extracted with EtOAc (10.0 mL *3) . The combined organic layers were washed with brine (5.00 mL) , dried over, filtered and concentrated under reduced pressure to give a residue. The residue was purified by column chromatography (SiO2, Petroleum ether: Ethyl acetate=1/1 to 1/0) . Compound 081 (500 mg, 551.60 umol, 34.19%yield) was obtained as yellow oil. 1H NMR (400 MHz CDCl3) δ 5.25 -5.32 (m, 4 H) , 4.52 (t, J = 5.6 Hz, 1 H) , 3.97 -4.08 (m, 4 H) , 3.49 -3.55 (m, 4 H) , 3.34 -3.40 (m, 2 H) , 2.70 (t, J = 6.4 Hz, 2 H) , 2.49 -2.60 (m, 2 H) , 2.43 (br s, 3 H) , 2.21-2.26 (m, 5 H) , 1.95 -2.00 (m, 4 H) , 1.84 -1.89 (m, 2 H) , 1.56 -1.60 (m, 4 H) , 1.42 -1.53 (m, 10 H) , 1.18 -1.34 (m, 45 H) , 0.82 (t, J = 6.4 Hz, 15 H) .
Compound 082: undecyl 6- ( (5- (3, 3-bis ( (3-butylheptyl) oxy) propoxy) -5-oxopentyl) (2-hydroxyethyl) amino) hexanoate
Synthesis of 3, 3-bis ( (3-butylheptyl) oxy) propyl 5-bromopentanoate
A 100 mL three-necked round bottom flask equipped with magnetic stirrer, addition funnel and thermometer. To a solution of 3, 3-bis ( (3-butylheptyl) oxy) propan-1-ol (6.00 g, 14.9 mmol, 1.0 eq) in DCM (36.0 mL) was added EDCI (4.31 g, 22.5 mmol, 1.5 eq) and DMAP (366  mg, 2.99 mmol, 0.2 eq) . Then 5-bromopentanoic acid (4.07 g, 22.5 mmol, 1.5 eq) was added. The mixture was stirred at 20 ℃ for 12 hrs. The residue was diluted with water (10.0 mL) and extracted with EtOAc (20.0 mL, 10.0 mL) . The combined organic layers were washed with brine (10.0 mL) , dried over, filtered and concentrated under reduced pressure to give a residue. The residue was purified by column chromatography (SiO2, Petroleum ether/Ethyl acetate=25/1) . 3, 3-bis ( (3-butylheptyl) oxy) propyl 5-bromopentanoate (2.00 g, 3.55 mmol, 23.7%yield) was obtained as yellow oil. 1H NMR (400 MHz CDCl3) δ 4.60 (t, J = 5.6 Hz, 1 H) , 4.15 (t, J = 6.4 Hz, 2 H) , 3.58 -3.61 (m, 2 H) , 3.33 -3.36 (m, 4 H) , 2.34 (t, J = 7.2 Hz, 2 H) , 1.78 -1.98 (m, 6 H) , 1.50 -1.54 (m, 5 H) , 1.29 -1.31 (m, 9 H) , 1.25 -1.31 (m, 24 H) , 0.89 (t, J = 6.4 Hz, 12 H) .
Synthesis of compound 082
A 40 mL seal tube equipped with magnetic stirrer, addition funnel and thermometer. To a solution of 3, 3-bis ( (3-butylheptyl) oxy) propyl 5-bromopentanoate (1.03 g, 1.82 mmol, 1.2 eq) in EtOH (5.00 mL) was added DIEA (294 mg, 2.28 mmol, 396 uL, 1.5 eq) and undecyl 6- ( (2-hydroxyethyl) amino) hexanoate (0.50 g, 1.52 mmol, 1.0 eq) . The mixture was stirred at 90 ℃ for 12 hrs. The residue was diluted with water (10.0 mL) and extracted with EtOAc (20.0 mL *3) . The combined organic layers were washed with brine (5.00 mL) , dried over, filtered and concentrated under reduced pressure to give a residue. The residue was purified by column chromatography (SiO2, Petroleum ether: Ethyl acetate=1/1 to 1/0) . Compound 082 (0.1 g, 117 μmol, 7.74%yield, 95.4%purity) was obtained as yellow oil. 1H NMR (400 MHz CDCl3) δ 4.60 (t, J = 5.6 Hz, 1 H) , 4.15 (t, J = 6.4 Hz, 2 H) , 4.06 (t, J = 6.8 Hz, 2 H) , 3.56 -3.62 (m, 4 H) , 3.41 -3.47 (m, 2 H) , 2.47 -2.66 (m, 5 H) , 2.29 -2.34 (m, 4 H) , 1.92 -1.97 (m, 2 H) , 1.49 -1.66 (m, 14 H) , 1.40 -1.41 (m, 2 H) , 1.20 -1.34 (m, 42 H) , 0.87 -0.91 (m, 15 H) .
Compound 083: 4, 4-bis ( (3-butylheptyl) oxy) butyl 5- ( (2-hydroxyethyl) (5- ( ( (9Z, 12Z) -octadeca-9, 12-dien-1-yl) oxy) -5-oxopentyl) amino) pentanoate
Synthesis of 4, 4-bis ( (3-butylheptyl) oxy) butan-1-ol
To a solution of 4, 4-dimethoxybutanenitrile (0.9 g, 7.0 mmol, 1.0 eq) and 3-butylheptan-1-ol (3.6 g, 21.0 mmol, 3.0 eq) in Tol. (10 mL) was added PPTS (88 mg, 350 umol, 0.05 eq) at 25℃, then the mixture was stirred at 120℃ for 12 hrs. The mixture was concentrated under reduced pressure to give a residue. The residue was purified by column chromatography (SiO2, Petroleum ether/Ethyl acetate = 1/0 to 60/1) to give 4, 4-bis ( (3-butylheptyl) oxy) butanenitrile (1.9 g, 4.7 mmol, 67%yield) as a colorless oil.
To a solution of 4, 4-bis ( (3-butylheptyl) oxy) butanenitrile (1.1 g, 2.7 mmol, 1.0 eq) in EtOH (5 mL) was added KOH (3 M, 2.7 mL, 3.0 eq) at 25℃, then the mixture was stirred at 110℃ for 12 hrs. The pH value of the reaction was adjusted to around 4-5 with aq. HCl (1 M) at 0℃. The mixture was extracted with ether (10 mL x 4) and concentrated under reduced pressure to give a residue. The residue was purified by column chromatography (SiO2, Petroleum ether/Ethyl acetate = 10/1 to 1/1) to give 4, 4-bis ( (3-butylheptyl) oxy) butanoic acid (1.0 g, crude) as a colorless oil.
To a solution of 4, 4-bis ( (3-butylheptyl) oxy) butanoic acid (1 g, 2.3 mmol, 85%purity, 1.0 eq) in THF (6 mL) at 0℃, then LiAlH4 (89 mg, 2.3 mmol, 1.2 eq) was added the mixture and stirred at 25℃ for 3 hrs. Water (0.1 mL) , 15%aq. NaOH (0.1 mL) and water (0.3 mL) was dropwise the reaction solution at 0℃, then Na2SO4 added the mixture and stirred at 25℃ for 15 mins. The mixture was filtered and the filter cake concentrated under reduced pressure to give 4, 4-bis ( (3-butylheptyl) oxy) butan-1-ol (763 mg, 1.8 mmol, 80%yield) as a colorless oil. 1H NMR (400 MHz CDCl3) δ 4.63 (t, 1H) , 3.73 (t, 2H) , 3.60-3.65 (m, 2H) , 3.42-3.45 (m, 2H) , 1.81-1.95 (m, 2H) , 1.92-1.22 (m, 32H) , 0.92-0.85 (m, 12H) .
Synthesis of 4, 4-bis ( (3-butylheptyl) oxy) butyl 5-bromopentanoate
To a solution of 4, 4-bis ( (3-butylheptyl) oxy) butan-1-ol (550 mg, 1.3 mmol, 1.0 eq) in DCM (5 mL) was added 5-bromohexanoic acid (235 mg, 1.3 mmol, 1.0 eq) , EDCI (374 mg, 1.9 mmol, 1.5 eq) and DMAP (37 mg, 0.3 mmol, 0.2 eq) at 0℃, then the mixture was stirred at 25℃ for 1.5 hrs. The reaction mixture was poured into water (5 mL) and extracted with EtOAc (5 mL, 5 mL, 3 mL) , The combined organic layers were washed with brine (30 mL) , dried over Na2SO4, filtered and concentrated under reduced pressure to give a residue. The residue was purified by column chromatography (SiO2, Petroleum ether/Ethyl acetate=100/1) to give 4, 4-bis ( (3-butylheptyl) oxy) butyl 5-bromopentanoate (180 mg, 0.3 mmol, 24%yield) as a colorless oil.
Synthesis of compound 083
Compound 083 was subsequently prepared using similar procedure as Compound 081, but using 4, 4-bis ( (3-butylheptyl) oxy) butyl 5-bromopentanoate. 1H NMR (400 MHz CDCl3) δ 5.62-5.21 (m, 4H) , 4.62 (t, 1H) , 4.16-3.82 (m, 4H) , 3.72-3.41 (m, 8H) , 2.45-2.33 (m, 6H) , 2.32-2.06 (m, 8H) , 2.04-1.11 (m, 60H) , 0.91-0.82 (m, 15H) .
Compound 084: nonyl 8- ( (5- (3, 3-bis (octyloxy) propoxy) -5-oxopentyl) (2-hydroxyethyl) amino) octanoate
Synthesis of nonyl 8- ( (2-hydroxyethyl) amino) octanoate
To a solution of nonan-1-ol (5.0 g, 34.7 mmol, 1.0 eq) in DCM (35 mL) was added 8-bromooctanoic acid (9.28 g, 41.6 mmol, 1.2 eq) , EDCI (9.97 g, 52.0 mmol, 1.5 eq) and DMAP (847 mg, 6.93 mmol, 0.2 eq) at 0 ℃, then the mixture was stirred at 25 ℃ for 4 hrs. The reaction mixture was poured into water (50 mL) and extracted with EtOAc (50 mL, 30 mL, 20 mL) , The combined organic layers were washed with brine (30 mL) , dried over Na2SO4, filtered and concentrated under reduced pressure to give a residue. The residue was purified by column chromatography (SiO2, Petroleum ether/Ethyl acetate = 1/0 to 20/1) to give nonyl 8-bromooctanoate (10 g, 28.6 mmol, 82.5%yield) as a colorless oil. 1H NMR (400 MHz CDCl3) δ 4.07 (t, J = 6.8 Hz, 2H) , 3.41 (t, J = 6.8 Hz, 2H) , 2.30 (t, J = 7.6 Hz, 2H) , 1.84-1.86 (m, 2H) , 1.62-1.64 (m, 4H) , 1.41-1.44 (m, 2H) , 1.25-1.36 (m, 17H) , 0.89 (t, J = 6.4 Hz, 3H) .
To a solution of nonyl 8-bromooctanoate (1.0 g, 2.86 mmol, 1.0 eq) in EtOH (50 mL) was added 2-aminoethanol (5.25 g, 85.9 mmol, 5.19 mL, 30 eq) at 25 ℃, then the mixture was stirred at 80 ℃ for 20 mins. The reaction mixture was poured into water (50 mL) and extracted with EtOAc (50 mL, 30 mL, 20 mL) , The combined organic layers were washed with brine (30 mL) , dried over Na2SO4, filtered and concentrated under reduced pressure to give a residue. The residue was purified by column chromatography (SiO2, Petroleum ether/Ethyl acetate = 10/1 to EtOAc/MeOH = 5/1) to give nonyl 8- ( (2-hydroxyethyl) amino) octanoate (0.5 g, 1.52 mmol, 53.0% yield) as a yellow solid.
Synthesis of compound 084
To a solution of 3, 3-bis (octyloxy) propan-1-ol (5.7 g, 18.01 mmol, 2.14 mL, 1.0 eq) in DCM (50 mL) was added 5-bromopentanoic acid (4.89 g, 27.0 mmol, 1.5 eq) , EDCI (5.18 g, 27.0 mmol, 1.5 eq) and DMAP (440 mg, 3.60 mmol, 0.2 eq) at 0 ℃, then the mixture was stirred at 25 ℃ for 1.5 hrs. The reaction mixture was poured into water (50 mL) and extracted with EtOAc (50 mL, 30 mL, 20 mL) , The combined organic layers were washed with brine (30 mL) , dried over Na2SO4, filtered and concentrated under reduced pressure to give a residue. The residue was purified by column chromatography (SiO2, Petroleum ether/Ethyl acetate = 100/1 to 0/1) to give 3, 3-bis (octyloxy) propyl 5-bromopentanoate (8.2 g, 16.6 mmol, 92.2%yield) as a colorless oil. 1H NMR (400 MHz CDCl3) δ 4.60 (t, J = 6.0 Hz, 1H) , 4.06-4.18 (m, 3H) , 3.57-3.60 (m, 2H) , 3.40-3.44 (m, 4H) , 2.34 (t, J = 7.2 Hz, 2H) , 1.89-1.96 (m, 4H) , 1.79-1.81 (m, 3H) , 1.55-1.59 (m, 5H) , 1.25-1.36 (m, 22H) , 0.89 (t, J = 6.8 Hz, 6H) .
To a solution of nonyl 8- ( (2-hydroxyethyl) amino) octanoate (0.9 g, 2.73 mmol, 1.0 eq) and 3, 3-bis (octyloxy) propyl 5-bromopentanoate (1.35 g, 2.73 mmol, 12.3 uL, 1.0 eq) in EtOH (18 mL) was added DIEA (706 mg, 5.46 mmol, 951 uL, 2.0 eq) at 25 ℃, then the mixture was stirred at 85 ℃ for 12 hrs. The reaction mixture was poured into water (10 mL) and extracted with EtOAc (10 mL, 5 mL, 5 mL) , The combined organic layers were washed with brine (5 mL) , dried over Na2SO4, filtered and concentrated under reduced pressure to give a residue. The residue was purified by column chromatography (SiO2, Petroleum ether/Ethyl acetate = 10/1 to EtOAc/MeOH = 5/1) to give compound 084 (500 mg, 686 umol, 25.1%yield) as a colorless oil. 1H NMR (400 MHz CDCl3) δ 4.60 (t, J = 6.0 Hz, 1H) , 4.15 (t, J = 6.4 Hz, 2H) , 4.06 (t, J = 6.8 Hz, 2H) , 3.51-3.61 (m, 4H) , 3.39-3.45 (m, 2H) , 2.58 (brs, 2H) , 2.43-2.46 (m, 4H) , 2.28-2.34 (m, 4H) , 1.93-1.97 (m, 2H) , 1.44-1.65 (m, 15H) , 1.28-1.31 (m, 39H) , 0.89 (t, J = 6.4 Hz, 9H) .
Compound 085: 3, 3-bis (octyloxy) propyl 6- ( (2-hydroxyethyl) (6-oxo-6- (undecyloxy) hexyl) amino) hexanoate
To a solution of undecyl 6- ( (2-hydroxyethyl) amino) hexanoate (0.5 g, 1.52 mmol, 1.0 eq) in EtOH (10 mL) was added 3, 3-bis (octyloxy) propyl 6-bromohexanoate (899 mg, 1.82 mmol, 1.2 eq) and DIEA (392 mg, 3.03 mmol, 529 uL, 2.0 eq) at 25℃, then the mixture was stirred at 90℃ for 12 hrs. The reaction mixture was concentrated under reduced pressure to give a residue. The residue was purified by column chromatography (SiO2, Petroleum ether/Ethyl acetate = 0/1 to EtOAc/MeOH = 5/1) to give compound 085 (0.4 g, 539 umol, 35.5%yield) as a colorless oil. 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 4.60 (t, J = 5.6 Hz, 1H) , 4.04-4.16 (m, 4H) , 3.55-3.61 (m, 4H) , 3.39-3.45 (m, 4H) , 2.61-2.63 (m, 2H) , 2.47-2.51 (m, 4H) , 2.28-2.32 (m, 5H) , 1.92-1.97 (m, 2H) , 1.45-1.66 (m, 16H) , 1.26-1.28 (m, 42H) , 0.88 (t, J = 6.8 Hz, 9H) .
Compound 086: 4, 4-bis (octyloxy) butyl 6- ( (2-hydroxyethyl) (6-oxo-6- (undecyloxy) hexyl) amino) hexanoate
Compound 086 was prepared analogously to compound 085 but using 4, 4-bis (octyloxy) butan-1-ol. 1H NMR (400 MHz CDCl3) δ 4.64 (t, 1H) , 4.26-4.01 (m, 4H) , 3.65-3.44 (m, 6H) , 2.64-2.50 (m, 6H) , 2.32-2.21 (m, 4H) , 2.00-1.16 (m, 58H) , 0.91-0.81 (m, 9H) .
Compound 087: 2- ( (6- (3, 3-bis (octyloxy) propoxy) -6-oxohexyl) (2-hydroxyethyl) amino) ethyl (9Z, 12Z) -octadeca-9, 12-dienoate
To solution of 3, 3-bis (octyloxy) propyl 6- ( (2-hydroxyethyl) amino) hexanoate (1 g, 2.11 mmol, 1.0 eq) and 2-bromoethanol (396 mg, 3.17 mmol, 225 uL, 1.5 eq) in MeCN (10 mL) was added K2CO3 (438 mg, 3.17 mmol, 1.5 eq) at 25℃, then the mixture was stirred at 90℃ for 12 hr.The reaction mixture was poured into water (50mL) and extracted with EtOAc (5 mL, 3 mL, 20 mL) , The combined organic layers were washed with brine (3 mL) , dried over Na2SO4, filtered and concentrated under reduced pressure to give compound 087-1 (1 g, 1.93 mmol, 91.4%yield) as a colorless oil.
To solution of compound 087-1 (0.9 g, 1.74 mmol, 1.0 eq) and linoleic acid (487 mg, 1.74 mmol, 487 uL, 1.0 eq) in DCM (9 mL) was added DMAP (42.5 mg, 348 umol, 0.2 eq) and EDCI (499 mg, 2.61 mmol, 1.5 eq) at 0℃, then the mixture was stirred at 25℃ for 3 hrs. The reaction mixture was poured into water (5 mL) and extracted with EtOAc (5 mL, 3 mL, 2 mL) , The combined organic layers were washed with brine (3 mL) , dried over Na2SO4, filtered and concentrated under reduced pressure to give a residue. The residue was purified by prep-HPLC (column: Welch Xtimate C1 100 x 30 mm x 5 um; mobile phase: [water (TFA) -ACN] ; B%: 55%-90%, 8 min) to give compound 087 (500 mg) as a colorless oil. The pH value of the reaction was adjusted to around 8-9 with aq. Na2CO3 at 0 ℃. The mixture was extracted with EtOAc (5 mL x 4) and the combined organic layers were washed with brine (3 mL) , dried over Na2SO4, filtered and concentrated under reduced pressure to give compound 087 (329 mg, 421 umol, 24.2%yield) as a colorless oil. 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 5.33-5.40 (m, 4H) , 4.60 (t, J = 6.0 Hz, 1H) , 4.33 (t, J = 8.4 Hz, 1H) , 4.15 (t, J = 6.4 Hz, 4H) , 3.54-3.60 (m, 4H) , 3.41-3.43 (m, 2H) , 3.25-3.29 (m, 1H) , 2.76-2.81 (m, 4H) , 2.6-2.69 (m, 2H) , 2.53-2.60 (m, 2H) , 2.28-2.35 (m, 4H) , 2.03-2.08 (m, 4H) , 1.93-1.97 (m, 2H) , 1.45-1.68 (m, 12H) , 1.28-1.38 (m, 38H) , 0.87-0.92 (m, 9H) .
Compound 088: 2- ( (6- (3, 3-bis (octyloxy) propoxy) -6-oxohexyl) (3- (dimethylamino) propyl) amino) ethyl (9Z, 12Z) -octadeca-9, 12-dienoate
Synthesis of 3, 3-bis (octyloxy) propyl 6- ( (3- (dimethylamino) propyl) amino) hexanoate
To a solution of 3, 3-bis (octyloxy) propyl 6-bromohexanoate (3 g, 6.08 mmol, 1 eq) and N', N'-dimethylpropane-1, 3-diamine (6.21 g, 60.8 mmol, 7.60 mL, 10.0 eq) in EtOH (20 mL) and MeCN (20 mL) was added at 25 ℃, then the mixture was stirred at 90 ℃ for 20 mins. The reaction mixture was poured into water (10 mL) and extracted with EtOAc (10 mL, 5 mL, 3 mL) , The combined organic layers were washed with brine (3 mL) , dried over Na2SO4, filtered and concentrated under reduced pressure to give 3, 3-bis (octyloxy) propyl 6- ( (3- (dimethylamino) propyl) amino) hexanoate (2.4 g, crude) as a colorless oil. 1H NMR (400 MHz, CDCl3) . δ 4.58 (t, J = 5.6 Hz, 1H) , 4.13 (t, J = 6.8 Hz, 1H) , 3.54-3.63 (m, 2H) , 3.31-3.45 (m, 4H) , 2.62-2.81 (m, 11H) , 2.35 (t, J = 7.2 Hz, 4H) , 2.23-2.25 (m, 15H) , 1.95 (d, J = 7.2 Hz, 2H) , 1.52-1.72 (m, 12H) , 1.27-1.35 (m, 22H) , 0.88 (t, J = 6.8 Hz, 6H) .
Synthesis of 3, 3-bis (octyloxy) propyl 6- ( (3- (dimethylamino) propyl) (2-hydroxyethyl) amino) hexanoate
To a solution of 3, 3-bis (octyloxy) propyl 6- ( (3- (dimethylamino) propyl) amino) hexanoate (2 g, 3.88 mmol, 1.0 eq) and 2- [tert-butyl (dimethyl) silyl] oxyacetaldehyde (1.02 g, 5.83 mmol, 1.11 mL, 1.5 eq) in DCM (20 mL) at 0 ℃, the mixture was stirred 10 mins, NaBH (OAc) 3 (1.65 g, 7.77 mmol, 2.0 eq) was added the mixture at stirred at 25 ℃ for 5 hrs. The reaction mixture was poured into water (10 mL) and extracted with EtOAc (10 mL, 5 mL, 5 mL) , The combined organic layers were washed with brine (3 mL) , dried over Na2SO4, filtered and concentrated under reduced pressure to give 3, 3-bis (octyloxy) propyl 6- ( (2- ( (tert-butyldimethylsilyl) oxy) ethyl) (3- (dimethylamino) propyl) amino) hexanoate (3.2 g, crude) as a colorless oil. To a solution of 3, 3-bis (octyloxy) propyl 6- ( (2- ( (tert-butyldimethylsilyl) oxy) ethyl) (3- (dimethylamino) propyl) amino) hexanoate (3.2 g, 4.75 mmol, 1.0 eq) in TBAF (1 M, 47.5 mL, 10 eq) at 25 ℃ the mixture was stirred at 25 ℃ for 12 hrs. The reaction mixture was poured into water (10 mL) and extracted with EtOAc (5 mL, 3 mL, 2 mL) , The combined organic layers were washed with brine (3 mL) , dried over Na2SO4, filtered and concentrated under reduced pressure to give a residue. The residue was purified by column chromatography (SiO2, Petroleum ether/Ethyl acetate = 10/1 to THF/MeOH = 1/1) to give 3, 3- bis (octyloxy) propyl 6- ( (3- (dimethylamino) propyl) (2-hydroxyethyl) amino) hexanoate (0.728 g, 1.30 mmol, 27.4%yield) as a colorless oil. 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 4.59 (t, J = 5.6 Hz, 1H) , 4.14 (t, J = 6.4 Hz, 2H) , 3.77 (brs, 1H) , 3.55-3.61 (m, 2H) , 3.39-3.45 (m, 2H) , 3.04 (brs, 1H) , 2.83-2.87 (m, 3H) , 2.74 (s, 6H) , 2.32 (t, J = 7.2 Hz, 2H) , 2.05-2.06 (m, 1H) , 1.92-1.97 (m, 2H) , 1.53-1.68 (m, 7H) , 1.28-1.35 (m, 22H) , 0.88 (t, J = 6.4 Hz, 6H) .
Synthesis of compound 088
To solution of 3, 3-bis (octyloxy) propyl 6- ( (3- (dimethylamino) propyl) (2-hydroxyethyl) amino) hexanoate (0.7 g, 1.25 mmol, 1.0 eq) and linoleic acid (351 mg, 1.25 mmol, 351 uL, 1.0 eq) in DCM (10 mL) was added EDCI (360 mg, 1.88 mmol, 1.5 eq) and DMAP (30.6 mg, 251 umol, 0.2 eq) at 0℃, then the mixture was stirred at 25 ℃ for 3 hrs. The reaction mixture was poured into water (5 mL) and extracted with EtOAc (5 mL, 3 mL, 2 mL) , The combined organic layers were washed with brine (3 mL) , dried over Na2SO4, filtered and concentrated under reduced pressure to give a residue. The residue was purified by column chromatography (SiO2, Petroleum ether/Ethyl acetate = 10/1 to EtOAc/MeOH = 1/1) to give compound 088 (560 mg, 681 umol, 54.4%yield) as a yellow oil. 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ5.33-5.39 (m, 4H) , 4.59 (t, J = 5.6 Hz, 1H) , 4.09-4.15 (m, 4H) , 3.55-3.61 (m, 2H) , 3.39-3.45 (m, 2H) , 2.77 (t, J = 6.4 Hz, 2H) , 2.63-2.69 (m, 4H) , 2.44-2.55 (m, 10H) , 2.27-2.31 (m, 4H) , 2.05 (q, J = 6.8 Hz, 4H) , 1.92-1.97 (m, 2H) , 1.76-1.78 (m, 2H) , 1.53-1.66 (m, 9H) , 1.23-1.45 (m, 41H) , 0.87-0.91 (m, 9H) .
Compound 089: 3, 3-bis (octyloxy) propyl 6- ( (5- (dodecyloxy) -5-oxopentyl) (2-hydroxyethyl) amino) hexanoate
To a solution of 3, 3-bis (octyloxy) propyl 6- ( (2-hydroxyethyl) amino) hexanoate (1.2 g, 2.53 mmol, 1.0 eq) and dodecyl 5-bromopentanoate (885 mg, 2.53 mmol, 12.3 uL, 1.0 eq) in EtOH (15 mL) was added DIEA (655 mg, 5.07 mmol, 882 uL, 2.0 eq) at 25℃, then the mixture  was stirred at 90℃ for 12 hrs. The reaction mixture was poured into water (5 mL) and extracted with EtOAc (5 mL, 3 mL, 2 mL) , The combined organic layers were washed with brine (3 mL) , dried over Na2SO4, filtered and concentrated under reduced pressure to give a residue. The residue was purified by column chromatography (SiO2, Petroleum ether/Ethyl acetate = 10/1 to Ethyl acetate /MeOH = 5/1) to give compound 089 (595 mg, 801 umol, 31.6%yield) as a colorless oil. 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 4.60 (t, J = 5.6 Hz, 1H) , 4.14 (t, J = 6.4 Hz, 2H) , 4.06 (t, J = 6.8 Hz, 2H) , 3.52-3.61 (m, 4H) , 3.41-3.45 (m, 2H) , 2.57 (t, J = 5.6 Hz, 2H) , 2.43-2.49 (m, 4H) , 2.28-2.34 (m, 4H) , 1.93-1.97 (m, 2H) , 1.42-1.67 (m, 20H) , 1.26-1.33 (m, 42H) , 0.89 (t, J = 6.4 Hz, 9H) .
Compound 090: 3, 3-bis (2-cyclohexylethoxy) propyl 6- ( (2-hydroxyethyl) (6-oxo-6- (undecyloxy) hexyl) amino) hexanoate
Compound 090 was prepared analogously to compound 085 starting with 2-cyclohexylethan-1-ol. Compound 090 (99.9%purity) was obtained as yellow oil. 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 4.59 (t, J = 5.6 Hz, 1H) , 4.14 (t, J = 6.4 Hz, 2H) , 4.06 (J = 6.8 Hz, 2H) , 3.59-3.63 (m, 2H) , 3.53 (t, J = 5.2 Hz, 2H) , 3.45-3.47 (m, 2H) , 2.57 (t, J = 5.2 Hz, 2H) , 2.45 (t, J = 7.2 Hz, 4H) , 2.30 (t, J = 7.2 Hz, 4H) , 1.92-1.97 (m, 2H) , 1.60-1.72 (m, 18H) , 1.42-1.49 (m, 9H) , 1.13-1.37 (m, 28H) , 0.87-0.95 (m, 7H) .
Compound 091: 3, 3-bis ( (7-methyloctyl) oxy) propyl 6- ( (2-hydroxyethyl) (6-oxo-6- (undecyloxy) hexyl) amino) hexanoate
To a solution of 3, 3-bis ( (7-methyloctyl) oxy) propyl 6-bromohexanoate (580 mg, 1.11 mmol, 1.0 eq) and undecyl 6- ( (2-hydroxyethyl) amino) hexanoate (366 mg, 1.11 mmol, 1.0 eq) in EtOH (10 mL) was added DIEA (287 mg, 2.22 mmol, 387 uL, 2.0 eq) at 25 ℃, then the mixture was stirred at 90 ℃ for 12 hrs. The reaction mixture was poured into water (5 mL) and extracted  with EtOAc (5 mL, 3 mL, 2 mL) , The combined organic layers were washed with brine (3 mL) , dried over Na2SO4, filtered and concentrated under reduced pressure to give a residue. The residue was purified by column chromatography (SiO2, Petroleum ether/Ethyl acetate = 10/1 to EtOAc/MeOH = 5/1) to give compound 091 (350 mg, 454 umol, 40.8%yield) as a colorless oil. 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 4.60 (t, J = 5.6 Hz, 1H) , 4.15 (t, J = 6.4 Hz, 2H) , 4.06 (t, J = 6.8 Hz, 2H) , 3.53-3.61 (m, 4H) , 3.40-3.45 (m, 2H) , 2.58 (brs, 2H) , 2.46 (t, J = 6.8 Hz, 4H) , 2.31 (t, J = 7.2 Hz, 4H) , 1.93-1.97 (m, 2H) , 1.47-1.67 (m, 18H) , 1.27-1.35 (m, 34H) , 1.13-1.18 (m, 4H) , 0.86-0.90 (m, 15H) .
Compound 092: 3, 3-bis ( (7-methyloctyl) oxy) propyl 6- ( (5- (dodecyloxy) -5-oxopentyl) (2-hydroxyethyl) amino) hexanoate
To a solution of 3, 3-bis ( (7-methyloctyl) oxy) propyl 6- ( (2-hydroxyethyl) amino) hexanoate (0.46 g, 917 umol, 1.0 eq) and dodecyl 5-bromopentanoate (320 mg, 917 umol, 12.3 uL, 1.0 eq) in EtOH (10 mL) was added DIEA (237 mg, 1.83 mmol, 319 uL, 2.0 eq) at 25℃, then the mixture was stirred at 90℃ for 12 hrs. The reaction mixture was poured into water (5 mL) and extracted with EtOAc (5 mL, 3 mL, 2 mL) , The combined organic layers were washed with brine (3 mL) , dried over Na2SO4, filtered and concentrated under reduced pressure to give a residue. The residue was purified by column chromatography (SiO2, Petroleum ether/Ethyl acetate = 10/1 to Ethyl acetate/MeOH = 5/1) to give compound 092 (155 mg, 201 umol, 21.9%yield) as a yellow oil. 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 4.60 (t, J = 5.6 Hz, 1H) , 4.14 (t, J = 6.4 Hz, 2H) , 4.06 (t, J =6.8 Hz, 2H) , 3.52-3.59 (m, 4H) , 3.40-3.45 (m, 2H) , 2.57 (t, J = 5.6 Hz, 2H) , 2.43-2.49 (m, 4H) , 2.31 (q, J = 7.2 Hz, 4H) , 1.94 (q, J = 6.4 Hz, 2H) , 1.46-1.65 (m, 17H) , 1.14-1.35 (m, 32H) , 1.14-1.19 (m, 4H ) , 0.86-0.90 (m, 15H) .
Compound 093: 3, 3-bis ( (7-methyloctyl) oxy) propyl 6- ( (2-hydroxyethyl) (5- ( ( (9Z, 12Z) -octadeca-9, 12-dien-1-yl) oxy) -5-oxopentyl) amino) hexanoate
To a solution of 3, 3-bis ( (7-methyloctyl) oxy) propyl 6- ( (2-hydroxyethyl) amino) hexanoate (580 mg, 1.16 mmol, 1.0 eq) and [ (9Z, 12Z) -octadeca-9, 12-dienyl] 5-bromopentanoate (745 mg, 1.73 mmol, 1.5 eq) in EtOH (10 mL) was added DIEA (299 mg, 2.31 mmol, 403 uL, 2.0 eq) at 25℃, then the mixture was stirred at 90℃ for 48 hrs. The reaction mixture was poured into water (10 mL) and extracted with EtOAc (10 mL, 5 mL, 3 mL) , The combined organic layers were washed with brine (3 mL) , dried over Na2SO4, filtered and concentrated under reduced pressure to give a residue. The residue was purified by column chromatography (SiO2, Petroleum ether/Ethyl acetate = 10/1 to EtOAc/MeOH = 5/1) to give compound 093 (225 mg, 431 umol, 37.3%yield, 96.3%purity) as a yellow oil. 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 5.32-5.41 (m, 4H) , 4.60 (t, J = 5.6 Hz, 1H) , 4.15 (t, J = 6.8 Hz, 2H) , 4.06 (t, J = 6.8 Hz, 2H) , 3.55-3.61 (m, 4H) , 3.40-3.45 (m, 2H) , 2.78 (t, J = 6.4 Hz, 2H) , 2.60 (brs, 2H) , 2.47-2.49 (m, 4H) , 2.31 (q, J = 7.6 Hz, 4H) , 2.06 (q, J = 6.8 Hz, 4H) , 1.95 (q, J = 6.4 Hz, 2H) , 1.52-1.68 (m, 18H) , 1.16-1.37 (m, 31H) , 1.16-1.29 (m, 4H) , 0.86-0.92 (m, 15H) .
Compound 094: 3, 3-bis ( (6-methyloctyl) oxy) propyl 6- ( (5- (dodecyloxy) -5-oxopentyl) (2-hydroxyethyl) amino) hexanoate
Synthesis of 3, 3-bis ( (6-methyloctyl) oxy) propyl 6- ( (2-hydroxyethyl) amino) hexanoate
To a solution of 3, 3-bis ( (6-methyloctyl) oxy) propan-1-ol (600 mg, 1.74 mmol, 1.0 eq) and 6-bromohexanoic acid (509 mg, 2.61 mmol, 1.5 eq) in DCM (3.60 mL) was added EDCI (501 mg, 2.61 mmol, 1.5 eq) and DMAP (42.5 mg, 348 umol, 0.2 eq) at 0 ℃ under N2. The reaction was stirred at 20 ℃ for 2 hrs. The residue was diluted with water (5.00 mL) and extracted with EtOAc (10.0 mL *3) . The combined organic layers were washed with brine (5.00 mL) , dried over, filtered and concentrated under reduced pressure to give a residue. The crude product on notebook page ET49878-409 (1.7 g) , was combined to ET49878-415 for further purification. The residue was purified by column chromatography (SiO2, Petroleum ether/Ethyl acetate=25/1 to 20/1) . 3- ( (6-methyloctyl) oxy) -3- (octyloxy) propyl 6-bromohexanoate (1.70 g, 3.35 mmol, 44.4%yield) was obtained as yellow oil. 1H NMR (400 MHz CDCl3) δ 4.60 (t, J = 5.6 Hz, 1 H) , 4.15 (t, J=6.4 Hz, 2 H) , 3.56 -2.61 (m, 2 H) , 3.39 -3.45 (m, 4 H) , 2.32 (t, J = 7.2 Hz, 2 H) , 1.85 -1.97 (m, 4 H) , 1.46 -1.68 (m, 9 H) , 1.24 -1.36 (m, 14 H) , 1.09 -1.16 (m, 4 H) , 0.84 -0.87 (m, 12 H) .
A mixture of 3- ( (6-methyloctyl) oxy) -3- (octyloxy) propyl 6-bromohexanoate (850 mg, 1.63 mmol, 1.0 eq) , 2-aminoethanol (2.99 g, 48.9 mmol, 2.96 mL, 30 eq) , in EtOH (42.5 mL)  was degassed and purged with N2 for 3 times, and then the mixture was stirred at 70 ℃ for 3 hrs under N2 atmosphere. Two reactions were combined for workup. The residue was diluted with water (20.0 mL) and extracted with EtOAc (20.0 mL, 10.0 ml) . The combined organic layers were washed with brine (10.0 mL) , dried over, filtered and concentrated under reduced pressure to give a residue. The residue was purified by column chromatography (SiO2, DCM: MeOH=10/1 to 5/1) . 3, 3-bis ( (6-methyloctyl) oxy) propyl 6- ( (2-hydroxyethyl) amino) hexanoate (1.30 g, 2.59 mmol, 79.5%yield) was obtained as Black Brown oil. 1H NMR (400 MHz CDCl3) δ 4.59 (t, J = 5.6 Hz, 1 H) , 4.11 -4.16 (m, 3 H) , 3.84 -3.87 (m, 2 H) , 3.72 -3.75 (m, 1 H) , 3.55 -3.61 (m, 3 H) , 3.39 -3.45 (m, 3 H) , 2.99 -3.01 (m, 3 H) , 2.84 -2.88 (m, 2 H) , 2.32 (t, J = 7.2 Hz, 2 H) , 2.03 -2.05 (m, 1 H) , 1.92 -1.97 (m, 3 H) , 1.54 -1.79 (m, 12 H) , 1.23 -1.50 (m, 23 H) , 1.09 -1.17 (m, 5 H) , 0.83 -0.87 (m, 12 H) .
Synthesis of Compound 094
Compound 3, 3-bis ( (6-methyloctyl) oxy) propyl 6- ( (2-hydroxyethyl) amino) hexanoate (300 mg, 598 umol, 1.0 eq) , dodecyl 5-bromopentanoate (251 mg, 717 umol, 1.2 eq) and DIEA (116 mg, 897 umol, 156 uL, 1.5 eq) were taken up into a sealed tube in EtOH (3.00 mL) . The sealed tube was heated at 80 ℃ for 72 hrs. Two reactions were combined for workup. The residue was diluted with water (10.0 mL) and extracted with EtOAc (20.0 mL, 10.0 mL) . The combined organic layers were washed with brine (10.0 mL) , dried over, filtered and concentrated under reduced pressure to give a residue. The residue was purified by column chromatography (SiO2, Ethyl acetate/MeOH=1/0 to 0/1) . Compound 094 (250 mg, 324 umol, 27.1%yield) was obtained as yellow oil. 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 4.60 (t, J = 6.75 Hz, 2 H) , 4.14 (t, J = 6.8 Hz, 2 H) , 4.06 (t, J=6.8 Hz, 2 H) , 3.52 -3.66 (m, 5 H) , 3.41 -3.45 (m, 2 H) , 2.53 -2.59 (m, 2 H) , 2.41 -2.51 (m, 3 H) , 2.26 -2.38 (m, 4 H) , 1.94 -1.96 (m, 2 H) , 1.44 -1.65 (m, 17 H) , 1.25 -1.36 (m, 38 H) , 1.09 -1.14 (m, 5 H) , 0.84 -0.90 (m, 15 H) .
Compound 095: 3, 3-bis ( (3, 7-dimethyloctyl) oxy) propyl 6- ( (5- (dodecyloxy) -5-oxopentyl) (2-hydroxyethyl) amino) hexanoate
To a solution of 3, 3-bis ( (3, 7-dimethyloctyl) oxy) propyl 6- ( (2-hydroxyethyl) amino) hexanoate (0.69 g, 1.30 mmol, 1.0 eq) and dodecyl 5-bromopentanoate (455 mg, 1.30 mmol, 12.3 uL, 1.0 eq) in EtOH (7 mL) was added DIEA (337 mg, 2.60 mmol, 454 uL, 2.0 eq) at 25℃, then the mixture was stirred at 90℃ for 48 hrs. The reaction mixture was poured into water (5 mL) and extracted with EtOAc (5 mL, 3 mL, 2 mL) , The combined organic layers were washed with brine (3 mL) , dried over Na2SO4, filtered and concentrated under reduced pressure to give a residue. The residue was purified by column chromatography (SiO2, Petroleum ether/Ethyl acetate = 10/1 to EtOAc/MeOH = 5/1) to give compound 095 (375 mg, 469 umol, 36.0%yield, 100%purity) as a yellow oil. 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 4.59 (t, J = 6.4 Hz, 1H) , 4.14 (t, J = 6.4 Hz, 2H) , 4.06 (t, J = 6.8 Hz, 2H) , 3.59-3.66 (m, 2H) , 3.42-3.55 (m, 4H) , 2.57 (t, J = 5.2 Hz, 2H) , 2.44-2.49 (m, 4H) , 2.28-2.34 (m, 4H) , 1.94 (q, J = 6.4 Hz, 2H) , 1.48-4.65 (m, 17H) , 1.25-1.36 (m, 29H) , 1.12-1.17 (m, 6H) , 0.86-0.90 (m, 21H) .
Compound 096: 3, 3-bis ( (3, 7-dimethyloctyl) oxy) propyl 6- ( (2-hydroxyethyl) (6-oxo-6- (undecyloxy) hexyl) amino) hexanoate
To a solution of undecyl 6- ( (2-hydroxyethyl) amino) hexanoate (500 mg, 1.52 mmol, 1.0 eq) and 3, 3-bis ( (3, 7-dimethyloctyl) oxy) propyl 6-bromohexanoate (834 mg, 1.52 mmol, 1.0 eq) in EtOH (10 mL) was added DIEA (392 mg, 3.03 mmol, 529 uL, 2.0 eq) at 25℃, then the mixture was stirred at 90℃ for 48 hrs. The reaction mixture was poured into water (5 mL) and extracted with EtOAc (5 mL, 3 mL, 2 mL) , The combined organic layers were washed with brine (3 mL) , dried over Na2SO4, filtered and concentrated under reduced pressure to give a residue. The residue was purified by column chromatography (SiO2, Petroleum ether/Ethyl acetate = 10/1 to EtOAc/MeOH = 5/1) to give compound 096 (330 mg, 413 umol, 27.2%yield, 100%purity) as a yellow oil. 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 4.60 (t, J = 5.6 Hz, 1H) , 4.15 (t, J = 6.8 Hz, 2H) , 4.06 (t, J = 6.8 Hz, 2H) , 3.54-3.65 (m, 4H) , 3.44-3.49 (m, 2H) , 2.60 (t, J = 5.2 Hz, 2H) , 2.48 (t,  J = 7.2 Hz, 4H) , 2.31 (t, J = 7.6 Hz, 4H) , 1.95 (q, J = 6.4 Hz, 2H) , 1.46-1.68 (m, 17H) , 1.27-1.36 (m, 29H) , 1.08-1.17 (m, 6H) , 0.86-0.90 (m, 21H) .
Compound 097: 3, 3-bis ( (3, 7-dimethyloctyl) oxy) propyl 6- ( (2-hydroxyethyl) (5- ( ( (9Z, 12Z) -octadeca-9, 12-dien-1-yl) oxy) -5-oxopentyl) amino) hexanoate
Compound 097 was prepared analogously to compound 081 but using 3, 3-bis ( (3, 7-dimethyloctyl) oxy) propyl 6- ( (2-hydroxyethyl) amino) hexanoate instead of 3, 3-bis ( (3-butylheptyl) oxy) propyl 6- ( (2-hydroxyethyl) amino) hexanoate. 1H NMR (400 MHz CDCl3) δ5.32 -5.41 (m, 4 H) , 4.61 (t, J = 4.8 Hz, 1 H) , 4.10 -4.17 (m, 4 H) , 3.51 -3.61 (m, 4 H) , 3.40 -3.45 (m, 2 H) , 2.72 -2.79 (m, 4 H) , 2.63 -2.66 (m, 2 H) , 2.50 -2.54 (m, 2 H) , 2.28 -2.33 (m, 4 H) , 2.03 -2.08 (m, 4 H) , 1.91 -1.98 (m, 2 H) , 1.44 -1.67 (m, 11 H) , 1.26 -1.39 (m, 32 H) , 0.82 -0.92 (m, 27 H) .
Compound 098: 3, 3-bis ( (3, 7-dimethyloct-6-en-1-yl) oxy) propyl 6- ( (5- (dodecyloxy) -5-oxopentyl) (2-hydroxyethyl) amino) hexanoate
To a solution of 3, 3-bis ( (3, 7-dimethyloct-6-en-1-yl) oxy) propyl 6- ( (2-hydroxyethyl) amino) hexanoate (0.88 g, 1.67 mmol, 1.0 eq) and dodecyl 5-bromopentanoate (585 mg, 1.67 mmol, 12.3 uL, 1.0 eq) in EtOH (9 mL) was added DIEA (433 mg, 3.35 mmol, 583 uL, 2.0 eq) at 25℃, then the mixture was stirred at 90℃ for 48 hrs. The reaction mixture was poured into water (5 mL) and extracted with EtOAc (5 mL, 3 mL, 2 mL) , The combined organic layers were washed with brine (3 mL) , dried over Na2SO4, filtered and concentrated under reduced pressure to give a residue. The residue was purified by column chromatography (SiO2, Petroleum ether/Ethyl acetate = 10/1 to Ethyl acetate/MeOH = 5/1) to give compound 098 (375 mg, 465 umol, 27.7%yield, 98.4%purity) as a yellow oil. 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 5.10 (t, J = 7.2 Hz, 2H) , 4.60 (t, J = 6.0 Hz, 1H) , 4.14 (t, J = 6.8 Hz, 2H) , 4.06 (t, J = 6.8 Hz,  2H) , 3.59-3.65 (m, 2H) , 3.43-3.55 (m, 4H) , 2.58 (t, J = 5.2 Hz, 2H) , 2.46 (q, J = 7.2 Hz, 4H) , 2.31 (q, J = 7.2 Hz, 4H) , 1.92-2.06 (m, 6H) , 1.56-1.71 (m, 22H) , 1.27-1.50 (m, 29H) , 1.12-1.18 (m, 3H) , 0.87-0.91 (m, 9H) .
Compound 099: 3, 3-bis ( ( (E) -3, 7-dimethylocta-2, 6-dien-1-yl) oxy) propyl 6- ( (5- (dodecyloxy) -5-oxopentyl) (2-hydroxyethyl) amino) hexanoate
To a solution of 3, 3-bis ( ( (E) -3, 7-dimethylocta-2, 6-dien-1-yl) oxy) propyl 6- ( (2-hydroxyethyl) amino) hexanoate (0.84 g, 1.61 mmol, 1.0 eq) and dodecyl 5-bromopentanoate (562 mg, 1.61 mmol, 12.3 uL, 1.0 eq) in EtOH (8 mL) was added DIEA (416 mg, 3.22 mmol, 561 uL, 2.0 eq) at 25℃, then the mixture was stirred at 90℃ for 48 hrs. The reaction mixture was poured into water (5 mL) and extracted with EtOAc (5 mL, 3 mL, 2 mL) , The combined organic layers were washed with brine (3 mL) , dried over Na2SO4, filtered and concentrated under reduced pressure to give a residue. The residue was purified by column chromatography (SiO2, Petroleum ether/Ethyl acetate = 10/1 to Ethyl acetate /MeOH = 5/1) to give compound 099 (370 mg, 464 umol, 28.8%yield, 99.1%purity) as a yellow oil. 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 5.35 (t, J = 6.4 Hz, 2H) , 5.10 (t, J = 6.4 Hz, 2H) , 4.71 (t, J = 6.0 Hz, 1H) , 4.12-4.18 (m, 4H) , 4.02-4.08 (m, 4H) , 3.53 (t, J = 4.8 Hz, 2H) , 2.58 (t, J = 4.4 Hz, 2H) , 2.46 (q, J = 7.2 Hz, 4H) , 2.31 (q, J = 7.6 Hz, 4H) , 1.97-2.14 (m, 10H) , 1.61-1.68 (m, 24H) , 1.43-1.52 (m, 5H) , 1.27-1.33 (m, 20H) 0.89 (t, J = 6.8 Hz, 3H) .
Compound 100: 3, 3-bis ( ( (Z) -non-2-en-1-yl) oxy) propyl 6- ( (5- (dodecyloxy) -5-oxopentyl) (2-hydroxyethyl) amino) hexanoate
To a solution of 3, 3-bis ( ( (Z) -non-2-en-1-yl) oxy) propyl 6- ( (2-hydroxyethyl) amino) hexanoate (0.3 g, 603 umol, 1.0 eq) and dodecyl 5-bromopentanoate (337 mg, 964 umol, 1.6 eq) in EtOH (3.00 mL) was added DIEA (117 mg, 904 umol, 157 uL, 1.5 eq) . The mixture was stirred at 90 ℃ for 48 hrs. The two reaction was combined for work up. The  residue was diluted with water (10.0 mL) and extracted with EtOAc (20.0 mL, 10.0 mL) . The combined organic layers were washed with brine (10.0 mL) , dried over, filtered and concentrated under reduced pressure to give a residue. The residue was purified by column chromatography (SiO2, EtOAc: MeOH=10/1 to 0/1) . Compound 100 (360 mg, 470 umol, 39.0 yield) was obtained as yellow oil. 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 5.51 -5.60 (m, 4 H) , 4.71 (t, J = 5.6 Hz, 1 H) , 4.05 -4.17 (m, 8 H) , 3.55 (s, 2 H) , 2.60 (s, 2 H) , 2.48 (s, 4 H) , 2.28 -2.34 (m, 5 H) , 1.96 -2.09 (m, 7 H) , 1.48 -1.67 (m, 11 H) , 1.26 -1.37 (m, 37 H) , 0.89 (t, J = 6.4 Hz, 9 H) .
Compound 101: 3, 3-bis ( (8-methylnonyl) oxy) propyl 6- ( (5- (dodecyloxy) -5-oxopentyl) (2-hydroxyethyl) amino) hexanoate
3, 3-bis ( (8-methylnonyl) oxy) propyl 6- ( (2-hydroxyethyl) amino) hexanoate (500 mg, 944 umol, 1.0 eq) , dodecyl 5-bromopentanoate (396 mg, 1.13 mmol, 1.2 eq) and DIEA (183 mg, 1.42 mmol, 246 uL, 1.5 eq) were taken up into a sealed tube in EtOH (5.00 mL) . The sealed tube was heated at 80 ℃ for 12 hrs. Two reactions were combined for workup. The residue was diluted with water (10.0 mL) and extracted with EtOAc (20.0 mL, 10.0 mL) . The combined organic layers were washed with brine (10.0 mL) , dried over, filtered and concentrated under reduced pressure to give a residue. The residue was purified by column chromatography (SiO2, Ethyl acetate/MeOH=1/0 to 0/1) . Compound 101 (0.56 g, 702 umol, 37.2%yield) was obtained as yellow oil. 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 4.52 (t, J = 6.0 Hz, 1 H) , 4.07 (t, J = 6.4 Hz, 2 H) , 3.98 (t, J = 6.8 Hz, 2 H) , 3.44 -3.53 (m, 4 H) , 3.31 -3.37 (m, 2 H) , 2.50 (t, J=5.2 Hz, 2 H) , 2.35 -2.41 (m, 4 H) , 2.20 -2.26 (m, 4 H) , 1.85 -1.89 (m, 2 H) , 1.34 -1.59 (m, 20 H) , 1.14 -1.24 (m, 38 H) , 1.05 -1.13 (m, 5 H) , 0.78 -0.82 (m, 15 H) .
Compound 102: 3, 3-bis ( (7-methyloctyl) oxy) propyl 6- ( (3- ( (2- (methylamino) -3, 4-dioxocyclobut-1-en-1-yl) amino) propyl) (6-oxo-6- (undecyloxy) hexyl) amino) hexanoate
Synthesis of compound 102-2
A thumb bottle with magnetic stirrer, addition funnel and thermometer. To a solution of 3, 3-bis ( (7-methyloctyl) oxy) propyl 6-bromohexanoate (2.00 g, 3.83 mmol, 1.0 eq) and benzyl (3-aminopropyl) carbamate (3.99 g, 19.2 mmol, 5.0 eq) in EtOH (14.0 mL) was stirred at 50 ℃ for 12 hrs. The residue was diluted with water (10.0 mL) and extracted with EtOAc (50.0 mL, 25.0 mL) . The combined organic layers were washed with brine (10.0 mL) , dried over, filtered and concentrated under reduced pressure to give a residue. The residue was purified by column chromatography (SiO2, EtOAc: MeOH=1/0 to 60/1) . Compound 102-1 (1.00 g, 1.54 mmol, 40.2%yield) was obtained as yellow oil. 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 9.42 (s, 1 H) , 7.28 -7.39 (m, 6 H) , 5.46 (s, 1 H) , 5.04 -5.10 (m, 2 H) , 4.58 (t, J = 5.6 Hz, 1 H) , 4.13 (t, J = 6.8 Hz, 2 H) , 3.54 -3.57 (m, 2 H) , 3.22 -3.47 (m, 5 H) , 2.87 -2.95 (m, 2 H) , 2.79 -2.87 (m, 2 H) , 2.28 (t, J = 7.2 Hz, 2 H) , 1.89 -2.14 (m, 7 H) , 1.43 -1.67 (m, 11 H) , 1.24 -1.41 (m, 15 H) , 1.11 -1.21 (m, 4 H) , 0.87 (d, J = 6.8 Hz, 12 H) .
A seal tube equipped with magnetic stirrer, addition funnel and thermometer. To a solution of compound 102-1 (400 mg, 616 umol, 1.0 eq) in EtOH (4.00 mL) was added DIEA (119 mg, 924 umol, 161 uL, 1.5 eq) and undecyl 6-bromohexanoate (323 mg, 924 umol, 1.5 eq) . The mixture was stirred at 90 ℃ for 12 hrs. The residue was diluted with water (20.0 mL) and extracted with EtOAc (50.0 mL, 25.0 mL) . The combined organic layers were washed with brine (10.0 mL) , dried over, filtered and concentrated under reduced pressure to give a residue. The residue was purified by column chromatography (SiO2, DCM: MeOH=100/1 to 60/1) . Compound 102-2 (500 mg, 545 umol, 88.4%yield) was obtained as yellow oil. 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 7.29 -7.42 (m, 5 H) , 5.10 (s, 2 H) , 4.59 (t, J = 5.6 Hz, 1 H) , 4.14 (t, J = 6.4 Hz, 2 H) , 4.05 (t, J = 6.75 Hz, 2 H) , 3.55 -3.60 (m, 2 H) , 3.39 -3.44 (m, 2 H) , 3.26 -3.28 (m, 2 H) , 2.25 -2.56 (m, 10 H) , 1.92 -1.97 (m, 2 H) , 1.45 -1.63 (m, 24 H) , 1.22 -1.39 (m, 35 H) , 1.15 -1.16 (m, 3 H) , 0.83 -0.92 (m, 15 H) .
Synthesis of compound 102
A 100 mL three-necked round bottom flask equipped with magnetic stirrer, addition funnel and thermometer. To a solution of compound 102-2 (500 mg, 545 umol, 1.0 eq) in EtOH (5.00 mL) was added Pd/C (50.0 mg, 10%purity) under N2. The suspension was degassed under vacuum and purged with H2 several times. The mixture was stirred under H2 15 Psi at 20 ℃ for 72 hrs. The reaction mixture was filtered and the filter cake was washed by EtOH (30.0 mL) . The residue was concentrated in reduced pressure. Without purification. Compound 102-3 (410 mg, 523 umol, 96.0%yield) was obtained as yellow oil. 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 4.59 (t, J = 6.0 Hz, 2 H) , 4.14 (t, J = 7.6 Hz, 2 H) , 4.05 (t, J = 6.8 Hz, 2 H) , 3.51 -3.65 (m, 2 H) , 3.41 -3.45 (m, 2 H) , 2.71 -2.74 (m, 2 H) , 2.28 -2.46 (m, 9 H) , 1.91 -1.99 (m, 2 H) , 1.49 -1.70 (m, 14 H) , 1.40 -1.47 (m, 3 H) , 1.25 -1.37 (m, 28 H) , 1.09 -1.23 (m, 4 H) , 0.84 -0.90 (m, 12 H) .
Compound 102-3 (410 mg, 523 umol, 1.0 eq) and 3, 4-dimethoxycyclobut-3-ene-1, 2-dione (112 mg, 785 umol, 1.5 eq) were taken up into a microwave tube in THF (4.10 mL) at 25 ℃. The mixture was stirred at 25 ℃ for 1 hrs. Then METHYLAMINE (2 M, 2.62 mL, 10 eq) was added at 25 ℃. The reaction stirred at 25 ℃ for 20 hours. The reaction mixture was concentrated under reduced pressure to remove solvent. The residue was purified by column chromatography (SiO2, DCM: MeOH=60/1 to 50/1) and then product was purified by prep-TLC (SiO2, DCM: MeOH = 8: 1) . Compound 102 (130 mg, 146 umol, 27.83%yield) was obtained as yellow oil. 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 4.56 -4.63 (m, 1 H) , 4.13 (t, J = 6.4 Hz, 2 H) , 4.06 (t, J = 6.8 Hz, 2 H) , 3.57 -3.68 (m, 4 H) , 3.41 -3.49 (m, 2 H) , 3.25 (s, 3 H) , 2.68 -2.75 (m 2 H) , 2.67 -2.68 (m, 4 H) , 2.32 -2.36 (m, 4 H) , 1.84 -1.94 (m, 4 H) , 1.46 -1.71 (m, 17 H) , 1.23 -1.44 (m, 34 H) , 1.13 -1.23 (m, 4 H) , 0.82 -0.95 (m, 15 H) .
Compound 103: 3, 3-bis (octyloxy) propyl 6- ( (3- ( (2- (methylamino) -3, 4-dioxocyclobut-1-en-1-yl) amino) propyl) (6-oxo-6- (undecyloxy) hexyl) amino) hexanoate
Compound 103 was prepared analogously to compound 102 but using octan-1-ol instead of 7-methyloctan-1-ol. 1H NMR (400 MHz CDCl3) δ 4.51 -4.64 (m, 2 H) , 4.13 (t, J = 6.4 Hz, 2 H) , 4.07 (t, J = 6.4 Hz, 2 H) , 3.55 -3.70 (m, 4 H) , 3.41 -3.45 (m, 2 H) , 3.15 -3.28 (s, 3 H) , 2.68 -3.00 (m, 6 H) , 2.29 -2.40 (m, 4 H) , 1.81 -1.96 (m, 4 H) , 1.46 -1.71 (m, 15 H) , 1.23 -1.44 (m, 40 H) , 0.79 -0.95 (m, 9 H) .
Example 2. Production of Nanoparticle Compositions
This example exemplifies the production and characterization of lipid nanoparticles comprising the cationic lipid as synthesized in Example 1. Nanoparticles were prepared by mixing aqueous phase which contains RNA with ethanol phase which contains the lipid components. The two phases were mixed by using a microfluidic mixing process with a standard staggered herringbone mixer.
The ethanol phase was prepared by adding (1) an ionizable cationic lipid, specifically a cationic lipid as prepared in Example 1, (2) a neutral lipid, specifically DSPC, (3) a steroid, specifically cholesterol, and (4) a PEG lipid, specifically DMG-PEG2000 into ethanol (PEG-DMG) . Unless otherwise stated, the ratio of the lipid components was 50: 10: 38.5: 1.5 mol%of ionizable cationic lipid: DSPC: cholesterol: PEG-DMG.
RNA was dissolved in 50 mM sodium citrate buffer (pH=4) at concentrations of 0.1 mg/mL. The weight ratio of the RNA molecules to the ionizable cationic lipid was kept at 1: 10.
The lipid solution (ethanol phase) was injected at 1 mL/min, and aqueous phase was injected at 3 mL/min into the mixer. The volume ratio of the aqueous phase to the ethanol phase was 3: 1.
After mixed, the solution with LNP was subjected to dialysis to remove ethanol and achieve buffer exchange. Dialysis was conducted twice against Tris-HCl Solution (20 mM, pH 7.4) at volumes about 2500 times that of the mixed solution using Slide-A-Lyzer cassettes (Thermo Fisher Scientific Inc., Rockford, Ill. ) with a molecular weight cutoff of 10 KD at 4 ℃overnight. Then 40%sucrose solution was added and the final nanoparticle solution with 8%sucrose were stored at -80 ℃.
A Zetasizer Nano ZS (BeNano, Bettersize) was used to determine the particle size and  the polydispersity index (PDI) of the nanoparticle compositions in PBS or Tris-HCl.
Ultraviolet-visible spectroscopy was used to determine the concentration of a therapeutic and/or prophylactic (e.g., RNA) in the nanoparticle compositions. The absorbance spectrum of the solution was recorded. The concentration of the therapeutic and/or prophylactic agent (e.g., RNA) in the nanoparticle compositions was calculated based on the extinction coefficient of the therapeutic and/or prophylactic (e.g., RNA) and on the difference between the absorbance at a wavelength of, for example, 260 nm and the baseline value at a wavelength of, for example, 330 nm.
A QUANT-ITTM RIBOGREEN RNA assay (Shanghai ShineGene Molecular Biotechnology Co., LTD. ) was used to evaluate the encapsulation of RNA by the nanoparticle composition. The samples were diluted in TE buffer solution (10 mM Tris-HCl, 1 mM EDTA, pH 7.4) , and then 100 μL of the diluted samples were transferred to a polystyrene 96 well plate. The plate was incubated at a temperature of 40 ℃ for 10 minutes. The RIBOGREEN reagent was diluted 1: 200 in TE buffer, and 100 μL of the diluted solution was added to each well. The fluorescence intensity was measured using a microplate reader (Molecular Devices i3max) at an excitation wavelength of, for example, about 488 nm and an emission wavelength of, for example, about 525 nm. The fluorescence values of the reagent blank were subtracted from that of each of the samples and the percentage of free RNA was determined by dividing the fluorescence intensity of the intact sample (without addition of Triton X-100) by the fluorescence value of the disrupted sample (caused by the addition of Triton X-100) .
Example 3. Expression of GFP in Cells Induced by GFP mRNA loaded Sample  Formulations
This example shows the study of transfection and expression efficiency of the LNPs including the lipid compounds of present application for delivering GFP mRNA as the payload in two cell lines (HEK293 and HepG2) . The LNP formulations were prepared and characterized according to the procedures as described in Example 2.
Two FDA approved cationic lipids, DLin-MC3-DMA (MC3) and SM-102 were also included as references in the study for comparison. MC3-based LNP is a current standard in the art and includes about 50 mol%MC3, about 10 mol %DSPC, about 38.5 mol%cholesterol, and about 1.5 mol%PEG-DMG. SM-102 was the lipid used in Covid-19 mRNA vaccine.
Table 2 summarizes particle size and PDI value as determined for the formulations prepared with the lipid compounds of the present application and the two references. As shown in Table 2, the choice of compound of formula (I) or (II) dramatically affected the particle size  (e.g., diameter) , and polydispersity index (PDI) of the compositions. The tested LNPs had particle size between approximately 100 nm and 300 nm, polydispersity indices between 0.1 and 0.6, and encapsulation efficiency (EE) of about 40-85%.
Table 2. Characteristics of nanoparticle composition encapsulated mGFP

HEK293 and HepG2 cells were placed at a density of 5x105 cells in tissue culture 24-well plates with 1 mL of Eagle's Minimum Essential Medium. LNPs containing a total amount of 500 ng and 1000 ng GFP mRNA were added to the wells respectively and cultured for 6 h. Cells were analyzed by flow cytometry to measure GFP fluorescence intensity to determine the expression level. Data were presented as expression level relative to MC3 LNP at the same concentration. The results are shown in Fig. 2 (HEK293 cells) and Fig. 3 (HepG2 cells) .
As shown in Fig. 2 and Fig. 3, LNP composed of compound 078, 089, 092, and 101 achieved highest GFP expression in both cells. Over 50%of the tested lipid compounds exhibited expression levels higher than MC3 (>1) .
Example 4. Expression of hEPO Induced by Sample Formulations in Mice
To assess potency of expression via the lipids of the present disclosure, the hEPO protein expression level following administration of the nanoparticles of the present disclosure to mice was measured.
Nanoparticle compositions including cholesterol as a structural lipid, DSPC as helper lipid, DMP-PEG as PEG lipid, the compound as prepared in Example 1 as cationic lipid, and  hEPO mRNA as payload, were prepared according to or via methods similar to those described in Example 2. The particle size, PDI value and encapsulation efficiencies were determined and shown in Table 3. The particle diameter of the formulations including compound of the disclosure were between approximately 80 nm to 300 nm. The polydispersity indices (PDI) were between 0.10 and 0.45. The encapsulation efficiencies of hEPO mRNA were 60-90%.
The lipid nanoparticles were intravenously administered to CD-1 mice at a dosage of 0.5 mg/kg. The concentration of hEPO in serum was tested at 6h and 24 h after injection. The fold of hEPO concentration at 6h induced by the formulations with different lipids relative to MC3 was shown in Table 3 and Figure 4. As shown by Table 3 and Fig. 4, Compounds 030, 059, 061, 062 and 065 achieved about 4-fold or higher hEPO expression in vivo as compared with MC3, and Compounds 002, 021, 037, 039, 047, 063 and 080 achieved about 2-fold or higher hEPO expression in vivo as compared with MC3.
Table 3. Characteristics of nanoparticle composition encapsulated hEPO

Example 5. Expression of Luciferase Induced by Sample Formulations
To further assess the potency of expression of sample formulations, expression of luciferase following intravenous (IV) or intramuscular (IM) administration of a nanoparticle of the disclosure comprising an mRNA encoding luciferase was measured.
Nanoparticle compositions including cholesterol as a structural lipid, DSPC as helper lipid, DMP-PEG as PEG lipid, the compound as prepared in Example 1 as cationic lipid, and luciferase mRNA as payload, were prepared according to or via methods similar to those described in Example 2. The particle size, PDI value and encapsulation efficiencies were determined and shown in Table 4. The particle diameter of the formulations including compound of the disclosure were between approximately 80 nm to 200 nm. The polydispersity indices (PDI)  were between 0.10 and 0.3. The encapsulation efficiencies of Luc mRNA were 70-85%.
Table 4. Characteristics of nanoparticle composition encapsulated Luc mRNA
IV administration: The lipid nanoparticles were intravenously administered to CD-1 Mice (n=3) at a dosage of 0.5 mg/kg and bioluminescence was measured at 3, 6, and 24 hours after injection. SM-102 and MC3 LNP was included for comparison.
IM administration: The lipid nanoparticles were intramuscular administered to CD-1 Mice (n=3) at a dosage of 0.5 mg/kg and bioluminescence was measured at 6, 24, and 48 hours after injection. SM-102 LNP was included for comparison.
IVIS imaging: Those mice were injected 15 min prior to the imaging time point intraperitoneal (i. p. ) with 200 mL D-luciferin K+ salt (diluted in PBS just prior to use to a concentration of 15 mg/mL. Three minutes prior to imaging, mice were placed in an anesthesia-induction chamber fllled with 3%isofluorane and 97%oxygen. Mice were moved into isoflurane-delivering nosecones in the imaging chamber immediately prior to imaging, positioned with ventral side up, and maintained on 3%isoflurane and 97%oxygen. Images were acquired using field of view D and continued to be exposed until 30 s has passed. All images were quantified by region of interest for total flux using Living Image Software Version 4.4 (Perkin Elmer, Waltham, MA) .
The total Flux induced after IV administration of exemplary formulations were shown in Table 5 and Figure 5. The total Flux induced after IM administration of exemplary formulations were shown in Table 6. As shown in Table 5, following IV injection, LNPs formulated with compound 002, 021 and 030 induced higher luminescence compared with SM-102 and MC3 LNPs. However, these lipids induced lower luminescence when administered via IM injection compared with SM-102 LNPs
Table 5. Expression of Luc induced by IV administration of Sample formulations.

Table 6. Expression of Luc induced after IM administration of Sample formulations.
Example 6. Expression of hEPO Induced by Sample Formulations (Best Performers)  in Rats
To further assess the potency of best performers, the expression of hEPO following administration of the nanoparticle to rats was measured.
Nanoparticle compositions including cholesterol as a structural lipid, DSPC as helper lipid, DMP-PEG as PEG lipid, the compound as prepared in Example 1 as cationic lipid, and EPO mRNA as payload, were prepared according to or via methods similar to those described in Example 2. The particle size, PDI value and encapsulation efficiencies were determined and shown in Table 7. The particle diameter of the formulations including compound of the disclosure were between approximately 80 nm to 200 nm. The polydispersity indices (PDI) were between 0.10 and 0.30. The encapsulation efficiencies of hEPO mRNA were 75-90%.
The lipid nanoparticles were intravenously administered to Sprague Dawley rats at a dosage of 0.15 mg/kg. The concentration of hEPO in rat serum was quantified at 3, 6, 9, 24, and 48 hours after injection. Data was shown in Table 8 and Figure 6. The expression of hEPO for most tested formulations were higher compared with MC3 LNPs. Noticeably, AUC of hEPO for compound 059, 061, 062 and 063 based formulations were approximately 8~10 fold compared with MC3 LNPs in rats.
Table 7. Characteristics of nanoparticle compositions
Table 8. Expression of hEPO induced by Sample formulations in Rats
Example 7. The Liver Toxicity Induced by Sample Formulations
To assess the liver toxicity of sample formulations, the Alanine aminotransferase (ALT) and Aspartate aminotransferase (AST) concentrations in serum following administration of the nanoparticle formulations of the present disclosure were measured. Sample formulations including different lipids were administrated intravenously to mice at dosage of 20 and 100 mg/kg for ionizable lipids. The level of the ALT and AST concentration in serum were tested at 24 hours and 48 hours after injection. Results are shown in Table 9 and 10.
Significant increase of AST and ALT were noticed at 100 mg/kg for MC3 LNPs compared with saline group. In comparison, serum ALT and AST concentrations at 24 hours and 48 hours post injection were below 2-fold of the saline group for all tested compounds of the present disclosure at both doses, with the only exception of compound 096. This result suggested that tested lipid (002, 021, 030, 096) exhibit no liver toxicity at dose level up to 100 mg/kg.
Table 9. Levels of AST induced by Sample formulations in mice
Table 10. Levels of ALT induced by Sample formulations in mice

Example 8. Liver metabolic stability of Lipid in mice
To evaluate the tissue metabolic stability of lipid of the present disclosure in CD-1 mouse, liver of animals was harvested 24 hours after IV injection the formulations. MC3 LNPs were also tested. Tissue concentration of the ionizable lipids were measured using LC-MS/MS. Approximate percentage of ionizable lipid remaining in liver were calculated. Quantification of Lipidsd by LC-MS/MS: To pre-weighed tissues, Milli-Q water was added (900 uL water per 100 mg tissue) . Tissue was homogenized with an Omni probe homogenizer until uniform. An aliquot of 30 μL Liver homogenate and 300 μL of the ACN (50 ng/mL Metolazone in ACN) were dispensed into a 96-well plate. The mixture was vortexed for 5 minutes and centrifuged at 4000 rpm for 10 minutes. An aliquot of 200 μL of each supernatant was transferred to a deep 96-well plate, injected 1 μL into LC-MS/MS for analysis. Samples were separated with column of Hypersil GOLD (C4, 2.1*50mm) equilibrated with 35%solvent A containing 5 mM formic acid 50%methanol (H2O: MeOH: FA, 50: 50: 1) and 65%solvent B containing 5 mM formic acid in methanol (MeOH: FA 100: 1) .
Approximate percentage of ionizable lipid remaining in liver at 24 hours post injection was shown in Table 11 (mean value, n=3) . Most tested lipids exhibited better biodegrability in comparison with MC3 with the only exception of compound 002. Compound 047, 055, 058, 062, 065 exhibited rapid liver clearance with less than 10%of lipid remained undegraded in liver at 24 hours.
Table 11. Expression of hEPO induced by Sample formulations in mouse and remaining of lipid in liver tissue.
Example 9. Optimization of composition ratio for sample compounds
In order to further improve the delivery efficiency of payload nucleic acid, mole ratio and composition in LNP formulation were further optimized. Compounds 002 and 021 were used as sample molecules. The percentage of ionizable lipid compound was adjusted between 40 and 60 mol%of the total lipid components. DSPC and DOPE were tested as helper lipid. Cholesterol, sitosterol and stigmasterol were tested as steroid. DPPE-PEG and DMG-PEG were tested as polymer conjugated lipid. mEPO was used as nucleic acid payload in order to quantify the expression level in animals.
The components and mole ratio in sample formulations were listed in Table 12. LNPs were prepared and characterized in analogous to the protocol describe in Example 2. The particle size, PDI value and encapsulation efficiencies were shown in Table 12. The particle diameter of the formulations was between approximately 80 nm to 200 nm. PDI were between 0.10 and 0.3. The encapsulation efficiencies of hEPO mRNA were 50-90%. To evaluate the in vivo delivery efficiency, the LNPs were intravenously administered to CD-1 mice at a dosage of 0.5 mg/kg. Serum level hEPO at 6 hours and 24 hours post injection was measured using ELISA, and the results were shown in Table 12.
The ratio and compositions of F2 was the same with the formulation described in Example 2. F4 and F8 yielded higher hEPO level at 6h post injection. Both F4 and F8 have lipid ratio of 10: 48.5: 40: 1.5 (helper lipid: Cholesterol: ionizable lipid: DMG-PEG) .
Table 12. The optimization of Sample Formulations

Example 10. In vivo gene editing in mice by sample formulations with different  ionizable compounds
AaCas12b Variant mRNA and gRNA Cargos
To evaluate the efficacy of the lipid molecules provided in the present disclosure, the editing efficiency on targeted gene of these lipids were tested by delivering the CRISPR/Cas12b system targeting TTR genes as an example.
A variant derived from Alicyclobacillus acidiphilus Cas12b (AaCas12b variant) and having an amino acid sequence of SEQ ID NO: 1 was used in this example. The AaCas12b variant mRNA cargo was prepared by in vitro transcription.
Capped and polyadenylated AaCas12b variant mRNA was generated by in vitro transcription using a linearized plasmid DNA template and T7 RNA polymerase. The plasmid DNA containing a T7 promoter and a 100 nt poly (A/T) region can be linearized by incubating at 50° C for 2 hours with BspQI at the following conditions: 200 ng/μL plasmid, 2 U/μL BspQI (NEB) , and 1× reaction buffer. The BspQI can be inactivated by heating the reaction at 80° C for 20 minutes. The linearized plasmid can be purified from enzyme and buffer salts using DNA Clean &Concentrator-5 (Zymo Research, D4013) and analyzed by agarose gel to confirm linearization. The IVT reaction to generate AaCas12b variant modified mRNA can be performed by incubating at 37° C for 4 hours in total 20 μL system containing: 1 μg linearized plasmid; 6 mM ATP, 5mM each of GTP, CTP, and N1-methyl pseudo-UTP (Absin, abs60156) ; 4mM Cap Analog; 2μL T7 RNA polymerase Mix and 2μL 10X T7 CleanCap Reagent AG Reaction Buffer (T7 mRNA Kit withReagent AG, NEB E2080S) . After the 2-hour incubation, 2μL DNase I was added and the reaction was incubated for an additional 30 minutes to remove the DNA template. The AaCas12b variant mRNA was purified with Oligo Clean &ConcentratorTM (Zymo Research, D4060) .
The sgRNA (SEQ ID NO: 2) was chemically synthesized and optionally sourced from a commercial supplier.
LNPs
These LNPs were formulated at a 1: 1 w/w ratio of single guide RNA and AaCas12b variant mRNA using methods similar to those described in Example 2. Molar concentrations of lipids in the lipid component of the LNPs are expressed as molar %of ionizable lipids/DSPC/cholesterol/PEG-2k-DMG, e.g. 40/10/47.5/2.5. All LNPs had an N/P ratio of 6. In comparison, a clinical-stage ionizable lipid, CIN16645 (LP01) , which has been used for in vivo gene editing in human, was used as control. The final LNPs were characterized to determine the encapsulation efficiency, polydispersity index (PDI) , and average particle size according to the analytical methods provided above. Analysis results of average particle size, PDI, and encapsulation efficiency of RNA are shown in Table 13.
Table 13. composition and characteristics of nanoparticles
LNP Delivery In Vivo
To evaluate the in vivo gene editing efficacy, C57BL/6J mice, ranging from 6-9 weeks of age, were dosed via the lateral tail vein at dosage of 0.5 mg/kg of total RNA. Animals were euthanized at 7 days by exsanguination via cardiac puncture under isoflurane anesthesia. Liver tissue was collected from each animal for DNA extraction and analysis. Genomic DNA was isolated for NGS analysis as described below.
NGS Sequencing
In brief, to quantitatively determine the efficiency of editing at the target location in the genome, genomic DNA was isolated and deep sequencing was utilized to identify the presence of insertions and deletions introduced by gene editing. PCR primers (Forward primer as shown by SEQ ID NO: 3, and reverse primer as shown by SEQ ID NO: 4) were designed around the target site (TTR) , and the genomic area of interest was amplified. Additional round of PCR was utilized to add the necessary motifs for Illumina sequencing (384 CDI Primer for 12412ES03) . The amplicons were sequenced on Novaseq S4 (Illumina) . The reads were analyzed on Cas-Analyzer and indel frequency were calculated.
The editing percentage (e.g., the “editing efficiency” or “percent editing” ) is defined as the total number of sequence reads with insertions or deletions over the total number of sequence reads, including wild type.
FIG. 7 shows editing percentages in mouse liver as measured by NGS. As shown in FIG. 7 and Table 14, in vivo liver editing percentages range from 12.6%to 33.1%for male animals, and range from 28.4%to 53.5%for female animals. In comparison, LNP comprising CIN16645 only achieved 9.4%and 21.7%in male and female animals. All tested compounds demonstrated higher editing efficiency as compared with CIN16645. Compound 021, 061, 062 and 065 achieved the highest editing efficiency.
Table 14. TTR Editing in Mouse Liver Measured by NGS
Example 11. In vivo gene editing in mice by sample formulations with different  component ratios
To further assess the in vivo gene editing efficiency of sample compound with different lipid composition ratios, LNPs comprising compound 061 and compound 062, respectively with different lipid mole ratio were prepared. These LNPs were formulated at a 1: 1 w/w ratio of single guide RNA targeting TTR (14-b16 as shown by SEQ ID NO: 2) and AaCas12b mRNA as described in Example 10. The LNPs were assembled using the microfluidic procedure with compositions as described in Table 15. All LNPs had an N/P ratio of 6. Analysis results of average particle size, polydispersity (PDI) , and encapsulation efficiency of RNA are shown in Table 15.
C57BL/6J mice (3 males and 3 females) were dosed intravenously at dosage of 0.3 mg/kg of total RNA. Animals were euthanized at 7 days for NGS analysis. FIG. 8 and Table 16 show editing percentages in mouse liver as measured by NGS. F28 and F29, which both contains ionizable lipid at 40%mol ratio, exhibited highest editing efficiency.
Table 15. Composition and characteristics of nanoparticles
Table 16. TTR Editing in Mouse Liver Measured by NGS

Example 12. In vivo gene editing in mice by sample formulations with different N/P  ratios
LNP comprising compound 062 with two different N/P ratios (3 and 6) were prepared. These LNPs were formulated at a 1: 1 w/w ratio of single guide RNA targeting TTR (14-b6, SEQ ID NO: 2) and AaCas12b mRNA. The LNPs were assembled using the microfluidic procedure with compositions as described in Table 17. Analysis results of average particle size, polydispersity (PDI) , and encapsulation efficiency of RNA are shown in Table 17.
Table 17. Composition and characteristics of nanoparticles
C57BL/6J mice (3 males and 3 females) were dosed intravenously at dosage of 0.5 mg/kg of total RNA. Animals were euthanized at 7 days for NGS analysis. FIG. 9 and Table 17 show editing percentages in mouse liver as measured by NGS. Higher editing efficiency was achieved at N/P=6 as compared with N/P=3 with two different lipid composition ratios.
Table 18. TTR Editing in Mouse Liver Measured by NGS
Example 13. In vivo gene editing dose response study in mice by sample formulations
A dose response experiment was performed in vivo with LNP comprising compound 062. Cas12b variant mRNA was formulated as LNPs with guide RNAs (SEQ ID NO: 2) targeting TTR. These LNPs were formulated at a 1: 1 w/w ratio of single guide RNA and AaCas12b mRNA. All LNPs had an N/P ratio of 6. The LNPs were assembled using the microfluidic procedure with compositions as described in Table 15. Analysis results of average particle size, polydispersity (PDI) , and encapsulation efficiency of RNA are shown in Table 19.
Table 19. Composition and characteristics of nanoparticles
The lipid nanoparticles encapsulating CRISPR/Cas12b&sgRNA were intravenously administered to C57BL/6J Mice at dosage of 0.3, 1 and 3 mg/kg (n=2) . After 168 hours, the mice were sacrificed and liver was isolated to assess editing efficiency. Animals were euthanized at 7 days for NGS analysis. FIG. 10 shows editing percentages in mouse liver as measured by NGS. Dose-dependent editing was observed for all three LNPs.

Claims (33)

  1. An ionizable lipid having formula (I) , or a salt, tautomer, or stereoisomer thereof,
    wherein:
    1) m and p are independently selected from any integer ranging from 3 to 8;
    2) n is selected from any integer ranging from 2 to 4;
    3) X is a bond, -C (O) O-, or a biodegradable group;
    4) R1 is a hydrogen bond donor-containing group or hydrogen bond acceptor-containing group;
    5) both of R2 are same and selected from C1-C12 alkyl, substituted C1-C12 alkyl, C2-C12 alkenyl, substituted C2-C12 alkenyl, C3-C12 cycloalkyl and substituted C3-C12 cycloalkyl and combinations of thereof;
    6) R3 is: (a) selected from C4-C22 alkyl, substituted C4-C22 alkyl, C4-C22 alkenyl, substituted C4-C22 alkenyl, C3-C12 cycloalkyl, substituted C3-C12 cycloalkyl and combinations of thereof; or (b) an acetal group ofwherein both of R4 are same and selected from C1-C16 alkyl, substituted C1-C16 alkyl, C2-C16 alkenyl, substituted C2-C16 alkenyl, C3-C12 cycloalkyl, substituted C3-C12 cycloalkyl and combinations of thereof.
  2. The ionizable lipid according to claim 1, wherein having formula (II) , or a salt, tautomer, or stereoisomer thereof,
    wherein q is selected from any integer ranging from 2 to 4.
  3. The ionizable lipid according to claim 1 or 2, wherein R2 is C7-C12 alkyl.
  4. The ionizable lipid according to any one of claims 1-3, wherein each R2 has at least one carbon atom with hydrogen atom (s) substituted by one or two side chains.
  5. The ionizable lipid according to any one of claims 1, 3 and 4, wherein R3 of said formula (I) is selected from C6-C12 alkyl, substituted C6-C12 alkyl, C6-C12 cycloalkyl, substituted C6-C12 cycloalkyl, C6-C12 alkenyl, substituted C6-C12 alkenyl and combinations of thereof.
  6. The ionizable lipid according to claim 5, wherein R3 is C7-C12 alkyl.
  7. The ionizable lipid according to any one of claims 1 and 3-6, wherein R3 has at least one carbon atom with hydrogen atom (s) substituted by one or two side chains.
  8. The ionizable lipid according to any one of claims 3-7, wherein R3 is the same with R2.
  9. The ionizable lipid according to any one of claims 2-4, R4 of said formula (II) are independently selected from C2-C12 alkyl, substituted C2-C12 alkyl, C3-C12 cycloalkyl, substituted C3-C12 cycloalkyl, C2-C12 alkenyl, substituted C2-C12 alkenyl and combinations of thereof.
  10. The ionizable lipid according to any one of claims 2-4 and 9, wherein R4 is C7-C12 alkyl.
  11. The ionizable lipid according to any one of claims 2-4, 9 and 10, wherein each R4 has at least one carbon atom with hydrogen atom (s) substituted by one or two side chains.
  12. The ionizable lipid according to any one of claims 2-4 and 9-11, wherein R4 is the same with R2.
  13. The ionizable lipid according to any one of claims 4, 7 and 11, wherein said carbon atom with hydrogen atom (s) substituted by one or two side chains is the second or more distant carbon atom counting from the junction.
  14. The ionizable lipid according to any one of claims 4, 7, 11 and 13, wherein said one or two side chains are C1-C4 alkyls.
  15. The ionizable lipid according to any one of claims 1-14, wherein each R2, R3 and/or  each R4 is independently selected from one of the following formulas:
  16. The ionizable lipid according to any one of claims 1-15, wherein R1 is selected from hydroxyalkyl group having 1 to 5 carbon atoms, or optionally substituted amino alkylenyl group having 1 to 6 carbon atoms.
  17. The ionizable lipid according to any one of claims 1-16, wherein R1 is selected from one of the following formulae:
    wherein o is selected from 1, 2, 3, 4, and 5.
  18. The ionizable lipid according to any one of claims 1-17, wherein said ionizable lipid is selected from a group consisting of Compound No: 002-011 and 013-103 as shown in Table 1.
  19. The lipid according to any one of claims 1-18, wherein the lipid is an ionizable cationic lipid.
  20. A lipid nanoparticle (LNP) comprising an ionizable cationic lipid of claim 19, a neutral  lipid, a PEG lipid and a steroid.
  21. The LNP according to claim 20 wherein the neutral lipid is disteroylphosphatidylcholine (DSPC) or dioleoyl-phosphatidylethanolamine (DOPE) .
  22. The LNP according to claim 20 or claim 21, wherein the PEG lipid is PEG-DMG.
  23. The LNP according to any one of claims 20-22, wherein the steroid is cholesterol, sitosterol or stigmasterol.
  24. The LNP according to any one of claims 20-23, wherein the ionizable cationic lipid is comprised in an amount of about 40-60 mol%, the neutral lipid is comprised in an amount of about 5-20 mol%, the PEG lipid is comprised in an amount of about 0.5-5 mol%, and the steroid is comprised in an amount of about 25-50 mol%.
  25. The LNP according to claim 24, wherein the ionizable cationic lipid is comprised in an amount of about 50 mol%, the neutral lipid is comprised in an amount of about 10 mol%, the PEG lipid is comprised in an amount of about 1.5 mol%, and the steroid is comprised in an amount of about 38.5 mol%.
  26. The LNP according to any one of claims 20-25, further comprising a nucleic acid molecule.
  27. The LNP according to claim 26 wherein the nucleic acid molecule is DNA or RNA.
  28. The LNP according to claim 27, wherein the nucleic acid molecule is plasmid DNA or closed-ended DNA (ceDNA) .
  29. The LNP according to claim 27, wherein the nucleic acid molecule is slected from a group consisting of messenger RNA (mRNA) , guide RNA (gRNA) , a short interfering RNA (siRNA) , an RNA interference (RNAi) molecule, a microRNA (miRNA) , an antagomir, an antisense RNA, a ribozyme, a small hairpin RNA (shRNA) , or a mixture thereof.
  30. A pharmaceutical composition comprising the LNP of any one of claims 20-29, and a pharmaceutically acceptable carrier.
  31. A method of delivering a nucleic acid molecule to a cell in vivo or in vitro, comprising allowing the cell to contact with the LNP of any one of claims 20-29.
  32. A method of treating or preventing a disease in a subject in need thereof, comprising administering to the subject a therapeutically effective amount of the LNP of any one of claims 20-29, wherein the LNP comprising a nucleic acid molecule having therapeutic activity.
  33. The method according to claim 32, wherein the LNP is administered by injection.
PCT/CN2024/102542 2023-06-30 2024-06-28 Ionizable cationic lipid compounds for delivery of biologically active agents Pending WO2025002399A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202480039814.8A CN121335881A (en) 2023-06-30 2024-06-28 Ionizable cationic lipid compounds for delivering bioactive agents

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/CN2023/105383 WO2025000542A1 (en) 2023-06-30 2023-06-30 Ionizable cationic lipid compounds for delivery of biologically active agents
CNPCT/CN2023/105383 2023-06-30

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2025002399A1 true WO2025002399A1 (en) 2025-01-02

Family

ID=93936753

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/CN2023/105383 Pending WO2025000542A1 (en) 2023-06-30 2023-06-30 Ionizable cationic lipid compounds for delivery of biologically active agents
PCT/CN2024/102542 Pending WO2025002399A1 (en) 2023-06-30 2024-06-28 Ionizable cationic lipid compounds for delivery of biologically active agents

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/CN2023/105383 Pending WO2025000542A1 (en) 2023-06-30 2023-06-30 Ionizable cationic lipid compounds for delivery of biologically active agents

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN121335881A (en)
WO (2) WO2025000542A1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022140252A1 (en) * 2020-12-21 2022-06-30 Beam Therapeutics Inc. Nanomaterials comprising ester-linked acetals
WO2023044343A1 (en) * 2021-09-14 2023-03-23 Renagade Therapeutics Management Inc. Acyclic lipids and methods of use thereof
WO2023061460A1 (en) * 2021-10-15 2023-04-20 厦门赛诺邦格生物科技股份有限公司 Nitrogen-containing cationic lipid and application thereof
WO2023121965A1 (en) * 2021-12-20 2023-06-29 Beam Therapeutics Inc. Nanomaterial comprising diamines
CN118255678A (en) * 2024-03-28 2024-06-28 荣灿生物医药技术(上海)有限公司 Ionizable lipid compound and application thereof

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020072605A1 (en) * 2018-10-02 2020-04-09 Intellia Therapeutics, Inc. Ionizable amine lipids

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022140252A1 (en) * 2020-12-21 2022-06-30 Beam Therapeutics Inc. Nanomaterials comprising ester-linked acetals
WO2023044343A1 (en) * 2021-09-14 2023-03-23 Renagade Therapeutics Management Inc. Acyclic lipids and methods of use thereof
WO2023061460A1 (en) * 2021-10-15 2023-04-20 厦门赛诺邦格生物科技股份有限公司 Nitrogen-containing cationic lipid and application thereof
WO2023121965A1 (en) * 2021-12-20 2023-06-29 Beam Therapeutics Inc. Nanomaterial comprising diamines
CN118255678A (en) * 2024-03-28 2024-06-28 荣灿生物医药技术(上海)有限公司 Ionizable lipid compound and application thereof

Also Published As

Publication number Publication date
WO2025000542A1 (en) 2025-01-02
CN121335881A (en) 2026-01-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7367137B2 (en) Compounds and compositions for intracellular delivery of drugs
JP7547335B2 (en) Modified amine lipids
CA3056132A1 (en) Compounds and compositions for intracellular delivery of therapeutic agents
WO2023086514A1 (en) Ionizable cationic lipids for rna delivery
TW201330874A (en) Lipid nano particles comprising combination of cationic lipid
CN116675624B (en) Lipid compound and lipid nanoparticles
CN117925729A (en) Transfection reagent based on blank lipid nano-particles, preparation method and application thereof
WO2024230844A1 (en) Cationic lipids and preparation method thereof
WO2025153099A1 (en) Use of prefabricated carrier in preparation of product for in vitro delivery of gene into immune cells and stem cells
WO2025002399A1 (en) Ionizable cationic lipid compounds for delivery of biologically active agents
WO2025153097A1 (en) Use of blank lipid nanoparticles in preparation of in-vivo delivery product
CN118515706B (en) A phosphatidylcholine structural compound and preparation method thereof
TW202438045A (en) Cleavable linker-containing ionizable lipids and lipid carriers for therapeutic compositions
WO2025194409A1 (en) Ionizable cationic lipid compounds for delivery system and uses thereof
AU2023379598A1 (en) Ionizable lipids and lipid nanoparticle compositions for the delivery of nucleic acids
WO2026037391A1 (en) Compositions and methods for Antigen-presenting cell-specific delivery of nucleic acids
US20250268826A1 (en) Ionizable lipidoid compositions and therapeutic uses thereof
EP4640669A1 (en) Cycloalkane-based lipid compound for delivering nucleic acids, and lipid nanoparticles comprising same
CN119421871A (en) Ionizable lipids
WO2025242231A1 (en) Cationic lipids and preparation method thereof
TW202525781A (en) Ionizable lipids and uses thereof
WO2025106670A1 (en) Ionizable lipidoid compositions and therapeutic uses thereof
CN120531702A (en) Use of preformed vectors in the preparation of products for in vitro gene delivery to immune cells and stem cells
CN120531703A (en) Use of preformed vectors in the preparation of products for in vitro gene delivery to immune cells and stem cells
EA046244B1 (en) MODIFIED AMINE LIPIDS

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 24831026

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2024831026

Country of ref document: EP