BR102021024217A2 - B-CYCLODEXTRIN DERIVATIVE COMPOUND, COMPOSITION, PROCESS FOR OBTAINING AND USES - Google Patents

B-CYCLODEXTRIN DERIVATIVE COMPOUND, COMPOSITION, PROCESS FOR OBTAINING AND USES Download PDF

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BR102021024217A2
BR102021024217A2 BR102021024217-5A BR102021024217A BR102021024217A2 BR 102021024217 A2 BR102021024217 A2 BR 102021024217A2 BR 102021024217 A BR102021024217 A BR 102021024217A BR 102021024217 A2 BR102021024217 A2 BR 102021024217A2
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BR
Brazil
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acid
cyclodextrin
compound
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lactobionic
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BR102021024217-5A
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Portuguese (pt)
Inventor
Valquiria Linck Bassani
Maria Gabriele Delagustin
Eloane Malvessi
Thiago Barcellos Da Silva
Sabrina Carra
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Universidade Federal Do Rio Grande Do Sul
Fundação Universidade De Caxias Do Sul
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Abstract

A presente invenção descreve a síntese de derivados de ciclodextrina por meio da adição de substituintes poli-hidroxiácidos (ácido lactobiônico, maltobiônico, glicônico e galacturônico). Especificamente, a presente invenção compreende derivados de β-ciclodextrina preferencialmente monosubstituído de estrutura geral (I), composições compreendendo tais derivados, seu processo de obtenção e usos. O objetivo é a obtenção de derivados de ciclodextrina que apresentem maior hidrossolubilidade e compatibilidade com células sanguíneas, quando comparada a β-ciclodextrina natural. A presente invenção se situa nos campos da química orgânica, farmacêutica, cosmética, alimentícia, química de polímeros e vetorização de fármacos.

Figure 102021024217-5-abs
The present invention describes the synthesis of cyclodextrin derivatives through the addition of polyhydroxy acid substituents (lactobionic, maltobionic, gluconic and galacturonic acid). Specifically, the present invention comprises preferably monosubstituted β-cyclodextrin derivatives of general structure (I), compositions comprising such derivatives, their process for obtaining and uses. The objective is to obtain cyclodextrin derivatives that have greater water solubility and compatibility with blood cells, when compared to natural β-cyclodextrin. The present invention lies in the fields of organic, pharmaceutical, cosmetic, food, polymer chemistry and drug delivery.
Figure 102021024217-5-abs

Description

COMPOSTO DERIVADO DE B-CICLODEXTRINA, COMPOSIÇÃO, SEU PROCESSO DE OBTENÇÃO E USOSB-CYCLODEXTRIN DERIVATIVE COMPOUND, COMPOSITION, PROCESS FOR OBTAINING AND USES Campo da InvençãoField of Invention

[0001] A invenção refere-se a novos compostos derivados de ciclodextrina natural, composições compreendendo os derivados, seu processo de obtenção e usos, sendo situada na área de química orgânica, farmacêutica, cosmética, alimentos, química de polímeros, vetorização de fármacos.[0001] The invention refers to new compounds derived from natural cyclodextrin, compositions comprising the derivatives, their process of obtaining and uses, being located in the area of organic chemistry, pharmaceuticals, cosmetics, food, polymer chemistry, drug vectorization.

Antecedentes da InvençãoBackground of the Invention

[0002] Na busca pelo estado da técnica em literaturas científica e patentária, foram encontrados os seguintes documentos que tratam sobre o tema:[0002] In the search for the state of the art in scientific and patent literature, the following documents were found that deal with the subject:

[0003] O documento KR20180033862, Hangover-alleviating beverage and method of preparing same, a formulação apresenta especificidade pelos receptores asialoglicoproteínas (ASGP) devido à presença de um sufactante com afinidade a este receptor. A ciclodextrina é adicionada com a finalidade de solubilizar compostos lipossolúveis[0003] Document KR20180033862, Hangover-alleviating beverage and method of preparing same, the formulation has specificity for asialoglycoprotein receptors (ASGP) due to the presence of a surfactant with affinity for this receptor. Cyclodextrin is added in order to solubilize fat-soluble compounds

[0004] No pedido de patente CN108743787 A, Throat lozenge for relieving sorethroat to restore voice and preparation method thereof, é relatada uma preparação farmacêutica que pode conter ácido lactobiônico, como flavorizante, e ciclodextrina como agente de complexação. A aplicação do ácido lactobiônico nesta formulação é diferente do proposto pela presente invenção.[0004] In patent application CN108743787 A, Throat lozenge for relieving sorethroat to restore voice and preparation method thereof, a pharmaceutical preparation is reported that may contain lactobionic acid, as a flavoring agent, and cyclodextrin as a complexing agent. The application of lactobionic acid in this formulation is different from that proposed by the present invention.

[0005] Na patente CN101045063B , Clarithromycin water soluble preparation for injection use, é relatada a preparação de uma formulação de claritromicina solúvel em água para injeção. A formulação é preparada com claritromicina ou análogo e β-CD ou derivados hidrossolúveis farmacologicamente aceitáveis. Os derivados de β-CD são: hidroxietil-β-ciclodextrina, hidroxipropil-β-ciclodextrina, glucosil-β-ciclodextrina, ou sulfoalquil-β-ciclodextrina. Os derivados sintetizados pela presente invenção são diferentes dos descritos nesta patente. Ainda, em CN101045063B não é relatada a síntese destes derivados.[0005] In patent CN101045063B, Clarithromycin water soluble preparation for injection use, the preparation of a water-soluble clarithromycin formulation for injection is reported. The formulation is prepared with clarithromycin or analogue and β-CD or pharmacologically acceptable water-soluble derivatives. β-CD derivatives are: hydroxyethyl-β-cyclodextrin, hydroxypropyl-β-cyclodextrin, glucosyl-β-cyclodextrin, or sulfoalkyl-β-cyclodextrin. Derivatives synthesized by the present invention are different from those described in this patent. Still, in CN101045063B the synthesis of these derivatives is not reported.

[0006] No pedido de patente US20180207193 A1, Compositions and methods for improving enzyme replacement therapy for lysosomal storage diseases, relata uma formulação para melhorar a eficácia da terapia de reposição enzimática para doenças de armazenamento lisossomal. A formulação contém um derivado de ciclodextrina (cyclodextrin polymer (CDP)-based nanoparticle), ou outro polímero, como transportador de genes. Ainda, o transportador pode ser quimicamente conjugado a uma ou mais frações que se ligam ao receptor asialoglicoproteína (ASGPR), apolipoproteína ou glicosaminoglicano.[0006] In patent application US20180207193 A1, Compositions and methods for improving enzyme replacement therapy for lysosomal storage diseases, reports a formulation to improve the effectiveness of enzyme replacement therapy for lysosomal storage diseases. The formulation contains a cyclodextrin derivative (cyclodextrin polymer (CDP)-based nanoparticle), or another polymer, as a gene carrier. Furthermore, the carrier can be chemically conjugated to one or more moieties that bind to the asialoglycoprotein (ASGPR), apolipoprotein or glycosaminoglycan receptor.

[0007] No pedido de patente CN108187059 A, Stimuli-responsive amphipathic cyclodextrin polymer medicine carrier and preparation and application thereof in preparing controlled release medicine refere-se a preparação farmacêutica de um transportador de fármaco polimérico. O polímero contendo ciclodextrina é constituído de: ciclodextrina como núcleo, adição de uma cadeia hidrofílica na posição 6 de pelo menos uma unidade de glicose da ciclodextrina e substituição por uma molécula hidrofóbica na posição 2 ou 3 de pelo menos uma unidade de glicose. A cadeia hidrofóbica corresponde a: cadeia alquil C1-C20, segmento de cadeia de hidrocarbil C1-C20 substituído por pelo menos um substituinte de halogênio, alquil C1-C6 ou alcoxi C1-C6 e benzil. A cadeia hidrofóbica corresponde a: segmento de cadeia alquil saturada de cadeia linear ou ramificada de C5-C20. Os polímeros são sintetizados para a liberação controlada e direcionada para células tumorais. Contudo, os derivados de ciclodextrina sintetizados pela presente invenção são diferentes do relatado nesta patente.[0007] In patent application CN108187059 A, Stimuli-responsive amphipathic cyclodextrin polymer medicine carrier and preparation and application thereof in preparing controlled release medicine refers to the pharmaceutical preparation of a polymeric drug carrier. The cyclodextrin-containing polymer comprises: cyclodextrin as a core, addition of a hydrophilic chain at position 6 of at least one glucose unit of the cyclodextrin, and replacement by a hydrophobic molecule at position 2 or 3 of at least one glucose unit. The hydrophobic chain corresponds to: C1-C20 alkyl chain, C1-C20 hydrocarbyl chain segment substituted by at least one halogen substituent, C1-C6 alkyl or C1-C6 alkoxy and benzyl. The hydrophobic chain corresponds to: C5-C20 straight or branched chain saturated alkyl chain segment. Polymers are synthesized for controlled and targeted release to tumor cells. However, the cyclodextrin derivatives synthesized by the present invention are different from those reported in this patent.

[0008] No pedido de patente CN110801433 A, Targeted drug composition for co-loading amphotericin B and adriamycin and application of targeted drug composition é relatada uma composição farmacêutica para o tratamento de leishmaniose, composto de propionato de β-ciclodextrina modificado com manose, anfotericina B e doxorrubicina. O propionato de β-ciclodextrina modificado com manose é preparado a partir de 1 parte de β-ciclodextrina, 7 partes do resíduo de manose e 14 partes de cadeia de carbono de propionil. O derivado de ciclodextrina sintetizado nesta patente é diferente do proposto pela presente invenção. A aplicação deste derivado é para o tratamento da leishmaniose, diferente do produto da presente invenção.[0008] In the patent application CN110801433 A, Targeted drug composition for co-loading amphotericin B and adriamycin and application of targeted drug composition, a pharmaceutical composition for the treatment of leishmaniasis is reported, composed of β-cyclodextrin propionate modified with mannose, amphotericin B and doxorubicin. Mannose modified β-cyclodextrin propionate is prepared from 1 part of β-cyclodextrin, 7 parts of the mannose residue and 14 parts of propionyl carbon chain. The cyclodextrin derivative synthesized in this patent is different from that proposed by the present invention. The application of this derivative is for the treatment of leishmaniasis, different from the product of the present invention.

[0009] Na patente CN105106969B, Novel saccharide nanomicelle and preparation method and application thereof é relatada a síntese de nanomicelas em que o bloco de construção é composto por ciclodextrinas. As moléculas de ciclodextrina são modificadas nas hidroxilas primárias e secundárias. A hidroxila primária da ciclodextrina é modificada por moléculas de monossacarídeos ou oligossacarídeos (como por exemplo, manitose e galactose) com a propriedade hidrofílica e de vetorização. A hidroxila secundária é modificada por cadeias alifáticas de modo a ser usada como uma parte hidrofóbica. A nanomicela preparada pode ser usada como um transportador vetorizado para todos os tipos de fármacos anticâncer. Nesta patente as substituições da ciclodextrina são feitas nas hidroxilas primárias e nas hidroxilas secundárias. Ainda nesta patente os derivados de ciclodextrina sintetizados são interligados para formar uma nanomicela, estrutura diferente da proposta pela presente invenção.[0009] In patent CN105106969B, Novel saccharide nanomicelle and preparation method and application thereof, the synthesis of nanomicelles in which the building block is composed of cyclodextrins is reported. Cyclodextrin molecules are modified into primary and secondary hydroxyls. The primary hydroxyl of cyclodextrin is modified by monosaccharide or oligosaccharide molecules (such as mannitose and galactose) with hydrophilic and vectoring properties. The secondary hydroxyl is modified by aliphatic chains in order to be used as a hydrophobic moiety. The prepared nanomycella can be used as a vectorized carrier for all types of anticancer drugs. In this patent the substitutions of the cyclodextrin are made in the primary hydroxyls and in the secondary hydroxyls. Also in this patent, the synthesized cyclodextrin derivatives are interconnected to form a nanomycell, a structure different from that proposed by the present invention.

[0010] A patente JP3934705 B2, Cyclodextrin composition relata a obtenção de ciclodextrina solúveis com baixa atividade hemolítica. Os derivados de ciclodextrina protegidos nesta patente são: metil- β-ciclodextrina, dimetil-βciclodextrina, hidroxipropil-β-ciclodextrina, glucosil-β-ciclodextrinas, Maltosil-βciclodextrina, éter-β-ciclodextrina e dissulfoundecanóico sulfonado-βciclodextrina. Os derivados são diferentes dos propostos pela presente invenção. Nesta patente não é relatada a vetorização para células hepáticas que expressam o receptor ASGP.[0010] Patent JP3934705 B2, Cyclodextrin composition reports the obtainment of soluble cyclodextrins with low hemolytic activity. The cyclodextrin derivatives protected in this patent are: methyl-β-cyclodextrin, dimethyl-β-cyclodextrin, hydroxypropyl-β-cyclodextrin, glucosyl-β-cyclodextrins, Maltosyl-β-cyclodextrin, ether-β-cyclodextrin and sulfonated disulfidecanoic-β-cyclodextrin. Derivatives are different from those proposed by the present invention. In this patent, targeting to liver cells expressing the ASGP receptor is not reported.

[0011] A patente JP6468777 B2, Improved type folic acid modified cyclodextrin derivative, relata a síntese de um derivado de ácido fólico-β-ciclodextrina ligado a polietilienoglicol obtendo-se um derivado mais hidrossolúvel em comparação ao ácido fólico-β-ciclodextrina. O derivado sintetizado tem capacidade de acumulação tumoral e está disponível como um sistema de distribuição de fármaco aplicável em várias formulações. O derivado de ciclodextrina sintetizado nesta patente é diferente do derivado da presente invenção.[0011] Patent JP6468777 B2, Improved type folic acid modified cyclodextrin derivative, reports the synthesis of a derivative of folic acid-β-cyclodextrin linked to polyethylene glycol, obtaining a more water-soluble derivative compared to folic acid-β-cyclodextrin. The synthesized derivative has tumor accumulating ability and is available as a drug delivery system applicable in various formulations. The cyclodextrin derivative synthesized in this patent is different from the derivative of the present invention.

[0012] A patente CN102220128B B, Low-toxicity functionalized quantum dot modified by amination beta-cyclodextrin and preparation method thereof, referese à obtenção de um ponto quântico funcionalizado por amino-β-ciclodextrina. Quando o ácido fólico é acoplado ao grupamento amina o ponto quântico pode ser usado para detecção de tumores pela fluorescência. Entretanto o produto final é diferente do proposto pela presente invenção.[0012] Patent CN102220128B B, Low-toxicity functionalized quantum dot modified by amination beta-cyclodextrin and preparation method thereof, refers to obtaining a quantum dot functionalized by amino-β-cyclodextrin. When folic acid is coupled to the amine group, the quantum dot can be used for tumor detection by fluorescence. However, the final product is different from that proposed by the present invention.

[0013] A patente CN103212091B B, Preparation method of hepatocarcinoma target CT (Computed Tomography) contrast medium based on Au DENPs-LA (Dendrimer-entrapped Gold Nanoparticles-Lactobionic acid), refere-se a um método de preparação de um contraste, para tomografia computadorizada, direcionado para células de hepatocarcinoma. O meio de contraste é composto por dendrímeros carregados de nanaportículas de ouro funcionalizado com ácido lactobiônico. Entretanto, o sistema de transporte é diferente do empregado pela presente invenção.[0013] Patent CN103212091B B, Preparation method of hepatocarcinoma target CT (Computed Tomography) contrast medium based on Au DENPs-LA (Dendrimer-entrapped Gold Nanoparticles-Lactobionic acid), refers to a method of preparing a contrast, for computed tomography, directed to hepatocellular carcinoma cells. The contrast medium is composed of dendrimers loaded with lactobionic acid functionalized gold nanoporticles. However, the transport system is different from that employed by the present invention.

[0014] No pedido de patente WO201759547 A1, Multifunctional polyanionic cyclodextrin dendrimers é relatada a síntese de um dendrímero de ciclodextrina multifuncional. O derivado compreendendo pelo menos um resíduo aniônico e pelo menos um resíduo não iônico ligado à estrutura do anel de ciclodextrina. A utilização do dendrímero é para o transporte de fármacos. O dendrímero pode conter um grupamento funcional visando à vetorização do transporte de fármacos. Os grupamentos descritos são: biotina, ácido fólico, lactose, N-acetillactosamina, D-glicose, D-manose, "N-acetil-D-glucosamina, L-fucose, N-acetilD-glucosamina, ácido N-acetilneuramínico. A estrutura do dendrímero é diferente da proposta pela presente invenção.[0014] In the patent application WO201759547 A1, Multifunctional polyanionic cyclodextrin dendrimers the synthesis of a multifunctional cyclodextrin dendrimer is reported. The derivative comprising at least one anionic residue and at least one non-ionic residue attached to the cyclodextrin ring structure. The use of the dendrimer is for the transport of drugs. The dendrimer may contain a functional group aimed at vectorizing drug transport. The groups described are: biotin, folic acid, lactose, N-acetyllactosamine, D-glucose, D-mannose, "N-acetyl-D-glucosamine, L-fucose, N-acetylD-glucosamine, N-acetylneuraminic acid. The structure of the dendrimer is different from that proposed by the present invention.

[0015] O pedido de patente CN104208703 A, Polyethylene glycol-lactobionic acid modified aminated hectorite nano particle as well as preparation method and application thereof define um método de preparação e aplicação do namomaterial composto de polietilenoglicol- ácido lactobiônico. O nanomaterial tem afinidade específica por células que expressam o receptor asialoglicoproteína (ASGP-R) e pode ser utilizado como transportador de fármacos antitumorais. O ácido lactobiônico é utilizado como vetor para as células com ASGP-R. Entretanto, o sistema de transporte é diferente do proposto pela presente invenção.[0015] The patent application CN104208703 A, Polyethylene glycol-lactobionic acid modified aminated hectorite nano particle as well as preparation method and application thereof defines a method of preparation and application of the namomaterial composed of polyethylene glycol-lactobionic acid. The nanomaterial has specific affinity for cells that express the asialoglycoprotein receptor (ASGP-R) and can be used as a carrier for antitumor drugs. Lactobionic acid is used as a vector for cells with ASGP-R. However, the transport system is different from that proposed by the present invention.

[0016] A patente CN105902521B B, Sodium alginate-phytosterol-lactobionic acid targeting nanoparticles, preparation method and application of targeting nanoparticles and drug-carrying nanoparticles relata a síntese e aplicação de nanopartículas de alginato de sódio-fitoesterol- ácido lactobiônico. Estas nanopartículas são utilizadas como transportadores vetorizados de fármacos. O ácido lactobiônico confere a vetorização para células específicas. O que difere do proposto em pela presente invenção é o sistema de transporte de fármacos.[0016] Patent CN105902521B B, Sodium alginate-phytosterol-lactobionic acid targeting nanoparticles, preparation method and application of targeting nanoparticles and drug-carrying nanoparticles reports the synthesis and application of sodium alginate-phytosterol-lactobionic acid nanoparticles. These nanoparticles are used as drug carriers. Lactobionic acid confers targeting to specific cells. What differs from the one proposed by the present invention is the drug transport system.

[0017] A patente CN104264479B B, Preparation method of lactobionic acid functional nano fibers for capturing cancer cells, relata um método de preparação de nanofibras funcionalizadas com ácido lactobiônico para capturar células cancerosas. A presença do ácido lactobiônico na superfície das nanofibras confere a captura específica pelos receptores asialoglicoproteína expressos nas células de câncer de fígado. Entretanto, o sistema de transporte é diferente do proposto pela presente invenção.[0017] Patent CN104264479B B, Preparation method of lactobionic acid functional nano fibers for capturing cancer cells, reports a method of preparing nanofibers functionalized with lactobionic acid to capture cancer cells. The presence of lactobionic acid on the surface of the nanofibers confers specific capture by asialoglycoprotein receptors expressed in liver cancer cells. However, the transport system is different from that proposed by the present invention.

[0018] O pedido de patente CN102863557 A, Preparation method and application of fatty acid-trimethyl chitosan polymer modified by lactobionic acid descreve um método de preparação e aplicação de um polímero de trimetil quitosana ácido graxo modificado com ácido lactobiônico. O trimetil quitosana é utilizado como transportador e a presença do ácido lactobiônico como vetor para células tumorais. O sistema de transporte deste pedido de patente é diferente do proposto pela presente invenção.[0018] The patent application CN102863557 A, Preparation method and application of fatty acid-trimethyl chitosan polymer modified by lactobionic acid describes a method of preparation and application of a polymer of trimethyl chitosan fatty acid modified with lactobionic acid. Trimethyl chitosan is used as a carrier and the presence of lactobionic acid as a vector for tumor cells. The transport system of this patent application is different from the one proposed by the present invention.

[0019] O pedido de patente CN104888223 A, Preparation method of modified graphene oxide (GO) composite material containing lactobionic acid (LA), relata um método de preparação de um material composto contendo óxido de grafeno (GO) e ácido lactobiônico (LA). Este material pode ser aplicado para a liberação sustentada e vetorizada de medicamentos ou moléculas específicas para imagem de células. Entretanto, o sistema de transporte é diferente do proposto pela presente invenção.[0019] The patent application CN104888223 A, Preparation method of modified graphene oxide (GO) composite material containing lactobionic acid (LA), reports a method for preparing a composite material containing graphene oxide (GO) and lactobionic acid (LA) . This material can be applied for sustained and vectorized release of drugs or specific molecules for cell imaging. However, the transport system is different from that proposed by the present invention.

[0020] O pedido de patente CN104353087 A, Preparation method of polyethyleneimine based CT/MR (computed tomography/magnatic resonance imaging) bimodal imaging nano contrast agent with lactobionic acid targeting function refere-se a um método de preparação de nano agente de contraste para tomografia computadorizada e ressonância magnética. O contraste é composto de polietilenoimina (transportador) e ácido lactobiônico (vetorização). Assim, o sistema de transporte difere do proposto pela presente invenção.[0020] The patent application CN104353087 A, Preparation method of polyethyleneimine based CT/MR (computed tomography/magnatic resonance imaging) bimodal imaging nano contrast agent with lactobionic acid targeting function refers to a method of preparing a nano contrast agent for computed tomography and magnetic resonance imaging. The contrast is composed of polyethyleneimine (carrier) and lactobionic acid (vectoring). Thus, the transport system differs from that proposed by the present invention.

[0021] No pedido de patente CN104490772 A, Liver targeting taxol nanometer suspension and preparation method thereof é relatado um método de preparação e aplicação de uma suspenção de nanômetro de taxol. A suspenção é composta por taxol (princípio ativo) e poloxamer F127 modificado com ácido lactobiônico (estabilizante). Os receptores de asialoglicoproteína nas células do parênquima da superfície do fígado reconhecem o resíduo de galactose do ácido lactobiônico, e assim, o fármaco é direcionado ao fígado. Este composto relata a vetorização utilizando o ácido lactobiônico.[0021] In patent application CN104490772 A, Liver targeting taxol nanometer suspension and preparation method thereof, a method of preparation and application of a nanometer suspension of taxol is reported. The suspension consists of taxol (active principle) and poloxamer F127 modified with lactobionic acid (stabilizer). Asialoglycoprotein receptors on parenchymal cells on the surface of the liver recognize the galactose residue of lactobionic acid, and thus the drug is targeted to the liver. This compound reports vectoring using lactobionic acid.

[0022] O pedido de patente CN102949728 A, Meso-porous silicon nano-drug carrier with both reduction responsiveness and targeting ability and preparation method thereof relata um método de produção e aplicação de um nano-fármaco de silício mesoporoso com capacidade transportadora e de direcionamento. A molécula de ácido lactobiônico adicionada na superfície meso-porosa é usada como vetor pela afinidade com o receptor de superfície da membrana celular de células de câncer de fígado (ASGP-R). O sistema de transporte é diferente do proposto pela presente invenção.[0022] The patent application CN102949728 A, Meso-porous silicon nano-drug carrier with both reduction responsiveness and targeting ability and preparation method thereof reports a method of production and application of a mesoporous silicon nano-drug with carrier and targeting capacity . The lactobionic acid molecule added on the meso-porous surface is used as a vector by affinity with the cell membrane surface receptor of liver cancer cells (ASGP-R). The transport system is different from the one proposed by the present invention.

[0023] O pedido de patente CN111000826 A, Chemical photothermal therapy and targeting collaborated drug for treatment of liver cancer and preparation method thereof relata um método de preparação e aplicação de uma terapia fototérmica química e direcionamento de fármaco para o tratamento de câncer de fígado. O produto é composto por óxido de grafeno, ácido lactobiônico e curcumina. O resíduo de galactose do ácido lactobiônico reconhece especificamente o receptor asialoglicoproteína que é superexpresso na superfície de células de câncer de fígado. Entretanto, o pedido de patente utiliza o óxido de grafeno como transportador de moléculas.[0023] The patent application CN111000826 A, Chemical photothermal therapy and targeting collaborated drug for treatment of liver cancer and preparation method thereof reports a method of preparation and application of a chemical photothermal therapy and drug targeting for the treatment of liver cancer. The product is composed of graphene oxide, lactobionic acid and curcumin. The galactose residue of lactobionic acid specifically recognizes the asialoglycoprotein receptor that is overexpressed on the surface of liver cancer cells. However, the patent application uses graphene oxide as a carrier of molecules.

[0024] A patente CN102302782B B, Preparation method of hepatoma carcinoma cell-targeted polyamido-amine dendrimer support relata um método de preparação e aplicação de um suporte de dendrímero de poliamido-amina direcionado a células de hepatocarcinoma. Os dendrimeros foram funcionalizados com ácido lactobiônico para vetorização. O suporte pode ser utilizado como transportador direcionado de medicamentos, genes ou moléculas sondas de diagnóstico. Entretanto, o sistema de transporte é diferente do proposto pela presente invenção.[0024] Patent CN102302782B B, Preparation method of hepatoma carcinoma cell-targeted polyamido-amine dendrimer support reports a method of preparation and application of a polyamido-amine dendrimer support targeted to hepatocarcinoma cells. Dendrimers were functionalized with lactobionic acid for vectorization. The support can be used as a targeted carrier of drugs, genes or diagnostic probe molecules. However, the transport system is different from that proposed by the present invention.

[0025] A patente CN104146946B B, Oxidized graphene medicine-carried composite material for liver cancer targeting and preparation method of composite material refere-se a um método de preparação e aplicação de um transportador de medicamentos direcionado para células tumorais do fígado à base oxido de grafeno. Entretanto, a diferença em relação a presente invenção está no sistema de transporte.[0025] Patent CN104146946B B, Oxidized graphene medicine-carried composite material for liver cancer targeting and preparation method of composite material refers to a method of preparation and application of a drug carrier directed to liver tumor cells based on oxide of graphene. However, the difference in relation to the present invention is in the transport system.

[0026] O pedido de patente CN104689334 A, Hepatoma targeting carbon nano tube loaded with doxorubicin hydrochloride and preparation method thereof descreve um método de preparação de nanotubo de carbono carregado de doxorrubicina direcionados para células de hepatocarcinoma. O nanotubo é funcionalizado com quitosana-ácido lactobiônico. O direcionamento se dá pela afinidade do resíduo de galactose do ácido lactobiônico aos receptores asialoglicoproteínas presentes na membrana celular das células tumorais hepáticas. Entretanto, o sistema de transporte é diferente do proposto pela presente invenção.[0026] Patent application CN104689334 A, Hepatoma targeting carbon nano tube loaded with doxorubicin hydrochloride and preparation method thereof describes a method of preparing carbon nanotube loaded with doxorubicin targeted to hepatocarcinoma cells. The nanotube is functionalized with chitosan-lactobionic acid. The direction is given by the affinity of the galactose residue of lactobionic acid to the asialoglycoprotein receptors present in the cellular membrane of hepatic tumor cells. However, the transport system is different from that proposed by the present invention.

[0027] O documento CN1210310C C, N-lactose acyl chitosan, relata a síntese de um derivado de quitosana funcionalizado com ácido lactobiônico. O produto apresenta elevado grau de substituições e propriedade de vetorização para células do fígado. Da mesma maneira do proposto para o produto ácido lactobiônico- β-ciclodextrina, o ácido lactobiônico é utilizado pela afinidade seletiva aos receptores de células hepáticas. Entretanto, o sistema de transporte é diferente do proposto pela presente invenção.[0027] Document CN1210310C C, N-lactose acyl chitosan, reports the synthesis of a chitosan derivative functionalized with lactobionic acid. The product has a high degree of substitutions and vectorization property for liver cells. In the same way as proposed for the product lactobionic acid-β-cyclodextrin, lactobionic acid is used by selective affinity to liver cell receptors. However, the transport system is different from that proposed by the present invention.

[0028] A patente KR101357899 B1, Galactosylated polyethylene glycolchitosan-graft-spermine copolymer as a hepatocyte targeting gene carrier and gene therapy using the same relata a obtenção e aplicação de um copolímero de polietilenoglicol-quitosano-g-espermina lactosilado. O ácido lactobiônico ligado ao polietilenoglicol confere o direcionamento aos hepatócitos. Esta composição farmacêutica é aplicada para o transporte de genes para terapia genética. Entretanto, o sistema de transporte e aplicação como terapia genética diferem da presente invenção.[0028] Patent KR101357899 B1, Galactosylated polyethylene glycolchitosan-graft-spermine copolymer as a hepatocyte targeting gene carrier and gene therapy using the same reports the obtainment and application of a lactosylated polyethylene glycol-chitosan-g-spermine copolymer. Lactobionic acid bound to polyethylene glycol provides targeting to hepatocytes. This pharmaceutical composition is applied for gene transport for gene therapy. However, the transport system and application as gene therapy differ from the present invention.

[0029] A patente CN107875158B B, Preparation method of carrier free nano drug for chemotherapy/light treatment descreve um método de preparação de um nano transportador (carrier free nano drug) para quimioterapia. O transportador é composto de fármaco anticâncer hidrofóbico (ácido ursólico), um vetor solúvel em água (ácido lactobiônico) e um fotossensibilizador anfipático (verde de indocianina). Entretanto, o sistema de transporte é diferente do proposto pela presente invenção.[0029] Patent CN107875158B B, Preparation method of carrier free nano drug for chemotherapy/light treatment describes a method of preparing a carrier free nano drug for chemotherapy. The carrier is composed of a hydrophobic anticancer drug (ursolic acid), a water-soluble vector (lactobionic acid), and an amphipathic photosensitizer (indocyanine green). However, the transport system is different from that proposed by the present invention.

[0030] O pedido de patente IN201611023040 A, Dipeptide based nanostructures for targeted delivery of mirna for hcc treatment relata a síntese e aplicação de nanoestruturas baseadas em dipeptídeo, contendo miRNA, direcionadas para tratamento de hepatocarcinoma (HCC). O transporte de fármacos/genes ao HCC é processado por meio de endocitose mediada pelo receptor asialoglicoproteína (ASGP-R) usando nanocarreadores galactosilados. O ácido lactobiônico ligado aos nanocarreadores confere a porção galactose para a vetorização. Entretanto, o sistema de transporte é diferente do proposto pela presente invenção.[0030] The patent application IN201611023040 A, Dipeptide based nanostructures for targeted delivery of mirna for hcc treatment reports the synthesis and application of nanostructures based on dipeptide, containing miRNA, targeted for the treatment of hepatocarcinoma (HCC). The transport of drugs/genes to the HCC is processed through asialoglycoprotein receptor (ASGP-R) mediated endocytosis using galactosylated nanocarriers. The lactobionic acid linked to the nanocarriers provides the galactose moiety for vectorization. However, the transport system is different from that proposed by the present invention.

[0031] Assim, do que se depende da literatura pesquisada, não foram encontrados documentos antecipando ou sugerindo os ensinamentos da presente invenção, de forma que a solução aqui proposta possui novidade e atividade inventiva frente ao estado da técnica.[0031] Thus, depending on the researched literature, no documents were found anticipating or suggesting the teachings of the present invention, so that the solution proposed here has novelty and inventive activity compared to the state of the art.

[0032] Considerando esse panorama da potencial aplicabilidade das CDs em diversas áreas, do problema de hidrossolubidade e biocompatibilidade limitada da β-CD e da possibilidade de vetorização de fármacos. A presente invenção propõe novos compostos derivado de CD.[0032] Considering this panorama of the potential applicability of CDs in several areas, the problem of water solubility and limited biocompatibility of β-CD and the possibility of drug vectorization. The present invention proposes new compounds derived from CD.

Sumário da InvençãoSummary of the Invention

[0033] Dessa forma, a presente invenção resolve os problemas do estado da técnica a partir de novos compostos derivados de ciclodextrina com a substituição em pelo menos uma hidroxila por um substituinte, em que o substituinte compreende R1 ligado a R2, sendo R1 um espaçador e R2 um hidroxiácido, poli-hidroxiácido ou ácido aldônico e sendo que R1 está ligado a ciclodextrina.[0033] In this way, the present invention solves the problems of the state of the art from new compounds derived from cyclodextrin with the replacement of at least one hydroxyl by a substituent, in which the substituent comprises R1 linked to R2, with R1 being a spacer and R2 a hydroxy acid, polyhydroxy acid or aldonic acid and wherein R1 is linked to cyclodextrin.

[0034] Este novo derivado de CD substituído possui maior hidrossolubilidade e biocompatibilidade quando comparado a CD não substituída, possibilitando sua utilização em formulações aquosas para administração por via parenteral. Adicionalmente, ao ligar a molécula de ácido lactobiônico (LA) como substituinte R2, o derivado resultante seria vetorizado para o tecido hepático onde há expressão de receptores asialoglicoproteínas (ASGP-R), uma vez que este receptor possui afinidade por LA.[0034] This new derivative of substituted CD has greater water solubility and biocompatibility when compared to non-substituted CD, enabling its use in aqueous formulations for parenteral administration. Additionally, by binding the lactobionic acid (LA) molecule as an R2 substituent, the resulting derivative would be vectorized to the hepatic tissue where there is expression of asialoglycoprotein receptors (ASGP-R), since this receptor has affinity for LA.

[0035] Sendo assim, a maior hidrossolubilidade e a compatibilidade com as células sanguíneas também torna o novo derivado aqui descrito como uma alternativa aos derivados já existentes no mercado. Para o mercado nacional, isto pode representar um avanço na autonomia na produção deste insumo farmacêutico.[0035] Therefore, the greater water solubility and compatibility with blood cells also makes the new derivative described here as an alternative to derivatives already on the market. For the national market, this may represent an advance in autonomy in the production of this pharmaceutical ingredient.

[0036] Um primeiro objeto da presente invenção compreende compostos derivados de ciclodextrina com a substituição em pelo menos uma hidroxila por um substituinte, em que o substituinte compreende R1 ligado a R2, sendo R1 um espaçador e R2 um hidroxiácido, poli-hidoxiácido ou ácido aldônico e sendo que R1 está ligado a ciclodextrina.[0036] A first object of the present invention comprises compounds derived from cyclodextrin with substitution of at least one hydroxyl by a substituent, in which the substituent comprises R1 linked to R2, R1 being a spacer and R2 a hydroxy acid, polyhydroxy acid or acid aldonic and where R1 is linked to cyclodextrin.

[0037] Em um segundo objeto, a presente invenção compreende a composição (complexos de inclusão ou de não-inclusão com fármacos ou outras moléculas, sistemas nanométricos) compreendendo os compostos derivados de ciclodextrina com a substituição em pelo menos uma hidroxila por um substituinte, em que o substituinte compreende R1 ligado a R2, sendo R1 um espaçador e R2 um hidroxiácido, poli-hidroxiácido ou ácido aldônico e sendo que R1 está ligado à ciclodextrina.[0037] In a second object, the present invention comprises the composition (inclusion or non-inclusion complexes with drugs or other molecules, nanometric systems) comprising the compounds derived from cyclodextrin with the substitution of at least one hydroxyl by a substituent, wherein the substituent comprises R1 linked to R2, where R1 is a spacer and R2 is a hydroxy acid, polyhydroxy acid or aldonic acid, and where R1 is linked to cyclodextrin.

[0038] Em um terceiro objeto, a presente invenção compreende o processo de obtenção do composto, que compreende as seguintes etapas: i) obtenção de um composto intermediário β-ciclodextrina (β-CD) com pelo menos uma hidroxila substituída por um grupo abandonador; ii) substituição do grupo abandonador do composto intermediário de βciclodextrina obtido pela etapa i) pelo grupo espaçador; e iii) reação de grupo espaçador do composto obtido na etapa ii) com pelo menos um de hidroxiácido, poli-hidroxiácido ou ácido aldônico em meio reacional compreendendo mistura de solventes orgânicos.[0038] In a third object, the present invention comprises the process for obtaining the compound, which comprises the following steps: i) obtaining an intermediate compound β-cyclodextrin (β-CD) with at least one hydroxyl substituted by a leaving group ; ii) replacement of the leaving group of the intermediate compound of βcyclodextrin obtained by step i) by the spacer group; and iii) reacting the spacer group of the compound obtained in step ii) with at least one of hydroxy acid, polyhydroxy acid or aldonic acid in a reaction medium comprising a mixture of organic solvents.

[0039] Em um quarto objeto, a presente invenção compreende o uso do composto derivado de ciclodextrina na preparação de composições químicas, cosméticas, farmacêuticas ou produtos alimentícios.[0039] In a fourth object, the present invention comprises the use of the compound derived from cyclodextrin in the preparation of chemical compositions, cosmetics, pharmaceuticals or food products.

[0040] Em um quinto objeto, o composto é usado para preparar um medicamento em que o composto é um carreador para moléculas bioativas ou moléculas marcadoras.[0040] In a fifth object, the compound is used to prepare a medicine in which the compound is a carrier for bioactive molecules or marker molecules.

[0041] Estes e outros objetos da invenção serão imediatamente valorizados pelos versados na arte e serão descritos detalhadamente a seguir.[0041] These and other objects of the invention will be immediately appreciated by those skilled in the art and will be described in detail below.

Breve Descrição das FigurasBrief Description of Figures

[0042] São apresentadas as seguintes figuras:[0042] The following figures are presented:

[0043] A figura 1 mostra o cromatograma de CG-MS de 1-(p-Toluenossulfonil) imidazol.[0043] Figure 1 shows the GC-MS chromatogram of 1-(p-Toluenesulfonyl)imidazole.

[0044] A figura 2 mostra o espectro de 1H RMN (300 MHz, DMSO-d6) de 6-OToluenossulfonil-β-ciclodextrina (6-Ts-β-CD).[0044] Figure 2 shows the 1H NMR spectrum (300 MHz, DMSO-d6) of 6-OToluenesulfonyl-β-cyclodextrin (6-Ts-β-CD).

[0045] A figura 3 mostra: [A] 6-O-Toluenossulfonil-β-ciclodextrina (6-Ts-β-CD), [B] Espectro de massas (HRMS-ESI-QTOF) e [C] MS/MS, por infusão direta.[0045] Figure 3 shows: [A] 6-O-Toluenesulfonyl-β-cyclodextrin (6-Ts-β-CD), [B] Mass spectrum (HRMS-ESI-QTOF) and [C] MS/MS by direct infusion.

[0046] A figura 4 mostra o cromatograma HPLC-HRMS de 6-O-Toluenossulfonilβ-ciclodextrina (6-Ts-β-CD) com 94,2% de pureza. Tempo de retenção de 6-Tsβ-CD em 7,4 min e β-ciclodextrina (β-CD) em 6,3 min.[0046] Figure 4 shows the HPLC-HRMS chromatogram of 6-O-Toluenesulfonylβ-cyclodextrin (6-Ts-β-CD) with 94.2% purity. Retention time of 6-Tsβ-CD in 7.4 min and β-cyclodextrin (β-CD) in 6.3 min.

[0047] A figura 5 mostra o espectro de 1H RMN (300 MHz, DMSO-d6) de mono6-etilenodiamina-β-ciclodextrina (6-EDA-β-CD).[0047] Figure 5 shows the 1H NMR spectrum (300 MHz, DMSO-d6) of mono6-ethylenediamine-β-cyclodextrin (6-EDA-β-CD).

[0048] A figura 6 mostra o espectro de 13C RMN (300 MHz, DMSO-d6) de mono6-etilenodiamina-β-ciclodextrina (6-EDA-β-CD).[0048] Figure 6 shows the 13C NMR spectrum (300 MHz, DMSO-d6) of mono6-ethylenediamine-β-cyclodextrin (6-EDA-β-CD).

[0049] A figura 7 mostra: [A] Mono-6-etilenodiamina-β-ciclodextrina (6-EDA-βCD), [B] Espectro de massas (HRMS-ESI-QTOF) e [C] MS/MS, por infusão direta.[0049] Figure 7 shows: [A] Mono-6-ethylenediamine-β-cyclodextrin (6-EDA-βCD), [B] Mass spectrum (HRMS-ESI-QTOF) and [C] MS/MS, for direct infusion.

[0050] A figura 8 mostra o cromatograma (HPLC-HRMS) de Mono-6- etilenodiamina-β-ciclodextrina (6-EDA-β-CD). Tempo de retenção de 6-EDA-βCD (m/z 1177) em 4,5 min e β-CD (m/z 1135) em 6,1 min.[0050] Figure 8 shows the chromatogram (HPLC-HRMS) of Mono-6-ethylenediamine-β-cyclodextrin (6-EDA-β-CD). Retention time of 6-EDA-βCD (m/z 1177) in 4.5 min and β-CD (m/z 1135) in 6.1 min.

[0051] A figura 9 mostra o espectro de 1H RMN (300 MHz, DMSO-d6) de Mono6-ácido lactobiônico-β-ciclodextrina (6-LA-β-CD).[0051] Figure 9 shows the 1H NMR spectrum (300 MHz, DMSO-d6) of Mono6-lactobionic acid-β-cyclodextrin (6-LA-β-CD).

[0052] A figura 10 mostra o espectro de 13C RMN (300 MHz, DMSO-d6) de Mono-6-ácido lactobiônico-β-ciclodextrina (6-LA-β-CD).[0052] Figure 10 shows the 13C NMR spectrum (300 MHz, DMSO-d6) of Mono-6-lactobionic acid-β-cyclodextrin (6-LA-β-CD).

[0053] A figura 11 mostra: [A] Mono-6-ácido lactobiônico-β-ciclodextrina (6-LAβ-CD), [B] Espectro de massas (HRMS-ESI-QTOF) e [C] MS/MS, por infusão direta.[0053] Figure 11 shows: [A] Mono-6-lactobionic acid-β-cyclodextrin (6-LAβ-CD), [B] Mass spectrum (HRMS-ESI-QTOF) and [C] MS/MS, by direct infusion.

[0054] A figura 12 mostra o cromatograma (HPLC-HRMS) de Mono-6-ácido lactobiônico-β-ciclodextrina (6-LA-β-CD). Tempo de retenção de mono-6- etilenodiamina-β-ciclodextrina (6-EDA-β-CD) (m/z 1177) em 4,6 min, 6-LA-β-CD (m/z 770) em 5,0 min e ácido lactobiônico (m/z 381) em 6,5 min.[0054] Figure 12 shows the chromatogram (HPLC-HRMS) of Mono-6-lactobionic acid-β-cyclodextrin (6-LA-β-CD). Mono-6-ethylenediamine-β-cyclodextrin (6-EDA-β-CD) retention time (m/z 1177) in 4.6 min, 6-LA-β-CD (m/z 770) in 5, 0 min and lactobionic acid (m/z 381) in 6.5 min.

[0055] A figura 13 mostra o espectro de 1H RMN (300 MHz, DMSO-d6) de Mono6-ácido maltobiônico-β-ciclodextrina (6-MA-β-CD).[0055] Figure 13 shows the 1H NMR spectrum (300 MHz, DMSO-d6) of Mono6-Maltobionic acid-β-cyclodextrin (6-MA-β-CD).

[0056] A figura 14 mostra o espectro de 13C RMN (300 MHz, DMSO-d6) de Mono-6-ácido maltobiônico-β-ciclodextrina (6-MA-β-CD).[0056] Figure 14 shows the 13C NMR spectrum (300 MHz, DMSO-d6) of Mono-6-maltobionic acid-β-cyclodextrin (6-MA-β-CD).

[0057] A figura 15 mostra: [A] Mono-6-ácido maltobiônico-β-ciclodextrina (6-MAβ-CD), [B] Espectro de massas (HRMS-ESI-QTOF) e [C] MS/MS, por infusão direta.[0057] Figure 15 shows: [A] Mono-6-maltobionic acid-β-cyclodextrin (6-MAβ-CD), [B] Mass spectrum (HRMS-ESI-QTOF) and [C] MS/MS, by direct infusion.

[0058] A figura 16 mostra o cromatograma HPLC-HRMS de Mono-6-ácido maltobiônico-β-ciclodextrina (6-MA-β-CD). Tempo de retenção de mono-6- etilenodiamina-β-ciclodextrina (6-EDA-β-CD) (m/z 1177) em 4,6 min, 6-MA-β-CD (m/z 770) em 5,0 min e ácido maltobiônico (m/z 381) em 6,5 min.[0058] Figure 16 shows the HPLC-HRMS chromatogram of Mono-6-maltobionic acid-β-cyclodextrin (6-MA-β-CD). Mono-6-ethylenediamine-β-cyclodextrin (6-EDA-β-CD) retention time (m/z 1177) in 4.6 min, 6-MA-β-CD (m/z 770) in 5, 0 min and maltobionic acid (m/z 381) in 6.5 min.

[0059] A figura 17 mostra o espectro de 1H RMN (300 MHz, DMSO-d6) de Mono6-ácido glicônico-β-ciclodextrina (6-GLU-β-CD).[0059] Figure 17 shows the 1H NMR spectrum (300 MHz, DMSO-d6) of Mono6-gluconic acid-β-cyclodextrin (6-GLU-β-CD).

[0060] A figura 18 mostra o espectro de 13C RMN (300 MHz, DMSO-d6) de Mono-6-ácido glicônico-β-ciclodextrina (6-GLU-β-CD).[0060] Figure 18 shows the 13C NMR spectrum (300 MHz, DMSO-d6) of Mono-6-gluconic acid-β-cyclodextrin (6-GLU-β-CD).

[0061] A figura 19 mostra: [A] Mono-6-ácido glicônico-β-ciclodextrina (6-GLU-βCD), [B] Espectro de massas (HRMS-ESI-QTOF) e [C] MS/MS, por infusão direta.[0061] Figure 19 shows: [A] Mono-6-gluconic acid-β-cyclodextrin (6-GLU-βCD), [B] Mass spectrum (HRMS-ESI-QTOF) and [C] MS/MS, by direct infusion.

[0062] A figura 20 mostra o cromatograma HPLC-HRMS de Mono-6-ácido glicônico-β-ciclodextrina (6-GLU-β-CD). Tempo de retenção de mono-6- etilenodiamina-β-ciclodextrina (6-EDA-β-CD) (m/z 1177) em 4,6 min, (6-GLU-βCD). (m/z 1355) em 5,1 min e ácido glucônico (m/z 219) em 6,7 min.[0062] Figure 20 shows the HPLC-HRMS chromatogram of Mono-6-gluconic acid-β-cyclodextrin (6-GLU-β-CD). Retention time of mono-6-ethylenediamine-β-cyclodextrin (6-EDA-β-CD) (m/z 1177) in 4.6 min, (6-GLU-βCD). (m/z 1355) in 5.1 min and gluconic acid (m/z 219) in 6.7 min.

[0063] A figura 21 mostra o espectro de 1H RMN (300 MHz, DMSO-d6) de Mono6-ácido galacturônico-β-ciclodextrina (6-GAL-β-CD).[0063] Figure 21 shows the 1H NMR spectrum (300 MHz, DMSO-d6) of Mono6-galacturonic acid-β-cyclodextrin (6-GAL-β-CD).

[0064] A figura 22 mostra o espectro de 13C RMN (300 MHz, DMSO-d6) de Mono-6-ácido galacturônico-β-ciclodextrina (6-GAL-β-CD).[0064] Figure 22 shows the 13C NMR spectrum (300 MHz, DMSO-d6) of Mono-6-galacturonic acid-β-cyclodextrin (6-GAL-β-CD).

[0065] A figura 23 mostra: [A] Mono-6-ácido galacturônico-β-ciclodextrina (6- GAL-β-CD), [B] Espectro de massas (HRMS-ESI-QTOF) e [C] MS/MS, por infusão direta.[0065] Figure 23 shows: [A] Mono-6-galacturonic acid-β-cyclodextrin (6-GAL-β-CD), [B] Mass spectrum (HRMS-ESI-QTOF) and [C] MS/ MS, by direct infusion.

[0066] A figura 24 mostra o cromatograma (HPLC-HRMS) de Mono-6-ácido galacturônico-β-ciclodextrina (6-GAL-β-CD). Tempo de retenção de mono-6- etilenodiamina-β-ciclodextrina (6-EDA-β-CD) (m/z 1177) em 4,6 min, (6-GAL-β-CD) (m/z 1353) em 5,0 min e ácido galacturônico (m/z 217) em 6,7 min.[0066] Figure 24 shows the chromatogram (HPLC-HRMS) of Mono-6-galacturonic acid-β-cyclodextrin (6-GAL-β-CD). Retention time of mono-6-ethylenediamine-β-cyclodextrin (6-EDA-β-CD) (m/z 1177) in 4.6 min, (6-GAL-β-CD) (m/z 1353) in 5.0 min and galacturonic acid (m/z 217) in 6.7 min.

[0067] A figura 25 mostra a viabilidade celular (%) in vitro pelo método de MTT, das células HepG2 (48 h) [A] e células Hek 293 (24 h) [B] , incubadas com Mono6-etilenodiamina-β-ciclodextrina (6-EDA-β-CD) , Mono-6-ácido lactobiônico-βciclodextrina (6-LA -β-CD), Mono-6-ácido maltobiônico-β-ciclodextrina (6-MA-βCD), Mono-6-ácido glicônico-β-ciclodextrina (6-GLU-β-CD) e Mono-6-ácido galacturônico-β-ciclodextrina (6-GAL-β-CD) (Viabilidade celular expressa como média ± DP, n=9).[0067] Figure 25 shows the cell viability (%) in vitro by the MTT method, of HepG2 cells (48 h) [A] and Hek 293 cells (24 h) [B], incubated with Mono6-ethylenediamine-β- cyclodextrin (6-EDA-β-CD), Mono-6-lactobionic acid-β-cyclodextrin (6-LA -β-CD), Mono-6-maltobionic acid-β-cyclodextrin (6-MA-βCD), Mono-6 -gluconic acid-β-cyclodextrin (6-GLU-β-CD) and Mono-6-galacturonic acid-β-cyclodextrin (6-GAL-β-CD) (Cell viability expressed as mean ± SD, n=9).

[0068] A figura 26 mostra: [A] atividade hemolítica de β-ciclodextrina (β-CD), Mono-6-etilenodiamina-β-ciclodextrina (6-EDA-β-CD), Mono-6-ácido lactobiônico-β-ciclodextrina (6-LA -β-CD), Mono-6-ácido maltobiônico-βciclodextrina (6-MA-β-CD), Mono-6-ácido glicônico-β-ciclodextrina (6-GLU-βCD) e Mono-6-ácido galacturônico-β-ciclodextrina (6-GAL-β-CD) em glóbulos vermelhos humanos (HRBCs) a 37°C. Cada ponto representa a média ± DP. [B] Gráfico expandido até 5,2% de hemólise (Hemólise expressa como média ± DP, n=3).[0068] Figure 26 shows: [A] hemolytic activity of β-cyclodextrin (β-CD), Mono-6-ethylenediamine-β-cyclodextrin (6-EDA-β-CD), Mono-6-lactobionic acid-β -cyclodextrin (6-LA -β-CD), Mono-6-maltobionic acid-β-cyclodextrin (6-MA-β-CD), Mono-6-gluconic acid-β-cyclodextrin (6-GLU-βCD) and Mono- 6-galacturonic acid-β-cyclodextrin (6-GAL-β-CD) in human red blood cells (HRBCs) at 37°C. Each point represents the mean ± SD. [B] Expanded graph up to 5.2% hemolysis (Hemolysis expressed as mean ± SD, n=3).

Descrição Detalhada da InvençãoDetailed Description of the Invention

[0069] A presente invenção resolve os problemas do estado da técnica a partir de novos compostos derivados de ciclodextrina com a substituição em pelo menos uma hidroxila por um substituinte, em que o substituinte compreende R1 ligado a R2, sendo R1 um espaçador e R2 um hidroxiácido, poli-hidroxiácido ou ácido aldônico e sendo que R1 está ligado a ciclodextrina. Mais especificamente os compostos são derivados de β-ciclodextrina, em que o substituinte é composto por um grupo espaçador e um hidroxiácido, poli-hidroxiácido ou ácido aldônico, preferivelmente, poli-hidroxiácido selecionado do grupo que compreende ácido lactôbionico (LA), ácido maltobiônico (MA), ácido glicônico (GLU) ou ácido galacturônico (GAL).[0069] The present invention solves the problems of the state of the art from new compounds derived from cyclodextrin with the replacement of at least one hydroxyl by a substituent, in which the substituent comprises R1 linked to R2, with R1 being a spacer and R2 a hydroxy acid, polyhydroxy acid or aldonic acid and where R1 is linked to cyclodextrin. More specifically the compounds are β-cyclodextrin derivatives, wherein the substituent is composed of a spacer group and a hydroxy acid, polyhydroxy acid or aldonic acid, preferably polyhydroxy acid selected from the group comprising lactobionic acid (LA), maltobionic acid (MA), gluconic acid (GLU) or galacturonic acid (GAL).

[0070] Ciclodextrinas (CD) são polímeros cíclicos de oligossacarídeos, formados por unidades de glicose ligadas por ligação α-1,4. Existem moléculas de CD que ocorrem naturalmente como produtos de fermentação, como é o caso da α-CD, β-CD e γ-CD, estas se diferem pelo número de unidades de glicose constituintes da macromolécula, de 6, 7 e 8, respectivamente.[0070] Cyclodextrins (CD) are cyclic polymers of oligosaccharides, formed by glucose units linked by α-1,4 bond. There are CD molecules that occur naturally as fermentation products, as is the case of α-CD, β-CD and γ-CD, these differ by the number of glucose units that make up the macromolecule, 6, 7 and 8, respectively .

[0071] As CDs formam uma estrutura com superfície externa hidrofílica e uma cavidade central interna hidrofóbica, permitindo encapsular moléculas pouco hidrossolúveis desejadas dentro dessa cavidade central. Devido a essa propriedade, elas são amplamente utilizadas para alterar parâmetros físicoquímicos e cinéticos de uma diversidade de compostos por formação de complexos de inclusão, podendo ter aplicabilidades distintas, inclusive na indústria alimentícia, química, cosmética e farmacêutica.[0071] The CDs form a structure with a hydrophilic outer surface and a hydrophobic inner central cavity, allowing to encapsulate desired poorly water-soluble molecules within this central cavity. Due to this property, they are widely used to change physicochemical and kinetic parameters of a variety of compounds by forming inclusion complexes, and may have different applicability, including in the food, chemical, cosmetic and pharmaceutical industries.

[0072] Na indústria química e alimentícia, por exemplo, as ciclodextrinas são usadas para proteger componentes químicos ou alimentícios lipofílicos contra a oxidação ou degradação; melhorar a solubilidade em água de substâncias tais como vitaminas lipossolúveis, corantes. Também podem ser usadas para o mascaramento de substâncias de odor e/ou sabor desagradáveis; melhorar a estabilização física e química de óleos voláteis.[0072] In the chemical and food industry, for example, cyclodextrins are used to protect lipophilic chemical or food components against oxidation or degradation; improve the water solubility of substances such as fat-soluble vitamins, dyes. They can also be used for masking substances with an unpleasant odor and/or taste; improve the physical and chemical stabilization of volatile oils.

[0073] Paralelamente, na indústria farmacêutica, as ciclodextrinas são utilizadas para melhorar a hidrossolubilidade aparente de fármacos lipofílicos, tornando possível preparar soluções aquosas desses fármacos, para a via oral, parenteral, ocular ou outra. Proteção de moléculas ativas ou de adjuvantes farmacêuticos frente à degradação térmica, fotodegradação, arranjos moleculares por enzimas, entre outros. Moléculas ou grupos funcionais que tem odores ou sabores indesejáveis podem ser ocultados dos receptores sensoriais encapsulando-os dentro da cavidade da CD. As propriedades das CDs estão sendo exploradas para sistema carreador de fármacos.[0073] At the same time, in the pharmaceutical industry, cyclodextrins are used to improve the apparent water solubility of lipophilic drugs, making it possible to prepare aqueous solutions of these drugs, for oral, parenteral, ocular or other routes. Protection of active molecules or pharmaceutical adjuvants against thermal degradation, photodegradation, molecular arrangements by enzymes, among others. Molecules or functional groups that have undesirable odors or flavors can be hidden from sensory receptors by encapsulating them within the DC cavity. The properties of CDs are being explored for drug delivery systems.

[0074] Adicionalmente, na área farmacêutica, há um interesse em funcionalizar as CDs para se alcançar um sistema carreador vetorizado, em que é possível ligar moléculas na superfície externa das CDs com afinidade por receptores abundantemente expressos em determinado sítio específico, diminuindo dosagem e efeitos adversos de tratamentos com fármacos incluídos por complexação no interior da cavidade. Ainda, há possibilidade de aplicação das CDs em métodos diagnósticos, em que estas podem carrear compostos fluorescentes que auxiliam no diagnóstico por imagem.[0074] Additionally, in the pharmaceutical area, there is an interest in functionalizing the DCs to achieve a vectorized carrier system, in which it is possible to bind molecules on the external surface of the DCs with affinity for receptors abundantly expressed in a certain specific site, reducing dosage and effects adverse effects of treatments with drugs included by complexation inside the cavity. Still, there is the possibility of applying DCs in diagnostic methods, in which they can carry fluorescent compounds that help in diagnostic imaging.

[0075] Desse modo, os receptores asialoglicloproteínas (ASGP-R) são expressos primariamente na superfície sinusoidal dos hepatócitos, o papel principal destes receptores é ligar-se e internalizar moléculas de glicoproteína com resíduo terminal que contém galactose ou N-acetilgalactosamina. Algumas doenças hepáticas podem causar aumento de expressão de ASGP-R, destacando-se, o carcinoma hepatocelular (HCC), hepatite C e hepatite B. Na literatura há relatos de diversos sistemas de vetorização utilizando o ácido lactobiônico, que possui afinidade por ASGP-R.[0075] Thus, asialoglycloprotein receptors (ASGP-R) are expressed primarily on the sinusoidal surface of hepatocytes, the main role of these receptors is to bind and internalize glycoprotein molecules with terminal residue containing galactose or N-acetylgalactosamine. Some liver diseases can cause increased expression of ASGP-R, especially hepatocellular carcinoma (HCC), hepatitis C and hepatitis B. There are reports in the literature of several vectoring systems using lactobionic acid, which has affinity for ASGP- R.

[0076] Apesar das CDs serem hidrofílicas em sua superfície, elas possuem solubilidade em água limitada, principalmente a β-CD. Sendo um problema no desenvolvimento de soluções aquosas contendo este oligômero. Nesse sentido, existem esforços para aumentar a hidrossolubilidade da β-CD, em que derivados são desenvolvidos. Dentre os derivados já existentes para utilização em formulações estão hidroxi-propil-beta-ciclodextrina (HPβCD), sulfobutileter-betaciclodextrina sal de sódio (SBEβCD) e randomicamente metilada-betaciclodextrina βCD (RMβCD). Entretanto, as opções atuais são escassas e de alto custo.[0076] Although CDs are hydrophilic on their surface, they have limited solubility in water, particularly β-CD. Being a problem in the development of aqueous solutions containing this oligomer. In this sense, there are efforts to increase the water solubility of β-CD, in which derivatives are developed. Among the existing derivatives for use in formulations are hydroxy-propyl-beta-cyclodextrin (HPβCD), sulfobutylether-betacyclodextrin sodium salt (SBEβCD) and randomly methylated-betacyclodextrin βCD (RMβCD). However, current options are scarce and expensive.

[0077] Um primeiro objeto da presente invenção compreende compostos derivados de ciclodextrina com a substituição em pelo menos uma hidroxila por um substituinte, em que o substituinte compreende R1 ligado a R2, sendo R1 um espaçador e R2 um hidroxiácido, poli-hidroxiácido ou ácido aldônico e sendo que R1 está ligado a ciclodextrina.[0077] A first object of the present invention comprises compounds derived from cyclodextrin with substitution of at least one hydroxyl by a substituent, in which the substituent comprises R1 linked to R2, R1 being a spacer and R2 a hydroxy acid, polyhydroxy acid or acid aldonic and where R1 is linked to cyclodextrin.

[0078] Em uma concretização, a ciclodextrina pode ser selecionada do grupo que compreende α-CD, β-CD ou γ-CD.[0078] In one embodiment, the cyclodextrin may be selected from the group comprising α-CD, β-CD or γ-CD.

[0079] Em uma concretização, a ciclodextrina é a β-CD.[0079] In one embodiment, the cyclodextrin is β-CD.

[0080] Em uma concretização a ciclodextrina é monosubstituída.[0080] In one embodiment the cyclodextrin is monosubstituted.

[0081] Em uma concretização, o composto derivado de CD tem a estrutura geral

Figure img0001
[0081] In one embodiment, the CD-derived compound has the general structure
Figure img0001

[0082] Em uma concretização o espaçador R1 é uma diamina primária de cadeia carbônica, saturada ou insaturada, linear ou ramificada, podendo ter entre C2 a C6, que contém o grupo amina em pelo menos duas terminações de cadeia.[0082] In one embodiment, the R1 spacer is a primary carbon chain diamine, saturated or unsaturated, linear or branched, which may have between C2 and C6, which contains the amine group in at least two chain ends.

[0083] Em uma concretização o espaçador R1 é uma diamina primária ligada à ciclodextrina por um dos grupos -NH2.[0083] In one embodiment the R1 spacer is a primary diamine linked to the cyclodextrin by one of the -NH2 groups.

[0084] Em uma concretização o espaçador R1 é selecionado do grupo que compreende propano-1,3-diamina, butano-1,4-diamina, pentano-1,5-diamina e etilenodiamina.[0084] In one embodiment the spacer R1 is selected from the group comprising propane-1,3-diamine, butane-1,4-diamine, pentane-1,5-diamine and ethylenediamine.

[0085] Em uma concretização o espaçador R1 é etilenodiamina.[0085] In one embodiment the spacer R1 is ethylenediamine.

[0086] Em uma concretização, R2 é selecionado do grupo que compreende ácido glicólico, ácido xilônico, ácido retinóico, ácido lactôbionico (LA), ácido maltobiônico (MA), ácido glicônico (GLU) e ácido galacturônico (GAL).[0086] In one embodiment, R2 is selected from the group comprising glycolic acid, xylonic acid, retinoic acid, lactobionic acid (LA), maltobionic acid (MA), gluconic acid (GLU) and galacturonic acid (GAL).

[0087] Em uma concretização, R2 é preferencialmente selecionado de polihidroxiácidos, que são ácidos carboxílicos que possuem uma cadeia carbônica de pelo menos 6 carbonos, preferencialmente mais que C2, mais preferencialmente entre C2 a C6 saturada ou insaturada, ramificada ou linear, podendo conter grupos cíclicos ou heterocíclicos, compreendendo ao menos 2 grupos –OH.[0087] In one embodiment, R2 is preferably selected from polyhydroxy acids, which are carboxylic acids that have a carbon chain of at least 6 carbons, preferably more than C2, more preferably from C2 to C6 saturated or unsaturated, branched or linear, and may contain cyclic or heterocyclic groups, comprising at least 2 –OH groups.

[0088] Em uma concretização, R2 é preferencialmente um poli-hidroxiácido selecionado do grupo que compreende ácido lactôbionico (LA), maltobiônico (MA), glicônico (GLU) e galacturônico (GAL).[0088] In one embodiment, R2 is preferably a polyhydroxy acid selected from the group comprising lactobionic (LA), maltobionic (MA), gluconic (GLU) and galacturonic (GAL) acid.

[0089] Em uma concretização, a β-CD-LA apresenta afinidade pelos receptores asialoglicoproteínas (ASGP-R) e apresenta potencial para ser utilizada como transportador vetorizado de moléculas bioativas ou moléculas marcadoras para células hepáticas.[0089] In one embodiment, β-CD-LA has affinity for asialoglycoprotein receptors (ASGP-R) and has the potential to be used as a vectorized carrier of bioactive molecules or marker molecules for liver cells.

[0090] Em uma concretização, a molécula bioativa pode ser selecionada entre doxorrubicina, lamivudina, zidovudina, sorafenibe.[0090] In one embodiment, the bioactive molecule can be selected from doxorubicin, lamivudine, zidovudine, sorafenib.

[0091] Em uma concretização, a molécula marcadora apresenta fluorescência e é preferivelmente selecionada de fluoresceína isotiocianato.[0091] In one embodiment, the marker molecule fluoresces and is preferably selected from fluorescein isothiocyanate.

[0092] Em um segundo objeto, a presente invenção compreende a composição compreendendo os compostos derivados de ciclodextrina com a substituição em pelo menos uma hidroxila por um substituinte, em que o substituinte compreende R1 ligado a R2, sendo R1 um espaçador e R2 um hidroxiácido, poli-hidroxiácido ou ácido aldônico e sendo que R1 está ligado a ciclodextrina.[0092] In a second object, the present invention comprises the composition comprising the compounds derived from cyclodextrin with the substitution of at least one hydroxyl by a substituent, in which the substituent comprises R1 linked to R2, R1 being a spacer and R2 a hydroxy acid , polyhydroxy acid or aldonic acid and where R1 is linked to cyclodextrin.

[0093] Em uma concretização a composição é uma composição farmacêutica, cosmética ou alimentícia.[0093] In one embodiment the composition is a pharmaceutical, cosmetic or food composition.

[0094] Em uma concretização a composição é uma composição farmacêutica compreendendo uma molécula bioativa ou molécula marcadora; em que a proporção molar entre a molécula bioativa ou molécula marcadora:derivado de ciclodextrina varia de 1:2 a 2:1, podendo ser também 1:1.[0094] In one embodiment the composition is a pharmaceutical composition comprising a bioactive molecule or marker molecule; wherein the molar ratio between bioactive molecule or marker molecule:cyclodextrin derivative ranges from 1:2 to 2:1, and may also be 1:1.

[0095] Em uma concretização a molécula bioativa da composição farmacêutica pode ser selecionada do grupo que compreende doxorrubicina, lamivudina, zidovudina e sorafenibe.[0095] In one embodiment the bioactive molecule of the pharmaceutical composition can be selected from the group comprising doxorubicin, lamivudine, zidovudine and sorafenib.

[0096] Em uma concretização a molécula marcadora da composição farmacêutica apresenta fluorescência e é preferivelmente selecionada de fluoresceína isotiocianato.[0096] In one embodiment, the marker molecule of the pharmaceutical composition fluoresces and is preferably selected from fluorescein isothiocyanate.

[0097] Em uma concretização a composição é uma composição farmacêutica aquosa, semissólida ou sólida.[0097] In one embodiment the composition is an aqueous, semi-solid or solid pharmaceutical composition.

[0098] Em uma concretização a composição é uma composição farmacêutica administrada por vias que compreendem a oral, cutânea, nasal, pulmonar, ocular e/ou parenteral.[0098] In one embodiment the composition is a pharmaceutical composition administered by routes comprising oral, cutaneous, nasal, pulmonary, ocular and/or parenteral.

[0099] Em um terceiro objeto, a presente invenção compreende o processo de obtenção do composto, que compreende as seguintes etapas: i) obtenção de um composto intermediário β-ciclodextrina (β-CD) com pelo menos uma hidroxila substituída por um grupo abandonador; ii) substituição do grupo abandonador do composto intermediário de βciclodextrina obtido pela etapa i) pelo grupo espaçador; e iii) reação de grupo espaçador do composto obtido na etapa ii) com pelo menos um de hidroxiácido, poli-hidroxiácido ou ácido aldônico em meio reacional compreendendo mistura de solventes orgânicos.[0099] In a third object, the present invention comprises the process for obtaining the compound, which comprises the following steps: i) obtaining an intermediate compound β-cyclodextrin (β-CD) with at least one hydroxyl substituted by a leaving group ; ii) replacement of the leaving group of the intermediate compound of βcyclodextrin obtained by step i) by the spacer group; and iii) reacting the spacer group of the compound obtained in step ii) with at least one of hydroxy acid, polyhydroxy acid or aldonic acid in a reaction medium comprising a mixture of organic solvents.

[0100] Em uma concretização a presente invenção compreende o processo de obtenção do composto, que compreende as seguintes etapas: i) tosilação de pelo menos uma hidroxila da ciclodextrina para obtenção do composto intermediário; ii) substituição do grupo tosila do composto intermediário de βciclodextrina obtido pela etapa i) pelo grupo espaçador; e iii) reação de grupo espaçador do composto obtido na etapa ii) com pelo menos um de hidroxiácido, poli-hidroxiácido ou ácido aldônico em meio reacional compreendendo mistura de solventes orgânicos.[0100] In one embodiment, the present invention comprises the process for obtaining the compound, which comprises the following steps: i) tosylation of at least one hydroxyl of the cyclodextrin to obtain the intermediate compound; ii) replacement of the tosyl group of the βcyclodextrin intermediate compound obtained by step i) with the spacer group; and iii) reacting the spacer group of the compound obtained in step ii) with at least one of hydroxy acid, polyhydroxy acid or aldonic acid in a reaction medium comprising a mixture of organic solvents.

[0101] Em uma concretização a etapa i) tosilação ocorre prioritariamente, mas não somente, na hidroxila C6 da β-ciclodextrina (β-CD) para obtenção do composto intermediário.[0101] In one embodiment, step i) tosylation occurs primarily, but not only, in the C6 hydroxyl of β-cyclodextrin (β-CD) to obtain the intermediate compound.

[0102] Em uma concretização do processo o grupo espaçador da etapa ii) é uma diamina primária selecionada do grupo que compreende propano-1,3-diamina, butano-1,4-diamina, pentano-1,5-diamina e etilenodiamina.[0102] In one embodiment of the process, the spacer group of step ii) is a primary diamine selected from the group comprising propane-1,3-diamine, butane-1,4-diamine, pentane-1,5-diamine and ethylenediamine.

[0103] Em uma concretização, a diamina primária é etilenodiamina.[0103] In one embodiment, the primary diamine is ethylenediamine.

[0104] Em uma concretização, a etapa iii) ocorre com hidroxiácido, polihidroxiácido ou ácido aldônico selecionados do grupo que compreende ácido glicólico, ácido xilônico, ácido retinóico, ácido lactôbionico (LA), ácido maltobiônico (MA), ácido glicônico (GLU) e ácido galacturônico (GAL).[0104] In one embodiment, step iii) occurs with hydroxy acid, polyhydroxy acid or aldonic acid selected from the group comprising glycolic acid, xylonic acid, retinoic acid, lactobionic acid (LA), maltobionic acid (MA), gluconic acid (GLU) and galacturonic acid (GAL).

[0105] Em uma concretização, a etapa iii) ocorre com poli-hidroxiácido selecionado do grupo que compreende ácido lactobiônico (LA), ácido maltobiônico (MA), ácido glicônico (GLU) e ácido galacturônico (GAL).[0105] In one embodiment, step iii) occurs with polyhydroxy acid selected from the group comprising lactobionic acid (LA), maltobionic acid (MA), gluconic acid (GLU) and galacturonic acid (GAL).

[0106] Em uma concretização do processo, este compreende a etapa adicional iv) de precipitação do composto obtido na etapa iii) por adição de solvente orgânico.[0106] In one embodiment of the process, this comprises the additional step iv) of precipitating the compound obtained in step iii) by adding an organic solvent.

[0107] Em uma concretização do processo, a mistura de solventes orgânicos da etapa iii) compreende N,N’- diciclohexilcarbodiimida (DCC) e dimetilformamida (DMF).[0107] In one embodiment of the process, the mixture of organic solvents from step iii) comprises N,N'-dicyclohexylcarbodiimide (DCC) and dimethylformamide (DMF).

[0108] Em um quarto objeto, a presente invenção compreende o uso do composto derivado de ciclodextrina na preparação de composições cosméticas, farmacêuticas, químicas ou produtos alimentícios.[0108] In a fourth object, the present invention comprises the use of the compound derived from cyclodextrin in the preparation of cosmetic, pharmaceutical, chemical compositions or food products.

[0109] Em um quinto objeto, o composto é usado para preparar um medicamento em que o composto é um carreador para moléculas bioativas.[0109] In a fifth object, the compound is used to prepare a drug in which the compound is a carrier for bioactive molecules.

[0110] Para maior clareza dos termos, “ciclodextrina (CD) natural” é entendida no presente pedido de patente como equivalente ao termo “ciclodextrina (CD) não substituída” isto é, polímeros cíclicos de oligossacarídeos, formados por unidades de glicose ligadas por ligação α-1,4, obtidos por fermentação enzimática do amido.[0110] For clarity of terms, "natural cyclodextrin (CD)" is understood in the present patent application as equivalent to the term "unsubstituted cyclodextrin (CD)", that is, cyclic polymers of oligosaccharides, formed by glucose units linked by α-1,4 binding, obtained by enzymatic fermentation of starch.

[0111] Poli-hidroxiácidos são entendidos na presente invenção como ácidos carboxílicos que possuem uma cadeia carbônica de pelo menos 6 carbonos, saturada ou insaturada, ramificada ou linear, podendo conter partes cíclicas ou heterocíclicas, compreendendo ao menos 2 grupos -OH, os poli-hidroxiácidos podem ser ácidos carboxílicos de mono ou dissacarídeos.[0111] Polyhydroxy acids are understood in the present invention as carboxylic acids that have a carbon chain of at least 6 carbons, saturated or unsaturated, branched or linear, and may contain cyclic or heterocyclic parts, comprising at least 2 -OH groups, the poly -hydroxy acids can be mono- or disaccharide carboxylic acids.

[0112] Um dos problemas da aplicação da β-CD natural, que é formada em maior abundância na fermentação do amido, a de menor custo e de tamanho de cavidade adequada à inclusão de inúmeras moléculas bioativas, é que esta não pode ser utilizada por via parenteral, devido à incompatibilidade com células sanguíneas, causando hemólise e também devido a sua nefrotoxicidade. Os derivados de ciclodextrina aqui descrito possibilitam utilização por via parenteral, pois solucionam estas limitações toxicológicas. Apresentando-se mais tolerante com melhor perfil toxicológico.[0112] One of the problems with the application of natural β-CD, which is formed in greater abundance in the fermentation of starch, the lowest cost and suitable cavity size for the inclusion of numerous bioactive molecules, is that it cannot be used by parenterally, due to incompatibility with blood cells, causing hemolysis and also due to its nephrotoxicity. The cyclodextrin derivatives described here allow parenteral use, as they solve these toxicological limitations. Showing up more tolerant with better toxicological profile.

[0113] Além desta característica, os derivados de CD da presente invenção apresentam melhor perfil de solubilidade em água quando comparados com a CD não substituída, similar aos poucos derivados hidrofílicos existentes no mercado.[0113] In addition to this feature, the CD derivatives of the present invention have a better water solubility profile when compared to unsubstituted CD, similar to the few hydrophilic derivatives on the market.

[0114] Os novos derivados são diferentes estruturalmente em relação aos existentes no mercado, que são poucos e de alto custo, devido ao domínio do mercado por poucas empresas. Os novos derivados podem constituir uma alternativa, aumentando a variedade de derivados de CD para uso em composições aquosas, como por exemplo, composições aquosas para administração por via oral, cutânea, nasal, ocular, parenteral, dentre outras.[0114] The new derivatives are structurally different from those on the market, which are few and expensive, due to market dominance by a few companies. The new derivatives may constitute an alternative, increasing the variety of CD derivatives for use in aqueous compositions, such as, for example, aqueous compositions for oral, cutaneous, nasal, ocular, parenteral administration, among others.

[0115] Considerando a vetorização de fármacos, há uma vantagem de possibilidade de diminuição da dosagem e efeitos adversos causados pelo tratamento devido ao direcionamento ao sítio de atuação, em que ocorre um maior acumulo de fármaco no tecido alvo e consequente menor distribuição para outros tecidos. Também existem outras potencialidades para os derivados aqui sintetizados, como formação de sistemas nanoestruturados. Ainda pode ser utilizado para o diagnóstico de doenças hepáticas pela complexação do derivado de β-CD-LA com compostos marcadores que apresentam fluorescência.[0115] Considering the vectorization of drugs, there is an advantage of the possibility of decreasing the dosage and adverse effects caused by the treatment due to targeting the site of action, in which there is a greater accumulation of drug in the target tissue and consequent less distribution to other tissues . There are also other potentialities for the derivatives synthesized here, such as the formation of nanostructured systems. It can also be used for the diagnosis of liver diseases by complexing the β-CD-LA derivative with marker compounds that show fluorescence.

[0116] Sendo assim, a presente invenção refere-se à obtenção de derivados de ciclodextrina substituídos, em que a substituição compreende pelo menos um entre hidroxiácido, poli-hidroxiácido ou ácido aldônico, podendo ser selecionado do grupo que compreende ácido glicólico, ácido xilônico, ácido retinóico, ácido lactobiônico (LA), ácido maltobiônico (MA), ácido glicônico (GLU) e ácido galacturônico (GAL), preferivelmente a substituição compreende um polihidroxiácido selecionado entre ácido lactobiônico (LA), maltobiônico (MA), glicônico (GLU) e galacturônico (GAL). O objetivo é a obtenção de derivados que apresentem maior hidrossolubilidade e compatibilidade com células sanguíneas, quando comparada a ciclodextrina natural. Ainda, o derivado de CD-LA, por apresentar afinidade pelos receptores asilaoglicoproteínas (ASGP-R), apresenta potencial para ser utilizado como transportador vetorizado de moléculas bioativas ou marcadoras para células hepáticas.[0116] Therefore, the present invention refers to obtaining substituted cyclodextrin derivatives, in which the substitution comprises at least one of hydroxy acid, polyhydroxy acid or aldonic acid, which may be selected from the group comprising glycolic acid, xylonic acid , retinoic acid, lactobionic acid (LA), maltobionic acid (MA), gluconic acid (GLU) and galacturonic acid (GAL), preferably the replacement comprises a polyhydroxy acid selected from lactobionic acid (LA), maltobionic acid (MA), gluconic acid (GLU ) and galacturonic (GAL). The objective is to obtain derivatives that present greater water solubility and compatibility with blood cells, when compared to natural cyclodextrin. Furthermore, the CD-LA derivative, due to its affinity for asyloglycoprotein receptors (ASGP-R), has the potential to be used as a vectorized carrier of bioactive molecules or markers for liver cells.

EXEMPLOSEXAMPLES

[0117] Os exemplos aqui mostrados têm o intuito somente de exemplificar uma das inúmeras maneiras de se realizar a invenção, contudo sem limitar, o escopo da mesma.[0117] The examples shown here are intended only to exemplify one of the many ways to carry out the invention, but without limiting its scope.

Síntese dos derivados β-ciclodextrina-poli-hidroxiácidoSynthesis of β-cyclodextrin-polyhydroxyacid derivatives Síntese de 6-O-toluenossulfonil-β-ciclodextrina (6-Ts-β-CD)Synthesis of 6-O-toluenesulfonyl-β-cyclodextrin (6-Ts-β-CD)

[0118] Para a síntese de 6-Ts-β-CD utilizou-se o método descrito por Byun e coautores (BYUN; ZHONG; BITTMAN, 2000), com modificações. A tosilação de hidroxila do C6 da β-Ciclodextrina (β-CD) é uma reação para a formação um intermediário mais reativo, a partir deste composto, diversos derivados podem ser obtidos (ŘEZANKA, 2019; SZEJTLI, 1998). A tosilação consiste na monossubstituição do grupo hidroxila do C6 pela adição de um grupo abandonador, o 1-(p-Toluenossulfonil) imidazol.[0118] For the synthesis of 6-Ts-β-CD, the method described by Byun and coauthors (BYUN; ZHONG; BITTMAN, 2000) was used, with modifications. The tosylation of C6 hydroxyl of β-Cyclodextrin (β-CD) is a reaction for the formation of a more reactive intermediate, from this compound, several derivatives can be obtained (ŘEZANKA, 2019; SZEJTLI, 1998). Tosylation consists of monosubstitution of the C6 hydroxyl group by the addition of a leaving group, 1-(p-Toluenesulfonyl)imidazole.

[0119] Inicialmente o 1-(p-Toluenossulfonil) imidazol (p-TsIm) foi sintetizado (Reação 1 [A] ) conforme descrito por Byun e coautores (BYUN; ZHONG; BITTMAN, 2000), com algumas modificações. Imidazol (10 g, 146,89 mmol) e diclorometano seco (38 mL) foram mantidos em atmosfera de N2 e em banho de gelo. Em seguida, uma solução de cloreto de p-toluenossulfonil (12,30 g, 64,51 mmol) em diclorometano seco (38 mL) foi adicionada gota a gota. A mistura resultante foi aquecida à temperatura ambiente e após 2h a reação foi filtrada e lavada com acetato de etila: hexano (80 mL, 1:1). O filtrado foi concentrado (cerca de 70% do volume) sob pressão reduzida. O produto foi precipitado com acetato de etila e lavado com hexano. A suspensão resultante foi filtrada e o produto, 1- (p-toluenossulfonil) imidazol, foi liofilizado (BYUN; ZHONG; BITTMAN, 2000). Para a síntese de 6-Ts-β-CD (reação 1B), β-CD (12,97 g, 11,42 mmol) e água (290 mL) foram aquecidos até a solubilização (60°C). Em seguida a solução foi resfriada à temperatura ambiente, 1-(p-toluenossulfonil) imidazol foi adicionado (10,15 g, 45,66 mmol) e então a agitação foi mantida por 2 h. Em seguida adicionou-se hidróxido de sódio (5,83 g, 145,70 mmol/16 mL de água) gota a gota. Após 10 min, o precipitado (1-(p-toluenossulfonil) imidazol) que não reagiu foi separado por filtração. Para terminar a reação, cloreto de amônio (15,62 g, 291,01 mmol) foi adicionado à solução. A solução foi concentrada borbulhando ar comprimido. A suspensão resultante foi filtrada e o sólido lavado duas vezes com água gelada (33 mL) e duas vezes com acetona (65 mL). O precipitado final foi liofilizado (BYUN; ZHONG; BITTMAN, 2000). A Reação 1 [B] mostra a rota sintética para a obtenção de 6-Ts-β-CD.

Figure img0002
[0119] Initially, 1-(p-Toluenesulfonyl) imidazole (p-TsIm) was synthesized (Reaction 1 [A] ) as described by Byun and coauthors (BYUN; ZHONG; BITTMAN, 2000), with some modifications. Imidazole (10 g, 146.89 mmol) and dry dichloromethane (38 mL) were kept under N 2 and in an ice bath. Then a solution of p-toluenesulfonyl chloride (12.30 g, 64.51 mmol) in dry dichloromethane (38 mL) was added dropwise. The resulting mixture was warmed to room temperature and after 2h the reaction was filtered and washed with ethyl acetate: hexane (80 mL, 1:1). The filtrate was concentrated (about 70% by volume) under reduced pressure. The product was precipitated with ethyl acetate and washed with hexane. The resulting suspension was filtered and the product, 1-(p-toluenesulfonyl)imidazole, was lyophilized (BYUN; ZHONG; BITTMAN, 2000). For the synthesis of 6-Ts-β-CD (reaction 1B), β-CD (12.97 g, 11.42 mmol) and water (290 mL) were heated until solubilization (60°C). Then the solution was cooled to room temperature, 1-(p-toluenesulfonyl)imidazole was added (10.15 g, 45.66 mmol) and then stirring was continued for 2 h. Then sodium hydroxide (5.83 g, 145.70 mmol/16 mL water) was added dropwise. After 10 min, the unreacted precipitate (1-(p-toluenesulfonyl)imidazole) was filtered off. To stop the reaction, ammonium chloride (15.62 g, 291.01 mmol) was added to the solution. The solution was concentrated by blowing in compressed air. The resulting suspension was filtered and the solid washed twice with ice water (33ml) and twice with acetone (65ml). The final precipitate was lyophilized (BYUN; ZHONG; BITTMAN, 2000). Reaction 1 [B] shows the synthetic route to obtain 6-Ts-β-CD.
Figure img0002

[0120] O 1 (p-toluenossulfonil) imidazol sintetizado foi caracterizado por CG-MS (Figura 1). O espectro de CG-MS de 1-(p-Toluenossulfonil) imidazol (Figura 1) mostra um pico em 27,276 min correspondente a m/z de 222,1.[0120] The synthesized 1 (p-toluenesulfonyl) imidazole was characterized by GC-MS (Figure 1). The GC-MS spectrum of 1-(p-Toluenesulfonyl)imidazole (Figure 1) shows a peak at 27.276 min corresponding to m/z of 222.1.

[0121] O espectro de 1H RMN (300 MHz, DMSO-d6) de 6-Ts-β-CD apresenta sinais em δ (ppm) 7.75 (d, J = 8.2 Hz, 2H, H 8), 7.43 (d, J = 8.1 Hz, 2H, H 9), 5.87 – 5.62 (m, 14H, OH 2 e OH 3), 4.84 (s, 5H, H 1), 4.77 (d, J = 3.0 Hz, 2H, H 1*), 4.56 – 4.42 (m, OH 6), 4.41 – 4.27 (m, 2H, H 6*), 4.24 – 4.12 (m, 1H, H 5*), 3.72 – 3.44 (m, H 3, H 5 e H 6), 3.43 – 3.16 (m, H2 e H4 sobreposto com H2O), 2.43 (s, 3H, H 11) (Figura 2). O espectro 1H RMN de 6-Ts-β-CD difere da β-CD pela presença dos novos sinais em δ 7,75 e 7,43 correspondentes ao anel aromático e δ 2,43 do grupo metil, ambos do grupamento tosil. A confirmação da monossubstituição foi confirmada pelos valores das integrais, onde os sinais em δ 7,75 e 7,43 correspondem a dois H por dubleto e δ 2,43 corresponde a três H. Os valores integrais H1 e H1* correspondem a sete H, confirmando a relação de um grupo tosil por ciclodextrina.[0121] The 1H NMR spectrum (300 MHz, DMSO-d6) of 6-Ts-β-CD shows signals at δ (ppm) 7.75 (d, J = 8.2 Hz, 2H, H 8), 7.43 (d, J = 8.1 Hz, 2H, H 9), 5.87 – 5.62 (m, 14H, OH 2 and OH 3), 4.84 (s, 5H, H 1), 4.77 (d, J = 3.0 Hz, 2H, H 1* ), 4.56 – 4.42 (m, OH 6), 4.41 – 4.27 (m, 2H, H 6*), 4.24 – 4.12 (m, 1H, H 5*), 3.72 – 3.44 (m, H 3, H 5 and H 6), 3.43 – 3.16 (m, H2 and H4 overlapped with H2O), 2.43 (s, 3H, H 11) (Figure 2). The 1H NMR spectrum of 6-Ts-β-CD differs from β-CD by the presence of new signals at δ 7.75 and 7.43 corresponding to the aromatic ring and δ 2.43 of the methyl group, both of the tosyl group. The confirmation of monosubstitution was confirmed by the values of the integrals, where the signs in δ 7.75 and 7.43 correspond to two H per doublet and δ 2.43 corresponds to three H. The integral values H1 and H1* correspond to seven H , confirming the relationship of a tosyl group per cyclodextrin.

[0122] No espectro de massas (HRMS-ESI-QTOF) do produto 6-Ts-β-CD (Figura 3 [B] ) foram identificados dois sinais característicos. O pico mais intenso, com m/z de 667,1785 [M+Na] +2 (erro experimental 0 ppm), foi identificado como 6-Ts-β-CD (C49H76O37S, 1288,38 g mol-1) e o sinal com m/z de 590,1752 (erro experimental 1,86 ppm) referente a β-CD (C42H70O35, 1134,37 g mol-1). A amostra também foi analisada por HPLC-HRMS, onde a β-CD foi quantificada em 5,8% e 6-Ts-β-CD em 94,2% (Figura 4). Na análise de fragmentação por infusão direta (MS/MS,100 eV) foi observada a perda de seis unidades de 162 Da, correspondentes à quebra da ligação glicosídica entre as unidades de glicose. O fragmento de menor m/z detectado (m/z 325,1150) é correspondente a uma unidade de glicose ligada ao grupo tosil (Figura 3 [C] ).[0122] In the mass spectrum (HRMS-ESI-QTOF) of the 6-Ts-β-CD product (Figure 3 [B] ) two characteristic signals were identified. The most intense peak, with m/z of 667.1785 [M+Na] +2 (experimental error 0 ppm), was identified as 6-Ts-β-CD (C49H76O37S, 1288.38 g mol-1) and the signal with m/z of 590.1752 (experimental error 1.86 ppm) referring to β-CD (C42H70O35, 1134.37 g mol-1). The sample was also analyzed by HPLC-HRMS, where β-CD was quantified in 5.8% and 6-Ts-β-CD in 94.2% (Figure 4). In the analysis of fragmentation by direct infusion (MS/MS, 100 eV), a loss of six units of 162 Da was observed, corresponding to the breaking of the glycosidic bond between the glucose units. The fragment with the smallest m/z detected (m/z 325.1150) corresponds to a glucose unit linked to the tosyl group (Figure 3 [C] ).

Síntese de mono-6-etilenodiamina-β-ciclodextrina (6-EDA-β-CD)Synthesis of mono-6-ethylenediamine-β-cyclodextrin (6-EDA-β-CD)

[0123] A adição de um espaçador contendo grupos NH2 entre β-CD e ácido lactobiônico é essencial para a obtenção de uma ligação amida. A ligação direta entre a hidroxila da β-CD e o ácido carboxílico do ácido lactobiônico resultaria na formação de um éster. Este grupo é muito mais suscetível à hidrólise, resultando em menor estabilidade do derivado ácido lactobiônico-β-CD.[0123] The addition of a spacer containing NH2 groups between β-CD and lactobionic acid is essential for obtaining an amide bond. Direct bonding between the β-CD hydroxyl and the carboxylic acid of lactobionic acid would result in the formation of an ester. This group is much more susceptible to hydrolysis, resulting in lower stability of the lactobionic acid-β-CD derivative.

[0124] Nesta etapa, o grupo tosil pode ser facilmente substituído pela amina primária etilenodiamina (-NH2) (PUGLISI et al., 2014). O 6-EDA-β-CD foi sintetizado a partir da reação do 6-Ts-β-CD e excesso de etilenodiamina (Reação 2). 6-Ts-β-CD (4 g, 3,10 mmol) e etilenodiamina (20 mL, 299 mmol) foram aquecidos a 80°C por 6 h. Em seguida a solução foi resfriada à temperatura ambiente e parte da etilenodiamina que não reagiu foi removida por rota-evaporador. A esta solução foi adicionada água e então precipitada com acetona (repetido 4 vezes). A acetona residual foi removida por rota-evaporador e o precipitado foi liofilizado (LIU; FAN; GAO, 2003).

Figure img0003
[0124] In this step, the tosyl group can be easily replaced by the primary amine ethylenediamine (-NH2) (PUGLISI et al., 2014). 6-EDA-β-CD was synthesized from the reaction of 6-Ts-β-CD and excess ethylenediamine (Reaction 2). 6-Ts-β-CD (4 g, 3.10 mmol) and ethylenediamine (20 mL, 299 mmol) were heated at 80 °C for 6 h. Then the solution was cooled to room temperature and part of the unreacted ethylenediamine was removed by rotary evaporator. To this solution was added water and then precipitated with acetone (repeated 4 times). Residual acetone was removed by rotary evaporator and the precipitate was lyophilized (LIU; FAN; GAO, 2003).
Figure img0003

[0125] O espectro 1H RMN (300 MHz, DMSO-d6) de 6-EDA-β-CD (Figura 5) apresenta sinais em δ (ppm) 5.73 (m, 14H, OH 2 e OH 3), 4.88 – 4.77 (m, 7H, H 1 e H1*), 4.64 - 4.20 (m, OH 6), 3.74- 3.49 (m, H 3, H 5 e H 6), 3.43 - 3.20 (m, H2 e H4 sobreposto com H2O), 2.86 (d, J = 11.4 Hz, 1H, H6*) 2.79 – 2.65 (m, 2H, H6* e H8) 2.64 – 2.54 (m, 2H, H9). O espectro de 13C RMN (75 MHz, DMSOD6) (Figura 6) apresenta sinais em δ (ppm) 102.06 (C1), 83.37 (C4*), 81.71 (C4), 73.21 (C3), 72.52 (C2), 72.19 (C5), 70.48 (C5*), 60.09 (C6), 49.93 (C6*), 49.13 (C8). No espectro 1H RMN de 6-EDA-β-CD não foram detectados os sinais em δ (ppm) 7,75, 7,43 e 2,43 característicos do grupamento tosil. Ainda foram observados novos sinais, em δ 2,88-2,78, 2,77 - 2,55 e 2,54, correspondentes a H6 *, H7 + H6 * e H8, respectivamente. No espectro 13C RMN novos picos foram detectados em comparação com o espectro da β-CD. Os picos em 83,37, 70,48 e 49,93 ppm são correspondentes a C4*, 5* e 6* da unidade de glicose em que o grupo etilenodiamina está ligado. Ainda, o pico em δ 49,13 ppm é correspondente ao C ligado a NH (C8).[0125] The 1H NMR spectrum (300 MHz, DMSO-d6) of 6-EDA-β-CD (Figure 5) shows signals in δ (ppm) 5.73 (m, 14H, OH 2 and OH 3), 4.88 – 4.77 (m, 7H, H 1 and H1*), 4.64 - 4.20 (m, OH 6), 3.74 - 3.49 (m, H 3, H 5 and H 6), 3.43 - 3.20 (m, H2 and H4 overlaid with H2O ), 2.86 (d, J = 11.4 Hz, 1H, H6*) 2.79 – 2.65 (m, 2H, H6* and H8) 2.64 – 2.54 (m, 2H, H9). The 13C NMR spectrum (75 MHz, DMSOD6) (Figure 6) shows signals in δ (ppm) 102.06 (C1), 83.37 (C4*), 81.71 (C4), 73.21 (C3), 72.52 (C2), 72.19 ( C5), 70.48 (C5*), 60.09 (C6), 49.93 (C6*), 49.13 (C8). In the 1H NMR spectrum of 6-EDA-β-CD, the signals at δ (ppm) 7.75, 7.43 and 2.43 characteristic of the tosyl group were not detected. New signals were also observed, at δ 2.88-2.78, 2.77 - 2.55 and 2.54, corresponding to H6 *, H7 + H6 * and H8, respectively. In the 13C NMR spectrum, new peaks were detected in comparison with the β-CD spectrum. The peaks at 83.37, 70.48 and 49.93 ppm correspond to C4*, 5* and 6* of the glucose unit to which the ethylenediamine group is attached. Furthermore, the peak at δ 49.13 ppm corresponds to C bound to NH (C8).

[0126] No espectro de massas (HRMS-ESI-QTOF) de 6-EDA-β-CD (Figura 7 [B] ) observaram-se três sinais característicos. 6-EDA-β-CD (C44H76N2O34, 1176,43 g mol-1) foi identificado com m/z de 600,2127 [M+Na+H] +2 (erro experimental 0,83 ppm) e m/z de 1177,4265 [M+H] +1 (erro experimental -7,38 ppm) e a β-CD foi detectada com m/z de 590,1766 [M+2Na] +2 (erro experimental 4,23 ppm). A presença do material de partida, 6-Ts-β-CD não foi detectada. A βCD foi quantificada em 3,1% por HPLC-HRMS (Figura 8). No espectro de MS/MS (75 eV) observou-se o mesmo padrão de fragmentação de 6-Ts-β-CD e o fragmento com menor m/z foi identificado como uma unidade de glicose ligada à etilenodiamina (m/z de 205,1198) (Figura 7 [C] ).[0126] In the mass spectrum (HRMS-ESI-QTOF) of 6-EDA-β-CD (Figure 7 [B] ) three characteristic signals were observed. 6-EDA-β-CD (C44H76N2O34, 1176.43 g mol-1) was identified with m/z of 600.2127 [M+Na+H] +2 (experimental error 0.83 ppm) and m/z of 1177 .4265 [M+H] +1 (experimental error -7.38 ppm) and β-CD was detected with m/z of 590.1766 [M+2Na] +2 (experimental error 4.23 ppm). The presence of the starting material, 6-Ts-β-CD was not detected. βCD was quantified at 3.1% by HPLC-HRMS (Figure 8). In the MS/MS spectrum (75 eV) the same pattern of fragmentation of 6-Ts-β-CD was observed and the fragment with the lowest m/z was identified as a unit of glucose linked to ethylenediamine (m/z of 205 .1198) (Figure 7 [C] ).

Síntese de poli-hidroxiácidos -β-ciclodextrinaSynthesis of polyhydroxy acids -β-cyclodextrin

[0127] Nesta etapa foi realizada a reação do grupamento NH2 da 6-ETN-β-CD com o ácido carboxílico do poli-hidroxiácido. Ácido lactobiônico, maltobiônico, glicônico ou galacturônico (1,02 mmol) foi dissolvido em DMF (15 mL), sob atmosfera de N2. Em seguida, DCC (0,21 g, 1,02 mmol) em DMF (5 mL) foi adicionado à solução e após 15 min NHS (0,12 g, 1,02 mmol) em DMF (5 mL) também foi adicionado (1:1:1). A reação foi mantida a 30°C, sob agitação magnética, por 24h. Em seguida, o subproduto diciclohexilureia (DCU) foi removido por filtração.[0127] In this step, the reaction of the NH2 group of 6-ETN-β-CD with the carboxylic acid of the polyhydroxy acid was performed. Lactobionic, maltobionic, gluconic or galacturonic acid (1.02 mmol) was dissolved in DMF (15 mL) under N2 atmosphere. Then DCC (0.21 g, 1.02 mmol) in DMF (5 mL) was added to the solution and after 15 min NHS (0.12 g, 1.02 mmol) in DMF (5 mL) was also added (1:1:1). The reaction was maintained at 30°C, under magnetic stirring, for 24 hours. Then the by-product dicyclohexylurea (DCU) was removed by filtration.

[0128] O 6-EDA-β-CD (0,60 g, 0,51 mmol) e DMF (10 mL) foram adicionados a um balão de fundo redondo com duas aberturas e o filtrado resultante da etapa anterior foi adicionado gota a gota (1:2). A reação foi mantida a 30°C, com agitação magnética, sob atmosfera de N2 por 48h (Reação 3). Ao final o produto foi precipitado em acetona gelada. O sólido foi recolhido por filtração, dissolvido em água e, em seguida, precipitado novamente em acetona. O sólido resultante foi recolhido por filtração e lavado com acetona. O solvente residual foi removido por evaporador rotativo e o precipitado liofilizado. Os produtos obtidos foram ácido mono-6-lactobiônico-β-ciclodextrina (6-LA-β-CD), ácido mono-6- maltobiônico-β-ciclodextrina (6-MA-β-CD), ácido mono-6-glucônico -βciclodextrina (6-GLU-β-CD) ou ácido mono-6-galacturônico-β-ciclodextrina (6- GAL-β-CD) quando os ácidos lactobiônico, maltobiônico, glicônico ou galacturônico foram usados, respectivamente.

Figure img0004
[0128] 6-EDA-β-CD (0.60 g, 0.51 mmol) and DMF (10 mL) were added to a round bottom flask with two openings and the filtrate resulting from the previous step was added dropwise drop (1:2). The reaction was maintained at 30°C, with magnetic stirring, under N2 atmosphere for 48h (Reaction 3). Finally, the product was precipitated in ice-cold acetone. The solid was collected by filtration, dissolved in water and then precipitated again in acetone. The resulting solid was collected by filtration and washed with acetone. Residual solvent was removed by rotary evaporator and the precipitate lyophilized. The products obtained were mono-6-lactobionic acid-β-cyclodextrin (6-LA-β-CD), mono-6-maltobionic acid-β-cyclodextrin (6-MA-β-CD), mono-6-gluconic acid -βcyclodextrin (6-GLU-β-CD) or mono-6-galacturonic acid-β-cyclodextrin (6-GAL-β-CD) when lactobionic, maltobionic, gluconic or galacturonic acids were used, respectively.
Figure img0004

[0129] O espectro 1H RMN (300 MHz, DMSO-d6) de 6-LA-β-CD (Figura 9) apresenta sinais em δ (ppm) 7.66 (t, J = 5.9 Hz, 1H, H10), 5.84 - 5.67 (m, OH 2 e OH 3), 5.23 (1H, OH 12), 5.17 (s, 1H), 4.89 - 4.77 (m, 7H, H 1 e H 1*), 4.69 (1H), 4.57 - 4.42 (m, 6H, OH 6), 4.26 (d, J = 6.6 Hz, 1H, AL), 4.14 - 3.97 (m, 2H, AL), 3.73 - 3.47 (m, H 3, H 5 e H 6), 3.45- 3.22 (m, H2 e H4) sobreposto com H2O, 2.88-2.78 ( H6*), 2.77 - 2.55 (m, H6*, H7), 2.54 (s, H8). O espectro de 13C RMN (75 MHz, DMSO-d6) apresenta sinais em δ (ppm) 172.65 (C11), 104.74 (C17), 102.10 (C1), 83.10 (C4*), 81.68 (C4), 75.82 (C21), 73.21 (C3), 72.55 (C2), 72.18 (C5), 71.50 (C14), 71.26 (C15), 70.59 (C5*), 68.39 (C20), 62.43 (C16), 60.83 (C22), 60.09 (C6), 48.82 (C6* ou C8), 25.37 (Figura 10). No espectro de 1H RMN de 6-LA-β-CD observa-se o pico em δ (ppm) 7,66 da ligação amida entre o ácido lactobiônico e o 6-EDA-β-CD. Em 4,26 ppm o hidrogênio anomérico do ácido lactobiônico (H14). No espectro de 13C RMN o sinal em 172,65 ppm é identificado o C da ligação amida e em 102,39 ppm é atribuído ao carbono da ligação glicosídica entre as unidades de glicose.[0129] The 1H NMR spectrum (300 MHz, DMSO-d6) of 6-LA-β-CD (Figure 9) shows signals in δ (ppm) 7.66 (t, J = 5.9 Hz, 1H, H10), 5.84 - 5.67 (m, OH 2 and OH 3), 5.23 (1H, OH 12), 5.17 (s, 1H), 4.89 - 4.77 (m, 7H, H 1 and H 1*), 4.69 (1H), 4.57 - 4.42 (m, 6H, OH 6), 4.26 (d, J = 6.6 Hz, 1H, AL), 4.14 - 3.97 (m, 2H, AL), 3.73 - 3.47 (m, H 3, H 5 and H 6), 3.45-3.22 (m, H2 and H4) overlapped with H2O, 2.88-2.78 (H6*), 2.77 - 2.55 (m, H6*, H7), 2.54 (s, H8). The 13C NMR spectrum (75 MHz, DMSO-d6) shows signals in δ (ppm) 172.65 (C11), 104.74 (C17), 102.10 (C1), 83.10 (C4*), 81.68 (C4), 75.82 (C21) , 73.21 (C3), 72.55 (C2), 72.18 (C5), 71.50 (C14), 71.26 (C15), 70.59 (C5*), 68.39 (C20), 62.43 (C16), 60.83 (C22), 60.09 (C6) ), 48.82 (C6* or C8), 25.37 (Figure 10). In the 1H NMR spectrum of 6-LA-β-CD, the peak at δ (ppm) 7.66 of the amide bond between lactobionic acid and 6-EDA-β-CD is observed. At 4.26 ppm the anomeric hydrogen of lactobionic acid (H14). In the 13C NMR spectrum the signal at 172.65 ppm is identified as the C of the amide bond and at 102.39 ppm it is attributed to the carbon of the glycosidic bond between the glucose units.

[0130] No espectro de massas (HRMS-ESI-QTOF) do produto 6-LA-β-CD (Figura 11 [B] ) observa-se o pico majoritário com m/z de 770,2591 [M+H+Na/2] +2 (erro experimental -4,41 ppm) correspondente a 6-LA-β-CD (C56H96N2O45). Também foram identificados os picos correspondentes ao material de partida 6- EDA-β-CD com m/z de 600,2086 [M+Na+H] +2 (erro experimental -5,99 ppm), ácido lactobiônico com m/z de 381,0969 [M+Na] +1 (erro experimental -8,92 ppm) e β-CD com m/z de 590,1752 (erro experimental 1,86 ppm). No espectro de MS/MS (Figura 11 [C] ) foi observada a perda consecutiva de sete unidades de 162 Da correspondente à quebra da ligação glicosídica entre as unidades de glicose. O último pico m/z de 383,1625 corresponde ao ácido lactobiônico do grupo amina. Os resultados de HPLC-HRMS (Figura 12) indicaram o 6-LA-β-CD em porcentagem de 86,6%, 6-EDA-β-CD em 4,3%, β-CD em 4,0% e ácido lactobiônico em 5,1%.[0130] In the mass spectrum (HRMS-ESI-QTOF) of the product 6-LA-β-CD (Figure 11 [B] ) the major peak is observed with m/z of 770.2591 [M+H+Na /2] +2 (experimental error -4.41 ppm) corresponding to 6-LA-β-CD (C56H96N2O45). The peaks corresponding to the starting material 6-EDA-β-CD with m/z of 600.2086 [M+Na+H] +2 (experimental error -5.99 ppm), lactobionic acid with m/z were also identified. of 381.0969 [M+Na] +1 (experimental error -8.92 ppm) and β-CD with m/z of 590.1752 (experimental error 1.86 ppm). In the MS/MS spectrum (Figure 11 [C] ) a consecutive loss of seven units of 162 Da was observed, corresponding to the breaking of the glycosidic bond between the glucose units. The last m/z peak of 383.1625 corresponds to the amine group lactobionic acid. The HPLC-HRMS results (Figure 12) indicated 6-LA-β-CD in a percentage of 86.6%, 6-EDA-β-CD in 4.3%, β-CD in 4.0% and acid lactobionic in 5.1%.

Mono-6-ácido maltobiônico-β-ciclodextrina (6-MA-β-CD)Mono-6-Maltobionic acid-β-cyclodextrin (6-MA-β-CD)

[0131] O espectro 1H RMN (300 MHz, DMSO-d6) de 6-MA-β-CD (Figura 13) apresenta sinais em δ (ppm) 7.66 (t, J = 5.3 Hz, 1H, H10), 5.90 - 5.65 (OH 2 e OH 3), 5.58 (1H), 5.45 (1H), 5.00 - 4.93 (1H), 4.90- 4.78 (7H, H 1 e H 1*), 4.72 (1H), 4.60- 4.40 (6H, OH 6), 3.99 (2H), 3.73 - 3.50 (m, H 3, H 5 e H 6), 3.47-3.22 (m, H2 e H4) sobreposto com H2O, 2.81 (H6*), 2.76-2.60 (H6*, H7) 2.57 (H8). O espectro de 13C RMN (75 MHz, DMSO-d6) apresenta sinais em δ (ppm) 172.53 (C11), 102.13 (C1), 100.89 (C17), 83.16 (C4*), 81.70 (C4), 73.24 (C3), 72.55 (C2), 72.21 (C5), 69.97 (C5*), 62.75 (C16), 60.81 (C22), 60.09 (C6), 48.92 (C6* ou C8), 25.25 (Figure 17). No espectro de 1H NMR a ligação entre o ácido maltobiônico e o 6-EDA-β-CD foi identificada pela presença do sinal correspondente a amida em δ 7,64 ppm. No espectro de 13C RMN (Figura 14), o sinal correspondente ao C do grupo amida (C11) foi identificado em 172,53 ppm e o C da ligação glicosídica do ácido maltobiônico (C17) em 100,86 ppm.[0131] The 1H NMR spectrum (300 MHz, DMSO-d6) of 6-MA-β-CD (Figure 13) shows signals in δ (ppm) 7.66 (t, J = 5.3 Hz, 1H, H10), 5.90 - 5.65 (OH 2 and OH 3), 5.58 (1H), 5.45 (1H), 5.00 - 4.93 (1H), 4.90 - 4.78 (7H, H 1 and H 1*), 4.72 (1H), 4.60 - 4.40 (6H , OH 6), 3.99 (2H), 3.73 - 3.50 (m, H 3, H 5 and H 6), 3.47 - 3.22 (m, H2 and H4) superimposed with H2O, 2.81 (H6*), 2.76 - 2.60 ( H6*, H7) 2.57 (H8). The 13C NMR spectrum (75 MHz, DMSO-d6) shows signals in δ (ppm) 172.53 (C11), 102.13 (C1), 100.89 (C17), 83.16 (C4*), 81.70 (C4), 73.24 (C3) , 72.55 (C2), 72.21 (C5), 69.97 (C5*), 62.75 (C16), 60.81 (C22), 60.09 (C6), 48.92 (C6* or C8), 25.25 (Figure 17). In the 1H NMR spectrum, the binding between maltobionic acid and 6-EDA-β-CD was identified by the presence of the signal corresponding to the amide at δ 7.64 ppm. In the 13C NMR spectrum (Figure 14), the signal corresponding to the C of the amide group (C11) was identified at 172.53 ppm and the C of the glycosidic bond of maltobionic acid (C17) at 100.86 ppm.

[0132] Na caracterização do 6-MA-β-CD (C56H96N2O45) por HRMS-ESI-QTOF (Figura 15 [B] ) observa-se o pico correspondente ao produto com m/z de 770,2642 [M+H+Na] +2 (erro experimental 2,20 ppm). Também foi identificado o pico do material de partida 6-EDA-β-CD com m/z de 600,2106 [M+Na+H] +2 (erro experimental -2,66 ppm) e ácido maltobiônico com m/z de 381,0981 [M+Na] +1 (erro experimental -5,77 ppm). No espectro de MS/MS (90 eV) o mesmo padrão de fragmentação dos demais derivados foi observado (Figura 15 [C] ). Na análise por HPLC-HRMS (Figura 16) a porcentagem de 6-MA-β-CD foi determinada em 89,00%, 6-EDA-β-CD em 4,43% e ácido maltobiônico em 6,57%. O β-CD foi detectado abaixo do limite de quantificação (5 μg/mL).[0132] In the characterization of 6-MA-β-CD (C56H96N2O45) by HRMS-ESI-QTOF (Figure 15 [B] ) the peak corresponding to the product with m/z of 770.2642 [M+H+ Na]+2 (experimental error 2.20 ppm). The peak of the starting material 6-EDA-β-CD with m/z of 600.2106 [M+Na+H] +2 (experimental error -2.66 ppm) and maltobionic acid with m/z of 381.0981 [M+Na] +1 (experimental error -5.77 ppm). In the MS/MS spectrum (90 eV) the same fragmentation pattern as the other derivatives was observed (Figure 15 [C] ). In the analysis by HPLC-HRMS (Figure 16) the percentage of 6-MA-β-CD was determined in 89.00%, 6-EDA-β-CD in 4.43% and maltobionic acid in 6.57%. β-CD was detected below the limit of quantification (5 μg/mL).

Mono-6-ácido glicônico-β-ciclodextrina (6-GLU-β-CD)Mono-6-gluconic acid-β-cyclodextrin (6-GLU-β-CD)

[0133] O espectro 1H RMN (300 MHz, DMSO-d6) de 6-GLU-β-CD (Figura 17) apresenta sinais em δ (ppm) 7.66 (t, J = 5.9 Hz, 1H, H10), 5.84 - 5.66 (14H, OH 2 e OH 3), 5.43 (1H, OH 12),4.88 - 4.79 (7H, H 1 e H 1*),4.59 - 4.43 (OH 6), 3.98 (1H), 3.90 (1H), 3.70 - 3.51 (H 3, H 5 e H 6), 3.49 - 3.24 (H2 e H4) sobreposto com H2O, 2.84-2.78 (H6*). O espectro 13C RMN (75 MHz, DMSO-d6) apresenta sinais em δ (ppm) 172.78 (C11), 102.13 (C1), 83.22 (C4*), 81.71 (C4), 73.23 (C3), 72.56 (C2), 72.19 (C5), 71.60 (C14), 63.48 (C16), 60.08 (C6), 56.24, 48.83 (C6* ou C 8) (Figura 18). No espectro de 1H RMN foi identificado o sinal em δ (ppm) 7,65 característico da ligação amida entre o 6-EDA-β-CD e o ácido glicônico (H10). No espectro de 13C RMN o sinal correspondente ao C do grupo amida (C11) foi identificado em 172,78 ppm. Diferentemente do 6-LA-β-CD e do 6-MA-β-CD, os sinais do C17 (da ligação glicosídica) e do C22 não foram identificados, como esperado. Foi identificado em 63,48 ppm o C16 do ácido glicônico.[0133] The 1H NMR spectrum (300 MHz, DMSO-d6) of 6-GLU-β-CD (Figure 17) shows signals in δ (ppm) 7.66 (t, J = 5.9 Hz, 1H, H10), 5.84 - 5.66 (14H, OH 2 and OH 3), 5.43 (1H, OH 12),4.88 - 4.79 (7H, H 1 and H 1*),4.59 - 4.43 (OH 6), 3.98 (1H), 3.90 (1H) , 3.70 - 3.51 (H 3, H 5 and H 6), 3.49 - 3.24 (H2 and H4) superimposed with H 2 O, 2.84 - 2.78 (H6*). The 13C NMR spectrum (75 MHz, DMSO-d6) shows signals in δ (ppm) 172.78 (C11), 102.13 (C1), 83.22 (C4*), 81.71 (C4), 73.23 (C3), 72.56 (C2), 72.19 (C5), 71.60 (C14), 63.48 (C16), 60.08 (C6), 56.24, 48.83 (C6* or C 8) (Figure 18). In the 1H NMR spectrum, the signal at δ (ppm) 7.65 was identified, characteristic of the amide bond between 6-EDA-β-CD and gluconic acid (H10). In the 13C NMR spectrum the signal corresponding to the C of the amide group (C11) was identified at 172.78 ppm. Unlike 6-LA-β-CD and 6-MA-β-CD, the C17 (glycosidic bond) and C22 signals were not identified, as expected. C16 of gluconic acid was identified at 63.48 ppm.

[0134] No espectro de massas do derivado 6-GLU-β-CD (Figura 19 [B] ) observase o pico maioritário com m/z de 689,2382 [M+H+Na] +2 (erro experimental 3,19 ppm) correspondente a 6-GLU-β-CD (C50H86N2O40, 1354,47 g mol-1). Ainda são detectados picos correspondentes a 6-EDA-β-CD com m/z de 600,2137 [M+Na+H] +2 (erro experimental 2,49 ppm) e β-CD com m/z de 590,1755 [M+2Na] +2 (erro experimental 2,37 ppm). No espectro de MS/MS (80 eV) observa-se o mesmo padrão de fragmentação que os demais derivados (Figura 19 [C] ). O m/z de menor valor 222,0957 é correspondente ao ácido glicônico ligado ao grupo amina. A pureza de 89,85% de 6-GLU-β-CD foi determinada por HPLC-HRMS, ainda foram detectados 8,10% de 6-EDA-β-CD e 2,05% de ácido glicônico (Figura 20).[0134] In the mass spectrum of the 6-GLU-β-CD derivative (Figure 19 [B] ) the major peak is observed with m/z of 689.2382 [M+H+Na] +2 (experimental error 3.19 ppm) corresponding to 6-GLU-β-CD (C50H86N2O40, 1354.47 g mol-1). Peaks corresponding to 6-EDA-β-CD with m/z of 600.2137 [M+Na+H] +2 (experimental error 2.49 ppm) and β-CD with m/z of 590.1755 are still detected [M+2Na] +2 (experimental error 2.37 ppm). In the MS/MS spectrum (80 eV) the same fragmentation pattern as the other derivatives is observed (Figure 19 [C] ). The m/z with the lowest value 222.0957 corresponds to gluconic acid linked to the amine group. The purity of 89.85% of 6-GLU-β-CD was determined by HPLC-HRMS, still 8.10% of 6-EDA-β-CD and 2.05% of glyconic acid were detected (Figure 20).

Mono-6-ácido galacturônico-β-ciclodextrina (6-GAL-β-CD)Mono-6-galacturonic acid-β-cyclodextrin (6-GAL-β-CD)

[0135] O espectro 1H RMN (300 MHz, DMSO-d6) de 6-GAL-β-CD (Figura 21) apresenta sinais em δ (ppm). 7.60 (H10), 5.92-5.88 (14H, OH 2 e OH 3), 5.08, 4.99, 4.83 (7H, H 1 e H 1*), 4.59-4.32 .59 - 4.43 (OH 6), 4.19-3.85, 3.83-3.49 (H 3, H 5 e H 6), 3.48-3.18 (H2 e H4) sobreposto com H2O. O espectro de 13C RMN (75 MHz, DMSO-d6) apresenta sinais em δ (ppm) 174.76 (C11), 105.12, 102.06 (C1), 84.40 (C4*), 81.62(C4), 75.69, 73.24 (C3), 72.44 (C2), 72.16 (C5), 71.25(C14), 68.19, 62.31(C16), 60.48 (C6), 60.01 (Figura 22). No espectro de 1H NMR foi identificado o sinal em δ (ppm) 7,60 do H da ligação amida entre o 6- EDA-β-CD e o ácido galacturônico. No espectro de 13C RMN o sinal em 174,76 ppm é correspondente ao grupo carbonil.[0135] The 1H NMR spectrum (300 MHz, DMSO-d6) of 6-GAL-β-CD (Figure 21) shows signals in δ (ppm). 7.60 (H10), 5.92-5.88 (14H, OH 2 and OH 3), 5.08, 4.99, 4.83 (7H, H 1 and H 1*), 4.59-4.32 .59 - 4.43 (OH 6), 4.19-3.85, 3.83-3.49 (H 3, H 5 and H 6), 3.48-3.18 (H2 and H4) overlaid with H2O. The 13C NMR spectrum (75 MHz, DMSO-d6) shows signals in δ (ppm) 174.76 (C11), 105.12, 102.06 (C1), 84.40 (C4*), 81.62(C4), 75.69, 73.24 (C3), 72.44 (C2), 72.16 (C5), 71.25(C14), 68.19, 62.31(C16), 60.48 (C6), 60.01 (Figure 22). In the 1H NMR spectrum, the signal at δ (ppm) 7.60 of the H of the amide bond between 6-EDA-β-CD and galacturonic acid was identified. In the 13C NMR spectrum the signal at 174.76 ppm corresponds to the carbonyl group.

[0136] No espectro de massas (HRMS-ESI-QTOF) observaram-se dois sinais em maior intensidade (Figura 23 [B] ). O mais intenso correspondente ao produto 6-GAL-β-CD (C50H84N2O40, 1352,46 g mol-1) com m/z de 688,2307 [M+H+Na] +2 (erro experimental 3,63 ppm) e em menor intensidade o 6-EDA-β-CD com m/z de 600,2149 [M+Na+H] +2 (erro experimental 4,49 ppm). O espectro de MS/MS (75 eV) apresentou mesmo padrão de fragmentação que os demais derivados. O m/z de menor valor detectado foi 222,0779, correspondente ao ácido galacturônico ligado ao grupo amina (Figura 23 [C] ). A pureza de 6-GAL-β-CD foi determinada por HPLC-HRMS, sendo que a percentagem de 6-GAL-β-CD foi de 96,26%, 1,86% de 6-EDA-β-CD e 1,88% de ácido galacturônico (Figura 24).[0136] In the mass spectrum (HRMS-ESI-QTOF) two signals were observed in greater intensity (Figure 23 [B] ). The most intense corresponding to the product 6-GAL-β-CD (C50H84N2O40, 1352.46 g mol-1) with m/z of 688.2307 [M+H+Na] +2 (experimental error 3.63 ppm) and at a lower intensity, 6-EDA-β-CD with m/z of 600.2149 [M+Na+H] +2 (experimental error 4.49 ppm). The MS/MS spectrum (75 eV) showed the same fragmentation pattern as the other derivatives. The m/z with the lowest value detected was 222.0779, corresponding to galacturonic acid linked to the amine group (Figure 23 [C] ). The purity of 6-GAL-β-CD was determined by HPLC-HRMS, and the percentage of 6-GAL-β-CD was 96.26%, 1.86% of 6-EDA-β-CD and 1 .88% galacturonic acid (Figure 24).

Solubilidade intrínsecaintrinsic solubility

[0137] A solubilidade em água foi determinada pelo método do frasco agitado em pequena escala (BERGSTRÖM et al., 2002). Excesso dos compostos 6-LAβ-CD, 6-MA-β-CD, 6-GLU-β-CD e 6-GAL-β-CD foram adicionados a 100 μL de água Milli-Q em um Eppendorf. As amostras foram mantidas em shaker a 300 rpm, 30°C por 24 h. As amostras foram centrifugadas a 10000 rpm por 10 min. O sobrenadante foi separado, diluído e analisado por HPLC-HRMS. Os resultados de solubilidade estão descritos na Tabela 1, que mostra os dados de Mono-6-ácido lactobiônico-β-ciclodextrina (6-LA-β-CD), Mono-6-ácido maltobiônico-β-ciclodextrina (6-MA-β-CD), Mono-6-ácido glicônico-β-ciclodextrina (6-GLU-β-CD) e Mono-6-ácido galacturônico-β-ciclodextrina (6- GAL-β-CD).

Figure img0005
[0137] The solubility in water was determined by the small-scale shaken flask method (BERGSTRÖM et al., 2002). Excess of the compounds 6-LAβ-CD, 6-MA-β-CD, 6-GLU-β-CD and 6-GAL-β-CD were added to 100 μL of Milli-Q water in an Eppendorf. The samples were kept in a shaker at 300 rpm, 30°C for 24 h. Samples were centrifuged at 10000 rpm for 10 min. The supernatant was separated, diluted and analyzed by HPLC-HRMS. The solubility results are described in Table 1, which shows data for Mono-6-lactobionic acid-β-cyclodextrin (6-LA-β-CD), Mono-6-maltobionic acid-β-cyclodextrin (6-MA- β-CD), Mono-6-gluconic acid-β-cyclodextrin (6-GLU-β-CD) and Mono-6-galacturonic acid-β-cyclodextrin (6-GAL-β-CD).
Figure img0005

[0138] Comparando o valor da solubilidade em água da β-CD (18,5 mg mL-1 a 25°C) (SZEJTLI, 1998) com os derivados sintetizados, observa-se um aumento cerca de 40 vezes. A solubilidade observada para os derivados foi, respectivamente, de 820, 860, 760 e 780 mg mL-1 para 6-LA-β-CD, 6-MA-β-CD, 6-GLU-β-CD e 6-GAL-β-CD.[0138] Comparing the water solubility value of β-CD (18.5 mg mL-1 at 25°C) (SZEJTLI, 1998) with the synthesized derivatives, an increase of about 40 times is observed. The solubility observed for the derivatives was, respectively, 820, 860, 760 and 780 mg mL-1 for 6-LA-β-CD, 6-MA-β-CD, 6-GLU-β-CD and 6-GAL -β-CD.

[0139] A solubilidade em água destes derivados é similar à hidroxi-propil-betaciclodextrina (HPβCD) >600 mg mL-1 a 25°C, Sulfobutileter-beta-ciclodextrina sal de sódio (SBEβCD) >500 mg ml-1 a 25°C e randomicamente metilada-betaciclodextrina βCD (RMβCD) > 600 mg ml-1 a 25°C, que são alguns dos derivados mais solúveis utilizados (JANSOOK; OGAWA; LOFTSSON, 2018).[0139] The water solubility of these derivatives is similar to hydroxy-propyl-betacyclodextrin (HPβCD) >600 mg mL-1 at 25°C, Sulfobutylether-beta-cyclodextrin sodium salt (SBEβCD) >500 mg mL-1 at 25 °C and randomly methylated-betacyclodextrin βCD (RMβCD) > 600 mg ml-1 at 25°C, which are some of the most soluble derivatives used (JANSOOK; OGAWA; LOFTSSON, 2018).

Ensaios de citotoxicidade in vitroIn vitro cytotoxicity assays

[0140] A viabilidade celular foi determinada pelo ensaio MTT (brometo de [3- (4,5-dimetil-2-tiazolil)-2,5-difenil tetrazólio), que se baseia na conversão de MTT em cristais de formazan (E,Z- 1-(4,5-dimetiltiazol-2-il)-1,3-difenilformazan) por desidrogenases mitocondriais (ALLEY, M.C., SCUDIERO, D.A., MONKS, P.A., HURSEY, M.L. et al., 1988; MOSMANN, 1983). Células HepG2 (células de carcinoma de fígado humano) e células Hek 293 (células 293 de rim embrionário humano) foram semeadas a uma densidade de 8x104 células mL-1 em 100 µL de meio de cultura suplementado (10% de soro fetal bovino). Após 48h (HepG2) e 24h (Hek 293), as células foram tratadas com diferentes concentrações (5, 50, 100 e 200 µg mL-1) de 6-EDA-β-CD, 6-LA-β-CD, 6-MA-β-CD, 6- GLU-β-CD, 6- GAL-β-CD e ácido lactobiônico e então incubados a 37°C em 5% de CO2 por 48 e 24 h, respectivamente. O controle de meio e de solvente (negativos) foram tratados com meio de cultura e meio de cultura com água (solvente), respectivamente. Em seguida o meio foi removido e 100 μL de MTT (1 mg mL-1) foi adicionado aos poços. As placas foram incubadas a 37°C por 2h em atmosfera com 5% de CO2. Posteriormente, a solução de MTT foi dissolvida em 100 µL de DMSO. A absorbância foi medida usando um leitor de microplaca a 570 nm (Spectra Max190, Molecular Devices, EUA). Todas as leituras foram comparadas com o controle.[0140] Cell viability was determined by the MTT assay ([3-(4,5-dimethyl-2-thiazolyl)-2,5-diphenyl tetrazolium bromide), which is based on the conversion of MTT into formazan crystals (E ,Z-1-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-1,3-diphenylformazan) by mitochondrial dehydrogenases (ALLEY, M.C., SCUDIERO, D.A., MONKS, P.A., HURSEY, M.L. et al., 1988; MOSMANN, 1983). HepG2 cells (human liver carcinoma cells) and Hek 293 cells (human embryonic kidney 293 cells) were seeded at a density of 8x10 4 cells ml-1 in 100 µl of supplemented culture medium (10% fetal bovine serum). After 48h (HepG2) and 24h (Hek 293), the cells were treated with different concentrations (5, 50, 100 and 200 µg mL-1) of 6-EDA-β-CD, 6-LA-β-CD, 6 -MA-β-CD, 6- GLU-β-CD, 6- GAL-β-CD and lactobionic acid and then incubated at 37°C in 5% CO2 for 48 and 24 h, respectively. The medium and solvent controls (negatives) were treated with culture medium and culture medium with water (solvent), respectively. Then the medium was removed and 100 μL of MTT (1 mg mL-1) was added to the wells. The plates were incubated at 37°C for 2h in an atmosphere with 5% CO2. Subsequently, the MTT solution was dissolved in 100 µL of DMSO. Absorbance was measured using a microplate reader at 570 nm (Spectra Max190, Molecular Devices, USA). All readings were compared to the control.

[0141] Na Figura 25, a viabilidade celular da HepG2, tratada com 100 e 200 μM de 6-GLI-β-CD, foi de 82,5±13,1 e 50,4±10,4%, respectivamente, evidenciando baixa citotoxicidade em alta concentração. No entanto, a viabilidade celular da Hek 293 tratada com 100 e 200 μM de 6-GLI-β-CD foi de 100,2±12,7 e 90,8±12,5, respectivamente, não evidenciando citotoxicidade.[0141] In Figure 25, the cell viability of HepG2, treated with 100 and 200 μM of 6-GLI-β-CD, was 82.5±13.1 and 50.4±10.4%, respectively, showing low cytotoxicity at high concentration. However, the cell viability of Hek 293 treated with 100 and 200 μM of 6-GLI-β-CD was 100.2±12.7 and 90.8±12.5, respectively, not showing cytotoxicity.

[0142] A viabilidade das células de HepG2 e Hek 293 tratadas com 6-EDA-βCD, 6-LA-β-CD, 6-MA-β-CD, 6-GAL-β-CD nas concentrações 5, 50, 100 e 200 μM manteve-se acima de 95%, no tempo testado. Estes resultados indicam que os derivados sintetizados, 6-EDA-β-CD, 6-LA-β-CD, 6-MA-β-CD, 6-GLI-β-CD e 6-GAL-β-CD, não são citotóxicos e são biocompatíveis com as células da linhagem de células de carcinoma de fígado humano (HepG2) e células 293 de rim embrionário humano (Hek 293), nas condições testadas.[0142] The viability of HepG2 and Hek 293 cells treated with 6-EDA-βCD, 6-LA-β-CD, 6-MA-β-CD, 6-GAL-β-CD at concentrations 5, 50, 100 and 200 μM remained above 95% at the time tested. These results indicate that the synthesized derivatives, 6-EDA-β-CD, 6-LA-β-CD, 6-MA-β-CD, 6-GLI-β-CD and 6-GAL-β-CD, are not cytotoxic and are biocompatible with cells of the human liver carcinoma cell line (HepG2) and human embryonic kidney 293 cells (Hek 293) under the conditions tested.

Ensaios de hemóliseHemolysis assays

[0143] Com o objetivo de avaliar a hemocompatibilidade dos derivados das ciclodextrinas in vitro, foi realizado o ensaio de hemólise. Sangue humano fresco foi coletado em um tubo de 4 mL a vácuo com EDTA, comercialmente disponível da marca Vacutainer®, em que os tubos contém EDTA K2 jateado revestindo a parede interna do tubo em concentração de 1650 g/L na forma seca. Os glóbulos vermelhos humanos (HRBCs) foram separados por centrifugação a 10.000 rpm por 10 min. Posteriormente, a suspensão de HRBCs foi lavada cinco vezes com solução de PBS estéril (pH 7,4) e diluída 1/10 em solução de PBS. Alíquotas de 0,4 mL do HRBCs diluído foram misturadas com 0,4 mL de solução de β-CD, 6- EDA-β-CD, 6-LA-β-CD, 6-MA-β-CD, 6-GLU-β-CD ou 6-GAL-β-CD (1, 5, 10, 20 e 40 mM) em PBS. Água deionizada estéril foi adicionada à suspensão de HRBCs como controle positivo (hemólise 100%) e PBS como controle negativo (hemólise 0%). As amostras foram incubadas mantendo a agitação em shaker a 50 rpm, 37°C por 4 horas. Após esse período, as amostras foram centrifugadas a 1000 rpm por 10 min e 200 μl do sobrenadantes foram transferidos para microplacas e a absorbância foi medida a 540 nm (Spectra Max190, Molecular Devices, EUA) (KHELGHATI et al., 2020). O percentual de hemólise foi calculado utilizando-se a seguinte fórmula:

Figure img0006
[0143] In order to evaluate the hemocompatibility of in vitro derivatives of cyclodextrins, the hemolysis assay was performed. Fresh human blood was collected in a 4 mL vacuum tube with EDTA, commercially available from the brand Vacutainer®, in which the tubes contain EDTA K2 blasted coating the inner wall of the tube in a concentration of 1650 g/L in dry form. Human red blood cells (HRBCs) were separated by centrifugation at 10,000 rpm for 10 min. Subsequently, the suspension of HRBCs was washed five times with sterile PBS solution (pH 7.4) and diluted 1/10 in PBS solution. Aliquots of 0.4 mL of the diluted HRBCs were mixed with 0.4 mL of solution of β-CD, 6-EDA-β-CD, 6-LA-β-CD, 6-MA-β-CD, 6-GLU -β-CD or 6-GAL-β-CD (1, 5, 10, 20 and 40 mM) in PBS. Sterile deionized water was added to the suspension of HRBCs as a positive control (100% hemolysis) and PBS as a negative control (0% hemolysis). The samples were incubated by maintaining agitation in a shaker at 50 rpm, 37°C for 4 hours. After this period, the samples were centrifuged at 1000 rpm for 10 min and 200 μl of the supernatants were transferred to microplates and the absorbance was measured at 540 nm (Spectra Max190, Molecular Devices, USA) (KHELGHATI et al., 2020). The percentage of hemolysis was calculated using the following formula:
Figure img0006

[0144] A compatibilidade sanguínea é essencial quando uma molécula é utilizada pela via intravenosa. Portanto, testar a atividade hemolítica é de suma importância. A Figura 26 mostra o efeito hemolítico de diferentes concentrações dos derivados de CD sintetizados em células vermelhas do sangue humano (HRBCs).[0144] Blood compatibility is essential when a molecule is used intravenously. Therefore, testing for hemolytic activity is of paramount importance. Figure 26 shows the hemolytic effect of different concentrations of CD derivatives synthesized in human red blood cells (HRBCs).

[0145] A ciclodextrina natural β-CD, aqui utilizada como referência, por apresentar efeito hemolítico já bem conhecido, induziu 11,3±2,8% de hemólise na concentração de 10 mM e 100% em 20 mM. Valores de 50% e 100% de hemólise em células sanguíneas de coelho foram relatados para β-CD em concentração de 5,7 mM (TAVORNVIPAS et al., 2002) e 12mM (ANNO et al., 2011). Também, em glóbulos vermelhos humanos, 100% de hemólise foi observada na concentração de 0,015 M (STELLA; RAJEWSKI, 2020). Estes resultados evidenciam que a β-CD causa extensa hemólise dos glóbulos vermelhos.[0145] Natural cyclodextrin β-CD, used here as a reference, due to its well-known hemolytic effect, induced 11.3±2.8% hemolysis at a concentration of 10 mM and 100% at 20 mM. Values of 50% and 100% of hemolysis in rabbit blood cells were reported for β-CD at a concentration of 5.7 mM (TAVORNVIPAS et al., 2002) and 12 mM (ANNO et al., 2011). Also, in human red blood cells, 100% hemolysis was observed at a concentration of 0.015 M (STELLA; RAJEWSKI, 2020). These results show that β-CD causes extensive hemolysis of red blood cells.

[0146] A atividade hemolítica de 6-EDA-β-CD, 6-LA-β-CD, 6-MA-β-CD, 6-GLUβ-CD e 6-GAL-β-CD em concentração de até 20 mM permaneceu inferior a 5%, evidenciando baixa atividade hemolítica quando comparada a β-CD. No entanto, 100% da hemólise foi alcançada em 40 mM do composto intermediário 6-EDAβ-CD. Na concentração de 40 mM, 6-LA-β-CD, 6-MA-β-CD e 6-GLU-β-CD, o percentual de hemólise manteve-se em torno de 25% e 6-GAL-β-CD atingiu 49,51±1,84%. Os resultados sugerem que modificações na estrutura do β-CD resultaram na redução expressiva de seu efeito hemolítico.[0146] The hemolytic activity of 6-EDA-β-CD, 6-LA-β-CD, 6-MA-β-CD, 6-GLUβ-CD and 6-GAL-β-CD at concentrations of up to 20 mM remained below 5%, evidencing low hemolytic activity when compared to β-CD. However, 100% hemolysis was achieved in 40 mM of the intermediate compound 6-EDAβ-CD. At the concentration of 40 mM, 6-LA-β-CD, 6-MA-β-CD and 6-GLU-β-CD, the percentage of hemolysis remained around 25% and 6-GAL-β-CD reached 49.51±1.84%. The results suggest that changes in the structure of β-CD resulted in a significant reduction in its hemolytic effect.

[0147] Os versados na arte valorizarão os conhecimentos aqui apresentados e poderão reproduzir a invenção nas modalidades apresentadas e em outras variantes e alternativas, abrangidas pelo escopo das reivindicações a seguir.[0147] Those versed in the art will value the knowledge presented here and will be able to reproduce the invention in the presented modalities and in other variants and alternatives, covered by the scope of the following claims.

Claims (15)

Composto caracterizado por ter a estrutura geral (I):
Figure img0007
Compound characterized by having the general structure (I):
Figure img0007
Composto, de acordo com a reivindicação 1, caraterizado por R1 ser uma diamina primária preferencialmente selecionada do grupo que compreende propano-1,3-diamina, butano-1,4-diamina, pentano-1,5-diamina e etilenodiamina, ainda mais preferivelmente a diamina primária é a etilenodiamina.Compound, according to claim 1, characterized in that R1 is a primary diamine preferably selected from the group comprising propane-1,3-diamine, butane-1,4-diamine, pentane-1,5-diamine and ethylenediamine, even more preferably the primary diamine is ethylenediamine. Composto, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por R2 ser selecionado do grupo que compreende ácido glicólico, ácido xilônico, ácido retinóico, ácido lactôbionico (LA), ácido maltobiônico (MA), ácido glicônico (GLU) e ácido galacturônico (GAL), com máxima preferência para polihidroxiácido selecionado do grupo que compreende ácido lactôbionico (LA), ácido maltobiônico (MA), ácido glicônico (GLU) e ácido galacturônico (GAL).Compound, according to claim 1, characterized in that R2 is selected from the group comprising glycolic acid, xylonic acid, retinoic acid, lactobionic acid (LA), maltobionic acid (MA), gluconic acid (GLU) and galacturonic acid (GAL) , with maximum preference for polyhydroxy acid selected from the group comprising lactobionic acid (LA), maltobionic acid (MA), gluconic acid (GLU) and galacturonic acid (GAL). Composição caracterizada por compreender o composto conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 3.Composition characterized in that it comprises the compound as defined in any one of claims 1 to 3. Composição, de acordo com a reivindicação 4, caracterizada por ser uma composição farmacêutica, cosmética ou alimentícia.Composition according to claim 4, characterized in that it is a pharmaceutical, cosmetic or food composition. Composição, de acordo com a reivindicação 4 ou 5, caracterizada por ser uma composição farmacêutica compreendendo uma molécula bioativa ou molécula marcadora; em que a proporção molar entre molécula bioativa ou molécula marcadora:composto, conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 3, varia de 1:2 a 2:1.Composition according to claim 4 or 5, characterized in that it is a pharmaceutical composition comprising a bioactive molecule or marker molecule; wherein the bioactive molecule or marker molecule:compound molar ratio, as defined in any one of claims 1 to 3, ranges from 1:2 to 2:1. Composição, de acordo com a reivindicação 6, caracterizada pela molécula bioativa ser selecionada do grupo que compreende doxorrubicina, lamivudina, zidovudina e sorafenibe.Composition according to claim 6, characterized in that the bioactive molecule is selected from the group comprising doxorubicin, lamivudine, zidovudine and sorafenib. Composição, de acordo com a reivindicação 6, caracterizada pela molécula marcadora apresentar fluorescência, preferivelmente ser selecionada de fluoresceina isotiocianato.Composition according to claim 6, characterized in that the marker molecule exhibits fluorescence, preferably selected from fluorescein isothiocyanate. Composição, de acordo com qualquer uma das reivindicações 5 a 8, caracterizada por ser uma composição farmacêutica aquosa administrada por vias que compreendem a oral, ocular e/ou parenteral.Composition according to any one of claims 5 to 8, characterized in that it is an aqueous pharmaceutical composition administered by routes including oral, ocular and/or parenteral. Processo de obtenção do composto, conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado por compreender as seguintes etapas: i) obtenção de um composto intermediário β-ciclodextrina (β-CD) com pelo menos uma hidroxila substituída por um grupo abandonador; ii) substituição do grupo abandonador do composto intermediário de βciclodextrina obtido pela etapa i) por diamina primária; e iii) reação de grupo -NH2 da diamina primária do composto obtido na etapa ii) com pelo menos um de hidroxiácido, poli-hidroxiácido ou ácido aldônico em meio reacional compreendendo mistura de solventes orgânicos.Process for obtaining the compound, as defined in any one of claims 1 to 3, characterized in that it comprises the following steps: i) obtaining an intermediate compound β-cyclodextrin (β-CD) with at least one hydroxyl substituted by a leaving group; ii) replacement of the leaving group of the intermediate compound of βcyclodextrin obtained by step i) with a primary diamine; and iii) reacting the -NH2 group of the primary diamine of the compound obtained in step ii) with at least one of hydroxy acid, polyhydroxy acid or aldonic acid in a reaction medium comprising a mixture of organic solvents. Processo, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pela etapa iii) ocorrer com poli-hidroxiácido selecionado do grupo que compreende ácido lactobiônico (LA), ácido maltobiônico (MA), ácido glicônico (GLU) e ácido galacturônico (GAL).Process, according to claim 10, characterized by step iii) occurring with polyhydroxy acid selected from the group comprising lactobionic acid (LA), maltobionic acid (MA), gluconic acid (GLU) and galacturonic acid (GAL). Processo, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado por compreender a etapa adicional iv) de precipitação do composto obtido na etapa iii) por adição de solvente orgânico.Process according to claim 10, characterized in that it comprises the additional step iv) of precipitating the compound obtained in step iii) by adding an organic solvent. Processo, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pela mistura de solventes orgânicos da etapa iii) compreender N,N’- diciclohexilcarbodiimida (DCC) e dimetilformamida (DMF)Process according to claim 10, characterized by the mixture of organic solvents from step iii) comprising N,N'-dicyclohexylcarbodiimide (DCC) and dimethylformamide (DMF) Uso do composto, conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado por ser na preparação de composições cosméticas, farmacêuticas ou produtos alimentícios.Use of the compound, as defined in any one of claims 1 to 3, characterized in that it is in the preparation of cosmetic, pharmaceutical compositions or food products. Uso do composto, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado por ser para preparar um medicamento em que o composto conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 3 é um carreador de moléculas bioativas.Use of the compound according to claim 14, characterized in that it is to prepare a medicine in which the compound as defined in any one of claims 1 to 3 is a carrier of bioactive molecules.
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