CN110643034B - 一种多臂型peg化奥利万星衍生物及其制备 - Google Patents

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Abstract

本发明利用多臂PEG无毒、易于结合的特性，分别把四臂PEG，六臂PEG和多臂PEG与奥利万星连接起来。多臂PEG负载的奥利万星的前药不仅具有良好的水溶性，最重要的特征在一条多臂PEG链能够与多个奥利万星残基相连，药物的负载率大大提高，并且它大大延长了药物的半衰期，使其在血浆中的存在时间显著增加，从而提高疗效。

Description

一种多臂型PEG化奥利万星衍生物及其制备
技术领域
本发明涉及医药合成领域，具体涉及一种多臂型PEG化奥利万星衍生物及其制备及其制备方法及其在制备治疗急性细菌性皮肤和皮肤结构感染中的应用。
背景技术
近年来，随着抗菌药物应用的增多，细菌的耐药性问题日益严重，MRSA在皮肤感染中的比例逐年上升。临床通常使用万古霉素和替考拉宁等治疗由MRSA引起的严重感染。然而，耐万古霉素菌株的迅速出现，使得寻找新型抗MRSA抗菌药物迫在眉睫。
奥利万星是在万古霉素的基础上开发的第二代糖肽类抗菌药物，是FDA批准用于ABSSSIs治疗的首个和唯一一种单剂治疗方案的抗菌药物。奥利万星的获批，代表着在治疗急性细菌性皮肤和皮肤结构感染方面的重大进步。
奥利万星(oritavancin)是Medicines公司开发的新型糖肽类抗菌药物，于2014年8月6日获美国食品药品监督管理局(FDA)批准上市，商品名为Orbactiv。该药用于治疗由敏感革兰阳性菌(包括耐甲氧西林金黄色葡萄球菌，MRSA)引起的急性细菌性皮肤和皮肤结构感染(acutebacterial skin and skin-structure infections，ABSSSIs)。
奥利万星抗菌作用机制是通过阻断肽聚糖生物合成过程中的转糖苷作用从而抑制细菌细胞壁的形成。在由1987名ABSSSIs患者参加的临床试验中，对奥利万星的安全性和有效性进行了评价，结果表明，其活性与万古霉素相当；研究表明，奥利万星对革兰阳性菌，包括对万古霉素不敏感和耐药葡萄球菌、肠球菌属等均具有良好的抗菌活性，并且可减少耐药性的产生，具有阻止耐药性产生的多重作用机制。奥利万星最常见的不良反应有骨髓炎，超敏反应，低血糖，腱鞘炎，肌痛，支气管痉挛，喘息，贫血、嗜酸性细胞增多，输注部位红斑、外渗、硬结、瘙痒、皮疹、周边水肿，荨麻疹，血管水肿，多形性红斑，瘙痒，白细胞碎裂性血管炎等。且由于奥利万星化合物结构中有多个反应位点(10个仲氨或者伯氨或者酰胺基团以及9个羟基，一个羧基)，都能够参与多种反应，所以现有技术还很难通过化学键实现定位修饰奥利万星以降低毒副作用。目前已知最为有效降低药物副作用的方法是降低给药次数和剂量，无法从根本上解决用药毒副作用的难题，而且降低了药效。
聚乙二醇(polyethylene glycol，PEG)是由环氧乙烷与水或乙二醇逐步发生加成聚合而得到的一类分子量较低的水溶性聚醚。小分子量的低聚聚乙二醇为无色、无臭有吸湿性的粘稠液体，分子中既有醚链，又有羟基，故具有独特的溶解性能，生物相容性好，在医药、材料和工程等领域具有很重要的应用前景。而普通的直链PEG只有两个末端修饰基团，与小分子药物进行连接时，故载量很有限，而多臂型的PEG具有超过2个可修饰的末端。多臂PEG链能够与多个药物相连，药物的负载率大大提高。
发明内容
为了解决上述问题，本发明利用多臂PEG无毒、易于结合的特性，以己二酸作为桥连键，分别把四臂PEG，六臂PEG和多臂PEG与奥利万星通过组合缩合剂连接起来。该工艺过程能够实现多臂PEG对奥利万星上面的伯氨定点修饰，明确修饰位点，避免了修饰异构体的干扰,能较好的保留药物体内外活性；修饰产物组成均一、性质稳定,便于质量控制,降低由修饰异构体引起的潜在的安全性风险,并很大程度上提高产率,降低成本。
多臂PEG负载的奥利万星的前药不仅具有良好的水溶性，最重要的特征在一条多臂PEG 链能够与多个奥利万星残基相连，药物的负载率大大提高，并且它大大延长了药物的半衰期，使其在血浆中的存在时间显著增加，从而提高疗效。
一种多臂PEG化奥利万星衍生物，其结构式为：
Figure BDA0001708784540000021
，其中，n为分支数，n为1-3的整数。m为多臂PEG中每一条臂上单体单元(-OCH2CH2-) 的平均个数，m为24-250的整数。
进一步的，所述多臂PEG化奥利万星衍生物具有以下结构，即4Arm-PEGm-奥利万星-II 结构式如下：
Figure BDA0001708784540000031
6Arm-PEGm-奥利万星-II结构式如下：
Figure BDA0001708784540000032
8Arm-PEGm-奥利万星-II结构式如下：
Figure BDA0001708784540000041
其中，m为多臂PEG中每一条臂上单体单元(-OCH2CH2-)的平均个数，m为24-250的整数。
进一步的，其合成路线如图1所示。
其中，step 1(4or 6or 8)-Arm-PEGm-OH-I与己二酸酐，DMAP在DMF中反应得到(4or 6or 8)-Arm-PEGm-GA-II；step 2(4or 6or 8)-Arm-PEGm-GA-II在缩合剂作用下与奥利万星反应得到PEG化的奥利万星衍生物(4or 6or 8)-Arm-PEGm-奥利万星-III。所述step1是以DMF为溶剂的条件下于100-120℃的反应温度，8-12h的反应时间下进行的。所述step2是以N,N-二甲基甲酰胺为溶剂，所述缩合剂为DIC(二异丙基碳二亚胺) 和4-PPY(4-N,N-二甲基吡啶)，于0-35℃的反应温度，12-24h的反应时间下进行的。所述多臂PEG化奥利万星衍生物用于制备治疗急性细菌性皮肤和皮肤结构感染的应用。
本发明具有以下有益效果：
1.多臂PEG修饰后的奥利万星，其药物水溶性增强，半衰期延长，降低了药物的毒副作用，并同时增加了药物活性；
2.药物的负载率大大提高，并且它大大延长了药物的半衰期，使其在血浆中的存在时间显著增加，从而提高疗效。
3.以己二酸作为桥连键，分别把四臂PEG，六臂PEG和多臂PEG与奥利万星通过组合缩合剂连接起来。该工艺过程能够实现多臂PEG对奥利万星上面的伯氨定点修饰，明确修饰位点，避免了修饰异构体的干扰,能较好的保留药物体内外活性；修饰产物组成均一、性质稳定,便于质量控制,降低由修饰异构体引起的潜在的安全性风险,并很大程度上提高产率,降低成本。
附图说明
图1是多臂型奥利万星衍生物的制备。
具体实施方式
下面结合实施例描述本发明的结合物及其制备方法，它不限制本发明，本发明的范围由权利要求限定。
实施例1：
(1)4-Arm-PEG24-GA-II的制备
将10mmol 4-Arm-PEG24-OH-I溶于100ml DMF中，在常温下，加入11mmol的己二酸酐，10mmol的DMAP，然后100℃搅拌10h。反应完毕，减压蒸除溶液，得到粗品。粗品用层析柱纯化，得到4-Arm-PEG24-GA-II。收率：90％。核磁数据如下：1H NMR(400MHz, CDCl3)δ4.26(s,2H),3.66(m,96H),2.86(s,2H),2.74(s,2H),2.52(s,2H), 2.09(s,2H).
(2)4Arm-PEG24-奥利万星-II的制备
将10mmol 4-Arm-PEGm-GA-II溶于50ml N,N-二甲基甲酰胺中，加入10mmol的DIC和10mmol的4-PPY，25℃下搅拌2h。往反应中加入80mmol的奥利万星，反应在30℃进行 12小时。TLC跟踪检测奥利万星反应完全后，通过重结晶和层析柱纯化，得到4Arm-PEG24- 奥利万星-II。收率：92％。
实施例2：
(1)4-Arm-PEG124-GA-II的制备
将10mmol4-Arm-PEG124-OH-I溶于100ml DMF中，在常温下，加入11mmol的己二酸酐，10mmol的DMAP，然后100℃搅拌8h。反应完毕，减压蒸除溶液，得到粗品。粗品用层析柱纯化，得到(4or 6or 8)-Arm-PEGm-GA-II。收率：90％。核磁数据如下：1H NMR (400MHz,CDCl3)δ4.26(s,2H),3.66(m,496H),2.86(s,2H),2.74(s,2H),2.52 (s,2H),2.09(s,2H).
(2)4Arm-PEG124-奥利万星-II的制备
将10mmol 4-Arm-PEG24-GA-II溶于50ml N,N-二甲基甲酰胺中，加入10mmol的DIC和10mmol的4-PPY，25℃下搅拌2h。往反应中加入80mmol的奥利万星，反应在30℃进行12小时。TLC跟踪检测奥利万星反应完全后，通过重结晶和层析柱纯化，得到 4Arm-PEG124-奥利万星-II。收率：81.2％。
实施例3：
(1)4-Arm-PEG240-GA-II的制备
将10mmol4-Arm-PEG240-OH-I溶于100ml DMF中，在常温下，加入11mmol的己二酸酐，10mmol的DMAP，然后120℃搅拌10h。反应完毕，减压蒸除溶液，得到粗品。粗品用层析柱纯化，得到4-Arm-PEG240-GA-II。收率：90％。核磁数据如下：1H NMR(400MHz, CDCl3)δ4.26(s,2H),3.66(m,960H),2.86(s,2H),2.74(s,2H),2.52(s,2H), 2.09(s,2H).
(2)4Arm-PEG240-奥利万星-II的制备
将10mmol 4-Arm-PEG240-GA-II溶于50ml N,N-二甲基甲酰胺中，加入10mmol的DIC和10mmol的4-PPY，25℃下搅拌2h。往反应中加入80mmol的奥利万星，反应在30℃进行12小时。TLC跟踪检测奥利万星反应完全后，通过重结晶和层析柱纯化，得到 4Arm-PEG240-奥利万星-II。收率：83.8％。
实施例4：
(1)6-Arm-PEG24-GA-II的制备
将10mmol6-Arm-PEG24-OH-I溶于100ml DMF中，在常温下，加入11mmol的己二酸酐，10mmol的DMAP，然后110℃搅拌12h。反应完毕，减压蒸除溶液，得到粗品。粗品用层析柱纯化，得到6-Arm-PEG24-GA-II。收率：90％。核磁数据如下：1H NMR(400MHz, CDCl3)δ4.26(s,2H),3.66(m,80H),2.86(s,2H),2.74(s,2H),2.52(s,2H), 2.09(s,2H).
(2)6Arm-PEG24-奥利万星-II的制备
将14mmol 6-Arm-PEG24-GA-II溶于50ml N,N-二甲基甲酰胺中，加入14mmol的DIC和14mmol的4-PPY，25℃下搅拌2h。往反应中加入80mmol的奥利万星，反应在30℃进行12小时。TLC跟踪检测奥利万星反应完全后，通过重结晶和层析柱纯化，得到 6Arm-PEG24-奥利万星-II。收率：90.2％。
实施例5：
(1)6-Arm-PEG120-GA-II的制备
将10mmol6-Arm-PEG120-OH-I溶于100ml DMF中，在常温下，加入11mmol的己二酸酐，10mmol的DMAP，然后100℃搅拌12h。反应完毕，减压蒸除溶液，得到粗品。粗品用层析柱纯化，得到6-Arm-PEG120-GA-II。收率：90％。核磁数据如下：1H NMR(400MHz, CDCl3)δ4.26(s,2H),3.66(m,480H),2.86(s,2H),2.74(s,2H),2.52(s,2H), 2.09(s,2H).
(2)6Arm-PEG120-奥利万星-II的制备
将14mmol 6-Arm-PEG120-GA-II溶于50ml N,N-二甲基甲酰胺中，加入14mmol的DIC和14mmol的4-PPY，25℃下搅拌2h。往反应中加入80mmol的奥利万星，反应在30℃进行12小时。TLC跟踪检测奥利万星反应完全后，通过重结晶和层析柱纯化，得到 6Arm-PEG120-奥利万星-II。收率：88.3％。
实施例6：
(1)6-Arm-PEG240-GA-II的制备
将10mmol6-Arm-PEG240-OH-I溶于100ml DMF中，在常温下，加入11mmol的己二酸酐，10mmol的DMAP，然后110℃搅拌8h。反应完毕，减压蒸除溶液，得到粗品。粗品用层析柱纯化，得到6-Arm-PEG240-GA-II。收率：90％。核磁数据如下：1H NMR(400MHz, CDCl3)δ4.26(s,2H),3.66(m,960H),2.86(s,2H),2.74(s,2H),2.52(s,2H), 2.09(s,2H).
(2)6Arm-PEG240-奥利万星-II的制备
将10mmol 6-Arm-PEG240-GA-II溶于50ml N,N-二甲基甲酰胺中，加入14mmol的DIC和14mmol的4-PPY，25℃下搅拌2h。往反应中加入80mmol的奥利万星，反应在30℃进行12小时。TLC跟踪检测奥利万星反应完全后，通过重结晶和层析柱纯化，得到 6Arm-PEG240-奥利万星-II。收率：84.3％。
实施例7：
(1)8-Arm-PEG20-GA-II的制备
将10mmol8-Arm-PEG20-OH-I溶于100ml DMF中，在常温下，加入11mmol的己二酸酐，10mmol的DMAP，然后120℃搅拌12h。反应完毕，减压蒸除溶液，得到粗品。粗品用层析柱纯化，得到8-Arm-PEG20-GA-II。收率：90％。核磁数据如下：1H NMR(400MHz, CDCl3)δ4.26(s,2H),3.66(m,80H),2.86(s,2H),2.74(s,2H),2.52(s,2H), 2.09(s,2H).
(2)8Arm-PEG20-奥利万星-II的制备
将18mmol 8-Arm-PEG20-GA-II溶于50ml N,N-二甲基甲酰胺中，加入18mmol的DIC和18mmol的4-PPY，25℃下搅拌2h。往反应中加入80mmol的奥利万星，反应在30℃进行12小时。TLC跟踪检测奥利万星反应完全后，通过重结晶和层析柱纯化，得到 8Arm-PEG20-奥利万星-II。收率：82.2％。
实施例8：
(1)8-Arm-PEG120-GA-II的制备
将10mmol8-Arm-PEG120-OH-I溶于100ml DMF中，在常温下，加入11mmol的己二酸酐，10mmol的DMAP，然后100℃搅拌11h。反应完毕，减压蒸除溶液，得到粗品。粗品用层析柱纯化，得到8-Arm-PEG120-GA-II。收率：90％。核磁数据如下：1H NMR(400MHz, CDCl3)δ4.26(s,2H),3.66(m,480H),2.86(s,2H),2.74(s,2H),2.52(s,2H), 2.09(s,2H).
(2)8Arm-PEG120-奥利万星-II的制备
将18mmol 8-Arm-PEG120-GA-II溶于50ml N,N-二甲基甲酰胺中，加入18mmol的DIC和18mmol的4-PPY，25℃下搅拌2h。往反应中加入80mmol的奥利万星，反应在30℃进行12小时。TLC跟踪检测奥利万星反应完全后，通过重结晶和层析柱纯化，得到 8Arm-PEG120-奥利万星-II。收率：86.2％。
实施例8：
(1)8-Arm-PEG240-GA-II的制备
将10mmol8-Arm-PEG240-OH-I溶于100ml DMF中，在常温下，加入11mmol的己二酸酐，10mmol的DMAP，然后110℃搅拌12h。反应完毕，减压蒸除溶液，得到粗品。粗品用层析柱纯化，得到8-Arm-PEG240-GA-II。收率：90％。核磁数据如下：1H NMR(400MHz, CDCl3)δ4.26(s,2H),3.66(m,960H),2.86(s,2H),2.74(s,2H),2.52(s,2H), 2.09(s,2H).
(2)8Arm-PEG240-奥利万星-II的制备
将18mmol 8-Arm-PEG240-GA-II溶于50ml N,N-二甲基甲酰胺中，加入18mmol的DIC和18mmol的4-PPY，25℃下搅拌2h。往反应中加入80mmol的奥利万星，反应在30℃进行12小时。TLC跟踪检测奥利万星反应完全后，通过重结晶和层析柱纯化，得到 8Arm-PEG240-奥利万星-II。收率：92.5％。

Claims (8)

1.一种多臂PEG化奥利万星衍生物，其结构式为：
Figure FDA0003496126330000011
，其中，n为分支数，n为1-3的整数，m为多臂PEG中每一条臂上单体单元(-OCH2CH2-)的平均个数，m为24-250的整数。
2.根据权利要求1所述的一种多臂PEG化奥利万星衍生物，当n＝1时，其具有四臂结构，4Arm-PEGm-奥利万星-II结构式如下：
Figure FDA0003496126330000012
其中，m为多臂PEG中每一条臂上单体单元(-OCH2CH2-)的平均个数，m为24-250的整数。
3.根据权利要求1所述的一种多臂PEG化奥利万星衍生物，其特征在于当n＝2时，其具有六臂结构，6Arm-PEGm-奥利万星-II结构式如下：
Figure FDA0003496126330000021
其中，m为多臂PEG中每一条臂上单体单元(-OCH2CH2-)的平均个数，m为24-250的整数。
4.根据权利要求1所述的一种多臂PEG化奥利万星衍生物，其特征在于当n＝3时，其具有多臂结构，8Arm-PEGm-奥利万星-II结构式如下：
Figure FDA0003496126330000022
其中，m为多臂PEG中每一条臂上单体单元(-OCH2CH2-)的平均个数，m为24-250的整数。
5.制备如权利要求1所述的一种多臂PEG化奥利万星衍生物的方法，其特征在于，其合成路线为：
Figure FDA0003496126330000031
其中，step 1(4 or 6 or 8)-Arm-PEGm-OH-I与己二酸酐，DMAP在DMF中反应得到(4 or6 or 8)-Arm-PEGm-GA-II；step 2(4 or 6 or 8)-Arm-PEGm-GA-II在缩合剂作用下与奥利万星反应得到PEG化的奥利万星衍生物(4 or 6 or 8)-Arm-PEGm-奥利万星-III。
6.根据权利要求5所述的一种多臂PEG化奥利万星衍生物的制备方法，其特征在于，所述step 1是以DMF为溶剂的条件下于100-120℃的反应温度，8-12h的反应时间下进行的。
7.根据权利要求5所述的一种多臂PEG化奥利万星衍生物的制备方法，其特征在于，所述step 2是以N,N-二甲基甲酰胺为溶剂，所述缩合剂为DIC(二异丙基碳二亚胺)和4-PPY(4-N,N-二甲基吡啶)，于0-35℃的反应温度，12-24h的反应时间下进行的。
8.根据权利要求1-4任一项所述的一种多臂PEG化奥利万星衍生物在制备作为急性细菌性皮肤和皮肤结构感染的药物中的应用。
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