CZ282848B6 - Monomery a neutrální, hydrofilní kopolymery na bázi alfa, omega diaminokyselin a způsob jejich přípravy - Google Patents

Monomery a neutrální, hydrofilní kopolymery na bázi alfa, omega diaminokyselin a způsob jejich přípravy Download PDF

Info

Publication number
CZ282848B6
CZ282848B6 CS90782A CS78290A CZ282848B6 CZ 282848 B6 CZ282848 B6 CZ 282848B6 CS 90782 A CS90782 A CS 90782A CS 78290 A CS78290 A CS 78290A CZ 282848 B6 CZ282848 B6 CZ 282848B6
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
formula
polymer
range
benzyl
group
Prior art date
Application number
CS90782A
Other languages
English (en)
Inventor
František Rndr. Csc. Rypáček
Rudolf Rndr. Csc. Kotva
Marie Ing. Metalová
Original Assignee
Ústav Makromolekulární Chemie Avčr
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ústav Makromolekulární Chemie Avčr filed Critical Ústav Makromolekulární Chemie Avčr
Priority to SK782-90A priority Critical patent/SK280090B6/sk
Priority to CS90782A priority patent/CZ282848B6/cs
Publication of CS9000782A2 publication Critical patent/CS9000782A2/cs
Publication of CZ282848B6 publication Critical patent/CZ282848B6/cs

Links

Landscapes

  • Polyamides (AREA)

Abstract

Podstatou řešení jsou monomery na bázi alfa omega diaminokyselin obecného vzorce A, kde n = 2 - 4. dále polymery na bázi alfa,omegadiaminokyselin, jejichž struktura sestává ze strukturních jednotek A` a B` podle obecného vzorce I, kde a je větší než 0 a menší než 1, přičemž a + b = l, je v rozmezí 2 až 4, m je 1 nebo 2 a R je alkyl vybraný ze skupiny zahrnující lineární, větvené a cyklické alkyly s l - 18 atomy uhlíku, benzyl a 2,2,2-try- chloroethyl, přičemž střední polymerisační stupeň je v rozmezí 5 až 2000 monomerních jednotek, a lineární, hydrofilní a biodegradabilní polymery na bázi alfa, omega -diaminokyselin obecného vzorce II, kde a je větší než 0 a menší než l, přičemž a + b = 1, n je v rozmezí 2 až 4, m je l nebo 2, R` je hydroxyalkyl s 2 až 5 atomy uhlíku a přičemž střední polymerizační stupeň je v rozmezí 5 až 2000 monomerních jednotek. Způsob přípravy polymerů obecného vzorce I a II,spočívá v přípravě >látky A, kopolymerizaci látky A s vhodnými komonomery B za vzniku koŕ

Description

Vynález se týká monomerů a neutrálních hydrofilních kopolymerů na bázi α,ω-diaminokyselin a způsobu jejich přípravy. Týká se tedy syntetických hydrofilních polyaminokyselin, obsahujících vedle bočních řetězců, tvořených neutrálními hydroxyalkylovými skupinami, i boční řetězce s primárními alifatickými aminoskupinami, zejména kopolymerů N5'hydroxyalkylglutaminů a N4-hydroxyalkylasparaginů s α,ω-diaminokyselinami.
Dosavadní stav techniky
Vazba biologicky aktivních látek na vodorozpustné syntetické polymery byla již mnohokrát studována, například jako vhodný způsob přípravy makromolekulámích léčiv. Takové formy léčiv umožňují prodloužený účinek léčiv v organismu, ovlivnění jeho biodistribuce, snížení jeho toxických účinků a pod. Polymery, vhodné pro tyto účely, by měly být netoxické a fyziologicky inertní, což znamená, že jejich vlastní interakce se složkami biologického prostředí jsou minimální. Dále je rovněž velmi důležité, aby tyto polymery byly v organismu rozložitelné na netoxické nízkomolekulámí produkty, tj. aby byly biodegradabilní. Podmínka nízké toxicity a fyziologické inertnosti je zpravidla dostatečně splněna u hydrofilních neutrálních polymerů, tvořících ve vodných roztocích konformaci náhodného klubka. Vhodnými hydrofilními skupinami na polymeru, které nejsou ve fyziologickém prostředí nabité a přitom jsou dostatečně hydrofilní, jsou například skupiny amidické a hydroxylové.
Biodegradovatelnost je velmi důležitá u polymerů, uvažovaných pro parenterální použití, u kterých je nutné zaručit, že polymer bude z organismu vyloučen či bude metabolizován po splněni své funkce. Syntetické polyaminokyseliny, zejména pak polymery, odvozené od trifunkčních aminokyselin, jako je kyselina glutamová, asparagová a lysin, jsou perspektivními polymery pro tyto účely. Zatímco dvě funkční skupiny těchto aminokyselin, tj. a-aminoskupina a α-karboxyl, tvoří hlavní polypeptidický řetězec, třetí funkční skupina těchto aminokyselin může sloužit k vytvoření různých chemických modifikací a vazbě biologicky účinných látek. Polypeptidická struktura jejich hlavního řetězce umožňuje jejich degradaci v organismu působením enzymů proteináz a peptidáz. Tak například na bázi kyseliny glutamové lze připravit lineární hydrofilní polymery, obsahující hydroxyalkylové boční řetězce, např. poly(N5-hydroxyethyljglutamin (PHEG), které vyhovují požadavkům jak svou biodegradovatelností, tak i fyziologickou inertnosti. Svědčí o tom četné práce, zabývající se těmito polymery jako materiály pro lékařské a farmaceutické účely. PHEG byl studován jako náhražka krevní plazmy (A. Gerola, G. Antoni, F. Benvenuti, F. Cocola, and P. Neri, in: Shock: Biochemical, Pharmacological and Clinical aspects, Plenům Press, New York, N. Y., 1970, p. 329), jako nosič cytostatických (J. Drobník, D. Nosková, F. Rypáček, M. Metalová, and V. Saudek, Makromolekulámí protirakovinné léčivo, obsahující platinu, a způsob jeho výroby, čs. AO 253069) a jiných fyziologicky účinných látek, např. katecholaminů (Goodman, M. et al., Water-soluble, physiologically active, synthetic polypetides, U. S. Pat. 4116949). Jejich biodegradabilita byla rovněž studována a je dobře známa (H. R. Dickinson, A. Hiltner, D. F. Gibbons, and J. M. Anderson, Biodegradation of a poly(a-amino acid) hydrogel. I. in vivo, J. Biomed. Mater. Res., 15: 577-589, 1981; J. Pytela, V. Saudek, J. Drobník, and F. Rypáček, Poly(N5-hydroxyalkylglutamines). IV Enzymatic degradation of N5-(2-hydroxyethyl)-L-glutamine homopolymers and copolymers, J. Controlled Release, 10: 17-25, 1989).
Vedle inertnosti a biodegradovatelnosti dalším požadavkem na polymery, využitelné pro vazbu fyziologicky účinných látek, je přítomnost vhodných reaktivních skupin, které umožňují vazbu těchto látek za výhodných podmínek. Takové skupiny lze u polyaminokyselin v zásadě připravit buďto modifikací bočních řetězců, např. u poly(N-alkylglutaminů) modifikací γ-karboxylu 5 jednotek kyseliny glutamové, nebo kopolymerizací sjinými deriváty aminokyselin. Modifikací byly připraveny poly(N-hydroxyalkylglutaminy), obsahující v části bočních řetězců hydrazidové skupiny (V. Saudek, F. Rypáček, and J. Drobník, Rozpustné a biodegradovatelné kopolymery pro vazbu biologicky aktivních látek, čs. AO 254355), skupiny 4-hydroxyfenethylové nebo aromatické aminy(J. Pytela, F. Rypáček, M. Metalová, and J. Drobník, Synthesis of poly[N5-(2io hydroxyethyl)-L-glutamines] with modified side chains, Collect. Czech. Chem. Commun., 54: 1640-1647, 1989). Kopolymerizací s deriváty fenylalaninu byly připraveny kopolymery Nhydroxyalkyl-glutaminu s p-amino-fenylalaninem a aromatické aminoskupiny byly využity pro vazbu fyziologicky účinných látek ve formě azo-derivátů (U. S. Pat. 4116949). Azo-vazba, stejně tak jako jiné vazby, které nejsou běžné v přirozených látkách v organismu se vyskytujících, je 15 nevýhodná, protože neumožňuje odštěpení fyziologicky účinné látky v organismu.
Mimořádně výhodnou reaktivní skupinou na polymeru by proto byla primární alifatická aminoskupina. Pro zavedení této skupiny do bočních řetězců polyaminokyselin se nabízí kopolymerace s přirozenými diaminokyselinami, například lysinem a omithinem. Známé 20 způsoby přípravy polymerů, obsahujících lysin nebo omithin, zpravidla využívají chránění ωaminoskupiny těchto diaminokyselin benzoyloxykarbonylovou skupinou a polymerace Nakarboxyanhydridů (NCA) takto chráněných aminokyselin. Při přípravě homopolymerů, například polylysinu, nebo kopolymerů s některými jinými aminokyselinami, je po polymeraci chránící skupina odstraněna, nejčastěji reakcí s bromovodíkem (HBr). Takto například lze připravit 25 kopolymery lysinu s kyselinou glutamovou kopolymerizací NCA N5-karbobenzoxylysinu s NCA γ-benzylglutamátu a následným odstraněním chránících skupin. Tento postup by bylo možné použít i pro přípravu kopolymerů lysinu (či omithinu) s N5-hydroxyalkyl-glutaminy za předpokladu, že při reakci s HBr by zůstaly chránící benzylesterové skupiny jednotek kyseliny glutamové zachovány a tyto mohly být v následné reakci s aminoalkoholem přeměněny na 30 hydroxyalkyl-glutaminy. Reakcí s HBr však dochází i ke štěpení benzyl esterů kyseliny glutamové a v důsledku toho je obtížné, ne-li nemožné, připravit tímto způsobem hydrofilní kopolymery, neobsahující karboxylové skupiny. Použití alkylesterů kyseliny glutamové, které více odolávají reakci s HBr, například γ-methylglutamátu, γ-ethylglutamátu, sice tuto nevýhodu částečně odstraňuje, ale polymery těchto alkylglutamátů jsou velmi špatně rozpustné. Například 35 poly(y-methylglutamát) a kopolymery s převahou γ-methylglutamátu jsou po vysušení do pevného stavu prakticky nerozpustné v běžných rozpouštědlech, jakými jsou například dimethylformamid, dimethylacetamid, benzen, chloroform a pod. Tato skutečnost je velice nevýhodná, protože ztěžuje další zpracování polymeru, zejména neumožňuje zvolit vhodné reakční prostředí pro následné chemické modifikace polymeru, např. aminolysu alkylglutamátu 40 na hydroxyalkylglutamin.
Tento vynález vznikl z potřeby připravit neutrální hydrofilní a biodegradovatelné polymery, obsahující v bočních řetězcích volné alifatické aminoskupiny, vhodné pro vazbu modifikujících látek, např. látek fyziologicky aktivních. Autoři nyní zjistili, že polymery požadovaných 45 vlastností lze připravit s použitím derivátů α,ω-diaminokyselin, uvedených v tomto vynálezu, jejich kopolymerizací se známými N-karboxyanhydridy ω-alkylesterů kyseliny L-glutamové nebo L-asparagové, případně N-karboxyanhydridy jiných L-aminokyselin, uplatněním postupů dále popsaných.
-2CZ 282848 B6
Podstata vynálezu
Podstatou vynálezu jsou monomery na bázi α,ω-diaminokyselin obecného vzorce A:
co—o \ co /
HC—NH
I (CHjJn
I cď xco
(A) kde n = 2 - 4.
Podstatou vynálezu jsou dále polymery na bázi α,ω-diaminokyselin, jejichž struktura sestává ze strukturních jednotek A', B' a O podle obecného vzorce I:
A'
CO-CH-NH i (CH^m CO i
O i
R
(I) kde a, b ac jsou molámí zlomky strukturních jednotek A', B' aC', přičemž a je větší než 0 a menší než 1, s výhodou v rozmezí 0,01 - 0,8, b je větší než 0 a menší než 1, s výhodou v rozmezí 0,01 - 0,9 a c je 0 nebo v rozmezí 0 až 0,45, přičemž a + b + c= l,njev rozmezí 2 až 4, m je 1 nebo 2 aR je alkyl ze skupiny, zahrnující lineární, větvené acyklické alkyly s 1-18 atomy uhlíku, benzyl a 2,2,2-trichloroethyl, s výhodou pak benzyl, R je methyl, benzyl, 4hydroxyfenylmethyl, isopropyl nebo 2-methylpropyl, přičemž střední polymerizační stupeň polymeru Ije v rozmezí 5 až 2000 monomemích jednotek, s výhodou v rozmezí 30 až 1200 monomemích jednotek.
Dále jsou předmětem vynálezu lineární, hydrofilní a biodegradabilní polymery na bázi α,ωaminokyselin, jejichž podstata spočívá v tom, že sestávají ze strukturních jednotek A, B a C', a obsahují dva typy bočních řetězců, přičemž jeden typ bočních řetězců nese primární alifatickou aminoskupinu a další typ je tvořen řetězcem hydroxyalkylovým ve shodě s obecným vzorcem II:
A
CO-CH-NH i (CHjJn J
NH2
CO-CH-NH
I (CHj)m
CO i
NH i
(Π) kde a, b ac jsou molámí zlomky strukturních jednotek A, B aC', přičemž a je větší než 0 a menší než 1, s výhodou v intervalu 0,01 - 0,8, b je větší než 0 a menší než 1, s výhodou v rozmezí 0,01 - 0,9 a c je 0 nebo v rozmezí 0 až 0,45, přičemž a + b + c= l,njev rozmezí 2 až 4, m je 1 nebo 2 aR' je hydroxyalkyl s 2 až 5 atomy uhlíku, obsahující jednu nebo i více hydroxylových skupin, vybraný ze skupiny, zahrnující 2-hydroxyethyl, 2-hydroxypropyl, 3hydroxypropyl, 2-hydroxybutyl, 3-hydroxybutyl, 4-hydroxybutyl, hydroxypentyl, 2,3-dihydroxypropyl, 2,4-dihydroxybutyl a dihydroxypentyl, s výhodou hydroxyalkyly a dihydroxyalkyly s 2 až 3 atomy uhlíku, R je methyl, benzyl, 4-hydroxyfenylmethyl, isopropyl nebo 2-methylpropyl, přičemž střední polymerizační stupeň polymeru je v rozmezí 5 až 2000 monomemích jednotek, s výhodou 10 až 1000 monomemích jednotek.
Předmětem vynálezu je dále postup přípravy polymerů obecného vzorce I a II, který spočívá v přípravě látky A, kopolymerizaci látky A s vhodnými komonomery B případně i C za vzniku polymeru obecného vzorce I, který je pak reakcí s příslušným aminoalkoholem vzorce R'-NH2 přeměněn na kopolymer obecného vzorce II.
Monomery na bázi α,ω-diaminokyselin obecného vzorce A, které jsou schopné kopolymerizace s N“-karboxyanhydridy ω-alkylesterů dikarboxylových aminokyselin, lze podle vynálezu připravit ftaloylací ω-aminoskupiny známých α,ω-diaminokyselin a přeměnou získané Νωftaloyl-aminokyseliny na příslušný N“-ftaloyl-N“-karboxyanhydrid. Příkladem vhodných α,ωdiaminokyselin jsou zejména L-lysin aL-omithin, resp. jejich D enantiomery. Postupem podle vynálezu lze N“-ftaloyl-lysin výhodně připravit reakcí N-ethoxykarbonylftalimidu s roztokem měďnatého komplexu lysinu, rozložením měďnatého komplexu NtJ-ftaloyl-lysinu působením kyseliny chlorovodíkové a krystalizací ve formě vnitřní soli z roztoku kyselého uhličitanu sodného a vodného ethanolu. N“-karboxyanhydrid, tj. látka obecného vzorce A, se zN“-ftaloyllysinu připraví některou ze známých metod přípravy N“-karboxyanhydridů, například reakcí s fosgenem v prostředí dioxanu.
Podstata způsobu přípravy polymerů obecného vzorce I podle vynálezu spočívá v tom, že se sloučenina obecného vzorce A kopolymeruje s látkou B, vybranou ze skupiny látek, zahrnující N“-karboxyanhydridy ω-alkylesterů dikarboxylových aminokyselin. S výhodou lze použít Nakarboxyanhydrid, odvozený od β-alkylesteru kyseliny asparagové nebo γ-alkylesteru kyseliny glutamové, přičemž řečený alkyl je vybrán ze skupiny, zahrnující lineární, větvené acyklické alkyly s 1 - 18 atomy uhlíku, 2,2,2-trichloroethyl, 2,2,2-trifluoroethyl a benzyl.
Látka B pro přípravu polymeru obecného vzorce I je vybrána ze skupiny, zahrnující zejména ωalkylestery dikarboxylových aminokyselin. Vhodnými aminokyselinami ve smyslu vynálezu jsou zejména kyseliny L-glutamová a L-asparagová. Vhodnými ω-alkylestery těchto aminokyselin jsou takové, kde alkyl R je zvolen ze skupiny, zahrnující lineární, větvené a cyklické alkyly s 1 18 atomy uhlíku, 2,2,2-trichloroethyl, 2,2,2-trifluoroethyl a benzyl, přičemž zvláště výhodný je benzyl.
-4CZ 282848 B6 co—o co /
HC—NH
I (CH2)m
COOR (B)
Příprava těchto esterů je všeobecně známa. Rovněž pro přípravu příslušných N“-karboxyanhydridů z těchto esterů lze použít postupy známé z literatury. Příkladem typického postupu je reakce s fosgenem obdobně, jak je uvedeno pro přípravu látky vzorce A.
Látkou C při přípravě polymeru obecného vzorce Ije N-karboxyanhydrid a-aminokyseliny, zvolené ze skupiny, zahrnující a,L-aminokyseliny, běžně se vyskytující v bílkovinách, zejména zahrnující L-alanin, L-fenylalanin, L-tyrosin, L-leucin aL-valin. Látka C je popsána obecným vzorcem C:
co—O \
CO
HC—NH i
R (C) kde R je ze skupiny, zahrnující zejména methyl, benzyl, 4-hydroxyfenylmethyl, isopropyl nebo 2-methylpropyl.
Kopolymerace látek A, B a C může být provedena v libovolném aprotickém rozpouštědle, ve kterém A, B i C jsou rozpustné. Příklady vhodných rozpouštědel zahrnují methylenchlorid, dichlorethan, dioxan, benzen, N,N-dimethylformamid, Ν,Ν-dimethylacetamid, dimethylsulfoxid a jiné. K. iniciaci polymerace lze použít látky, běžně používané k těmto ůčelům. Příkladem vhodných látek jsou primární, sekundární a terciární alkylaminy, např. hexylamin, diaminohexan, triethylamin, nebo báze, například methanolát sodný, organokovové sloučeniny, například triethylaluminium a pod. Tyto postupy polymerace N-karboxyanhydridů jsou všeobecně známé a není nutné je podrobně popisovat.
Výhodnou vlastností polymerů obecného vzorce I, zejména když R je benzyl, je jejich dobrá rozpustnost v řadě rozpouštědel, vhodných pro následné modifikační reakce, například aminolýzu aminoalkoholem. Vhodnými rozpouštědly jsou N,N-dimethylformamid, Ν,Ν-dimethylacetamid, dimethylsulfoxid, benzen, dioxan, chloroform, dichlorethan a jejich směsi.
Další výhodnou vlastností polymeru obecného vzorce Ije skutečnost, že postupem podle vynálezu lze v jednom reakčním kroku aminolyzovat alkylestery jednotek B’ i ftalimidové skupiny jednotek A' a získat tak kopolymer, obsahující volné aminoskupiny, jak je znázorněno ve vzorci jednotek A kopolymeru obecného vzorce II.
Podstata způsobu přípravy kopolymeru obecného vzorce II podle vynálezu spočívá v tom, že se kopolymer obecného vzorce I podrobí reakci s vhodným aminoalkoholem typu R'-NH2, kde R' je
-5CZ 282848 B6 vybraný ze skupiny, zahrnující hydroxyalkyl sjednou či více hydroxylovými skupinami, 2hydroxyethyl, 2-hydroxypropyl, 3-hydroxypropyl, 2-hydroxybutyl, 3-hydroxybutyl, 4-hydroxybutyl, hydroxypentyl, 2,3-dihydroxypropyl, 2,4-dihydroxybutyl a dihydroxypentyl, a takto získaný produkt se izoluje běžnými metodami. Volbou alkylaminu R'-NH2 při aminolytické reakci lze připravit kopolymery různých vlastností.
Aminolýzu kopolymeru obecného vzorce I lze postupem podle vynálezu provést tak, že k roztoku polymeru obecného vzorce Ive vhodném rozpouštědle, vybraném ze skupiny, zahrnující methylenchlorid, dichlorethan, dioxan, benzen, Ν,Ν-dimethylformamid, N,N-dimethylacetamid, dimethylsulfoxid a jiné, se přidá nadbytek příslušného alkylaminu a reaguje se po dobu nezbytně nutnou k úplné aminolýze všech alkylesterových a ftalimidových skupin. Vhodný poměr alkylaminu k polymeruje v rozmezí 1 až 200 mol (přednostně v rozmezí 10 až 100 mol) alkylaminu na mol monomemích jednotek polymeru. Vhodná doba reakce s alkylaminem závisí na teplotě, při které se reakce provádí, a poměru reaktantů. Tak například při teplotě 25 °C a poměru alkylaminu k monomemím jednotkám polymeru 50 : 1 je vhodná doba 16 dnů, při teplotě 37 °C 10 dnů a při teplotě 60 °C je vhodná reakční doba 3 dny. Reakční směs se potom zneutralizuje a polymer obecného vzorce II se oddělí od reakčních složek obvyklými způsoby, například precipitací, dialýzou, ultrafiltrací, chromatografícky a pod., a izoluje se z roztoku například srážením, sušením ve vakuu, lyofilizací a pod. Složení kopolymeru se ověří obvyklými metodami. Vhodnými metodami jsou analýza aminokyselin, stanovení aminoskupin reakcí s trinitrobenzensulfonovou kyselinou, titrace, elementální analýza a pod.
Výhodou postupu podle vynálezu je možnost volit množství jednotek, obsahujících aminoskupiny ve výsledném polymeru obecného vzorce II pomocí vhodného poměru látek A a B plus C v kopolymerizační směsi.
Postup podle vynálezu rovněž zachovává původní konfiguraci na asymetrickém uhlíku výchozích aminokyselin a proto, vyjde-li se při přípravě z L-aminokyselin, získá se polymer, obsahující v hlavním řetězci a,L-peptidické vazby, které jsou principiálně štěpitelné enzymy, přítomnými v organismu. Je-li například polymerem obecného vzorce II kopolymer hydroxyalkyl-Lglutaminu s L-lysinem, pak tento polymer je degradovatelný proteinázami savčích organismů, zejména enzymy cathepsinem, trypsinem, kallikreinem, plasminem a dalšími. Štěpení polymeru endopeptidázovým mechanismem, tj. proteinázami, vede k rychlému poklesu molekulové hmotnosti polymeru. Štěpení exopeptidázami, například leucinaminopetidázou, či jinými aminopeptidázami, vede k produkci nízkomolekulámích fragmentů o velikosti jedné monomemí jednotky. Konečnými produkty degradace polymerů obecného vzorce II jsou proto monomemí deriváty použitých aminokyselin, které jsou netoxické a snadno se z organismu vyloučí.
V souladu s principem předmětného vynálezu mohou být k ovlivnění vlastností polymeru obecného vzorce II, zejména jeho biodegradovatelnosti, do polymemího řetězce zavedeny i další aminokyseliny, kromě těch, popsaných strukturními jednotkami A a B. Tyto aminokyseliny jsou vyznačeny jako strukturní jednotka O ve vzorcích I a II. S výhodou budou tyto aminokyseliny zvoleny ze skupiny, zahrnující L-alanin, L-valin, L-leucin, L-tyrosin a L-phenylalanin. Jejich vliv na rychlost degradace různými enzymy je dále doložen. Je výhodné, aby i při použití složky C' byla převládající součástí polymeru obecného vzorce I složka B', tvořená alkylestery dikarboxylových aminokyselin, umožňující převedení na hydroxyalkyl-deriváty aminolýzou.
Primární alifatické aminoskupiny kopolymeru obecného vzorce I jsou příhodnými nukleofíly pro chemické modifikace, například pro vazbu fyziologicky aktivních látek. Příkladem takových reakcí mohou být reakce s elektrofílními skupinami, jakými jsou aktivované estery a chloridy karboxylových kyselin, isokyanáty, isothiokyanáty, azidy, aldehydy, epoxydy a pod. Reakce primárních aminoskupin na hydrofilních polymerech jsou široce prostudovány a mohou být aplikovány na polymery podle vynálezu přiměřeně jejich vlastnostem a požadavkům na výsledný
-6CZ 282848 B6 produkt. Lze proto odvodit, že bude-li elektrofilní skupina přítomna na fyziologicky aktivní látce či na vhodné spojce, pak reakce s aminoskupinou polymeru podle tohoto vynálezu povede ke vzniku polymemího produktu s navázanou předmětnou fyziologicky aktivní látkou. Je cílem tohoto vynálezu poskytnout vhodný polymer k tomuto účelu.
Vynález je dále doložen příklady, které mají sloužit k jeho lepší srozumitelnosti a nejsou míněny tak, aby vynález, nebo některý jeho znak, byl jimi limitován, pokud tak není přímo specifikováno.
Příklady provedení
Příklad 1
Roztok 7,30 g L-lysinu monohydrochloridu a 3,20 g hydroxidu sodného v 70 ml vody se smíchá s roztokem 5 g síranu mědnatého v 70 ml vody. K. výslednému tmavomodrému roztoku se přidá 4g kyselého uhličitanu sodného a 10 g N-ethoxykarbonylfitalimidu a reakční směs se míchá 1 hodinu při laboratorní teplotě. Modrý komplex se odsaje, promyje vodou, ethanolem, chloroformem a etherem a vysuší se. Takto se získá 9,21 g měďnatého komplexu Ne-ftaloyl-L-lysinu, který se dále míchá se 45 ml 6N kyseliny chlorovodíkové 1 hodinu při teplotě laboratoře. Produkt se odfiltruje a promývá 6N HC1. Vysuší se a krystalizuje z vodného ethanolu. Získaný hydrochlorid Ne-ftaloyl-L-lysinu (6,79 g) ve 130 ml vody se přelije za míchání 58,4 ml 0,5 N roztoku kyselého uhličitanu sodného. Směs se míchá 30 minut a pH se upraví na 7,00 kyselinou octovou. Produkt se odfiltruje, promyje vodou a vysuší ve vakuu nad P2O5. Po krystalizaci z vodného ethanolu se získá 3,10 g Ne-fitaloyl-L-lysinu. Teplota tání: 223-224 °C. Pro Ci4HI6N2O4 vypočteno: 60,86 % C, 5,84 % H, 10,14 % N; nalezeno: 60,09 % C, 5,52 % H, 10,16 %N.
Příklad 2
20,0 g Ns-ftaloyl-L-lysinu, připraveného podle příkladu 1, se suspenduje ve 300 ml dioxanu a za míchání se při teplotě 55 °C zavádí plynný fosgen po dobu 2 hodin. Přebytek fosgenu se odstraní plynným dusíkem, roztok se zfiltruje a filtrát se odpaří dosucha. Odparek se krystalizuje ze směsi chloroform-hexan a octan ethylnatý - hexan. Získá se 13,8 g Na-karboxyanhydridu Ne-fitaloyl-Llysinu (látka A). Teplota tání: 175 - 179 °C. Pro CisHi4N2O5 vypočteno: 59,60 % C, 4,67 % H a 9,27 % N; nalezeno: 59,44 % C, 4,80 % H a 9,09 % N.
Příklad 3
0,97 g N“-karboxyanhydridu Ne-ftaloyl-lysinu, připraveného podle příkladu 2 (látka A), a 7,55 g Na-karboxyanhydridu Np-benzylglutamátu (B) bylo rozpuštěno v 300 ml bezvodého dioxanu a k roztoku bylo přidáno 0,075 g (0,104 ml) triethylaminu. Reakční nádoba byla uzavřena chlorkalciovým uzávěrem a polymerizace probíhala při laboratorní teplotě po dobu 6 dnů. Polymer byl vysrážen do ethanolu, promyt ethanolem a vysušen. Získáno bylo 5,34 g kopolymeru I. Analýzou aminokyselin ve vzorku polymeru, hydro lyžovaném 6N HC1, byl zjištěn molámí zlomek strukturní jednotky A': a= 0,10, amolámí zlomek strukturní jednotky B': b = 0,90.
Příklad 4
2,76 g (0,01 mol) Na-karboxyanhydridu Ne-ftaloyl-lysinu, připraveného podle příkladu 2 (látka A), a 22,41 g (0,09 mol) Na-karboxyanhydridu N3-benzylaspartátu (B) bylo rozpuštěno v 500 ml bezvodého dioxanu a k roztoku bylo přidáno 0,255 g (2,5 mmol) triethylaminu. Další postup byl shodný s postupem v příkladu 3. Bylo získáno 18,5 g polymemího produktu, odpovídajícího obecnému vzorci kopolymeru I, kde a = 0,09, b = 0,91, n = 4 a m = 1.
Příklad 5
N“-karboxyanhydrid Ne-ftaloyl-lysinu, připravený postupem podle příkladu 2 (látka A), aN“karboxyanhydrid N'-benzylglutamátu (B) byly rozpuštěny v bezvodém dioxanu na koncentraci 0,1 mol/1 a jejich roztoky smíšeny v poměrech obou složek tak, jak je uvedeno v tabulce 1. Polymerizace byla iniciována methanolátem sodným. Reakce probíhala při teplotě 25 °C po dobu 30 až 60 minut do dosažení konverze monomerů v rozmezí 6-9 %. Výsledné kopolymery obecné struktury, dané vzorcem I, byly vysráženy do ethanolu, vysušeny a jejich složení stanoveno pomocí aminokyselinové analýzy. Hodnoty molámího zlomku a strukturní jednotky A’ v kopolymerech jsou uvedeny v tabulce 1.
Tabulka 1
Obsah látky A v polymerizační násadě v % a molámí zlomek a strukturní jednotky A' ve výsledných kopolymerech.
Polymerizační násada Složení kopolymeru
% A a
10,0 0,071
21,1 0,132
30,0 0,188
42,1 0,293
52,6 0,376
61,9 0,459
71,4 0,592
80,0 0,683
90,0 0,827
Příklad 6
2,23 g kopolymeru I, připraveného postupem podle příkladu 3, se rozpustí v 22 ml N,Ndimethylacetamidu, k roztoku se přidá 30 ml 2-aminoethanolu a reakční směs se míchá při teplotě 60 °C po dobu 72 hodin. Reakční směs se naředí 30 ml 2N HC1 a neutralizuje koncentrovanou HC1. Po dialýze proti vodě se polymer izoluje lyofilizací z vodného roztoku. Výsledný produkt je kopolymerem L-lysinu aN5-(2-hydroxyethyl)-L-glutaminu, odpovídající obecné struktuře polymeru II, kde n = 4, m = 2, a = 0,10 a b = 0,9 (podle analýzy aminokyselin). Stanovení molámího zlomku volných aminoskupin pomocí reakce s 2,4,6-trinitrobenzensulfonovou kyselinou odpovídá molámímu zlomku lysinových zbytků v kopolymeru.
-8CZ 282848 B6
Příklad 7
1,55 g polymeru II, připraveného postupem podle příkladu 6, se rozpustí v 60 ml bezvodého Ν,Ν-dimethylacetamidu a přidá se 0,12 ml triethyiaminu. Roztok se vychladí v ledové lázni a přidá se 0,314 g (1,0 mmol) 3-maleinimidobenzoyl-N-oxy-succinimidu. Reakční směs se míchá při teplotě 0 - 4 °C po dobu 4 hod., Ν,Ν-dimethyacetamid se oddialyzuje a polymer se dále zbaví nízkomolekulámích reakčních složek ultrafiltrací. Lyofílizací z vodného roztoku se získá 1,2 g modifikovaného polymeru II, ve kterém 88 % původně přítomných aminoskupin lysinových zbytků je modifikováno navázanými 3-maleinimido-benzoylovými skupinami.
Příklad 8
K roztoku 0,31 g polymeru II, připraveného postupem podle příkladu 6, v 6 ml 0,1 M uhličitanového pufru pH 8,8 se přidá 40 mg fluoresceinisothiokyanátu (FITC) a reakční směs se míchá při teplotě 4 °C po dobu 16 hod. Po dialýze a chromatografú na koloně, plněné Sephadexem G-25 (Sephadex-obchodní značka fy. Pharmacia, Uppsala), se polymer lyofilizuje. Získá se 0,25 g modifikovaného polymeru II, obsahujícího fluorescein, vázaný na 18 % původně přítomných lysinových zbytků.
Příklad 9
50,1 mg (0,13 mmol) sukcinyi-L-phenylalanyl-p-nitroanilidu (SPNA) se rozpustí v 0,6 ml N,Ndimethylformamidu a roztok se vychladí na 0 °C. K roztoku se přidá 30,2 mg (0,156 mmol) Nethyl-N' (dimethylaminopropyl)karbodiimidu hydrochloridu (Fluka, AG). Reakční směs se míchá v ledové lázni po dobu 40 min a pak se přidá roztok, obsahující 400 mg polymeru II, připraveného postupem podle příkladu 6, a 20 μΐ triethyiaminu ve 2 ml N,N-dimethylformamidu. Reakce pokračuje za míchání v chladu po dobu 4 hod. Polymer se izoluje analogicky jako v příkladě 8. Získá se 350 mg modifikovaného polymeru II, obsahujícího na 45 % původně přítomných lysinových zbytků vázaný sukcinyl-L-phenylalanyl-p-nitroanilid, (SPNA). Takto připravený polymer lze použít jako vodorozpustný, makromolekulám! substrát pro serinové proteinázy, například chymotrypsin, jejichž působením se z bočních řetězců polymeru uvolňuje p-nitroanilin.
Příklad 10
Analogicky k postupu, uvedenému v příkladu 3, se připraví kopolymer I, jehož struktura se od struktury kopolymeru podle příkladu 3 liší tím, že vedle jednotek B' obsahuje ještě jiné aminokyseliny tak, že se v polymerizační násadě odpovídající část monomeru B, tj. N“-karboxyanhydridu Ny-benzylglutamátu podle příkladu 3 nahradí N“-karboxyanhydridem příslušné aaminokyseliny (C). Takto byl připraven kopolymer la, obsahující 5,2 % zbytků L-alaninu, kopolymer lb, obsahující analogicky 8,4 mol zbytků L-fenylalaninu, kopolymer lc obsahující analogicky 3,8 mol % zbytků O-acetyl-L-tyrosinu.
Příklad 11
Analogicky k postupu, uvedenému v příkladu 6, se připraví hydrofilní, vodorozpustné kopolymery Ha, lib a líc vždy reakcí odpovídajícího z kopolymerů la, lb a lc, připravených postupem podle příkladu 10, s 2- aminoethanolem v prostředí Ν,Ν-dimethylacetamidu. Získané kopolymery obsahují vedle strukturních jednotek 2-hydroxyethyl L-glutaminu a lysinu ještě
-9CZ 282848 B6 zbytky další aminokyseliny, tj. L-alaninu (Ha), L-fenylalaninu (lib) nebo O-acetyl-L-tyrosinu (líc) v množství, odpovídajícím obsahu těchto zbytků v kopolymerech la, Ib a Ic.
Příklad 12
Enzymatická degradace kopolymerů II, Ha a lib byla testována za použití enzymů papainu, kathepsinu B, trypsinu, chymotrypsinu, elastázy, pepsinu apronázy E. Z jednotlivých kopolymerů byly připraveny roztoky v 0,05 M fosfátovém pufru pH 7,8 o koncentraci 2 mg/ml. K. roztokům byly přidány případné další aktivátory, např. EDTA, dithiothreitol, chlorid vápenatý, podle požadavků na optimální podmínky pro aktivitu jednotlivých enzymů. Roztoky byly vytemperovány na teplotu 37 °C ajednotlivé enzymy byly do reakční směsi přidávány na výslednou koncentraci 0,02 mg/ml. Pomocí gelové permeační chromatografie (GPC) byly změřeny číselné průměry molekulových hmotností jednotlivých polymerů před přidáním enzymu (Mo) a po 16 hodinách inkubace s enzymem při 37 °C, (Mn). Z poklesu hodnot číselných průměrů molekulové hmotnosti lze hodnotit účinnost jednotlivých enzymů při degradaci testovaných kopolymerů. Hodnoty průměrů molekulových hmotností před a po inkubaci s enzymem jsou uvedeny v tabulce 2.
Tabulka 2
Degradace kopolymerů II, Ha a lib jednotlivými proteinázami. Mo, výchozí průměr mol. hmotnosti před působením enzymu; Mn, číselný průměr mol. hmotnosti po 16 hodinách inkubace s enzymem.
Enzym Střední molekulová hmotnost, Mn
II Mo = 72 000 Ha Mo = 59 000 lib Mo = 64 500
chymotrypsin 72 000 52 000 7 200
elastase 72 000 9 200 24 000
pepsin 48 000 32 000 43 500
trypsin 8 200 17 000 12 800
kathepsin B 16 200 12 000 18 600
papain 8 400 4 600 6 800
pronase E 3 200 4 800 4 800

Claims (10)

1. Monomery na bázi α,ω-diaminokyselin obecného vzorce A (CHjJn I cá XCO (A) kde n = 2 - 4.
2. Polymery na bázi α,ω-diaminokyselin podle obecného vzorce I:
A'
B*
C‘
O-CH-NH i (CH^n
CO CO (I) kde a, b ac jsou molámí zlomky strukturních jednotek A', B' aC', přičemž a je větší než 0 a menší než 1, s výhodou v rozmezí 0,01 - 0,8, b je větší než 0 a menší než 1, s výhodou v rozmezí 0,01 - 0,9 a c je 0 nebo v rozmezí 0 až 0,45, přičemž a + b + c= l,njev rozmezí 2 až 4, m je 1 nebo 2 aRje alkyl ze skupiny, zahrnující lineární, větvené acyklické alkyly s 1- 18 atomy uhlíku, benzyl a 2,2,2-trichloroethyl, s výhodou pak benzyl, R je methyl, benzyl, 4 hydroxyfenylmethyl, isopropyl nebo 2-methylpropyl, přičemž střední polymerizační stupeň polymeru Ije v rozmezí 5 až 2000 monomemích jednotek, s výhodou v rozmezí 30 až 1200 monomemích jednotek.
3. Lineární, hydrofilní polymery na bázi α,ω-diaminokyselin, obsahující dva typy bočních řetězců, přičemž jeden typ bočních řetězců nese primární alifatickou aminoskupinu a další typ jc tvořen řetězcem hydroxyalkylovým, podle obecného vzorce II:
- 11 CZ 282848 B6
-1 B -CO-CH-NH- -CO-CH-NH- 1 - (CHjjm . b R*
CO
NH i
R' (Π) kde a, b ac jsou molámí zlomky strukturních jednotek A, B aC', přičemž aje větší než 0 a menší než 1, s výhodou v intervalu 0,01 - 0,8, b je větší než 0 a menší než 1, s výhodou v rozmezí 0,01 - 0,9 a c je 0 nebo v rozmezí 0 až 0,45, přičemž a + b + c= l,njev rozmezí 2 až 4, m je 1 nebo 2 a R je hydroxyalkyl s 2 až 5 atomy uhlíku, obsahující jednu nebo i více hydroxylových skupin, vybraný ze skupiny, zahrnující 2-hydroxyethyl, 2-hydroxypropyl, 3hydroxypropyl, 2-hydroxybutyl, 3-hydroxybutyl, 4-hydroxybutyl, hydroxypentyl, 2,3-dihydroxypropyl, 2,4-dihydroxybutyl a dihydroxypentyl, s výhodou hydroxyalkyly a dihydroxyalkyly s 2 až 3 atomy uhlíku, R je methyl, benzyl, 4-hydroxyfenylmethyl, isopropyl nebo 2-methylpropyl, přičemž střední polymerizační stupeň polymeru je v rozmezí 5 až 2000 monomemích jednotek, s výhodou 10 až 1000 monomemích jednotek.
(C) co—o \ co /
HC—NH i
R
4. Způsob přípravy polymeru obecného vzorce I, vyznačený tím, že látka obecného vzorce A se polymeruje společně s látkou obecného vzorce B, kde m je 1 nebo 2 a R je alkyl ze skupiny, zahrnující lineární, větvené acyklické alkyly s 1 - 18 atomy uhlíku, benzyl a2,2.2trichloroethyl, s výhodou pak benzyl, a látkou obecného vzorce C, kde R je ze skupiny, zahrnující methyl, benzyl, 4-hydroxyfenylmethyl, isopropyl a 2-methylpropyl.
(B) \ CO / HC-NH I (CH^m
COOR
5. Způsob přípravy polymeru obecného vzorce I podle nároku 4, vyznačený tím, že látkou B je Na-karboxyanhydrid, odvozený od β-alkylesteru kyseliny asparagové nebo γ-alkylesteru kyseliny glutamové, přičemž řečený alkyl je vybrán ze skupiny, zahrnující lineární, větvené acyklické alkyly sl - 18 atomy uhlíku, 2,2,2-trichloroethyl, 2,2,2-trifluoroethyl a benzyl.
6. Způsob přípravy polymeru obecného vzorce II, vyznačený tím, že se polymer obecného vzorce I podrobí reakci s vhodným aminoalkoholem typu R'-NH2, kde R' je hydroxyalkyl s 2 až 5 atomy uhlíku, obsahující jednu nebo i více hydroxylových skupin, vybraný ze skupiny, zahrnující 2-hydroxyethyl, 2-hydroxypropyl, 3-hydroxypropyl, 2-hydroxybutyl, 3hydroxybutyl, 4-hydroxybutyl, hydroxypentyl, 2,3-dihydroxypropyl, 2,4-dihydroxybutyl a dihydroxypentyl, a takto získaný produkt se izoluje běžnými metodami.
7. Způsob přípravy polymeru obecného vzorce I podle nároku 4, vyznačený tím, že látkou B je N“-karboxyanhydrid y-benzyl-L-glutamátu.
- 12CZ 282848 B6
8. Způsob přípravy polymeru obecného vzorce I podle nároku 4, vyznačený tím, že látkou A je N“-karboxyanhydrid NMtaloyl-lysinu.
9. Polymer obecného vzorce II podle nároku 3, v kterém strukturní jednotka A je tvořena 5 zbytkem L-lysinu a strukturní jednotka B je tvořena zbytkem N5-(2-hydroxyethyl)-L-glutaminu.
10. Polymer obecného vzorce II podle nároku 3, v kterém strukturní jednotkou C' je zbytek aminokyseliny ze skupiny, zahrnující L-alanin, L-fenylalanin, L-tyrosin, L-valin a L-leucin.
CS90782A 1990-02-19 1990-02-19 Monomery a neutrální, hydrofilní kopolymery na bázi alfa, omega diaminokyselin a způsob jejich přípravy CZ282848B6 (cs)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SK782-90A SK280090B6 (sk) 1990-02-19 1990-02-19 Monoméry a neutrálne, hydrofilné kopolyméry na báz
CS90782A CZ282848B6 (cs) 1990-02-19 1990-02-19 Monomery a neutrální, hydrofilní kopolymery na bázi alfa, omega diaminokyselin a způsob jejich přípravy

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS90782A CZ282848B6 (cs) 1990-02-19 1990-02-19 Monomery a neutrální, hydrofilní kopolymery na bázi alfa, omega diaminokyselin a způsob jejich přípravy

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CS9000782A2 CS9000782A2 (en) 1991-09-15
CZ282848B6 true CZ282848B6 (cs) 1997-11-12

Family

ID=5340582

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS90782A CZ282848B6 (cs) 1990-02-19 1990-02-19 Monomery a neutrální, hydrofilní kopolymery na bázi alfa, omega diaminokyselin a způsob jejich přípravy

Country Status (2)

Country Link
CZ (1) CZ282848B6 (cs)
SK (1) SK280090B6 (cs)

Also Published As

Publication number Publication date
CS9000782A2 (en) 1991-09-15
SK280090B6 (sk) 1999-08-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU764144B2 (en) Polyamide chains of precise length, methods to manufacture them and their conjugates
US4999417A (en) Biodegradable polymer compositions
US4745161A (en) Soluble and biodegradable polyamino acid activated for bonding of biologically active compound
US4892733A (en) Biodegradable synthesis polypeptide and its therapeutic use
EP0702553A1 (en) Water soluble non-immunogenic polyamide cross-linking agents
JP3342060B2 (ja) Pegイミデート類およびそれらの蛋白質誘導体
US20120027859A1 (en) Biodegradable Proline-Based Polymers
US20070167605A1 (en) Unsaturated poly(ester-amide) biomaterials
Solovsky et al. Synthesis of N-(2-hydroxypr opyl) methacrylamide copolymers with antimicrobial activity
SK286284B6 (sk) Funkcionalizované polyméry alfa-aminokyselín a spôsob ich prípravy
US6316585B1 (en) Process for the preparation of enzymatically degradable polymers
CZ282848B6 (cs) Monomery a neutrální, hydrofilní kopolymery na bázi alfa, omega diaminokyselin a způsob jejich přípravy
Padmaja et al. Enzymatically degradable prodrugs: a novel methodology for drug linkage
Sedlačík et al. Enzymatic degradation of the hydrogels based on synthetic poly (α-amino acid) s
Katsarava et al. Synthesis of high‐molecular‐weight polysuccinamides by polycondensation of active succinates with diamines
GIAMMONA et al. Synthesis of macromolecular prodrugs of procaine, histamine and isoniazid
EP0368449A2 (en) Elastase inhibiting polymers and methods to produce them
AU675686B2 (en) Water soluble non-immunogenic polyamide cross-linking agents
EP1400551B1 (en) Polyamide chains of precise length and their conjugates with proteins
GB744988A (en) Improvements in preparations of insulin
JP2004535379A5 (cs)
US6346643B1 (en) Process for the preparation of diesters of poly(oxyalkylene glycol) and amino acids
CA2029062C (en) Biodegradable polymer compositions
Mungara et al. Synthesis of polyamides containing dipeptide linkages
CS223417B1 (cs) Polymerní látky s protinádorovou aktivitou a způsob jejich přípravy

Legal Events

Date Code Title Description
IF00 In force as of 2000-06-30 in czech republic
MM4A Patent lapsed due to non-payment of fee

Effective date: 20070219