DE2223618A1

DE2223618A1 - Verfahren zur herstellung von in wasser loeslichen kupplungsprodukten aminogruppenhaltiger biologisch-aktiver verbindungen mit carbonylgruppenhaltigen polymeren

Info

Publication number: DE2223618A1
Application number: DE19722223618
Authority: DE
Inventors: Anton Dipl-Chem Dr Gabert; Manfred Dipl-Chem Gomoll; Guenter Prof Dipl-C Langhammer; Guenter Dipl-Chem Pauli
Original assignee: Akademie der Wissenschaften der DDR
Current assignee: Akademie der Wissenschaften der DDR
Priority date: 1971-06-14
Filing date: 1972-05-15
Publication date: 1973-01-04
Also published as: HU166985B; FR2142398A5

Description

Deutsche Akademie der Wissen- ρ 22 23 618.6

schäften zu Berlin
1199 Berlin-Adlershof,
Rudower Chaussee 5

Verfahren zur Herstellung von in Wasser löslichen Kupplungsprodukten arainogruppenhaltiger biologisch-aktiver Verbindungen mit carbonylgruppenhaltigen Polymeren

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von in Wasser löslichen Kupplungsprodukten aminogruppenhaltiger biologisch-aktiver Verbindungen mit carbonylgruppenhaltigen Polymeren·

Bs ist bekannt, daß man durch Kupplung von Oxypolysaccharideη, z.B. Oxydextran, mit Isonikotinsäurehydrazid und nachfolgende Behandlung der unlöslichen Kupplungsprodukte mit verdünnter Salzsäure zu Produkten kommen kann, die im schwach sauren wäßrigen Milieu löslich sind und als Tuberkulostatika Bedeutung besitzen«

Ferner ist bekannt, daß man unter Ausnutzung des gleichen Reaktionstyps Oxydextran mit Isonikotinsäurehydrazid₉ p-Aminobenzoyl« diäthylaminoäthanol (Novokain/Procain), Sulfanilamid und p-Aminobenzoesäure äthy Ie ster (Anaesthesin) kuppeln kann, wobei die Produkte nach Angaben der Autoren teilweise wasserlöslich sind. Weiterhin 1st bekannt, daß man in analoger Weise Norephedrin, Phenylephrin, N'-SuIfanilyl-N^f'-n-butyl-Harnstoff (Nadisan) und Cycloserin mit Oxydextran zu Verbindungen umsetzen kann, die zwar nicht in Wasser, z. T. aber in verdünnter Katronlauge unter partiellem Abbau löslich sind·

Allen diesen Verfahren haftet der Rachteil an, daß entweder der Wirkstoffanteil gering gehalten werden muß, um das Kupplungsprodukttf das bei stöchiometrischer Umsetzung der vorhandenen Carbonylgruppen wasserunlöslich ist, durch das Makromolekül in Lösung halten zu können, oder daß die entstandenen Produkte zwar häufig im sauren oder alkalischen, nicht aber im neutralen wäßrigen Milieu löslich sind.

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Die vorliegende Erfindung verfolgt den Zweck, Kupplungsprodukte aus arainogruppenhaltigen biologisch-aktiven Verbindungen und carbonylgruppenhaltigen Polymeren zu gewinnen, die im neutralen wäßrigen Milieu löslich sind und einen hohen Wirstoff anteil enthalten.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, das Verfahren gemäß dem bekannten Reaktionstyp zweckentsprechend zu modifizieren.

Erfindungsgemäß gelangt man zu wasserlöslichen Kupplungsprodukten mit optimalem Wirkstoffgehalt, wenn man einen Teil der Carbonylgruppen des Polymeren mit den amiaagruppenhsltigen biologisch-aktiven Verbindungen kuppelt und einen anderen Teil zur Vermittlung der Waeserlöslichkeit des Gesamtproduktes modifiziert. Das Verhältnis der für die Wirkstoffkupplung zu dem für die solubilisierende Modifizierung genutzten Carbonylgruppen hängt außer von Art und Carbinylgruppengehalt der jeweiligen Polymeren in starkem Maße ab vom Grad der Hydrophylie sowohl des Wirkstoffes wie gegebenenfalls auch des Löslichkeitsvermittlers* Die Nutzung der Oarbonylgruppen erfolgt in der Regel derart, daß Kupplungsprodukte mit Wirkstoffgehalten bis zu 20 Gew,-% erhalten werden.

Für die Kupplung sind dabei entsprechend den oben genannten Abhängigkeitskriterien 20 bis 80 % des Carbonylgruppenangebotes und für die Modifikation im allgemeinen der gesamte Rest der Carbonylgruppen in Anspruch zu nehmen. Die Modifzierung der Rest-Carbonylgruppen kann auf zweierlei Art erfolgen:

a) Man kuppelt sie mit anderen basische Gruppen enthaltenden Substanzen als der biologisch-aktiven Verbindung. Sqlche Substanzen sind aus gut wasserlöslichen, physiologisch verträglichen, biologisch inaktiven Aminoverbindungen auszuwählen und sollten vorzugsweise aus einfachen Aminocarbon- oder -sulfonsäuren bestehen.

Diese Kupplung wird entweder gemeinsam mit der Kupplung der biologisch-aktive rn Verbindung vorgenommen oder in einem gesonderten z. B. vorangehenden, Verfahrensschritt.

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b) Man unterwirft das unlösliche oder teilweise lösliche Kupplungsprodukt der Nachbehandlung in Form einer Disproportionierung oder partiellen Reduktion der Rest-Carbonylgruppen.

Mit Hilfe der Erfindung gelangt man zu Kupplungsprodukten, die nicht nur in Wasser bei pH-Werten im Ieutralbereich gut löslich sind, sondern auch einen für ihre Anwendung häufig entscheidenden hohen Gehalt an Wirkstoff aufweisen. - So führt die Kupplung von Oxydextran mit Noradrenalin nach vorangegangener Umsetzung mit einer auf 60 % der Oarbonylgruppen berechneten Menge Glycin zu einem in neutralem wäßrigen Medium glatt löslichen Produkt, so daß Lösungen mit mehr als 20 % Trockensubstanz hergestellt werden können« Das analoge Produkt ohne Glycinmodifikation dagegen ist im neutralen wäßrigen Medium weit weniger löslich. - Bei der Kupplung von über das Bisulfitaddukt in Lösung gebrachtem Polyacrolein mit Isonikotinsäurehydrazid wird bei einem Wirkstoffangebot von 40 %_% bezogen auf die Gesamtzahl Aldehydgruppen, ein in Wasser unlösliches Kupplungsprodukt erhalten. Unterwirft man dieses Produkt jedoch einer Nachbehandlung mit verdünnter Natronlauge, so entsteht unter Disproportionierung ungenutzter Aldehydgruppen des Polyacroleins ein in Wasser gut lösliches Produkt»

Nachfolgende Beispiele erläutern die Erfindung;

1. Kupplung von Qxydextran und Noradrenalin mit vorangehender Glycin-Modifikation.

Eine Lösung von 1,1 g Glycin (= 0,6 Äquiv. des Aldehydgehaltes vom Oxydextran) in 120 ml Wasser wird mit 40 ml einer 10 %igen Oxydextranlösung (MG des Einsatzdextrans <~ 65.000, Oxydationsgrad ß/^o,5) vermischt und der pH-Wert des Gemisches mit verdünnter Natronlauge auf pH 8,7 eingestellt· Man läßt 10 min reagieren und fügt dann 3,34 g Noradrenalinbitartrat (= 0,4 Äquiv. des Aldehydgehaltes des Oxydextrans) sowie eine Spur Ascorbinsäure zu, löst unter Rühren und stellt den pH-Wert mit verdünnter Natronlauge auf pH 8,7 nach. Nach 10 min Reaktionszeit wird das Reaktionsgemisch neutralisiert«

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Zur Entfernung unumgesetzten Noradrenalins wird das Reaktionsgemisch über eine Säule mit Kationenaustauscherharz (T » 1,2 1) geschickt· Nach Entfernung des freien Noradrenalins und auch des Glycins (Prüfung mittels DünnschichtChromatographie) wird das Reaktionsprodukt durch Susatz des 8fachen Volumens Methanol aus der wäßrigen Lösung ausgefällt, abgetrennt, mit Aceton gewaschen und im Vakuum über PpOc getrocknet· Es werden 3»1 g (= 68 % der !Theorie) eines Produktes erhalten, das einen N-Gehalt von 1,35 %₉ einen Noradrenalingehalt von 11 % enthält. Aus diesem Produkt lassen sich in einfacher Weise lösungen mit mehr als 20 % Trockensubstanzgehalt herstellen. Im Vergleich zu einem analog, aber ohne Lösungsvermittler hergestellten Kupplungsprodukt beträgt damit die Ausbeute an löslicher Substanz nahezu das.Doppelte·

2. Kupplung von Polyaorolein und Noradrenalin mit vorangehender Glycinmodifikation

5 ml einer 8,3 %igen Polyacroleinlösung (0,96 mMol-CHO/ml) werden mit einer Lösung von 108 mg Glycin (^ 0,3 Äquiv. des Aldehydangebotes) in 25 ml Wasser vermischt. Der pH-Wert des Gemisches wird mit verdünnter natronlauge auf 8,4 eingestellt« Nach 3 min Reaktionszelt löst man im Reaktionsgemisch 1,15 g Noradrenalin-bitartrat (^ 0,7 Äquiv. des Aldehydangebotes) und stellt mit verdünnter" Natronlauge den PH-Wert auf 8,4 nach. Nach 3 min Reaktionszelt wird die Reaktion durch Ansäuern mit verdünnter Essigsäure abgebrochen« Um nicht gebundenes Noradrenalin und Glycin zu entfernen, wird die Lösung über eine Säule mit Kationenaustauscherharz gegeben (V = 0,25 1)· Das gereinigte Reaktionsprodukt (Prüfung mittels Dünnschichtchromatographie) wird mit der 8fachen Menge eines Gemisches von Äthanol und Aceton (v/v 1i1) ausgefällt. Nach dem Abtrennen und Waschen mit Aceton trocknet man über P₀Oe im Vakuum· Es werden 1,0 g (ß 95 % d, Th.) eines Produktes erhalten, das einen N-Gehalt von 1,14 % und einen Noradrenalingehalt von ca« 9 % hat« Das Produkt ist leicht wasserlöslich«

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Kupplung von Polyacrolein und Noradrenalin mit Disproportionierung

460 mg Noradrenalin-bitartrat (= 0,7 Äquiv.vom Aldehydgehalt des Polyaeroleins) werden in 10 ml Wasser gelöst und mit 2 ml einer 8,3 %igen Polyacroleinlösung vermischt. Man stellt den pH-Wert mit verdünnter Natronlauge auf 8,4 ein und läßt 3 min reagieren. Nach dieser Reaktionszeit wird mit verdünnter Essigsäure schwach angesäuert» Während der Beaktion und beim Ansäuern fällt ein Niederschlag aus· Nach dem Zentrifugieren der Mischung wird die überstehende Lösung mittels Kationenaustauahers von freiem Noradrenalin befreit und mit Äthanol/Aceton (v/v 1:1) gefällt, abgesaugt und getrocknet, während der abzentrifugierte Niederschlag mehrmals mit Wasser aufgeschlämmt und zentrifugiert wird. Schließlich wird über Pp°5 *-^m Vakuum getrocknet. Es werden 161 mg (ö 43 % d. Th.) lösliches Kupplungsprodukt mit einem Noradrenalingehalt von 4»6 % (N-Gehalt 0,38 %) erhalten. Der unlösliche Teil beträgt 158 mg (^ 42 % d. Th.) mit einem Noradrenalingehalt von 34 % (N-Gehalt 2,86 %)*

Kupplung von Polyacrolein mit Isonikotinsäurehydrazid (INH) mit nachfolgender Disproportionierung Man löst 212 mg INH (=0,4 Äquiv. vom Aldehydgehalt des Polyacroleins) in 10 ml Wasser, vermischt mit 4 ml einer 8,3 %igen Polyacroleinlösung (0,96 mMol CHO/ml) und läßt das Reaktionsgemisch stehen. Während der Reaktionszeit von 20 min fällt so viel Niederschlag aus, daß ein Brei entsteht« Aus diesem Brei kann durch Disporportionierung der noch freien Aldehydgruppen des Polyacroleins eine klare Lösung erhalten werden, indem unter Rühren Natronlauge (oder eine andere basische Lösung) bis zur vollständigen Auflösung des Niederschlages zugetropft wird« Man bringt die Lösung auf einen schwach sauren bis neutralen pH-Wert, entfernt noch vorhandenes freies INH mittels Kationenaustauschers und fällt mit Aceton. Nach dem Abtrennen wird über P_o0_c im Vakuum getrocknet. Es werden 418 mg (= 77 % d. Th.) eines gut wasserlöslichen Produktes mit einem INH-Gehalt von 25,8 % erhalten.

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Kupplung von Polyacrolein mit Isonikotinsäurehydrazid (INH) und nachfolgender Modifizierung durch Reduktion 1,06 g Isonikotinsäurehydrazid (^ 0,4 Äquiv, vom Aldehydgehalt des Polyacroleins) werden in 50 ml Wasser gelöst und mit 20 ml einer 8,3 %igen Polyacroleinlösung (0,96 mMol OHO/ml) vermischt· Während der Reaktionszeit von 20 min fällt ein gelber, voluminöser, gallertartiger Niederschlag aus. Er wird abgesaugt, auf der Pritte gewaschen und noch feucht in 40 ml Wasser suspendiert. Zu der Suspension gibt man langsam unter Kühlang eine Lösung von 0,5 g NaBH, in 10 ml Wasser.

Einige Tropfen n-Propanol werden als Entschäumer zugesetzt« Die Mischung wird sieben Stunden gerührt, wobei eine klare, schwach gelb gefärbte Lösung entsteht. Nach Dialyse engt man die Lösung im Vakuum oin und fällt das Produkt, indem man die Lösung in die 5 bis Sfache Menge Alkohol unter kräftigem Rühren einfließen läßt. Der Niederschlag wird abgesaugt, kurz mit Aceton gewaschen und im Vakuum über P₂Oc getrocknet. Es werden 1,7g gut lösliches Produkt mit einem INH-Gehalt von 29,1 % erhalten.

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Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Herstellung ve ι in Wasser löslichen Kupplungsprodukten aminogruppenhaltiger biologisch-aktiver Verbindungen mit carbonylgruppenhaltigen Polymeren, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der Carbony!gruppen zur Kupplung der biologisch-aktiven Verbindung genutzt und ein anderer Teil der Carbonylgruppen einer solubilisierenden Modifizierung unterworfen wird,

2, Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die solubilisierende Modifizierung durch Kupplung einer oder mehrerer weiterer Substanzen erfolge, die aus gut wasserlöslichen, physiologisch verträglichen, biologisch inaktiven Verbindungen bestehen (Löslichkeitsvermittler)·

3» Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekannzeichnet, daß die solubilisierende Modifizierung durch nachbehandlung des unlöslichen oder teilweise löslichen Kupplungsproduktes in Form einer Disproportionierung oder partiellen Reduktion der Rest-Carbonylgruppen erfolgt,

4. Verfahren nach Anspruch 1 und 2 oder 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß in Abhängigkeit von Art und Carbonylgruppengehalt des jeweiligen Polymeren sowie vom Grad der Hydrophilie des Wirkstoffes und gegebenenfalls auch der Löslichkeitsvermittler 20 bis 80 % der Carbonylgruppen für die Wirkstoffkupplung und die übrigen Carbonylgruppen für die Modifizierung genutzt werden.

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