EP2081965A1 - Procede de preparation d'oligomeres ou polymeres de cyclodextrines, produits obtenus et utilisations - Google Patents

Procede de preparation d'oligomeres ou polymeres de cyclodextrines, produits obtenus et utilisations

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Publication number
EP2081965A1
EP2081965A1 EP07858618A EP07858618A EP2081965A1 EP 2081965 A1 EP2081965 A1 EP 2081965A1 EP 07858618 A EP07858618 A EP 07858618A EP 07858618 A EP07858618 A EP 07858618A EP 2081965 A1 EP2081965 A1 EP 2081965A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
cyclodextrin
cyclodextrins
oligomers
drugs
polymers
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP07858618A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Frédéric TURPIN
Carole Brigand
Yves Cenatiempo
El Mustapha Belgsir
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Biocydex SAS
Original Assignee
Biocydex SAS
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 Biocydex SAS filed Critical Biocydex SAS
Publication of EP2081965A1 publication Critical patent/EP2081965A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08B—POLYSACCHARIDES; DERIVATIVES THEREOF
    • C08B37/00—Preparation of polysaccharides not provided for in groups C08B1/00 - C08B35/00; Derivatives thereof
    • C08B37/0006—Homoglycans, i.e. polysaccharides having a main chain consisting of one single sugar, e.g. colominic acid
    • C08B37/0009—Homoglycans, i.e. polysaccharides having a main chain consisting of one single sugar, e.g. colominic acid alpha-D-Glucans, e.g. polydextrose, alternan, glycogen; (alpha-1,4)(alpha-1,6)-D-Glucans; (alpha-1,3)(alpha-1,4)-D-Glucans, e.g. isolichenan or nigeran; (alpha-1,4)-D-Glucans; (alpha-1,3)-D-Glucans, e.g. pseudonigeran; Derivatives thereof
    • C08B37/0012—Cyclodextrin [CD], e.g. cycle with 6 units (alpha), with 7 units (beta) and with 8 units (gamma), large-ring cyclodextrin or cycloamylose with 9 units or more; Derivatives thereof
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P25/00—Drugs for disorders of the nervous system
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P31/00—Antiinfectives, i.e. antibiotics, antiseptics, chemotherapeutics
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P33/00—Antiparasitic agents
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P35/00—Antineoplastic agents
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P5/00—Drugs for disorders of the endocrine system
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P9/00—Drugs for disorders of the cardiovascular system
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G83/00—Macromolecular compounds not provided for in groups C08G2/00 - C08G81/00

Definitions

  • the present invention relates to a process for the preparation of oligomers or polymers of cyclodextrins.
  • the invention also relates to the oligomers or polymers of cyclodextrins obtained and their uses.
  • Cyclodextrins, or cyclomaltooligosaccharides are cyclic oligosaccharides which have a frustoconical structure, with a hydrophilic outer surface and a relatively hydrophobic inner surface. Because of this particular structure, cyclodextrins have many properties, the most notable being their ability to include in their cavity, various molecular structures, preferably of the hydrophobic type, to form water-soluble inclusion complexes. This specificity has given rise to applications in many fields, especially in pharmacy, particularly for the transport of drugs, agrochemicals, cosmetics, the perfume and aroma industry and the environment.
  • oligomers or polymers of cyclodextrins consist of several cyclodextrin molecules that are coupled or crosslinked together covalently to allow cooperative complexation with one or more guest molecule (s).
  • An oligomer of cyclodextrins is defined as a molecule consisting of a small, finite number of cyclodextrin monomers coupled or crosslinked together covalently.
  • a cyclodextrin polymer is defined as a molecule consisting of an infinity of cyclodextrin monomers coupled or crosslinked together covalently.
  • oligomers or polymers of cyclodextrins are structures of choice for many applications, in particular for the solubilization of pharmacologically active substances in aqueous medium which are difficult to complex with simple cyclodextrins.
  • EP-1.689.789 mentions processes for the preparation of cyclodextrin dimers capable of complexing and solubilizing anticancer agents of the taxoid family. These compounds may contain carbohydrate substituents which confer on the dimer a particular affinity for certain biological sites.
  • the present invention provides by proposing a process for the preparation of oligomers or polymers of cyclodextrins, the cyclodextrin molecules being coupled together covalently via a spacer arm, based on a coupling reaction between an alkyne and an azide resulting in the formation of an aromatic heterocyclic bridge between the coupled units. More particularly, the present invention provides a process that is flexible and simple to implement, which uses the 1,3-dipolar cycloaddition reaction of Huisgen.
  • cyclodextrin means any natural or modified cyclodextrin.
  • spacer arm refers to any multiplication element with several branches on which azide or alkyne functions can be integrated.
  • the cyclodextrins used for the preparation of the same oligomer or cyclodextrin polymer may be identical or different.
  • cyclodextrins used for the preparation of an oligomer or polymer according to the invention have the following formula:
  • n an integer equal to 5, 6 or 7, and
  • the groups R which may be identical or different, represent a hydrogen atom or an acyl, alkyl, hydroxyalkyl or sulphoalkyl group of 1 to 16 carbon atoms.
  • the spacer arm (s) are chosen from hydrocarbon groups, peptides, proteins, oligonucleotides, polynucleotides, oligosaccharides, polysaccharides, or biopolymers.
  • the hydrocarbon groups may be aliphatic or aromatic, saturated or unsaturated, optionally substituted with heteroatoms chosen from 0.5 or N.
  • the spacer arm (s) are glycols, diethylene glycols, triethylene glycols or molecules of 1,1,1- tris (hydroxymethyl) ethylene, 1,1,1-tris (hydroxymethyl) ⁇ minomethene or pentaerythritol.
  • the ⁇ -functional functions used according to the present invention may be mono- or di-substituted, symmetrical or asymmetric.
  • the present invention relates to a process for the preparation of oligomers or polymers of cyclodextrins, the cyclodextrin molecules being covalently coupled to one another via a spacer arm, comprising at least:
  • Step of integration of alkyne and azide functions on each cyclodextrin and / or on each spacer arm This step consists in integrating:
  • the azide or acetylenic cyclodextrins formed may undergo other chemical transformations such as alkylation, halogenation, esterification, etc., without resorting to any additional protection step and / or protection.
  • the process for preparing oligomers or cyclodextrin polymers according to the invention may also comprise a step of chemical transformation of the azide or acetylenic cyclodextrins before the step of creating bonds between the spacer arms and the cyclodextrins.
  • the method according to the invention provides a step of creating bonds between the spacer arm (s) and the cyclodextrins in the form of rings.
  • 1,2,3-triazole by coupling reaction between alkynes and azides.
  • the reaction that occurs also called Huisgen's 1,3-dipolar cycloaddition reaction, is as follows:
  • This reaction allows for simple and reliable chemical transformations. It is an efficient and highly versatile reaction that allows the construction of a wide variety of multivalent structures.
  • This coupling reaction can be carried out in an aqueous medium, with relatively short reaction times and high yields.
  • the process for preparing oligomers or cyclodextrin polymers according to the invention is simple to implement. This process can be carried out in an aqueous medium under mild reaction conditions.
  • the method according to the invention can be used for any cyclodextrin, without having to find the appropriate functional groups and to set up chemical methods adapted to each type of cyclodextrin.
  • Another advantage of the present invention is its synthetic flexibility.
  • the preparation method according to the invention makes it possible to envisage the synthesis of oligomers or polymers of cyclodextrins with varying lengths of spacer arms in order to adapt the geometry of the oligomer or polymer of cyclodextrins for complexation. effective, or even optimal, of one or more specific guest molecule (s).
  • - CD identical or different, represent a cyclodextrin, linked by its secondary or primary side
  • X identical or different, represent an amine (-NH-), ether (-O-), thioether (-S-), disulphide (S-S-), carbamate (-NHCO-O-;
  • T represents a 1,2,3-triazole ring
  • B represents:
  • branches comprising at least one biological recognition group, or at least one
  • n an integer greater than or equal to 1.
  • multi-branching multiplication element is meant a functionalized symmetric or asymmetric compound, comprising at least two branches, for example an ethylene glycol chain, polyethylene glycol or a molecule of TRIS (tris (hydroxymethyl) aminomethane or tris (hydroxymethyl) ethane). ) or pentaerythritol.
  • a “biological recognition group” is a molecular structure complementary to a biological receptor, capable of being recognized by this last and lead to a specific response such as for example the induction and regulation of the biosynthesis of an enzyme, the inhibition of the enzymatic activity of an enzyme by binding to its active site, the induction of an immune response following a bacterial infection, or the inhibition of an inflammatory process by blocking the active site.
  • fluorescent or radioactive visualization or detection probe designates any molecular structure allowing the detection of a system by a physicochemical technique, such as fluorescence or radioactivity.
  • the oligomers or polymers of cyclodextrins obtained according to the invention may be symmetrical or unsymmetrical.
  • the groups CD, A, X and T are respectively identical on either side of the group B.
  • the groups CD, A, X and T are respectively identical on either side of the group B.
  • the groups CD, A, X and T are respectively identical on either side of the group B.
  • CD, A, X or T are different on both sides of the group B.
  • the cyclodextrins may be identical or different.
  • the cyclodextrins CD have the following formula:
  • n an integer equal to 5, 6 or 7, and
  • the groups R which may be identical or different, represent a hydrogen atom or an acyl, alkyl, hydroxyalkyl or sulphoalkyl group of 1 to 16 carbon atoms.
  • the oligomers or polymers according to the invention comprise triazole rings which contribute to improving the complexation of oligomers or polymers with guest molecules.
  • triazole rings are resistant to hydrolysis and oxidation, and are capable of easily associating with biological targets through dipolar interactions and hydrogen bonds.
  • the oligomers or polymers of cyclodextrins can be used for cooperative complexation with one or more guest molecules.
  • the oligomers or polymers of cyclodextrins according to the invention can be used to solubilize and vectorize in an aqueous medium one or more hydrophobic chemical compound (s), in particular one or more substance (s) pharmacologically and / or or cosmetologically active (s).
  • the oligomers or polymers of cyclodextrins according to the invention can be used for the efficient and selective transport of one or more pharmacologically active substance (s) to one or more target organ (s).
  • the pharmacologically active substance (s) may be selected from anti-cancer drugs, anti-tumor drugs, anti-fungal drugs, antibacterial drugs, antiviral drugs, cardiovascular drugs, neurological drugs, alkaloids, antibiotics, bioactive peptides, steroids, steroid hormones, polypeptide hormones, interferons, interleukins, narcotics, prostaglandins, purines, pyrimidines, anti-protozoal drugs, barbiturates or drugs pest Control.
  • the oligomers or polymers of cyclodextrins obtained according to the invention can also be used for the design of materials to based on cyclodextrins immobilized on porous supports, such as silicas or resins for example. They can also be used for fixing and separating various substances, in particular by chromatographic techniques for example.
  • cyclodextrin dimers according to the invention are obtained from monoazide- ⁇ -cyclodextrins for the examples DM1, DM2 and DM3, and monoazide- ⁇ -cyclodextrins alkylated for DM4.
  • the monoazide- ⁇ -cyclodextrin is synthesized as follows: selective monotosylation of ⁇ -cyclodextrin in the presence of tosyl chloride (TsCl) in an aqueous alkaline solution, and
  • alkylated monoazide- ⁇ -cyclodextrin is synthesized as follows:
  • TsCl tosyl chloride
  • cyclodextrin dimers according to the invention are obtained with spacer arms of different lengths for the examples DM1, DM2 and
  • Spacer arms are formed from glycol and polyethylene glycol chains, chosen for their chemical stability and biological compatibility. They are functionalized at their ends by alkynes.
  • the spacer arms are synthesized in the presence of propargyl bromide and sodium hydride at room temperature in tetrahydrofuran (THF).
  • the 1,3-dipolar cycloaddition is carried out in the presence of a pair of catalysts which allows the exclusive formation of the product 1,4 triazole.
  • Catalysts commonly used are copper sulphate or copper bromide, combined with bases of the type L-ascorbate sodium (L-asc.) Or diisopropylethylamine (DIPEA).
  • L-asc. L-ascorbate sodium
  • DIPEA diisopropylethylamine
  • the copper sulfate pair L-asc is used. in an aqueous medium.
  • the ⁇ -cyclodextrin monotosyl is solubilized slowly in DMF (dimethylformamide), previously dried on a molecular sieve.
  • DMF dimethylformamide
  • Sodium azide is added and the mixture is stirred at 60 ° C. under an inert atmosphere.
  • the DMF is evaporated and the residue taken up in ethanol: a white precipitate appears.
  • the white precipitate is filtered on sintered glass and washed with ethanol. A white powder is obtained which is dried under high vacuum.
  • the monoazide- ⁇ -cyclodextrin obtained can be used without further purification for the production of DM1, DM2 or DM3.
  • Barium hydroxide and barium oxide are added to the reaction mixture.
  • the reaction mixture is heated at 70 ° C. for two hours, then the solvents are evaporated.
  • the residue is taken up in dichloromethane, the precipitate formed is filtered on sintered glass porosity 3 and washed with dichloromethane.
  • the filtrate is recovered and then extracted with water and brine.
  • the white precipitate obtained is filtered, washed with methanol and then dried under high vacuum.
  • the alkylated monoazide- ⁇ -cyclodextrin obtained can be used without further purification for producing DM4 dimer and TMl trimer.
  • the monoazide ⁇ -cyclodextrin obtained in 1 is solubilized in anhydrous DMF.
  • the mixture is cooled to 0 ° C. and methyl iodide is added slowly.
  • the reaction is kept at room temperature for 24 hours.
  • reaction medium When the reaction is complete, the reaction medium is filtered and the filtrate is concentrated in vacuo. The oily residue is taken up in a minimum of water and then extracted with dichloromethane.
  • the collected organic phase is washed with water, with brine, and is dried over anhydrous sodium sulphate. After evaporation of the solvent in vacuo, the oily residue is taken up in a minimum of water, the insolubles are filtered and the solution is freeze-dried. After filtration and evaporation, the crude product is dried under high vacuum. The residue is covered with methanol and then placed at 60 ° C. The product is obtained in the form of a white powder.
  • the alkylated monoazide- ⁇ -cyclodextrin obtained can be used without additional purification for producing the DM5 dimer.
  • glycol chain (glycol, diethylene glycol or triethylene glycol) is solubilized in THF (tetrahydrofuran or 1,4-epoxybutane).
  • reaction mixture is cooled to 0 ° C. in an ice-water bath and propargyl bromide is added dropwise.
  • distilled water is added to the reaction medium in order to hydrolyze the excess propargyl bromide.
  • the solvents are evaporated and the oil obtained is taken up in ethyl acetate and then washed with water.
  • the organic phase is recovered, dried with sodium sulphate and then filtered.
  • the ethyl acetate is evaporated and the residue obtained is purified on a column of silica gel with a pentane / ether mixture as the eluent phase.
  • the product obtained is in the form of a yellow oil.
  • 1,1,1-tris (hydroxymethyl) ethane is solubilized in THF.
  • Sodium hydride is added and the mixture is stirred for a few minutes under an inert atmosphere.
  • reaction mixture is cooled to 0 ° C. in an ice-water bath and propargyl bromide is added dropwise.
  • distilled water is added to the reaction medium in order to hydrolyze the excess propargyl bromide.
  • the organic phase is recovered, dried with sodium sulphate and then filtered.
  • the ethyl acetate is evaporated and the residue obtained is purified on a column of silica gel with a pentane / ether mixture as the eluent phase.
  • the product obtained is in the form of a yellow oil.
  • Triethylamine is then added.
  • the flask is immersed in an ice bath and propargyl bromide solubilized in THF is added dropwise. After 24 hours of reaction, the salts formed are filtered and the filtrate is taken up in water and then stirred for one hour to hydrolyze the excess propargyl bromide.
  • the organic phase is recovered, dried over anhydrous sodium sulphate and then filtered.
  • the product is purified on a column of silica gel.
  • ⁇ -cyclodextrin precursors are used:
  • dialkyne glycol as synthesized in 3.1 for DM1, DM4 and DM5
  • dialkyne diethylene glycol as synthesized in 3.1 for DM2
  • dialyne triethylene glycol as synthesized in 3.1 for DM3, and
  • the cyclodextrin azide precursors are solubilized in distilled water. L-asc. and copper sulfate pentahydrate are then added.
  • glycol derivative solubilized in ethanol
  • a precipitate is formed which is filtered and rinsed.
  • the colored powder obtained is solubilized in distilled water and then placed in the presence of Amberlite 200.
  • dimers DM1, DM2, DM3, DM4, DM5 and trimer TM1 are obtained in the form of a slightly colored powder, which does not require additional purification.
  • a branched cyclodextrin monoazide is synthesized from alkylated monoazide- ⁇ -cyclodextrins as synthesized in 2.1 and tert-butyl [3- (di-prop-2-ynylamino) -propyl] -carbamate. as synthesized in 3.3.
  • the reaction scheme is as follows:
  • An ⁇ -alkylated ⁇ -cyclodextrin mono ⁇ zide- ⁇ as synthesized in 2.1. is solubilized in a water / ethanol mixture with L-ascorbate, copper sulfate and tert-butyl [3- (di-prop-2-ynyl-amino) -propyl] -carbamate as synthesized in 3.3.
  • the reaction medium is heated to 50 ° C. When the reaction is complete, the ethanol is evaporated.
  • the aqueous solution is extracted with dichloromethane.
  • the organic phase is then washed with a dilute hydrochloric acid solution and then brine.
  • the organic phase is recovered, dried over anhydrous sodium sulphate, filtered and evaporated under vacuum.
  • the residue obtained is purified on a column of silica gel and then used to synthesize DM6 dimer.
  • DM6 is obtained by coupling a folic acid on the branched cyclodextrin monoazide obtained previously.
  • the reaction scheme is as follows:
  • the branched cyclodextrin monoazide is solubilized in dichloromethane and then TFA (trifluoroacetic acid) is added.
  • the reaction is stirred for 20 hours.
  • the solution is washed with water, with dilute sodium hydroxide solution and then with brine solution.
  • the organic phase is dried and then evaporated under vacuum and the product is dried under high vacuum.
  • the resulting residue is placed in a balloon protected from light then solubilized in DMF.
  • folic acid N, N'-Dicyclohexylcarbodiimide
  • pyridine a catalytic amount of pyridine.
  • the reaction is complete, the DMF is evaporated under vacuum and the residue is taken up in dichloromethane.
  • the solution is washed with water, dilute sodium hydroxide solution and brine.
  • the organic phase is dried over anhydrous sodium sulphate, filtered and evaporated.
  • the product is purified on a column of silica gel.
  • dimers prepared according to the invention make it possible to significantly increase the solubility of the active agents tested.
  • the invention is obviously not limited to the examples shown and described above, but on the contrary covers all the variants, particularly with regard to the nature of the cyclodextrins and spacer arms, as well as the uses of the oligomers or cyclodextrin polymers obtained.

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Abstract

L'objet de l'invention est un procédé de préparation d oligomèresou polymères de cyclodextrines, les molécules de cyclodextrines étant couplées entre elles de façon covalente via un bras espaceur, basé sur une réaction de couplage entre un alcyne et un azoture entraînant la formation d un pont hétérocyclique aromatique entre les unités couplées. L'invention concerne également les oligomères ou polymères de cyclodextrines obtenus et leurs utilisations.

Description

PROCEDE DE PREPARATION D'OLIGOMERES OU POLYMERES DE CYCLODEXTRINES, PRODUITS OBTENUS ET UTILISATIONS
La présente invention se rapporte à un procédé de préparation d'oligomères ou de polymères de cyclodextrines.
L'invention concerne également les oligomères ou polymères de cyclodextrines obtenus et leurs utilisations. Les cyclodextrines, ou cyclomaltooligosaccharides, sont des oligosaccharides cycliques qui possèdent une structure tronconique, awec une surface externe hydrophile et une surface interne relativement hydrophobe. Du fait de cette structure particulière, les cyclodextrines présentent de nombreuses propriétés, la plus notable étant leur aptitude à inclure dans leur cavité, des structures moléculaires diverses, préférentiellement de type hydrophobe, pour former des complexes d'inclusions solubles dans l'eau. Cette spécificité a donné lieu à des applications dans de nombreux domaines, notamment en pharmacie, en particulier pour le transport des médicaments, en agrochimie, en cosmétique, dans l'industrie du parfum et des arômes ou encore en environnement.
Dans le but d'améliorer les propriétés de complexation des cyclodextrines, il est possible d'avoir recours à la synthèse d'oligomères ou de polymères de cyclodextrines. Ces structures sont constituées par plusieurs molécules de cyclodextrines couplées ou réticulées ensemble de façon covalente pour permettre une complexation coopérative osec une ou plusieurs molécule(s) invitée(s). Un oligomère de cyclodextrines est défini comme une molécule constituée d'un petit nombre fini de monomères de cyclodextrines couplées ou réticulées ensemble de façon covalente.
Un polymère de cyclodextrines est défini comme une molécule constituée d'une infinité de monomères de cyclodextrines couplées ou réticulées ensemble de façon covalente.
Les oligomères ou les polymères de cyclodextrines sont des structures de choix pour de nombreuses applications, en particulier pour la solubilisation de substances pharmacologiquement actives en milieu aqueux qui sont difficilement complexables awec de simples cyclodextrines. Plusieurs exemples ont déjà été décrits.
On peut citer la demande EP-1.689.789 qui mentionne des procédés de préparation de dimères de cyclodextrines capables de complexer et de solubiliser des anticancéreux de la famille des taxoïdes. Ces composés peuvent contenir des substituants glucidiques qui confèrent au dimère une affinité particulière pour certains sites biologiques.
On connaît également le brevet US-6.660.804 qui décrit un procédé de préparation de copolymères de cyclodextrines à base de dérivés de cyclodextrines et d'acides polycarboxyliques. On connaît encore la demande EP-1.183.538 relative à la préparation d'une composition pharmaceutique à libération contrôlée à base de polymères clivables de cyclodextrines qui peuvent être couplées à des molécules de bioreconnaissance. Les procédés de synthèse d'oligomères ou de polymères de cyclodextrines connus reposent sur des réactions courantes de couplage.
Ces procédés sont complexes et nécessitent l'identification de groupes fonctionnels appropriés à chaque cyclodextrine et la mise en place de méthodes chimiques adaptées. Ils engendrent principalement la formation de fonctions amide (-NH-CO-), ester (-O-CO-), urée (-NH-CO-NH-), thiourée (-NH-CS-NH-), imide (=N- ; -N=), aminé (-NH-), éther (-O-), thioéther et disulfure (-S-S-), fonctions sensibles à l'hydrolyse, à l'oxydation, ou à certaines métabolisations chimiques et enzymatiques.
Ces procédés de synthèse utilisent généralement des solvants organiques toxiques et volatils, et comprennent des étapes de purification longues et compliquées.
Leur mise en oeuvre est donc lourde et très coûteuse. En outre, ces procédés sont peu efficaces, et ne permettent que de faibles rendements.
Les procédés de préparation d'oligomères ou de polymères de cyclodextrines existants présentent donc des inconvénients majeurs qui les rendent difficilement exploitables à l'échelle industrielle. II subsiste donc un besoin pour un procédé de préparation d'oligomères ou polymères de cyclodextrines qui soit à la fois simple, efficace, écologique et peu coûteux.
C'est ce à quoi répond la présente invention en proposant un procédé de préparation d'oligomères ou polymères de cyclodextrines, les molécules de cyclodextrines étant couplées entre elles de façon covalente via un bras espaceur, basé sur une réaction de couplage entre un alcyne et un azoture entraînant la formation d'un pont hétérocyclique aromatique entre les unités couplées. Plus particulièrement, la présente invention propose un procédé flexible et simple à mettre en oeuvre, qui utilise la réaction de cycloaddition 1,3-dipolaire de Huisgen.
L'invention est maintenant décrite en détail.
Dans la présente description, on entend par « cyclodextrine » toute cyclodextrine naturelle ou modifiée. De même, on désigne par « bras espaceur » tout élément de multiplication à plusieurs ramifications sur lequel on peut intégrer des fonctions azoture ou alcyne.
Selon un aspect de l'invention, les cyclodextrines utilisées pour la préparation d'un même oligomère ou polymère de cyclodextrines, peuvent être identiques ou différentes.
De manière préférée, les cyclodextrines utilisées pour la préparation d'un oligomère ou polymère selon l'invention, répondent à la formule suivante :
dans laquelle :
- m représente un nombre entier égal à 5, 6 ou 7, et
- les groupes R, identiques ou différents, représentent un atome d'hydrogène ou un groupe acyle, alkyle, hydroxyalkyle ou sulfoalkyle de 1 à 16 atomes de carbone. Préférentiellement, le ou les bras espaceur(s) sont choisis parmi les groupes hydrocarbonés, les peptides, les protéines, les oligonucléotides, les polynucléotides, les oligosaccharides, les polysaccharides, ou les biopolymères. Les groupes hydrocarbonés peuvent être aliphatiques ou aromatiques, saturés ou insaturés, éventuellement substitués avec des hétéroatomes choisis parmi 0,5 ou N.
Encore plus préférentiellement , le ou les bras espaceur(s) sont des glycols, des diéthylène glycols, des triéthylène glycols ou des molécules de 1,1,1- tris(hydroxymethyl)éthαne, de l,l,l-tris(hydroxyméthyl)αminométhαne ou de pentαerythritol.
Les fonctions αlcynes utilisées selon la présente invention peuvent être mono- ou di-substituées, symétriques ou asymétriques.
I/ PROCEDE E)E PREPARATION E>'θLI6OMERES OU E)E POLYMERES E)E CyCLOE)EXTRINES SELON L'INVENTION
La présente invention vise un procédé de préparation d'oligomères ou polymères de cyclodextrines, les molécules de cyclodextrines étant couplées entre elles de façon covalente via un bras espaceur, comprenant au moins :
- une étape d'intégration de fonctions azoture et/ou alcyne sur les cyclodextrines et/ou sur le et les bras espaceur(s), et
- une étape de création de liaisons entre le ou les bras espaceur(s) et les cyclodextrines.
1. Etape d'intégration de fonctions alcyne et azoture sur chaque cyclodextrine et/ou sur chaque bras espaceur Cette étape consiste à intégrer :
- au moins une fonction alcyne sur chaque cyclodextrine de manière à obtenir des cyclodextrines acétyléniques et au moins deux fonctions azoture sur chaque bras espaceur, ou
- au moins une fonction azoture sur chaque cyclodextrine de manière à obtenir des cyclodextrines azotures et au moins deux fonctions alcyne sur chaque bras espaceur. Les fonctions azoture et alcyne s'intègrent facilement aux cyclodextrines et aux bras espaceurs. Ce sont des fonctions stables dans une majorité de conditions de synthèse organique. Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, les cyclodextrines azotures ou acétyléniques formées peuvent subir d'autres transformations chimiques telles qu'une alkylation, une halogénation, une estérification etc., sans avoir recours à aucune étape supplémentaire de protection et ou de déprotection.
Ainsi, le procédé de préparation d'oligomères ou polymères de cyclodextrines selon l'invention peut également comprendre une étape de transformation chimique des cyclodextrines azotures ou acétyléniques avant l'étape de création de liaisons entre les bras espaceurs et les cyclodextrines.
2. Etape de création de liaisons entre le ou les bras espaceurs et les cyclodextrines
Une fois les fonctions alcyne et azoture fixées sur les cyclodextrines et le ou les bras espaceur(s), le procédé selon l'invention prévoit une étape de création de liaisons entre le ou les bras espaceur(s) et les cyclodextrines sous forme de cycles 1,2,3-triazole par réaction de couplage entre les alcynes et les azotures. La réaction qui se produit, encore appelée réaction de cycloaddition 1,3-dipolaire de Huisgen, est la suivante :
R'
3 ~~ [Cu] R N N N
Azoture Alcyne Cycle 1 ,2, 3-triazole Cette réaction permet de réaliser des transformations chimiques simples et fiables. C'est une réaction efficace et hautement versatile qui permet la construction d'une large variété de structures multivalentes. Cette réaction de couplage peut être réalisée en milieu aqueux, avec des temps de réaction relativement courts et des rendements élevés. Ainsi, avantageusement, le procédé de préparation d'oligomères ou polymères de cyclodextrines selon l'invention est simple à mettre en oeuvre. Ce procédé peut être réalisé en milieu aqueux dans des conditions de réaction douces.
Ce procédé est efficace, écologique, peu coûteux et les rendements obtenus sont élevés. Le procédé selon l'invention peut être utilisé pour n'importe quelle cyclodextrine, sans avoir à trouver les groupes fonctionnels appropriés et à mettre en place des méthodes chimiques adaptées à chaque type de cyclodextrine. Un autre avantage de la présente invention est sa flexibilité synthétique. En effet, le procédé de préparation selon l'invention permet d'envisager la synthèse d'oligomères ou polymères de cyclodextrines a^ec des longueurs de bras espaceurs variables afin d'adapter la géométrie de l'oligomère ou polymère de cyclodextrines pour une complexation efficace, voire optimale, d'une ou plusieurs molécule(s) invitée(s) déterminée(s).
Il/ OLI6OMERES OU POLYMERES E)E CYCLOβEXTRINE OBTENUS SELON L'INVENTION Les oligomères ou polymères de cyclodextrines susceptibles d'être obtenus par la mise en oeuvre du procédé selon l'invention répondent à la formule générale suivante :
CD-X-A-T-A-X-BC-X-A-T-A-X-CD)Ii dans laquelle : - CD, identiques ou différents, représentent une cyclodextrine, liée par sa face secondaire ou primaire,
- X, identiques ou différents, représentent une fonction aminé (-NH-), éther (-O-), thioéther (-S-), disulfure (S-S-), carbamate (-NHCO-O- ; -O-CO-
NH-), ester carboxylique ou sulfonique (-O-CO- ; -OSOz), amide carboxylique ou sulfonique (-NHCO- ; -NHSO2-), imide (-N= ; =N-), ou un groupement T, - A, identiques ou différents, représentent un groupement αliphαtique de
Cl à ClO linéaire ou ramifié, un groupement aromatique mono- ou poly- cyclique substitué ou non substitué, ou un groupement T,
- T représente un cycle 1,2,3-triazole, - B représente :
- un élément de multiplication à plusieurs ramifications, les ramifications comportant au moins un groupement de reconnaissance biologique, ou au moins
- une sonde de visualisation ou de détection fluorescente ou radioactive,
- un groupement aliphatique linéaire ou ramifié,
- un groupement aromatique mono- ou poly- cyclique substitué ou non substitué,
- un atome de carbone, d'oxygène, de soufre, d'azote ou de phosphore,
- un polymère,
- un support solide (silice, résine, ...), ou
- un groupement CD, X, A et/ou T, et
- n représente un nombre entier supérieur ou égal à 1. Lorsque X = A, le groupement associé X-A-T ou T-A-X représente un groupement T.
Par « élément de multiplication à plusieurs ramifications », on entend un composé symétrique ou asymétrique fonctionnalisé, comportant au minimum deux ramifications, comme par exemple une chaîne éthylèneglycol, polyéthylèneglycol ou une molécule de TRIS (tris(hydroxyméthyl)aminométhane ou tris(hydroxyméthyk)éthane) ou de pentaerythritol.
Un « groupement de reconnaissance biologique » est une structure moléculaire complémentaire d'un récepteur biologique, susceptible d'être reconnue par ce dernier et de conduire à une réponse spécifique telle que par exemple l'induction et la régulation de la biosynthèse d'une enzyme, l'inhibition de l'activité enzymatique d'une enzyme par fixation sur son site actif, l'induction d'une réponse immunitaire suite à une infection bactérienne, ou encore l'inhibition d'un processus inflammatoire par blocage du site actif.
L'expression «sonde de visualisation ou de détection fluorescente ou radioactive » désigne toute structure moléculaire permettant la détection d'un système par une technique physicochimique, telle que la fluorescence ou la radioactivité.
Les oligomères ou polymères de cyclodextrines obtenus selon l'invention peuvent être symétriques ou non symétriques. Pour les composés symétriques, les groupements CD, A, X et T sont respectivement identiques de part et d'autre du groupement B. Pour les composés asymétriques, un ou plusieurs des groupements
CD, A, X ou T sont différents de part et d'autre du groupement B.
Dans un même oligomère ou polymère, les cyclodextrines peuvent être identiques ou différentes. Préférentiellement, les cyclodextrines CD répondent à la formule suivante :
dans laquelle :
- m représente un nombre entier égal à 5, 6 ou 7, et
- les groupes R, identiques ou différents, représentent un atome d'hydrogène ou un groupe acyle, alkyle, hydroxyalkyle ou sulfoalkyle de 1 à 16 atomes de carbone. Avantageusement, les oligomères ou polymères selon l'invention comprennent des cycles triazole qui contribuent à améliorer la complexation des oligomères ou polymères avec des molécules invitées. En outre, les cycles triazole résistent à l'hydrolyse et à l'oxydation, et sont capables de s'associer facilement aux cibles biologiques par des interactions dipolaires et des liaisons hydrogènes.
IH/ UTILISATIONS
Les oligomères ou polymères de cyclodextrines peuvent être utilisés pour une complexation coopérative avec une ou plusieurs molécules invitées. En particulier, les oligomères ou polymères de cyclodextrines selon l'invention peuvent être utilisés pour solubiliser et vectoriser en milieu aqueux un ou plusieurs composé(s) chimique(s) hydrophobe(s), notamment une ou plusieurs substance(s) pharmacologiquement et/ou cosmétologiquement active(s). Encore plus particulièrement, les oligomères ou polymères de cyclodextrines selon l'invention peuvent être utilisés pour le transport efficace et sélectif d'une ou plusieurs substance(s) pharmacologiquement active(s) vers un ou plusieurs organe(s) cible(s).
La ou les substance(s) pharmacologiquement active(s) peuvent être choisies parmi les médicaments anti-cancéreux, les médicaments anti-tumoraux, les médicaments anti-fongiques, les médicaments antibactériens, les médicaments antiviraux, les médicaments cardiovasculaires, les médicaments neurologiques, les alcaloïdes, les antibiotiques, les peptides bioactifs, les stéroïdes, les hormones stéroïdiennes, les hormones polypeptidiques, les interférons, les interleukines, les narcotiques, les prostaglandines, les purines, les pyrimidines, les médicaments anti-protozoaires, les barbituriques ou les médicaments antiparasitaires.
Selon un autre aspect, les oligomères ou polymères de cyclodextrines obtenus selon l'invention peuvent aussi être utilisés pour la conception de matériaux à base de cyclodextrines immobilisées sur des supports poreux, tels que des silices ou des résines par exemple. Ils peuvent également être utilisés pour la fixation et la séparation de diverses substances, notamment par des techniques chromatographiques par exemple.
IV/ EXEMPLES E>E PRÉPARATION E>E E>IMERES E>E CYCLODEXTRINES SELON L'INVENTION Les exemples de dimères de cyclodextrines qui vont suivre sont obtenus en faisant réagir deux cyclodextrines monoazoture avec un bras espaceur fonctionnalisé à ses extrémités par des alcynes.
Le schéma général de formation des dimères de cyclodextrines selon l'invention est le suivant :
Monoazoture Monoazoture cyclodextπne cyclodextπne
D
Les exemples de dimères de cyclodextrines selon l'invention sont obtenus à partir de monoazoture-β-cyclodextrines pour les exemples DMl, DM2 et DM3, et de monoazoture-β-cyclodextrines alkylées pour DM4. La monoazoture-β-cyclodextrine est synthétisée comme suit : - monotosylαtion sélective de la β-cyclodextrine en présence de chlorure de tosyle (TsCI) dans une solution aqueuse alcaline, et
- conversion du groupement tosyle en azoture par substitution nucléophile avec un agent d'azidation, tel que par exemple de l'azoture de sodium, de l'azoture de lithium, de l'azoture de baryum, de l'azidotriméthylsilane ou des azotures de suif onyle. La monoazoture-β-cyclodextrine alkylée est synthétisée comme suit :
- monotosylation sélective de la β-cyclodextrine en présence de chlorure de tosyle (TsCI) dans une solution aqueuse alcaline, - conversion du groupement tosyle en azoture par substitution nucléophile avec un agent d'azidation, tel que par exemple de l'azoture de sodium, de l'azoture de lithium, de l'azoture de baryum, de l'azidotriméthylsilane ou des azotures de suif onyle, et
- méthylation sélective des groupements hydroxyles situés en position 2 et 6.
Les exemples de dimères de cyclodextrines selon l'invention sont obtenus avec des bras espaceurs de longueurs différentes pour les exemples DMl, DM2 et
DM3 et identiques pour les exemples DMl, DM4 et DM5.
Les bras espaceurs sont formés à partir de chaînes glycol et polyéthylène glycol, choisies pour leur stabilité chimique et leur compatibilité biologique. Ils sont fonctionnalisés à leurs extrémités par des alcynes.
Les bras espaceurs sont synthétisés en présence de bromure de propargyle et d'hydrure de sodium, à température ambiante dans le tétrahydrof urane (THF).
La cycloaddition 1,3-dipolaire est réalisée en présence d'un couple de catalyseurs qui permet la formation exclusive du produit 1,4 triazole.
Les catalyseurs couramment utilisés sont le sulfate de cuivre ou le bromure de cuivre, associés à des bases du type L-ascorbate de sodium (L-asc.) ou diisopropyléthylamine (DIPEA). Préférentiellement, on utilise le couple sulfate de cuivre, L-asc. en milieu aqueux.
Les analyses CLHP (chromatographie liquide à haute performance) des dimères bruts montrent que les rendements sont quasi-quantitatifs. Les dimères obtenus peuvent être utilisés sans purifications supplémentaires.
1. Exemple de synthèse d'une monoazoture [b-cyclodextrine : la ό^azido-ό1- désoxy-cyclomatoheptaose
Dans un ballon muni d'un réfrigérant et d'une arrivée d'azote, la monotosyle β>- cyclodextrine est solubilisée lentement dans du DMF (Diméthylformamide), préalablement séché sur un tamis moléculaire. De l'azoture de sodium est ajouté et l'ensemble est agité à 600C sous atmosphère inerte.
A la fin de la réaction, le DMF est évaporé et le résidu repris à l'éthanol : un précipité blanc apparaît. Le précipité blanc est filtré sur verre fritte et lavé à l'éthanol. On obtient une poudre blanche qui est séchée sous vide poussé.
La monoazoture-β-cyclodextrine obtenue peut être utilisée sans purification supplémentaire pour la réalisation de DMl, DM2 ou DM3.
2. Exemples de synthèse de monoazotures [b-cyclodextrine alkylées
2.1 Synthèse d'une monoazoture [b-cyclodextrine alkylée : la ό^azido-ό1- désoxy-2I-O-méthyl-hexakisr2II'VII,6I'VII-di-O-méthyll cyclomaltoheptaose Dans un réacteur muni d'un réfrigérant , d'une arrivée d'azote et d'une ampoule d'addition, la monoazoture fb-cyclodextrine obtenue en 1 est solubilisée dans du DMF sec.
De l'hydroxyde de Baryum et de l'oxyde de Baryum sont additionnés au mélange réactionnel.
L'ensemble est refroidi à 00C et du diméthylsulfate est ajouté goutte à goutte. La réaction est laissée 18 heures à 00C.
Lorsque la réaction est terminée, de l'ammoniaque aqueux à 25% est ajouté.
Le mélange réactionnel est chauffé à 700C pendant deux heures, puis les solvants sont évaporés. Le résidu est repris au dichlorométhane, le précipité formé est filtré sur verre fritte de porosité 3 et lavé au dichlorométhane.
Le filtrat est récupéré puis extrait à l'eau et à la saumure.
La phase organique recueillie est séchée sur sulfate de sodium anhydre.
Après f iltration, puis évaporation, le produit brut est séché sous vide poussé. Le résidu est recouvert de méthanol puis placé à 6°C.
Le précipité blanc obtenu est filtré, lavé au méthanol puis séché sous vide poussé.
La monoazoture-β-cyclodextrine alkylée obtenue peut être utilisée sans purification supplémentaire pour la réalisation du dimère DM4 et du trimère TMl.
2.2 Synthèse d'une monoazoture (b-cyclodextrine alkylée : la ό^azido-ό1- désoxy-3I-O-méthyl-hexakisr2II'VII,3II'VII-di-O-méthyllcyclomaltoheptaose
Dans un réacteur muni d'un réfrigérant , d'une arrivée d'azote et d'une ampoule d'addition, la monoazoture β-cyclodextrine obtenue en 1 est solubilisée dans du DMF anhydre.
De l'hydrure de sodium est additionné au mélange réactionnel.
L'ensemble est refroidi à 00C et de l'iodure de méthyle est ajouté lentement.
La réaction est maintenue à température ambiante pendant 24 heures.
Lorsque la réaction est terminée, le milieu réactionnel est filtré et le filtrat est concentré sous vide. Le résidu huileux est repris dans un minimum d'eau puis extrait au dichlorométhane.
La phase organique recueillie est lavée à l'eau, à la saumure, et est séchée sur sulfate de sodium anhydre. Après évαporαtion du solvant sous vide, le résidu huileux est repris dans un minimum d'eau, les insolubles sont filtrés et la solution est lyophilisée. Après f iltration, puis évaporation, le produit brut est séché sous vide poussé. Le résidu est recouvert de méthanol puis placé à 60C. Le produit est obtenu sous la forme d'une poudre blanche.
La monoazoture-β-cyclodextrine alkylée obtenue peut être utilisée sans purification supplémentaire pour la réalisation du dimère DM5.
3. Exemples de synthèses de bras espaceurs 3.1 Synthèse de bras espaceurs dialcyne à partie de qlycol, diéthylène ou triéthylène qlycol
Dans un ballon, la chaîne glycol (glycol, diéthylène glycol ou triéthylène glycol) est solubilisée dans du THF (tétrahydrofurane ou 1,4-époxybutane).
De l'hydrure de sodium est ajouté et le mélange est agité quelques minutes sous atmosphère inerte.
Le mélange réactionnel est refroidi à 00C dans un bain d'eau glacée et du bromure de propargyl est ajouté goutte à goutte.
A la fin de la réaction, de l'eau distillée est ajoutée au milieu réactionnel afin d'hydrolyser le bromure de propargyl en excès. Les solvants sont évaporés et l'huile obtenue est reprise dans de l'acétate d'éthyle, puis lavée à l'eau.
La phase organique est récupérée, séchée avec du sulfate de sodium puis filtrée.
L'acétate d'éthyle est évaporé et le résidu obtenu est purifié sur colonne de gel de silice avec un mélange pentane/éther comme phase éluante. Le produit obtenu se présente sous la forme d'une huile jaune.
3.2 Synthèse de bras espaceurs trialcyne à partir de 1,1,1- tris(hydroxyméthyQéthane
Dans un ballon, le l,l,l-Tris(hydroxyméthyl)éthane est solubilisé dans du THF. De l'hydrure de sodium est ajouté et le mélange est agité quelques minutes sous atmosphère inerte.
Le mélange réactionnel est refroidi à 00C dans un bain d'eau glacée et du bromure de propargyl est ajouté goutte à goutte. A la fin de la réaction, de l'eau distillée est ajoutée au milieu réactionnel afin d'hydrolyser le bromure de propargyl en excès.
Les solvants sont évaporés et l'huile obtenue est reprise dans de l'acétate d'éthyle, puis lavée à l'eau.
La phase organique est récupérée, séchée avec du sulfate de sodium puis filtrée. L'acétate d'éthyle est évaporé et le résidu obtenu est purifié sur colonne de gel de silice avec un mélange pentane/éther comme phase éluante.
Le produit obtenu se présente sous la forme d'une huile jaune.
3.3 Synthèse du bras espaceur dialcyne ramifié à partir du [3-(di-prop-2- ynyl-amino)-propyl1-carbamate de tert-butyle Dans un ballon surmonté d'une ampoule de coulée isobare, du N-(tert- butoxycarbonyl)-l,3-diaminopropane est solubilisé dans du THF.
Du triéthylamine est ensuite ajouté.
Le ballon est plongé dans un bain de glace et du bromure de propargyl solubilisé dans du THF est additionné goutte à goutte. Après 24 heures de réaction, les sels formés sont filtrés et le filtrat est repris dans de l'eau puis est agité pendant une heure pour hydrolyser le bromure de propargyl en excès.
L'eau et le THF sont évaporés sous vide et le résidu obtenu est repris dans du dichlorométhane. La solution est lavée à l'eau avec une solution diluée de soude et à la saumure.
La phase organique est récupérée, séchée sur sulfate de sodium anhydre puis filtrée. Le produit est purifié sur colonne de gel de silice.
Le schéma réactionnel de cette synthèse est le suivant :
4. Synthèse d'oliqomères 4.1 Synthèse des dimères DMl, DM2, DM3, DM4, DM5 et du trimère TMl
On utilise comme précurseurs cyclodextrines αzotures :
- des monoαzoture-β-cyclodextrines, telles que synthétisées en 1., pour DMl, DM2 et DM3,
- des monoαzoture-β-cyclodextrines αlkylées telles que synthétisées en 2.1, pour DM4 et TMl, et
- des monoαzoture-β-cyclodextrines αlkylées telles que synthétisées en 2.2, pour DM5.
On utilise comme bras espaceur :
- le dialcyne glycol tel que synthétisé en 3.1 pour DMl, DM4 et DM5, - le dialcyne diéthylène glycol tel que synthétisé en 3.1 pour DM2,
- le dialcyne triéthylène glycol tel que synthétisé en 3.1 pour DM3, et
- le trialcyne TRIS tel que synthétisé en 3.2 pour TMl.
Dans un ballon surmonté d'un réfrigérant, les précurseurs cyclodextrines azotures sont solubilisées dans de l'eau distillée. Du L-asc. et du sulfate de cuivre pentahydraté sont ensuite ajoutés.
Le dérivé glycol, solubilisé dans de l'éthanol, est ajouté au mélange réactionnel et l'ensemble est chauffé à 700C.
Après plusieurs heures d'agitation, le milieu réactionnel devient vert clair limpide. Les solvants sont évaporés et le résidu obtenu est repris dans de l'éthanol.
Il se forme un précipité qui est filtré puis rincé. La poudre colorée obtenue est solubilisée dans de l'eau distillée, puis mise en présence d'Amberlite 200.
Après filtration, la solution est lyophilisée : les dimères DMl, DM2, DM3, DM4, DM5 et le trimère TMl sont obtenus sous forme d'une poudre légèrement colorée, qui ne nécessite pas de purification supplémentaire.
4.2 Synthèse du dimère DM6
Dans un premier temps on synthétise une monoazoture de cyclodextrines ramifié à partir de monoazoture-β-cyclodextrines alkylées telles que synthétisées en 2.1 et de [3-(di-prop-2-ynyl-amino)-propyl]-carbamate de tert-butyle tel que synthétisé en 3.3. Le schéma réactionnel est le suivant :
Une monoαzoture-β>-cyclodextrine αlkylée telle que synthétisée en 2.1. est solubilisée dans un mélange eau/éthanol avec du L-ascorbate, du sulfate de cuivre et du [3-(di-prop-2-ynyl-amino)-propyl]-carbamate de tert-butyle tel que synthétisé en 3.3. Le milieu réactionnel est chauffé à 500C. Lorsque la réaction est terminée, l'éthanol est évaporé. La solution aqueuse est extraite au dichlorométhane. La phase organique est ensuite lavée avec une solution d'acide chlorhydrique diluée puis de la saumure. La phase organique est récupérée, séchée sur sulfate de sodium anhydre, filtrée et évaporée sous vide. Le résidu obtenu est purifié sur colonne de gel de silice, puis utilisé pour synthétiser le dimère DM6.
DM6 est obtenu par couplage d'un acide folique sur la monoazoture de cyclodextrines ramifiée obtenue précédemment. Le schéma réactionnel est le suivant :
La monoazoture de cyclodextrines ramifiée est solubilisée dans du dichlorométhane puis du TFA (acide trif luoracétique) est ajouté.
La réaction est agitée pendant 20 heures.
La solution est lavée à l'eau, avec une solution de soude diluée puis avec une solution de saumure.
La phase organique est séchée puis évaporée sous vide et le produit est séché sous vide poussé. Le résidu obtenu est placé dans un ballon protégé de la lumière puis est solubilisé dans du DMF. A cette solution sont ajoutés de l'acide folique , du DCC (N,N'-Dicyclohexylcarbodiimide) et une quantité catalytique de pyridine. Lorsque la réaction est terminée, le DMF est évaporé sous vide et le résidu est repris dans du dichlorométhane. La solution est lavée à l'eau, avec une solution de soude diluée et à la saumure. La phase organique est séchée sur sulfate de sodium anhydre, filtrée et évaporée. Le produit est purifié sur colonne de gel de silice.
5. Solubilisation de molécules par DMl, DM2, DM3, DM4, DM6 et TMl On réalise des tests de solubilisation en mettant en présence des solutions contenant 50 mM de DMl, DM2, DM3, DM4, DM6 et TMl avec des molécules connues susceptibles d'être utilisées en tant que principes actifs, dans des ratios molaires initiaux de 1 actif pour 10 dimères de cyclodextrines.
Chaque solution est agitée 24 heures, puis après ultracentrifugation et filtration, les fractions solubles sont analysées par CLHP.
Les quantités de principes actifs solubilisés en g/L, sont présentées dans le tableau suivant :
Avec ND : Non déterminé On constate que les dimères préparés selon l'invention permettent d'augmenter signif icativement la solubilité des actifs testés.
Bien entendu, l'invention n'est évidemment pas limitée aux exemples représentés et décrits ci-dessus, mais couvre au contraire toutes les variantes, notamment en ce qui concerne la nature des cyclodextrines et des bras espaceurs, ainsi que les utilisations des oligomères ou polymères de cyclodextrines obtenus.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de préparation d'oligomères ou de polymères de cyclodextrines, les molécules de cyclodextrines étant couplées entre elles de façon covalente via un bras espaceur, caractérisé en ce qu'il comprend au moins les étapes suivantes : intégration d'au moins une fonction alcyne sur chaque cyclodextrine de manière à obtenir des cyclodextrines acétyléniques et d'au moins deux fonctions azoture sur chaque bras espaceur, et création de liaisons entre le ou les bras espaceur(s) et les cyclodextrines sous forme de cycles 1,2,3-triazole par réaction de couplage entre les alcynes et les azotures. 2. Procédé de préparation d'oligomères ou de polymères de cyclodextrines, les molécules de cyclodextrines étant couplées entre elles de façon covalente via un bras espaceur, caractérisé en ce qu'il comprend au moins les étapes suivantes : intégration d'au moins une fonction azoture sur chaque cyclodextrine de manière à obtenir des cyclodextrines azotures et d'au moins deux fonctions alcyne sur chaque bras espaceur, et création de liaisons entre le ou les bras espaceur(s) et les cyclodextrines sous forme de cycles 1,
2,3-triazole par réaction de couplage entre les alcynes et les azotures.
3. Procédé de préparation d'oligomères ou de polymères de cyclodextrines selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comprend au moins une étape de transformation chimique des cyclodextrines azotures ou acétyléniques avant l'étape de création de liaisons entre les bras espaceurs et les cyclodextrines.
4. Procédé de préparation d'oligomères ou de polymères de cyclodextrines selon l'une des précédentes revendications, caractérisé en ce que le ou les bras espαceur(s) sont choisis parmi les groupes hydrocarbonés, les peptides, les protéines, les oligonucléotides, les polynucléotides, les oligosaccharides, les polysaccharides, ou les biopolymères.
5. Procédé de préparation d'oligomères ou de polymères de cyclodextrines selon l'une des précédentes revendications, caractérisé en ce que le ou les bras espaceur(s) sont choisis parmi le glycol, le diéthylène glycol ou le triéthylène glycol.
6. Procédé de préparation d'oligomères ou de polymères de cyclodextrines selon l'une des précédentes revendications, caractérisé en ce que les cyclodextrines répondent à la formule suivante :
dans laquelle :
- m représente un nombre entier égal à 5, 6 ou 7, et
- les groupes R, identiques ou différents, représentent un atome d'hydrogène ou un groupe acyle, alkyle, hydroxyalkyle ou sulfoalkyle de 1 à 16 atomes de carbone.
7. Procédé de préparation d'oligomères de cyclodextrines selon l'une des précédentes revendications, caractérisé en ce que l'étape d'intégration des fonctions alcynes et azotures sur les cyclodextrines et les bras espaceurs consiste à synthétiser des monoazoture-β-cyclodextrines ou des monoazoture-β- cyclodextrines alkylées et à synthétiser des dialcyne glycols, dialcyne diéthylène glycols, des dialcyne triéthylène glycols, des trialcyne glycols, ou des molécules de l,l,l-Tris(hydroxymethyl)éthαne, de l,l,l-Tris(hydroxyméthyl)αminométhαne ou de pentαerythritol.
8. Oligomère ou polymère de cyclodextrines obtenu par la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des précédentes revendications, caractérisé en ce qu'il répond à la formule générale suivante :
CD-X-A-T-A-X-BC-X-A-T-A-X-CD)Ii dans laquelle :
- CD représente une cyclodextrine, liée par sa face secondaire ou primaire, - X représente une fonction aminé, éther, thioéther, disulfure, carbamate, ester carboxylique ou sulfonique, amide carboxylique ou sulfonique, imide, ou une liaison covalente,
- A représente un groupement aliphatique de Cl à ClO linéaire ou ramifié, un groupement aromatique mono- ou poly- cyclique substitué ou non substitué, ou une liaison covalente ;
- T représente un cycle 1,2,3-triazole,
- B représente :
- un élément de multiplication à plusieurs ramifications, les ramifications comportant au moins un groupement de reconnaissance biologique, ou au moins une sonde de visualisation ou de détection fluorescente ou radioactive,
- un groupement aliphatique linéaire ou ramifié,
- un groupement aromatique mono- ou poly- cyclique substitué ou non substitué, - un atome de carbone, d'oxygène, de soufre, d'azote ou de phosphore,
- un polymère,
- un support solide (silice, résine, ...), ou - un groupement CD, X, A et/ou T, et - n représente un nombre entier supérieur ou égal à 1.
9. Utilisation d'un oligomère ou d'un polymère de cyclodextrines obtenu par la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, pour une complexation coopérative avec une ou plusieurs molécules invitées.
10. Utilisation d'un oligomère ou d'un polymère de cyclodextrines obtenu par la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, pour solubiliser et vectoriser en milieux aqueux au moins un composé chimique hydrophobe.
11. Utilisation selon la revendication 10, caractérisée en ce que le au moins un composé chimique hydrophobe est une substance pharmacologiquement et/ou cosmétologiquement active.
12. Utilisation d'un oligomère ou d'un polymère de cyclodextrines obtenu par la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, pour le transport sélectif d'au moins une substance pharmacologiquement active vers au moins un organe cible.
13. Utilisation selon l'une des revendications 11 ou 12, caractérisée en ce que la au moins une substance pharmacologiquement active est choisie parmi les médicaments anti-cancéreux, les médicaments anti-tumoraux, les médicaments anti-fongiques, les médicaments antibactériens, les médicaments antiviraux, les médicaments cardiovasculaires, les médicaments neurologiques, les alcaloïdes, les antibiotiques, les peptides bioactifs, les stéroïdes, les hormones stéroïdiennes, les hormones polypeptidiques, les interférons, les interleukines, les narcotiques, les prostaglandines, les purines, les pyrimidines, les médicaments anti-protozoaires, les barbituriques ou les médicaments antiparasitaires.
EP07858618A 2006-10-20 2007-10-18 Procede de preparation d'oligomeres ou polymeres de cyclodextrines, produits obtenus et utilisations Withdrawn EP2081965A1 (fr)

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