ES2880228T3

ES2880228T3 - Compuestos químicos para el recubrimiento de nanoestructuras

Info

Publication number: ES2880228T3
Application number: ES18700364T
Authority: ES
Inventors: Oskar Axelsson; Angelo Sanzone
Original assignee: Spago Nanomedical AB
Current assignee: Spago Nanomedical AB
Priority date: 2017-01-16
Filing date: 2018-01-16
Publication date: 2021-11-24
Anticipated expiration: 2038-01-16
Also published as: US20190352459A1; AU2018208538B2; BR112019014483A2; CN110191890B; CA3048552A1; RU2757904C2; EP3568403B1; PL3568403T3; KR20190104598A; BR112019014483B1; IL267895A; RU2019125812A; RU2019125812A3; CN110191890A; DK3568403T3; WO2018130713A1; EP3348560A1; ZA201904405B; JP2020507559A; KR102536477B1

Abstract

Un compuesto químico que comprende un núcleo aromático, o un núcleo carbocíclico, no aromático, en el que el núcleo aromático es un anillo de benceno o un bifenilo; el núcleo carbocíclico no aromático es un anillo de 5 a 7 miembros; y el núcleo tiene unido covalentemente al mismo: - al menos dos grupos de anclaje, cada grupo de anclaje comprende un grupo de silano activado; en el que los grupos de anclaje tienen la siguiente fórmula general -A-(CH2)nSiY3 en la que A es un enlace covalente u O, "n" es un número entero de 1 a 3, y Y es independientemente un grupo metoxi o un grupo etoxi; y - al menos un grupo hidrófilo que se extiende desde el núcleo, el grupo hidrófilo comprende uno o más residuos de polímeros hidrófilos con una composición molecular de (aO+bN)/(cC+dS+eSi+fP) > 0,3 donde a, b, c, d, e y f son el porcentaje molar de oxígeno (O), nitrógeno (N), carbono (C), azufre (S), silicio (Si) y fósforo (P), respectivamente, en el que el(los) residuo(s) de polímero(s) hidrófilo(s) se selecciona(n), independientemente entre sí si más de un grupo hidrófilo está presente -(O-CH2-CH2)m-OX, en el que X es CH3 o H, y "m" es un número entero de 6 a 25; - en el que el número de grupos hidrófilos que se extienden desde el núcleo es desde uno hasta el número de estructuras de anillo en el núcleo.

Description

DESCRIPCIÓN

Compuestos químicos para el recubrimiento de nanoestructuras

Campo técnico de la invención

La presente invención se refiere a recubrimientos poliméricos de nanomateriales, en particular nanoestructuras poliméricas quelantes que incorporan iones paramagnéticos manganeso (II), así como también a procedimientos para preparar dichos nanomateriales, así como también al uso de nanomateriales para visualizar o formar imágenes de material biológico.

Antecedentes

Hay varias aplicaciones médicas de nanomateriales conocidas en la técnica. Algunas de ellas, a base de óxido de hierro, se usaron como agentes de contraste específicos para el hígado, pero ya no están en el mercado debido a los bajos volúmenes de venta. Se encuentra disponible una gran cantidad de literatura sobre el uso experimental de esos materiales. (por ejemplo, Bulte, JWM y Modo, MMJ Eds. "Nanoparticles in Biomedical Imaging" Springer, 2008). El enfoque general para hacer que los nanomateriales sean biocompatibles es recubrirlos con un polímero hidrófilo flexible. El polietilenglicol (PEG) es particularmente efectivo para minimizar la interacción con el sistema inmune y las proteínas (ver "(Polietilenglicol), Aplicaciones Químicas y Biológicas ", Eds. Harris y Zalipsky, 1997, ACS). Anteriormente se consideró aceptable con cierta disociación de los residuos de recubrimiento del nanomaterial en vivo, pero basándonos en un documento de reflexión de la Agencia Médica Europea (EMA/CHMP/SWP/620008/2012) anticipamos que este ya no será el caso en el futuro.

Los experimentos (ejemplo 14, entrada A) han demostrado que los m-PEG-silanos se unen a nanoestructuras poliméricas como se describió en WO 2013041623 A1 y US2014/0350193 A1 son propensos a una hidrólisis lenta bajo condiciones neutrales a básicas. Este es un inconveniente importante al considerar estos materiales para su uso en productos médicos, ya que afectará la vida útil del producto de manera negativa.

Un objetivo de la presente invención es superar estos problemas.

Sumario de la invención

De acuerdo con un primer aspecto de la invención, los anteriores y otros objetos de la invención se logran, en su totalidad o al menos en parte, mediante un compuesto químico como se define en la reivindicación 1. De acuerdo con esta reivindicación, el objeto anterior se logra mediante un compuesto químico que comprende un núcleo aromático, o un núcleo carbocíclico, no aromático, en el que el núcleo aromático es un anillo de benceno o un bifenilo; el núcleo carbocíclico no aromático es un anillo de 5 a 7 miembros; y el núcleo tiene unido covalentemente al mismo al menos dos grupos de anclaje, cada grupo de anclaje comprende un grupo de silano activado; en el que los grupos de anclaje tienen la siguiente fórmula general -A-(CH2)nSiY3 en la que A es un enlace covalente u O, "n" es un número entero de 1 a 3, y Y es independientemente un grupo metoxi o un grupo etoxi; y al menos un grupo hidrófilo que se extiende desde el núcleo, el grupo hidrófilo comprende uno o más residuos de polímeros hidrófilos. Los grupos de silano activados son capaces de enlazarse covalentemente a la superficie de un nanomaterial. Los residuos del polímero hidrófilo tienen una composición molecular de (aO+bN)/(cC+dS+eSi+fP) > 0,3 donde a, b, c, d, e y f son el porcentaje molar de oxígeno (O), nitrógeno (N), carbono (C), azufre (S), silicio (Si) y fósforo (P), respectivamente, en el que el(los) residuo(s) de polímero(s) hidrófilo(s) se selecciona(n), independientemente entre sí si más de un grupo hidrófilo está presente, desde -(O-CH2-CH2)m-OX, en el que X es CH3 o H, y "m" es un número entero de 6 a 25. Los polímeros que tienen tal composición se consideran hidrófilos. El número de residuos de polímeros hidrófilos que se extienden desde el núcleo es desde uno hasta el número de estructuras de anillo en el núcleo. Si desde el núcleo se extienden más residuos de polímeros hidrófilos, el compuesto químico no es útil para el recubrimiento de nanomateriales, ya que tales compuestos tienden a formar geles, que no son útiles para la aplicación actual. Si el núcleo comprende más de un anillo y más de un residuo de polímero hidrófilo, los residuos hidrófilos pueden unirse a diferentes anillos.

Los inventores han descubierto que si los compuestos químicos usados para el recubrimiento de las nanoestructuras incorporan al menos dos grupos silano que tienen la capacidad de anclar el polímero hidrófilo a la superficie del nanomaterial, el producto se vuelve estable bajo condiciones neutras. Incluso si uno de los grupos silano se desprende de la superficie del nanomaterial, el residuo de polímero todavía está unido a la superficie mediante otro grupo silano. El aumentar la estabilidad es una gran ventaja para el valor comercial del producto y también facilita el procedimiento de aprobación regulatoria.

Una ventaja sobre la técnica anterior de las estructuras químicas de acuerdo con la presente invención, es la capacidad para formar un recubrimiento robusto sobre un nanomaterial adornado con hidroxilo, lo que permite que un producto tenga una vida útil comercialmente aceptable (> 6 meses) mediante la participación de dos grupos funcionales separados para el propósito de enlazar, sin dejar de presentar un polímero hidrófilo y bioinerte hacia el entorno. Esto es especialmente importante cuando la nanoestructura se introduce en un organismo, por ejemplo, un ser humano, cuando se usa con fines médicos.

El compuesto químico puede comprender un núcleo aromático, en el que el núcleo aromático es un anillo de benceno o un bifenilo; los grupos de anclaje tienen la siguiente fórmula general -A-(CH2)nSiY3 en la que A es un enlace covalente u O, "n" es un número entero de 1 a 3, y bocinarte es un grupo metoxi o un grupo etoxi, en la que al menos los dos grupos de anclaje pueden ser iguales o diferentes; y el (los) residuo (s) de polímero hidrófilo se selecciona(n), independientemente entre sí si está presente más de un grupo hidrófilo, desde -(O-CH2-CH2)m-OX, en el que X es CH3 o H, y "m" es un número entero de 6 a 25. Tal compuesto es adecuado para formar un recubrimiento hidrolíticamente estable de un nanomaterial o nanoestructura. Además, tal compuesto tiene la ventaja de ser fácilmente accesible sintéticamente.

Los grupos de anclaje pueden ser iguales o diferentes. Los grupos de anclaje pueden diferir con respecto a "A", el número entero "n" y/o "Y". Los tres grupos "Y" en cada grupo de anclaje pueden ser iguales o diferentes.

De acuerdo con otra realización, el compuesto químico, en el que el núcleo aromático es un anillo de benceno, tiene la fórmula general 1,

Fórmula 1

en la que A1 y A2 se seleccionan independientemente del grupo que consiste en un enlace covalente u O; "n1"es un número entero de 1 a 3; "n2" es un número entero de 1 a 3; R1 a R6 se seleccionan independientemente de un grupo metoxi y un grupo etoxi; "m" es un número entero de 6 a 25; y X es metilo. Por tanto, en esta realización, los tres grupos Y en uno de los grupos de anclaje se denominan R1, R2 y R3, y los tres grupos Y en un segundo grupo de anclaje se denominan R4, R4 y R6

De acuerdo con otra realización más, A1 y A2 son O, "n1" es 3, "n2" es 3, R1 a R6 son etoxi y X es metilo.

en la que A1 y A2 son O; "n1" es 3; "n2" es 3; R1 a R6 se seleccionan independientemente de un grupo metoxi y un grupo etoxi; "m" es un número entero de 12 a 20; y X es metilo.

en la que A1 y A2 son un enlace covalente; "n1" es 2; "n2" es 2; R1 a R6 se seleccionan independientemente de un grupo metoxi y un grupo etoxi; "m" es un número entero de 12 a 20; y X es metilo.

El compuesto químico puede comprender un núcleo carbocíclico, no aromático, en el que el núcleo carbocíclico, no aromático es un anillo de 5 a 7 miembros; los grupos de silano activados son independientemente -A-(CH2)nSiY3 en la que A es un enlace covalente u O y "n" es un número entero de 1 a 3 y carboxílico es un grupo metoxi o un grupo etoxi; y el(los) residuo(s) de polímero hidrófilo es (independientemente son) -(O-CH2-CH2)m-OX en el que X es CH3 o H y "m" es un número entero de 6 a 25. Tal compuesto proporciona un recubrimiento muy estable de nanomateriales o nanoestructuras y está disponible a partir de materiales de partida disponibles comercialmente.

De acuerdo con un segundo aspecto de la invención, se proporciona una composición que comprende un compuesto químico de acuerdo con la invención y un portador. El portador puede ser un solvente, tal como dioxano o un alcohol, tal como etilenglicol.

De acuerdo con una realización, la composición comprende al menos dos compuestos químicos diferentes de acuerdo con la invención. Los diferentes compuestos químicos pueden variar con respecto al núcleo, de manera que ciertos compuestos tienen un núcleo aromático y otros compuestos en la composición tienen un núcleo carbocíclico, no aromático. Los diferentes compuestos químicos también pueden variar, o alternativamente, con respecto a la longitud de la cadena de polímero, es decir, el número entero "m" puede variar. Otras características que pueden variar son A, X, Y y R, así como también los números enteros "n1" y "n2". La composición que comprende una mezcla de compuestos químicos puede tener la ventaja de ser más barata de producir.

De acuerdo con otra realización, la composición comprende compuestos en los que A1 y A2 son O "n1" es 3, "n2" es 3, R1 a R6 son etoxi y X es metilo.

De acuerdo con un tercer aspecto de la invención, una nanoestructura recubierta que comprende residuos de los compuestos químicos de acuerdo con la invención o de un compuesto químico que comprende un núcleo aromático, o un núcleo carbocíclico, no aromático, y; el núcleo tiene unido covalentemente al mismo: al menos dos grupos de anclaje, cada grupo de anclaje comprende un grupo de silano activado; y al menos un grupo hidrófilo que se extiende desde el núcleo, el grupo hidrófilo comprende uno o más residuos de polímeros hidrófilos con una composición molecular de (aO+bN)/(cC+dS+eSi+fP) > 0,3 donde a, b, c, d, e y f son el porcentaje molar de oxígeno (O), nitrógeno (N), carbono (C), azufre (S), silicio (Si) y fósforo (P), respectivamente; en el que el número de grupos hidrófilos que se extienden desde el núcleo es desde uno hasta el número de estructuras de anillo en el núcleo; se proporciona, en el que uno o ambos de los silanos activados en cada uno de los compuestos químicos, se han enlazado covalentemente a la superficie del núcleo de la nanoestructura. Tal nanoestructura tiene, cuando se carga con un ion magnético tal como el manganeso (II) o el gadolinio (III), las propiedades de alta relaxividad y baja toxicidad, lo cual es especialmente ventajoso, ya que tiene las propiedades compatibles con un agente de contraste de MRI selectivo para tumores.

Por tanto, se proporciona una nanoestructura recubierta que comprende residuos de los compuestos químicos de acuerdo con la invención, en el que uno o ambos de los silanos activados en cada uno de los compuestos químicos se han enlazado covalentemente a la superficie del núcleo de la nanoestructura. Tal nanoestructura tiene, cuando se carga con un ion magnético tal como el manganeso (II) o el gadolinio (III), las propiedades de alta relaxividad y baja toxicidad, lo cual es especialmente ventajoso, ya que tiene las propiedades compatibles con un agente de contraste de MRI selectivo para tumores.

Por tanto, una nanoestructura recubierta que comprende residuos de un compuesto químico que comprende un núcleo aromático, o un núcleo carbocíclico, no aromático, y; el núcleo tiene unido covalentemente al mismo: al menos dos grupos de anclaje, cada grupo de anclaje comprende un grupo de silano activado; y al menos un grupo hidrófilo que se extiende desde el núcleo, el grupo hidrófilo comprende uno o más residuos de polímeros hidrófilos con una composición molecular de (aO+bN)/(cC+dS+eSi+fP) > 0,3 donde a, b, c, d, e y f son el porcentaje molar de oxígeno (O), nitrógeno (N), carbono (C), azufre (S), silicio (Si) y fósforo (P), respectivamente; en el que el número de grupos hidrófilos que se extienden desde el núcleo es desde uno hasta el número de estructuras de anillo en el núcleo; se proporciona, en el que uno o ambos de los silanos activados en cada uno de los compuestos químicos, se han enlazado covalentemente a la superficie del núcleo de la nanoestructura. Tal nanoestructura tiene, cuando se carga con un ion magnético tal como el manganeso (II) o el gadolinio (III), las propiedades de alta relaxividad y baja toxicidad, lo cual es especialmente ventajoso, ya que tiene las propiedades compatibles con un agente de contraste de MRI selectivo para tumores.

Las nanoestructuras se recubren para reducir sus interacciones con, por ejemplo, proteínas y/o iones de calcio en un ambiente biológico y también sus interacciones entre sí. Por tanto, la cantidad de recubrimiento es importante. Cuando los compuestos que tienen residuos de polímeros hidrófilos más largos se usan para recubrir las nanoestructuras, se necesita una cantidad menor del (de los) compuesto(s) químico(s) de acuerdo con la invención para reducir las interacciones mencionadas anteriormente. Por tanto, la densidad global de (O-CH2-CH2) es importante.

De acuerdo con una realización, la nanoestructura recubierta comprende una armazón polimérica que comprende, o adorna con, al menos cinco grupos bisfosfonato geminal que tienen la fórmula general -P=O(OR11)(O12), en la que R11 y R12 se seleccionan independientemente de una carga negativa, H, un grupo alquilo y un grupo arilo, en la que la armazón polimérica comprende además residuos monoméricos que contienen un grupo bisfosfonato geminal y dos grupos organo-oxisilano. Tales nanoestructuras tienen la ventaja de poder quelarse fuertemente a cationes di- o trivalentes, por tanto, tienen el potencial de formar la base de un agente de un contraste o agente de formación de imágenes.

De acuerdo con otra realización, la nanoestructura recubierta tiene un diámetro hidrodinámico de 4 a 8 nm. El diámetro hidrodinámico está determinado mediante DLS. Una ventaja de tales nanoestructuras recubiertas es que las nanoestructuras pueden eliminarse del cuerpo de un organismo mediante los riñones.

Las ventajas importantes de las nanoestructuras recubiertas de acuerdo con la presente invención sobre la técnica anterior son la combinación de una buena estabilidad del producto con una relaxividad significativamente superior a los materiales actualmente en el mercado, combinada con un tamaño adecuado para la acumulación selectiva en tejido tumoral y una buena biotolerabilidad. Esto hace que las nanoestructuras de la invención actual sean adecuadas para su uso como agente de contraste para, por ejemplo, MRI (imagen por resonancia magnética), PET (tomografía por emisión de positrones) y/o SPECT (tomografía computarizada por emisión de fotón único), y en particular para imágenes de tumores. Cuando funciona como un agente de contraste, la nanoestructura comprende un ion paramagnético (para imágenes por MRI) o un isótopo radiactivo (para imágenes por PET y/o SPECT) quelado a la armazón polimérica. Una ventaja particular de las nanoestructuras recubiertas de acuerdo con la invención es que el recubrimiento puede prevenir la agregación inducida por iones de calcio cuando la armazón polimérica de la nanoestructura se quela a cationes di- o trivalentes (ejemplo 14, precursor de recubrimiento 6 (del ejemplo 1)). Otra ventaja de las nanoestructuras recubiertas de acuerdo con la presente invención es que son resistentes a las condiciones de procedimiento bastante vigorosas que son necesarias para lograr una capacidad quelante óptima (Ejemplo 14, precursor de recubrimiento 6 (del ejemplo 1)) muestra un buen resultado; el ejemplo 18 muestra un mal resultado de un compuesto que está fuera del ámbito de la invención actual).

De acuerdo con otra realización más, la nanoestructura recubierta que comprende además un ion paramagnético. El ion paramagnético puede ser manganeso o gadolinio. Tales nanoestructuras recubiertas pueden usarse como agentes de contraste para MRI.

De acuerdo con otra realización más, la nanoestructura recubierta que comprende además un ion manganeso (II) o gadolinio (III). Tales nanoestructuras recubiertas pueden usarse como agentes de contraste para MRI. Las ventajas mediante el uso de estas nanoestructuras recubiertas como agentes de contraste para MRI en comparación con los agentes de contraste convencionales son su muy alta relaxividad y baja toxicidad.

Además, el uso de manganeso en lugar de gadolinio como el componente paramagnético evita los problemas de toxicidad (Thomsen, H.S., Morcos, SK, Almén, T. y otros Eur Radiol (2013) 23: 307. doi: 10.1007/s00330-012-2597-9 "Nephrogenic systemic fibrosis and gadolinium-based contrast media: updated ESUR Contrast Medium Safety Comittee guidelines") y preocupaciones actuales (Kanda, T. y otros Radiology 2014; 270:834-841 "High Signal Intensity in the Dentate Nucleus and Globus Pallidus on Unenhanced T1-weighted MR Images: Relationship with Increasing Cumulative Dose of a Gadolinium based Contrast Material") conectado con gadolinio. Las nanoestructuras recubiertas que comprenden iones de magnesio paramagnéticos se usan preferentemente en humanos, ya que tales nanoestructuras tienen una toxicidad menor que las nanoestructuras que comprenden iones de gadolinio. Sin embargo, ya que las nanoestructuras recubiertas que comprenden iones paramagnéticos de gadolinio tienen una fuerza de señal más alta, por tanto, da imágenes de mayor resolución, tales nanoestructuras pueden usarse con fines de investigación o con fines veterinarios.

El uso de manganeso abundante en lugar del gadolinio relativamente raro también tiene ventajas económicas en la producción del material.

Cuando la nanoestructura recubierta comprende grupos bisfosfonato, el ion paramagnético está presumiblemente quelado con los grupos fosfonato.

De acuerdo con una realización, la nanoestructura recubierta que comprende además un radionucleido para formación de imágenes y/o radioterapia. Tales nanoestructuras recubiertas pueden usarse como agente de contraste de PET y/o SPECT. Las ventajas mediante el uso de estas nanoestructuras recubiertas como agente de contraste de PET y/o SPECT en comparación con los agentes de contraste convencionales son que se localizan en los tumores mediante el mecanismo de Permeación-Retención Mejorada.

De acuerdo con el cuarto aspecto de la invención, se proporciona una nanoestructura recubierta que comprende además un ion manganeso paramagnético o un gadolinio paramagnético o una composición que comprende la nanoestructura recubierta que además comprende un ion manganeso (II) o gadolinio (III), para su uso como agente de contraste de MRI.

De acuerdo con otro aspecto de la invención, se proporciona una nanoestructura recubierta que comprende además un radionucleido para formación de imágenes y/o radioterapia o una composición que comprende la nanoestructura recubierta que comprende además un radionucleido para formación de imágenes, para su uso en formación de imágenes por PET y/o SPECT o en radioterapia.

De acuerdo con un aspecto de la invención, se proporciona una composición que comprende nanoestructuras recubiertas de acuerdo con la invención y un portador. El portador puede ser un solvente, tal como un solvente polar. Especialmente, el solvente puede ser agua. La composición puede administrarse por vía parenteral, tal como por vía intravenosa o intraarterial. En ciertas realizaciones, la composición se administra oralmente.

De acuerdo con otro aspecto de la invención, se proporciona un procedimiento para obtener los compuestos químicos de acuerdo con la invención. El procedimiento comprende la hidrosililación de dos dobles enlaces terminales como última etapa química. Esto tiene la ventaja de que se introduce el grupo más sensible como última etapa.

De acuerdo con otro aspecto de la invención, se proporciona un procedimiento para obtener la nanoestructura recubierta de acuerdo con la invención. El procedimiento comprende las etapas de proporcionar un núcleo de nanoestructura de una armazón polimérica que comprende grupos bisfosfonato geminales; y poner en contacto dicho núcleo de nanoestructura con al menos uno de los compuestos químicos de acuerdo con la invención en un solvente, preferentemente un solvente acuoso.

De acuerdo con una realización, el procedimiento se realiza en presencia de urea a una concentración de 0,1-1 M. Esto tiene la ventaja de que el rendimiento de las nanoestructuras recubiertas aumenta sustancialmente.

De acuerdo con otro aspecto de la invención, se proporciona una nanoestructura obtenible mediante el procedimiento de acuerdo con la invención.

Definición de términos

El término "silano activado" como se usa en la presente memoria se refiere a un silano del siguiente tipo RSi(Y)3, donde Y es/son independientemente un grupo alcoxi, un grupo ariloxi, un halógeno, un grupo dialquilamino, un heterociclo que contiene nitrógeno o un grupo aciloxi.

El término "residuo de polímero hidrófilo" como se usa en la presente memoria se refiere a un residuo orgánico que promueve la solubilidad en solventes acuosos y en la invención actual está implícito que son bioinertes, lo cual excluye polipéptidos y carbohidratos complejos. Ejemplos de residuos orgánicos hidrófilos adecuados son cualquier grupo que contiene carbono con una composición molecular (aO+bN)/(cC+dS+eSi+fP) > 0,3 donde a, b, c, d, e y f son el porcentaje molar de oxígeno. (O), nitrógeno (N), carbono (C), azufre (S), silicio (Si) y fósforo (P), respectivamente. Los residuos de polímeros hidrófilos a los que se hace referencia son a menudo residuos de polímeros hidrófilos unidos a nanomateriales.

El término "residuo" se usa para describir el resto de una molécula más grande que deriva, es decir, es el residuo de una molécula precursora, en el mismo sentido en que se dice que las proteínas están compuestas por residuos de aminoácidos ya que los enlaces covalentes entre ellos transforman las funcionalidades de aminos y ácidos a amidas. Típicamente, se dice que una cadena de polímero está formada por residuos de monómero y se dice que un polímero unido covalentemente a una superficie es un residuo de polímero.

El término "polímero hidrófilo" como se usa en la presente memoria se refiere a un polímero no unido que promoverá la solubilidad en solventes acuosos cuando se adhiera a una nanoestructura y en la invención actual está implícito que tal polímero es bioinerte, lo cual excluye polipéptidos y carbohidratos complejos. Ejemplos de polímeros hidrófilos adecuados son polímeros compuestos por cualquier grupo que contiene átomos de carbono y con una composición molecular (aO+bN)/(cC+dS+eSi+fP) > 0,3 donde a, b, c, d, e y f son los porcentajes molares de oxígeno (O), nitrógeno (N), carbono (C), azufre (S), silicio (Si) y fósforo (P), respectivamente.

El término "nanomaterial" como se usa en la presente memoria se refiere a una entidad con al menos una dimensión menor de 100 nm, por ejemplo, partículas, esferas, conchas, escamas, varillas, hilos, tubos y cintas.

El término "nanoestructura" como se usa en la presente memoria se refiere a una entidad con un diámetro total desde 1-100 nm de forma esencialmente globular, es decir, se excluyen conchas, escamas, varillas, cuerdas, tubos y cintas.

El término "globular" como se usa en la presente memoria pretende describir nanoestructuras con una forma de manera que el eje menor no es menos de la mitad del eje mayor, es decir, el eje más largo que pasa por el centro (punto de peso) de la estructura no es más de dos veces la longitud del eje más corto a través del mismo punto. El término "armazón polimérica", como se usa en la presente memoria, se refiere a un grupo de átomos unidos covalentemente que forman una estructura de múltiples ramas, similar a un árbol, o una estructura de red con múltiples reticulaciones. Esto constituye el esqueleto o andamiaje de la nanoestructura. El experto en la materia se da cuenta de que la naturaleza aleatoria del procedimiento de polimerización hace que el material sea una mezcla de muchos patrones de ramificación, posiciones de reticulación y pesos moleculares similares, pero no idénticos. "m-PEG" se refiere a estructuras CH3-(OCH2CH2)n-OH donde n depende de las circunstancias. El término m-PEGx-y se refiere a un material que contiene una mezcla de diferentes longitudes de cadena donde los componentes principales de la mezcla tienen n=x-y donde x y Pegá son números enteros y y>x. Los valores típicos en la invención actual son n=6-9 o n=12-20. Cuando se da un nombre químico de un compuesto que porta un sustituyente m-PEG polidisperso en el texto actual, hemos optado por usar el nombre u>-metil-(etilenoxi)x-y para dicho sustituyente, donde w indica que el grupo metil está ubicado en el extremo de la estructura y x y y son como antes.

El término "grupo bisfosfonato geminal" se refiere a dos grupos fosfonato separados por un átomo de carbono, es decir, los grupos fosfonato están unidos al mismo carbono. Los compuestos que comprenden tal grupo bisfosfonato geminal a menudo se denominan 1,1-bisfosfonatos (o 1,1-difosfonatos). Los grupos fosfonato del grupo bisfosfonato geminal pueden estar sustituidos. En algunas realizaciones, los grupos fosfonato tienen cada uno la fórmula -P=O(OR1)(OR2) en la que R1 y R2 se seleccionan independientemente del grupo que consiste en una carga negativa, H, alquilo y arilo.

El término "bioinerte" como se usa en la presente memoria se refiere a un material que es biocompatible, es decir, inofensivo para un organismo vivo y al mismo tiempo es esencialmente estable a la degradación en vivo.

El término "DLS" como se usa en la presente memoria es un acrónimo de dispersión de luz dinámica, un procedimiento de dimensionamiento de partículas, y también puede denominarse espectroscopía de correlación de fotones o dispersión de luz cuasi-elástica. Los tamaños de DLS indicados en el texto y en las reivindicaciones, si no se especifica nada más, se refieren a la posición del máximo del pico promedio de volumen para una muestra medida a 25 °C en solución acuosa neutra con una fuerza iónica correspondiente a NaCl 150 mM. El diámetro hidrodinámico es el diámetro de la esfera dura equivalente calculado a partir del coeficiente de difusión, de acuerdo con la ecuación de Stokes-Einsteins. El coeficiente de difusión se calcula a su vez a partir de los datos de dispersión de luz dependientes del tiempo obtenidos mediante la técnica DLS. En función de si se usa el promedio numérico, el promedio de volumen o el promedio de intensidad dispersa, los valores pueden ser algo diferentes. El promedio de volumen es generalmente el más útil, ya que muestra qué tamaño de partícula tiene la mayor parte del material. Los diámetros promedios a los que se hace referencia en este texto se refieren a promedios de volumen.

Los términos "hidrocarburo" y "cadena de hidrocarburo" se usan en la presente memoria para indicar un residuo orgánico que consiste en hidrógeno y carbono. El hidrocarburo puede estar completamente saturado o puede comprender una o más insaturaciones. El hidrocarburo puede contener cualquier número de átomos de carbono entre 1 y 50.

El término "alquilo" como se usa en la presente memoria, se refiere a una cadena de hidrocarburo lineal o ramificada que está completamente saturada (sin dobles o triples enlaces). En el presente texto, el grupo alquilo puede tener de 1 a 15 átomos de carbono. El grupo alquilo de los compuestos puede designarse como "alquilo C1-15" o designaciones similares. Los grupos alquilo típicos incluyen, pero no se limitan de ninguna manera a, metil, etilo, propilo, isopropilo, butilo, isobutilo, butilo terciario, pentilo, hexilo, y similares.

El término "alquilo inferior", como se usa en la presente memoria, se refiere a un alquilo que tiene de 1-8 átomos de carbono.

Siempre que se usa en la presente memoria, a menos que se indique de cualquier otra manera, un intervalo numérico tal como "1 a 8" o "1-8" se refiere a cada número entero en el intervalo dado; por ejemplo, "1 a 8 átomos de carbono" significa que el grupo alquilo puede consistir en 1 átomo de carbono, 2 átomos de carbono, 3 átomos de carbono, etc., hasta y que incluye 8 átomos de carbono. Sin embargo, existen algunas excepciones que son claras para los expertos. En particular, siempre que se proporcione en la presente memoria un intervalo para una relación molar, tal como la relación molar P/N o la relación molar Si/P en las nanoestructuras, para un diámetro o tamaño, para un pH, durante un período de tiempo, para una concentración, para una osmolalidad o para una temperatura, el rango incluye también todos los números decimales que caen dentro del rango.

Como se usa en la presente memoria, el término "alcoxi" se refiere a la fórmula -OR en la que R es un alquilo C1-8, por ejemplo, metoxi, etoxi, n-propoxi, 1-metiletoxi (isopropoxi), n-butoxi, iso-butoxi, sec- butoxi, terc-butoxi, amiloxi, iso-amiloxi y similares. Un alcoxi puede estar opcionalmente sustituido.

Como se usa en la presente memoria, el término "ariloxi" se refiere a RO- en el cual R es un arilo, en el que "arilo" se refiere a un anillo carbocíclico (todo carbono) o dos o más anillos fusionados (anillos que comparten dos átomos de carbono adyacentes) que tienen un sistema de electrones pi completamente deslocalizado. El anillo de arilo puede ser un anillo de 4-20 miembros. Los ejemplos de grupos arilo incluyen, pero no se limitan a, benceno, naftaleno, antraceno, fenantreno y azuleno. Un grupo arilo puede estar opcionalmente sustituido, por ejemplo, fenoxilo, naftaleniloxi, azuleniloxi, antraceniloxi, naftaleniltio, feniltio y similares. Un ariloxi puede estar opcionalmente sustituido.

Como se usa en la presente memoria, el término "acilo" se refiere a un grupo carbonilo unido a un grupo alquilo o arilo, es decir, -C(=O)-R, donde R es alquilo o arilo.

Como se usa en la presente memoria, el término "aciloxi" se refiere a un átomo de oxígeno conectado mediante un grupo acilo, es decir, RC(=O)-O-, con R definido como anteriormente.

Como se usa en la presente memoria, el término "heterociclo" se refiere a una estructura de anillo estable de 3 a 18 miembros la cual consiste de átomos de carbono y desde uno a cinco heteroátomos seleccionados del grupo que consiste en nitrógeno, oxígeno y azufre. El heterociclo puede ser monocíclico, bicíclico o tricíclico.

El término "base fuerte" como se usa en la presente memoria se refiere en el contexto actual a bases que son más fuertes que el hidróxido y no son compatibles con ambientes acuosos.

El término "diámetro hidrodinámico", como se usa en la presente memoria, se refiere al diámetro de la hipotética esfera dura que se difunde a la misma velocidad que la partícula. La hidratación y la forma están incluidas en el comportamiento de la esfera. El término también se conoce como "diámetro de Stokes" o "diámetro de Stokes-Einstein".

El término "conjugado", como se usa en la presente memoria, se refiere a una entidad molecular que es un marcador de fluorescencia, tinte, etiqueta de giro, marcador radiactivo, ligando de un receptor biológico, quelato, un péptido, inhibidor de enzima, sustrato de enzima, anticuerpo o estructura relacionada con el anticuerpo. Ver, por ejemplo, "Técnicas de bioconjugado", segunda edición de Greg T. Hermanson, Elsevier 2008, ISBN 978-0-12-370501-3 para obtener antecedentes sobre el tema.

Los términos "mango para la conjugación" y "punto de unión" se refieren a una molécula bifuncional que puede enlazarse o incorporarse a la red polimérica pero que deja un grupo reactivo que puede unirse a un conjugado, como se definió anteriormente. Un ejemplo típico, pero no exclusivo, es (EtO)3SiCH2CH2CH2NH2.

El término "recubrimiento" se usa para describir una capa de moléculas unidas covalentemente a una superficie o capa exterior de un nanomaterial o una nanoestructura. En este contexto, excluye los polímeros fisisorbidos o unidos de forma no covalente.

Los términos "nanomaterial recubierto" o "nanoestructura recubierta" describen nanomateriales con un recubrimiento como se definió anteriormente. Para describir la parte de un nanomaterial recubierto o una nanoestructura recubierta que no forma parte del recubrimiento, usamos el término núcleo de nanomaterial o núcleo de nanoestructura. Estos últimos términos también se usan para describir nanomateriales o nanoestructuras que no tienen recubrimiento. El término "densidad de recubrimiento" se usa para describir qué tan cerca están empacadas las moléculas de recubrimiento en la superficie de un nanomaterial o nanoestructura. La unidad preferida en la presente memoria es moléculas/nm2, pero en la literatura, la unidad pmol/m2 también es común. Los valores numéricos pueden convertirse mediante la multiplicación del valor en moléculas/nm2 por 1,6.

El término "superficie" de las nanoestructuras es menos obvio que para los objetos macroscópicos y en este contexto se usa para describir aquellas partes externas de un nanomaterial o una nanoestructura que son accesibles a la modificación química con polímeros.

El acrónimo "Ms" significa mesilato.

El término "radionucleido" se refiere a una forma inestable de un elemento químico que se desintegra radiactivamente, que da como resultado la emisión de radiación a, p y/o ^y.

Como se usa en la presente memoria, la expresión "radionucleido para formación de imágenes y/o radioterapia" se refiere a actinio-225 (225Ac); cobre-62 (62Cu); cobre-64 (64Cu); cobre-67 (67Cu); galio-67 (67Ga); galio-68 (68Ga); holmio-166 (166Ho); indio-11l (111In); plomo-212 (212Pb); lutecio-177 (177Lu); radio-223 (223Ra); renio-186 (186Re); renio-188 C88Re); rubidio-82 (82Rb); samario-153 (153Sm); estroncio-89 (89Sr); tecnecio-99m (99mTc3+); talio-201 (201Tl); torio-227 (227Th); itrio-86 (86Y); itrio-90 (90Y); y Zirconio-89 (89Zr). La expresión "un radionucleido para formación de imágenes y/o radioterapia" también abarca combinaciones de dos o más de los radionucleidos mencionados anteriormente.

Como se usa en la presente memoria, la expresión "radionucleido para formación de imágenes" se refiere al cobre-62 (62Cu); cobre-67 (67Cu); galio-67 (67Ga); galio-68 (68Ga); indio-111 (111In); lutecio-177 (177Lu); renio-186 (186Re); rubidio-82 (82Rb): tecnecio-99m (99mTc3+); Talio-201 (201Tl); itrio-86 (86Y) y Zirconio-89 (89Zr). La expresión "un radionucleido para la formación de imágenes" también abarca combinaciones de dos o más de los radionucleidos mencionados anteriormente.

Como se usa en la presente memoria, la expresión "radionucleido para la formación de imágenes por PET" se refiere al cobre-62 (62Cu); galio-68 (68Gaa); rubidio-82 (82Rb); itrio-86 (86Y) y Zirconio-89 (89Zr). La expresión "un radionucleido para la formación de imágenes por PET" también abarca combinaciones de dos o más de los radionucleidos mencionados anteriormente.

Como se usa en la presente memoria, la expresión "radionucleido para la formación de imágenes por SPECT" se refiere a galio-67 (67Ga); indio-111 (111In); tecnecio-99m (99mTc3+) y talio-201 (201Tl). La expresión "un radionucleido para la formación de imágenes SPECT" también abarca combinaciones de dos o más de los radionucleidos mencionados anteriormente.

Como se usa en la presente memoria, la expresión "radionucleido para radioterapia" se refiere a actinio-225 (225Ac); cobre-64 (64Cu); cobre-67 (67Cu); holmio-166 (166Ho); plomo-212 (212Pb); lutecio-177 (177Lu); radio-223 (223Ra); renio-186 (186Re); renio-188 C88Re); samario-153 (153Sm); estroncio-89 (89Sr); torio-227 (227Th) e itrio-90 (90Y). La expresión "un radionucleido para radioterapia" también abarca combinaciones de dos o más de los radionucleidos mencionados anteriormente.

Como se usa en la presente memoria, la expresión "radionucleido para la formación de imágenes por PET y radioterapia" se refiere a actinio-225 (225Ac); cobre-62 (62Cu); cobre-64 (64Cu); cobre-67 (67Cu); galio-68 (68Ga); holmio-166 (166Ho); plomo-212 (212Pb); lutecio-177 (177Lu); radio-223 (223Ra); renio-186 (186Re); renio-188 (188Re); rubidio-82 (82Rb); samario-153 (153Sm); estroncio-89 (89Sr); torio-227 (227Th); itrio-90 (90Y) y Zirconio-89 (89Zr). La expresión "un radionucleido para la formación de imágenes por PET y radioterapia" también abarca combinaciones de dos o más de los radionucleidos mencionados anteriormente.

Como se usa en la presente memoria, la expresión "radionucleido para la formación de imágenes por SPECT y radioterapia" se refiere a actinio-225 (225Ac); cobre-64 (64Cu); cobre-67 (67Cu); galio-67 (67Ga); holmio-166 (166Ho); indio-111 (111In); plomo-212 (212Pb); lutecio-177 (177Lu); radio-223 (223Ra); renio-186 (186Re); renio-188 C88Re); samario-153 (153Sm); estroncio-89 (89Sr); tecnecio-99m (99mTc3+); talio-201 (201Tl); torio-227 (227Th) e itrio-90 (90Y). La expresión "un radionucleido para la formación de imágenes por SPECT y radioterapia" también abarca combinaciones de dos o más de los radionucleidos mencionados anteriormente.

ICP-OES significa Espectroscopia de Emisión Óptica de Plasma Acoplada a Iones, un procedimiento de análisis elemental

ICP significa ICP-OES en este contexto.

Descripción de las figuras

La Figura 1 es una representación esquemática de un compuesto químico de acuerdo con la presente invención, en la que 1 representa un núcleo, 2 representa un residuo de polímero hidrófilo y 3 representa un silano activado. La Figura 2 es un estiramiento esquemático de una parte de un nanomaterial al cual se unen compuestos químicos de acuerdo con la presente invención.

La Figura 3 muestra los resultados de la cromatografía de filtración en gel (GFC) de dos alícuotas, A y B, tomadas durante la carga de manganeso de nanoestructuras recubiertas con N,N-bis(3-trimetoxisililprop-1-il)-2-[w-metil-(etilenoxi)8-11]acetamida (Ejemplo 18 más abajo).

Descripción detallada

La presente divulgación se refiere a compuestos químicos que comprenden una estructura nuclear que porta al menos tres grupos sustituyentes, dos de los cuales comprenden un grupo silano activado (3) y uno o más comprenden un residuo o residuos de polímeros hidrófilos (2) (ver Figura 1). El residuo de polímero hidrófilo (2) es en muchos casos una mezcla de diferentes longitudes de cadena, por lo que el compuesto químico específico generalmente se encuentra en una mezcla de compuestos químicos que son idénticos en sus partes nucleares y partes de silano activado pero diferentes en el número de residuos de monómero que compone la parte de polímero. El uso de la mezcla tiene la ventaja de ser sustancialmente más económico que los materiales con un número específico de residuos de monómero que componen la parte polimérica.

Por supuesto, también es concebible tener más de dos grupos de silano activado (3) para anclar los compuestos a la superficie como se muestra en el ejemplo 14, ver el precursor de recubrimiento 41, pero esto resultó menos atractivo debido a la escasa solubilidad de las nanoestructuras recubiertas. Algunos ejemplos no limitantes de los residuos de polímeros hidrófilos (2) de la Figura 1 son polietilenglicol (también llamado PEG, óxido de polietileno (PEO) o (polioxietileno (POE)), m-PEG (metoxipolietilenglicol), polivinilpirrolidiniona, acrilatos y metacrilatos con varias cadenas laterales polares, poli (glicidil metil éter) o poli (glicidilalcohol).

Algunos ejemplos no limitantes del núcleo (1) de la Figura 1 son hidrocarburos aromáticos tales como benceno, naftaleno o bifenilo; o hidrocarburos aromáticos unidos tales como difeniléter o difenilmetano; o sistemas de anillos condensados tales como antraquinona; o compuestos heterocíclicos tales como piridina o piridazina o pirimidina o pirazina o pirrol o imidazol o bencimidazol, piperidina, pirrolidina o compuestos carbocíclicos tales como ciclopentano, ciclohexano y cicloheptano. Pueden introducirse de varias formas, algunas de las cuales se muestran en el esquema 1a. Algunos, como las estructuras de anillo unidas bifenilo, difeniléter, difenilmetano o antraquinona, permiten la introducción de más de uno, tal como dos, residuos de polímero. Un experto en la técnica puede imaginar varias estructuras nucleares más como anillos alifáticos más grandes, sistemas de anillos alifáticos policíclicos o sistemas heterocíclicos complejos o aromáticos policíclicos grandes.

En algunas realizaciones, el núcleo es un anillo carbocíclico, no aromático de 5-7 miembros; y/o el(los) residuo(s) de polímero(s) hidrófilo(s) es(son) (son independientemente) -(O-CH2-CH2)m-OX donde X es CH3 o H y "m" es un número entero de 6 a 25; y/o el silano activado es -A-(CH2)nSi(OY)3 donde A es un oxígeno o un enlace covalente y "n" es un número entero de 1 a 3 y Y es metil o etilo.

Hemos descubierto que los compuestos en los que el núcleo es un anillo que tiene dos silanos activados y dos polímeros hidrófilos no son útiles para el recubrimiento de nanomateriales, sino que más bien forman geles. Por tanto, las estructuras con más de una cadena de polímero por estructura de anillo del núcleo se excluyen desde la invención actual (véase el ejemplo 14, Precursor de recubrimiento 20). El número de residuos de polímeros hidrófilos que se extienden desde el núcleo debería ser preferentemente desde uno hasta el número de estructuras de anillo en el núcleo. En el ejemplo 14, el precursor de recubrimiento 14 se muestra como un ejemplo con dos anillos en el núcleo y dos residuos de polímeros hidrófilos.

En algunas realizaciones, el núcleo es aromático, tal como un anillo de benceno o un bifenilo; y/o el(los) residuo(s) de polímero(s) hidrófilo(s) es(son) (son independientemente) -(O-CH2-CH2)m-OX donde X es CH3 o H y m= 6-25; y/o el silano activado es -A-(CH2)nSi(OY)3 donde A es un oxígeno o un enlace covalente y n es un número entero de 1 a 3 y Y es metil o etilo.

El residuo de polímero hidrófilo puede conectarse al núcleo de varias formas, obvias para un experto en la técnica, pero los enlaces que son resistentes a la hidrólisis, en particular la hidrólisis catalizada por ácido, son ventajosos como se muestra por la diferencia en la estabilidad de las nanoestructuras recubiertas con el precursor de recubrimiento 54 (véanse los ejemplos 11b y 18) y el precursor de recubrimiento 6 (véanse los ejemplos 14, precursor de recubrimiento 6). El primero, fuera del ámbito de la invención actual, se degrada sustancialmente bajo las condiciones del recubrimiento, mientras que el segundo, dentro del ámbito de la invención actual, es robusto. Algunos ejemplos no limitantes de tales enlaces resistentes a la hidrólisis son enlaces éter o enlaces carbonocarbono como se indica en el esquema 1c, donde el anillo de benceno debe interpretarse como un núcleo genérico.

Pon mero

.Polímero

Silano activado

Silaro activado s¡|ano activado o activado

P o l í m e r o

r o

Silano activado Silano activado Silano activado

ano activado

Esquema 1c

Las estructuras químicas de la invención actual pueden sintetizarse a partir de compuestos disponibles comercialmente. A continuación, se describen algunos ejemplos no limitantes de estrategias sintéticas que son adecuadas para acceder a algunos de los compuestos de los esquemas 2-15. Como reconocerá un experto en la técnica, existen muchas rutas alternativas para alcanzar los mismos compuestos diana. Por tanto, estos procedimientos sólo deben considerarse como una muestra de procedimientos concebibles.

Como se muestra en el Esquema 2 y el ejemplo 1, la alilación triple del ácido 3,5-dihidroxibenzoico seguida de la reducción de LAH (hidruro de litio y aluminio) se adaptó de la literatura (Ejemplo 78 de Almén y otros US6310243) y la bromación se logró mediante la reacción del alcohol resultante con PBr3. Sustitución del bromo por el anión de ITI-PEG12-20-OH fue seguido por la hidrosililación con HSi (OEt)3 catalizado mediante el catalizador de Karstedt.

Como se muestra en el Esquema 3, el compuesto 3d puede sintetizarse mediante una vinilación de 3,4-dibromo pirrol (3a) mediante una reacción de acoplamiento cruzado, tal como un acoplamiento de Stille, seguido por la desprotonación del nitrógeno con una base fuerte, tal como NaH, y el anión resultante puede acoplarse con un polímero hidrófilo que porta un grupo saliente adecuado tal como m-pEGi2-20-OMS (56). Finalmente, los dos grupos vinilo pueden hidrosililarse con un silano tal como (EtO)3SiH y un catalizador, tal como un compuesto de platino, tal como el catalizador de Karstedt.

El compuesto 4d puede sintetizarse mediante vinilación de 4,5-dibromo imidazol (4a) mediante una reacción de acoplamiento cruzado, tal como un acoplamiento de Stille, seguido por la desprotonación del nitrógeno con una base fuerte, tal como NaH, y el anión resultante puede acoplarse con un polímero hidrófilo que porta un grupo saliente adecuado tal como ITI-PEG12-20-OMS (56). Finalmente, los dos grupos vinilo pueden hidrosililarse con un silano tal como (EtO)3SiH y un catalizador, tal como un compuesto de platino, tal como el catalizador de Karstedt.

El compuesto 5e puede sintetizarse mediante vinilación de 2,6-dibromoisonicotinato de metil (5a) mediante una reacción de acoplamiento cruzado, tal como un acoplamiento de Stille, seguido de reducción selectiva del éster con una fuente de hidruro adecuada. El alcohol resultante puede desprotonarse con una base fuerte, tal como NaH, y el anión resultante puede acoplarse con un polímero hidrófilo que porte un grupo saliente adecuado tal como m-PEGi2-20-OMS (56). Finalmente, los dos grupos vinilo pueden hidrosililarse con un silano tal como (EtO)3SiH y un catalizador, tal como un compuesto de platino, tal como el catalizador de Karstedt.

El compuesto 6f puede sintetizarse mediante una reacción de acoplamiento cruzado, tal como un acoplamiento de Suzuki, entre 2,6-dibromoisonicotinato de metilo (6a) y ácido 3-vinilfenilborónico (6b) seguido por una reducción selectiva del éster mediante una fuente de hidruro adecuada. El alcohol resultante puede desprotonarse con una base fuerte, tal como NaH, y luego acoplarse con un polímero hidrófilo que porte un grupo saliente adecuado tal como m-PEG12-20-OMS (56). Finalmente, los dos grupos vinilo pueden hidrosililarse con un silano tal como (EtO)3SiH y un catalizador, tal como un compuesto de platino, tal como el catalizador de Karstedt.

El compuesto 7c puede sintetizarse mediante vinilación de 2-amino-4,6-dibromopirimidina (7a) mediante una reacción de acoplamiento cruzado, por ejemplo, acoplamiento de Stille, seguido por la PEGilación con un m-PEG que porta un grupo saliente adecuado en un extremo, tal como ITI-PEG12-20-OMS (56). Finalmente, los dos grupos vinilo pueden hidrosililarse con un silano tal como (EtO)3SiH y un catalizador, tal como un compuesto de platino, tal como el catalizador de Karstedt.

El compuesto 8b puede sintetizarse a partir de 2-oxo-1,2-dihidropirimidin-5-carboxilato de etilo (8a) mediante una halogenación, con un reactivo de halogenación tal como POCb o POBr3, seguido por la sustitución nucleofílica del halógeno por dialilamina. El éster puede reducirse selectivamente mediante una fuente de hidruro adecuada y el alcohol 8d resultante puede transformarse en un grupo saliente, tal como un halógeno, con un reactivo adecuado, tal como un reactivo de halogenación, por ejemplo, como PBr3. Un polímero hidrófilo con una funcionalidad adecuada, tal como un alcohol, en un extremo, tal como ITI-PEG12-20-OH, puede ser desprotonado por una base fuerte, tal como NaH, y luego puede dar una sustitución nucleofílica en la posición bencílica. Finalmente, los dos grupos vinilo pueden hidrosililarse con un silano tal como (EtO)3SiH y un catalizador, tal como un compuesto de platino tal como el catalizador de Karstedt.

El compuesto 9b puede sintetizarse a partir de 4,5-dibromo-1,2-diaminobenceno (9a), primero mediante la formación del anillo de imidazol seguido de halogenación en C2 mediante el uso de un reactivo de halogenación tal como HBr y Br2. El halógeno así instalado puede sustituirse por un polímero hidrófilo que lleve una funcionalidad adecuada tal como una amina, en particular una amina primaria. Un ejemplo de tal compuesto es m-PEG-i2-20-NH2(2-(w-metiletilenoxii2-2o)et-1-ilamina). Los dos bromuros aromáticos restantes pueden someterse a vinilación mediante una reacción de acoplamiento cruzado, tal como la reacción de Stille, para obtener un compuesto de divinilo 9c que puede hidrosililarse con un silano tal como (EtO)3SiH y un catalizador, tal como un compuesto de platino tal como el catalizador de Karstedt.

El compuesto 10b puede sintetizarse mediante el comienzo de la alilación de metil 3-cloroyodobenceno mediante una reacción de acoplamiento cruzado, por ejemplo, acoplamiento de Stille. El cloruro de 10b puede intercambiarse con un metal, por ejemplo, Mg, y luego la especie organometálica puede reaccionar con formiato de etilo para dar el alcohol bencílico 10c, que puede desprotonarse con una base fuerte, por ejemplo, NaH, y luego acoplarse con un polímero hidrófilo que lleva un grupo saliente adecuado tal como ITI-PEG12-20-OMS (56). Finalmente, los dos dobles enlaces de 10d podrían hidrosililarse con un silano tal como (EtO)3SiH y un catalizador, tal como un compuesto de platino tal como el catalizador de Karstedt.

El compuesto 11h puede sintetizarse mediante el comienzo de la alilación de 3,5-dibromobenzonitrilo (11a) mediante una reacción de acoplamiento cruzado, tal como un acoplamiento de Stille. El grupo ciano puede reducirse selectivamente mediante una fuente de hidruro adecuada. La amina resultante 11c puede acoplarse con 3-bromobenzoato de metilo, mediante una reacción de acoplamiento cruzado, tal como un acoplamiento cruzado catalizado por metal, tal como una reacción catalizada por cobre o una reacción a base de paladio, tal como un acoplamiento cruzado de Buchwald, seguido de reducción. del éster mediante una fuente de hidruro adecuada. El alcohol resultante 11e puede convertirse luego en un grupo saliente, por ejemplo, como un halógeno, tal como bromuro, con un reactivo adecuado, tal como un reactivo de halogenación, por ejemplo, como un reactivo de bromación, tal como PBr3. Un polímero hidrófilo con una funcionalidad adecuada, tal como un alcohol, en un extremo, tal como ITI-PEG12-20-OH, puede ser desprotonado por una base fuerte, tal como NaH, y luego puede dar una sustitución nucleofílica en la posición bencílica que forma 11g. Finalmente, los dos grupos vinilo pueden hidrosililarse con un silano tal como (EtO)3SiH y un catalizador, tal como un compuesto de platino, tal como el catalizador de Karstedt.

El compuesto 12d puede sintetizarse mediante el comienzo de la vinilación de 4,5-dicloro-9H-fluoren-9-amina (12a) mediante una reacción de acoplamiento cruzado, por ejemplo, reacción de Stille o Suzuki, seguida de acoplamiento con un polímero hidrófilo que porta un grupo saliente adecuado tal como mPEG12-20-OMS (56). Finalmente, los dos dobles enlaces pueden hidrosililarse con un silano tal como (EtO)3SiH y un catalizador, tal como un compuesto de platino, tal como el catalizador de Karstedt para rendir 12d.

El compuesto 13d puede sintetizarse mediante el comienzo de la alilación de 4,6-diclorofenoxazina (13a) mediante una reacción de acoplamiento cruzado, por ejemplo, reacción de Stille, seguida de PEGilación con un m-PEG que porta un grupo saliente adecuado en un extremo, tal como m-PEG12-20-OMS (56). Finalmente, los dos grupos vinilo de 13c pueden hidrosililarse, por ejemplo, con (EtO)3SiH y un catalizador, tal como un catalizador de platino, tal como el catalizador de Karstedt para rendir 13d.

El compuesto 14b puede sintetizarse mediante la alilación de 3,5-dibromobenzonitrilo (14a) mediante una reacción de acoplamiento cruzado, tal como un acoplamiento de Stille. El grupo ciano puede reducirse selectivamente mediante una fuente de hidruro adecuada. La amina 14c resultante puede alquilarse con dos equivalentes de bromuro de 3-metoxicarbonilbencilo de metilo (14d), seguido de la reducción del éster mediante una fuente de hidruro adecuada, por ejemplo, LAH. El alcohol 14f resultante puede transformarse en un grupo saliente tal como halógeno, bromuro con un reactivo adecuado tal como un reactivo de halogenación, por ejemplo, PBr3. Un polímero hidrófilo con una funcionalidad adecuada, tal como un alcohol, en un extremo, tal como ITI-PEG12-20-OH, puede desprotonarse mediante una base fuerte, tal como NaH, y luego puede dar una sustitución nucleofílica en la posición bencílica para rendir 14 h. Finalmente, los dos grupos vinilo pueden hidrosililarse con un silano tal como (EtO)3SiH y un catalizador, tal como un compuesto de platino, tal como el catalizador de Karstedt, para rendir el silano 14i.

El compuesto 15b puede sintetizarse mediante la alilación de 4,4'-dihidroxibenzofenona (15a) mediante una sustitución nucleofílica de un reactivo alilante tal como bromuro de alilo. El grupo carbonilo puede reducirse mediante un donante de hidruro, seguido de halogenación con un reactivo de halogenación tal como PBr3. El acoplamiento con 15e protegido en las funcionalidades de alcohol por un grupo protector de base estable (PG), seleccionado a partir de los grupos que se encuentran en "Grupos Protectores de Greene en Síntesis Orgánica ", 5a edición, PGM Wuts, Wiley, 2014, tal como el grupo tetrahidropiranilo (THP), y un iluro de fosfonio obtenido por reacción de 15d con, por ejemplo, un reactivo de fósforo tal como Pt^P seguido de un tratamiento con una base fuerte, por ejemplo, NaH, puede proporcionar 15f. La desprotección para eliminar ambos grupos protectores de los alcoholes puede ir seguida de un acoplamiento con un polímero hidrófilo que porta un grupo saliente adecuado, tal como ITI-PEG12-20-OMS (56). Finalmente, los dos dobles enlaces de 15h podrían hidrosililarse con un silano tal como (EtO)3SiH y un catalizador, tal como un compuesto de platino tal como el catalizador de Karstedt para rendir 15i.

En algunas realizaciones, la estructura química (Fórmula 1) es como se representa en el esquema 16, donde X es metil o alquilo inferior, es decir, C1-8, R1-R6 se seleccionan independientemente del grupo que consiste en un alcoxi, ariloxi, halógeno, dialquilamino, un heterociclo que contiene nitrógeno o un grupo aciloxi, A1 y A2 se seleccionan independientemente del grupo formado por CH2, O o S, m es un número entero de 6 a 25, n1 es un número entero de 1 a 3, n2 es un número entero de 1 a 3.

En algunas realizaciones, la estructura química es como se representa en el esquema 16, donde X es metil, R1-R6 son metoxi o etoxi, m es un número entero de 12 a 20, n1 y N2 son 3 y A1 y A2 son O.

En algunas realizaciones, la estructura química es como se representa en el esquema 16, donde X es metil, R1-R6 son metoxi o etoxi, m es un número entero de 12 a 20, n1 y N2 son 1 y A1 y A2 son CH2.

Además, la presente divulgación se refiere a nanomateriales recubiertos que comprenden residuos de polímeros hidrófilos de dichos compuestos químicos del esquema 1-16, donde uno o ambos silanos activados, hasta cierto punto, han formado enlaces covalentes con la superficie del nanomaterial no recubierto, tales como 1, 2 o más enlaces, como se muestra en la Figura 2, donde X es OH, O-, o un enlace covalente a un oxígeno unido a la superficie.

Los compuestos químicos de acuerdo con la invención pueden formar recubrimientos bioinertes de nanomateriales. Los nanomateriales pueden portar grupos reactivos adecuados en sus superficies. Un ejemplo de tal grupo reactivo es el grupo hidroxilo. De ninguna manera es limitante, pero en particular es adecuado el grupo Si-OH y también Fe-OH, Hf-OH, Zr-OH, Ta-OH y Ti-OH.

En algunas realizaciones de la invención actual, dicho nanomaterial es una nanoestructura.

A menudo es ventajoso tener una alta densidad de recubrimiento en la superficie, tal como más de 0,1 residuos de recubrimiento/nm2 o más de 0,2 residuos de recubrimiento/nm2 o más de 0,5 residuos de recubrimiento/nm2 o más de 1 residuo de recubrimiento/nm2, tal como se ha logrado en la presente invención (ejemplo 12). En particular, la resistencia a la interacción de proteínas depende de lograr dicha alta densidad de recubrimiento.

En algunas realizaciones, el nanomaterial de la Figura 2 comprende átomos de Silicio.

En algunas realizaciones, el nanomaterial de la Figura 2 comprende átomos de Fósforo.

En algunas realizaciones, el nanomaterial de la Figura 2 comprende átomos de Silicio y Fósforo.

En algunas realizaciones, el nanomaterial de la Figura 2 comprende átomos de Hierro, Hafnio, Zirconio, Tantalio, Gadolinio, Terbio, Europio o Titanio.

En algunas realizaciones, los nanomateriales de la figura 2 son nanoestructuras que comprenden una armazón o un andamiaje polimérico que comprende grupos quelantes.

En algunas realizaciones, los nanomateriales de la Figura 2 son nanoestructuras que comprenden una armazón o andamiaje polimérico que comprende o está adornado con al menos cinco grupos bisfosfonato geminales -P=O (OR1)(OR2) en los que R1 y R2 se seleccionan independientemente de una carga negativa, H, alquilo y arilo.

En algunas realizaciones, los nanomateriales de la Figura 2 son nanoestructuras que comprenden iones de manganeso paramagnéticos, incorporados en nanoestructuras basadas en una armazón o andamiaje polimérico que comprende grupos quelantes.

En algunas realizaciones, los nanomateriales de la Figura 2 son nanoestructuras que comprenden iones de manganeso paramagnéticos, incorporados en nanoestructuras basadas en una armazón o andamiaje polimérico que comprende o son adornados con al menos cinco grupos bisfosfonato geminales -P=O(OR1)(OR2) en los que R1 y R2 se seleccionan independientemente de una carga negativa, H, alquilo y arilo.

En algunas realizaciones, los nanomateriales de la Figura 2 son nanoestructuras que comprenden iones de manganeso paramagnéticos, incorporados en nanoestructuras basadas en una armazón o andamiaje polimérico que comprende o son adornados con al menos cinco grupos bisfosfonato geminales -P=O(OR1)(OR2) en los que R1 y R2 se seleccionan independientemente de una carga negativa, H, alquilo y arilo, y en el que el recubrimiento comprende estructuras químicas unidas covalentemente del esquema 16 en las que X es metilo, uno o más y de R1-R3 y/o uno o más de R4-R6 es un enlace covalente a un oxígeno de la superficie de la nanoestructura, en las que los restantes R1-R3 y R4-R6 son metoxi, etoxi, OH u O'; m es un número entero de 6 a 25; n1 y n2 son 3; y A1 y A2 son O.

En algunas realizaciones, los nanomateriales de la Figura 2 son nanoestructuras que comprenden iones de manganeso paramagnéticos, incorporados en nanoestructuras basadas en una armazón o andamiaje polimérico que comprende o está adornada con al menos cinco grupos bisfosfonato geminales -P=O(OR11)(OR12) en los que R11 y R12 se seleccionan independientemente de una carga negativa, H, alquilo y arilo y en la que el recubrimiento comprende estructuras químicas unidas covalentemente del esquema 16 donde X es metilo, uno o más de R1-R3 y/o uno o más de R4-R6 es un enlace covalente a un oxígeno de la superficie de la nanoestructura, en la que los restantes R1-R3 y R4-R6 son metoxi, etoxi, OH u O_; m es un número entero de 12 a 20; norte1 y N2 son 3; y A1 y A2 son O.

En algunas realizaciones, los nanomateriales o nanoestructuras recubiertos comprenden uno o más mangos para la conjugación.

En algunas realizaciones, los nanomateriales o nanoestructuras recubiertos comprenden uno o más conjugados.

En algunas realizaciones, los nanomateriales o nanoestructuras recubiertos comprenden uno o más péptidos como conjugados.

La presente divulgación también se refiere a composiciones, tales como composiciones farmacéuticas que comprenden una multitud de nanoestructuras recubiertas de acuerdo con la invención, y también al uso de tales composiciones de nanoestructuras recubiertas como agentes de contraste o agentes de formación de imágenes de utilidad clínica, en particular su uso como agentes de contraste para MRI.

Las nanoestructuras recubiertas de acuerdo con la invención, en su forma cargada con manganeso o gadolinio, tienen las propiedades de baja toxicidad, con una dosis tolerada de 400 pmol/kg en ratones, y alta relaxividad (25/mM/s) lo cual las hace útiles como agentes de contraste para exámenes de MRI de organismos (o partes de organismos), tal como un mamífero, tal como un ser humano.

La combinación de las propiedades de alta relaxividad y de tamaño adecuado para aquellas realizaciones de la invención donde el diámetro hidrodinámico, medido mediante DLS, es mayor de 3 nm, o mayor de 4 nm, o mayor de 5 nm, hace que las composiciones que comprenden las nanoestructuras recubiertas de la invención actual sean adecuadas para la formación de imágenes de tumores, en particular tumores sólidos mediante MRI. La alta relaxividad y el buen contraste proporcionados en la invención actual también permiten el uso de dichas nanoestructuras recubiertas como agentes de contraste para la formación de imágenes anatómicas generales, por ejemplo, angiografía de las arterias coronarias finas del corazón, arterias carótidas, arterias renales o la aorta.

En algunas realizaciones de la invención actual, se administra una solución tal como una formulación farmacéuticamente aceptable de las nanoestructuras recubiertas a un sujeto tal como un ser humano por vía parenteral tal como intravenosa, y el sujeto se somete a una investigación de MRI.

También son de interés las imágenes de estructuras en la cabeza, órganos internos tales como hígado, páncreas e intestinos, o extremidades. Pueden lograrse imágenes del colon mediante administración intravenosa. Para la obtención de imágenes del estómago, el hígado y el intestino superior, es posible administrar el agente de contraste por vía oral.

Ya que las nanoestructuras recubiertas de la invención actual tienen las propiedades de alta relaxividad y baja toxicidad, es concebible usar el material para el marcado de células. En ese caso, las células, por ejemplo, células madre o macrófagos, se cargan con las nanoestructuras recubiertas externamente al cuerpo de un mamífero, por ejemplo, un cuerpo humano, y luego se insertan en dicho mamífero y se genera una imagen mediante exploración por MRI. Luego es posible seguir las células a medida que se transportan a través del organismo.

El uso in vivo de las nanoestructuras recubiertas de la presente invención requiere que se formulen de una manera farmacológicamente aceptable de acuerdo con las mejores prácticas bien conocidas por los expertos en la técnica. El modo de administración preferido es parenteral, en particular es ventajosa la vía intravenosa. Sin embargo, la administración intraarterial puede tener ventajas bajo determinadas circunstancias, tal como cuando se desea un alto contraste local. La administración parenteral a menudo requiere una formulación líquida. El agua es un solvente preferido para llevar las nanoestructuras recubiertas de la invención actual dentro de la solución, pero pueden añadirse uno o más cosolventes o aditivos en 0,1-10 % (vol/vol) para mejorar la estabilidad de la solución. Los cosolventes aceptables son alcoholes como etanol o glicerol; polímeros biocompatibles como polietilenglicol o alcohol polivinílico; dimetilsulfóxido; o N-metil pirrolidinona. También puede ser ventajoso añadir uno o más osmorreguladores como cloruro de sodio, manitol, sorbitol, lactosa, glucosa u otros azúcares o alcoholes de azúcar. Es conveniente que la formulación sea isoosmótica o algo hiperosmótica para los fluidos corporales. Preferentemente, la solución para uso intravenoso tiene una osmolalidad desde 270-2.000 mOsm, o desde 280 a 1.000 mOsm, o desde 280 a 500 mOsm, en la que Osm define la cantidad de moles de un soluto que contribuyen a la presión osmótica de una solución. Muchos de dichos aditivos también pueden cumplir la función de crioprotectores, que mejora la eficiencia de la reconstitución después de la liofilización. También puede resultar ventajoso añadir electrolitos para reducir los efectos fisiológicos de la solución inyectada. Los electrolitos preferidos son una combinación de sales no tóxicas de sodio, calcio y/o magnesio. Se prefiere la regulación del pH de la solución inyectable y puede contemplarse cualquier tampón adecuado para inyección. Un tampón preferido es Tris-HCI. También pueden añadirse antioxidantes tales como, pero sin limitarse a, sulfito, ditionito y/o tiosulfato para mejorar la vida útil de la composición.

La concentración de nanoestructuras puede describirse de muchas formas diferentes, pero las dos más relevantes son la concentración de masa expresada como solución g/L y la concentración de manganeso en solución mmol/L. Los intervalos de concentración de manganeso en formulaciones que son adecuadas para la administración como un agente de contraste tienen un intervalo desde 1-500 mM, o 10-300 mM, o 10-200 mM, o 10-100 mM o 20-80 mM. Cuando se da como una concentración de masa y que asume que la relación de fósforo a manganeso es de alrededor de 10, las concentraciones de masa que son adecuadas para la formulación del agente de contraste tienen un intervalo desde 0,5- 300 g/L, o 25-300 g/L, o 50 a 300 g/L, o 100-300 g/L.

Una realización de la invención actual constituye una formulación farmacéuticamente aceptable de una multitud de nanoestructuras de acuerdo con la invención actual para la administración intravenosa con una concentración de manganeso entre 10 y 100 mM y una relación molar de fósforo a manganeso de 7-20.

Una realización de la invención actual constituye una formulación farmacéuticamente aceptable de una multitud de nanoestructuras de acuerdo con la invención actual para la administración intravenosa con una concentración de manganeso entre 40 y 80 mM y una relación molar de fósforo a manganeso de 7-15.

Algunas realizaciones de la invención actual constituyen composiciones que comprenden una multitud de nanoestructuras recubiertas de acuerdo con la invención actual.

En algunas realizaciones de la invención actual, los nanomateriales recubiertos o nanoestructuras recubiertas comprenden un isótopo radiactivo útil para el diagnóstico, tal como un isótopo emisor de rayos gamma adecuado para la formación de imágenes SPECT, tal como 99Tc o un isótopo emisor de positrones adecuado para imágenes de PET tal como 68Ga.

La presente invención se refiere además a un procedimiento para producir dichos compuestos químicos de recubrimiento de acuerdo con la invención actual. Hay muchas opciones concebibles para un experto en la técnica, para la producción de dichas estructuras químicas, sin embargo, debido a la naturaleza sensible de los silanos activados, deben introducirse tarde en el procedimiento, como en la última etapa.

Las estructuras químicas de acuerdo con la presente invención pueden obtenerse mediante un procedimiento que comprende hidrosililación como última etapa química.

De acuerdo con una realización de la presente invención, el procedimiento para obtener los compuestos químicos de acuerdo con la invención comprende una etapa de separación extractiva en la penúltima etapa química.

De acuerdo con otra realización, el procedimiento puede comprender una secuencia de operaciones que implican extracción con un hidrocarburo, adición de una sal inorgánica y extracción con un solvente inmiscible en agua polar tal como acetato de etilo en la penúltima etapa química.

Además, la presente divulgación se refiere a un procedimiento para producir los nanomateriales o nanoestructuras recubiertos de acuerdo con la invención. En general, esto implica proporcionar el nanomaterial o nanoestructura sin recubrimiento en un solvente adecuado, tal como un solvente polar tal como un solvente que comprende agua o un alcohol tal como etilenglicol o un solvente polar aprótico tal como dimetilformamida o dimetilsulfóxido, como una suspensión o una solución. En una segunda etapa, un compuesto químico de acuerdo con la invención (un precursor de recubrimiento) se pone en contacto con dicha solución o suspensión y, opcionalmente, en presencia de un aditivo o mediante el ajuste del pH lejos de neutral, seguido de calentamiento de la mezcla resultante para un tiempo especificado. Cuando el propósito es producir un agente de contraste para MRI, se introduce una etapa de adición de una fuente de manganeso, por ejemplo, una sal de manganeso (II), por ejemplo, cloruro de manganeso (II). Los inventores han descubierto, véase el ejemplo 19, que puede obtenerse un rendimiento mucho mejor de nanoestructuras recubiertas si se usa urea, carbonato de amonio o amoniaco como aditivo durante el procedimiento de recubrimiento. Los mayores rendimientos se obtienen en presencia de urea. La mejora puede ser tan grande como un factor de 20. Los inventores también han descubierto que el rendimiento de nanoestructuras recubiertas mejora cuando el precursor del recubrimiento se añade lentamente, por ejemplo, durante varias horas, por ejemplo, desde 5 a 20 horas. Hemos descubierto que, para obtener la mejor capacidad de quelación de manganeso de las nanoestructuras recubiertas finales, la mezcla de reacción debe calentarse durante un período de tiempo prolongado, tal como 24-168 h, o 48-120 h, u 80-110 h a una temperatura de 80-120 °C o 90-100 °C.

El procedimiento de recubrimiento de nanoestructuras puede realizarse con urea como aditivo.

El procedimiento de recubrimiento de nanoestructuras puede realizarse con urea como aditivo a una concentración de entre 0,1 y 1 M.

El procedimiento de recubrimiento de nanoestructuras puede realizarse con urea como aditivo a una concentración de entre 0,4 y 0,6 M.

El procedimiento de recubrimiento de nanoestructuras puede realizarse con carbonato de amonio o amoniaco como aditivo a una concentración de entre 0,1 y 1 M.

El procedimiento de recubrimiento de nanoestructuras puede realizarse con una mezcla de agua y etilenglicol como solvente.

El procedimiento de recubrimiento de nanoestructuras puede realizarse de modo que el precursor de recubrimiento se añada durante varias horas.

El procedimiento de recubrimiento de nanoestructuras puede realizarse de modo que el precursor de recubrimiento se añada durante 5-20 horas.

El procedimiento de recubrimiento de nanoestructuras puede realizarse de modo que el precursor de recubrimiento se añada durante 8-12 horas.

El procedimiento de recubrimiento de nanoestructuras puede realizarse de modo que el precursor de recubrimiento se añada a una temperatura entre 80 y 100 °C.

El procedimiento de recubrimiento de nanoestructuras puede realizarse de modo que después de que se haya añadido el precursor de recubrimiento, la temperatura se mantenga entre 90 y 110 °C durante entre 80 y 120 h. Las nanoestructuras pueden purificarse mediante filtración, tal como filtración de flujo tangencial.

Las nanoestructuras pueden purificarse mediante filtración de flujo tangencial, primero a través de un filtro con poros grandes para eliminar impurezas indeseablemente grandes y luego recolectadas como una solución retenida en un filtro de poros pequeños donde se eliminan los residuos de solvente y las impurezas de moléculas pequeñas.

Las nanoestructuras pueden purificarse mediante filtración de flujo tangencial, primero a través de un filtro con un valor de corte nominal de 50 a 100 kDa para eliminar impurezas indeseablemente grandes y luego recolectarse como una solución retenida en un filtro con un valor de corte nominal de 10 kDa o menos cuando se eliminan los residuos de solvente y las impurezas de moléculas pequeñas.

Ejemplos

Detalles experimentales generales.

El SIR-200 se compró en Resintech, EE. UU. (Resintech.com) y se activó mediante Na2S, cuidadosamente lavado y secado antes de su uso.

Acrónimos: Dimetilformamida (DMF), tetrahidrofurano (THF), diclorometano (DCM), politetrafluoroetileno (PTFE), acetato de etilo (EtOAc), metanol (MeOH), etanol (EtOH), acetato de potasio (KOAc), acetonitrilo (MeCN), hidruro de litio y aluminio (LAH).

Ejemplo 1: Síntesis del compuesto 6, 1-[w-metil-(etilenoxi)12-20metil]-3,5-bis[(prop-3-trietoxisilil-1-il)oxi]benceno Ejemplo 1a: Compuesto 2, 3,5-dialiloxi alilbenzoato. Se disolvió ácido 3,5-dihidroxibenzoico (1) (100 g, 0,65 mol) en DMF (500 mL), bajo nitrógeno, en un reactor de 2 L agitado con un agitador de acero inoxidable de 4 palas. Se añadió carbonato de potasio (345 g, 2,5 mol, Fw= 138,2 g/mol) con una cuchara, se trata de evitar el apelmazamiento. La temperatura subió desde 22 a 34 °C y la mezcla se espesó. El reactor se equipó con un condensador en espiral y la temperatura de la chaqueta se ajustó a 50 °C. Se cargó bromuro de alilo (344 g, 246 mL, 2,85 mol, d= 1,40 g/mL, Mw= 121 g/mol) en un embudo de goteo igualador de presión de 250 mL y se colocó en el reactor. Cuando la temperatura interna alcanzó los 47 °C, se inició la adición con porciones de 25 mL para los primeros 150 mL y luego con porciones de 50 mL. Se dejó que la temperatura interna alcanzara su punto máximo (50 a 57 °C y retrocediera un grado o hasta 55 °C antes de la siguiente adición. Tiempo total de adición 2 h 15 min. La mezcla de reacción se dejó en agitación con una temperatura de la chaqueta de 50 °C hasta el día siguiente. La suspensión se eliminó a través de la válvula de la parte inferior (se lavó con 60 mL de DMF) y se recogió en una botella de 1 L y se pasó a través de un filtro de fibra de vidrio en un embudo Büchner. La torta se lavó con 3 x 60 mL de DMF. Se limpió el reactor con agua y se reintrodujo la solución de DMF. El reactor estaba equipado con un cabezal de destilación con un eficiente condensador en espiral vertical. La presión se redujo en el reactor (vacío central, aproximadamente 20 mbar) y la DMF se destiló a un ritmo rápido con una temperatura de la chaqueta que aumentó gradualmente desde 70 a 85 °C, la temperatura del líquido de 53-75 °C y una temperatura de vapor de 50 53 °C. El subproducto carbonato de alil potasio precipita como un aceite cuando se elimina la DMF. El residuo se drenó a través de la válvula de la parte inferior mientras aún estaba caliente y se recogió en un matraz RB de 500 mL. El carbonato de alilo se solidifica en grumos cuando se deja en el refrigerador durante toda la noche. El aceite/sólidos se transfirieron a 4 tubos de centrífuga de 50 mL y se centrifugaron. Se decantó el producto sobrenadante. Rendimiento 142 g, 518 mmol, 80 %. 1H NMR (400 MHz, CDCh): 8 = 7,23 (s, 2H), 6,70 (s, 2H), 6,05 (m, 3H), 5,42 (m, 3H), 5,30 (m, 3H), 4,81 (d, J = 5,58 Hz, 2H), 4,55 (d, J = 5,20 Hz, 4H).

Ejemplo 1b: Compuesto 3, alcohol 3,5-dialiloxi bencílico. Se equipó un reactor con chaqueta de 2 L con un condensador eficiente y un agitador de dos palas recubierto con PTF^e. La espiral de enfriamiento del condensador se conectó a un controlador de temperatura de aceite de silicona independiente. El sistema se secó al vacío con la temperatura de la chaqueta fijada a 130 °C durante unas pocas horas y luego el sistema se llenó con nitrógeno y se dejó enfriar. Se canuló en el reactor metil t-butil éter seco (MTBE, 1,5 L) a través de un tabique de silicona. Se añadieron gránulos de hidruro de litio y aluminio (20 g, 0,158 mol, Fw= 37,95), primero uno y se verificó que solo hubiera poca humedad en el sistema y luego el resto. La temperatura subió alrededor de un grado. Los gránulos no se disuelven. El éster del ejemplo 1a (210 g, 0,766 mol) se disolvió en MTBE seco (500 mL) bajo nitrógeno en un embudo de adición. El embudo de adición se instaló en el reactor. La temperatura de la chaqueta se ajustó en 28 °C y la temperatura del condensador se ajustó en 5 °C. Cuando la temperatura interna alcanzó los 25 °C, se añadió el material de partida en pequeñas porciones a través del embudo de adición. La reacción es muy exotérmica y la temperatura aumenta inmediatamente después de cada adición. Tan pronto como la temperatura haya alcanzado su punto máximo, puede añadirse la siguiente porción pequeña. La adición tomó 2 horas y la temperatura máxima fue de 34 °C. Después de 1 h de agitación, la temperatura de la chaqueta se ajustó a 0 °C y cuando la temperatura interior alcanzó los 5 °C se añadió agua (20 mL) con mucho cuidado (3 x 0,1, 0,2, 0,2, 0,3, 0,3, 0,4, 0,4, 0,5, 0,5, 4 x 0,6, 3 x 1, 1,5, 5, 5 mL). La reacción con las primeras gotas es muy violenta. Se dejó que la temperatura descendiera a 5 °C después de cada porción. Tiempo total de adición 1 h 10 minutos. No LiAlH4 los gránulos eran visibles antes de continuar. Se añadieron 20 mL de NaOH acuoso al 15 % (p/v) seguido de otros 60 mL de agua. La suspensión se agitó durante 15 min y luego la temperatura se ajustó a 20 °C y la mezcla se agitó durante otros 20 minutos. Se formó un precipitado granular blanco. Se añadió MgSO anhidro4 (150 g) y la mezcla resultante se agitó durante otra hora. La suspensión se drenó a través de la válvula de la parte inferior y se filtró sobre un filtro de fibra de vidrio (GF/A). La torta se lavó dos veces con 300 mL de MTBE y los filtrados combinados se evaporaron en un evaporador rotatorio. Rendimiento 161,7 g, 96 %. 1H NMR (400 MHz, CDCla): 8 = 6,54 (bs, 2H), 6,43 (s, 1H), 6,05 (m, 2H), 5,42 (d, J = 17,69 Hz, 2H), 5,29 (d, J = 9,65 Hz, 2H), 4,62 (s, 2H), 4,52 (d, J = 5,15 Hz, 4H).

Ejemplo 1c: Compuesto 4, bromuro de 3,5-dialiloxi bencilo. Un reactor con chaqueta de 2 L con controlador de temperatura se equipó con un tabique y un agitador de dos palas recubierto con PTFE. El sistema se llenó con nitrógeno y se introdujo en el reactor el alcohol dialiloxi bencílico 3 del ejemplo 1b (42,2 g, 0,192 mol) en DCM (500 mL). El controlador de temperatura se ajustó a 0 °C y, cuando la temperatura interior alcanzó los 2 °C, se añadió PB^ (22,3 mL, 64,3 g, 0,238 mol, 1,24 eq, Mw= 270,69) en porciones con una jeringa a través del tabique. La reacción es moderadamente exotérmica, pero la temperatura no debe superar los 5 °C. Tiempo total de adición 30 minutos. Después de 5 minutos, la reacción se detuvo mediante la adición de NaHCO3 sólido (36 g, 0,43 mol Fw: 84,01). La temperatura subió desde 1 a 12 °C con un comienzo lento. Después de 30 minutos se añadió 22 g de MgSO anhidro4y luego 90 g de sílice. La mezcla se extrajo con sifón (la sílice daña la válvula de la parte inferior si se usa) y se filtró a través de un filtro de fibra de vidrio. La torta de filtración se lavó con 2 x 100 mL de DCM y se evaporó con una temperatura del baño de 20 °C. El producto es sensible a la temperatura, se conserva en nevera o congelador. El producto se obtuvo como un aceite marrón (50 g, 0,177 mol, 92 % de rendimiento. 1H NMR (400 MHz, CDCla): 8 = 6,56 (d, J = 2,29 Hz, 2H), 6,44 (t, J = 2,05 Hz, 1H), 6,05 (m, 2H), 5,42 (dq, J = 17,10, 0,95 Hz, 2H), 5,30 (dq, J = 10,13, 1,90 Hz, 2H), 4,52 (dt, J = 5,13, 1,71 Hz, 4H), 4,41 (s, 2H).

Ejemplo 1d: Compuesto 5, 1 -[u>-metil-(etilenoxi)12-20metil]-3 ,5-bis[(prop-2 -en-1 -il)oxi]benceno. Como preparación, m-PEG12-20-OH (polidisperso) se secó mediante el calentamiento a 40 °C al vacío durante toda la noche en un matraz de parte inferior redonda. El reactor se secó al vacío con la temperatura de la chaqueta fijada a 130 °C durante 1 hora y luego el sistema se llenó con nitrógeno y se dejó enfriar. Se cargó en el reactor NaH (10,1 g, 0,25 mol, 60 % en aceite mineral, 1,1 eq) seguido por THF (230 mL, anhidro) lo cual se transfirió desde una botella de cierre seguro al reactor mediante una aguja de dos extremos. El controlador de temperatura se ajustó a 0 °C. Cuando la temperatura interna estaba más abajo de 2 °C, se añadió gota a gota una solución de ^ITI -PEG12-20-OH (173,9 g, 0,23 mol, 1,0 eq) en THF (115 mL, anhidro) durante 15 minutos con un aumento de la temperatura hasta 7 °C. Se continuó su agitación durante 1 hora más y luego se ajustó el controlador de temperatura a 10 °C. Se cargó una solución del bromuro de dialiloxi bencilo del ejemplo 1c (65 g, 0,23 mol) en THF (45 mL, anhidro) en un embudo de adición. El embudo de adición se colocó en el reactor y la solución se añadió durante 15 minutos. La temperatura interior se elevó a 17 °C. El controlador de temperatura se ajustó a 18 °C y se continuó su agitación durante otras 2 horas. Después de eso, la mezcla de reacción se enfrió a 5 °C y la reacción se inactivó mediante la adición gota a gota de una solución de HCl 0,1 M (230 mL) con lo que alcanzó un pH de 5,5. Se dejó que la mezcla se calentara a temperatura ambiente seguido de la evaporación del solvente orgánico. El crudo se diluyó con agua hasta un volumen de 800 mL. Se añadió NaCl sólido (32,5 g) seguido de la adición de heptano (200 mL) y tolueno (30 mL) y la mezcla resultante se agitó durante 15 minutos. Se eliminó la fase orgánica y se repitió el procedimiento de extracción otras 3 veces. La fase acuosa se extrajo dos veces con EtOAc (200 mL x 3). Las fases de EtOAc combinadas se secaron con MgSO4, se filtraron, evaporaron y rindieron el compuesto 5 (170 g, 78 % de rendimiento) como un gel amarillento. 1H NMR (400 MHz, CDCh): 8 = 6,52 (d, J = 1,98 Hz, 2H), 6,42 (s, 1H), 5,41 (d, J = 17,13 Hz, 2H), 5,28 (d, J = 10,28 Hz, 2H), 4,51 (m, 6H), 3,71-3,58 (m, 54H), 3,55 (m, 2H), 3,38 (s, 3H).

Ejemplo 1e: Compuesto 6, 1-[w-metil-(etilenoxi)12-20metil]-3,5-bis[(prop-3-trietoxisilil-1-il)oxi]benceno. Un reactor con chaqueta de 2 L con controlador de temperatura estaba equipado con un tabique y un agitador de dos palas recubierto con PTFE. El sistema se llenó con nitrógeno y 3,5-dialiloxibenciloxi PEG 5 del ejemplo 1d (170,0 g, 178,3 mmol) y tolueno seco (700 mL, transferencia con aguja) y trietoxisilano (136,9 mL, 121,9 g, 0,713 mol, 4,0 eq). La temperatura del baño se ajustó a 40 °C. Catalizador de Karstedt (5 mL, 2 % en xilenos). La temperatura alcanzó un máximo de 59 °C. Cuando la temperatura volvió a 40 °C, se añadió más solución de catalizador (1,0 mL) y no se observó ningún cambio de temperatura. Se deja durante toda la noche a temperatura ambiente. 1La H NMR del crudo mostró la desaparición de los protones olefínicos y la aparición del grupo trietoxisililo en la molécula. Luego, se evaporó el solvente y se eliminó el exceso de silano por evaporación con tolueno anhidro (60 mL). El producto se disolvió en tolueno (400 mL), se desgasificó con 3 ciclos de vacío/nitrógeno y se agitó con SIR-200 activado (180 g) durante 4 días. La filtración y la evaporación dieron 190,0 g (148,7 mmol, 83 % de rendimiento) de 6 como un aceite pálido (99 % de rendimiento), que se usó directamente para los experimentos de recubrimiento.

Ejemplo 2: Síntesis del compuesto 14, 5,5'-bis[w-metil-(etilenoxi)12-20metil]-3,3'-bis[(prop-3-trietoxisilil-1-il)oxi]-1,1'-bifenilo.

Ejemplo 2a: Compuesto 8, éster etílico del ácido 3-bromo-5-hidroxibenzoico. A una solución de 7 (1,00 g, 4,38 mmol) en EtOH (9 mL), se añadió SOCh (1,08 g, 0,80 mL, 8,76 mmol, 2,0 eq) gota a gota a 0 °C. Cuando se completó la adición, la mezcla de reacción se dejó calentar a temperatura ambiente y se agitó durante toda la noche. Luego, se eliminó el solvente bajo presión reducida y se pasó el residuo amarillo a través de un lecho corto de sílice (heptano: EtOAc = 20: 1) para obtener el producto deseado 8 en forma de cristales blancos (1,06 g, 4,32 mmol, 99 % de rendimiento). 1H y 13CNMR de acuerdo con la bibliografía [Tetraedro 2016, 72, 3567-3578].

Ejemplo 2b: Compuesto 9, éster etílico del ácido 3-hidroxi-5-(4,4,5,5-tetrametil-1,3,2-dioxaborolan-2-il)benzoico. Se cargó un matraz Schlenk secado a la llama con 8 (1,68 g, 6,88 mmol), bis(pinacolato)diboro (1,94 g, 7,57 mmol, 1,1 eq), PdCh(dppf) ■ DCM (281,1 mg, 0,34 mmol, 0,05 eq) y KOAc (2,05 g, 20,65 mmol, 3,0 eq) bajo atmósfera de nitrógeno, seguido de dioxano seco y desgasificado (35 mL). La mezcla resultante se calentó hasta 80 °C durante 20 h. Después de enfriarlo a temperatura ambiente, se filtró a través de un lecho de celite con la ayuda de EtOAc y el residuo resultante se purificó mediante una cromatografía flash corta (heptano: EtOAc = 4: 1) para obtener el producto deseado 9 con rendimiento cuantitativo como un sólido amarillento. 1H NMR (400 MHz, CDCla): 8 = 8,04 (s, 2H), 7,63 (s, 2H), 7,46 (s, 1H), 4,38 (q, J = 7,07 Hz, 2H), 1,40 (t, J = 7,07 Hz, 3H), 1,36 (s, 12H).

Ejemplo 2c: Compuesto 10, 3,3'-dietoxicarbonil-5,5'-dihidroxi-1,1'-bifenilo. En un matraz Schlenk secado a la llama, se disolvió 9 (2,01 g, 6,88 mmol) en THF anhidro (30 mL) y se añadió 8 (1,83 g, 7,48 mmol, 1,1 eq) a la solución. Pd (PPh3)4 (0,803 g, 0,69 mmol, 0,1 eq) y un 2 MK2CO3 acuoso desgasificado (13,8 mL, 27,5 mmol) se le añadió secuencialmente una solución y la mezcla se calentó a reflujo durante 48 h. Se añadió DCM (15 mL) y la capa acuosa se extrajo dos veces con DCM. Después de secar con MgSO4, el producto se purificó mediante cromatografía flash (heptano: EtOAc = 3: 2) para proporcionar 10 (1,92 g, 5,81 mmol, 84 % de rendimiento) como un sólido blanco. 1H NMR (400 MHz, DMSO-d6): 8 = 10,05 (s, 2H), 7,58 (s, 2H), 7,38 (s, 2H), 7,25 (s, 2H), 4,33 (q, J = 7,25 Hz, 4H), 1,33 (t, J = 7,07 Hz, 6H).

Ejemplo 2d: Compuesto 11, 3,3'-Dialiloxi-5,5'-dietoxicarbonil-1,1'-bifenilo. A una suspensión del diol 10 (630,0 mg, 1,91 mmol) y K2CO3 (1,33 g, 9,54 mmol, 5,0 eq) en MeCN seco (7 mL), se añadió bromuro de alilo (0,67 mL, 7,63 mmol, 4,0 eq) y la solución resultante se calentó a reflujo durante 20 h y luego se filtró a través de celite, y se lavó con EtOAc. Después de la evaporación del solvente, el residuo se pasó a través de un lecho corto de sílice (heptano: EtOAc = 3 : 2) para obtener 12 (767,0 mg, 1,87 mmol,98 % de rendimiento) como un aceite incoloro. 1H NMR (400 MHz, CDCla): 8 = 7,89 (s, 2H), 7,60 (s, 2H), 7,36 (s, 2H), 6,15-6,05 (m, 2H), 5,48 (d, J = 17,15 Hz, 2H), 5,35 (d, J = 10,61 Hz, 2H), 4,66 (d, J = 5,30 Hz, 4H), 4,42 (q, J = 7,07 Hz, 4H), 1,43 (t, J = 7,25 Hz, 6H).

Ejemplo 2e: Compuesto 12, 3,3'-Dialiloxi-5,5'-dihidroximetil-1,1'-bifenilo. A una solución de 11 (500,0 mg, 1,22 mmol) en tolueno (15 mL), se añadió Red-AI (1,59 mL, 4,87 mmol, 4,0 eq) a 0 °C bajo atmósfera de nitrógeno. Después de agitar durante 1 h, la reacción se inactivó de acuerdo con el tratamiento de Fieser (J. Org. Chem. 1953, 18, 1190). El filtrado recogido se pasó sobre un lecho corto de sílice (heptano: EtOAc = 1: 1 ^ 1: 4) para obtener 12 (332,0 mg, 1,02 mmol, 83 % de rendimiento) en forma de un sólido blanco. 1H NMR (400 MHz, CDCh): 8 = 7,18 (s, 2H), 7,07 (s, 2H), 6,95 (s, 2H), 6,14-6,05 (m, 2H), 5,45 (d, J = 17,2 Hz, 2H), 5,32 (d, J = 10,6 Hz, 2H) (q, J = 7,07 Hz, 2H), 4,74 (s, 4H), 4,61 (d, J = 4,5 Hz, 4H).

Ejemplo 2f: Compuesto 13, 5,5'-bis[w-metil(etilenoxi)12-20metil]-3,3-[(prop-2-en-1-il)oxi]-1,1'-bifenilo. A una solución de 12 (70,0 mg, 0,214 mmol) en THF (1,0 ml), se añadió NaH (21,4 mg, 0,536 mmol, 2,5 eq) a 0 °C y la suspensión resultante se agitó durante 30 minutos, después de lo cual una solución de 56 del ejemplo 16 (340,8 mg, 0,407 mmol, 1,9 eq) en THF (1,0 mL) se añadió a la misma temperatura. Luego, la mezcla de reacción se dejó calentar hasta temperatura ambiente y se agitó durante toda la noche. Luego, la suspensión se inactivó con H2O (0,1 mL) y el solvente se evaporó. El aceite resultante se purificó mediante cromatografía flash (DCM ^ DCM: MeOH = 95 : 5) para obtener 13 como un aceite naranja (222,3 mg, 58 % de rendimiento). 1H NMR (400 MHz, CDCla): 8 = 7,13 (s, 2H), 7,05 (s, 2H), 6,93 (s, 2H), 6,09 (m, 2H), 5,45 (d, J = 18,81 Hz, 2H), 5,30 (d, J = 10,45 Hz, 2H), 4,59 (m, 8H), 3,78-3,59 (m, 65H), 3,55 (m, 2H), 3,39 (s, 3H).

Ejemplo 2g: Compuesto 14, 5,5'-bis[w-metil-(etilenoxi)12-20metil]-3,3'-bis[(prop-3-trietoxisilil-1-il)oxi]-1,1'-bifenilo. A una solución de 13 (222,3 mg, 0,124 mmol) y trietoxisilano (84,8 mg, 95,3 jL, 0,497 mmol, 4,0 eq) en tolueno (1,5 mL), se añadió catalizador de Karstedt (16,6 jl, 2,1-2,3 % en moles en xileno). y la solución resultante se calentó hasta 40 °C durante toda la noche. La reacción fue monitoreada por 1H NMR tras la desaparición de los protones olefínicos y la aparición del grupo trietoxisililo en la molécula. La solución naranja resultante se enfrió a temperatura ambiente y el solvente se evaporó bajo presión reducida. Para eliminar las trazas residuales de trietoxisilano sin reaccionar, se añadió tolueno (3,0 mL x 3) y se evaporó de nuevo bajo presión reducida para obtener 14 (262,6 mg) como un aceite naranja (99 % de rendimiento) que se usó directamente para los experimentos de recubrimiento.

Ejemplo 3: Síntesis del compuesto 20, 1,3-bis[w-metil-(etilenoxi)12-20metil]-4,6-bis[(prop-3-trietoxisilil-1-il)oxi]benceno.

Ejemplo 3a: Compuesto 16, éster dimetílico del ácido 4,6-dihidroxi isoftálico. A una solución de 15 (700,0 mg, 3,36 mmol) en MeOH (18 mL), se añadió gota a gota SOCI2 (1,63 g, 1,22 mL, 13,43 mmol, 4,0 eq) a 0 °C. Cuando se completó la adición, la mezcla de reacción se calentó a reflujo durante toda la noche. La suspensión resultante se enfrió a 0 °C y luego se filtró, mediante el lavado con metanol frío, para obtener 16 en forma de cristales blancos (506,2 mg, 2,24 mmol, 67 % de rendimiento). 1H y 13C NMR de acuerdo con la bibliografía [EUR. J. Org. Chem.

2013, 36, 8135-8144].

Ejemplo 3b: Compuesto 17, éster dimetílico del ácido 4,6-dialiloxi isoftálico. Se aplicó el mismo procedimiento que para la síntesis del 11 para la síntesis del compuesto 17. Rendimiento = 79 %. 1H NMR (400 MHz, CDCh): 8 = 8,49 (s, 1H), 6,49 (s, 1H), 6,12-6,02 (m, 2H), 5,56 (d, J = 17,33 Hz, 2H), 5,36 (d, J = 10,61 Hz, 2H), 4,68 (d, J = 4,77 Hz, 4H), 3,88 (s, 6H).

Ejemplo 3c: Compuesto 18, 1,3-bis(hidroximetM)-4,6-dialiloxi benceno. Se aplicó el mismo procedimiento que para la síntesis del 12 para la síntesis del compuesto 18. Rendimiento = 99 %. 1H NMR (400 MHz, CDCl3): 8 = 7,20 (s, 1H), 6,47 (s, 1H), 6,11-6,01 (m, 2H), 5,42 (d, J = 17,15 Hz, 2H), 5,31 (d, J = 10,61 Hz, 2H), 4,64 (s, 4H), 4,58 (d, J = 5,13 Hz, 4H).

Ejemplo 3d: Compuesto 19, 1,3-bis[w-metil(etNenoxi)12-20metN]-4,6-[(prop-2-en-1-il)oxi]benceno. A una solución del diol 18 (50,0 mg, 0,20 mmol) en dCm (3,0 mL), se añadió PBr3 (0,499 mL, 1 M en DCM, 0,50 mmol, 2,5 eq) a 0 °C. Después de 20 minutos, se añadió una solución de NaHCO3saturado y se separó la capa orgánica. La fase acuosa se extrajo con DCM (3 x 3 mL) y las fases orgánicas combinadas se secaron sobre MgSO4, se filtró y el solvente se evaporó bajo presión reducida para dar el intermedio dibrominado como un sólido amarillo. En otro matraz Schlenk, cargado con una solución de ITI-PEG12-20-OH (327,1 mg, 0,43 mmol) en dioxano (0,5 mL), se añadió NaH (21,6 mg, 0,54 mmol, dispersión al 60 % en aceite mineral) a 12 °C y la suspensión resultante se agitó durante 30 minutos, después de lo cual se añadió una solución del intermedio bromado previamente preparado en dioxano (0,5 mL) a la misma temperatura. Luego, la mezcla de reacción se dejó calentar a temperatura ambiente y se agitó durante 40 h. Luego, la suspensión se inactivó con H2O (0,1 mL) y el solvente se evaporó. El aceite resultante se purificó mediante cromatografía flash (DCM ^ DCM : MeOH = 96 : 4) para obtener 19 (301,1 mg, 0,176 mmol, 89 % de rendimiento) como un aceite amarillento. 1H NMR (400 MHz, CDCl3): 8 = 7,32 (s, 1H), 6,42 (s, 1H), 6,04 (m, 2H), 5,41 (d, J = 16,71 Hz, 2H), 5,27 (d, J = 10,59 Hz, 2H), 4,54 (m, 6H), 3,75-3,58 (m, 60H), 3,55 (m, 2H), 3,38 (s, 3H) Ejemplo 3e: Compuesto 20, 1,3-bis[w-metil-(etilenoxi)12-20metil]-4,6-bis[(prop-3-trietoxisilil-1-il)oxi]benceno. Se aplicó el mismo procedimiento que para la síntesis del 14 para la síntesis del compuesto 20 (rendimiento = 99 %) que se usó directamente para los experimentos de recubrimiento.

Ejemplo 4: Síntesis del compuesto 26, 1-(w-metN-(etNenoxi)12-20metil)-3,5-bis[(but-4-trietoxisilil-1-il)oxi]benceno.

Ejemplo 4a: Compuesto 22, éster metílico del ácido 3,5-bis[(but-3-en-1-il)oxi]benzoico. Se aplicó el mismo procedimiento que para la síntesis del 11 para la síntesis del compuesto 21. Rendimiento = 78 %. 1H NMR (400 MHz, CDCl3): 8 = 7,18 (d, J = 2,48 Hz, 2H) 6,66 (t, J = 2,30 Hz, 1H), 5,96-5,85 (m, 2H), 5,18 (dq, J = 17,15, 1,59 Hz, 2H), 5,12 (dq, J = 10,26, 1,24 Hz, 2H), 4,04 (t, J = 6,72 Hz, 4H), 3,91 (s, 3H), 2,55 (tq, J = 6,72, 1,41 Hz, 4H).

Ejemplo 4b: Compuesto 23, alcohol 3,5-bis[(but-3-en-1-il)oxi]bencílico. A una solución de 22 (250,0 mg, 0,91 mmol) en THF (4 mL), se añadió LAH (72,3 mg, 1,81 mmol, 2,0 eq) a 0 °C bajo atmósfera de nitrógeno. La reacción se controló por TLC hasta la conversión completa de 22 a 23, luego se agitó durante una hora adicional y se inactivó de acuerdo con el trabajo de Fieser (J. Org. Chem. 1953, 18, 1190). El filtrado recogido se pasó a través de una almohadilla de sílice corta (heptano: EtOAc = 2: 1, Rf = 0,35) para obtener 23 (208,0 mg, 0,84 mmol, 93 % de rendimiento) como un aceite incoloro, el cual se usó en la siguiente etapa.

Ejemplo 4c: Compuesto 24, bromuro de 3,5-bis[(but-3-en-1-il)oxi]bencilo. A una solución de 23 (208,0 mg, 0,20 mmol) en DCM (3,0 mL), PBr3 (0,499 mL, 1 M en DCM, 0,50 mmol, 2,5 eq) se añadió a 0 °C. Después de 20 minutos se añadió una solución sat. de NaHCO3 y la capa orgánica se separó. La fase acuosa se extrajo mediante DCM (3 x 3 mL) y la fase orgánica recogida se secó sobre MgSO4, se filtró y el solvente se evaporó bajo presión reducida. El aceite naranja resultante se pasó a través de un lecho corto de sílice (heptano: EtOAc = 2 : 1) para obtener 24 (120,7 mg, 0,39 mmol, 46 % de rendimiento) como un aceite incoloro. 1H NMR (400 MHz, CDCh): 8 = 6,54 (d, J = 2,12 Hz, 2H), 6,40 (t, J = 2,30 Hz, 1H), 5,96-5,84 (m, 2H), 5,18 (dd, J = 17,15, 1,41 Hz, 2H), 5,12 (dd, J = 10,26, 1,24 Hz, 2H), 4,41 (s, 2H), 4,00 (t, J = 6,72 Hz, 4H), 2,54 (q, J = 6,54 Hz, 4H).

Ejemplo 4c: Compuesto 25, 1 -[w-met¡l-(et¡lenox¡)12-20met¡l]-3 ,5-b¡s[(but-3-en-1 -¡l)ox¡]benceno. En un matraz Schlenk a una soluc¡ón de ITI-PEG12-20-OH (364,0 mg, 0,43 mmol) en d¡oxano (0,5 mL), se añad¡ó NaH (21,6 mg, 0,54 mmol) a 0 °C y la suspens¡ón resultante se ag¡tó durante 30 m¡nutos, después de lo cual se añad¡ó una soluc¡ón del ¡ntermed¡o bromado 24 prev¡amente preparado en d¡oxano (0,5 mL) a la misma temperatura. Luego, la mezcla de reacc¡ón se dejó calentar a temperatura amb¡ente y se ag¡tó durante 40 h. Luego, la suspens¡ón se ¡nact¡vó con H2O (0,1 mL) y el solvente se evaporó. El ace¡te resultante se pur¡f¡có med¡ante cromatografía flash (DCM ^ DCM : MeOH = 96 : 4) para obtener 25 (301,1 mg, 0,176 mmol, 89 % de rend¡m¡ento) como un ace¡te amar¡llento. 1H NMR (400 MHz, CDCl3): 8 = 6,50 (s, 2H), 6,38 (s, 1H), 5,90 (m, 2H), 5,17 (d, J = 17,15 Hz, 2H), 5,10 (d, J = 10,33 Hz, 2H), 4,49 (s, 2H), 3,99 (t, J = 5,94 Hz, 4H), 3,72-3,59 (m, 53H), 3,55 (m, 2H), 3,38 (s, 3H), 2,53 (q, J = 7,03 Hz, 4H) Ejemplo 4d: Compuesto 26, 1 -[w-met¡l-(et¡lenox¡)12-20met¡l]-3 ,5-b¡s[(but-4-tr¡etox¡s¡l¡l-1 -¡l)ox¡]benceno. Se apl¡có el m¡smo proced¡m¡ento que para la síntes¡s del 14 para la síntes¡s del compuesto 26 (99 % de rend¡m¡ento), el cual se usó d¡rectamente para los exper¡mentos de recubr¡m¡ento.

Ejemplo 5: Síntes¡s del compuesto 33, 1 -[w-met¡l-(et¡lenox¡)12-20met¡l]-3 ,5 -b¡s (et-2-tr¡etox¡s¡l¡l-1-¡l)benceno.

Ejemplo 5a: Compuesto 28, éster etíl¡co del ác¡do 3,5-d¡bromobenzo¡co. Se apl¡có el mismo proced¡m¡ento que para la síntes¡s del 8 para la síntes¡s del compuesto 28. Rend¡m¡ento = 90 %. 1H y 13CNMR de acuerdo con la referenc¡a b¡bl¡ográf¡ca (Eur. J. Org. Chem. 2009, 18 , 2953-2955).

Ejemplo 5b: Compuesto 29, éster etíl¡co del ác¡do 3,5-d¡v¡n¡lbenzo¡co. En un matraz Schlenk secado a la llama, a una soluc¡ón de 28 (1,50 g, 4,87 mmol) y (Ph3P)4Pd (142,1 mg, 0,12 mmol, 0,03 eq) se añad¡ó en tolueno (15 mL), tr¡but¡lv¡n¡lestaño (3,90 g, 3,60 mL, 11,69 mmol, 2,4 eq) a temperatura amb¡ente bajo atmósfera de n¡trógeno. La mezcla de reacc¡ón resultante se calentó hasta 80 °C durante toda la noche. Luego, la mezcla de reacc¡ón se lavó con salmuera y luego se ag¡tó con una soluc¡ón de NaF al 10 % durante 2 h. Las fases se separaron y la fase acuosa se extrajo una vez con Et2O (3 x 25 mL). El ace¡te amar¡llo obten¡do se pur¡f¡có med¡ante cromatografía flash (heptano: EtOAc = 50 : 1) para produc¡r 29 (985,1 g, 3,79 mmol, 78 % de rend¡m¡ento) como un ace¡te ¡ncoloro.

1H NMR (400 MHz, CDCh): 8 = 7,98 (d, J = 1,77 Hz, 2H), 7,61 (t, J = 1,77 Hz, 1H), 6,76 (dd, J = 17,50, 10,96 Hz, 2H), 5,85 (dd, J = 17,68, 0,53 Hz, 2H), 5,35 (d, J = 10,96 Hz, 2H), 4,41 (q, J = 7,25 Hz, 2H), 1,42 (t, J = 7,25 Hz, 3H). Ejemplo 5c: Compuesto 30, alcohol 3,5-d¡v¡n¡lbencíl¡co. Se aplicó el m¡smo proced¡m¡ento que para la síntes¡s del 23 para la síntes¡s del compuesto 30. Rend¡m¡ento = 93 %. 1H NMR (400 MHz, CDCla): 8 = 7,37 (s, 1H), 7,33 (s, 2H), 6,73 (dd, J = 17,51, 10,79 Hz, 2H), 5,80 (d, J = 17,50 Hz, 2H), 6,29 (d, J = 10,96 Hz, 2H), 4,71 (s, 2H).

Ejemplo 5d: Compuesto 31, bromuro de 3,5-d¡v¡n¡lbenc¡lo. Se apl¡có el m¡smo proced¡m¡ento que para la síntes¡s del 24 para la síntes¡s del compuesto 31. Rend¡m¡ento = 42 %. 1H NMR (400 MHz, CDCh): 8 = 7,37 (s, 1H), 7,34 (s, 2H), 6,71 (dd, J = 17,68, 10,96 Hz, 2H), 5,80 (d, J = 17,50 Hz, 2H), 6,32 (d, J = 10,79 Hz, 2H), 4,50 (s, 2H).

Ejemplo 5e: Compuesto 32, 1 -[w-met¡l-(et¡lenox¡)12-20met¡l]-3 ,5-d¡v¡n¡lbenceno. Se aplicó el mismo proced¡m¡ento que para la síntes¡s del 25 para la síntes¡s del compuesto 32. Rend¡m¡ento = 68 %. 1H NMR (400 MHz, CDCh): 8 = 7,35 (s, 1H), 7,30 (s, 2H), 6,72 (dd, J = 18,48, 11,55 Hz, 2H), 5,78 (d, J = 17,51 Hz, 2H), 5,27 (d, J = 10,91 Hz, 2H), 4,57 (s, 2H), 3,72-3,61 (m, 59H), 3,56 (m, 2H), 3,39 (s, 3H).

Ejemplo 5f: Compuesto 33, 1 -[^-metil-(etilenoxi)i2-2ometil]-3 ,5 -bis(et-2 -trietoxisilil-1 -il)benceno. Se aplicó el mismo procedimiento que para la síntesis del 14 para la síntesis del compuesto 33 (99 % de rendimiento), el cual se usó directamente para los experimentos de recubrimiento.

Ejemplo 6a: Compuesto 34, éster etílico del ácido 3,5-dialilbenzoico. Se aplicó el mismo procedimiento que para la síntesis del 29 para la síntesis del compuesto 34 pero se utilizó aliltributilestaño en lugar de tributilvinilestaño. Rendimiento = 73 %. 1H NMR (400 MHz, CDCla): 8 = 7,73 (s, 2H), 7,21 (s, 1H), 6,02-5,92 (m, 2H), 5,10 (d, J = 13,44 Hz, 4H), 4,38 (q, J = 7,07 Hz, 2H), 3,42 (d, J = 6,72 Hz, 4H), 1,40 (t, J = 7,07 Hz, 3H).

Ejemplo 6b: Compuesto 35, alcohol 3,5-dialilbencílico. Se aplicó el mismo procedimiento que para la síntesis del 23 para la síntesis del compuesto 35 (98 % de rendimiento), el cual se usó directamente en la siguiente etapa.

Ejemplo 6c: Compuesto 36, bromuro de 3,5-dialilbencilo. Se aplicó el mismo procedimiento que para la síntesis del 24 para la síntesis del compuesto 36. Rendimiento = 58 %. 1H NMR (400 MHz, CDCh): 8 = 7,08 (s, 2H), 6,97 (s, 1H), 6,02-5,92 (m, 2H), 5,11 (m, 4H), 4,47 (s, 2H), 3,38 (d, J = 6,72 Hz, 4H).

Ejemplo 6d: Compuesto 37, 1 -[u>-met¡l-(et¡lenox¡)12-20metil]-3 ,5-d¡al¡lbenceno. Se aplicó el mismo procedimiento que para la síntesis del 25 para la síntesis del compuesto 37. Rendimiento = 68 %. 1H NMR (400 MHz, CDCh): 8 = 7,00 (s, 2H), 6,92 (s, 2H), 5,94 (m, 2H), 5,06 (m, 4H), 4,50 (s, 2H), 3,75-3,57 (m, 50H), 3,54 (m, 2H), 3,36 (m, 5H).

Ejemplo 6e: Compuesto 38, 1 -[u>-metil-(et¡lenox¡)12-20 metil]-3,5-bis(prop-3-trietoxisilil-1-il)benceno. Se aplicó el mismo procedimiento que para la síntesis del 14 para la síntesis del compuesto 38 (99 % de rendimiento), el cual se usó directamente para los experimentos de recubrimiento.

Ejemplo 7: Síntesis del compuesto 41, 1,7 -bis(tnetoxisilil)-4-(prop-3 -tnetoxisilil-1 -il)-4-[u>-metil-(etilenoxi)12-20]heptano.

Ejemplo 7a: Compuesto 40, 4-al¡l-4-[u>-metil-(et¡lenox¡)12-20]hepta-1,6-d¡eno. Se aplicó el mismo procedimiento que para la síntesis del 13 para la síntesis del compuesto 40, mediante el uso de 0,6 eq en lugar de 1,9 eq de 56 y DMF como solvente. Rendimiento = 30 %. 1H NMR (400 MHz, CDCla): 8 = 5,81 (m, 3H), 5,06 (m, 6 H), 3,72-3,52 (m, 66H), 3,38 (s, 3H), 2,25 (d, J = 7,24 Hz, 6 H).

Ejemplo 7b: Compuesto 41, 1,7-bis(tnetoxisilil)-4-(prop-3 -tnetoxisilil-1 -il)-4-[u>-metil-(etilenoxi)12-20]heptano. Se aplicó el mismo procedimiento que para la síntesis del 14 para la síntesis del compuesto 41 (99 % de rendimiento), el cual se usó directamente para los experimentos de recubrimiento.

Ejemplo 8: Síntesis del compuesto 44, 1,7-bis(trietoxisilil)-4-[w-metil-(etilenoxi)12-20]heptano.

Ejemplo 8a: Compuesto 43, 4-[u>-metil-(et¡lenox¡)i2-2o]hepta-1,6-d¡eno. Se aplicó el mismo procedimiento que para la síntesis del 40 para la síntesis del compuesto 43. Rendimiento = 45 %. 1H NMR (400 MHz, CDCh): 8 = 5,82 (m, 2H), 5,05 (m, 4H), 3,75-3,57 (m, 64H), 3,55 (m, 2H), 3,38 (s, 3H), 2,26 (t, J = 5,53 Hz, 4H).

Ejemplo 8b: Compuesto 44, 1,7-b¡s(t^etox¡s¡l¡l)-4-[u>-met¡l-(et¡lenox¡)12-2o]heptano. Se aplicó el mismo procedimiento que para la síntesis del 14 para la síntesis del compuesto 44, (99 % de rendimiento), el cual se usó directamente para los experimentos de recubrimiento.

Ejemplo 9, Síntesis del compuesto 49, 1-[w-metil-(etilenoxi)i2-20 metil]-2,4-bis (et^-trietoxisilM-l-i^ciclopentano

Ejemplo 9a: Compuesto 46, éster metílico del ácido 2,4-divinilciclopentano carboxílico. En un matraz Schlenk secado a la llama, a una solución de 5-norborneno-2-carboxilato de metilo (45) (1,06 g, 1,00 mL, 6,69 mmol) en DCM desgasificado (150 mL), se le añadió una solución de benciliden-bis^riciclohexilfosfina^iclororutenio (170,0 mg, 0,20 mmol, 0,03 eq) en DCM desgasificado (3 mL). Luego, el matraz se evacuó y se volvió a llenar con etileno (3 veces) y la solución resultante se agitó durante toda la noche a temperatura ambiente. Luego, el solvente se evaporó bajo presión reducida y el aceite oscuro crudo se purificó mediante cromatografía flash (heptano: EtOAc = 9 : 1) para obtener 46 (840,2 mg, 4,66 mmol, 70 %) como una mezcla de diastereoisómeros, como un aceite oscuro. 1H NMR (mezcla de diastereoisómeros) (400 MHz, CDCh): 8 = 5,79 (m, 3,5H), 5,12-4,88 (m, 6,5H), 3,69 (s, 3H), 3,63 (s, 2H), 3,07-2,46 (m, 5H), 2,18-1,91 (m, 4H), 1,91-1,70 (m, 2H), 1,52 (m, 1H), 1,32 (m, 1H).

Ejemplo 9b: Compuesto 47, 1-h¡drox¡met¡l-2,4-d¡v¡n¡lc¡clopentano. Se aplicó el mismo procedimiento que para la síntesis del 23 para la síntesis del compuesto 47. La reacción se monitoreó mediante TLC hasta la conversión completa de 46 (Rf = 0,88, heptano : EtoAc = 2 : 1) a 47 (Rf = 0,49, heptano : EtOAc = 2 : 1). Rendimiento = 89 %. Ejemplo 9c: Compuesto 48, 1-[w-met¡l-(et¡lenox¡)12-2omet¡l]-2,4-d¡v¡n¡lc¡clopentano. Se aplicó el mismo procedimiento para sintetizar el 40 para la síntesis del compuesto 48. La reacción se controló mediante TLC hasta la conversión completa de 47 a 48 (Rf = 0,29-0,59, DCM : MeOH = 96 : 4). Rendimiento = 88 %.

Ejemplo 9d: Compuesto 49, 1-[w-met¡l-(et¡lenox¡)12-2omet¡l]-2,4-b¡s(et-2-tr¡etox¡s¡l¡l-1-¡l)c¡clopentano. Se aplicó el mismo procedimiento que para la síntesis del 14 para la síntesis del compuesto 49, (99 % de rendimiento), el cual se usó directamente para los experimentos de recubrimiento.

Ejemplo 10: Síntesis del compuesto 51, 1-[w-met¡l-(et¡lenox¡)g-12metM]-3,5-b¡s[(prop-3-tr¡etox¡s¡lM-1-¡l)ox¡]benceno.

Ejemplo 10a: Compuesto 50, 1 -[w-met¡l-(et¡lenox¡)g-i2 ^iTi et¡l]-3 ,5-b¡s[(prop-2 -en-1 -¡l)ox¡]benceno. Se aplicó el mismo procedimiento para s¡ntet¡zar el 29 para la síntes¡s del compuesto 50. Rend¡m¡ento = 88 %. 1H NMR (400 MHz, CDCla): 8 = 6,52 (s, 2H), 6,42 (s, 1H), 6,05 (m, 2H), 5,41 (d, J = 17,17 Hz, 2H), 5,28 (d, J = 10,81 Hz, 2H), 4,51 (m, 6 H), 3,75-3,59 (m, 40H), 3,55 (m, 2H), 3,39 (s, 3H).

Ejemplo 10b: Compuesto 51, 1 -[u>-met¡l-(et¡lenox¡)g-12met¡l]-3 ,5-b¡s[(prop-3-tnetox¡sM¡l-1 -¡l)ox¡]benceno. Se aplicó el mismo procedimiento que para la síntesis del 14 para la síntesis del compuesto 51, (99 % de rendimiento), el cual se usó d¡rectamente para los exper¡mentos de recubr¡m¡ento.

Ejemplo 11: Síntesis del compuesto 54, N,N-b¡s(prop-3-tr¡metox¡s¡l¡l-1 -il)-2 -[u>-met¡l-(et¡lenox¡)8-11]acetam¡da.

Ejemplo 11a: Compuesto 53, ácido 2 -[w-met¡l-(et¡lenox¡)s-11]acét¡co. Se disolvió el compuesto 52 (5 g, 10 mmol) en NaOH acuoso 1 M. Se añadió una solución de permanganato de potasio (3,48 g en 110 mL de H2O) gota a gota. Después de completar la adición, la mezcla de reacción se dejó agitar durante toda la noche. El óxido de manganeso se separó por filtración y el pH de la solución transparente se ajustó a 4 mediante la adición de HCl acuoso 1 M. El agua se evaporó y se añadieron dos pequeñas porciones de tolueno y se evaporó para eliminar la humedad. El producto se disolvió/suspendió en dCm (100 mL), se filtró y se evaporó hasta la sequedad. Rendimiento 3,8 g, 75 %. 1H NMR (400 MHz, CDCla): 8 = 4,19 (s, 2H), 3,67 (m, 33H), 3,39 (s, 3H).

Ejemplo 11b: Compuesto 54, N, N-b¡s(prop-3-tr¡metox¡s¡l¡l-1 -¡l)-2 -[w-met¡l-(et¡lenox¡)s-11]acetam¡da. Una solución del compuesto 53 (3,8 g, 7,5 mmol) y carbonildiimidazol (1,22 g, 7,5 mmol) en THF (50 mL) se calentó a reflujo durante dos horas. Se dejó enfriar la mezcla de reacción y luego se añadió bis(3-tr¡metox¡s¡l¡lprop-1-il)am¡na (2,27 mL, 2,36 g, 7 mmol) y luego se dejó en agitación durante toda la noche. El solvente se evaporó y la NMR reveló el producto 54 deseado más el ¡midazol libre esperado. La mezcla se usó directamente para recubrir nanoestructuras de forma análoga al ejemplo 12 b.

Ejemplo 12:

a) Síntesis de nanoestructuras no recubiertas mediante la polimerización de 1,1-bis(prop-3-tr¡metox¡s¡l¡l-1-il)-1,1-bis(dimetilfosfonato)metano. Un reactor de 5 L con un agitador recubierto con PTFE se rellenó con nitrógeno mediante tres ciclos de vacío/nitrógeno y se esterilizó mediante el ajuste de la temperatura de la chaqueta a 130 °C durante 2 h. La temperatura de la chaqueta se ajustó a 25 grados y el etilenglicol (4 L) y el 1,1 -b¡s(3-trietox¡s¡lilprop-1-¡l)-1,1-bis(dimet¡lfosfonato)metano (165 g, 257 mmol, Mw = 640,8 g/mol) se añadieron. Luego se añadió agua (1,0 L) durante la agitación. La mezcla de reacción se desgasificó mediante tres ciclos de vacío/nitrógeno. La temperatura se elevó a 137 °C durante 2 h, se mantuvo a 137 °C durante 6 h y luego se redujo de nuevo a 25 °C durante 2 h. La mezcla de reacción se puso a reflujo con una temperatura interna de 123 °C. Se usó una bomba peristáltica para hacer circular la solución de reacción a través de un filtro en línea (corte de 0,2 pm) durante 3 h para aclarar la mezcla de reacción. Para caracterizar las nanoestructuras no recubiertas, se tomó una muestra y se lavó para eliminar los residuos de solventes mediante ciclos repetidos de dilución-filtración en un filtro giratorio de 10 kDa. b) Recubrimiento con 1 -[w-metil-(etilenox¡)12-20 met¡l]-3,5-b¡s[(prop-3-trietox¡silil-1-¡l)oxi]benceno. A la mezcla de reacción del ejemplo 12a se le añadió urea (155 g) y la temperatura de la chaqueta se ajustó a 92 °C. El compuesto 6 del ejemplo 1 (98 g, 76 mmol, Mw = 1.283 g/mol) se añadió gota a gota durante 10 h mediante una bomba de jeringa. En un matraz de 50 mL se disolvió M nC h^^O (7,84 g, 39,6 mmol, Fw=197,84) en agua (25 mL). Esta solución se añadió al reactor en una porción. La temperatura de la chaqueta se aumentó a 105 °C y se mantuvo allí durante 96 h.

c) Filtración. La nanoestructura recubierta del ejemplo 12b se pasó primero a través de un filtro en línea (corte de 0,2 |jm) para producir una solución transparente. Luego, la solución prefiltrada se diluyó 20 x con NaCl (ac) al 0,9 % o agua Milli-Q. La ultrafiltración se siguió mediante el uso de un filtro de flujo tangencial con un corte de 50 kDa o 100 kDa (casete Pall Centramate T-Series o Sartorius Vivaflow 200) y se recogió en un casete de 10 kDa (casete Pall Centramate serie T o Sartorius Vivaflow 200). La diafiltración mediante el uso de un filtro de 10 kDa implicó la adición de agua Milli-Q (10 x el volumen de la solución de nanoestructura recubierta) para intercambiar el solvente de la solución de nanoestructura con agua.

d) Caracterización. Se analizaron las siguientes propiedades físicas y químicas de la solución de nanoestructura purificada: (i) Composición química mediante el uso de ICP-OES; Una composición típica es P/Mn=7,6 y Si/P=1,4 (ii) Distribución de tamaño mediante el uso de GPC y DLS; Un valor típico es 5 nm (iii) Estabilidad frente a EDTA: se agrega una cantidad equivalente de EDTA a la cantidad de Mn presente en la nanoestructura, luego se somete a una filtración de 10 kDa y se recolecta y analiza la composición del filtrado mediante ICP-OES, una estabilidad típica El valor es 20 % de E^dT^a(iv) Relaxividad (r-i) de la nanoestructura en agua mediante el uso del Bruker minispec a 1,5 T y 37 °C. Un valor típico es 13,5 /s/mM Mn.

La densidad del recubrimiento Ncubierta/Anúcleo, donde Ncubierta es el número de moles de moléculas de recubrimiento unidas a la nanoestructura y Anúcleo es el área de la nanoestructura sin recubrimiento, se calcula de acuerdo con la fórmula:

^{N cub ierta [ B A} ) ^{dn(¡cieop cut¡ieria}

^{N nÚCleO} 6 ^Mmonómero

donde dnúcleo es el diámetro hidrodinámico de las nanoestructuras sin recubrimiento del Ejemplo 12a medido mediante DLS, pnúcleo es la densidad medida del núcleo (1,7 g/mL=1,7x106 g/m3), A es la relación Si/P medida (mediante ICP-OES) de las nanoestructuras nucleares, B es la relación Si/P medida (mediante ICP-OES) de las nanoestructuras recubiertas y Mmonómero es el peso molecular del monómero después de la polimerización y la hidrólisis parcial. El análisis elemental de una muestra seca del núcleo sugiere una composición de CaH20OgP2Si2 con un peso molecular de los residuos monoméricos de 378 g/mol. Para el ejemplo actual, A se midió en 1,0 y B en 1,67, por lo que la densidad del recubrimiento se calcula en (1,67-1,0) * 5*10'9 m * 1,7*10® g/m3 /(6*378 g/mol)= 2,5 * 10'6 mol/m2 o 1,6 moléculas de recubrimiento/nm2

Ejemplo 13: Síntesis de nanoestructuras recubiertas con a) 1-[w-metil (etilenoxi)9-12metil]-3 ,5-bis(prop-3 -trietoxisilil-1 -il)oxi]benceno, b) N,N-bis(prop-3-trimetoxisilil-1 -il)-2 -[w-metil-(etilenoxi)s-11]acetamida.

a) Se sintetizaron de manera similar al Ejemplo 11 pero con el compuesto 6 cambiado al compuesto 51, nanoestructuras recubiertas con 1 -[w-metil-(etilenoxi)9_12metil]-3 ,5 -bis[(prop-3-trietoxisilil-1 -il)oxi]benceno.

b) Se sintetizaron de manera similar al Ejemplo 11 pero con el compuesto 6 cambiado al compuesto 54, nanoestructuras recubiertas con N,N-bis(prop-3-trimetoxisilil-1 -il)-2 -[w-metil-(etilenoxi)s-11]acetamida.

Ejemplo 14: Síntesis y caracterización de nanoestructuras recubiertas con una serie de silanos. Se preparó una pequeña cantidad de nanoestructuras no recubiertas similares a las del ejemplo 12 a mediante la mezcla de 1,15 g de 1,1-bis(prop-3-trietoxisilil-1-il)-1,1-bis(dimetilfosfonato)metano, etilenglicol (25,5 mL), agua (8 mL) y una solución de M nC h^^O (2,77 mL de una solución de 890 mg de M nC h^^O en 2,9 mL de etilenglicol) en un vial. El vial se selló y se calentó hasta 92 °C durante 24 h.

A una serie de viales de 4 mL se añadieron 0,1 mmol, respectivamente, de los precursores de recubrimiento de la tabla 1, disueltos en 0,8 mL de etilenglicol y 2 mL de la solución anterior de nanoestructuras no recubiertas. Los viales se purgaron con nitrógeno, se sellaron y se calentaron en un calentador/agitador durante 20 h.

Tabla 1. Sumario de resultados de una serie de nanomateriales recubiertos. A= 1-[w-metil-(etilenoxi)i2-2o]-3-(prop-3-trietoxisilil-1-il)-, "Pérdida de recubrimiento" de acuerdo con el procedimiento en el ejemplo 17, "Resistencia al Ca" de acuerdo con el procedimiento del ejemplo 15, nt = no probado.

Ejemplo 15. Agregación inducida por calcio de las nanoestructuras recubiertas. Se añadió volúmenes de nanoestructura a 1 mL de alícuotas de Tris-HCl 10 mM NaCl 150 mM pH 7,4 que contiene CaCh 0, 0,5, 1, 2, 4 y 8 mM en tubos de microcentrífuga de modo que la concentración final de fósforo fuera de 0,5 mM. Las muestras se agitaron con vórtex, se incubaron a temperatura ambiente durante 1 hora y se centrifugaron durante 10 minutos a 12.000 xg. Los sobrenadantes (700 jl) se eliminaron y se analizaron mediante ICP para determinar las concentraciones de fósforo. Las concentraciones de fósforo se normalizaron a la concentración en las muestras correspondientes sin CaCh y representado como '% restante en solución' frente a la concentración de CaCh en la mezcla de reacción. Cuando el 90 % o más permanece en solución, el material se considera robusto contra la agregación inducida por calcio.

Ejemplo 16: Síntesis del compuesto 56, m-PEG-i2-20-OMs.

55 56

Se añadió en un matraz de parte inferior de tres bocas, a una solución de ^ITI -PEG12-20-OH (55) (5,0 g, 6,47 mmol), diisopropiletilamina (1,71 mL, 1,27 g, 9,70 mmol, 1,5 eq) en DCM (65 mL), cloruro de mesilo (0,61 mL, 0,91 g, 7,76 mmol, 1,2 eq) gota a gota a 0 °C. Se dejó calentar la mezcla a temperatura ambiente y se agitó durante toda la noche. Luego se añadió éter dietílico (50 mL) y el precipitado se filtró. El filtrado se evaporó para obtener un aceite amarillo que se purificó por cromatografía flash (DCM: MeOH = 15 : 1 ) para obtener 56 (4,51 g, 5,45 mmol, 84 % de rendimiento) como un aceite incoloro.

Ejemplo 17: Tratamiento térmico. La muestra se trasladó a un matraz de 20 mL y se desgasificó con tres N2-ciclos de vacío y luego se mantuvo bajo N2. La muestra se calentó en un baño de aceite de silicona a 80 °C durante 30 minutos y luego se enfrió a temperatura ambiente. Se retiró una alícuota de referencia (A). La muestra restante se lavó cuatro veces con agua milliQ en un filtro de centrifugación Vivaspin 6 de 10 kDa (Sartorious). Se retiró una alícuota de referencia (B) del retenido. Se analizaron las alícuotas de referencia A y B con ICP-OES. Una muestra estable muestra una relación Si/P sin cambios en la alícuota B en comparación con la alícuota A, y una muestra que pierde el recubrimiento tendrá una relación Si/P más baja.

Ejemplo 18: Carga de manganeso de nanoestructuras recubiertas con N,N-bis (3-trimetoxisililprop-1-il)-2-[u)-metil-(etilenoxi)8-11]acetamida. A 200 mL de la solución cruda de nanoestructuras recubiertas del Ejemplo 13b se le añadió una solución de 0,256 g de MnCh.4 H2O disuelto en 2,56 mL de etilenglicol. El pH se ajustó a 4,07 con NaOH 1 M. Se añadió la solución de manganeso a la reacción. Se extrajo una alícuota A. La reacción se calentó a 100 °C durante 25 h 30 min, después de lo cual la temperatura descendió hasta la temperatura ambiente. Se retiró una alícuota B. Las alícuotas A y B se analizaron con GFC (ver Figura 3) lo cual mostró que cargar las nanoestructuras recubiertas con manganeso (alícuota B) resultó en una disminución drástica en el tiempo de retención lo cual corresponde a un tamaño de nanomaterial aumentado debido a la agregación.

Ejemplo 19 Prueba de una serie de aditivos para el procedimiento de recubrimiento. Los núcleos de nanoestructura se sintetizaron como se describe en la primera parte del ejemplo 14. Se añadieron alícuotas de 4 mL de esta solución a una serie de seis viales. Se purgaron abundantemente con nitrógeno y se colocaron en un agitador calentador a 90 °C. A cada vial se le añadió el aditivo de acuerdo con la tabla 2 y luego 26 mg del compuesto 6, cada dos horas, tres veces, en total 78 mg para cada uno. Después de 12 h, 1 mL de una solución 26,7 mM de MnCl2 en etilenglicol: agua, 80:20. Los viales se calentaron a 100 °C durante 5 días. Las muestras se filtraron a través de un filtro giratorio de 50 kDa y luego se recogieron en un filtro giratorio de 10 kDa y se lavaron con 5 porciones de agua y el rendimiento se determinó mediante análisis ICP y estabilidad de Mn mediante la medición de la relaxividad en presencia de cantidades en aumento de EDTA.

Tabla 2. Sumario del efecto de diferentes aditivos sobre el recubrimiento de nanoestructuras.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un compuesto químico que comprende un núcleo aromático, o un núcleo carbocíclico, no aromático, en el que el núcleo aromático es un anillo de benceno o un bifenilo; el núcleo carbocíclico no aromático es un anillo de 5 a 7 miembros; y

el núcleo tiene unido covalentemente al mismo:

- al menos dos grupos de anclaje, cada grupo de anclaje comprende un grupo de silano activado; en el que los grupos de anclaje tienen la siguiente fórmula general -A-(CH2)nSiY3 en la que A es un enlace covalente u O, "n" es un número entero de 1 a 3, y Y es independientemente un grupo metoxi o un grupo etoxi; y

- al menos un grupo hidrófilo que se extiende desde el núcleo, el grupo hidrófilo comprende uno o más residuos de polímeros hidrófilos con una composición molecular de (aO+bN)/(cC+dS+eSi+fP) > 0,3 donde a, b, c, d, e y f son el porcentaje molar de oxígeno (O), nitrógeno (N), carbono (C), azufre (S), silicio (Si) y fósforo (P), respectivamente, en el que el(los) residuo(s) de polímero(s) hidrófilo(s) se selecciona(n), independientemente entre sí si más de un grupo hidrófilo está presente -(O-CH2-CH2)m-OX, en el que X es CH3 o H, y "m" es un número entero de 6 a 25;

- en el que el número de grupos hidrófilos que se extienden desde el núcleo es desde uno hasta el número de estructuras de anillo en el núcleo.

2. El compuesto químico de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el núcleo aromático es un anillo de benceno, que tiene la fórmula general 1,

en la que

A1 y A2 se seleccionan independientemente del grupo que consiste en un enlace covalente u O;

"n1" es un número entero de 1 a 3;

"n2" es un número entero de 1 a 3;

R1 a R6 se seleccionan independientemente de un grupo metoxi y un grupo etoxi;

"m" es un número entero de 6 a 25; y

X es metilo.

3. El compuesto químico de acuerdo con la reivindicación 2, en el que A1 y A2 son O "n1" es 3, "n2" es 3, R1 a R6 son etoxi y X es metilo.

4. El compuesto químico de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, en el que el núcleo aromático es un anillo de

- A1 y A2 son O;

- "n1" es 3;

- "n2" es 3;

- R1 a R6 se seleccionan independientemente de un grupo metoxi y un grupo etoxi;

- "m" es un número entero de 12 a 20; y

- X es metilo.

5. El compuesto químico de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, en el que el núcleo aromático es un anillo de benceno, que tiene la fórmula general 1,

Fórmula 1

en la que

- A1 y A2 son un enlace covalente;

- "n1" es 2;

- "n2" es 2;

- "m" es un número entero de 12 a 20; y

- X es metilo.

6. Una composición que comprende un compuesto químico de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5 y un portador.

7. Una nanoestructura recubierta que comprende residuos de los compuestos químicos de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5 o de un compuesto químico que comprende un núcleo aromático, o un núcleo carbocíclico, no aromático, y;

el núcleo tiene unido covalentemente al mismo:

- al menos dos grupos de anclaje, cada grupo de anclaje comprende un grupo de silano activado; y - al menos un grupo hidrófilo que se extiende desde el núcleo, el grupo hidrófilo comprende uno o más residuos de polímeros hidrófilos con una composición molecular de (aO+bN)/(cC+dS+eSi+fP) > 0,3 donde a, b, c, d, e y f son el porcentaje molar de oxígeno (O), nitrógeno (N), carbono (C), azufre (S), silicio (Si) y fósforo (P), respectivamente;

en el que el número de grupos hidrófilos que se extienden desde el núcleo es desde uno hasta el número de estructuras de anillo en el núcleo;

en el que uno o ambos de los silanos activados en cada uno de los compuestos químicos, se han enlazado covalentemente a la superficie del núcleo de la nanoestructura.

8. La nanoestructura recubierta de acuerdo con la reivindicación 7, en la que la nanoestructura comprende una armazón polimérica que comprende, o está adornada con, al menos cinco grupos bisfosfonato geminales que tienen la fórmula general -P=O(OR11)(OR12), en la que R11 y R12 se seleccionan independientemente de una carga negativa, H, un grupo alquilo y un grupo arilo, en la que la armazón polimérica comprende además residuos monoméricos que contienen un grupo bisfosfonato geminal y dos grupos organo-oxisilano.

9. La nanoestructura recubierta de acuerdo con la reivindicación 7 u 8, en la que la nanoestructura recubierta tiene un diámetro hidrodinámico de 4 a 8 nm.

10. La nanoestructura recubierta de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 7 a 9, que comprende además un ion manganeso (II) o gadolinio (III).

11. La nanoestructura recubierta de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 7 a 9, que comprende además un radionucleido para formación de imágenes y/o radioterapia.

12. Una nanoestructura recubierta de acuerdo con la reivindicación 10 o una composición que comprende la nanoestructura recubierta de acuerdo con la reivindicación 10, para su uso como agente de contraste para MRI.

13. Una nanoestructura recubierta de acuerdo con la reivindicación 11 o una composición que comprende la nanoestructura recubierta de acuerdo con la reivindicación 11, para su uso en imágenes de PET y/o SPECT o en radioterapia.

14. Una composición que comprende nanoestructuras de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 7 a 11 y un portador.

15. Un procedimiento para obtener la nanoestructura recubierta de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 7 a 11 que comprende las etapas de

- proporcionar un núcleo de nanoestructura de una armazón polimérica que comprende grupos bisfosfonato geminales; y

- poner en contacto dicho núcleo de nanoestructura con al menos uno de los compuestos químicos de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6 en un solvente, preferentemente un solvente acuoso.

16. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 15, en el que el procedimiento se realiza en presencia de urea a una concentración de 0,1-1 M.