HU219880B - Mono-3,6-anhidro-ciklodextrinek alkalmazása a hidrofób vegyületek oldhatóvá tételére és enantiomerek tisztaságának ellenőrzésére, valamint eljárás ilyen ciklodextrinek előállítására - Google Patents

Abstract

A találmány mono-3,6-anhidro-ciklodextrin-származékok alkalmazásáravonatkozik hidrofób vegyületek oldhatóvá tételére és egy enantiomertisztaságának ellenőrzésére. A mono-3,6-anhidro-ciklodextrin az (I)általános képlettel jellemezhető, a képletben n értéke 5, 6 vagy 7,előnyösen 6. A hidrofób vegyület egy szteroid, mint példáulprednizolon lehet. A vegyületeket úgy állítják elő, hogy egy (II)képletű monotozil-ciklodextrin-származékot – a képletben R jelentésetozilcsoport és n értéke 5, 6 vagy 7 – lítium-oxiddal reagáltatnakvizes közegben. ŕ

Description

A jelen találmány vizes közegben hidrofób kémiai vegyületek, különösen gyógyászatilag aktív molekulák oldhatóvá tételéhez alkalmas ciklodextrinszármazékok felhasználására vonatkozik ezeknek a molekuláknak a ciklodextrinszármazékokba zárása által.

A ciklodextrinek vagy ciklomalto-oligoszacharidok természetes eredetű vegyületek, amelyek hat, hét vagy nyolc glükózegység a-1,4 kötésekkel történő összekapcsolódásával képződnek.

Számos közlemény számol be arról, hogy ezek a ciklodextrinek hidrofób molekulákkal zárványkomplexet képeznek és ez lehetővé teszi ezeknek a molekuláknak vizes közegben való oldódását. Számos szabadalmi bejelentésben javasolják ennek a jelenségnek a hasznosítását főleg a gyógyszeripar területén, amint azt D. Duchéne írja a „Cyclodextrins and their industrial uses” című munkájában a 6. fejezet 213-257. oldalain (Editions de Santé, 1987). Japánban és Olaszországban és újabban Franciaországban is forgalmaztak olyan gyógyászati termékeket, például a Pierre Fabre Medicament által forgalomba hozott Brexin®-t, amely Piroxicam β-ciklodextrinnel képzett zárványkomplexe.

A felhasználható ciklodextrinek közül a β-ciklodextrin - ami 7 glükózegységet tartalmaz - a legmegfelelőbb az üreg nagyságának szempontjából, és ez a legolcsóbb is a három közül, de alkalmazásánál problémák merülnek fel, mert kevésbé oldódik, mint a többi ciklodextrin, és hemolitikus tulajdonsága van.

A β-ciklodextrin tulajdonságainak javításához kémiai módosítással próbálkoztak, hogy alkalmasabb legyen. Néhány megoldást kipróbáltak, melyek később metilszármazékok és hidroxi-alkil-származékok alkalmazásához vezettek.

A metilszármazékok sokkal jobban oldhatók, mint az eredeti ciklodextrinek, és alkalmasak hidrofób szerves vegyületek oldhatóvá tételére, főleg a 2,6-dimetilβ-ciklodextrin. Azonban ezek a metilszármazékok, leszámítva azt, hogy nehéz tisztán előállítani őket, felhasználhatatlanok gyógyászati célokra, főleg injekció formában, erőteljes hemolitikus tulajdonságuk miatt.

A hidroxi-alkil-származékok, főleg Janssen által kifejlesztettek, például a hidroxi-propil-ciklodextrinek nagyon jól oldódnak vízben és csak enyhe hemolitikus tulajdonsággal bírnak. Alkalmazásuk azonban nehéz kémiailag heterogén voltuk miatt. Ráadásul szubsztitúciók gátolhatják a zárványkomplexek kialakulását szterikus gátlás által, és gyógyászati célokra eddig nem is használták ezeket a származékokat.

A jelen találmány különösen más ciklodextrinszármazékok alkalmazására vonatkozik hidrofób kémiai vegyületek oldhatóvá tételéhez, és ez lehetővé teszi a fenti hátrányok elkerülését.

A találmány a ciklodextrinszármazékok új előállítási eljárására is vonatkozik, amely nagyon tiszta terméket eredményez anélkül, hogy munkaigényes tisztítási lépéseket kellene végezni.

A találmány szerinti, a hidrofób vegyületek vizes közegben való oldhatóvá tételére szolgáló eljárás abból áll, hogy a hidrofób vegyületet (I) általános képletű mono-3,6-anhidro-ciklodextrinnel egyesítjük - a képletben n értéke 5, 6 vagy 7 - oldható zárványkomplex előállítása érdekében.

Ebben az eljárásban a fenti képlettel jellemezhető monoanhidro-ciklodextrin-származék felhasználása az oldhatóság, a stabilitás és a bioalkalmazhatóság javítása szempontjából előnyös és a hidrofób vegyületek különféle alkalmazási formáira ad lehetőséget különösen gyógyászatilag aktív molekulák esetében.

Különösen ezen vegyületek vízben való oldhatósága nagyon fontos és főként a kiindulási ciklodextriné, különös tekintettel a β-ciklodextrinre. Ezenfelül ezek a ciklodextrinszármazékok lényegesen gyengébb hemolitikus karakterrel bírnak, mint a kiindulási ciklodextrinek. Ezek a ciklodextrinszármazékok izomerelegyek egyes izormetjeihez különböző affinitással is rendelkeznek, ennélfogva használhatók kromatográfián alapuló izomerelválasztási eljárásokban. Ezek a származékok az enantiomerek tisztasági vizsgálatát is lehetővé teszik, mivel a racém királis vegyületekkel képzett zárványkomplexek a mágnesesmag-rezonanciaspektrometriában minden enantiomer jellemző szignáljának elkülönülése jól megfigyelhető.

A találmány szerint előnyben részesítjük a β-ciklodextrin monoanhidroszármazékának alkalmazását, azaz az (I) általános képletű vegyületet, amelyben n értéke 6. Bár lehetséges α-származékok (n=5) és γ-származékok (4=7) alkalmazása is.

A hidrofób kémiai vegyületek, amelyek vizes közegben, oldhatóvá tehetők ezen ciklodextrinek segítségével, különböző típusúak lehetnek.

Ilyen vegyületekre példaképpen utalhatunk a kozmetikai termékekre, vitaminokra, gyógyászatilag aktív molekulákra, mint amilyeneket D. Duchéne ismertet „Cyclodextrins and their industrial uses” című munkájában, a 6. fejezet 213-257. oldalain (Edition de Santé, 1987). Előnyösen a jelen találmányban a hidrofób kémiai vegyület egy gyógyászatilag aktív molekula. Ilyen molekulákra példaképp utalhatunk a szteroidokra, például a prednizolonra, epilepsziaellenes ágensekre, mint például a karbamazepinre és rákellenes ágensekre.

A találmány szerint alkalmazott (I) általános képletű vegyületeket a Chemistry Letters pp. 543-546. 1988. által leírt eljárással állíthatjuk elő a megfelelő monotozilszármazék és szóda vizes oldatának reagáltatásával. A reakció után a monoanhidroszármazékot tiszta állapotban izolálhatjuk nagynyomású folyadékkromatográfiás tisztítás segítségével a melléktermékek és sók eltávolítása céljából.

Továbbá a találmány szerint ezen származékok egyszerűbb eljárással is előállíthatok, amely lehetővé teszi a tisztítási lépések elkerülését.

A találmány kiterjed az (I) képletű mono-3,6-anhidro-ciklodextrin előállítására is - a képletben n értéke 5, 6 vagy 7 - amely szerint egy (II) általános képletű - a képletben R jelentése tozilcsoport, n értéke 5, 6 vagy 7 - monotozil-ciklodextrin-származékot vizes közegben lítium-oxiddal reagáltatunk. A lítium-oxid szóda helyetti használata lehetővé teszi, hogy sokkal könnyebben állítsuk elő a monoanhidro-ciklodextrin2

HU 219 880 Β származékot, és a reakcióelegytől való elválasztása is jobb feltételek közt valósítható meg. Az elválasztást a reakcióközeg megsavanyítása utáni csapadékképzéssel valósítjuk meg. A lecsapási lépéseket megismételjük és így tiszta állapotban izolálhatjuk a ciklodextrinszármazékot anélkül, hogy szükség lenne további kromatográfián alapuló tisztítási lépésre. A lecsapást úgy valósíthatjuk meg, hogy a vizes közeget megsavanyítás után egy szerves oldószerhez, így például acetonhoz öntjük és a képződött csapadékot centrifugálással elválasztjuk. Ez lehetővé teszi a szerves oldószerben oldódó összes kénsavszármazék, valamint a sók eltávolítását, mivel a lítium-klorid oldható szerves oldószerben, így például acetonban.

A találmány kiterjed az (I) általános képletű mono3,6-anhidro-ciklodextrin hidrofób kémiai vegyülettel, különösen gyógyászatilag aktív molekulával képzett zárványkomplexeire is. Ez a zárványkomplex szokásos eljárással állítható elő, például oly módon, hogy az alkalmazott mono-3,6-anhidro-ciklodextrin oldatához vagy szuszpenziójához a hidrofób vegyület megfelelő szerves oldószerrel, például acetonnal készült oldatát adjuk. Ezután lehetővé válik a képződött zárványkomplex liofílizációval történő elkülönítése.

Ezek a gyógyászatilag aktív molekulákkal képzett zárványkomplexek különösen gyógyászati készítményekben használhatók, amelyek gyógyászatilag elfogadható hordozót is tartalmaznak. Ezek a gyógyászati készítmények, amelyek orálisan vagy parenterálisan alkalmazhatók, például oldatok, porok, szuszpenziók stb. és különösen injekciós oldatok formájában vannak.

Mint fent említettük, az (I) képletű mono-3,6-anhidro-ciklodextrinnel és racém királis vegyületekkel képzett zárványkomplexek azzal az értékes tulajdonsággal rendelkeznek, hogy az egyes enantiomerekből származójelek elkülöníthetők a mágnesesmag-rezonanciavizsgálatokban.

A találmány kiterjed egy szerves vegyület enantiomerje tisztaságának ellenőrzésére szolgáló eljárásra is, amely abból áll, hogy az enantiomert egyesítik egy (I) általános képletű mono-3,6-anhidro-ciklodextrinnel az adott enantiomer zárványkomplexének képzése végett és a kapott komplexet mágnesesmag-rezonanciaspektrometriás mérésnek vetik alá abból a célból, hogy más enantiomerek lehetséges jelenlétét a spektrumban kimutassák.

A találmány kromatográfia segítségével történő izomerelválasztási eljárásra is vonatkozik, amely abból áll, hogy az izomerek keverékét szilárd kromatográfiai töltettel ellátott oszlopon keringtetjük, a töltethez kovalens kötéssel kapcsolódik a találmány szerinti (I) általános képletű mono-3,6-anhidro-ciklodextrin, és az izomereket külön összegyűjtjük az oszlopból való kilépésnél.

Az alkalmazott kromatográfiás töltet oldhatatlan polimerből vagy szilícium-oxid mikrorészecskéiből állhat. Az oldhatatlan polimer különösen Sephadex® típusú agaróz vagy poliszacharid lehet.

A találmány szerinti ciklodextrinek kémiai ojtása a kromatográfiás töltethez kapcsoló reagens mint például epiklórhidrin segítségével valósítható meg, amely biztosítja a kapcsolatot a ciklodextrin OH csoportja és a kromatográfiai töltet OH csoportja között.

A találmány szerinti ciklodextrinek azon tulajdonsága, hogy az egyes izomerekhez különböző az affinitása, lehetővé teszi ezek kromatográfia segítségével történő elválasztását. Az izomerek lehetnek optikai izomerek, helyzeti izomerek és diasztereoizomerek.

A találmány más jellegzetességei és előnyei az alábbi illusztráló és nem korlátozó jellegű példákból és a csatolt rajzokból láthatók:

1. ábra: mono-3,6-anhidro-ciklomalto-heptaóz és dotiepin racém keveréke zárványkomplexének mágnesesmag-rezonanciaspektruma.

2. ábra: az 1. ábrán lévő spektrum nagyított részlete.

1. példa

Mono-3,6-anhidro-ciklomalto-heptaóz előállítása

A találmány szerinti szintézis megvalósításához először a mono-6-tozil-dezoxi-ciklomalto-heptaózt állítjuk elő p-toluolszulfonil-klorid és β-ciklodextrin vizes közegben való reagáltatásával.

g (52,8 mmol) ciklomalto-heptaózt 500 ml desztillált vízben szuszpendálunk. Cseppenként 5 perc leforgása alatt 6,57 g (164 mmol) nátrium-hidroxid 20 ml vízzel készült oldatát adjuk a szuszpenzióhoz erőteljes mágneses keverés közben. A kapott tiszta oldathoz 10,08 g (52,9 mmol) p-toluolszulfonil-klorid (tozil-klorid) 30 ml acetonitrillel készült oldatát adjuk 10 perc alatt cseppenként. Két órai, szobahőmérsékleten végzett kevertetés után a képződött csapadékot szűréssel elkülönítjük és a szűrletet 48 órán át 4 °C-on tartjuk. A csapadékot vákuumszűréssel elkülönítjük, 50 ml jeges vízzel mossuk és azonnal átkristályosítjuk forró vízből. Egy éjszakán át 4 °C-on tartjuk és a csapadékot szűrjük és vákuumban szárítjuk 30 °C-on. 7,5 g (12%) tiszta vegyületet kapunk, amely az előírásoknak megfelelő.

A kapott 6-tozil-6-dezoxi-ciklomalto-heptaózból 100 mg-ot 10 ml 1 mólos vizes LiOH-oldatban feloldunk. Az oldódás azonnal végbemegy. Az oldatot 40 °C-on tartjuk 15 órán át és 1 mólos sósavval megsavanyítjuk körülbelül pH=3 értékig. Az oldatot ezután cseppenként, kevertetés mellett 20 ml tiszta acetonba öntjük. Üvegszerű csapadék képződik, amelyet centrifugálással (6000 fordulat/perc, 10 percen át) elkülönítünk és a csapadékot 0,5 ml vízben újra feloldjuk. A lecsapást megismételjük, és a maradékot újra elválasztjuk centrifugálással, majd ezt követően újra feloldjuk és liofilizáljuk. A kapott termék szerkezetét mágnesesmagrezonanciavizsgálatokkal igazoljuk és az ily módon kapott spektrumjellemzők egyeznek a Chemistry Letters 543-546. (1988) oldalain megadottakkal.

A kapott vegyület oldhatósága vízben 520 g/1 25 °C-on, azaz majdnem harmincszorosa az eredeti ciklodextrinének, ami 18 g/1. Ez az oldhatóság legalább kétszerese az a- és γ-ciklodextrinének is.

Ennek a származéknak a hemolitikus tulajdonságait vizsgáltuk oly módon, hogy 0,4 ml humán eritrocita szuszpenzióját és e származék 5 mmol/1 koncentrációjú

HU 219 880 Β oldatát pH=7,4 érték mellett 37 °C-on 30 percen át érintkeztettük. Ezen feltételek mellett 0% hemolízist észleltünk, míg a β-ciklodextrin-hemolízis százalékos értéke azonos feltételek mellett 50%.

2. példa

Mono-3,6-anhidro-malto-heptaóz és prednizolon zárványkomplexének előállítása

Az (A) képletű prednizolon oldhatósága vízben nagyon alacsony (0,25 mg/ml 25 °C-on, azaz 0,7 mol/1).

pmol 1. példa szerint előállított mono-3,6-anhidro-ciklomalto-heptaózt feloldunk 1 ml tiszta, vízben (pirogénmentes víz injekciós oldatokhoz) és 5 pmol prednizolont adunk hozzá 50 mmol/1 koncentrációjú acetonos oldat formájában. Az acetont nitrogén átbuborékoltatásával eltávolítjuk és az oldatot liofilizáljuk.

A maradék szilárd anyagot, amely 10 pmol ciklodextrinszármazékot és 5 pmol prednizolont tartalmaz, minimális mennyiségű vízben újra feloldjuk 25 °C-on. Ez a minimum 50 mikroliter víznek felel meg, ami azt jelzi, hogy az adott ciklodextrinszármazék 200 mmol/1 koncentrációja jelenlétében a prednizolon maximális oldhatósága 100 mmol/1. Ugyanilyen körülmények között a β-ciklodextrin csak 9 mmol/1 prednizolon oldódását teszi lehetővé. így az említett ciklodextrin monoanhidroszármazékával sokkal jobb eredményt kaptunk.

3. példa

Mono-3,6-anhidro-ciklomalto-heptaóz racém keverék formában lévő dotiepinnel képzett zárványkomplexének előállítása

A dotiepin a (B) képletnek felel meg. Ez a molekula optikailag aktív, mivel az aromás rész síkjában nincs szimmetria, és a kereskedelmi vegyület racém termék.

Ennek a racém vegyületnek a zárványkomplexét képezzük oly módon, hogy 5 mmol/1 dotiepin hidrokloridból és 10 mmol/1 mono-3,6-anhidro-ciklomalto-heptaózból vizes oldatot készítünk. Az oldatot mágnesesmag-rezonanciaspektrometriás méréssel vizsgáltuk 500 MHz és 298 K értékeknél. A kapott spektrumot az

1. és 2. ábrán mutatjuk be.

Az 1. ábra a teljes spektrumot mutatja, a 2. ábra nagyobb skálán mutatja az 1. ábrának azt a részét, amely a két enantiomer jelének felel meg.

A 2. ábrán látható, hogy a vinilcsoport protonjainak jelei jól elkülönülnek, 0,2 ppm értéket érnek el, míg az ugyanilyen körülmények között alkalmazott β-ciklodextrin esetében ez csak 0,03 ppm. így a találmány szerinti ciklodextrinszármazékok alkalmazhatók királis reagensként egy enantiomer tisztasági fokának megállapítására.

Claims (13)

1. Eljárás (I) általános képletű mono-3,6-anhidrociklodextrin - a képletben n értéke 5, 6 vagy 7 - előállítására, azzal jellemezve, hogy egy (II) általános képletű monotozil-ciklodextrin-származékot - a képletben R jelentése tozilcsoport és n értéke 5, 6 vagy 7 - lítium-oxiddal reagáltatunk vizes közegben.

2. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a mono-3,6-anhidro-ciklodextrint a reakcióközegből lecsapással különítjük el.

3. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy n értéke 6.

4. Eljárás hidrofób vegyületek vizes közegben való oldhatóvá tételére, azzal jellemezve, hogy a hidrofób kémiai vegyületet (I) általános képletű mono-3,6-anhidro-ciklodextrinnel - a képletben n értéke 5, 6 vagy 7 egyesítjük vízoldható zárványkomplex képzésére.

5. (I) általános képletű mono-3,6-anhidro-ciklodextrin - a képletben n értéke 5, 6 vagy 7 - zárványkomplexe egy hidrofób kémiai vegyülettel.

6. Az 5. igénypont szerinti zárványkomplex, azzal jellemezve, hogy n értéke 6.

7. Az 5. vagy 6. igénypont szerinti zárványkomplex, azzal jellemezve, hogy a kémiai vegyület egy gyógyászatilag aktív molekula.

8. A 7. igénypont szerinti zárványkomplex, azzal jellemezve, hogy a gyógyászatilag aktív molekula prednizolon.

9. Gyógyászati készítmény, azzal jellemezve, hogy az 5-8. igénypontok szerinti ciklodextrin zárványkomplexet és gyógyászatilag elfogadható hordozóanyagot tartalmaz.

10. Eljárás szerves vegyület enantiomerje tisztaságának ellenőrzésére, azzal jellemezve, hogy az említett enantiomert (I) általános képletű - a képletben n értéke 5, 6 vagy 7 - mono-3,6-anhidro-ciklodextrinnel egyesítjük zárványkomplex képzése végett és a kapott komplexet mágnesesmag-rezonanciaspektrometriás vizsgálatnak vetjük alá más enantiomerek lehetséges jelenlétének detektálására.

11. A 10. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy n értéke 6.

12. A 10. vagy 11. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a szerves vegyület a dotiepin.

13. Eljárás izomerek kromatográfiával történő elválasztására, azzal jellemezve, hogy az izomerek keverékét tartalmazó oldatot olyan oszlopon cirkuláltatjuk, amelynek szilárd kromatográfiás töltetéhez kovalensen kötött (I) általános képletű mono-3,6-anhidro-ciklodextrin kapcsolódik - a képletben n értéke 5, 6 vagy 7 - és az oszlopból való kilépésnél az izomereket szeparáltan összegyűjtjük.