JP3604390B2 - 疎水性化合物を溶解するためおよびエナンチオマの純度を照査するためのモノ−３，６−アンヒドロシクロデキストリンの使用およびこれらのシクロデキストリンの調製方法 - Google Patents

Description

開示
本発明は、水性媒体中に、特に薬学的に活性な分子等の疎水性化合物を、シクロデキストリン誘導体に包接することによって溶解するための、シクロデキストリン誘導体の使用に関する。
シクロデキストリン類またはシクロマルトオリゴ糖類は、α−1,4に結合する６、７、または８グルコースユニットの結合によって形成される天然由来の化合物である。これらシクロデキストリン類が疎水性分子と包接複合体を形成可能であることは、多くの研究から示されている。たとえば、文献:D.Duchene,"Cyclodextrins and their industrial uses",chapter 6,pp213−257,Editions de Sante,1987に記載されているように、特に薬学分野において上記現象を利用することが多く提案されている。シクロデキストリン類を使用した薬学的組成物は日本およびイタリアで販売されており、近年フランスでも、β−シクロデキストリンにおけるピロキシカムの包接複合体である"Brexin^(R)"が"Pierre Fabre Medicament"社から販売されている。
使用可能なシクロデキストリン類としては、７グルコースユニットを有するβ−シクロデキストリンが、空隙のサイズからすると最も適当であり、３つの中で最も安価であるが、他のシクロデキストリン類よりも溶解性が乏しく、溶血性があるため、その使用には問題が生じるものである。
β−シクロデキストリンをより適当なものにするために、β−シクロデキストリンを化学変性して性質を改善することが考えられており、いくつかの解決策が工夫されており、メチル誘導体またはヒドロキシアルキル誘導体を使用するものである。
メチル誘導体は元のシクロデキストリンよりも溶解性が向上し、特に2,6−ジメチル−β−シクロデキストリンの場合には、疎水性有機化合物の溶解特性が良好である。しかしながら、これらのメチル誘導体は、精製状態で得ることが困難であることは別として、溶血性のために、薬学的適用、特に注入形態では使用不可能である。
ヒドロキシアルキル誘導体、特にジャンセンにより開発されたヒドロキシプロピル−シクロデキストリン類は、水に対して高い溶解性を有し、幾分溶血性であるのみである。しかしながら、極度の化学的異質性のため、使用は困難である。さらに置換は、立体障害により、包接複合体の形成には限界があり、薬学的適用は今のところ行われていない。
本発明は特に、疎水性化合物を溶解するための、上記欠点のない他のシクロデキストリン誘導体の使用に関する。本発明はさらに、実験室レベルでの精製工程を必要とすることなく、非常に純粋な精製物を製造する、シクロデキストリン誘導体の新規な調製方法に関する。
本発明によれば、水溶性包接複合体を形成するために、疎水性化合物と、式：

（式中、ｎは５、６、または７である）
で表わされるモノ−3,6−アンヒドロシクロデキストリンとを組み合わせることからなる、水性媒体における疎水性化合物の溶解方法が提供される。
この方法における前記式で表わされるモノアンヒドロシクロデキストリン誘導体の使用によって、特に薬学的活性分子等の疎水性化合物の種々の投与形態において、その溶解性、安定性、およびバイオベイラビリティを向上する優位性を有する。
特に、上記誘導体の水溶性は良好であり、元のシクロデキストリン、特にβ−シクロデキストリンと比較すると非常に優れている。さらに、これらのシクロデキストリン誘導体は元のシクロデキストリンよりもより弱い溶血特性を有しており、異性体の混合物の各異性体に対して異なった親和性を有しており、クロマトグラフィーベースの異性体分離方法に使用可能である。ラセミのキラル化合物で形成された包接複合体は、NMR（核磁気共鳴）スペクトルにおいて、各エナンチオマの特性シグナルで容易に観察分離可能であるため、エナンチオマの純度照査を容易に行うことができる。
好ましくは、本発明によれば、β−シクロデキストリンのモノアンヒドロ誘導体が使用され、すなわち式（Ｉ）においてｎが６であるものである。しかしながら、α−シクロデキストリン（ｎ＝５）およびγ−シクロデキストリン（ｎ＝７）の誘導体も使用可能である。
これらのシクロデキストリン類によって水性媒体で溶解可能となる疎水性化合物としては、種々のタイプのものが挙げられる。
このような化合物の例は、化粧品製品、ビタミン類、および薬学的に活性な分子、たとえば文献:D.Duchene,Cyclodextrins and their industrial uses",chapter 6,pp213〜257,Editions de Sante,1987に記載されているようなものである。
好ましくは、本発明では、疎水性化合物は薬学的に活性な分子である。
このような分子の例としては、たとえばステロイド類、たとえばプレドニソロン、抗てんかん剤、たとえばカルバマゼピン、および抗ガン剤が挙げられる。
本発明において使用される式（Ｉ）で表わされるシクロデキストリン誘導体は、文献:"Chemistry Letters,pp543−546,1988"に記載の方法で、相当するモノトシル誘導体をソーダ水溶液と反応させることによって調製可能である。この反応後、副生成物および塩を除去するために、高性能液体クロマトグラフィ精製によって、純粋なモノアンヒドロ誘導体を単離可能である。
さらに本発明によれば、好ましは、これらの精製工程を除去可能なより簡単な方法での上記誘導体が生成される。
本発明はまた、式：

（式中、ｎは５、６、または７である）
で表わされるモノ−3,6−アンヒドロシクロデキストリンの調製方法であって、水性媒体において、式：

（式中、Ｒはトシル基であり、ｎは５、６、または７である）
で表わされるモノトシルシクロデキストリン誘導体を、リチア（lithia）と反応させる方法に関する。
ソーダの代わりにリチアを使用すると、モノアンヒドロシクロデキストリン誘導体をより容易に得ることが可能となり、より良好な条件下で反応媒体からそれを分離することが可能となる。
この分離は、反応媒体を酸性化した後に沈殿させ、この沈殿工程を繰り返すことによって行うことが可能であり、補足的なクロマトグラフィベースの精製工程を行う必要なく、純粋な状態のシクロデキストリン誘導体を単離可能である。
沈殿は、酸性化した後に水性媒体をアセトンなどの有機溶媒に添加し、次いで遠心分離によって形成された沈殿を分離することによって行われるものである。これによって、塩化リチウムがアセトン等の有機溶媒中に溶解可能であるため、有機溶媒に溶解可能な全てのスルホン酸誘導体と塩類が除去可能となる。
本発明はまた、特に薬学的な活性分子である疎水性化合物と、式（Ｉ）で表わされるモノ−3,6−アンヒドロシクロデキストリンとの包接複合体に関する。
これらの包接複合体は常法にしたがって調製可能であり、適当な有機溶媒、たとえばアセトンにおける疎水性化合物の溶液をモノ−3,6−アンヒドロシクロデキストリンの溶液または懸濁液に添加することにより調製可能である。次いで、形成された包接複合体を凍結乾燥によって単離可能である。
これらの包接複合体は、薬学的に活性な分子とともに製剤にされる場合には、特に薬学的に許容されるビヒクルも含有する薬学的組成物として使用可能である。
これらの薬学的組成物は、経口または非経口で投与可能であり、たとえば溶液、粉末、懸濁液等、特に注入可能な溶液の形態である。
上記したように、ラセミ、キラル化合物と式（Ｉ）のモノ−3,6−アンヒドロシクロデキストリンとの包接複合体は、核磁気共鳴において各エナンチオマのシグナルを分離する特性を有している。
本発明はまた、有機化合物のエナンチオマの純度を照査する方法であって、前記エナンチオマの包接複合体を形成するために、前記エナンチオマを、式（Ｉ）で表わされるモノ−3,6−アンヒドロシクロデキストリンと組み合わせ、次いで、他のエナンチオマの存在を検出するために得られた複合体を核磁気共鳴測定することからなる方法に関する。
本発明はまた、クロマトグラフィによる異性体の分離方法であって、式（Ｉ）で表わされるモノ−3,6−アンヒドロシクロデキストリンに共有結合した固体クロマトグラフサポートが充填されたカラムに、異性体の混合物を循環させ、カラムの出口で各異性体を収集することからなることを特徴とする分離方法に関する。
使用されたクロマトグラフサポートは、不溶性ポリマまたはシリカの微粒子から形成可能である。不溶性ポリマは特に、アガローズおよび"Sephadex^(R)"タイプの多糖であってもよい。
本発明によるシクロデキストリンのクロマトグラフサポートへの化学グラフトは、シクロデキストリンのOH基とクロマトグラフサポートのOH基とのカップリングを確かにするエピクロロヒドリンなどのカップリング剤によって行うことが可能である。
各異性体での異なった親和性を有する本発明によるシクロデキストリンの特性によって、クロマトグラフィで良好な分離が可能となる。異性体は光学異性体、位置異性体、またはジアステレオアイソマであってもよい。
本発明の他の特徴および優位点は、図面とともに以下の具体的な実施例から明らかとなるであろう。ただし、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
図1:ドチエピン（dothiepin）のラセミ混合物とモノ−3,6−アンヒドロシクロデキストリンとの包接複合体の核磁気共鳴スペクトルの図である。
図2:図１のスペクトルの一部拡大図である。
実施例1:モノ−3,6−アンヒドロシクロマルトヘプタオースの調製
本発明の方法による合成を行うために、まず、水性媒体において、β−シクロデキストリンにｐ−トルエンスルホニルクロリドを作用させることによって、モノ−６−トシル−デオキシ−シクロマルトヘプタオースの調製を行う。
60gのシクロヘプタオース（52.8mmol）を500mlの蒸留水に懸濁する。20mlの水に溶解した6.57gのカセイソーダ（164mmol）を、激しくマグネティックスターラを用いて撹拌しながら５分間かけて滴下する。得られた透明な溶液に、30mlのアセトニトリルにおける10.08gのトシルクロリド（52.9mmol）を、10分間かけて滴下する。周囲温度で２時間撹拌した後、生成した沈殿をろかにより除去し、ろ液を４℃で48時間保持する。沈殿を真空ろかで単離し、50mlの氷水で洗浄して、沸騰水で再結晶する。４℃で１夜放置後、沈殿をろかし、30℃で真空乾燥したところ、純粋な表題化合物が7.5g（12％）得られる。
100mgの先に得られた６−トシル−６−デオキシシクロマルトヘプタオースを10mlの1MのLiOH水溶液に溶解する。溶解は直ぐに行われる。該溶液を40℃で15時間保持し、次いで1MのHClを用いて約３のpHまで酸性にする。この溶液を次いで、20mlの純粋なアセトンに撹拌しながら滴下する。ガラス状の沈殿が形成され、遠心分離（600rpm、10分）によって分離する。この沈殿を0.5mlの水に溶解する。上記沈殿工程を繰り返し、残さを再度遠心分離によって単離し、水に再溶解して凍結乾燥する。
得られた生成物の構造は、高磁場プロトンの核磁気共鳴によって確認され、このように、スペクトルの特徴は、文献:"Chemistry Letters,pp543−546,1988"に記載されているように得られる。
得られた化合物の水への溶解性は、25℃で520g/lであり、元のシクロデキストリンの水への溶解性が18g/lであることを考慮すると約30倍である。この溶解性は、αおよびγ−シクロデキストリンの溶解性の少なくとも２倍である。
本誘導体の溶血性は、37℃で30分間、pH7.4で、本誘導体の5mmol/l溶液と、0.4mlのヒト赤血球溶液とを接触させることによりテストした。この条件下、溶血は０％であったが、β−シクロデキストリンの同条件下での溶血レベルは50％であった。
他のテストから、より高い濃度でも溶血特性はないことがわかった（50mmol/lにおいても溶血は観察されなかった）。
実施例2:モノ−3,6−アンヒドロシクロマルトヘプタオースおよびプレドニソロンの包接複合体の調製
プレドニソロンは、以下の式：

で表わされ、水中では非常に低い溶解度（0.25mg/ml、25℃、すなわち0.7mmol/l）を有するものである。
実施例１で調製した10μmolのモノ−3,6−アンヒドロシクロマルトヘプタオースを1mlの純粋（非発熱性の注入用水）に溶解し、５μmolのプレドニソロンを50mmol/l濃度のアセトン溶液の形態で添加する。アセトンは10分間窒素を吹き込んで除去し、溶液を凍結乾燥する。
10μmolのシクロデキストリン誘導体と５μmolのプレドニソロンとを含有する残さの固体を、25℃で最少量の水に溶解する。この最少量は50μｌの水であり、これは、200mmol/lの濃度の前記シクロデキストリン誘導体の存在下、水中ではプレドニソロンは100mmol/lの溶解性であることを示している。
同様の条件下、β−シクロデキストリンはプレドニソロンを9mmol/l溶解したのみである。
このように、本発明によるシクロデキストリンのモノアンヒドロ誘導体によれば、より良い結果を得ることが可能である。
実施例3:ラセミ混合体の形態におけるドチエピンとモノ−3,6−アンヒドロシクロマルトヘプタオースとの包接複合体の調製
ドチエピンは、以下の式：

で表わされる。
この分子は、芳香族面に関して対称性がないため光学活性であり、商業的に市販されている化合物はラセミ体である。このラセミ化合物の包接複合体はドチエピン塩酸塩とモノ−3,6−アンヒドロシクロマルトヘプタオースとの溶液を形成することによって調製され、5mmol/lの塩酸塩と10mmol/lのシクロデキストリン誘導体とを含有するものである。この溶液を次いで500MHzおよび298Kで核磁気共鳴測定して調べる。これらの条件下で得られたスペクトルを図１および２に示す。
図１は、スペクトル全体の図であり、図２は、２つのエナンチオマのシグナルに相当する図１のスペクトルの部分を拡大した図である。
図２から、0.2ppmのビニルプロトンのシグナルが良好な分離をしており、この分離は、同条件下、β−シクロデキストリンを用いると0.03ppmのみである。
したがって、本発明によるシクロデキストリン誘導体は、エナンチオマの純度を確定するためのキラル剤として使用可能である。

Claims (12)

1. 式：
   

   

   （式中、ｎは５、６、または７である）
   で表わされるモノ−3,6−アンヒドロシクロデキストリンの調製方法であって、水性媒体において、式：
   

   

   （式中、Ｒはトシル基であり、ｎは５、６、または７である）
   で表わされるモノトシルシクロデキストリン誘導体を、リチアと反応させることを特徴とする方法。
2. 前記モノ−3,6−アンヒドロシクロデキストリンが次いで、沈殿によって反応媒体から分離されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
3. ｎが６であることを特徴とする、請求項１または２に記載の方法。
4. 水溶性包接複合体を形成するために、疎水性化合物と、式：
   

   

   （式中、ｎは５、６、または７である）
   で表わされるモノ−3,6−アンヒドロシクロデキストリンとを組み合わせることからなることを特徴とする、水性媒体における疎水性化合物の溶解方法。
5. 疎水性化合物と、式：
   

   

   （式中、ｎは５、６、または７である）
   で表わされるモノ−3,6−アンヒドロシクロデキストリンとの包接複合体。
6. ｎが６であることを特徴とする、請求項５に記載の複合体。
7. 疎水性化合物が薬学的に活性な分子であることを特徴とする、請求項５または６に記載の複合体。
8. 薬学的に活性な分子がプレドニソロンであることを特徴とする、請求項７に記載の複合体。
9. 請求項５ないし８のいずれか１項に記載のシクロデキストリンの包接複合体と薬学的に許容されるビヒクルとを含有することを特徴とする薬学的組成物。
10. 有機化合物のエナンチオマの純度を照査する方法であって、前記エナンチオマの包接複合体を形成するために、前記エナンチオマを、式：
    

    

    （式中、ｎは５、６、または７である）
    で表わされるモノ−3,6−アンヒドロシクロデキストリンと組み合わせ、次いで、他のエナンチオマの存在を検出するために得られた複合体を核磁気共鳴測定することからなることを特徴とする方法。
11. ｎが６であることを特徴とする、請求項10に記載の方法。
12. 有機化合物がドチエピンであることを特徴とする、請求項10または11に記載の方法。

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