Pierwszenstwo: Opublikowano: 11.IX.1965 (P 110 825) 25.IV.1968 55274 KI. 12 o, 6 MKP -COJL.C Cos 9?, % UKD Wspóltwórcy wynalazku: mgr inz. Jan Zbigniew Mioduszewski, mgr inz. a Mieczyslawa Mioduszewska Wlasciciel patentu: Kutnowskie Zaklady Farmaceutyczne „Polfa" Przed¬ siebiorstwo Panstwowe, Kutno (Polska) Sposób wytwarzania kompleksowych polaczen karboksymetylodekstranu z kobaltem Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarza¬ nia nowych polaczen kompleksowych karboksy¬ metylodekstranu z kobaltem, nadajacych sie do sporzadzania roztworów iniekcyjnych.Zwiazki kobaltu maja w okreslonych schorze- 5 niach dzialanie lecznicze i sa stosowane w medy¬ cynie i weterynarii. Jednakze podawanie kobaltu w formie soli jest ograniczone znaczna toksycz¬ noscia oraz zbyt szybkim wchlanianiem tych zwiazków. io Dlatego pozadane jest wiazanie kobaltu w po¬ laczeniach kompleksowych z substancjami orga¬ nicznymi, zwlaszcza wysokoczasteczkowymi. Do¬ tychczas znane jest i stosowane do sporzadzania roztworów iniekcyjnych polaczenie kompleksowe 15 kobaltu trójwartosciowego z dekstranem i cytry¬ nianem potasowym. Polaczenie to jest otrzymywa¬ ne przez mieszanie i ogrzewanie roztworu dekstra¬ nu z cytrynianem potasowym i swiezo wytraco¬ nym wodorotlenkiem kobaltu trójwartosciowego, lub przez alkalizowanie roztworów dekstranu, cy¬ trynianu potasowego i soli kobaltu dwuwartoscio- wego w obecnosci nadtlenku wodoru.Polaczenia kompleksowe karboksymetylodekstra¬ nu znane sa jedynie z zelazem. Sa one stosowane w lecznictwie w formie iniekcji. Ponadto znane sa sole karboksymetylodekstranu sodowe, wapnio¬ we i magnezowe. Sa one stosowane jako nosniki w zasypkach, pudrach i proszkach do opylania roslin. 30 20 25 Nowe polaczenia kompleksowe kobaltu z karbo- ksymetylodekstranem otrzymywane sposobem wed¬ lug wynalazku, moga zawierac zwiazany kobalt trójwartosciowy lub dwuwartosciowy. Nie wyma¬ gaja one zadnych dodatkowych skladników kompleksujacyeh takich jak np. cytryniany i moz¬ na je wytwarzac w szerokim zakresie ciezaru czasteczkowego w dostosowaniu do wymagan. Wia¬ domo bowiem, ze z wielkoscia ciezaru czasteczko¬ wego zwiazana bywa szybkosc resorpcji i czas dzialania leku.Kompleksy otrzymane sposobem wedlug wyna¬ lazku wykazuja trwalosc wobec elektrolitów, daja roztwory wodne o wartosciach pH w zakresie fizjologicznym i sa odporne na ogrzewanie, wobec czego mozna sporzadzac z nich plyny iniekcyjne izotoniczne z plynami fizjologicznymi, doskonale znoszace warunki termicznej sterylizacji w ampul¬ kach.Stwierdzono, ze karboksymetylodekstran tworzy sole kobaltowe przez zobojetnienie grup karbo- ksylowych karboksymetylodekstranu dzialaniem wodorotlenku kabaltawego w obecnosci wody albo dzialaniem karboksymetylodekstranu na sole ko¬ baltu i slabych kwasów, np. na weglan kobalta- wy. Ponadto okazalo sie, ze karboksymetylo¬ dekstran tworzy latwo polaczenia kompleksowe z kobaltem pod dzialaniem wodorotlenku metalu alkalicznego na sól kobaltawa karboksymetylo¬ dekstranu w roztworze wodnym lub w wodnej za- 552743 wiesinie. Otrzymywanie polaczen kompleksowych kobaltu trójwartosciowego uwarunkowane jest obecnoscia w srodowisku reakcji nadtlenku wodo¬ ru, jako substancji utleniajacej.Ponadto okazalo sie, ze nie jest konieczne dla przebiegu reakcji wytwarzanie osobno soli kobal- tawej karboksymetylodekstranu, lecz ten sam efekt uzyskuje sie, jezeli dziala sie wodorotlenkiem me¬ talu alkalicznego na mieszanine roztworów wod¬ nych karboksymetylodekstranu i chlorku kobalta- wego. Zamiast wyjsciowego karboksymetylo¬ dekstranu mozna stosowac takze jego sól roz¬ puszczalna w wodzie, np. sól sodowa.Wedlug wynalazku, szczególnie korzystny jest nastepujacy sposób postepowania. Z karboksyme¬ tylodekstranu rozpuszczalnego w wodzie lub z soli sodowej karboksymetylodekstranu sporzadza sie roztwór wodny oraz roztwór wodny chlorku kobal- tawego. Po zmieszaniu roztworów wprowadza sie stopniowo lug sodowy przy dalszym intensywnym mieszaniu, utrzymujac temperature w przedziale 25—80°C az do osiagniecia alkalicznego odczynu (wartosc.pH od 7,2 do 7,8).Nastepnie celowe jest podwyzszenie temperatu¬ ry do wrzenia na przeciag kilku do kilkunastu mi¬ nut, co wplywa korzystnie na trwalosc utworzo¬ nego polaczenia kompleksowego. Jezeli dazy sie do kompleksu z kobaltem trójwartosciowym, wpro¬ wadza sie do mieszaniny nadtlenek wodoru, który mozna dodawac do roztworu wyjsciowego chlorku kobaltawego, albo na koncu procesu po ostudze¬ niu koncowego roztworu kompleksu dwuwartoscio- wego. Wówczas po zakonczeniu utleniania koniecz¬ ne jest dodatkowe skorygowanie pH przez doda¬ nie nowej ilosci lugu do uzyskania wartosci pH w granicach 7,2 do 7,8.Korzystne jest takze podgrzanie roztworu juz po utlenieniu i skorygowaniu wartosci pH. Mozliwy jest caly szereg wariantów postepowania poza wy¬ zej opisanymi z zachowaniem istoty procesu, co wyjasniaja dalej przyklady.Otrzymane zwiazki wytraca sie z roztworów wodnych przez dodanie mieszajacych sie z woda rozpuszczalników organicznych jak metanol, etanol, aceton. Przez kilkakrotne wytracenie, dekantacje i ponowne rozpuszczanie w wodzie mozna uzyskac produkt prawie calkowicie uwolniony od elektroli¬ tów bedacych ubocznymi produktami reakcji.Przez stopniowe zwiekszanie stezenia rozpusz¬ czalnika organicznego np. alkoholu w roztworze wodno-alkoholowym produktu mozna takze dopro¬ wadzic do frakcjonowanego wytracania kompleksu i uwolnienia go od domieszek frakcji zawieraja¬ cych zbyt wysoki lub zbyt niski procent zwiaza¬ nego kobaltu. O ile pozadany jest jako koncowy produkt oczyszczony roztwór wodny, resztki roz¬ puszczalnika organicznego usuwa sie przez odpa¬ rowanie, najkorzystniej pod próznia, a roztwór zageszcza sie do pozadanej koncentracji.Alternatywne sposoby oczyszczania nowych po¬ laczen polegaja na dializie wodnych roztworów polaczen kompleksowych oraz traktowaniu takich roztworów wymieniaczami jonowymi. Korzystne efekty uzyskac mozna takze przez kombinacje wyzej podanych metod. 55,274 4 O ile pozadany jest suchy staly produkt, konco¬ we wytracanie kompleksu z roztworu wodnego przeprowadza sie przez stopniowe wprowadzanie takiego roztworu o stezeniu 5—20% do mieszaja- 5 cego sie z woda rozpuszczalnika organicznego o objetosci 3—6 razy przewyzszajacej objetosc roztworu wodnego, przy intensywnym mieszaniu.Wytraca sie wówczas silnie odwodniony osad po¬ laczenia kompleksowego, który oddziela sie przez io filtracje lub wirowanie i suszy, najkorzystniej pod zmniejszonym cisnieniem. Postepowanie to mozna zastapic rozpylowym wysuszeniem roztworu wod¬ nego w znanych suszarniach rozpylowych. Tak uzyskany suchy produkt moze byc przechowywa- 15 ny przez nieograniczony okres czasu w szczelnym zamknieciu, a po ponownym rozpuszczeniu w wo¬ dzie otrzymuje sie roztwór o wlasciwosciach wyjsciowego roztworu polaczenia kompleksowego.Do otrzymywania polaczen kompleksowych z ko- 20 baltem mozna stosowac karboksymetylodekstran o ciezarze czasteczkowym 3.000 do 100.000.Najkorzystniejsze, zwlaszcza do celów iniekcyj- nych jest stosowanie karboksymetylodekstranu w granicach ciezaru czasteczkowego 20.000—80.000, 25 o stopnu podstawienia grupami karboksymetylo- wymi fi = 0,1—2,0, który to stopien oznaczany zazwyczaj litera fi wyraza sie iloscia grup karbo- ksymetylowych przypadajacych na podstawowa czasteczke anhydroglikozy w dekstranie. Oczysz- 30 czanie produktów koncowych w roztworze lub oczyszczanie i wydzielanie w postaci stalej jest istotne, ze wzgledu na to, ze czystosc produktu warunkuje mozliwosc zastosowania go do roztwo¬ rów iniekcyjnych. 35 Przyklad I. 10 g rozpuszczalnego w wodzie karboksymetylodekstranu w formie wodorowej, o ciezarze czasteczkowym okolo 40.000 oraz P = 0,563 rozpuszczonego w 50 ml wody destylowa¬ nej. Dodano 25 ml roztworu wodnego zawierajace- 41 go 2,4 g chlorku kabaltawego (w przeliczeniu na substancje bezwodna) i po zmieszaniu wkraplano 10% roztwór wodny wodorotlenku sodowego, nie przerywajac mieszania i doprowadzajac pH mie¬ szaniny do wartosci 7,6. Nastepnie ogrzewano mie- 45 szanine do wrzenia przez 7 minut. Nastapilo przy tym calkowite rozpuszczenie osadu i przejscie bar¬ wy roztworu w fioletowo-niebieska. Po ostudzeniu roztwór przefiltrowano przez wklad klarujacy azbestowo-celulozowy o gestosci K-5 i wytracono 50 produkt przez wkroplenie do 350 ml 96% etanolu, przy mieszaniu. Osad oddzielono przez odsaczenie, rozpuszczono w 70 ml wody destylowanej i wytra¬ cono powtórnie dla oczyszczenia uzywajac 400 ml etanolu. Po dekantacji osad zalano 100 ml etano- l5 lu, pozostawiono przez 1 godzine pod etanolem dla odwodnienia, po czym odsaczono i wysuszono nad chlorkiem wapnia przy zmniejszonym cisnie¬ niu. Otrzymano 11,2 g jasnofioletowego proszku, bardzo dobrze rozpuszczalnego w wodzie, zawiera- 60 jacego 6,6% zwiazanego kobaltu.Roztwór iniekcyjny przygotowany z tego pro¬ duktu, o stezeniu 10 mg kobaltu w 1 ml, uzupel¬ niony do izotonicznosci chlorkiem sodowym, po¬ zostal nie zmieniony w czasie sterylizacji w ampul- 65 kach w temperaturze 115°C w ciagu 30 minut.# 5 Przyklad II. 10 g karboksymetylodekstranu 0 ciezarze czasteczkowym okolo 40.000 i stopniu eteryfikacji p = 0,6 rozpuszczono w 35 ml wody destylowanej, nastepnie wkraplajac 10% lug sodo¬ wy przeprowadzono w sól sodowa karboksymety¬ lodekstranu i alkalizowano do wartosci pH = 11.Do otrzymanego alkalicznego roztworu dodano podczas mieszania w temperaturze 20—25°C 15 ml wodnego roztworu zawierajacego 2,4 g chlorku kabaltawego w przeliczeniu na bezwodny. Otrzy¬ mano amarantowy roztwór o wartosci pH = 7,25.Nastepnie dodano 3 ml 30% roztworu nadtlenku wodoru. Po zakonczeniu wydzielania sie pecherzy¬ ków gazu roztwór wykazywal wartosc pH = 6,1.Dodano ponownie roztworu lugu sodowego kory¬ gujac pH do wartosci 7,5. Po czym ponownie do¬ dano 1 ml roztworu nadtlenku wodoru, po przejsciu reakcji skorygowano wartosc pH i ope¬ racje te powtarzano jeszcze czterokrotnie, to jest do momentu gdy kolejna porcja nadtlenku wodoru wywolala juz tylko nieznaczny spadek wartosci pH, która doprowadzono lugiem do 7,5, roztwór odsta¬ wiono na 1 godzine w temperaturze pokojowej, nastepnie zas ogrzewano na lazni wodnej przez 1 godzine, uzupelniajac do stalej objetosci woda destylowana w miare odparowywania; Po ostudze¬ niu roztwór przesaczono przez wklad azbestowo- -celulozowy K-5 dla sklarowania.Utworzony trójwartosciowy kompleks kobaltu z karboksymetylodekstranem wydzielono przez wytracenie wkraplajac do 400 ml mieszanego mechanicznie 96% etanolu. Osad odsaczono, roz¬ puszczono w 80 ml wody destylowanej, oczyszczo¬ no przepuszczajac uzyskany roztwór przez warstwe anionitu (Amberlit IRA-410) i kationitu (Amberlit IRC-50) i wytracono ponownie wkraplajac do 400 ml 96% etanolu. Osad odwodniono w ciagu 1 godzi¬ ny pod warstwa etanolu, po czym odsaczono i wy¬ suszono pod zmniejszonym cisnieniem w tempera¬ turze 40°C.Otrzymano 10 g brunatnego proszku, bardzo do¬ brze rozpuszczalnego w wodzie. Przygotowany w sposób podany w przykladzie I roztwór iniek- cyjny byl trwaly w czasie sterylizacji termicznej i przechowywania w ampulkach.Przyklad III. 10 g rozpuszczalnego w wodzie karboksymetylodekstranu w formie wodorowej o ciezarze czasteczkowym okolo 55.000 i fi = 0,7 rozpuszczono w 50 ml wody destylowanej i roztwór zmieszano z roztworem 1,6 g chlorku ko- baltawego w 15 ml wody destylowanej. Dodano 5,5 ml 30% wodnego roztworu nadtlenku wodoru, nastepnie zas podczas stalego mieszania wkrapla- 6 no 10% lug sodowy, az do uzyskania wartosci pH mieszaniny 7,4 po czym mieszano jeszcze przez 10 minut w temperaturze pokojowej, nastepnie roztwór umieszczono w lazni wodnej i ogrzewano przez 60 minut, do prawie zupelnego rozpuszcze¬ nia osadu. Po ostudzeniu czerwono-brunatny roztwór przefiltrowano i "wytracono polaczenie kompleksowe przez wkroplenie do 350 ml acetonu.Po dekantacji osad rozpuszczono w 50 ml wody destylowanej i dializowano w rurze celofanowej wobec wody biezacej, a po 5 godzinach wobec wody destylowanej przez nastepne 4 godziny.Roztwór o wartosci pH = 6,2 zageszczono pod zmniejszonym cisnieniem do stezenia kobaltu 10 mg w 1 ml, uzupelniono chlorkiem sodowym 15 do izotonicznosci i przygotowano roztwór iniekcyj- ny w sposób poddany w przykladzie I. PL PL