RU2788168C1 - Водорастворимые сополимеры винилфосфоновой кислоты - Google Patents

Водорастворимые сополимеры винилфосфоновой кислоты Download PDF

Info

Publication number
RU2788168C1
RU2788168C1 RU2022117970A RU2022117970A RU2788168C1 RU 2788168 C1 RU2788168 C1 RU 2788168C1 RU 2022117970 A RU2022117970 A RU 2022117970A RU 2022117970 A RU2022117970 A RU 2022117970A RU 2788168 C1 RU2788168 C1 RU 2788168C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
synthesis
water
polymers
mol
vinylphosphonic acid
Prior art date
Application number
RU2022117970A
Other languages
English (en)
Inventor
Евгений Федорович Панарин
Ольга Владимировна Назарова
Юлия Игоревна Золотова
Владимир Викторович Зарубаев
Егор Владимирович Бучков
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт высокомолекулярных соединений Российской академии наук
Федеральное бюджетное учреждение науки Научно-исследовательский институт эпидемиологии и микробиологии им. Пастера
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт высокомолекулярных соединений Российской академии наук, Федеральное бюджетное учреждение науки Научно-исследовательский институт эпидемиологии и микробиологии им. Пастера filed Critical Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт высокомолекулярных соединений Российской академии наук
Application granted granted Critical
Publication of RU2788168C1 publication Critical patent/RU2788168C1/ru

Links

Abstract

Изобретение относится к синтезу водорастворимых (со)полимеров винилфосфоновой кислоты с собственной противовирусной активностью, обладающих молекулярной массой ММ = (5-310)•103, которые могут найти применение для разработки методов борьбы с инфекциями, вызванными вирусами гриппа. Синтез осуществляют методом радикальной (со)полимеризации, инициируемой 2,2’-азобис-изобутиронитрилом (ДАК) или 2,2’-азобис-(2-метилпропионамидино)дигидрохллоридом (АМП) в инертной атмосфере в водном растворе или органическом растворителе. Полученные данным синтезом (со)полимеры имеют следующую структурную формулу:

Description

Изобретение относится к биологически активным синтетическим полимерам, у которых обнаружена собственная высокая биологическая активность, точнее к новому применению водорастворимых сополимеров винилфосфоновой кислоты (ВФК) с соединениями (мет)акрилового ряда.
Известно, что фосфатсодержащие полимеры синтезируются в клетках и являются одним из факторов противовирусной защиты, в частности, против вируса SARS-CoV-2 (Schepler H., Wang X., Neufurth M., Wang S., Schröder H.C., Müller W.E.G. // Theranostics. 2021. V.11. №13. P.6193-6213. https://doi.org/10.7150/thno.59535). Сходную активность проявляют и синтетические полифосфаты против коронавируса (Neufurth M., Wang X., Tolba E., Lieberwirth I., Wang S., Schröder H.C., Müller W.E.G.//Biochem Pharmacol. 2020. V.182. P.114215. https://doi.org/10.1016/j.bcp.2020.114215; Müller W.E.G., Neufurth M., Wang S., Tan R., Schröder H.C., Wang X. // Mar. Drugs. 2020. V.18. №12.P.639.httpsHYPERLINK "https://doi.org/10.3390/md18120639"://HYPERLINK "https://doi.org/10.3390/md18120639"doiHYPERLINK "https://doi.org/10.3390/md18120639".HYPERLINK "https://doi.org/10.3390/md18120639"orgHYPERLINK "https://doi.org/10.3390/md18120639"/10.3390/HYPERLINK "https://doi.org/10.3390/md18120639"mdHYPERLINK "https://doi.org/10.3390/md18120639"18120639) и в отношении ВИЧ (Yang S., Pannecouque C., Herdewijn P. // Chem Biodivers. 2012. V.9. №10. P.2186-2194. https://doi.org/10.1002/cbdv.201200250; Pérez-Anes A., Stefaniu C., Moog C., Majoral J.P., Blanzat M., Turrin C.O., Caminade A.M., Rico-Lattes I. // Bioorg. Med. Chem.2010.V.18.№1.P.242-248.httpsHYPERLINK "https://doi.org/10.1016/j.bmc.2009.10.058"://HYPERLINK "https://doi.org/10.1016/j.bmc.2009.10.058"doiHYPERLINK "https://doi.org/10.1016/j.bmc.2009.10.058".HYPERLINK "https://doi.org/10.1016/j.bmc.2009.10.058"orgHYPERLINK "https://doi.org/10.1016/j.bmc.2009.10.058"/10.1016/HYPERLINK "https://doi.org/10.1016/j.bmc.2009.10.058"jHYPERLINK "https://doi.org/10.1016/j.bmc.2009.10.058".HYPERLINK "https://doi.org/10.1016/j.bmc.2009.10.058"bmcHYPERLINK "https://doi.org/10.1016/j.bmc.2009.10.058".2009.10.058).
При этом полимеры могут связываться как с поверхностью вириона, так и с поверхностью клеток-мишеней (X. Jiang, Z. Li, D.J. Young, M. Liu, C.Wu,, Y.-L. Wu, X.J. Loh.// Materials Today Advances. 2021. V. 10. P.100140). В обоих случаях фосфосодержащие полимеры блокируют процесс взаимодействия вируса с клеткой, снижая таким образом эффективность вирусной репродукции.
Описаны противовирусные свойства гомополимера ВФК против вируса Марбург, вируса атипичной пневмонии SARS-CoV и вируса гриппа. (Yang S., Pannecouque C., Herdewijn P. // Chem Biodivers. 2012. V.9. №10. P.2186-2194. https://doi.org/10.1002/cbdv.201200250; Pérez-Anes A., Stefaniu C., Moog C., Majoral J.P., Blanzat M., Turrin C.O., Caminade A.M., Rico-Lattes I. // Bioorg. Med. Chem. 2010. V.18. №1. P.242-248. https://doi.org/10.1016/j.bmc.2009.10.058 ; Schandock F., Riber C.F., Rocker A., Muller J.A., Harms M., Gajda P., Zuwaja K., Andersen H.F., Lovchall K.B., Tolstrup M., Kreppel F., Munch J., Zelikin A. Adv.healthcare mater. 2017. V.6. №. 23. P. 1700748. DOI: 10.1002/adhm.201700748).
В связи с широким распространением респираторных вирусных заболеваний актуальной задачей является синтез и поиск новых нетоксичных сополимеров винилфосфоновой кислоты с собственной противовирусной активностью. Указанная задача решается путем синтеза водорастворимых сополимеров винилфосфоновой кислоты методом радикальной сополимеризации, инициируемой 2,2’-азобис-изобутиронитрилом (ДАК) или2,2'-азобис-(2-метилпропионамидин) дигидрохлоридом (АМП) в инертной атмосфере, имеющих молекулярную массу ММ=(5-310)•103 общей структурной формулы:
Figure 00000001
,
где:
m=13-100 мол.%
n=0-87 мол.%.
Решение указанной задачи состоит в том, что: указанные сополимеры винилфосфоновой кислоты с 2-деокси-2-метакриламидо-D-глюкозой,с 4-акрилоилморфолином или акриламидом получены радикальной (со)полимеризацией.
Сополимеризация проводится в инертной атмосфере в водном растворе или органическом растворителе (диметилформамид, метанол). В качестве инициатора используется 2,2’-азобис-изобутиронитрил (ДАК) или 2,2'-азобис-(2-метилпропионамидин) дигидрохлорид (АМП)
Более полно процесс получения сополимеров ВФК изложен на следующих примерах.
Пример 1. Синтез сополимера ВФК с 2-деокси-2-метакриламидо-D-глюкозой
Смесь 1,75 г ВФК (0,0162 моль), 4 г МАГ (0,0162 моль), 0,15 г ДАК (2 мас.%), 53 мл диметилформамида нагревали в атмосфере аргона в запаянной ампуле при 60°С в течение 24 ч. Сополимеры для удаления низкомолекулярных примесей подвергали диализу против воды. Использовали диализные мембраны Spectra/Por 7 фирмы “Spectrum Lab. Inc.” (США), позволяющие удалять соединения с молекулярной массой М ≤ 1000. Сополимер из водных растворов выделяли лиофильной сушкой.Выход : 4, 1г (71%). Структура сополимера ВФК с 2-деокси-2-метакриламидо-D-глюкозой:
Figure 00000002
Строение сополимера подтверждали методами ИК и ЯМР спектроскопии. Состав устанавливали с помощью 1Н и 31Р ЯМР-спектроскопии в растворе D2О на спектрометре Bruker Avance 400 (Германия). В качестве внешнего стандарта при определении состава использовали 2-метакрилоилоксиэтилфосфорилхолин. Полученный сополимер содержал 35 мол.% звеньев ВФК. Молекулярную массу определяли методом седиментации и диффузии, его МSD=20⋅103.
Пример 2. Синтез сополимера ВФК с 4-акрилоилморфолином
Смесь 1,9 г ВФК (0,0173 моль), 2,5 г 4-АМ (0,0173 моль), 0,044 г (1 мас.%) АМП,18 мл воды нагревали в атмосфере аргона в запаянной ампуле при 60°С в течение 24 ч. Полимер очищали от низкомолекулярных примесей, выделяли и характеризовали аналогично Примеру 1. Выход: 2, 1 г (48%). Полученный сополимер содержал 56 мол.% звеньев ВФК, его МSD=33⋅103.Структура сополимера ВФК с 4-акрилоилморфолином:
Figure 00000003
Данные по противовирусной активности и токсичности исследуемых соединений in vitro представлены в таблице 1.
Таблица 1.
Цитотоксичность и противовирусная активность фосфорсодержащих полимеров в отношении вируса гриппа A/Puerto Rico/8/34 (H1N1) в культуре клеток MDCK.

(Сомономер: ВФК,
мол. %)
МSD,•10-3 CC50, мкг/мл IC50, мкг/мл SI
1 (ВФК/100) 30 >330 1.3 254
2 (МАГ:ВФК/85:15) 20 >330 280 1.2
3 (МАГ:ВФК/65:35) 5 >330 15.5 21.2
4 (4-АМ:ВФК/87:13) 77 30 >30 <1
5 (4-АМ: ВФК/85:15) 310 >330 356 <1
6 (4-АМ: ВФК/44:56) 33 302 1 302
7 (АА:ВФК/72:28) 25 84 72 1.2
Токсичность продуктов была изучена в отношении клеток MDCK. Клетки MDCK сеяли в 96-луночные планшеты и культивировали при 36°С в среде МЕМ с добавлением 10% сыворотки крупного рогатого скота в атмосфере 5% СО2 (в газопроточном инкубаторе Sanyo-175) до состояния монослоя. Из исследуемых соединений готовили маточный раствор концентрации 10 мг/мл в диметилсульфоксиде, после чего готовили серию трехкратных разведений препаратов в среде МЕМ от 1000 до 3,75 μg/ml. Растворенный препарат вносили в лунки планшетов и инкубировали 3 суток при 36°С. По истечении этого срока клетки промывали 2 раза по 5 минут фосфатно-солевым буфером, и количество живых клеток оценивали при помощи микротетразолиевого теста (МТТ). С этой целью в лунки планшетов добавляли по 100 мкл раствора (5 мг/мл) 3-(4,5-диметилтиазолил-2) 2,5-дифенилтетразолия бромида (ICN Biochemicals Inc., Aurora, Ohio) на физиологическом растворе. Клетки инкубировали при 37ºС в атмосфере 5% СО2 в течение 2 часов и промывали 5 минут фосфатно-солевым буфером. Осадок растворяли в 100 мкл на лунку ДМСО, после чего оптическую плотность в лунках планшетов измеряли на многофункциональном ридере ThermoMultiskan FC (ThermoFisherScientific, США) при длине волны 540 нм. По результатам теста для каждого продукта определяли 50% цитотоксическую дозу (CC50), т.е. концентрацию соединения, вызывающую гибель 50% клеток в культуре.
Определение противовирусной активности in vitro проводили на клетках MDCK в 96-луночных планшетах для клеточных культур. Соединения растворяли в поддерживающей среде для клеток, вносили в лунки панелей с клеточным монослоем и инкубировали в течение 1 часа при 36°С в атмосфере 5% CO2.
Из вируссодержащей жидкости (штамм A/Puerto Rico/8/34 (H1N1)) готовили серию десятикратных разведении от 10-1 до 10-7, добавляли в лунки с препаратами и инкубировали при 36°С в течение 48 часов в атмосфере 5% CO2. По окончании срока инкубации 100 мкл культуральной жидкости смешивали с равным объемом 1% куриных эритроцитов в отдельных планшетах с круглым дном. Учет результатов проводили через 60 минут инкубации при 20°С. За титр вируса принимали величину, обратную десятичному логарифму наибольшего разведения исходного вируса, способного вызвать положительную реакцию гемагглютинации в лунке.
Вирусингибирующее действие исследуемых соединений оценивали по снижению титра вируса в опыте по сравнению с контролем. На основании полученных данных рассчитывали 50 % ингибирующую дозу IC50, то eсть концентрацию препарата, снижающую уровень вирусной репродукции вдвое, и химиотерапевтический индекс, или индекс селективности (SI), представляющий собой отношение CC50 к IC50.
Из проанализированных данных максимальную активность (SI=302) имело соединение №6 таблицы 1.
Технический результат заключается в том, что полученные и изученные полимеры являются эффективными противовирусными средствами.
Заявленное техническое решение может найти применение для разработки методов борьбы с инфекциями, вызванными вирусами гриппа.

Claims (5)

  1. Синтез водорастворимых сополимеров винилфосфоновой кислоты, полученных методом радикальной сополимеризации, инициируемой 2,2’-азобис-изобутиронитрилом (ДАК) или 2,2'-азобис-(2-метилпропионамидин) дигидрохлоридом (АМП) в инертной атмосфере, обладающих молекулярной массой ММ=(5-310)•103 и с собственной противовирусной активностью, имеющих структурную формулу:
  2. Figure 00000004
  3. где:
  4. m=13-100 мол.%
  5. n=0-87 мол.%.
RU2022117970A 2022-07-01 Водорастворимые сополимеры винилфосфоновой кислоты RU2788168C1 (ru)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2788168C1 true RU2788168C1 (ru) 2023-01-17

Family

ID=

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2276388A (en) * 1993-03-24 1994-09-28 Albright & Wilson Bulk polymerisation process and product
US20020015946A1 (en) * 1997-09-19 2002-02-07 Geltex Pharmaceuticals, Inc. Antiviral polymers comprising acid functional groups and hydrophobic groups
RU2246938C2 (ru) * 1999-05-13 2005-02-27 Джензайм Корпорейшн Анионные полимеры в качестве веществ для связывания токсинов и антибактериальных средств
RU2446808C2 (ru) * 2010-03-11 2012-04-10 Учреждение Российской академии наук Институт высокомолекулярных соединений РАН Антисептическое средство
RU2635558C2 (ru) * 2016-04-06 2017-11-14 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт высокомолекулярных соединений Российской академии наук Сульфосодержащие полимеры с собственной противовирусной активностью
RU2678304C2 (ru) * 2013-04-16 2019-01-25 Басф Се Непрерывный способ получения высокоразветвленных полимеров на основе моноэтиленненасыщенной моно- или дикарбоновой кислоты, содержащей от 3 до 8 атомов углерода, или ее ангидридов и ее солей

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2276388A (en) * 1993-03-24 1994-09-28 Albright & Wilson Bulk polymerisation process and product
US20020015946A1 (en) * 1997-09-19 2002-02-07 Geltex Pharmaceuticals, Inc. Antiviral polymers comprising acid functional groups and hydrophobic groups
RU2246938C2 (ru) * 1999-05-13 2005-02-27 Джензайм Корпорейшн Анионные полимеры в качестве веществ для связывания токсинов и антибактериальных средств
RU2446808C2 (ru) * 2010-03-11 2012-04-10 Учреждение Российской академии наук Институт высокомолекулярных соединений РАН Антисептическое средство
RU2678304C2 (ru) * 2013-04-16 2019-01-25 Басф Се Непрерывный способ получения высокоразветвленных полимеров на основе моноэтиленненасыщенной моно- или дикарбоновой кислоты, содержащей от 3 до 8 атомов углерода, или ее ангидридов и ее солей
RU2635558C2 (ru) * 2016-04-06 2017-11-14 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт высокомолекулярных соединений Российской академии наук Сульфосодержащие полимеры с собственной противовирусной активностью

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Qi Guang Wang et al.: "The unique calcium chelation property of poly(vinyl phosphonic acid-co-acrylic acid) and effects on osteogenesis in vitro", Macromolecules, 2016, 49, 2656-2662. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2441357C (en) Agent for the prevention and treatment of sexually transmitted diseases-i
PL181694B1 (pl) Pochodne cyjanidowe PL PL PL
EA033845B1 (ru) Моно- или дизамещенные индолы в качестве ингибиторов репликации вирусов денге
Zhang et al. A convenient approach for antibacterial polypeptoids featuring sulfonium and oligo (ethylene glycol) subunits
Danial et al. Combination anti-HIV therapy via tandem release of prodrugs from macromolecular carriers
RU2669563C2 (ru) Способы получения соли метакрилоилгуанидина, полимера и сополимера соли метакрилоилгуанидина и полученные полимер и сополимер
AU2002245932A1 (en) Agent for the prevention and treatment of sexually transmitted diseases-I
RU2788168C1 (ru) Водорастворимые сополимеры винилфосфоновой кислоты
JPS63146822A (ja) レトロウィルスに感染した患者を治療するための2′,3′―ジデオキシシチジン―2′―エン(2′,3′―ジデオキシ―2′,3′―ジデヒドロシチジン)の使用
RU2628456C1 (ru) Новые пиримидиновые ингибиторы репликации аденовируса человека
JP6894747B2 (ja) 重合体
AU2022202841B2 (en) Methods of preparing tecovirimat
CN114748466A (zh) Napyradiomycin类化合物在制备猪伪狂犬病病毒抑制剂中的应用
Husain et al. Antibacterial and Antifungal Activities of 2-Arylidene-4-(4-Methylphenyl) but but-3-en-4-olides and their Pyrrolone Derivatives.
CN1245390C (zh) 多取代尿嘧啶类化合物、制备方法及其用途
RU2281297C2 (ru) Полианионные производные норборнана, способ получения и ингибиторы репродукции вируса иммунодефицита человека на их основе
Ji et al. Synthesis and anti-HIV activity evaluation of 1-[(alkenyl or alkynyl or alkyloxy) methyl]-5-alkyl-6-(1-naphthoyl)-2, 4-pyrimidinediones as novel non-nucleoside HIV-1 reverse transcriptase inhibitors
WO2002079298A1 (en) Agents for the prevention and treatment of sexually transmitted diseases -ii
CN114507218B (zh) 吲哚哌啶嘧啶类衍生物及其制备方法和用途
Raleva et al. Examination for Anti Human Immunodeficienvy Virus—Type 1 (HIV-1) Effect of three 4-Hydroxycoumarin (4-hc) Derivatives
KR102342313B1 (ko) 벤지미다졸-탄수화물 결합체 화합물을 포함하는 미셀, 이의 제조방법, 이의 항암제 또는 항바이러스제로서의 용도
CN102659714B (zh) 5-芳基-1,2,3-噻二唑-4-巯基乙酰胺类衍生物及其制备方法和应用
RU2253657C2 (ru) Полимерные водорастворимые производные тритерпеноидов и способ их получения
RU2345080C2 (ru) 4-(4&#39;-ГИДРОКСИБУТИЛ)-6-ФЕНИЛ-1,2,4-ТРИАЗОЛО[5,1-c][1,2,4]ТРИАЗИН-7-ОН
JPH0454125A (ja) レトロウイルス感染症治療および予防用薬剤