SI24049A - Alifatski poliesteramidni dendrimeri - Google Patents

Abstract

Predloženi izum se nanaša na visoko razvejane polimere, bolj natančno na pravilno razvejane funkcionalizirane poliesteramidne dendrimerne strukture, katerih lastnosti lahko modeliramo z modifikacijo funkcionalnih skupin na površini dendrimera. Predloženi izum se nanaša tudi na uporabo teh dendrimerov v biomedicinske namene.

Description

Alifatski poliesteramidni dendrimeri

Področje izuma

Predloženi izum se nanaša na visoko razvejane polimere, bolj natančno na pravilno razvejane funkcionalizirane dendrimerne strukture, katerih lastnosti lahko modeliramo z modifikacijo funkcionalnih skupin na površini dendrimera. Predloženi izum se nanaša tudi na uporabo teh dendrimerov v biomedicinske namene.

Tehnični problem

Dendrimeri, imenovani tudi drevesasti polimeri, so sintetski polimeri s tridimenzionalno arhitekturo in natančno definirano, regularno razvejano strukturo, enotno in uniformno molsko maso, zaradi česar so zelo uporabni kot dostavni sistemi v farmacevtski industriji.

Obstaja potreba po vodotopnih dendrimerih, ki bi bili netoksični, biodegradabilni, biokompatibilni in tako uporabni v biomedicinske namene.

Stanje tehnike

Dendrimeri sestojijo iz jedra in dendronov, ki so pripeti na funkcionalne skupine jedra. Vsako plast zreagiranih monomerov okoli jedra imenujemo generacija. V primerjavi z linearnimi polimeri enake kemijske sestave in primerljive molske mase, kažejo dendrimeri številne svojske lastnosti. Dendrimeri imajo zaradi kontroliranih, ponovljivih in stopenjskih sintetskih postopkov natančno definirano, regularno razvejano strukturo, enotno in uniformno molsko maso, kar je posebno zaželjeno za njihovo uporabo za dostavne sisteme, saj je zato njihov učinek pri zdravljenju manj variabilen. Imajo veliko in natančno definirano število funkcionalnih skupin na površini, ki je odvisno od funkcionalnosti jedra, monomerne enote in molske mase dendrimera. Funkcionalne skupine lahko modificiramo in tako v veliki meri vplivamo na lastnosti dendrimerov kot so npr. topnost, toksičnost, imunogenost itd. Ko dendrimeri dosežejo določeno molsko maso, zavzamejo v raztopini globularno konformacijo. Značilnost dendrimerov je tudi, da imajo dve značilni kemijski okolici: površina dendrimerov, ki jo sestavljajo funkcionalne skupine in manj polarno notranjost dendrimerov, ki je, zaradi sferične konformacije dendrimerov in • » ·

-2funkcionalnih skupin na površini dendrimera, zaščitena pred okolico. Manj polarna notranjost in polarna površina dendrimerov spominja na strukturo konvencionalnih micel, ki sestojijo iz blok kopolimerov ali liposomov. Bistvena razlika je v tem, da so gradniki pri dendrimerih kovalentno vezani in predstavljajo t.i. unimolekularno micelo, ki v razredčenih vodnih raztopinah ne razpade na sestavne gradnike kot to velja za konvencionalne micele iz linearnih kopolimerov in liposomov. Zaradi svoje unimolekularne micelne arhitekture (jedro-lupina) dendrimeri kažejo možnost uporabe v biomedicini za terapevtske in diagnostične namene na način, da se zdravilna učinkovina, biomolekula ali kontrastno sredstvo relativno majhne velikosti ujamejo v prazna mesta v notranjost dendrimerne strukture. Alternativen način vezave spojin na dendrimer je kovalentno, preko biorazgradljive vezi na funkcionalne skupine na površino dendrimerov direktno ali preko vmesnika (priprava konjugatov). Z vnosom zdravilne učinkovine na/v nosilec lahko povečamo njeno vodotopnost, zmanjšamo njeno toksičnost dokler ni dostavljena na ciljno mesto, povečamo njen čas zadrževanja v krvnem obtoku, učinkovino lahko ciljno dostavimo v določeno tkivo, izboljšamo prenos učinkovine skozi biološko membrano ali upočasnimo njen metabolizem. Funkcionalne skupine lahko dodatno modificiramo z namenom, da povečamo vodotopnost dostavnega sistema ali dosežemo njegovo ciljno dostavo. Dendrimeri za uporabo v biomedicinske namene morajo biti vodotopni, netoksični, biorazgradljivi, neimunogeni z uniformno molsko maso. Čeprav je poznanih veliko dendrimerov različne kemijske sestave, mnogi niso biorazgradljivi, kar velja predvsem za dendrimere višjih molskih mas.

Dendrimere sintetiziramo s stopenjskimi reakcijami, ki običajno zahtevajo tudi čiščenje vmesnih produktov. Poznamo dva postopka sinteze dendrimerov: konvergentni in divergentni postopek. Pri divergentnem postopku dendrimer gradimo v stopenjskem procesu iz jedra proti periferiji, pri konvergentnem postopku pa najprej pripravimo dendrone, ki jih v zadnji stopnji pripnemo na večfunkcionalno jedro.

Rastoča in obetajoča uporaba dendrimerov v biomedicinske namene je povezana s pripravo raznih kemijsko različnih vodotopnih dendrimernih struktur. Glede na vrsto funkcionalnih skupin dendrimere delimo na kationske (komercialno dosegljivi

-3poliamidoaminski - PAMAM, in polipropileniminski - PPI, polietileniminske - PEI), anionske, in nevtralne dendrimere (poliaril etrske - PAE, poliestrske itd.) V največji meri je toksičnost dendrimerov odvisna od vrste in števila končnih funkcionalnih skupin. Tako so raziskave pokazale, da so kationski dendrimeri s končnimi primarnimi aminskimi skupinami (PAMAM, PPI) najbolj toksični in povzročajo hemolizo, medtem ko so dendrimeri z anionskimi in predvsem z nevtralnimi funkcionalnimi skupinami mnogo manj toksični. Poleg toksičnosti, so kationski dendrimeri tudi slabo razgradljivi, ker je njihov amidni skelet stabilen in ne hidrolizira pri fizioloških pogojih. V nasprotju s kationskimi dendrimeri, so nevtralni dendrimeri iz poliestrskega skeleta in hidroksilnimi funkcionalnimi skupinami netoksični, biorazgradljivi in biokompatibilni, ker pri fizioloških pogojih (pH = 7,4) ali rahlo kislih pogojih (pH = 5) hidrolitsko razpadajo v netoksične razpadne produkte.

Literaturni podatki kažejo, da imajo alifatski poliestrski dendrimeri na osnovi 2,2bis(hidroksimetil)propionske kisline (bis-MPA) številne edinstvene lastnosti (Bioconjugate Chem 2002, 13, 453-461). So vodotopni, kljub dejstvu, da ne vsebujejo ionskih funkcionalnih skupin. Zaradi nevtralnih hidroksilnih funkcionalnih skupin so netoksični in biokompatibilni. Razgrajujejo se hidrolitsko preko estrskih vezi. Dendrimeri na osnovi bis-MPA so lahko sintetizirani s konvergentnim postopkom (dendrone pripnemo na jedro) (J. Am. Chem. Soc. 1996, 118, 63886395; Macromolecules 1998, 31,4061-4068) ali divergentnim postopkom (dendrimer raste iz jedra navzven) (J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 5908-5917; WO 02/26867; Macromolecules, 2002, 35, 8307-8314).Reakcija esterifikacije lahko poteka preko kislinskega klorida v prisotnosti trietilamina in dimetilaminopiridina (J. Am. Chem. Soc. 1996, 118, 6388-6395), na osnovi karbodiimida in katalizatorja 4(dimetilamino)piridinijevega 4-toluensulfonata (DPTS) (Macromolecules, 2002, 35, 8307-8314; J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 6994-6995) ali preko anhidrida bis-MPA z zaščitenima hidroksilnima skupinama in 4-(dimetilamino)piridina (DMAP) kot katalizatorja (J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 5908-5917; WO 02/26867;

Macromolecules, 2002, 35, 8307-8314; J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 14137-14146; J. Polym. Sci. ; Part A: Polym. Chem. 2004, 42, 1758-1767). Poznani so tudi alifatski visoko razvejeni poliestri na osnovi bis-MPA s trgovskim imenom Boltom Hx

-4produkti. Visoko razvejeni polimeri imajo tako kot dendrimeri zelo razvejano strukturo, vendar manj pravilno razvejano kot dendrimeri. V strukturi vsebujejo ne samo dendritske in terminalne enote, ampak tudi linearne ponavljajoče enote, ki jih smatramo kot defekte v strukturi. Tako kot dendrimeri imajo tudi visoko razvejeni polimeri veliko število funkcionalnih skupin, kompaktno sferično konformacijo in podobne lastnosti kot dendrimeri, vendar pa visoko razvejeni polimeri nimajo uniformne molske mase kot dendrimeri, ampak kažejo široko porazdelitev molske mase (Pigment & Resin Technology 1996; 25:4-14; US 5418301; Progress in Polymer Science 2011, 36, 53-88). Nizko citotoksičnost kažejo tudi komercialno dosegljivi alifatski poliesteramidni visoko razvejeni polimeri s trgovskim imenom Hybrane produkti.

Obstaja potreba po novih vodotopnih dendrimerih, ki bi bili netoksični, biodegradabilni, biokompatibilni in tako uporabni v biomedicinske namene.

Podroben opis izuma

Seznam kratic: bis-MPA - 2,2-bis(hidroksimetil)propionska kislina; BnOH - benzilni alcohol; Boc-Glicin - N-(tert-butoksikarbonil)glicin; DCC - N,N'dicikloheksilkarbodiimid; DCU - dicikloheksilurea; DCM - diklorometan; DMSO dimetilsulfoksid; DPTS - 4-(dimetilamino)piridinijev 4-toluensulfonat; EtOH - etanol; EtOAc - etil acetate; IR - infrardeča spektroskopija; NMR - jedrska magnetna resonance; Psi - funt na kvadratni palec; ppm - parts per million; TEA - trietilamin; T_g - temperature steklastega prehoda; T_t - temperature tališča; η - izkoristek reakcije.

Predloženi izum se nanaša na nove poliesteramidne dendrimere različnih generacij ter na sintezo le teh. Ker je v strukturo dendrimerov po pričujočem izumu preko adukta uvedena amidna vez, imajo alifatski poliesteramidni dendrimeri boljšo topnost v vodi od alifatskih poliestrskih dendrimerov, pripravljenih samo iz bis-MPA monomera. Poliesteramidni dendrimeri sintetizirani po postopku po predloženem izumu imajo natančno definirano in uniformno molsko maso ter večji hidrodinamski volumen pri enakem generacijskem številu od hidrodinamskega volumna poliestrskih dendrimerov na osnovi bis-MPA. Večji je tudi prostor v notranjosti dendrimera za • ·

-5nekovalentno polnjenje dendrimera z učinkovinami. Pri sintezi poliesteramidnih dendrimerov po pričujočem izumu ne nastaja stranski produkt /V-acilurea, nastalo ureo kot stranski produkt reakcije esterifikacije pa se lahko enostavno odstrani z obarjanjem v etil acetatu.

Splošna formula poliesteramidnih dendrimerov po pričujočem izumu je sledeča (I):

n 9 °^χ1

II H I / ¹ \x¹ pri čemer je

R¹ je alkohol z vsaj dvema hidroksilnima skupinama ali amin z vsaj dvema aminskima skupinama,

R² je stranska veriga α-amino kisline,

R³ je diol s karboksilno skupino in X¹ je H ali ° θ OX²

II H II /

-C-R²—N-C-R³ \ ₂ ox² pri čemer je

X² je H ali X¹.

R¹ je prednostno pentaeritritol, 1,3,5-tris(2-hidroksiethil)cianurna kislina, di(trimetilol)propan, glicerol, tris(2-aminoetil)amin, bolj prednostno je R¹ 1,1,1tris(hidroksimetil)etan,

R² je prednostno CHCH3, CHCH(CH3)2, CHCH(CH3)CH2CH3, CHCH2CH(CH3)CH3, CH(CH2)2SCH3, CHCH2Ph, bolj prednostno je R²CH2,

-6R³ je prednostno 2,2-bis(hiroksimetil)butirna kislina, bolj prednostno je R³ 2,2bis(hidroksimetil)propionska kislina

Dendrimeri po pričujočem izumu so pripravljeni iz novega večfunkcionalnega AB2 monomera (A = -COOH, B = -OH), ki je adukt diola s karboksilno skupino in aaminokisline ter jedra, ki je alkohol ali amin z vsaj dvema hidroksilnima oziroma aminskima skupinama. Primeri prikazani v tem patentu so dendrimeri pripravljeni iz večfunkcionalnega AB2 monomera (A = -COOH, B = -OH), ki je adukt bis-MPA in aminokisline glicina ter trifunkcionalnega jedra (1,1,1-tris(hidroksimetil)etan). Ker je v strukturo dendrimerov preko adukta uvedena amidna vez, imajo alifatski poliesteramidni dendrimeri boljšo topnost v vodi od alifatskih poliestrskih dendrimerov, pripravljenih samo iz bis-MPA monomera. Poliesteramidni dendrimeri so sintetizirani po večstopenjskem konvergentnem postopku. Esterifikacija je potekala na osnovi karbodiimida in DPTS kot katalizatorja. Sintetizirani dendrimeri imajo natančno definirano in uniformno molsko maso. Zaradi uvedbe aminokisline v AB₂ adukt je hidrodinamski volumen poliesteramidnih dendrimerov pri enakem generacijskem številu večji od hidrodinamskega volumna poliestrskih dendrimerov na osnovi bis-MPA. Večji je tudi prostor v notranjosti dendrimera za nekovalentno polnjenje dendrimera z učinkovinami. Pri sintezi poliesteramidnih dendrimerov pri esterifikaciji adukta na osnovi karbodiimida in DPTS kot katalizatorja ne nastaja stranski produkt A/-acilurea, nastalo ureo kot stranski produkt reakcije esterifikacije pa se enostavno odstrani z obarjanjem v etil acetatu.

Postopek priprave alifatskih poliesternih amidov po pričujočem izumu je značilen po tem, da vsebuje:

reakcijo med diolom, ki vsebuje karboksilno skupino, in α-amino kislino ter jedrom, ki je alkohol z vsaj dvema hidroksilnima skupinama ali amin z vsaj dvema aminskima skupinama. Diol je prednostno 2-bis(hiroksimetil)butirna kislina, bolj prednostno je 2,2-bis(hidroksimetil)propionska kislina, α-amino kislina je prednostno alanin, valin, levcin, izolevcin, metionin, fenilalanin, bolj prednostno je α-amino kislina glicin. Jedro je prednostno pentaeritritol, 1,3,5-tris(2-hidroksiethil)cianurna kislina, • ·

-7di(trimetilol)propan, glicerol, tris(2-aminoetil)amin, bolj prednostno je jedro 1,1tris(hidroksimetil)etan.

Predloženi izum se nanaša tudi na farmacevtske oblike, ki vsebujejo alifatske poliesterne amide oziroma na farmacevtske oblike, kjer v postopku priprave takšnih oblik uporabimo alifatske poliesterne amide oziroma na farmacevtske oblike, ki vsebujejo alifatske poliesterne amide pripravljene po postopkih, ki so predmet tega izuma. Prednostno se alifatski poliesterni amidi po pričujočem izumu uporabljajo v farmacevtskih oblikah na način, da se zdravilna učinkovina, biomolekula ali kontrastno sredstvo relativno majhne velikosti ujamejo v prazna mesta v notranjost dendrimerne strukture. Alternativen način vezave spojin na dendrimer je kovalentno, preko biorazgradljive vezi na funkcionalne skupine na površino dendrimerov direktno ali preko vmesnika.

Predloženi izum je v nadaljevanju ponazorjen s primeri in shemami. Oznake spojin v primerih ustrezajo oznakam spojin, ki nastopajo v predloženih shemah.

Izvedbeni primeri:

Korak A: Zaščita OH skupin 2,2-bis(hidroksimetil)propionske kisline (bis-MPA).

V bučki raztopimo bis-MPA (1) (75 mmol) in p-toluensulfonsko kislino (0,8 mmol) v suhem acetonu (50 ml). Nato v reakcijsko mešanico počasi dodamo še 2,2dimetoksipropan (114 mmol) ter reakcijo mešamo 2 uri. Po končani reakciji katalizator nevtraliziramo z dodatkom 2M raztopine NH₃/EtOH (0,88 mmol), nato pa topilo vakuumsko uparimo pri sobni temperaturi. Na trden preostanek dolijemo 250 mL diklorometana (DCM), ter organsko fazo spiramo z vodo (2x20 mL). Organsko fazo nato sušimo z MgSO4, filtriramo, vakuumsko uparimo, ter čez noč sušimo v vakuumskem sušilniku. Kot produkt (2) dobimo belo kristalinično snov.

η = 85% ¹H NMR (DMSO-de): δ (ppm) 12,51 (s, 1H), 4,01 (d, J = 11,7 Hz, 2H), 3.56 (d, J = 11,7 Hz, 2H), 1,34 (s, 3H), 1,26 (s, 3H), 1,07 (s, 3H).

-8Korak B: Zaščita COOH skupin A/-(tert-butoksikarbonil)glicina (Boc-Glicin).

V 250 mL bučko zatehtamo Boc-glicin (3) (62 mmol), Λ/,Λ/'-dicikloheksilkarbodiimid (DCC) (67,8 mmol) in 4-(dimetilamino)piridinijev 4-toluensulfonat (DPTS) (1,86 mmol), dolijemo DCM (180 ml), postavimo na ledeno kopel ter nato po kapljicah dodamo še benzilni alkohol (BnOH) (67,6 mmol). Reakcijsko zmes pustimo mešati čez noč, nato pa izpadlo dicikloheksilureo (DCU) odfiltriramo ter speremo z DCM. Surov produkt prekristaliziramo iz zmesi Et₂O in heksana.

Kot produkt dobimo bele kristale (4).

η = 87%

T_g = 75,1 °C.

¹H NMR (DMSO-de): δ (ppm) 7,43 - 7,30 (m, 5H), 7,25 (t, J = 6,2 Hz, 1H), 5,12 (s, 2H), 3,73 (d, J = 6,2 Hz, 2H), 1,38 (s, 9H).

¹³C NMR (DMSO-cfe): δ (ppm) 170,27, 155,86, 135,91, 128,37, 128,03, 127,88, 78,23, 65,75, 40,02, 28,13.

IR (cm’¹): 3323, 2937, 1752, 1681, 1542, 1406, 1369, 1295, 1248, 1170, 1051, 962, 753, 701.

Korak C: Odščita BoC skupine.

V bučki raztopimo spojino 4, ter nato po kapljicah dodajamo trifluoroocetno kislino. Reakcijo poteka 3 ure. Nato reakcijsko zmes vakuumsko uparimo in surov produkt prekristliziramo z Et₂O, da dobimo bel produkt (5).

η = 99%

T_g= 116,9 °C.

¹H NMR (DMSO-d₆): δ (ppm) 8,56 (s, 3H), 7,44 - 7,32 (m, 5H), 5,24 (s, 2H), 3,91 (s, 2H).

¹³C NMR (DMSO-de): δ (ppm) 167,67, 158,77 (q, J_C-f = 31,6 Hz), 135,34, 128,52, 128,38, 128,22, 117,21 (q, J_C._F = 298,8 Hz), 66,82, 39,79.

IR (cm'¹): 3175, 2952,2894, 2653, 1748, 1675, 1540, 1411, 1204, 1173, 1124, 1063, 917, 834, 797, 721,691.

• ·

-9Korak D: Vezava zaščitene bis-MPA na Bn-glicin.

Spojino 5 (78,8 mmol) raztopimo v DCM (350 ml), ter dodamo trietilamin (TEA) (78,8 mmol). Mešamo dokler se vse ne raztopi, nato dodamo DCC (86,7 mmol), DPTS (3,7 mmol) in na koncu počasi dodamo še spojino 2 (86,7 mmol). Reakcijo pustimo teči čez noč, zatem izpadlo DCU odfiltriramo, speremo z malo EtOAc, ter topilo vakuumsko uparimo. Na dobljeni produkt nalijemo 400 mL DCM ter spiramo z 1M NaHSO₄ (3x 40 mL),10% Na₂CO₃ (3x 40 mL), ter na koncu še s slanico (2x 40 mL). Organsko fazo sušimo z MgSO₄, filtriramo ter vakuumsko uparimo. Kot produkt dobimo olje, ki s časom skristalizira. Produkt (6) čistimo s kolonsko kromatografijo z mobilno fazo EtOAc:DCM:heksan = 2:1:3.

η = 79%

T, = 82,6 °C ¹H NMR (DMSO-cfe): δ (ppm) 8,08 (t, J = 5,8 Hz, 1H), 7,41 - 7,29 (m, 5H), 5,13 (s, 2H), 3,96 (d, J = 11,8, 2H), 3.92 (d, J = 5,8 Hz, 2H), 3,61 (d, J = 11,8 Hz, 2H), 1,35 (s, 3H), 1,29 (s, 3H), 1,06 (s, 3H).

¹³C NMR (DMSO-dg): δ (ppm) 174,13, 169,66, 135,88, 128,39, 128,06, 127,96, 97,46, 65,83, 65,38, 40,97, 40,31, 24,13, 23,13, 18,42.

IR (cm'¹): 3290, 2996, 2943, 2858, 1748, 1644, 1552, 1370, 1352, 1196, 1154, 1094, 1069, 952, 833.

Korak Odščita benzilne skupine.

V hidrogenirno stekleničko zatehtamo 10% Pd/C (0,210 g), nato pa dodamo raztopino 6 v EtOAc (140 ml). Vpnemo v Paarov hidrogenator, 2x prepihamo, tlak naravnamo na 25 Psi, ter pustimo reakcijo teči 45 min. Po preteku časa, hidrogeniranje ustavimo, katalizator odfiltriramo, topilo pa vakuumsko uparimo. Kot produkt (7) dobimo brezbarvno viskozno olje, ki skristalizira v bele kristale.

η = 99%

T_t = 93,3 °C

-10¹H NMR (DMSO-de): δ (ppm) 12,53 (s, 1H), 7,90 (t, J= 5,7 Hz, 1H), 3,94 (d, J = 11,9 Hz, 2H), 3,77 (d, J = 5.7 Hz, 2H), 3,62 (d, J = 11,9 Hz, 2H), 1,35 (s, 3H), 1,31 (s, 3H), 1,05 (s, 3H).

¹³C NMR (DMSO-de): δ (ppm) 173,96, 171,20, 97,54, 65,53, 40,89, 40,26, 24,41, 22,92, 18,40.

IR (cm'¹): 3331, 2867, 1723, 1611, 1538, 1429, 1380, 1314, 1228, 1198, 1100, 1078, 823.

Korak E₂: Odščita acetonidne skupine.

V bučki zatehtamo spojino 6 (5 mmol), dolijemo CH₃CN (90 ml), nato pa dodamo še Dowex (0,838 g). Pustimo da reakcija teče 2 uri, nato pa raztopino prefiltriramo in topilo vakuumsko uparimo. Kot produkt (8) dobimo brezbarvno olje.

η = 99%

T_g = -29,0 °C ¹H NMR (DMSO-d₆): δ (ppm) 7,99 (t, J = 5,8 Hz, 1H), 7,41 - 7,28 (m, 5H), 5,12 (s, 2H), 4,40 (s, 2H), 3,91 (d, J = 5,8 Hz, 2H), 3,50 (s, 4H), 1,01 (s, 3H).

¹³C NMR (DMSO-de): δ (ppm) 175,84, 169,99, 135,96, 128,45, 128,09, 127,94, 65,85, 64,21,48,43, 40,98, 17,30.

IR (cm·¹): 3336, 2939, 2881, 1742, 1642, 1538, 1456, 1387, 1190, 1039.

Korak F: Vezava produktov 7 in 8 v dendron druge generacije.

Diol 8 (5 mmol), DCC (15 mmol) and DPTS (1 mmol) raztopimo v brezvodnem DCM (20 ml) pri sobni temperature pod argonom. Po kapljicah dodamo polovico potrebne kisline 7 (7.19 mmol) raztopljene v brezvodnem DCM (5 ml). Po šestih urah dodamo preostanek kisline 7 (7.19 mmol) raztopljene v brezvodnem DCM (5 ml). Reakcijo mešamo čez noč. Po končani reakciji odfilitriramo DCU in odstranimo topilo z vakuumskim uparevanjem. Surov produkt raztopimo v mali količini EtOAc, da odstranimo preostalo DCU in topilo ponovno vakuumsko uparimo. Dobljeni produkt raztopimo v DCM in speremo z 10% Na₂CO3 (3x 20 mL) in nato s slanico (2x 20 mL). Organsko fazo posušimo z MgSO₄ in topilo odstranimo z vakuumskim

-11uparevanjem. Končen produkt očistimo s kolonsko kromatografijo (mobilna faza: 08% metanol/EtOAc), da dobimo končen bel produkt (9).

η = 90%

T_g = 23,3 °C ¹H NMR (DMSO-de): δ (ppm) 8,29 (t, J = 5,8 Hz, 1H), 8,01 (t, J = 5,7 Hz, 2H), 7,40 7,29 (m, 5H), 5,13 (s, 2H), 4,24-4,13 (m, 4H), 3,95 (d, J = 11,8 Hz, 4H), 3,88 (d, J = 5,8 Hz, 2H), 3,85 (d, J = 5,7 Hz, 4H), 3,61 (d, J = 11,8 Hz, 4H), 1,35 (s, 6H), 1,31 (s,

6H), 1,15 (s, 3H), 1,07 (s, 6H).

¹³C NMR (DMSO-d₆): δ (ppm) 174,04, 172,32, 169,51, 135,86, 128,40, 128,07, 127,95, 97,47, 65,85, 65,78, 65,38, 45,32, 40,98, 40,83, 40,26, 24,10, 23,19, 18,39,

17,25.

IR (cm’¹): 3363, 2991, 2941, 2876, 1746, 1649, 1527, 1375, 1198, 1175, 1078, 1021, 826.

Korak G: Odščita benzilne skupine dendrona druge generacije.

Zaščiteni dendron druge generacije 9 (2.48 mmol) raztopimo v EtOAc (28 mL) in dodamo 10% Pd/C (0.88 g). Redukcijo izvedemo v Paar-hidrogenatorju. Po padcu tlaka za približno 8 psi (2.5 ure) katalizator odfiltriramo in speremo z EtOAc. Topilo vakuumsko odparimo, da dobimo končen bel produkt (10).

η = 99%

Tg = 16,1 °C ¹H NMR (DMSO-ofe): δ (ppm) 12,52 (s, 1H), 8,12 (t, J = 5,8 Hz, 1H), 8,00 (t, J = 5,7 Hz, 2H), 4,23-4,13 (m, 4H), 3,95 (d, J = 11,8 Hz, 4H), 3,85 (d, J = 5,7 Hz, 4H), 3,73 (d, J = 5,8 Hz, 2H), 3,61 (d, J = 11,8 Hz, 4H), 1,35 (s, 6H), 1,31 (s, 6H), 1,16 (s, 3H), 1,07 (s, 6H).

¹³C NMR (DMSO-d₆): δ (ppm) 174,07, 172,10, 171,07, 169,54, 97,50, 65,91, 65,41, 45,32, 40,87, 40,28, 24,10, 23,23, 18,42, 17,28.

IR (cm'¹): 3360, 2991, 2941, 2878, 1744, 1648, 1532, 1375, 1200, 1180, 1078, 1021, 826 .

-12Korak H: Priprava dendrimera prve generacije.

V mešanici DCM/CH₃CN (3:1) (6 ml) raztopimo 1,1,1-tris(hidroksimetil)etan (1,67 mmol), DCC (6,18 mmol) in DPTS (0,34 mmol) nato pa dodamo polovično količino 7 (3,05 mmol) raztopljeno v enakem topilu (6 ml). Reakcijo mešamo 24 ur na 50°C. Nato dodamo še preostali del 7 (3,05 mmol), raztopljene v enakem topilu (6 ml) in pustimo reagirati še nadaljnjih 24 ur. Po končani reakciji odfilitriramo DCU in odstranimo topilo z vakuumskim uparevanjem. Surov produkt raztopimo v mali količini EtOAc, da odstranimo preostalo DCU in topilo ponovno vakuumsko uparimo, pri čemer dobimo rumeno olje. Produkt raztopimo v DCM (100 ml) ter spiramo z 1M NaHSO₄ (3x 10 ml), 10% Na₂CO₃ (3x 10 ml), ter na koncu še s slanico (2x 10 ml). Organsko fazo sušimo z MgSO₄, filtriramo ter vakuumsko uparimo. Kot produkt dobimo rumeno oborino. Produkt (11) čistimo s kolonsko kromatografijo, kot mobilno fazo uporabimo EtOAc.

η = 81%

T_g = 19,8 °C ¹H NMR (DMSO-de): δ (ppm) 8,05 (t, J = 5,7 Hz, 3H), 4.01 (s, 6H), 3.95 (d, J = 11,8 Hz, 6H), 3,86 (d, J = 5,7 Hz, 6H), 3,61 (d, J = 11,8 Hz, 6H), 1,41 (q, J = 7,5 Hz, 2H), 1,35 (s, 9H), 1,31 (s, 9H), 1,07 (s, 9H), 0,81 (t, J= 7,5 Hz, 3H).

¹³C NMR (DMSO-de): δ (ppm) 174,04, 169,51, 97,46, 65,38, 63,74, 40,94, 40,59,

40,26, 24,03, 23,23, 22,14, 18,41, 7,22.

IR (cm·¹): 3370, 2990, 2941, 2876, 1746, 1655, 1526, 1373, 1265, 1199, 1180, 1154, 1078, 1022, 826.

Korak I: Odščita dendrimera prve generacije.

V CH₃CN (36 ml) raztopimo 11 (0,9 mmol) in dodamo Dowex (0,416 g). Reakcijo mešamo 3 ure in nato raztopino prefiltriramo in topilo vakuumsko uparimo. Kot produkt (12) dobimo brezbarvno olje.

η = 99%

T_g = -13,5°C

-13¹H NMR (DMSO-d₆): δ (ppm) 7,95 (t, J = 5,7 Hz, 3H), 4,64 (s, 6H), 4,00 (s, 6H), 3,84 (d, J = 5,7 Hz, 6H), 3,47 (s, 12H), 1,40 (q, J = 7,5 Hz, 2H), 0,99 (s, 9H), 0,79 (t, J =

7,5 Hz, 3H).

¹³C NMR (DMSO-d₆): δ 175,66, 169,76, 64,10, 63,68, 48,35, 40,90, 40,59, 22,07, 17,23, 7,22.

IR (cm’¹): 3338,2969, 2938, 2883, 1736, 1641, 1533, 1393, 1188, 1038, 1021,992.

Korak J: Priprava dendrimera druge generacije.

V suho bučko zatehtamo 1,1,1-tris(hidroksimetil)etan (0,6 mmol), DCC (2,4 mmol) in DPTS (0,12 mmol) ter raztopimo v mešanici suhega DCM/CH₃CN (3:1) (5 ml). Ko se vse raztopi, dodamo tretjino 10 (0,76 mmol), raztopljeno v enakem topilu (1 ml). Reakcijo mešamo 3 ure pri 50 °C, nato dodamo drugo tretjino 10 (0,76 mmol) raztopljeno v enakem topilu (1 ml) in po 3 urah še zadnjo tretjino 10 (0,76 mmol), raztopljeno v enakem topilu (1 ml). Reakcijo mešamo 72 ur. Po končani reakciji odfilitriramo DCU in odstranimo topilo z vakuumskim uparevanjem. Surov produkt raztopimo v mali količini EtOAc, da odstranimo preostalo DCU in topilo ponovno vakuumsko uparimo, pri čemer dobimo rumeno olje. Produkt raztopimo v DCM (70 ml) ter spiramo z 1M NaHSO₄ (3x 7 ml), 10% Na₂CO3 (3x 7 ml), ter na koncu še s slanico (2x 7 ml). Organsko fazo sušimo z MgSO₄, filtriramo ter vakuumsko uparimo. Dobljeno snov raztopimo v mešanici DCM/CH₃CN (3:1) (4 ml), ter dodamo DCC (0,6 mmol) in DPTS (0,12 mmol), nato pa dodamo še 10 (0,5 mmol) raztopljenega v enakem topilu (1ml_). Reakcijo pustimo teči 48h. Po končani reakciji odfilitriramo DCU in odstranimo topilo z vakuumskim uparevanjem. Surov produkt raztopimo v mali količini EtOAc, da odstranimo preostalo DCU in topilo ponovno vakuumsko uparimo, pri čemer dobimo rumeno olje. Produkt raztopimo v DCM (70 ml) ter spiramo z 1M NaHSO₄ (3x 7 ml), 10% Na₂CO₃ (3x 7 ml), ter na koncu še s slanico (2x 7 ml). Organsko fazo sušimo z MgSO₄, filtriramo ter vakuumsko uparimo.

Kot produkt dobimo rumeno olje/peno. Produkt (13) čistimo s kolonsko kromatografijo, kot mobilno fazo uporabimo EtOAc : aceton = 2:1.

η = 81%

Tg = 38,2 °C.

-14¹H NMR (DMSO): δ (ppm) 8,27 (t, J = 5,7 Hz, 3H), 8,01 (t, J = 5,7 Hz, 6H), 4,20 (d, J = 11,4 Hz, 6H), 4,16 (d, J = 11,4 Hz, 6H), 4,02 (s, 6H), 3,94 (d, J = 11,8 Hz, 12H), 3,89-3,80 (m, 18H), 3,61 (d, J = 11,8 Hz, 12H), 1,46-1,38 (m, 2H), 1,35 (s, 18H), 1,31 (s, 18H), 1,16 (s, 9H), 1,07 (s, 18H), 0,81 (t, J= 7,4 Hz, 3H).

¹³C NMR (DMSO): 174,06, 172,30, 169,51, 169,44, 97,48, 65,73, 65,39, 63,80, 45,31,40,83, 40,61,40,26, 24,14, 23,14, 22,19, 18,37, 17,28, 7,22.

IR (cm’¹): 3363, 2989, 2941, 2876, 1747, 1650, 1529, 1375, 1199, 1179, 1078, 1022, 991, 827.

Korak K: Odščita dendrimera druge generacije.

V CH₃CN (11 ml) raztopimo 13 (0,11 mmol) in dodamo Dowex (0,129 g). Reakcijo mešamo 3 ure in nato topilo vakuumsko uparimo. Produkt raztopimo v destilirani vodi in filtriramo ter nato liofiliziramo, da dobimo belo oborino (14).

η = 99%

T_g = 23,6 °C.

¹H NMR (DMSO-d₆): δ (ppm) 8,25 (t, J = 5,7 Hz, 3H), 7,93 (t, J = 5,7 Hz, 6H), 4,70 (s, 12H), 4,19 (d, J = 11,3 Hz, 6H), 4,14 (d, J = 11,3 Hz, 6H), 4,02 (s, 6H), 3,89 3,80 (m, 18H), 3,46 (s, 24H), 1,47 - 1,35 (m, 2H), 1,16 (s, 9H), 0,99 (s, 18H), 0,81 (t, J = 7,5 Hz, 3H).

¹³C NMR (DMSO-cfe): 175,67, 172,38, 169,76, 169,.46, 65,73, 64,12, 63,79, 48,35, 45,32, 40,80, 40,61,22,17, 17,23, 7,24.

IR (cm'¹): 3333, 2940, 2884, 1739, 1641, 1532, 1403, 1386, 1179, 1020.

Korak L: Priprava dendrimera tretje generacije.

V suhem CH₃CN (4 ml) raztopimo 12 (0,5 mmol), DCC (4,5 mmol) in DPTS (0,2 mmol) nato pa dodamo prvi del 10 (2,10 mmol) raztopljeno v suhem DCM (1 ml). Reakcijo mešamo 24 ur pri 50 °C, nato dodamo drugi del 10 (2,25 mmol), raztopljeno v suhem DCM (1 ml). Pustimo reagirati nadaljnjih 24 ur ter nato odfilitriramo izpadlo DCU in odstranimo topilo z vakuumskim uparevanjem. Surov produkt raztopimo v mali količini EtOAc, da odstranimo preostalo DCU in topilo ponovno vakuumsko uparimo, pri čemer dobimo rumeno olje. Produkt raztopimo v

-15DCM (120 ml) ter spiramo z 1M NaHSO4 (3x 12 ml), 10% Na₂CO3 (3x 12 ml), ter na koncu še s slanico (2x 12 ml). Organsko fazo sušimo z MgSO₄, filtriramo ter vakuumsko uparimo.

Dobljeno snov raztopimo v mešanici DCM/CH3CN (3:1) (4 ml), ter dodamo DCC (0,8 mmol) in DPTS (0,2 mmol), nato pa dodamo še 10 (0,6 mmol), raztopljen v enakem topilu (1mL). Reakcijo pustimo teči 48h. Po končani reakciji odfilitriramo DCU in odstranimo topilo z vakuumskim uparevanjem. Surov produkt raztopimo v mali količini EtOAc, da odstranimo preostalo DCU in topilo ponovno vakuumsko uparimo, pri čemer dobimo rumeno olje. Produkt raztopimo v DCM (120 ml) ter spiramo z 1M NaHSO₄ (3x 12 ml), 10% Na₂CO3 (3x 12 ml), ter na koncu še s slanico (2x 12 ml). Organsko fazo sušimo z MgSO₄, filtriramo ter vakuumsko uparimo.

Kot produkt dobimo rumeno oborino. Produkt (15) čistimo s kolonsko kromatografijo, kot mobilno fazo uporabimo gradientno mešanico EtOAc/aceton ter končamo s čistim acetonom.

η = 69%

T_g = 43,3 °C.

¹H NMR (DMSO-d₆): δ (ppm) 8,33 - 8,20 (m, 9H), 8,01 (t, J = 5,7 Hz, 12H), 4,26 4,10 (m, 36H), 4,03 (s, 6H), 3,94 (d, J = 11,7 Hz, 24H), 3,90 - 3,77 (m, 42H), 3,61 (d, J = 11,7 Hz, 24H), 1,46- 1,37 (m, 2H), 1,35 (s, 36H), 1,31 (s, 36H), 1,19-1,13 (s, 27H), 1,06 (s, 36H), 0,81 (t, J= 7,3 Hz, 3H).

¹³C NMR (DMSO-d₆): 174,06, 172,29, 169,50, 169,42, 97,47, 65,73, 65,38, 63,78, 45,29, 40,82, 40,56, 40,25, 24,12, 23,13, 22,16, 18,37,17,26, 7,23.

IR (cm'¹): 3365, 2990, 2940, 1748, 1649, 1529, 1375, 1199, 1177, 1079, 1022, 991, 827.

Korak M: Odščita dendrimera tretje generacije.

V CH₃CN (18 ml) raztopimo 15 (0,05 mmol) in dodamo Dowex (0,208 g). Reakcijo mešamo 2,2 ure in nato topilo vakuumsko uparimo. Produkt raztopimo v destilirani vodi in filtriramo ter nato liofiliziramo, da dobimo belo oborino (16).

η = 99%

-16Tg = 31,6 °C.

¹H NMR (DMSO-de): δ (ppm) 8.35 - 8.26 (m, 3H), 8.26 - 8.16 (m, 6H), 7.93 (t, J = 5.7 Hz, 12H), 4.66 (s, 24H), 4.28 - 4.08 (m, 36H), 4.03 (s, 6H), 3.90 - 3.77 (m, 42H), 3.46 (s, 48H), 1.48 - 1.36 (m, 2H), 1.21 - 1.12 (m, 27H), 0.99 (s, 36H), 0.83 (t, J = 7.0 Hz, 3H).

¹³C NMR (DMSO-d₆): 175,67, 172,38, 169,76, 169,45, 65,73, 64,12, 63,86, 48,35, 45,31,40,80, 40,58, 22,15, 17,22, 7,25.

IR (cm'¹): 3330, 2940, 2885, 1741, 1642, 1532, 1474, 1404, 1384, 1176, 1020.

Korak N: Priprava dendrimera četrte generacije.

V suhem CH₃CN (4 ml) raztopimo 14 (0,091 mmol), DCC (1,14 mmol) in DPTS (0,04 mmol) ter 10 (0,575 mmol). Reakcijo mešamo 48 ur pri 50 °C, nato dodamo drugi del 10 (0,55 mmol), raztopljen v suhem DCM (1,5 ml). Pustimo reagirati nadaljnjih 48 ur ter nato odfilitriramo izpadlo DCU in odstranimo topilo z vakuumskim uparevanjem. Surov produkt raztopimo v mali količini EtOAc, da odstranimo preostalo DCU in topilo ponovno vakuumsko uparimo, pri čemer dobimo rumeno olje. Produkt raztopimo v DCM (60 ml) ter spiramo z 1M NaHSO₄ (3x 6 ml), 10% Na2CO₃ (3x 6 ml), ter na koncu še s slanico (2x 6 ml). Organsko fazo sušimo z MgSO₄, filtriramo ter vakuumsko uparimo.

Dobljeno snov raztopimo v suhem DCM (1 ml), ter dodamo DCC (0,29 mmol) in DPTS (0,04 mmol), nato pa dodamo še 10 (0,27 mmol), raztopljen v suhem DCM (1,5mL). Reakcijo pustimo teči 96h. Po končani reakciji odfilitriramo DCU in odstranimo topilo z vakuumskim uparevanjem. Surov produkt raztopimo v mali količini EtOAc, da odstranimo preostalo DCU in topilo ponovno vakuumsko uparimo, pri čemer dobimo rumeno olje. Produkt raztopimo v DCM (60 ml) ter spiramo z 1M NaHSO₄ (3x 6 ml), 10% Na2CO₃ (3x 6 ml), ter na koncu še s slanico (2x 6 ml). Organsko fazo sušimo z MgSO₄, filtriramo ter vakuumsko uparimo.

Kot produkt dobimo rumeno oborino. Produkt (17) čistimo s kolonsko kromatografijo, kot mobilno fazo uporabimo EtOAc/aceton = 2:1. nato počasi večamo količino acetona ter končamo s čistim acetonom.

η = 42 %

-17T_g = 56,2 °C ¹H NMR (DMSO-de): δ (ppm) 8,37 - 8,17 (m, 21 H), 8,00 (t, J = 5,6 Hz, 24H), 4,29 4,10 (m, 84H), 4,07 - 3,99 (m, 6H), 3,94 (d, J = 11,7 Hz, 48H), 3,90 - 3,76 (m, 90H), 3,61 (d, J = 11,7 Hz, 48H), 1,35 (s, 72H), 1,31 (s, 72H), 1,19-1,11 (m, 63H), 1,06 (s, 72H), 0,87-0,75 (m, 3H).

¹³C NMR (DMSO-dg): 174,07, 172,31, 169,50, 169,42, 97,48, 65,74, 65,39, 45,30, 40,83, 40,25, 24,16, 23,08, 22,15, 18,36, 17,27, 7,23.

IR (cm'¹); 3376, 2991,2941, 2878, 1754, 1655, 1537, 1377, 1203, 1080, 828.

Korak O: Odščita dendrimera četrte generacije.

V CH3CN (5,2 ml) raztopimo 17 (0,0072 mmol) in dodamo Dowex (0, 0603 g). Reakcijo mešamo 1,5 ure in nato topilo vakuumsko uparimo. Produkt raztopimo v destilirani vodi in filtriramo ter nato liofiliziramo, da dobimo belo oborino (18).

η = 99%

T_g = 83,2 °C ¹H NMR (DMSO-d₆): δ (ppm) 8,37 - 8,13 (m, 21 H), 7,92 (t, J = 5,7 Hz, 24H), 4,68 (t, J = 5,2 Hz, 48H), 4,31 - 4,08 (m, 84H), 4,08 - 3,97 (m, 6H), 3,92 - 3,74 (m, 90H), 3,50 - 3,41 (m, 96H), 1,47 - 1,36 (m, 2H), 1,28 - 1,04 (m, 63H), 0,98 (s, 72H), 0,87 -0,74 (m, 3H).

¹³C NMR (DMSO-de): 175,68, 172,39, 169,76, 169,45, 65,73, 64,13, 48,35, 45,31, 40,81, 17,28, 17,22, 7,26.

IR (cm'¹): 3366, 2942, 2885, 1748, 1651, 1536, 1384, 1200, 1024, 583.

-18^ΤΗ₃^-γΟ JO >l_oA_N^O jO^-θ-ΧθΑ^ΟΗ

O ^H O H O

4 3

Sheme ^H0 χ_0Η ΛΧη

HO^-' O-⁷

2 _ O-' ^H O _t ’/ ⁶ \ ^E2 >ΧίΓ Xq^oJ°

Λ° >_Ί >0

O _Λ ^-NH O ., NH O

C O Υ'ΐΐ G ⁰ O — »y»V-«

O^-7 H Q Q—/ H Q °v -in

NH O 10

Ύο

Shema 1: Priprava AB₂ monomernega adukta ter dendronov prve in druge generacije.

Shema 2: Priprava dendrimera prve generacije in njegova odščita.

Shema 3: Priprava dendrimera druge generacije in njegova odščita.

Shema 4: Priprava dendrimera tretje generacije in njegova odščita • · · ·

Shema 5: Priprava dendrimera četrte generacije in njegova odščita.

Claims (7)

1. Ratentni zahtevki

   1. Alifatski poliesteramidni dendrimeri, ki v strukturi vsebujejo estrske in amidne vezi, označeni s tem, da vsebuje vsaj tri skupine označene s formulo X¹:

   II H II '

   C-R²—N-C—R³ \ ₂

   X¹ OX² kjer je:

   R² je stranska veriga α-amino kisline,

   R³ je diol s karboksilno skupino in X² je H ali X¹.
2. 2. Alifatski poliesteramidni dendrimeri, ki v strukturi vsebujejo estrske in amidne vezi, označeni s formulo I ^{0 0} OX¹ \

   0X¹ kjer je:

   R¹ je alkohol z vsaj dvema hidroksilnima skupinama ali amin z vsaj dvema aminskima skupinama,

   R² je stranska veriga α-amino kisline,

   R³je diol s karboksilno skupino in X¹ je H ali ,

   -22οχ²

   R³ \

   ΟΧ² kjer je: X² je H ali X¹.
3. 3. Alifatski poliesteramidni dendrimeri po zahtevku 2, kjer je R¹ je prednostno 1,1,1-tris(hidroksimetil)etan,

   R² je prednostno glicin,

   R³ je prednostno 2,2-bis(hidroksimetil)propionska kislina.
4. 4. Proces za pripravo alifatskih poliesternih amidov po kateremkoli zahtevku od 1 do 3 označen s tem, da vsebuje:

   reakcijo med diolom, ki vsebuje karboksilno skupino, in α-amino kislino ter jedrom, ki je alkohol z vsaj dvema hidroksilnima skupinama ali amin z vsaj dvema aminskima skupinama.
5. 5. Proces za pripravo alifatskih poliesternih amidov po zahtevku 4, kjer je: diol je prednostno 2,2-bis(hidroksimetil)propionska kislina, α-amino kislina je prednostno glicin in jedro je prednostno 1,1,1-tris(hidroksimetil)etan.
6. 6. Farmacevtska oblika, ki vsebuje alifatske poliesterne amide iz kateregakoli od zahtevkov 1 do 3.
7. 7. Farmacevtska oblika, ki vsebuje alifatske poliesterne amide pripravljene po postopku iz kateregakoli od zahtevkov 4 do 5.