WO2008123799A1 - Модифицированные арабиногалактаны и способ их получения - Google Patents

Модифицированные арабиногалактаны и способ их получения Download PDF

Info

Publication number
WO2008123799A1
WO2008123799A1 PCT/RU2008/000207 RU2008000207W WO2008123799A1 WO 2008123799 A1 WO2008123799 A1 WO 2008123799A1 RU 2008000207 W RU2008000207 W RU 2008000207W WO 2008123799 A1 WO2008123799 A1 WO 2008123799A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
cooh
arabinogalactan
arabinogalactans
acid
tempo
Prior art date
Application number
PCT/RU2008/000207
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Irina Yurievna Ponedelkina
Elvira Azamatovna Saitgalina
Genrikh Alexandrovich Tolstikov
Usein Memetovich Dzemilev
Tatiyana Genrikhovna Tolstikova
Viktor Nikolaevich Odinokov
Elena Sergeevna Lukina
Original Assignee
Institut Neftekhimii I Kataliza Rossiiskoi Akademii Nauk
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Institut Neftekhimii I Kataliza Rossiiskoi Akademii Nauk filed Critical Institut Neftekhimii I Kataliza Rossiiskoi Akademii Nauk
Publication of WO2008123799A1 publication Critical patent/WO2008123799A1/ru

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08B—POLYSACCHARIDES; DERIVATIVES THEREOF
    • C08B37/00—Preparation of polysaccharides not provided for in groups C08B1/00 - C08B35/00; Derivatives thereof
    • C08B37/006—Heteroglycans, i.e. polysaccharides having more than one sugar residue in the main chain in either alternating or less regular sequence; Gellans; Succinoglycans; Arabinogalactans; Tragacanth or gum tragacanth or traganth from Astragalus; Gum Karaya from Sterculia urens; Gum Ghatti from Anogeissus latifolia; Derivatives thereof

Definitions

  • the invention relates to new chemicals, namely, modified arabinogalactans, which can be used in the food, construction, pulp and paper industry as surface-active substances, in pharmacology and the pharmaceutical industry, and to a method for their preparation.
  • Arabinogalactans - a class of polysaccharides, the building material of the cell wall of many trees and plants [Medvedeva E.H., Babkin B.A., Ostroukarva L.A. // Chemistry of plant materials. 2003. N ° l. S. 27-37].
  • Western larch (Larich ossideptalis) and Siberian larch (Larich sibirieredd) are commercially significant sources of arabinogalactan, which is used as an emulsifier and stabilizer in the manufacture of certain food products.
  • High molecular weight arabinogalactan is recommended for use as an immunostimulating agent that activates macrophages [WO 2006082707], and in combination with iron salts for iron deficiency anemia [RU 2208440].
  • arabinogalactan molecules consist of the main chain of (1— »3) -linked Z) -galactose residues with Z-arabinose and D-galactose (1—> 6) residues — branches at almost every D-galactose residue in the main chain [Chemistry Methods carbohydrates. Edited by Kochetkov H. K Moscow: 1967. 317 C].
  • the ratio of galactose: arabinose is from 5: 1 to 10: 1.
  • the averaged formula of arabinogalactan can be represented by the following formula:
  • L-arabinose and D-galactose which are part of arabinogalactan, unlike, for example, monosaccharides such as glucose or mannose, show affinity for asialoglycoprotein receptors of liver cells
  • 4-OH- plays a particularly important role rippa galactose [Gromap EV, Epic PM, J ⁇ mg C, Joserhsop L. // Biosopjig. Chet. 1994.V. 5 (6). P. 547-556]. This property stimulated work on the synthesis and study of the properties of modified arabinogalactans as drug delivery systems to liver cells.
  • arabinogalactan graft copolymer was prepared by the reductive amination reaction between the reducing sugar residue at the end of the arabinogalactan chain and the ⁇ -amino group of poly-Z-lysine.
  • a dendrite-like copolymer as a system for the delivery of DNA to liver cells showed high specificity for asialoglycoprotein receptors, which is promising for the use of the copolymer in gene therapy [Rark JU, Ishihara T., Kapo A., Akike T., Maruua A. // Rr. Bioshem. Biotechnology. 1999. V. 29 (4). P. 353-370].
  • graft copolymers of arabinogalactan are obtained by graft copolymerization with acrylamide and subsequent treatment with dimethylamine and formaldehyde according to the Mannich reaction. Such copolymers are used to improve dehydration and increase paper strength [SU 1285094].
  • esters of arabinogalactans with cinnamic acid or its derivatives containing alkyl, allyl, CN, HaI or NH groups are known; in many cases, at least 50% of the hydroxy groups of arabinogalactan have been modified [Application JP 60219202].
  • Conjugates with thiophenecarboxylic acids they can be useful as carriers, adsorbents or resins [Application JP 60219201]
  • certain fatty acids palmitic, stearic and decanoic
  • Arabinogalactan was first modified with hydrazine or ethylenediamine or conjugated to poly-Z-lysine.
  • the free amino groups obtained using l-ethyl-3- [3- (dimethylamino) propyl] carbodiimide (CDI) were supplemented with the antiviral agents adenosine-5'-monophosphate and adenine arabinoside-5 '-monophosphate, as well as an anti-inflammatory agent.
  • Phosphate groups in phosphorylated arabinogalactan were esterified in the presence of CDI S-2- (3-aminopropylamino) ethylthiophosphoric acid having radioprotective properties [US Pat. WO 9325239].
  • Acidic forms of arabinogalactans are found in nature, containing a small percentage of uronic acids in their composition.
  • Carboxy-functional arabinogalactans are also obtained synthetically - by esterification of hydroxy groups with succinic or glutaric anhydride or by treatment of arabinogalactan with diethylene triaminopentaacetic acid (DTPA) dianhydride.
  • DTPA diethylene triaminopentaacetic acid
  • Carboxymethyl and carboxyethyl arabinogalactans obtained by reaction with bromoacetic and 2-bromopropionic acids contained 5.2 and 1.3 mEq, respectively. carboxy groups per gram of final product [WO 9325239].
  • Another way to introduce carboxy groups into the arabinogalactan molecule is to oxidize its primary alcohol group.
  • hydrogen peroxide was oxidized in an aqueous medium at an elevated temperature (9O 0 C) with bubbling through a reaction mixture of air, the oxidation products contained up to 10-12% of uronic acids [Borisov I.M., Shirokova EH, Mudarisova R.Kh. and others // Proceedings of the Academy of Sciences. Series chem. 2004. N ° 2. S. 305-311].
  • Destruction of macromolecules also occurs, accompanied by oxidation of the anomeric center to a carboxyl group.
  • a selective method for the oxidation of the primary hydroxy group to the carboxyl group in polysaccharides is the oxidation with the system 2,2,6,6-tetramethylpiperidinium-l-oxyl (TEMPO) - NaBr-NaClO-H 2 O (pH 10.2 ) [Jiapg V., Dgouet E., Milas M., Rinaudo M. // Sarbouhdr. Res. 2000. V.327. P.455-461; Isogai A., Kato Y. // Selliose. 1998. V. 5. P. 153-164]. However, this method was not used for the oxidation of arabinogalactan.
  • R C 6 H 4 OH (residues of p- or o-aminophenol), C 6 H 4 COOH (residues of p-aminobenzoic and anthranilic acids), C 6 H 3 (OH) COOH (residues of 4- or 5-aminosalicylic acids ), C 6 H 4 COO 2 H 5 (residue of p-aminobenzoic acid ethyl ester), C b H 4 COO (CH,) 2 N (CgH 5 ) 2 (residue of p-aminobenzoic acid beta-diethylaminoethyl ester), C 5 H 4 NCONH (isonicotinic acid hydrazide residue), CH 2 CH 2 SO 3 H (2-aminoethanesulfonic acid residue), CgH 1O O 5 NS (7-amino-cephalopropanoic acid residue), C 9 H 11 ON 2 (l-phenyl
  • the objective of the invention is to obtain modified arabinogalactans, i.e. oxidized at primary hydroxy groups of arabinogalactan; and conjugates of oxidized arabinogalactan with various amines.
  • a first aspect of the invention are novel modified arabinogalactans that have the general formula AF-C (O) -R, where AG is an arabinogalactan residue, R is selected from the group consisting of OH or NHR 1 , and R 1 is selected from the group , mainly representing medicines for various purposes and containing C 6 H 4 OH, C 6 H 4 COOH, C 6 H 3 (OH) COOH, C 6 H 4 COOC 2 H 5 , C 6 H 4 COO (CH 2 ) 2 N (C 2 H 5 ) 2 , C 5 H 4 NCONH, C 9 H n ON 2 , C 6 H 4 SO 2 NH 2 , C 6 H 4 SO 2 N (Na) COCH 3 , CH 2 CH 2 SO 3 H, CH 2 COOH, CH (COOH) (CH 2 ) 4 NH 2 and others.
  • AG is an arabinogalactan residue
  • R is selected from the group consisting of OH or NHR 1
  • R 1 is selected from the group ,
  • a second aspect of the present invention is a method for producing a modified arabinogalactan of the formula AG-COOH, comprising oxidizing arabinogalactan in an aqueous medium.
  • oxidizing agent 2,2,6,6-tetramethylpiperidinium-1-oxyl (TEMPO) -hypogalogenite systems can be used.
  • TEMPO-halide-hypohalogen or TEMPO-halogenite e.g., NaClO 2 chlorite
  • TEMPO-halogenite e.g., NaClO 2 chlorite
  • the TEMPO-NaBr-NaCYu system is used (in this system, NaBr oxidizes to NaBrO under the influence of NaClO, which is a stronger oxidizing agent than NaClO).
  • a reagent system For the oxidation of arabinogalactan, such a reagent system has not previously been used. With respect to arabinogalactan, NaClO is taken in excess, TEMPO and NaBr in catalytic amounts.
  • a commercial bleach may be used as a source of NaClO, in which the NaClO content is usually 5-7% by weight.
  • a further aspect of the present invention is a method for producing a modified arabinogalactan of the formula AG-CONHR 1 .
  • This method consists in the fact that arabinogalactan, oxidized according to the method described above, is further subjected to treatment for 30-60 minutes in the presence of a condensing reagent l-ethyl-3- [3- (dimethylamino) propyl] carbodiimide (CDI) in an aqueous medium at a pH of about 4.7-4.8 at room temperature with compounds containing a primary amino group of the general formula R 2 NH 2 , where R 2 is C 6 H 4 OH, C 6 H 4 COOH, C 6 H 3 (OH) COOH, C 6 H 4 COOC 2 H 5 ,
  • the carboxy-AG conjugates at the carboxy group with the formation of an amide bond are synthesized by reacting carboxy-AG with various amines (p- and o-aminophenols, i-aminobenzoic, anthranilic, 4- and 5-aminocalicylic acids, ethyl ester of l-aminobenzoic acid) , ⁇ - y-aminobenzoic acid diethylaminoethyl ester (novocaine), isonicotinic acid ridrazide (isoniazid), l-phenyl-2,3-dimethyl-4-aminopyrazolone-5 (4-aminoa-antipyrine), as well as sulfanamide amines, such as, -aminobenzenesulfonamide (streptocide), p-aminobenzenesulfonamide sodium (sulfacyl sodium), etc.) in the presence of CDI with the ratio of AG
  • Figure l illustrates the 13 C NMR spectrum of oxidized arabinogalactan (carboxy-AG).
  • the method of obtaining carboxy-AG is as follows. A solution of larch arabinogalactan in water 200 g / l and the corresponding amounts of NaBr (12.4 g) and TEMPO (1.95 g) are mixed with an appropriate amount of a 6-13% aqueous solution of NaClO, the pH of the solution is adjusted to about 10.2, the reaction is carried out for about 1 hour while maintaining the desired pH with a NaOH solution. The oxidized product is isolated by precipitation into ethanol or methanol, obtaining carboxy-AG in the form of a water-soluble white powder with a yellowish tint.
  • Oxidation is carried out in moderately concentrated aqueous solutions. When mixing the reagents, heating of the reaction mixture is not observed, its cooling during the reaction is not required. Additional purification of the initial AG from impurities absorbing in the UV region of the spectrum (200-400 nm) is not required, since UV impurities are destroyed by oxidizing reagents during oxidation, and carboxy-AG contains ⁇ 5 times less of them than initial oxidation before oxidation.
  • the content of uronic acids in carboxy-AG is quantitatively determined by the Dische method with carbazole in 87% sulfuric acid, using a calibration graph for solutions of Z ) -glucuronic acid of known concentration, ⁇ max 530 nm.
  • the galacturonic acid content is calculated based on the fact that its extinction coefficient is 120% of the D-glucuronic acid coefficient [Methods of carbohydrate chemistry. Edited by N.K. Kochetkov Moscow: 1967. 317 C]. According to the Dische method, arabinuronic acid in 87% sulfuric acid does not stain with carbazole. The total acid content is determined by precipitation titration with 2-ethoxy-6,9-diaminoaacridine lactate (rivanol) in water (Table 1).
  • a method of obtaining conjugates of carboxy-AG with amines is as follows.
  • Conjugates from the reaction mixture are isolated by alcohol precipitation, thereby purifying them from low molecular weight impurities.
  • the conversion of carboxy groups to amide groups reaches 90-95%.
  • Example 1 200 g (-1.25 mol) of AG are dissolved in 1 L of water, 1.95 g (0.0125 mol) of TEMPO, 12.4 g (0.12 mol) of NaBr are added, and 3.2 l of a 6% aqueous solution of sodium hypochlorite are added with stirring (2.15 mol NaClO). The reaction is carried out for 1 hour at room temperature, maintaining the pH of the reaction mixture at 10.2 with 4 N NaOH. Then the reaction mixture is neutralized with concentrated hydrochloric acid, 9 l of ethanol is precipitated with the oxidized product. The precipitate was separated by centrifugation (-3000 rpm), washed with ethanol, dried in air, obtaining carboxy-AG (-210 g) in the form of a water-soluble white powder with a yellowish tint.
  • the conversion of AG-COOH carboxyl groups into amide groups is determined according to H-NMR spectroscopy using the integrated intensities of the characteristic signals of the protons of the residues of the corresponding amines with respect to the internal standard — the signal intensities of all protons of the test sample in the region of 3.25-4.50 ppm.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)
  • Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)
  • Saccharide Compounds (AREA)

Abstract

1. В качестве аминов используют ряд фармакологически значимых аминов: п- и о-аминофенолы, 5- и 4-aминocaлицилoвыe, антраниловую и п- аминобензойную кислоты, этиловый эфир п-аминобензойной кислоты (анестезин), β- диэтиламиноэтиловый эфир п-аминобензойной кислоты (новокаин), 1-фeнил-2,3- димeтил-4-aминoпиpaзoлoн-5 (4-аминoaнтипиpин), гидразид изоникотиновой кислоты (изониазид), 2-aминoэтaнcyльфoнoвyю кислоту (таурин), сульфаниламидные препараты (п-аминобензолсульфамид (стрептоцид), п-аминобензолсульфацетамид- натрий), а также природные α-аминокислоты (глицин, лизин и др.), диамины (гидразин, этилендиамин) и дигидразиды (дигидразид адипиновой кислоты). Получают модифицированные арабиногалактаны, которые могут быть использованы в медицине и фармакологии, а также в пищевой, строительной, целлюлозно-бумажной индустрии в качестве поверхностно-активных веществ.

Description

МОДИФИЦИРОВАННЫЕ АРАБИНОГАЛАКТАНЫ И СПОСОБ ИХ
ПОЛУЧЕНИЯ
Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к новым химическим веществам, а именно, к модифицированным арабиногалактанам, которые могут быть использованы в пищевой, строительной, целлюлозно-бумажной индустрии в качестве поверхностно- активных веществ, в фармакологии и фармацевтической промышленности, и к способу их получения.
Уровень техники
Арабиногалактаны — класс полисахаридов, строительный материал клеточной стенки многих деревьев и растений [Медведева E.H., Бабкин B.A., Остроухова Л.А. // Химия растительного сырья. 2003. N°l. С. 27-37]. Лиственница западная {Lаriх оссidепtаlis) и сибирская {Lаriх sibiriсd) являются коммерчески значимыми источниками арабиногалактана, который применяется в качестве эмульгатора и стабилизатора при изготовлении некоторых пищевых продуктов. Высокомолекулярный арабиногалактан рекомендуется для применения в качестве иммуностимулирующего средства, активизирующего макрофаги [WO 2006082707], а в комплексе с солями железа- при железодефицитных анемиях [RU 2208440].
Молекулы арабиногалактана состоят из основной цепи (1— »3)-cвязaнныx остатков Z)-гaлaктoзы с состоящими из Z-арабинозы и D-галактозы (1— >6)- ответвлениями практически при каждом остатке D-галактозы в основной цепи [Методы химии углеводов. Под редакцией Кочеткова H. К Москва: 1967. 317 С]. В лиственничных арабиногалактанах соотношение галактоза: арабиноза составляет от 5:1 до 10:1. Усредненную формулу арабиногалактана можно представить следующей формулой:
— »[a-»a— »a— йэ-»c— »a— »a— »b]— », где
а - b - с -
→3)-j8-D-Galp-(l→ →3)-|8-D-Gф-(1→ →3)-/3-D-Gal/?-(l→ в в 6 t t t jS-D-Gф-1 0-D-Gф-l Ara/-(l→3)-/3-L-Ara/-l
6 t 0-D-Gф-l Подобно многим полисахаридам, молекулярная масса арабиногалактанов варьирует от 104 до 2*106 Да.
Не так давно установлено, что входящие в состав арабиногалактана L- арабиноза и D-галактоза, в отличие, например, от таких моносахаридов, как глюкоза или манноза, проявляют аффинность к асиалогликопротеиновым рецепторам клеток печени, особенно важную роль при этом выполняет 4-OH-rpyппa галактозы [Grоmап E.V., Епriquеz P.M., Jιmg С, Jоsерhsоп L. // Вiосопjиg. Сhет. 1994. V. 5(6). P. 547-556]. Это свойство стимулировало работы по синтезу и изучению свойств модифицированных арабиногалактанов в качестве систем доставки лекарственных средств к клеткам печени. Например, в присутствии NaBH3CN с поли-Z-лизином был получен графт-сополимер арабиногалактана реакцией восстановительного аминирования между остатком восстанавливающего сахара в конце цепи арабиногалактана и ε-аминогруппой поли-Z-лизина. Дендритоподобный сополимер в качестве системы доставки ДНК к клеткам печени показал высокую специфичность к асиалогликопротеиновым рецепторам, что перспективно для применения сополимера в генной терапии [Раrk J.U., Ishihаrа Т., Капо А., Аkаikе Т., Маruуаmа А. // Рrер. Вiосhеm. Вiоtесhпоl. 1999. V. 29(4). P. 353-370].
Другие графт-сополимеры арабиногалактана получают привитой сополимеризацией с акриламидом и с последующей обработкой диметиламином и формальдегидом по реакции Манниха. Такие сополимеры применяют для улучшения обезвоживания и повышения прочности бумаги [SU 1285094].
Известны эфиры арабиногалактанов с коричной кислотой или ее производными, содержащими алкильные, аллильные, CN, HaI или NНг-группы; во многих случаях были модифицированы не менее 50% гидроксигрупп арабиногалактана [Заявка JP 60219202]. По гидроксильным группам арабиногалактанов получены конъюгаты с тиофенкарбоновыми кислотами (они могут быть полезны в качестве носителей, адсорбентов или смол [Заявка JP 60219201]) и некоторыми жирными кислотами (пальмитиновой, стеариновой и деканоевой) [Заявка US 2001036933]. Водорастворимые биосовместимые арабиногалактаны с липофильными заместителями могут применяться в качестве адьювантов, ингибиторов клеточной адгезии, инфекции или воспаления.
Ряд производных арабиногалактана, проявляющих аффинность к асиалогликопротеиновым рецепторам, синтезирован с целью получения соединений с противовирусными, противовоспалительными, радиопротекторными свойствами [WO
9325239]. Арабиногалактан сначала был модифицирован гидразином или этилендиамином или конъюгирован с поли-Z-лизином. По полученным свободным аминогруппам при помощи l-этил-3-[3-(димeтилaминo)пpoпил]кapбoдиимидa (КДИ) были присоединены антивирусные агенты aдeнoзин-5 '-монофосфат и аденин apaбинoзид-5 '-монофосфат, а также противовоспалительный агент пепстатин. Фосфатные группы в фосфорилированном арабиногалактане были этерифицированы в присутствии КДИ S-2-(3-aминoпpoпилaминo)этилтиoфocфopнoй кислотой, обладающей радиопротекторными свойствами [Пат. WO 9325239].
В природе встречаются кислые формы арабиногалактанов, содержащие в своем составе небольшой процент уроновых кислот. Арабиногалактаны с карбоксифункцией получают и синтетическим путем - этерификацией гидроксигрупп янтарным или глутаровым ангидридом или обработкой арабиногалактана диангидридом диэтилентриаминопентауксусной (DTPA) кислоты. Содержание карбоксигрупп в гемисукцинате арабиногалактана составило 1.96 милли-экв/г продукта, в эфире арабиногалактана с DTPA - 0.117 милли-экв/г. Карбоксиметил- и карбоксиэтиларабиногалактаны, полученные по реакции с бромуксусной и 2- бромпропионовой кислотами, содержали соответственно 5.2 и 1.3 милли-экв. карбоксигрупп на грамм конечного продукта [WO 9325239].
Другим способом введения карбоксигрупп в молекулу арабиногалактана является окисление его первичной спиртовой группы. При окислении пероксидом водорода в водной среде при повышенной температуре (9O0C) с барботированием через реакционную смесь воздуха продукты окисления содержали до 10-12% уроновых кислот [Борисов И.M., Широкова E.H., Мударисова Р.Х. и др. // Известия АН. Серия хим. 2004. N°2. С. 305-311]. Происходит также деструкция макромолекул, сопровождающаяся окислением аномерного центра до карбоксильной группы.
Селективным способом окисления первичной гидроксигруппы до карбоксильной в полисахаридах (гиалуроновой кислоте, целлюлозе, хитине и др.) является окисление системой 2,2,6,6-тeтpaмeтилпипepидиний-l-oкcил (ТЕМПО)- NaBr-NaClO-H2O (рН 10.2) [Jiапg В., Dгоuеt E., Мilаs M., Rinaudo M. // СаrЪоhуdr. Rеs. 2000. V.327. P.455-461; Isоgаi А., Каtо Y. // Сеllиlоsе. 1998. V. 5. P. 153-164]. Однако для окисления арабиногалактана этот метод не применялся.
Наиболее близкими к предлагаемому изобретению являются структурно близкие конъюгаты альгиновой кислоты с аминосоединениями и способ их получения в присутствии l-этил-3-[3-(димeтилaминo)пpoпил]кapбoдиимидa (КДИ) как водоотнимающего средства при комнатной температуре в водной среде (рН 4.7-4.8) [RU 2283848]. По этому способу получают конъюгаты с конверсией карбоксигрупп в амидные до 100%.
Figure imgf000006_0001
АЛЬГИНОВАЯ КИСЛОТА
где R = C6H4OH (остатки п- или о-аминофенола), C6H4COOH (остатки п- аминобензойной и антраниловой кислот), C6H3(OH)COOH (остатки 4- или 5- аминосалициловых кислот), C6H4COO2H5 (остаток этилового эфира п- аминобензойной кислоты), CбH4COO(CH,)2N(CгH5)2 (остаток бета- диэтиламиноэтилового эфира п-аминобензойной кислоты), C5H4NCONH (остаток гидразида изоникотиновой кислоты), CH2CH2SO3H (остаток 2-aминoэтaнcyльфoнoвoй кислоты), CgH1OO5NS (остаток 7-aминoцeфaлocпopинoвoй кислоты), C9H11ON2 (остаток l-фeнил-2,3-димeтил-4-aминoпиpaзoлoнa-5 (4-aминoaнтипиpинa), а также остатки сульфаниламидных препаратов, содержащих свободную аминогруппу, таких как C6H4SO2NH2 (остаток п-бензолсульфамида ), C6H4SO2N(Na)COCH3 (остаток п- аминобензолсульфацетамид-натрия)
Сущность изобретения
Задачей предлагаемого изобретения является получение модифицированных арабиногалактанов, т.е. окисленного по первичным гидроксигруппам арабиногалактана и конъюгатов окисленного арабиногалактана с различными аминами.
Таким образом, первым аспектом данного изобретения являются новые модифицированные арабиногалактаны, которые имеют общую формулу AF-C(O)-R, где АГ представляет собой остаток арабиногалактана, R выбран из группы, состоящей из ОН или NHR1, и R1 выбран из группы, в основном, представляющей собой лекарственные средства различного назначения и содержащие C6H4OH, C6H4COOH, C6H3(OH)COOH, C6H4COOC2H5, C6H4COO(CH2)2N(C2H5)2, C5H4NCONH, C9HnON2, C6H4SO2NH2, C6H4SO2N(Na)COCH3, CH2CH2SO3H, CH2COOH, CH(COOH)(CH2)4NH2 и др. Вторым аспектом данного изобретения является способ получения модифицированного арабиногалактана формулы АГ-СООН, включающий окисление арабиногалактана в водной среде. В качестве окислителя могут быть использованы системы 2,2,6,6-тeтpaмeтилпипepидиний- 1 -оксил (TEMПO)-гипoгaлoгeнит
(гипохлорит NaClO, гипобромит NaBrO), ТЕМПО-галогенид-гипогалогенит или ТЕМПО-галогенит (например, хлорит NaClO2) или их смесь. Предпочтительно используют систему ТЕМПО-NаВr-NаСЮ (в этой системе NaBr под действием NaClO окисляется до NaBrO, который является более сильным окислителем по сравнению с NaClO). Для окисления арабиногалактана такая система реагентов ранее не использовалась. По отношению к арабиногалактану NaClO берут в избытке, ТЕМПО и NaBr — в каталитических количествах. В качестве источника NaClO может служить коммерческий отбеливатель, в котором содержание NaClO обычно составляет 5-7% масс. Мольное отношение реагентов при использовании указанной системы составляет AГ:NaCЮ:NaBr:TEMПO=l : 1.2-1.7:0.1-0.2:0.005-0.02, предпочтительно AГ:NaC10:NaBr:TEMП0=l: 1.7:0.1:0.01, рН 9-10.5, предпочтительно около 10.2, окисление проводят при температуре 0-250C.
Следующим аспектом настоящего изобретения является способ получения модифицированного арабиногалактана формулы АГ-СОNНR1. Этот способ заключается в том, что арабиногалактан, окисленный по способу, описанному выше, дополнительно подвергают обработке в течение 30-60 минут в присутствии конденсирующего реагента l-этил-3-[3-(димeтилaминo)пpoпил]кapбoдиимидa (КДИ) в водной среде при рН около 4.7-4.8 при комнатной температуре соединениями, содержащими первичную аминогруппу общей формулы R2NH2, где R2 представляет собой C6H4OH, C6H4COOH, C6H3(OH)COOH, C6H4COOC2H5,
CбH4COO(CH2)2N(C2H5)2, C5H4NCONH, C9H11ON2, C6H4SO2NH2,
C6H4SO2N(Na)COCH3 при мольном отношении реагентов AГ-COOH:R2NH2:KДИ = около 1:2:1.5, или содержащими аминогруппу соединениями общей формулы R3NH2, где R3 представляет собой CH2CH2SO3H, CH2COOH, CH(COOH)(CH2)4NH2 или другие природные α-аминокислоты и их производные, диамины, дигидразиды кислот при мольном отношении AГ-COOH:R3NH2:KДИ = около 1 :5:1.5.
Предпочтительно конъюгаты карбокси-АГ по карбоксигруппе с образованием амидной связи синтезируют взаимодействием карбокси-АГ с различными аминами (п- и о-аминофенолами, и-аминобензойной, антраниловой, 4- и 5-aминocaлицилoвыми кислотами, этиловым эфиром л-аминобензойной кислоты (анестезином), β- диэтиламиноэтиловым эфиром я-аминобензойной кислоты (новокаином), rидразидом изоникотиновой кислоты (изониазидом), l-фeнил-2,3-димeтил-4-aминoпиpaзoлoнoм-5 (4-aминoaнтипиpинoм), а также сульфаниламидными препаратами, содержащими свободную аминогруппу, такими как и-аминобензолсульфамид (стрептоцид), п- аминобензолсульфацетамид-натрий (сульфацил-натрий) и др.) в присутствии КДИ при соотношении реагентов AГ-COOH:R NH2:KДИ = около 1 :2:1.5, или с 2- аминоэтансульфоновой кислотой (таурином), α-аминокислотами и их производными, а также с диаминами (гидразином, этилендиамином, гексаметилендиамином и др) и дигидразидами (дигидразидом адипиновой кислоты и др.) при соотношении реагентов AГ-COOH:R3NH2:KДИ = около 1 :5:1.5 в течение 30-60 минут при комнатной температуре в водной среде, рН около 4.7-4.8. Краткое описание фигуры
Фиг.l иллюстрирует 13C ЯМР-спектр окисленного арабиногалактана (карбокси-АГ).
Подробное описание изобретения
Способ получения карбокси-АГ осуществляют следующим образом. Раствор лиственничного арабиногалактана в воде 200 г/л и соответствующих количеств NaBr (12.4 г) и ТЕМПО (1.95 г) смешивают с соответствующим количеством 6-13%-гo водного раствора NaClO, рН раствора доводят около 10.2, реакцию проводят в течение около 1 часа, поддерживая нужный рН с помощью раствора NaOH. Окисленный продукт выделяют осаждением в этанол или метанол, получая карбокси-АГ в виде водорастворимого белого порошка с желтоватым оттенком.
NaOCl , NaBr , H2O , рН 10 . 2
Ar-CH2OH *~ АГ-СООН арабиногалактан ^N^\ ТЕМПО карбокси-АГ
I о
Окисление проводят в умеренно концентрированных водных растворах. При смешивании реагентов разогрева реакционной смеси не наблюдается, охлаждения ее во время реакции не требуется. Дополнительной очистки исходного АГ от примесей, поглощающих в УФ-области спектра (200-400 нм), не требуется, так как в процессе окисления УФ-примеси разрушаются под действием окислительных реагентов, и карбокси-АГ содержит их в ~5 раз меньше, чем до окисления исходный АГ. Содержание уроновых кислот в карбокси-АГ количественно определяют по методу Дише с карбазолом в 87%-нoй серной кислоте, при этом используют калибровочный график для растворов Z)-глюкypoнoвoй кислоты известной концентрации, λmax 530 нм. Содержание галактуроновой кислоты рассчитывают, исходя из того, что ее коэффициент экстинкции составляет 120% от коэффициента D- глюкуроновой кислоты [Методы химии углеводов. Под редакцией Кочеткова Н.К. Москва: 1967. 317 С]. Арабиноуроновая кислота по методу Дише в 87%-нoй серной кислоте окрашивания с карбазолом не дает. Общее содержание кислот определяют осадительным титрованием с помощью 2-этoкcи-6,9-диaминoaкpидинa лактата (риванола) в воде (табл. 1).
Figure imgf000009_0001
Таблица 1
Figure imgf000009_0002
Дополнительно наличие карбоксигрупп в АГ-СООН подтверждают данными ИК- (по появлению интенсивного пика при 1600 см"1 для карбоксилат- аниона) и ЯМР- спектроскопии. В 13C ЯМР-спектре карбокси-АГ в области 176-178 м.д. наблюдается появление группы сигналов, отвечающих атомам углерода карбоксильных групп окисленных остатков арабинозы и галактозы (арабинуроновой и галактуроновой кислот соответственно). При этом сигналы атомов углерода CH2OH-гpyпп в области 62-63 м.д. отсутствуют, что также свидетельствует о полной трансформации первичных гидроксигрупп арабиногалактана в карбоксильные (фиг. 1).
Способ получения конъюгатов карбокси-АГ с аминами осуществляют следующим образом.
Реакцию проводят в водной среде (рН около 4.7-4.8) при комнатной температуре в течение примерно 30 минут при соотношении реагентов АГ- COOH:R2NH2:KДИ = примерно 1 :2:1.5 или AГ-COOH:R3NH2:KДИ = около 1 :5:1.5, если в качестве R NH2 используются α-аминокислоты и их производными, а также диамины и дигидразиды. В качестве аминов используют фармакозначимые п- (1) и о- аминофенолы (2), я-аминобензойную (3), антраниловую (4), 4- (5) и 5- аминосалициловыми (6) кислотами, этиловый эфир и-аминобензойной кислоты (анестезин) (7), β-диэтиламиноэтиловый эфир и-аминобензойной кислоты (новокаин) (8), гидразид изоникотиновой кислоты (изониазид) (9), l-фeнил-2,3-димeтил-4- aминoпиpaзoлoн-5 (4-aминoaнтипиpин) (10), а также сульфаниламидные препараты, содержащие свободную аминогруппу, такие как п-аминобензолсульфамид (стрептоцид) (11), и-аминобензолсульфацетамид-натрий (сульфацил-натрий) (12) и др.) 2-aминoэтaнcyльфoнoвyю кислоту (таурин) (13), глицин (14), лизин (15) и другие α-аминокислоты и их производные, а также диамины (гидразин, этилендиамин, гексаметилендиамин и др) и дигидразиды (дигидразид адипиновой кислоты и др.).
RNH2 /КДИ
АГ-СООН *- АГ-СОNНR рН 4.7-4.8, H О
Конъюгаты из реакционной смеси выделяют спиртовым осаждением, таким образом очищая их от низкомолекулярных примесей. Конверсия карбоксигрупп в амидные достигает 90-95%.
Предлагаемое изобретение иллюстрируется следующими примерами.
Пример 1. 200 г (-1.25 моль) АГ растворяют в 1 л воды, добавляют 1.95 г (0.0125 моль) ТЕМПО, 12.4 г (0.12 моль) NaBr, и приливают при перемешивании 3.2 л 6%-го водного раствора гипохлорита натрия (2.15 моль NaClO). Реакцию проводят 1 час при комнатной температуре, поддерживая рН реакционной смеси 10.2 с помощью 4-нopмaльнoгo NaOH. Затем реакционную смесь нейтрализуют концентрированной соляной кислотой, окисленный продукт осаждают 9 л этанола. Осадок отделяют центрифугированием (-3000 об./мин), промывают этанолом, высушивают на воздухе, получая карбокси-АГ (-210 г) в виде водорастворимого белого порошка с желтоватым оттенком.
Спектры 1H и 13C ЯМР регистрировали для растворов в D2O на спектрометре Вгukеr AMX-300 (рабочая частота для Η-ЯMP-300.13 МГЦ, ДЛЯ 13C ЯМР - 75 МГц), в качестве внутреннего стандарта использовали натриевую соль 3-(тpимeтилcилил)-l- пропансульфоновой кислоты. УФ-спектры получали на спектрофотометре Sресоrd M- 40. Контроль рН растворов проводили с помощью рН-метра «pH-340».
Пример 2. К смеси 60 мг (-0.3 ммоль) АГ-СООН и 66.5 мг (0.6 ммоль) п- аминофенола (1) в 10 мл H2O добавляют 0.1 н. NaOH (или, если требуется, 0.1 н. HCl) до рН 4.7-4.8, затем при интенсивном перемешивании и температуре 20-220C вносят 86.3 мг (0.45 ммоль) карбодиимида (соотношение реагентов АГ- COOH:RNH2:KДИ=1:2:1.5), поддерживая рН 4.7-4.8 титрованием 0.1 н. HCl. Через 0.5 ч к охлажденной до 0°C реакционной смеси последовательно добавляют 0.1 н. NaOH (до рН 7-8), 2-3 мл насыщенного раствора NaCl и 30 мл охлажденного метанола. Выпавший осадок отделяют центрифугированием, растворяют в 10 мл 6% NaCl, добавляют 30 мл метанола. Вновь выпавший осадок центрифугируют, промывают метанолом (10x3 мл), затем эфиром (10x3 мл) и сушат при температуре <60°C и пониженном давлении. Получают ~60 мг конъюгата в виде белого порошка. Конверсия карбоксигрупп в амидные в конъюгате с и-аминофенолом —100%.
Конверсию карбоксильных групп АГ-СООН в амидные в определяют по данным 'Н-ЯМР-спектроскопии, используя интегральные интенсивности характеристических сигналов протонов остатков соответствующих аминов по отношению к внутреннему стандарту - интенсивности сигналов всех протонов исследуемого образца в области 3.25-4.50 м.д.
Примеры 3-14. Реакцию АГ-СООН с соответствующим амином (2-12) и очистку продуктов проводят аналогично примеру 2. Конверсия карбоксигрупп в амидные достигала 90-95%.
Примеры 15-17. Реакцию АГ-СООН с 2-aминoэтaнcyльфoнoвoй кислотой (13), глицином (14), D,L-лизинoм (15) проводят аналогично примеру 2, но при соотношении реагентов AГ-COOH:RNH2:KДИ=1:5:1.5; при данном соотношении конверсия карбоксигрупп в амидные достигала 90-95%. Очистку целевых конъюгатов проводят аналогично примеру 2.
Некоторые спектральные характеристики конъюгатов (в сравнении с аминами) приведены в таблице 2. Таблица 2
Figure imgf000012_0001
Figure imgf000013_0001
Figure imgf000014_0001
Figure imgf000015_0001
* В спектрах конъюгатов наблюдаются все сигналы, соответствующие остаткам аминосодержащим соединений (в таблице приведены только сигналы, относительно которых определяли конверсию карбоксигрупп АГ-СООН в амидные). **Koнвepcию карбокигрупп в амидные конъюгата АГ-СООН с таурином определяли по содержанию серы.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Модифицированные арабиногалактаны формулы AF-C(O)-R, где АГ представляет собой остаток арабиногалактана, R выбран из группы, состоящей из ОН или NHR1, и R1 выбран из группы, содержащей C6H4OH, C6H4COOH, C6H3(OH)COOH, C6H4COOC2H5, C6H4COO(CH2)2N(C2H5)2, C5H4NCONH, C9H11ON2, C6H4SO2NH2, C6H4SO2N(Na)COCH3, CH2CH2SO3H, CH2COOH, CH(COOH)(CH2)4NH2 и др.
2. Способ получения модифицированного арабиногалактана формулы АГ-СООН, характеризующийся тем, что арабиногалактан (AT) окисляют в водной среде системами 2,2,6,6-тeтpaмeтилпипepидиний-l-oкcил (TEMПO)-гипoгaлoгeнит, или ТЕМПО-галогенит или их смесь, предпочтительно ТЕМПО-NаВr-NаСЮ при мольном отношении реагентов AГ:NaCЮ:NaBr:TEMПO=l : 1.2-1.7:0.1 -0.2:0.005-0.02, предпочтительно AГ:NaCЮ:NaBг:TEMПO=l: 1.7:0.1:0.01, рН 9-10.5 и температуре 0- 2O0C.
3. Способ получения модифицированного арабиногалактана формулы AT- CONHR1, характеризующийся тем, что арабиногалактан, окисленный по способу, описанному в п. 2, подвергают взаимодействию в течение 30-60 минут в присутствии конденсирующего реагента l-этил-3-[3-(димeтилaминo)пpoпил]кapбoдиимидa (КДИ) в водной среде при рН около 4.7-4.8 при комнатной температуре соединениями, содержащими первичную аминогруппу общей формулы R2NH2, где R2 представляет собой C6H4OH, C6H4COOH, C6H3(OH)COOH, C6H4COOC2H5, C6H4COO(CH2)2N(C2H5)2, C5H4NCONH, C9HUON2, C6H4SO2NH2, C6H4SO2N(Na)COCH3 при мольном отношении реагентов AГ-COOH:R2NH2:KДИ = около 1:2:1.5, или содержащими аминогруппу соединениями общей формулы R3NH2, где R3 представляет собой CH2CH2SO3H, CH2COOH, CH(COOH)(CH2)4NH2 или другие природные α-аминокислоты и их производные, диамины, дигидразиды кислот при мольном отношении AГ-COOH:R3NH2:KДИ = около 1:5:1.5.
PCT/RU2008/000207 2007-04-04 2008-04-03 Модифицированные арабиногалактаны и способ их получения WO2008123799A1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007112601 2007-04-04
RU2007112601/04A RU2359975C2 (ru) 2007-04-04 2007-04-04 Способ получения модифицированных арабиногалактанов

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2008123799A1 true WO2008123799A1 (ru) 2008-10-16

Family

ID=39831181

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2008/000207 WO2008123799A1 (ru) 2007-04-04 2008-04-03 Модифицированные арабиногалактаны и способ их получения

Country Status (2)

Country Link
RU (1) RU2359975C2 (ru)
WO (1) WO2008123799A1 (ru)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8987307B2 (en) 2011-03-03 2015-03-24 Hoffmann-La Roche Inc. 3-amino-pyridines as GPBAR1 agonists
CN108727507A (zh) * 2017-04-21 2018-11-02 中国农业大学 氧化纤维素的制备及其在洗涤和载药方面的应用

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2650544C2 (ru) * 2016-02-29 2018-04-16 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Иркутский институт химии им. А.Е. Фаворского Сибирского отделения Российской академии наук (ИрИХ СО РАН) Способ получения водорастворимых пропаргиловых эфиров полисахарида арабиногалактана

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1993025239A1 (en) * 1992-06-17 1993-12-23 Advanced Magnetics Inc. Arabinogalactan derivatives and uses thereof
RU2283848C1 (ru) * 2005-06-16 2006-09-20 Институт нефтехимии и катализа РАН Республика Башкортостан Способ получения конъюгатов альгиновой кислоты

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1993025239A1 (en) * 1992-06-17 1993-12-23 Advanced Magnetics Inc. Arabinogalactan derivatives and uses thereof
RU2283848C1 (ru) * 2005-06-16 2006-09-20 Институт нефтехимии и катализа РАН Республика Башкортостан Способ получения конъюгатов альгиновой кислоты

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
BO JIANG ET AL.: "Study on TEMPO-mediated selective oxidation of hyaluronan and the effects of salt on the reaction kinetics", CARBOHYDRATE RESEARCH, vol. 327, 2000, pages 455 - 461, XP004213357, DOI: doi:10.1016/S0008-6215(00)00059-8 *
BORISOV I.M. ET AL.: "Kinetika okislenya arabinogalaktina (Larix sibirica L.) v vodnoi srede v prisutstvii peroxida vodoroda", SERIYA KHIMICHESKAYA, no. 2, 2004, pages 305 - 311 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8987307B2 (en) 2011-03-03 2015-03-24 Hoffmann-La Roche Inc. 3-amino-pyridines as GPBAR1 agonists
CN108727507A (zh) * 2017-04-21 2018-11-02 中国农业大学 氧化纤维素的制备及其在洗涤和载药方面的应用
CN108727507B (zh) * 2017-04-21 2022-09-30 中国农业大学 氧化纤维素的制备及其在洗涤和载药方面的应用

Also Published As

Publication number Publication date
RU2007112601A (ru) 2008-10-10
RU2359975C2 (ru) 2009-06-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Ramos et al. N-methylene phosphonic chitosan. Effect of preparation methods on its properties
EP0056056B1 (en) Water soluble form of retinoids
Kamitakahara et al. A Lysoganglioside/Poly‐l‐glutamic Acid Conjugate as a Picomolar Inhibitor of Influenza Hemagglutinin
Heras et al. N-methylene phosphonic chitosan: a novel soluble derivative
Tømmeraas et al. Preparation and characterisation of oligosaccharides produced by nitrous acid depolymerisation of chitosans
Šedová et al. Preparation of hyaluronan polyaldehyde—a precursor of biopolymer conjugates
JP2017222869A (ja) Ｎ，ｎ，ｎ−トリアルキルポリマー、その調製方法およびその使用
US9670290B2 (en) Alternan polysaccharide that is functionalized with nitrogen groups that can be protonated, or with permanently positively charged nitrogen groups
WO2008123799A1 (ru) Модифицированные арабиногалактаны и способ их получения
Bertoldo et al. Oxidation of glycogen “molecular nanoparticles” by periodate
Ganie et al. Preparation, characterization, release and antianemic studies of guar gum functionalized iron complexes
JP2002528605A (ja) 炭水化物の酸化生成物および誘導体
CZ305153B6 (cs) Konjugáty oligomeru kyseliny hyaluronové nebo její soli, způsob jejich přípravy a použití
Buranaboripan et al. Preparation and characterization of polymeric host molecules, β-cyclodextrin linked chitosan derivatives having different linkers
RU2350625C2 (ru) Производные гиалуроновой кислоты с пониженной биодеградируемостью
JP2005015680A (ja) ポリグルクロン酸
WO1999008996A1 (en) Method of reducing a schiff base
Zhang et al. 2‐Azido‐2‐deoxycellulose: Synthesis and 1, 3‐Dipolar Cycloaddition
Zuñiga et al. Synthesis, characterization and evaluation of reactional parameters on substitution degree of N-hexyl-N-methylene phosphonic chitosan
WO2006135279A1 (fr) Procede de fabrication de conjugues d&#39;acide alginique
CA2489862A1 (en) Epimerized derivatives of k5 polysaccharide with a very high degree of sulfation
Solodovnik et al. Study of heat treatment effect on structure and solubility of chitosan films
JP2004002586A (ja) 多糖類複合体及びその製造方法
Tapdiqov Synthesis of N-benzyl N-methyl chitosan by simultaneous alkylation of formaldehyde and benzaldehyde: investigation of chemical structure and composition
Mudarisova et al. Thermodynamics of the complexation of arabinogalactan with salicylic and p-aminobenzoic acids in aqueous solutions

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 08753907

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 08753907

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1