WO2015005458A1 - グリコサミノグリカン誘導体及びその製造方法 - Google Patents
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- C08B37/0072—Hyaluronic acid, i.e. HA or hyaluronan; Derivatives thereof, e.g. crosslinked hyaluronic acid (hylan) or hyaluronates
Definitions
- the present invention relates to a glycosaminoglycan derivative and a method for producing the same.
- Glycosaminoglycan (hereinafter also referred to as GAG) is a compound existing in the living body, and there are many examples in which it is used as a pharmaceutical or a medical device.
- GAG derivative glycosaminoglycan derivative obtained by chemically introducing a drug into GAG to pharmaceuticals or medical devices.
- a GAG derivative obtained by chemically introducing a drug into GAG to pharmaceuticals or medical devices.
- the purpose of introducing the drug into GAG is as follows: (1) Deliver GAG as a carrier to the target site, (2) Residue in the affected area by using high molecular GAG, (3) Function of GAG itself, It may be possible to use a pharmacological action.
- the drug-introduced GAG derivative When a drug-introduced GAG derivative is administered to an affected area, the drug-introduced GAG derivative is suitable if the drug-introduced GAG derivative having a slow drug release rate is administered in spite of the need for drug release relatively early in the disease. It doesn't make sense to be metabolized and excreted before the drug is introduced at the right time. Conversely, when a drug GAG derivative having a high drug release rate is administered to an affected area where a relatively long-term drug release is required, a long-term sustained therapeutic effect cannot be expected. However, drug-introduced GAG derivatives developed so far exert an effect when the release rate required in the application area and the suitability of the compound coincide, and no attempt has been made to positively control the release rate. It was.
- the present invention can control the drug release rate without largely depending on the structure of the drug, and the drug-introduced glycoside that releases the introduced drug at an appropriate rate according to the disease to which it is applied. It is an object to provide a saminoglycan derivative and a method for producing the same.
- the present inventors have intensively studied to develop a drug-introduced glycosaminoglycan derivative capable of releasing a drug at an appropriate rate according to a disease.
- a drug hereinafter also referred to as a bioactive substance
- the release rate of the drug can be controlled without greatly depending on the structure of the drug.
- the present invention has been completed. That is, specific means for solving the above-described problems are as follows.
- a glycosaminoglycan derivative in which a group derived from a glycosaminoglycan and a group derived from a physiologically active substance having at least one of a carboxy group and a hydroxy group are linked by a covalent bond via a spacer It is a method for controlling the release rate of a physiologically active substance from a glycosaminoglycan derivative, which comprises selecting the spacer according to the degradation rate of the covalent bond between the group derived from the physiologically active substance and the spacer.
- a group derived from a glycosaminoglycan and a group derived from a physiologically active substance having at least one of a carboxy group and a hydroxy group are linked by a covalent bond via a spacer, and the spacer is derived from the physiologically active substance. It is a glycosaminoglycan derivative that is selected according to the rate of degradation of the covalent bond.
- glycosaminoglycan according to ⁇ 2>, wherein the glycosaminoglycan is at least one selected from the group consisting of chondroitin sulfate, hyaluronic acid, heparin, heparan sulfate, keratan sulfate, dermatan sulfate, and derivatives thereof. It is a glycosaminoglycan derivative.
- the physiologically active substance is at least one selected from the group consisting of non-steroidal anti-inflammatory drugs, steroids, anti-rheumatic drugs, antiallergic drugs, antihyperlipidemic drugs and ⁇ stimulants, The glycosaminoglycan derivative according to ⁇ 2> or ⁇ 3>.
- ⁇ 5> The glycosaminoglycan derivative according to any one of ⁇ 2> to ⁇ 4>, wherein the group derived from the physiologically active substance and the spacer are covalently bonded by an ester bond.
- ⁇ 6> The glycosaminoglycan derivative according to any one of ⁇ 2> to ⁇ 5>, wherein the group derived from glycosaminoglycan and the spacer are covalently bonded by an amide bond.
- ⁇ 7> In any one of the above items ⁇ 2> to ⁇ 6>, wherein the spacer is a divalent or higher valent group derived from at least one compound selected from the group consisting of amino alcohols, amino acids, and derivatives thereof.
- glycosaminoglycan derivative It is a glycosaminoglycan derivative described. ⁇ 8> The glycosaminoglycan derivative according to any one of ⁇ 2> to ⁇ 7>, wherein the spacer is a divalent group derived from an amino acid represented by the following general formula (I). —HN— (CH 2 ) m —CR 11 R 12 —CR 13 R 14 —CO— (I) (In the formula, m represents an integer of 0 to 12.
- R 11 to R 14 each independently represents a hydrogen atom, an electron withdrawing group, an electron donating group or a sterically hindered group) ⁇ 9>
- R 21 to R 24 each independently represents a hydrogen atom, an electron withdrawing group, an electron donating group or a sterically hindered group) ⁇ 10>
- Spacer is glycine, alanine, leucine, isoleucine, valine, serine, threonine, aspartic acid, glutamic acid, asparagine, glutamine, arginine, lysine, histidine, tryptophan, phenylalanine, tyrosine, methionine, cysteine, proline, ⁇ -alanine
- a divalent or higher valent group derived from at least one amino acid selected from the group consisting of these derivatives, or at least one amino alcohol selected from the group consisting of aminopropanol, aminoethanol and derivatives thereof
- the glycosaminoglycan derivative according to any one of ⁇ 2> to ⁇ 7>, which is a divalent or higher group.
- a pharmaceutical composition comprising the glycosaminoglycan derivative according to any one of ⁇ 2> to ⁇ 10>.
- ⁇ 12> A controlled release preparation comprising the glycosaminoglycan derivative according to any one of ⁇ 2> to ⁇ 10>.
- ⁇ 13> A sustained pain suppressant comprising the glycosaminoglycan derivative according to any one of ⁇ 2> to ⁇ 10>.
- ⁇ 14> preparing a physiologically active substance having at least one of a carboxy group and a hydroxy group, and selecting a spacer that forms a covalent bond with a group derived from the physiologically active substance according to the degradation rate of the covalent bond; And a method for producing a glycosaminoglycan derivative comprising covalently bonding a group derived from a physiologically active substance and a group derived from a glycosaminoglycan via a spacer.
- a glycosaminoglycan derivative in which a group derived from a glycosaminoglycan and a group derived from a physiologically active substance having at least one of a carboxy group and a hydroxy group are linked by a covalent bond via a spacer,
- the glycosaminoglycan is chondroitin sulfate or hyaluronic acid
- the physiologically active substance is a non-steroidal anti-inflammatory drug
- the group derived from the physiologically active substance and the spacer are covalently bonded by an ester bond
- a group derived from glycosaminoglycan and a spacer are covalently bonded by an amide bond
- R 21 to R 24 each independently represents a hydrogen atom or a sterically hindered group
- n represents an integer of 0 to 12.
- R 21 to R 24 each independently represents a hydrogen atom or a sterically hindered group
- ⁇ 16> The glycosaminoglycan derivative according to ⁇ 15>, wherein the physiologically active substance is diclofenac.
- ⁇ 17> The glycosaminoglycan derivative according to ⁇ 15> or ⁇ 16>, wherein one or more of R 21 to R 24 is a sterically hindered group.
- glycosaminoglycan derivative according to ⁇ 15> or ⁇ 16>, wherein one or more of R 21 to R 24 is a methyl group.
- R 21 to R 24 each independently represents a hydrogen atom or an electron withdrawing group
- n represents an integer of 0 to 12.
- R 21 to R 24 each independently represents a hydrogen atom or an electron withdrawing group
- ⁇ 21> The glycosaminoglycan derivative according to ⁇ 19> or ⁇ 20>, wherein one or more of R 21 to R 24 is an electron withdrawing group.
- ⁇ 22> The glycosaminoglycan derivative according to ⁇ 19> or ⁇ 20>, wherein one or more of R 21 to R 24 is fluorine.
- a pharmaceutical composition comprising the glycosaminoglycan derivative according to any one of ⁇ 15> to ⁇ 22>.
- a pain suppressant comprising the glycosaminoglycan derivative according to any one of ⁇ 15> to ⁇ 22>.
- ⁇ 26> The pain suppressor according to ⁇ 24>, wherein the introduction rate of the physiologically active substance in the glycosaminoglycan derivative is 5% to 35%.
- ⁇ 27> The pain suppressant according to ⁇ 24>, wherein the introduction rate of the physiologically active substance in the glycosaminoglycan derivative is 10% to 30%.
- a pain inhibitor wherein ⁇ 13> and ⁇ 24> to ⁇ 27> are solutions.
- the content of the glycosaminoglycan derivative is 0.5% (w / v%) to 10% (w / v%) of the whole solution, ⁇ 13> and ⁇ 24> to ⁇ 27> It is a pain inhibitor as described in any one of these.
- ⁇ 29> The ⁇ 13> and ⁇ 24> to ⁇ 27, wherein the content of the glycosaminoglycan derivative is 0.7% (w / v%) to 1.8% (w / v%) of the whole solution. > It is a pain inhibitor as described in any one of>.
- ⁇ 30> Any one of the above ⁇ 13> and ⁇ 24> to ⁇ 27>, wherein the content of the glycosaminoglycan derivative is 1% (w / v%) to 7% (w / v%) of the whole solution It is a pain suppressing agent as described in one.
- ⁇ 31> The pain suppressing agent according to any one of ⁇ 13> and ⁇ 24> to ⁇ 30>, which is administered at an administration interval of 3 days or more.
- ⁇ 32> The pain suppressing agent according to any one of ⁇ 13> and ⁇ 24> to ⁇ 30>, which is administered at an administration interval of 7 days or more.
- ⁇ 33> The pain suppressing agent according to any one of ⁇ 13> and ⁇ 24> to ⁇ 30>, which is administered at an administration interval of 10 days or more.
- ⁇ 34> The pain suppressing agent according to any one of ⁇ 13> and ⁇ 24> to ⁇ 30>, which is administered at an administration interval of 14 days or more.
- ⁇ 35> The pain suppressing agent according to any one of ⁇ 13> and ⁇ 24> to ⁇ 34>, wherein the pain suppressing effect is sustained for 3 days or more after administration.
- ⁇ 36> The pain suppressing agent according to any one of ⁇ 13> and ⁇ 24> to ⁇ 34>, wherein the pain suppressing effect lasts for 7 days or longer after administration.
- ⁇ 37> The pain suppressing agent according to any one of ⁇ 13> and ⁇ 24> to ⁇ 34>, wherein the pain suppressing effect is sustained for 10 days or longer after administration.
- ⁇ 38> The pain suppressing agent according to any one of ⁇ 13> and ⁇ 24> to ⁇ 34>, wherein the pain suppressing effect lasts for 14 days or longer after administration.
- ⁇ 39> The pain suppressing agent according to any one of ⁇ 13> and ⁇ 24> to ⁇ 38>, wherein the pain suppressing agent is for intramuscular injection.
- ⁇ 40> The pain suppressor according to any one of ⁇ 13> and ⁇ 24> to ⁇ 39>, which is used for treatment of myalgia.
- the release rate of the physiologically active substance from the glycosaminoglycan derivative is 0.1 to 30% / day in phosphate buffered saline at pH 7.5 and 36 ° C.
- ⁇ 2> to ⁇ The glycosaminoglycan derivative according to any one of 10> and ⁇ 15> to ⁇ 22>.
- the release rate of the physiologically active substance from the glycosaminoglycan derivative is 0.1 to 30% / day in phosphate buffered saline at pH 7.5 and 36 ° C.
- the release rate of the physiologically active substance from the glycosaminoglycan derivative is 0.1 to 30% / day in phosphate buffered saline at pH 7.5 and 36 ° C. ⁇ 13> and ⁇ 13>24> to ⁇ 40>.
- the pain suppressant according to any one of items 24 to 40.
- the drug release rate can be controlled without largely depending on the structure of the drug, and the introduced drug is released at an appropriate rate according to the disease to which the drug is applied.
- a glycosaminoglycan derivative and a method for producing the same can be provided.
- the term “process” is not limited to an independent process, and is included in the term if the intended purpose of the process is achieved even when it cannot be clearly distinguished from other processes.
- a numerical range indicated by using “to” indicates a range including the numerical values described before and after “to” as the minimum value and the maximum value, respectively.
- the content of each component in the composition means the total amount of the plurality of substances present in the composition unless there is a specific notice when there are a plurality of substances corresponding to each component in the composition.
- glycosaminoglycan derivative of this embodiment a group derived from a glycosaminoglycan and a group derived from a physiologically active substance (hereinafter also referred to as a drug) having at least one of a carboxy group and a hydroxy group are interposed via a spacer.
- a drug a physiologically active substance having at least one of a carboxy group and a hydroxy group.
- a drug-introduced glycosaminoglycan derivative characterized in that it is linked by a covalent bond, and the spacer is selected according to the degradation rate of the covalent bond between the group derived from the physiologically active substance and the spacer.
- the glycosaminoglycan derivative of the present embodiment can control the drug release rate without largely depending on the structure of the drug, and can release the drug at an appropriate rate according to the disease to which it is applied. Accordingly, the present invention can be applied to any diseases that require early drug release, diseases that require prolonged drug release, and the like.
- pharmaceutical compositions containing glycosaminoglycan derivatives can also be applied to injections, powder formulations, etc., and can be used for various diseases such as hyperlipidemia, arthritis, asthma, back pain, pain control, etc. is there.
- the drug release rate can be controlled under any temperature condition, and the drug release period can be controlled regardless of units of seconds, minutes, hours, days, months, and years. It is possible to control the speed.
- a GAG derivative includes a group derived from a glycosaminoglycan (GAG), a group derived from a physiologically active substance, a group derived from a glycosaminoglycan and a group derived from a physiologically active substance by a covalent bond, Have In the GAG derivative, the physiologically active substance is released and released by the decomposition (preferably solvolysis) of the covalent bond between the spacer and the group derived from the physiologically active substance.
- the GAG derivative may further have other substituents as necessary.
- the GAG derivative has an acidic group such as a carboxy group or a sulfate group, it may be in a free acid state that does not form a salt or in a pharmaceutically acceptable salt state.
- the pharmaceutically acceptable salt examples include salts with alkali metal ions such as sodium salt and potassium salt, salts with alkaline earth metal ions such as magnesium salt and calcium salt, and the like.
- the GAG derivative is preferably a pharmaceutically acceptable salt with an alkali metal ion, more preferably a sodium salt, from the viewpoints of applicability to living bodies and affinity.
- a group derived from GAG and a group derived from a physiologically active substance are linked by a covalent bond via a spacer means that the spacer is a divalent or higher valent group, and the group derived from GAG and the physiological activity
- Each of the groups derived from the substance is covalently bonded to the spacer, which means that the group derived from GAG and the group derived from the physiologically active substance are linked via the spacer.
- a group derived from two or more physiologically active substances may be covalently bonded to a group derived from GAG via one spacer.
- the number of groups derived from a physiologically active substance that is covalently bonded to one spacer is not particularly limited as long as it is at least one.
- the spacer is not particularly limited as long as it is a divalent or higher group, but it is preferably a divalent group.
- the covalent bond between the group derived from the physiologically active substance and the spacer is a covalent bond that can be degraded in the living body from the viewpoint of controlling the release rate of the physiologically active substance from the GAG derivative, and is formed by a condensation reaction. It is preferably an ester bond or an amide bond, and more preferably an ester bond.
- the physiologically active substance is released by the decomposition (preferably solvolysis) of the covalent bond between the group derived from the physiologically active substance and the spacer. After the covalent bond between the group derived from GAG and the spacer is decomposed, the covalent bond between the group derived from the physiologically active substance and the spacer may be decomposed to release the physiologically active substance.
- the group derived from GAG is a group formed by removing at least one selected from the group consisting of a hydroxy group and a hydrogen atom from a GAG molecule.
- the group derived from a physiologically active substance is a group formed by removing at least one selected from the group consisting of a hydroxy group and a hydrogen atom from a physiologically active substance.
- the position at which the hydroxy group or hydrogen atom is removed from the GAG molecule or physiologically active substance is not particularly limited.
- the hydroxy group is preferably removed from the carboxy group or sulfate group that the GAG molecule or physiologically active substance may have, and more preferably the hydroxy group is removed from the carboxy group.
- a hydrogen atom it is preferable that a hydrogen atom is removed from the hydroxy group or amino group which a GAG molecule or a physiologically active substance may have.
- the release rate of the physiologically active substance can be measured by a known measurement method.
- a GAG derivative is dissolved in a phosphate buffer having a predetermined pH, and the solution is sampled at a predetermined temperature every predetermined time (for example, every day). From the release rate of the physiologically active substance in the sampled solution The release rate can be determined.
- the GAG molecule constituting the GAG derivative is not particularly limited as long as it has a repeating structure in which a structural unit composed of a disaccharide in which an amino sugar and uronic acid or galactose are glycoside bonded is linked by a glycoside bond.
- amino sugars constituting the GAG molecule include D-glucosamine and ⁇ -D-galactosamine.
- uronic acid include ⁇ -D-glucuronic acid and ⁇ -L-iduronic acid.
- the GAG molecule may have a structure in which a sulfate group is added. The sulfate group may be added to a hydroxy group or an amino group.
- GAG molecules may be used alone or in combination of two or more.
- GAG molecules examples include chondroitin sulfate (hereinafter also referred to as CS), hyaluronic acid (hereinafter also referred to as HA), heparin, heparan sulfate, keratan sulfate, dermatan sulfate, and derivatives thereof.
- the GAG molecule is a GAG molecule having at least one reactive functional group selected from the group consisting of a carboxy group and a sulfate group in the structural unit from the viewpoint of controlling the release rate of the physiologically active substance from the GAG derivative.
- it is at least one selected from the group consisting of chondroitin sulfate, hyaluronic acid, heparin, heparan sulfate and derivatives thereof.
- the molecular weight of the GAG molecule is not particularly limited, and is appropriately selected according to the type and purpose of the monosaccharide molecule constituting the GAG molecule.
- the weight average molecular weight of the GAG molecule can be, for example, 10,000 to 5,000,000 or 10 kDa to 5,000 kDa, preferably 15,000 to 2,000,000 or 15 kDa to 2,000 kDa. 20,000 to 1,500,000 or 20 kDa to 1,500 kDa is more preferable.
- the weight average molecular weight of the GAG molecule can be measured by a conventional method using size exclusion chromatography.
- the weight average molecular weight of hyaluronic acid is not particularly limited and can be appropriately selected according to the purpose (for example, applicable disease).
- the weight average molecular weight can be, for example, 10,000 to 5,000,000 or 10 kDa to 5,000 kDa. From the viewpoint of production efficiency, the weight average molecular weight is 50,000 to 3,000,000 or 50 kDa to 3,000 kDa. It is preferably 200,000 to 1,500,000 or more preferably 200 kDa to 1,500 kDa.
- the molecular weight may be selected according to the disease applied.
- chondroitin sulfate When chondroitin sulfate is used as the GAG molecule, the type thereof is not particularly limited, and any chondroitin sulfate such as chondroitin sulfate A, chondroitin sulfate B, chondroitin sulfate C, chondroitin sulfate D, chondroitin sulfate E can be used.
- the type of chondroitin sulfate may be appropriately selected depending on the purpose (for example, applicable disease).
- the weight average molecular weight of chondroitin sulfate is not particularly limited, and can be appropriately selected according to the purpose.
- the weight average molecular weight is, for example, preferably 10,000 to 100,000, or 10 kDa to 100 kDa, more preferably 10,000 to 60,000, or 10 kDa to 60 kDa, and more preferably 10,000 to 40,000 or 10 kDa. More preferably, it is ⁇ 40 kDa.
- the GAG derivative has a group derived from at least one physiologically active substance.
- the physiologically active substance is a compound having at least one of a carboxy group and a hydroxy group. Thereby, the release rate from the GAG derivative can be easily controlled.
- the type of the physiologically active substance constituting the GAG derivative is not particularly limited, and can be appropriately selected according to the purpose and the like.
- the physiological activity of the physiologically active substance may be a physiological activity for the purpose of treatment or prevention of a disease or a physiological activity for the purpose of a test or the like.
- Specific examples of physiological activities include steroid-like activity, non-steroidal anti-inflammatory activity, anti-rheumatic activity, anti-allergic activity, ⁇ -stimulating activity, theophylline-like activity, antiviral activity, anticholinergic activity, antibacterial activity, and anti-high fat.
- Examples include septic activity, expectorant activity, antioxidant activity, interferon-like activity, and local anesthetic activity.
- physiologically active substances include steroids, non-steroidal anti-inflammatory compounds (NSAIDs), anti-rheumatic drugs (DMARDs), anti-allergic drugs, ⁇ stimulants, anticholinergics, bronchodilators, antiviral drugs, antibacterial drugs , Antilipidemic drugs, expectorants, antioxidants, interferon drugs and local anesthetics, steroids, non-steroidal anti-inflammatory compounds, anti-rheumatic drugs, anti-allergic drugs, ⁇ -stimulants and high It is preferably at least one selected from the group consisting of therapeutic agents for lipemia.
- the type of steroid is not particularly limited, and can be appropriately selected according to the purpose.
- Specific examples of the steroid include betamethasone, prednisolone, budesonide, and fluticasone, and at least one selected from the group consisting of these is preferable. These steroids are preferably selected in consideration of the disease to be applied, the activity intensity of the steroid itself, the influence of side effects, and the like.
- non-steroidal anti-inflammatory compounds are not particularly limited, and can be appropriately selected according to the purpose.
- specific examples of the non-steroidal anti-inflammatory compound include mefenamic acid, diclofenac, fenbufen, indomethacin, felbinac, flurbiprofen, ketoprofen, and loxoprofen, and at least one selected from the group consisting of these is preferable.
- bronchodilator is not particularly limited and can be appropriately selected according to the purpose.
- bronchodilators include ⁇ stimulants, theophylline drugs (xanthine derivatives), and parasympatholytic drugs.
- ⁇ -stimulant include tulobuterol.
- xanthine derivatives include proxyphylline.
- parasympathetic nerve blocker include anticholinergic agents described later.
- the kind of antiallergic drug is not particularly limited, and can be appropriately selected according to the purpose.
- the antiallergic agents, chemical mediator release inhibitors, histamine antagonists, thromboxane synthesis inhibitors, thromboxane antagonists, TH 2 cytokine inhibitors, leukotriene antagonists is exemplified.
- Specific examples of thromboxane antagonists include seratrodast.
- a specific example of a leukotriene antagonist is montelukast.
- the type of anticholinergic drug is not particularly limited and can be appropriately selected according to the purpose.
- Specific examples of the anticholinergic agent include ipratropium.
- antihyperlipidemic agent is not particularly limited, and can be appropriately selected according to the purpose. Specifically, bezafibrate is exemplified as a therapeutic drug for hyperlipidemia.
- the spacer in the GAG derivative is a bivalent or higher valent group selected by covalently linking a group derived from GAG and a group derived from a physiologically active substance, and depending on the degradation rate of the covalent bond with the group derived from the physiologically active substance. It is the basis of.
- the group and spacer derived from GAG and the group and spacer derived from the physiologically active substance is covalently bonded by an ester bond, More preferably, the group derived from the physiologically active substance and the spacer are covalently bonded by an ester bond, the group derived from GAG and the spacer are covalently bonded by an amide bond, and the group derived from the physiologically active substance and the spacer Is more preferably covalently bonded by an ester bond.
- the spacer is selected according to the degradation rate of the covalent bond with the group derived from the physiologically active substance.
- the type of the covalent bond between the spacer and the group derived from the physiologically active substance for example, ester bond, amide bond) , Carbonate bond, urethane bond, etc.
- selecting or adopting the length of the spacer, on the carbon atom directly or indirectly bound to the covalent bond between the spacer and the group derived from the bioactive substance Select or adopt the presence or absence of substituents, and the type of substituent on the carbon atom that is directly or indirectly bonded to the covalent bond between the spacer and the group derived from the physiologically active substance (eg, electron withdrawing group, electron donating) Group or sterically hindered group) or the like.
- a compound that forms a spacer (hereinafter also referred to as a spacer-forming molecule) has two or more reactive functional groups selected from the group consisting of a carboxy group, a hydroxy group, and an amino group in the molecular structure and the two or more reactive functions. It preferably has a linking group for linking groups.
- two or more reactive functional groups selected from the group consisting of a carboxy group, a hydroxy group and an amino group are appropriately selected according to the structures of the GAG molecule and the physiologically active substance.
- the spacer-forming molecule preferably has a hydroxy group or an amino group, and more preferably has an amino group.
- the spacer-forming molecule When the GAG molecule has a hydroxy group as a reactive functional group, the spacer-forming molecule preferably has a carboxy group correspondingly.
- the spacer-forming molecule when the physiologically active substance has a carboxy group, the spacer-forming molecule preferably has an amino group or a hydroxy group, and more preferably has a hydroxy group.
- the spacer-forming molecule preferably has a carboxy group correspondingly.
- the spacer-forming molecule is a compound having a carboxy group, an amino group, and a linking group (preferably an amino acid), or a compound having a hydroxy group, an amino group, and a linking group, from the viewpoint of controlling the release rate of the physiologically active substance from the GAG derivative.
- an amino alcohol a compound having 2 or more carboxy groups and a linking group (preferably a dicarboxylic acid), a compound having a carboxy group, a hydroxy group and a linking group (preferably a hydroxy acid), and two or more hydroxy groups And at least one selected from the group consisting of a compound having a linking group (preferably a diol compound), a compound having a carboxy group, an amino group and a linking group (preferably an amino acid), and a hydroxy group
- a compound having an amino group and a linking group (preferably an amino alcohol) 2 or more And more preferably compounds having carboxyl groups and a linking group (preferably dicarboxylic acids) is at least one selected from the group consisting of.
- the GAG derivative is a combination of “a GAG molecule having a carboxy group, a physiologically active substance having a hydroxy group, and a spacer-forming molecule having an amino group and a carboxy group” from the viewpoint of controlling the release rate of the physiologically active substance from the GAG derivative.
- the compound is composed of a combination of constituent molecules selected from the group consisting of “a GAG molecule having a carboxy group, a physiologically active substance having a hydroxy group and a spacer-forming molecule having a hydroxy group and a carboxy group”, “a GAG molecule having a carboxy group, a physiologically active substance having a carboxy group, and an amino group
- a “GAG having a hydroxy group” Molecule, hydroxy group Combination of “a bioactive substance and a spacer-forming molecule having two or more carboxy groups” and “a GAG molecule having a hydroxy group, a bioactive substance having a carboxy group and a spacer-forming molecule having a carboxy group and a hydroxy group”
- the compound is composed
- the linking group possessed by the spacer-forming molecule is not particularly limited as long as it is a divalent or higher valent group capable of linking two or more reactive functional groups with a covalent bond.
- the linking group include a divalent or higher group derived from an aliphatic hydrocarbon having 2 to 12 carbon atoms, a divalent or higher group derived from an aromatic hydrocarbon having 6 to 10 carbon atoms, and combinations thereof. be able to.
- the divalent or higher valent group derived from the aliphatic hydrocarbon is a hydrocarbon group formed by removing two or more hydrogen atoms from the aliphatic hydrocarbon molecule, and the position where the hydrogen atom is removed is not particularly limited.
- the divalent or higher valent group derived from the aromatic hydrocarbon is an aromatic group formed by removing two or more hydrogen atoms from the aromatic hydrocarbon molecule, and the position where the hydrogen atom is removed is not particularly limited.
- the linking group preferably has a length between reactive functional groups of 12 or less, more preferably 2 to 6 atoms.
- the linking group may have a substituent.
- the release rate of the physiologically active substance in the GAG derivative can be easily controlled within a desired range. That is, the release rate of the physiologically active substance from the GAG derivative can be more easily controlled without largely depending on the structure of the physiologically active substance.
- the position of the substituent that the linking group has may be a position that is affected by the stability of the covalent bond (preferably an ester bond) between the group derived from the physiologically active substance and the spacer, specifically, It is preferably at least one selected from the group consisting of ⁇ -position and ⁇ -position of a reactive functional group that binds to a group derived from a physiologically active substance.
- the number of substituents can be selected according to the purpose, and is preferably 1 to 4, for example, and more preferably 1 to 2.
- the substitution positions may be the ⁇ -position and the ⁇ -position, or only the ⁇ -position or the ⁇ -position.
- the type of the substituent that the linking group has is, for example, at least one selected from the group consisting of an electron-withdrawing group, an electron-donating group, and a sterically hindered group from the viewpoint of controlling the release rate of the physiologically active substance in the GAG derivative. It is preferable.
- the substituent introduced into the linking group is an electron withdrawing group
- the covalent bond between the group derived from the physiologically active substance and the spacer is more easily decomposed than when it is not substituted, and the release rate of the physiologically active substance is faster.
- the electron withdrawing group using the electron withdrawing strength of the electron withdrawing group, for example, electronegativity, Hammett constant, etc. as an index
- the release rate of the physiologically active substance can be easily adjusted to a desired range. Is possible. That is, there is a tendency that the release rate can be increased by selecting a strong electron-withdrawing group.
- a halogen atom such as fluorine, chlorine, or bromine
- the electron-withdrawing group is not particularly limited as long as it can be introduced into the linking group, and can be appropriately selected from commonly used electron-withdrawing groups.
- the electron withdrawing group include halogen atoms such as fluorine, chlorine and bromine, alkyl and aryl sulfoxide groups, alkyl and aryl sulfone groups, sulfonic acid groups, acetamide groups, carboxy groups, alkyl and arylcarbonyloxy groups (ester groups). ), A fluoromethyl group, a dimethylamino group, and the like.
- at least one selected from the group consisting of a halogen atom and an alkylcarbonyloxy group is preferable.
- the substituent introduced into the linking group is an electron donating group
- the covalent bond between the group derived from the physiologically active substance and the spacer is less likely to be decomposed than when it is unsubstituted, and the release rate of the physiologically active substance tends to decrease.
- the electron donor group can be selected, for example, using Hammett constant as an index.
- the electron donating group is not particularly limited as long as it can be introduced into the linking group, and can be appropriately selected from commonly used electron donating groups.
- Specific examples of the electron donating group include alkene groups and alkyne groups.
- the substituent introduced into the linking group is a sterically hindered group
- the release rate of the physiologically active substance tends to decrease.
- the spacer-forming molecule is an amino acid
- the steric hindrance group can be selected using the hydrophobicity index of the amino acid as an index.
- Examples of the steric hindrance group include a linear alkyl group such as a methyl group, an ethyl group, a propyl group, and a butyl group, a branched alkyl group such as an isopropyl group, an isobutyl group, and a tert-butyl group, and a cyclic alkyl group such as a cyclohexyl group.
- aryl groups such as a phenyl group.
- a branched alkyl group, a cyclic alkyl group and the like are preferable.
- Substituents in linking groups are not clearly distinguishable from electron-withdrawing groups, electron-donating groups, and sterically hindered groups, but they can be released by selecting substituents using Hammett constants, hydrophobicity indices, etc. as indicators. The speed can be controlled. Furthermore, it is possible to finely adjust the release rate by introducing both an electron withdrawing group and an electron donating group, or by introducing a substituent having both electron withdrawing property or electron donating property and steric hindrance. Can be finely adjusted.
- Control of the release rate of the physiologically active substance includes increasing or decreasing the release rate depending on the spacer structure.
- a spacer having a substituent of an electron withdrawing group may be selected.
- an electron donating group and a sterically hindered group are selected.
- a spacer having at least one substituent selected from may be selected. The spacer can be used as it is without introducing a substituent selected from the group consisting of an electron withdrawing group, an electron donating group and a sterically hindering group.
- Control of the release rate of the physiologically active substance by the spacer may be combined with selection of the binding position with the spacer in the physiologically active substance.
- a steroid when used as a physiologically active substance, an ester bond formed through the hydroxy group at the 11th position generally hardly hydrolyzes due to steric hindrance. Almost no liberation.
- steroid can be released from the GAG derivative by appropriately selecting a spacer that promotes hydrolysis of the ester bond from the spacers described above.
- the release duration is prolonged, and the action duration by the steroid can be prolonged. That is, by selecting the structure of the spacer, the range of physiologically active substances applicable to the GAG derivative can be expanded.
- the spacer-forming molecule is not particularly limited, but is preferably at least one selected from the group consisting of amino acids, amino alcohols, dicarboxylic acids, hydroxy acids, diol compounds, and derivatives thereof, and amino acids, amino alcohols, dicarboxylic acids And at least one selected from the group consisting of these derivatives, and more preferably at least one selected from the group consisting of amino acids, amino alcohols and derivatives thereof.
- the spacer-forming molecule is preferably at least one selected from the group consisting of amino acids, dicarboxylic acids, hydroxy acids and derivatives thereof, and amino acids, dicarboxylic acids and derivatives thereof More preferably, it is at least one selected from the group consisting of, and more preferably at least one selected from the group consisting of amino acids and derivatives thereof.
- the spacer-forming molecule is preferably at least one selected from the group consisting of amino alcohols, hydroxy acids, diol compounds and derivatives thereof, from amino alcohols and derivatives thereof. More preferably, it is at least one selected from the group consisting of:
- the amino acid as the spacer-forming molecule is not particularly limited as long as it is a compound having an amino group and a carboxy group, and may be a naturally occurring amino acid or a synthetic amino acid.
- Specific examples of amino acids include glycine, alanine, ⁇ -alanine, arginine, asparagine, serine, aspartic acid, cysteine, glutamine, glutamic acid, proline, tyrosine, tryptophan, lysine, methionine, phenylalanine, threonine, valine, isoleucine, leucine, Examples include histidine, norvaline, norleucine, isoserine, ornithine, aminobutyric acid, aminovaleric acid, aminoheptanoic acid, aminooctanoic acid, aminodecanoic acid, aminoundecanoic acid, aminododecanoic acid, and structural isomers thereof.
- ⁇ -amino fatty acids such as glycine, ⁇ -alanine, aminobutyric acid, aminovaleric acid, aminoheptanoic acid, aminooctanoic acid, aminodecanoic acid, aminoundecanoic acid, and aminododecanoic acid can be preferably used.
- These ⁇ -amino fatty acids may have a substituent, and preferably have a substituent at the ⁇ -position or ⁇ -position of the carboxy group.
- the number of carbon atoms of the ⁇ -amino fatty acid is not particularly limited, but is preferably 3 or more, more preferably 3 to 12, and still more preferably 3 to 6 from the viewpoint of controlling the release rate.
- the carbon number of the ⁇ -amino fatty acid means the total number of carbon atoms including the carbonyl carbon of the carboxy group.
- Derivatives of amino acids include hydrogen at the ⁇ -position adjacent to the carboxy group such as 2-fluoro-3-amino-propanoic acid, 2-chloro-3-amino-propanoic acid and 2-bromo-3-amino-propanoic acid.
- Halogenated derivatives in which atoms are substituted with halogen alkyl-substituted derivatives in which the hydrogen atom at the ⁇ -position carbon adjacent to the carboxy group, such as 2-methyl-2-aminopropanoic acid and diethylglycine, is substituted with an alkyl chain, 11-amino Examples include amino acids having an ether bond such as -3,6,9-trioxaundecanoic acid.
- dipeptides, tripeptides and tetrapeptides selected from the aforementioned amino acids and combined may be used.
- amino alcohols include aliphatic amino alcohols such as aminoethanol, aminopropanol, aminobutanol, and aminohexanol; aminoarylalkyl alcohols such as aminophenylethanol and aminobenzyl alcohol; and structural isomers thereof. .
- amino alcohol derivative examples include the ⁇ -position carbon adjacent to the first to second positions from the hydroxy group such as 3-amino-2-fluoro-1-propanol and 4-amino-3-fluoro-1-butanol, or Mention may be made of halogenated amino alcohols in which the hydrogen atom at the ⁇ -position carbon is replaced by a halogen.
- dicarboxylic acid examples include oxalic acid, malonic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, pimelic acid, suberic acid, azelaic acid, sebacic acid and other aliphatic dicarboxylic acids; phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, etc.
- dicarboxylic acid derivative examples include tartronic acid, tartaric acid, isocitric acid, citric acid, citramalic acid, malic acid and the like.
- Hydroxy acids include glycolic acid, lactic acid, 2-hydroxybutyric acid, 3-hydroxybutyric acid, ⁇ -hydroxybutyric acid, 2-phosphoglyceric acid, 3-phosphoglyceric acid, leucine acid, ricinoleic acid, cerebronic acid, and their structural isomerism The body can be mentioned.
- hydroxy acid derivatives include malic acid, glyceric acid, tartronic acid, tartaric acid, pantoic acid, mevalonic acid and the like.
- the spacer in the GAG derivative is a divalent or higher group derived from at least one selected from the group consisting of amino acids, amino alcohols, dicarboxylic acids and derivatives thereof from the viewpoint of controlling the release rate of the physiologically active substance from the GAG derivative. It is preferably a divalent or higher valent group derived from at least one selected from the group consisting of amino acids, amino alcohols and derivatives thereof.
- the spacer in the GAG derivative is a divalent group derived from an amino acid or a derivative thereof
- the spacer is preferably a divalent group derived from an amino acid represented by the following general formula (I).
- the spacer represented by the general formula (I) can be suitably applied when the physiologically active substance has a hydroxy group.
- m represents an integer of 0 to 12.
- R 11 , R 12 , R 13 and R 14 each independently represent a hydrogen atom, an electron withdrawing group, an electron donating group or a sterically hindered group.
- m is preferably from 0 to 8, and more preferably from 0 to 4.
- the groups of R 11 , R 12 , R 13 and R 14 may be the same or different in all or a part thereof.
- the electron-withdrawing group, the electron-donating group, and the sterically hindering group are as described above.
- the release rate of the physiologically active substance from the GAG derivative can be controlled.
- at least one of R 11 to R 14 is preferably an electron-withdrawing group, an electron-donating group, or a sterically hindered group.
- the binding strength is weakened, so that the physiologically active substance is easily released and the release rate is increased.
- the effect of the ester bond on the decomposition rate is greater when an electron withdrawing group is introduced into R 13 or R 14 than R 11 and R 12 , and the electron withdrawing strength, for example, the electronegativity is adjusted in accordance with the electronegativity. It is possible to adjust the release rate of the physiologically active substance by selecting a suction group. That is, generally, when a substituent having a high electronegativity is introduced, the release rate tends to increase.
- the electron-withdrawing group introduced as R 11 to R 14 may be any electron-withdrawing group that can be introduced, and includes a halogen atom, an alkyl and aryl sulfoxide group, an alkyl and aryl sulfone group, a sulfonic acid group, an acetamide group, and a carboxy group. And an alkyloxycarbonyl group.
- a halogen atom such as fluorine, chlorine, or bromine
- the release rate of the physiologically active substance increases in the descending order of electronegativity (F>Cl> Br) for the reasons described above.
- an electron donating group is introduced as R 13 or R 14 , the release rate of the physiologically active substance can be further reduced.
- the electron donating group for R 13 or R 14 is not particularly limited as long as it is a structure capable of donating electrons.
- a linear alkyl group such as a methyl group, an ethyl group, a propyl group or a butyl group, a branched alkyl group such as an isopropyl group, an isobutyl group or a tert-butyl group is used as a spacer.
- a cyclic alkyl group such as a cyclohexyl group, an aryl group such as a phenyl group, etc., it is possible to cause steric hindrance and reduce the release rate.
- R 11 or R 12
- R 13 or R 14
- R 11 to R 14 substituents having both electron withdrawing property or electron donating property and steric hindrance, the release rate can be finely adjusted.
- H represents a hydrogen atom
- F represents a fluorine atom
- Cl represents a chlorine atom
- Br represents a bromine atom
- OH represents a hydroxy group
- OTs represents a toluenesulfonyloxy group.
- the spacer in the GAG derivative is a divalent group derived from amino alcohol or a derivative thereof
- the spacer is preferably a divalent group derived from amino alcohol represented by the following general formula (II).
- the spacer represented by the general formula (II) can be suitably applied when the physiologically active substance has a carboxy group.
- n represents an integer of 0 to 12.
- R 21 , R 22 , R 23 and R 24 each independently represent a hydrogen atom, an electron withdrawing group, an electron donating group or a sterically hindered group.
- n is preferably from 0 to 8, and more preferably from 0 to 4.
- the groups of R 21 , R 22 , R 23 and R 24 may be the same or different in all or part thereof.
- R 21 , R 22 , R 23 and R 24 in the spacer represented by the general formula (II) the release rate of the physiologically active substance from the GAG derivative can be controlled. Accordingly, at least one of R 21 to R 24 is preferably an electron-withdrawing group, an electron-donating group, or a sterically hindered group.
- the release rate of the physiologically active substance is increased by using a spacer in which at least one of R 21 or R 22 is an electron withdrawing group such as a halogen atom.
- the electron-withdrawing group in R 21 or R 22 may be any electron-withdrawing group that can be introduced, and is a halogen atom, alkyl and aryl sulfoxide group, alkyl and aryl sulfone group, sulfonic acid group, acetamide group, carboxy group, alkyl An oxycarbonyl group etc. are illustrated.
- a derivative in which R 21 is a halogen atom having high electronegativity and R 22 is a hydrogen atom increases the release rate of the physiologically active substance. Further, the liberation rate is further increased by making R 21 and R 22 both halogen atoms. Further, R 23 or R 24 closer to an ester bond can be used as an electron withdrawing group to further accelerate drug release.
- R 21 or R 22 as an electron donating group, the release rate of the physiologically active substance can be further reduced.
- the electron donating group for R 21 or R 22 is not particularly limited as long as it is a structure capable of donating electrons.
- R 23 or R 24 is a linear alkyl group such as a methyl group, an ethyl group, a propyl group or a butyl group, a branched alkyl group such as an isopropyl group, an isobutyl group or a tert-butyl group, or a cyclic alkyl group such as a cyclohexyl group.
- Introducing an aryl group such as a phenyl group can cause steric hindrance and reduce the release rate.
- R 21 to R 24 it is also possible to finely adjust the liberation rate by using two selected from R 21 to R 24 as an electron withdrawing group and an electron donating group. Further, the release rate can be finely adjusted by using R 21 to R 24 as substituents having both electron withdrawing property or electron donating property and steric hindrance.
- H represents a hydrogen atom
- F represents a fluorine atom
- Cl represents a chlorine atom
- Br represents a bromine atom
- Me represents a methyl group
- COOEt represents an ethoxycarbonyl group.
- the spacer in the GAG derivative is glycine, alanine, leucine, isoleucine, valine, serine, threonine, aspartic acid, glutamic acid, asparagine, glutamine, arginine, lysine, histidine, tryptophan, phenylalanine, from the viewpoint of controlling the release rate of the physiologically active substance.
- the ratio of the content of the structural unit composed of disaccharides constituting the group derived from GAG in the GAG derivative and the content of the group derived from the physiologically active substance is not particularly limited. This ratio can be represented by the ratio of the number of moles of a group derived from a physiologically active substance to the total number of moles of carboxy groups possessed by GAG (hereinafter also referred to as introduction rate).
- the introduction rate is not particularly limited, and examples thereof include 1% to 100%.
- the content ratio of the physiologically active substance can be appropriately selected according to the use of the physiologically active substance, the type, the strength of the effect, the properties of the physiologically active substance such as the solubility in water, the type of spacer, and the like. For example, it is preferably prepared so that the content of the physiologically active substance is 1 ⁇ g to 100 mg per administration.
- a GAG derivative is composed of a combination of a single type of GAG molecule and a single type of physiologically active substance, or a combination of a single type of GAG molecule and two or more types of physiologically active substances. Alternatively, it may be configured by combining two or more types of GAG molecules and a single type of physiologically active substance.
- the period in which the physiologically active substance release rate can be controlled by the GAG derivative is in seconds, minutes, hours, months, years, etc., and is not particularly limited, but it is preferably controllable for 1 week or more, more preferably 2 weeks or more, More preferably, it can be controlled for 1 month or longer, very preferably 6 months or longer can be controlled, and particularly preferably 1 year or longer.
- the release rate of the physiologically active substance from the GAG derivative is not particularly limited, and can be appropriately selected depending on the purpose and the like.
- the release rate of the physiologically active substance from the GAG derivative is, for example, 0.1-30% / day, 0.2-20% / day, 0.3% in phosphate buffered saline at pH 7.5 and 36 ° C.
- -10% / day 0.3-5% / day, 0.3-4% / day, 0.3-3% / day, 0.3-2% / day, 0.3-1% / day Day, 0.5-5% / day, 0.5-4% / day, 0.5-3% / day, 0.5-2% / day, 0.5-1% / day, 0.6 It may be ⁇ 5% / day, 0.6 to 4% / day, 0.6 to 3% / day, 0.6 to 2% / day, 0.6 to 1% / day.
- the release rate of the physiologically active substance is the amount of change per day in the release rate (%), with the horizontal axis representing time and the vertical axis representing the total moles of groups derived from the physiologically active substance contained in the GAG derivative.
- the release rate (%) which is the ratio of the release amount (mole) of the physiologically active substance to the number (100%)
- the graph will be a monotonically increasing line, eg a polysaccharide derivative in 10 mM phosphate buffered saline at pH 7.5, 36 ° C. for 10 days.
- the release rate is expressed as 10% / day.
- the change in the release rate during the initial rise period for example, 3 days.
- the liberation rate is calculated by linear approximation.
- the amount of the physiologically active substance released is measured by a method appropriately selected according to the type of the physiologically active substance.
- the configuration and technical idea of the GAG derivative of this embodiment can be applied to polysaccharides other than GAG.
- polysaccharides other than GAG include carboxymethylcellulose, carboxymethylethylcellulose, chitosan, chitin, cellulose, and derivatives thereof.
- the method for producing the glycosaminoglycan derivative of the present embodiment is as follows: (1) preparing a physiologically active substance having a carboxy group or a hydroxy group; (2) selecting a spacer that forms a covalent bond with a group derived from a physiologically active substance according to the degradation rate of the covalent bond; (3) A method comprising the step of covalently bonding a group derived from a physiologically active substance and a group derived from glycosaminoglycan via a spacer, wherein the spacer constituting the GAG derivative is derived from the physiologically active substance By selecting according to the degradation rate of the covalent bond with the group to be released, it is possible to control the release rate without largely depending on the structure of the physiologically active substance.
- a substance having a desired physiological activity may be prepared by appropriately selecting from known physiologically active substances, or a desired physiologically active substance may be prepared and prepared by a known technique.
- step (2) it is preferable to select a spacer-forming molecule that forms a spacer so that the release rate of the physiologically active substance is within a desired range.
- the spacer-forming molecule is a reactive functional group (preferably an amino group) that forms a covalent bond (preferably an amide bond) with GAG, and a reactive functional group that forms an ester bond with a physiologically active substance. ) And two reactive functional groups, and a linking group selected to control the rate of degradation of the ester bond with the physiologically active substance.
- a desired decomposition rate can be achieved by appropriately selecting a substituent that the spacer-forming molecule has. Details of the method for selecting the spacer-forming molecule are as described above.
- Step (3) a GAG derivative is produced using the prepared physiologically active substance, the selected spacer-forming molecule, and GAG.
- Step (3) can include, for example, the following steps. (3a) ester bonding the carboxy group or hydroxy group of the physiologically active substance with the reactive functional group of the spacer-forming molecule; (3b) A production method comprising condensing a carboxy group of a GAG molecule with a reactive functional group of a spacer-forming molecule to form a covalent bond.
- the carboxy group or hydroxy group of the physiologically active substance and the reactive functional group (preferably hydroxy group or carboxy group) of the spacer-forming molecule are ester-bonded by a commonly used esterification method.
- the reactive functional group to be bonded to the GAG molecule of the spacer-forming molecule may be protected by a commonly used method as necessary.
- the esterification method include a method using a condensing agent such as water-soluble carbodiimide (for example, 1-ethyl-3- (3-dimethylaminopropyl) carbodiimide), dicyclohexylcarbodiimide, symmetric acid anhydride method, mixed acid anhydride method, and the like. And an active ester method.
- the reaction conditions for the esterification method are appropriately selected according to the esterification method to be applied.
- the carboxy group of the GAG molecule and the reactive functional group (preferably amino group) of the spacer forming molecule are condensed and covalently bonded. What is necessary is just to select a condensation method suitably from the method used normally according to the covalent bond formed. At this time, the reactive functional group to be bound to the physiologically active substance of the spacer-forming molecule may be protected by a commonly used method as necessary.
- the order of the step (3a) and the step (3b) is not particularly limited. From the viewpoint of production efficiency, it is preferable to perform the step (3b) after the step (3a).
- the method for producing a GAG derivative may further include a step of preparing glycosaminoglycan prior to the step (3).
- the glycosaminoglycan is not particularly limited, and may be selected from known glycosaminoglycans according to the purpose of the GAG derivative, or may be newly produced according to the purpose.
- polysaccharides other than GAG examples include carboxymethylcellulose, carboxymethylethylcellulose, chitosan, chitin, cellulose, and derivatives thereof.
- the method for controlling the release rate of a physiologically active substance from a glycosaminoglycan derivative according to the present embodiment includes a group derived from a glycosaminoglycan and a group derived from a physiologically active substance having at least one of a carboxy group and a hydroxy group.
- the spacer constituting the GAG derivative is selected according to the degradation rate of the covalent bond with the group derived from the physiologically active substance, thereby controlling the release rate without largely depending on the structure of the physiologically active substance. Is possible.
- the details of the GAG derivative are as described above.
- the selection of the spacer according to the decomposition rate of the covalent bond with the group derived from the physiologically active substance preferably includes the selection of the substituent that the spacer forming molecule forming the spacer has. Thereby, the release rate of the physiologically active substance can be easily controlled within a desired range.
- the details of the method for selecting the spacer-forming molecule are as described above.
- the temperature condition for controlling the release rate is not particularly limited, and can be set as appropriate according to the storage container, the target tissue, and the like. Specific temperatures include 0 ° C. to 90 ° C., more specifically 2 ° C. to 80 ° C., 4 ° C. to 70 ° C., 25 ° C. to 60 ° C., and the like.
- the period during which the release rate can be controlled is not particularly limited, such as seconds, minutes, hours, months, years, etc., but it is preferably controllable for 1 week or more, more preferably control for 2 weeks or more, and further control for 1 month or more. Preferably, it can be controlled for 6 months or more, and it is particularly preferable that it can be controlled for 1 year or more.
- the constitution and technical idea of the method for controlling the release rate of a physiologically active substance can be applied to polysaccharides other than GAG.
- polysaccharides other than GAG include carboxymethylcellulose, carboxymethylethylcellulose, chitosan, chitin, cellulose, and derivatives thereof.
- the pharmaceutical composition of the present embodiment contains at least one of the above glycosaminoglycan derivatives.
- the pharmaceutical composition may contain one GAG derivative alone or two or more in combination. When two or more types of GAG derivatives are included, the same GAG and two or more different physiology may be combined even if the combination is two or more types of GAG derivatives each combining the same physiologically active substance and two or more different GAGs. It may be a combination of two or more GAG derivatives each combined with an active substance.
- the content of the GAG derivative in the pharmaceutical composition is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose and the like.
- the pharmaceutical composition may further contain other components such as a pharmaceutically acceptable excipient in addition to the GAG derivative.
- a pharmaceutically acceptable excipient in addition to the GAG derivative.
- the other components include pharmaceutically acceptable excipients, surfactants, physiologically active substances, stabilizers, tonicity agents, liquid media, buffers, and the like.
- the physiologically active substance may be the same as or different from the physiologically active substance released from the GAG derivative.
- the disease targeted by the pharmaceutical composition of the present embodiment is not particularly limited. Appropriate selection of groups derived from physiologically active substances possessed by GAG derivatives can be applied to various diseases.
- the release rate of a physiologically active substance can be controlled with a GAG derivative, it is stable before administration to a living body and can achieve an appropriate drug release rate according to the application in vivo after administration. it can.
- GAG derivatives can be expected to have a sustained effect, for example, by covalently bonding a drug to GAG via a spacer. In general, the sustained effect varies depending on the disease.
- the pharmaceutical composition of the present embodiment contains a GAG derivative controlled to achieve a desired release rate using a drug having a desired physiological activity, it can be applied to various chronic diseases and adherence. It contributes to improvement.
- the pharmaceutical composition can gradually release the physiologically active substance in the target tissue by including the GAG derivative. That is, the GAG derivative can constitute a controlled release preparation containing the GAG derivative.
- the period during which the release rate of the physiologically active substance by the pharmaceutical composition can be controlled is not particularly limited, such as seconds, minutes, hours, months, years, etc., but it is preferably controllable for 1 week or more, more preferably 2 weeks or more. More preferably, it can be controlled for more than a month, very preferably it can be controlled for more than 6 months, and particularly preferably can be controlled for more than one year.
- polysaccharides other than GAG examples include carboxymethylcellulose, carboxymethylethylcellulose, chitosan, chitin, cellulose, and derivatives thereof.
- the persistence of the effect of the pharmaceutical composition on the target tissue can be evaluated according to the target tissue.
- the target tissue is the lung, it is generally known that the alveolar covering layer has a weak alkaline pH (around 7.5), so the pharmaceutical composition to be evaluated is prepared at a pH of about 7.5.
- the sustainability of the effect can be evaluated by the release rate of the physiologically active substance when dissolved in 10 mM phosphate buffer and stored at 36 ° C. for 1 week.
- the target tissue is a nasal cavity, it is generally known that the nasal mucus pH of patients suffering from allergic rhinitis is weakly alkaline (around pH 8.0).
- the durability of the effect can be evaluated by the release rate of the physiologically active substance when dissolved in a 10 mM phosphate buffer adjusted to pH about 8.0 and stored at 36 ° C. for 1 week.
- the pharmaceutical composition is used, for example, for respiratory administration. That is, it is preferable that the pharmaceutical composition is used in such a manner as pulmonary administration, nasal administration and the like.
- the form of the pharmaceutical composition may be any form that can be administered to the respiratory tract, and may be any form such as powder, liquid, and suspension.
- the administration method include a method of administration using a user's own inspiration, an air flow generated by an external device, or both, a method of administration using a nebulizer, and the like.
- the pharmaceutical composition administered to the respiratory tract reaches and adheres to the target tissue of the respiratory tract while the physiologically active substance and GAG remain covalently bonded via the spacer. Thereafter, the covalent bond between the spacer and the physiologically active substance is gradually degraded, so that the physiologically active substance is gradually released over a long period of time (for example, 24 hours or more).
- Target tissues to which respiratory administration is applicable include lung tissues (including alveoli, terminal bronchioles, bronchioles, bronchi), nasal cavity (sinus, frontal sinus, ethmoid sinus, maxillary sinus, sphenoid sinus, upper Nasal turbinates, middle turbinates, and lower turbinates).
- the pharmaceutical composition can be suitably applied, for example, to the treatment of respiratory diseases, but the use of the pharmaceutical composition is not limited to the treatment of respiratory diseases, in addition to the prevention of respiratory diseases, physiologically active substances Depending on the type, it can be applied to other diseases such as treatment, prevention and diagnosis.
- respiratory diseases include bronchial asthma, chronic obstructive pulmonary disease (COPD), viral infections, acute allergic diseases, chronic allergic diseases and the like.
- COPD chronic obstructive pulmonary disease
- the pharmaceutical composition can be suitably applied to, for example, bronchial asthma.
- Bronchial asthma is a disease in which airway hypersensitivity increases due to an allergic reaction or the like, airway obstruction occurs, and breathing becomes difficult.
- Asthma is defined as chronic inflammation of the airways as described above, and thus airway inflammation is seen in asthmatic patients even before the onset of stroke. For this reason, it has become possible to suppress chronic airway inflammation and continuously improve asthma symptoms by continuously inhaling steroids with a strong anti-inflammatory action as a long-term management drug before the attack.
- the duration of the anti-inflammatory action of inhaled steroids is short, requiring inhalation about 1 to 8 times a day, which is very complicated for patients taking long-term medications every day. It may cause a decrease in adherence. Therefore, by using a steroid-introduced GAG derivative in which a steroid is chemically introduced into GAG as a long-term control agent, it is possible to maintain a long-term anti-inflammatory effect for several days only by one inhalation, and it is necessary to inhale several times daily This eliminates the complications and improves patient adherence.
- the administration interval that is, the duration of the anti-inflammatory effect
- the spacer structure of the GAG derivative it is possible to extend or shorten the administration interval, that is, the duration of the anti-inflammatory effect.
- Examples of other applications of the pharmaceutical composition other than asthma include, for example, application as a therapeutic agent for arthritis, application to myopathy, application to therapeutic agents for low back pain, application to myofacial pain syndrome, muscle Application to pain etc. are mentioned.
- Examples of the administration method include intra-articular administration and intramuscular administration.
- NSAIDs-introduced GAG derivatives that can control the release rate of physiologically active substances introduced into GAG using nonsteroidal anti-inflammatory drugs (NSAIDs) as physiologically active substances include long-lasting pain suppression and anti-arthritis for arthritis and low back pain. Inflammation can be expected. That is, the glycosaminoglycan derivative can constitute a pain suppressor or a continuous pain suppressor containing NSAIDs as a physiologically active substance, for example.
- the content of the GAG derivative in the pain suppressing agent of the present embodiment is not particularly limited, but is preferably 0.5% (w / v%) to 10 %% (w / v%) of the whole solution. 7% (w / v%) to 8% (w / v%) is more preferable, 1% (w / v%) to 5% (w / v%) is more preferable, 1% (W / v%) or 5% (w / v%) is more preferable.
- the content of the GAG derivative in the pain suppressing agent of the present embodiment is not particularly limited, but is 0.5% (w / v%) to 3% ⁇ (w / v%) of the entire solution. ), Preferably 0.7% (w / v%) to 1.8% (w / v%), more preferably 1% (w / v%).
- the content of the GAG derivative in the pain suppressing agent of the present embodiment is not particularly limited, but is 0.5% (w / v%) to 10 %% (w / v%) of the entire solution. ), Preferably 1% (w / v%) to 7% (w / v%), more preferably 1% (w / v%) or 5% (w / v%) Is more preferred.
- aminoalcohol and its derivatives are used as spacers, and it is preferable to covalently bond with GAG via an amide bond and with NSAIDs via an ester bond. As described above, it is possible to control the release rate of NSAIDs by selecting the spacer configuration.
- GAG derivatives introduced with NSAIDs may be used as local sustained-release analgesics for intramuscular injection for muscle pain such as chronic low back pain and myofascial pain syndrome.
- Chronic low back pain is most frequently observed among chronic pain, with specific low back pain that can identify the cause of the mixture of inflammatory pain and neuropathic pain, and sometimes difficult to identify the cause of the pain.
- Use NAGIDs-introduced GAG derivatives that can be classified into nonspecific low back pain that is strongly related to the factors, and that can adjust the release rate of bioactive substances for both specific low back pain and nonspecific low back pain depending on the symptoms and causes Is possible.
- MPS Myofascial Pain Syndrome
- a trigger point a hardened part (muscle induration)
- Muscle consolidation is caused by minute damage in the muscle caused by overloading the muscle, which causes convulsions in the muscle, causing the muscle to contract and stiffen.
- the tender point that is felt is recognized, and the tender point that causes the related pain in a wide area including the periphery is called a trigger point.
- the most common trigger points are the neck, shoulder, hips, and thighs.
- Treatment includes NSAIDs (internal use, topical use), muscle relaxants, antidepressants, anticonvulsants, etc., local anesthetics, neovitacaine (registered trademark) (pain treatment (dibucaine hydrochloride, A combination of sodium salicylate and calcium bromide)), steroids, neurotropin (registered trademark), trigger point injection treatment, and the like are used.
- NSAIDs internal use, topical use
- local anesthetics neovitacaine (registered trademark)
- pain treatment dibucaine hydrochloride, A combination of sodium salicylate and calcium bromide
- steroids e.g., acetriglycerin, etc.
- neurotropin registered trademark
- trigger point injection of a local anesthetic widely used for MPS treatment provides a certain analgesic effect, but the effective period is about 1 to 2 days, and the frequency of treatment is high. Therefore, there is a great need for a long-lasting anal
- non-steroidal anti-inflammatory drugs NSAIDs
- muscle relaxants e.g., muscle relaxants
- antidepressants e.g., muscle relaxants
- antidepressants e.g., muscle relaxants
- antidepressants e.g., muscle relaxants
- antidepressants e.g., muscle relaxants
- antidepressants e.g., muscle relaxants
- antidepressants e.g., muscle relaxants, antidepressants and the like are administered as drug therapy, but the effect is low at present.
- NSAIDs-introduced GAG derivatives capable of release control are suitable for this application.
- the NAGIDs-introduced GAG derivative is suitable for use as a local sustained-release analgesic for intramuscular injection for back pain such as low back pain and muscle pain such as muscle / fascial pain syndrome.
- the GAG derivative loses metabolism relatively quickly, and therefore, when a drug with a relatively slow drug release rate is used in the application, the metabolism is lost before the required amount of drug is released. The effect may not be manifested.
- an NSAIDs-introduced GAG derivative having a relatively fast drug release rate in which an electron withdrawing group is introduced into the spacer the drug is appropriately released and a sustained effect can be expressed.
- the local sustained-release analgesic agent for intramuscular injection for muscular pain such as low back pain and myofascial pain syndrome may be a steroid-introduced GAG derivative using steroids instead of NSAIDs as a drug.
- the administration interval of the pain suppressing agent of this embodiment is not particularly limited.
- the administration interval is preferably 3 days or more, more preferably 7 days or more, still more preferably 10 days or more, and particularly preferably 14 days or more. That is, the pain suppressing effect of the pain suppressing agent of the present embodiment is preferably sustained for 3 days or longer after administration, more preferably 7 days or longer after administration, and 10 days or longer after administration. More preferably, it lasts, especially preferably lasting 14 days or longer after administration.
- first glycosaminoglycan derivative In addition to the glycosaminoglycan derivative (hereinafter also referred to as “first glycosaminoglycan derivative”), the present invention provides a second glycosaminoglycan derivative to which a physiologically active substance shown below is not bound. It is included. That is, this invention includes the following aspects.
- ⁇ 1a> a group derived from glycosaminoglycan; Reactive function covalently bonded to a group derived from glycosaminoglycan and capable of covalently bonding to at least one substituent selected from the group consisting of an electron-withdrawing group, an electron-donating group, and a sterically hindering group, and a physiologically active substance
- the second glycosaminoglycan derivative ⁇ 3a> wherein the group derived from glycosaminoglycan and the spacer-forming group are covalently bonded by an amide bond, as described in ⁇ 1a> or ⁇ 2a> above It is a noglycan derivative.
- ⁇ 4a> The group according to any one of ⁇ 1a> to ⁇ 3a>, wherein the spacer-forming group is a group derived from at least one selected from the group consisting of amino alcohols, amino acids, and derivatives thereof. It is a second glycosaminoglycan derivative.
- ⁇ 5a> The second glycosaminoglycan derivative according to any one of ⁇ 1a> to ⁇ 4a>, wherein the spacer-forming group is a group derived from an amino acid represented by the following general formula (Ia): It is. —HN— (CH 2 ) m —CR 11 R 12 —CR 13 R 14 —COOH (Ia) (In the formula, m represents an integer of 0 to 12.
- R 11 to R 14 each independently represents a hydrogen atom, an electron withdrawing group, an electron donating group or a sterically hindered group) ⁇ 6a>
- R 21 to R 24 each independently represents a hydrogen atom, an electron withdrawing group, an electron donating group or a sterically hindered group) ⁇ 7a>
- the glycosaminoglycan is at least one selected from the group consisting of chondroitin sulfate, hyaluronic acid, heparin, heparan sulfate, and keratan sulfate. It is the second glycosaminoglycan derivative described.
- ⁇ 8a> A first glycosaminoglycan derivative obtained by covalently bonding the second glycosaminoglycan derivative according to any one of ⁇ 1a> to ⁇ 7a> and a physiologically active substance.
- ⁇ 9a> A controlled release preparation comprising the second glycosaminoglycan derivative according to ⁇ 8a>.
- M and R 11 ⁇ R 14 in the general formula (Ia) are each synonymous with m and R 11 ⁇ R 14 in the general formula (I).
- Example 1 Preparation of betamethasone-chondroitin sulfate 1-1.
- Condensation reaction of Boc- ⁇ -alanine and betamethasone 1 g (1.0 eq, 5.29 mmol) of Boc- ⁇ -alanine was dissolved in 18 mL of dichloromethane (DCM) and 12 mL of dimethylformamide (DMF), and 2.07 g (1.0 eq) of betamethasone was dissolved. , 5.29 mmol) and 194 mg (0.3 eq, 1.59 mmol) of N, N-dimethylaminopyridine (DMAP).
- DCM dichloromethane
- DMF dimethylformamide
- Boc- ⁇ -Alanine-betamethasone De-Bocation Reaction 2 g of Boc- ⁇ -alanine-betamethasone was dissolved in 20 mL of tetrahydrofuran (THF) and added with 15 mL of 4M hydrochloric acid / ethyl acetate (HCl / AcOEt) for 7 hours under ice cooling. Stir. After confirming the disappearance of the raw material by TLC, concentration under reduced pressure in a water bath at 40 ° C. with an evaporator gave 1.2 g of the intended ⁇ -alanine-betamethasone hydrochloride. (2 step yield 73%) The assignment of 1 H-NMR is shown below.
- ⁇ -alanine-betamethasone hydrochloride into chondroitin sulfate 1 g of chondroitin sulfate (weight average molecular weight about 40 kDa) was dissolved in 100 mL of water for injection (WFI) and 100 mL of ethanol (EtOH), and 199 mg of ⁇ -alanine-betamethasone hydrochloride ( 0.2 eq, 0.40 mmol). Thereafter, 187 mg (0.2 eq, 0.40 mmol) of 4- (4,6-dimethoxy-1,3,5-triazin-2-yl) -4-methylmorpholinium chloride n hydrate (DMT-MM) was added.
- betamethasone (F) -chondroitin sulfate Preparation of betamethasone (F) -chondroitin sulfate (betamethasone-chondroitin sulfate conjugate using ⁇ -fluoro- ⁇ -alanine as a spacer-forming molecule) is shown in Scheme 2. .
- ⁇ -fluoro- ⁇ -alanine hydrochloride 1 as a raw material, compound 1 is obtained by protecting 1 amino group with a tert-butoxycarbonyl (Boc) group, followed by a condensation reaction with betamethasone to obtain compound 3. It was.
- the Boc group of compound 3 was removed under acidic conditions to convert to the introduction precursor 4 which is an amine hydrochloride, and the conjugate 5 was synthesized by introduction into chondroitin sulfate.
- introduction precursor 4 into chondroitin sulfate 1 g of chondroitin sulfate (weight average molecular weight about 40 kDa) is dissolved in 80 mL of water for injection (WFI) and 80 mL of EtOH, and 349 mg (0.34 eq, 0.68 mmol) of introduction precursor 4 is added. It was. Thereafter, 317 mg (0.34 eq, 0.68 mmol) of DMT-MM was added and stirred overnight. Thereafter, 3 g of NaCl was added and stirred for 30 minutes, and 160 mL of 90% ethanol (EtOH) / WFI was added to form a precipitate.
- WFI water for injection
- EtOH ethanol
- betamethasone (Cl) -chondroitin sulfate Preparation of betamethasone (Cl) -chondroitin sulfate (betamethasone-chondroitin sulfate conjugate using ⁇ -chloro- ⁇ -alanine as a spacer-forming molecule) is shown in Scheme 3. . Phthalimide 6 and 2-chloroacrylonitrile 7 were reacted to form compound 8, which was then subjected to hydrolysis conditions to give ⁇ -chloro- ⁇ -alanine hydrochloride 9.
- Boc reaction of ⁇ -chloro- ⁇ -alanine hydrochloride 9 168 mg (1.0 eq, 1.05 mmol) of ⁇ -chloro- ⁇ -alanine hydrochloride 9 was dissolved in 6 mL of tert-butanol and 3 mL of 1M NaOH, and ice-cooled. 300 mg (1.3 eq, 1.37 mmol) of Boc 2 O was added. Thereafter, the mixture was stirred at room temperature overnight. After confirming the disappearance of the raw materials by TLC, the mixture was concentrated under reduced pressure in a water bath at 40 ° C.
- Example 6 Synthesis of CS (F) -fenbufen The synthesis of CS (F) -fenbufen is shown in Scheme 6.
- Compound 33 was obtained by converting the hydroxyl group of compound 25 to fluorine to give compound 32 and then deprotecting the benzyl group. This was condensed with fenbufen and converted into the compound 34, followed by de-Boc formation to obtain an introduction precursor 35. Finally, the introduction precursor 35 was introduced into CS, and a conjugate 36 was obtained.
- introduction precursor 35 into CS (0.26 equivalent preparation) 200 mg of CS (weight average molecular weight of about 40 kDa) is dissolved in 16 mL of WFI and 16 mL of EtOH, and 43 mg (0.26 eq, 0.103 mmol) of introduction precursor 8 and 49 mg (0.26 eq, 0.103 mmol) of DMT-MM are added. And stirred overnight. Thereafter, 600 mg of NaCl and 90 mL of 90% EtOH / WFI were added to form a precipitate. The supernatant was discarded and 90% EtOH / WFI was washed twice. The obtained precipitate was dried overnight under reduced pressure, and as a result, 196 mg of the target product 36 was obtained. As a result of obtaining the introduction rate by the carbazole sulfate method, it was 12%.
- reaction solution was concentrated under reduced pressure using an evaporator, and diethyl ether was added to the precipitated solid, followed by washing and filtration.
- the washed solid was dissolved in 1M HCl, and liquid separation extraction was performed 3 times using ethyl acetate.
- the collected organic layer was washed with a saturated aqueous NaCl solution and then dried over magnesium sulfate.
- the obtained solution was concentrated under reduced pressure in a water bath at 40 ° C. with an evaporator to obtain a residue (Compound 39). This was subjected to the next reduction reaction as it was.
- Bocation of Compound 41 50 mL of THF was added to 50 mL of an aqueous solution of Compound 41, and 1.13 g (1.0 eq, 5.17 mmol) of Boc 2 O was reacted at 0 ° C. After stirring overnight, the disappearance of the raw material was confirmed by TLC, and THF was removed using an evaporator. Ethyl acetate was added to the residue, and liquid separation extraction was performed three times. The collected organic layer was washed with a saturated aqueous NaCl solution, and then dried over magnesium sulfate. The obtained solution was concentrated under reduced pressure in a water bath at 40 ° C. with an evaporator to obtain a solid.
- Example 8 Synthesis of CS (F, F) -indomethacin (hereinafter also referred to as IM- (F, F) -CS) Synthesis of CS (F, F) -indomethacin is shown in Scheme 8. Compound 1 and indomethacin were condensed to give compound 2, and then the Boc group was removed under acidic conditions to convert it to introduction precursor 3 which was an amine hydrochloride, which was then introduced into CS to give conjugate 4.
- the collected organic layer was washed successively with a saturated aqueous NH 4 Cl solution, a saturated aqueous NaHCO 3 solution, and a saturated aqueous NaCl solution, and then dried over magnesium sulfate.
- a saturated aqueous NH 4 Cl solution a saturated aqueous NaHCO 3 solution
- a saturated aqueous NaCl solution a saturated aqueous NaCl solution
- introduction precursor 3 into CS (0.3 equivalent charge) CS (weight average molecular weight of about 20 kDa) 639 mg was dissolved in 13 mL of WFI and 13 mL of EtOH, and 186 mg (0.3 eq, 0.41 mmol) of precursor 3 introduced and 179 mg (0.3 eq, 0.41 mmol) of DMT-MM were added. And stirred overnight. Subsequently, 620 mg of NaCl was added, and this solution was added dropwise to 60 mL of 95% EtOH / WFI to form a precipitate. The supernatant was discarded and 90% EtOH / WFI washing and 95% EtOH / WFI washing were performed twice. The obtained precipitate was dried overnight under reduced pressure, and 736 mg of the target product 4 was obtained. As a result of obtaining the introduction rate by 1 H-NMR, it was 28%.
- the collected organic layer was washed successively with a saturated aqueous NH 4 Cl solution, a saturated aqueous NaHCO 3 solution, and a saturated aqueous NaCl solution, and then dried over magnesium sulfate.
- a saturated aqueous NH 4 Cl solution a saturated aqueous NaHCO 3 solution
- a saturated aqueous NaCl solution a saturated aqueous NaCl solution
- introduction precursor 6 into CS (0.3 equivalent preparation) 716 mg of CS (weight average molecular weight of about 20 kDa) is dissolved in 14 mL of WFI and 14 mL of EtOH, and 164 mg (0.3 eq, 0.47 mmol) of introduction precursor 6 and 200 mg (0.3 eq, 0.47 mmol) of DMT-MM are added. And stirred overnight. Subsequently, 870 mg of NaCl was added, and this solution was dropped into 55 mL of 95% EtOH / WFI to form a precipitate. The supernatant was discarded and 90% EtOH / WFI washing and 95% EtOH / WFI washing were performed twice. The obtained precipitate was dried under reduced pressure overnight, and 784 mg of the target product 7 was obtained. As a result of obtaining the introduction rate by 1 H-NMR, it was 32%.
- the collected organic layer was washed successively with a saturated aqueous NH 4 Cl solution, a saturated aqueous NaHCO 3 solution, and a saturated aqueous NaCl solution, and then dried over magnesium sulfate.
- a saturated aqueous NH 4 Cl solution a saturated aqueous NaHCO 3 solution
- a saturated aqueous NaCl solution a saturated aqueous NaCl solution
- Example 11 Synthesis of CS (H) -ketoprofen (hereinafter also referred to as KP-CS) Synthesis of CS (H) -ketoprofen is shown in Scheme 11. Aminopropanol 11 was used as a spacer, the amino group was Boc protected, and then subjected to a condensation reaction with ketoprofen to obtain compound 13. Subsequently, the Boc group was removed under acidic conditions to convert it into an introduction precursor 14 which was an amine hydrochloride, which was then introduced into CS to obtain a conjugate 15.
- Example 12 Synthesis of CS (F) -ketoprofen (hereinafter also referred to as KP- (F) -CS) Synthesis of CS (F) -ketoprofen is shown in Scheme 12. Compound 16 and ketoprofen were condensed to give compound 17, and then the Boc group was removed under acidic conditions to convert it to introduction precursor 18 which was an amine hydrochloride, which was then introduced into CS to give conjugate 19.
- the collected organic layer was washed successively with 5% aqueous citric acid solution, 5% aqueous NaHCO 3 solution, and saturated aqueous NaCl solution, and then dried over magnesium sulfate.
- the assignment of 1 H-NMR is shown below.
- introduction precursor 21 into CS (0.3 equivalent preparation) 863 mg of CS (weight average molecular weight of about 20 kDa) is dissolved in 17 mL of WFI and 17 mL of EtOH, and 191 mg (0.3 eq, 0.52 mmol) of the precursor precursor 21 and 244 mg (0.3 eq, 0.52 mmol) of DMT-MM are added. And stirred overnight. Subsequently, 2.6 g of NaCl was added, and a rubber-like precipitate was formed. 70 mL of EtOH was added thereto, and the precipitate was completely removed. The resulting precipitate was redissolved by adding 50 mL of WFI and 10 mL of EtOH.
- the concentrated solution containing Compound 24 is dissolved in 100 mL of MeOH, and 402 mg (0.2 eq, 3.29 mmol) of DMAP is added, and then 6.29 g (2.0 eq, 32.9 mmol) of WSC is added under ice cooling to room temperature. And stirred overnight. After confirming disappearance of the raw material by TLC, liquid separation extraction was performed three times using ethyl acetate and water. The collected organic layer was washed successively with 5% aqueous citric acid solution, 5% aqueous NaHCO 3 solution, and saturated aqueous NaCl solution, and then dried over magnesium sulfate. As a result of concentrating the obtained solution under reduced pressure in a 40 ° C.
- the collected organic layer was washed successively with 5% aqueous citric acid solution, 5% aqueous NaHCO 3 solution, and saturated aqueous NaCl solution, and then dried over magnesium sulfate.
- the assignment of 1 H-NMR is shown below.
- the collected organic layer was washed successively with 5% aqueous citric acid solution, 5% aqueous NaHCO 3 solution, and saturated aqueous NaCl solution, and then dried over magnesium sulfate.
- the assignment of 1 H-NMR is shown below.
- Example 15 Preparation of Diclofenac (1-amino-2-propanol) -chondroitin sulfate (hereinafter also referred to as DF- (Me) -CS) Diclofenac- (1-amino-2-propanol) -chondroitin sulfate (as a spacer)
- DF- (Me) -CS Diclofenac- (1-amino-2-propanol) -chondroitin sulfate (as a spacer)
- the preparation of diclofenac-chondroitin sulfate conjugate) using 1-amino-2-propanol is shown in Scheme 15.
- 1- (tert-Butoxycarbonyl) amino-2-propanol (1) was used as a raw material, the hydroxyl group was converted to Br to give compound 2, and then condensed with diclofenac sodium to give compound 3.
- the Boc group was removed under acidic conditions to convert to the introduction precursor 4 which is an
- Introductory Precursor 4 into Chondroitin Sulfate Chondroitin Sulfate (weight average molecular weight about 20 kDa) 1500 mg was dissolved in 24 mL of WFI and 24 mL of EtOH, and 279 mg (0.24 eq, 0.72 mmol) of Introductory Precursor 4 in 50% EtOH / WFI 6 mL of a solution and 6 mL of a 50% EtOH / WFI solution of 338 mg (0.24 eq, 0.72 mmol) of DMT-MM were added and stirred overnight.
- Example 16 Preparation of diclofenac (serine ethyl ester) -chondroitin sulfate (hereinafter also referred to as DF- (Ser) -CS) Diclofenac (serine ethyl ester) -chondroitin sulfate (diclofenac-chondroitin using serine ethyl ester as a spacer)
- DF- (Ser) -CS Diclofenac (serine ethyl ester) -chondroitin sulfate (diclofenac-chondroitin using serine ethyl ester as a spacer)
- the preparation of the sulfate conjugate is shown in Scheme 16.
- Compound 3 was obtained by using Boc-L-serine (1) as a raw material and converting the carboxyl group to ethyl ester to compound 2 and then condensing with diclofenac sodium.
- the Boc group was removed under acidic
- Example 17 Preparation of diclofenac (threonine ethyl ester) -chondroitin sulfate (hereinafter also referred to as DF- (Thr) -CS) Diclofenac (threonine ethyl ester) -chondroitin sulfate (diclofenac-chondroitin using threonine ethyl ester as a spacer)
- DF- (Thr) -CS) Diclofenac (threonine ethyl ester) -chondroitin sulfate (diclofenac-chondroitin using threonine ethyl ester as a spacer)
- the preparation of the sulfate conjugate is shown in Scheme 17.
- Compound 3 was obtained by using Boc-L-threonine (1) as a raw material, converting the carboxyl group to ethyl ester to compound 2 and then condensing with diclofenac sodium.
- Introductory Precursor 4 into Chondroitin Sulfate 200 mg of chondroitin sulfate (weight average molecular weight of about 20 kDa) is dissolved in 3.2 mL of WFI and 3.2 mL of EtOH, and 41 mg (0.24 eq, 95.7 ⁇ mol) of Introductory precursor 4 is dissolved. 0.8 mL of% EtOH / WFI solution and 0.8 mL of 50% EtOH / WFI solution of 45 mg (0.24 eq, 95.7 ⁇ mol) of DMT-MM were added and stirred overnight.
- Example 20 Preparation of Diclofenac (2-amino-1-cyclohexylethane-1-ol) -chondroitin sulfate
- Diclofenac (2-amino-1-cyclohexylethane-1-ol) -chondroitin sulfate (2-amino- in the spacer) The preparation of diclofenac-chondroitin sulfate conjugate using 1-cyclohexylethane-1-ol is shown in Scheme 20.
- 2-amino-1-cyclohexylethane-1-ol (1) was converted to Boc to give compound 2, and then condensed with diclofenac to give compound 3.
- the Boc group was removed under acidic conditions to convert to the introduction precursor 4 which is an amine hydrochloride, and the conjugate 5 was synthesized by introduction into chondroitin sulfate.
- Introductory Precursor 4 into Chondroitin Sulfate 200 mg of chondroitin sulfate (weight average molecular weight of about 20 kDa) was dissolved in 3.2 mL of WFI and 3.2 mL of EtOH, and 44 mg (0.24 eq, 96.1 ⁇ mol) of Introductory precursor 4 was dissolved. 0.8 mL of% EtOH / WFI solution and 0.8 mL of 50% EtOH / WFI solution of 45 mg (0.24 eq, 95.9 ⁇ mol) of DMT-MM were added and stirred overnight.
- Example 21 Preparation of Diclofenac (4-amino-3-hydroxybutyric acid ethyl ester) -chondroitin sulfate
- Diclofenac (4-amino-3-hydroxybutyric acid ethyl ester) -chondroitin sulfate (4-amino-3-hydroxybutyric acid as a spacer)
- the preparation of diclofenac-chondroitin sulfate conjugate) using ethyl ester is shown in Scheme 21.
- Boc-4-amino-3-hydroxybutyric acid (1) was ethyl esterified to give compound 2 and then condensed with diclofenac to give compound 3.
- the Boc group was removed under acidic conditions to convert to the introduction precursor 4 which is an amine hydrochloride, and the conjugate 5 was synthesized by introduction into chondroitin sulfate.
- Example 22 Preparation of diclofenac (1-amino-3,3-dimethylbutan-2-ol) -hyaluronic acid 18-3.
- the described introduction precursor was introduced into hyaluronic acid.
- 66 mg of hyaluronic acid was dissolved in 6.55 mL of WFI and 6.55 mL of EtOH, and the introduction precursor 7.1 mg (0.10 eq, 16.3 ⁇ mol) of 50% EtOH / WFI solution 0.3 mL, DMT-MM 7.7 mg ( (0.10 eq, 16.4 ⁇ mol) of 50% EtOH / WFI solution (0.33 mL) was added and stirred overnight.
- Example 23 Diclofenac (1-amino-2-butanol) -hyaluronic acid 19-3.
- the described introduction precursor was introduced into hyaluronic acid.
- 100 mg of hyaluronic acid (weight average molecular weight of about 900 kDa) is dissolved in 10 mL of WFI and 10 mL of EtOH, and 10.1 mg (0.10 eq, 25.0 ⁇ mol) of the introduced precursor is 0.5% of 50% EtOH / WFI solution, DMT-MM 11 0.5 mL of 50% EtOH / WFI solution of 0.7 mg (0.10 eq, 25.0 ⁇ mol) was added and stirred overnight.
- Example 24 Diclofenac (2-amino-1-cyclohexylethane-1-ol) -hyaluronic acid 20-3.
- the described introduction precursor was introduced into hyaluronic acid.
- 100 mg of hyaluronic acid (weight average molecular weight about 900 kDa) is dissolved in 10 mL of WFI and 10 mL of EtOH, and 50% EtOH / WFI solution of 11.4 mg (0.10 eq, 24.9 ⁇ mol) of the introduced precursor is 0.5 mL, DMT-MM 11 0.5 mL of 50% EtOH / WFI solution of 0.7 mg (0.10 eq, 25.0 ⁇ mol) was added and stirred overnight.
- Example 25 Diclofenac (4-amino-3-hydroxybutyric acid ethyl ester) -hyaluronic acid 21-3.
- the described introduction precursor was introduced into hyaluronic acid. 200 mg of hyaluronic acid (weight average molecular weight of about 900 kDa) was dissolved in 20 mL of WFI and 20 mL of EtOH, and 23.3 mg (0.10 eq, 50.5 ⁇ mol) of a precursor introduced, 1 mL of a 50% EtOH / WFI solution, 24.9 mg of DMT-MM 1 mL of a 50% EtOH / WFI solution (0.11 eq, 53.1 ⁇ mol) was added and stirred overnight.
- Example 26 Preparation of diclofenac (1-amino-2-propanol) -hyaluronic acid (hereinafter also referred to as DF- (Me) -HA) 15-3.
- the described introduction precursor was introduced into hyaluronic acid.
- Example 27 Diclofenac (serine ethyl ester) -hyaluronic acid 16-3 above.
- the described introduction precursor was introduced into hyaluronic acid. 200 mg of hyaluronic acid (weight average molecular weight of about 900 kDa) is dissolved in 20 mL of WFI and 20 mL of EtOH, and 43.4 mg (0.19 eq, 96.9 ⁇ mol) of the precursor introduced is 1.5 mL of 50% EtOH / WFI solution, DMT-MM 45 0.9 mL of 50% EtOH / WFI solution of .9 mg (0.20 eq, 97.8 ⁇ mol) was added and stirred overnight.
- Example 28 Diclofenac (threonine ethyl ester) -hyaluronic acid 17-3.
- the described introduction precursor was introduced into hyaluronic acid. 200 mg of hyaluronic acid (weight average molecular weight of about 900 kDa) was dissolved in 20 mL of WFI and 20 mL of EtOH, and 44.7 mg (0.19 eq, 96.8 ⁇ mol) of the precursor introduced was 1.5 mL of a 50% EtOH / WFI solution, DMT-MM 45 0.9 mL of 50% EtOH / WFI solution of .9 mg (0.20 eq, 97.8 ⁇ mol) was added and stirred overnight.
- Example 29 Preparation of 21-alanyl-betamethasone-introduced chondroitin sulfate 29-1.
- 21-Boc-alanyl-betamethasone 0.964 g of Boc-alanine was dissolved in 10 mL of dichloromethane and 15 mL of dimethylformamide, and 2 g of betamethasone was added. After cooling to 0 ° C., 186.8 mg of N, N-dimethylaminopyridine and 1.27 g of water-soluble carbodiimide (WSC) were added and stirred overnight at room temperature.
- WSC water-soluble carbodiimide
- a saturated aqueous ammonium chloride solution was added to stop the reaction. Separation and extraction were performed using toluene and water, and the organic layer was washed with a saturated aqueous ammonium chloride solution, a saturated aqueous sodium bicarbonate solution, and a saturated saline solution. After drying over anhydrous magnesium sulfate and filtration, the solvent was distilled off under reduced pressure to obtain the target compound 29-1 (2.72 g, 98%).
- Example 30 Preparation of 21-glycyl-betamethasone-introduced chondroitin sulfate 30-1.
- Preparation of 21-Boc-glycyl-betamethasone 1.34 g of Boc-glycine was dissolved in 20 mL of dichloromethane and 20 mL of dimethylformamide, and 3 g of betamethasone was added. After cooling to 0 ° C., 280.2 mg of N, N-dimethylaminopyridine and 1.91 g of water-soluble carbodiimide were added and stirred overnight at room temperature.
- a saturated aqueous ammonium chloride solution was added to stop the reaction. Separation and extraction were performed using toluene and water, and the organic layer was washed with a saturated aqueous ammonium chloride solution, a saturated aqueous sodium bicarbonate solution, and a saturated saline solution. After drying over anhydrous magnesium sulfate and filtration, the solvent was evaporated under reduced pressure to obtain the target compound 30-1 (3.35 g, 82%).
- the obtained precipitate was dried overnight under heating and reduced pressure (40 ° C., 75 mmHg) to give a compound 30 as a target conjugate as a GAG derivative. -3 (0.61 g) was obtained.
- the introduction rate was 20%.
- Example 31 Preparation of 21-Isoleucil-betamethasone-Introduced Chondroitin Sulfate 31-1.
- 21- (Boc-Isoleucil) -betamethasone 1.77 g of Boc-isoleucine was dissolved in 20 mL of dichloromethane and 20 mL of dimethylformamide, and 3 g of betamethasone was added. After cooling to 0 ° C., 280.2 mg of N, N-dimethylaminopyridine and 1.91 g of water-soluble carbodiimide were added and stirred overnight at room temperature.
- a saturated aqueous ammonium chloride solution was added to stop the reaction. Separation and extraction were performed using toluene and water, and the organic layer was washed with a saturated aqueous ammonium chloride solution, a saturated aqueous sodium bicarbonate solution, and a saturated saline solution. After drying over anhydrous magnesium sulfate and filtration, the solvent was distilled off under reduced pressure to obtain the target compound 31-1 (3.96 g, 87%).
- Example 32 Preparation of diclofenac- (2-aminoethanol) -chondroitin sulfate (synthesis of DF-CS) 32-1.
- Preparation of Boc-aminoethyl bromide Dissolve 2.155 g (10.5 mmol) of 3-bromoethylamine hydrobromide in 20 ml of dichloromethane, add 1.463 ml (10.5 mmol) of triethylamine under ice cooling, and add Boc 2 5 ml of a dichloromethane solution of 2.299 g (10.5 mmol) of O was added and stirred.
- Example 33 Synthesis of CS-fenbufen The synthesis of CS-fenbufen is shown in the following scheme. Compound 32 and fenbufen were condensed to form compound 33, and then the protective group was removed to convert it into an introduction precursor 34 which was an amine hydrochloride, which was then introduced into CS to form conjugate 35.
- the reaction solution was quenched with a saturated aqueous NH 4 Cl solution under ice-cooling, and liquid separation extraction was performed 3 times using DCM and water.
- the collected organic layer was washed sequentially with 5% citric acid aqueous solution, saturated NaHCO 3 aqueous solution and saturated NaCl aqueous solution, and then dried over magnesium sulfate.
- the obtained solution was concentrated under reduced pressure in a water bath at 40 ° C. with an evaporator, and the target compound 33 was obtained.
- the assignment of 1 H-NMR is shown below.
- introduction precursor 34 into CS 1 g of CS (weight average molecular weight of about 40 kDa) is dissolved in 100 mL of WFI and 100 mL of EtOH, and 200 mg (0.3 eq, 0.596 mmol) of introduction precursor 34 and 280 mg of DMT-MM ( 0.3 eq, 0.596 mmol) and stirred overnight. Thereafter, a NaHCO 3 solution (750 mg / 15 mL) was added and stirred for 1 hour, and then 400 ⁇ L of acetic acid, 3 g of NaCl, and 200 mL of 90% EtOH / WFI were sequentially added to form a precipitate.
- a NaHCO 3 solution 750 mg / 15 mL
- Example 34 Synthesis of CS-Ferbinac
- Compound 32 and felbinac were condensed to form compound 36, and then the protective group was removed to convert it into an introduction precursor 37 which was an amine hydrochloride, which was then introduced into CS to form conjugate 38.
- Example 35 Preparation of bezafibrate (aminoethanol) -chondroitin sulfate
- bezafibrate-chondroitin sulfate conjugate using aminoethanol as a spacer is shown in the following scheme. Boc aminoethanol and bezafibrate were condensed, and then the Boc group was removed under acidic conditions to convert it into an introduction precursor 4 which was an amine hydrochloride, which was then introduced into chondroitin sulfate to synthesize conjugate 5.
- 35-1 174 mg (1.0 eq, 0.93 mmol) of the condensed compound 2 of Boc aminoethanol and bezafibrate and 336 mg (1.0 eq, 0.93 mmol) of bezafibrate were dissolved in 1.5 mL of DCM and 1.5 mL of DMF, and 11 mg (0. 1 eq, 0.09 mmol) and 275 mg (1.5 eq, 1.43 mmol) of WSC dissolved in 1.5 mL of DCM were added and stirred overnight at room temperature.
- a solution prepared by dissolving 335 mg (1.0 eq, 0.93 mmol) of bezafibrate and 285 mg (1.5 eq, 1.49 mmol) of WSC in 1.0 mL of DCM was added and stirred overnight at room temperature.
- the reaction solution was diluted with ethyl acetate, separated and extracted using a 5% aqueous citric acid solution and a 5% aqueous sodium bicarbonate solution, and the organic layer was washed with a saturated aqueous NaCl solution. Then, it dried with magnesium sulfate and concentrated under reduced pressure in a 40 degreeC water bath with an evaporator.
- hyaluronic acid weight average molecular weight of about 900 kDa
- the introduced precursor 22.1 mg (0.10 eq, 50.1 ⁇ mol) in 50% EtOH / WFI solution 1 mL
- 3 mL of 5% aqueous sodium bicarbonate was added, and neutralized with acetic acid after 4 hours, 1 g of NaCl was dissolved, and EtOH was added to form a precipitate.
- Example 36 Preparation of Bezafibrate (2-amino-1-cyclohexylethane-1-ol) -chondroitin sulfate Bezafibrate (2-amino-1-cyclohexylethane-1-ol) -chondroitin sulfate (2-amino- in the spacer) The preparation of bezafibrate-chondroitin sulfate conjugates) using 1-cyclohexylethane-1-ol is shown in the following scheme.
- the Boc compound of 2-amino-1-cyclohexylethane-1-ol and bezafibrate are condensed, and then the Boc group is removed under acidic conditions to convert to the precursor 4, which is an amine hydrochloride, and chondroitin sulfate
- the conjugate 5 was synthesized.
- Boc compound of 2-amino-1-cyclohexylethane-1-ol and bezafibrate condensation compound 2 201 mg (1.0 eq, 0.83 mmol) and bezafibrate 300 mg (1.0 eq, 0.83 mmol) were added to 1.5 mL of DCM. Dissolved in 1.5 mL of DMF, a solution of 10 mg (0.1 eq, 0.08 mmol) of DMAP and 244 mg (1.5 eq, 1.27 mmol) of WSC in 1.5 mL of DCM was added and stirred overnight at room temperature.
- chondroitin sulfate (weight average molecular weight of about 20 kDa) was dissolved in 3.2 mL of WFI, and 42 mg (0.20 eq, 79.7 ⁇ mol) of Introduced Precursor 4 and 38 mg (0 .20 eq, 81.0 ⁇ mol) in EtOH 4.0 mL and WFI 0.8 mL was added and stirred for 18 hours. Thereafter, 100 ⁇ L of 20% NaCl solution was added, and 12 mL of 90% EtOH / WFI and 15 mL of EtOH were added to form a precipitate.
- the conjugate was dissolved to 0.05% in each solution prepared in (1).
- Betamethasone-chondroitin sulfate (betamethasone (H) -chondroitin sulfate) Release test 5 mg of betamethasone-chondroitin sulfate was dissolved in 10 mL of each of the release test solutions A to F and stored in a 36 ° C HPLC autosampler. Graphic (SEC) measurements were performed. After dissolution, measurement was performed from the 0th day (initial value) to the 6th day.
- the HPLC conditions are as follows.
- Betamethasone (F) -chondroitin sulfate release test 5 mg of betamethasone (F) -chondroitin sulfate was dissolved in 10 mL of each of the release test solutions A to F, stored in a 36 ° C HPLC autosampler, and subjected to SEC measurement every day. After dissolution, measurement was performed from the 0th day (initial value) to the 6th day. HPLC conditions are the same as A1-2.
- Betamethasone (Cl) -chondroitin sulfate release test 5 mg of betamethasone (Cl) -chondroitin sulfate was dissolved in 10 mL of each of the release test solutions A to F, stored in a 36 ° C HPLC autosampler, and subjected to SEC measurement every day. After dissolution, measurement was performed from the 0th day (initial value) to the 6th day. HPLC conditions are the same as A1-2.
- Betamethasone (Br) -chondroitin sulfate release test 2 mg of betamethasone (Br) -chondroitin sulfate was dissolved in 4 mL of each of the release test solutions A to F, stored in a 36 ° C HPLC autosampler, and subjected to SEC measurement every day. After dissolution, measurement was performed from the 0th day (initial value) to the 6th day. HPLC conditions are the same as A1-2.
- Betamethasone (X) -chondroitin sulfate release rate comparison The release rates of each conjugate in solution C (pH 7.0) and solution D (pH 7.5) are shown below.
- CS (Cl) -fenbufen release test About 3 mg of CS (Cl) -fenbufen is dissolved in each of the release test solutions A to F to a concentration of 0.05% and stored in a 36 ° C HPLC autosampler. SEC measurements were performed every day. After dissolution, the release rate (%) of fenbufen was measured from day 0 (initial value) to day 6. HPLC conditions are the same as A2-2. The results are shown in the table below.
- CS (F) -fenbufen release test About 10 mg of CS (F) -fenbufen is dissolved in each of the release test solutions AF to a concentration of 0.05% and stored in a 36 ° C HPLC autosampler. SEC measurements were performed every day. After dissolution, the release rate (%) of fenbufen was measured from day 0 (initial value) to day 6. HPLC conditions are the same as A2-2. The results are shown in the table below.
- CS (F, F) -Ferbinac Release Test About 10 mg of CS (F, F) -Ferbinac is dissolved in each of the release test solutions A to F so as to have a concentration of 0.05% in a 36 ° C HPLC autosampler. SEC measurements were performed every day after storage. After dissolution, the release rate (%) of felbinac was measured from the 0th day (initial value) to the 7th day. HPLC conditions are the same as A2-2. The results are shown in the table below.
- Each conjugate was dissolved and dispensed at a concentration of 0.1% in 20 mM sodium phosphate buffer pH 7.0. Immediately after dissolution, the amount of free diclofenac component present in the solution as the initial state (0 days of storage) and the amount of diclofenac ester forcedly decomposed by basicity were quantitatively analyzed by ODS-HPLC. Other dispensing solutions were subjected to storage conditions of 36 ° C. immediately after dissolution, and the amount of diclofenac ester decomposed was similarly quantitatively analyzed after 1, 2, 4, and 8 days. The release rate (%) was calculated from the value of the ratio of the amount of free diclofenac component at each time point thus obtained and the amount of free diclofenac component by forced decomposition.
- OASIS HLB was used for pretreatment of the HPLC sample, and the acetonitrile elution fraction was analyzed. The results are shown in the table below.
- Each conjugate was dissolved and dispensed in sodium citrate buffer pH 5.1 at a concentration of 1%.
- the amount of free diclofenac component present in the solution as an initial state (0 days of storage) was quantitatively analyzed by ODS-HPLC.
- Other dispensing solutions were subjected to storage conditions at 40 ° C. immediately after dissolution, and after 4 weeks, the amount of diclofenac ester decomposed was similarly quantitatively analyzed to calculate the content of free diclofenac in the solution. The results are shown in the table below.
- the pretreatment method of the HPLC sample was as follows.
- the stock solution was diluted by adding 1 mL of methanol to 1 g, and acetonitrile was added to 20 mL to precipitate the hyaluronic acid component.
- the obtained supernatant was used as an HPLC sample.
- the release rate (%) was calculated from the ratio of the amount of free diclofenac component obtained at each time point thus obtained and the amount of free diclofenac component by forced decomposition.
- OASIS HLB was used for the pre-processing of the HPLC sample, and the acetonitrile elution fraction was analyzed.
- Test system includes BN / CrlCrlj rats (Nippon Charles River Co., Ltd., 5 weeks old). Using.
- Test substances include various halogen-introduced betamethasone-bound chondroitin sulfates (F-introduction: betamethasone (F) -CS, Beta-F-CS; Cl-introduction: betamethasone (Cl) -CS, Beta-Cl-CS) and Halogen-free betamethasone-bound chondroitin sulfate (betamethasone (H) -CS, Beta-H-CS) was used and prepared in phosphate buffered saline (PBS) to a betamethasone concentration of 3 mg / mL It was. In addition, a test substance for comparison was prepared by suspending betamethasone phosphate in PBS to 3 mg / mL.
- PBS phosphate buffered saline
- test substance was administered with 100 ⁇ L of the test system fixed with the dorsal position under general anesthesia and using an endotracheal sonde (MicroSprayer® Aerosolizer Model IA-1B, manufactured by Penn-Century).
- endotracheal sonde MocroSprayer® Aerosolizer Model IA-1B, manufactured by Penn-Century.
- inhalation anesthesia concentration: 3.0%, flow rate: 2.0 L / volume
- isoflurane isoflurane (Foren (registered trademark), manufactured by Dainippon Pharmaceutical Co., Ltd.) filled in an anesthesia machine for small animals (TK-4, manufactured by Bio Machinery) min
- the betamethasone content in the lung tissue was measured by extracting a measurement sample with chloroform / methanol and using a liquid chromatography tandem mass spectrometry (LC-MS / MS). 5) Pharmacokinetic parameter The pharmacokinetic parameter was computed from the betamethasone content in the obtained lung tissue. Each pharmacokinetic parameter was calculated from the change in average lung tissue content. The average lung tissue content was calculated by substituting 0 when there was an individual whose measured value was less than the lower limit of quantification ( ⁇ 10 ng / g). The time t (hr) in the AUC 0-t calculation was set as the final quantifiable time point.
- betamethasone after administration of betamethasone-conjugated chondroitin sulfate intratracheally to normal rats was 29.5 to 128.0 hours.
- the elimination half-life of betamethasone content in lung tissue when betamethasone alone was administered intratracheally was 8.7 hours.
- ⁇ Test Example B2> Systemic exposure test after various betamethasone-bound chondroitin sulfate intratracheal administration in normal rats Systemic exposure after various betamethasone-coupled chondroitin sulfate intratracheal administration was evaluated from the plasma concentration in each test substance-administered rat in Test Example B1 did. 1) Plasma betamethasone concentration measurement 0.5, 1, 2, 4, 8, 24, 48, 72 and 168 hours after administration of the test substance, from the jugular vein using a heparinized Terumo syringe with a 27G needle 300 ⁇ L of blood was collected, and the blood was collected in a PP container (1.5 mL, manufactured by Assist).
- the average plasma concentration was calculated by substituting 0 when there was an individual whose measured value was less than the lower limit of quantification ( ⁇ 5 ng / mL).
- the lower limit of quantification ⁇ 5 ng / mL.
- non-compartmental analysis model analysis of WinNonlin Professional Ver 5.2.1 was used. 3 Results The results are shown in FIG. 2 and the table below.
- the peak plasma betamethasone concentration when betamethasone-bound chondroitin sulfate was intratracheally administered to normal rats was lower (about 1/3 to 1/100) than that when betamethasone alone was administered.
- Example B3 Examination of action of non-steroidal anti-inflammatory drug-conjugated chondroitin sulfate in silver nitrate-induced rat myopathy pain model B3-1.
- NSAIDs non-steroidal anti-inflammatory drugs
- KP- (F, F) -CS ketoprofen-bound chondroitin sulfate
- IM- indomethacin-bound chondroitin sulfate
- the analgesic effects of (F, F) -CS), felbinac-bound chondroitin sulfate (FB- (F, F) -CS) and diclofenac-bound chondroitin sulfate (DF-CS) were evaluated.
- the area around the injection site was spray-disinfected with 70% alcohol, and a 0.1 mol / L silver nitrate solution was added at a volume of 100 ⁇ L / site using a syringe with a needle for subcutaneous administration of insulin (Myjector (registered trademark), Terumo Corporation). Rats were intramuscularly administered to the left gastrocnemius muscle to produce a silver nitrate-induced rat muscle disorder pain model.
- Test substance (1) PBS (Control) (2) 1% (w / v%) diclofenac-bound chondroitin sulfate (DF-CS) (3) 5% (w / v%) fluorine-introduced indomethacin-bound chondroitin sulfate (IM- (F, F) -CS) (4) 5% (w / v%) fluorine-introduced ketoprofen-bound chondroitin sulfate (KP- (F, F) -CS) (5) 5% (w / v%) fluorine-introduced ferbinac-bound chondroitin sulfate (FB- (F, F) -CS)
- the rats were divided into 5 groups, and the test substance or PBS was administered to each group.
- the pain-inducing substance under the inhalation anesthesia with isoflurane, the area around the gastrocnemius is spray-disinfected with 70% alcohol, and the muscle is placed inside the left gastrocnemius at a volume of 100 ⁇ L / site using a syringe with a needle for subcutaneous administration of 29G insulin. It was administered internally.
- Example B4 Examination of action of ketoprofen-bound chondroitin sulfate in a silver nitrate-induced rat myopathy disorder B4-1. Objective To compare the analgesic effects of ketoprofen-binding chondroitin sulfates (KP-CS, KP- (F) -CS and KP- (F, F) -CS) with different spacer binding modes, and the effect of differences in release rate on drug efficacy The purpose was to verify.
- Test substance (1) PBS (Control) (2) 5% (w / v%) ketoprofen-conjugated chondroitin sulfate solution (KP-CS) (3) 5% (w / v%) fluorine-introduced ketoprofen-bound chondroitin sulfate solution (KP- (F) -CS) (4) 5% (w / v%) fluorine-introduced ketoprofen-bound chondroitin sulfate solution (KP- (F, F) -CS)
- FIG. 5 shows that the KP- (F) -CS and KP- (F, F) -CS groups showed a significant pain score improving effect compared to the Control group.
- the KP-CS group although the score was slightly low on the 1st day after administration, the effect was weak, and no significant difference was found between the KP-CS group and the Control group.
- the KP- (F) -CS and KP- (F, F) -CS groups significantly increased the muscle tenderness threshold as compared with the Control group. There was no difference between the two groups. On the other hand, there was no significant difference between the KP-CS group and the Control group, and they remained almost the same for 3 days after administration.
- Example B5 Examination of the action of diclofenac-bound hyaluronic acid having a different binding mode in a silver nitrate-induced rat myopathy pain model B5-1. Objective To verify the effect on the drug efficacy of different types of binding of hyaluronic acid derivatives introduced with non-steroidal anti-inflammatory drugs (NSAIDs), diclofenac-bound hyaluronic acid (diclofenac-aminoethanol-hyaluronic acid: The analgesic action of DF-HA), sterically hindered group-introduced diclofenac-bound hyaluronic acid (diclofenac- (1-amino-2-propanol) -hyaluronic acid: DF- (Me) -HA) was evaluated.
- NSAIDs non-steroidal anti-inflammatory drugs
- diclofenac-bound hyaluronic acid (diclofenac-aminoethanol-hyaluronic acid: The anal
- the area around the injection site was spray-disinfected with 70% alcohol, and a 0.1 mol / L silver nitrate solution was added at a volume of 100 ⁇ L / site using a syringe with a needle for subcutaneous administration of insulin (Myjector (registered trademark), Terumo Corporation).
- a silver nitrate-induced rat muscle disorder pain model was prepared by intramuscular administration inside the left gastrocnemius muscle.
- test substance (1) Citrate buffer (Control) (2) 1% (w / v%) diclofenac-bound hyaluronic acid (DF-HA) (3) 1% (w / v%) sterically hindered group-introduced diclofenac-bound hyaluronic acid (DF- (Me) -HA)
- the rats were divided into 3 groups, and a test substance or citrate buffer was administered to each group.
- the pain-inducing substance under the inhalation anesthesia with isoflurane, the area around the gastrocnemius is spray-disinfected with 70% alcohol, and the muscle is placed inside the left gastrocnemius at a volume of 100 ⁇ L / site using a syringe with a needle for subcutaneous administration of 29G insulin. It was administered internally.
- Example B6 Examination of action of diclofenac-bound hyaluronic acid in carrageenin-induced rat myopathy pain model B6-1. Objective To verify the persistence of the analgesic effect of intramuscular administration of diclofenac-bound sodium hyaluronate (DF-HA), the analgesic effect 10 days after administration of DF-HA in the model was evaluated.
- DF-HA diclofenac-bound sodium hyaluronate
- Test substance (1) Citrate buffer (Control) (2) 1% (w / v%) diclofenac-bound hyaluronic acid (DF-HA)
- a 10 mg / mL carrageenan solution was used as a flame retardant.
- inhalation isoflurane (concentration: 3.0%, flow rate: 2.0 L / min) filled in an anesthesia machine for small animals (TK-4, Bio Machinery Co., Ltd.) was used.
- Rats (Crj: SD system (SPF), male, 8 weeks old) were fixed in the dorsal position under general anesthesia, and the area around the left gastrocnemius was shaved with a clipper widely.
- the area around the injection site was spray-disinfected with 70% alcohol, and each test substance was placed inside the left gastrocnemius muscle of the rat at a volume of 100 ⁇ L / site using a syringe with a needle for subcutaneous administration of insulin (Myjector (registered trademark), Terumo Corporation). Intramuscular administration. On the 10th day after administration of the test substance, a 10 mg / mL carrageenan solution was administered to each group. The administration method was the same as in the test substance.
- the area around the gastrocnemius was spray-disinfected with 70% alcohol, and intramuscularly inside the left gastrocnemius at a volume of 100 ⁇ L / site using a syringe with a needle for 29G insulin subcutaneous administration.
- Example B7 Examination of action of diclofenac-bound sodium hyaluronate having different binding modes in a carrageenin-induced rat myopathy pain model B7-1. Objective To verify the effect of non-steroidal anti-inflammatory drugs (NSAIDs) -introduced hyaluronic acid derivatives on the sustainability of the drug due to the difference in the binding mode, diclofenac-bound hyaluronic acid (diclofenac-aminoethanol-hyaluron) in this model 14 days after administration of acid: DF-HA) and sterically hindered diclofenac-bound hyaluronic acid (diclofenac- (1-amino-2-propanol) -hyaluronic acid: DF- (Me) -HA) were evaluated. .
- NSAIDs non-steroidal anti-inflammatory drugs
- Test substance (1) Citrate buffer (Control) (2) 1% (w / v%) diclofenac-bound hyaluronic acid (DF-HA) (3) 1% (w / v%) sterically hindered group-introduced diclofenac-bound hyaluronic acid (DF- (Me) -HA)
- a 10 mg / mL carrageenan solution was used as a flame retardant.
- inhalation isoflurane (concentration: 3.0%, flow rate: 2.0 L / min) filled in an anesthesia machine for small animals (TK-4, Bio Machinery Co., Ltd.) was used.
- Rats (Crj: SD system (SPF), male, 7 weeks old) were fixed in the dorsal position under general anesthesia, and the area around the left gastrocnemius was shaved with a clipper.
- the area around the injection site was spray-disinfected with 70% alcohol, and each test substance was placed inside the left gastrocnemius muscle of the rat at a volume of 100 ⁇ L / site using a syringe with a needle for subcutaneous administration of insulin (Myjector (registered trademark), Terumo Corporation). Intramuscular administration. On the 14th day after administration of the test substance, a 10 mg / mL carrageenan solution was administered to each group. The administration method was the same as in the test substance.
- the area around the gastrocnemius was spray-disinfected with 70% alcohol, and intramuscularly inside the left gastrocnemius at a volume of 100 ⁇ L / site using a syringe with a needle for 29G insulin subcutaneous administration.
- the GAG derivative of this embodiment can control the drug release rate without largely depending on the structure of the drug. It can also be seen that the drug can be released for a desired period at the administration position.
- Example B8 Examination of action of diclofenac-bound chondroitin sulfate in a carrageenin-induced rat myopathy pain model B8-1. Objectives To investigate the persistence of analgesic effects of intramuscular administration of diclofenac-bound chondroitin sulfate (diclofenac- (2-aminoethanol) -chondroitin sulfate: DF-CS). The analgesic effect after the day was evaluated.
- Test substance (1) PBS (Control) (2) 1% (w / v%) diclofenac-bound chondroitin sulfate (DF-CS)
- a 10 mg / mL carrageenan solution was used as a flame retardant.
- inhalation isoflurane (concentration: 3.0%, flow rate: 2.0 L / min) filled in an anesthesia machine for small animals (TK-4, Bio Machinery Co., Ltd.) was used.
- Rats (Crj: SD system (SPF), male, 9 weeks old) were fixed in the dorsal position under general anesthesia, and the area around the left gastrocnemius was shaved with a clipper.
- the area around the injection site was spray-disinfected with 70% alcohol, and a test substance was injected into the left gastrocnemius muscle of the rat in a volume of 100 ⁇ L / site using a syringe with a needle for subcutaneous administration of insulin (Myjector (registered trademark), Terumo Corporation). It was administered internally. On the 7th day after administration of the test substance, a 10 mg / mL carrageenan solution was administered to each group. The administration method was the same as in the test substance.
- the area around the gastrocnemius was spray-disinfected with 70% alcohol, and intramuscularly inside the left gastrocnemius at a volume of 100 ⁇ L / site using a syringe with a needle for 29G insulin subcutaneous administration.
- Example B9 Examination of action of diclofenac-bound chondroitin sulfate in carrageenin-induced rat myopathy pain model B9-1. Purpose Diclofenac-bound chondroitin sulfate with different spacer binding modes in this model for the purpose of verifying the effect of different binding modes of chondroitin sulfate derivatives introduced with non-steroidal anti-inflammatory drugs (NSAIDs) on the sustained efficacy The analgesic effect 10 days after administration of (DF- (Me) -CS, DF- (Thr) -CS and DF- (Ser) -CS) was evaluated.
- NSAIDs non-steroidal anti-inflammatory drugs
- Test substance (1) PBS (Control) (2) 1% (w / v%) diclofenac- (1-amino-2-propanol) -chondroitin sulfate (DF- (Me) -CS) (3) 1% (w / v%) diclofenac (threonine ethyl ester) -chondroitin sulfate (DF- (Thr) -CS) (4) 1% (w / v%) diclofenac (serine ethyl ester) -chondroitin sulfate (DF- (Ser) -CS)
- the substituent introduced into the linking group of the amino alcohol that is the spacer-forming molecule is an electron withdrawing group.
- the pain-suppressing effect of the glycosaminoglycan derivative lasts when the sterically hindered group is used.
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Abstract
Description
薬物をGAGに導入する目的は、(1)GAGをキャリアーとして目的部位にデリバーさせる、(2)高分子のGAGを用いることで患部に滞留させ薬物を放出させる、(3)GAG自体の機能、薬理作用を利用するなどが考えられる。
適用する疾患は種々あるが、疾患によっては早期に薬物を放出させることが必要な疾患、あるいは長期間の放出が必要な疾患、あるいはその中間に位置する微妙な放出速度が必要な疾患などがある。
しかしながら、これまで開発された薬物導入GAG誘導体は、適用領域で求められる放出の速度とその化合物の適性がたまたま合致したときに効果を発揮し、積極的に放出速度を制御する試みはなされてこなかった。
<2> グリコサミノグリカンに由来する基と、カルボキシ基及びヒドロキシ基の少なくとも一方を有する生理活性物質に由来する基とがスペーサーを介する共有結合で連結され、スペーサーが生理活性物質に由来する基との共有結合の分解速度に応じて選択される、グリコサミノグリカン誘導体である。
<3> グリコサミノグリカンが、コンドロイチン硫酸、ヒアルロン酸、ヘパリン、へパラン硫酸、ケラタン硫酸、デルマタン硫酸及びこれらの誘導体からなる群より選択される少なくとも1種である、前記<2>に記載のグリコサミノグリカン誘導体である。
<4> 生理活性物質が、非ステロイド性抗炎症薬、ステロイド、抗リウマチ薬、抗アレルギー薬、高脂血症治療薬及びβ刺激薬からなる群より選択される少なくとも1種である、前記<2>又は<3>に記載のグリコサミノグリカン誘導体である。
<5> 生理活性物質に由来する基とスペーサーとが、エステル結合で共有結合している前記<2>~<4>のいずれか1つに記載のグリコサミノグリカン誘導体である。
<6> グリコサミノグリカンに由来する基とスペーサーとが、アミド結合で共有結合している前記<2>~<5>のいずれか1つに記載のグリコサミノグリカン誘導体である。
<7> スペーサーがアミノアルコール、アミノ酸及びこれらの誘導体からなる群より選択される少なくとも1種の化合物に由来する2価以上の基である、前記<2>~<6>のいずれか1つに記載のグリコサミノグリカン誘導体である。
<8> スペーサーが下記一般式(I)で表されるアミノ酸に由来する2価の基である、前記<2>~<7>のいずれか1つに記載のグリコサミノグリカン誘導体である。
-HN-(CH2)m-CR11R12-CR13R14-CO- (I)
(式中、mは0~12の整数を示す。R11~R14はそれぞれ独立に、水素原子、電子吸引基、電子供与基又は立体障害性基を示す)
<9> スペーサーが下記一般式(II)で表されるアミノアルコールに由来する2価の基である、前記<2>~<7>のいずれか1つに記載のグリコサミノグリカン誘導体である。
-HN-(CH2)n-CR21R22-CR23R24-O- (II)
(式中、nは0~12の整数を示す。R21~R24はそれぞれ独立に、水素原子、電子吸引基、電子供与基又は立体障害性基を示す)
<10> スペーサーが、グリシン、アラニン、ロイシン、イソロイシン、バリン、セリン、トレオニン、アスパラギン酸、グルタミン酸、アスパラギン、グルタミン、アルギニン、リジン、ヒスチジン、トリプトファン、フェニルアラニン、チロシン、メチオニン、システイン、プロリン、β-アラニン及びこれらの誘導体からなる群より選択される少なくとも1種のアミノ酸に由来する2価以上の基、又はアミノプロパノール、アミノエタノール及びこれらの誘導体からなる群より選択される少なくとも1種のアミノアルコールに由来する2価以上の基である、前記<2>~<7>のいずれか1つに記載のグリコサミノグリカン誘導体である。
<11> 前記<2>~<10>のいずれか1つに記載のグリコサミノグリカン誘導体を含む医薬組成物である。
<12> 前記<2>~<10>のいずれか1つに記載のグリコサミノグリカン誘導体を含む放出制御製剤である。
<13> 前記<2>~<10>のいずれか1つに記載のグリコサミノグリカン誘導体を含む持続型疼痛抑制剤である。
<14> カルボキシ基及びヒドロキシ基の少なくとも一方を有する生理活性物質を準備することと、生理活性物質に由来する基と共有結合を形成するスペーサーを該共有結合の分解速度に応じて選択することと、生理活性物質に由来する基とグリコサミノグリカンに由来する基とをスペーサーを介して共有結合することと、を含むグリコサミノグリカン誘導体の製造方法である。
<15> グリコサミノグリカンに由来する基と、カルボキシ基及びヒドロキシ基の少なくとも一方を有する生理活性物質に由来する基とがスペーサーを介する共有結合で連結されたグリコサミノグリカン誘導体であって、
グリコサミノグリカンが、コンドロイチン硫酸又はヒアルロン酸であり、
生理活性物質が、非ステロイド性抗炎症薬であり、
生理活性物質に由来する基とスペーサーとが、エステル結合で共有結合しており、
グリコサミノグリカンに由来する基とスペーサーとが、アミド結合で共有結合しており、
スペーサーが下記一般式(II)で表されるアミノアルコールに由来する2価の基である、グリコサミノグリカン誘導体である。
-HN-(CH2)n-CR21R22-CR23R24-O- (II)
(式中、nは0~12の整数を示す。R21~R24はそれぞれ独立に、水素原子又は立体障害性基を示す)
<16> 生理活性物質が、ジクロフェナクである、前記<15>に記載のグリコサミノグリカン誘導体である。
<17> 前記R21~R24の1又は2以上が立体障害性基である、前記<15>又は<16>に記載のグリコサミノグリカン誘導体である。
<18> 前記R21~R24の1又は2以上がメチル基である、前記<15>又は<16>に記載のグリコサミノグリカン誘導体である。
<19>グリコサミノグリカンに由来する基と、カルボキシ基及びヒドロキシ基の少なくとも一方を有する生理活性物質に由来する基とがスペーサーを介する共有結合で連結されたグリコサミノグリカン誘導体であって、
グリコサミノグリカンが、コンドロイチン硫酸であり、
生理活性物質が非ステロイド性抗炎症薬、であり、
生理活性物質に由来する基とスペーサーとが、エステル結合で共有結合しており、
グリコサミノグリカンに由来する基とスペーサーとが、アミド結合で共有結合しており、
スペーサーが下記一般式(II)で表されるアミノアルコールに由来する2価の基である、グリコサミノグリカン誘導体である。
-HN-(CH2)n-CR21R22-CR23R24-O- (II)
(式中、nは0~12の整数を示す。R21~R24はそれぞれ独立に、水素原子又は電子吸引基を示す)
<20> 生理活性物質が、ケトプロフェンである、前記<19>に記載のグリコサミノグリカン誘導体である。
<21> 前記R21~R24の1又は2以上が電子吸引基である、前記<19>又は<20>に記載のグリコサミノグリカン誘導体である。
<22> 前記R21~R24の1又は2以上がフッ素である、前記<19>又は<20>に記載のグリコサミノグリカン誘導体である。
<23> 前記<15>~<22>のいずれか1つに記載のグリコサミノグリカン誘導体を含む医薬組成物である。
<24> 前記<15>~<22>のいずれか1つに記載のグリコサミノグリカン誘導体を含む疼痛抑制剤である。
<25> グリコサミノグリカン誘導体における生理活性物質の導入率が、3%~50%である前記<24>に記載の疼痛抑制剤である。
<26> グリコサミノグリカン誘導体における生理活性物質の導入率が、5%~35%である前記<24>に記載の疼痛抑制剤である。
<27> グリコサミノグリカン誘導体における生理活性物質の導入率が、10%~30%である前記<24>に記載の疼痛抑制剤である。
<28> <13>及び<24>~<27>が溶液である疼痛抑制剤。この場合において、グリコサミノグリカン誘導体の含有量が、溶液全体の0.5%(w/v%)~10%(w/v%)である前記<13>及び<24>~<27>のいずれか1つに記載の疼痛抑制剤である。
<29> グリコサミノグリカン誘導体の含有量が、溶液全体の0.7%(w/v%)~1.8%(w/v%)である前記<13>及び<24>~<27>のいずれか1つに記載の疼痛抑制剤である。
<30> グリコサミノグリカン誘導体の含有量が、溶液全体の1%(w/v%)~7%(w/v%)である前記<13>及び<24>~<27>のいずれか1つに記載の疼痛抑制剤である。
<31> 3日以上の投与間隔で投与される、前記<13>及び<24>~<30>のいずれか1つに記載の疼痛抑制剤である。
<32> 7日以上の投与間隔で投与される、前記<13>及び<24>~<30>のいずれか1つに記載の疼痛抑制剤である。
<33> 10日以上の投与間隔で投与される、前記<13>及び<24>~<30>のいずれか1つに記載の疼痛抑制剤である。
<34> 14日以上の投与間隔で投与される、前記<13>及び<24>~<30>のいずれか1つに記載の疼痛抑制剤である。
<35> 疼痛抑制効果が、投与後3日間またはそれ以上持続するものである前記<13>及び<24>~<34>のいずれか1つに記載の疼痛抑制剤である。
<36> 疼痛抑制効果が、投与後7日間またはそれ以上持続するものである前記<13>及び<24>~<34>のいずれか1つに記載の疼痛抑制剤である。
<37> 疼痛抑制効果が、投与後10日間またはそれ以上持続するものである前記<13>及び<24>~<34>のいずれか1つに記載の疼痛抑制剤である。
<38> 疼痛抑制効果が、投与後14日間またはそれ以上持続するものである前記<13>及び<24>~<34>のいずれか1つに記載の疼痛抑制剤である。
<39> 前記<13>及び<24>~<38>のいずれか1つに記載の疼痛抑制剤であって、筋肉内注射用の疼痛抑制剤である。
<40> 筋肉痛の治療用である前記<13>及び<24>~<39>のいずれか1つに記載の疼痛抑制剤である。
<41> グリコサミノグリカン誘導体からの生理活性物質の遊離速度が、pH7.5、36℃のリン酸緩衝生理食塩液中において、0.1~30%/日である、<2>~<10>及び<15>~<22>のいずれか1つに記載のグリコサミノグリカン誘導体である。
<42> グリコサミノグリカン誘導体からの生理活性物質の遊離速度が、pH7.5、36℃のリン酸緩衝生理食塩液中において、0.1~30%/日である、<11>又は<23>に記載の医薬組成物である。
<43> グリコサミノグリカン誘導体からの生理活性物質の遊離速度が、pH7.5、36℃のリン酸緩衝生理食塩液中において、0.1~30%/日である、<13>及び<24>~<40>のいずれか1つに記載の疼痛抑制剤である。
以下、本発明を発明の実施の形態により詳説する。
本実施形態のグリコサミノグリカン誘導体は、グリコサミノグリカンに由来する基と、カルボキシ基及びヒドロキシ基の少なくとも一方を有する生理活性物質(以下、薬物ともいう)に由来する基とがスペーサーを介する共有結合で連結され、該スペーサーが生理活性物質に由来する基とスペーサーとの共有結合の分解速度に応じて選択されることを特徴とする、薬物導入されたグリコサミノグリカン誘導体である。
本実施形態のグリコサミノグリカン誘導体は、薬物の構造に大きく依存せずに薬物放出速度を制御することが可能で、適用される疾患に応じて適切な速度で薬物を放出することができる。これにより、早期の薬物放出が必要な疾患、あるいは長期間の薬物徐放の必要な疾患等のいずれにも応用が可能である。又、グリコサミノグリカン誘導体を含む医薬組成物の形態も注射薬、粉末製剤等に応用可能であり、高脂血症等の様々な疾患、関節炎、喘息、腰痛、疼痛制御などに利用可能である。
更に本実施形態によれば、あらゆる温度条件でも薬物遊離速度を制御することが可能であり、また薬物放出される期間についても、秒、分、時間、日、月、年単位に関わらず薬物遊離速度を制御することが可能である。
GAG誘導体においては、GAGに由来する基に、1つのスペーサーを介して2以上の生理活性物質に由来する基が共有結合していてもよい。1つのスペーサーに共有結合する生理活性物質に由来する基の数は少なくとも1であれば、特に制限されない。スペーサーは2価以上の基であれば、特に制限されないが、2価の基であることが好ましい。
GAG分子を構成するアミノ糖としては、D-グルコサミン、α-D-ガラクトサミン等を挙げることができる。またウロン酸としては、β-D-グルクロン酸、α-L-イズロン酸等を挙げることができる。
GAG分子は硫酸基が付加した構造であってもよい。硫酸基は、ヒドロキシ基に付加していてもアミノ基に付加していてもよい。
GAG分子は1種単独でも2種以上を組み合わせて用いてもよい。
これらの中でも、GAG分子は、GAG誘導体からの生理活性物質の遊離速度制御の観点から、構成単位中にカルボキシ基及び硫酸基からなる群より選択される少なくとも一方の反応性官能基を有するGAG分子であることが好ましく、コンドロイチン硫酸、ヒアルロン酸、へパリン、へパラン硫酸及びこれらの誘導体からなる群より選択される少なくとも1種であることが更に好ましい。
β刺激薬として具体的には、ツロブテロールが挙げられる。また、キサンチン誘導体として具体的には、プロキシフィリンが例示される。副交感神経遮断薬としては、後述する抗コリン薬が例示される。
トロンボキサン拮抗薬として具体的には、セラトロダストが例示される。ロイコトリエン拮抗薬として具体的には、モンテルカストが例示される。
ここでカルボキシ基、ヒドロキシ基及びアミノ基からなる群より選択される2以上の反応性官能基は、GAG分子及び生理活性物質の構造に応じて適宜選択される。例えば、GAG分子が反応性官能基としてカルボキシ基を有する場合、スペーサー形成分子はこれに対応してヒドロキシ基又はアミノ基を有することが好ましく、アミノ基を有することがより好ましい。GAG分子が反応性官能基としてヒドロキシ基を有する場合、スペーサー形成分子はこれに対応してカルボキシ基を有することが好ましい。
一方、生理活性物質がカルボキシ基を有する場合、スペーサー形成分子はこれに対応してアミノ基又はヒドロキシ基を有することが好ましく、ヒドロキシ基を有することがより好ましい。また生理活性物質がヒドロキシ基を有する場合、スペーサー形成分子はこれに対応してカルボキシ基を有することが好ましい。
連結基は、抗原性抑制の観点から、反応性官能基間の長さが原子数12以下であることが好ましく、原子数2~6であることがより好ましい。
連結基が有する置換基の位置は、例えば、生理活性物質に由来する基とスペーサーとの共有結合(好ましくは、エステル結合)の安定性が影響をうける位置であればよく、具体的には、生理活性物質に由来する基に結合する反応性官能基のα位及びβ位からなる群より選ばれる少なくとも1ヵ所であることが好ましい。置換基の数は目的に応じて選択可能であり、例えば1~4であることが好ましく、1~2であることがより好ましい。例えば置換基が2つの場合、置換位置はα位とβ位とであっても、α位のみ又はβ位のみであってもよい。
更に、電子吸引基及び電子供与基の両方を導入して遊離速度を微調整することも可能であるし、電子吸引性又は電子供与性と立体障害性とを併せ持つ置換基を導入して遊離速度を微調整することも可能である。
すなわちスペーサーの構造を選択することで、GAG誘導体に適用可能な生理活性物質の範囲を拡張することができる。
生理活性物質がカルボキシ基を有する場合、スペーサー形成分子は、アミノアルコール、ヒドロキシ酸、ジオール化合物及びこれらの誘導体からなる群より選択される少なくとも1種であることが好ましく、アミノアルコール及びこれらの誘導体からなる群より選択される少なくとも1種であることがより好ましい。
アミノ酸として具体的には、グリシン、アラニン、β-アラニン、アルギニン、アスパラギン、セリン、アスパラギン酸、システイン、グルタミン、グルタミン酸、プロリン、チロシン、トリプトファン、リシン、メチオニン、フェニルアラニン、トレオニン、バリン、イソロイシン、ロイシン、ヒスチジン、ノルバリン、ノルロイシン、イソセリン、オルニチン、アミノ酪酸、アミノ吉草酸、アミノヘプタン酸、アミノオクタン酸、アミノデカン酸、アミノウンデカン酸、アミノドデカン酸、及びこれらの構造異性体を挙げることができる。
これらの中でも、グリシン、β-アラニン、アミノ酪酸、アミノ吉草酸、アミノヘプタン酸、アミノオクタン酸、アミノデカン酸、アミノウンデカン酸、アミノドデカン酸等のω-アミノ脂肪酸を好ましく用いることができる。なお、これらのω-アミノ脂肪酸は置換基を有していてもよく、カルボキシ基のα位又はβ位に置換基を有していることが好ましい。ω-アミノ脂肪酸の炭素数は特に制限されないが、遊離速度制御の観点から、3以上であることが好ましく、3~12であることがより好ましく、3~6であることが更に好ましい。なお、ω-アミノ脂肪酸の炭素数はカルボキシ基のカルボニル炭素を含む総炭素数を意味する。
アミノ酸誘導体として、前述のアミノ酸から選択されて、組み合わされたジペプチド、トリペプチド、テトラペプチドを用いてもよい。
式中、mは0~12の整数を示す。R11、R12、R13及びR14はそれぞれ独立に、水素原子、電子吸引基、電子供与基又は立体障害性基を示す。mは、0~8であることが好ましく、0~4であることがより好ましい。また、R11、R12、R13及びR14の基はその全部又は一部において、同一であっても異なっていてもよい。
例えば、R11~R14の少なくとも1つをハロゲン原子等の電子吸引基とすれば、結合強度が弱まるため生理活性物質が遊離され易くなり、遊離速度は速くなる。
例えばR13又はR14としてフッ素、塩素、臭素のようなハロゲン原子を導入すると上述の理由により電気陰性度の高い順(F>Cl>Br)に生理活性物質の遊離速度は大きくなる。
R11(又はR12)及びR13(又はR14)を、各々電子吸引基及び電子供与基とすることで遊離速度を微調整することも可能である。更に電子吸引性又は電子供与性と立体障害性とを併せ持つ置換基をR11~R14とすることで、遊離速度を微調整することも可能である。
式中、nは0~12の整数を示す。R21、R22、R23及びR24はそれぞれ独立に、水素原子、電子吸引基、電子供与基又は立体障害性基を示す。nは、0~8であることが好ましく、0~4であることがより好ましい。また、R21、R22、R23及びR24の基はその全部又は一部において、同一であっても異なっていてもよい。
なお、生理活性物質の含有比率は、生理活性物質の用途、種類、効果の強さ及び水に対する溶解性等の生理活性物質の性質並びにスペーサーの種類等に応じて適宜選択することができる。例えば、生理活性物質の含有量が1回の投与あたり1μg~100mgとなるように調製されることが好ましい。
なお、生理活性物質の遊離量は生理活性物質の種類に応じて適宜選択される方法によって測定される。
本実施形態のグリコサミノグリカン誘導体の製造方法は、
(1)カルボキシ基又はヒドロキシ基を有する生理活性物質を準備することと、
(2)生理活性物質に由来する基と共有結合を形成するスペーサーを該共有結合の分解速度に応じて選択することと、
(3)生理活性物質に由来する基とグリコサミノグリカンに由来する基とをスペーサーを介して共有結合することと、を含む製造方法である
GAG誘導体を構成するスペーサーが、生理活性物質に由来する基との共有結合の分解速度に応じて選択されることで、生理活性物質の構造に大きく依存せずに、その遊離速度を制御することが可能となる。
工程(2)では、生理活性物質の遊離速度が所望の範囲となるようにスペーサーを形成するスペーサー形成分子を選択することが好ましい。スペーサー形成分子は生理活性物質とエステル結合を形成する反応性官能基であるヒドロキシ基又カルボキシ基と、GAGと共有結合(好ましくは、アミド結合)を形成する反応性官能基(好ましくは、アミノ基)と、2つの反応性官能基を連結し、生理活性物質とのエステル結合の分解速度を制御するように選択される連結基とを有する。例えば、スペーサー形成分子が有する置換基を適宜選択することにより、所望の分解速度を達成することができる。スペーサー形成分子の選択方法の詳細は既述の通りである。
(3a)生理活性物質が有するカルボキシ基又はヒドロキシ基と、スペーサー形成分子の反応性官能基とをエステル結合させることと、
(3b)GAG分子が有するカルボキシ基をスペーサー形成分子の反応性官能基と縮合して共有結合させることと、を含む製造方法。
エステル化方法としては例えば、水溶性カルボジイミド(例えば、1-エチル-3-(3-ジメチルアミノプロピル)カルボジイミド)、ジシクロヘキシルカルボジイミド等の縮合剤を用いる方法、対称酸無水物法、混合酸無水物法、活性エステル法などの方法を挙げることができる。エステル化方法の反応条件は適用するエステル化方法に応じて適宜選択される。
工程(3a)と工程(3b)の順番は特に制限されない。製造効率の観点から、工程(3a)の後に工程(3b)を行うことが好ましい。
本実施形態のグリコサミノグリカン誘導体からの生理活性物質の遊離速度の制御方法は、グリコサミノグリカンに由来する基と、カルボキシ基及びヒドロキシ基の少なくとも一方を有する生理活性物質に由来する基とが、スペーサーを介する共有結合で連結されたグリコサミノグリカン誘導体に含まれるスペーサーを、生理活性物質に由来する基とスペーサーとの共有結合の分解速度に応じて選択することを含むことを特徴とする。
GAG誘導体を構成するスペーサーが、生理活性物質に由来する基との共有結合の分解速度に応じて選択されることで、生理活性物質の構造に大きく依存せずに、その遊離速度を制御することが可能となる。
本実施形態の医薬組成物は、上記グリコサミノグリカン誘導体の少なくとも1種を含む。医薬組成物は、GAG誘導体を1種単独で含んでいても2種以上を組み合わせて含んでいてもよい。2種以上のGAG誘導体を含む場合、同一の生理活性物質と2種以上の異なるGAGとをそれぞれ組み合わせた2種以上のGAG誘導体の組み合わせであっても、同一のGAGと2種以上の異なる生理活性物質とをそれぞれ組み合わせた2種以上のGAG誘導体の組み合わせであってもよい。
医薬組成物におけるGAG誘導体の含有量は特に制限されず、目的等に応じて適宜選択することができる。
本実施形態の医薬組成物は、所望の生理活性を有する薬物を用いて、所望の遊離速度が達成されるように制御されたGAG誘導体を含むことから、種々の慢性疾患に適用可能で、アドヒアランスの向上に資するものである。
例えば、標的組織が肺である場合、一般に肺胞被覆層のpHは弱アルカリ性(pH7.5前後)であることが知られているため、評価対象の医薬組成物をpH約7.5に調製した10mMリン酸緩衝液中に溶解し、36℃で1週間保管した際の生理活性物質の遊離率により、効果の持続性を評価することができる。
また、標的組織が鼻腔である場合、一般にアレルギー性鼻炎に罹患している患者の鼻腔粘液pHは弱アルカリ性(pH8.0前後)であることが知られているため、評価対象の医薬組成物をpH約8.0に調製した10mMリン酸緩衝液に溶解し、36℃で1週間保管した際の生理活性物質の遊離率により、効果の持続性を評価することができる。
この場合、医薬組成物の形態は、呼吸器への投与が可能な形態であればよく、粉体、液体、懸濁液等のいずれの形態であってもよい。
投与方法については、使用者自らの吸気により、若しくは外部装置が発生する気流を用いて、又はその両方を用いて投与する方法、ネブライザーを用いて投与する方法等を挙げることができる。
医薬組成物を呼吸器疾患の治療又は予防に用いる場合、呼吸器疾患としては、気管支喘息、慢性閉塞性肺疾患(COPD)、ウィルス感染症、急性アレルギー疾患、慢性アレルギー疾患等が例示される。
気管支喘息(喘息)は、アレルギー反応などで気道過敏性が亢進し、気道の閉塞が起こり、呼吸が苦しくなる病気である。現在、喘息治療の中心になるのは、吸入ステロイドを用いた長期管理薬と発作時に処方される気管支拡張薬を用いた治療を組み合わせることが主になっている。喘息は、前述のように気道の慢性炎症と定義されるため、発作発現前にも喘息患者には気道炎症が見られる。このため強い抗炎症作用を作用機序とするステロイドを発作前から長期管理薬として継続的に吸入することにより慢性的な気道の炎症を抑え、喘息症状を大きく改善することが可能になった。
そこでGAGにステロイドを化学的に導入したステロイド導入GAG誘導体を長期管理薬として用いることにより、1回の吸入だけ数日間の長期の抗炎症効果の持続が可能になり、毎日数回の吸入の必要がなくなり、その煩雑さも解消され、患者のアドヒアランス向上も期待できる。
この場合、GAG誘導体が有するスペーサーの構造を変えることにより投与間隔、つまり抗炎症作用の持続時間を延ばすことも短くすることも可能であり、更に選択するステロイドにより抗炎症作用の強弱をコントロールすることも可能である。
投与方法としては、例えば、関節内投与、筋肉内投与等が挙げられる。
例えば非ステロイド性抗炎薬(NSAIDs)を生理活性物質としてGAGに導入した生理活性物質の遊離速度が制御可能なNSAIDs導入GAG誘導体には、関節炎や腰痛等への長期持続的な疼痛抑制及び抗炎症作用を期待できる。
すなわち、上記グリコサミノグリカン誘導体は、生理活性物質として例えばNSAIDsが導入されることで、これを含む疼痛抑制剤や持続型の疼痛抑制剤を構成することができる。
慢性腰痛は慢性疼痛の中で最も頻繁に観察され、炎症性疼痛と神経障害性疼痛が混合した原因部位の特定可能な特異的腰痛と、痛みの原因部位の特定が困難な、時に社会心理的要因と強く関連した非特異的腰痛に分類でき、その症状、原因に応じ特異的腰痛、非特異的腰痛のどちらに対しても生理活性物質の遊離速度調整が可能なNSAIDs導入GAG誘導体を用いることが可能である。
特にMPS治療に汎用される局所麻酔薬のトリガーポイント注射は一定の鎮痛効果は得られるものの、有効期間は長くて1~2日程度であり、治療頻度が高い。そのため、通院回数の減らせる持続性鎮痛剤のニーズは高い。また、薬物療法として、非ステロイド性抗炎症薬(NSAIDs)、筋弛緩薬、抗うつ薬などが投薬されているが、効果は低いのが現状である。また、治療対象患者には高齢者が多く、局所麻酔薬は、徐脈、不整脈等の心血管系及び呼吸抑制など中枢神経系の副作用もあり、持続性と安全性を併せ持った局所疼痛治療剤が求められており、リリースコントロール可能なNSAIDs導入GAG誘導体は、当該用途に適している。
又、上記腰痛症、筋・筋膜性疼痛症候群等の筋肉痛に対する筋注用局所徐放性鎮痛剤は、薬物としてNSAIDsでなくステロイドを用いたステロイド導入GAG誘導体を用いることも可能である。
<1a> グリコサミノグリカンに由来する基と、
グリコサミノグリカンに由来する基と共有結合し、電子吸引基、電子供与基及び立体障害性基からなる群より選択される少なくとも1種の置換基並びに生理活性物質と共有結合可能な反応性官能基を有するスペーサー形成基と、を有する第二のグリコサミノグリカン誘導体である。
<2a> 反応性官能基が、ヒドロキシ基、カルボキシ基及びこれらの誘導体から選択される少なくとも1種の基であり、生理活性物質との共有結合がエステル結合である前記<1a>に記載の第二のグリコサミノグリカン誘導体
<3a> グリコサミノグリカンに由来する基と、スペーサー形成基とは、アミド結合で共有結合している前記<1a>又は<2a>に記載の第二のグリコサミノグリカン誘導体である。
<4a> スペーサー形成基が、アミノアルコール、アミノ酸及びこれらの誘導体からなる群より選択される少なくとも1種に由来する基である、前記<1a>~<3a>のいずれか1つに記載の第二のグリコサミノグリカン誘導体である。
<5a> スペーサー形成基が、下記一般式(Ia)で表されるアミノ酸に由来する基である、前記<1a>~<4a>のいずれか1つに記載の第二のグリコサミノグリカン誘導体である。
-HN-(CH2)m-CR11R12-CR13R14-COOH (Ia)
(式中、mは0~12の整数を示す。R11~R14はそれぞれ独立して、水素原子、電子吸引基、電子供与基又は立体障害性基を示す)
<6a> スペーサー形成基が、下記一般式(IIa)で表されるアミノアルコールに由来する基である、前記<1a>~<4a>のいずれか1つに記載の第二のグリコサミノグリカン誘導体。
-HN-(CH2)n-CR21R22-CR23R24-OH (IIa)
(式中、nは0~12の整数を示す。R21~R24はそれぞれ独立して、水素原子、電子吸引基、電子供与基又は立体障害性基を示す)
<7a> グリコサミノグリカンが、コンドロイチン硫酸、ヒアルロン酸、ヘパリン、へパラン硫酸及びケラタン硫酸からなる群より選択される少なくとも1種である、前記<1a>~<6a>のいずれか1つに記載の第二のグリコサミノグリカン誘導体である。
<8a> 前記<1a>~<7a>のいずれか1つに記載の第二のグリコサミノグリカン誘導体と、生理活性物質とが共有結合してなる第一のグリコサミノグリカン誘導体。
<9a> 前記<8a>に記載の第二のグリコサミノグリカン誘導体を含む放出制御製剤。
前記第二のグリコサミノグリカン誘導体を用いることで、生理活性物質の遊離速度を制御可能にすることができる。
1-1. Boc-β-アラニンとベタメタゾンの縮合反応
Boc-β-アラニン 1g(1.0eq,5.29mmol)をジクロロメタン(DCM)18mL及びジメチルホルムアミド(DMF)12mLに溶解し、ベタメタゾン 2.07g(1.0eq,5.29mmol)及びN,N-ジメチルアミノピリジン(DMAP) 194mg(0.3eq,1.59mmol)を加えた。その後、氷冷下、水溶性カルボジイミド(WSC、東京化成工業社製) 1.11g(1.1eq,5.81mmol)を加えて室温にて終夜攪拌した。TLCにて原料の消失を確認後、トルエン及び水を用いて分液抽出を3回行い、集めた有機層を飽和NH4Cl水溶液、飽和NaHCO3水溶液、飽和NaCl水溶液で順次洗浄した。その後、硫酸マグネシウムで乾燥し、エバポレーターで60℃水浴中、減圧濃縮した結果、目的とするBoc-β-アラニン-ベタメタゾンを3.18g得た。なお、Bocはtert-ブチルオキシカルボニル基を意味する。
1H-NMRの帰属を以下に示す。
1H-NMR (500MHz, CDCl3) δ1.05(3H, s), 1.13(3H, m), 1.20(1H, m),1.46(9H, s), 1.58-1.61(4H, m), 1.99(1H, m), 2.05(1H, m), 2.15(2H, m), 2.38(1H, dd), 2.42(1H, dd), 2.52(1H, m), 2.62(2H, t), 2.75(1H, m), 3.38(2H, t), 4.25(1H, m), 4.95(2H, s), 6.09(1H, s), 6.29(1H, d), 7.50(1H, d).
Boc-β-アラニン-ベタメタゾン2gをテトラヒドロフラン(THF) 20mLに溶解し、氷冷下、4M 塩酸/酢酸エチル(HCl/AcOEt) 15mLを加えて7時間攪拌した。TLCにて原料の消失を確認後、エバポレーターで40℃水浴中、減圧濃縮した結果、目的とするβ-アラニン-ベタメタゾン塩酸塩を1.2g得た。(2工程収率73%)
1H-NMRの帰属を以下に示す。
1H-NMR (500MHz, CD3OD) δ1.08(3H, s), 1.12(3H, m), 1.20(1H, m),1.54-1.62(4H, m), 1.98-2.18(4H, m), 2.38(1H, dd), 2.42(1H, dd), 2.52(1H, m), 2.75(1H, m), 2.91(2H, t), 3.30(2H, t), 4.27(1H, m), 5.10(2H, dd), 6.11(1H, s), 6.30(1H, d), 7.42(1H, d).
コンドロイチン硫酸(重量平均分子量約40kDa) 1gを注射用水(WFI) 100mL及びエタノール(EtOH) 100mLに溶解し、β-アラニン-ベタメタゾン塩酸塩を199mg(0.2eq, 0.40mmol)加えた。その後、4-(4,6-ジメトキシ-1,3,5-トリアジン-2-イル)-4-メチルモルホリニウムクロリドn水和物(DMT-MM)を187mg(0.2eq, 0.40mmol)加えて終夜攪拌した。その後、炭酸水素ナトリウム(NaHCO3)750mgを加えて3時間攪拌し、酢酸400μL、塩化ナトリウム(NaCl) 3gを順次加えた。30分攪拌後、90%EtOH/WFIを200mL加えて沈殿形成し、上清を捨てて90%EtOH/WFI洗浄を2回実施した。得られた沈殿を終夜減圧乾燥したところ、目的とするGAG誘導体(以下、コンジュゲートともいう)として、CS-ベタメタゾンが760mg得られた。カルバゾール硫酸法にて導入率を求めた結果、17%であった。
ベタメタゾン(F)-コンドロイチン硫酸(スペーサー形成分子にα-フルオロ-β-アラニンを用いたベタメタゾン-コンドロイチン硫酸 コンジュゲート)の調製をスキーム2に示す。
α-フルオロ-β-アラニン塩酸塩1を原料とし、1のアミノ基をtert-ブトキシカルボニル(Boc)基で保護することで化合物2とした後にベタメタゾンとの縮合反応に付して化合物3を得た。続いて化合物3のBoc基を酸性条件下除去することでアミン塩酸塩である導入前駆体4へと変換し、コンドロイチン硫酸への導入を行ってコンジュゲート5を合成した。
α-フルオロ-β-アラニン塩酸塩1 600mg(1.0eq,4.18mmol)をtert-ブタノール 24mL及び1M水酸化ナトリウム(NaOH) 12mLに溶解し、氷冷下、二炭酸ジ-tert-ブチル(Boc2O) 1.19g(1.3eq,5.43mmol)を加えた。その後、室温にて終夜攪拌した。薄層クロマトグラフィー(TLC)にて原料の消失を確認後、エバポレーターで40℃水浴中、減圧濃縮し、酢酸エチル及び1M塩酸(HCl)を用いて分液抽出を3回行い、集めた有機層を飽和NaCl水溶液で洗浄した。その後、硫酸マグネシウムで乾燥し、エバポレーターで40℃水浴中、減圧濃縮した結果、目的とする化合物2を865mg得た(収率99%)。
1H-NMRの帰属を以下に示す。
1H-NMR (500MHz, CDCl3) δ1.45(9H, s), 3.64-3.79(2H, br), 4.98(1H, br), 5.05(1H, br).
化合物2 500mg(1.0eq,2.41mmol)をDMF 30mLに溶解し、ベタメタゾン 947mg(1.0eq,2.41mmol)及びDMAP 89mg(0.3eq,0.72mmol)を加えた。その後、氷冷下、WSC 694mg(1.5eq,3.62mmol)を加えて室温にて終夜攪拌した。TLCにて原料の消失を確認後、トルエン及び水を用いて分液抽出を3回行い、集めた有機層を飽和塩化アンモニウム(NH4Cl)水溶液、飽和NaHCO3水溶液、飽和NaCl水溶液で順次洗浄した。その後、硫酸マグネシウムで乾燥し、エバポレーターで60℃水浴中、減圧濃縮した結果、目的とする化合物3を1.4g得た(収率99%)。
1H-NMRの帰属を以下に示す。
1H-NMR (500MHz, CDCl3) δ1.04(3H, d), 1.16(4H, m), 1.46(9H, s), 1.84-2.01(6H, m), 2.31-2.65(7H, m), 3.60-3.72(2H, m), 4.41(1H, d), 4.95-5.20(3H, m), 6.12(1H, s), 6.35(1H,d), 7.21(1H, d).
化合物3 250mgをジクロロメタン(DCM) 20mLに溶解し、氷冷下、4M塩酸/酢酸エチル(HCl/AcOEt) 16mLを加えて3時間攪拌した。TLCにて原料の消失を確認後、エバポレーターで40℃水浴中、減圧濃縮した結果、目的とする導入前駆体4を188mg得た(収率82%)。
1H-NMRの帰属を以下に示す。
1H-NMR (500MHz, CD3OD) δ1.04-1.80(13H, m)1.95-2.20(4H, m), 2.31-2.80(4H, m), 3.60-3.72(2H, m), 4.20(1H, m), 5.01(1H, m), 5.35(1H, m), 6.02(1H, s), 6.28(1H,d), 7.33(1H, d).
コンドロイチン硫酸(重量平均分子量約40kDa) 1gを注射用水(WFI) 80mL及びEtOH 80mLに溶解し、導入前駆体4を349mg(0.34eq,0.68mmol)加えた。その後、DMT-MMを317mg(0.34eq,0.68mmol)加えて終夜攪拌した。その後、NaCl 3gを加えて30分攪拌し、90%エタノール(EtOH)/WFI 160mLを加えて沈殿形成し、上清を捨てて90%EtOH/WFI洗浄を2回実施した。得られた沈殿を終夜減圧乾燥したところ、目的物5が1.08g得られた。カルバゾール硫酸法にて導入率を求めた結果、16%であった。
ベタメタゾン(Cl)-コンドロイチン硫酸(スペーサー形成分子にα-クロロ-β-アラニンを用いたベタメタゾン-コンドロイチン硫酸 コンジュゲート)の調製をスキーム3に示す。
フタルイミド6及び2-クロロアクリロニトリル7を反応させて化合物8とした後にこれを加水分解条件に付し、α-クロロ-β-アラニン塩酸塩9を得た。続いてα-クロロ-β-アラニン塩酸塩9のアミノ基をBocで保護して化合物10へと変換し、ベタメタゾンとの縮合反応を行って化合物11を得た。さらに化合物11のBoc基を酸性条件下除去してアミン塩酸塩である導入前駆体12へ導き、コンドロイチン硫酸への導入を行い、コンジュゲート13を合成した。
フタルイミド6 5g(1.0eq,33.4mmol)にメタノール40mL、トリエチルアミン 2.4mL(0.5eq,16.7mmol)及び2-クロロアクリロニトリル7 5.4mL(2.0eq,66.8mmol)を加えて還流下、15時間攪拌した。TLCにて原料の消失を確認後、溶液を室温まで冷却し、沈殿物をメタノールで洗浄し、吸引ろ過した。この沈殿物を減圧乾燥した結果、目的とする化合物8を5.9g得た(収率75%)。
1H-NMRの帰属を以下に示す。
1H-NMR (500MHz, CDCl3) δ4.26(2H, dd), 4.95(1H, t), 7.80(2H, dd), 7.92(2H, dd).
化合物8 300mgに濃塩酸10mLを加えて還流下、15時間攪拌した。TLCにて原料の消失を確認後、溶液を室温まで冷却し、沈殿物を吸引ろ過した。得られた溶液を減圧乾燥して析出した固体をアセトンで洗浄し、再度吸引ろ過した。この固体を減圧乾燥した結果、目的とするα-クロロ-β-アラニン塩酸塩9を192mg得た(収率97%)。
1H-NMRの帰属を以下に示す。
1H-NMR (500MHz, CD3OD) δ3.49(1H, dd), 3.60(1H, dd), 4.68(1H, t).
α-クロロ-β-アラニン塩酸塩9 168mg(1.0eq,1.05mmol)をtert-ブタノール 6mL及び1M NaOH 3mLに溶解し、氷冷下Boc2O 300mg(1.3eq,1.37mmol)を加えた。その後、室温にて終夜攪拌した。TLCにて原料の消失を確認後、エバポレーターで40℃水浴中、減圧濃縮し、酢酸エチル及び1M HClを用いて分液抽出を3回行い、集めた有機層を飽和NaCl水溶液で洗浄した。その後、硫酸マグネシウムで乾燥し、エバポレーターで40℃水浴中、減圧濃縮した結果、目的とする化合物10を235mg得た(収率quant.)。
1H-NMRの帰属を以下に示す。
1H-NMR (500MHz, CDCl3) δ1.49(9H, s), 3.64(1H, br), 4.41-5.10(2H, br).
化合物10 230mg(1.0eq,1.03mmol)をDMF 10mL、DCM10mLに溶解し、ベタメタゾン 404mg(1.0eq,1.03mmol)及びDMAP 63mg(0.5eq,0.51mmol)を加えた。その後、氷冷下、WSC 297mg(1.5eq,1.55mmol)を加えて室温にて終夜攪拌した。TLCにて原料の消失を確認後、トルエン及び水を用いて分液抽出を3回行い、集めた有機層を飽和NH4Cl水溶液、飽和NaHCO3水溶液、飽和NaCl水溶液で順次洗浄した。その後、硫酸マグネシウムで乾燥し、エバポレーターで60℃水浴中、減圧濃縮した結果、目的とする化合物11を625mg得た(収率quant.)。
1H-NMRの帰属を以下に示す。
1H-NMR (500MHz, CDCl3) δ1.04-1.15(7H, m), 1.46(9H, s), 1.65(4H, m), 1.95-2.23(6H, m), 2.36-2.65(5H, m) 3.78(1H, m), 4.30-4.49(3H, m), 4.95(1H, m), 6.11(1H, s), 6.35(1H,d), 7.17(1H, d).
化合物11 200mgをDCM 9mLに溶解し、氷冷下、4M HCl/AcOEt 6mLを加えて2時間攪拌した。TLCにて原料の消失を確認後、エバポレーターで40℃水浴中、減圧濃縮し、ジエチルエーテルを用いて濃縮物を洗浄した結果、目的とする導入前駆体12を146mg得た(収率81%)。
1H-NMRの帰属を以下に示す。
1H-NMR (500MHz, CD3OD) δ1.04-1.70(13H, m), 2.01-2.17(5H, m), 2.36(1H, m), 2.45(2H, m), 2.89(1H, m),4.28(1H, m), 5.15(2H, m), 6.11(1H, s), 6.30(1H,d), 7.41(1H, d).
コンドロイチン硫酸(重量平均分子量約40kDa) 200mgをWFI 20mL及びEtOH 20mLに溶解し、導入前駆体12を120mg(0.56eq,0.22mmol)加えた。その後、DMT-MMを75mg(0.56eq,0.22mmol)加えて終夜攪拌した。その後、反応溶液を2等分し、以下(1)、(2)の操作を実施した。
(1) 可溶化処理あり3時間:NaHCO3 75mgを加えて3時間攪拌し、酢酸40μL、NaCl 300mgを順次加えた。30分攪拌後、90%EtOH/WFIを40mL加えて沈殿形成し、上清を捨てて90%EtOH/WFI洗浄を2回実施した。得られた沈殿を終夜減圧乾燥したところ、目的物13が90mg得られた。カルバゾール硫酸法にて導入率を求めた結果、14%であった。
(2) 可溶化処理なし: NaCl 300mgを加えて30分攪拌し、90%EtOH/WFIを40mL加えて沈殿形成し、上清を捨てて90%EtOH/WFI洗浄を2回実施した。得られた沈殿を終夜減圧乾燥したところ、目的物13が97mg得られた。カルバゾール硫酸法にて導入率を求めた結果、32%であった。
ベタメタゾン(Br)-コンドロイチン硫酸(スペーサー形成分子にα-ブロモ-β-アラニンを用いたベタメタゾン-コンドロイチン硫酸 コンジュゲート)の調製をスキーム4に示す。
DL-イソセリン14のアミノ基をBocで保護、化合物15とした後にカルボキシル基をメチルエステル化して化合物16に変換した。これに対し二級水酸基をトシル化(化合物17)し、続いてリチウムブロミドと反応させてα位にブロモ基を導入した化合物18へと導いた。さらにメチルエステルの加水分解を行なって化合物19を合成し、ベタメタゾンとの縮合(化合物20)、Boc基の脱保護(導入前駆体21)、コンドロイチン硫酸への導入を行い、コンジュゲート22を合成した。
DL-イソセリン14 1g(1.0eq,9.52mmol)をtert-ブタノール 40mL及び1M NaOH 20mLに溶解し、氷冷下Boc2O 2.7g(1.3eq,12.37mmol)を加えた。その後、室温にて終夜攪拌した。TLCにて原料の消失を確認後、エバポレーターで40℃水浴中、減圧濃縮し、酢酸エチル及び1MHClを用いて分液抽出を3回行い、集めた有機層を飽和NaCl水溶液で洗浄した。その後、硫酸マグネシウムで乾燥し、エバポレーターで40℃水浴中、減圧濃縮した結果、目的とする化合物15を1.95g得た(収率100%)。
1H-NMRの帰属を以下に示す。
1H-NMR (500MHz, CDCl3) δ1.45(9H, s), 3.51-3.65(2H, m), 4.32(1H, m), 5.10(1H, br).
化合物15 800mg(1.0eq,3.90mmol)をDMF 5mLに溶解し、氷冷下、炭酸カリウム 593mg(1.1eq,4.29mmol)及びヨウ化メチル(1.1eq,4.29mmol)を加えた。その後、遮光下室温にて終夜攪拌した。TLCにて原料の消失を確認後、トルエン及び水を用いて分液抽出を3回行い、集めた有機層を飽和NaCl水溶液で洗浄した。その後、硫酸マグネシウムで乾燥し、エバポレーターで40℃水浴中、減圧濃縮した結果、目的とする化合物16を724mg得た(収率82%)。
1H-NMRの帰属を以下に示す。
1H-NMR (500MHz, CDCl3) δ1.48(9H, s), 3.26(1H, br), 3.50(2H, d), 3.80(3H, s), 4.28(1H, dd), 4.88(1H, br).
化合物16 660mg(1.0eq,3.01mmol)をDCM23mLに溶解し、トリエチルアミン 1.47mL(3.5eq,10.54mmol)及びDMAP 184mg(0.5eq,1.51mmol)を加えた。その後、氷冷下、トシルクロライド 1.72g(3.0eq,9.03mmol)を加えて室温にて終夜攪拌した。TLCにて原料の消失を確認後、DCM及び水を用いて分液抽出を3回行い、集めた有機層を飽和NH4Cl水溶液、飽和NaHCO3水溶液、飽和NaCl水溶液で順次洗浄した。その後、硫酸マグネシウムで乾燥し、エバポレーターで40℃水浴中、減圧濃縮した。この反応液をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、(ヘキサン:酢酸エチル=5:1)化合物17を1.08g得た(収率96%)。
1H-NMRの帰属を以下に示す。
1H-NMR (500MHz, CDCl3) δ1.45(9H, s), 2.45(3H, s), 3.52-3.66(2H, m), 3.77(3H, s), 4.80(1H, dd), 4.98(1H, br), 7.35(2H, d), 7.82(2H, d).
化合物17 690mg(1.0eq,1.84mmol)をTHF 7mLに溶解し、リチウムブロマイド(5.0eq,9.22mmol)を加えて50℃にて終夜攪拌した。TLCにて原料の消失を確認後、酢酸エチル及び水を用いて分液抽出を3回行い、集めた有機層を飽和NH4Cl水溶液、飽和NaHCO3水溶液、飽和NaCl水溶液で順次洗浄した。その後、硫酸マグネシウムで乾燥し、エバポレーターで40℃水浴中、減圧濃縮した。この反応液をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、(ヘキサン:酢酸エチル=7:1)化合物18を300mg得た(収率58%)。
1H-NMRの帰属を以下に示す。
1H-NMR (500MHz, CDCl3) δ1.48(9H, s), 3.65(2H, dd), 3.80(3H, s), 4.38(1H, dd), 5.01(1H, br).
化合物18 400mg(1.0eq,1.42mmol)をTHF 14mL、水 7mLに溶解し、氷冷下、水酸化リチウム一水和物(1.3eq,1.85mmol)を加えて室温にて2時間攪拌した。TLCにて原料の消失を確認後、1M HCl、ジエチルエーテル、水を用いて分液抽出を3回行い、集めた有機層を飽和NaCl水溶液で洗浄した。その後、硫酸マグネシウムで乾燥し、エバポレーターで40℃水浴中、減圧濃縮した結果、化合物19を380mg得た(収率99%)。
1H-NMRの帰属を以下に示す。
1H-NMR (500MHz, CDCl3) δ1.48(9H, s), 3.67(2H, m), 4.18(1H, br), 4.42(1H, dd), 5.09(1H, br).
化合物19 422mg(1.0eq,1.58mmol)をDMF 18mL、DCM18mLに溶解し、ベタメタゾン 589mg(0.95eq,1.50mmol)及びDMAP 96mg(0.5eq,0.79mmol)を加えた。その後、氷冷下、WSC 606mg(2.0eq,3.16mmol)を加えて室温にて終夜攪拌した。TLCにて原料の消失を確認後、トルエン及び水を用いて分液抽出を3回行い、集めた有機層を飽和NH4Cl水溶液、飽和NaHCO3水溶液、飽和NaCl水溶液で順次洗浄した。その後、硫酸マグネシウムで乾燥し、エバポレーターで60℃水浴中、減圧濃縮した結果、目的とする化合物20を961mg得た(収率95%)。
1H-NMRの帰属を以下に示す。
1H-NMR (500MHz, CD3OD) δ1.11-1.84(22H, m), 2.04-2.10(5H, m), 2.30-2.50(3H, m), 2.60(1H,m), 3.53(1H, m), 4.39(2H, m), 4.50(1H, m), 5.01(1H, m), 6.11(1H, s), 6.33(1H,d), 7.18(1H, d).
化合物20 819mgをDCM 20mL、AcOEt 52mLに溶解し、氷冷下、4M HCl/AcOEt 48mLを加えて2時間攪拌した。TLCにて原料の消失を確認後、エバポレーターで40℃水浴中、減圧濃縮し、ジエチルエーテルを用いて濃縮物を洗浄した結果、目的とする導入前駆体21を589mg得た(収率80%)。
1H-NMRの帰属を以下に示す。
1H-NMR (500MHz, CD3OD) δ1.11-1.48(11H, m), 1.67(2H, m), 2.04-2.17(5H, m)2.20-2.61(3H, m), 2.89(1H, m)3.55(2H, m), 4.25(1H, m), 4.45(1H, d), 6.10(1H, s), 6.30(1H,d), 7.43(1H, d).
コンドロイチン硫酸(重量平均分子量約40kDa) 100mgをWFI 8mL及びEtOH 8mLに溶解し、導入前駆体21を24mg(0.21eq,0.04mmol)加えた。その後、DMT-MMを20mg(0.21eq,0.04mmol)加えて終夜攪拌した。その後、NaCl 300mgを加えて30分攪拌し、90%EtOH/WFIを20mL加えて沈殿形成し、上清を捨てて90%EtOH/WFI洗浄を2回実施した。得られた沈殿を終夜減圧乾燥したところ、目的物22が105mg得られた。カルバゾール硫酸法にて導入率を求めた結果、15%であった。
CS(Cl)-フェンブフェンの合成をスキーム5に示す。
3-アミノ-1,2-プロパンジオール(23)を原料とし、23のアミノ基をBocで保護することで化合物24とした後に1級水酸基をベンジル化し、化合物25を得た。続いて化合物25の2級水酸基に対しトシル化を施し化合物26へと導いて、さらにトシル基をクロロ基に変換した。このクロロ体である化合物27に水酸化パラジウムを用いた水素添加を行なうことで脱ベンジル体である化合物28とし、これとフェンブフェンを縮合した。フェンブフェン縮合体である化合物29はBoc基を酸性条件下除去することでアミン塩酸塩である導入前駆体30へと変換し、CSへの導入を行ってコンジュゲート31とした。
3-アミノ-1,2-プロパンジオール23 3g(1.0eq,32.93mmol)をtert-BuOH 20mL及び1M NaOH 20mLに溶解し、氷冷下Boc2O 7.19g(1.0eq,32.93mmol)のtert-BuOH溶液 20mLを加えた。その後、室温にて5時間攪拌した。TLCにて原料の消失を確認後、エバポレーターで50℃水浴中、減圧濃縮し、1M HClを用いて反応溶液を中和した。その中和液に酢酸エチル及び水を加えて分液抽出を3回行い、集めた有機層を飽和NaCl水溶液で洗浄した。その後、硫酸マグネシウムで乾燥し、エバポレーターで40℃水浴中、減圧濃縮した結果、目的とする化合物2を6.3g得た(収率quant.)。
1H-NMRの帰属を以下に示す。
1H-NMR (500MHz, CDCl3) δ1.45(9H, s), 2.68-2.71(1H, br), 2.75-2.81(1H, br), 3.20(2H, dd), 3.63(2H, dd), 3.71(1H, m)4.91(1H, br).
化合物24 1.91g(1.0eq, 9.96mmol)をTHF 20mLに溶解し、水素化ナトリウム 251mg(1.05eq,10.46mmol)を加えて室温で15分撹拌した。その後、氷冷下ベンジルブロミド1.24mL(1.05eq,10.46mmol)を加え、室温にて終夜撹拌した。TLCにて原料の消失を確認後、氷冷下飽和NH4Cl水溶液で反応溶液をクエンチし、酢酸エチル及び水を用いて分液抽出を3回行った。集めた有機層は飽和NH4Cl水溶液、飽和NaHCO3水溶液、飽和NaCl水溶液で順次洗浄し、その後、硫酸マグネシウムで乾燥させ、エバポレーターで40℃水浴中減圧濃縮した。この反応液をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、(ヘキサン:酢酸エチル=5:1)目的とする化合物25を2.3g得た(収率81%)。
1H-NMRの帰属を以下に示す。
1H-NMR (500MHz, CDCl3) δ1.44(9H, s), 3.18(1H, m), 3.29(1H, m), 3.32(1H, br), 3.45(1H, dd), 3.54(1H, dd), 3.63(1H, m), 4.57(2H, s, ), 4.91(1H, br), 7.26-7.31(5H, m).
化合物25 1.14g(1.0eq,4.06mmol)をDCM 40mLに溶解した後にトリエチルアミン1.4mL(2.5eq,10.14mmol)、DMAP 248mg(0.5eq,2.03mmol)、トシルクロリド1.55g(2.0eq,8.11mmol)を氷冷下加え、室温にて終夜撹拌した。TLCにて原料の消失を確認後、氷冷下飽和NH4Cl水溶液で反応溶液をクエンチし、DCM及び水を用いて分液抽出を3回行った。集めた有機層は飽和NH4Cl水溶液、飽和NaHCO3水溶液、飽和NaCl水溶液で順次洗浄し、その後、硫酸マグネシウムで乾燥させ、エバポレーターで40℃水浴中減圧濃縮した。この反応液をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、(ヘキサン:酢酸エチル=5:1)目的とする化合物26を1.4g得た(収率80%)。
1H-NMRの帰属を以下に示す。
1H-NMR (500MHz, CDCl3) δ1.55(9H, s), 2.44(3H, s), 3.35(1H, m), 3.51(1H, m), 3.53(2H, d), 4.10(1H, m), 4.39(2H, dd), 7.20-7.79(9H, m).
化合物26 425mg(1.0eq, 0.98mmol)をDMF 4mLに溶解し、リチウムクロリド207mg(5.0eq,4.89mmol)を加え、室温にて終夜撹拌した。TLCにて原料の消失を確認後、氷冷下飽和NH4Cl水溶液で反応溶液をクエンチし、トルエン及び水を用いて分液抽出を3回行った。集めた有機層は飽和NaCl水溶液で洗浄し、その後、硫酸マグネシウムで乾燥させ、エバポレーターで60℃水浴中減圧濃縮した。この反応液をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、(ヘキサン:酢酸エチル=9:1)目的とする化合物27を158mg得た(収率54%)。
1H-NMRの帰属を以下に示す。
1H-NMR (500MHz, CDCl3) δ1.44(9H, s), 3.37-3.64(4H, m), 4.14(1H, m), 4.59(2H, dd), 7.29-7.38(5H, m).
化合物27 100mg(1.0eq,0.33mmol)をAcOEt 2mL及びEtOH1mLに溶解して20%水酸化パラジウム70mg(0.3eq,0.10mmol)を加え、水素を3回添加した後、室温にて終夜撹拌した。TLCにて原料の消失を確認後、反応溶液をセライトろ過し、エバポレーターで50℃水浴中減圧濃縮した結果、目的とする化合物28を69mg得た(収率98%)。
1H-NMRの帰属を以下に示す。
1H-NMR (500MHz, CDCl3) δ1.45(9H, s), 3.34(1H, m), 3.58(1H, m), 3.74(1H, m), 3.87(1H, m), 4.01(1H, m), 5.01(1H, br).
化合物28 65mg(1.0eq,0.31mmol)をDCM 4mL及びDMF 1mLに溶解し、フェンブフェン 83mg(1.05eq,0.33mmol)及びDMAP 19mg(0.5eq,0.16mmol)を加えた。その後、氷冷下、WSC 119mg(2.0eq,0.62mmol)を加えて室温にて終夜攪拌した。TLCにて原料の消失を確認後、氷冷下飽和NH4Cl水溶液で反応溶液をクエンチし、トルエン及び水を用いて分液抽出を3回行った。集めた有機層は飽和NH4Cl水溶液、飽和NaHCO3水溶液、飽和NaCl水溶液で順次洗浄し、その後、硫酸マグネシウムで乾燥した。得られた溶液をエバポレーターで60℃水浴中、減圧濃縮した結果、目的とする化合物29を139mg得た(収率100%)。
1H-NMRの帰属を以下に示す。
1H-NMR (500MHz, CDCl3) δ1.45(9H, s), 2.84(2H, m), 3.40-3.42(3H, m), 3.53(1H, m), 4.20(1H, m), 4.35(2H, m), 5.01(1H, br), 7.16-8.07(9H,m).
化合物29 138mgをDCM 5mLに溶解し、氷冷下、4MHCl/AcOEt 2mLを加えて2.5時間攪拌した。TLCにて原料の消失を確認後、エバポレーターで40℃水浴中減圧濃縮し、残留物をジエチルエーテルで洗浄した結果、目的とする導入前駆体30を115mg得た。(収率97%)
1H-NMRの帰属を以下に示す。
1H-NMR (500MHz, CD3OD) δ2.82(2H, dt), 3.52(2H, m), 3.68(2H, m), 3.82(1H, m), 4.40(2H, m), 7.43-8.13(9H, m).
CS(重量平均分子量約40kDa) 200mgをWFI 16mL及びEtOH 16mLに溶解し、導入前駆体30を33mg(0.22eq,0.087mmol)及びDMT-MMを41mg(0.22eq,0.087mmol)加えて終夜攪拌した。その後NaClを600mg、90%EtOH/WFIを80mL加えて沈殿形成し、上清を捨てて90%EtOH/WFI洗浄を2回実施した。得られた沈殿を終夜減圧乾燥したところ、目的物31が198mg得られた。カルバゾール硫酸法にて導入率を求めた結果、15%であった。
CS(重量平均分子量約40kDa) 200mgをWFI 16mL及びEtOH 16mLに溶解し、導入前駆体8を43mg(0.28eq,0.11mmol)及びDMT-MMを52mg(0.28eq,0.11mmol)加えて終夜攪拌した。その後NaClを600mg、90%EtOH/WFIを80mL加えて沈殿形成し、上清を捨てて90%EtOH/WFI洗浄を2回実施した。得られた沈殿を終夜減圧乾燥したところ、目的物31が198mg得られた。カルバゾール硫酸法にて導入率を求めた結果、19%であった。
CS(F)-フェンブフェンの合成をスキーム6に示す。
化合物25の水酸基をフッ素へ変換し化合物32とした後にベンジル基の脱保護を実施して化合物33を得た。これにフェンブフェンを縮合させて化合物34へと変換し、続いて脱Boc化を施して導入前駆体35とした。最後に導入前駆体35をCSへ導入し、コンジュゲート36を得た。
化合物25 1.5g(1.0eq,5.34mmol)をDCM 18mLに溶解した後にトリエチルアミン7.3mL(10.0eq,53.4mmol)、Deoxo-Fluoro 2.95mL(3.0eq,16.01mmol)を氷冷下加え、室温にて終夜撹拌した。TLCにて新たなスポットを確認後、氷冷下飽和NaHCO3水溶液で反応溶液をクエンチし、DCM及び水を用いて分液抽出を3回行った。集めた有機層は飽和NaCl水溶液で洗浄し、その後、硫酸マグネシウムで乾燥させ、エバポレーターで40℃水浴中減圧濃縮した。この反応液をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、(ヘキサン:酢酸エチル=10:1)目的とする化合物32を408mg得た。(収率27%)
1H-NMRの帰属を以下に示す。
1H-NMR (500MHz, CDCl3) δ1.44(9H, s), 3.42(2H, m), 3.65(2H, m), 4.56(2H, dd), 4.70(1H, m), 4.83(1H, br), 7.20-7.36(5H, m).
化合物32 25mg(1.0eq,0.09mmol)をAcOEt 2mL及びEtOH 1mLに溶解して20%水酸化パラジウム19mg(0.3eq,0.03mmol)を加え、水素を3回添加した後、室温にて終夜撹拌した。TLCにて原料の消失を確認後、反応溶液をセライトろ過し、エバポレーターで50℃水浴中減圧濃縮した結果、目的とする化合物33を17mg得た(収率97%)。
1H-NMRの帰属を以下に示す。
1H-NMR (500MHz, CDCl3) δ1.45(9H, s), 3.39-3.55(4H, m), 3.73(1H, m).
化合物33 15mg(1.0eq,0.08mmol)をDCM 3mL及びDMF 1mLに溶解し、フェンブフェン 21mg(1.05eq,0.08mmol)及びDMAP 4.7mg(0.5eq,0.04mmol)を加えた。その後、氷冷下、WSC 30mg(2.0eq,0.16mmol)を加えて室温にて終夜攪拌した。TLCにて原料の消失を確認後、氷冷下飽和NH4Cl水溶液で反応溶液をクエンチし、トルエン及び水を用いて分液抽出を3回行った。集めた有機層は飽和NH4Cl水溶液、飽和NaHCO3水溶液、飽和NaCl水溶液で順次洗浄し、その後、硫酸マグネシウムで乾燥した。得られた溶液をエバポレーターで60℃水浴中、減圧濃縮した結果、目的とする化合物34を32mg得た(収率95%)。
1H-NMRの帰属を以下に示す。
1H-NMR (500MHz, CDCl3) δ1.45(9H, s), 2.80(2H, dt), 3.37-3.53(6H, m), 4.33(1H, m), 7.41-8.07(9H,m).
化合物34 142mgをDCM 5mLに溶解し、氷冷下、4M HCl/AcOEt 2mLを加えて2時間攪拌した。TLCにて原料の消失を確認後、エバポレーターで40℃水浴中減圧濃縮し、残留物をジエチルエーテルで洗浄した結果、目的とする導入前駆体35を115mg得た(収率95%)。
1H-NMRの帰属を以下に示す。
1H-NMR (500MHz, CD3OD) δ2.82(2H, m), 3.26(2H, t), 3.45(2H, m), 3.67(2H, m), 4.40(1H, m), 7.43-8.13(9H,m).
CS(重量平均分子量約40kDa) 200mgをWFI 16mL及びEtOH 16mLに溶解し、導入前駆体35を35mg(0.24eq,0.095mmol)及びDMT-MMを45mg(0.24eq,0.095mmol)加えて終夜攪拌した。その後NaClを600mg、90%EtOH/WFIを90mL加えて沈殿形成し、上清を捨てて90%EtOH/WFI洗浄を2回実施した。得られた沈殿を終夜減圧乾燥したところ、目的物36が195mg得られた。カルバゾール硫酸法にて導入率を求めた結果、9%であった。
CS(重量平均分子量約40kDa) 200mgをWFI 16mL及びEtOH 16mLに溶解し、導入前駆体8を43mg(0.26eq,0.103mmol)及びDMT-MMを49mg(0.26eq,0.103mmol)加えて終夜攪拌した。その後NaClを600mg、90%EtOH/WFIを90mL加えて沈殿形成し、上清を捨てて90%EtOH/WFI洗浄を2回実施した。得られた沈殿を終夜減圧乾燥したところ、目的物36が196mg得られた。カルバゾール硫酸法にて導入率を求めた結果、12%であった。
CS(F,F)-フェルビナクの合成をスキーム7に示す。
化合物37を出発原料とし、一方のエチルエステルを加水分解して化合物38を得た。化合物38のエチルエステルにベンジルアミンを反応させてアミド体である化合物39とし、続いてアミド、カルボン酸を同時に還元して化合物40を合成した。さらに化合物40のベンジル基を脱保護後、Boc基へのアミノ保護基変換を実施し、化合物42とフェルビナクとの縮合反応に付した。さらに、フェルビナク縮合体である化合物43のBoc基を脱保護し導入前駆体44へと導き、最後にCSへ導入して、コンジュゲート45を得た。
化合物37 5g(1.0eq,25.49mmol)をメタノール 40mLに溶解し、そこに水酸化カリウム1.43g(1.0eq,25.49mmol)のメタノール溶液 30mLを滴下した。室温下3時間半撹拌し、TLCにて原料の消失を確認後、ベンジルアミン8.4mL(3.0eq,76.47mmol)を加えて55℃で終夜撹拌した。その後、反応溶液をエバポレーターで減圧濃縮し、析出した固体にジエチルエーテルを加えて洗浄ろ過した。洗浄した固体は1M HClに溶解させ、酢酸エチルを用いて分液抽出を3回実施した。集めた有機層は飽和NaCl水溶液で洗浄し、その後、硫酸マグネシウムで乾燥した。得られた溶液をエバポレーターで40℃水浴中、減圧濃縮し、残渣物(化合物39)を得た。これはこのまま次の還元反応に付した。
化合物39 4.9g(1.0eq,21.35mmol)をTHF 35mLに溶解し、ジメチルスルフィドボラン 8.2mL(4.0eq,85.41mmol)にTHF15mLを加えた溶液を0℃で滴下した。0℃下、1時間攪拌した後に室温にて3時間半攪拌し、さらにその後55℃にて終夜攪拌した。TLCにて新たなスポットを確認後、1M HClを用いてクエンチし、酢酸エチル及び水を用いて分液抽出を3回行った。集めた有機層は1M NaOH水溶液、飽和NaCl水溶液で順次洗浄し、その後、硫酸マグネシウムで乾燥した。得られた溶液をエバポレーターで40℃水浴中、減圧濃縮した。この反応液をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、(ヘキサン:酢酸エチル=2:1)目的とする化合物40を2.5g得た(化合物37から3工程収率48%)。
1H-NMRの帰属を以下に示す。
1H-NMR (500MHz, CDCl3) δ3.12(2H, dd), 3.87-3.93(4H, m), 7.26-7.37(5H,m).
化合物40 1.04g(1.0eq,5.17mmol)をメタノール 9mLに溶解し、10%パラジウム炭素550mg及びギ酸アンモニウム1.63g(5.0eq,25.86mmol)を加えて65℃で5時間撹拌した。TLCにて原料の消失を確認後、セライトろ過し、1M HClをろ液に滴下してpH約3に調整した。その後、エバポレーターでメタノールを除去し、酢酸エチルを用いて2回洗浄した。得られた水層に1M NaOHを加えてpH約10に調整し、化合物41の水溶液を得た。これはこのまま次のBoc化反応に付した。
化合物41の水溶液50mLにTHF50mLを加え、0℃下、Boc2Oを1.13g(1.0eq,5.17mmol)反応させた。終夜攪拌後、TLCで原料の消失を確認し、エバポレーターを用いてTHFを除去した。残渣液に酢酸エチルを加えて分液抽出を3回行い、集めた有機層は飽和NaCl水溶液で洗浄し、その後、硫酸マグネシウムで乾燥した。得られた溶液をエバポレーターで40℃水浴中、減圧濃縮したところ固体が得られ、これをヘキサンで洗浄した結果、目的とする化合物42を1.08g得た(化合物18から2工程収率99%)。
1H-NMRの帰属を以下に示す。
1H-NMR (500MHz, CDCl3) δ1.46(9H, s), 3.54(2H, ddd), 3.67(2H, ddd), 3.95(1H, m), 4.98(1H, br).
化合物42 300mg(1.0eq,1.42mmol)をDCM 10mL及びDMF 1mLに溶解し、フェルビナク 317mg(1.05eq,1.49mmol)及びDMAP 52mg(0.3eq,0.426mmol)を加えた。その後、氷冷下、WSC 545mg(2.0eq,2.84mmol)を加えて室温にて終夜攪拌した。TLCにて原料の消失を確認後、氷冷下飽和NH4Cl水溶液で反応溶液をクエンチし、トルエン及び水を用いて分液抽出を3回行った。集めた有機層は飽和NH4Cl水溶液、飽和NaHCO3水溶液、飽和NaCl水溶液で順次洗浄し、その後、硫酸マグネシウムで乾燥した。得られた溶液をエバポレーターで60℃水浴中、減圧濃縮した結果、残渣物(化合物43)を570mg得た(収率99%)。これはこのまま次の脱Boc化に用いた。
化合物43 570mgをDCM 15mLに溶解し、氷冷下、4M HCl/AcOEt 6mLを加えて3時間攪拌した。TLCにて原料の消失を確認後、エバポレーターで40℃水浴中減圧濃縮し、残留物をジエチルエーテルで洗浄した結果、目的とする導入前駆体44を471mg得た(収率98%)。
1H-NMRの帰属を以下に示す。
1H-NMR (500MHz, CD3OD) δ3.45(2H, m), 3.83(2H, s), 4.52(2H, dd), 4.62(2H, br), 7.36-7.64(9H,m).
CS(重量平均分子量約40kDa) 200mgをWFI 16mL及びEtOH 16mLに溶解し、導入前駆体44を34mg(0.28eq,0.111mmol)及びDMT-MMを52mg(0.28eq,0.111mmol)加えて終夜攪拌した。その後NaClを600mg、90%EtOH/WFIを90mL加えて沈殿形成し、上清を捨てて90%EtOH/WFI洗浄を2回実施した。得られた沈殿を終夜減圧乾燥したところ、目的物45が202mg得られた。カルバゾール硫酸法にて導入率を求めた結果、13%であった。
CS(重量平均分子量約40kDa) 200mgをWFI 16mL及びEtOH 16mLに溶解し、導入前駆体44を29mg(0.24eq,0.095mmol)及びDMT-MMを45mg(0.24eq,0.095mmol)加えて終夜攪拌した。その後NaClを600mg、90%EtOH/WFIを90mL加えて沈殿形成し、上清を捨てて90%EtOH/WFI洗浄を2回実施した。得られた沈殿を終夜減圧乾燥したところ、目的物45が200mg得られた。カルバゾール硫酸法にて導入率を求めた結果、12%であった。
CS(F,F)-インドメタシンの合成をスキーム8に示す。
化合物1とインドメタシンを縮合し、化合物2とした後にBoc基を酸性条件下除去することでアミン塩酸塩である導入前駆体3へと変換し、CSへの導入を行ってコンジュゲート4とした。
化合物1 100mg(1.0eq,0.47mmol)をDCM 10mLに溶解し、インドメタシン178mg(1.05eq,0.50mmol)及びDMAP 17mg(0.3eq,0.14mmol)を加えた。その後、氷冷下、WSC 182mg(2.0eq,0.95mmol)を加えて室温にて終夜攪拌した。TLCにて原料の消失を確認後、氷冷下飽和NH4Cl水溶液で反応溶液をクエンチし、DCM及び水を用いて分液抽出を3回行った。集めた有機層は飽和NH4Cl水溶液、飽和NaHCO3水溶液、飽和NaCl水溶液で順次洗浄し、その後、硫酸マグネシウムで乾燥した。得られた溶液をエバポレーターで40℃水浴中、減圧濃縮した結果、目的とする化合物2を260mg得た(収率quant.)。
化合物2 260mgをDCM 7mLに溶解し、氷冷下、4M HCl/AcOEt 3mLを加えて2.5時間攪拌した。TLCにて原料の消失を確認後、エバポレーターで40℃水浴中減圧濃縮し、残留物をジエチルエーテルで洗浄した結果、目的とする導入前駆体3を223mg得た(収率97%)。
1H-NMRの帰属を以下に示す。
1H-NMR (500MHz, CD3OD) δ2.36(3H, s), 3.51(2H, m), 3.84(3H, s), 3.90(2H, s), 4.55(2H, m), 6.72-7.71(7H, m).
CS(重量平均分子量約20kDa) 639mgをWFI 13mL及びEtOH 13mLに溶解し、導入前駆体3を186mg(0.3eq,0.41mmol)及びDMT-MMを179mg(0.3eq,0.41mmol)加えて終夜攪拌した。続いてNaCl 620mgを加え、この溶液を95%EtOH/WFI 60mLに滴下することで沈殿形成し、上清を捨てて90%EtOH/WFI洗浄及び95%EtOH/WFI洗浄を2回ずつ実施した。得られた沈殿を終夜減圧乾燥したところ、目的物4が736mg得られた。1H-NMRにて導入率を求めた結果、28%であった。
CS(F,F)-ケトプロフェンの合成をスキーム9に示す。
化合物1とケトプロフェンを縮合し、化合物5とした後にBoc基を酸性条件下除去することでアミン塩酸塩である導入前駆体6へと変換し、CSへの導入を行ってコンジュゲート7とした。
化合物1 100mg(1.0eq,0.47mmol)をDCM 3mLに溶解し、ケトプロフェン127mg(1.05eq,0.50mmol)及びDMAP 17mg(0.3eq,0.14mmol)を加えた。その後、氷冷下、WSC 182mg(2.0eq,0.95mmol)を加えて室温にて終夜攪拌した。TLCにて原料の消失を確認後、氷冷下飽和NH4Cl水溶液で反応溶液をクエンチし、DCM及び水を用いて分液抽出を3回行った。集めた有機層は飽和NH4Cl水溶液、飽和NaHCO3水溶液、飽和NaCl水溶液で順次洗浄し、その後、硫酸マグネシウムで乾燥した。得られた溶液をエバポレーターで40℃水浴中、減圧濃縮した結果、目的とする化合物5を210mg得た(収率99%)。
化合物5 210mgをDCM 7mLに溶解し、氷冷下、4M HCl/AcOEt 3mLを加えて3.5時間攪拌した。TLCにて原料の消失を確認後、エバポレーターで40℃水浴中減圧濃縮し、残留物をジエチルエーテルで洗浄した結果、目的とする導入前駆体6を177mg得た(収率98%)。
1H-NMRの帰属を以下に示す。
1H-NMR (500MHz, CD3OD) δ1.58(3H, d), 3.51(2H, m), 4.03(1H, q), 4.53(2H, m), 7.53-7.87(9H, m).
CS(重量平均分子量約20kDa) 716mgをWFI 14mL及びEtOH 14mLに溶解し、導入前駆体6を164mg(0.3eq,0.47mmol)及びDMT-MMを200mg(0.3eq,0.47mmol)加えて終夜攪拌した。続いてNaCl 870mgを加え、この溶液を95%EtOH/WFI 55mLに滴下することで沈殿形成し、上清を捨てて90%EtOH/WFI洗浄及び95%EtOH/WFI洗浄を2回ずつ実施した。得られた沈殿を終夜減圧乾燥したところ、目的物7が784mg得られた。1H-NMRにて導入率を求めた結果、32%であった。
CS(F,F)-フルルビプロフェンの合成をスキーム10に示す。
化合物1とフルルビプロフェンを縮合し、化合物8とした後にBoc基を酸性条件下除去することでアミン塩酸塩である導入前駆体9へと変換し、CSへの導入を行ってコンジジュゲート10とした。
化合物1 100mg(1.0eq,0.47mmol)をDCM 10mLに溶解し、フルルビプロフェン122mg(1.05eq,0.50mmol)及びDMAP 17mg(0.3eq,0.14mmol)を加えた。その後、氷冷下、WSC 182mg(2.0eq,0.95mmol)を加えて室温にて終夜攪拌した。TLCにて原料の消失を確認後、氷冷下飽和NH4Cl水溶液で反応溶液をクエンチし、DCM及び水を用いて分液抽出を3回行った。集めた有機層は飽和NH4Cl水溶液、飽和NaHCO3水溶液、飽和NaCl水溶液で順次洗浄し、その後、硫酸マグネシウムで乾燥した。得られた溶液をエバポレーターで40℃水浴中、減圧濃縮した結果、目的とする化合物8を211mg得た(収率quant.)。
化合物8 210mgをDCM 7mLに溶解し、氷冷下、4M HCl/AcOEt 3mLを加えて2.5時間攪拌した。TLCにて原料の消失を確認後、エバポレーターで40℃水浴中減圧濃縮し、残留物をジエチルエーテルで洗浄した結果、目的とする導入前駆体9を167mg得た(収率93%)。
1H-NMRの帰属を以下に示す。
1H-NMR (500MHz, CD3OD) δ1.20(3H, d), 3.51(2H, m), 3.99(1H, q), 4.53(1H, dt), 7.19-7.56(8H, m).
CS(重量平均分子量約20kDa) 596mgをWFI 12mL及びEtOH 12mLに溶解し、導入前駆体9を133mg(0.3eq,0.39mmol)及びDMT-MMを167mg(0.3eq,0.39mmol)加えて終夜攪拌した。続いてNaCl 750mgを加え、この溶液を95%EtOH/WFI 50mLに滴下することで沈殿形成し、上清を捨てて90%EtOH/WFI洗浄及び95%EtOH/WFI洗浄を2回ずつ実施した。得られた沈殿を終夜減圧乾燥したところ、目的物10が649mg得られた。1H-NMRにて導入率を求めた結果、33%であった。
CS(H)-ケトプロフェンの合成をスキーム11に示す。
アミノプロパノール11をスペーサーとし、アミノ基をBoc保護した後、ケトプロフェンとの縮合反応に付して化合物13とした。続いてBoc基を酸性条件下除去することでアミン塩酸塩である導入前駆体14へと変換し、CSへの導入を行ってコンジュゲート15とした。
化合物11 5g(1.0eq, 66.6mmol)をDCM 120mLに溶解し、氷冷下、Boc2O 14.5g(1.0eq,66.6mmol)を加えて室温にて終夜攪拌した。TLCにて原料の消失を確認後、反応溶液をエバポレーターで40℃水浴中、減圧濃縮した結果、目的とする化合物12を11.7g得た(収率quant.)。
1H-NMRの帰属を以下に示す。
1H-NMR (500MHz, CDCl3) δ1.45(9H, s), 1.65(2H, m), 2.94(1H, br), 3.30(2H, m), 3.66(2H, m), 4.76(1H, br).
化合物12 1.07g(1.0eq, 6.09mmol)をDCM 12mLに溶解し、ケトプロフェン1.55g(1.0eq, 6.09mmol)及びDMAP 74mg(0.1eq, 0.61mmol)を加えた。その後、氷冷下、WSC 2.34g(2.0eq, 12.2mmol)を加えて室温にて終夜攪拌した。TLCにて原料の消失を確認後、酢酸エチル及び水を用いて分液抽出を3回行った。集めた有機層は5%クエン酸水溶液、5%NaHCO3水溶液、飽和NaCl水溶液で順次洗浄し、その後、硫酸マグネシウムで乾燥した。得られた溶液をエバポレーターで40℃水浴中、減圧濃縮した結果、目的とする化合物13を2.18g得た(収率87%)。
1H-NMRの帰属を以下に示す。
1H-NMR (500MHz, CDCl3) δ1.45(9H, s), 1.54(3H, d), 1.77(2H, m), 3.11(2H, m), 3.80(1H, q), 4.14(2H, m), 4.69(1H, br), 7.42-7.83(9H, m).
化合物13 2.18gをDCM 70mLに溶解し、氷冷下、4M HCl/AcOEt 30mLを加えて2時間攪拌した。TLCにて原料の消失を確認後、エバポレーターで40℃水浴中減圧濃縮し、残留物をジエチルエーテルで洗浄した結果、目的とする導入前駆体14を1.81g得た(収率98%)。
1H-NMRの帰属を以下に示す。
1H-NMR (500MHz, CD3OD) δ1.53(3H, d), 1.95(2H, m), 2.91(2H, t), 3.91(1H, q), 4.19(2H, t), 7.51-7.78(9H, m).
CS(重量平均分子量約20kDa) 2.5gをWFI 50mL及びEtOH 50mLに溶解し、導入前駆体14を518mg(0.3eq,1.66mmol)及びDMT-MMを699mg(0.3eq,1.66mmol)加えて終夜攪拌した。続いてNaCl 2.5gを加え、白濁する直前まで95%EtOHを加えた。この溶液を95%EtOH/WFI 150mLに滴下することで沈殿形成し、上清を捨てて90%EtOH/WFI洗浄及び95%EtOH/WFI洗浄を2回ずつ実施した。得られた沈殿を終夜減圧乾燥したところ、目的物7が2.6g得られた。1H-NMRにて導入率を求めた結果、26%であった。
CS(F)-ケトプロフェンの合成をスキーム12に示す。
化合物16とケトプロフェンを縮合し、化合物17とした後にBoc基を酸性条件下除去することでアミン塩酸塩である導入前駆体18へと変換し、CSへの導入を行ってコンジュゲート19とした。
化合物16 100mg(1.0eq,0.52mmol)をDCM 5mLに溶解し、ケトプロフェン138mg(1.05eq,0.54mmol)及びDMAP 31mg(0.5eq,0.26mmol)を加えた。その後、氷冷下、WSC 199mg(2.0eq,1.04mmol)を加えて室温にて終夜攪拌した。TLCにて原料の消失を確認後、氷冷下飽和NH4Cl水溶液で反応溶液をクエンチし、DCM及び水を用いて分液抽出を3回行った。集めた有機層は飽和NH4Cl水溶液、飽和NaHCO3水溶液、飽和NaCl水溶液で順次洗浄し、その後、硫酸マグネシウムで乾燥した。得られた溶液をエバポレーターで40℃水浴中、減圧濃縮した結果、目的とする化合物17を218mg得た(収率98%)。
1H-NMRの帰属を以下に示す。
1H-NMR (500MHz, CDCl3) δ1.43(9H, s), 1.54(3H, d), 3.25-3.41(2H, m), 3.85(1H, q), 4.18-4.33(2H, m), 4.78(1H, br), 7.42-7.81(9H, m).
化合物17 237mgをDCM 7mLに溶解し、氷冷下、4M HCl/AcOEt 3mLを加えて2時間攪拌したその後室温にてさらに1時間攪拌し、TLCにて原料の消失を確認後、エバポレーターで40℃水浴中減圧濃縮した。残留物をジエチルエーテルで洗浄した結果、目的とする導入前駆体18を169mg得た(収率91%)。
1H-NMRの帰属を以下に示す。
1H-NMR (500MHz, CD3OD) δ1.50(3H, d), 3.10-3.28(2H, m), 3.96(1H, q), 4.26-4.47(2H, m), 4.92(1H, m), 7.40-7.80(9H, m).
CS(重量平均分子量約20kDa) 760mgをWFI 15mL及びEtOH 15mLに溶解し、導入前駆体18を166mg(0.3eq, 0.45mmol)及びDMT-MMを213mg(0.3eq, 0.45mmol)加えて終夜攪拌した。続いてNaCl 760mgを加え、この溶液を90%EtOH/WFI 90mLに滴下することで沈殿形成し、上清を捨てて90%EtOH/WFI洗浄及びEtOH洗浄を2回ずつ実施した。得られた沈殿を終夜減圧乾燥したところ、目的物19が750mg得られた。1H-NMRにて導入率を求めた結果、30%であった。
CS(F,F)-メフェナム酸の合成をスキーム13に示す。
化合物1とメフェナム酸を縮合し、化合物20とした後にBoc基を酸性条件下除去することでアミン塩酸塩である導入前駆体21へと変換し、CSへの導入を行ってコンジュゲート22とした。
化合物1 302mg(1.0eq,1.43mmol)をDCM 15mLに溶解し、メフェナム酸346mg(1.0eq,1.43mmol)及びDMAP 17mg(0.1eq,0.14mmol)を加えた。その後、氷冷下、WSC 550mg(2.0eq,2.87mmol)を加えて室温にて終夜攪拌した。TLCにて原料の消失を確認後、酢酸エチル及び水を用いて分液抽出を3回行った。集めた有機層は5%クエン酸水溶液、5%NaHCO3水溶液、飽和NaCl水溶液で順次洗浄し、その後、硫酸マグネシウムで乾燥した。得られた溶液をエバポレーターで40℃水浴中、減圧濃縮し、シリカゲルクロマトグラフィーで精製した(トルエン:酢酸エチル=15:1)結果、目的とする化合物20を252mg得た(収率41%)。
1H-NMRの帰属を以下に示す。
1H-NMR (500MHz, CDCl3) δ1.45(9H, s), 2.16(3H, s), 2.33(3H, s), 3.70(2H, m), 4.55(2H, t), 4.91(1H, br), 6.66(2H,m), 7.03-7.28(3H,m), 7.97(1H,d), 9.02(1H,s).
化合物20 235mgをDCM 1mLに溶解し、氷冷下、4M HCl/AcOEt 3mLを加えて2.5時間攪拌した。TLCにて原料の消失を確認後、エバポレーターで40℃水浴中減圧濃縮し、残留物をジエチルエーテルで洗浄した結果、目的とする導入前駆体21を192mg得た(収率96%)。
1H-NMRの帰属を以下に示す。
1H-NMR (500MHz, CD3OD) δ2.14(3H, s), 2.31(3H, s), 3.57(2H, t), 4.63(2H, t), 6.66(2H,m), 7.08(3H,m), 7.91(1H,d), 8.99(1H,s).
CS(重量平均分子量約20kDa) 863mgをWFI 17mL及びEtOH 17mLに溶解し、導入前駆体21を191mg(0.3eq,0.52mmol)及びDMT-MMを244mg(0.3eq,0.52mmol)加えて終夜攪拌した。続いてNaCl 2.6gを加えたところ、ゴム状沈殿が形成されたので、これにEtOH 70mLを加えて沈殿を出し切り、得られた沈殿にWFI 50mL、EtOH 10mLを加えて再溶解した。その後、EtOH 40mL、NaCl 100mg、EtOH 130mLを順次加えた。この溶液を90%EtOH/WFI 85mLに半量滴下し、その後EtOH 100mL、残り半量の反応液を滴下して沈殿形成し、上清を捨てて90%EtOH/WFI洗浄及びEtOH/WFI洗浄を2回ずつ実施した。得られた沈殿を終夜減圧乾燥したところ、目的物7が825mg得られた。1H-NMRにて導入率を求めた結果、30%であった。
CS(F,F)-ロキソプロフェンの合成をスキーム14に示す。
ロキソプロフェン23を以下の手順で活性体であるtrans-OH型化合物26に変換し、CS(F,F)-フルルビプロフェン等と同様の手順でCSコンジュゲート32を合成した。
化合物23 5g(1.0eq, 16.4mmol)にトルエン及び1M HClを加えて分液抽出を3回行った。集めた有機層は飽和NaCl水溶液で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥した後にエバポレーターで60℃水浴中、減圧濃縮した。得られた化合物24はそのままメチルエステル化反応に付した。化合物24含有の濃縮液をMeOH 100mLに溶解し、DMAP 402mg(0.2eq,3.29mmol)を加え、その後、氷冷下WSC 6.29g(2.0eq,32.9mmol)を加えて室温にて終夜攪拌した。TLCにて原料の消失を確認後、酢酸エチル及び水を用いて分液抽出を3回行った。集めた有機層は5%クエン酸水溶液、5%NaHCO3水溶液、飽和NaCl水溶液で順次洗浄し、その後、硫酸マグネシウムで乾燥した。得られた溶液をエバポレーターで40℃水浴中、減圧濃縮した結果、目的とする化合物25を4.27g得た(収率quant.)。
1H-NMRの帰属を以下に示す。
1H-NMR (500MHz, CDCl3) δ1.48(3H, d), 1.50-1.98(4H, m), 2.07-2.37(4H, m), 2.53(1H, m), 3.66(3H, s), 3.69(1H, q), 7.11-7.26(4H,m).
化合物25 2g(1.0eq,7.71mmol)をEtOH 60mLに溶解し、氷冷下、水素化ホウ素ナトリウム 417mg(3.4eq,26.5mmol)を加え、2時間攪拌した。TLCにて原料の消失を確認後、酢酸エチル及び水を用いて分液抽出を3回行った。集めた有機層は5%クエン酸水溶液、5%NaHCO3水溶液、飽和NaCl水溶液で順次洗浄し、その後、硫酸マグネシウムで乾燥した。得られた溶液をエバポレーターで40℃水浴中、減圧濃縮した結果、目的とする化合物26を1.09g得た(収率54%)。
1H-NMRの帰属を以下に示す。
1H-NMR (500MHz, DMSO-d6) δ1.14(1H, m), 1.43(3H, d), 1.45-1.90(6H, m), 2.28(1H, dd), 2.76(1H, dd), 3.58(3H, s), 3.65(1H, m), 3.74(1H, q), 7.11-7.20(4H, m).
化合物26 1.09g(1.0eq,4.17mmol)をDCM 10mL、DMF 3mLに溶解し、氷冷下、トリイソプロピルシリルクロリド 1.78g(2.2eq,12.8mmol)及びイミダゾール 1.09g(3.8eq,16.0mmol)を加え、終夜攪拌した。TLCにて原料の消失を確認後、氷冷下水でクエンチし、酢酸エチル及び水を用いて分液抽出を3回行った。集めた有機層は5%クエン酸水溶液、5%NaHCO3水溶液、飽和NaCl水溶液で順次洗浄し、その後、硫酸マグネシウムで乾燥した。得られた溶液をエバポレーターで40℃水浴中、減圧濃縮し、シリカゲルクロマトグラフィーで精製した(ヘキサン:酢酸エチル=20:1)結果、目的とする化合物28を1.65g得た(収率95%)。
1H-NMRの帰属を以下に示す。
1H-NMR (500MHz, CDCl3) δ1.00(21H, m)1.20(1H, m), 1.47(3H, d), 1.51-2.10(6H, m), 2.29(1H, dd), 2.78(1H, dd), 3.65(3H, s), 3.68(1H, m), 3.95(1H, q), 7.11-7.20(4H, m).
化合物27 1.65g(1.0eq,3.94mmol)をTHF 45mL、H2O 15mL、EtOH 50mLに溶解し、氷冷下、水酸化リチウム一水和物 442mg(2.6eq,10.5mmol)を加え、終夜攪拌した。TLCにて原料の消失を確認後、氷冷下水でクエンチし、ジエチルエーテル及び1M HClを用いて分液抽出を3回行った。集めた有機層は飽和NaCl水溶液で洗浄し、その後、硫酸マグネシウムで乾燥した。得られた溶液をエバポレーターで40℃水浴中、減圧濃縮し、シリカゲルクロマトグラフィーで精製した(クロロホルム:アセトン=3:1)結果、目的とする化合物29を1.47g得た(収率92%)。
1H-NMRの帰属を以下に示す。
1H-NMR (500MHz, CDCl3) δ1.00(21H, m), 1.21(1H, m), 1.49(3H, d), 1.51-2.10(6H, m), 2.29(1H, dd), 2.78(1H, dd), 3.70(1H, m), 3.95(1H, q), 7.11-7.20(4H, m).
化合物1 306mg(1.0eq,1.45mmol)をDCM 6mLに溶解し、化合物28 587mg(1.0eq,1.45mmol)及びDMAP 20mg(0.1eq,0.16mmol)を加えた。その後、氷冷下、WSC 576mg(2.0eq,2.90mmol)を加えて室温にて終夜攪拌した。TLCにて原料の消失を確認後、酢酸エチル及び水を用いて分液抽出を3回行った。集めた有機層は5%クエン酸水溶液、5%NaHCO3水溶液、飽和NaCl水溶液で順次洗浄し、その後、硫酸マグネシウムで乾燥した。得られた溶液をエバポレーターで40℃水浴中、減圧濃縮し、シリカゲルクロマトグラフィーで精製した(ヘキサン:酢酸エチル=10:1)結果、目的とする化合物30を781mg得た(収率90%)。
1H-NMRの帰属を以下に示す。
1H-NMR (500MHz, CDCl3) δ1.00(21H, m), 1.21(1H, m), 1.45(9H, s), 1.51(3H, d), 1.51-2.10(6H, m), 2.29(1H, dd), 2.82(1H, dd), 3.49(2H, m), 3.72(1H, m), 3.95(1H, q), 4.28(2H, m), 4.70(1H, br), 7.11-7.23(4H, m).
化合物30 781mg(1.0eq,1.31mmol)をDCM 2mLに溶解し、氷冷下、4M HCl/AcOEt 10mLを加えて5時間攪拌した。TLCにて原料の消失を確認後、エバポレーターで40℃水浴中減圧濃縮し、シリカゲルクロマトグラフィーで精製した(クロロホルム:メタノール=1:1)結果、目的とする導入前駆体31を157mg得た(収率32%)。
1H-NMRの帰属を以下に示す。
1H-NMR (500MHz, CDCl3) δ1.21(1H, m), 1.51(3H, d), 1.51-2.12(6H, m), 2.51(1H, m), 2.65(1H, m), 3.07(2H, m), 3.75(1H, m), 3.86(1H, m), 4.20-4.57(2H, m), 7.11-7.23(4H, m).
CS(重量平均分子量約20kDa) 750mgをWFI 14mL及びEtOH 14mLに溶解し、導入前駆体31を156mg(0.3eq,0.41mmol)及びDMT-MMを194mg(0.3eq,0.41mmol)加えて終夜攪拌した。続いてNaCl 70mg、EtOH 13mLを加え、この溶液の半量を24mLの90%EtOHに滴下した。続いてEtOH 30mLと反応液残り半量を加えて沈殿形成し、上清を捨てて90%EtOH/WFI洗浄及びEtOH洗浄を2回ずつ実施した。得られた沈殿を終夜減圧乾燥したところ、目的物32が609mg得られた。1H-NMRにて導入率を求めた結果、約31%であった。
ジクロフェナク-(1-アミノ-2-プロパノール)-コンドロイチン硫酸(スペーサーに1-アミノ-2-プロパノールを用いたジクロフェナク-コンドロイチン硫酸コンジュゲート)の調製をスキーム15に示す。1-(tert-ブトキシカルボニル)アミノ-2-プロパノール(1)を原料とし、水酸基をBr化して化合物2とした後にジクロフェナクナトリウムと縮合して化合物3を得た。続いてBoc基を酸性条件下除去することでアミン塩酸塩である導入前駆体4へと変換し、コンドロイチン硫酸への導入を行ってコンジュゲート5を合成した。
1-(tert-ブトキシカルボニル)アミノ-2-プロパノール(1) 1000mg(1.0eq, 5.71mmol)をDCM 10mLに溶解し、氷冷下、四臭化炭素(CBr4) 2852mg(1.5eq,8.60mmol)とトリフェニルホスフィン(PPh3) 2256mg(1.5eq,8.60mmol)を加えて30分攪拌した。TLCにて原料の消失を確認後、氷水を加えて20分攪拌し、酢酸エチルで分液抽出した。有機層を飽和NaCl水溶液で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥後にエバポレーターで40℃水浴中、減圧濃縮した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し(ヘキサン:酢酸エチル=10:1)、化合物2を876mg得た(収率64%)。
1H-NMRの帰属を以下に示す。
1H-NMR (500MHz, CDCl3) 1.45(9H, s), 1.68(3H, d), 3.27-3.33(1H, m), 3.56(1H, br), 4.21(1H, br), 4.96(1H, br).
化合物2 876mg(1.0eq,3.68mmol)とジクロフェナクナトリウム1170mg(1.0eq,3.68mmol)をDMF 10mLに溶解し、60℃下、3昼夜攪拌した。酢酸エチル及び5%重曹水を用いて分液抽出し、有機層を飽和NaCl水溶液で洗浄した。その後、硫酸マグネシウムで乾燥し、エバポレーターで40℃水浴中、減圧濃縮した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し(ヘキサン:酢酸エチル=6:1)、化合物3を889mg得た(収率53%)。
1H-NMRの帰属を以下に示す。
1H-NMR (500MHz, CDCl3) 1.25(3H, d), 1.40(9H, s), 3.18-3.23(1H, m), 3.35(1H, br), 3.79(1H, d), 3.83(1H, d), 4.62(1H, br), 5.02(1H, br), 6.56(1H, d), 6.82(1H, s), 6.94-7.00(2H, m), 7.12(1H, t), 7.22(1H, d), 7.34(2H, d).
化合物3 636mgをDCM 1.5mLに溶解し、氷冷下、4M HCl/AcOEt 3mLを加えて3時間攪拌した。TLCにて原料の消失を確認後、ジエチルエーテルとヘキサンを加えて沈殿とし、減圧下溶媒留去した結果、目的とする導入前駆体4を539mg得た(収率99%)。
1H-NMRの帰属を以下に示す。
1H-NMR (500MHz, CDCl3) 1.22(3H, d), 2.90(1H, dd), 3.29(1H, dd), 3.88(1H, d), 4.01(1H, d), 5.22(1H, m), 6.50(1H, d), 6.71(1H, s), 6.89-6.97(2H, m), 7.08(1H, t), 7.33(2H, d).
コンドロイチン硫酸(重量平均分子量約20kDa) 1500mgをWFI 24mL及びEtOH 24mLに溶解し、導入前駆体 4 279mg(0.24eq,0.72mmol)の50% EtOH/WFI溶液 6mL、DMT-MM 338mg(0.24eq,0.72mmol) の50% EtOH/WFI溶液 6mLを加えて終夜攪拌した。その後、NaCl 150mgのWFI溶液 0.6mLを加え、90% EtOH/WFI 90mL及びEtOH 110mLを加えて沈殿形成した。得られた沈殿を90% EtOH/WFI、EtOHにて順次洗浄し、終夜減圧乾燥したところ、目的物5が1460mg得られた。1H-NMRにて導入率を求めた結果、22%であった。
ジクロフェナク(セリンエチルエステル)-コンドロイチン硫酸(スペーサーにセリンエチルエステルを用いたジクロフェナク-コンドロイチン硫酸コンジュゲート)の調製をスキーム16に示す。Boc-L-セリン(1)を原料とし、カルボキシル基をエチルエステルとして化合物2とした後にジクロフェナクナトリウムと縮合して化合物3を得た。続いてBoc基を酸性条件下除去することでアミン塩酸塩である導入前駆体4へと変換し、コンドロイチン硫酸への導入を行ってコンジュゲート5を合成した。
Boc-L-セリン 501mg(1.0eq,2.44mmol)をEtOH 25mLに溶解し、WSC 941mg(2.0eq,4.91mmol)とDMAP 34mg(0.1eq,0.28mmol)を加えて室温下3昼夜攪拌した。反応液を濃縮し、酢酸エチルに溶解後に5%クエン酸水溶液、5%重曹水で分液抽出した。有機層を飽和NaCl水溶液で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥後にエバポレーターで40℃水浴中、減圧濃縮した結果、目的とする化合物2を394mg得た(収率69%)。
1H-NMRの帰属を以下に示す。
1H-NMR (500MHz, CDCl3) δ1.31(3H, t), 1.46(9H, s), 3.92-3.97(2H, m), 4.12(2H, q), 4.37(1H, br), 5.42(1H, br).
化合物2 130mg(1.0eq,0.56mmol)とジクロフェナク 332mg(2.0eq,1.12mmol)をDCM 5mLとDMF 0.5mLに溶解し、DMAP 15mg(0.2eq,0.12mmol)とWSC 326mg(3.0eq,1.70mmol)を加えて室温下終夜攪拌した。さらにジクロフェナク 165mg(1.0eq,0.56mmol)とWSC 163mg(1.5eq,0.85mmol)を加えて室温下終夜攪拌した。反応液を酢酸エチルで希釈し、5%クエン酸水溶液、5%重曹水を用いて分液抽出し、有機層を飽和NaCl水溶液で洗浄した。その後、硫酸マグネシウムで乾燥し、エバポレーターで40℃水浴中、減圧濃縮した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し(ヘキサン:酢酸エチル=4:1)、化合物3を含む画分341mgを得た。
1H-NMRの帰属を以下に示す。
1H-NMR (500MHz, CDCl3) δ1.21(3H, t), 1.46(9H, s), 3.81(1H, d), 3.83(1H, d), 4.11-4.18(2H, m), 4.40(1H, dd), 4.52(1H, dd), 4.58(1H, bt), 5.29(1H, br), 6.55(1H, d), 6.78(1H, s), 6.94-7.00(2H, m), 7.12(1H, t), 7.20(1H, d), 7.35(2H, d).
化合物3を含む画分341mgをDCM 1mLに溶解し、氷冷下、4M HCl/AcOEt 3mLを加えて2時間攪拌した。TLCにて原料の消失を確認後、ジエチルエーテルとヘキサンを加えて沈殿とし、減圧下溶媒留去した結果、目的とする導入前駆体4を158mg得た(化合物2から導入前駆体4の2工程、収率60%)。
1H-NMRの帰属を以下に示す。
1H-NMR (500MHz, CDCl3) δ1.25(3H, t), 3.86(1H, d), 3.92(1H, d), 4.17-4.29(3H, m), 4.60-4.68(2H, m), 6.53(1H, d), 6.96(1H, t), 7.01(1H, t), 7.23(1H, d), 7.36(2H, d).
コンドロイチン硫酸(重量平均分子量約20kDa) 446mgをWFI 8mL及びEtOH 8mLに溶解し、導入前駆体4 95mg(0.24eq,0.21mmol)の50% EtOH/WFI溶液 2mL、DMT-MM 101mg(0.24eq,0.21mmol) の50% EtOH/WFI溶液 2mLを加えて終夜攪拌した。その後、NaCl 50mgのWFI溶液 0.2mLを加え、90% EtOH/WFI 30mL及びEtOH 37mLを加えて沈殿形成した。得られた沈殿を90% EtOH/WFI、EtOHにて順次洗浄し、終夜減圧乾燥したところ、目的物5が358mg得られた。1H-NMRにて導入率を求めた結果、24%であった。
ジクロフェナク(トレオニンエチルエステル)-コンドロイチン硫酸(スペーサーにトレオニンエチルエステルを用いたジクロフェナク-コンドロイチン硫酸コンジュゲート)の調製をスキーム17に示す。Boc-L-トレオニン(1)を原料とし、カルボキシル基をエチルエステルとして化合物2とした後にジクロフェナクナトリウムと縮合して化合物3を得た。続いてBoc基を酸性条件下除去することでアミン塩酸塩である導入前駆体4へと変換し、コンドロイチン硫酸への導入を行ってコンジュゲート5を合成した。
Boc-L-トレオニン 3000mg(1.0eq,13.7mmol)をEtOH 150mLに溶解し、WSC 5274mg(2.0eq,27.5mmol)とDMAP 166mg(0.1eq,1.36mmol)を加えて室温下終夜攪拌した。反応液を濃縮し、酢酸エチルに溶解後に5%クエン酸水溶液、5%重曹水で分液抽出した。有機層を飽和NaCl水溶液で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥後にエバポレーターで40℃水浴中、減圧濃縮した結果、目的とする化合物2を2149mg得た(収率64%)。
1H-NMRの帰属を以下に示す。
1H-NMR (500MHz, CDCl3) δ1.26(3H, d), 1.30(3H, t), 1.46(9H, s), 1.93(1H, d), 4.22-4.26(3H, m), 4.37(1H, br)5.28(1H, br).
化合物2 233mg(1.0eq,0.94mmol)とジクロフェナク 839mg(3.0eq,2.83mmol)をDCM 9mLとDMF 1.5mLに溶解し、DMAP 36mg(0.3eq,0.29mmol)とWSC 820mg(4.5eq,4.28mmol)を加えて室温下終夜攪拌した。反応液を酢酸エチルで希釈し、5%クエン酸水溶液、5%重曹水を用いて分液抽出し、有機層を飽和NaCl水溶液で洗浄した。その後、硫酸マグネシウムで乾燥し、エバポレーターで40℃水浴中、減圧濃縮した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し(ヘキサン:酢酸エチル=4:1)、化合物3 242mgを得た(収率49%)。
1H-NMRの帰属を以下に示す。
1H-NMR (500MHz, CDCl3) δ1.12(3H, t), 1.34(3H, d), 1.49(9H, s), 3.73(1H, d), 3.79(1H, d), 3.97-4.04(2H, m), 4.43(1H, dd), 5.22(1H, br), 6.55(1H, d), 6.80(1H, s), 6.94-6.98(2H, m), 7.11(1H, t), 7.18(1H, d), 7.34(2H, d).
化合物3 242mgをDCM 0.5mLに溶解し、氷冷下、4M HCl/AcOEt 2mLを加えて徐々に室温としながら1.5時間攪拌した。TLCにて原料の消失を確認後、ジエチルエーテルとヘキサンを加えて沈殿とし、減圧下溶媒留去した結果、目的とする導入前駆体4を206mg得た(収率97%)。
1H-NMRの帰属を以下に示す。
1H-NMR (500MHz, CDCl3) δ1.11(3H, t), 1.65(3H, d), 3.92(1H, d), 3.96(1H, d), 3.98-4.16(2H, m), 4.17(1H, s), 5.55-5.60(1H, m), 6.48(1H, d), 6.85-6.88(2H, m), 6.96(1H, t), 7.06(1H, d), 7.31-7.32(3H, m).
コンドロイチン硫酸(重量平均分子量約20kDa) 500mgをWFI 8mL及びEtOH 8mLに溶解し、導入前駆体 4 111mg(0.24eq,0.24mmol)の50% EtOH/WFI溶液 2mL、DMT-MM 113mg(0.24eq,0.24mmol) の50% EtOH/WFI溶液 2mLを加えて終夜攪拌した。その後、NaCl 50mgのWFI溶液 0.2mLを加え、90% EtOH/WFI 30mL及びEtOH 37mLを加えて沈殿形成した。得られた沈殿を90% EtOH/WFI、EtOHにて順次洗浄し、終夜減圧乾燥したところ、目的物5が368mg得られた。1H-NMRにて導入率を求めた結果、24%であった。
ジクロフェナク(1-アミノ-3,3-ジメチルブタン-2-オール)-コンドロイチン硫酸(スペーサーに1-アミノ-3,3-ジメチルブタン-2-オールを用いたジクロフェナク-コンドロイチン硫酸コンジュゲート)の調製をスキーム18に示す。1-アミノ-3,3-ジメチルブタン-2-オールをBoc化して化合物2とした後にジクロフェナクと縮合して化合物3を得た。続いてBoc基を酸性条件下除去することでアミン塩酸塩である導入前駆体4へと変換し、コンドロイチン硫酸への導入を行ってコンジュゲート5を合成した。
1-アミノ-3,3-ジメチルブタン-2-オール 1 2002mg(1.0eq,17.1mmol)をWFI 15mL及び1,4-ジオキサン 10mLに溶解し、Boc2O 3771mg(1.0eq,17.1mmol)の1,4-ジオキサン溶液 30mLを加えて室温下23時間攪拌した。TLCにて原料の消失を確認後、エバポレーターで40℃水浴中、減圧濃縮した結果、目的とする化合物2を3663mg得た(収率99%)。
1H-NMRの帰属を以下に示す。
1H-NMR (500MHz, CDCl3) δ0.93(9H, s), 1.45(9H, s), 2.98(1H, br), 3.31-3.34(1H, m), 3.38-3.42(1H, m), 4.88(1H, br).
化合物2 210mg(1.0eq,0.97mmol)とジクロフェナク 863mg(3.0eq,2.91mmol)をDCM 9mLとDMF 1.5mLに溶解し、DMAP 39mg(0.3eq,0.32mmol)とWSC 747mg(4.0eq,3.90mmol)を加えて室温下終夜攪拌した。さらにジクロフェナク 864mg(3.0eq,2.92mmol)とWSC 761mg(4.0eq,3.97mmol)を加えて室温下終夜攪拌した。反応液を酢酸エチルで希釈し、5%クエン酸水溶液、5%重曹水を用いて分液抽出し、有機層を飽和NaCl水溶液で洗浄した。その後、硫酸マグネシウムで乾燥し、エバポレーターで40℃水浴中、減圧濃縮した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し(ヘキサン:酢酸エチル=4:1)、化合物3 208mgを得た(収率43%)。
1H-NMRの帰属を以下に示す。
1H-NMR (500MHz, CDCl3) δ0.91(9H, s), 1.35(9H, s), 3.15-3.21(1H, m), 3.46-3.50(1H, m), 3.85(2H, s), 4.54(1H, br), 3.81(1H, d ), 6.55(1H, d), 6.81(1H, s), 6.94-6.99(2H, m), 7.11(1H, t), 7.23(1H, d), 7.34(2H, d).
化合物3 208mgをDCM 0.5mLに溶解し、氷冷下、4M HCl/AcOEt 3mLを加えて徐々に室温としながら1時間攪拌した。TLCにて原料の消失を確認後、ジエチルエーテルとヘキサンを加えて沈殿とし、減圧下溶媒留去した結果、目的とする導入前駆体4を125mg得た(収率69%)。
1H-NMRの帰属を以下に示す。
1H-NMR (500MHz, CDCl3) δ0.74(9H, s), 2.82(1H, t), 3.05(1H, d), 3.96(1H, d), 4.10(1H, d), 5.07(1H, d), 6.48-6.52(2H, m), 6.91-6.96(2H, m), 7.06-7.09(1H, m), 7.31(2H, d), 7.39(1H, d).
コンドロイチン硫酸(重量平均分子量約20kDa) 200mgをWFI 3.2mL及びEtOH 3.2mLに溶解し、導入前駆体4 41mg(0.24eq,95.7μmol)の50%EtOH/WFI溶液 0.8mL、DMT-MM 45mg(0.24eq,95.7μmol)の50%EtOH/WFI溶液 0.8mLを加えて終夜攪拌した。その後、NaCl 20mgのWFI溶液 80μLを加え、90%EtOH/WFI 12mL及びEtOH 15mLを加えて沈殿形成した。得られた沈殿を90%EtOH/WFI、EtOHにて順次洗浄し、終夜減圧乾燥したところ、目的物5が228mg得られた。1H-NMRにて導入率を求めた結果、24%であった。
ジクロフェナク(1-アミノ-2-ブタノール)-コンドロイチン硫酸(スペーサーに1-アミノ-2-ブタノールを用いたジクロフェナク-コンドロイチン硫酸 コンジュゲート)の調製をスキーム19に示す。1-アミノ-2-ブタノール(1)をBoc化して化合物2とした後にジクロフェナクと縮合して化合物3を得た。続いてBoc基を酸性条件下除去することでアミン塩酸塩である導入前駆体4へと変換し、コンドロイチン硫酸への導入を行ってコンジュゲート5を合成した。
1-アミノ-2-ブタノール(1) 2142mg(1.0eq,24.0mmol)をWFI 30mL及び1,4-ジオキサン 20mLに溶解し、Boc2O 5244mg(1.0eq,24.0mmol)の1,4-ジオキサン溶液 30mLを加えて室温下20時間攪拌した。TLCにて原料の消失を確認後、エバポレーターで40℃水浴中、減圧濃縮した結果、目的とする化合物2を4606mg得た(収率quant.)。
1H-NMRの帰属を以下に示す。
1H-NMR (500MHz, CDCl3) δ0.96(3H, t), 1.42-1.59(11H, m), 2.99-3.04(1H, m), 3.30-3.33(1H, m), 3.70(1H, br), 4.90(H, br).
化合物2 330mg(1.0eq,1.74mmol)とジクロフェナク1554mg(3.0eq,5.25mmol)をDCM 5mLとDMF 1.5mLに溶解し、DMAP 64mg(0.3eq,0.524mmol)とWSC 1346mg(4.0eq,7.02mmol)を加えて室温下終夜攪拌した。さらにジクロフェナク 1552mg(3.0eq,5.24mmol)とWSC 1327mg(4.0eq,6.92mmol)を加えて室温下終夜攪拌した。反応液を酢酸エチルで希釈し、5%クエン酸水溶液、5%重曹水を用いて分液抽出し、有機層を飽和NaCl水溶液で洗浄した。その後、硫酸マグネシウムで乾燥し、エバポレーターで40℃水浴中、減圧濃縮した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し(ヘキサン:酢酸エチル=4:1)、化合物3 633mgを得た(収率78%)。
1H-NMRの帰属を以下に示す。
1H-NMR (500MHz, CDCl3) δ0.88(3H, t), 1.39(9H, s), 1.60-1.63(2H, m), 3.19-3.24(1H, m), 3.38-3.40(1H, m), 3.81(1H, d), 3.85(1H, d), 4.57(H, br), 4.88-4.92(1H, m), 6.56(1H, d), 6.81(1H, s), 6.94-7.00(2H, m), 7.12(1H, t), 7.24(1H, d), 7.35(2H, d).
化合物3 633mgをDCM 1mLに溶解し、氷冷下、4M HCl/AcOEt 5mLを加えて140分攪拌した。TLCにて原料の消失を確認後、ジエチルエーテルとヘキサンを加えて沈殿とし、減圧下溶媒留去した結果、目的とする導入前駆体4を469mg得た(収率86%)。
1H-NMRの帰属を以下に示す。
1H-NMR (500MHz, CDCl3) δ0.77(3H, t), 1.39(9H, s), 2.91(1H, dd), 3.01(1H, d), 3.92(1H, d), 4.02(1H, d), 5.12(1H, br), 6.50(1H, d), 6.67(1H, s), 6.89-6.97(2H, m), 7.05-7.09(1H, m), 7.30-7.33(3H, m).
コンドロイチン硫酸(重量平均分子量約20kDa) 200mgをWFI 3.2mL及びEtOH 3.2mLに溶解し、導入前駆体 4 39mg(0.24eq,95.6μmol)の50% EtOH/WFI溶液 0.8mL、DMT-MM 45mg(0.24eq,95.5μmol) の50% EtOH/WFI溶液 0.8mLを加えて終夜攪拌した。その後、NaCl 20mgのWFI溶液 80μLを加え、90%EtOH/WFI 12mL及びEtOH 15mLを加えて沈殿形成した。得られた沈殿を90% EtOH/WFI、EtOHにて順次洗浄し、終夜減圧乾燥したところ、目的物5が230mg得られた。1H-NMRにて導入率を求めた結果、24%であった。
ジクロフェナク(2-アミノ-1-シクロヘキシルエタン-1-オール)-コンドロイチン硫酸(スペーサーに2-アミノ-1-シクロヘキシルエタン-1-オールを用いたジクロフェナク-コンドロイチン硫酸コンジュゲート)の調製をスキーム20に示す。2-アミノ-1-シクロヘキシルエタン-1-オール(1)をBoc化して化合物2とした後にジクロフェナクと縮合して化合物3を得た。続いてBoc基を酸性条件下除去することでアミン塩酸塩である導入前駆体4へと変換し、コンドロイチン硫酸への導入を行ってコンジュゲート5を合成した。
2-アミノ-1-シクロヘキシルエタン-1-オール(1) 705mg(1.0eq,4.92mmol)をWFI 10mL及び1,4-ジオキサン 15mLに溶解し、Boc2O 1074mg(1.0eq,4.92mmol)の1,4-ジオキサン溶液 15mLを加えて室温下18時間攪拌した。TLCにて原料の消失を確認後、エバポレーターで40℃水浴中、減圧濃縮した結果、目的とする化合物2を1189mg得た(収率99%)。
1H-NMRの帰属を以下に示す。
1H-NMR (500MHz, CDCl3) δ1.19-1.25(5H, m), 1.36-1.37(1H, m), 1.45(9H, s), 1.66-1.68(2H, m), 1.73-1.78(2H, m), 1.85(1H, d), 3.02-3.08(1H, m), 3.34-3.38(1H, m), 3.41-3.42(1H, m), 4.88(1H, br).
化合物2 291mg(1.0eq,1.20mmol)とジクロフェナク 1063mg(3.0eq,3.59mmol)をDCM 9mLとDMF 1.5mLに溶解し、DMAP 43mg(0.3eq,0.36mmol)とWSC 921mg(4.0eq,4.81mmol)を加えて室温下終夜攪拌した。さらにジクロフェナク 1065mg(3.0eq,3.59mmol)とWSC 924mg(4.0eq,4.82mmol)を加えて室温下終夜攪拌した。反応液を酢酸エチルで希釈し、5%クエン酸水溶液、5%重曹水を用いて分液抽出し、有機層を飽和NaCl水溶液で洗浄した。その後、硫酸マグネシウムで乾燥し、エバポレーターで40℃水浴中、減圧濃縮した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し(ヘキサン:酢酸エチル=4:1)、化合物3 407mgを得た(収率65%)。
1H-NMRの帰属を以下に示す。
1H-NMR (500MHz, CDCl3) δ0.96-1.17(5H, m), 1.38(9H, s), 1.54-1.69(6H, m), 3.22-3.27(1H, m), 3.40-3.43(1H, m), 3.83(2H, d), 4.52(1H, br), 4.80(1H, t), 6.56(1H, d), 6.78(1H, s), 6.94-7.00(2H, m), 7.12(1H, t), 7.23(1H, d), 7.34(2H, d).
化合物3 407mgをDCM 1mLに溶解し、氷冷下、4M HCl/AcOEt 4mLを加えて徐々に室温としながら1時間攪拌した。TLCにて原料の消失を確認後、ジエチルエーテルとヘキサンを加えて沈殿とし、減圧下溶媒留去した結果、目的とする導入前駆体4を125mg得た(収率93%)。
1H-NMRの帰属を以下に示す。
1H-NMR (500MHz, CDCl3) δ2.93(1H, t), 3.01(1H, d), 3.93(1H, d), 4.03(1H, d), 5.04(1H, Br), 6.49(1H, d), 6.61(1H, s), 6.90-6.97(2H, m), 7.06-7.09(1H, m), 7.31-7.35(3H, m).
コンドロイチン硫酸(重量平均分子量約20kDa) 200mgをWFI 3.2mL及びEtOH 3.2mLに溶解し、導入前駆体4 44mg(0.24eq,96.1μmol)の50%EtOH/WFI溶液 0.8mL、DMT-MM 45mg(0.24eq,95.9μmol) の50% EtOH/WFI溶液 0.8mLを加えて終夜攪拌した。その後、NaCl 20mgのWFI溶液 80μLを加え、90%EtOH/WFI 12mL及びEtOH 15mLを加えて沈殿形成した。得られた沈殿を90%EtOH/WFI、EtOHにて順次洗浄し、終夜減圧乾燥したところ、目的物5が234mg得られた。1H-NMRにて導入率を求めた結果、24%であった。
ジクロフェナク(4-アミノ-3-ヒドロキシ酪酸エチルエステル)-コンドロイチン硫酸(スペーサーに4-アミノ-3-ヒドロキシ酪酸エチルエステルを用いたジクロフェナク-コンドロイチン硫酸コンジュゲート)の調製をスキーム21に示す。Boc-4-アミノ-3-ヒドロキシ酪酸(1)をエチルエステル化して化合物2とした後にジクロフェナクと縮合して化合物3を得た。続いてBoc基を酸性条件下除去することでアミン塩酸塩である導入前駆体4へと変換し、コンドロイチン硫酸への導入を行ってコンジュゲート5を合成した。
Boc-4-アミノ-3-ヒドロキシ酪酸(1) 503mg(1.0eq,2.29mmol)をEtOH 100mLに溶解し、WSC 880mg(2.0eq,4.59mmol)とDMAP 28mg(0.1eq,0.23mmol)を加えて室温下17時間攪拌した。反応液を濃縮し、酢酸エチルに溶解後に5%クエン酸水溶液、5%重曹水で分液抽出した。有機層を飽和NaCl水溶液で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥後にエバポレーターで40℃水浴中、減圧濃縮した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し(ヘキサン:酢酸エチル=1:1)、目的とする化合物2を397mg得た(収率70%)。
1H-NMRの帰属を以下に示す。
1H-NMR (500MHz, CDCl3) δ1.28(3H, t), 1.45(9H, s), 2.44-2.53(2H, m), 3.09-3.15(1H, m), 3.34(1H, br), 4.10(1H, br), 4.18(2H, dd), 4.95(1H, br).
化合物2 397mg(1.0eq,1.60mmol)とジクロフェナク 1425mg(3.0eq,4.81mmol)をDCM 6mLとDMF 2.5mLに溶解し、DMAP 60mg(0.3eq,0.49mmol)とWSC 1227mg(4.0eq,6.40mmol)を加えて室温下終夜攪拌した。さらにジクロフェナク 1425mg(3.0eq,4.81mmol)とWSC 1227mg(4.0eq,6.40mmol)を加えて3昼夜攪拌した。反応液を酢酸エチルで希釈し、5%クエン酸水溶液、5%重曹水を用いて分液抽出し、有機層を飽和NaCl水溶液で洗浄した。その後、硫酸マグネシウムで乾燥し、エバポレーターで40℃水浴中、減圧濃縮した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し(トルエン:アセトン=15:1)、化合物3 503mgを得た(収率60%)。
1H-NMRの帰属を以下に示す。
1H-NMR (500MHz, CDCl3) δ1.17(3H, t), 1.40(9H, s), 2.62-2.65(2H, m), 3.35-3.41(2H, m), 3.79(1H, d), 3.83(1H, d), 4.02-4.07(2H, m), 4.64(1H, br), 5.31-5.34(1H, m), 6.54(1H, d), 6.75(1H, s), 6.93-7.00(2H, m), 7.12(1H, t), 7.21(1H, dd), 7.34(2H, d).
化合物3 491mgをDCM 3mLに溶解し、氷冷下、4M HCl/AcOEt 5mLを加えて徐々に室温としながら140分攪拌した。TLCにて原料の消失を確認後、ジエチルエーテルとヘキサンを加えて沈殿とし、減圧下溶媒留去した結果、目的とする導入前駆体4を393mg得た(収率91%)。
1H-NMRの帰属を以下に示す。
1H-NMR (500MHz, CDCl3) δ1.11(3H, t), 2.57(2H, dt), 3.06(1H, dd), 3.14(1H, d), 3.88(1H, d), 3.93-4.00(2H, m), 4.02(1H, d), 4.51(1H, br), 6.47(1H, d), 6.58(1H, s), 6.90(1H, t), 6.96(1H, t), 7.06(1H, t), 7.30-7.32(3H, m).
コンドロイチン硫酸(重量平均分子量約20kDa) 200mgをWFI 3.2mL及びEtOH 3.2mLに溶解し、導入前駆体 4 38mg(0.20eq,81.2μmol)の50% EtOH/WFI溶液 0.8mL、DMT-MM 45mg(0.20eq, 79.7μmol) の50% EtOH/WFI溶液 0.8mLを加えて終夜攪拌した。その後、NaCl 20mgのWFI溶液 100μLを加え、90% EtOH/WFI 12mL及びEtOH 15mLを加えて沈殿形成した。得られた沈殿を90% EtOH/WFI、EtOHにて順次洗浄し、終夜減圧乾燥したところ、目的物5が209mg得られた。1H-NMRにて導入率を求めた結果、20%であった。
上記18-3.記載の導入前駆体をヒアルロン酸に導入した。
ヒアルロン酸 66mgをWFI 6.55mL及びEtOH 6.55mLに溶解し、導入前駆体 7.1mg(0.10eq,16.3μmol)の50%EtOH/WFI溶液 0.3mL、DMT-MM 7.7mg(0.10eq,16.4μmol)の50% EtOH/WFI溶液 0.33mLを加えて終夜攪拌した。その後5%重曹水 0.98mLを加え、4時間後に酢酸にて中和し、NaCl 0.33gを溶解させ、EtOHを加えて沈殿形成した。得られた沈殿を90%EtOH/WFI、EtOHにて順次洗浄し、終夜減圧乾燥したところ、目的物5が63mg得られた。1H-NMRにて導入率を求めた結果、11%であった。
上記19-3.記載の導入前駆体をヒアルロン酸に導入した。
ヒアルロン酸(重量平均分子量約900kDa) 100mgをWFI 10mL及びEtOH 10mLに溶解し、導入前駆体 10.1mg(0.10eq,25.0μmol)の50% EtOH/WFI溶液 0.5mL、DMT-MM 11.7mg(0.10eq,25.0μmol) の50% EtOH/WFI溶液 0.5mLを加えて終夜攪拌した。その後5%重曹水 1.5mLを加え、4時間後に酢酸にて中和し、NaCl 0.5gを溶解させ、EtOHを加えて沈殿形成した。得られた沈殿を90% EtOH/WFI、EtOHにて順次洗浄し、終夜減圧乾燥したところ、目的物5が97mg得られた。1H-NMRにて導入率を求めた結果、12%であった。
上記20-3.記載の導入前駆体をヒアルロン酸に導入した。
ヒアルロン酸(重量平均分子量約900kDa) 100mgをWFI 10mL及びEtOH 10mLに溶解し、導入前駆体 11.4mg(0.10eq,24.9μmol)の50% EtOH/WFI溶液 0.5mL、DMT-MM 11.7mg(0.10eq,25.0μmol) の50% EtOH/WFI溶液 0.5mLを加えて終夜攪拌した。その後5%重曹水 1.5mLを加え、4時間後に酢酸にて中和し、NaCl 0.5gを溶解させ、EtOHを加えて沈殿形成した。得られた沈殿を90% EtOH/WFI、EtOHにて順次洗浄し、終夜減圧乾燥したところ、目的物5が98mg得られた。1H-NMRにて導入率を求めた結果、11%であった。
上記21-3.記載の導入前駆体をヒアルロン酸に導入した。
ヒアルロン酸(重量平均分子量約900kDa) 200mgをWFI 20mL及びEtOH 20mLに溶解し、導入前駆体 23.3mg(0.10eq,50.5μmol)の50% EtOH/WFI溶液 1mL、DMT-MM 24.9mg(0.11eq,53.1μmol) の50% EtOH/WFI溶液 1mLを加えて終夜攪拌した。その後5%重曹水 3mLを加え、4時間後に酢酸にて中和し、NaCl 1gを溶解させ、EtOHを加えて沈殿形成した。得られた沈殿を90% EtOH/WFI、EtOHにて順次洗浄し、終夜減圧乾燥したところ、目的物5が187mg得られた。1H-NMRにて導入率を求めた結果、11%であった。
上記15-3.記載の導入前駆体をヒアルロン酸に導入した。
ヒアルロン酸(重量平均分子量約900kDa) 200mgをWFI 20mL及びEtOH 20mLに溶解し、導入前駆体 38.0mg(0.20eq,97.5μmol)の50% EtOH/WFI溶液 1.5mL、DMT-MM 45.4mg(0.19eq,96.7μmol)の50% EtOH/WFI溶液 1.5mLを加えて終夜攪拌した。その後5%重曹水 3mLを加え、4時間後に酢酸にて中和し、NaCl 1gを溶解させ、EtOHを加えて沈殿形成した。得られた沈殿を90% EtOH/WFI、EtOHにて順次洗浄し、終夜減圧乾燥したところ、目的物5が200mg得られた。1H-NMRにて導入率を求めた結果、19%であった。
上記16-3.記載の導入前駆体をヒアルロン酸に導入した。
ヒアルロン酸(重量平均分子量約900kDa) 200mgをWFI 20mL及びEtOH 20mLに溶解し、導入前駆体 43.4mg(0.19eq,96.9μmol)の50% EtOH/WFI溶液 1.5mL、DMT-MM 45.9mg(0.20eq,97.8μmol) の50% EtOH/WFI溶液 1.5mLを加えて終夜攪拌した。その後5%重曹水 3mLを加え、4時間後に酢酸にて中和し、NaCl 1gを溶解させ、EtOHを加えて沈殿形成した。得られた沈殿を90% EtOH/WFI、EtOHにて順次洗浄し、終夜減圧乾燥したところ、目的物5が215mg得られた。1H-NMRにて導入率を求めた結果、20%であった。
上記17-3.記載の導入前駆体をヒアルロン酸に導入した。
ヒアルロン酸(重量平均分子量約900kDa) 200mgをWFI 20mL及びEtOH 20mLに溶解し、導入前駆体 44.7mg(0.19eq,96.8μmol)の50% EtOH/WFI溶液 1.5mL、DMT-MM 45.9mg(0.20eq,97.8μmol) の50% EtOH/WFI溶液 1.5mLを加えて終夜攪拌した。その後5%重曹水 3mLを加え、4時間後に酢酸にて中和し、NaCl 1gを溶解させ、EtOHを加えて沈殿形成した。得られた沈殿を90% EtOH/WFI、EtOHにて順次洗浄し、終夜減圧乾燥したところ、目的物5が227mg得られた。1H-NMRにて導入率を求めた結果、21%であった。
29-1. 21-Boc-アラニル-ベタメタゾンの調製
Boc-アラニン 0.964gを、ジクロロメタン 10mL及びジメチルホルムアミド15mLに溶解し、ベタメタゾン 2gを加えた。0℃に冷却した後、N,N-ジメチルアミノピリジン 186.8mg及び水溶性カルボジイミド(WSC) 1.27gを加え、室温にて終夜撹拌した。薄層クロマトグラフィーにて原料の消失を確認後、飽和塩化アンモニウム水溶液を加え反応を停止した。トルエン及び水を用いて分液抽出し、有機層を飽和塩化アンモニウム水溶液、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液、飽和食塩水で洗浄した。無水硫酸マグネシウムで乾燥し、ろ過後、溶媒を減圧下留去し、目的とする化合物29-1を得た(2.72g,98%)
化合物29-1 2.72gを、テトラフドロフラン15mLに溶解し、0℃に冷却した後、4M塩酸/酢酸エチル 100mLを加えて、室温で3時間撹拌した。薄層クロマトグラフィーにて原料の消失を確認後、溶媒を減圧下留去し、目的とする導入前駆体である化合物29-2を得た(1.98g,86%)。
コンドロイチン硫酸ナトリウム(重量平均分子量約20kDa) 1gに、蒸留水 15mLを加え30分撹拌し溶解した。エタノール15mLを徐々に加え、溶液を均一に撹拌した後に、化合物29-2 185.0mgをエタノール/蒸留水=1/1溶液 5mLに溶解し加えた。ついで、4-(4,6-ジメトキシ-1,3,5-トリアジン-2-イル)-4-メチルモルホリニウムクロリドn水和物(DMT-MM) 110.7mgをエタノール/蒸留水=1/1溶液 5mLに溶解し加え、終夜撹拌した。塩化ナトリウム 1gを加えた後、反応溶液を、90%エタノール/蒸留水 200mL中に加えて、沈殿を形成し静置した。上清を除いた後に、90%エタノール/蒸留水 150mLを加え5分間撹拌洗浄し、再度静置した。同様の洗浄をさらに2回実施した後、ガラスフィルターでろ過し、得られた沈殿を加温減圧下(40℃,75mmHg)終夜乾燥することでGAG誘導体として、目的とするコンジュゲートである化合物29-3(0.90g)を得た。1H-NMRを測定したところ、導入率は18%であった。
30-1. 21-Boc-グリシル-ベタメタゾンの調製
Boc-グリシン 1.34gを、ジクロロメタン 20mL及びジメチルホルムアミド 20mLに溶解し、ベタメタゾン 3gを加えた。0℃に冷却した後、N,N-ジメチルアミノピリジン 280.2mg及び水溶性カルボジイミド 1.91gを加え、室温にて終夜撹拌した。薄層クロマトグラフィーにて原料の消失を確認後、飽和塩化アンモニウム水溶液を加え反応を停止した。トルエン及び水を用いて分液抽出し、有機層を飽和塩化アンモニウム水溶液、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液、飽和食塩水で洗浄した。無水硫酸マグネシウムで乾燥し、ろ過後、溶媒を減圧下留去し、目的とする化合物30-1を得た(3.35g,82%)。
化合物30-1 3.35gを、テトラフドロフラン 20mLに溶解し、0℃に冷却した後、4M 塩酸/酢酸エチル 100mLを加えて、室温で1時間撹拌した。薄層クロマトグラフィーにて原料の消失を確認後、溶媒を減圧下留去し、目的とする導入前駆体である化合物30-2を得た(2.69g,95%)。
コンドロイチン硫酸ナトリウム(重量平均分子量約20kDa) 1gに、蒸留水 15mLを加え30分撹拌し溶解した。エタノール 15mLを徐々に加え、溶液を均一に撹拌した後に、化合物30-2 224.3mgをエタノール/蒸留水=1/1溶液 5mLに溶解し加えた。ついで、4-(4,6-ジメトキシ-1,3,5-トリアジン-2-イル)-4-メチルモルホリニウムクロリドn水和物 110.7mgをエタノール/蒸留水=1/1溶液 5mLに溶解し加え、終夜撹拌した。塩化ナトリウム 1gを加えた後、反応溶液を、90%エタノール/蒸留水 200mL中に加えて、沈殿を形成し静置した。上清を除いた後に、90%エタノール/蒸留水 150mLを加え5分間撹拌洗浄し、再度静置した。同様の洗浄をさらに2回実施した後、ガラスフィルターでろ過し、得られた沈殿を加温減圧下(40℃,75mmHg)終夜乾燥することでGAG誘導体として、目的とするコンジュゲートである化合物30-3(0.61g)を得た。1H-NMRを測定したところ、導入率は20%であった。
31-1. 21-(Boc-イソロイシル)-ベタメタゾンの調製
Boc-イソロイシン 1.77gを、ジクロロメタン 20mL及びジメチルホルムアミド 20mL に溶解し、ベタメタゾン 3gを加えた。0℃に冷却した後、N,N-ジメチルアミノピリジン 280.2mg及び水溶性カルボジイミド 1.91gを加え、室温にて終夜撹拌した。薄層クロマトグラフィーにて原料の消失を確認後、飽和塩化アンモニウム水溶液を加え反応を停止した。トルエン及び水を用いて分液抽出し、有機層を飽和塩化アンモニウム水溶液、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液、飽和食塩水で洗浄した。無水硫酸マグネシウムで乾燥し、ろ過後、溶媒を減圧下留去し、目的とする化合物31-1を得た(3.96g,87%)。
化合物17 3.96gを、テトラフドロフラン 20mLに溶解し、0℃に冷却した後、4M 塩酸/酢酸エチル 100mLを加えて、室温で1時間撹拌した。薄層クロマトグラフィーにて原料の消失を確認後、溶媒を減圧下留去し、目的とする導入前駆体である化合物31-2を得た(3.36g,99%)。
コンドロイチン硫酸ナトリウム(重量平均分子量約20kDa) 1gに、蒸留水 15mLを加え30分撹拌し溶解した。エタノール 15mLを徐々に加え、溶液を均一に撹拌した後に、化合物31-2 201.9mgをエタノール/蒸留水=1/1溶液 5mLに溶解し加えた。ついで、4-(4,6-ジメトキシ-1,3,5-トリアジン-2-イル)-4-メチルモルホリニウムクロリドn水和物 110.7mgをエタノール/蒸留水=1/1溶液 5mLに溶解し加え、終夜撹拌した。塩化ナトリウム 1gを加えた後、反応溶液を、90%エタノール/蒸留水 200mL中に加えて、沈殿を形成し静置した。上清を除いた後に、90%エタノール/蒸留水 150mLを加え5分間撹拌洗浄し、再度静置した。同様の洗浄をさらに2回実施した後、ガラスフィルターでろ過し、得られた沈殿を加温減圧下(40℃,75mmHg)終夜乾燥することで多糖誘導体として、目的とするコンジュゲートである化合物31-3(0.76g)を得た。この1H-NMRを測定したところ、導入率は15%であった。
32―1. Boc-アミノエチルブロマイドの調製
3-ブロモエチルアミン臭化水素酸塩 2.155g(10.5mmol)をジクロロメタン 20mlに溶解し、氷冷下でトリエチルアミン 1.463ml(10.5mmol)を加え、さらにBoc2O 2.299g(10.5mmol)のジクロロメタン溶液5mlを加え撹拌した。室温で90分間撹拌した後、酢酸エチルを加え、5%クエン酸水溶液、水、飽和食塩水で順次分液洗浄した。硫酸ナトリウムで脱水後、溶媒を減圧留去した。標記化合物 2.287g(97%)を得た。
(1)Boc-アミノエタノール-ジクロフェナク
32―1.で得られたBoc-アミノエチルブロマイド 2.287g(10.2mmol)のDMF溶液5mlを氷冷し、ジクロフェナクナトリウム 3.255g(10.2mmol)のDMF溶液6mlを加え、室温で一晩撹拌した。60℃で11時間撹拌し、室温で一晩撹拌した。酢酸エチルを加え、5%炭酸水素ナトリウム水溶液、水、飽和食塩水で順次分液洗浄した。硫酸ナトリウムで脱水後、酢酸エチルを減圧留去した。残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(トルエン:酢酸エチル=20:1、0.5%トリエチルアミン)で精製し、標記化合物を2.675g(60%)得た。
(1)で得られたBoc-アミノエタノール-ジクロフェナク2.108g(4.80mmol)をジクロロメタン5mlに溶解し、氷冷下で4M塩酸/酢酸エチル20mlを加えて2.5時間撹拌した。ジエチルエーテル、ヘキサンを加えて沈殿させ、沈殿を減圧乾燥した。標記化合物を1.775g(98%)得た。
コンドロイチン硫酸(重量平均分子量約20kDa) 1000mgをWFI 100ml及びEtOH 100mlに溶解し、ジクロフェナク-2-アミノエタノール塩酸塩を186mg(0.25eq,0.50mmol)、及びDMT-MMを232mg(0.25eq,0.50mmol)加えて終夜攪拌した。その後、NaHCO3 750mgを加えて攪拌しpH9になったことを確認後、攪拌を停止して3時間静置した。次いで酢酸400μl、NaCl 3gを順次加えて30分攪拌し、90%EtOH/WFIを200ml加えて沈殿形成した。最後に懸濁液の上清を捨てて90%EtOH/WFI洗浄を2回実施した。得られた沈殿を終夜減圧乾燥したところ、ジクロフェナク-(2-アミノエタノール)-コンドロイチン硫酸(DF-CS)が1.08g得られた。NMRで導入率を求めた結果、25%であった。
ヒアルロン酸(重量平均分子量約900kDa) 1000mgにWFI 100mlを加え、3時間攪拌して溶解した。その後EtOH 100mlを追加し、さらに30分攪拌した。続いてジクロフェナク-(2-アミノエタノール塩酸塩 178mg(0.19eq,0.47mmol)の50%EtOH溶液5ml及びDMT-MM 222mg(0.19eq,0.47mmol)の50%EtOH溶液5ml加えて終夜攪拌した。その後、NaHCO3 750mg水溶液15mlを加えて攪拌しpH9になったことを確認後、攪拌を停止して3時間静置した。次いで次いで酢酸400μl、NaCl 3gを順次加えて30分攪拌し、90%EtOH/WFIを465ml加えて沈殿形成した。最後に懸濁液の上清を捨てて90%EtOH/WFI洗浄を2回、95%EtOH/WFI洗浄及びEtOH洗浄を各1回実施した。得られた沈殿を終夜減圧乾燥したところ、ジクロフェナク-(2-アミノエタノール)-ヒアルロン酸(DF-HA)が1.04g得られた。カルバゾール硫酸法で導入率を求めた結果、17%であった。
CS-フェンブフェンの合成を下記スキームに示す。化合物32とフェンブフェンとを縮合し、化合物33とした後に保護基を除去することでアミン塩酸塩である導入前駆体34へと変換し、CSへの導入を行ってコンジュゲート35とした。
化合物32 653mg(1.0eq,4.01mmol)をDCM 8mLに溶解し、フェンブフェン 1.02g(1.0eq,4.01mmol)及びDMAP 98mg(0.2eq,0.80mmol)を加えた。その後、氷冷下、WSC 846mg(1.1eq,4.41mmol)を加えて室温にて終夜攪拌した。TLCにて新たなスポットを確認後、氷冷下飽和NH4Cl水溶液で反応溶液をクエンチし、DCM及び水を用いて分液抽出を3回行った。集めた有機層は5%クエン酸水溶液、飽和NaHCO3水溶液、飽和NaCl水溶液で順次洗浄し、その後、硫酸マグネシウムで乾燥した。得られた溶液をエバポレーターで40℃水浴中、減圧濃縮した結果、目的とする化合物33を得た。
1H-NMRの帰属を以下に示す。
1H-NMR (500MHz, CDCl3) δ1.45(9H, s), 2.80(2H, t), 3.37(2H, t), 3.41(2H, m), 4.19(2H, m), 4.99(1H, br), 7.38-8.09(9H, m).
化合物33 1.5gをDCM 10mLに溶解し、氷冷下、4M HCl/AcOEt 40mLを加えて2.5時間攪拌した。TLCにて原料の消失を確認後、エバポレーターで40℃水浴中減圧濃縮し、残留物をヘキサンで洗浄した結果、目的とする導入前駆体34を1.27g得た(2工程収率95%)。
1H-NMRの帰属を以下に示す。
1H-NMR (500MHz, CD3OD) δ2.84(2H, t), 3.28(2H, t), 3.47(2H, m), 4.37(2H, m), 7.38-8.09(9H, m).
CS(重量平均分子量約40kDa) 1gをWFI 100mL及びEtOH 100mLに溶解し、導入前駆体34を200mg(0.3eq,0.596mmol)及びDMT-MMを280mg(0.3eq,0.596mmol)加えて終夜攪拌した。その後NaHCO3溶液(750mg/15mL)を加えて1時間攪拌し、酢酸 400μL、NaCl 3g、90%EtOH/WFI 200mLを順次加えて沈殿形成した。続いて懸濁液の上清を捨てて90%EtOH/WFI洗浄及びEtOH洗浄を2回実施した。得られた沈殿を終夜減圧乾燥したところ、目的物としてコンジュゲート35が1.07g得られた。カルバゾール硫酸法にて導入率を求めた結果、17%であった。
CS-フェルビナクの合成を下記スキームに示す。化合物32とフェルビナクとを縮合し、化合物36とした後に保護基を除去することでアミン塩酸塩である導入前駆体37へと変換し、CSへの導入を行ってコンジュゲート38とした。
化合物32 1g(1.0eq,6.13mmol)をDCM 15mL及びDMF 10mLに溶解し、フェルビナク 1.3g(1.0eq,6.13mmol)及びDMAP 225mg(0.3eq,1.84mmol)を加えた。その後、氷冷下、WSC 1.29g(1.1eq,6.75mmol)を加えて室温にて終夜攪拌した。TLCにて新たなスポットを確認後、氷冷下飽和NH4Cl水溶液で反応溶液をクエンチし、DCM及び水を用いて分液抽出を3回行った。集めた有機層は1M塩酸、飽和NaHCO3水溶液、飽和NaCl水溶液で順次洗浄し、その後、硫酸マグネシウムで乾燥した。得られた溶液をエバポレーターで40℃水浴中、減圧濃縮した結果、目的とする化合物36を2.2g得た(収率98%)。
1H-NMRの帰属を以下に示す。
1H-NMR (500MHz, CDCl3) δ1.45(9H, s), 3.39(2H, t), 3.69(2H, s), 4.18(2H, t), 4.70(1H, br), 7.33-7.59(9H, m).
化合物36 2gをDCM 7mLに溶解し、氷冷下、4M HCl/AcOEt 17mLを加えて3時間攪拌した。TLCにて原料の消失を確認後、エバポレーターで40℃水浴中減圧濃縮し、残留物をヘキサンで洗浄した結果、目的とする導入前駆体37を1.45g得た(収率88%)。
1H-NMRの帰属を以下に示す。
1H-NMR (500MHz, CD3OD) δ3.28(2H, t), 3.81(2H, s), 4.38(2H, t), 7.33-7.64(9H, m)
CS(重量平均分子量約40kDa) 1gをWFI 100mL及びEtOH 100mLに溶解し、導入前駆体37を174mg(0.3eq,0.596mmol)及びDMT-MMを280mg(0.3eq,0.596mmol)加えて終夜攪拌した。その後NaHCO3溶液(750mg/15mL)を加えて1時間攪拌し、酢酸 400μL、NaCl 3g、90%EtOH/WFI 200mLを順次加えて沈殿形成した。続いて懸濁液の上清を捨てて90%EtOH/WFI洗浄及びEtOH洗浄を2回実施した。得られた沈殿を終夜減圧乾燥したところ、目的物としてコンジュゲート38が1.08g得られた。カルバゾール硫酸法にて導入率を求めた結果、15%であった。
ベザフィブラート(アミノエタノール)-コンドロイチン硫酸(スペーサーにアミノエタノールを用いたベザフィブラート-コンドロイチン硫酸コンジュゲート)の調製を下記スキームに示す。Bocアミノエタノールとベザフィブラートを縮合し、続いてBoc基を酸性条件下除去することでアミン塩酸塩である導入前駆体4へと変換し、コンドロイチン硫酸への導入を行ってコンジュゲート5を合成した。
化合物2 174mg(1.0eq,0.93mmol)とベザフィブラート 336mg(1.0eq,0.93mmol)をDCM 1.5mLとDMF 1.5mLに溶解し、DMAP 11mg(0.1eq,0.09mmol)とWSC 275mg(1.5eq,1.43mmol)をDCM 1.5mLに溶解した液を加えて室温下終夜攪拌した。さらにベザフィブラート 335mg(1.0eq,0.93mmol)とWSC 285mg(1.5eq,1.49mmol)をDCM 1.0mLに溶解した液を加えて室温下終夜攪拌した。反応液を酢酸エチルで希釈し、5%クエン酸水溶液、5%重曹水を用いて分液抽出し、有機層を飽和NaCl水溶液で洗浄した。その後、硫酸マグネシウムで乾燥し、エバポレーターで40℃水浴中、減圧濃縮した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し(ヘキサン:酢酸エチル=1:1)、化合物3 477mgを得た(収率88%)。
1H-NMRの帰属を以下に示す。
1H-NMR (500MHz, CDCl3) δ1.40(9H, s), 1.62(6H,s), 2.87(2H,t), 3.27(2H,br), 3.66(2H,br), 4.20(2H,br), 4.41(1H,br), 6.13(1H,br), 6.80(2H,br), 7.09(2H,br), 7.37(2H,br), 7.62(2H,br),
35-2. 化合物3の脱Boc化反応
化合物3 477mgをDCM 1mLに溶解し、氷冷下、4M HCl/AcOEt 4mLを加えて80分間攪拌した。TLCにて原料の消失を確認後、ジエチルエーテルを加えて沈殿とし、ジエチルエーテルで洗浄した結果、目的とする導入前駆体4を401mg得た(収率96%)。
1H-NMRの帰属を以下に示す。
1H-NMR (500MHz, CD3OD) δ1.58(6H,s), 2.85(2H,t), 3.20(2H,t), 3.55(2H,t), 4.34(2H,t), 6.82(2H,dd), 7.17(2H,dd), 7.46(2H,dd), 7.74(2H,dd),
35-3. 導入前駆体4のコンドロイチン硫酸への導入
コンドロイチン硫酸(重量平均分子量約20kDa) 200mgをWFI 3.2mLに溶解し、導入前駆体4 35mg(0.20eq,79.8μmol)とDMT-MM 39mg(0.20eq,82.1μmol) をEtOH 4.0mLとWFI 0.8mLに溶解した液を加えて18時間撹拌した。その後、20% NaCl溶液 100μLを加え、90%EtOH/WFI 12mL及びEtOH 15mLを加えて沈殿形成した。得られた沈殿を90%EtOH/WFI、EtOHにて順次洗浄し、終夜減圧乾燥したところ、目的物5(化合物35-1)が208mg得られた。1H-NMRにて導入率を求めた結果、22%であった。
35-4. ベザフィブラート(アミノエタノール)-ヒアルロン酸の調製
実施例35に記載の導入前駆体4をヒアルロン酸に導入した。
ヒアルロン酸(重量平均分子量約900kDa) 200mgをWFI 20mL及びEtOH 20mLに溶解し、導入前駆体 22.1mg(0.10eq,50.1μmol)の50%EtOH/WFI溶液 1mL、DMT-MM 24.8mg(0.10eq,52.9μmol)の50% EtOH/WFI溶液 1mLを加えて終夜攪拌した。その後5%重曹水 3mLを加え、4時間後に酢酸にて中和し、NaCl 1gを溶解させ、EtOHを加えて沈殿形成した。得られた沈殿を90%EtOH/WFI、EtOHにて順次洗浄し、終夜減圧乾燥したところ、目的物5(化合物35-2)が190mg得られた。1H-NMRにて導入率を求めた結果、13%であった。
ベザフィブラート(2-アミノ-1-シクロヘキシルエタン-1-オール)-コンドロイチン硫酸(スペーサーに2-アミノ-1-シクロヘキシルエタン-1-オールを用いたベザフィブラート-コンドロイチン硫酸コンジュゲート)の調製を下記スキームに示す。2-アミノ-1-シクロヘキシルエタン-1-オールのBoc化体とベザフィブラートを縮合し、続いてBoc基を酸性条件下除去することでアミン塩酸塩である導入前駆体4へと変換し、コンドロイチン硫酸への導入を行ってコンジュゲート5を合成した。
化合物2 201mg(1.0eq,0.83mmol)とベザフィブラート 300mg(1.0eq,0.83mmol)をDCM 1.5mLとDMF 1.5mLに溶解し、DMAP 10mg(0.1eq,0.08mmol)とWSC 244mg(1.5eq,1.27mmol)をDCM 1.5mLに溶解した液を加えて室温下終夜攪拌した。さらにベザフィブラート 301mg(1.0eq,0.83mmol)とWSC 245mg(1.5eq,1.28mmol)をDCM 1.0mLに溶解した液を加えて室温下終夜攪拌した。反応液を酢酸エチルで希釈し、5%クエン酸水溶液、5%重曹水を用いて分液抽出し、有機層を飽和NaCl水溶液で洗浄した。その後、硫酸マグネシウムで乾燥し、エバポレーターで40℃水浴中、減圧濃縮した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し(トルエン:酢酸エチル=3:1)、化合物3 375mgを得た(収率77%)。
1H-NMRの帰属を以下に示す。
1H-NMR (500MHz, CDCl3) δ0.94-1.17(5H, m), 1.41(9H, br), 2.86(2H,br), 3.13-3.19(3H,m), 3.63-3.68(2H,m), 4.32(1H,s), 4.79(1H,m), 6.15(1H,s), 6.78-6.83(2H,m), 7.09(2H,d), 7.37(2H,d), 7.62-7.77(2H,m)
36-2. 化合物3の脱Boc化反応
化合物3 375mgをDCM 1mLに溶解し、氷冷下、4M HCl/AcOEt 4mLを加えて80分間攪拌した。TLCにて原料の消失を確認後、ジエチルエーテルを加えて沈殿とし、ジエチルエーテルで洗浄した結果、目的とする導入前駆体4を309mg得た(収率92%)。
1H-NMRの帰属を以下に示す。
1H-NMR (500MHz, CD3OD) δ0.97-1.03(6H,m), 1.61-1.71(6H,m), 2.85(2H,t), 3.10(2H,m), 3.48-3.58(3H,m), 4.83-4.91(1H,m), 6.84(2H,d), 7.17(2H,d), 7.46(2H,dd), 7.75(2H,dd)
36-3. 導入前駆体4のコンドロイチン硫酸への導入
コンドロイチン硫酸(重量平均分子量約20kDa) 200mgをWFI 3.2mLに溶解し、導入前駆体4 42mg(0.20eq,79.7μmol)とDMT-MM 38mg(0.20eq,81.0μmol) をEtOH 4.0mLとWFI 0.8mLに溶解した液を加えて18時間撹拌した。その後、20% NaCl溶液 100μLを加え、90%EtOH/WFI 12mL及びEtOH 15mLを加えて沈殿形成した。得られた沈殿を90%EtOH/WFI、EtOHにて順次洗浄し、終夜減圧乾燥したところ、目的物5(化合物36-1)が215mg得られた。1H-NMRにて導入率を求めた結果、20%であった。
実施例36に記載の導入前駆体4をヒアルロン酸に導入した。
ヒアルロン酸(重量平均分子量約900kDa) 200mgをWFI 20mL及びEtOH 20mLに溶解し、導入前駆体 26.3mg(0.10eq,50.2μmol)の50%EtOH/WFI溶液 1mL、DMT-MM 23.7mg(0.10eq,50.5μmol)の50% EtOH/WFI溶液 1mLを加えて終夜攪拌した。その後5%重曹水 3mLを加え、4時間後に酢酸にて中和し、NaCl 1gを溶解させ、EtOHを加えて沈殿形成した。得られた沈殿を90%EtOH/WFI、EtOHにて順次洗浄し、終夜減圧乾燥したところ、目的物5(化合物36-2)が192mg得られた。1H-NMRにて導入率を求めた結果、13%であった。
実施例1~実施例4にて合成したベタメタゾン-コンドロイチン硫酸(コンジュゲート)について、以下の条件でin vitroリリース試験(薬物遊離試験)を行った。
(1) リン酸2水素ナトリウム2水和物(NaH2PO4・2H2O)及びリン酸水素2ナトリウム12水和物(Na2HPO4・12H2O)を用いてpH5.3、6.3、7.0、7.5、8.1、9.2の溶液を調製した。
(2) (1)で調製した各溶液に0.05%になるようにコンジュゲートを溶解した。
(3) 36℃にて保存、1日毎にサンプリングを行い、HPLC(SEC:サイズ排除クロマトグラフィー)にてコンジュゲートとベタメタゾン単体のピーク面積比率を確認した。
リン酸2水素ナトリウム2水和物(NaH2PO4・2H2O) 780mg(5.0mmol)及びリン酸水素2ナトリウム12水和物(Na2HPO4・12H2O) 1.79g(5.0mmol)をそれぞれWFI 500mLに溶解し、NaH2PO4溶液、Na2HPO4溶液とした。この2つの溶液を以下の比率で混合し、リリース試験溶液A~Fとした。
ベタメタゾン-コンドロイチン硫酸 5mgをリリース試験溶液A~F10mLそれぞれに溶解し、36℃のHPLCオートサンプラー内で保存し、一日ごとにサイズ排除クロマトグラフィー(SEC)測定を実施した。溶解後、0日目(初期値)から6日目まで測定した。
HPLC条件は以下の通り。
分析時間:40分
流速:0.5mL/min
グラジエント:isoclatic
溶媒:アセトニトリル(HPLC用):生理食塩液=1:2
検出:フォトダイオードアレイ(PDA)を用い、ベタメタゾンの極大吸収波長(240nm)におけるベタメタゾン-コンドロイチン硫酸及び遊離ベタメタゾンの比率を面積%で測定した。
温度:36℃
ベタメタゾン(F)-コンドロイチン硫酸 5mgをリリース試験溶液A~F10mLそれぞれに溶解し、36℃のHPLCオートサンプラー内で保存し、一日ごとにSEC測定を実施した。溶解後、0日目(初期値)から6日目まで測定した。HPLC条件はA1-2と同じである。
ベタメタゾン(Cl)-コンドロイチン硫酸 5mgをリリース試験溶液A~F10mLそれぞれに溶解し、36℃のHPLCオートサンプラー内で保存し、一日ごとにSEC測定を実施した。溶解後、0日目(初期値)から6日目まで測定した。HPLC条件はA1-2と同じである。
ベタメタゾン(Br)-コンドロイチン硫酸 2mgをリリース試験溶液A~F4mLそれぞれに溶解し、36℃のHPLCオートサンプラー内で保存し、一日ごとにSEC測定を実施した。溶解後、0日目(初期値)から6日目まで測定した。HPLC条件はA1-2と同じである。
C液(pH7.0)、D液(pH7.5)における各コンジュゲートのリリース速度の比較を以下に示す。
実施例5~7で合成した各コンジュゲート31、36、45並びに実施例33で合成したCS-フェンブフェン(CSとフェンブフェンを無置換のアミノエタノールで連結したコンジュゲート)及び実施例34で合成したCS-フェルビナク(CSとフェルビナクを無置換のアミノエタノールで連結したコンジュゲート)について、以下の条件でin vitroリリース試験を行った。
(1) NaH2PO4・2H2O及びNa2HPO4・12H2Oを用いてpH5.3、6.3、7.0、7.5、8.1、9.2の溶液をそれぞれ調製した。
(2) (1)で調製した各溶液に0.05%になるようにコンジュゲートを溶解した。
(3) 36℃にて保存、1日毎にサンプリングを行い、HPLC(SEC:サイズ排除クロマトグラフィー)にてコンジュゲートとフェンブフェン及びフェルビナク単体のピーク面積比率を確認した。
NaH2PO4・2H2O 780mg(5.0mmol)及びNa2HPO4・12H2O 1.79g(5.0mmol)をそれぞれWFI 500mLに溶解し、NaH2PO4溶液、Na2HPO4溶液とした。この2つの溶液を以下の比率で混合し、リリース試験溶液A~Fとした。
CS-フェンブフェン、CS-フェルビナク 各5mg程度をリリース試験溶液A~Fそれぞれに濃度が0.05%になるように溶解し、36℃ HPLCオートサンプラー内で保存して一日ごとにSEC測定を実施した。溶解後、0日目(初期値)から6日目又は7日目までについて、フェンブフェン及びフェルビナクの遊離率(%)をそれぞれ測定した。フェンブフェンの遊離率を表11に、フェルビナクの遊離率を表12にそれぞれ示した。
HPLC条件は以下の通り。
分析時間:40分
流速:0.5mL/min
グラジェント:isoclatic
溶媒:アセトニトリル(HPLC用):生理食塩液=1:2
検出:PDAを用い、各極大吸収波長(フェンブフェン:285nm、フェルビナク:253nm)におけるCS-コンジュゲート及び遊離薬物の比率を面積%で測定した。
温度:36℃
CS(Cl)-フェンブフェン 3mg程度をリリース試験溶液A~Fそれぞれに濃度が0.05%になるように溶解し、36℃のHPLCオートサンプラー内で保存して一日ごとにSEC測定を実施した。溶解後、0日目(初期値)から6日目までフェンブフェンの遊離率(%)を測定した。HPLC条件はA2-2と同じである。結果を下表に示した。
CS(F)-フェンブフェン 10mg程度をリリース試験溶液A~Fそれぞれに濃度が0.05%になるように溶解し、36℃のHPLCオートサンプラー内で保存して一日ごとにSEC測定を実施した。溶解後、0日目(初期値)から6日目までフェンブフェンの遊離率(%)を測定した。HPLC条件はA2-2と同じである。結果を下表に示した。
CS(F,F)-フェルビナク 10mg程度をリリース試験溶液A~Fそれぞれに濃度が0.05%になるように溶解し、36℃のHPLCオートサンプラー内で保存して一日ごとにSEC測定を実施した。溶解後、0日目(初期値)から7日目までフェルビナクの遊離率(%)を測定した。HPLC条件はA2-2と同じである。結果を下表に示した。
上記で得られた結果について、CS-フェンブフェン、CS(Cl)-フェンブフェン及びCS(F)-フェンブフェンのpH6.9及びpH7.5におけるフェンブフェンの遊離率の比較を下表に示した。
上記で得られた結果について、CS-フェルビナク及びCS(F,F)-フェルビナクのpH6.9及びpH7.5におけるフェルビナクの遊離率の比較を下表に示した。
A3-1.リリース試験溶液の調製
NaH2PO4・2H2O 780mg(5.0mmol)及びNa2HPO4・12H2O 1.79g(5.0mmol)をそれぞれWFI 500mLに溶解し、NaH2PO4溶液、Na2HPO4溶液とした。この2つの溶液を以下の比率で混合し、リリース試験溶液A~Fとした。
各コンジュゲートそれぞれ5mg程度をリリース試験溶液A~Fそれぞれに濃度が0.05%になるように溶解し、36℃のHPLCオートサンプラー内で保存して一日ごとにSEC測定を実施した。溶解後、0日目(初期値)から7日目まで測定した。結果を下表に示した。表中の「-」は未測定であることを示す
なお、HPLC条件は以下の通りであった。
分析時間:40分
流速:0.5mL/min
グラジェント:isoclatic
溶媒:アセトニトリル(HPLC用):生理食塩液=1:2
検出:PDAを用い、各極大吸収波長におけるCS-コンジュゲートに含まれる薬物及び遊離薬物の比率を面積%で測定した。
温度:36℃
上記で得られた結果について、CS(H)-ケトプロフェン、CS(F)-ケトプロフェン及びCS(F,F)-ケトプロフェンのpH6.9及びpH7.5におけるフェルビナクの遊離率の比較を下表に示した。
上記で合成したジクロフェナク(1-アミノ-2-プロパノール)-コンドロイチン硫酸(A4-1)、ジクロフェナク(セリンエチルエステル)-コンドロイチン硫酸(A4-2)、ジクロフェナク(トレオニンエチルエステル)-コンドロイチン硫酸(A4-3)の各コンジュゲートについて、以下の条件でリリース試験を行った。
HPLC条件は以下のとおり。
カラム:TSGgel ODS-100Z(4.6×150),
流速:1mL/min
温度:35℃
グラジエント:アセトニトリル/20mMリン酸ナトリウム=0.40(0min)―0.68(21min)
上記で合成したジクロフェナク(1-アミノ-3,3-ジメチルブタン-2-オール)-コンドロイチン硫酸(A5-1)、ジクロフェナク(1-アミノ-2-ブタノール)-コンドロイチン硫酸(A5-2)、ジクロフェナク(2-アミノ-1-シクロヘキシルエタン-1-オール)-コンドロイチン硫酸(A5-3)、ジクロフェナク(4-アミノ-3-ヒドロキシ酪酸エチルエステル)-コンドロイチン硫酸(A5-4)について、上記試験例A4と同様の条件でリリース試験を行った。結果を下表に示した。
上記で合成したジクロフェナク(1-アミノ-3,3-ジメチルブタン-2-オール)-ヒアルロン酸(A6-1)、ジクロフェナク(1-アミノ-2-ブタノール)-ヒアルロン酸(A6-2)、ジクロフェナク(2-アミノ-1-シクロヘキシルエタン-1-オール)-ヒアルロン酸(A6-3)、ジクロフェナク(4-アミノ-3-ヒドロキシ酪酸エチルエステル)-ヒアルロン酸(A6-4)について、上記試験例A4と同様の条件でリリース試験を行った。結果を下表に示した。
上記で合成したジクロフェナク(1-アミノ-2-プロパノール)-ヒアルロン酸、ジクロフェナク(セリンエチルエステル)-ヒアルロン酸、ジクロフェナク(トレオニンエチルエステル)-ヒアルロン酸について、以下の条件でリリース試験を行った。
HPLC条件は以下のとおり。
カラム:TSGgel ODS-100Z(4.6mm×150mm)
流速:1mL/min
温度:35℃
グラジエント:アセトニトリル/20mMリン酸ナトリウム=0.40(0min)~0.68(21min)
(スペーサーの違いによる遊離特性の変化)
化合物29-3、30-3及び31-3を5mg/10mL(0.05w/w%)となるよう各pHの緩衝液に溶解したのち、36℃恒温槽中で1週間加温し、その間の薬物遊離率(%)を試験例A1と同様に評価した。評価結果を以下に示す。
上記で合成したジクロフェナク(1-アミノ-2-プロパノール)-ヒアルロン酸、ジクロフェナク-(2-アミノエタノール)-ヒアルロン酸について、以下の条件でリリース試験を行った。
クエン酸ナトリウム緩衝液pH5.1に各コンジュゲートを1%濃度で溶解し分注した。溶解直後に、初期状態(保存0日)として溶液に存在した遊離ジクロフェナク成分量をODS-HPLCにて定量分析した。他の分注液を溶解直後から60℃、40℃及び25℃の保存条件に付し、各時間経過後にジクロフェナクエステルの分解量を同様に定量分析した。こうして得られた各時点での遊離ジクロフェナク成分量と、上記の強制分解による遊離ジクロフェナク成分量の比から、遊離率(%)を算出した。なお、HPLC試料の前処理にはOASIS HLBを用い、アセトニトリル溶出画分を分析した。
HPLC条件は以下のとおり。
カラム:TSGgel ODS-100Z(4.6mm×150mm)
流速:1mL/min
温度:35℃
グラジエント:アセトニトリル/20mMリン酸ナトリウム=0.40(0min)~0.68(21min)
実施例35及び36で合成したベザフィブラート(2-アミノエタノール)-コンドロイチン硫酸及びベザフィブラート(2-アミノ-1-シクロヘキシルエタン-1-オール)-コンドロイチン硫酸について、以下の条件でリリース試験を行った。
20mMリン酸ナトリウム緩衝液pH7.0に各コンジュゲートを0.1%濃度で溶解し分注した。溶解直後に初期状態(保存0日)として溶液に存在した遊離ベザフィブラート成分量、及び塩基性にて強制分解したベザフィブラートエステル量についてODS-HPLCにて定量分析した。ほかの分注液を溶解直後から36℃の保存条件に付し、1、4、8、16及び24日後にベザフィブラートエステルの分解量を同様に定量分析した。こうして得られた各時点での遊離ベザフィブラート成分量と、上記の強制分解による遊離ベザフィブラート成分量の比の値から、遊離率(%)を算出した。なお、HPLC試料の前処理にはOASIS HLBを用い、アセトニトリル溶出画分を分析した。
HPLC条件は以下のとおり。
カラム:TSGgel ODS-100Z(4.6mm×150mm)
流速:1mL/min
温度:35℃
グラジエント:アセトニトリル/20mMリン酸ナトリウム=0.46
1)試験系
試験系には、BN/CrlCrljラット (日本チャールス・リバー株式会社、5週齢)を用いた。
2)試験物質
試験物質には、各種ハロゲン導入ベタメタゾン結合コンドロイチン硫酸(F導入:ベタメタゾン(F)-CS、Beta-F-CS;Cl導入:ベタメタゾン(Cl)-CS、Beta-Cl-CS)及びハロゲン非導入ベタメタゾン結合コンドロイチン硫酸(ベタメタゾン(H)-CS、Beta-H-CS)を用い、ベタメタゾン濃度が3mg/mLとなるよう、りん酸緩衝生理食塩液(PBS)にて調製したものを用いた。また、りん酸ベタメタゾンをPBSで3mg/mLとなるよう懸濁した比較用の試験物質を調製した。
3)試験物質の投与
各試験物質の投与は、試験系を全身麻酔下で背位固定し、気管内投与用ゾンデ(MicroSprayer(R)Aerosolizer Model IA-1B、Penn-Century製)を用いて100μLの用量で気管内投与した。全身麻酔は、小動物用麻酔器(TK-4、バイオマシナリー製)に充填したイソフルラン(フォーレン(登録商標)、大日本製薬株式会社製)の吸入麻酔(濃度3.0%、流量2.0L/min)を用いた。
4)肺組織中ベタメタゾン含量測定
試験物質投与後、4、24、48、72及び168時間にペントバルビタール麻酔下でハサミとピンセットを用いて肺組織を採取した。なお、評価時点毎3例にて実施した。得られた肺組織は、ポリプロピレン製チューブへ採取したのち、その重量を測定した。ギ酸アンモニウム水溶液(pH6.0):メタノール(3:2,v/v)を40倍量の割合(1g:40mL)で加え、ヒスコトロンホモジナイザーを用いて、氷冷下で約1分間ホモジネートした。得られた肺組織ホモジネートを測定試料とした。得られた測定試料は、測定するまで冷凍保存(-20℃設定)した。肺組織中ベタメタゾン含量は、測定試料をクロロホルム・メタノール抽出し、Liquid chromatography tandem mass spectrometry (LC-MS/MS)にて測定した。
5)薬物動態パラメータ
得られた肺組織中ベタメタゾン含量より、薬物動態パラメータを算出した。各薬物動態パラメータは平均肺組織中含量推移より算出した。平均肺組織中含量は、測定値が定量下限値未満(<10ng/g)の個体があった場合、0を代入して算出した。AUC0-t算出における時間t(hr)は、定量可能な最終時点とした。なお、薬物動態パラメータの算出にはWinNonlin Professional Ver 5.2.1のNon-compartmental analysis model解析を用いた。
6)結果
結果を図1及び下表に示した。正常ラットにベタメタゾン結合コンドロイチン硫酸を気管内投与した際、最終評価時点である投与後168時間まで、投与局所において、ベタメタゾンの曝露が認められた。投与後168時間までの曝露量は、Beta-F-CSが最も高値を示した。一方、ベタメタゾン単剤は、投与後48時間までしか曝露は認められなかった(定量下限値:10ng/g)。正常ラットにベタメタゾン結合コンドロイチン硫酸気管内投与後のベタメタゾンの消失半減期は、29.5~128.0時間であった。一方、ベタメタゾン単剤を気管内投与した際の肺組織中ベタメタゾン含量の消失半減期は、8.7時間であった。
各種ベタメタゾン結合コンドロイチン硫酸気管内投与後の全身曝露は、試験例B1における各試験物質投与ラットにおける血漿中濃度より評価した。
1)血漿中ベタメタゾン濃度測定
試験物質投与後0.5、1、2、4、8、24、48、72及び168時間に、ヘパリン処理した27Gの注射針付きのテルモシリンジを用いて頸静脈より300μL採血し、血液をPP製容器(1.5mL、アシスト製)へ採取した。その後、血液を速やかに遠心分離(1800×g、4℃、15min)した。得られた血漿100μLをPP製容器(1.5mL、アシスト製)に移し、900μLのギ酸アンモニウム水溶液(pH6.0):メタノール(1:2,v/v)を添加し、攪拌した。これを測定試料とし、測定をするまで、冷凍保存(-20℃設定)した。血漿中ベタメタゾン濃度は、測定試料をクロロホルム・メタノール抽出し、LC-MS/MSにて測定した。
2)薬物動態パラメータ
得られた血漿中ベタメタゾン濃度より、薬物動態パラメータを算出した。各薬物動態パラメータは平均血漿中含量推移より算出した。平均血漿中濃度は、測定値が定量下限値未満(<5ng/mL)の個体があった場合、0を代入して算出した。なお、薬物動態パラメータの算出にはWinNonlin Professional Ver 5.2.1のNon-compartmental analysis model解析を用いた。
3)結果
結果を図2及び下表に示した。正常ラットにベタメタゾン結合コンドロイチン硫酸を気管内投与した際の最高血漿中ベタメタゾン濃度は、ベタメタゾン単剤投与時と比較し、低値(約1/3~1/100)を示した。
B3-1.目的
非ステロイド性抗炎症薬(NSAIDs)を導入したコンドロイチン硫酸誘導体を評価することを目的に、当該モデルにおけるケトプロフェン結合コンドロイチン硫酸(KP-(F,F)-CS)、インドメタシン結合コンドロイチン硫酸(IM-(F,F)-CS)、フェルビナク結合コンドロイチン硫酸(FB-(F,F)-CS)及びジクロフェナク結合コンドロイチン硫酸(DF-CS)の鎮痛作用を評価した。
起炎剤には0.1mol/L硝酸銀溶液を0.22μmフィルターでろ過したものを用いた。全身麻酔には小動物用麻酔器(TK-4、株式会社バイオマシナリー)に充填したイソフルランの吸入麻酔(濃度3.0%、流量2.0 L/min)を用いた。
ラット(Crj:SD系(SPF)、雄性、5週齢)を全身麻酔下で背位固定し、左腓腹筋周辺を広くバリカンで剃毛した。注射部位周辺を70%アルコールで噴霧消毒し、インスリン皮下投与用針付注射筒(マイジェクター(登録商標)、テルモ株式会社)を用いて0.1 mol/L硝酸銀溶液を100 μL/siteの容量でラットの左腓腹筋内側に筋肉内投与し、硝酸銀誘発ラット筋肉障害疼痛モデルを作製した。
試験物質:
(1)PBS(Control)
(2)1%(w/v%)ジクロフェナク結合コンドロイチン硫酸(DF-CS)
(3)5%(w/v%)フッ素導入インドメタシン結合コンドロイチン硫酸(IM-(F,F)-CS)
(4)5%(w/v%)フッ素導入ケトプロフェン結合コンドロイチン硫酸(KP-(F,F)-CS)
(5)5%(w/v%)フッ素導入フェルビナク結合コンドロイチン硫酸(FB-(F,F)-CS)
試験物質投与後24、48及び72時間に、各個体の歩行状態をブラインド下で肉眼観察し、以下の基準に従って4段階にスコア化した。結果は図3に示す。
図3において、結果は、平均疼痛スコア±標準誤差(各群例数=8)によって示した。また、***及び*は、パラメトリックTukey検定において、それぞれ***p<0.001、*p<0.05(vs Control)を示す。
スコア0:正常
スコア1:軽度の跛行
スコア2:重度の跛行
スコア3:三足歩行
図4において、結果は、平均刺激圧スコア±標準誤差(各群例数=8)によって示した。また、***及び*は、パラメトリックTukey検定において、それぞれ***p<0.001、*p<0.05(vs Control)を示す。
図3より、1%DF-CS、5%IM-(F,F)-CS 、5%KP-(F,F)-CS はControl群と比較して有意に疼痛スコアを改善した。一方、5%FB-(F,F)-CSは、Control群と比較し有意な差は認められなかったもののControl群と比較していずれの評価時点においても低値であった。
また、図4より、1%DF-CS、5%IM-(F,F)-CS 、5%KP-(F,F)-CS 及び5%FB-(F,F)-CSは、いずれもControl群と比較して有意に筋圧痛閾値を上昇させた。それらの化合物間に明確な違いは認められなかった。
B4-1.目的
スペーサーの結合様式の異なるケトプロフェン結合コンドロイチン硫酸(KP-CS、KP-(F)-CS及びKP-(F,F)-CS)の鎮痛作用を比較し、リリース速度の差異が薬効に与える影響を検証することを目的とした。
上記試験例B3の実験手順に準じ実験を行い、下記試験物質に関する評価を行った。
試験物質:
(1)PBS(Control)
(2)5%(w/v%)ケトプロフェン結合コンドロイチン硫酸溶液(KP-CS)
(3)5%(w/v%)フッ素導入ケトプロフェン結合コンドロイチン硫酸溶液(KP-(F)-CS)
(4)5%(w/v%)フッ素導入ケトプロフェン結合コンドロイチン硫酸溶液(KP-(F,F)-CS)
図5において、結果は、平均疼痛スコア±標準誤差(各群例数=10)によって示した。また、***及び**は、パラメトリックDunnett検定において、それぞれ***p<0.001、**p<0.01(vs Control)を示す。
スコア0:正常
スコア1:軽度の跛行
スコア2:重度の跛行
スコア3:三足歩行
図6において、結果は、平均刺激圧スコア±標準誤差(各群例数=10)によって示した。また、***は、パラメトリックDunnett検定において、***p<0.001(vs Control)を示す。
図5より、KP-(F)-CS及びKP-(F,F)-CS群はControl群と比較して有意な疼痛スコアの改善作用を示した。一方、KP-CS群は、投与後1日に僅かにスコアが低値であったもののその作用は弱く、Control群との間に有意な差は見られなかった。
図6より、KP-(F)-CS及びKP-(F,F)-CS群は、いずれもControl群と比較して有意に筋圧痛閾値を上昇させた。その2群間に差は見られなかった。一方、KP-CS群とControl群との間に有意な差は見られず、それらは投与後3日間ほぼ同様に推移した。
5%KP-(F)-CS及び5%KP-(F,F)-CSはいずれも3日間の鎮痛作用を示した。一方、5%KP-CSは、疼痛スコアの改善作用及び圧疼痛閾値の上昇作用を示さなかった。別途、in vitroリリース試験において、KP-(F,F)-CS > KP-(F)-CS > KP-CSの順でKPのリリースが早くなることが確認されており、結合体からリリースされたKPが鎮痛作用を発揮していると推察された。
B5-1.目的
非ステロイド性抗炎症薬(NSAIDs)を導入したヒアルロン酸誘導体の結合様式の違いによる薬効への影響を検証することを目的に、当該モデルにおけるジクロフェナク結合ヒアルロン酸(ジクロフェナク-アミノエタノール-ヒアルロン酸:DF-HA) 、立体障害基導入ジクロフェナク結合ヒアルロン酸(ジクロフェナク-(1-アミノ-2-プロパノール)-ヒアルロン酸:DF-(Me)-HA)の鎮痛作用を評価した。
起炎剤には0.1mol/L硝酸銀溶液を0.22μmフィルターでろ過したものを用いた。全身麻酔には小動物用麻酔器(TK-4、株式会社バイオマシナリー)に充填したイソフルランの吸入麻酔(濃度3.0%、流量2.0L/min)を用いた。
ラット(Crj:SD系(SPF)、雄性、5週齢)を全身麻酔下で背位固定し、左腓腹筋周辺を広くバリカンで剃毛した。注射部位周辺を70%アルコールで噴霧消毒し、インスリン皮下投与用針付注射筒(マイジェクター(登録商標)、テルモ株式会社)を用いて0.1mol/L硝酸銀溶液を100μL/siteの容量でラットの左腓腹筋内側に筋肉内投与し、硝酸銀誘発ラット筋肉障害疼痛モデルを作製した。
試験物質:
(1)クエン酸緩衝液(Control)
(2)1%(w/v%)ジクロフェナク結合ヒアルロン酸(DF-HA)
(3)1%(w/v%)立体障害基導入ジクロフェナク結合ヒアルロン酸(DF-(Me)-HA)
試験物質投与後24、48及び72時間に、各個体の歩行状態をブラインド下で肉眼観察し、以下の基準に従って4段階にスコア化した。結果は図7に示す。
図7において、結果は、平均疼痛スコア±標準誤差(各群例数=8)によって示した。また、**及び*は、パラメトリックTukey検定において、それぞれ**p<0.01、*p<0.05(vs Control)を示す。
スコア0:正常
スコア1:軽度の跛行
スコア2:重度の跛行
スコア3:三足歩行
図8において、結果は、平均刺激圧スコア±標準誤差(各群例数=8)によって示した。また、***は、パラメトリックTukey検定において、***p<0.001(vs Control)を示す。
図7より、1%DF-HA及び1%DF-(Me)-HAはControl群と比較して有意に疼痛スコアを改善した。化合物間に明確な違いは認められなかった。
また、図8より、1%DF-HA及び1%DF-(Me)-HAは、いずれもControl群と比較して有意に筋圧痛閾値を上昇させた。それらの化合物間の作用に明確な違いは認められず、投与後3日間ほぼ同様に推移した。
1%DF-HA及び1%DF-(Me)-HAはいずれも3日間の鎮痛作用を示した。それらの化合物間の作用に有意な差は認められず、それらの投与後3日間の鎮痛作用は同様と考えられた。
B6-1.目的
ジクロフェナク結合ヒアルロン酸ナトリウム(DF-HA)の筋肉内投与における鎮痛作用についてその持続性を検証することを目的に、当該モデルにおけるDF-HAの投与10日後の鎮痛作用を評価した。
クエン酸緩衝液を溶媒とする下記を被験物質として調製した。
試験物質:
(1)クエン酸緩衝液(Control)
(2)1%(w/v%)ジクロフェナク結合ヒアルロン酸(DF-HA)
ラット(Crj:SD系(SPF)、雄性、8週齢)を全身麻酔下で背位固定し、左腓腹筋周辺を広くバリカンで剃毛した。注射部位周辺を70%アルコールで噴霧消毒し、インスリン皮下投与用針付注射筒(マイジェクター(登録商標)、テルモ株式会社)を用いて各試験物質を100μL/siteの容量でラットの左腓腹筋内側に筋肉内投与した。
試験物質投与後10日に、各群に10 mg/mLカラゲニン溶液を投与した。投与方法は、試験物質と同様、イソフルランによる吸入麻酔下、腓腹筋周囲を70%アルコールで噴霧消毒し、29Gインスリン皮下投与用針付注射筒を用いて100μL/siteの容量で左腓腹筋内側に筋肉内投与した。
カラゲニン溶液投与後3時間に、各個体におけるPAM鎮痛効果測定装置(バイオリサーチセンター株式会社)による投与部位の刺激圧評価を行った。具体的には、投与部位(腓腹筋内側頭)への圧刺激によって、ラットが逃避反応(足の引っ込み行動、鳴き声、身震いなど)を示した際の刺激圧(N(ニュートン))を測定した。結果は図9に示す。
図9において、結果は、平均刺激圧±標準誤差(各群例数=7)によって示した。また、*は、t検定において、*p<0.05(vs Control)を示す。
図9より、10日前に筋肉内投与された1%DF-HAはControl群と比較して有意に筋圧痛閾値を上昇させた。
筋肉内投与された1%DF-HAは投与後10日間の鎮痛作用を示すことが明らかとなった。
B7-1.目的
非ステロイド性抗炎症薬(NSAIDs)を導入したヒアルロン酸誘導体の結合様式の違いによる薬効持続性への影響を検証することを目的に、当該モデルにおけるジクロフェナク結合ヒアルロン酸(ジクロフェナク-アミノエタノール-ヒアルロン酸:DF-HA)、立体障害基導入ジクロフェナク結合ヒアルロン酸(ジクロフェナク-(1-アミノ-2-プロパノール)-ヒアルロン酸:DF-(Me)-HA)の投与後14日の鎮痛作用を評価した。
各々、クエン酸緩衝液を溶媒とする下記を被験物質として調製した。
試験物質:
(1)クエン酸緩衝液(Control)
(2)1%(w/v%)ジクロフェナク結合ヒアルロン酸(DF-HA)
(3)1%(w/v%)立体障害基導入ジクロフェナク結合ヒアルロン酸(DF-(Me)-HA)
ラット(Crj:SD系(SPF)、雄性、7週齢)を全身麻酔下で背位固定し、左腓腹筋周辺を広くバリカンで剃毛した。注射部位周辺を70%アルコールで噴霧消毒し、インスリン皮下投与用針付注射筒(マイジェクター(登録商標)、テルモ株式会社)を用いて各試験物質を100μL/siteの容量でラットの左腓腹筋内側に筋肉内投与した。
試験物質投与後14日に、各群に10mg/mLカラゲニン溶液を投与した。投与方法は、試験物質と同様、イソフルランによる吸入麻酔下、腓腹筋周囲を70%アルコールで噴霧消毒し、29Gインスリン皮下投与用針付注射筒を用いて100μL/siteの容量で左腓腹筋内側に筋肉内投与した。
カラゲニン溶液投与後3時間に、各個体におけるPAM鎮痛効果測定装置(バイオリサーチセンター株式会社)による投与部位の刺激圧評価を行った。具体的には、投与部位(腓腹筋内側頭)への圧刺激によって、ラットが逃避反応(足の引っ込み行動、鳴き声、身震いなど)を示した際の刺激圧(N(ニュートン))を測定した。結果は図10に示す。
図10において、結果は、平均刺激圧±標準誤差(各群例数=10)によって示した。
図10より、14日前に筋肉内投与された1%DF-HAは筋圧痛閾値の上昇作用を示さず、Control群との間に有意な差は認められなかった。一方、1%DF-(Me)-HAはControl群と比較して有意に(t検定においてp<0.05(vs Control))筋圧痛閾値を上昇させた。
筋肉内投与された1%DF-HAの鎮痛作用は14日未満であるのに対し、1%DF-(Me)-HAは14日間の鎮痛作用を示すことが明らかとなった。DF-(Me)-HAのDF-HAと比較した薬効の持続性が明確となった。
B8-1.目的
ジクロフェナク結合コンドロイチン硫酸(ジクロフェナク-(2-アミノエタノール)-コンドロイチン硫酸: DF-CS)の筋肉内投与における鎮痛作用についてその持続性を検証することを目的に、当該モデルにおけるDF-CSの投与7日後の鎮痛作用を評価した。
PBSを溶媒とする下記を試験物質として調製した。
試験物質:
(1)PBS(Control)
(2)1%(w/v%)ジクロフェナク結合コンドロイチン硫酸(DF-CS)
ラット(Crj:SD系(SPF)、雄性、9週齢)を全身麻酔下で背位固定し、左腓腹筋周辺を広くバリカンで剃毛した。注射部位周辺を70%アルコールで噴霧消毒し、インスリン皮下投与用針付注射筒(マイジェクター(登録商標)、テルモ株式会社)を用いて試験物質を100μL/siteの容量でラットの左腓腹筋内側に筋肉内投与した。
試験物質投与後7日に、各群に10 mg/mLカラゲニン溶液を投与した。投与方法は、試験物質と同様、イソフルランによる吸入麻酔下、腓腹筋周囲を70%アルコールで噴霧消毒し、29Gインスリン皮下投与用針付注射筒を用いて100μL/siteの容量で左腓腹筋内側に筋肉内投与した。
カラゲニン溶液投与後3時間に、各個体におけるPAM鎮痛効果測定装置(バイオリサーチセンター株式会社)による投与部位の刺激圧評価を行った。具体的には、投与部位(腓腹筋内側頭)への圧刺激によって、ラットが逃避反応(足の引っ込み行動、鳴き声、身震いなど)を示した際の刺激圧(N(ニュートン))を測定した。結果は図11に示す。
図11において、結果は、平均刺激圧±標準誤差(各群例数=6又は7)によって示した。また、*は、t検定において、*p<0.05(vs Control)を示す。
図11より、7日前に筋肉内投与された1%DF-CSはControl群と比較して有意に筋圧痛閾値を上昇させた。
筋肉内投与された1%DF-CSは投与後7日間の鎮痛作用を示すことが明らかとなった。
B9-1.目的
非ステロイド性抗炎症薬(NSAIDs)を導入したコンドロイチン硫酸誘導体の結合様式の違いによる薬効持続性への影響を検証することを目的に、当該モデルにおける、スペーサーの結合様式の異なるジクロフェナク結合コンドロイチン硫酸(DF-(Me)-CS、DF-(Thr)-CS及びDF-(Ser)-CS)の投与後10日の鎮痛作用を評価した。
PBSを溶媒とする下記を試験物質として調製した。
試験物質:
(1)PBS(Control)
(2)1%(w/v%)ジクロフェナク-(1-アミノ-2-プロパノール)-コンドロイチン硫酸(DF-(Me)-CS)
(3)1%(w/v%)ジクロフェナク(トレオニンエチルエステル)-コンドロイチン硫酸(DF-(Thr)-CS)
(4)1%(w/v%)ジクロフェナク(セリンエチルエステル)-コンドロイチン硫酸(DF-(Ser)-CS)
図12において、結果は、平均刺激圧±標準誤差(各群例数=8)によって示した。また、*は、t検定において、*p<0.05(vs Control)を示す。
図12より、10日前に筋肉内投与された1%DF-(Me)-CSはControl群と比較して有意に筋圧痛閾値を上昇させた。
筋肉内投与された1%DF-(Me)-CSは投与後10日間の鎮痛作用を示すことが明らかとなった。
本明細書に記載された全ての文献、特許出願、及び技術規格は、個々の文献、特許出願、及び技術規格が参照により取り込まれることが具体的かつ個々に記された場合と同程度に、本明細書に参照により取り込まれる。
Claims (14)
- グリコサミノグリカンに由来する基と、カルボキシ基及びヒドロキシ基の少なくとも一方を有する生理活性物質に由来する基とが、スペーサーを介する共有結合で連結されたグリコサミノグリカン誘導体に含まれるスペーサーを、生理活性物質に由来する基とスペーサーとの共有結合の分解速度に応じて選択することを含む、グリコサミノグリカン誘導体からの生理活性物質の遊離速度の制御方法。
- グリコサミノグリカンに由来する基と、カルボキシ基及びヒドロキシ基の少なくとも一方を有する生理活性物質に由来する基とがスペーサーを介する共有結合で連結され、スペーサーが生理活性物質に由来する基との共有結合の分解速度に応じて選択される、グリコサミノグリカン誘導体 。
- グリコサミノグリカンが、コンドロイチン硫酸、ヒアルロン酸、ヘパリン、へパラン硫酸、ケラタン硫酸、デルマタン硫酸及びこれらの誘導体からなる群より選択される少なくとも1種である、請求項2に記載のグリコサミノグリカン誘導体。
- 生理活性物質が、非ステロイド性抗炎症薬、ステロイド、抗リウマチ薬、抗アレルギー薬、高脂血症治療薬及びβ刺激薬からなる群より選択される少なくとも1種である、請求項2又は請求項3に記載のグリコサミノグリカン誘導体。
- 生理活性物質に由来する基とスペーサーとが、エステル結合で共有結合している請求項2~請求項4のいずれか1項に記載のグリコサミノグリカン誘導体。
- グリコサミノグリカンに由来する基とスペーサーとが、アミド結合で共有結合している請求項2~請求項5のいずれか1項に記載のグリコサミノグリカン誘導体。
- スペーサーがアミノアルコール、アミノ酸及びこれらの誘導体からなる群より選択される少なくとも1種の化合物に由来する2価以上の基である、請求項2~請求項6のいずれか1項に記載のグリコサミノグリカン誘導体。
- スペーサーが下記一般式(I)で表されるアミノ酸に由来する2価の基である、請求項2~請求項7のいずれか1項に記載のグリコサミノグリカン誘導体。
-HN-(CH2)m-CR11R12-CR13R14-CO- (I)
(式中、mは0~12の整数を示す。R11~R14はそれぞれ独立に、水素原子、電子吸引基、電子供与基又は立体障害性基を示す) - スペーサーが下記一般式(II)で表されるアミノアルコールに由来する2価の基である、請求項2~請求項7のいずれか1項に記載のグリコサミノグリカン誘導体。
-HN-(CH2)n-CR21R22-CR23R24-O- (II)
(式中、nは0~12の整数を示す。R21~R24はそれぞれ独立に、水素原子、電子吸引基、電子供与基又は立体障害性基を示す) - スペーサーが、グリシン、アラニン、ロイシン、イソロイシン、バリン、セリン、トレオニン、アスパラギン酸、グルタミン酸、アスパラギン、グルタミン、アルギニン、リジン、ヒスチジン、トリプトファン、フェニルアラニン、チロシン、メチオニン、システイン、プロリン、β-アラニン及びこれらの誘導体からなる群より選択される少なくとも1種のアミノ酸に由来する2価以上の基、又はアミノプロパノール、アミノエタノール及びこれらの誘導体からなる群より選択される少なくとも1種のアミノアルコールに由来する2価以上の基である、請求項2~請求項7のいずれか1項に記載のグリコサミノグリカン誘導体。
- 請求項2~請求項10のいずれか1項に記載のグリコサミノグリカン誘導体を含む医薬組成物。
- 請求項2~請求項10のいずれか1項に記載のグリコサミノグリカン誘導体を含む放出制御製剤。
- 請求項2~請求項10のいずれか1項に記載のグリコサミノグリカン誘導体を含む持続型疼痛抑制剤。
- カルボキシ基及びヒドロキシ基の少なくとも一方を有する生理活性物質を準備することと、
生理活性物質に由来する基と共有結合を形成するスペーサーを該共有結合の分解速度に応じて選択することと、
生理活性物質に由来する基とグリコサミノグリカンに由来する基とをスペーサーを介して共有結合することと、
を含むグリコサミノグリカン誘導体の製造方法。
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