СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОНЪЮГАТОВ АЛЬГИНОВОЙ КИСЛОТЫ Российский патент 2006 года по МПК C08B37/04 A61K31/734 

Описание патента на изобретение RU2283848C1

Изобретение относится к области химии и биохимии, в частности к способу получения новых веществ, производных альгиновой кислоты, которые могут быть использованы в медицине, фармакологии.

Альгиновая кислота, полисахарид линейного строения, содержится в бурых водорослях, впервые выделена Е.Стендфордом в 1881 году и состоит из остатков β-D-маннуроновой и L-гулуроновой кислот, связанных между собой (1→4)-гликозидными связями. В природе альгиновая кислота находится в виде натриевой соли - альгината натрия. Химический состав и молекулярная масса альгината зависят от вида водорослей, используемых в качестве сырья, а также от способов выделения, при этом выход альгината составляет не менее 30% в расчете на высушенное сырье [Методы химии углеводов. Под редакцией чл.-корр. АН СССР Кочеткова Н.К. - Москва: 1967. - 317 С.]. Из альгинатов производятся натрий-, кальций-альгинатные, кальциево-хромовые волокна; последние устойчивы к воспламенению. Альгинаты включают в состав ряда композиционных материалов.

Свойства альгината, как неиммуногенного полисахарида, высокозаряженного полиэлектролита и комплексона, образующего очень вязкие растворы даже при умеренных концентрациях в воде, позволяют применять его в качестве загустителя в пищевом производстве, для изготовления фотографических пленок, извлечения различных металлов (в ионизированной форме) из загрязненной воды [Takeshi G., Matsushima К., Kikuchi Ken-Ichi. Preparation of aiginate-chitosan hybrid gel beads and adsorption of divalent metal ions. Short Communication. // Chemosphere 2004. V.55. P.135-140]. Альгинат также используют в фармакологии в качестве носителя лекарственных средств, например, для капсулирования инсулина [Leung Y.F., O'Shea G.M., Goosen M.F., Sun A.M. Microencapsulation of crystalline insulin or islets of Langerhans: an insulin diffusion study. // Artif. Organ. 1983. V.7(2). P.208-212], дипиридамола [Gursoy A., Kalkan F., Okar I. Preparation and tabletting of dipyridamole alginate-Eudragit microspheres. // J. Microencapsul. 1998. V.15(5). P.621-628] и других субстанций [Hughes M., Vassilakos A., Andrews D.W., Hortelano G., Belmont J.W., Chang P.L. Delivery of a secretable adenosine deaminase through microcapsules a novel approach gene therapy. // Hum. Gene Ther. 1994. V.5(12). P.1445-1455].

На основе альгиновой кислоты или ее натрий-кальциевых солей известны фармакопейные препараты: «Альгимаф» (в сочетании с сульфаниламидным препаратом «Мафенид») и «Альгипор» (в сочетании с антисептиком фурацилином) - ранозаживляющие средства с резорбтивным и регенерирующим действием [Машковский М.Д. Лекарственные средства. - Харьков: Торсинг, 1997. - Т.1, 2. - 590 С.]. Из альгинатного волокна производятся стерильные повязки для обработки раневых поверхностей с обильным отделением экссудата: «Супрасорб-А», «Мелгисорб» и «Калтостат».

В последние годы проявляется большой интерес к получению и исследованию биологических свойств кислых полисахаридов, химически модифицированных по карбоксильной функции. Модификация полисахаридов позволяет изменить их физико-химические и биологические свойства. Конъюгаты полисахаридов с лекарственными субстанциями могут обладать большей растворимостью или продолжительностью действия по сравнению с самими лекарствами, могут использоваться как препараты комбинированного действия. В результате ковалентного связывания с полимерной матрицей может снизиться токсичность аминосодержащих соединений.

Для ковалентного связывания аминосодержащих соединений с кислыми полисахаридами (ПС-СООН) в качестве водоотнимающих реагентов применяются водорастворимые карбодиимиды, например 1-этил-3-[3-(диметиламино)пропил]карбодиимид (EDC). При этом образуются соответствующие амиды

Этим методом (в водной среде при рН 6) был синтезирован конъюгат альгината с биотином, применяемый в качестве биосенсора [Polyak В., Geresh S., Marks R.S. Synthesis and characterization of a biotin-alginate conjugate and its application in a biosensor construction. // Biomacromolecules. 2004. V.5(2). P.389-396]. Конверсия карбоксигрупп альгината составила 20% мольн.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ получения конъюгатов альгиновой кислоты (альгината) с некоторыми α-аминокислотами: лизином, фенилаланином, аргинином и аспарагиновой кислотой в присутствии EDC [Huiguang Zhu, Rongyi Lin, Changyou Gao, Linxian Feng, Jiacong Shen. Surface engineering of poly (DL-lactic acid) by entrapment of alginate-amino asid derivatives for promotion of chondrogenesis. // Biomaterials. 2002. V.23. P.3141-3148]. При этом применяется предварительное активирование карбоксильных групп альгината карбодиимидом в течение 2 ч в фосфатном буфере при 4°С и рН 5. Затем в реакционную смесь добавляется соответствующая аминокислота, и реакция проводится в течение 24 ч. При этих условиях с альгиновой кислотой реагирует 2-4 мас.% соответствующей аминокислоты. Синтезированные конъюгаты полезны в качестве активаторов хондрогенеза.

Авторами предлагается способ получения конъюгатов альгиновой кислоты с соединениями, содержащими первичную аминогруппу, путем их взаимодействия с альгиновой кислотой в водной среде (рН 4.7-4.8) в присутствии 1-этил-3-[3-(диметиламино)пропил]карбодиимида. Предварительного активирования карбоксигрупп альгиновой кислоты не требуется. Реакция протекает при комнатной температуре в течение 30 минут с образованием соответствующих конъюгатов с высокой конверсией карбоксильных групп альгиновой кислоты. В качестве аминосодержащих соединений были использованы фармакологически значимые n- и о-аминофенолы, 5- и 4-аминосалициловые, антраниловая и n-аминобензойная кислоты, этиловый эфир n-аминобензойной кислоты (анестезин), β-диэтиламиноэтиловый эфир n-аминобензойной кислоты (новокаин), 1-фенил-2,3-диметил-4-аминопиразолон-5 (4-аминоантипирин), гидразид изоникотиновой кислоты (изониазид), 2-аминоэтансульфоновая кислота (таурин), 7-аминоцефалоспориновая кислота, а также сульфаниламидные препараты, содержащие свободную аминогруппу, такие как n-аминобензолсульфамид (стрептоцид), n-аминобензолсульфацетамид-натрий (сульфацил-натрий) и др. (биологические свойства перечисленных соединений приведены в таблице).

где R=С6Н4ОН (остатки п- или о-аминофенола), С6Н4СООН (остатки п-аминобензойной и антраниловой кислот), C6Н3(ОН)СООН (остатки 4- или 5-аминосалициловых кислот), С6Н4СООС2Н5 (остаток этилового эфира п-аминобензойной кислоты), C6H4COO(CH2)2N(C2H5)2 (остаток бета-диэтиламиноэтилового эфира п-аминобензойной кислоты), C5H4NCONH (остаток гидразида изоникотиновой кислоты), CH2CH2SO3H (остаток 2-аминоэтансульфоновой кислоты), C9O5NSH10 (остаток 7-аминоцефалоспориновой кислоты), C9ON2H11 (остаток 1-фенил-2,3-диметил-4-аминопиразолона-5 (4-аминоантипирина), а также остатки сульфаниламидных препаратов, содержащих свободную аминогруппу, таких как C6H4SO2NH2 (остаток п-бензолсульфамида), C6H4SO2N(Na)COCH, (остаток п-аминобензолсульфацетамид-натрия).

ТаблицаХарактеристика аминосодержащих соединений RNH2Характеристика конъюгатов альгиновой кислотыФормулаУФ-спектр: (Н2О, λmax, нм)СвойстваУФ-спектр: (Н2О, λmax, нм)Химические сдвиги* протонов в остатках аминов, м.д.Свойства
n-аминофенол (1)
297Производное n-аминофенола - N-ацетил-n-аминофенол (парацетамол) является противовоспалительным и жаропонижающим средством.2537.1 и 7.5 уш.спротивовоспалительные и антимикробные

о-аминофенол (2)
284Участвует в метаболических путях триптофана281 и 3087.1, 7.3 и 7.6 уш.сантимикробные

п-аминобензойная кислота(3)
272n-аминобензойная кислота является физиологическим веществом, необходимым для роста многих микроорганизмов (например, молочнокислых бактерий) и некоторых животных (например, цыплят); является витамином H1. n-аминобензойная кислота является антагонистом многих сульфамидов. Содержится в дрожжах, является компонентом пептидов с несколькими (6-11) остатками глютаминовой кислоты и участвует в построении молекулы фолиевой (птероилглутаминовой) кислоты. В виде эфиров применяется как местноанестезирующее средство (этиловый эфир n-аминобензойной кислоты - анестезин). В качестве действующего вещества (0.007%) входит в состав глазных капель «Актипол» с антивирусным, иммуномодулирующим (индуктор интерферона), радиопротекторным и репаративным действием.2897.8 и 8.0 уш.сантивирусные, иммуномодулирующие, радиопротекторные и репаративные

антраниловая кислота (4)
259 и 303Участвует в метаболизме триптофана. Производное антраниловой кислоты - препарат «мефенамовая кислота» (N-(2,3-диметилфенил)-антраниловая кислота) обладает анальгезирующей, жаропонижающей и противовоспалительной активностью (превосходит салицилаты).3207.3, 7.6, 8.1 и 8.5 уш.спротивовоспалительные


4-аминосалициловая кислота(5)
265 и 299В виде натриевой соли (ПАСК-натрий) - противотуберкулезное средство.267 и 3046.9-7.5 уш. спротивотуберкулезные

5-аминосалициловая кислота(6)
301Препарат «Месалазин». Применяется для лечения острого язвенного колита и болезни Крона. Как и ацетилсалициловая кислота, является ингибитором синтеза простагландинов и обладает противовоспалительной активностью.3137.0, 7.7 и 8.1 уш. спротивовоспалительные, антисептические, гемостатические

этиловый эфир n-аминобензойной кислоты (анестезин) (7)
285Является активным поверхностным местноанестезирующим средством. Широко используется в виде мазей, присыпок и других лекарственных форм для обезболивания.2717.8 и 8.1 уш.санестезирующие
β-диэтиламиноэтиловый эфир n-аминобензойной кислоты (новокаин) (8)291Местноанестезирующее средство. Широко используется для местной анестезии, главным образом, для инфильтрационной и спинномозговой. Иногда также назначается для внутрикостной анестезии.2747.8 и 8.1 уш.санестезирующие
гидразид изоникотиновой кислоты (изониазид) (9)
266Противотуберкулезное средство. Также является составной частью раствора «Изонидез», применяемого как средство профилактики спаечной болезни после хирургических вмешательств на органах брюшной полости.2638.0 и 8.9 уш.спротивотуберкулезные
Н2N-СН2СН2SO3Н
2-аминоэтансульфоновая кислота (таурин) (10)
-Средство, регулирующее метаболические процессы. Способствует улучшению энергетических процессов, играет большую роль в обмене жиров, входит в состав парных желчных кислот (таурохолевой, тауродезоксихолевой), способствующих эмульгированию жиров в кишечнике. В мозге таурин играет роль нейромедиаторной аминокислоты, тормозящей синаптическую передачу, обладает противосудорожной активностью, оказывает кардиотропное действие. Характерной особенностью таурина является способность-**противовоспалительные и репаративные

стимулировать репаративные процессы при дистрофических нарушениях сетчатки глаза, травматических поражениях тканей глаза.
7-аминоцефалоспориновая кислота (11)
262Прекурсор для производства цефалоспориновых антибиотиков2622.0 с (для метильных протонов СОСН3-группы)противомикробные

1-фенил-2,3-диметил-4-аминопиразолон-5(4-аминоантипирин) (12)
245 и 2811-фенил-2,3-диметил-4-аминопиразолон-5 (4-аминоантипирин) - структурный аналог анальгина, бутадиона (анальгезирующих и жаропонижающих средств).2628.0 и 8.9 уш. санальгезирующие

n-бензолсульфамид (стрептоцид) (13)
259Противомикробное средство.2597.6 и 7.9 уш. сантимикробные

п-аминобензолсульфацетамид-натрий (сульфацил-натрий, альбуцид)(14)
260Противовирусное и противопаразитарное средство. Препарат эффективен при стрептоккоковых, гонококковых, пневмококковых и коли-бациллярных инфекциях.2637.8 и 8.0 уш. спротивовирусные и антимикробные
* Кроме сигналов ароматических протонов, в спектрах конъюгатов альгиновой кислоты наблюдаются все сигналы, соответствующие остаткам аминосодержащих соединений (в таблице не приводятся).
** Конверсию карбоксигрупп АК, модифицированной таурином, определяли по содержанию серы.

Пример 1. К смеси 29.7 мг (0.15 ммоль) альгината (АК) и 16.4 мг (0.15 ммоль) n-аминофенола в 15 мл Н2О добавляют 0.1 н. NaOH (или, если требуется, 0.1 н. HCl) до рН 4.7-4.8, затем при интенсивном перемешивании и температуре 20-22°С вносят 28.8 мг (0.15 ммоль) карбодиимида (соотношение реагентов АК:RNH2:EDC=1:1:1), поддерживая рН 4.7-4.8 титрованием 0.1 н. HCl. Через 0.5 ч к охлажденной до 0°С реакционной смеси последовательно добавляют 0.1 н. NaOH (до рН 7-8), 2-3 мл насыщенного раствора NaCl и 15-20 мл охлажденного этанола. Выпавший осадок отделяют центрифугированием, растворяют в 10 мл 6% NaCl, добавляют 10-15 мл этанола. Вновь выпавший осадок центрифугируют, промывают этанолом (10×3 мл), затем эфиром (10×3 мл) и сушат при температуре ≤60°С и пониженном давлении. Получают ˜30 мг конъюгата в виде белого порошка. Конверсия карбоксигрупп альгиновой кислоты в конъюгате с n-аминофенолом - 100%.

Конверсию карбоксильных групп альгиновой кислоты определяют по данным 1Н-ЯМР-спектроскопии из соотношения приведенных к одному протону суммарных интенсивностей сигналов протонов, отвечающих остаткам аминов, и сигналов в области 3.5-4.5 м.д. (Н и ОН-групп пиранозного цикла альгиновой кислоты).

Спектры 1Н-ЯМР регистрировали для растворов в D2O на спектрометре Bruker АМХ-300 (рабочая частота для 1Н-ЯМР-300.13 МГц), в качестве внутреннего стандарта использовали натриевую соль 3-(триметилсилил)-1-пропансульфоновой кислоты. УФ-спектры получали на спектрофотометре Specord M-40. Контроль рН растворов проводили с помощью рН-метра «рН-340».

Пример 2-14. Реакцию альгиновой кислоты с соответствующим амином (2-14) и очистку продуктов проводят аналогично примеру 1. Конверсия карбоксигрупп альгиновой кислоты во всех случаях составляла 100%.

В таблице для каждого конъюгата АК приведены сигналы ароматических протонов (кроме таурина и 7-аминоцефалоспориновой кислоты), отвечающих остаткам аминов, относительно которых определяют конверсию карбоксигрупп альгиновой кислоты. Также приведены данные УФ-спектроскопии и охарактеризованы свойства конъюгатов.

Похожие патенты RU2283848C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МОДИФИЦИРОВАННЫХ АРАБИНОГАЛАКТАНОВ 2007
  • Понеделькина Ирина Юрьевна
  • Саитгалина Эльвира Азаматовна
  • Толстиков Генрих Александрович
  • Джемилев Усеин Меметович
  • Толстикова Татьяна Генриховна
  • Одиноков Виктор Николаевич
  • Лукина Елена Сергеевна
RU2359975C2
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МОДИФИЦИРОВАННОГО ДЕРМАТАНСУЛЬФАТА 2005
  • Понеделькина Ирина Юрьевна
  • Одиноков Виктор Николаевич
  • Лукина Елена Сергеевна
  • Джемилев Усеин Меметович
  • Иванова Ольга Владимировна
  • Саитгалина Эльвира Азаматовна
RU2318830C2
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОНЪЮГАТОВ ГЕПАРИНА 2005
  • Понеделькина Ирина Юрьевна
  • Одиноков Виктор Николаевич
  • Лукина Елена Сергеевна
  • Сибагатуллин Нур Гасымович
  • Суфияров Ильдар Фанусович
  • Серик Евгений Михайлович
  • Джемилев Усеин Меметович
RU2298406C2
ПРОИЗВОДНЫЕ ГИАЛУРОНОВОЙ КИСЛОТЫ С ПОНИЖЕННОЙ БИОДЕГРАДИРУЕМОСТЬЮ 2007
  • Понеделькина Ирина Юрьевна
  • Саитгалина Эльвира Азаматовна
  • Лукина Елена Сергеевна
  • Одиноков Виктор Николаевич
  • Джемилев Усеин Меметович
RU2350625C2
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ 5-(n-ЭТИЛКАРБОКСИФЕНИЛ)-, 5-(n-β-ДИЭТИЛАМИНОЭТИЛКАРБОКСИФЕНИЛ)- И 5-(n-СУЛЬФАЦЕТАМИДФЕНИЛ)-1,3,5-ДИТИАЗИНАНОВ 2007
  • Ахметова Внира Рахимовна
  • Надыргулова Гузель Ражаповна
  • Ниатшина Залифа Тимеряновна
  • Кунакова Райхана Валиулловна
  • Джемилев Усеин Меметович
RU2368603C2
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МОДИФИЦИРОВАННЫХ ГЛИКОЗАМИНОГЛИКАНОВ, ОБЛАДАЮЩИХ АНАЛЬГЕЗИРУЮЩИМИ СВОЙСТВАМИ 2005
  • Понеделькина Ирина Юрьевна
  • Одиноков Виктор Николаевич
  • Лукина Елена Сергеевна
  • Суфиярова Роза Шайхальнуровна
  • Парфенова Тамара Ильинична
  • Башкатов Сергей Александрович
  • Сибагатуллин Нур Гасымович
  • Джемилев Усеин Меметович
RU2283320C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОБЛАДАЮЩИХ ПОНИЖЕННОЙ РАСТВОРИМОСТЬЮ В ВОДЕ ПЛЕНОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ МОДИФИЦИРОВАННЫХ АМИНОСАЛИЦИЛОВЫМИ КИСЛОТАМИ КАРБОКСИЛСОДЕРЖАЩИХ ПОЛИСАХАРИДОВ 2007
  • Понеделькина Ирина Юрьевна
  • Суфияров Ильдар Фанусович
  • Лукина Елена Сергеевна
  • Саитгалина Эльвира Азаматовна
  • Одиноков Виктор Николаевич
  • Джемилев Усеин Меметович
RU2343932C1
КОНЪЮГАТ ГИАЛУРОНОВОЙ КИСЛОТЫ С НОВОКАИНОМ С АМФОТЕРНЫМИ СВОЙСТВАМИ 2011
  • Понеделькина Ирина Юрьевна
  • Лукина Елена Сергеевна
  • Петренко Елена Геннадьевна
RU2473351C2
НЕБЕЛКОВЫЕ КОНЪЮГАТНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ БОРОНОВОЙ КИСЛОТЫ И СПОСОБ ИХ ПОЛУЧЕНИЯ 1991
  • Франк Франтцен[No]
  • Эрлинг Сундрехаген[No]
RU2076127C1
Способ получения -(аминофенил)алифатических карбоновых кислот или их солей 1969
  • Рихард Виллиам Джеймс Карней
  • Джордж Де Стивенс
SU459886A3

Реферат патента 2006 года СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОНЪЮГАТОВ АЛЬГИНОВОЙ КИСЛОТЫ

Описан способ получения конъюгатов альгиновой кислоты путем взаимодействия ее с аминосодержащими соединениями (RNH2) в присутствии конденсирующего реагента 1-этил-3-[3-(диметиламино)пропил]карбодиимида в водной среде при комнатной температуре, рН 4.7-4.8. В качестве аминосодержащих соединений используют ряд фармакологически значимых аминов: n- и о-аминофенолы, 5- и 4-аминосалициловые, антраниловую и n-аминобензойную кислоты, этиловый эфир n-аминобензойной кислоты (анестезин), β-диэтиламиноэтиловый эфир n-аминобензойной кислоты (новокаин), 1-фенил-2,3-диметил-4-аминопиразолон-5(4-аминоантипирин), гидразид изоникотиновой кислоты (изониазид), 2-аминоэтансульфоновую кислоту (таурин), 7-аминоцефалоспориновую кислоту, а также сульфаниламидные препараты, такие как n-аминобензолсульфамид (стрептоцид), n-аминобензолсульфацетамид-натрий (сульфацил-натрий). Производные альгиновой кислоты могут быть использованы в медицине и фармакологии. 1 табл.

Формула изобретения RU 2 283 848 C1

Способ получения конъюгатов альгиновой кислоты (АК) путем ее взаимодействия с аминосодержащими соединениями в водной среде, рН 4,7-4,8, в присутствии конденсирующего реагента 1-этил-3-[3-(диметиламино)пропил]карбодиимида (EDC), отличающийся тем, что в качестве аминосодержащих веществ используют соединения общей формулы RNH2, где R=С6Н4OH (остатки n- или о-аминофенола), С6H4СООН (остатки n-аминобензойной или антраниловой кислот), С6Н3(ОН)СООН (остатки 4- или 5-аминосалициловых кислот), С6Н4СООС2Н5 (остаток этилового эфира n-аминобензойной кислоты), C6H4COO(CH2)2N(C2H5)2 (остаток β-диэтиламиноэтилового эфира n-аминобензойной кислоты), C5H4NCONH (остаток гидразида изоникотиновой кислоты), CH2СН2SO3Н (остаток 2-аминоэтансульфоновой кислоты), C9O5NSH10 (остаток 7-аминоцефалоспориновой кислоты), C9ON2H11 (остаток 1-фенил-2,3-диметил-4-аминопиразолона-5(4-аминоантипирина), а также остатки сульфаниламидных препаратов, содержащих свободную аминогруппу, таких как C6H4SO2NH2 (остаток n-бензолсульфамида), C6H4SO2N(Na)COCH3 (остаток n-аминобензолсульфацетамид-натрия) при мольном соотношении реагентов AK:RNH2:EDC=1:1:1.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2006 года RU2283848C1

HUNGUANG ZHU et al., Biomaterials, 2002, V.23, p.3141-3148
RU 2004108141 A, 20.04.2005
КОНЪЮГАТЫ ПОЛИМИКСИНА 1996
  • Капа Прасад Котесвара
  • Кардаш Глеб
  • Кьюсерови Эндрю
  • Лэйк Филип
  • Мэттнер Пол Джерард
  • Петтер Рассел К.
  • Прашад Махавир
  • Шарма Сашил
RU2164149C2
RU 2003109617 А, 27.08.2004.

RU 2 283 848 C1

Авторы

Понеделькина Ирина Юрьевна

Одиноков Виктор Николаевич

Лукина Елена Сергеевна

Валиева Лилия Валерьевна

Джемилев Усеин Меметович

Башкатов Сергей Александрович

Суфиярова Роза Шайхальнуровна

Парфенова Тамара Ильинична

Серик Евгений Михайлович

Даты

2006-09-20Публикация

2005-06-16Подача