СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТРИСНАТРИЕВОЙ СОЛИ ХЛОРИНА Е6 Российский патент 2019 года по МПК C07D487/22 

Изобретение относится к химической промышленности, а именно к способам получения триснатриевой соли 18-карбокси-20-(карбоксиметил)-8-этенил-13-этил-2,3-дигидро-3,7,12,17-тетраметил-21Н, 23Н порфин-2-пропионовой кислоты (хлорина еб), которая является производным хлорофилла и используется в медицине и косметологии в качестве фотосенсибилизатора (ФС).

В настоящее время соединения на основе триснатриевой соли хлорина е6 нашли свое применение в косметологии [1] и медицине для фотодинамической терапии (ФДТ) рака и других новообразований различного генезиса, а также для флюоресцентной диагностики раковых клеток: известны такие фотосенсибилизирующие препараты как выпускаемый АО «Белмедпрепараты» ФОТОЛОН [2], выпускаемый ООО «BETA-ГРАНД» ФОТОДИТАЗИН [3], выпускаемый ООО «РАДА-ФАРМА» РАДАХЛОРИН [4] и др.

Все перечисленные препараты содержат хлорин 6 с примесями, в основном хлоринового ряда, «что обусловлено, как правило, способами его получения. Так, например, хлорин 6 в РАДАХЛОРИНЕ получен из феофорбида а, который в принципе не может обеспечить образование хлорина е 6 высокой степени чистоты. Фотодиазин содержит хлорин е6 высокой степени чистоты (97% и выше) с содержанием примесей хлоринового ряда не более 2-2.5%, однако этот водный раствор недостаточно устойчив и обладает ограниченным сроком хранения (не более 1 года) при хранении при температуре 4-8°С.

Специальными исследованиями показано [5], что максимально выраженным фотосенсибилизирующим эффектом обладает хлорин е6 высокой степени чистоты. Именно хлорин е6 высокой степени чистоты обладает максимально выраженными фотодинамическими свойствами к определенной опухоли или органу, а сопутствующие примеси, которые в основной своей массе легко агрегируют в водных средах, хотя и показывают в опытах ин витро примерно такие же фотофизические и фотодинамические свойства, что и хлорин е6 высокой чистоты, но по своему воздействию значительно отличаются от него в опытах ин виво, что значительно ухудшает потребительские свойства фотосенсибилизатора как лекарственного препарата. Эффективность препарата как фотосенсибилизатора определяется коэффициентом тропности или контрастности. Поэтому присутствующие в препаратах РАДАХЛОРИН и, отчасти, в ФОТОДИТАЗИНЕ примеси сопутствующих хлоринов размывают четкую границу между злокачественным новообразованием и здоровой тканью, что отрицательно влияет на эффективность фтотодинамической терапии. Присутствие в препарате ФОТОЛОН поливинилпирролидона накладывает ограничения в использовании более концентрированных растворов из-за повышенной вязкости инъекционных растворов и для применения струйного метода внутривенного введения.

Поэтому при создании фотосенсибилизатора на основе хлорина е6 первоочередной задачей является получение хлорина е6 максимально свободного от примесей, и уже затем -простота и воспроизводимость технологического процесса.

Способы получения триснатриевой соли 18-карбокси-20-(карбоксиметил)-8-этенил-13-этил-2,3-дигидро-3,7,12,17-тетраметил-21Н, 23Н порфин-2-пропионовой кислоты (хлорина е6) немногочисленны и отличаются сложностью и многостадийностью.

Известен способ получения хлорина е6 [6], согласно которому биомасса спирулины обрабатывается ацетоном до полного извлечения хлорофилла-а. Биомассу отфильтровывают или центрифугируют, экстракт обрабатывают кислотой для удаления иона магния из молекулы хлорофилла, экстракт нейтрализуют и отфильтровывают феофитин а. Затем феофитин а гидролизуют в смеси соляная кислота-ацетон-гексан. На каждый 1 г неочищенного феофитина а используют от 6 до 16 мл ацетона, 0,6-6 мл гексана и 5-10 мл концентрированной соляной кислоты. Смесь нагревают до 40-60°С и перемешивают в течение 20 мин-1 час. Затем добавляют гексан (6-16 мл) и органическую фазу промывают смесью ацетона и соляной кислоты (2-10: 1), а водную фазу промывают гексаном. Осажденный феофорбид а отфильтровывают, промывают водой, перекристаллизовывают из смеси ацетон-вода и сушат на воздухе до тех пор, пока его масса не станет постоянной. Затем феофорбид а растворяют в ацетоне. Сильное неорганическое основание добавляют в виде водного раствора с концентрацией 0,05-1,00% при перемешивании в течение 5-30 мин при 30-60°С. Затем добавляют дополнительный объем сильного неорганического основания в виде водного раствора с концентрацией 1-50%, смесь нагревают в течение 20-90 мин при 40-60°С. С. и нейтрализуют разбавленной соляной кислотой. Осадок хлорина е6 отделяют центрифугированием, промывают дистиллированной водой до исчезновения кислотной реакции и получают 55-80% хлорина е6.

Недостатком этого способа являются сложность технологического процесса и использование реагентов неприменимых в пищевой и медицинской промышленности, а также невысокий выход хлорина е6.

Известен способ получения 18-карбокси-20-(карбоксиметил)-8-этенил-13-этил2б3-дигидро-3,7,12,17-тетраметил-21Н,23Н-порфин-2-пропионовой кислоты или ее солей [7], в котором в качестве сырья используется биомасса цианобактерий, например, рода Spirulina, полученная путем выращивания в условиях искусственного или солнечного освещения на питательных средах, имеющих рН 8,0-12,0. Биомасса обрабатывается спиртовым раствором щелочи, далее происходит выделение из экстракта многочисленных хлориновых производных, их совместный щелочной гидролиз в вакууме, нейтрализация, выделение выпавшего осадка, содержащего наряду с многочисленными хлориновыми производными также и некоторое количество хлорина е6, из которого при добавлении NaOH или КОН получают водорастворимый продукт.

Недостатком данного способа является дефицитность сырья, а также то, что в конечном продукте не определены состав и взаимное содержание водорастворимых хлоринов, что затрудняет его дальнейшую переработку. Это происходит из-за использования биомассы спирулины в качестве исходного сырья путем неконтролируемой переработки в процессе выделения производных хлорофилла (в частности, феофитина а, феофорбида а), затем щелочного размыкания циклопентанонового кольца в феофорбиде а без соответствующего физико-химического анализа каждого из полупродуктов, образующийся продукт не может иметь стабильный состав.

Известен способ получения триснатриевой соли хлорина е6 из нативной («живой») хлореллы (Chlorella ellipsoidea) непосредственно в местах ее промышленной добычи [8]. Процесс является сложным и многостадийным: многократная отмывка «живой» хлореллы от неорганических солей; постепенная отмывка хлореллы водным этанолом для удаления полярных примесей; экстракция хлорофилла с применением 100%-ного этанола; обработка хлорофильного спиртового экстракта 1N соляной кислотой до рН 2.5 и отделения выпавшего феофитина фильтрацией; отделение кристаллической тринатриевой соли хлорина е6 фильтрацией. Основным недостатком способа является необходимость использования исключительно нативной («живой») хлореллы, использование же высушенной хлореллы приводит к резкому снижению выхода (с 93-98% до 4,5-5%), следовательно, возможности производства ограничены местом и временем выпуска.

Известен [9] способ получения триснатриевой соли хлорина е6 заключающийся в специфической переработке сине-зеленой водоросли спирулины (Spirulina Platensis) через последовательное выделения производных хлорофилла путем экстракции водно-спиртовым раствором щелочи, выделения из экстракта хлориновых производных, их щелочного гидролиза в течение 24 часов, нейтрализации соляной кислотой, выделения выпавшего осадка, хлорин еб дополнительно с различными производными хлорофилла, такими как феофитин а, феофорбид а, ее выделения и обработки NaOH/

Как и в предыдущих аналогах, недостатком этого способа являются сложность и многостадийность, а также неопределенность состава конечного продукта.

Известен [10] способ получения фотосенсибилизатора для фотодинамической терапии, включающий растворение метилфеофорбида а в ацетоне при температуре 40-50°С, обработку полученного раствора водной щелочью (NaOH или КОН) с последующей нейтрализацией реакционной смеси разбавленной соляной кислотой до рН 4.5-5.0, отделение выпавшего осадка хлорина е6 фильтрацией через слой целита 545 с последующей промывкой дистиллированной водой, обработку осадка водным раствором меглумина до достиркения в растворе концентрации соли хлорина е6, соответствующей оптической плотности D=225-235/1 мл при длине волны максимума поглощения 655 нм и рН раствора 9.30-9.35. и лиофилизацию полученного продукта.

Использование в качестве исходного сырья метилфеофорбида а позволяет получить фотосенсибилизатор, состав которого можно считать в достаточной степени определенным. Исходя из этого обстоятельства, способ по патенту РФ №2523380 принимается за прототип.

Вместе с тем, полученный указанным способом фотосенсибилизатор обладает рядом нестатков, обусловленных технологией его изготовления. Так, обработка раствора метилфеофорбида а в ацетоне водной щелочью проводится при температуре 40-50°С, что приводит к неполному гидролизу метилфеофорбида с образованием большого количества примесей. Нейтрализация реакционной смеси разбавленной соляной кислотой до рН 4,5-5,0 приводит к образованию псевдоколлоидного осадка в течение продолжительного периода времени, в течение которого осадок захватывает большое количество ацетона и его производных из реакционной смеси, отмыть которые последующей промщвкой дистиллированной водой невозможно.

Сущность изобретения.

Техническим результатом, на достижение которого направлено заявленное изобретение, является создание способа получения триснатриевой соли 18-карбокси-20-(карбоксиметил)-8-этенил-13-этил-2,3-дигидро-3,7,12,17-тетраметил-21Н, 23Н порфин-2-пропионовой кислоты (хлорина е6), обеспечивающего высокий выход и определенный стабильный состав конечного продукта.

Сущность изобретения заключается в получении триснатриевой соли 18-карбокси-20-(карбоксиметил)-8-этенил-13-этил-2,3-дигидро-3,7,12,17-тетраметил 21Н,23Н порфин-2-пропионовой кислоты (хлорина е6), путем обработки трисмеглуминовой соли 18-карбокси-20-(карбоксиметил)-8-этенил-13-этил-2,3-дигидро-3,7,12,17-тетраметил-21Н,23Н порфин-2-пропионовой кислоты (хлорина е6) соляной кислотой (17,5%) при температуре 10-25°С, с отделением получившегося осадка центрифугированием и промывают водой, обрабатывают 1%-ным водным раствором гидроокиси натрия при температуре 10-25°С до оптической плотности раствора 220 ед. при длине волны 654 нм и рН 9,2-9,4 и проводят лиофилизацию конечного продукта.

Изобретение позволяет одновременно существенно упростить технологию получения триснатриевой соли 18-карбокси-20- (карбоксиметил)-8-этенил-13-этил-2,3-дигидро-3,7,12,17-тетраметил 21Н,23Н порфин-2-пропионовой кислоты (хлорина е6) по сравнению с аналогами получения продукта из нативной спирулины, из биомассы выращенных цианобактерий и одновременно повысить выход и чистоту целевого продукта. Упрощение достигается за счет уменьшения многостадийности процесса; устранения таких трудоемких операций как получения феофитина и последовательного получения из него хлорина е6, очистки и фильтрации окончательного продукта; для производства используются только одно основное вещество и доступные реагенты, которые могут использоваться в производстве продукта, предназначенного для использования в медицинской промышленности, в косметологии. Выход целевого продукта повышается до 95-99%, количество примесей составляет (1-5%). Кроме того, заявленный способ позволяет повысить воспроизводимость результатов.

Осуществление изобретения.

Для осуществления изобретения используют трисмеглуминовую соль 18-карбокси-20-(карбоксиметил)-8-этенил-13-этил-2,3-дигидро-3,7,12,17-тетраметил-21Н, 23Н порфин-2-пропионовой кислоты (хлорина е6).

При обработке ее раствором соляной кислоты (17,5%) с последующей обработкой 1%-ным водным раствором гидроокиси натрия происходит образование водного раствора триснатриевой соли 18-карбокси-20-(карбоксиметил)-8-этенил-13-этил-2,3-дигидро-3,7,12,17-тетраметил-21Н, 23Н порфин-2-пропионовой кислоты (хлорина е6). Способ получения:

Для реализации способа используют:

Соляную кислоту по ГОСТ 3118-77

Гидроокись натрия по ГОСТ 4328-77

Осуществление изобретения поясняется с помощью следующих примеров.

Пример 1

Трисмеглуминовая соль хлорина е6 обрабатывается раствором соляной кислоты (17,5%) при температуре 10°С; затем осадок отделяется и промывается водой путем центрифугирования; после этого он обрабатывается 1%-ным водным раствором гидроокиси натрия при температуре 10°С до достижения раствором рН 9,4 и оптической плотности 220 ед. при длине волны 654 нм; полученная триснатриевая соли хлорина е6 лиофилизируется, выход составляет 99%.

Пример 2

Трисмеглуминовая соль хлорина е6 обрабатывается раствором соляной кислоты (17,5%) при температуре 25°С; затем осадок отделяется и промывается водой путем центрифугирования; после этого он обрабатывается 1%-ным водным раствором гидроокиси натрия при температуре 25°С до достижения раствором рН 9,2 и оптической плотности 220 ед. при длине волны 654 нм; полученная триснатриевая соли хлорина еб лиофилизируется, выход составляет 95%.

Пример 3

Трисмеглуминовая соль хлорина е6 обрабатывается раствором соляной кислотой (17,5%) при температуре 15°С; затем осадок отделяется и промывается водой путем центрифугирования; после этого он обрабатывается 1%-ным водным раствором гидроокиси натрия при температуре 15°С до достижения раствором рН 9,3 и оптической плотности 220 ед. при длине волны 654 нм, полученная триснатриевая соли хлорина еб лиофилизируется, выход составляет 97%.

Приведенные примеры показывают, что максимум поглощения получаемого конечного продукта находится в окне прозрачности животной ткани (600-660 нм), т.е. получаемый продукт может быть использован в качестве фотосенсибилизатора.

Из примеров следует, что повышением температуры обработки исходного сырья раствором соляной кислоты снижается выход конечного продукта- триснатриевой соли хлорина е6. Выход триснатриевой кислоты хлорина е6 ниже 95% приводит к экономической нецелесообразности использования заявленного способа (с учетом использования трисмеглуминовой соли е6 в качестве исходного сырья). В то же время обработка раствором соляной кислоты при температуре ниже 10°С незначительно увеличит выход конечного продукта, но приведет к необходимости устрожения требований к соблюдению температурного режима при его хранении. Отсюда следуют граничные значения температуры, при которой происходит обработка исходного сырья раствором соляной кислоты. При этом водородное число рН раствора, из которого лиофилизацией получают триснатриевую соль снижается от 9,4 до 9,2 при повышении температуры, при которой исходное сырье трисмеглуминовой соли хлорина е6 обрабатывали раствором соляной кислоты.

Список использованной патентной и научно-технической литературы:

1. Дзыбова, Э.М. Перспективы применения фотодинамической терапии в дерматокосметологии / Н.Н. Потекаев, Э.М. Дзыбова, Л.С. Круглова, Е.С. Понич, К.Л. Варданян, Е.А. Василевская // Физиотерапевт. - 2015. - Т. 2. - С. 57-70

2. патент RU №2152790, МПК А61K 31/79, G01N 33/52 на изобретение «Средство для фотодинамической диагностики и терапии онкологических заболеваний», опубл. 20.07.2000

3. патент RU №2276976, МПК А61K 31/409, А61K 47/26, А61K 47/30, А61Р 35/00 на изобретение «Фотосенсибилизатор и способ его получения», опубл. 27.05.2006

4. патент RU №2183956, МПК А61K 31/409, А61Р 35/00, на изобретение «Фотосенсибилизатор и способ его получения», опубл. 27.06.2002

5. Ю.А. Белый, А.В. Терещенко, П.Л. Володин, А. Каплан, Г.В. Пономарев. «Сравнительное изучение фотодинамических эффектов фотосенсибилизаторов хлоринового ряда на интактной сетчатке экспериментальных животных», «Рефракционная хирургия и офтальмология» 2006, 6, №2, с. 55-59.

6. патентная заявка №2004-0025911 KR, публикация 2004 г.

7. патент RU №2054476, МПК C12N 1/12, C07D 487/22 на изобретение «Способ получения 18-карбокси-20-(карбоксиметил)-8-этенил-13-этил2б3-дигидро-3,7,12,17-тетраметил-21Н,23Н-порфин-2-пропионовой кислоты или ее солей», публ. 20.02.1996

8. патент US №8349335, нац. кл. 424/195.17, МПК A01N 65/00; C07D 487/22; C12N 1/12; А61K 36/02; C07B 47/00, опубл. 08.01.2013

9. Fischer Н., Stern A. Die chemie des Pyrrols. - Bd. II, 1940. - S. 90-93

10. патент RU №2523380, МПК A61К 31/409, A61K 47/18, A61P 35/00 на изобретение «Фотосенсибилизатор и способ его получения», опубл. 20.07.2014

11. патент RU №2228750, МПК А61К 31/409, С09В 47/04, А61Р 35/00 на изобретение «Способ получения хлорина е6», опубл. 20.05.2004.

12. публикация в интернете на странице ciberleninka.ru статьи Чан Тхи Хай Йен и др. «Фотосенсибилизаторы хлоринового ряда в ФТД опухолей» (принята к публикации 27.10.2009)

13. патент BY №5651, А61К 31/409, А61Р 35/02 на изобретение «Средство для фотодинамической терапии злокачественных новообразований -Фотолон», опубл. 30.12.2003.

14. Заявка №93036361/13 от 14.07.1993 на выдачу патента РФ на изобретение «Способ получения хлорина е6», МПК C12N 1/12 опубл 20.10.1995

15. патент РФ №2152790, МПК А61К 31/79, G01N 33/52 на изобретение «Средство для фотодинамической диагностики и терапии онкологических заболеваний», опубл. 20.07.2000.

Изобретение относится к cпособу получения триснатриевой соли хлорина е6. Способ включает обработку трисмеглуминовой соли хлорина е6 17,5%-ным раствором соляной кислоты при температуре, выбираемой из диапазона значений 10-25°С, отделение осадка центрифугированием и промывание его водой с последующей обработкой 1%-ным водным раствором гидроокиси натрия до достижения раствором водородного числа рН значений из диапазона 9,2-9,4 и оптической плотности 220 ед. при длине волны 654 нм, лиофилизацию. Предложенное изобретение обеспечивает высокий выход и стабильный состав конечного продукта. 1 з.п. ф-лы, 3 пр.

1. Способ получения триснатриевой соли хлорина е6, включающий обработку трисмеглуминовой соли хлорина е6 17,5%-ным раствором соляной кислоты при температуре, выбираемой из диапазона значений 10-25°С, отделение осадка центрифугированием и промывание его водой с последующей обработкой 1%-ным водным раствором гидроокиси натрия до достижения раствором водородного числа рН значений из диапазона 9,2-9,4 и оптической плотности 220 ед. при длине волны 654 нм, лиофилизацию.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что выбирают значение водородного числа из диапазона значений 9,2-9,4 в зависимости от значения температуры, при которой трисмеглуминовую соль хлорина е6 обрабатывали раствором соляной кислоты.