Ковалентный конъюгат ацикловира с фотолабильной защитной группой Российский патент 2022 года по МПК C07D473/18 A61K31/522 A61P31/20 

Область техники

Изобретение относится к области органической химии и фотохимии и может быть использовано для научных исследований в области медицины. Под воздействием ультрафиолетового излучения вещество диссоциирует, образуя противовирусный препарат ацикловир.

Уровень техники

Ацикловир - противовирусный препарат, особенно эффективный в отношении вирусов герпеса, ветряной оспы и цитомегаловируса [1, 2]. Ацикловир является игибитором вирусных ДНК-полимеразы, предотвращая таким образом синтез ДНК и размножение вируса. Ацикловир входит в «список жизненно необходимых и важнейших лекарственных препаратов». Он доступен как непатентованный препарат и продается под многими торговыми марками по всему миру.

Препарат применяется в медицине путем приема внутрь, в виде крема или инъекций. Однако существуют проблемы с его биодоступностью: при приеме внутрь лишь малая часть лекарства достигает целевой точки, а необходимость принимать большие дозы может привести к расстройству желудочно-кишечного тракта и к подавлению иммунной системы [3]. Местное применение (кремы) отчасти решает проблему, однако лечение глазных инфекций (таких как герпетический кератит) с помощью глазных капель на основе ацикловира малоэффективно из-за плохой растворимости и малой скорости проникновения препарата через роговицу [4]. Поэтому разрабатываются новые методы доставки и высвобождения ацикловира, в частности, для офтальмологии [5].

Конъюгаты различных веществ с т.н. фотолабильными защитными группами, которые эффективно отсоединяются под действием видимого света или УФ излучения, хорошо известны и применяются достаточно широко [6]. В настоящее время большой интерес вызывает использование света для адресной доставки и контролируемого высвобождения лекарств. Описываемое вещество принадлежит к этому классу, представляя собой ковалентный конъюгат ацикловира с фотолабильной защитной группой.

Описание ближайшего аналога (прототипа).

Ближайшим аналогом заявляемому веществу является описанный в работе [4] фотолабильный аналог ацикловира с фотолабильной защитной группой на основе ксантона (А, Фиг. 1). Этот аналог способен выделять ацикловир при облучении ближним УФ излучением (~320-370 нм). Авторами статьи была продемонстрирована противовирусная активность препарата после облучения УФ.

К недостаткам прототипа можно отнести

- высокую стоимость фотолабильной защитной группы на основе ксантона и относительную сложность процедуры ее синтеза

- невысокий квантовый выход выделения ацикловира (Ф ~ 0.1-0.3)

- выделение газообразных продуктов (СО₂) и алкена, способного к полимеризации, при фотолизе

- чувствительность к излучению ближнего УФ-диапазона, которое присутствует в спектре солнечного света.

Задача изобретения

Техническая задача, на решение которой направлено изобретение - создание вещества, которое выделяет ацикловир под действием УФ излучения и является прозрачным для света солнечного спектра, а также не образует СО₂ при фотолизе.

Ожидаемый технический результат

Фотолабильное производное ацикловира, способное контролируемо выделять противовирусный препарат ацикловир под действием УФ излучения с длиной волны в диапазоне 300-340 нм, практически отсутствующего в естественном спектре солнечного света.

Раскрытие изобретения

Сущность заявляемого вещества заключается в следующем:

Вещество представляет собой ацикловир, ковалентно связанный с орто-нитробензильной группой через атом кислорода гетероциклического фрагмента.

Описание изобретения.

На Фиг. 1 показаны структуры ацикловира и его фотолабильных аналогов. Для сравнения, помимо разработанного нами вещества Б, приведено вещество А, описанное в статье [4].

На Фиг. 2 показан спектр оптического поглощения синтезированного нами вещества Б. Основные пики поглощения сосредоточены в области дальнего УФ.

Примеры осуществления изобретения

Пример 1. Схема синтеза заявляемого фотолабильного аналога ацикловира-(вещество Б) представлена на Фиг. 3.

Получение 2-амино-9-((2-((трет-бутилдиметилсилил)окси)этокси)метил)-1Н-пурин-6(9Н)-она вещество 1.

Смесь 3 г (0,013 моль) ацикловира, 4 г (0,027 моль) третбутилдиметилсислилхлорида (t-BuMe₂Si-Cl) и 2,72 г (0,04 моль) 1Н-имидазола в 75 мл диметилформамида (DMF) перемешивали при комнатной температура 48 часов. Реакционную смесь выливали в 150 мл холодной воды и перемешивали 15 минут. Выпавший осадок отфильтровывали, промывали два раза водой по 50 мл. Осадок высушивали на воздухе. Твердое белое вещество 1, выход 3,8 г (85%). ¹Н NMR (δ, 300 МГц, DMSO-d₆): -0.02 (с, 6Н), 0.81 (с, 9Н), 3.57 (м, 4Н), 5.35 (с, 2Н), 6.50 (с, 2Н), 7.81 (с, 1H), 10.64 (с, 1Н).

Получение 2-амино-9-((2-((трет-бутилдиметилсилил)окси)этокси)метил)-9Н-пурин-6-ил 2,4,6-мезитиленсулъфонат - вещество 2.

К суспензии 1 г (2,95 ммоль) вещества 1, 1,29 г (5,9 ммоль) мезителенсульфонилхлорида и 0,181 г (1,48 ммоль) 4-диметиламинопиридина в 12 мл ацетонитрила при перемешивании прикапывали 1,65 мл триэтиламина. Реакционную смесь перемешивали 2,5 ч, затем упаривали досуха. Остаток разделяли методом колочной хроматографии на силикагеле, элюент - смесь хлороформ-этанол (9:1). Собирали фракцию с R_f~0.8. После упаривания элюента получили вещество 2 с выходом 50% (0,752 г). Белый порошок. ¹Н NMR (δ, 400 МГц, CDCl₃) δ 0.02 (с, 6Н), 0.84 (с, 9Н), 2.29 (с, 3Н), 2.73 (с, 6Н), 3.55 (т, J=5.5 Гц, 2Н), 3.71 (т, J=5.5 Hz, 2Н), 4.91 (с, 2Н), 5.48 (с, 2Н), 6.96 (с, 2Н), 7.81 (с, 1Н).

Получение 9-((2-((трет-бутилдиметилсилил)окси)этокси)метил)-6-((2-нитробензил)окси)-9Н-пурин-2-амина -вещество 3.

К 0,752 г (1,4 ммоль) вещество 2 в 30 мл безводного THF при перемешивании добавили 0,784 г (7 ммоль) 1,4-диазабицикло[2,2,2]октана. Смесь перемешивали 4 ч, после чего добавляли 2,14 г (14 ммоль) о-нитробензилового спирта и 0,626 мл (4,2 ммоль) DBU. Реакционную смесь перемешивали ночь и упаривали досуха. Остаток разделяли методом колоночной хроматографии на силикагеле, элюент - смесь этилацетат-гексан (3:1). Собирали фракцию с R_f=0,35. После упаривания элюента получили вещество 3 с выходом 80% (0,49 г). ¹Н NMR (δ, 300 МГц, CDCl₃) δ 0.02 (с, 6Н), 0.85 (с, 9Н), 3.57 (т, J=4.9 Hz, 2Н), 3.71 (т, J=4.8 Hz, 2Н), 4.88 (с, 2Н), 5.49 (с, 2Н), 5.92 (с, 2Н), 7.43 (т, J=7.6 Гц, 1Н), 7.61 (т, J=7.4 Гц, 1Н), 7.75 (с, 1H), 7.86 (д, J=7.9 Гц, 1H), 8.08 (д, J=8.2 Гц, 1H). ¹³С NMR (101 МГц, CDCl₃) δ -5.5, 25.7, 60.2, 62.4, 64.0, 70.6, 72.7, 115.0, 124.5, 128.1, 128.9, 133.1, 133.7, 139.6, 147.5, 154.5, 159.4, 160.2.

Получение 2-((2-амино-6-((2-нитробензил)окси)-9Н-пурин-9-ил)метокси)этанола вещество Б.

К 0,1 г (0,21 ммоль) вещества 3 в 10 мл метанола при перемешивании добавили 0,4 мл 75% раствора фторида тетрабутиламмония (NBu₄F) в воде. Перемешивали ночь, упаривали метанол и добавляли 5 мл воды. Полученный осадок отфильтровывали, промывая водой и высушивали. Бежевый порошок. Выход вещества Б - 47 мг, (62%). ¹Н NMR (δ, 300 МГц, DMSO-d₆) δ 3.47 (с, 4Н), 4.68 (с, 1Н), 5.43 (с, 2Н), 5.87 (с, 2Н), 6.54 (с, 2Н), 7.64 (м, 1Н), 7.81 (м, 2Н), 8.04 (с, 1Н), 8.16 (д, J=8.1 Гц, 1H). ¹³С NMR (МГц, DMSO) δ 59.9, 63.7, 70.5, 72.1, 113.4, 124.9, 129.1, 129.3, Заявляемое 32.5, 134.2, 140.4, 147.4, 154.8, 159.6, 159.9. HRMS: 360.1178 (эксп.), 360.1177 (расч.)

Пример 2: исследование фотолиза методом высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ).

Раствор вещества Б в ДМСО в концентрации 1.055×10^-3 Моль/л был помещен в виалу для хроматографии, где происходило его облучение двумя ультрафиолетовыми светодиодами оптической мощностью 1 Вт (максимум в спектре излучения - 340 нм). После каждой минуты облучения образец анализировался на хроматографе Agilent Infinity II. Также были записаны хроматограммы для исходного образца (до облучения) и для чистого ацикловира (1.01×10^-3 Моль/л). Хроматограммы записывались на длине волны 280 нм. Условия элюирования: с 0й до 3й минуты - 2% ацетонитрила, 98% воды; с 3й по 10ю минуту - градиент до 100% ацетонитрила; с 10й по 20ю минуту - 100% ацетонитрила. Время выхода ацикловира составило 3.9 минуты, время выхода фотолабильного аналога ацикловира - 9.3 минуты.

На Фиг. 4 приведены результаты исследования фотолиза вещества Б методом ВЭЖХ. Показана оптическая плотность на длине волны 280 нм в зависимости от времени удерживания образца в хроматографической колонке. Показаны хроматограммы вещества Б: исходного образца, образца через 1 и 5 минут облучения, а также хроматограмма ацикловира.

Видно, что при облучении исчезает исходный образец и образуется ацикловир. После полного облучения образца площадь пика ацикловира составила 1/3 от площади пика образца с чистым ацикловиром.

Таким образом, выход ацикловира составил 33%. Также важно отметить, что в описываемом веществе отсутствуют группы, которые могут приводить к выделению CO2 при фотолизе.

Источники информации

1. Clercq ED, Field HJ. Antiviral prodrugs - the development of successful prodrug strategies for antiviral chemotherapy. British Journal of Pharmacology. 2006; 147: 1-11.

doi:10.1038/sj.bjp.0706446

2. Ацикловир. Википедия. 2021. Available: https://ru.wikipedia.org/w/index.php?title=%D0%90%D1%86%D0%B8%D0%BA%D0%BB%D0%BE%D0%B2%D0%B8%D1%80&oldid=115094990

3. Heagy W, Crumpacker C, Lopez PA, Finberg RW. Inhibition of immune functions by antiviral drugs. J Clin Invest. 1991;87: 1916-1924. doi:10.1172/JCI115217

4. Blake JA, Bareiss B, Jimenez L, Griffith M, Scaiano JC. Design of xanthone propionate photolabile protecting group releasing acyclovir for the treatment of ocular herpes simplex virus. Photochem Photobiol Sci. 2012;11: 539-547. doi:10.1039/C2PP05311J

5. Bourlais CL, Acar L, Zia H, Sado PA, Needham T, Leverge R. Ophthalmic drug delivery systems-recent advances. Prog Retin Eye Res. 1998;17: 33-58. doi:10.1016/s1350-9462(97)00002-5

6. Goeldner M, Givens R. Dynamic Studies in Biology: Phototriggers, Photoswitches and Caged Biomolecules. John Wiley & Sons; 2006.

Изобретение относится к области органической химии и фотохимии, а именно к 2-((2-амино-6-((2-нитробензил)окси)-9Н-пурин-9-ил)метокси)этанолу, в котором фотолабильная защитная группа. Технический результат: получено производное ацикловира, способное контролируемо выделять противовирусный препарат ацикловир под действием УФ-излучения с длиной волны в диапазоне 300-340 нм, практически отсутствующего в естественном спектре солнечного света, при этом при фотолизе не образуется СО₂, которое может быть использовано для научных исследований в области медицины. 4 ил., 2 пр.

2-((2-амино-6-((2-нитробензил)окси)-9Н-пурин-9-ил)метокси)этанол структурной формулы:

в котором фотолабильная защитная группа.