PL167997B1

PL167997B1 - Sposób otrzymywania mieszaninyanhydroheksitoli mającej właściwości osmoterapeutyczne

Info

Publication number: PL167997B1
Application number: PL29366392A
Authority: PL
Inventors: Andrzej Wisniewski; Eugenia Skorupowa; Janusz Madaj; Janusz Sokolowski; Stanislaw Janicki; Anna Halkiewicz; Izabela Barteczko; Roman Kaliszan; Jacek Petrusewicz; Barbara Damasiewicz; Stanislaw Duchnowski
Original assignee: Akad Medyczna; Przed Przemyslowe Terpol; Univ Gdanski
Priority date: 1992-02-28
Filing date: 1992-02-28
Publication date: 1995-12-30
Also published as: PL293663A1

Abstract

Sposób otrzymywania mieszaniny anhydroheksitoli mającej właściwości osmoterapeutyczne, znamienny tym, że umieszczone w szczelnie zamkniętym ciśnieniowym naczyniu technologicznym, zwłaszcza w autoklawie 30 części wagowych krystalicznego D-mannitolu i 100 części wagowych 10%o wodnego roztworu kwasu siarkowego ogrzewa się w temperaturze 190°C±5°C przez czas od 18 do 22 godzin, najkorzystniej 20 godzin, po upływie którego naczynie technologiczne ochładza się w warunkach naturalnych do temperatury otoczenia, po czym otwiera się i jeżeli roztwór nie jest klarowny poddaje się go przesączeniu, a następnie zobojętnia się go przepuszczając przez kolumnę jonowymienną, wypełnioną świeżo zaktywowanym anionitem, uzyskując eluat o wartości pH w granicach 6,5-6,9, po czym eluat zadaje się porcją od dwu do trzech części wagowych sproszkowanego węgla aktywnego i całość ogrzewa w otwartym naczyniu technologicznym do temperatury nie wyższej niż 60°C i przetrzymuje w tej temperaturze przez czas od 5 minut do 15 minut, najkorzystniej 10 minut i następnie po naturalnym ochłodzeniu do temperatury otoczenia oddziela się z mieszaniny węgiel aktywowany na gęstych (twardych) sączkach bibułowych pod obniżonym ciśnieniem, zwłaszcza na pompce wodnej i ostatecznie również pod zmniejszonym ciśnieniem, korzystnie na pompce wodnej usuwa zeń wodę w temperaturze od 50°C do 60°C.

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymywania mieszaniny anhydroheksitoli mającej właściwości osmoterapeutyczne.

Wynalazek dotyczy również sposobu otrzymywania roztworu do wlewu dożylnego z przeznaczeniem do osmoterapii. Spośród roztworów do wlewu dożylnego używanych w osmoterapii, największe zastosowanie znajdują roztwory D-mannitolu. Podane drogą wlewu kroplowego bardzo szybko rozmieszczają się w przestrzeni zewnątrzkomórkowej, zwiększając jej ciśnienie osmotyczne, co powoduje przesunięcie wody z komórek i tkanek, a tym samym ich odwodnienie.

Roztwory D-mannitolu służą wyłącznie jako osmotyczny środek moczopędny ze względu na nieprzyswajalność tej substancji po podaniu pozajelitowym. Stwierdzono, że D-mannitol jest zale_dwie w 5% metabolizowany w wątrobie do glikogenu, reszta zaś jest wydalana z moczem w formie niezmienionej.

Wdecznictwie szpitalnym znajdują zastosowanie 10, 15, 20 i 25% roztwory D-mannitolu z przeznaczeniem do usuwania obrzęków pochodzenia nerkowego, sercowego, wątrobowego a także nowotworowego. Stosuje się je również w celu zmniejszenia podwyższonego ciśnienia śródczaszkowego i obrzęku mózgu o różnej etiologii, a także w celu zmniejszenia podwyższonego ciśnienia śródgałkowego, na przykład w ostrych napadach jaskry.

Z uwagi, na ograniczoną rozpuszczalność D-mannitolu w wodzie (1g rozpuszcza się w 5,5 ml wody o temperaturze pokojowej) dla celów leczniczych można uzyskać jedynie roztwory o maksymalnym stężeniu 25%. Są to jednak roztwory przesycone, co powoduje, że w okresie przechowywania nie tylko w 25%, ale również 20% a nawet 15% roztworach wytrąca się krystaliczny osad D-mannitolu. Powoduje to, że takie roztwory nie mogą być podane chorym. Wymagają ogrzewania na łaźni wodnej aż do całkowitego rozpuszczenia kryształów, a następnie ochłodzenia do temperatury ciała ludzkiego.

Wynalazek rozwiązuje zagadnienie opracowania sposobu otrzymywania mieszaniny anhydroheksitoli na drodze dehydaratacji D-mannitolu z zamiarem otrzymania oczyszczonej mieszaniny o silniejszych właściwościach osmoterapeutycznych od dotychczas stosowanego D-mannitolu.

167 997

Kolejnym celem wynalazku jest uzyskanie 40-50% roztworu, który po termicznym wyjałowieniu można podawać chorym metodą kroplo wego wlewu dożylnego, przy czym roztwór taki powinien się charakteryzować trwałością i toksycznością zbliżoną do roztworów D-mannitolu.

Sposób otrzymywania mieszaniny anhydroheksitoli o właściwościach osmoterapeutycznych charakterystyczny dla tego wynalazku polega na tym, że umieszczone w szczelnie zamkniętym ciśnieniowym naczyniu technologicznym (zwłaszcza w autoklawie) 30 części wagowych krystalicznego D-mannitolu i 100 części wagowych 10% wodnego roztworu kwasu siarkowego ogrzewa się w temperaturze 190°C±5°C przez czas od 18 do 22 godzin, lecz najkorzystniej 20 godzin, po upływie którego naczynie technologiczne ochładza się w warunkach naturalnych do temperatury otoczenia, po czym otwiera się i jeżeli roztwór nie jest klarowny poddaje się go przesączeniu. Następnie zobojętnia się go przepuszczając przez kolumnę jono-wymienną, wypełnioną świeżo zaktywowanym anionitem, uzyskując eluat o wartości wykładnika stężenia jonów wodorowych w granicach 6,5-6,9 (mierzonej pH-metrem). Eluat zadaje się porcją od dwu do trzech części wagowych sproszkowanego węgla aktywnego i całość ogrzewa się w otwartym naczyniu technologicznym do temperatury nie wyższej jak 60°C i przetrzymuje w tej temperaturze przez czas od 5 minut do 15 minut, lecz najkorzystniej 10 minut. Po naturalnym ochłodzeniu do temperatury otoczenia oddziela się z mieszaniny węgiel aktywowany na gęstych (twardych) sączkach bibułowych pod obniżonym ciśnieniem (zwłaszcza na pompce wodnej) i ostatecznie również pod zmniejszonym ciśnieniem (na przykład na pompce wodnej) usuwa zeń wodę w temperaturze od 50°C do 60°C.

Otrzymane sposobem według wynalazku, termicznie wyjałowione 40% - w roztwory mieszaniny anhydroheksitoli wykazują w pierwszych 5 godzinach od podania drogą wlewu dożylnego szczurom, działanie diuretyczne około 2,5 raza silniejsze od dotychczas stosowanego D-mannitolu. Wydaje się, że taki efekt terapeutyczny może mieć istotne znaczenie, zwłaszcza w urazach powypadkowych (obrzęki), w których pierwsze godziny często decydują o przeżyciu pacjenta.

Stwierdzono nietoksyczność i stopień wydalania tej mieszaniny przez organizm szczurów podobne do stosowanego w farmakoterapii D-mannitolu, oraz że każdy z czterech wyizolowanych składników tej mieszaniny jako pojedyncze indywiduum chemiczne ma silniejsze właściwości niż D-mannitol.

Wynalazek jest szczegółowo opisany na przykładzie jego wykonania i zobrazowany schematem dehydratacji - cyklizacji D-mannitolu (fig. 1) i chromatogramem gazowym uzyskanej mieszaniny (fig. 2).

Przykładl . Umieszczone w szczelnie zamkniętym ciśnieniowym naczyniu technologicznym (zwłaszcza w autoklawie) 30 części wagowych krystalicznego D-mannitolu i 100 części wagowych 10% wodnego roztworu kwasu siarkowego ogrzewa się w temperaturze 190°C±5°C przez czas od 18 do 22 godzin, lecz najkorzystniej 20 godzin, po upływie którego reakcję uznaje się za zakończoną na skutek braku w produkcie reakcji substratowego D-mannitolu. Naczynie technologiczne ochładza się w warunkach naturalnych do temperatury otoczenia, po czym otwiera się i jeżeli roztwór nie jest klarowny poddaje się go przesączeniu. Następnie zobojętnia się go przepuszczając przez kolumnę jonowymienną wypełnioną świeżo zaktywowanym anionitem, najkorzystniej Amberlitem IRA-400, uzyskując eluat o wartości pH w granicach 6,5-6,9 (mierzonej pH-metrem). Eluat zadaje się porcją od dwu do trzech części wagowych sproszkowanego węgla aktywowanego i całość ogrzewa w otwartym naczyniu technologicznym do temperatury nie wyższej niż 60°C i przetrzymuje w tej temperaturze przez czas od 5 min do 15 min, lecz najkorzystniej 10 min. Po naturalnym ochłodzeniu do temperatury otoczenia oddziela się z mieszaniny węgiel aktywowany na gęstych (twardych) sączkach bibułowych pod obniżonym ciśnieniem (zwłaszcza na pompce wodnej) i ostatecznie również pod zmniejszonym ciśnieniem (na przykład na pompce wodnej) usuwa zeń wodę w temperaturze od 50°C do 60°C, uzyskując bezbarwny oleisty syrop w ilości od 24 części wagowych do 25 części wagowych w stosunku do 30 części wagowych użytego do obróbki D-mannitolu.

Oddzielnym problemem jest określenie składu jakościowego i ilościowego uzyskanego oleistego produktu. Skład jakościowy został określony poprzez preparatywne wyizolowanie czterech składników z powyższego produktu drogą kilkakrotnej ekstrakcji octanem etylu i tyleżkrotnej krystalizacji z 96% alkoholu etylowego. Wszystkie uzyskane związki były krystaliczne, a ich charakterystyka przedstawia się następująco:

167 997 związek 1, 1,4:3,6-dianhydro-D-mannitol, temp. topn. 87°C [α]ο= +91° w wodzie (2g 100 ml) związek 2,1,4-anhydro-D-mannitol, temp. topn. 145-148°C [g]d = -24° w wodzie (2g 100ml) ____w___i_ i c__5____d___*___im — cno......ζ^~ιλλ_i \ ^5^^. j, i^-duuyciu-b-uuiuuuOi, wmp. ι°μιι. u v^l^ujd w wu<kic(xg mluu;

związek 4, 2,5-anhydro-D-glucitol, temp. topn. 56-57°C [g]d = + 23° w wodzie (2 g 100 ml) Wszystkie te związki powstały w wyniku odwodnienia D-mannitolu w/g mechanizmu Sn2 a drogę tej reakcji przedstawia załączony schemat (fig. 1).

Opracowano również metodę ilościowego oznaczania składników tej samej mieszaniny, wykorzystując do tego celu kapilarny chromatograf gazowy. Przed analizą chromatograficzną w fazie gazowej składniki badanej mieszaniny należy przeprowadzić w lotne i trwałe pochodne. Najkorzystniejszymi są pochodne O-acetylowe (prosta synteza i wysoka trwałość). W tym celu 5 mg poddawanej oznaczeniu mieszaniny anhydroheksitoli o właściwościach osmoteraopeutycznych rozpuszcza' się ' w 10 ml wody destylowanej, pobiera się przy pomocy mikrostrzykawki Hamiltona 20 μΐ tak otrzymanego roztworu i umieszcza się w szczelnie zamykanej specjalnej ampułce szklanej o pojemności 1,5 ml. Następnie usuwa się wodę w strumieniu azotu, w temperaturze pokojowej lub pod zmniejszonym ciśnieniem, na przykład na pompce wodnej, w temperaturze około 60°C a suchą pozostałość zadaje się 200// bezwodnika kwasu octowego. Po ponowym uszczelnieniu ampułki jej zawartość podgrzewa się do temperatury 100°C i przetrzymuje w tej temperaturze przez czas nie krótszy jak 1 godz., po upływie którego usuwa się z niej lotne składniki w strumieniu azotu, w temperaturze pokojowej lub pod zmniejszonym ciśnieniem (na pompce wodnej) w temperaturze około 60°C. Ostatecznie rozpuszcza się pozostałość w 100μ/ chloroformu podgrzewając całość do 50°C. Po naturalnym ochłodzeniu do temperatury pokojowej pobiera się z ampułki 1 μΐ mieszaniny i nastrzykuje na kolumnę kapilarną chromatografu gazowego. Wykorzystano do tego celu chromatograf gazowy Carlo Erba Vega 6180, wyposażony w kolumnę kapilarną „fused silica“ DB-23, detektor płomieniowo-jonizacyjny (FID), iniektor bezpośredniego wprowadzenia próbki na kolumnę „on column“ i integrator Spectra Physics DP 700. Rozdział tej mieszaniny przedstawia załączony chromatogram (fig. 2). Otrzymywana wielokrotnie mieszanina anhydroheksitoli charakteryzuje się zawsze tym samym składem jakościowym i ilościowym.

Na chromatogramie gazowym (fig. 2) widać cztery intensywne i dobrze rozdzielone sygnały. Identyfikacja tych sygnałów dokonana metodą CGC-MS (kapilarna chromatografia gazowaspektrometria masowa) oraz poprzez koiniekcję standardów wykazała, że są to produkty cykliczne przedstawione na schemacie. Oznaczenia cyfrowe sygnałów chromatograficznych (fig. 2) odpowiadających poszczególnym związkom są identyczne z odpowiednimi strukturami przedstawionymi na schemacie (fig. 1). Są to: 1,4:3,6-dianhydro-D-mannitol (zw. 1), 1,4-anhydro-D-mannitol (zw. 2), 1,5-anhydro-D-mannitol (zw. 3) i 2,5-anhydro-D-glucitol (zw. 4). Ponadto na chromatografie gazowym (fig. 2) widać mały sygnał (pik 5) mogący odpowiadać 1,4-anhydro-talitolowi. Związek ten może powstawać z D-mannitolu w wyniku cyklizacji 1,4 lub 3,6 z inwersją konfiguracji odpowiednio atomu C-4 lub C-3, będącej następstwem protonowania atomów tlenu związanych z C-3 lub C-4.

Widmo masowe substancji eluującej się jako pik 5 potwierdza jego strukturę 1,4-dihydroheksitolową. Określenie konfiguracji tego związku jest możliwe jedynie metodą koiniekcji standardu: Jego otrzymanie jest uzależnione od posiadania czystości i składu mieszaniny jest możliwe w oparciu D-talitolu jako substratu. Ocena stopniania o metodę chromatografu gazowej z wykorzystaniem kolumn kapilarnych. Zastosowano następujące warunki rozdziału: chromatograf gazowy Carlo Erba Vega 6180, iniektor bezpośredniego wprowadzenia próbki na kolumnę „on colum“, detektor płomieniowo-jonizacyjny (FID), kolumna kapilarna „fused silica“ DB-23 (60 m X 0,258 mm), temperatura pieca (80-150°C, 3°C min, 150-200,4°C min, 200-240°C, 5°C min), wodór jako gaz nośny o szybkości przepływu 2 ml/min (mierzono w temperaturze pokojowej).

Wydruk komputerowy z integratora DP 700 (zamieszczony pod fig. 2), w drugiej kolumnie zatytułowanej „AR-EA“ zawiera pola powierzchni każdego z pięciu pików widocznych na chromatogramie. Przeliczenie tych wartości na rzeczywiste relacje wagowe poszczególnych komponentów tej mieszaniny wymaga uwzględnienia odpowiednio wyznaczonych mnożników. W tym celu naważono po 5 mg chromatograficznie czystych substancji: 1,4:3,6-diahydro-D-mannitolu,

167 997

1,4-anhydro-D-mannitolu, 1,5-anhydro-D-mannitolu, 2,5-anhydro-D-glucitolu oraz pentaerytrytolu jako standardu wewnętrznego i rozpuszczono w 10 ml wody. Pobrano 20//l roztworu, umieszczono w ampułce do chromatografii gazowej, usunięto wodę w strumieniu azotu i ostatecznie wyczerpująco o-acetylowano identycznie jak opisano wyżej. Rozdział chromatograficzny tej’ mieszaniny z wykorzystaniem integratora DP 700, pozwolił określić wzajemne relacje powierzchni sygnałów chromatograficznych (pików) odpowiadających tym samym ilościom wagowym wszystkich naważonych składników. Z tych danych wyliczono wartości relatywnych (w stosunku do pentaerytrytolu) wagowych współczynników odpowiedzi w FID-zie chromatografu gazowego (w.w.o.) dla czterech interesujących nas substancji. Z kolei wyliczono odpowiednie mnożniki, które należy zastosować przy przeliczeniu powierzchni pól pików chromatograficznych odpowiadających wymienionym wyżej związkom na ich relacje wagowe. Uzyskane wartości zestawiono w tabeli 1.

Tabela 1

Substancja mnożnik	Pole powierzchni*	w.w.o.
standard	63800	1,00
1,00
związek 1	35100	0,55
1,81
związek 2	60600	0,95
1,05
związek 3	56800	0,89
112
związek 4	58700	0,92
1,09
^xprzedstawiono	w jednostkach własnych integratora DP 700.

Określono skład procentowy mieszaniny anhydroheksitoli, uwzględniając wyznaczone mnożniki i przedstawiono je w tabeli 2. Zamieszczone w tej tabeli czasy retencji badanych związków w kapilarnej chromatografii gazowej są charakterystyczne dla tych połączeń i mogą służyć do ich identyfikacji.
Tabel	a 2
Nazwa związku	Zawartość
retencji (min)	j.wag.	% wag.	Czasy
1,4:3,6-dianhydro-D-mannitol 35,48	50,3	39,1	(±3,0%)
1,4-anhydro-D-mannitol 43,42	6,1	4,7	(±0,5)
1,5-anhydro-D-mannitol 43,59	13,0	10,0	(±1,0)
2,5-anhydro-D-glucitol 43,98	55,6	43,2	(±3.0)
1,4-anhydro-D-talitol 44,27	3,9	3,0	(±0,5)
128,9	100,0%

Wartości podane w nawiasach dotyczą maksymalnych odchyleń w składzie ilościowym wielokrotnie otrzymywanej mieszaniny.

PEAK#	areaz	RT	AREA BC
1	27.858	35 .38	14021 Ot
Z	5 .787	43 .42	307? 01
3	It .62	43 57	6102 Ol
4	50 .778	4 3 70	27132 (31
5	3 .737	44 .27	1700 01

FIG.2 ch₂ohHO— (40— —04—OHCK-₂O«-

=2,5-anhydro-L-gulitol

związek 1

1,4:3, ś-dianhydro-D-manmtol

FIG. 1

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz Cena ł ,50 zł

Claims

Zastrzeżenie patentowe

Sposób otrzymywania mieszaniny anhydroheksitoli mającej właściwości osmoterapeutyczne, znamienny tym, że umieszczone w szczelnie zamkniętym ciśnieniowym naczyniu technologicznym, zwłaszcza w autoklawie 30 części wagowych krystalicznego D-mannitolu i 100 części wagowych 10% wodnego roztworu kwasu siarkowego ogrzewa się w temperaturze 190°C±5°C przez czas od 18 do 22 godzin, najkorzystniej 20 godzin, po upływie którego naczynie technologiczne ochładza się w warunkach naturalnych do temperatury otoczenia, po czym otwiera się i jeżeli roztwór nie jest klarowny poddaje się go przesączeniu, a następnie zobojętnia się go przepuszczając przez kolumnę jonowymienną, wypełnioną świeżo zaktywowanym anionitem, uzyskując eluat o wartości pH w granicach 6,5-6,9, po czym eluat zadaje się porcją od dwu do trzech części wagowych sproszkowanego węgla aktywnego i całość ogrzewa w otwartym naczyniu technologicznym do temperatury nie wyższej niż 60°C i przetrzymuje w tej temperaturze przez czas od 5 minut do 15 minut, najkorzystniej 10 minut i następnie po naturalnym ochłodzeniu do temperatury otoczenia oddziela się z mieszaniny węgiel aktywowany na gęstych (twardych) sączkach bibułowych pod obniżonym ciśnieniem, zwłaszcza na pompce wodnej i ostatecznie również pod zmniejszonym ciśnieniem, korzystnie na pompce wodnej usuwa zeń wodę w temperaturze od 50°C do 60°C.