PL239358B1 - New polymeric derivatives of betulin and their application - Google Patents
New polymeric derivatives of betulin and their application Download PDFInfo
- Publication number
- PL239358B1 PL239358B1 PL423399A PL42339917A PL239358B1 PL 239358 B1 PL239358 B1 PL 239358B1 PL 423399 A PL423399 A PL 423399A PL 42339917 A PL42339917 A PL 42339917A PL 239358 B1 PL239358 B1 PL 239358B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- betulin
- disuccinate
- polymeric
- derivative
- degradation
- Prior art date
Links
Landscapes
- Peptides Or Proteins (AREA)
- Steroid Compounds (AREA)
- Medicinal Preparation (AREA)
Description
Opis wynalazkuDescription of the invention
Przedmiotem niniejszego wynalazku są nowe polimeryczne pochodne betuliny i ich zastosowanie. Związki te mogą znaleźć zastosowanie w przemyśle farmaceutycznym.The present invention relates to novel polymeric betulin derivatives and their use. These compounds can be used in the pharmaceutical industry.
Betulina należy do triterpenów pentacyklicznych, dogodnym źródłem jej otrzymywania jest zewnętrzna warstwa kory brzozy (Alakurtti S. et al., Eur. J. Pharm. Sci., 29.1,2006, 1-13). Ponadto betulina i łatwo otrzymywane z niej pochodne wykazują szerokie spektrum aktywności biologicznej, takiej jak: działanie przeciwzapalne (Patocka Jiri, J. Appl. Biomed., 1.1,2003, 7-12), przeciwwirusowe (Muhammad A. et al., J Microbiol. Biotechnol, 14.5, 2004, 1086-1088), przeciwnowotworowe (np. Alakurtti S. et al., Eur. J. Pharm. Sci., 29.1, 2006, 1-13; P.390998). Ze względu na udowodnione liczne kierunki aktywności farmakologicznej, w tym zacytowane powyżej, pochodne betuliny mogą zostać wykorzystane jako nowe potencjalne substancje lecznicze.Betulin belongs to the pentacyclic triterpenes, a convenient source for its preparation is the outer layer of birch bark (Alakurtti S. et al., Eur. J. Pharm. Sci., 29.1,2006, 1-13). Moreover, betulin and readily derived derivatives exhibit a broad spectrum of biological activity, such as: anti-inflammatory (Patocka Jiri, J. Appl. Biomed., 1.1,2003, 7-12), antiviral (Muhammad A. et al., J Microbiol . Biotechnol, 14.5, 2004, 1086-1088), antitumor (e.g., Alakurtti S. et al., Eur. J. Pharm. Sci., 29.1, 2006, 1-13; P.390998). Due to the proven numerous directions of pharmacological activity, including the ones quoted above, betulin derivatives can be used as new potential therapeutic substances.
Dibursztynian betuliny (DBB) wykazuje aktywność biologiczną, znane jest jego działanie przeciwnowotworowe, przeciw leiszmanozie (Chowdhury S. et al., Antimicrob. Agents Chemother., 58.4, 2014, 2186-2201), a także hypolipidemiczne (Pegova R. A. et al., Medicinskj al’manah, 3, 2015, 216-219), grzybobójcze (Krasutsky P. A. et al., US Patent, WO2002026761 A1,2002), bakteriobójcze (Krasutsky P. A. et al., US Patent 20020119935 A1, 2002) i przeciwwirusowe, w tym przeciw wirusowi EpsteinaBarra (Muhammad A. et al., J. Microbiol. Biotechnol, 14.5, 2004, 1086-1088) i przeciw HIV (Sun, I-Ch., et al., J. Med. Chem., 41.23, 1998, 4648-4657).Betulin disuccinate (DBB) exhibits biological activity, is known to have antitumor, anti-leishmanosis (Chowdhury S. et al., Antimicrob. Agents Chemother., 58.4, 2014, 2186-2201) and also hypolipidemic (Pegova RA et al., Medicinskj al'manah, 3, 2015, 216-219), fungicidal (Krasutsky PA et al., US Patent, WO2002026761 A1,2002), bactericidal (Krasutsky PA et al., US Patent 20020119935 A1, 2002) and antiviral, in including against Epstein-Barr virus (Muhammad A. et al., J. Microbiol. Biotechnol, 14.5, 2004, 1086-1088) and against HIV (Sun, I-Ch., et al., J. Med. Chem., 41.23, 1998, 4648-4657).
Dibursztynian betuliny posiadający dwie grupy karboksylowe, jest doskonałym surowcem do otrzymania w wyniku polikondensacji polibezwodnika, który stanowi polimeryczną formę tego związku.Betulin disuccinate, having two carboxyl groups, is an excellent raw material to obtain, as a result of polycondensation, the polyanhydride, which is the polymeric form of this compound.
Polibezwodniki są grupą polimerów, posiadających w łańcuchu głównym wiązanie bezwodnikowe. Otrzymuje się w wyniku polikondensacji związków zawierających dwie grupy karboksylowe. Najprostszą metodą ich otrzymywania jest przebiegająca dwuetapowo polikondensacja z udziałem bezwodnika octowego. Polimery te ulegają degradacji hydrolitycznej do odpowiednich kwasów dikarboksylowych. Czas degradacji zależy w znacznym stopniu od rodzaju dikwasu, z którego powstał polibezwodnik i wynosi od kilku dni do kilku lat. Ze względu na swoje właściwości, takie jak biozgodność i odpowiednia kinetyka uwalniania substancji aktywnych, znajdują zastosowanie głównie w medycynie, zarówno jako nośniki leków jak i biomateriały (Domb, A. J., Kumar, N., Ezra, A., Wiley&Sons Inc., Hoboken, New Jersey, 2011).Polyanhydrides are a group of polymers that have an anhydride bond in their backbone. Obtained by the polycondensation of compounds containing two carboxyl groups. The simplest method of their preparation is the two-stage polycondensation with acetic anhydride. These polymers undergo hydrolytic degradation to the corresponding dicarboxylic acids. The degradation time depends largely on the type of diacid from which the polyanhydride is formed and ranges from several days to several years. Due to their properties, such as biocompatibility and appropriate release kinetics of active substances, they are used mainly in medicine, both as drug carriers and biomaterials (Domb, AJ, Kumar, N., Ezra, A., Wiley & Sons Inc., Hoboken, New Jersey, 2011).
Proleki polimerowe są jednym z rodzajów systemów kontrolowanego uwalniania leków tzw. DDS (Drug Delivery Systems). Systemy te charakteryzują się stopniowym uwalnianiem substancji aktywnej w organizmie, co powoduje wydłużenie efektu terapeutycznego. Ponadto zastosowanie takiej formy leku daje większe możliwości wprowadzania leku do organizmu (np. w postaci mikrosfer lub nanosfer polimerowych, implantów itp.) oraz jego dystrybucji, a w przypadku leków słabo rozpuszczalnych w roztworach wodnych (takich jak np. dibursztynian betuliny), wpływa też korzystnie na biodostępność i aktywność biologiczną dzięki stopniowemu uwalnianiu substancji aktywnej.Polymer prodrugs are one type of controlled drug release system, the so-called DDS (Drug Delivery Systems). These systems are characterized by a gradual release of the active substance in the body, which prolongs the therapeutic effect. In addition, the use of this form of the drug gives a greater possibility of introducing the drug into the body (e.g. in the form of polymer microspheres or nanospheres, implants, etc.) and its distribution, and in the case of drugs that are poorly soluble in aqueous solutions (such as, for example, betulin disuccinate), it also has a positive effect. on bioavailability and biological activity due to the gradual release of the active substance.
Z opisów amerykańskich US2003/0059469 A1, US6,613,807 B2 znane jest wykorzystanie wiązania bezwodnikowego do otrzymania proleków polimerowych z substancji aktywnych zawierających w cząsteczce jedną grupę karboksylową oraz inną grupę funkcyjną: aminową, tiolową, hydroksylową lub fenolową, którą wykorzystuje się do połączenia dwóch cząsteczek substancji aktywnych, za pomocą łącznika -(CH2)n-, otrzymując w ten sposób związek dikarboksylowy, który może zostać wykorzystany do otrzymania polibezwodnika. Metoda ta jest wykorzystywana do otrzymania proleków polimerowych w formie polibezwodników, opartych o pochodne kwasu salicylowego, który jest substancją aktywną, i który posiada w cząsteczce grupę karboksylową i hydroksylową (Erdmann, L., et al. Biomaterials, 21, 2000, s. 1941-1946). Dibursztynian betuliny, który zawiera w cząsteczce dwie grupy karboksylowe, może zostać bezpośrednio wykorzystany w reakcji polikondensacji do otrzymania polibezwodnika. Polibezwodnik otrzymany z dibursztynianu betuliny, stanowi prolek polimerowy, ponieważ dibursztynian betuliny, będący substancją aktywną jest chemicznie związany z łańcuchem polimerowym, a swoje właściwości terapeutyczne uzyskuje w wyniku hydrolizy polimeru w warunkach fizjologicznych. Zarówno betulina jak i dibursztynian betuliny charakteryzują się brakiem toksyczności zarówno w warunkach in vitro, jak i in vivo, otrzymane na bazie tych substancji polimery, mogą także znaleźć zastosowanie w przemyśle farmaceutycznym jako matryce w układach kontrolowanego uwalniania leków do organizmu. Dotychczas w literaturze opisane polimeryczne formy betuliny takie jak: poliestry (Jeromenok, Jekaterina, et al., Macromol. Rapid Commun., 2011, 32.22: 1846-1851), poliuretany (Jeromenok, Jekaterina, et al., ChemistryOpen, 2013, 2.1: 17-20) oraz koniugaty z politlenkiem etylenu (J. Zhao,From American descriptions US2003 / 0059469 A1, US6,613,807 B2 it is known to use an anhydride bond to obtain polymer prodrugs from active substances containing one carboxyl group in the molecule and another functional group: amino, thiol, hydroxyl or phenol, which is used to connect two molecules active substances, using the linker - (CH2) n-, thus obtaining a dicarboxylic compound that can be used to obtain a polyanhydride. This method is used to obtain polymer prodrugs in the form of polyanhydrides, based on derivatives of salicylic acid, which is an active substance, and which has a carboxyl and hydroxyl group in the molecule (Erdmann, L., et al. Biomaterials, 21, 2000, p. 1941) -1946). Betulin disuccinate, which contains two carboxyl groups in the molecule, can be directly used in a polycondensation reaction to obtain a polyanhydride. The polyanhydride obtained from betulin disuccinate is a polymer prodrug because betulin disuccinate, which is an active substance, is chemically bound to the polymer chain, and its therapeutic properties are obtained by hydrolysis of the polymer under physiological conditions. Both betulin and betulin disuccinate are non-toxic both in vitro and in vivo, polymers based on these substances can also be used in the pharmaceutical industry as matrices in systems for the controlled release of drugs into the body. Polymeric forms of betulin have been described in the literature so far, such as: polyesters (Jeromenok, Jekaterina, et al., Macromol. Rapid Commun., 2011, 32.22: 1846-1851), polyurethanes (Jeromenok, Jekaterina, et al., ChemistryOpen, 2013, 2.1 : 17-20) and polyethylene oxide conjugates (J. Zhao,
PL 239 358 B1PL 239 358 B1
H. Schlaad, S. Weidner, M. Antonietti, Polym. Chem. 2011). Są one proponowane jako materiały o wysokiej mikroporowatości, do zastosowania do adsorpcji gazów. Brak jest natomiast jakichkolwiek doniesień na temat otrzymywania polibezwodników na bazie betuliny lub jej pochodnych.H. Schlaad, S. Weidner, M. Antonietti, Polym. Chem. 2011). They are proposed as highly microporous materials for use in gas adsorption. However, there are no reports on the preparation of polyanhydrides based on betulin or its derivatives.
Celem wynalazku są nowe polimeryczne pochodne betuliny o wzorze 1 i wzorze 2, które będą stanowiły proleki polimerowe, uwalniające w wyniku hydrolizy w warunkach fizjologicznych substancję aktywną - dibursztynian betuliny. Zastosowanie jako komonomeru poli(glikolu etylenowego) ma celu zwiększenie hydrofilowości polimerycznych form betuliny.The aim of the invention is to present new polymeric betulin derivatives of formula 1 and formula 2, which will be polymer prodrugs that release the active substance betulin disuccinate as a result of hydrolysis under physiological conditions. The use of poly (ethylene glycol) as a comonomer is to increase the hydrophilicity of the polymeric forms of betulin.
Cel ten osiągnięto przez połączenie dibursztynianu betuliny i dikarboksylowych pochodnych poli(glikolu etylenowego) wiązaniem bezwodnikowym w wyniku reakcji polikondensacji grup karboksylowych występujących w wyjściowych związkach.This aim was achieved by linking betulin disuccinate and dicarboxylic derivatives of poly (ethylene glycol) with an anhydride bond as a result of the polycondensation reaction of the carboxyl groups present in the starting compounds.
Istotą wynalazku jest nowa polimeryczna pochodna betuliny o wzorze 1 składa się z pochodnej betuliny, posiadającej w pozycji C-3 oraz w pozycji C-28 ugrupowania sukcynylowe (dibursztynian betuliny), których wolne grupy karboksylowe są połączone w polimeryczne struktury liniowe za pomocą wiązania bezwodnikowego.The essence of the invention is a new polymeric betulin derivative of the formula I consists of a betulin derivative having succinyl groups in the C-3 position and in the C-28 position (betulin disuccinate), the free carboxyl groups of which are linked into polymeric linear structures by an anhydride bond.
Nowa polimeryczna pochodna betuliny o wzorze 2 składa się z pochodnej betuliny, posiadającej w pozycji C-3 oraz w pozycji C-28 ugrupowania sukcynylowe (dibursztynian betuliny) i dikarboksylowej pochodnej poli(glikolu etylenowego), w której ilość jednostek powtarzalnych x wynosi od 3 do 43, korzystnie x = 10 dla poli(glikolu etylenowego) 600, których wolne grupy karboksylowe są połączone w polimeryczne struktury liniowe wiązaniami bezwodnikowymi.The new polymeric betulin derivative of formula 2 consists of a betulin derivative having a succinyl group in the C-3 position and in the C-28 position (betulin disuccinate) and a dicarboxylic derivative of poly (ethylene glycol), in which the number of repeating units x is from 3 to 43, preferably x = 10 for poly (ethylene glycol) 600, the free carboxyl groups of which are linked to polymeric linear structures by anhydride bonds.
Korzystnie udział wagowy dibursztynianu betuliny w polimerycznej pochodnej betuliny określonej wzorem 2 wynosi od 20% do 80%.Preferably, the weight proportion of betulin disuccinate in the polymeric betulin derivative represented by formula 2 is from 20% to 80%.
Zastosowanie nowych związków o wzorze 1 jako proleki polimerowe oraz matryce w układach kontrolowanego uwalniania leków.The use of new compounds of formula 1 as polymer prodrugs and matrices in drug controlled release systems.
Zastosowanie nowych związków o wzorze 2 jako proleki polimerowe oraz matryce w układach kontrolowanego uwalniania leków.The use of new compounds of formula 2 as polymer prodrugs and matrices in drug controlled release systems.
Związki według wynalazku są nowe i nie zostały dotychczas opisane w literaturze.The compounds of the invention are new and have not yet been described in the literature.
Otrzymane polimery w warunkach zbliżonych do fizjologicznych (37°C, pH = 7,4 oraz pH = 5,5) ulegają degradacji hydrolitycznej do wyjściowych reagentów: dibursztynianu betuliny (DBB), którego aktywność biologiczna jest znana i potwierdzona oraz dikwasów poli(glikoli etylenowych), które są akceptowalne fizjologicznie. Dlatego zastosowanie tych polimerów w układach biologicznych będzie prowadzić do uwalniania DBB, kontrolowanego szybkością degradacji polimeru. Opisane polimeryczne pochodne betuliny, otrzymane według przykładu 1 i 2 zostały poddane badaniom degradacji hydrolitycznej, według przykładu 3, w warunkach zbliżonych do fizjologicznych (w temperaturze 37°C, w buforze fosforanowym o pH = 7,4 oraz w wodzie destylowanej o pH = 5,5). Proces degradacji badano na podstawie zmian masy próbek poddanych degradacji (oznaczano ubytek masy) oraz na podstawie zawartości wiązań bezwodnikowych w próbce pozostałej po degradacji, co oznaczano na podstawie widm 1H NMR. Dodatkowo badano także produkty degradacji, które uległy rozpuszczeniu w medium degradacyjnym. W tym celu wodne roztwory liofilizowano, a następnie pozostałość poddawano analizie spektroskopowej. W produktach degradacji zidentyfikowano dibursztynian betuliny i karboksylowe pochodne poli(glikoli etylenowych). Nie stwierdzono hydrolizy ugrupowań estrowych w dibursztynianie betuliny, w warunkach i w czasie w jakim prowadzono badania. Otrzymane polimery charakteryzowały się różną szybkością degradacji hydrolitycznej, co jest ściśle związane z udziałem składnika hydrofilowego, poli(glikolu etylenowego). Polibezwodnik otrzymany wg przykładu 1, z dibursztynianu betuliny (polyDBB) ze względu na swoją silną hydrofobowość degraduje stosunkowo wolno. PolyDBB, w warunkach zbliżonych do fizjologicznych, degraduje całkowicie w czasie 14 dni. W tym czasie następuje całkowity zanik wiązań bezwodnikowych w próbce poddanej działaniu wodnego roztworu, zarówno w medium o pH = 5,5 jak i pH=7,4 (fig. 1). W warunkach in vitro, w których przeprowadzono badanie (według przykładu 3), nie następuje w tym czasie całkowite rozpuszczenie badanej próbki w buforze. Po 14 dniach ubytek masy polyDBB był na poziomie 20% w/w.The obtained polymers under conditions similar to physiological (37 ° C, pH = 7.4 and pH = 5.5) undergo hydrolytic degradation to the starting reagents: betulin disuccinate (DBB), whose biological activity is known and confirmed, and polyethylene glycol diacids ) that are physiologically acceptable. Therefore, the use of these polymers in biological systems will lead to the release of DBB, controlled by the rate of polymer degradation. The described polymeric betulin derivatives, obtained according to Examples 1 and 2, were subjected to the hydrolytic degradation tests according to Example 3, in conditions similar to physiological (at a temperature of 37 ° C, in a phosphate buffer at pH = 7.4 and in distilled water at pH = 5). , 5). The degradation process was investigated on the basis of changes in the mass of the samples subjected to degradation (weight loss was determined) and on the content of anhydride bonds in the sample remaining after the degradation, which was determined on the basis of 1H NMR spectra. Additionally, the degradation products dissolved in the degradation medium were also investigated. For this purpose, the aqueous solutions were freeze-dried and then the residue was subjected to spectroscopic analysis. Betulin disuccinate and carboxylic derivatives of polyethylene glycols have been identified in the degradation products. There was no hydrolysis of ester groups in betulin disuccinate under the conditions and at the time of the study. The obtained polymers were characterized by a different rate of hydrolytic degradation, which is closely related to the participation of the hydrophilic component, polyethylene glycol. The polyanhydride obtained according to example 1 from betulin disuccinate (polyDBB) degrades relatively slowly due to its high hydrophobicity. PolyDBB degrades completely in 14 days under similar physiological conditions. During this time, the anhydride bonds in the sample exposed to the aqueous solution are completely lost, both in the medium with pH = 5.5 and pH = 7.4 (Fig. 1). In the in vitro conditions under which the test was performed (according to Example 3), the test sample was not completely dissolved in the buffer during this time. After 14 days, the weight loss of polyDBB was 20% w / w.
Kopolimery otrzymane według przykładu 2, z udziałem poli(glikoli etylenowych), ze względu na ich hydrofilowość, wykazują większą podatność na degradację hydrolityczną w stosunku do polyDBB. Szybkość degradacji kopolimerów, określana na podstawie zaniku wiązań bezwodnikowych oraz na podstawie ubytku masy, rośnie wraz ze wzrostem zawartości poli(glikolu etylenowego) w kopolimerze. Kopolimery otrzymane z 80 %-owym udziałem PEG 600, w warunkach fizjologicznych degradują całkowicie w ciągu dwóch dni. W tym czasie następuje całkowity zanik wiązań bezwodnikowych w próbceThe copolymers obtained according to example 2, with the participation of polyethylene glycols, due to their hydrophilicity, show greater susceptibility to hydrolytic degradation in relation to polyDBB. The degradation rate of the copolymers, determined on the basis of the disappearance of the anhydride bonds and the weight loss, increases with the increase in the content of poly (ethylene glycol) in the copolymer. Copolymers prepared with 80% of PEG 600 completely degrade under physiological conditions within two days. During this time, the anhydride bonds in the sample are completely lost
PL 239 358 B1 poddanej działaniu wodnego roztworu, zarówno w medium o pH = 5,5 jak i pH = 7,4 (fig. 2). W tym czasie obserwuje się jednocześnie ponad 90%-owy ubytek masy tego polimeru.After exposure to an aqueous solution, both in the medium at pH = 5.5 and pH = 7.4 (Fig. 2). At the same time, over 90% weight loss of this polymer is observed.
Polimeryczne pochodne betuliny będące przedmiotem wynalazku, poddano badaniom mającym na celu określenie ich aktywności cytotoksycznej w stosunku do wybranych linii komórek nowotworowych. Badania te przeprowadzono wg przykładu 4, zgodnie z którym wykorzystano hodowle czystych linii komórkowych nowotworów: szyjki macicy, piersi, płuc, wątroby, centralnego układu nerwowego oraz nosogardzieli. Na podstawie badań przeprowadzonych dla różnych stężeń wyznaczono parametr IC50 - stężenie powodujące zahamowanie wzrostu komórek w hodowli o 50%. Wartości liczbowe IC50, uzyskane dla związków otrzymanych według przykładów 1 i 2, przedstawiono w tabeli 1 - Fig. 3.The polymeric betulin derivatives, which are the subject of the invention, were tested to determine their cytotoxic activity in relation to selected tumor cell lines. These studies were carried out according to example 4, in which the cultures of pure tumor cell lines were used: cervix, breast, lung, liver, central nervous system and nasopharynx. On the basis of the tests carried out for various concentrations, the IC50 parameter was determined - the concentration that inhibits the growth of cells in culture by 50%. The IC50 numerical values obtained for the compounds prepared according to Examples 1 and 2 are shown in Table 1 - Fig. 3.
Uzyskane wyniki badań cytotoksyczności, wyrażone za pomocą IC50, przedstawione w odniesieniu do wybranych nowych polimerycznych pochodnych betuliny, według wynalazku, wskazują na ich skuteczność w hamowaniu rozwoju komórek nowotworowych, przy jednoczesnym braku cytotoksyczności w stosunku do komórek prawidłowych. Przedstawione wyniki wskazują także na wyższą aktywność cytotoksyczną polibezwodników otrzymanych z udziałem PEG 600, co związane jest z szybszą degradacją hydrolityczną i uwolnieniem większej ilości dibursztynianu betuliny w czasie przeprowadzenia eksperymentu.The obtained results of cytotoxicity studies, expressed by IC50, presented in relation to selected new polymeric betulin derivatives, according to the invention, indicate their effectiveness in inhibiting the development of neoplastic cells, with the simultaneous lack of cytotoxicity in relation to normal cells. The presented results also indicate a higher cytotoxic activity of the polyanhydrides obtained with PEG 600, which is related to faster hydrolytic degradation and the release of more betulin disuccinate during the experiment.
Ze względu na planowane zastosowanie, z jednej strony korzystne jest otrzymanie kopolimerów zawierających jak najwięcej DBB (posiadającej aktywność antynowotworową), jednak z drugiej strony większa zawartość poli(glikolu etylenowego), zwiększa hydrofilowość kopolimeru, pozwalając na szybsze uwalnianie substancji aktywnej i zwiększa jej biodostępność. Z tego powodu za szczególnie korzystne uznano polimeryczne pochodne betuliny otrzymane z dibursztynianu betuliny i poli(glikolu etylenowego) 600, w których zawartość poli(glikolu etylenowego) 600 wynosi do 40%. Takie polibezwodniki zawierają do 60% wag. DBB (substancji aktywnej) a jednocześnie ich hydrofilowość pozwala na szybkie uwalnianie substancji aktywnej oraz zwiększa dostępność biologiczną, co znajduje potwierdzenie w wynikach badaniach aktywności cytostatycznej otrzymanych polimerów w stosunku do wybranych linii komórek nowotworowych (tabela 1).Due to the intended use, on the one hand, it is advantageous to obtain copolymers containing as much DBB as possible (having antitumor activity), but on the other hand, a higher content of polyethylene glycol increases the hydrophilicity of the copolymer, allowing for faster release of the active substance and increases its bioavailability. For this reason, polymeric betulin derivatives obtained from betulin disuccinate and polyethylene glycol 600, in which the content of polyethylene glycol 600 is up to 40%, have been found to be particularly preferred. Such polyanhydrides contain up to 60 wt. DBB (active substance) and at the same time their hydrophilicity allows for a quick release of the active substance and increases its bioavailability, which is confirmed by the results of tests of cytostatic activity of the obtained polymers in relation to selected tumor cell lines (Table 1).
Wynalazek ilustrują następujące przykłady wykonania.The following examples illustrate the invention.
P r z y k ł a d 1P r z k ł a d 1
Otrzymywanie polibezwodnika dibursztynianu betuliny - polyDBB.Preparation of betulin disuccinate polyanhydride - polyDBB.
Dibursztynian betuliny (5 g) rozpuszcza się w 10-krotnym nadmiarze (w/v) bezwodnika octowego (50 ml) i ogrzewa się w temperaturze wrzenia rozpuszczalnika pod chłodnicą zwrotną przez 40 min. w atmosferze azotu. Po tym czasie nadmiar bezwodnika octowego oraz powstały w reakcji kwas octowy, oddestylowuje się na rotacyjnej wyparce próżniowej. Pozostałą po oddestylowaniu diacylową pochodną dibursztynianu betuliny, poddaje się polikondensacji, prowadzonej pod próżnią (0,1 mm Hg) w temp. 150°C przez 2 h. Otrzymuje się polibezwodnik dibursztynianu betuliny o masie cząsteczkowej Mn = 7500 g/mol z wydajnością powyżej 90%. Dane spektroskopowe otrzymanego polibezwodnika dibursztynianu betuliny o wzorze 1 są następujące:Betulin disuccinate (5 g) is dissolved in a 10-fold excess (w / v) of acetic anhydride (50 ml) and heated to the reflux temperature of the solvent for 40 min. under nitrogen atmosphere. After this time, the excess acetic anhydride and the acetic acid formed in the reaction are distilled off on a rotary vacuum evaporator. The betulin disuccinate diacyl derivative remaining after distillation is subjected to polycondensation under vacuum (0.1 mm Hg) at 150 ° C for 2 h. %. The spectroscopic data of the obtained betulin disuccinate polyanhydride of formula 1 are as follows:
1H NMR (600 MHz, CDCh) δ: 4,69 ‘(1H, ‘d, C29-Ha); 4,59 (1H, d, C29-Hb), 4,50 (1H, t, C3-H«); 4,30 (1H, d, C28-Ha); 3,89 (1H, d, C28-Hb); 2,82-2,77 (4H, m, CH2C(O)OC(O)); 2,71-2,64 (4H, m, CH2C(O)O); 2,44-2,40 (1H, td, C19-H); 1,68 (3H, s, C30-H3); 0,83-0,85; 0,97 i 1,02 (5 x 3H, 5 x s, 5 grup CH3). 1 H NMR (600 MHz, CDCl 3) δ: 4.69 '(1H,' d, C29-Ha); 4.59 (1H, d, C29-Hb), 4.50 (1H, t, C3-H '); 4.30 (1H, d, C28-Ha); 3.89 (1H, d, C28-Hb); 2.82-2.77 (4H, m, CH2C (O) OC (O)); 2.71-2.64 (4H, m, CH2C (O) O); 2.44-2.40 (1H, td, C19-H); 1.68 (3H, s, C30-H3); 0.83-0.85; 0.97 and 1.02 (5 x 3H, 5 xs, 5 CH3 groups).
13C NMR (150 MHz, CDCI3) δ: 171,93 (Cq, C(O)O); 167,96 (Cq, C(O)OC(O)); 150,03 (Cq, C-20); 109,93 (CH2, C-29); 81,74 (CH, C-3); 63,36 (CH2, C-28), 55,40 (CH,C-5); 50,27 (CH, C-9); 48,81 (CH, C-18), 47,71 (CH, C-19); 46,43 (Cq, C-17); 42,71 (Cq, C-14); 40,91 (Cq, C-8); 38,36 (CH2, C-1); 37,86 (Cq, C-4); 37,61 (CH, C-13); 37,07 (Cq, C-10); 34,52 (CH2, C-22); 34,11 (CH2, C-7); 30,38-30,32 (CH2C(O)OC(O)); 29,72 (CH2, C-21); 29,57 (CH2, C-16); 28,62 (CH2C(O)O); 27,97 (CH3, C-23); 27,04 (CH2, C-15); 25,17 (CH2, C-12); 23,65 (CH2, C-2); 20,81 (CH2, C-11); 19,14 (CH3, C-30); 18,16 (CH2, C-6); 16,53 (CH3, C-24); 16,14 (CH3, C-25); 16,04 (CH3, C-26); 14,76 (CH3, C-27). 13 C NMR (150 MHz, CDCl 3) δ: 171.93 (Cq, C (O) O); 167.96 (Cq, C (O) OC (O)); 150.03 (Cq, C-20); 109.93 (CH2. C-29); 81.74 (CH. C-3); 63.36 (CH2. C-28), 55.40 (CH, C-5); 50.27 (CH. C-9); 48.81 (CH, C-18), 47.71 (CH, C-19); 46.43 (Cq. C-17); 42.71 (Cq, C-14); 40.91 (Cq, C-8); 38.36 (CH2. C-1); 37.86 (Cq. C-4); 37.61 (CH. C-13); 37.07 (Cq, C-10); 34.52 (CH2. C-22); 34.11 (CH2. C-7); 30.38-30.32 (CH2C (O) OC (O)); 29.72 (CH2. C-21); 29.57 (CH2. C-16); 28.62 (CH2C (O) O); 27.97 (CH3. C-23); 27.04 (CH2. C-15); 25.17 (CH2. C-12); 23.65 (CH2. C-2); 20.81 (CH2. C-11); 19.14 (CH3. C-30); 18.16 (CH2. C-6); 16.53 (CH3. C-24); 16.14 (CH3. C-25); 16.04 (CH3. C-26); 14.76 (CH3. C-27).
P r z y k ł a d 2P r z k ł a d 2
Otrzymywanie polibezwodnika dibursztynianu betuliny i poli(glikolu etylenowego) 600.Preparation of betulin disuccinate polyanhydride and poly (ethylene glycol) 600.
Dibursztynian betuliny (1 g) oraz dikarboksylan poliglikolu etylenowego 600 (4 g), rozpuszcza się w 10-krotnym nadmiarze (w/v) bezwodnika octowego (50 ml) i ogrzewa się w temperaturze wrzenia rozpuszczalnika pod chłodnicą zwrotną przez 40 min. w atmosferze azotu. Po tym czasie nadmiar bezwodnika octowego oraz powstały w reakcji kwas octowy oddestylowuje się na rotacyjnej wyparce próżniowej. Pozostały po odparowaniu prepolimer, poddaje się polikondensacji prowadzonej pod próżnią (0,1 mm Hg) w temp. 150°C przez 2 h.Betulin disuccinate (1 g) and polyethylene glycol 600 dicarboxylate (4 g), are dissolved in a 10-fold excess (w / v) of acetic anhydride (50 ml) and heated to the reflux temperature of the solvent for 40 min. under nitrogen atmosphere. After this time, the excess acetic anhydride and the acetic acid formed in the reaction were distilled off on a rotary vacuum evaporator. The prepolymer remaining after evaporation is subjected to polycondensation under vacuum (0.1 mm Hg) at 150 ° C for 2 hours.
PL 239 358 Β1PL 239 358 Β1
Dane spektroskopowe otrzymanego kopolimeru dibursztynianu betuliny z dikwasem poliglikolu etylenowego 600 o wzorze 2 są następujące:The spectroscopic data of the obtained betulin disuccinate copolymer with polyethylene glycol 600 diacid of formula 2 are as follows:
1H NMR (600 MHz, CDCI3) δ: 4,68 (1H, d, C29-Ha); 4,59 (1H, d, C29-Hb), 4,50 (1H, t, C3-Ha); 4,30 (1H, d, C2s-Ha i CH2C(O)OC(O)wPEG), 3,89 (1H, d, C28-Hb); 2,82-2,78 (4H, m, CH2C(O)OC(O)); 2,71-2,64 (4H, m, CH2C(O)O); 2,44-2,40 (1H, td, C19-H); 1,68 (3H, s, C30-H3); 0,83-0,85; 0,97 i 1,02 (5 χ 3H, 5 x s, 5 grup CH3). 1 H NMR (600 MHz, CDCl 3 ) δ: 4.68 (1H, d, C 29 -H a ); 4.59 (1H, d, C 29 -H b ), 4.50 (1H, t, C 3 -H a ); 4.30 (1H, d, C 2 s-Ha and CH 2 C (O) OC (O) w PEG), 3.89 (1H, d, C 28 -H b ); 2.82-2.78 (4H, m, CH 2 C (O) OC (O)); 2.71-2.64 (4H, m, CH 2 C (O) O); 2.44-2.40 (1H, td, C19-H); 1.68 (3H, s, C30-H3); 0.83-0.85; 0.97 and 1.02 (5 × 3H, 5 × s, 5 CH3 groups).
13C NMR (75 MHz, CDCI3) δ: 171,95 (Cq, C(O)O); 167,94 (Cq, C(O)OC(O)); 150,03 (Cq, C-20); 110,0 (CH2, C-29); 81,73 (CH, C-3); 71,12-70,56 ((-O-CH2-CH2-)n w PEG); 63,32 (CH2, C-28), 55,36 (CH, C-5); 50,25 (CH, C-9); 48,78 (CH, C-18), 47,68 (CH, C-19); 46,40 (Cq, C-17); 42,68 (Cq, C-14); 40,88 (Cq, C-8); 38,33 (CH2, C-1); 37,84 (Cq, C-4); 37,58 (CH, C-13); 37,03 (Cq, C-10); 34,48 (CH2, C-22); 34,07 (CH2, C-7); 30,35-30,18 (CH2C(O)OC(O)); 29,70 (CH2, C-21); 29,54 (CH2, C-16); 28,89 i 28,60 (CH2C(O)O); 27,95 (CH3, C-23); 27,0 (CH2, C-15); 25,13 (CH2, C-12); 23,62 (CH2, C-2); 20,78 (CH2, C-11); 19,12 (CH3, C-30); 18,13 (CH2, C-6); 16,51 (CH3, C-24); 16,13 (CH3, C-25); 16,0 (CH3, C-26); 14,74 (CH3, C-27). 13 C NMR (75 MHz, CDCl 3) δ: 171.95 (C q , C (O) O); 167.94 (C q , C (O) OC (O)); 150.03 (C q , C-20); 110.0 (CH 2 , C-29); 81.73 (CH. C-3); 71.12-70.56 ((-O-CH 2 -CH 2 -) n in PEG); 63.32 (CH 2. C-28), 55.36 (CH. C-5); 50.25 (CH. C-9); 48.78 (CH, C-18), 47.68 (CH, C-19); 46.40 (C q , C-17); 42.68 (C q , C-14); 40.88 (C q , C-8); 38.33 (CH 2 , C-1); 37.84 (C q , C-4); 37.58 (CH. C-13); 37.03 (C q , C-10); 34.48 (CH 2 , C-22); 34.07 (CH 2. C-7); 30.35-30.18 (CH 2 C (O) OC (O)); 29.70 (CH 2 , C-21); 29.54 (CH 2. C-16); 28.89 and 28.60 (CH 2 C (O) O); 27.95 (CH 3 , C-23); 27.0 (CH 2. C-15); 25.13 (CH 2. C-12); 23.62 (CH 2. C-2); 20.78 (CH 2. C-11); 19.12 (CH 3 , C-30); 18.13 (CH 2. C-6); 16.51 (CH 3 , C-24); 16.13 (CH 3. C-25); 16.0 (CH 3. C-26); 14.74 (CH 3 , C-27).
Przykład 3Example 3
Badanie in vitro degradacji hydrolitycznej w warunkach zbliżonych do fizjologicznych.In vitro hydrolytic degradation test under similar to physiological conditions.
Degradację hydrolityczną przeprowadzono w buforze fosforanowym o pH = 7,4 (PBS), oraz w wodzie destylowanej (pH = 5,5) w temperaturze 37°C. Jej przebieg monitorowano oznaczając ubytek masy badanych próbek po różnych czasach przebywania w medium degradacyjnym.The hydrolytic degradation was carried out in phosphate buffer at pH = 7.4 (PBS) and in distilled water (pH = 5.5) at the temperature of 37 ° C. Its course was monitored by determining the weight loss of the tested samples after different residence times in the degradation medium.
Do szklanych fiolek wprowadzano po ok. 0,1 g badanych polimerów, zważonych z dokładnością do 0,0001 g i zalewano 15 cm3 PBS lub wody destylowanej. Fiolki szczelnie zamykano i umieszczano w cieplarce w temperaturze 37°C. Fiolki wyciągano po upływie określonego czasu (od 1 godziny do 14 dni). Medium podegradacyjne dekantowano znad pozostałej po degradacji części próbki i poddawano je liofilizacji. Liofilizaty poddawano badaniom 1H NMR, w celu zbadania produktów degradacji. Pozostałą po degradacji część próbki, przepłukiwano wodą destylowaną, następnie suszono do stałej masy w suszarce próżniowej, a po wysuszeniu ważono z dokładnością do 0,0001 g, oraz poddawano badaniom 1H NMR, w celu obliczenia zawartości ugrupowań bezwodnikowych do estrowych.About 0.1 g of the tested polymers, weighed with an accuracy of 0.0001 g, were introduced into glass vials and poured with 15 cm 3 of PBS or distilled water. The vials were sealed and placed in an incubator at 37 ° C. The vials were withdrawn after the specified time had elapsed (1 hour to 14 days). The degradation medium was decanted from the part of the sample remaining after degradation and subjected to lyophilization. Lyophilisates were tested 1 H-NMR, in order to examine the degradation products. Remaining after degradation of the sample, rinsed with distilled water, then dried to constant weight in a vacuum oven, and after drying weighed to 0.0001 g and was tested for its 1 H-NMR, in order to calculate the anhydride to the ester groups.
Ubytek masy próbki w czasie degradacji obliczono wykorzystując poniższą zależność:The weight loss of the sample during degradation was calculated using the following relationship:
Δτη = . 100% gdzie:Δτη =. 100% where:
mi - masa próbki przed degradacją [g], m2 - masa próbki po degradacji [g]mi - sample weight before degradation [g], m 2 - sample weight after degradation [g]
Stosunek ugrupowań bezwodnikowych do estrowych w polibezwodnikach obliczono na podstawie wzoru:The ratio of anhydride to ester groups in the polyanhydrides was calculated using the formula:
_ ^SAc E~ IE gdzie:_ ^ SAc E ~ I E where:
Isac - intensywność sygnałów protonów metylenowych przy ugrupowaniu bezwodnikowym o przesunięciu chemicznym δ = 2,82 - 2,77 ppmIsac - intensity of methylene protons signals at the anhydride moiety with a chemical shift δ = 2.82 - 2.77 ppm
Ie - intensywność sygnałów protonów metylenowych przy ugrupowaniu estrowym o przesunięciu chemicznym δ = 2,74 - 2,64 ppmIe - intensity of methylene protons signals at the ester group with a chemical shift δ = 2.74 - 2.64 ppm
Fig. 1 i Fig. 2 ilustrują postęp degradacji hydrolitycznej polimerycznych form betuliny wyrażony przez ubytek wiązań bezwodnikowych w czasie degradacji hydrolitycznej prowadzonej w buforze fosforanowym (pH = 7,4) lub wodzie destylowanej (pH = 5,5).Fig. 1 and Fig. 2 illustrate the progress of the hydrolytic degradation of betulin polymeric forms as expressed by the loss of anhydride bonds during hydrolytic degradation performed in phosphate buffer (pH = 7.4) or distilled water (pH = 5.5).
Przykład 4Example 4
Badanie aktywności cytostatycznej polibezwodników dibursztynianu betuliny.Investigation of the cytostatic activity of betulin disuccinate polyanhydrides.
Aktywność cytostatyczną syntezowanych związków zbadano w stosunku do następujących linii ludzkich komórek nowotworowych: szyjki macicy, piersi, płuc, wątroby, centralnego układu nerwowego oraz nosogardzieli oraz dwóch linii komórek prawidłowych. Do badań wykorzystano laboratoryjne hodowle czystych linii komórkowych.The cytostatic activity of the synthesized compounds was tested against the following human tumor cell lines: cervix, breast, lung, liver, central nervous system and nasopharynx, and two normal cell lines. Laboratory cultures of pure cell lines were used for the research.
PL 239 358 B1PL 239 358 B1
Zawiesinę komórek o gęstości 2000 komórek/0,1 ml wysiano do dołków na płytce 96-dołkowej zawierających medium wzrostowe: płyn Eagle’a z dodatkiem 10% surowicy cielęcej oraz antybiotyków. Po 24 godzinnej inkubacji w warunkach 37°C, 5% CO2 i wilgotności 95%, komórki w fazie logarytmicznego wzrostu poddano działaniu testowanych związków. Testowane substancje rozpuszczono w mieszaninie DMSO i wody, a powstałe roztwory (o stężeniach w zakresie 0,1-100,0 mikrogramów/ml) dodawano do hodowli poszczególnych linii komórek nowotworowych, przygotowując jednocześnie odpowiadające im próby kontrolne, nie zawierające substancji badanej. Wszystkie próbki inkubowano przez 72 godziny, w warunkach 37°C, 5% CO2 i wilgotności 95%, po czym oznaczono w nich liczbę żywych komórek, wykorzystując w tym celu metodę spektrofotometryczną z zastosowaniem sulforodaminy B, jako barwnika wiążącego się wybiórczo z białkami proliferujących komórek.The cell suspension at a density of 2000 cells / 0.1 ml was seeded into wells of a 96-well plate containing the growth medium: Eagle's fluid supplemented with 10% calf serum and antibiotics. After incubation for 24 hours at 37 ° C, 5% CO 2 and 95% humidity, cells in log phase growth were treated with test compounds. The test substances were dissolved in a mixture of DMSO and water, and the resulting solutions (with concentrations ranging from 0.1-100.0 micrograms / ml) were added to the cultures of individual tumor cell lines, while preparing the corresponding control samples without the test substance. All samples were incubated for 72 hours at 37 ° C, 5% CO2 and 95% humidity, and then the number of viable cells was determined using the spectrophotometric method using sulforhodamine B as a dye that selectively binds to the proteins of proliferating cells .
Na tej podstawie określono zmianę liczby żywych komórek w hodowli, w wyniku działania badanej substancji, odnosząc ją do odpowiedniej próby kontrolnej. Wynik wyrażono w procentach, jako stopień zahamowania wzrostu spowodowany działaniem badanego cytostatyku. Na podstawie badań przeprowadzonych dla różnych stężeń, dla każdej testowanej substancji wyznaczono parametr IC50 - stężenie powodujące zahamowanie wzrostu komórek w hodowli o 50%. Wyniki aktywności cytotoksycznej wyrażonej przez IC50, przedstawiono w tabeli na Fig. 3.On this basis, the change in the number of viable cells in the culture as a result of the test substance was determined by relating it to the corresponding control. The result was expressed as a percentage as the degree of growth inhibition caused by the action of the tested cytostatics. Based on the tests carried out for various concentrations, the IC50 parameter was determined for each test substance - the concentration that inhibits the growth of cells in the culture by 50%. The results of the cytotoxic activity, expressed by IC50, are presented in the table in Fig. 3.
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PL423399A PL239358B1 (en) | 2017-11-09 | 2017-11-09 | New polymeric derivatives of betulin and their application |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PL423399A PL239358B1 (en) | 2017-11-09 | 2017-11-09 | New polymeric derivatives of betulin and their application |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
PL423399A1 PL423399A1 (en) | 2019-05-20 |
PL239358B1 true PL239358B1 (en) | 2021-11-29 |
Family
ID=66518996
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
PL423399A PL239358B1 (en) | 2017-11-09 | 2017-11-09 | New polymeric derivatives of betulin and their application |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
PL (1) | PL239358B1 (en) |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2167892C1 (en) * | 1999-10-06 | 2001-05-27 | Санкт-Петербургский государственный университет технологии и дизайна | Method of preparing betulin-based polyethers |
JP5385108B2 (en) * | 2009-11-30 | 2014-01-08 | 昌祥 田畑 | Polymer obtained from betulin and process for producing the same |
CA2875237C (en) * | 2014-12-15 | 2021-12-14 | Biovectra Inc. | Pentacyclic triterpene compounds and uses thereof |
-
2017
- 2017-11-09 PL PL423399A patent/PL239358B1/en unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
PL423399A1 (en) | 2019-05-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Guo et al. | Click chemistry improved wet adhesion strength of mussel-inspired citrate-based antimicrobial bioadhesives | |
Wu et al. | Synthesis and characterization of ionic charged water soluble arginine-based poly (ester amide) | |
Narayanan et al. | Super water-absorbing new material from chitosan, EDTA and urea | |
US5840900A (en) | High molecular weight polymer-based prodrugs | |
Zhang et al. | Synthesis and characterization of a new multifunctional polymeric prodrug paclitaxel–polyphosphoester–folic acid for targeted drug delivery | |
US9345776B2 (en) | Biodegradable polymers with sulfenamide bonds for drug delivery applications | |
Zhu et al. | Novel polycationic micelles for drug delivery and gene transfer | |
Jiang et al. | Synthesis, characterization and in vitro degradation of a new family of alternate poly (ester-anhydrides) based on aliphatic and aromatic diacids | |
Fu et al. | Dendrimer/DNA complexes encapsulated in a water soluble polymer and supported on fast degrading star poly (DL-lactide) for localized gene delivery | |
Chandorkar et al. | Structure, tensile properties and cytotoxicity assessment of sebacic acid based biodegradable polyesters with ricinoleic acid | |
Jaiswal et al. | Polycaprolactone diacrylate crosslinked biodegradable semi-interpenetrating networks of polyacrylamide and gelatin for controlled drug delivery | |
US8728453B2 (en) | Combinatorial polymeric compositions for drug delivery | |
Yapor et al. | Biodegradable citrate-based polyesters with S-nitrosothiol functional groups for nitric oxide release | |
Niewolik et al. | Novel polymeric derivatives of betulin with anticancer activity | |
Sivak et al. | Catalyst-dependent drug loading of LDI–glycerol polyurethane foams leads to differing controlled release profiles | |
Śmiga-Matuszowicz et al. | Poly (isosorbide succinate)-based in situ forming implants as potential systems for local drug delivery: Preliminary studies | |
Arno et al. | Enhanced drug delivery to cancer cells through a pH-sensitive polycarbonate platform | |
TR201809741T4 (en) | Polymer-nsaid conjugate. | |
Sivak et al. | LDI–glycerol polyurethane implants exhibit controlled release of DB-67 and anti-tumor activity in vitro against malignant gliomas | |
WO2023240505A1 (en) | L-4-boronophenylalanine-n-carboxyanhydride monomer and polyamino acid as well as preparation method therefor and use thereof | |
PL239358B1 (en) | New polymeric derivatives of betulin and their application | |
EP2493868A2 (en) | Poly(propargyl-l-glutamate) and derivatives thereof | |
Quiñones et al. | Polyphosphazene-based nanocarriers for the release of agrochemicals and potential anticancer drugs | |
Bui et al. | Preparation of novel hybrid gels from polyaspartamides and natural alginate or hyaluronate by click reaction | |
CN115093434B (en) | Gambogic acid nano preparation and preparation method thereof |