Procedimiento para la preparación de copolímeros de bloque de poli(N-vinil-2-pirrolidona) anfífilos.

Un procedimiento para preparar copolímeros dibloque y tribloque que comprende las etapas de:

(a) realizar una polimerización de radicales de N-vinil-2-pirrolidona en presencia de un iniciador de radicales, unagente de transferencia de cadena y un disolvente alcohólico para formar poli(N-vinilpirrolidona) terminadaen hidroxi y

(b) realizar una polimerización iónica de monómeros y comonómeros en presencia de (1) un catalizador o basey (2) un macroiniciador en el que dicho macroiniciador es la poli(N-vinilpirrolidona) terminada en hidroxiformada en la etapa (a) preparando de este modo dichos copolímeros dibloque y tribloque,en el que dicho disolvente alcohólico se selecciona del grupo que consiste en metanol, etanol, alcoholisopropílico, n-propanol, n-butanol, 2-butanol, terc-butanol, 1-pentanol y 2-pentanol, ydicho agente de transferencia de cadena es un derivado de tiol seleccionado del grupo que consiste en 2-mercaptoetanol, 3-mercapto-1-propanol, 3-mercapto-2-propanol, 4-mercapto-1-butanol, 3-mercapto-2-butanol y6-mercapto-1-hexanol.

Procedimiento para la preparación de copolímeros de bloque de poli (N-vinil-2-pirrolidona) anfífilos Campo de la invención La invención se refiere en general a procedimientos para la preparación de copolímeros de bloque; en particular a procedimientos para la preparación de copolímeros de bloque por una polimerización en dos etapas y lo más en particular a procedimientos para preparar copolímeros dibloque y tribloque que comprenden las etapas de: (a) realizar una polimerización de radicales de N-vinil-2-pirrolidona en presencia de un iniciador de radicales, un agente de transferencia de cadena (opcionalmente) y un disolvente alcohólico para formar poli (N-vinil-2-pirrolidona) terminada en hidroxi y (b) realizar una polimerización iónica de monómeros o comonómeros en presencia de un catalizador o base y un macroiniciador en la que dicho macroiniciador es la poli (N-vinil-2-pirrolidona) terminada en hidroxi formado en la etapa (a) preparando de este modo dichos copolímeros de dibloque y tribloque. La poli (Nvinilpirrolidona) formada en la etapa (a) tiene un peso molecular de entre 1.000 D y 700 kD y los copolímeros dibloque y tribloque tienen un peso molecular de entre 2.000 D y 700 kD.

Antecedentes de la invención La síntesis de polímeros bien definidos con funcionalidades terminales de cadena controladas es importante para el logro de la nanotecnología. Estos polímeros han sido especialmente importantes como vehículos de liberación de fármacos potenciales. En la última década, el uso de diversas polimerizaciones controladas ha dado como resultado copolímeros bien definidos con diferentes diseños. Por ejemplo, la polimerización mediada por nitróxido, la polimerización de radicales de transferencia de cadena de fragmentación por adición reversible mediada por

componente ditio y de transferencia de átomos (ATRP) son procedimientos controlados, que ofrecen un control sobre el peso molecular y la arquitectura molecular (copolímeros dibloque, de injerto o cónicos) . Sin embargo, unos pocos monómeros, tales como acetato de vinilo y N-vinil-2-pirrolidona (VP) no forman radicales estabilizados por resonancia y efectos inductivos, y por lo tanto la polimerización de estos monómeros no se ha realizado aún eficazmente por polimerizaciones de radicales controladas. Matyjaszewski et al. (Am. Chem. Soc. Symp. Ser.

685:258 1998 y J. Polym. Sci. Part A:Polym. Chem. 36:823-830 1998) informaron de la homopolimerización de VP usando Me4Cyclam como ligando. Las funcionalidades terminales de cadena fueron difíciles de obtener usando la vía sintética descrita por Matyjaszewski et al.

Los presentes inventores están interesados en una poli (N-vinil-2-pirrolidona) (PVP) funcionalizada y bien definida como sustitución para poli (etilenglicol) (PEG) en diversos sistemas de liberación de fármaco. Aunque varios 30 copolímeros dibloque o tribloque pueden formar micelas en solución acuosa, pocos de ellos son realmente adecuados como vehículos de fármacos debido a problemas de biocompatibilidad [Alexandridis et al. Current Opinion Colloid & Interface Science 2:478-489 1997; Rapoport et al. J Pharm. Sci. 91:157-170 2002; Kabanov et al. Adv. Drug Deliv. Rev. 54:223-233 2002; Nishiyama et al. Langmuir 15:377-383 1999; Kakizawa et al. Langmuir 18:4539-4543 2002; Katayose et al. Bioconjugate Chem. 8:702-707 1997; Yamamoto et al. J. Controlled Release 35 82:359-371 2002; Liggins et al. Adv. Drug Deliv. Rev. 54:191-202 2002; Kim et al. J. Controlled Release 72:191-202 2001; Yoo et al. J. Controlled Release 70:63-70 2001; Luo et al. Bioconjugate Chem. 13:1259-1265 2002; Lim Soo et al. Langmuir 18:9996-10004 2002; Gref et al. Science 263:1600-1603 1994 y Burt et al. Colloids Surf. B 16:161-171 1999]. Muchos estudios han informado del uso de copolímeros de bloque poliéster-bloque-poli (etilenglicol) [Yamamoto et al.; Liggins et al.; Kim et al.; Yoo et al.; Luo et al.; Lim Soo et al.; Gref et al. and Burt et al. citas de 40 revistas, supra]. El PEG se usa ampliamente como brazo hidrófilo sobre la superficie de nanopartículas [Kissel et al. Adv. Drug Deliv. Rev. 54: 99-134 2002], liposomas [Gabizon et al. Adv. Drug Deliv. Rev. 24:337-344 1997] y micelas poliméricas [Jones et al. Eur. J. Pharm. Biopharm. 48:101-111 1999; Kataoka et al. Adv. Drug Deliv. Rev. 47:113-131 2001 y Kabanov et al. Adv. Drug Deliv. Rev. 54:759-779 2002]. El armazón externo a base de PEG puede evitar, de hecho, la incorporación del nanovehículo por el sistema fagocítico mononuclear por medio de efectos estéricos 45 [Jones et al.; Kataoka et al. y Kabanov et al. citas de revistas; supra]. Esta prevención mejora sustancialmente el tiempo de circulación de las micelas poliméricas en el torrente circulatorio. En el tratamiento del cáncer, este tiempo prolongado, en general, da como resultado una acumulación selectiva en un tumor sólido debido a la permeabilidad potenciada y al efecto de retención de los endotelios vasculares en el sitio del tumor [Yokoyama et al. Cancer Res. 50:1693-1700 1990; Yokoyama et al. Cancer Res. 51:3229-3236 1991; Kwon et al. J. Controlled Release 29:17-23

1994; Yokoyama et al. J. Controlled Release 50:79-92 1998 y Yamamoto et al. J. Controlled Release 77:27-38 2001]. Sin embargo, debido a que se produce la agregación de nanopartículas con PEG como corona durante la liofilización, aparecen algunas limitaciones. Por tanto, el PEG no es adecuado idealmente para un uso eficaz en sistemas de liberación de fármaco.

La PVP funcionalizada y bien definida es un componente ideal para la sustitución del PEG en sistemas de liberación 55 de fármaco. Se ha comprobado que la PVP es biocompatible [Haaf et al. Polymer J. 17:143-152 1985] y se ha usado de forma extensa en la industria farmacéutica. En particular, se puede usar la PVP como crioprotector [Doebbler et al. Cr y obiology 3:2-11 1966] y lioprotector [Deluca et al. J. Parent. Sci. Technol. 42:190-199 1988]. Por tanto, la sustitución de PEG por PVP en sistemas de liberación de fármaco podría ayudar a superar algunos problemas de secado por congelación.

Torchilin et al. [J. Microencapsulation 15:1-19 1998] promoviendo el estudio de PVP como corona hidrófila de liposomas. El diseño de micelas poliméricas con armazón externo de PVP ha presentado características prometedoras para usos farmacéuticos. Así, Benahmed et al. [Pharm. Res. 18:323-328 2001] informaron de la preparación de micelas a base de PVP que consisten en copolímeros dibloque degradables. En el trabajo de 5 Benahmed et al. , la síntesis de PVP usando 2-isopropoxietanol como agente de transferencia de cadena se inspiró a partir del trabajo previo de Ranucci et al. [Macromol. Chem. Phys. 196:763-774 1995 y Macromol. Chem. Phys. 201:1219-1225 2000]. Sin embargo, este procedimiento sintético produjo una ausencia de control sobre el peso molecular, y no proporcionó cuantitativamente PVP terminada en hidroxilo, lo que es esencial para polimerizar el DLláctido [Benahmed et al. Pharm Res. 18:323-328 2001]. Además, resultó que la retirada de 2-isopropoxietanol del 10 polímero era difícil debido a su alto punto de ebullición (42-44 ºC a 13 mmHg) y su unión a PVP por medio de un enlace de hidrógeno [Haaf et al. Polymer J. 17:143-152 1985]. El atrapamiento de alcohol dentro del polímero podría provocar problemas para reacciones posteriores que requieren condiciones anhidras y apróticas, tales como la síntesis de poli (D, L-láctido) . Sanner et al. [Proceeding of the International Symposium on Povidone, University of Kentucky: Lexington, KY, 1983, p. 20] informaron de la síntesis de oligómeros de PVP terminados en hidroxilo por

medio de polimerización de radicales libres en alcohol isopropílico (IPA) , usando hidroperóxido de cumeno como iniciador. Los espectros de RMN de 1H han mostrado que eran grupos 1, 3 terminales de 2-hidroxiisopropilo por cadena. Se sugiere que se produjo la terminación significativa por combinación bimolecular, a sea entre un radical de disolvente principal y las cadenas de propagación [Liu et al. Macromolecules 35:1200-1207 2002].

La patente de los EE. UU. 6.338.859 (Leroux et al.) divulga una clase de copolímeros de poli (N-vinil-2-pirrolidona)

bloque-poliéster. Estos copolímeros de bloque de PVP representan nuevos sistemas micelares poliméricos biocompatibles y degradables que no contienen PEG, pero que presentan propiedades adecuadas como vehículos de fármaco. La PVP muestra una diversidad remarcable de interacciones hacia cosolutos no iónicos e iónicos. Antes de la divulgación por Leroux et al., sólo se había descrito un copolímero de injerto aleatorio, poli (N-vinil-2pirrolidona) -injerto-poli (L-láctido) en la literatura [Eguiburu et al. Polymer 37:3615-3622 1996].

En la síntesis del copolímero dibloque anfífilo... [Seguir leyendo]

1. Un procedimiento para preparar copolímeros dibloque y tribloque que comprende las etapas de:

(a) realizar una polimerización de radicales de N-vinil-2-pirrolidona en presencia de un iniciador de radicales, un agente de transferencia de cadena y un disolvente alcohólico para formar poli (N-vinilpirrolidona) terminada 5 en hidroxi y

(b) realizar una polimerización iónica de monómeros y comonómeros en presencia de (1) un catalizador o base y (2) un macroiniciador en el que dicho macroiniciador es la poli (N-vinilpirrolidona) terminada en hidroxi formada en la etapa (a) preparando de este modo dichos copolímeros dibloque y tribloque,

en el que dicho disolvente alcohólico se selecciona del grupo que consiste en metanol, etanol, alcohol 10 isopropílico, n-propanol, n-butanol, 2-butanol, terc-butanol, 1-pentanol y 2-pentanol, y

dicho agente de transferencia de cadena es un derivado de tiol seleccionado del grupo que consiste en 2mercaptoetanol, 3-mercapto-1-propanol, 3-mercapto-2-propanol, 4-mercapto-1-butanol, 3-mercapto-2-butanol y 6-mercapto-1-hexanol.

2. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dichos monómeros o comonómeros son cíclicos 15 o vinílicos.

3. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 2, en el que dichos monómeros son cíclicos y se seleccionan del grupo que consiste en 3, 6-dimetil-1, 4-dioxano-2, 5-diona, ε-caprolactona y γ-caprolactona.

4. El procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que dichos monómeros o comonómeros son poliéster.

5. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 4, en el que dicho poliéster es degradable.

6. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 5, en el que dicho poliéster se selecciona del grupo que consiste en poli (D, L-láctido) , poli (D-láctido) , poli (L-láctido) , poli (ε-caprolactona) y poli (γ-caprolactona) .

7. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dicho iniciador de radicales es un derivado de

azo seleccionado del grupo que consiste en 2, 2'-azobis (2-metil-N- (2-hidroxietil) -propionamida) ; 2, 2'-azobis (225 metil-N-[2- (1-hidroxibutil) ]propionamida y 1, 1'-azobis (ciclohexano-carbonitrilo) .

8. El procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la etapa (b) se realiza en presencia de un catalizador y dicho catalizador es alcóxidos de aluminio o de estaño.

9. El procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en el que la etapa (b) se realiza en presencia de una base y dicha base es hidruro de potasio o de sodio.

10. El procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que dicha poli (Nvinilpirrolidona) formada en la etapa (a) comprende un grupo hidroxilo en al menos un extremo de la cadena.

11. El procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que dicha poli (Nvinilpirrolidona) formada en la etapa (a) se aísla por disolución y precipitación.

12. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 11, en el que el disolvente para dicha disolución se

selecciona del grupo que consiste en metanol, etanol, isopropanol, acetona, 2-butanona, 4-metil-2-pentanona, diclorometano y tetrahidrofurano.

13. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 12, en el que al menos dos disolventes se combinan para dicha disolución.

14. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 11, en el que el disolvente para dicha precipitación se

selecciona del grupo que consiste en dietil éter, terc-butil metil éter, derivados de hexano, derivados de heptano, acetato de etilo, acetato de isopropilo, tolueno y derivados de xileno.

15. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 14, en el que al menos dos disolventes se combinan para dicha precipitación.

16. El procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que dicha poli (N45 vinilpirrolidona) formada en la etapa (a) se seca a vacío a una temperatura final sobre 100 ºC.

17. El procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que dicha poli (Nvinilpirrolidona) formada en la etapa (a) se seca por destilación azeotrópica usando un disolvente orgánico inerte.

18. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 17, en el que dicho disolvente orgánico inerte se selecciona del grupo que consiste en tolueno, derivados de xileno y derivados de heptano.

19. El procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que dichos copolímeros dibloque y tribloque se aíslan por precipitación usando un disolvente orgánico inerte.

20. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 19, en el que dicho disolvente orgánico inerte se selecciona del grupo que consiste en dietil éter, terc-butil metil éter, derivados de hexano, derivados de heptano, acetato de etilo, acetato de isopropilo, tolueno y derivados de xileno.

21. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 20, en el que al menos dos disolventes orgánicos inertes se combinan para dicha precipitación.

22. El procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que dichos copolímeros dibloque y tribloque se purifican por tratamiento con carbón vegetal.

23. El procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que dicha poli (Nvinilpirrolidona) formada en la etapa (a) tiene un peso molecular de entre 1.000 D y 700 kD.

24. El procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que dichos 15 copolímeros dibloque y tribloque tienen un peso molecular de entre 2.000 D y 700 kD.

25. El procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que dichos copolímeros dibloque y tribloque se autoensamblan en micelas poliméricas en solución acuosa.

26. El procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que dichos copolímeros dibloque y tribloque se autoensamblan en nanopartículas estabilizadas en solución acuosa.

27. El copolímero dibloque preparado por el procedimiento de una cualquiera de las reivindicaciones precedentes.

28. El copolímero dibloque de la reivindicación 27, en el que dicho copolímero dibloque es poli (N-vinilpirrolidona) bloque-poli (D, L-láctido) .

29. El copolímero tribloque preparado por el procedimiento de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 26.

30. El copolímero tribloque de la reivindicación 29, en el que dicho copolímero tribloque es poli (D, L-láctido) -bloque25 poli (N-vinilpirrolidona) -bloque-poli (D, L-láctido) .

FIGURA 1 FIGURA 2 FIGURA 3 FIGURA 4 Figura 5A

Figura 5B FIGURA 6 Figura 7A

Figura 7B

FIGURA 8 FIGURA 9