PROCEDIMIENTO DE SULFATACIÓN DE OLIGOSACÁRIDOS POR CALENTAMIENTO CON MICROONDAS.
Procedimiento de sulfatación de oligosacáridos por calentamiento con microondas.
La presente invención describe un procedimiento de O-sulfatación de oligosacáridos precursores de heparina sintética, en el que se realiza un calentamiento por microondas que reduce los tiempos de reacción.
Tipo: Patente de Invención. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: P201031374.
Solicitante: CONSEJO SUPERIOR DE INVESTIGACIONES CIENTIFICAS (CSIC).
Nacionalidad solicitante: España.
Inventor/es: DE PAZ CARRERA,JOSÉ LUIS, NIETO MESA,PEDRO MANUEL, MAZA PÉREZ,SUSANA.
Fecha de Publicación: .
Clasificación Internacional de Patentes:
- C07B45/02 QUIMICA; METALURGIA. › C07 QUIMICA ORGANICA. › C07B PROCESOS GENERALES DE QUIMICA ORGANICA; SUS APARATOS (preparación de ésteres de ácidos carboxílicos por telomerización C07C 67/47; procesos para la preparación de compuestos macromoleculares, p.ej. telomerzación C08F, C08G). › C07B 45/00 Formación o introducción de grupos funcionales que contienen azufre. › de grupos sulfo o sulfonildioxi.
- C07H5/04 C07 […] › C07H AZUCARES; SUS DERIVADOS; NUCLEOSIDOS; NUCLEOTIDOS; ACIDOS NUCLEICOS (derivados de ácidos aldónicos o sacáricos C07C, C07D; ácidos aldónicos, ácidos sacáricos C07C 59/105, C07C 59/285; cianohidrinas C07C 255/16; glicales C07D; compuestos de constitución indeterminada C07G; polisacáridos, sus derivados C08B; ADN o ARN concerniente a la ingeniería genética, vectores, p. ej. plásmidos o su aislamiento, preparación o purificación C12N 15/00; industria del azúcar C13). › C07H 5/00 Compuestos que contienen radicales sacárido en los que heteroenlaces al oxígeno han sido reemplazados por el mismo número de heteroenlaces a halógeno, nitrógeno, azufre, selenio o teluro. › a nitrógeno.
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Fragmento de la descripción:
PROCEDIMIENTO DE SULFATACIÓN DE OLIGOSACÍRIDOS POR CALENTAMIENTO CON MICROONDAS
La presente invención describe un procedimiento de O-sulfatación de oligosacáridos precursores de heparina sintética, en el que se realiza un calentamiento por microondas que reduce los tiempos de reacción. Por tanto, la presente invención se engloba dentro del campo de la síntesis química.
ESTADO DE LA TÉCNICA ANTERIOR
La heparina es un polisacárido altamente sulfatado y heterogéneo que pertenece a la familia de los glicosaminoglicanos (GAGs) y participa en una amplia variedad de procesos biológicos. La estructura de la heparina está constituida por la repetición de unidades disacarídicas de d-glucosamina y ácido l-idurónico o d-glucurónico, unidas mediante enlaces 1º4. Este disacárido puede contener grupos O-sulfato en las posiciones 3 y 6 de la unidad de glucosamina y en la posición 2 del ácido urónico. Además, el nitrógeno de la unidad de glucosamina puede encontrarse sulfatado, acetilado o como grupo amino libre. Esta variedad estructural de la heparina, particularmente en el patrón de sulfatación, es la responsable de su interacción específica con una amplia gama de proteínas.
La síntesis química ha sido ampliamente utilizada para obtener oligosacáridos de heparina con estructura definida, etapa necesaria para determinar relaciones estructura-actividad para secuencias específicas de este polisacárido (Arungundram, S.; Al-Mafraji, K.; Asong, J.; Leach, F. E.; Amster, I. J.; Venot, A.; Turnbull, J. E.; Boons, G. J. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 1739417405) . Sin embargo, la síntesis de estos productos sigue siendo un proceso extremadamente complejo. El método tradicional consiste en la síntesis del oligosacárido protegido, seguida de desprotección de los grupos hidroxilos que van a ser sulfatados, sulfatación de los mismos y desprotección del resto de la molécula. En muchos casos, el tiempo empleado en estas etapas de desprotección/sulfatación es mayor que el necesario para la síntesis del oligosacárido protegido. Además, suelen obtenerse rendimientos bajos o moderados para estas etapas finales, particularmente para la sulfatación, que se realizan sobre compuestos muy elaborados y, por tanto, muy valiosos.
La O-sulfatación de los grupos hidroxilos de precursores sintéticos de oligosacáridos de heparina, se realiza normalmente utilizando un complejo de trióxido de azufre, como SO3·NEt3 o SO3·NMe3, DMF como disolvente y calentando a 50-60º C. De forma alternativa, se ha empleado el complejo SO3·Py y piridina (Py) como disolvente. Para oligosacáridos con un gran número de grupos hidroxilo se requiere un gran exceso del complejo de trióxido de azufre y tiempos de reacción muy largos, incluso de varios días. En algunos casos, aún utilizando condiciones de reacción extremas, se obtienen rendimientos moderados debido a que la reacción no se completa y se detectan numerosos productos de sulfataciones parciales (de Paz, J. L.; Martin-Lomas, M. Eur. J. Org. Chem. 2005, 1849-1858) . Esto conlleva la realización de varios ciclos de reacción, utilizando excesos de complejo de sulfatación y purificando los crudos de productos parcialmente sulfatados en cada ciclo. Las diferencias de rendimientos y tiempos de reacción que se encuentran en la bibliografía pueden atribuirse a la distinta distribución de grupos protectores y/o a la procedencia del agente sulfatante. Es de destacar que la inestabilidad de los oligosacáridos de heparina altamente sulfatados conlleva ciertas limitaciones en el uso de altas temperaturas durante prolongados tiempos de reacción.
Por lo tanto, son necesarios métodos más rápidos y eficientes para la preparación de oligosacáridos de heparina altamente sulfatados. En los últimos años, la radiación con microondas ha sido ampliamente utilizada en síntesis química (Kappe, C. O.; Dallinger, D. Nat. Rev. Drug Discov. 2006, 5, 51-63) . Una de las principales ventajas que presenta la síntesis asistida por microondas es la reducción espectacular de los tiempos de reacción, que pasan de días y horas, a minutos y segundos. Estas mejoras inducidas por la radiación microondas parece que se obtienen en reacciones donde estén involucradas moléculas cargadas y disolventes polares. Por tanto, la reacción de sulfatación es especialmente apropiada para utilizar radiación microondas. Sin embargo, sorprende que las sulfataciones asistidas por microondas hayan recibido muy poca atención en el sector. Hasta el momento, la radiación microondas no ha sido utilizada para la síntesis de GAGs sulfatados, incluidos los oligosacáridos de heparina.
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN
La presente invención describe un método rápido y de alto rendimiento para la O-sulfatación de precursores sintéticos de oligosacáridos de heparina utilizando radiación microondas. Este procedimiento facilita en gran medida la preparación de este tipo de carbohidratos altamente sulfatados, evitando problemas experimentales asociados al uso de complejos de trióxido de azufre en las condiciones tradicionales.
En un primer aspecto, la presente invención se refiere a un procedimiento de O-sulfatación de oligosacáridos que comprende una etapa de calentamiento 20 mediante microondas de la mezcla de reacción.
En una realización preferida, el procedimiento de O-sulfatación de oligosacáridos comprende las siguientes etapas: a) mezclar el oligosacárido de fórmula (I)
R3
N
R5OOC OR2 OO
R4
HO O
m
O
N3
HOR1O R2O n (I) donde
R1 y R2 se seleccionan independientemente entre H o grupos protectores, R3 y R4 se selecciona independientemente entre H, alquilo C1-C6 o
- C (O) OR6, donde R6 se selecciona entre H, arilo, alquilo C1-C4,
R5 se selecciona entre H, arilo o alquilo C1-C4, m es un valor entre 1 y 8, n es un valor entre 1 y 5 con un complejo de coordinación SO3·R7, donde R7 es una amina primaria, secundaria o terciaria sustituida por alquilo C1-C6 o una amina heterocíclica, en un disolvente orgánico.
b) calentar la mezcla obtenida en (a) mediante microondas a una temperatura entre 50 y 150º C.
En la presente invención, el término "alquilo" se refiere a radicales de cadenas hidrocarbonadas, lineales o ramificadas, que tienen de 1 a 10 átomos de carbono, preferiblemente de 1 a 6, y más preferiblemente de 1 a 4 y que se unen al resto de la molécula mediante un enlace sencillo, por ejemplo, metilo, etilo, n-propilo, i-propilo, n-butilo, terc-butilo, sec-butilo, n-pentilo, n-hexilo etc. Los grupos alquilo pueden estar opcionalmente sustituidos por uno o más sustituyentes tales como halógeno (denominándose haloalquilo) , hidroxilo, alcoxilo, carboxilo, carbonilo, ciano, acilo, alcoxicarbonilo, amino, nitro, mercapto y alquiltio.
El término "arilo" se refiere en la presente invención a un radical fenilo, naftilo, indenilo, fenantrilo o antracilo. El radical arilo puede estar opcionalmente sustituido por uno o más sustituyentes tales como alquilo, haloalquilo, aminoalquilo, dialquilamino, hidroxilo, alcoxilo, fenilo, mercapto, halógeno, nitro, ciano y alcoxicarbonilo.
En la presente invención se entiende como amina primaria un grupo NH2R, como amina secundaria un grupo NHRR' y como amina terciaria un grupo NRR'R'', donde los grupos R, R' y R'' son grupos alquilo iguales o diferentes y preferiblemente grupos alquilo de entre 1 a 6 carbonos.
En la presente invención se entiende como grupo protector un grupo químico que reacciona con un grupo funcional de un reactivo con el objetivo de obtener quimioselectividad en una reacción química. Ejemplos no limitantes de grupos protectores son:
A. Grupos protectores de alcoholes:
• º-Metoxietoximetil éter (MEM)
• Acetilo (Ac)
• Metoximetiléter (MOM)
• p-Metoxibenciléter (PMB)
• Metiltiometiléter
• Pivaloil (Piv)
• Tetrahidropirano (THP)
• Éter de sililo (trimetilsililo (TMS) , tert-butildimetilsililo (TBDMS) y triisopropilsililo (TIPS)
• Éteres de metilo
• Éteres de etoxietilo (EE)
B. Grupos protectores de aminas:
• Carbobenciloxi (Cbz)
• p-metoxibencilcarbonilo (Moz o MeOZ) tert-butiloxicarbonilo (BOC) ,
• 9-Fluorenilmetiloxicarbonil (FMOC) ,
• Bencilo (Bn)
• p-metoxibencilo (MPM)
• 3, 4-dimetoxibencilo (DMPM)
• p-metoxifenilo... [Seguir leyendo]
Reivindicaciones:
1. Procedimiento de O-sulfatación de oligosacáridos que comprende una etapa de calentamiento mediante microondas de la mezcla de reacción.
2. Procedimiento de O-sulfatación de oligosacáridos según la reivindicación 1 que comprende:
a. mezclar el oligosacárido de fórmula (I) bencilo, p-metoxibencilo, acetato, benzoato, pivaloato, levulino, trialquilsililo
(I) 10 donde R1 y R2 se seleccionan independientemente entre H o grupos protectores, R3 y R4 se selecciona independientemente entre H, alquilo C1-C6 o -C (O) OR6, donde R6 se selecciona entre H, arilo, 15 alquilo C1-C4, R5 se selecciona entre H, arilo o alquilo C1-C4, m es un valor entre 1 y 8, n es un valor entre 1 y 5 con un complejo de coordinación SO3·R7, donde R7 es una amina 20 primaria, secundaria o terciaria sustituida por alquilo C1-C6 o una amina heterocíclica, en un disolvente orgánico. b. calentar la mezcla obtenida en (a) mediante microondas a una temperatura entre 50 y 150º C. 25 3. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 ó 2 donde R1 y R2 son grupos protectores que se seleccionan independientemente de entreo triarilsililo.
4. Procedimiento según la reivindicación 3 donde R1 y R2 son bencilo.
6. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5 donde n es 1. H HOOC OBn O N OBn O HO O O O N3 BnO HO BnO (II) 8. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5 donde n es 2. 9. Procedimiento según la reivindicación 8 donde el oligosacárido es el compuesto de fórmula (III) : H HOOC OBn O N OBn O HO O O O N3 HOOC OBn O HO BnO O O HO O N3 BnO HO BnO (III) 20 10.Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5 donde n es 3. 11.Procedimiento según la reivindicación 10 donde el oligosacárido es el compuesto de fórmula (IV) : HHOOC OBn O N OBn OHO O O ON3 HOOC OBn O HOBnOO OHO O HOOC OBn N3 O HOO BnO OHO ON3HO HOBnO (IV) 12.Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11 donde R7 se selecciona entre N (CH3) 3 o N (CH2CH3) 3. 13.Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11 donde R7 es piridina. 14.Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13 donde el disolvente orgánico se selecciona entre N, N'-dimetilformamida o piridina. OFICINA ESPAÑOLA DE PATENTES Y MARCAS Nº solicitud: 201031374 ESPAÑA Fecha de presentación de la solicitud: 15.09.2010 Fecha de prioridad: INFORME SOBRE EL ESTADO DE LA TECNICA 51 Int. Cl. : C07B45/02 (2006.01) C07H5/04 (2006.01) DOCUMENTOS RELEVANTES INFORME DEL ESTADO DE LA TÉCNICA Nº de solicitud: 201031374 Documentación mínima buscada (sistema de clasificación seguido de los símbolos de clasificación) C07B, C07H Bases de datos electrónicas consultadas durante la búsqueda (nombre de la base de datos y, si es posible, términos de búsqueda utilizados) INVENES, EPODOC, WPI, XPESP, NPL, CAS. Informe del Estado de la Técnica Página 2/4 Nº de solicitud: 201031374 Fecha de Realización de la Opinión Escrita: 19.12.2011 Declaración Se considera que la solicitud cumple con el requisito de aplicación industrial. Este requisito fue evaluado durante la fase de examen formal y técnico de la solicitud (Artículo 31.2 Ley 11/1986) . La presente opinión se ha realizado sobre la base de la solicitud de patente tal y como se publica. Informe del Estado de la Técnica Página 3/4 Nº de solicitud: 201031374 1. Documentos considerados. A continuación se relacionan los documentos pertenecientes al estado de la técnica tomados en consideración para la realización de esta opinión. 2. Declaración motivada según los artículos 29.6 y 29.7 del Reglamento de ejecución de la Ley 11/1986, de 20 de marzo, de Patentes sobre la novedad y la actividad inventiva; citas y explicaciones en apoyo de esta declaración La solicitud se refiere a un procedimiento de O-sulfatación de oligosacáridos que comprende una etapa de calentamiento mediante microondas de la mezcla de reacción. El documento D01 divulga un procedimiento de O-sulfatación de chitosán (aminopolisacárido) mediante reacción de chitosán con un complejo de trióxido de azufre con dimetilformamida como reactivo sulfatante, utilizando una mezcla de DMF-ácido fórmico como disolvente y llevando a cabo el calentamiento mediante microondas. La invención definida en las reivindicaciones 1 y 14 se encuentra recogida en el documento D01, careciendo por tanto de novedad (Art. 6.1 LP 11/1986) . Sin embargo, a la vista del documento D01 considerado el más cercano en el estado de la técnica, no resultaría evidente para un experto en la materia sin la necesaria experimentación realizar la O-sulfatación de los oligosacáridos de formula general I definidos en la reivindicación 2 de la solicitud, mediante calentamiento con microondas y utilizando como reactivo sulfatante un complejo de trióxido de azufre con una amina. Por lo tanto, la invención definida en las reivindicaciones 2-13 de la solicitud es nueva y posee actividad inventiva (Art. 6.1 y 8.1 LP 11/1986) . Informe del Estado de la Técnica Página 4/4 5 5. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4 donde R3 es C (O) Obencilo y R4 es H.
10 7. Procedimiento según la reivindicación 6 donde el oligosacárido es el compuesto de fórmula (II) :
OPINIÓN ESCRITA
Base de la Opinión.
OPINIÓN ESCRITA
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