Un procedimiento de preparación de derivados de aldehídos de polietilenglicol de alta pureza.

Un procedimiento de preparación de aldehído de PEG representado por la fórmula química 1,

mediante reacción de un derivado de PEG representado por la fórmula química 4 con dimetilsulfóxido y diciclohexilcarbodiimida: [Fórmula química 1] OHC- (CH2)k-1-O-(CH2CH2O)n-(CH2)k-1-CHO

[Fórmula química 4] HO-(CH2)k-O-(CH2CH2O)n-(CH2)k-OH

en las que

n representa un número entero de 3 a 2000; y

k representa un número entero de 3 a 10.

Un procedimiento de preparación de derivados de aldehídos de polietilenglicol de alta pureza Campo técnico La presente invención se refiere a un procedimiento de preparación de derivados de aldehídos de polietilenglicol de alta pureza Técnica anterior Los polietilenglicoles (PEG) son bien conocidos como polímeros hidrófilos representativos capaces de formar enlaces de hidrógeno con moléculas de agua, junto con polímeros naturales y polímeros sintéticos.

Estos son solubles en muchos disolventes orgánicos y son prácticamente no tóxicos para humanos. Debido a que PEG es completamente soluble en agua, este puede conjugarse con diversas medicaciones (proteínas, péptidos, enzimas, genes, etc.) para reducir la toxicidad de las moléculas de medicación mediante impedimento estérico y proteger la actividad de las moléculas de medicación del sistema inmune del cuerpo humano. Por lo tanto se pueden aplicar diversas medicinas para ralentizar el aclaramiento en la sangre.

Además cuando se unen a medicamentos que presentan buen efecto medicinal pero son altamente tóxicos y presentan baja solubilidad, el PEG-fármaco resultante presenta mejor solubilidad y toxicidad reducida.

Con el fin de introducir PEG en fármacos se unen diversos grupos funcionales al final de la cadena de PEG.

El propionaldehído de PEG se usa para aumentar la solubilidad y la eficiencia de fármacos por conjugación.

El propionaldehído de PEG y el metoxi propionaldehído de PEG (propionaldehído de mPEG) se pueden obtener oxidando el grupo hidroxilo terminal de PEG o introduciendo un grupo acetal seguido de hidrólisis. Por ejemplo, la patente de Estados Unidos nº 6.465.694 divulga un procedimiento de preparación de derivados de aldehído de PEG, en los que se añade gas oxígeno a una mezcla de PEG y un catalizador para oxidar el grupo -CH2OH a -CHO. Sin embargo la cadena de PEG se puede descomponer en condiciones muy oxidantes. Y, la introducción de un grupo acetal al final de la cadena de PEG es comercialmente inaceptable debido a que los reactantes son caros.

Adicionalmente en lo que respecta a la PEGilación o a la unión covalente de PEG a un fármaco, la patente de Estados Unidos nº 4.002.531 (Pierce Chemical Company) divulga un procedimiento de oxidación de mPEG (1 K) con MnO2 para preparar acetaldehído de mPEG y unirse al enzima tripsina (PEGilación) para uso como un sistema de liberación de fármaco. Sin embargo, esta reacción de oxidación puede dar lugar a mayor descomposición de la cadena de PEG. Además la tasa de conversión no es tan alta, con 80% o menos.

En J. Polym. Sci. Ed, 1984, 22, páginas 341-352, se prepara el acetaldehído de PEG a partir de la reacción de PEG (3, 4 K) con bromoacetaldehído para preparar PEG-acetal, seguido de hidrólisis. De acuerdo con el documento, el grado de activación de aldehído en el grupo terminal fue de aproximadamente 65%, con el restante 35% que queda como grupos hidroxilo no reaccionados. Por tanto puede ser inaceptable para un sistema de liberación de fármaco sin más purificación.

En la patente de Estados Unidos nº 4.002.531 (The University of Alabama in Huntsville) , el grupo hidroxilo al final de la cadena de PEG está sustituido con grupo tiol (-SH) muy reactivo cuando PEG se hace reaccionar con una molécula pequeña que presenta un grupo acetal. Considerando que PEG-OH presenta una menor reactividad y que es difícil hacerlo reaccionar con una molécula pequeña por sustitución nucleófila, se espera que el grado de activación no difiera en gran medida del que se reporta en J. Polym. Sci. Ed, 1984, 22, páginas 341-352 (-65%) .

La patente de Estados nº 5.990.237 (Shearwater Polymers, Inc) presentaron un procedimiento de acoplamiento de aldehídos de PEG a una variedad de polímeros solubles en agua (proteínas, enzimas, polipéptidos, fármacos, tintes, nucleósidos, oligonucleósidos, lípidos, fosfolípidos, liposomas, etc.) que presentan grupos amino, con los que se preparan polímeros estables en solución acuosa, sin grupos fácilmente hidrolizables, por ejemplo, ésteres, en la cadena polimérica. Sin embargo la pureza de aldehídos de PEG dada en los ejemplos es variable (85-98%) en función de las condiciones de reacción.

El documento WO 2004/013205 A1 (F. Hoffmann-La Roche AG) y la patente de Estados Unidos nº 6.956.135 B2 (Sun Bio, Inc) presentaron sustancias que presenta un grupo aldehído en el término de la cadena de PEG pero que contiene grupos carbonilo o nitrógenos dentro de la cadena de PEG. Estos pueden mostrar diferentes propiedades de las sustancias que presentan una cadena de PEG constituida solo por oxígeno e hidrógeno. Adicionalmente debido a que el grupo funcional terminal de la cadena de PEG se transforma sin procesos de purificación de intermedio, hay un gran riesgo de generación de subproducto (PEG no reaccionado) .

Descripción de la invención Problema técnico Un objeto de la presente invención es proporcionar un procedimiento de preparación de derivados de aldehídos de polietilenglicol (PEG) capaces de transformar el grupo hidroxilo de PEG o derivados de uno de los grupos alcohol al final de la cadena de PEG de la que está sustituido con alcoxi (en adelante, alcoxi-PEG) en un grupo aldehído.

De forma más específica, un objeto de la presente invención es proporcionar un procedimiento de preparación capaz de preparar de forma económica aldehídos de PEG o aldehídos de alcoxi-PEG tales como mPEG, que se usan para mejorar la solubilidad y eficiencia de fármacos mediante unión a los mismos, sin impurezas.

Solución técnica Los inventores de la presente invención han encontrado que la producción de PEG de bajo peso molecular provocado por la descomposición de la cadena de PEG se puede minimizar mediante oxidación de polietilenglicol (PEG) o alcoxi-PEG) en condiciones suaves (oxidación de Pfitzner-Moffatt) para transformar el grupo hidroxilo terminal en un grupo aldehído, o mediante introducción de un grupo hidroxialquilo (C3-C10) en el término de PEG o alcoxi-PEG y luego oxidarlo en condiciones suaves (oxidación de Pfitzner-Moffatt) para transformar el grupo hidroxilo terminal en un grupo aldehído.

El procedimiento de preparación de acuerdo con la presente invención se considera un procedimiento económico comercialmente aplicable debido a que el grupo alcohol terminal de macromoléculas se puede transformar cuantitativamente en un grupo aldehído sin descomposición de la cadena de PEG, la mayor parte de los reactantes son sustancias comercialmente disponibles, y la reacción implicada no requiere instalaciones de preparación especiales (por ejemplo, baja temperatura, alta temperatura, alta presión, etc.) .

En una primera realización, la presente invención proporciona un procedimiento de preparación de aldehído de PEG representado por la fórmula química 1 mediante reacción de un derivado de PEG representado por la fórmula química 4 con dimetilsulfóxido y diciclohexilcarbodiimida:

[Fórmula química 1] OHC- (CH2) m-1-O- (CH2CH2O) n- (CH2) k-1-CHO

[Fórmula química 4] HO- (CH2) m-O- (CH2CH2O) n- (CH2) k-OH

en las que

n representa un número entero de 3 a 2000; y k representa un número entero de 3 a 10. En una segunda realización, la presente invención proporciona un procedimiento de preparación de aldehído de PE

representado por la fórmula química 10 mediante reacción de un derivado de PEG representado por la fórmula química 13 con dimetilsulfóxido y diciclohexilcarbodiimida: [Fórmula química 10] R2O- (CH2CH2O) n- (CH2) k-1-CHO [Fórmula química 13] R2O- (CH2CH2O) n- (CH2) k-OH en las que n representa un número entero de 3 a 2000; k representa un número entero de 3 a 10; y R2 se selecciona de alquilo (C1-C7) o ar (C6-C20) alquilo (C1-C7) .

En adelante las realizaciones de la presente invención se describirán de forma detallada. A menos que se defina de otra forma, todos los términos (incluyendo términos técnicos y científicos) usados en esta invención tienen los mismos significados que los entendidos habitualmente por un especialista en la técnica. En la descripción se pueden omitir detalles de características y técnicas bien conocidas para evitar oscurecer de forma innecesaria las realizaciones presentadas.

El procedimiento de preparación de aldehído de PEG de acuerdo con la primera realización de la presente invención permite la oxidación del grupo alcohol del compuesto representado por la fórmula química 4 a aldehído sin descomposición de la cadena de PEG, permitiendo de este modo la preparación de aldehído de PEG representado por la fórmula química 1 con gran pureza, con menos impurezas tal como PEG de peso molecular bajo, PEG ácido, etc. resultantes de la... [Seguir leyendo]

1. Un procedimiento de preparación de aldehído de PEG representado por la fórmula química 1, mediante reacción de un derivado de PEG representado por la fórmula química 4 con dimetilsulfóxido y diciclohexilcarbodiimida:

[Fórmula química 1] OHC- (CH2) k-1-O- (CH2CH2O) n- (CH2) k-1-CHO

[Fórmula química 4] HO- (CH2) k-O- (CH2CH2O) n- (CH2) k-OH

en las que

n representa un número entero de 3 a 2000; y k representa un número entero de 3 a 10.

2. El procedimiento de preparación de aldehído de PEG de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el derivado de PEG representado por la fórmula química 4 se mezcla con dimetilsulfóxido, ácido trifluoroacético y piridina, y se añade al mismo diciclohexilcarbodiimida.

3. El procedimiento de preparación de aldehído de PEG de acuerdo con la reivindicación 1, en el que, tras la reacción, se lleva a cabo la cristalización usando una mezcla de heptanos-alcohol isopropílico y se lleva a cabo la recristalización usando una mezcla de acetonitrilo-metil-t-butiléter.

4. El procedimiento de preparación de aldehído de PEG de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el derivado de

PEG representado por la fórmula química 4 se prepara mediante un procedimiento que comprende: hacer reaccionar PEG representado por la fórmula química 3 con cianoalqueno representado por la fórmula química 5 para preparar cianoalquilo-PEG representado por la fórmula química 6;

preparación de PEG-ácido carboxílico representado por la fórmula química 7 a partir del cianoalquilo-PEG

representado por la fórmula química 6; hacer reaccionar el PEG-ácido carboxílico representado por la fórmula química 7 con alcohol representado por la fórmula química 8 para preparar un compuesto de PEG-éster representado por la fórmula química 9; y reducir el compuesto de PEG-éster representado por la fórmula química 9 para preparar el derivado de PEG representado por la fórmula química 4: [Fórmula química 3] HO- (CH2CH2O) n-H [Fórmula química 4] HO- (CH2) k-O- (CH2CH2O) n- (CH2) k-OH [Fórmula química 5]

** (Ver fórmula) **

[Fórmula química 6] NC- (CH2) k-1-O- (CH2CH2O) n- (CH2) k-1-CN

[Fórmula química 7] HOOC- (CH2) k-1-O- (CH2CH2O) n- (CH2) k-1-COOH

[Fórmula química 8] R1-OH

[Fórmula química 9] R1OOC- (CH2) k-1-O- (CH2CH2O) n- (CH2) k-1-COOR1

en las que

n representa un número entero de 3 a 2000; k representa un número entero de 3 a 10; y R1 se selecciona de alquilo (C1-C7) o ar (C6-C20) alquilo (C1-C7) .

5. El procedimiento de preparación de aldehído de PEG de acuerdo con la reivindicación 4, que comprende adicionalmente, tras una o más de dichas preparaciones del PEG-ácido carboxílico representado por la fórmula química 7 y dicha reducción del compuesto de PEG-éster representado por la fórmula química 9, la separación del subproducto de reacción usando una columna de resina de intercambio iónico.

6. Un procedimiento de preparación de aldehído de PEG representado por la fórmula química 10 mediante reacción de un derivado de PEG representado por la fórmula química 13 con dimetilsulfóxido y diciclohexilcarbodiimida: [Fórmula química 10] R2O- (CH2CH2O) n- (CH2) k-1-CHO [Fórmula química 13] R2O- (CH2CH2O) n- (CH2) k-OH en las que n representa un número entero de 3 a 2000;

k representa un número entero de 3 a 10; y R2 se selecciona de alquilo (C1-C7) o ar (C6-C20) alquilo (C1-C7) .

7. El procedimiento de preparación de aldehído de PEG de acuerdo con la reivindicación 6, en el que el derivado de PEG representado por la fórmula química 13 se mezcla con dimetilsulfóxido, ácido trifluoroacético y piridina, y se añade al mismo diciclohexilcarbodiimida.

8. El procedimiento de preparación de aldehído de PEG de acuerdo con la reivindicación 6, en el que, tras la reacción, se lleva a cabo la cristalización usando una mezcla de heptanos-alcohol isopropílico y se lleva a cabo la recristalización usando una mezcla de acetonitrilo-metil-t-butiléter.

9. El procedimiento de preparación de aldehído de PEG de acuerdo con la reivindicación 6, en el que el derivado de PEG representado por la fórmula química 13 se prepara mediante un procedimiento que comprende:

hacer reaccionar alcoxi-PEG representado por la fórmula química 12 con cicloalqueno representado por la fórmula química 5 para preparar un compuesto de alcoxi-PEG nitrilo representado por la fórmula química 14;

preparación del ácido alcoxi-PEG carboxílico representado por la fórmula química 15 a partir del compuesto de alcoxi-PEG nitrilo representado por la fórmula química 14;

hacer reaccionar el ácido alcoxi-PEG carboxílico representado por la fórmula química 15 con alcohol representado por la fórmula química 8 para preparar un compuesto de alcoxi-PEG éster representado por la fórmula química 16; y reducir el compuesto de alcoxi-PEG éster representado por la fórmula química 16 para preparar el derivado de PEG representado por la fórmula química 13:

[Fórmula química 12] R2O- (CH2CH2O) n-H

[Fórmula química 13] R2O- (CH2CH2O) n- (CH2) k-O

[Fórmula química 5]

** (Ver fórmula) **

[Fórmula química 14] R2O- (CH2CH2O) n- (CH2) k-1-CN

[Fórmula química 15] R2O- (CH2CH2O) n- (CH2) k-1-COOH

[Fórmula química 8] R1-OH

[Fórmula química 16] R2O- (CH2CH2O) n- (CH2) k-1-COOR1

en las que

n representa un número entero de 3 a 2000; k representa un número entero de 3 a 10; y R1 y R2 se seleccionan independientemente de alquilo (C1-C7) o ar (C6-C20) alquilo (C1-C7) .

10. El procedimiento de preparación de aldehído de PEG de acuerdo con la reivindicación 9, que comprende adicionalmente, tras una o más de dichas preparaciones del alcoxi-PEG-ácido carboxílico representado por la fórmula química 15 y dicha reducción del compuesto de alcoxi-PEG-éster representado por la fórmula química 16, la separación del subproducto de reacción usando una columna de resina de intercambio iónico.