Водорастворимые комплексы железа с производным углевода, их получение и лекарственные препараты, содержащие указанные комплексы
Изобретение относится к водорастворимым комплексам железа с производным углевода, способу его получения, средству для получения лекарственного препарата, содержащего водорастворимый комплекс железа и применению комплексам железа для профилактики или лечения железодефицитных состояний, в частности для парентерального применения. Водорастворимый комплекс железа с производными углерода, полученный из водного раствора соли железа (III) и водного раствора продукта, полученного при окислении и последующей дериватизации одного или более мальтодекстринов водным раствором гипохлорита при щелочном значении рН, в котором при использовании одного мальтодекстрина его декстрозный эквивалент составляет от 5 до 20, при использовании смеси из нескольких мальтодекстринов декстрозный эквивалент смеси составляет от 5 до 20, а декстрозный эквивалент каждого входящего в состав смеси отдельного мальтодекстрина составляет от 2 до 40, и в котором последующую дериватизацию проводят с помощью пригодного для этой цели реагента. Способ получения указанного комплекса включает окисление одного или более мальтодекстринов в водном растворе при щелочном рН водным раствором гипохлорита, дериватизацию с помощью подходящего для данной цели реагентов реагента, и полученный раствор вводят в реакцию с водным раствора соли железа (III), причем при использовании одного мальтодекстрина его декстрозный эквивалент составляет от 5 до 20, при использовании смеси нескольких мальтодекстринов декстрозный эквивалент смеси составляет от 5 до 20, а декстрозный эквивалент каждого входящего в состав смеси отдельного мальтодекстрина составляет от 2 до 40. Технический результат - получение комплексов железа с повышенной стабильностью к ферментативному распаду под действием амилазы, что способствует замедленному и равномерному распаду комплексов железа с производными мальтодекстрина, а также повышение выхода железа в комплексных производных. 6 н. и 9 з.п. ф-лы, 11 табл.
Предметом настоящего изобретения являются водорастворимые комплексы железа с производным углевода, которые пригодны для лечения железодефицитных состояний, а также получение таких комплексов, лекарственные препараты, содержащие указанные комплексы, и применение этих препаратов для профилактики или лечения железодефицитных состояний. Лекарственные препараты пригодны, в частности, для парентерального применения.
Лечение или профилактика анемий, обусловленных недостатком железа, могут проводиться с применением железосодержащих лекарственных препаратов. Известно применение для этих целей комплексов железа с углеводом. Один из успешно применяемых сегодня в клинической практике препаратов имеет основу из водорастворимого комплекса гидроксида железа (III) и сахарозы (Danielson, Salmonson, Derendorf, Geisser, Drug Res., vol.46: 615-621, 1996). В уровне техники описаны также комплексы железа с декстраном для парентерального введения, а также комплексы на основе труднодоступного пуллулана (WO 02/46241), изготовление которых требует применения давления при высоких температурах и проведения стадий гидрирования. Другие железоуглеводные комплексы предназначены для орального приема.
В WO 2004/037865 заявитель раскрывает препарат железа, предназначенный предпочтительно для парентерального введения, который может сравнительно просто подвергаться стерилизации; ранее известные парентеральные препараты на основе сахарозы или декстрана являются стабильными лишь при температурах до 100°C, что затрудняет их стерилизацию. Препарат малотоксичен и снижает риск развития опасного для жизни анафилактического шока, вызываемого декстраном. Благодаря высокой стабильности комплекса возможно применение повышенной дозы препарата или увеличение частоты его введения. Препарат железа изготовляется из легко доступных исходных продуктов без особых затрат. Раскрыты, в частности, водорастворимые комплексы железа (III) с углеводом на основе продуктов окисления мальтодекстринов, а также способ их получения. Указанные комплексы железа (III) с углеводом получают из водного раствора соли железа (III) и водного раствора продукта окисления одного или более мальтодекстринов водным раствором гипохлорита при щелочном рН, например, от 8 до 12, причем в случае использования одного мальтодекстрина его декстрозный эквивалент составляет от 5 до 20; в случае использования смеси из нескольких мальтодекстринов декстрозный эквивалент смеси составляет от 5 до 20, а декстрозный эквивалент отдельных мальтодекстринов, входящих в состав смеси, составляет от 2 до 40.
Т.Nakano et al. Nahrung/Food 47 (2002), No.4, S.274-278, описывают способ фосфорилирования, наряду с прочими, декстрина путем сухого нагрева в присутствии фосфата. Указана степень фосфорилирования декстрина: 1,07%, 2,42% и 3,2%, которая может достигаться в зависимости от температуры и влагосодержания декстрина. Полученный фосфорилированный продукт исследовался на его способность к солюбилизации фосфата. Обсуждается возможность замены казеинфосфопептида как средства, усиливающего абсорбцию фосфата кальция, фосфорилированным декстрином. В названном документе называются и другие возможности синтеза фосфорилированного декстрина, в частности, сушкой фосфатсодержащего раствора или сухого фосфорилирования ортофосфатом при нагревании в вакууме.
M.Z.Sitohy et al. Starch/Stärke 53 (2001), 317-322, описывает фосфорилирование крахмала путем смешивания с раствором мононатрий- и динатрийфосфата, фильтрации, сушки, получения порошка и заключительной тепловой обработки. Фосфорилированный продукт исследовался на его стабильность к гидролизу в условиях кислотного и ферментативного гидролиза; предложено применять его в смеси с полиакрилатом и мочевиной в биологически разлагаемых полимерных материалах.
US 4841040 описывает получение фосфорилированных декстринов с молекулярной массой от 1500 до 40000 Дальтон и степенью замещения от 0,30 до 0,96 и их применение в качестве диспергаторов для водных взвесей минералов и неорганических пигментов с высокой долей твердых частиц; в качестве заменителя гуммиарабика в растворах для гуммирования, в растворах туши для литографии и в качестве присадки к промывочной жидкости при бурении. При этом степень замещения определяется как молярное отношение дериватизированных единиц ангидроглюкозы к общему количеству единиц ангидроглюкозы внутри молекулы. Далее по тексту она названа молярной степенью замещения (MS). Фосфорилированные декстрины получают путем окисления и деполимеризации крахмала в реакции с гипохлоритом натрия в щелочной среде и последующего или предшествующего фосфорилирования, например, фосфорной кислотой, фосфорпентахлоридом, фосфорилхлоридом или полимерными натрийортофосфатами, в частности, натрийтриметафосфатом.
СН-544 779 описывает способ получения фосфорилированных декстринов путем нагревания смеси крахмала с раствором фосфорной кислоты при рН<5 и пониженном содержании кислорода, последующего нагревания на второй стадии при еще более низком содержании кислорода до конденсации соединений фосфора вместе с крахмалопродуктом и заключительного охлаждения при пониженном содержании кислорода. Полученный декстринфосфат показывает очень хорошую растворимость в воде. Указывается также на возможность его применения в качестве поверхностного клея для бумаги, а также в производстве клеев.
WO 2006/082043 описывает в вводной части ряд способов получения крахмалофосфатов, например, способ Neukom (US 2884412), включающий суспендирование крахмала в водном щелочном растворе фосфата, фильтрацию, сушку и темперирование (отжиг) при температурах около 140°C тетраполифосфорной кислотой в присутствии трибутиламина в диметилформамиде (гомогенный вариант) (Towle et al. Methods Carbohydr. Chem. 6 (1972), 408-410) или, как в суспензионном способе, - в бензоле ангидридом фосфорной кислоты (гетерогенный вариант) (Tomasik et al. Starch/Starke 43 (1991), 66-69). Сам документ предлагает способ получения высокозамещенных крахмалофосфатов, согласно которому крахмал растворяют в смеси, содержащей средство для фосфатирования (в частности, фосфатные соли или фосфат мочевины), воду, а также (в случае если средство для фосфатирования не включает мочевину) мочевину, затем воду удаляют и в заключение проводят термическую реакцию с образованием крахмалофосфата. Полученный крахмалофосфат показывает степень замещения фосфатных групп от 0,01 до 2,0, а также очень незначительное содержание карбаматных групп. Предложено использовать полученные крахмалофосфаты в качестве присадки к минеральным или дисперсионно связанным строительным материалам, как добавку в фармацевтике и косметике, в качестве анионных компонентов для полиэлектролитных комплексов, а также в качестве носителя.
US 3732207 раскрывает получение сложных эфиров декстринов с ангидридами органических двухосновных кислот, в частности с ангидридом янтарной кислоты или с ангидридом малеиновой кислоты, путем термической обработки крахмала или декстрина с остаточным влагосодержанием около 3% в присутствии ангидрида органической кислоты в кислой среде. Способ позволяет получать сложные эфиры декстринов с молярной степенью замещения от 0,02 до 0,04.
US 4100342 описывает получение сложных эфиров декстринов реакцией декстрина с ангидридами неароматических карбоновых кислот, содержащими от 2 до 4 остатков карбоновой кислоты, в уксусной кислоте в присутствии третичного амина в качестве катализатора и применение полученных сложных эфиров декстринов в качестве биологически разлагаемых компонентов для усиления очищающего действия моющих средств.
WO 2004/064850 и WO 92/04904 раскрывают сульфаты декстрина и их применение либо отдельно, либо в комбинации с бактериостатическим средством в качестве противовирусного состава, в частности для лечения ВИЧ и других переносимых половым путем заболеваний. Сульфаты декстрина со степенью замещения до 2 сульфатных групп/единицу глюкозы получают гидролизом крахмала с последующим сульфатированием. При использовании комплекса триметиламин/триоксид серы в водной щелочной среде получают, главным образом, 2-сульфат; при использовании цикламиновой кислоты в диметилформамиде - 6-сульфат, а путем ацетилирования с последующим сульфатированием комплексом триметиламин/триоксид серы в диметилформамиде и удалением ацетильных групп с помощью водного раствора едкого натра получают 3-сульфат. В указанных документах раскрываются также действие сульфатов декстрина против HIV, а также их противолипидемический эффект.
Однако ни один из названных выше документов не описывает образования комплексов железа с полученными производными декстрина.
Поэтому задачей настоящего изобретения является получение новых комплексов железа с углеводом, пригодных для лечения железодефицитной анемии.
Эта задача решается с помощью комплексов по пункту 1 формулы изобретения. Предпочтительные формы комплексов оговариваются в пунктах 2 и 3.
Получение комплексов изобретения осуществляется способом, заявленным в пунктах 4-10.
В качестве исходного продукта используют согласно изобретению мальтодекстрины. Они являются легко доступным сырьем, которое можно закупить на рынке.
Для получения лигандов комплексов изобретения мальтодекстрины сначала подвергаются окислению в водном растворе раствором гипохлорита. Этот способ уже описан в WO 2004/037865, включенной в перечень ссылок, принятых во внимание при составлении настоящей заявки.
Из растворов щелочных гипохлоритов пригодным для данной цели является, например, раствор гипохлорита натрия. Могут использоваться обычные реализуемые на рынке растворы. Концентрация растворов гипохлоритов может, к примеру, составлять, по меньшей мере, 13% мас., предпочтительно от 14 до 16% мас., в пересчете на активный хлор. Растворы предпочтительно используются в таком количестве, которое способствует окислению примерно от 80 до 100%, предпочтительно около 90%, альдегидной группы в молекуле мальтодекстрина. При этом восстановительная способность, обусловленная долей глюкозы в молекулах мальтодекстрина, снижается примерно до 20% или ниже, предпочтительно до 10% или ниже.
Окисление проводится в щелочном растворе, например, при значениях рН от 8 до 12, предпочтительно от 9 до 11. Окисление может проводиться, например, при температурах от 15 до 40°C, предпочтительно от 20 до 35°C. Продолжительность реакции составляет, например, от 10 минут до 4 часов, предпочтительно от 1 до 1,5 часов.
Проведение окисления при описанных режимах способствует поддержанию незначительной степени деполимеризации используемых мальтодекстринов. Не желая останавливаться на теории, авторы изобретения выдвинули предположение, что окисление происходит преимущественно по месту концевой альдегидной группы (или полуацеталь-группы) молекулы мальтодекстрина. Эта ступень синтеза далее по тексту названа "C1-окислением" только в целях упрощения без намека на какую-либо связь с этим названием.
Для ускорения реакции окисления могут также использоваться катализаторы. Подходящим для этого является добавление ионов бромида, например, в форме щелочных бромидов, в частности, бромида натрия. Добавляемое количество бромида не является критической величиной. Оно должно быть по возможности незначительным с тем, чтобы получить по возможности легко очищаемый конечный продукт (Fe-комплекс). Вполне достаточно добавления каталитического количества. Как упоминалось выше, добавление бромида возможно, но не обязательно.
Более того, для окисления мальтодекстринов может также использоваться известная тройная окислительная система гипохлорит/щелочной бромид/2,2,6,6-тетраметилпиперидин-1-оксил (TEMPO). Способ окисления мальтодекстринов с применением щелочных бромидов в качестве катализатора или тройной ТЕМРО-системы описан, например, Thaburet et al. в Carbohydrate Research 330 (2001), 21-29; данный способ применим и к настоящему изобретению.
Последующая обработка и выделение окисленных мальтодекстринов проводятся путем установления рН реакционного раствора примерно на нейтральном уровне с помощью соответствующих кислот или буферов, таких как, например, соляная кислота, серная кислота или уксусная кислота.
Затем окисленный продукт реакции может осаждаться за счет добавления подходящего растворителя, в котором он, в основном, не растворяется. Под растворителем имеется в виду, например, этанол, который используется предпочтительно в концентрации от 80 до 95% мас., более предпочтительно от 90 до 94% мас., в объемном соотношении этанол:реакционный раствор, равном примерно от 1:5 до 1:10, предпочтительно от 1:5 до 1:8. Кроме того, в качестве осаждающих растворителей пригодны метанол, пропанол или ацетон. Полученный осадок отфильтровывается и высушивается традиционным образом и способом.
Альтернативно реакционный раствор может очищаться диализом или мембранной фильтрацией, а готовый продукт может быть получен лиофилизацией или распылительной сушкой.
Но С1-окисленный мальтодекстрин может использоваться и без предварительного его выделения прямо на последующей стадии дериватизации.
Последующая дериватизация полученных C1-окисленных продуктов проводится традиционным, известным квалифицированному специалисту способом дериватизации сахаров, например, окислением; этерификацией с моно- или полифункциональными неорганическими или органическими кислотами либо с их производными; карбоксиалкилированием; добавлением органических изоцианатов; через образование простых эфиров; амидированием; через образование ангидридов и др.
Так, например, может проводиться этерификация с органическими кислотами или их производными. Для этерификации могут использоваться любые, известные квалифицированному специалисту карбоновые кислоты или реакционноспособные производные карбоновых кислот, предпочтительно хлориды, ангидриды или бромиды кислот. Предпочтительно для этерификации применяются производные C1-C6-карбоновых кислот, более предпочтительно - уксусный ангидрид. Этерификация проводится при обычных условиях реакции, например, в водном растворе или в пригодном для данной цели растворителе, таком как, например, формамид, диметилформамид, диметилсульфоксид или уксусная кислота. Реакция в водном растворе может проводиться, например, при слабо щелочном рН примерно от 7,5 до 10, предпочтительно от 8 до 9,5 (рН может устанавливаться с помощью любого основания и поддерживаться постоянным в ходе реакции, например, с помощью гидроксида щелочного или щелочноземельного металла, такого как гидроксид натрия или калия, а также карбоната щелочного или щелочноземельного металла), за счет добавления реакционноспособного производного карбоновой кислоты, например, ацетилхлорида или уксусного ангидрида. В случае использования другого растворителя применяются такие же реагенты и выбираются подходящие условия реакции. Реакция может проводиться в вышеназванных растворителях при комнатной температуре, в условиях охлаждения или нагревания. Продолжительность реакции может составлять, к примеру, от 0,5 до 2 часов, предпочтительно от 0,75 до 1,5 часов. Затем проводится последующая обработка, как и при описании C1-окисления, т.е. осаждение, фильтрация и сушка.
Таким же образом может осуществляться и этерификация с многоосновными органическими карбоновыми кислотами, например, с получением сложных эфиров янтарной, малеиновой, фумаровой, глутаровой или адипиновой кислот, причем вторая карбоксильная группа сложного эфира может быть либо свободной, либо алкиловым эфиром. Для получения пригодны ангидриды, смешанные ангидриды, хлориды или бромиды либо другие реакционноспособные производные многоосновных карбоновых кислот, в частности, ангидрид янтарной кислоты, ангидрид малеиновой кислоты, ангидрид глутаровой кислоты, ангидрид адипиновой кислоты или дихлорид фумаровой кислоты. Реакция и последующая обработка проводятся так же, как и в описанной выше этерификации. Особенно предпочтительной является этерификация с ангидридом янтарной кислоты с получением сукцинил-мальтодекстрина.
Равным образом, С1-окисленные мальтодекстрины могут превращаться в карбоксиалкил-производные. В качестве реагента пригодны известные
квалифицированному специалисту карбоксиалкилгалогениды, например, галогенкарбоновые кислоты, такие как хлор- или бромкарбоновые кислоты либо их натриевые или калиевые соли, например, галогенированные в любом положении C1-C6-карбоновые кислоты, такие как, например, α- или β-бромпропионовая кислота либо особенно предпочтительная хлор- или бромуксусная кислота.
Реакция проводится известным квалифицированному специалисту образом, например, в водном растворе или в подходящем растворителе, таком как, например, формамид, диметилформамид, диметилсульфоксид или уксусная кислота. В водном растворе реакция проводится, например, при щелочном рН (при рН от 11 до 14, предпочтительно примерно от 12,5 до 14; для регулирования рН используются любые основания, например, NaOH). В случае применения другого растворителя используются такие же реагенты и выбираются подходящие условия реакции. Реакция может проводиться в вышеназванных растворителях при комнатной температуре, в условиях охлаждения или нагревания в течение, например, от 0,5 до 5 часов, предпочтительно в течение примерно от 2,5 до 3,5 часов. Последующая обработка и выделение осуществляются так же, как описано в случае этерификации.
Этерификация с реакционноспособными производными неорганических кислот, например, сульфатирование или фосфатирование также проводятся известным квалифицированному специалисту методом.
Сульфатирование проводится, например, в водном растворе или в подходящем для этого растворителе, таком как, например, формамид, диметилформамид, диметилсульфоксид или уксусная кислота, с применением соответствующего реагента сульфатирования, например, SO3-триметиламин-комплекса или цикламиновой кислоты, при комнатной температуре, в условиях охлаждения или нагревания, предпочтительно, например, при 30°C в течение подходящего периода времени, например, от 15 минут до 2 часов, более предпочтительно в течение примерно 30 минут. При использовании воды в качестве растворителя рН реакционного раствора доводится до сильно щелочного рН (например, до рН 12-13), и раствор перемешивается далее при соответствующей температуре, например, при 30°C. После подкисления подходящей кислотой или буфером, например, HCl до рН от 9,5 до 11, предпочтительно до рН примерно 10,5, проводятся осаждение и выделение, как описано в случае C1-окисления.
Фосфатирование проводится любым известным квалифицированному специалисту методом. Создаются условия для растворения декстрина вместе с реагентом фосфатирования в воде и установления рН от 2 до 6, предпочтительно около 3. В качестве агента фосфатирования могут использоваться все известные реагенты, предпочтительно смесь дигидрофосфата натрия с динатрийгидрофосфатом в молярном соотношении от 1:0,5 до 1:2,5, например, 1:1,8. Осаждение реакционного раствора может проводиться, например, этанолом, метанолом или ацетоном с последующим извлечением и сушкой осадка, либо реакционный раствор может подвергаться выпариванию до сухости, например, в ротационном выпарном аппарате, а затем сушке предпочтительно при повышенной температуре и в вакууме. После измельчения продукт подвергают сухому нагреву, например, до температуры от 120 до 180°C, предпочтительно от 150 до 170°C, предпочтительно в вакууме, а затем повторно измельчают и растворяют в воде или в подходящем растворителе, предпочтительно при повышенной температуре, например, при 50°C. Затем нерастворимые остатки отделяют, например, центрифугированием или фильтрацией, а полученный раствор подвергают очистке с помощью мембранной фильтрации для удаления свободного ортофосфата. Фильтрация может сопровождаться ИК (инфракрасной)-спектроскопией или измерением электропроводности. После удаления всего ортофосфата раствор концентрируют в ротационном выпарном аппарате, затем проводят осаждение и извлечение, как описано в случае этерификации.
C2/C3-окцсленные производные можно получить известным квалифицированному специалисту окислением C1-окисленного мальтодекстрина подходящим окислителем, таким как, например, NaOCl или NaClO4/NaOCl2. Окисление проводится, например, в водном растворе или в пригодном для этого растворителе, таком как диметилформамид, формамид, диметилсульфоксид или уксусная кислота, при комнатной температуре, в условиях нагревания или охлаждения. При использовании воды в качестве растворителя реакция протекает при слабо щелочном постоянном рН от 7,5 до 9,5, предпочтительно от 8,5 до 9,0, поддерживаемом с помощью гипохлорита натрия, и при около 50°C. Затем устанавливается нейтральный рН, например, путем добавления HCl, и продукт осаждается и извлекается, как описано в случае этерификации.
За счет применения реагентов для дериватизации в различных количествах может достигаться разная молярная степень замещения. При этом молярная степень замещения определяется как молярное отношение дериватизированных единиц ангидроглюкозы к общему количеству единиц ангидроглюкозы внутри молекулы.
Продукты исследуются с помощью ИК-спектроскопии. Так, качественным анализом можно установить, вошла ли требуемая функциональная группа в мальтодекстрин. Введение карбоксильной группы, например, ацетильной группы, сукцинильной группы или карбоксиметильной группы можно отслеживать по увеличению числа полос при 1740 см-1 в ИК-спектре (С=O-колебание валентности в COOR). О том, произошло ли C2/C3-окисление, можно судить по увеличению числа полос при 1640 см-1 (С=O-колебание валентности в СОО-). Введение сульфатной группы можно установить по нарастанию числа полос при 1260 и 830 см-1 (колебания валентности в 
). Включение фосфатной группы также можно установить качественным анализом с помощью 31Р-ЯМР-спектроскопии. Связанный с полимером монофосфат проявляется в форме широких сигналов при от около 0 до 2 ppm (частей на миллион частей), в то время как свободный монофосфат показывает острый сигнал при около 0,7 ppm.
Количественное определение молярной степени замещения возможно с помощью 1H-ЯМР-спектроскопии или 13С-ЯМР-спектроскопии по отношению интенсивности сигнала одной из введенных функциональных групп к интенсивности сигнала мальтодекстрина, на которую дериватизация не оказывает никакого влияния. В случае фосфатирования количественное определение молярной степени замещения может также проводиться методом ICP-OES (оптическая эмиссионная спектроскопия с источником индуктивно связанной плазмы, общее содержание фосфора) и ионной хроматографией вкупе с измерением электропроводности (определение содержания свободного монофосфата).
Для получения комплексов по изобретению окисленные дериватизированные мальтодекстрины в водном растворе вводятся в реакцию с солью железа (III). Для этого окисленные дериватизированные мальтодекстрины извлекаются из раствора и заново растворяются; однако полученные водные растворы окисленных дериватизированных мальтодекстринов могут также сразу подвергаться последующей обработке водными растворами железа (III).
В качестве солей железа (III) могут использоваться водорастворимые соли или смеси солей неорганических или органических кислот, такие как галогениды, например, хлорид и бромид, или сульфаты. Предпочтительно используются физиологически безопасные соли. Особенно предпочтительным является водный раствор хлорида железа (III).
Было доказано, что присутствие ионов хлорида благоприятно сказывается на комплексообразовании. Указанные ионы могут добавляться, например, в форме водорастворимых хлоридов, таких как хлориды щелочных металлов, например, хлорид натрия, хлорид калия или хлорид аммония. Предпочтительным, как уже упоминалось, является использование железа (III) в форме хлорида.
Для проведения реакции водный раствор окисленного мальтодекстрина можно смешивать, например, с водным раствором соли железа (III). При этом предпочтительнее работать так, чтобы рН смеси из окисленного мальтодекстрина и соли железа (III) в процессе их смешивания и сразу после него был сначала сильно кислотным или настолько низким, чтобы не наступил гидролиз соли железа (III), например, чтобы рН равнялся 2 или менее, во избежание нежелательного осаждения гидроксидов железа. При использовании хлорида железа (III) добавления кислоты в большинстве случаев не требуется, поскольку водные растворы хлорида железа (III) сами по себе могут быть достаточно кислыми. По завершении смешивания значение рН повышается, например, до уровня рН, равного или выше 5, например, до рН 11, 12, 13 или 14. Повышение значения рН предпочтительно проводится медленно или постепенно, что может достигаться, например, добавлением сначала слабого основания для доведения рН до уровня около 3 и последующим добавлением более сильного основания до достижения нейтрального рН. Под слабым основанием имеются в виду, например, карбонаты, бикарбонаты щелочных или щелочноземельных металлов, такие как карбонат или бикарбонат натрия или калия, либо аммиак. Сильными основаниями являются, например, гидроксиды щелочных или щелочноземельных металлов, такие как гидроксиды натрия, калия, кальция или магния.
Благоприятное воздействие на реакцию может оказывать нагрев. Например, могут применяться температуры от 15°C до температуры кипения. Предпочтительным является постепенное повышение температуры. Так, например, сначала может проводиться нагрев до температуры от примерно 15 до 70°C, после чего температура постепенно повышается до кипения.
Продолжительность реакции может составлять, например, от 15 минут до нескольких часов, например, от 20 минут до 4 часов, например, от 25 до 70 минут, например, от 30 до 60 минут.
Реакция может проводиться в слабо щелочной области, например, при рН от 5 до 6. Но, как было показано, целесообразнее (даже если это не требуется) повышать рН в ходе комплексообразования до рН 11, 12, 13 или 14. Затем для завершения реакции можно снизить рН добавлением кислоты, например, до вышеуказанных значений рН от 5 до 6. В качестве кислот можно использовать неорганические или органические кислоты или их смеси, в частности, галогеноводородные кислоты, такие как хлористый водород или водная соляная кислота.
Как упоминалось выше, комплексообразованию в большинстве случаев благоприятствует нагрев. Например, в предпочтительном варианте воплощения, в котором значение рН в ходе реакции повышается c >5 до 11 или 14, сначала работают при пониженных температурах, например, от 15 до 70°C, например, от 40 до 60°C, к примеру, около 50°C; после нового понижения рН, например, по меньшей мере, до рН 5 температуру постепенно повышают до >50°C и далее до температуры кипения.
Продолжительность реакции составляет от 15 минут до нескольких часов и может варьировать в зависимости от температуры реакции. При проведении способа с промежуточным регулированием значений рН, которые превышают рН 5, можно работать в течение, например, от 15 до 70 минут, к примеру, от 30 до 60 минут при более высоком значении рН и при температурах, например, до 70°C, а после понижения значения рН, по меньшей мере, до рН 5 реакция может проводиться еще в течение от 15 до 70 минут, например, от 30 до 60 минут при температурах, например, до 70°C и при необходимости - еще в течение от 15 до 70 минут, например, от 30 до 60 минут, при повышенных температурах вплоть до температуры кипения.
После успешного завершения реакции полученный раствор может охлаждаться, например, до комнатной температуры и при необходимости разбавляться и подвергаться фильтрации. После охлаждения рН раствора может устанавливаться добавлением кислоты или основания на уровне нейтрального рН или несколько ниже, например, на уровне рН от 5 до 7. В качестве кислот или оснований могут применяться, например, названные при описании реакции кислоты или основания. Полученные растворы подвергаются очистке и могут применяться непосредственно для изготовления лекарственных препаратов. Но можно сначала извлечь комплексы железа (III) из раствора, например, путем их осаждения спиртом, таким как алканол, например, этанол. Извлечение может также проводиться путем распылительной сушки. Очистка может осуществляться традиционным способом, в частности, с целью удаления солей. Она может осуществляться, например, методом обратного осмоса, который может применяться, например, перед распылительной сушкой или перед непосредственным включением комплексов в лекарственные препараты.
Полученные комплексы железа (III) с углеводом имеют содержание железа, например, от 10 до 40% мас./мас., в частности, от 20 до 35% мас./мас. Они хорошо растворяются в воде. Из них можно приготовить нейтральные водные растворы с содержанием железа, например, от 1 до 20% мас./об. Эти растворы можно подвергнуть стерилизации нагревом. Средневзвешенная молекулярная масса Mw комплексов, полученных вышеописанным способом, составляет, например, от 80 до 800 кДа, предпочтительно от 80 до 650 кДа, особенно предпочтительно до 350 кДа (определялась гельпроникающей хроматографией, например, как описано Geisser et al. в Arzneim. Forsch/Drug Res.42 (II), 12, 1439-1452 (1992), параграф 2.2.5).
Как упоминалось выше, из комплексов по изобретению могут быть приготовлены водные растворы, которые пригодны, в частности, для парентерального введения. Однако они могут быть также пригодны для орального или топического (местного) применения. Их можно стерилизовать при высоких температурах, например, при 121°C и выше с кратковременной выдержкой в течение, по меньшей мере, 15 минут при достижении Fo≥15. В данном случае Fo - это время обработки в минутах при переменной температуре, которое соответствует времени обработки в минутах при 121°C, в пересчете на идеальные микроорганизмы с температурным коэффициентом разрушения микробных клеток, равным 10. Изготовление известных до настоящего времени препаратов частично требует проведения стерильной фильтрации при комнатной температуре и/или применения консервантов, таких как бензиловый спирт или фенол. В настоящем изобретении в подобного рода операциях или добавках нет необходимости. Можно расфасовать растворы комплексов, например, в ампулы. Например, можно расфасовать растворы концентрацией от 1 до 20% мас., к примеру, 5% мас., в емкости, такие как ампулы или ампулы с отбиваемым кончиком, объемом, например, от 2 до 100 мл, к примеру, до 50 мл. Приготовление готовых для парентерального введения растворов можно проводить традиционным методом с применением в каждом отдельном случае традиционных для парентеральных растворов добавок. Растворы можно составлять таким образом, чтобы их можно было отпускать в готовом для инъекций виде или как настои для вливаний, например, в растворе поваренной соли. Препараты для орального или местного применения могут составляться с соответствующими традиционными эксципиентами (наполнителями) и вспомогательными веществами.
Поэтому следующим предметом изобретения являются лекарственные препараты, которые пригодны, в частности, для парентерального, внутривенного, а также внутримышечного введения, равно как и для орального или местного использования, и могут найти применение при лечении, в частности, железодефицитных анемий. Поэтому предметом изобретения является также применение комплексов железа (III) с производным углевода для лечения и профилактики железодефицитных анемий или для изготовления лекарственных препаратов, в частности, для парентерального введения при лечении железодефицитных анемий. Лекарственные препараты предназначены для применения в медицине и ветеринарии.
Согласно изобретению впервые стало возможным получение комплексов железа с производными мальтодекстринов.
По сравнению с известными из WO 2004/037865 комплексами железа с мальтодекстрином комплексы железа с производными мальтодекстринов согласно изобретению позволяют целенаправленно и более тонко регулировать молекулярную массу в широком диапазоне вплоть до повышенных значений, что невозможно в случае известных комплексов.
Большая часть комплексов железа с производными мальтодекстринов показывает почти неизменную кинетику распада (θ=0,5) по сравнению с комплексами железа с мальтодекстрином, известными из WO 2004/037865.
Большинство комплексов дериватизированного мальтодекстрина показывает повышенную стабильность к ферментативному распаду под действием амилазы по сравнению с недериватизированным мальтодекстрином, что может способствовать замедленному и равномерному распаду комплексов железа с производным мальтодекстрина согласно изобретению в организме.
Выход железа в комплексных производных согласно изобретению составляет до 100% (в частности, в случае сульфатированных производных) против 87-93% в известных комплексах железа с мальтодекстрином, что означает экономическое преимущество их получения в промышленном масштабе.
Примеры
В настоящем описании и нижеприведенных примерах декстрозные эквиваленты определяются гравиметрически. Для этого мальтодекстрины переводятся в водный раствор с применением жидкости Фелинга при кипении. Реакция протекает количественно, т.е. до полного обесцвечивания жидкости Фелинга. Выпавший в осадок оксид меди (I) высушивается при 105°C до постоянной массы и определяется гравиметрически. По полученным показателям рассчитывается содержание глюкозы (декстрозный эквивалент) как % мас./мас. от сухого вещества мальтодекстрина. Можно работать, например, со следующими растворами: 25 мл жидкости Фелинга I в смеси с 25 мл жидкости Фелинга II; 10 мл водного раствора мальтодекстрина (10% моль/об.) (жидкость Фелинга I: 34,6 г сульфата меди (II) растворяются в 500 мл воды; жидкость Фелинга II: 173 г калийнатрийтартрата и 50 г гидроксида натрия растворяются в 400 мл воды).
Ниже разъясняется, какими методами и с помощью каких приборов определялись в каждом отдельном случае свойства производных мальтодекстрина и комплексов железа.
1H-ЯМР: Bruker Avance-400, 400 МГц, раствор в D2O (дейтерированная вода) с использованием в качестве внутреннего стандарта H2O;
13С-ЯМР: Bruker Avance-400, 100 МГц, раствор в D2O с использованием в качестве внешнего стандарта триметилсилил-тетрадейтеропропионовой кислоты;
31Р-ЯМР: Bruker Avance-400, 162 МГц, раствор в D2O с использованием в качестве внешнего стандарта концентрированной H3PO4;
ИК-спектрометрия: FT-IR (инфракрасный Фурье-спектрометр) Perkin Elmer 1725x, таблетка KBr;
ICP-OES (см. выше): Horiba Jobin Yvon Ultima 2, образец растворялся в H2O;
Ионная хроматография: блок разделения Metrohm 733 IC (включает детектор электропроводности), образец растворялся в H2O;
GPC (гельпроникающая хроматография): насос для подачи элюента при HPLC (высокоэффективная жидкостная хроматография) Waters 515; рефрактометрический детектор Waters 2410; образец растворялся в H2O, в качестве стандарта использовался пуллулан;
Определение Mw: см. GPC;
Определение Mn: см. GPC;
Содержание Fe: титриметрическое определение с применением ЭДТА (например, Jander Jahr, Масс-анализы, 15-е издание);
Кинетика распада: P.Geisser, M.Baer, E.Schaub. Structure/Histotoxicity Relationship of Parenteral Iron Preparations (Взаимосвязь "структура-гистотоксичность" парентеральных препаратов железа). Arzneim. - Forsch/DrugResearch 42 (II), 12,1439-1452 (1992);
Спектрофотометр Analytik Jena Specord 205: изучаемая степень распада 50% (θ=0,5);
Выход железа: извлеченное количество Fe в граммах/введенное количество Fe в граммах.
Пример 1
Получение C1-окисленного мальтодекстрина
250 г мальтодекстрина с декстрозным эквивалентом 12 растворяли в 750 мл воды. Добавляли 1,4 г NaBr, после чего в течение 30 минут дозировали 78,4 г раствора NaOCl (от 14 до 16% мас. активного хлора), при этом рН поддерживали постоянным на уровне рН 9,5 (±0,5) за счет добавления 30% мас. NaOH. Затем рН устанавливали на уровне рН 7,0 с помощью HCl (20% мас.), и продукт осаждали добавлением этанола (92% мас.) в объемном отношении 1:6 (раствор: этанол). Продукт извлекали декантацией из раствора и высушивали в продолжение 24 часов при 50°C и 125 мбар.
Пример 2
Получение C1-окисленного мальтодекстрина
100 г мальтодекстрина (с декстрозным эквивалентом 9,6, который определялся гравиметрически) растворяли при 25°C в условиях перемешивания в 300 мл воды и подвергали окислению добавлением 30 г раствора гипохлорита натрия (от 14 до 16% мас. активного хлора) при рН 10, после чего окисленный продукт извлекали и высушивали как в примере 1.
Пример 3
Получение C1-окисленного мальтодекстрина
Смесь из 45 г мальтодекстрина (с декстрозным эквивалентом 6,6, который определяли гравиметрически) и 45 г мальтодекстрина (с декстрозным эквивалентом 14,0, который определяли гравиметрически) растворяли при 25°C в условиях перемешивания в 300 мл воды и подвергали окислению добавлением 25 г раствора гипохлорита натрия (от 14 до 16% мас., активного хлора) и 0,6 г бромида натрия при рН 10, после чего окисленный продукт извлекали и высушивали как в примере 1.
Примеры 4-7
Ацетилирование
200 г полученного в примере 1 мальтодекстрина (1,23 моля ангидроглюкозы) растворяли в 660 мл воды при 25°C и рН раствора устанавливали на уровне 8,5 за счет добавления 30% мас. NaOH. Затем со скоростью 1,7 мл/мин добавляли уксусный ангидрид в разных количествах, указанных в табл.1, при этом рН поддерживали постоянным на уровне рН 8,5 (±0,5) за счет добавления 30% мас. NaOH. Раствор перемешивали в течение одного часа при постоянном рН 8,5 (±0,5), после чего рН устанавливали на уровне 7,0 с помощью 20% мас. HCl. Продукт осаждали этанолом (92% мас.) в объемном отношении 1:6 (раствор: этанол). Продукт извлекали декантацией из раствора и высушивали в продолжение 24 часов при 50°C и 125 мбар.
За счет варьирования добавляемого количества уксусного ангидрида достигалась различная степень ацетилирования. Результаты представлены в табл.1.
| Таблица 1 | |||
| Пример | Эквивалентов Ac2O (в пересчете на ангидроглюкозу) | Молярная степень замещения (1H-ЯМР) | Выход (%) (моль извлеченного продукта/моль использованной ангидроглюкозы) |
| 4 | 1 | 0,84 | 24 |
| 5 | 0,67 | 0,61 | 65 |
| 6 | 0,33 | 0,31 | 69 |
| 7 | 0,16 | 0,14 | 74 |
| 1 | - | Без дериватизации | 84 |
Ацетилирование способствовало улучшению растворимости производного мальтодекстрина в этаноле, что проявилось в снижении выхода при повышении степени замещения.
Степень ацетилирования определялась качественно ИК-спектроскопией, а количественно - ЯМР-спектроскопией.
ИК-спектроскопия позволяет отслеживать ацетилирование по увеличению числа полос при 1740 см-1 (С=O-колебание валентности в COOR). Молярная степень ацетилирования определялась 1H-ЯМР-спектроскопией по отношению интенсивности СН3-сигнала при 2,0-2,3 ppm (ацетильная группа) к интенсивности сигнала при 3,0-4,5 ppm и 5-6 ppm (7 протонов ангидроглюкозной группы).
Примеры 8-11
Сукцинилирование
200 г полученного в примере 1 C1-окисленного мальтодекстрина растворяли в 655 мл воды. рН раствора устанавливали на уровне 8,5 путем добавления 30% мас. NaOH, после чего при 25°C порциями добавляли в продолжение 1 часа ангидрид янтарной кислоты, при этом рН поддерживали постоянным на уровне рН 8,5 (±0,5) за счет добавления 30% мас. NaOH. Затем рН устанавливали на уровне рН 7,0 с помощью 20% мас. HCl, и продукт осаждали этанолом (92% мас.) в объемном отношении раствор:этанол, равном 1:6. Продукт извлекали декантацией из раствора и высушивали в продолжение 24 часов при 50°C и 125 мбар.
Вследствие варьирования добавляемого количества ангидрида янтарной кислоты достигалась различная степень сукцинилирования. Результаты представлены в табл.2.
| Таблица 2 | |||
| Пример | Эквивалентов ангидрида янтарной кислоты (в пересчете на ангидроглюкозу) | Молярная степень замещения (1H-ЯМР) | Выход (%) (моль извлеченного продукта/моль использованной ангидроглюкозы) |
| 8 | 0,17 | 0,15 | 74 |
| 9 | 0,08 | 0,07 | 82 |
| 10 | 0,04 | 0,03 | 84 |
| 11 | 0,02 | 0,02 | 70 |
| 1 | - | Без дериватизации | 84 |
Сукцинилирование оказало незначительное влияние на растворимость окисленного мальтодекстрина.
ИК-спектроскопией можно качественно отслеживать сукцинилирование по увеличению числа полос при 1740 см-1 (C=O-колебание валентности в COOR/COOH). Молярная степень сукцинилирования определялась 1H-ЯМР-спектроскопией по отношению интенсивности обоих СН2-сигналов при 2,4-2,7 ppm (сукцинильная группа) к интенсивности сигнала при 3,0-4,5 ppm и 5-6 ppm (7 протонов ангидроглюкозной группы).
Примеры 12-16
Карбоксиметилирование
200 г полученного в примере 1 C1-окисленного мальтодекстрина растворяли в 660 мл воды. Затем добавляли 118 г твердого NaOH так, чтобы рН раствора составил 13-14. Далее порциями добавляли в течение 20 минут хлоруксусную кислоту, после чего раствор перемешивали при 25°C в продолжение 3 часов. Затем рН устанавливали на уровне 7,0 с помощью 20% мас. HCl, и продукт осаждали этанолом (92% мас.) в объемном отношении раствор:этанол, равном 1:6. Продукт извлекали декантацией из раствора и высушивали в продолжение 24 часов при 50°C и 125 мбар.
За счет варьирования добавляемого количества хлоруксусной кислоты достигалась различная степень карбоксиметилирования. Результаты представлены в табл.3.
| Таблица 3 | |||
| Пример | Эквивалентов хлоруксусной кислоты (в пересчете на ангидроглюкозу) | Молярная степень замещения 1H-ЯМР) | Выход (%) (моль извлеченного продукта/моль использованной ангидроглюкозы) |
| 12 | 0,35 | 0,034 | 63 |
| 13 | 0,23 | 0,024 | 63 |
| 14 | 0,18 | 0,017 | 76 |
| 15 | 0,09 | 0,014 | 64 |
| 16 | 0,05 | 0,008 | 63 |
| 1 | - | Без дериватизации | 84 |
Достигнутая степень карбоксиметилирования незначительно повлияла на растворимость окисленного мальтодекстрина.
ИК-спектроскопией не удалось отследить карбоксиметилирование в настоящих примерах из-за низкой степени замещения (не было отмечено четких полос при 1740 см-1 C=O-колебания валентности). Молярная степень карбоксиметилирования определялась 1H-ЯМР-спектроскопией по отношению интенсивности аномерных протонов при 5,6 ppm (карбоксиметилированная ангидроглюкозная группа) к интенсивности сигнала аномерных протонов при 4,8-5,8 ppm (ангидроглюкозная группа без дериватизации).
Примеры 17-20
Сульфатирование
200 г полученного в примере 1 C1-окисленного мальтодекстрина растворяли в 600 мл воды и нагревали до 30°C. Добавляли SO3-триметиламинкомплекс, и смесь перемешивали при 30°C в течение 30 минут (при этом суспензия превращалась в раствор). Далее добавляли со скоростью 2,8 мл/мин 40% мас. NaOH (1,7 эквивалентов в пересчете на молярное количество SO3-триметиламинкомплекса, соответствующее 18-141 мл в зависимости от степени замещения), и раствор перемешивали при 30°C в продолжение 2,5 часов. Затем рН устанавливали на уровне рН 10,5 с помощью 20% мас. HCl. Продукт осаждали 92% мас. этанолом в объемном отношении раствор:этанол, равном от 1:7 до 1:8. Продукт извлекали декантацией из раствора и в течение 24 часов высушивали при 50°C и 125 мбар.
За счет варьирования добавляемого количества SO3-триметиламинкомплекса достигалась различная степень сульфатирования. Результаты представлены в табл.4.
| Таблица 4 | |||
| Пример | Эквивалентов SO3-реагента (в пересчете на ангидроглюкозу) | Молярная степень замещения (1H-ЯМР) | Выход (%) (моль извлеченного продукта/моль использованной ангидроглюкозы) |
| 17 | 0,67 | 0,56 | 98 |
| 18 | 0,34 | 0,27 | 92 |
| 19 | 0,17 | 0,12 | 93 |
| 20 | 0,08 | 0,05 | 86 |
| 1 | - | Без дериватизации | 84 |
Повышенный выход окисленного сульфатированного мальтодекстрина объясняется ухудшением растворимости продукта в этаноле.
ИК-спектроскопией можно было качественно отследить степень сульфатирования (увеличение числа полос при 1260 и 830 см-1, колебания валентности в 
). Молярная степень сульфатирования определялась 13C-ЯМР-спектроскопией по отношению интенсивности C1-сигнала при 96 ppm (сульфатированные виды) к интенсивности C1-сигнала при 103 ppm (несульфатированные виды).
Примеры 21-24
Фосфатирование
300 г полученного в примере 1 С1-окисленного мальтодекстрина, NaH2PO4 и Na2HPO4 (молярное отношение 1:1,8) растворяли в 1,5 л воды, и рН раствора устанавливали на уровне рН 3,0 с помощью 20% мас. HCl. Раствор выпаривали до сухости в ротационном выпарном аппарате при 70°c и 125 мбар. Остаток высушивали в продолжение 16 часов при 50°C и 125 мбар. Полученный продукт измельчали и в течение 4 часов при 750 мбар нагревали до 160°C. Полученный материал вновь измельчали и растворяли в воде в массовом отношении 1:4,4 (твердое вещество:вода) при 50°C в течение 1 часа. Раствор охлаждали до 25°C, а нерастворившиеся остатки отделяли центрифугированием (5500 об/мин, 1 час).
Полученный раствор с целью удаления свободного ортофосфата подвергали мембранной фильтрации через нанофильтрационную мембрану (Nitto-Denko NTR-7410, NaCl-удерживающая способность составляет в среднем 10%) при 22 бар и скорости потока от 180 до 210 л/час. Удаление ортофосфата контролировали с помощью ИК-спектроскопии промытых фракций. Раствор окисленного фосфатированного мальтодекстрина концентрировали до 1 литра в ротационном выпарном аппарате при 60°C и 80-250 мбар, после чего продукт осаждали этанолом в объемном отношении 1:6 (раствор:этанол). Продукт отделяли путем центрифугирования суспензии (5500 об/мин, 1 час) и в продолжение 24 часов высушивали при 50°C и 125 мбар.
За счет варьирования добавляемого количества смеси NaH2PO4 и Na2HPO4, взятых в молярном отношении 1:1,8, достигалась различная степень фосфатирования. Результаты представлены в табл.5.
Молярная степень замещения определялась методом ICP-OES (оптическая эмиссионная спектроскопия с источником индуктивно связанной плазмы; общее содержание фосфатов) и ионной хроматографией в комбинации с измерением электропроводности (содержание свободного монофосфата).
Качественное определение содержания свободного монофосфата проводилось 31P-ЯМР-спектроскопией. Связанный с полимером монофосфат проявляется в виде широкого сигнала в области примерно от 0 до 2 ppm, в то время как свободный монофосфат показывает острый пик примерно при 0,7 ppm. По широкому сигналу при -10 ppm можно идентифицировать олигофосфаты.
| Таблица 5 | |||||
| Пример | Эквивалентов PO4 (в пересчете на ангидроглюкозу) | Молярная степень замещения (ICP) |
Свободный PO4 (ppm) | Свободные олигофосфаты*** (ppm) | Выход (%) (моль извлеченного продукта/моль использованной ангидроглюкозы) |
| 21 | 1,85 | 0,25 | 80 | Не определялись | 22 |
| 22 | 0,55* | 0,08 | 1 | 22 | 22 |
| 23 | 0,28 | 0,24 | 2 | 55 | 13 |
| 24 | 0,23** | 0,08 | 58 | 52 | 18 |
| 1 | Без дериватизации | - | - | - | 84 |
| * Продолжительность реакции при 160°C/740 мбар составила 16 часов вместо 4 часов. | |||||
| ** Мальтодекстрин/фосфат в растворе осаждали этанолом вместо выпаривания до сухости. | |||||
| *** Содержание определяли 31Р-ЯМР. |
Примеры 25-29
C2/C3-окисление (двухступенчатый синтез)
200 г полученного в примере 1 C1-окисленного мальтодекстрина растворяли в 600 мл воды, и раствор нагревали до 50°C. рН устанавливали на уровне от 8,5 до 9,0 с помощью 20% мас. HCl и сразу же добавляли 20 г NaOCl (от 14 до 16% мас., активного хлора). Оставшееся количество NaOCl добавляли со скоростью 5,8 мл/мин, при этом рН поддерживали постоянным на уровне 8,5 (±0,5) за счет добавления 30% мас. NaOH. Раствор перемешивали в продолжение 1 часа при 50°C и рН 8,5 (±0,5). Затем рН устанавливали на уровне рН 7,0 с помощью 20% мас. HCl, Продукт осаждали 92% мас. этанолом в объемном отношении раствор:этанол = 1:6. Продукт извлекали из раствора декантацией и высушивали в продолжение 24 часов при 50°C и 125 мбар.
Пример 30
C1/С2/C3-окисление (одноступенчатый синтез, дериватизация in situ)
200 г мальтодекстрина с декстрозным эквивалентом 12 растворяли в 660 мл воды, и раствор нагревали до 50°C. Добавляли 1,1 г NaBr и дозировали в течение 30 минут 135,2 г раствора NaOCl (от 14 до 16% мас. активного хлора), при этом рН поддерживали постоянным на уровне 9,5 (±0,5) за счет добавления 30% мас. NaOH. Раствор перемешивали в продолжение 1 часа при 50°C и рН 9,5 (±0,5). Затем рН устанавливали на уровне рН 7,0 с помощью 20% мас. HCl. Продукт осаждали 92% мас. этанолом в объемном отношении раствор:этанол = 1:6. Продукт извлекали из раствора декантацией и высушивали в продолжение 24 часов при 50°C и 125 мбар.
За счет варьирования добавляемого количества NaOCl (от 14 до 16% мас. активного хлора) достигалась различная молярная степень C2/C3-окисления. Результаты приведены в табл.6.
| Таблица 6 | |||
| Пример | Эквивалентов NaOCl | Молярная степень окисления (13С-ЯМР) | Выход (%) (моль извлеченного продукта/моль использованной ангидроглюкозы) |
| 25 | 0,48 | 0,042 | 72 |
| 26 | 0,24 | 0,022 | 71 |
| 27 | 0,12 | 0,012 | 88 |
| 28 | 0,06 | Не установлено | 75 |
| 29 | 0,03 | Не установлено | 78 |
| 30 | 0,12 | 0,017 | 89 |
| 1 | - | Без дериватизации | 84 |
Выход извлеченных продуктов изменялся незначительно.
ИК-спектроскопией можно было отследить степень С2/C3-окисления по увеличению числа полос при 1640 см-1 (колебание С=O-валентности в СОО-).
Молярная степень C2/C3-окисления определяли методом 13C-ЯМР-спектроскопии по отношению интенсивности СООН-сигнала при 175 и 176 ppm (С2 и C3-окисленные) к интенсивности сигнала при 76-84 ppm (неокисленный С2).
Общая технологическая инструкция 1: Получение комплексов железа
Получение комплексов железа из полученных окисленных дериватизированных мальтодекстринов осуществляли в каждом отдельном случае с использованием 100 г производного мальтодекстринов.
К 352 г раствора хлорида железа (III) (12% мас./мас. Fe) сначала добавляли в условиях перемешивания (лопастной мешалкой) при комнатной температуре 100 г окисленного дериватизированного мальтодекстрина, растворенного в 300 мл воды, а затем 554 г раствора карбоната натрия (17,3% мас./мас.).
После этого рН раствора устанавливали на уровне рН 11 путем добавления раствора едкого натра, раствор нагревали до 50°C и выдерживали 30 минут при 50°C. Далее рН подкисляли до уровня рН от 5 до 6 за счет добавления соляной кислоты, раствор выдерживали следующие 30 минут при 50°C, а затем нагревали до 97°C-98°C и выдерживали при этой температуре 30 минут. После охлаждения раствора до комнатной температуры величину рН раствора устанавливали на уровне рН от 6 до 7 путем добавления раствора едкого натра. Затем раствор фильтровали через стерильный фильтр, из раствора извлекали комплекс путем осаждения этанолом в отношении 1:0,85 и высушивали в вакууме при 50°C.
Примеры 31-33
Ацетилированные комплексы железа
По общей технологической инструкции 1 из производных мальтодекстрина примеров 5-7 были получены ацетилированные комплексы железа 31-33, свойства которых сведены в нижеприведенную табл.7, где они сравниваются со свойствами стандартного препарата, также полученного по общей технологической инструкции 1 из C1-окисленного, но недериватизированного мальтодекстрина как в примере 1.
| Таблица 7 | ||||
| Параметр | Стандарт | Пример 31 MS=0,14 (из примера 7) |
Пример 32 MS=0,31 (из примера 6) |
Пример 33 MS=0,61 (из примера 5) |
| Содержание Fe* | 27,0 | 28,9 | 29,7 | 30,6 |
| Mw | 168000 | 234000 | 349000 | 511000 |
| Mn | 100000 | 139000 | 163000 | 334000 |
| Кинетика распада θ=0,5 | 35 | 41 | 46 | 44 |
| * в пересчете на сухое вещество |
Использование ацетилированных производных мальтодекстрина с молярной степенью замещения >0,61 привело к получению нестабильных продуктов.
Ацетилированные комплексы железа показали повышенное содержание железа по сравнению со стандартом и увеличивающуюся с повышением степени замещения молекулярную массу. Кинетика распада при 50% показала сходные со стандартом значения. Fe-выход ацетилированных комплексов железа достигал до 97%.
Примеры 34-36
Сукцинилированные комплексы железа
По общей технологической инструкции 1 из производных мальтодекстрина примеров 9-11 были получены сукцинилированные комплексы железа 34-36, свойства которых сведены в нижеприведенную табл.8, где они сравниваются со свойствами стандартного препарата, также полученного по общей технологической инструкции 1 из С1-окисленного, но недериватизированного мальтодекстрина как в примере 1.
| Таблица 8 | ||||
| Параметр | Стандарт | Пример 34 MS=0,02 (из примера 11) |
Пример 35 MS=0,03 (из примера 10) |
Пример 36 MS=0,07 (из примера 9) |
| Содержание Fe* | 27,0 | 24,3 | 26,9 | 24,4 |
| Mw | 168000 | 260000 | 347000 | 773000 |
| Mn | 100000 | 128000 | 145000 | 188000 |
| Кинетика распада θ=0,5 | 35 | 28 | 32 | 6 |
| * в пересчете на сухое вещество |
Использование сукцинилированных производных мальтодекстрина с молярной степенью замещения >0,07 привело к получению нестабильных продуктов.
Сукцинилированные комплексы железа показали несколько пониженное содержание железа по сравнению со стандартом, а также увеличивающуюся с повышением степени замещения молекулярную массу. Кинетика распада при 50% показала в сравнении со стандартом сходные со стандартом величины, за одним исключением. Fe-выход сукцинилированных комплексов железа достигал 94%.
Примеры 37-38
Карбоксиметилированные комплексы железа
По общей технологической инструкции 1 из производных мальтодекстрина примеров 15-16 были получены карбоксиметилированные комплексы железа 37 и 38, свойства которых сведены в нижеприведенную табл.9, где они сравниваются со свойствами стандартного препарата, также полученного по общей технологической инструкции 1 из C1-окисленного, но недериватизированного мальтодекстрина как в примере 1.
| Таблица 9 | |||
| Параметр | Стандарт | Пример 37 MS<0,01 (из примера 16) |
Пример 38 MS<0,014 (из примера 15) |
| Содержание Fe* | 27,0 | 23,3 | 25,5 |
| Mw | 168000 | 316000 | 404000 |
| Mn | 100000 | 148000 | 168000 |
| Кинетика распада θ=0,5 | 35 | 36 | 32 |
| * в пересчете на сухое вещество |
Использование карбоксиметилированных производных мальтодекстрина с молярной степенью замещения >0,01 привело к получению нестабильных продуктов.
Содержание железа в карбоксиметилированных комплексах железа оказалось несколько пониженным по сравнению со стандартом, а их молекулярная масса увеличивалась с возрастанием степени замещения. Кинетика распада при 50% показала примерно одинаковые со стандартом значения. Fe-выход карбоксиметилированных комплексов железа достигал 97%.
Примеры 39-41
C2/C3-окисленные комплексы железа
По общей технологической инструкции 1 из производных мальтодекстрина примеров 27, 28 и 29 были получены C2/С3-окисленные комплексы железа 39-41, свойства которых сведены в нижеприведенную табл.10, где они сравниваются со свойствами стандартного препарата, также полученного по общей технологической инструкции 1 из C1-окисленного, но недериватизированного мальтодекстрина как в примере 1.
| Таблица 10 | ||||
| Параметр | Стандарт | Пример 39 MS<0,01 (из примера 29) |
Пример 40 MS<0,01 (из примера 28) |
Пример 41 MS=0,012 (из примера 27) |
| Содержание Fe* | 27,0 | 22,2 | 26,1 | 23,8 |
| Mw | 168000 | 275000 | 310000 | 433000 |
| Mn | 100000 | 138000 | 150000 | 230000 |
| Кинетика распада θ=0,5 | 35 | 33 | 36 | 39 |
| * в пересчете на сухое вещество |
Использование C2/С3-окисленных производных мальтодекстрина с молярной степенью замещения >0,01 привело к получению нестабильных продуктов.
Показатели содержания железа не показали какой-либо единой тенденции, показатели молекулярной массы увеличивались с возрастанием степени замещения. Кинетика распада при 50% показала примерно одинаковые со стандартом значения. Fe-выход C2/C3-окисленных комплексов железа достигал 95%.
Примеры 42-44
Сульфатированные комплексы железа (многоступенчатый синтез)
По общей технологической инструкции 1 из производных мальтодекстрина примеров 18-20 были получены сульфатированные комплексы железа 42-44, свойства которых сведены в нижеприведенную табл.11, где они сравниваются со свойствами стандартного препарата, также полученного по общей технологической инструкции 1 из С1-окисленного, но недериватизированного мальтодекстрина как в примере 1.
Пример 45
Сульфатированный комплекс железа (одноступенчатый синтез, дериватизация in situ)
100 г мальтодекстрина с декстрозным эквивалентом 12 растворяли в 300 мл воды. В раствор добавляли 0,7 г NaBr, а затем в течение 30 минут дозировали 28,7 г раствора NaOCl (от 14 до 16% мас. активного хлора), при этом поддерживали постоянный рН 9,5 (±0,5) за счет добавления 30% мас. NaOH. Далее раствор нагревали до 30°C, в него добавляли 14,4 г SO3-триметиламинкомплекса, и смесь перемешивали в течение 30 минут при 30°C. Затем дозировали 17,6 мл 40% мас. NaOH с последующим перемешиванием в течение 1 часа при 30°C.
После охлаждения раствора до 20-25°C в него добавляли при перемешивании 352 г раствора хлорида железа (III) (12% мас./мас. Fe) и в заключение дозировали 554 г раствора карбоната натрия (17,3% мас./мас.). После этого путем добавления раствора едкого натра устанавливали рН 11, раствор нагревали до 50°C и выдерживали в продолжение 30 минут при 50°C. Затем за счет добавления соляной кислоты раствор подкисляли до рН 5-6, выдерживали следующие 30 минут при 50°C, после чего нагревали до 97-98°C и выдерживали 30 минут при этой температуре. После охлаждения раствора до комнатной температуры его рН устанавливали на уровне рН 6-7 за счет добавления раствора едкого натра. Далее раствор фильтровали через стерильный фильтр, комплекс осаждали этанолом в отношении 1:0,85 и высушивали в вакууме при 50°C.
| Таблица 11 | |||||
| Параметр | Стандарт | Пример 42 MS=0,05 (из примера 20) |
Пример 43 MS=0,12 (из примера 19) |
Пример 44 MS=0,27 (из примера 18) |
Пример 45 MS=0,12 |
| Содержание Fe* | 27,0 | 25,3 | 26,8 | 26,3 | 26,3 |
| Mw | 168000 | 261000 | 278000 | 640000 | 160000 |
| Mn | 100000 | 142000 | 219000 | 409000 | 106000 |
| Кинетика распада θ=0,5 | 35 | 75 | 62 | 67 | - |
| * в пересчете на сухое вещество |
Использование сульфатированных производных мальтодекстрина с молярной степенью замещения >0,27 привело к получению нестабильных продуктов.
Содержание железа в сульфатированных комплексах железа оставалось почти постоянным при увеличении степени замещения. Показатели молекулярной массы комплексов железа, полученных многоступенчатым синтезом, повышались с увеличением степени замещения. Кинетика распада при 50% показала в сравнении со стандартом повышенные значения. Fe-выход сульфатированных комплексов железа достигал 100%.
1. Водорастворимый комплекс железа с производным углевода, полученный из водного раствора соли железа (III) и водного раствора продукта, полученного при окислении и последующей дериватизации одного или более мальтодекстринов, где окисление проведено водным раствором гипохлорита при значении рН в щелочной области, при этом при использовании одного мальтодекстрина его декстрозный эквивалент составляет от 5 до 20, при использовании смеси из нескольких мальтодекстринов декстрозный эквивалент смеси составляет от 5 до 20, а декстрозный эквивалент каждого входящего в состав смеси отдельного мальтодекстрина составляет от 2 до 40, и где последующая дериватизация выполнена с помощью пригодного для этой цели реагента.
2. Водорастворимый комплекс железа с углеводом по п.1, где производное мальтодекстрина, полученное окислением и дериватизацией, выбрано из сложных эфиров одноосновных или многоосновных карбоновых кислот, продуктов С2/С3-окисления, продуктов карбоксиалкилирования, карбаматов, простых эфиров, амидов, ангидридов и сложных эфиров неорганических кислот.
3. Комплекс по п.1 или 2, где производное мальтодекстрина, полученное окислением и дериватизацией, выбрано из сложных эфиров карбоновых кислот, смешанных сложных эфиров дикарбоновых кислот, продуктов карбоксиалкилирования, продуктов С2/С3-окисления, фосфатов и сульфатов.
4. Способ получения комплекса железа с углеводом по любому из пп.1-3, характеризующийся тем, что один или более мальтодекстринов окисляют в водном растворе при щелочном рН водным раствором гипохлорита, далее проводят дериватизацию с помощью подходящего для данной цели реагента, и полученный раствор вводят в реакцию с водным раствором соли железа (III), причем при использовании одного мальтодекстрина его декстрозный эквивалент составляет от 5 до 20, при использовании смеси из нескольких мальтодекстринов декстрозный эквивалент смеси составляет от 5 до 20, а декстрозный эквивалент каждого входящего в состав смеси отдельного мальтодекстрина составляет от 2 до 40.
5. Способ по п.4, в котором дериватизацию окисленного мальтодекстрина проводят одним из следующих методов:
а) этерификация с органическими или неорганическими кислотами или их производными,
б) окисление,
в) карбоксиалкилирование,
г) образование простых эфиров,
д) амидирование,
е) образование карбаматов,
ж) образование ангидридов.
6. Способ по п.4, в котором дериватизацию проводят одним из следующих методов:
а) карбоксилирование одноосновными карбоновыми кислотами или их производными,
б) С2/С3-окисление,
в) карбоксилирование двухосновными карбоновыми кислотами или их производными,
г) карбоксиалкилирование,
д) фосфатирование,
е) сульфатирование.
7. Способ по п.4, характеризующийся тем, что окисление мальтодекстрина или мальтодекстринов проводят в присутствии ионов бромида.
8. Способ по п.4, характеризующийся тем, что в качестве соли железа (III) используют хлорид железа (III).
9. Способ по любому из пп.4-8, характеризующийся тем, что окисленный дериватизированный мальтодекстрин и соль железа (III) смешивают в водном растворе, имеющем такое низкое значение рН, при котором не происходит гидролиза соли железа (III), после чего значение рН повышают до рН 5-12 за счет добавления основания.
10. Способ по п.9, характеризующийся тем, что реакцию проводят в течение от 15 мин до нескольких часов при температуре от 15°С до температуры кипения.
11. Средство для получения лекарственного препарата, содержащее водный раствор комплекса железа с производным углевода по любому из пп.1-3 или полученное по любому из пп.4-10.
12. Средство для получения лекарственного препарата по п.11, предназначенного для парентерального или орального применения.
13. Применение комплексов железа с производным углевода по любому из пп.1-3 или полученного по любому из пп.4-10 для лечения или профилактики железодефицитных состояний.
14. Применение комплексов железа с производным углевода по любому из пп.1-3 или полученного по любому из пп.4-10 для производства лекарственного препарата для лечения или профилактики железодефицитных состояний.
15. Водорастворимый комплекс железа с производным углевода по любому из пп.1-3 для лечения или профилактики железодефицитных состояний.
