Полимерные кетиминовые производные антибиотика доксициклина

Изобретение относится к химии биологически активных полимеров, конкретно к полимерным кетиминовым производным доксициклина, которые получают путем конденсации гидрохлорида доксициклина с катионными сополимерами акриламида с 2-амимноэтилметакрилатом (ММ=16-20 кДа), при молярном соотношении сополимер/антибиотик, равном 1.1-2.0/1, в водном растворе с pH 8.0 при 23°C. Технический результат - полимерные кетиминовые производные доксициклина, которые нетоксичны и сочетают в себе антимикробные и иммуносупрессорные свойства. 1 з. п. ф-лы, 1 табл., 3 пр.

где: m=(78.0-80.0) мол.%;

n=(10.0-14.0) мол.%;

k=(6.0-12.0) мол.%

 

Изобретение относится к химии высокомолекулярных соединений, к получению биологически активных полимеров, в частности к получению нетоксичных полимерных кетиминовых производных антибиотика доксициклина, и могут быть применимы в медицине.

Известен способ снижения токсичности лекарственных веществ, например тетрациклинов, при сохранении специфической биологической активности при модификации их водорастворимыми ионогенными полимерами-носителями путем ионной или ковалентной CH₂NH связи [Физико-химические и биологические свойства полимерных производных тетрациклинов / Л.Л. Щуковская, А.М. Думова, Р.И. Пальчик и др. // Антибиотики. - 1970. - №9. - С.775-779]. Модификацией окситетрациклина аминобензилцеллюлозой с образованием N=N связи между антибиотиком и полимером получены производные, сохраняющие антибактериальную активность, но об их токсичности не сообщается [Dumitriu D., Рора М. Coupling of oxytetracicline on cellulos derivatives // J. Polym. Sci. Polym. Symp. - 1979. - Vol.66. - P.609-613].

Упомянутые способы получения биологически активных полимеров, в данном случае, не могут быть аналогами предложенного изобретения, поскольку заявители впервые биологически активное вещество (антибиотик доксициклин) присоединили к полимеру-носителю посредством кетиминовой (C=N) связи и показали, что они обладают новым видом полифункциональной (антимикробной и иммуносупрессорной) биологической активности и нетоксичны по сравнению с немодифицированным препаратом.

Доксициклин гидрохлорид (I) - эффективный современный антибиотик тетрациклинового ряда с широким спектром антимикробного действия, незаменимый при лечении пневмоний нестрептококковой этиологии и гонореи, кроме того, обладает иммунодепрессорным действием и проявляет ряд побочных эффектов, в частности гепатотоксичность [Машковский М.Д. Лекарственные средства. Пятнадцатое издание. М.: Волна. - 2005. - с.806-807].

Технической задачей и положительным результатом изобретения является снижение токсичности доксициклина при сохранении его антимикробных и иммунодепрессорных свойств.

Указанная задача достигается синтезом полимерных кетиминовых производных доксициклина (II) путем конденсации гидрохлорида доксициклина с сополимерами акриламида с 2-аминоэтилметакрилатом, содержащими 20.0-22.0 мол.% звеньев 2-аминоэтилметакрилата с ММ=16-22 кДа. Получение полимерных носителей описано ранее в статье [Синтез сополимеров акриламида с гидрохлоридом 2-аминоэтилметакрилата - носителей биологически активных веществ / М.В. Соловский, М.Ю. Смирнова, Е.Б. Тарабукина, Н.В. Захарова // ЖОХ. - 2012. - Т.82. - №10. - С.1650-1655]. Конденсацию доксициклина гидрохлорида с катионными сополимерами акриламида проводили в водном растворе с pH 8.0 при комнатной температуре, при молярном соотношении сополимер/антибиотик, равном (1.1-2.0):1, с образованием ковалентной кетиминовой связи между полимером-носителем и доксициклином. Продукт реакции (II) выделяли из водного раствора путем лиофильной сушки, очищали диализом против воды в течение 24 ч. Содержание связанного антибиотика в полимерных кетиминах (II) определяли методом УФ-спектроскопии.

Однородность продукта доказывали методом гель-фильтрации на колонке с гелем сефадекс G-50. Строение полученных полимерных кетиминовых производных доксициклина подтверждали методом ИК-спектроскопии. При вычитании из ИК-спектра продукта реакции ИК-спектр сополимера, наблюдается интенсивная полоса поглощения при 1583 см^-1 кетиминовой >C=N- связи, соединяющей антибиотик с полимером.

Более полно процесс получения полимерных кетиминовых производных антибиотика доксициклина изложен на следующих примерах.

Пример 1. 0.309 г сополимера акриламида с 2-аминоэтилметакрилатом, содержащего 21.2 мол.% NH₂ групп, с молекулярной массой (ММ=20 кДа) растворили в 40 мл H₂O и добавили раствор 0.158 г гидрохлорида доксициклина в 4 мл H₂O. Молярное соотношение сополимер/антибиотик составило 2/1. Полученный раствор с pH 8.0 перемешивали 4 ч при 23°C. Затем реакционный раствор заморозили и лиофильно высушили. Выход 62.7% (0.375 г). После диализа в течение 24 ч в полученном продукте методом УФ-спектроскопии найдено 32.6 мас.% связанного с сополимером доксициклина. Данные по биологической активности синтезированного полимерного кетимина (II-1) представлены в таблице.

Пример 2. В условиях примера 1 из 0.290 г сополимера акриламида с 2-аминоэтилметакрилатом, содержащего 20.1 мол.% NH₂ групп, с ММ=16 кДа и 0.175 г гидрохлорида доксициклина (молярное соотношение сополимер/антибиотик равно 1.1/1) получен полимерный кетимин с выходом 71.6% (0.394 г). Очищенный продукт (II-2) содержал 40.5 мас.% антибиотика, данные по его биологической активности приведены в таблице.

Пример 3. В условиях примера 1 из 0.300 г сополимера и 0.121 г гидрохлорида доксициклина получен с выходом 60.8% (0.27 г) полимерный кетимин доксициклина, содержащий 25.0 мас.% антибиотика. Данные по биологической активности кетимина (II-3) сведены в таблицу.

Анализ данных таблицы показывает, что полимерное кетиминовое производное доксициклина (II-1) нетоксично, найденное для него значение LD₅₀ составляет 1220 мг/мл (≈ в 2.4 раза больше значения LD₅₀ немодифицированного антибиотика). Полимерные кетиминовые производные (II-1) и (II-2) при внутрибрюшинном введении с антигеном влияют на антителогенез, проявляя зависящие от введенной дозы свойства иммунодепрессора, которые более выражены, чем у гидрохлорида доксициклина. Кроме того, полимерные кетимины (II-1) и (II-2) обладали заметной антимикробной активностью как в отношении Staph. aureus, так и Е. coli, ненамного уступая в этом отношении исходному гидрохлориду доксициклину. Исходя из данных таблицы, оптимальным представляется содержание антибиотика в полимерных кетиминах (II) на уровне 32-40 мас.%, так как снижение содержания доксициклина приводит к уменьшению его антибактериальной активности (к росту значений МПК), а увеличение содержания антибиотика свыше 40 мас.% может привести к росту токсичности полимерного кетимина (II).

Таким образом, впервые на примере антибиотика доксициклина получены полимерные кетиминовые производные лекарственных веществ. Полученные полимерные кетимины доксициклина нетоксичны, сочетают в себе антимикробные и иммуносупрессорные свойства, то есть обладают новым видом полифункциональной биологической активности и потенциально могут быть применимы при операциях по пересадке органов и тканей, осложненных бактериальной инфекцией.

1. Полимерные кетиминовые производные антибиотика доксициклина характеризующиеся тем, что осуществляют конденсацию гидрохлорида доксициклина с катионными сополимерами акриламида в водном растворе с pH 8.0 при 23°C при молярном соотношении сополимер/антибиотик, равном (1.1-2.0):1, с образованием ковалентной кетиминовой связи между полимером и антибиотиком общей формулы:
,
где: m=(78.0-80.0) мол.%;
n=(10.0-14.0) мол.%;
k=(6.0-12.0) мол.%.

2. Полимерные кетиминовые производные по п.1 характеризуются тем, что в качестве катионных сополимеров используют сополимеры акриламида с 2-аминоэтилметакрилатом, содержащие 20.0-22.0 мол.% звеньев 2-аминоэтилметакрилата с ММ=16-22 кДа.