NO176520B - Fremgangsmåte for syntese av en kopolymer av to er samt middel for tildekning av hudsår - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en ny fremgangsmåte for syntetisering av en kopolymer av to a-aminosyrer, som omfatter fremstilling av en blanding av N-karboksyanhydrid av en første a-aminosyre og N-karboksyanhydridet av en annen a-aminosyre, fulgt av kopolymerisasjon av denne blanding. Oppfinnelsen angår også et middel i form av nevnte kopolymer for tildekning av hudsår og lignende. Dette middelet som er beregnet for slik tildekning er ikke et terapeutisk middel, men fremmer arrdannelse i kraft av adhesjonsegenskaper og fuktighetsretensjonsegenskaper.

I kjente metoder av ovenstående type oppnås blandingen av N-karboksyanhydrid av den første og den andre a-aminosyren ved (i) fremstilling separat av N-karboksyanhydridet av den første a-aminosyren og N-karboksyanhydridet av den andre a-aminosyren ved separat reaksjon av fosgenet på den første aminosyren og på den andre aminerte syren, og deretter ved (ii) blanding, eventuelt etter rensing, av de to således oppnådde N-karboksyanhydridene. P.g.a. den separate fremstilling av de to N-karboksyanhydridene krever disse kjente metoder anvendelse av to parallelle produksjonslinjer som hver omfatter en reaktor med forskjellig utstyr (røreverk, temperaturmåleanordninger, tilbakeløpsanordning, inntak for reagensene, anordninger for justering av fosgenstrømnings-hastigheten, anordninger for utføring av reaksjonsblandingen) anordninger for rensing av N-karboksyanhydridet og anordninger for overføring av nevnte N-karboksyanhydrid til ko-polymerisasjonsreaktoren. Anvendelsen av disse metoder krever således nødvendigvis komplekst og derfor kostbart utstyr. Videre er det ofte vanskelig å programmere alle operasjonene som utføres med dette utstyret, for at det skal bli synkrone forhold mellom de to parallelle produksjonslinjene. Nevnte vanskelighet er et resultat av det komplekse utstyret som benyttes, men også det faktum at reaksjonen av en av cx-aminosyrene med fosgenet kan nødvendiggjøre lengre tid enn den andre a-aminosyren. Det hender således ofte med de ovenfor omtalte kjente metoder at opererasjonene hva angår det ene av N-karboksyanhydridene er ferdige før de som angår det andre N-karboksyanhydridet slik at det N-karboksyanhydridet som oppnås først, må oppbevares i et mer eller mindre langt tidsrom før det anvendes for kopolymerisasjon. Det har nå blitt observert at disse N-karboksyanhydridene ikke holder seg godt, og er følsomme overfor forskjellige innvirkninger, spesielt fuktighet, hvilket betyr at det må tas forholdsregler, hvilket ytterligere kompliserer utstyret og syntesen av N-karboksyanhydridene.

Formålet med foreliggende oppfinnelse er å overvinne de ovenfor omtalte ulemper og ifølge foreliggende oppfinnelse tilveiebringes det derfor en fremgangsmåte for syntese av en kopolymer av to oc-aminosyrer, omfattende polymerisasjon av en blanding av N-karboksyanhydrider av nevnte aminosyrer, hvor N-karboksyanhydridene er fremstilt ved omsetning av de respektive cx-aminosyrer med fosgen, og denne fremgangsmåten er kjennetegnet ved at de to cx-aminosyrene har vesentlig samme reaksjonshastighet med fosgen og at de blandes før tilsetning av fosgenet.

Det skal forstås at ved hensiktsmessig valg av a-aminosyre-utgangsmaterialene, nemlig de som har sammenlignbare reaksjonshastigheter med fosgen, blir det mulig å reagere dem samtidig med fosgenet i en enkelt reaktor, og en enkelt produksjonslinje blir da tilstrekkelig for oppnåelse av de ønskede N-karboksyanhydridene, hvilket ikke bare sterkt for-enkler utstyret som tilveiebringes for syntesen av den ønskede kopolymeren, men ytterligere unngår enhver risiko for nedbrytning av N-karboksyanhydridene fordi de oppnås samtidig, og den midlertidige oppbevaring eller lagring av det ene eller det andre av disse stoffene er ikke lenger nødvendig.

De to a-aminosyrene dannes fordelaktig av a-aminosyrer hvis karbonatom i stilling P er i form av CHg og hvis a-amino-gruppe er i form av NH2 • Det er spesielt foretrukket at en av syrene utgjøres av leucin, spesielt L-leucin, og den andre syren utgjøres av glutaminsyre eller glutaminsyre hvis karboksylfunksjon som ligger lengst vekk fra aminfuksjonen er forestret med en metyl- eller benzylgruppe, spesielt L-glutaminsyre eller metyl- eller benzylesteren av L-glutaminsyre.

Blandingen av nevnte første og andre a-aminosyrer som skal reageres med fosgen, innbefatter fordelaktig 40-60 mol-# av en av disse aminosyrene, og 60-40 mol-# av den andre.

Reaksjonen av a-aminosyrene kan utføres i et organisk opp-løsningsmiddel og dioksan eller tetrahydroferan kan nevnes som eksempler.

Før kopolymerisasjon av de resulterende N-karboksyanhydridene er det ønskelig å utsette dem for en passende behandling for redusering av deres innhold av klorert derivat, fortrinnsvis til en verdi mindre enn 0,1 %, idet disse derivatene dannes under reaksjonen av fosgenet med a-aminosyrene. En slik behandling er i det følgende beskrevet i fremstillinger som er gitt som illustrasjon på oppfinnelsen.

Blandingen av N-karboksyanhydridene underkastes deretter kopolymerisasjonsreaksjonen, fordelaktig ved moderate temperaturer, i et passende oppløsningsmiddel slik som dioksan og i nærvær av en kopolymerisasjonsinitiator slik som et tertiært amin (trietylamin, tributylamin, trietanpol-amin, osv.), eventuelt i nærvær av et litiumsalt (f.eks. klorid eller nitrat) eller en sterk base slik som et alkali-metallalkoholat (f.eks. natriummetoksyd). Forholdet for summen av antall mol av N-karboksyanhydridene til antall mol av kopolymerisasjonskatalysatoren avhenger av initiatoren som benyttes, og den viskositet som er ønsket for kopolymeren. Således, i det tilfelle initiatoren utgjøres av tributylamin, så leder forholdet i området 25-200 til en kopolymer som har en egenviskositet som er hensiktsmessig for de anvendelser som er beskrevet i det følgende, og for hvilke kopolymeren er tilsiktet. Likeledes, når initiatoren utgjøres av natriummetoksyd, leder et forhold i området 100-1000 til en hensiktsmessig kopolymer.

Kopolymeren som oppnås ved hjelp av den ovenfor angitte fremgangsmåte, isoleres ved å føre reaksjonsblandingen inn i et stort overskudd vann. På denne måten utføres kopolymeren i form av et meget hydrofobt og meget voluminøst, fibrøst produkt.

Denne kopolymeen kan anvendes som et middel for belegging av hudsår, hudsoner som blir reparert, brannsår og soner hvorfra transplantater har blitt tatt, hvilke belegningsmidler fremmer arrdannelse samtidig som de inntil heling eller arrdannelse har funnet sted, sikrer beskyttelse av disse sårene og sonene mot utvendig angrep, enten av mekanisk eller mikrobiell art.

Ifølge oppfinnelsen er det således også tilveiebragt et middel for tildekning av hudsår, hudsoner som er reparert, brannsår og soner hvorfra transplantater har blitt tatt, og dette middelet er kjennetegnet ved at det utgjøres av kopolymeren oppnådd ved fremgangsmåten ifølge hvilke som helst av de medfølgende krav 1-7. Det er foretrukket at middelet er i form av en tynn film, pulver eller gel.

Kliniske studier av forbindinger fremstilt av nevnte kopolymer har vist at befordringen av arrdannelsen ikke skyldes en arrdannelseseffekt hos kopolymeren, dvs den skyldes ikke en farmasøytisk effekt hos kopolymeren, men den skyldes en ikke-farmasøytisk effekt som resulterer fra kopolymerens spesifikke egenskaper, dvs: utmerket adhesjon av kopolymeren til såroverflåtene; dette gir retensjon av fuktigheten og fremmer således gjenopp-bygging av celler og vev, ingen nødvendighet for å fornye forbindingen under arrdannelsesprosessen, hvilket unngår at epidermiserings-prosessen forsinkes.

I forbindelse med anvendelse av foreliggende middel påføres således kopolymeren i en form som er hensiktsmessig for dens anbringelse i et tynt lag på den delen som skal beskyttes. Denne kopolymeren kan således som nevnt ovenfor påføres i form av en tynn film eller et pulver, eller inkorporeres i en gel. Fra denne kopolymeren kan det mer spesielt dannes en film under anvendelse av den velkjente teknikk med faseinver-sjon, hvilket vil bli beskrevet mer detaljert i det neden-stående. En slik film er vanligvis gjennomskinnelig, fleksibel og ikke-porøs, den har en tykkelse fortrinnsvis mellom 300 og 750 pm, og den er permeabel overfor oksygen, vanndamp, og overfor visse desinfiserende oppløsninger som det eventuelt kan være ønskelig å påføre gjennom nevnte film. For oppnåelse av en film med disse egenskapene, er det ønskelig at kopolymeren har en egenviskositet ved 30°C i dikloreddiksyre på mellom 0,5 og 3 dl/g. Etter heling eller arrdannelse blir filmen, pulveret eller gelen fjernet, eller blir spontant eliminert fra sonen på hvilken den ble påført.

Følgende fremstillinger illustrerer oppfinnelsen.

Fremstilling av metyl- L- glutamat ( L- Glu( OMe))

1,25 liter metanol anbringes i en 2 liters reaktor. 100 ml acetylklorid helles deretter i ved en temperatur under 220"C. Når hellingen er ferdig, blir 148 g L-glutaminsyre tilsatt på en gang under de samme temperaturbetingelsene, og omrøring foretas ved omgivelsestemperatur i 24 timer. Deretter helles 125 ml pyridin i blandingen oppnådd ved en temperatur under 20"C. Et bunnfall dannes, og omrøring foretas igjen i 48 timer ved omgivelsestemperatur. Bunnfallet separeres ved filtrering, vaskes to ganger med etanol og en gang med eter, hvoretter det tørkes i et vakuum, hvilket leder til 174 g

(utbytte: 86,56 <&) av den forventede ester, som er i form av et hvitt pulver.

Elementanalyse:

TLC: elueringsmiddel : BuOH/CH3 CO0H/E20: 4/1/1

Fremstilling av blandingen av N- karboksvanhvdridene av L-leucin og metyl- L- glutamat

65,5 g L-leucin (0,5 mol) 80,5 g metyl-L-glutamat (0,5 mol) og 1600 ml vannfri dioksan som på forhånd er ført over aluminiumoksyd for å frigjøre den for peroksydene som den kan inneholde, anbringes i en 2 liters reaktor som har et 2 liters ikke-retursystem, et gassintak som tillater en stor strøm av fosgen og argon, et kulekjølemiddel, en NaOH-mottager og en kolonne med aktivt karbon.

Den oppnådde suspensjon spyles med argon i 30 min. Deretter innføres en hurtig strøm av fosgen under sterk omrøring av blandingen. Temperaturen inne i reaktoren bringes til 40°C. Etter 6 timer blir reaksjonsblandingen homogen. Oppløsningen utsettes deretter for en argonstrøm i minst 48 timer ved 40"C for derved å eliminere et maksimum av de klorerte derivatene som er oppløst i oppløsningen. Deretter inndampes oppløsnin-gen i et vakuum, og resten behandles på uttømmende måte med 20 liter vannfri dioksan pr. 2 liter porsjoner. Det verifi-seres at mengden av klorerte derivater i destillatet minsker progressivt.

Oppløsningen i dioksanen inndampes i et vakuum, og resten opptas i 800 ml tørr heksan. Det oppstår krystallisering av et produkt som etter vakuumtørking utsettes for en potensio-metrisk mengde bestemmelse av kloridionene. I det tilfellet hvor kloridioninnholdet er større enn 0,4 % bør den uttøm-mende dioksanbehandling foretas på nytt. I motsatt fall skulle en sluttbehandling med den teoretiske mengde AggO i oppløsning i dioksanen senke kloridioninnholdet til under 0,1 %. Dette er den betingelse som kreves for oppnåelse, i følgende trinn, av en kopolymer som er egnet for dannelse av en tynn film. Omkring 140 g (utbytte 81,39 %) av den forventede blanding klar for kopolymerisasjon blir til slutt oppnådd.

Fremstilling av L- leucin- og metyl- L- glutamat- kopolymeren

137 g av blandingen fremstilt som beskrevet ovenfor og 2000 ml vannfri dioksan innføres i en 2 liters reaktor som har et kraftig røreverk. Den oppnådde oppløsning bringes, i en argonatmosfære, til en temperatur på 40°C. 16 ml av en 0,1 M oppløsning av natriummetoksyd i dioksan eller 8 ml av en 1 M oppløsning av tributylamin i dioksan innføres deretter på en gang. Etter 4 timers omrøring starter polymerisasjons-reaksjonen, og oppløsningen blir mer og mer viskøs. Den hensettes under omrøring i 3 dager mens det foretas kontroll av forsvinningen av det karakteristiske båndet til N-karboksyanhydridene ved 1785 cm-<1> ved IR. Polymerisasjons-tiden avhenger av mengden av klorerte derivater som er til stede i mediet og mengden av benyttet polymerisasjons-initiator. For et innhold av klorert derivat på mindre enn 0,1 % er et molforhold for N-karboksyanhydridblandingen til initiatoren på 100 i tilfelle for bruk av tributylamin eller 500 i tilfellet for bruk av natriummetoksyd særlig egnet for oppnåelse av en kopolymer som kan dannes til en film.

Den viskøse oppløsningen av kopolymeren i dioksanen helles deretter langsomt i en beholder inneholdende 10 liter vann. Kopolymeren utfelles i kontakt med vannet, utfellingen separeres ved filtrering, den tørkes i luft på papir, og tør-kingen avsluttes i et vakuum. Således oppnås 85 g av et hvitt produktt som har følgende egenskaper:

Egenviskositet ved 30°C i dikloreddiksyre: 1,79 dl/g Elementanalyse:

(De "beregnede prosentverdiene er bestemt for en ekvimolar mengde av L-leucin og metyl-L-glutamat.)

Dreiningsevne: a = -44'C (c = 1 % i dikloreddiksyre) ved 20°C for D-spektralstrålen til natrium.

Høytrykksvæskekromatografi: Mengde av L-leucin og L-glutaminsyre etter 48 timers hydrolyse i konsentrert HC1 ved 100°C:

Fremstilling av en tynn film fra kopolymeren av L- leucin og metyl- L- glutamat

Et kollodium av kopolymeren dannes først i et meget polart organisk oppløsningsmiddel slik som N-metylpyrrolidon, N-dimetylacetamid, N-dimetylformamid, dimetylsulfoksyd eller difluor- eller trifluoreddiksyre. Etter helling av det oppnådde kollodium til den ønskede tykkelse (f.eks. 500 pm) på en glassplate, neddykkes platen som understøtter kopolymeren i fler suksessive vannbad for å koagulere kollodiumet og vaske den resulterende filmen. Denne filmen fjernes fra glassplaten og nedsenkes i et bad inneholdende 75 % PEG 600 og 25 % fysiologisk serum for derved å impregnere filmen med dette for dens konservering. Etter å ha blitt anbragt i en impermeabel pose steriliseres det hele ved -y-bestråling.

Claims (9)

1. Fremgangsmåte for syntese av en kopolymer av to a-aminosyrer, omfattende polymerisasjon av en blanding av N-karboksyanhydrider av nevnte aminosyrer, hvor N-karboksyanhydridene er fremstilt ved omsetning av de respektive oc-aminosyrer med fosgen, karakterisert ved at de to a-aminosyrene har vesentlig samme reaksjonshastighet med fosgen og at de blandes før tilsetning av fosgenet.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at nevnte blanding, før trinnet med polymerisering av blandingen av N-karboksyanhydrider av de to a-aminosyrene, behandles slik at den har et kloridderivatinnhold på mindre enn 0,1 <$ >.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 2, karakterisert ved at behandlingen omfatter reaksjon av blandingen med Ag20.

4. Fremgangsmåte ifølge hvilket som helst av kravene 1-3, karakterisert ved at karbonatomet i p-stillingen i begge a-aminosyrene er i CEtø-formen og at amino-gruppen i a-stillingen er i NH2-formen.

5 . Fremgangsmåte ifølge hvilket som helst av kravene 1 - 4, karakterisert ved at en av a-aminosyrene er leucin.

6. Fremgangsmåte ifølge hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at en av a-aminosyrene er glutaminsyre eller glutaminsyre hvis karboksylfunksjon som ligger lengst vekk fra aminfunksjonen, er forestret med en metyl- eller benzylgruppe.

7. Fremgangsmåte ifølge hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at blandingen av de to a-aminosyrene omfatter 40-60 mol-% av en av dem og 60-40 mol-# av den andre.

8. Middel for tildekning av hudsår, hudsoner som er reparert, brannsår og soner hvorfra transplantater har blitt tatt, karakterisert ved at det utgjøres av kopolymeren oppnådd ved fremgangsmåten ifølge hvilket som helst av kravene 1-7.

9. Middel ifølge krav 8,karakterisert ved at det er i form av en tynn film, pulver eller gel.