RU2441036C1 - Method of producing activated polyethylene oxide - Google Patents

Method of producing activated polyethylene oxide Download PDF

Info

Publication number
RU2441036C1
RU2441036C1 RU2010140190/04A RU2010140190A RU2441036C1 RU 2441036 C1 RU2441036 C1 RU 2441036C1 RU 2010140190/04 A RU2010140190/04 A RU 2010140190/04A RU 2010140190 A RU2010140190 A RU 2010140190A RU 2441036 C1 RU2441036 C1 RU 2441036C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
polyethylene oxide
solution
volume
amount
activated
Prior art date
Application number
RU2010140190/04A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Вячеслав Алексеевич Шкурупий (RU)
Вячеслав Алексеевич Шкурупий
Наталья Геннадьевна Лузгина (RU)
Наталья Геннадьевна Лузгина
Александр Васильевич Троицкий (RU)
Александр Васильевич Троицкий
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное объединение "Перспектива" (ООО НПО "Перспектива")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное объединение "Перспектива" (ООО НПО "Перспектива") filed Critical Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное объединение "Перспектива" (ООО НПО "Перспектива")
Priority to RU2010140190/04A priority Critical patent/RU2441036C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2441036C1 publication Critical patent/RU2441036C1/en

Links

Landscapes

  • Medicinal Preparation (AREA)

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: method involves oxidation of polethylene oxide with 2% potassium permanganate solution in amount ranging from 1.6 to 20% of the volume of the polyethylene oxide solution at temperature 80-100°C in the presence of an organic or inorganic acid, followed by removal of products of unreacted oxidising agent.
EFFECT: simple method of obtaining activated polyethylene oxide and high quality of the end product.
3 cl, 1 tbl, 4 ex

Description

Изобретение относится к медицине и ветеринарии, в частности к способу получения активированного полиэтиленоксида, который применяется в качестве носителя и модификатора в различных методиках пегилирования природных и синтетических биологически-активных веществ и фармакологических субстанций.The invention relates to medicine and veterinary medicine, in particular to a method for producing activated polyethylene oxide, which is used as a carrier and modifier in various methods of pegylation of natural and synthetic biologically active substances and pharmacological substances.

Одним из путей повышения эффективности лекарственных препаратов белковой структуры является химическая модификация их молекулы, состоящая не в собственно изменении их структуры, а в физико-химической трансформации, достигаемой соединением нативной молекулы с полиэтиленгликолем (ПЭГ, синоним - полиэтиленоксид). Данный процесс соединения нативной молекулы лекарственного препарата с ПЭГ получил название "пегилирование". Подобная химическая модификация фармакологических препаратов пептидной структуры адресно направлена на улучшение их переносимости, повышение биодоступности, снижение иммуногенности, повышение периода их полужизни и стабильности.One of the ways to increase the efficiency of drugs with a protein structure is by chemical modification of their molecule, which consists not in actually changing their structure, but in the physicochemical transformation achieved by combining the native molecule with polyethylene glycol (PEG, synonym for polyethylene oxide). This process of combining a native drug molecule with PEG is called "pegylation". A similar chemical modification of the pharmacological preparations of the peptide structure is specifically aimed at improving their tolerance, increasing bioavailability, reducing immunogenicity, increasing their half-life and stability.

ПЭГ в качестве потенциального объекта-модификатора веществ пептидной структуры привлек внимание исследователей еще в начале 1970-х годов. В настоящее время ПЭГ одобрен Обществом по питанию и лекарственным препаратам США (FDA) в качестве субстанции, разрешенной к использованию в медицине (производство лекарственных препаратов), продуктах питания и косметологии. Молекулы ПЭГ - это водорастворимые полимеры окиси этилена с двумя терминальными гидроксильными группами, они (молекулы) могут иметь различную молекулярную массу и стереохимическую структуру. Молекулярный вес молекул ПЭГ может колебаться в пределах 300-40000 Дальтон, а выстроенные в цепи макромолекулы ПЭГ могут формировать как разветвленную, так и линейную стереохимию. В настоящее время имеется достаточно большое число лекарственных препаратов, представляющих собой пегилированные биологически-активные пептиды. В частности, с помощью пегилирования модифицированы многие лекарственные препараты, например: L - аспарагиназа, адено-зиндеаминаза, супероксиддисмутаза, интерферон - альфа2b, sTNF - RI, липосомальный доксорубицин, уриказа, интерлейкин - 2, каталаза, билирубиноксидаза, стрептокиназа, t - PA (активатор плазминогена), гранулоцитарный/ мегакариоцитарный фактор роста (1-9). Для модификации биологически-активного вещества полиэтиленоксид должен быть активирован путем введения в его состав высоко реакционноспособных групп. В связи с тем, что в структуре полиэтиленоксидов присутствуют две функциональные группы - гидроксильные и эфирные, то активация полиэтиленоксида может быть проведена только путем функционализации гидроксильных групп, так как простые эфирные связи в полиэтиленоксидах химически высоко стабильны. Для активации полиэтиленоксидов используют стандартные методы, используемые для активации гидроксилсодержащих сорбентов (например, сефарозы). В частности, для этих целей может быть использован бромциан, карбодиимиды, N-оксисукцинимиды, бис-оксираны, дивинил-сульфон, трихлортриазин, карбонилдиимидазол, бензохинон (10). Все эти реагенты обладают высокой токсичностью, и очистка активированного полиэтиленоксида представляет собой трудоемкий и дорогостоящий процесс, так как примесей активирующих реагентов в конечном продукте не должно быть в связи с тем, что объектами пегилирования являются лекарственные препараты.PEG as a potential object-modifier of peptide structure substances attracted the attention of researchers in the early 1970s. PEG is currently approved by the US Food and Drug Administration (FDA) as a substance approved for use in medicine (drug manufacturing), food, and cosmetology. PEG molecules are water-soluble polymers of ethylene oxide with two terminal hydroxyl groups; they (molecules) can have different molecular weights and stereochemical structures. The molecular weight of PEG molecules can vary between 300-40000 Daltons, and PEG macromolecules arranged in a chain can form both branched and linear stereochemistry. Currently, there is a fairly large number of drugs, which are pegylated biologically active peptides. In particular, many drugs were modified by pegylation, for example: L - asparaginase, adeno-zindeaminase, superoxide dismutase, interferon-alpha 2b, sTNF-RI, liposomal doxorubicin, uricase, interleukin-2, catalase, bilirubin oxidase, streptokin ( plasminogen activator), granulocyte / megakaryocytic growth factor (1-9). To modify the biologically active substance, polyethylene oxide must be activated by introducing highly reactive groups into its composition. Due to the fact that two functional groups are present in the structure of polyethylene oxides - hydroxyl and ether, the activation of polyethylene oxide can be carried out only by functionalization of hydroxyl groups, since ether bonds in polyethylene oxides are chemically highly stable. To activate polyethylene oxides, standard methods are used that are used to activate hydroxyl-containing sorbents (e.g., Sepharose). In particular, bromine cyanide, carbodiimides, N-oxysuccinimides, bis-oxirans, divinyl sulfone, trichlorotriazine, carbonyldiimidazole, benzoquinone can be used for these purposes (10). All of these reagents are highly toxic, and the purification of activated polyethylene oxide is a laborious and expensive process, since there should be no impurities of activating reagents in the final product due to the fact that the drugs are pegylated.

Известен радиационно-химический способ активации полиэтиленоксида, который был использован для иммобилизации протеолитических ферментов Bacillus subtilis (11). Сущность способа заключается в облучении водных растворов полиэтиленоксида, содержащего растворенные протеазы, ионизирующим излучением (потоком ускоренных электронов или гамма излучением) в дозе 1,0-2,5 Мрад. В результате свободнорадикальных реакций полиэтиленоксид связывается с протеазами за счет карбонильных групп, которые образуются при облучении полимера.The known radiation-chemical method of activation of polyethylene oxide, which was used to immobilize the proteolytic enzymes Bacillus subtilis (11). The essence of the method consists in irradiating aqueous solutions of polyethylene oxide containing dissolved proteases with ionizing radiation (a stream of accelerated electrons or gamma radiation) in a dose of 1.0-2.5 Mrad. As a result of free radical reactions, polyethylene oxide binds to proteases due to carbonyl groups that are formed upon irradiation of the polymer.

В работе (12) описан механизм радиационно-химической иммобилизации протеаз на полиэтиленоксиде и показан выход реакционноспособных карбонильных групп в зависимости от дозы ионизирующего излучения.In (12), the mechanism of radiation-chemical immobilization of proteases on polyethylene oxide is described and the yield of reactive carbonyl groups depending on the dose of ionizing radiation is shown.

Наиболее ближайшим к заявляемому способу-прототипом является способ получения инсулина для перорального применения, заключающийся в следующем. Готовят 1-50% водный раствор полиэтиленоксида с молекулярной массой от 0,4 до 40 кДа. Затем раствор облучают высокоэнергетическим ионизирующим излучением, преимущественно гамма-излучением или потоком ускоренных электронов в дозах, обеспечивающих протекание свободно-радикальных реакций, преимущественно 1,0-5,0 Мрад. Далее в раствор радиационно-активированного полиэтиленоксида вводят инсулин до конечной концентрации (по белку) от 1-10 мг/мл (или по активности инсулина 10-100 МЕ/мл соответственно), в соотношении полиэтиленоксид: инсулин, равном (1-500):1, смесь перемешивают в течение 10-30 минут до получения однородного прозрачного или слегка опалесцирующего раствора (13). Известный способ позволяет повысить терапевтическую эффективность инсулина.The closest to the claimed method of the prototype is a method of producing insulin for oral administration, which consists in the following. Prepare a 1-50% aqueous solution of polyethylene oxide with a molecular weight of from 0.4 to 40 kDa. Then the solution is irradiated with high-energy ionizing radiation, mainly gamma radiation or a stream of accelerated electrons in doses that ensure the flow of free radical reactions, mainly 1.0-5.0 Mrad. Next, insulin is injected into a solution of radiation-activated polyethylene oxide to a final concentration (for protein) of 1-10 mg / ml (or for insulin activity of 10-100 IU / ml, respectively), in a ratio of polyethylene oxide: insulin equal to (1-500): 1, the mixture is stirred for 10-30 minutes to obtain a homogeneous transparent or slightly opalescent solution (13). The known method improves the therapeutic efficacy of insulin.

Недостатками способа-прототипа являются:The disadvantages of the prototype method are:

1. При облучении водных растворов органических соединений, в частности водных растворов полиэтиленоксида, декстрана и других водорастворимых полимеров в результате радиационно-химических реакций происходит образование перекиси водорода и, соответственно, пероксидных групп в облучаемом полимере, которые, с одной стороны, обладают цитотоксическими эффектами, с другой стороны, эти соединения являются основой для протекания пострадиационных реакций, описанных в литературе, которые в свою очередь существенно снижают стабильность активированного полимера, в том числе стабильность конъюгата полимера с биологически-активным веществом. Выход перекиси водорода пропорционален дозе ионизирующего излучения (14). В связи с этим способ-прототип не позволяет достичь стабильности активированного полимера или его конъюгатов с биологически-активными веществами без удаления перекиси водорода или органических пероксидов. Данная задача может быть решена различными химическими методами, например ультрафильтрацией, хроматографией, но применительно к радиационно-активированному полиэтиленоксиду в современной научно-технической литературе нет сведений о разработанных способах такой очистки, к тому же все перечисленные теоретически приемлемые способы трудоемкие и дорогостоящие.1. When irradiating aqueous solutions of organic compounds, in particular aqueous solutions of polyethylene oxide, dextran and other water-soluble polymers, radiation-chemical reactions result in the formation of hydrogen peroxide and, accordingly, peroxide groups in the irradiated polymer, which, on the one hand, have cytotoxic effects, on the other hand, these compounds are the basis for the post-radiation reactions described in the literature, which in turn significantly reduce the stability of activir polymer, including the stability of the conjugate of the polymer with a biologically active substance. The yield of hydrogen peroxide is proportional to the dose of ionizing radiation (14). In this regard, the prototype method does not allow to achieve the stability of the activated polymer or its conjugates with biologically active substances without removing hydrogen peroxide or organic peroxides. This problem can be solved by various chemical methods, for example, ultrafiltration, chromatography, but in relation to radiation-activated polyethylene oxide in the modern scientific and technical literature there is no information about the developed methods for such purification, moreover, all of the above theoretically acceptable methods are laborious and expensive.

2. В способе-прототипе используются радиационные установки, такие как гамма-источники или ускорители электронов. Это весьма сложные и крайне дорогостоящие установки, требующие специальных условий работы и техники безопасности, что значительно усложняет и удорожает способ активации полиэтиленоксида, в сравнении с химическими методами, даже если используются токсичные реагенты и возникает необходимость в сложных методах очистки конечного продукта.2. The prototype method uses radiation facilities such as gamma sources or electron accelerators. These are very complex and extremely expensive plants that require special working conditions and safety precautions, which greatly complicates and increases the cost of activating polyethylene oxide in comparison with chemical methods, even if toxic reagents are used and there is a need for complex methods of purification of the final product.

Таким образом, недостатки способа-прототипа сводятся к сложности, экономической неэффективности ввиду дорогостоящего оборудования и недостаточно высокому качеству радиационно-активированного полиэтиленоксида, вследствие накопления перекисных продуктов радиолиза.Thus, the disadvantages of the prototype method are reduced to complexity, economic inefficiency due to expensive equipment and insufficiently high quality of radiation-activated polyethylene oxide, due to the accumulation of peroxide products of radiolysis.

Технической задачей изобретения является упрощение известного способа и повышение качества целевого продукта.An object of the invention is to simplify the known method and improve the quality of the target product.

Поставленная техническая задача достигается заявляемым способом, заключающимся в следующемThe technical task is achieved by the claimed method, which consists in the following

Водный 5-50% раствор полиэтиленоксида с молекулярной массой 0,4-40 кДа нагревают до температуры 80-100ºС и окисляют перманганатом калия в кислой среде. Для этого к нагретому раствору полиэтиленоксида добавляют органическую или неорганическую кислоту, затем 2%-й (по массе) раствор перманганата калия в количестве от 1,6 до 20% от объема раствора полиэтиленоксида, смесь нагревают до выпадения в осадок двуокиси марганца. Надосадочную жидкость фильтруют от двуокиси марганца и получают раствор активированного полиэтиленоксида, содержащего карбонильные группы. Выход целевого продукта по массе составляет 92% - 98% от теоретически ожидаемого.An aqueous 5-50% solution of polyethylene oxide with a molecular weight of 0.4-40 kDa is heated to a temperature of 80-100 ° C and oxidized with potassium permanganate in an acidic environment. For this, organic or inorganic acid is added to the heated solution of polyethylene oxide, then a 2% (by weight) potassium permanganate solution in an amount of 1.6 to 20% of the volume of the polyethylene oxide solution, the mixture is heated until manganese dioxide precipitates. The supernatant is filtered off from manganese dioxide and a solution of activated polyethylene oxide containing carbonyl groups is obtained. The yield of the target product by weight is 92% - 98% of theoretically expected.

В растворе активированного полиэтиленоксида определяют содержание карбонильных групп по модифицированному методу Сиггиа и Ханна (15) следующим образом: к 1 мл исследуемой пробы раствора активированного полиэтиленоксида прибавляют 1 мл насыщенного раствора 2,4-динитрофенилгидразина в 95% растворе этанола и 0,02 мл концентрированной соляной кислоты. Пробирки с реакционной смесью встряхивают и выдерживают в кипящей водяной бане 5 минут. По окончании времени выдерживания содержимое пробирок охлаждают до комнатной температуры. Затем к реакционной смеси прибавляют по 4 мл 0,1 М водного раствора гидроокиси калия и перемешивают. Через 10 минут определяют оптические плотности растворов при длине волны 480 нм. В качестве раствора сравнения используют контрольную пробу, приготовленную одновременно с опытной, в которой вместо раствора активированного полиэтиленоксида используют раствор неактивированного полиэтиленоксида в эквивалентной концентрации. Концентрацию карбонильных групп в мкМ/мл определяют по градуировочному графику, для построения которого используют ацетон.The content of carbonyl groups in the activated polyethylene oxide solution is determined by the modified Siggia and Hann method (15) as follows: 1 ml of a saturated solution of 2,4-dinitrophenylhydrazine in a 95% ethanol solution and 0.02 ml of concentrated hydrochloric acid are added to 1 ml of the studied sample of the activated polyethylene oxide solution acids. The tubes with the reaction mixture are shaken and kept in a boiling water bath for 5 minutes. At the end of the holding time, the contents of the tubes are cooled to room temperature. Then, 4 ml of a 0.1 M aqueous solution of potassium hydroxide are added to the reaction mixture and stirred. After 10 minutes, the optical densities of the solutions were determined at a wavelength of 480 nm. As a comparison solution, a control sample prepared simultaneously with the experimental one is used, in which, instead of the activated polyethylene oxide solution, an inactive concentration solution of inactive polyethylene oxide is used. The concentration of carbonyl groups in μM / ml is determined by the calibration curve, for the construction of which acetone is used.

В таблице 1 представлена зависимость концентрации карбонильных групп в активированном заявляемым способом полиэтиленоксиде 1500 от количества раствора перманганата калия. Как видно из представленных результатов, при использовании 2% раствора перманганата калия в количестве менее 1,6% от объема раствора полиэтиленоксида, концентрация карбонильных групп в полимере существенно снижается, а при использовании в количестве более 20% она не увеличивается. Таким образом, оптимальный диапазон 2% раствора перманганата калия для окисления полиэтиленоксида составляет от 1,6 до 20% от объема раствора полиэтиленоксида.Table 1 presents the dependence of the concentration of carbonyl groups in activated by the claimed method polyethylene oxide 1500 on the amount of potassium permanganate solution. As can be seen from the presented results, when using a 2% potassium permanganate solution in an amount of less than 1.6% of the volume of the polyethylene oxide solution, the concentration of carbonyl groups in the polymer is significantly reduced, and when used in an amount of more than 20%, it does not increase. Thus, the optimal range of a 2% potassium permanganate solution for the oxidation of polyethylene oxide is from 1.6 to 20% of the volume of the polyethylene oxide solution.

Таблица 1Table 1 Количество 2% раствора перманганата калия, % от объема 10% водного раствора полиэтиленоксида 1500The amount of a 2% solution of potassium permanganate,% of the volume of a 10% aqueous solution of polyethylene oxide 1500 Содержание карбонильных групп в активированном полиэтиленоксиде, мкМ/мгThe content of carbonyl groups in activated polyethylene oxide, μm / mg 0,80.8 0,210±0,0180.210 ± 0.018 1,61,6 0,620±0,0570.620 ± 0.057 4four 0,708±0,0860.708 ± 0.086 1010 0,735±0,0910.735 ± 0.091 15fifteen 0,869±0,0890.869 ± 0.089 20twenty 0,969±0,1030.969 ± 0.103 30thirty 0,931±0,0960.931 ± 0.096

В качестве органической кислоты могут быть использованы, например, уксусная, муравьиная кислота, в качестве неорганической кислоты - фосфорная кислота.As an organic acid, for example, acetic, formic acid can be used, as inorganic acid - phosphoric acid.

При использовании исходного 5-50%-го раствора полиэтиленоксида для достижения заявленного технического эффекта к нему в указанной последовательности добавляют органическую или неорганическую кислоту в концентрации 5-35% и в количестве 0,5-2,0% от объема раствора полиэтиленоксида; затем 2%-ный раствор перманганата калия в количестве от 1,6% до 20% от объема исходного раствора полиэтиленоксида.When using the initial 5-50% solution of polyethylene oxide to achieve the claimed technical effect, organic or inorganic acid is added to it in a specified sequence at a concentration of 5-35% and in an amount of 0.5-2.0% of the volume of the polyethylene oxide solution; then a 2% solution of potassium permanganate in an amount of from 1.6% to 20% of the volume of the initial solution of polyethylene oxide.

Определяющим существенным отличием заявляемого способа от способа-прототипа является то, что реакцию окисления полиэтиленоксида проводят 2%-ным раствором перманганата калия в количестве от 1,6 до 20% от объема раствора полиэтиленоксида при температуре 80-100ºС в присутствии органической или неорганической кислоты, что позволяет существенно упростить и удешевить способ, за счет исключения сложного и дорогостоящего оборудования, а также одновременно повысить качество целевого продукта, так как в растворе активированного заявляемым способом полиэтиленоксида отсутствуют перекисные соединения. Отсутствие перекисных соединений определяли по методу Вагнера (15).The determining significant difference of the proposed method from the prototype method is that the polyethylene oxide oxidation reaction is carried out with a 2% potassium permanganate solution in an amount of 1.6 to 20% of the volume of the polyethylene oxide solution at a temperature of 80-100 ° C in the presence of an organic or inorganic acid, which allows you to significantly simplify and reduce the cost of the method, by eliminating complex and expensive equipment, and at the same time improve the quality of the target product, since in a solution activated by the claimed method PEO no peroxide compounds. The absence of peroxide compounds was determined by the Wagner method (15).

Изобретение иллюстрируется следующими примерами конкретного выполнения.The invention is illustrated by the following examples of specific performance.

Пример 1.Example 1

50% водный раствор полиэтиленоксида с молекулярной массой 0,4 кДа нагревают на кипящей водяной бане до температуры 100ºС, прибавляют к нему 35%-ный раствор уксусной кислоты в количестве 0,5% от объема раствора, смесь перемешивают и прибавляют 2%-ный раствор перманганата калия в количестве 1,6% от исходного объема. Реакционную смесь нагревают до выпадения коричневато-черного осадка двуокиси марганца, надосадочную жидкость сливают, охлаждают до комнатной температуры и фильтруют, например, с помощью фильтровальной бумаги. Выход целевого продукта составляет 92%. Активированный полиэтиленоксид не содержит примесей каких-либо химических ингредиентов, в частности перекиси водорода и органических пероксидов, которые обладали бы цитотоксическим действием или снижали стабильность активированного полимера и его коньюгатов с биологически-активными веществами.A 50% aqueous solution of polyethylene oxide with a molecular weight of 0.4 kDa is heated in a boiling water bath to a temperature of 100 ° C, a 35% solution of acetic acid is added to it in an amount of 0.5% of the volume of the solution, the mixture is stirred and a 2% solution is added. potassium permanganate in an amount of 1.6% of the original volume. The reaction mixture is heated until a brownish-black precipitate of manganese dioxide precipitates, the supernatant is drained, cooled to room temperature and filtered, for example, with filter paper. The yield of the target product is 92%. Activated polyethylene oxide does not contain impurities of any chemical ingredients, in particular hydrogen peroxide and organic peroxides, which would have a cytotoxic effect or reduce the stability of the activated polymer and its conjugates with biologically active substances.

Пример 2.Example 2

5%-й водный раствор полиэтиленоксида с молекулярной массой 40 кДа нагревают на кипящей водяной бане до температуры 80ºС, прибавляют к нему 5%-ный раствор фосфорной кислоты в количестве 2,0% от объема исходного раствора полиэтиленоксида, смесь перемешивают и прибавляют 2%-ный раствор перманганата калия в количестве 4% от объема исходного раствора полиэтиленоксида. Реакционную смесь нагревают до выпадения коричневато-черного осадка двуокиси марганца, охлаждают до комнатной температуры, фильтруют, например, через бумажный фильтр. Выход целевого продукта составляет 98%. Активированный полиэтиленоксид не содержит примесей каких-либо химических ингредиентов, в частности перекиси водорода и органических пероксидов, которые обладали бы цитотоксическим действием или снижали стабильность активированного полимера и его конъюгатов с биологически-активными веществами.A 5% aqueous solution of polyethylene oxide with a molecular weight of 40 kDa is heated in a boiling water bath to a temperature of 80 ° C, a 5% solution of phosphoric acid is added to it in an amount of 2.0% of the volume of the initial solution of polyethylene oxide, the mixture is stirred and 2% is added - potassium permanganate solution in an amount of 4% of the volume of the initial solution of polyethylene oxide. The reaction mixture is heated to a brownish-black precipitate of manganese dioxide, cooled to room temperature, filtered, for example, through a paper filter. The yield of the target product is 98%. Activated polyethylene oxide does not contain impurities of any chemical ingredients, in particular hydrogen peroxide and organic peroxides, which would have a cytotoxic effect or reduce the stability of the activated polymer and its conjugates with biologically active substances.

Пример 3.Example 3

10%-й водный раствор полиэтиленоксида с молекулярной массой 1,5 кДа нагревают на кипящей водяной бане до температуры 90ºС, прибавляют к нему 15%-ный раствор муравьиной кислоты в количестве 1,0% от объема исходного раствора полиэтиленоксида, полученную смесь перемешивают и прибавляют 2%-ный раствор перманганата калия в количестве 10% от объема исходного раствора полиэтиленоксида. Реакционную смесь нагревают до выпадения коричневато-черного осадка двуокиси марганца, охлаждают до комнатной температуры, фильтруют, например, через бумажный фильтр. Выход целевого продукта составляет 95%. Активированный полиэтиленоксид не содержит примесей каких-либо химических ингредиентов, в частности перекиси водорода и органических пероксидов, которые обладали бы цитотоксическим действием или снижали стабильность активированного полимера и его конъюгатов с биологически-активными веществами.A 10% aqueous solution of polyethylene oxide with a molecular weight of 1.5 kDa is heated in a boiling water bath to a temperature of 90 ° C, a 15% solution of formic acid is added to it in an amount of 1.0% of the volume of the initial solution of polyethylene oxide, the resulting mixture is stirred and added 2% solution of potassium permanganate in an amount of 10% of the volume of the initial solution of polyethylene oxide. The reaction mixture is heated to a brownish-black precipitate of manganese dioxide, cooled to room temperature, filtered, for example, through a paper filter. The yield of the target product is 95%. Activated polyethylene oxide does not contain impurities of any chemical ingredients, in particular hydrogen peroxide and organic peroxides, which would have a cytotoxic effect or reduce the stability of the activated polymer and its conjugates with biologically active substances.

Пример 4.Example 4

10% водный раствор полиэтиленоксида с молекулярной массой 4,0 кДа нагревают на кипящей водяной бане до температуры 100°С, прибавляют к нему 5%-ный раствор уксусной кислоты в количестве 2% от исходного объема раствора полиэтиленоксида, смесь перемешивают и прибавляют 2%-ный раствор перманганата калия в количестве 20% от исходного объема полиэтиленоксида. Реакционную смесь нагревают до выпадения коричневато-черного осадка двуокиси марганца, охлаждают до комнатной температуры, фильтруют. Выход целевого продукта составляет 94%. Активированный полиэтиленоксид не содержит примесей каких-либо химических ингредиентов, в частности перекиси водорода и органических пероксидов, которые обладали бы цитотоксическим действием или снижали стабильность активированного полимера и его конъюгатов с биологически-активными веществами.A 10% aqueous solution of polyethylene oxide with a molecular weight of 4.0 kDa is heated in a boiling water bath to a temperature of 100 ° C, a 5% solution of acetic acid is added to it in an amount of 2% of the initial volume of the solution of polyethylene oxide, the mixture is stirred and 2% is added - potassium permanganate solution in an amount of 20% of the initial volume of polyethylene oxide. The reaction mixture is heated to a brownish-black precipitate of manganese dioxide, cooled to room temperature, filtered. The yield of the target product is 94%. Activated polyethylene oxide does not contain impurities of any chemical ingredients, in particular hydrogen peroxide and organic peroxides, which would have a cytotoxic effect or reduce the stability of the activated polymer and its conjugates with biologically active substances.

Использование заявляемого способа получения активированного полиэтиленоксида позволит:Using the proposed method for producing activated polyethylene oxide will allow:

- упростить способ за счет использования доступного, дешевого и нетоксичного химического сырья (перманганаты);- to simplify the method through the use of affordable, cheap and non-toxic chemical raw materials (permanganates);

- исключить применение сложного и дорогостоящего оборудования;- eliminate the use of complex and expensive equipment;

- повысить качество целевого продукта за счет исключения возможности образования примесей каких-либо химических ингредиентов, в частности перекиси водорода и органических пероксидов.- improve the quality of the target product by eliminating the possibility of the formation of impurities of any chemical ingredients, in particular hydrogen peroxide and organic peroxides.

Figure 00000001
Figure 00000002
Figure 00000001
Figure 00000002

Claims (3)

1. Способ получения активированного полиэтиленоксида, включающий окисление полиэтиленоксида и удаление продуктов прореагировавшего окислителя, отличающийся тем, что реакцию окисления полиэтиленоксида проводят 2%-ным раствором перманганата калия в количестве от 1,6 до 20% от объема раствора полиэтиленоксида при температуре 80-100°С в присутствии органической или неорганической кислоты.1. The method of producing activated polyethylene oxide, including the oxidation of polyethylene oxide and removal of the products of the reacted oxidant, characterized in that the oxidation reaction of the polyethylene oxide is carried out with a 2% potassium permanganate solution in an amount of 1.6 to 20% of the volume of the polyethylene oxide solution at a temperature of 80-100 ° C in the presence of an organic or inorganic acid. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве исходного продукта используют полиэтиленоксид с молекулярной массой 0,4-40 кДа в виде 5-50%-ного водного раствора.2. The method according to claim 1, characterized in that the starting product is polyethylene oxide with a molecular weight of 0.4-40 kDa in the form of a 5-50% aqueous solution. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве кислот используют органические кислоты, преимущественно уксусную или муравьиную, или неорганические, преимущественно фосфорную кислоту, в концентрации 5-35% и в количестве 0,5-2,0% от исходного объема раствора полиэтиленоксида. 3. The method according to claim 1, characterized in that the acids used are organic acids, mainly acetic or formic, or inorganic, mainly phosphoric acid, in a concentration of 5-35% and in an amount of 0.5-2.0% of the original volume of polyethylene oxide solution.
RU2010140190/04A 2010-09-30 2010-09-30 Method of producing activated polyethylene oxide RU2441036C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010140190/04A RU2441036C1 (en) 2010-09-30 2010-09-30 Method of producing activated polyethylene oxide

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010140190/04A RU2441036C1 (en) 2010-09-30 2010-09-30 Method of producing activated polyethylene oxide

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2441036C1 true RU2441036C1 (en) 2012-01-27

Family

ID=45786463

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010140190/04A RU2441036C1 (en) 2010-09-30 2010-09-30 Method of producing activated polyethylene oxide

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2441036C1 (en)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU891702A1 (en) * 1980-05-16 1981-12-23 Ордена Ленина Институт Химической Физики Ан Ссср Method of producing polymers
WO1999001469A1 (en) * 1997-07-03 1999-01-14 University Of Nottingham A method for attaching polyethylene glycol to macromolecules
RU2176253C2 (en) * 1993-11-12 2001-11-27 Шеарвотер Полимерс, Инк. Water-soluble hydrolytically stable activated polymer, method of synthesis of activated polyethylene glycol (variants), biologically active conjugate
US20050080206A1 (en) * 2001-08-22 2005-04-14 Bioartificial Gel Technologies Inc. Process for the preparation of activated polyethylene glycols
RU2316339C1 (en) * 2006-09-13 2008-02-10 Общество С Ограниченной Ответственностью "Концерн О3" Method for preparing insulin preparation for oral using
KR20080072960A (en) * 2005-11-30 2008-08-07 센트로 데 인제니에리아 제네티카 와이 바이오테크놀로지아 Four branched dendrimer-peg for conjugation to proteins and peptides
JP2008308690A (en) * 2007-06-13 2008-12-25 Bio-Cancer Treatment Internatl Ltd POLY (ETHYLENE GLYCOL) FUNCTIONAL DERIVATIVE AND METHOD FOR PRODUCING THE SAME
RU2341539C9 (en) * 2002-10-02 2009-08-20 Колопласт А/С Hydrogel

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU891702A1 (en) * 1980-05-16 1981-12-23 Ордена Ленина Институт Химической Физики Ан Ссср Method of producing polymers
RU2176253C2 (en) * 1993-11-12 2001-11-27 Шеарвотер Полимерс, Инк. Water-soluble hydrolytically stable activated polymer, method of synthesis of activated polyethylene glycol (variants), biologically active conjugate
WO1999001469A1 (en) * 1997-07-03 1999-01-14 University Of Nottingham A method for attaching polyethylene glycol to macromolecules
US20050080206A1 (en) * 2001-08-22 2005-04-14 Bioartificial Gel Technologies Inc. Process for the preparation of activated polyethylene glycols
RU2341539C9 (en) * 2002-10-02 2009-08-20 Колопласт А/С Hydrogel
KR20080072960A (en) * 2005-11-30 2008-08-07 센트로 데 인제니에리아 제네티카 와이 바이오테크놀로지아 Four branched dendrimer-peg for conjugation to proteins and peptides
RU2316339C1 (en) * 2006-09-13 2008-02-10 Общество С Ограниченной Ответственностью "Концерн О3" Method for preparing insulin preparation for oral using
JP2008308690A (en) * 2007-06-13 2008-12-25 Bio-Cancer Treatment Internatl Ltd POLY (ETHYLENE GLYCOL) FUNCTIONAL DERIVATIVE AND METHOD FOR PRODUCING THE SAME

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3081233B1 (en) Glycopolysialylation of proteins other than blood coagulation proteins
US5298410A (en) Lyophilized formulation of polyethylene oxide modified proteins with increased shelf-life
US6011008A (en) Conjugates of biologically active substances
CN1243779C (en) Hydrophili polymer derirative having Y shaped branch, its preparation method, combined object with medicine molecule and medical compositon containing combined object
US9603945B2 (en) Heparosan polymers and methods of making and using same for the enhancement of therapeutics
Higashi Cyclodextrin-based molecular accessories for drug discovery and drug delivery
JP2020037701A (en) Glycopolysialylation of non-blood coagulation protein
CA2773755C (en) Heparosan polymers and methods of making and using same for the enhancement of therapeutics
EP2536399B1 (en) Method for activation and conjugation of biomolecules
CN1676525A (en) Hydrophilic polymer-thunder good vine extract binding substance and its medicinal composition
RU2441036C1 (en) Method of producing activated polyethylene oxide
WO2010021570A1 (en) Method for immobilising biologically active substances on polymer carriers (variants) and conjugates produced by said method
JP2010503665A (en) How to make insulin in the form of an oral preparation
CN109851774B (en) A kind of disulfide bond-containing polyethylene glycol based amphiphilic polymer and its preparation method and use
CN1448420A (en) Hydrophilic polymer and tanshinones medicine conjugation agent and medicine composition containing same
Liu et al. Functionalized cyclodextrins and their applications in biodelivery
CN104971357B (en) The echinocandin antifungal agent thing compound of PEG modifications and its preparation
CN110128645A (en) A kind of acid degradation polyethylene glycol containing a cinnamaldehyde and its preparation method
Lee Trehalose Glycopolymers and Hydrogels for Enhancing Protein Stability
CN119792630A (en) An injectable composite hydrogel and its preparation method and application
CN116199747A (en) Lidamycin prodrug, preparation method and application thereof in the preparation of antitumor drugs
Torres-Lugo et al. Novel pH-sensitive hydrogels with peg-tethered chains for oral delivery of calcitonin
CN117903423A (en) A polymer carrier and its preparation method and application
CN120285893A (en) A hydrogel composite material based on hydrogenase photo-hydrogen production and its biomedical application
HK1230101A1 (en) Glycopolysialylation of proteins other than blood coagulation proteins

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20141001

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20170302