Лекарственный справочник гэотар. Лекарственный справочник гэотар Механизм конденсации 5 аминолевулиновой кислоты

Нейрохирургическая операция с 5-АЛК — Чтобы максимально удалить диффузно-растущую опухоль в головном или спинном мозге, тесно прилегающую к здоровой мозговой ткани, введение 5-аминолевулиновой кислоты (5-АЛК) перед операцией может значительно облегчить врачу нейрохирургу задачу.

5-аминолевулиновая кислота (5-АЛК) действует фототоксически и концентрируется в опухолевых клетках больше, чем в нормальных клетках. В злокачественных клетках 5-АЛК превращается в протопорфирин IX. Флуоресцентная молекула протопорфирина IX может быть легко использована в диагностике опухолей и фотодинамической терапии (PDT).

5-аминолевулиновая кислота (5-АЛК) нашла свое применение в нейрохирургических операциях по удалению пораженной ткани головного мозга. Этот ингредиент значительно облегчает удаление злокачественной глиобластомы, глиомы и астроцитомы головного мозга. Пациент должен за три часа до нейрохирургической операции принять раствор 5-АЛК. Дефект в производстве определенного фермента заставляет вещество накапливается избирательно в клетках злокачественной опухоли. Благодаря флюоресцентному свечению красно-фиолетовым цветом, опухоль может быть четко определена и удалена во время нейрохирургической операции.

При использовании 5-АЛК повышается чувствительность организма к свету. Из-за потенциальной фототоксичности, следует избегать сильных источников света на протяжении 24 часов после завершения приема препарата. Также необходимо избегать параллельного введения других потенциально фототоксических активных веществ.

Клиническое значение применения 5-аминолевулиновой кислоты было изучено в международном рандомизированном, контролируемом исследовании. Это исследование показало, что при использовании 5-АЛК в два раза больше злокачественных опухолей были рентгенологически полностью удалены и, следовательно, риск послеоперационной остаточной опухоли значительно снижен (35% риск остаточной опухоли при использовании 5-АЛК против 50-70% риска без применения 5-АЛК).

Нейрохирургическая операция с 5-АЛК (с применением 5-аминолевулиновой кислоты) значительно повышает эффективность нейрохирургического лечения злокачественных опухолей. При полном удалении опухоли, средняя выживаемость пациентов с глиобластмой, , глиомой выросла в разы по сравнению с прогнозом для пациентов, до начала применения 5-АЛК в процессе нейрохирургической операции.

Изобретение касается способа получения гидрохлорида 5-аминолевулиновой кислоты (5-АЛК). 5-АЛК находит применение для фотодиагностики и фотодинамической терапии злокачественных опухолей различной локализации, а также для лечения кожных заболеваний неопухолевой природы. Кроме того, 5-АЛК может применяться в качестве стимулятора роста растений, гербицида и др. По предложенному способу гидрохлорид 5-АЛК получают из метилового эфира 5-нитролевулиновой кислоты путем его каталитического гидрирования на катализаторе 5% Pd/C при температуре 5 - 30 o C и давлении водорода 10 - 20 ат в среде низших спиртов в присутствии соляной кислоты. Этот способ является технологичным, обеспечивает достаточно высокий выход целевого продукта (до 88,5%) хорошего качества (T пл 147 - 149 o C), что делает его перспективным для промышленного производства. 2 ил.,1 табл.

Изобретение относится к способу получения синтетического гидрохлорида 5-аминолевулиновой (5-амино-4- оксопентановой) кислоты формулы HCIH 2 NCH 2 COCH 2 CH 2 COOH. Гидрохлорид 5-аминолевулиновой кислоты (5-АЛК) является эндогенным веществом - биологическим предшественником порфиринов в живых организмах и растениях. 5-АЛК способна накапливаться в клетках опухоли, превращаясь там в протопорфин IX - фотосенсибилизатор, генерирующий синглетный кислород при облучении видимым светом. Поэтому 5-АЛК предложено применять для фотодиагностики и фотодинамической терапии (ФДТ) злокачественных опухолей различной локализации, а также для лечения кожных заболеваний неопухолевой природы . Особый интерес вызывает возможность использования 5-АЛК-индуцированной флюоресценции для интраоперационной диагностики местной распространенности злокачественного процесса и последующего контроля за эффективностью специфического лечения. Кроме того, 5-АЛК предложено применять в качестве стимулятора роста растений, гербицида и др. [Европейский патент ЕР 514776, 1992]. Такая очевидная перспективность использования 5-АЛК обусловила выраженный интерес к ее производству во многих странах мира. Известен ряд методов получения этого продукта. Так, наиболее частым синтетическим предшественником 5-АЛК являлся эфир 5-бромлевулиноной кислоты, который получали одним из следующих способов (см., например, [Н. - J. На, S. - К. Lee, Y. - J. На, J. - W. Park Synth. Commun. 1994, 24 (18), 2557 - 2562; H.E. Morton, M.R. Leanna Tetrahedron Lett. 1993, 34 (28), 4481 -4484]):

Бромированием левулиновой или 3-этоксикарбонил-4- оксопентановой кислот;

Окислительным бромированием производных эфира 4-пентеновой кислоты;

Замещением триметилсилильной группы в метиловом эфире 5-триметилсилил-4-оксопентановой кислоты бромом;

Реакцией хлорангидрида 3-карбометоксипропионовой кислоты с диазометаном и последующей кислотной обработкой образующегося диазокетона. Замену брома в эфире 5-бромлевулиновой кислоты на аминогруппу проводили либо действием фталимида калия и последующим гидролизом фталимидопроизводного, либо через стадию соответствующего азида. Недостатком этой группы методов является либо низкая селективность бромирования левулиновой кислоты и сложность выделения бромпроизводного в чистом виде, либо труднодоступность исходных реагентов. Другая группа методов получения 5-АЛК сводится к синтезу и последующему гидролизу производных азлактонов [Авторское свидетельство СССР 266773, C 07 C 227/12, 1970 г.; DE 2208800, C 07 C 101/34, 1977 г.; С.И.Завьялов, Н.И. Аронова, Н. Н. Махова, Ю.Б. Волькенштейн Изв. АН СССР, сер. хим. 1973, (3), 657- 658; G.Schulz, W.Steglich Chem. Ber. 1980, 113 (2), 787 - 790; W. Chen, L. Chen, J. Xu Youji Huaxue 1987, (4), 278 - 280]. Следует отметить также ряд методов, ключевыми стадиями которых являются (см. , например, ):

Взаимодействие хлорангидрида 3-карбометоксипропионовой кислоты с цианидом меди и последующее восстановление кетонитрила;

Ацилирование производных аминоуксусной кислоты янтарным ангидридом;

Алкилирование 4-фталимидоацетоуксусного эфира;

Нитрозирование метилового эфира -ацетоакриловой кислоты амилнитритом;

Бромирование фталимидоацетона и обработка бромпроизводного кислотой Мелдрума с последующим гидролитическим расщеплением и другие. В последние годы появилось достаточно большое число публикаций, касающихся синтеза 5-АЛК из производных пиридина, пиперидина, фурана, тетрагидрофурана [Европейский патент 718405, С 12 Р 13/00; 1996 г.], ключевыми стадиями которых являются фотохимическое или электрохимическое окисление и, зачастую, селективное восстановление одного из промежуточных продуктов. Исследуются также биохимические подходы к синтезу 5-АЛК [Патент Японии JP 95 188203, 1995]. Однако все эти методы либо нетехнологичны и трудоемки, либо требуют применения труднодоступных исходных веществ; выходы 5-АЛК при этом обычно недостаточно высоки для освоения упомянутых методов в промышленности. Известен метод, заключающийся в конденсации гиппуровой кислоты с хлорангидридом монометилового эфира янтарной кислоты в среде 4-метилпириднна при температуре -5 - 0 o C с последующим гидролизом образующегося 2-фенил-4-(3-карбметоксипропионил)-1,3- оксазолинона-5 длительным кипячением в соляной . Выход продукта составляет 48-51%. Описанный метод является сложным технологически, его использование в промышленном производстве затруднено. Наиболее близким к настоящему изобретению является способ получения 5-аминолевулиновой кислоты путем гидрирования при очень больших разбавлениях (0,18- 1,5%) 5-нитро-4- оксопентановой (5-нитролевулиновой кислоты) или ее соли (такой, как гидрохлорид) в среде 2М соляной кислоты на катализаторе 10% Pd/C при температуре (-)20 - (+)110 o C и давлении водорода 1 - 3 ат . Этот способ также сложен технологически и использование его в промышленном производстве невозможно. Задачей данного изобретения была разработка достаточно простого и технологичного способа получения 5-АЛК, который мог бы быть положен в основу его промышленного производства. Для решения этой задачи предложено получать гидрохлорид 5-АЛК гидрированием метилового эфира 5-нитролевулиновой кислоты на катализаторе 5% Pd/C в среде низшего спирта в небольших количеств соляной кислоты при температуре 5-30 o C и давлении 10-20 ат. Метиловый эфир 5-нитролевулиновой кислоты является новым веществом, получаемым по разработанному нами методу ацилированием нитрометана фенилалкиловыми эфирами янтарной кислоты. Предложенный в качестве исходного продукта метиловый эфир 5- нитролевулиновой кислоты в отличие от самой кислоты и ее солей является стабильным продуктом. Используемый метиловый эфир 5- нитролевулиновой кислоты хорошо растворяется в органических растворителях, что позволяет проводить процесс гидрирования в среде низших спиртов в присутствии небольших количеств соляной кислоты. При этом достигается значительно большая (более чем в 10 раз) концентрация исходного и соответственно целевого продукта в реакционной массе. Применение более концентрированного раствора исходного соединения позволяет значительно снизить количество катализатора и использовать более дешевый катализатор (5% Pd/C). Давление водорода на выход 5-АЛК влияет незначительно, но сильно влияет на энергетические затраты и время полного превращения; соответственно повышение давления выше 20 ат приводит к неоправданным энергозатратам, а понижение ниже 10 ат замедляет процесс гидрирования. Температурный диапазон был выбран исходя из того, что понижение температуры ниже 5 o C при высоком выходе продукта сильно замедляет процесс, а повышение выше 30 o C значительно понижает выход целевого продукта. Количество концентрированной соляной кислоты определяется стехиометрией ее взаимодействия с образующимся амином и берется с некоторым избытком. Уменьшение ее количества меньше стехиометрического недопустимо, т.к. свободная 5-АЛК необратимо вступает в реакции самоконденсации, что приводит к резкому падению выхода продукта. Применение соляной кислоты в количествах, значительно больших стехиометрического, понижает растворимость водорода в реакционной массе, что затрудняет гидрирование. Предложенный способ иллюстрируется приведенными ниже примерами. Пример 1. В автоклав емкостью 1 л загружают 30 г метилового эфира 5- нитролевулиновой кислоты, 25 г концентрированной соляной кислоты, 378 г метанола и 12,8 г 5% Pd на угле. Автоклав продувают азотом, затем водородом, давление водорода доводят до 10 ат и включают мешалку. Температуру реакционной массы подачей рассола в рубашку поддерживают на уровне 5 o C, за ходом реакции следят по скорости поглощения водорода. Поглощение водорода заканчивается через 38 часов. Автоклав разгружают, катализат профильтровывают и метанол упаривают при пониженном давлении. Полученный маслообразный продукт вносят при размешивании в ацетон, выпавший при этом осадок отфильтровывают, промывают ацетоном и сушат. Получают 25,7 г (выход 89,5%) продукта. Т.пл. 147- 149 o C (разл.). При необходимости продукт может быть подвергнут дополнительной очистке. Для этого его растворяют при нагревании в соляной кислоте (1: 1), обрабатывают углем, профильтровывают и раствор вносят в ацетон. Осадок отфильтровывают, промывают ацетоном и сушат. Получают 22,3 г (выход 77,6%) продукта с т.пл. 149-151 o C (разл.). Лит. т.пл. 148-151 o C (разл.) . Примеры 2 - 11. Процесс проводили аналогично примеру 1, но меняли условия проведения гидрирования. Результаты приведены в таблице 1. Полученная по предложенной технологии синтетическая 5-АЛК способна вовлекаться в биосинтез, что показано по идентичности спектров флуоресценции пропорфина IX, образующегося из 5-АЛК in vitro в культуре опухолевых клеток человека, и раствора синтетического протопорфина IX фирмы "Sigma", USA, Cat. N. 8293 фиг.1 и 2). Таким образом, высокий выход на стадии гидрирования, доступность и дешевизна сырья для получения исходного метилового эфира 5-нитролевулиновой кислоты делают предлагаемый метод перспективным для промышленного производства 5-АЛК.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

субстанция-порошок: пачки или банки Рег. №: Р N000148/01

Клинико-фармакологическая группа:

Форма выпуска, состав и упаковка

субстанция -порошок.

флаконы (1) - пачки картонные.
бутылки для крови и кровезаменителей (1) - пачки картонные.
банки.
банки темного стекла (1) - бумага.

Описание активных компонентов препарата «Аминолевулиновая кислота »

Фармакологическое действие

Фотосенсибилизирующее средство, индуктор синтеза эндогенного фотосенсибилизатора - протопорфирина IX. 5-аминолевуленовая кислота является предшественником протопорфирина IX в организме человека. Механизм действия основан на способности опухолевых клеток к повышенному накоплению фотоактивного протопорфирина IX в присутствии экзогенной 5-аминолевуленовой кислоты. Накопление протопорфирина IX в опухолевой ткани мочевого пузыря происходит в течение 1.5-2 ч после внутрипузырной инстилляции. Высокий флюоресцентный контраст опухоли и окружающей ткани регистрируется на протяжении первого часа после окончания инстилляции и достигает 3-23-кратной величины, что позволяет при проведении флюоресцентной диагностики уточнять границы опухолей и выявлять визуально не определяемые опухолевые образования для последующего органосохраняющего лечения без повреждения ткани, окружающей опухоль.

Показания

Флюоресцентная диагностика поверхностных опухолей мочевого пузыря.

Режим дозирования

Внутрипузырно вводят в дозе 1.5 г через катетер в мочевой пузырь за 1.5-2 ч до проведения сеанса флюоресцентной диагностики и последующего лечения. Диагностическое исследование проводят через 1.5-2 ч после инстилляции раствора в мочевой пузырь. В качестве источника излучения, стимулирующего флюоресценцию протопорфирина IX в тканях, используют оптическое излучение с длиной волны в диапазоне 385-440 нм.

Побочное действие

Возможно: аллергические реакции.

Противопоказания

Повышенная чувствительность к аминолевулиновой кислоте.

Входит в состав препаратов

V.04 Диагностические препараты

L.01 Противоопухолевые препараты

XXI.Z00-Z13.Z03 Медицинское наблюдение и оценка при подозрении на заболевание или патологическое состояние