用于制造羟乙基淀粉衍生物的方法
【专利说明】
[0001] 本申请是申请日为2012年6月21日、申请号为"201280029882. 3"、发明名称为 "用于制造羟乙基淀粉衍生物的方法"的中国专利申请的分案申请，原申请是国际申请PCT/ EP2012/061958的中国国家阶段申请。
技术领域
[0002] 本发明涉及用于制造羟乙基淀粉的方法。
【背景技术】
[0003] 处于长期血液透析之下的患有末期肾病的患者经常表现出缺铁性贫血。这是基于 以下事实，在血液透析中施用重组人红细胞生成素导致对铁的需求增加，其不能通过肠的 铁吸收满足。因此，需要补充铁以支持由红细胞生成素治疗引起的红细胞生成从而抑制肾 性贫血。
[0004] 存在多种用于向患者施用铁的制剂。这些制剂通常是铁离子与聚合碳水化合物 (如葡聚糖）或者有机化合物（如蔗糖或葡萄糖酸盐）的络合物以与金属离子形成多核络 合物。
[0005] 特别地，过去使用葡聚糖络合铁来治疗缺铁性贫血。然而，这种葡聚糖具有相当多 的副作用，可能表现出过敏效果，因为抗链球菌抗体可以与葡聚糖反应。
[0006]Ternes等："Ironavailabilityandcomplexstabilityofironhydroxyethyl starchandirondextran-acomparativeinvitrostudywithlivercellsand macrophages"，NephrologyDialysisTransplantation22(2007)，2824-2830 描述了轻乙 基淀粉作为铁离子载体的用途。然而，迄今尚未公开能够以可靠方式生产大量羟乙基淀粉 的合适的制造方法。
【发明内容】
[0007] 本发明的目的是提供用于生产适合作为金属离子载体的羟乙基淀粉的方法。
[0008] 该目的通过具有本发明的方法来实现。所述方法包括以下步骤：
[0009]a)首先，将羟乙基淀粉溶解在水中。
[0010] b)随后，将pH值调节至8. 0至10. 0的值。
[0011] c)然后，向羟乙基淀粉溶液添加氰化合物。然后，将溶液加热至80°C至99°C的温 度并在该温度下保持第一时期。
[0012] d)最后，将pH值调节至2. 0至4. 0的值，使溶液达到50°C至90°C的温度并在该温 度下保持第二时期。
[0013] 通过该方法制造的淀粉的特征在于在其末端的至少一个上携带有庚糖酸残基。因 此，这样的淀粉根据淀粉分子中存在的末端葡糖基残基的数量每分子可携带若干庚糖酸残 基。该庚糖酸残基提高了羟乙基淀粉的亲水性，并提高了由该羟乙基淀粉与配体（如金属 离子诸如铁离子）形成的络合物的稳定性。
[0014] 更概况地讲，羟乙基淀粉（HES)是其中单个葡糖基残基的一些羟基被羟乙基残基 取代的淀粉。羟乙基淀粉结构的一个示例性摘录描述于下式：
[0015]
[0016] 应理解羟乙基残基的量（在当前情况下淀粉的每四个葡糖基残基具有两个羟乙 基残基）仅是示例性的。在以上所描述的式中，仅示出了单葡糖基残基之间的1，4_α糖苷 键。然而，如本领域技术人员熟知的，淀粉还包含1，6_α糖苷键，导致淀粉支化并增加了淀 粉分子中末端葡糖基残基的数量。
[0017] 如果将羟乙基淀粉的一个末端用庚糖酸残基修饰，那么根据修饰的淀粉（其携带 一个庚糖酸残基）可以如下描述：
[0018]
[0019] 通过将羟乙基淀粉的末端葡糖基残基转变成庚糖酸残基来进行由庚糖酸残基的 修饰。具体的反应方案将在后面更详细解释。
[0020] 优选地，所述方法中使用的羟乙基淀粉的重均分子量（Mw)小于200 000g/m〇l，特 别是小于130 000g/mol，特别是小于100 000g/mol，特别是小于90 000g/mol，特别是小于 80 000g/mol，以及尤其特别是小于75 000g/mol。非常合适的分子量为55 000g/mol至85 000g/m〇l。这样的羟乙基淀粉具有比目前在医学领域中使用的（未修饰）羟乙基淀粉相对 更低的分子量。用于确定羟乙基淀粉分子量的合适的方法是尺寸排阻色谱法（SEC)。
[0021 ] 在一个优选实施方案中，羟乙基淀粉的平均摩尔取代度为0. 4至0. 6,特别是0. 45 至〇. 55。特别优选约0. 50的平均摩尔取代度。平均摩尔取代度是每个葡糖基残基中被羟 乙基残基取代的羟基的量。由于每个葡萄糖单元（或葡糖基残基）具有三个羟基，所以平 均摩尔取代度最大可以是3。0. 5的平均摩尔取代度是指（平均而言或在统计学基础上） 每两个葡糖基残基中有一个羟基被羟乙基残基取代。
[0022] 在一个优选实施方案中，羟乙基淀粉的重均分子量为55 000至85 000g/mol， 优选地约70 000g/mol，平均摩尔取代度为0. 45至0. 55,特别是约0. 50。具有70 000g/ mol±15 000g/mol的分子量和0. 5±0. 05的平均摩尔取代度的这样的羟乙基淀粉也可以 称为HES70/0.5。
[0023] 通常，羟乙基淀粉可具有不同的有机来源。例如，羟乙基淀粉可由糯玉米淀粉开始 生产。然而在一个优选实施方案中，使用马铃薯淀粉用作生产羟乙基淀粉的原料，然后将羟 乙基淀粉进一步修饰以含有至少一个庚糖酸残基。糯玉米淀粉和马铃薯淀粉的区别在于关 于1，4_α糖苷键和1，6_α糖苷键的量的摩尔构成。
[0024] 现在更详细地描述在上述反应步骤a)至d)期间发生的反应。首先，应注意的是 羟乙基淀粉的葡萄糖残基存在两种互变异构形式，即环状半缩醛形式（表示在以下反应方 案中的左边）和打开的醛形式（表示在以下反应方案中的右边）：
[0025]
[0026] 这样的葡糖基残基的醛基可以与氰化合物的氰基反应以形成新C-C单键。通过降 低pH值，发生了氰基的皂化反应。该反应的结果是向现有分子中引入了羧基。所根据的反 应方案描述如下： 「m97i
[0028] 在一个优选实施方案中，在步骤a)中将羟乙基淀粉溶解在具有高纯度水平的水 (例如高纯水、超纯水或注射用水）中。在另一个优选实施方案中，将淀粉溶解以达到12.0 至20.0°Bx的浓度。测量单位°Bx(白利度）是表示水溶液的糖含量的单位。该单位是 本领域技术人员熟知的。ΓBx相当于100g溶液中lg蔗糖。因此，ΓBx相当于1重量百 分比（w/w)的蔗糖。此外，在淀粉如羟乙基淀粉的情况下，可将°Bx以1 : 1转换成重量 百分比。因此，具有1% (w/w)浓度的羟乙基淀粉溶液具有ΓBx的淀粉浓度。因此，12.0 至20. 0。Bx相当于12. 0%至20. 0% (w/w)轻乙基淀粉。
[0029] 优选地，浓度为13. 0至19. 0°Bx，非常优选地，浓度为14. 0至18. 0°Bx。
[0030] 在一个实施方案中，在步骤b)中将pH值调节至8. 5至9. 5的值。钠碱液（sodium lye)(氢氧化钠的水溶液）非常适于该pH调节。
[0031] 在一个优选实施方案中，在步骤c)中使用氰化钠作为氰化合物。在另一个优选实 施方案中，将溶液加热至83 °C至95 °C的温度，特别是86 °C至92 °C的温度。当溶液在该温度 下保持第一时期的时，优选通气。该反应步骤也称作碱热处理。第一时期优选为3至8小 时，特别是4至7小时，特别是约5小时长。
[0032] 在步骤d)中，将pH值优选调节至2. 5至3. 5的值。盐酸非常适合于该pH调节。 在一个优选实施方案中，在步骤d)中使溶液达到60 °C至80 °C的温度。溶液优选通气同时在 该温度下保持第二时期。该反应步骤也称为酸热处理。第二时期优选为10至16小时长， 特别是12至14小时。
[0033] 如上文已经指明的，庚糖酸修饰的羟乙基淀粉很适合用作能够以非常合适的方式 由经修饰羟乙基淀粉络合的金属离子的载体。如果金属离子是铁离子时尤其如此。因此， 在一个优选实施方案中，羟乙基淀粉与铁离子络合。这种经修饰羟乙基淀粉内的铁离子络 合物是向人体或动物体提供铁的合适的载体。在这方面，根据本发明的方面生产的经修饰 羟乙基淀粉是非常合适的用于金属离子（例如，铁离子）的载体分子。
[0034] 为了制造这样的络合物，在一个优选实施方案中，在方法步骤d)后是下述的另外 的方法步骤：
[0035]e)将溶液冷却至10°C至40°C的温度。
[0036]f)向溶液中添加铁化合物。
[0037] g)在添加铁化合物后经过第三时期后，将溶液的pH值调节至2. 0至4. 0的值。
[0038] h)最后，通过至少一次热处理使羟乙基淀粉和铁化合物的络合物稳定化。该热处 理通过将溶液加热至80°C至99°C的温度，冷却至10°C至40°C的温度，然后将pH值调节至 3. 0至7. 0的值来进行。
[0039] 在一个优选的实施方案中，在步骤e)和/或h)中将溶液冷却至15°C至35°C的温 度，特别是20 °C至30 °C的温度。
[0040] 在另一个实施方案中，在步骤f)中添加的铁化合物是铁盐。在这样做时，铁离子 特别易于接近以形成与羟乙基淀粉的络合物。
[0041] 在一个实施方案中，络合物中金属离子的存在量为1 % (w/w)至20% (w/w)，特别 是 2% (w/w)至 15% (w/w)，特别是 3% (w/w)至 10% (w/w)，特别是 4% (w/w)至 6% (w/ w)，特别是约5% (w/w)，在每一种情况下都是相对于羟乙基淀粉和金属离子的络合物的总 重量。
[0042] 在一个优选实施方案中，铁离子是三价铁的离子，即铁（III)离子。其具有+3的 氧