Verfahren zur Herstellung von Cbitosanabkommlingen
Die vorliegende Erfindlmg betrifft ein Verfahren zur Herstellung von N-Acetvl chitosanpolyschwefelsäureestern. Diese Verbindungen vermögen die Gerinnungsfähigkeit des Blutes herabzusetzen ; da sie ferner gut verträglich sind, beanspruchen sie Interesse als Antikoagulantien.
Erfindungsgemäss werden diese N-Acety- chitosanpolyschwefelsÏureester dadurch gewonnen, dass man essigsaures Chitosan in Eis essig lost und auf diese Lösung Chlorsulfon- sÏure in Pyridin einwirken lϯt
Das als Ausgangsmaterial verwendete essigsaure Chitosan kann aus Chitin, der Gerüst- substa.
nz der Hummer- und Krebsschalen, ge wonnen werden, indem man dieses in an sich bekannter Weise an der Aminogruppe zu Chitosan clesacetyliert, in wässeriger Essig- sÏure last, wenn nötig filtriert und mittels méthanol oder eines andern mit Wasser mischbaren E1ällungsmittels, als essigsaures Salz abscheidet, Das, vorteilhaft getrocknete essigsaure Chitosan wird nunmehr in Eisessig zu einer, zweckmϯig hochviskosen L¯sung angerührt und in ein, zweckmässig bei 80 C geschmolzenes, Gemisch von Chlorsulfonsäure und Pyridin, vorteilhaft im Volumverhältnis von etwa 1 zu 3 bis 6, eingetragen.
Der Sulfierungsprozess wird zweckmässig durch Rühren bei erhöhter Temperatur zu Ende geführt. Das Sulfierungsgemisch kann nach an sich bekannter Methode aufgearbeitet werden.
Der Polymerisationsgrad des Endproduk- tes lässt, sich beeinflussen einerseits durch den Polymerisationsgrad des verwendeten Chito- sans, welcher seinerseits abhängig ist von der Temperatur, bei welcher das Chitin desacetyliert wird', und anderseits durch die Temperatur der Sulfierungsreaktion. Diese Beeinflus- sung erfolgt in dem Sinne, dass um so hoher polymerisierte Endprodukte erhalten werden, je niedriger die Temperatur ist, bei welcher die genannten zwei Operationen durchgeführt werden.
Ihrer Natur nach sind die nach vorliegendlem Verfahren gewonnenen Produite polydispers und können durch Fraktionieren zum Beispiel durch fraktionierte Fällung oder Losung, imPolymerisationsgrad vereinheitlicht werden. Eine Fraktrionierung kann im Prinzip in an sich bekannter Weise entweder vor od'er nach der Sulfierung vorgenommen werden. Der Schwefelgehalt des Endproduktes lässt sich durch die Menge der angewen deten Chlorsulfonsäure in weiten Grenzen variieren.
Beispiel
800 Gewichtsteile Kaliumhydroxyd werden in 300 Raumteilen Wasser gelöst Mit dieser heissen Losung werden200'Gewichtsteile Chitin möglichst gut durchmischt. Die erhaltene Masse wird in einem Nickelbecher im Ollbad während %'Stunden auf 160 bis 170¯C erwärmt und gleichzeitig gerührt. Nun wird die Reaktionsmischung auf etwa 110 bis 120 C abgekühlt, vorsichtig unter Rühren etwa 1000 Raumteile kaltes Wasser zugesetzt und nach Erkalten vom Chitosan abdekantiert. Nun wird etwa 10mal mit Wasser gewaschen und jedesmal abdekantiert, um das Reaktionsprodukt vom Alkali zu befreien.
Sodann wird das ausgewaschene Chitosan in 200 Raumteilen Wasser und 50 Raumteilen Eisessig gelost, dureh Filtercel'lulose genutseht und mit 5000 Raumteilen Aeeton unter Rühren gelallt. Eine getrocknete Probe des essigsauren Chitosans besitzt ein [?] = 180 (in 0,5 n NaCl), Gesamtstickstoff gefunden 7,34% Amino Stickstoff nach Van. Slyke gefunden 7,53% [Die Viskositätszahl [n] (intrinsic viscosity) ist durch folgende Gleichung definiert
EMI2.1
<tb> 7 <SEP> spez
<tb> [71] <SEP> = <SEP> llm
<tb> <SEP> (I <SEP> 0 <SEP> c
<tb> <SEP> c
<tb> Wobei ? spez = ?L-?o/?o = ?rel-1 bedeuten soll.
WL = Viskosität der Losung.
?o = Viskosität des Losungsmittels c = Konzentration in g/100 cm3 Der Grenzwert [?]wird aus verschiedenen Konzentrationen graphisch bestimmt, indem man beispielsweise g spez/c gegen c auftrÏgt Die Viskositätsmessungen werden mit, Ostwald- sehen Viskosimetern bei 25¯ C ausgef hrt.]
100 Gewichtsteile dieses Chitosanacetates werden unter Erwärmen auf dem Dampfbad in 250 Raumteilen Eisessig gel¯st. Es entsteht ein dünnes gequollenes Gel, in welches bei 80 C eine geschmolzene Mischung von 400 Raumteilen Chlorsulfonsäure und 1600 Raum teilen Pyridin unter kräftigem Rühren einge- tragen wird.
Anschliessend wird 6 Stunden bei 90 C und ber Nacht bei Zimmertem peratur weitergerührt. Wenn nötig, wird die Reaktionsmischung durch Filtercellulose genutscht und mit einer Lösung von 3100 Gewichtsteilen Natriumacetat in 6000 Raumteilen Methanol gefällt. Sodann wird in 1000 Raumteilen Wasser aufgenommen, mit. konzentrierter Natronlauge auf PH 8 gestellt und im Vakuum auf etwa 600 Raumteile eingedampft. Nun wird mit Methanol gefällt und durch Filtration isoliert.. Das erhaltene rohe Natriumsalz wird einmal ber das Narcotin- salz gereinigt, mit Soda ins Natriumsalz zu rüekverwandelt., mit Eisessig auf pg 5 gestellt und mit Methanol gefällt.
Der getrocknete N Acetyl-chitosanpolyschwefelsÏureester besitzt einen Schwefelgehalt von 13, 8% [?] = 0,15 (in 0, 5 n NaCl), [a] D2 = -24,5¯ (c = 2 in 0, 5 n NaCl), N gefunden 3, 16%, COCH3 gefunden 9, 5''/o.
Process for the preparation of cbitosan derivatives
The present invention relates to a process for the preparation of N-acetylchitosan polysulfuric acid esters. These compounds are able to reduce the ability of the blood to clot; since they are also well tolerated, they are of interest as anticoagulants.
According to the invention, these N-acetyl-chitosan polysulfuric acid esters are obtained by dissolving acetic acid chitosan in glacial vinegar and allowing chlorosulfonic acid in pyridine to act on this solution
The acetic acid chitosan used as the starting material can be made from chitin, the framework substa.
The lobster and crab shells can be obtained by clesacetylating them to chitosan on the amino group in a manner known per se, pouring them into aqueous acetic acid, filtering if necessary and using methanol or another water-miscible precipitating agent called acetic acid salt The, advantageously dried acetic acid chitosan is now mixed in glacial acetic acid to form an expediently highly viscous solution and poured into a mixture of chlorosulfonic acid and pyridine, expediently melted at 80 C, advantageously in a volume ratio of about 1 to 3 to 6, registered.
The sulphonation process is expediently completed by stirring at an elevated temperature. The sulphonation mixture can be worked up by a method known per se.
The degree of polymerization of the end product can be influenced on the one hand by the degree of polymerization of the chitosan used, which in turn depends on the temperature at which the chitin is deacetylated, and on the other hand by the temperature of the sulphonation reaction. This influence takes place in the sense that the more polymerized end products are obtained, the lower the temperature at which the two operations mentioned are carried out.
By their nature, the products obtained by the present process are polydisperse and can be standardized in the degree of polymerization by fractionation, for example through fractional precipitation or solution. Fractionation can in principle be carried out in a manner known per se either before or after the sulphonation. The sulfur content of the end product can be varied within wide limits by the amount of chlorosulfonic acid used.
example
800 parts by weight of potassium hydroxide are dissolved in 300 parts by volume of water. 200 parts by weight of chitin are mixed as well as possible with this hot solution. The mass obtained is heated in a nickel beaker in an oil bath for ½ hours to 160 to 170 ° C and stirred at the same time. The reaction mixture is now cooled to about 110 to 120 ° C., about 1000 parts by volume of cold water is carefully added with stirring and, after cooling, the chitosan is decanted off. It is then washed about 10 times with water and decanted off each time in order to free the reaction product from the alkali.
The washed-out chitosan is then dissolved in 200 parts by volume of water and 50 parts by volume of glacial acetic acid, sifted through filter cellulose and poured into 5000 parts by volume of aeeton while stirring. A dried sample of the acetic acid chitosan has a [?] = 180 (in 0.5N NaCl), total nitrogen found 7.34% amino nitrogen according to Van. Slyke found 7.53% [The intrinsic viscosity [n] is defined by the following equation
EMI2.1
<tb> 7 <SEP> spec
<tb> [71] <SEP> = <SEP> llm
<tb> <SEP> (I <SEP> 0 <SEP> c
<tb> <SEP> c
<tb> Where? spec =? L-? o /? o =? rel-1 should mean.
WL = viscosity of the solution.
? o = viscosity of the solvent c = concentration in g / 100 cm3 The limit value [?] is determined graphically from different concentrations, for example by plotting g spec / c against c. The viscosity measurements are carried out with Ostwald viscometers at 25¯ C hrt.]
100 parts by weight of this chitosan acetate are dissolved in 250 parts by volume of glacial acetic acid while heating on the steam bath. A thin swollen gel is formed into which a molten mixture of 400 parts by volume of chlorosulfonic acid and 1600 parts by volume of pyridine is introduced at 80 ° C. with vigorous stirring.
The mixture is then stirred for a further 6 hours at 90 ° C. and overnight at room temperature. If necessary, the reaction mixture is sucked through filter cellulose and precipitated with a solution of 3100 parts by weight of sodium acetate in 6000 parts by volume of methanol. Then water is taken up in 1000 parts by volume, with. concentrated sodium hydroxide solution to pH 8 and evaporated in vacuo to about 600 parts by volume. It is now precipitated with methanol and isolated by filtration. The crude sodium salt obtained is purified once over the narcotine salt, converted back into the sodium salt with soda, adjusted to pg 5 with glacial acetic acid and precipitated with methanol.
The dried N acetylchitosan polysulfuric acid ester has a sulfur content of 13.8% [?] = 0.15 (in 0.5 N NaCl), [a] D2 = -24.5¯ (c = 2 in 0.5 N NaCl ), N found 3.16%, COCH3 found 9.5 "/ o.