DE102004024241A1 - Water-soluble starch acetate useful in biomedical, pharmaceutical and food applications, especially as a blood plasma expander - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft wasserlösliche lager- und hydrolysestabile sowie nebenproduktfreie Stärkeacetate, welche bioverträglich und aufwandgering synthetisierbar sind, und Verfahren zu ihrer Herstellung und Verwendung. Derartige Produkte sind sehr gut geeignet für Anwendungen im biomedizinischen und pharmazeutischen Bereich sowie im Lebensmittelbereich und können beispielsweise für parenterale Zwecke, insbesondere als Blutplasmaexpander, Verwendung finden.The The invention relates to water-soluble storage and hydrolysis stable and by-product free starch acetates, which biocompatible and aufwandgering are synthesized, and process for their preparation and use. Such products are very suitable for applications in the biomedical, pharmaceutical and food sectors and can for example parenteral purposes, in particular as a blood plasma expander, use Find.
Die Anwendung herkömmlicher Veresterungsverfahren auf Polysaccharide, beispielsweise Stärke, führt zu Produkten mit einer statistischen Verteilung der funktionellen Gruppen, wie seit langem bekannt ist (E. Husemann, R. Werner, in „Methoden der Organischen Chemie (Houben-Weyl)", Band XIV/2, Makromolekulare Stoffe, Georg Thieme Verlag Stuttgart, 4. Auflage 1963, S. 905–907). Konventionelle heterogene Veresterungen werden oftmals in Wasser als Suspensionsmittel durchgeführt (W. Jarowenko, in „Modified Starch: Properties and Uses", Editor O.B. Wurzburg, CRC Press Inc., Boca Raton, 1986, S. 59–60).The Application of conventional Esterification process on polysaccharides, for example starch, leads to products with a statistical distribution of functional groups, such as has long been known (E. Husemann, R. Werner, in "Methoden of Organic Chemistry (Houben-Weyl) ", Volume XIV / 2, Macromolecular Substances, Georg Thieme Verlag Stuttgart, 4th edition 1963, pp. 905-907). conventional Heterogeneous esterifications are often used in water as a suspending agent carried out (W. Jarowenko, in "Modified Starch: Properties and Uses ", Editor O.B. Wurzburg, CRC Press Inc., Boca Raton, 1986, p. 59-60).
Die
Umsetzung von Stärke
mit Anhydriden und Halogeniden von aliphatischen Monocarbonsäuren mit zwei
bis vier Kohlenstoffatomen in Wasser und in Gegenwart eines Alkalisierungsmittels
ist beschrieben worden, wobei Stärkeacetate
mit einem Substitutionsgrad (DS) von 0,1–1,0 entstehen sollen (
Eine
Modifizierung von Stärke
mit Carbonsäuren
und N,N-Carbonyldiimidazol ist für
wässrige
Reaktionsmedien bekannt (
Die
homogene Acetylierung von Stärke
mit Essigsäureanhydrid
in Dimethylsulfoxid ist beschrieben worden (
Aussagen über die
Substituentenverteilung, unabhängig
von den bisher beschriebenen Methoden und gewählten Reagenzien, liegen in
keinem Fall vor. Eigene Untersuchungen haben gezeigt, dass eine
Umsetzung von Stärke
in Pyridin mit Essigsäureanhydrid
ein Stärkeacetat
mit statistischer Verteilung der funktionellen Gruppen liefert.
So treten bei einem Gesamt-DS von 0,2 im 13C-NMR
Spektrum Signale für
Substitution in Position 6 (64,3 ppm) und für Substitution in Position
2 (97,8 ppm) auf (siehe
Die
Darstellung von spezifisch funktionalisierten Stärkederivaten ist nach wie vor
ein aktuelles Forschungsanliegen. Spezifisch funktionalisierte Stärkeacetate
konnten bisher nur durch aufwendige Schutzgruppentechnik und durch
Anwendung enzymatisch- oder salzkatalysierter Umsetzungen von Stärke mit
Vinylcarbonsäureestern
gewonnen werden (
Die Anwendung der Schutzgruppentechnik zur Synthese selektiv funktionalisierter Stärkederivate nutzt die bessere sterische Zugänglichkeit der primären OH-Funktion der Stärke, die in einem ersten Reaktionsschritt bevorzugt blockiert werden kann. Als Schutzgruppen für die Blockierung werden organische Reste eingeführt, wie Triphenylmethylgruppen (E. Husemann, R. Werner, in „Methoden der Organischen Chemie (Houben-Weyl)", Band XIV/2, Makromolekulare Stoffe, Georg Thieme Verlag Stuttgart, 4. Auflage 1963, S. 906, [1]) oder Silylfunktionen, wie Thexyldimethylsilyl- und tert.-Butyldimethylsilylreste (K. Petzold et al.: Cellulose, 10, 2003, 251). Es wurde gezeigt, dass die Blockierungsreaktion in keinem Fall vollständig selektiv ist (Th. Heinze et al.: Starch/Stärke, 53, 2001, 262) und es problematisch ist, die Nebenprodukte der Umsetzung (Triphenylcarbinol, unterschiedliche Silanole und Silikone) sowie die notwendigerweise einzusetzenden Basen und deren Hydrochloride vollständig zu entfernen (E. Husemann, R. Werner, in „Methoden der Organischen Chemie (Houben-Weyl)", Band XIV/2, Makromolekulare Stoffe, Georg Thieme Verlag Stuttgart, 4. Auflage 1963, S. 906; K. Petzold et al.: Cellulose, 10, 2003, 251). In einer Folgeumsetzung werden die sekundären Hydroxylgruppen modifiziert. Die Polysaccharidester werden nach Deblockierung – einem weiteren nötigen Reaktionsschritt – unter oft drastischen Reaktionsbedingungen, wie Behandlung mit verdünnten Säuren oder durch Hydrierung, erhalten. Auf diesem aufwendigen Weg können Stärkeester entweder mit einer vollständigen Derivatisierung der sekundären Hydroxylgruppen (DS=2) oder mit einer partiellen Modifizierung erhalten werden, wobei sich je nach Bedingungen eine unterschiedliche Acylierung von 0–2 und 0–3 ergibt. Überdies gelingt es mit dieser Verfahrensweise in keinem Fall nur die 0–2 Position zu acetylieren (K. Petzold et al. Designed Monomers and Polymers, 5, 2002, 415).The use of the protective group technique for the synthesis of selectively functionalized starch derivatives utilizes the better steric accessibility of the primary OH function of the starch, which can be preferentially blocked in a first reaction step. As protecting groups for blocking organic radicals are introduced, such as triphenylmethyl groups (E. Husemann, R. Werner, in "Methods of Organic Chemistry (Houben-Weyl)", Volume XIV / 2, Macromolecular substances, Georg Thieme Verlag Stuttgart, 4th edition 1963, p. 906, [1]) or silyl functions such as thexyldimethylsilyl and tert-butyldimethylsilyl radicals (K. Petzold et al .: Cellu Loos, 10, 2003, 251). It has been shown that the blocking reaction is in no case completely selective (Th. Heinze et al .: Starch / Stärke, 53, 2001, 262) and it is problematic, the by-products of the reaction (triphenylcarbinol, different silanols and silicones) and the E. Husemann, R. Werner, in "Methods of Organic Chemistry (Houben-Weyl)", Volume XIV / 2, Macromolecular substances, Georg Thieme Verlag Stuttgart, 4th edition 1963, p 906, K. Petzold et al .: Cellulose, 10, 2003, 251) In a subsequent reaction, the secondary hydroxyl groups are modified The polysaccharide esters, after deblocking - a further necessary reaction step - under often drastic reaction conditions, such as treatment with dilute acids or by hydrogenation, starch esters can be prepared either by complete derivatization of the secondary hydroxyl groups (DS = 2). or with a partial modification resulting in a different acylation of 0-2 and 0-3, depending on the conditions. Moreover, this procedure does not succeed in acetylating only the 0-2 position (K. Petzold et al., Designed Monomers and Polymers, 5, 2002, 415).
Weitere Nachteile der Schutzgruppentechnik sind die Mehrfachumsetzung der Polymere, die mit einer unkontrollierten Depolymerisierung der Stärke einhergeht. Ferner stellt die vollständige Abspaltung und Entfernung der eingeführten Schutzgruppen ein Problem dar (A. Richter et al.: Cellulose, 10, 2003, 133).Further Disadvantages of protective group technology are the multiple conversion of Polymers associated with an uncontrolled depolymerization of the starch. Furthermore, the complete Cleavage and removal of the introduced protecting groups is a problem (A. Richter et al .: Cellulose, 10, 2003, 133).
Die beschriebenen, aus der Literatur bekannten Verfahren führen immer zu einem unkontrollierten Abbau des Stärkemoleküls, wobei in den meisten Fällen diesem wichtigen Kriterium überhaupt keine Aufmerksamkeit geschenkt wurde.The described, known from the literature methods always lead to an uncontrolled degradation of the starch molecule, which in most cases this important criterion at all no attention was paid.
Es
ist auch bekannt, dass man durch die enzymatisch katalysierte Acetylierung
von Stärke
mit Vinylcarbonsäuren
eine selektive Substitution durchführen kann (
Die vorgenannten Stärkeacetate und ihre Herstellungsverfahren weisen eine Reihe unlösbarer Probleme auf, weshalb diese für die Synthese von wasserlöslichen, reinen und gegen Hydrolyse stabilen Stärkeacetaten ungeeignet sind. Speziell deren Einsatz im biomedizinischen Bereich ist daher ausgeschlossen. Insbesondere sind die in der bisher beschriebenen Weise hergestellten Stärkeacetate aus vielfältigen Gründen für parenterale Anwendungen, beispielsweise als Blutplasmaexpander, ungeeignet.The the aforesaid starch acetates and their manufacturing processes have a number of unsolvable problems on why this for the synthesis of water-soluble, pure and hydrolysis stable starch acetates are unsuitable. Their use in the biomedical field is therefore excluded. In particular, those produced in the manner described so far Starch from diverse establish for parenteral Applications, such as a blood plasma expander, unsuitable.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Stärkeacetate herzustellen, die wasserlöslich, rein, lager- und hydrolysestabil und möglichst aufwandgering herstellbar sowie im hohen Grad bioverträglich sind.Of the Invention is based on the object to produce starch acetates, the water soluble, pure, stable on storage and hydrolysis and as low as possible to produce and biocompatible to a high degree are.
Die Stärkeacetate sollen insbesondere für Anwendungen im biomedizinischen und pharmazeutischen Bereich sowie im Lebensmittelbereich, beispielsweise für parenterale Applikation, geeignet sein. Sie sollen daher sowohl in Wasser als auch in isotonischer Kochsalzlösung, in isotonischer Kochsalzlösung plus Glukose, in Ringer-Lactat und in Ringer-Acetat löslich sein und eine definierte Molmasse aufweisen und dürfen keine Nebenprodukte der Synthese, insbesondere keine toxischen oder bioaktiven Inhaltsstoffe, enthalten.The Starch especially for Applications in the biomedical and pharmaceutical field as well in the food sector, for example for parenteral administration, be suitable. They should therefore be both in water and in isotonic Saline, in isotonic saline plus glucose, be soluble in Ringer's lactate and in Ringer's acetate and have a defined molecular weight and must not by-products of Synthesis, in particular no toxic or bioactive ingredients, contain.
Konventionell
hergestellte Stärkeacetate
bestehen aus Wiederholungseinheit entsprechend der allgemeinen Formel
I. 
Demgegenüber werden
erfindungsgemäß Stärkeacetate
entsprechend der Formel II synthetisiert, die sich dadurch auszeichnen,
dass sie eine selektive Acetylierung der Position 2 der Anhydroglucoseeinheit (AGU)
im Bereich zwischen 85–100
% mit einem Gesamtsubstitutionsgrad (DS) im Bereich von 0,3 bis
1,23 und einer Molmasse (Mw) im Bereich von 50.000 g/mol bis 1.000.000
g/mol aufweisen sowie ohne Einsatz von Enzymen und Vinylacetat herstellbar
sind. 
Die
so hergestellten an C-2 hoch substituierten, nebenproduktfreien
und wasserlöslichen
Stärkeacetate
wurden hinsichtlich ihrer Lagerungsstabilität untersucht. Dabei wurde gefunden,
dass diese Stärkeacetate innerhalb
von 30 Wochen in wässriger
Lösung
keinen Abbau der Molmasse zeigen (vgl.
Für die in
Hergestellt werden die speziell vorgeschlagenen Stärkeacetate, die keine Enzyme und Vinylacetat und Folgeprodukte enthalten, unter Verwendung organischer Lösungsmittel bei der Reaktion. Vorzugsweise finden dabei stickstoffhaltige aromatische Heterocyclen, ausgewählt aus Imidazol, Triazol und Benzotriazol in Dimethylsulfoxid und Essigsäureanhydrid, Verwendung.Produced Be the specifically suggested starch acetates that are not enzymes and vinyl acetate and derivatives, using organic solvent in the reaction. Preferably, nitrogen-containing aromatic find Heterocycles selected imidazole, triazole and benzotriazole in dimethyl sulfoxide and acetic anhydride, Use.
Die Reaktionstemperaturen liegen zwischen 40 °C und 80 °C innerhalb einer Zeitspanne von 3 bis 24 Stunden. Die DS Werte können im genannten Bereich von 0,15 bis 1,23 mit hoher Genauigkeit über die Mengen an beispielsweise Essigsäureanhydrid reproduzierbar eingestellt werden (vgl. Tab. 1).The Reaction temperatures are between 40 ° C and 80 ° C within a period of time from 3 to 24 hours. The DS values may be in the range of 0.15 to 1.23 with high accuracy over the amounts of, for example acetic anhydride be set reproducibly (see Table 1).
Die erfindungsgemäß hergestellten Proben weisen den gleichen durchschnittlichen Polymerisationsgrad wie die Ausgangsstärken auf. Dieser ist unabhängig von der Reaktionszeit der Umsetzung mit dem Acetylierungsgemisch (vgl. Tab. 2).The produced according to the invention Samples have the same average degree of polymerization like the initial strengths on. This one is independent from the reaction time of the reaction with the acetylation mixture (see Table 2).
Hinsichtlich der Ausgangsstärke können Produkte mit unterschiedlichen Molmassen eingesetzt werden, wobei insbesondere Stärkeacetate im Bereich der Molmasse (Mw) von 50.000 g/mol bis 1.000.000 g/mol umgesetzt werden. Die Molmasse kann vor der eigentlichen Reaktion in an sich bekannter Weise durch enzymatische oder säurehydrolytische Depolymerization eingestellt werden. Die Einstellung der Molmasse erfolgt beispielsweise mittels α-Amylasen aus Schweinepankreas, wobei als Ausgangsstärken alle nativen Stärken vorzugsweise Amioca- (vgl. Tab. 3) und Wachsmais-Stärke (vgl. Tab. 4) dienen können.Regarding the output strength can Products with different molecular weights are used, wherein especially starch acetates in the range of molecular weight (Mw) of 50,000 g / mol to 1,000,000 g / mol implemented become. The molecular weight can be before the actual reaction in itself known manner by enzymatic or acid-hydrolysis depolymerization be set. The adjustment of the molecular weight is carried out, for example by means of α-amylases from porcine pancreas, using as starting starches all native starches preferably Amioca (see Table 3) and waxy maize starch (see Table 4) can serve.
Die
Substituentenverteilung der erfindungsgemäßen Stärkeacetate konnte mittels 1H-NMR-Spektroskopie
nach Perpropionylierung detailliert erforscht werden (siehe
13C-NMR-spektroskopische Untersuchungen belegen
ebenfalls den hohen Grad der C-2 Selektivität der erfindungsgemäßen Reaktion,
was exemplarisch in
Die
Lagerstabilität
von 6 %igen Lösungen
der erfindungsgemäßen Stärkeacetate
in Wasser (dest., steril) mit 0,1 M Natriumnitrat und 200 ppm NaN3 konnte über
30 Wochen mittels kombinierter Anlage aus Größenausschlußchromatographie, Vielwinkellaserlichtstreuung
und Konzentrationsdetektor (
Ein
starker Abbau der Molmasse wird für Stärkeacetate mit statistischer
Verteilung der Acetylgruppen gefunden (
Die Erfindung soll nachstehend anhand von Zeichnungen und Ausführungsbeispielen näher erläutert werden, ohne den Schutzumfang des Patents auf diese zu beschränken.The Invention will be described below with reference to drawings and embodiments be explained in more detail, without limiting the scope of the patent to them.
Es zeigen:It demonstrate:
Tab. 1: Substitutionsgrad und Molmasse von Stärkeacetat, hergestellt durch homogene Umsetzung von Stärke mit definierter Molmasse mit Imidazol und Essigsäureanhydrid (EA)Tab. 1: Substitution degree and molecular weight of starch acetate, prepared by homogeneous conversion of starch with defined molecular weight with imidazole and acetic anhydride (EA)
Tab.2: Substitutionsgrad und Molekulargewicht eines erfindungsgemäßem Stärkeacetats (Probe B5; Mw 265.000 g/mol)Table 2: Degree of substitution and molecular weight of a starch acetate according to the invention (Sample B5; Mw 265,000 g / mol)
Tab. 3: Bedingungen und Ergebnisse des enzymatischen Abbaus von Amioca-StärkeTab. 3: Conditions and results of the enzymatic degradation of amioca starch
Tab. 4: Bedingungen und Ergebnisse des enzymatischen Abbaus von Wachsmais-StärkeTab. 4: conditions and results of the enzymatic degradation of waxy maize starch
Beispiel 1: Example 1:
Prüfung der Hydrolysestabilität eines erfindungsgemäßen Stärkeacetats (Mw = 153 000 g/mol)Testing the hydrolytic stability of a starch acetate according to the invention (M w = 153 000 g / mol)
Das
Stärkeacetat
A7 (Tab. 1), DS = 0,84, 0-2-Selektivität der Acetylierung > 85%, Mw =
153.000 g/mol, wurde in Wasser (dest., steril) mit 0,1 M Natriumnitrat
und 200 ppm NaN3 zu einer 6 %igen Lösung aufgelöst und 30
Wochen mittels kombinierter Anlage aus Größenausschlußchromatographie, Vielwinkellaserlichtstreuung
und Konzentrationsdetektor und NMR Spektroskopie beurteilt. Innerhalb
dieses Zeitraums wurde kein Molmassenunterschied ermittelt (siehe
Beispiel 2:Example 2:
Prüfung der Hydrolysestabilität eines erfindungsgemäßen Stärkeacetats (Mw = 392.000 g/mol)Testing the hydrolytic stability of a starch acetate according to the invention (M w = 392,000 g / mol)
Das
Stärkeacetat
A4 (Tab. 1), DS = 0,85, 0-2-Selektivität der Acetylierung > 85 %, Mw =
392.000 g/mol, wurde in Wasser (dest., steril) mit 0,1 M Natriumnitrat
und 200 ppm NaN3 zu einer 6 %igen Lösung aufgelöst und 30
Wochen mittels kombinierter Anlage aus Größenausschlußchromatographie, Vielwinkellaserlichtstreuung
und Konzentrationsdetektor beurteilt. Innerhalb dieses Zeitraums
wurde kein Molmassenunterschied ermittelt (siehe
Beispiel 3:Example 3:
Prüfung der Hydrolysestabilität eines erfindungsgemäßen Stärkeacetats (Mw = 265.000 g/mol)Testing the hydrolytic stability of a starch acetate according to the invention (M w = 265,000 g / mol)
Das
Stärkeacetat
A3 (Tab. 1), DS = 0,64, 0-2-Selektivität der Acetylierung > 85 %, Mw =
265.000 g/mol, wurde in Wasser (dest., steril) mit 0,1 M Natriumnitrat
und 200 ppm NaN3 zu einer 6 %igen Lösung aufgelöst und 30
Wochen mittels kombinierter Anlage aus Größenausschlußchromatographie, Vielwinkellaserlichtstreuung
und Konzentrationsdetektor beurteilt. Innerhalb dieses Zeitraums
wurde kein Molmassenabbau ermittelt (siehe
Beispiel 4 (Vergleichsbeispiel):Example 4 (comparative example)
Prüfung der Hydrolysestabilität eines statistisch funktionalisierten StärkeacetatsExamination of hydrolytic stability a statistically functionalized starch acetate
Ein
Stärkeacetat
(Ausgangsstärke
Hylon VII), DS = 0,5, keine 0-2-Selektivität, Mw =
2.283.000 g/mol, wurde in Wasser (dest., steril) mit 0,1 M Natriumnitrat
und 200 ppm NaN3 zu einer 6 %igen Lösung aufgelöst und 30
Wochen mittels kombinierter Anlage aus Größenausschlußchromatographie, Vielwinkellaserlichtstreuung
und Konzentrationsdetektor beurteilt. Innerhalb dieses Zeitraums
wurde ein signifikanter Molmassenunterschied von ca. 60 % ermittelt
(siehe
Im Gegensatz dazu ergibt ein erfindungsgemäßes Stärkeacetat (Mw = 426.000 g/mol) mit vergleichbarem DS (0,45, A11) im gleichen Zeitraum keinen Molmassenunterschied.In contrast, a starch acetate according to the invention (M w = 426,000 g / mol) with comparable DS (0.45, A11) gives no difference in molar mass in the same period of time.
Beispiel 5:Example 5:
Prüfung der Hydrolysestabilität des erfindungsgemäßen Stärkeacetats unter physiologischen BedingungenTesting the hydrolytic stability of the starch acetate according to the invention under physiological conditions
Die
Lagerstabilität
2,2 %iger Lösungen
des Stärkeacetats
A11 (Tab. 1), DS = 0,45, 0-2-Selektivität der Acetylierung > 85 %, in isotonischer
Kochsalzlösung
(steril), 0,1 M Natriumnitrat mit 200 ppm NaN3,
bzw. in Phosphatpuffer pH 7 wurde mittels Viskositätsmessung
ermittelt. Während
140 Tagen ist innerhalb der Messtoleranz keine signifikante Abnahme
der relativen Viskosität
nachweisbar (
Beispiel 6:Example 6:
Einstellung der Molmasse von Amioca StärkeAdjustment of molecular weight of Amioca strength
1.7 l Wasser (pro analysis, FLUKA) werden 1 Stunde am Rückfluss gekocht. Nach dem Abkühlen werden 60 g Amioca Stärke unter starkem Rühren vorsichtig suspendiert und wiederum 1 Stunde am Rückfluss gekocht. Diese Lösung wird bei Raumtemperatur über Nacht gerührt. Anschließend wird das System auf exakt 37± 0,1 °C temperiert. Es werden 0,5 g CaCl2 und 0,005 g Amylase zugesetzt. Nach 45 min Reaktion wird der Mischung zur thermischen Denaturierung des Enzyms 20 min auf 110 °C erhitzt. Die Proben werden dreifach filtriert. Es wird ca. 1 l Wasser im Vakuum abgezogen und die verbleibende Substanz gefriergetrocknet. Mw = 488 000 g/mol (Probe B3). Weitere nach diesem Verfahren hergestellte Stärken mit eingestellter Molmasse sind in Tab. 3 wiedergegeben.1.7 l of water (per analysis, FLUKA) are boiled for 1 hour at reflux. After cooling, 60 g Amioca starch are carefully suspended with vigorous stirring and again refluxed for 1 hour. This solution is stirred at room temperature overnight. Then the system is tempered to exactly 37 ± 0.1 ° C. There are added 0.5 g of CaCl 2 and 0.005 g of amylase. After a reaction of 45 minutes, the mixture is heated to 110 ° C. for 20 minutes to thermally denature the enzyme. The samples are filtered in triplicate. About 1 liter of water is removed under reduced pressure and the remaining substance is freeze-dried. Mw = 488,000 g / mol (sample B3). Other starches with a set molecular weight prepared by this process are shown in Table 3.
Beispiel 7:Example 7:
Einstellung des Molekulargewichts von WachsmeisstärkeAdjustment of the molecular weight of waxy cornstarch
1.7 l Wasser (pro analysis, FLUKA) werden 1 h am Rückfluss gekocht. Nach Abkühlen werden 60 g Wachsmaisstärke unter starkem Rühren vorsichtig suspendiert und wiederum 1 Stunde am Rückfluss gekocht. Diese Lösung wird bei Raumtemperatur über Nacht gerührt. Anschließend wird das System auf exakt 37 °C temperiert. Es werden 0.5 g CaCl2 und 0.005 g Amylase zugesetzt. Nach 90 min Reaktion wird der Ansatz mit 5 ml konzentrierter HCl versetzt und anschließend mit 1 N NaOH neutralisiert. Die Proben werden filtriert, dialysiert und gefriergetrocknet.1.7 l of water (per analysis, FLUKA) are boiled for 1 h at reflux. After cooling, 60 g of waxy maize starch are carefully suspended with vigorous stirring and again boiled for 1 hour at reflux. This solution is stirred at room temperature overnight. Then the system is tempered to exactly 37 ° C. 0.5 g of CaCl 2 and 0.005 g of amylase are added. After 90 minutes of reaction, the batch is treated with 5 ml of concentrated HCl and then neutralized with 1 N NaOH. The samples are filtered, dialyzed and freeze-dried.
Mw = 427 000 g/mol (Probe C5). Weitere nach diesem Verfahren hergestellte Proben mit eingestellter Molmasse sind in Tab. 4 zusammengestellt.mw = 427,000 g / mol (sample C5). Further produced by this method Samples with a set molar mass are listed in Tab.
Beispiel 8:Example 8:
Herstellung eines Stärkeacetatsmanufacturing of a starch acetate
10 g abgebaute Stärke (B7, Mw 153.000 g/mol) werden in 60 ml DMSO gelöst. Zur klaren Lösung werden 3,36 g Imidazol (0,8 mol/AGU) und 2,32 ml (0,4 mol/AGU) Essigsäureanhydrid gegeben. Nach 4 h bei 60 °C und 16 h bei Raumtemperatur wird das Produkt in 300 ml Isopropanol gefällt und sofort mit 200 ml Isopropanol gewaschen. Die Probe wird in Wasser aufgenommen und gefriergetrocknet.10 g degraded starch (B7, Mw 153,000 g / mol) are dissolved in 60 ml of DMSO. To become a clear solution 3.36 g imidazole (0.8 mol / AGU) and 2.32 ml (0.4 mol / AGU) acetic anhydride given. After 4 h at 60 ° C and 16 h at room temperature, the product is dissolved in 300 ml of isopropanol like and immediately washed with 200 ml of isopropanol. The sample is in water taken up and freeze-dried.
Analytik: Die Strukturanalytik erfolgte mittels 13C-NMR-Spektroskopie. Die Spektren belegen sowohl die selektive Acetylierung in Position 2 als auch die Reinheit der Stärkeacetate. Es wird kein Hinweis auf eine Verunreinigung mit Imidazol oder mit freier Essigsäure bzw. deren Derivaten gefunden. Der DS der Stärkeacetate wird mittels 1H-NMR Spektroskopie nach Perpropionylierung (vgl. Beispiel 12) bestimmt. DS = 0,43.Analysis: The structure analysis was carried out by 13 C NMR spectroscopy. The spectra show both the selective acetylation in position 2 and the purity of the starch acetate. There is no evidence of contamination with imidazole or with free acetic acid or its derivatives. The DS of the starch acetates is determined by means of 1 H NMR spectroscopy after perpropionylation (see Example 12). DS = 0.43.
Beispiel 9:Example 9:
Herstellung eines Stärkeacetatsmanufacturing of a starch acetate
10 g abgebaute Stärke (B7, Mw 153.000 g/mol) werden in 75 ml DMSO gelöst. Zur klaren Lösung werden 6,72 g Imidazol (1,6 mol/AGU) und 4,64 ml (0,8 mol/AGU) Essigsäureanhydrid gegeben. Nach 4 h bei 60 °C und 16 h bei Raumtemperatur wird das Produkt in 300 ml Isopropanol gefällt und sofort mit 200 ml Isopropanol gewaschen. Die Probe wird in Wasser aufgenommen und gefriergetrocknet. DS = 0,80 (Analytik siehe Beispiel 7).10 g degraded starch (B7, Mw 153,000 g / mol) are dissolved in 75 ml of DMSO. To become a clear solution 6.72 g imidazole (1.6 mol / AGU) and 4.64 ml (0.8 mol / AGU) acetic anhydride given. After 4 h at 60 ° C and 16 h at room temperature, the product is dissolved in 300 ml of isopropanol like and immediately washed with 200 ml of isopropanol. The sample is in water taken up and freeze-dried. DS = 0.80 (analytics see example 7).
Beispiel 10:Example 10:
Herstellung eines Stärkeacetatsmanufacturing of a starch acetate
10 g abgebaute Stärke (C1, Mw 156.000 g/mol) werden in 60 ml DMSO gelöst. Zur klaren Lösung werden 3,36 g Imidazol (0,8 mol/AGU) und 2,32 ml (0,4 mol/AGU) Essigsäureanhydrid gegeben. Nach 4 h bei 60 °C und 16 h bei Raumtemperatur wird das Produkt in 300 ml Isopropanol gefällt und sofort mit 200 ml Isopropanol gewaschen. Die Probe wird in Wasser aufgenommen und gefriergetrocknet. DS = 0,43 (Analytik siehe Beispiel 7).10 g degraded starch (C1, Mw 156,000 g / mol) are dissolved in 60 ml of DMSO. To become a clear solution 3.36 g imidazole (0.8 mol / AGU) and 2.32 ml (0.4 mol / AGU) acetic anhydride given. After 4 h at 60 ° C and 16 h at room temperature, the product is dissolved in 300 ml of isopropanol like and immediately washed with 200 ml of isopropanol. The sample is in water taken up and freeze-dried. DS = 0.43 (analytics see example 7).
Beispiel 11:Example 11:
Herstellung eines Stärkeacetatsmanufacturing of a starch acetate
10 g abgebaute Stärke (C4, Mw 347.000 g/mol) werden in 75 ml DMSO gelöst. Zur klaren Lösung werden 6,72 g Imidazol (1,6 mol/AGU) und 4,64 ml (0,8 mol/AGU) Essigsäureanhydrid gegeben. Nach 4 h bei 60 °C und 16 h bei Raumtemperatur wird das Produkt in 300 ml Isopropanol gefällt und sofort mit 200 ml Isopropanol gewaschen. Die Probe wird in Wasser aufgenommen und gefriergetrocknet. DS = 0,81 (Analytik siehe Beispiel 7).10 g degraded starch (C4, Mw 347,000 g / mol) are dissolved in 75 ml of DMSO. To become a clear solution 6.72 g imidazole (1.6 mol / AGU) and 4.64 ml (0.8 mol / AGU) acetic anhydride given. After 4 h at 60 ° C and 16 h at room temperature, the product is dissolved in 300 ml of isopropanol like and immediately washed with 200 ml of isopropanol. The sample is in water taken up and freeze-dried. DS = 0.81 (analytics see example 7).
Beispiel 12:Example 12:
Perpropionylierung eines Stärkeacetats zur 1H-NMR spektroskopischen UntersuchungPerpropionylation of a starch acetate for 1 H NMR spectroscopic analysis
0,3 g des Stärkeacetats werden in 5 ml Pyridin gelöst. Die Lösung wird mit 5 ml Propionsäureanhydrid versetzt und auf 80 °C erwärmt. Nach 16 Stunden kann das perpropionylierte Stärkeacetat durch Fällung in 100 ml Ethanol isoliert werden. Die Reinigung erfolgt durch Lösen des Produktes in 15 ml Chloroform und erneutes Fällen in 100 ml Ethanol, Waschen mit Ethanol und Trocknen im Vakuum bei 60 °C. Die 1H-NMR Spektren werden in CDCl3 mit 16 Scans aufgenommen.0.3 g of the starch acetate are dissolved in 5 ml of pyridine. The solution is mixed with 5 ml of propionic anhydride and heated to 80 ° C. After 16 hours, the perpropionylated starch acetate can be isolated by precipitation in 100 ml of ethanol. The purification is carried out by dissolving the product in 15 ml of chloroform and re-precipitating in 100 ml of ethanol, washing with ethanol and drying in vacuo at 60 ° C. The 1 H NMR spectra are recorded in CDCl 3 with 16 scans.
Tabelle
1: Substitutionsgrad (DS) und Molmasse (Mw) von Stärkeacetat
hergestellt durch homogene Umsetzung von Stärke einer definierten Molmasse
mit Imidazol und Essigsäureanhydrid
(EA) 
Tabelle
2: Substitutionsgrad (DS) und Molmasse (Mw) von erfindungsgemäß hergestellten
Stärkeacetat
(Probe B5; Mw 265.000 g/mol) 
Tabelle
3: Bedingungen und Ergebnisse des enzymatischen Abbaus von Amioca-Stärke 
Tabelle
4: Bedingungen und Ergebnisse des enzymatischen Abbaus von Wachsmais-Stärke. 
Claims (7)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102004024241A DE102004024241A1 (en) | 2004-05-12 | 2004-05-12 | Water-soluble starch acetate useful in biomedical, pharmaceutical and food applications, especially as a blood plasma expander |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102004024241A DE102004024241A1 (en) | 2004-05-12 | 2004-05-12 | Water-soluble starch acetate useful in biomedical, pharmaceutical and food applications, especially as a blood plasma expander |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE102004024241A1 true DE102004024241A1 (en) | 2005-12-08 |
Family
ID=35336059
Family Applications (1)
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| DE102004024241A Withdrawn DE102004024241A1 (en) | 2004-05-12 | 2004-05-12 | Water-soluble starch acetate useful in biomedical, pharmaceutical and food applications, especially as a blood plasma expander |
Country Status (1)
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102009022805A1 (en) * | 2009-05-27 | 2010-12-02 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Process for the preparation of polysaccharide esters or polysaccharide mixed esters |
-
2004
- 2004-05-12 DE DE102004024241A patent/DE102004024241A1/en not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102009022805A1 (en) * | 2009-05-27 | 2010-12-02 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Process for the preparation of polysaccharide esters or polysaccharide mixed esters |
| DE102009022805B4 (en) * | 2009-05-27 | 2013-04-25 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Process for the preparation of polysaccharide esters or polysaccharide mixed esters |
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