DE10218761B4

DE10218761B4 - Regioselektive Ester der Amylose, Verfahren zu deren Herstellung und Verwendung

Info

Publication number: DE10218761B4
Application number: DE2002118761
Authority: DE
Inventors: Alexander Richter; Wolfgang Dr. Wagenknecht
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 2002-04-28
Filing date: 2002-04-28
Publication date: 2007-12-13
Anticipated expiration: 2022-04-29
Also published as: DE10218761A1

Abstract

Regioselektiv substituiertes Amylosederivat, gekennzeichnet durch eine Acylveresterung der OH-Gruppe in Position O-6 der Anhydroglucoseeinheiten mit einem partiellen Substitutionsgrad DS_Acyl von 85% bis 100%, bezogen auf den Gesamtsubstitutionsgrad an Acylgruppen, und/oder durch eine einheitliche Sulfatierung der OH-Gruppe in Position O-2 der Anhydroglucoseeinheiten mit einem partiellen Substitutionsgrad DS_Sulfat von 85% bis 100%, bezogen auf den Gesamtsubstitutionsgrad an mit dem hierfür verwendeten Veresterungsreagens veresterten Guppen.

Description

Die Erfindung betrifft regioselektive Ester der Amylose, ein Verfahren für die homogene Synthese regioselektiver Ester der Amylose und deren Verwendung. Durch das Verfahren ist es möglich, 6-O-Amyloseacylate und 2-O-Amylosesulfate, mit einer hohen Regioselektivität in den entsprechenden Positionen der Anhydroglukoseeinheit (AGU) zu erhalten. Derartige regioselektive Derivate unterscheiden sich in Ihren Eigenschaften deutlich von Produkten mit einem uneinheitlichen Substitutionsmuster innerhalb der AGU und entlang der Polymerkette.
Es ist bekannt, daß bei technischen Verfahren zur Veresterung von Amylose in heterogener Phase Produkte entstehen, die eine uneinheitliche Verteilung der Substituenten innerhalb der AGU und entlang der Polymerkette besitzen.
Die Zugänglichkeit der Reagenzien zu den Hydroxylgruppen der AGU und damit der Ort der Substituierung bei homogener Reaktion wird hauptsächlich von räumlichen (sterischen) und elektronischen Einflüssen der AGU bestimmt. Die im Vergleich frei beweglichen und gut zugänglichen Hydroxylgruppen in Position O-6 der AGU können von sterisch anspruchsvollen Reagenzien substituiert werden. Die Hydroxylgruppen in Position O-2 und O-3 der AGU werden dagegen von sterisch anspruchsvollen Reagenzien kaum substituiert. Die Position O-2 der AGU unterliegt darüber hinaus elektronischen Einflüssen der benachbarten glycosidischen Bindung. Die Unterschiede in der Zugänglichkeit der Reagenzien zu den Hydroxylgruppen der AGU können ausgenutzt werden, um mit sterisch anspruchsvollen Gruppen die Position O-6 der AGU zu schützen. Die leicht abspaltbaren Schutzgruppen verhindern weitere ungewollte Umsetzungen an der geschützten Position der AGU. Solche Schutzgruppen sind z.B. Triphenylmethyl-, Thexylsilyl- oder tert-Butyldimethylsilylgruppen. Problematisch für potentielle medizinische Anwendungen können die in der Polymermatrix verbleibenden Spaltprodukte solcher Schutzgruppen Herkömmliche heterogene Verfahren zur Veresterung von Amylose und Stärke werden in organischen Lösungsmitteln durchgeführt und sind katalysiert durch Zusätze von Alkalihydroxiden (US Patente 3,673,171, 1972; 3,765,419, 1973; 5,703,226, 1997; 5,714,601, 1998). Aufgrund der eingeschränkten Zugänglichkeit der Reagenzien zu dem eingesetzten Amylosematerial führen heterogene Reaktionen zu unregelmäßig substituierten/umgesetzten Produkten. Unregelmäßige Verteilungen der Substituenten innerhalb der AGU und entlang der Kette sind allgemein als nachteilig für bestimmte Produkteigenschaften erkannt worden.
In der DE 199 51 734 A1 ist ein Verfahren zum Herstellen von Stärke beschrieben, bei der die OH-Gruppe in O-2-Position der Anhydroglucoseeinheit selektiv mit einer Acetylgruppe verestert ist. Dabei gelingt die Umsetzung mit z.B. Vinylacetat oder Trichlorethylacetat in Gegenwart eines Enzyms mit Protease-Aktivität, insbesondere Proteinase N aus Bacillus subtilis, oder eines Salzes wie Na₂HPO₄, Na₂CO₃ oder K₂CO₃. Aus den Beispielen dieser Patentanmeldung lässt sich jedoch entnehmen, dass bei Temperaturen oberhalb von ca. 25°C auch eine chemische, statistische Veresterung auftritt, und dass ein gewünschter Substitutionsgrad nur bei Überschuss an Veresterungsreagens zu erreichen ist, wobei die Reaktionskinetik eine Rolle spielt, so dass es relativ schwierig ist, mit dem Verfahren ohne großangelegte Testreihen ein spezifisches Produkt herzustellen, für das die Beschreibung keine Beispiele angibt.
In Polymer News, 1996, Vol. 21, 155-161 wird berichtet, dass regioselektiv substituierte Cellulosen u.a. über triacetylierte Cellulose erhältlich sind, die mit einem Substitutionsgrad von insgesamt 2,9 im Handel erhältlich ist. In einem ternären System, bestehend aus DMSO, Wasser und einem geeigneten Amin, konnte eine "ziemlich regioselektive" Deacetylierung erreicht werden, wobei nach 4 Stunden Umsetzung mit Hexamethylendiamin eine Deacetylierung an der OH-Gruppe in O-2 Position von 35% und an der OH-Gruppe in O-3 Position von 25% beobachtet wurde, während die Veresterung der OH-Gruppe in C-6 Stellung intakt blieb. Nach 14 Stunden war die Deacetylierung in den O-2- und O-3 Positionen auf 80% bzw. 55% vorangeschritten; allerdings war auch die O-6 Position zu diesem Zeitpunkt bereits zu 15% angegriffen. Ähnliche Ergebnisse ergaben sich auch für andere Amine als Katalysator. Ein Teil der Autoren dieser Studie beschreiben in Acta Polymer. 48, 277-297 (1997) die Umsetzung solcher deacetylierter Cellulosen mit einem Sulfatierungsmittel. Die Sulfatierung lässt sich einfach bewirken und erfolgt an allen freien OH-Gruppen. Sie erhielten demnach Sulfate mit einer Verteilung der Sulfatgruppen an C-2 und C-3 von grob 2/3 zu 1/3, wobei bei höheren Sulfatierungsgraden (ausgehend von stärker deacetylierter Cellulose) dementsprechend auch die OH-Gruppe in C-6 Position anteilig sulfatiert wurde.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, den Zugang zu regioselektiv an der Position O-6 der AGU acylierter Amylose zu ermöglichen. Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, regioselektiv an der Position O-2 der AGU sulfatierte Amylose bereitzustellen.
Gegenstand der Erfindung sind Amylosen, die regioselektiv in O-6 Position acyliert sind, wobei der Acylierungsgrad in dieser Position 85% bis 100%, bevorzugt mindestens 90% und ganz besonders bevorzugt mindestens 95%, bezogen auf den Gesamtacylierungsgrad, beträgt. Der Gesamtacylierungsgrad (DS_Acetat) sollte im Bereich von 0,1 bis 1,15, bevorzugt von 0,9 bis 1,1 liegen. Gegenstand der Erfindung sind weiterhin Amylosen, die regioselektiv in O-2 Position sulfatiert sind, wobei der Substitutionsgrad in dieser Position 85% bis 100%, bevorzugt 90% und ganz besonders bevorzugt 95%, bezogen auf den Gesamtsubstitutionsgrad, beträgt. Vorzugsweise liegt der Gesamtsubstitutionsgrad (DS_Sulfat) bei 0,4 bis 1,17.
Außerdem sind Gegenstand der Erfindung Verfahren, mit denen sich diese Amyloseester erhalten lassen.
Erfindungsgemäß können die regioselektiv an den Positionen O-2 oder O-6 der AGU substituierten Amyloseester an den freien, nicht substituierten Hydroxylgruppen der AGU mit anderen funktionellen Gruppen substituiert sein, die nicht mit den jeweiligen Estergruppen an O-6 (Acylatgruppen) bzw. O-2 (Sulfatgruppen) identisch sind. Dies muß aber nicht der Fall sein.
Überraschenderweise hat sich herausgestellt, dass es möglich ist, Amylose-Triacylate mit einem ähnlichen wie dem oben für Cellulose-Triacetat beschriebenen Verfahren zu deacylieren, wobei diese Deacylierung wesentlich selektiver erfolgt als die Deacetylierung von Cellulose, so dass ausgeprägt regioselektiv an der Position O-6 der AGU acylierte Amylose synthetisiert werden kann. Weiterhin lassen sich so erhaltene regioselektiv acylierte Amylosen als Ausgangsverbindung für weitere Ester-Derivate nutzen, wobei die Acetatgruppen als Schutzgruppe für weitere Reaktionen (z.B. Sulfatierung) dient und damit die Verwendung von physiologisch bedenklichen Schutzgruppen vermieden wird. Erstaunlicherweise wurde dabei festgestellt, dass eine Sulfatierung der erfindungsgemäß gewonnenen, O-6 Stellung acylierten Amylosen zu ausschließlich in O-2-Stellung sulfatierten Produkten führt, während Celluloseacetate, wie oben erwähnt, in O-2 und in O-3 Position sulfatiert werden. Dies sollte im Prinzip für alle Umsetzungen gelten, die im sauren oder neutralen pH-Bereich ablaufen.
Der erfindungsgemäße, regioselektiv in O-6-Position acylierte Amyloseester lässt sich in gut geeigneter Weise aus käuflichen oder wie in Beispiel 1 gezeigt hergestellten Amyloseacylaten herstellen. Gut geeignet sind Acylate mit z.B. 1 bis 5 C-Atomen im Säurerest. Besonders geeignet ist Amylosetriacetat, wobei man deacetylierte Amyloseacetate erhält. Der Substitutionsgrad (DS_{Acylat, insbes. Acetat}) des Ausgangsprodukts ist vorzugsweise möglichst hoch; d.h. er beträgt im Idealfall 3,0 und liegt in geeigneter Weise nicht unter 2,9, vorzugsweise nicht unter 2,95. Das Amylosetriacylat, insbesondere Amylosetriacetat wird in einem geeigneten Solvens gelöst. Hierfür eignen sich vor allem stark polare, vorzugsweise aprotische Lösungsmittel wie DMSO (Dimethylsulfoxid). Die Lösung kann günstigerweise etwa 2-10 Gew.-%, insbesondere 4-6 Gew.-% Amylosetriacylat enthalten. Für die partielle Deacylierung, also die Deacylierung der O-2 und O-3 Positionen, wird ein Gemisch aus einem geeigneten Amin, z.B. einem Alkylendiamin oder einem aliphatischen Mono- oder Dialkylamin wie Dimethylamin oder n-Hexylamin, und Wasser verwendet. Alkylendiamine sind bevorzugt. Man arbeitet vorzugsweise mit einem Aminanteil nahe dem äquimolaren Bereich, d.h. man setzt etwa 2,0-2,5, vorzugsweise etwa 2,2 mol Amin pro Anhydroglucoseeinheit zu. Wasser wird in einem etwa 10-fachen Überschuss zum Amin eingesetzt. Ein beispielhaftes, gut geeignetes Mischungsverhältnis der genannten Komponenten ist etwa 1 : 2,2 : 22 (bezogen auf die Stoffmenge der AGU). Die Deacylierung kann üblicherweise zwischen 60-90°C, vorzugsweise bei 80°C stattfinden; diese Werte sind jedoch nicht zwingend einzuhalten.
Die Einstellung des DS_{Acylat bzw. Acetat} und des partiellen DS_{Acylat bzw. Acetat} an Position O-6 erfolgt kinetisch. Die Reaktionszeiten liegen in Abhängigkeit des verwendeten Amins günstigerweise zwischen 10 – 75 h. Die Abtrennung des Produktes erfolgt durch Zugabe einer Säure, vorzugsweise von Eisessig (z.B. ca. 20% des Reaktionsvolumens) und Fällung des Produktes in einem geeigneten Fällmittel, beispielsweise einem Alkylalkohol wie iso-Propanol, wobei dessen Volumen günstigerweise ein Mehrfaches des Reaktionsvolumens beträgt, vorzugsweise mindestens das Dreifache. Die Wäsche des Produkts kann ebenfalls mit dem Fällmittel erfolgen. (Für eine Kontrolle der Wäsche kann ggf. z.B. eine Stickstoffbestimmung mittels Elementaranalyse an den getrockneten Proben vorgenommen werden.) Die verwendeten Lösungsmittel können destillativ getrennt und dem Reaktionsprozeß wieder zugeführt werden. Zur Bestimmung des DS_{Acylat bzw. Acetat} und des partiellen DS_{Acylat bzw. Acetat} an Position O-6 wurde für die Zwecke der vorliegenden Erfindung die hochaufgelöste ¹³C-NMR Spektroskopie an Lösungen der Amyloseacetate in d₆-DMSO verwendet.
Der erfindungsgemäße, regioselektiv in 2-O Position sulfatierte Amyloseester kann in geeigneter Weise durch chemische Umsetzung von 6-O-Amyloseacylat, insbesondere von 6-O-Amyloseacetat, mit einem geeigneten Sulfatierungsmittel hergestellt werden. Der Substitutionsgrad (DS_Acetat) des eingesetzten Amyloseacylats, insbesondere Amyloseacetats, liegt günstigerweise bei etwa 0,9-1,4. Als Lösungsmittel geeignet ist ein polares, wasserfreies Lösungsmittel, beispielsweise DMF (Dimethylformamid), DMSO, DMA (Dimethylacetamid) oder NMP (N-Methylpyrrolidinon). Die Lösung kann günstigerweise etwa 2-10 Gew.-%, insbesondere 4-6 Gew.-% Amyloseacylat enthalten. Die Reaktion sollte unter Feuchtigkeitsausschluß erfolgen. Als Sulfatierungsmittel eignet sich insbesondere Amidoschwefelsäure, doch sind auch andere gängige Sulfatierungsmittel geeignet, beispielsweise Schwefeltrioxid als SO₃/DMF-Komplex oder als SO₃/Pyridin-Komplex oder Chlorsulfonsäure. Zur Sulfatierung werden günstigerweise zwischen 1 bis 3 mol Sulfatierungsmittel pro mol an freien Hydroxylgruppen in der AGU der Amyloseacetate eingesetzt. Vorzugsweise wird ein molares Mengenverhältnis von etwa 1 : 2 verwendet (bezogen auf die freien Hydroxylgruppen der eingesetzten Amyloseacetate). Die Reaktionsbedingungen der Sulfatierung liegen günstigerweise bei etwa 2-6 h, vorzugsweise bei etwa 4 h und bei erhöhten Temperaturen, beispielsweise etwa 60-90°C und insbesondere etwa 80°C. Aus dem Reaktionsgemisch kann der Mischester ausgefällt werden. Beispielsweise erfolgt das Ausfällen mit Hilfe einer alkoholischen Base, wobei unter den basischen Bedingungen des Fällbades die Acylgruppen bereits verseift werden, so daß man den reinen Ester isolieren kann. Bei Bedarf kann eine solche Verseifung natürlich auch unterbleiben. Geeignet für die Verseifung und gleichzeitig Isolierung des verseiften Produkts sind beispielsweise 5-20 Gew.-%, insbesondere etwa 10 Gew-% einer Base wie Natriumhydroxid in einem Alkylalkohol wie Ethanol. Das Volumen der alkoholischen Base beträgt günstigerweise ein Mehrfaches des Reaktionsvolumens und vorzugsweise mindestens das Dreifache des Reaktionsvolumens. Dabei fällt das sulfatierte Produkt in Form seines Natriumsalzes aus. Nach Filtration des gefällten Produktes kann der Filterkuchen in einem geeigneten Lösungsmittel, beispielsweise in destilliertem Wasser, gelöst und dialysiert werden, wobei sich ein Dialyseschlauch mit 20 kD Ausschlussgrenze anbietet. Die Dialyse ist in der Regel nach 2-4 d beendet. Das gelöste 2-O-Amylosesulfat kann durch Gefriertrocknung oder Fällung in Alkoholen isoliert werden. Die verwendeten Lösungsmittel können destillativ getrennt und dem Reaktionsprozeß wieder zugeführt werden. Zur Bestimmung des DS_Sulfat und des partiellen DS_Sulfat an Position O-2, O-3 und O-6 wurde für die Zwecke der vorliegenden Erfindung die hochaufgelöste ¹³C-NMR Spektroskopie an Lösungen der Amylosesulfate in D₂O verwendet.
Nachstehend soll die Erfindung anhand von Beispielen näher erläutert werden.
Beispiel 1
Herstellung von triacetylierter Amylose
Zur Aktivierung vor der Reaktion wurden 25 g Amylose [isoliert mit Butanol aus Kartoffelstärke, enthält noch ca. 10% Butanol, Amyloseanteil bei ca. 90% (DP ≈ 13000), 10% Amylopektin (DP 37000)] in 800 ml VE-Wasser 6 h am Rückfluß erhitzt. Die teilgelöste Amylose/Wasser Mischung wurde zum Abkühlen in ein Becherglas gegeben und bis zu 72 h stehen gelassen. Zu der nach dem Abkühlen teilweise als Gel vorliegende Amylose wurden 500 ml ⁱPrOH zugesetzt. Durch Filtration wurde die Amylose abgetrennt und in 1 l ⁱPrOH gegeben. Nach etwa 1 d ist das ⁱPrOH unter vermindertem Druck (70-100 mbar) bei ca. 40°C am Rotationsverdampfer abgetrennt worden. Die aktivierte Amylose wies, je nach Trocknungszeit, Feuchtigkeitsgehalte zwischen 5% und 15% auf. Es hat sich als günstig erwiesen, Amylose mit einem Feuchtigkeitsgehalt von 10% weiter umzusetzen.
20 g der aktivierten Amylose wurden in 330 g Acetanhydrid gegeben und 3-4 min mit einem Ultraturrax homogenisiert. In die auf 90°C erhitzte Mischung wurden 2,1 g Tetraethylammoniumbromid gegeben. Nach 15 min wurden vorsichtig 20 g einer Lösung aus 50%igen KOH/Wasser (w/w) zugetropft. Die daraufhin einsetzende Reaktion ist exotherm und kann verzögert einsetzen.
Die Mischung wird bis zu 24 h bei 90°C gerührt. Nach bereits ca. 6 h löst sich die partiell acetylierte Amylose in der Reaktionsmischung auf. Nach dem Ende der Reaktion erhält man eine viskose, durchscheinende, leicht gelbliche Lösung, die in warmen Leitungswasser ausgefällt wird. Das entstehende Reaktionsprodukt ist weiß und bildet größere Aggregate, die die Reinigung des Produktes stören können. Durch den Einsatz des Ultraturrax wurden die Aggregate zerkleinert. Das Produkt wurde mehrfach mit Wasser gewaschen und unter vermindertem Druck getrocknet.
Beispiel 2
10 g Amylosetriacetat (DS_Acetat = 3,0) wurden in 250 ml DMSO bei 80°C und Rühren gelöst. Von dieser Lösung wurden ca. 50 ml DMSO unter vermindertem Druck (20 < p < 30 mbar) destillativ abgetrennt. Nach Beendigung der Destillation wurden unter Stickstoffatmosphäre und intensivem Rühren zu der viskosen, klaren, leicht gelblichen Lösung 9,5 g 1,2-Cyclohexyldiamin gelöst in 13,7 g Wasser, zugegeben. Die Reaktion wurde bei 80°C durchgeführt. Nach 75 h wurde die Reaktion durch Zugabe von Eisessig (50 ml) abgebrochen und das Produkt in iso-Propanol gefällt. Das Produkt wurde mit iso-Propanol gewaschen und getrocknet.
Man erhält 4, 5 g 6-O-Amyloseacetat mit einem DS_Acetat = 0,9 und einem partiellen Substitutionsgrad in O-6 von DS_Acetat = 0,9
Beispiel 3
10 g Amylosetriacetat (DS_Acetat = 3, 0) wurden in 200 ml DMSO bei 80°C und Rühren gelöst. Von dieser Lösung wurden ca. 50 ml DMSO unter vermindertem Druck (20 < p < 30 mbar) destillativ abgetrennt. Nach Beendigung der Destillation wurden unter Stickstoffatmosphäre und intensivem Rühren zu der viskosen, klaren, leicht gelblichen Lösung 15,2 g 1,12-Dodecylmethylendiamin, gelöst in 13,7 g Wasser und 50 ml DMSO (Lösung auf ca. 80°C erwärmt), zugegeben. Die Reaktion wurde bei 80°C durchgeführt. Nach 25 h wurde die Reaktion durch Zugabe von Eisessig (50 ml) abgebrochen und das Produkt in iso-Propanol gefällt. Das Produkt wurde mit iso-Propanol gewaschen und getrocknet.
Man erhält 6-O-Amyloseacetat mit einem DS_Acetat = 1,1 und einem partiellen Substitutionsgrad in O-6 von DS_Acetat = 0,95
Beispiel 4
10 g Amylosetriacetat (DS_Acetat = 3,0) wurden in 250 ml DMSO bei 80°C und Rühren gelöst. Von dieser Lösung wurden ca. 50 ml DMSO unter vermindertem Druck (20 < p < 30 mbar) destillativ abgetrennt. Nach Beendigung der Destillation wurden unter Stickstoffatmosphäre und intensivem Rühren zu der viskosen, klaren, leicht gelblichen Lösung 9,5 g 1,6-Hexamethylendiamin gelöst in 13,7 g Wasser, zugegeben. Die Reaktion wurde bei 80°C durchgeführt. Nach 10 h wurde die Reaktion durch Zugabe von Eisessig (50 ml) abgebrochen und das Produkt in iso-Propanol gefällt. Das Produkt wurde mit iso-Propanol gewaschen und getrocknet.
Man erhält 6-O-Amyloseacetat mit einem DS_Acetat = 1,1 und einem partiellen Substitutionsgrad in O-6 von DS_Acetat = 1
Beispiel 5
Von 250 ml DMF wurden bei 90°C und einem verminderten Druck von ca. 30 mbar 50 ml DMF destillativ abgetrennt. Das Reaktionsgefäß wurde mit Stickstoff belüftet. In das weitgehend wasserfreie DMF wurden 5 g 6-O-Amyloseacetat (DS_Acetat = 1,9; 4 h bei 105°C getrocknet), gegeben und gelöst. In 50 ml getrocknetes DMF wurde 5 g Amidoschwefelsäure gelöst bei 80°C und in die Amyloseacetat/DMF – Lösung getropft.
Nach 4 h bei 80°C wurde die Reaktion beendet. Die Lösung wurde zur vollständigen Deacetylierung und Überführung des Amylosesulfates in das Natriumsalz in 500 ml 4%iger NaOH/EtOH gegossen. Das Fällungsprodukt wurde nach ca. 60 min Rühren mittels einer Glasfritte (G4) abgetrennt. Der Filterkuchen wurde in wenig dest. Wasser gelöst. Der pH-Wert wurde, sofern zu niedrig, auf einen Wert zwischen 8 und 8,5 erhöht. Die leicht viskose wäßrige Lösung wurde in Dialyseschläuche eingefüllt und gegen dest. Wasser dialysiert. Der Dialysevorgang dauerte 48 h. Das dialysierte Produkt wurde gefriergetrocknet.
Man erhält 2-O-Amylosesulfat mit einem DS_Sulfat = 0,45 und einem partiellen Substitutionsgrad in O-2 von DS_Sulfat = 0,45
Beispiel 6
Von 250 ml DMF wurden bei 90°C und einem verminderten Druck von ca. 30 mbar 50 ml DMF destillativ abgetrennt. Das Reaktionsgefäß wurde mit Stickstoff belüftet. In das weitgehend wasserfreie DMF wurden 6 g 6-O-Amyloseacetat (DS_Acetat = 1,5; 4 h bei 105°C getrocknet), gegeben und gelöst. In 50 ml getrocknetes DMF wurde 8,7 g Amidoschwefelsäure gelöst bei 80°C und in die Amyloseacetat/DMF – Lösung getropft. Nach 4 h bei 80°C wurde die Reaktion beendet. Die Lösung wurde zur vollständigen Deacetylierung und Überführung des Amylosesulfates in das Natriumsalz in 500 ml 4%iger NaOH/EtOH gegossen. Das Fällungsprodukt wurde nach ca. 60 min Rühren mittels einer Glasfritte (G4) abgetrennt. Der Filterkuchen wurde in wenig dest. Wasser gelöst. Der pH-Wert wurde, sofern zu niedrig, auf einen Wert zwischen 8 und 8,5 erhöht. Die leicht viskose wäßrige Lösung wurde in Dialyseschläuche eingefüllt und gegen dest. Wasser dialysiert. Der Dialysevorgang dauerte 48 h. Das dialysierte Produkt wurde gefriergetrocknet.
Man erhält 2-O-Amylosesulfat mit einem DS_Sulfat = 0, 62 und einem partiellen Substitutionsgrad in O-2 von DS_Sulfat = 0, 62
Beispiel 7
Von 250 ml DMF wurden bei 90°C und einem verminderten Druck von ca. 30 mbar 50 ml DMF destillativ abgetrennt. Das Reaktionsgefäß wurde mit Stickstoff belüftet. In das weitgehend wasserfreie DMF wurden 9 g 6-O-Amyloseacetat (DS_Acetat = 1,3; 4 h bei 105°C getrocknet), gegeben. In 50 ml getrocknetes DMF sind 17,3 g Amidoschwefelsäure bei 80°C gelöst und in die Amyloseacetat/DMF – Lösung getropft worden. Nach 4 h bei 80°C wurde die Reaktion beendet. Die Lösung wurde zur vollständigen Deacetylierung und Überführung des Amylosesulfates in das Natriumsalz in 500 ml 4%iger NaOH/EtOH gegossen und gelöst. Das Fällungsprodukt wurde nach ca. 60 min Rühren mittels einer Glasfritte (G4) abgetrennt. Der Filterkuchen wurde in wenig dest. Wasser gelöst. Der pH-Wert wurde, sofern zu niedrig, auf einen Wert zwischen 8 und 8,5 erhöht. Die leicht viskose wäßrige Lösung wurde in Dialyseschläuche eingefüllt und gegen dest. Wasser dialysiert. Der Dialysevorgang dauerte 48 h. Das dialysierte Produkt wurde gefriergetrocknet.
Man erhält 2-O-Amylosesulfat mit einem DS_Sulfat = 1,14 und einem partiellen Substitutionsgrad in O-2 von DS_Sulfat = 1
Tabelle: Substitutionsgrad (DS) der in den Beispielen erhaltenen Amylosen:

Claims

Regioselektiv substituiertes Amylosederivat, gekennzeichnet durch eine Acylveresterung der OH-Gruppe in Position O-6 der Anhydroglucoseeinheiten mit einem partiellen Substitutionsgrad DS_Acyl von 85% bis 100%, bezogen auf den Gesamtsubstitutionsgrad an Acylgruppen, und/oder durch eine einheitliche Sulfatierung der OH-Gruppe in Position O-2 der Anhydroglucoseeinheiten mit einem partiellen Substitutionsgrad DS_Sulfat von 85% bis 100%, bezogen auf den Gesamtsubstitutionsgrad an mit dem hierfür verwendeten Veresterungsreagens veresterten Guppen.
Regioselektiv substituiertes Amylosederivat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Substitutionsgrad DS_Acyl oder DS_Sulfat mindestens 90%, bevorzugt mindestens 95% beträgt.
Regioselektiv substituiertes Amylosederivat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Gesamtacylierungsgrad 0,1 bis 1,1, vorzugsweise 0,9 bis 1,15 beträgt.
Regioselektiv substituiertes Amylosederivat nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die OH-Gruppe in O-6 Position mit einer Acetylgruppe verestert ist.
Regioselektiv substituiertes Amylosederivat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Gesamtveresterungsgrad an Veresterung mit dem genannten, einheitlichen Veresterungsreagens 0,4 bis 1,17 beträgt.
Regioselektiv substituertes Amylosederivat nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die übrigen OH-Gruppen unsubstituiert sind.
Verfahren zum Herstellen eines regioselektiv an Position O-6 acylierten Amylosederivates gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Amylosetriacylat mit einem Substitutionsgrad von mindestens 2,95 unter homogenen Bedingungen mit einem Amin deacyliert wird.
Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Amyloseacylat Amylosetriacetat ist.
Verfahren zum Herstellen eines regioselektiv und einheitlich an Position O-2 sulfatierten Amylosederivates gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein regioselektiv in Position O-6 acyliertes Amylosederivat nach Anspruch 1, vorzugsweise mit einem Gesamtacylierungsgrad von 0,9 bis 1,3, unter homogenen Bedingungen mit einem einheitlichen Sulfatierungsreagens umgesetzt wird.
Verfahren nach Anspruch 10, worin das acylierte Amylosederivat gemäß Anspruch 7 hergestellt wurde.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet; dass die Umsetzung in einem aprotischen, polaren Solvens, insbesondere ausgewählt unter DMF, DMSO, DMA und NMP oder Mischungen davon, mit Amidoschwefelsäure als Sulfatierungsmittel erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Umsetzung in einem aprotischen, polaren Solvens, vorzugsweise Dimethylsulfoxid, erfolgt und dass als Amin ein lineares oder cyclisches Diamin, vorzugsweise ausgewählt unter linearen und cyclischen Alkylendiaminen mit besonders bevorzugt 6 bis 12 C-Atomen, eingesetzt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Sulfatierungsreagens Amidoschwefelsäure, ist.
Verwendung eines regioselektiv substituierten Amylosederivats nach einem der Ansprüche 1 bis 6 zur Herstellung von Folgeprodukten, in denen ein Teil oder alle freien OH-Gruppen teilweise oder ganz mit weiteren Substituenten substituiert sind.