DE2952507C2

DE2952507C2 - Hochpolymere Substanz mit Saccharidseitenketten

Info

Publication number: DE2952507C2
Application number: DE2952507A
Authority: DE
Inventors: Takao Sayama Saitama Kawasaki; Saichi Tokio / Tokyo Ono; Yoshiaki Nagareyama Chiba Osaka; Yukiharu Hino Tokio / Tokyo Yamaguchi
Original assignee: Kureha Corp
Current assignee: Kureha Corp
Priority date: 1978-12-29
Filing date: 1979-12-28
Publication date: 1988-11-10
Also published as: DE2954357C2; DE2952507A1; JPS5742641B2; US4328337A; JPS5590507A

Description

Die Erfindung betrifft die in dem Anspruch 1 definierten hochpolymeren Substanzen sowie Verfahren zu deren Herstellung.

Ursprünglich bestehen Zellen und Membranen lebender Körper aus Glykolipidcn. so daß din Glykolipide in erheblicher Menge auf Zelloberflächen sowie in zwischenzellularen Räumen vorliegen und die Funktion haben, das interzellulare Bindevermögen sowie die Wasscrrückhaltefähigkeit interzellularer Flüssigkeiten über die Wasserstoffbindung der Hydroxylgruppen des Saccharidrestes aufrechtzuerhalten.

Im Hinblick darauf verspricht man sich verschiedene Anwendungsgebiete von hochpoiymeren Substanzen mit Saccharidresten an ihren Seitenketlcn, Ciie eine ähnliche Konstitution wie Diglykolipide aufweisen, die in den Zellen vorkommen, und zwar aufgrund ihrer ausgezeichneten hydrophilen Eigenschaften und Bioverträglichkeit als hochpolymere Materialien, die verschiedene Funktionen für eine medizinische Behandlung erfüllen können.

Es gibt wenig Veröffentlichungen bezüglich der Synthese hochpolyniercr Substanzen mit Saccharidresten an ihren Seitenketten. Hinzuweisen ist auf einen Aufsalz von Nishio et al. (Preliminary texts for XXlV Annual Meeting of High Polymer Soc. Japan, Seite 197 (1975)) sowie von Black et al. (J. Chem. Soc. 4433 (1963)).

Nishio gibt ein Verfahren zur Herstellung von Verbindungen der Formel (A) an

CH₃

CH₂-C-

CH₂OH

COO(CHj)₂-O O

(A)

bei dessen Durchführung Acctobromglukosc über die König'schc Reaktion mit 2-Hydroxyäthylmeihacrylat verbunden wird, worauf das auf diese Weise erhaltene Monomere polymerisiert und das Polymere zur Gewinnung einer hochpolymeren Substanz enlacetyliert wird, in welcher die 1-Position des Saccharidref.'.es eine Ätherbindung zu der Hauptkette des Mcthacrylais aufweist.

Black et al. beschreiben Polyp-D-mcthacroyl-D-glukosc) der folgenden Formel (B),

CH₃ O CH₂

CH₃ O—(OYi N

0 ^NC —CH₃

CH₃

I CH₃

CH₅=C-CO

,0 —

10 15 20 25 30

50 55 60

C = O O C-CH₃

I I

CH₅=C-CH₃ CH₃

erhalten durch cine erste Acylierung der Hydroxylgruppe der J-Stellung von t^.S.b-Diisopropylidenglukosc. Polymerisation des auf diese Weise erhaltenen Monomeren und tlniacctylicrung des dabei erhaltenen Polymeren gemäß dem vorstehenden Rcuklionsschcma.

Beider Methode von Nishio bedient man sich der König'sehen Reaktion, die ein herkömmliches Verfahren zur Synthese eines Zuckeräthers /ur Gewinnung dieses Monomeren ist. im Hinblick auf die Rcakiiunsausbeuic handelt es sich jedoch nur um eine im Labormaßstab durchzuführende Reaktion.

Andererseits besteht das Verfahren von Black et al. durin, eine hochpolymere Substanz herzustellen, in welcher die 3-Position eines Monosaceharids acylartig mit der Hauptkette verbunden wird. In diesem Falle ist ein selektiver Schutz der anderen Hydroxylgruppe erforderlich, was zwar bei Monosacchariden leicht, in Disaccariden und Trisacchariden jedoch unmöglich ist. Daher vermag das Verfahren von Black et al. keine hochpolymere Substanz, zu liefern, in welcher die J-Position von Polysaccharidresten mit der Seitenkette des Hochpolymeren verknüpft ist. Aus Vysokomol. Socd. 12 (1970), Serie B, Nr. Π. S. 802 bis 805 (Referat H 5747/71 von Hochmolekularbericht 1971) ist Poly-(l-methycryloyl^J-isopropylidend-mannose bekannt, doch ist es sehr schwierig, die in Stellung 2 und 3 befindlichen Isopropylidcn-Schut/feTuppcn abzuspalten und unter den Hydrolysebedingungen, unter denen dies gelingt, wird auch die Mcthacryloylgruppe in Stellung I hydrolysiert. Außerdem ist es nach dc/n aus dieser Druckschrift bekannten Verfahren schwierig, nur eine der Hydroxylgruppen selektiv in ungeschütztem Zustand zu erhalten beim Schulze aller übrigen Hydroxylgruppen von Di- und Oligosaccharide^ z. B. Maltose.

In Makromal. Chcm. 179 (1978). 1117 bis 1120 wird ein Polymer bestehend aus Mcthacrylsäurceinheiien. Resten langkettiger Fettsäuren und Glukosccinheitcn beschrieben, das allerdings nur wenig wasserlöslich ist und somit eine der erfindungsgemäß angestrebten Grundvoraussetzungen nicht erfüllt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine hochmolekulare Substanz mit neuen Saccharid-gebundcnen Seitenketten im Hinblick darauf zu schaffen, daß die physikalischen tiigenschaften und die Fur.kiior¹. von hochpolymeren Substanzen mit saccharidgcbundenen Seitenketten in lebenden Körpern entsprechend der Art des Saccharids und der Position der Bindung oder dem Polymcrisaiionsgrad variabel sind.

Durch die Erfindung wird eine neue hochpolymere Substanz geschaffen, die eine ausgezeichnete Biovertraglichkeit aufweist, in Wasser leicht löslich und zur Bildung von Membranen besonders geeignet ist.

Die erfindungsgemäßen hochpolymeren Substanzen weisen Saccharidmolckülc mit verschiedener Kettenlänge in Seitenketten auf. die nach folgender Reaktionsfolgc hergestellt werden:

Zunächst läßt man Acrylsäure, Methacrylsäure oder eines ihrer Metallsalze mit einer Zuckerverbindung reagieren, in welcher die 1-Position durch Halogenierung oder o-Vcrcstcrung aktiviert ist und andere Hydroxylgruppen acyliert sind. Dabei erhält man ein monomcrcs Zuckcracrylat oder Zuckermcthacrylai. in welchem die 1-Position des Zuckers acryliert oder mcthacryliert ist. Dann wird der monomere Ester polymerisiert und das Polymere durch z. B. Natriummcthylat oder Ammoniak ent- bzw. dcacylicrt. Man kann auch so vorgehen, daß man zunächst ein Polymeres von Acrylsäure oder Methacrylsäure mit einem Zucker zur Umsetzung bringt, dessen 1-Position selektiv aktiviert worden ist. worauf das Produkt zur Gewinnung des Endproduktes entacylip't wird.

Die Fig. 1 zeigt ein Infrarotabsorptionsspektrum von l-O-Mcthacroyl^'J'.ö'^JAö-hcpta-O-acetyl-D-cellobiose, wobei es sich um ein Beispiel von Monomeren handelt, aus welchem die erfindungsgemäßen hochpolymeren Substanzen mit Saccharidseitenkcucn hergestellt werden können.

Fig.2 zeigt ein Infrarotabsorptionsspektrum von PoIy-(I-O-methacroyl-D-cclIobiose) als Beispiel für eine hochpolymere erfindungsgemäße Substanz, erhallen durch Polymerisation der vorstehend gezeigten monomeren Verbindung.

Die erfindungsgemäßen hochpolymeren Substanzen mit einem Saccharic] in ihrer Seitenkette entsprechen der folgenden allgemeinen Formel (I),

b5

-C —CH,4— (1)

worin R für ein Wasserstoffatom oder eine Methylgruppc steht, R' einen Sacchuridrest darstellt, der mit der !-Position acylverknüpfl ist, und η eine ganze Zahl von 10 bis 1000 bedeutet. Die vorstehend erwähnten Saccharidreste umfassen einen Glukose-, Fructose-, Maltose-, Mannose-, Lactose- sowie Cellobioserest.

Die hochpolymeren Substanzen mit einem Sacchuridrest in ihren Seitenkcltcn der allgemeinen Formel (I) besitzen einen Polymerisationsgrad von 10 bis 1000 und vorzugsweise 20 bis 500. wobei die Bindung an dem Ende der Sacchaririseitenkeiie dem λ- oder .tf-Typ entsprechen kann und keinen besonderen Einschränkungen unterliegt. Die erfindungsgemäßen hochpolymeren Substanzen können Polysaccharidseitenkctten aufweisen, von denen jede einen reduzierenden endständigen Teil in seiner Struktur aufweist, wie beispielsweise Maltoh- 20 Sj exaose und Maltopentaose. ;J

Die hochpolymeren Substanzen mit Saccharidseitcnkciten können beispielsweise folgende sein: q

Poly( 1 -O- methacroy 1- D-glucose), |

PoIy(I-O-acroyl-D-glucose), 25 i|

PoIy(I-O-methacroyl-D-fructosc).

PoIy(I -O- acroyl-D-fructose), &

PoIy(I -O-methacroyl-D-maltose), j|

Poly( 1 -O-acroyl-D-maltose).

PoIy(I-O-methacroyl-D-mannose).

PoIy(I-O-acroyl-D-mannose).

PoIy(I -O-methacroyl-D-lactose), Poly( I -O-acroyl-D-lactose), PolyO-O-methacroyl-D-cellobioseJund

PoIy(I -O-acroyl-D-cellobiose).

Die vorstehend geschilderten erfindungsgemäßen hochpolymeren Substanzen sind leicht in wasser löslich und besitzen günstige Membran-bildende Eigenschaften.

Sie können unter Einsatz von beispielsweise Formaldehyd vernetzt werden und bilden dann ein Hydrogel. das einen hohen Wassergehalt aufweist, d. h. ein hohes Wasserrückhallevermögen besitzt. 4g

Werden die erfindungsgemäßen hochpolymeren Substanzen in einem Zustand einer wäßrigen Lösung zusammen mit Arzneimitteln für verschiedene Hautkrankheiten auf die Haut aufgebracht, dann sind sie dazu in der Lage, die Wirksamkeit des Arzneimittels aufrechtzuerhalten. Nach Vernetzung können die Produkte im Zustand eines Hydrogels als künstliche Augenlinsen oder künstliche Gclcnkausklcidungen verwendet werden.

Nach partieller oder vollständiger Acylierung können die hochpolymeren Substanzen als künstliche Blutgefäße verwendet werden, wenn sie zu Gegenständen mit einer gewünschten Form gegebenenfalls nach einem Vermischen mit einem anderen geeigneten Harz verarbeitet und dann mit einem Entacylierungsmittel, wie Natriummethylat oder Ammoniak, entaeyliert werden.

Die Toxizität der erfindungsgemäßen hochpolymeren Substanzen gegenüber Säugetieren ist extrem niedrig, wobei im Falle einer Verabreichung an Mäuse mit einer Dosisratc von 2 g/kg Körpergewicht im Zustand einer wäßrigen Lösung kein Tod von Versuchstieren beobachtet wurde.

Nachfolgend werden Methoden zur Synthese der erfindungsgemäßen hochpolymeren Substanzen mit Saccharidseitenketten erläutert. Es sind zwei Synihesemethoden verfügbar:

(1) Synthese, ausgehend von einer monomeren Verbindung

Die monomere Verbindung wird in der Weise erhalten, daß man Methacrylsäure, Acrylsäure oder eines ihrer Metallsalze zur Reaktion mit einer Verbindung bringt, die durch Halogenierung oder o-Veresterung der endständigen Hydroxylgruppe^) des entsprechenden Saccharids in einem inerten Lösungsmittel, wie Chloroform, Benzol, Äthylacetat bei einer Temperatur von 10 bis 200 und vorzugsweise 20 bis 40⁰C. während 3 bis 72 Stunden, wobei andere Hydroxylgruppen des Saccharids zuvor aeyliert worden sind, erhalten worden ist Die Synthese des Monomeren verläuft wie folgt:

ου/

O CHj

Il I

+ AgO-C-C = CH₂

OAc
(worin X Tür Cl oder Br steht)

CHjOAc

OA:

AcO

+ HOOC-CH = CHj

CH₃OAc (j , \ O 0-C-CH = CH₂

K^0Ac A AcO\L__L/ '

OAc

Ferner können Verbindungen, die durch Halogenierung oder ο-Veresterung des reduzierenden Endteils von Fructose, Maltose, Mannose, Lactose. Ceiiöbiöse enihaiien worden sind, bei der vorsiehend geschilderten Synthesemethode zur Gewinnung von monomeren Verbindungen mit der entsprechenden Saceharidseitenkette verwendet werden. Die Reinigung der synthetisierten monomeren Verbindungen kann nach einer der bekannten Methoden erfolgen. Beispielsweise kann man nach Beendigung der vorstehend beschriebenen Synthese das erhaltene Monomere in Lösung in Äthylacetat bringen, worauf man die Lösung mit Aktivkohle behardelt und dann einer erneuten Ausfällung mit η-Hexan /ur Reinigung des Monomeren unterzieht. Die Identifizierung der monomeren Verbindung kann durch Elemcntaranalysc, infrarotspcktroskopischc Analyse oder NMR-Analyse erfolgen.

Die Polymerisation der monomeren Verbindung wird in einem inerten Lösungsmittel, wie Benzol, Chloroform, Äthylacetai, Dimethylformamid oder Dioxan, in Gegenwart eines herkömmlichen Initiators für eine radikalische Polymerisation wie Azobisisobulyronitril oder Lauroylpcroxid, bei einer Temperatur von 10 bis 200 und vorzugsweise 30 bis 100⁰C während 5 bis 20 Stunden durchgeführt. Beispielsweise wird 1-0-Methacroyl-2.3,4,6-tetraacetylglukosc zur Gewinnung des polymeren Produkts in der folgenden Weise polymerisiert.

CH₅ --C — CHj- —

O CH₃

Il I

O — C — C = CH₂ Initiator

AcO

AcO

OAc

OAc

Das vorstehend gc/cigle polymere Produkt wird in Alkohol unter Verwendung eines Lntaectylierungsniiltels. wie Natriummethylat oder Ammoniak, bei einer Temperatur entaeciylierl. die niedriger ist als Zimmertemperatur, wobc^: die hochpolymere Substanz mit den entsprechenden Saccharidscilcnkeiten erhalten wird.

(2) Synthese durch Verbinden von Sa'chiiridseitcnketlcn

mit der I luuptkette der polymeren Substanz

Ein Polymeres von Acrylsäure oder Methacrylsäure wird als Suspension in einem Lösungsmittel, wie Benzol. Chloroform, Dimethylformamid, aufgelöst oder dispergicrt. worauf eine Verbindung, die durch o-Veresterung der Hydroxylgruppen des endständigen reduzierenden Teils des entsprechenden Saccharids erhalten worden ist, to der Mischung bei einer Temperatur von 10 bis 200 und vorzugsweise 30 bis 100⁰C zugesetzt. Die Mischung wird 1 bis 5 Stunden bei dieser Temperatur gehalten, worauf die Mischung mit einem Entacetylierungsmittel zur Gewinnung der gesuchten hochpolymeren Substanz behandelt wird. Nach dieser Methode ist es nicht erforderlich, selektiv die Hydroxylgruppen des Saccharids zu schützen, wobei die hochpolymere Substanz mit einem Polysaccharid als Seitenketten in einer hohen Ausbeute synthetisierbur ist.

Die nach den vorstehend beschriebenen Methoden 1 und 2 erhaltenen Substanzen lassen sich durch Elementaranalyse, Infrarotabsorptionsspektroskopic sowie NMR-Analyse identifizieren. Aus der Information über das Verschwinden der endständigen Vinylabsorption(C = C-Streckvibraiion)im Infrarotabsorptionsspektrum sowie über dss Verschwinden der sⁿCHifischen Resonanz d?r endständigen Orvinm»

in dem NMR-Spektrum geht hervor, daß die Substanz ein Polymeres ist.

Das durchschnittliche Molekulargewicht der erhaltenen hochpolymeren Substanz wird anhand der Intrinsikviskosität dieser Substanz in einer wäßrigen Lösung des Polymeren bei 30,2"C unter Anwendung der folgenden Formel ermittelt:

[//] = 0,2 · 10-⁴W-²

worin [■//] unter Verwendung eines Ubbelhodc-Viskosimeters ermittelt wird und M das anhand der Viskosität ermittelte durchschnittliche Molekulargewicht bedeutet.

Die hochpolymeren Substanzen mit Saccharidseitenketten gemäß vorliegender Erfindung besitzen einen Polymerisationsgrad (n)von 10 bis 1000 und vorzugsweise 20 bis 500 und sind leicht in Wasser in der beschriebenen Weise löslich, und zwar unabhängig von der Saccharidseitenkeite und der Art der Hauptkette, wobei diese Verbindungen ferner ein hohes Wasserrückhaltevermögen und ein ausgezeichnetes Membranbildungsvermögen besitzen.

Die Verwendung der erfindungsgemäßen homopolymeren Substanzen als Komponente für Arzneimittel zur Behandlung von Hautkrankheiten, zur Herstellung von künstlichen Augenlinsen sowie künstlichen Gelenkauskleidungen nach einer Vernetzung wurde bereits beschrieben. Darüber hinaus wurde auch bereits auf den spezifischen Einsatz zur Herstellung von künstlichen Blutgefäßen nach einer Acetylierung, Verformung und Entacetylierung erwähnt.

Nachfolgend werden Beispiele für die Synthese und die Verwendung der erfindungsgemäßen homopolymeren Substanzen als Materialien für medizinische Behandlungen beschrieben:

Beispiel 1
(a) Synthese des Ausgangsmonomeren i-O-Methaeroyl^Ab-tctraacctylglukose

3,76 g SAe-Tri-O-acetyl-Ä-glucose-l^-älhyl-o-acctat. 0.86 g Methacrylsäure und 0.010 g Butylhydroxytoluol werden in 60 ml Monochlorbenzol aufgelöst. Die Lösung wird 30 Minuten bei einer Temperatur von 90°C gerührt Nach dem Abdestillieren des Chlorbcnzols unter vermindertem Druck wird Methanol dem sirupartigen Rückstand zugesetzt. Der dabei ausgefallene weiße Niederschlag wird durch Filtration gesammelt. Nach Auflösen des Niederschlags in Äthylacetat und Behandeln mit Aktivkohle wird langsam η-Hexan der Lösung zur Abtrennung des Produktes zugesetzt, das durch Filtration gesammelt und getrocknet wird. Dabei erhält man 3,83 g (entsprechend einer Ausbeute von 83%) farblose Krislalle, die bei 194 bis 195° C schmelzen. Die Kohlenstoff- und Wasserstoffgehalte des Produktes betragen 51,0Gew.-% und 5,8Gew.-°/o. ermittelt anhand einer Elementaranalyse. Diese Analysenwerte fallen mit denjenigen von 1-O-Methacroyl-2,3,4,6-tetraacetylglucose zusammen.

(b) Herstellung von Polyfl-O-methacroyl-D-glucose)

In 50 ml Dimethylformamid werden 20,8 g der vorstehend beschriebenen ! -O-Methacroyl^JAö-tetraacetyl- «,5 glucose aufgelöst, worauf 10 mg Azobisisobutyronitril der Lösung zugesetzt werden. Die Mischung wird 12 Stunden auf eine Temperatur von 65°C unter einem Stickstoffgasstrom erhitzt. Nach Beendigung der Reaktion werden 50 ml Dimethylformamid der Reaktionsmischung zugesetzt, worauf die erhaltene Mischung in

500 ml Methanol gegossen wird. Der dabc; abgeschiedene weiße Niederschlag wird durch Filtration gesammelt mit Methanol gewaschen und unter vermindertem Druck getrocknet. Dabei erhält man 17.7 g eines weißen pulverartigen Produktes (Ausbeute: 85 Gcw.-%).

Nach einem Pulverisieren von 15 g dieses weißen pulverartigen Produktes wird dieses in 110 ml Methanol suspendiert worasif 40 ml einer J.egew.-Voigen melhanolischcn Lösung von Natriummeihylat der Lösung zugegeben werden. Die Mischung wird 4 Stunden bei Zimmertemperatur gerührt Nach Beendigung der Reaktion werden 200 ml Wasser der Reaktionsmischung zugesetzt, worauf sich eine Neutralisation mit einer wäßrigen yerdünnten Lösung von Chlorwasserstoffsäure anschließt Die neutralisierte Lösung wird 90 Stunden in einem Dialyserohr (DC-210, hergestellt von der Union Carbide Co.) dialysiert Dann wird der Inhalt des Rohres auf

ίο ungefähr 30 ml eingeengt, worauf 300 ml Methanol mit dem Kondensat vermischt werden.

Der dabei ausgefallene weiße Niederschlag wird durch Zentrifugieren gesammelt einige Male mit Methanol gewaschen und unter vermindertem Druck getrocknet Dabei erhält man 6,53 g eines weißen Pulvers (Ausbeute: 73 Gew.-%), das keinen klaren Schmelzpunkt zeigt. Die Ergebnisse der Elemcntaranalyse des Produktes sind folgende:

gefunden: Kohlenstoff 48.4 Gcw.-% und Wasserstoff 6.1 Gew.-% berechnet: Kohlenstoff 48,6 Gcw.-% und Wasserstoff 6.1 Gcw.-%

Der Polymerisationsgrad des Produktes beträgt gemäß der lntrinsikviskosität[//]4.2. 20 Die Ergebnisse der Infrarotspektroskopic sind folgende:

1. Bei 3400 cm-', breite Bande einer OH-Streckung des Saccharids,

2. bei 2900 cm-',gehört

zu ;'j,.i!{CH]) von Methacrylsäure
25 zu y^CH2) der 6-Position des Saccharids.

zu *{CH) des Saccharidrings.

3. bei 1730 cm-',gehört zu einem Strecken der C = O-Gruppc des Poly(methacrylatesters) und bei 1260 und 1100 bis 1000 cm-', breite Banden.die nicht identifiziert wurden.

jo Darüber hinaus wurden durch Bestimmung der H'-NMR-Speklroskopie Absorptionen von (CH)) von Poly(methacrylsäurc) bei ή = 1,0 ppm, von (CH:) von Poly(inethacrylsäurc) bei ti = 2,0 ppm sowie Hi^der Esterbindung zwischen OH der 1-Position des Saccharids und Methacrylsäure bei rJ = 5.46 ppm beobachtet

Anhand der vorstehenden Analysen wird das nach der Methode des Beispiels 1 erhaltene weiße Pulver als Poly-Jl-O-methacroyl-D-glucosc) identifiziert Ferner löst sich dieses Produkt in Wasser unbegrenzt auf und ist in Dimethylformamid und Dimethylsulfoxid löslich, jedoch nicht in gewöhnlichen organischen Lösungsmitteln löslich.

Beispiel 2

40 (a) Synthese des Ausgangsmonomeren

1-O-Mcthacroyl-2\3',6'.2.3.4.6-hcpta-O-acctyl-D-cellobiose

110 g Acelobromccllobiosc werden in 1.5 I wasserfreien Chloroforms aufgelöst Nach einem Zusatz von 40.4 g Silbermethacrylat zu der Lösung wird die Mischung 72 Stunden bei Zimmertemperatur gerührt Nach Beendigung der Reaktion wird der abgeschiedene Niederschlag durch Filtration abgetrennt, das Filtrat eingeengt und zur Gewinnung eines Feststoffs getrocknet. Der Feststoff wird in 700 ml Äthylacetat aufgelöst, worauf 1000 ml η-Hexan langsam der Lösung zugesetzt werden. Der auf diese Weise ausgefällte weiße Niederschlag wird durch Filtration gesammelt und wiederholt mit Äthylucctat und n-l lexan gereinigt Dabei erhält man 86,6 g (Ausbeute: 77.3 Gcw.-%) farblose Kristalle, die bei 189 bis 141 "C schmelzen. Die Ergebnisse der Elemcn-

50 tarnalyse des Produkts sind folgende:

gefunden: Kohlenstoff 50,6 Gew.-% und Wasserstoff 5,7 Gcw.-% berechnet: Kohlenstoff 51.1 Gcw.-% und Wasserstoff 5,7 Gew.-%

Die Ergebnisse der Infrarotabsorptionsspektroskopie sind folgende: Absorptionspcaks bei (vgl. F i g. 1) 2962. 2872, 1750. 1640. 1435. 1370. 1320. 1260. 1240. 1170. 1125, 1105. 1090-1045. 1030, 967. 920. 905 sowie 850-840 cm-'.

Aus den vorstehenden Ergebnissen geht hervor, daß das farblose pulverartige Produkt als l-O-Methiicroyl-2'.3'.6',2,3,4,6-Heplaacetyleellobiose identifiziert werden kann.

(b) Herstellung von PoIy(I -O-mcthacroyl-D-ccllobiose)

15 g l-O-Methacroyl-2'J'.b'.2J.4,b-heptiiacctylccllobiosc werden in 30 ml Dimethylformamid aufgelöst. Nach der Zugabc von 15 mg Azobisisobutyronitril zu der Lösung wird die Mischung lb.5 Stunden bei einer Temperate tür von 70° C unter einem Stickstoffgasstrom gerührt.

Nach Beendigung der Polymerisation werden 50 ml Dimethylformamid der Rcaktionsmischung zugesetzt, worauf die Mischung in 500 ml Methanol gegossen wird. Der abgeschiedene weiße Niederschlag wird durch Filtration gesammelt, mit Methanol gewaschen und unter vermindertem Druck getrocknet. Dabei erhalt man

12.2 g (Ausbeute: 813 Gew.-%)des Produktes. Nach Pulverisieren und Suspendieren von 12.0 g des Produktes in 100 ml Methanol werden 40 ml einer l,6gew.-%igen methanolischen Lösung von Natriummelhylat der Suspension zugesetzt. Die Mischung wird bei Zimmertemperatur 4 Stunden lang gerührt.

Nach Beendigung der Reaktion werden 200 ml Wasser der Reaktionsmischung zugesetzt, worauf sich eine Neutralisation mit einer verdünnten wäßrigen Chlorwasserstoffsäurc anschließt. Das Neutralisat wird 90 Stunden in einem Dialyserohr (DC-210, hergestellt von der Union Carbide Co.) dialysiert. Dann wird der Inhalt des Rohres auf ungefähr 30 ml eingeengt, worauf 300 ml Methanol dem Kondensat zugesetzt werden. Dabei wird ein weißer Niederschlag erhalten. Der Niederschlag wird durch Zentrifugieren gesammelt, fünfmal mit Methanol gewaschen und unter verminderlein Druck getrocknet Man erhält 5.3 g eines weißen Pulvers (Ausbeute: 75 Gew.-%), das keinen definierten Schmelzpunkt zeigt. Der Polymerisationsgrad beträgt 5,5· Die Ergebnisse der Elementaranalyse sind folgende:

gefunden: Kohlenstoff 463 Gew.-% und Wasserstoff 6,1 Gew.-% berechnet: Kohlenstoff 465 Gew.-% und Wasserstoff 6,1 Gew.-%

Die Ergebnisse der Infrarotabsorptionsspcklroskopie des Produktes sind folgende: Absorptionsbanden bei 3400,2900,1730,1460-1320,1070 sowie 890 cm - ' (vgl. F i g. 2).

Die Ergebnisse der Proion-N M R-Spekiroskopie sind folgende: Resonanzpeaks bei 1.0.2,0,4,56 und 5,46 ppm.

Aus den vorstehenden Analysenergebnissen gehl hervor, daß das weiße pulverartige Produkt als PoIy(I-O-methacroyl-D-cellobiose) identifiziert werden kann. Es ist in Wasser. Dimethylformamid und Dimethylsulfoxid löslich sowie in herkömmlichen organischen Lösungsmitteln unlöslich.

Beispiel 3
(a) Herstellung von PcIy(I '-O-methacroyl-2'3'.6'Z3,4,6-hcpiaacetylcellobiose)

5,4 g einer Poly(methacrylsäure) mit einem Polymerisationsgrad von ungefähr 100 sowie 23.6 g 3.4.6-Tri-O-acetyl-e-glucose-12-o-acetat werden in 50 ml Chlorbcnzol aufgelöst, worauf die Lösung unter Rückfluß während einer Zeitspanne von 1 Stunde erhitzt wird. Nachdem die Reaktion beendet ist. wird die Reaktionsmischung in 500 ml Methanol eingegossen und die auf diese Weise abgetrennte Substanz durch Zentrifugieren gesammelt, mit Methanol gewaschen und unter vermindertem Druck getrocknet. Dabei erhält man 23,0 g eines weißen Pulvers (Ausbeute: 88 Gew.-%).

(b) Herstellung von Poly(l-O-methacroyl-D-ccllobiosc)

20 g des vorstehend erwähnten weißen Pulvers werden in 150 ml Methanol suspendiert, worauf 40 ml einer l,6%igen methanolischen Lösung von Natriummelhylat der Lösung zugesetzt werden. Die Mischung wird 4 Stunden bei Zimmertemperatur gerührt.

Nach Beendigung der Reaktion werden 200 ml Wasser der Rcakiionsmischung zugesetzt, worauf sich eine Neutralisation mit einer verdünnten wäßrigen Lösung von Chlorwasserstoffsäurc anschließt. Das Neutralisat wird in einem Dialyserohr (DC-210. hergestellt von der Union Carbide Co.) dialysiert.

Dann wird der Inhalt des Rohres auf ungefähr 30 ml eingeengt, worauf 300 ml Methanol dem Kondensat zugesetzt werden. Der auf diese Weise abgeschiedene weiße Niederschlag wird durch Zentrifugieren gesammelt, wiederholt mit Methanol gewaschen und unter vermindertem Druck getrocknet. Dabei erhält man 9,0 g eines weißen Pulvers (Ausbeute: 76 Gcw.-%), das keinen definierten Schmelzpunkt zeigt. Die Intrinsikviskosität beträgt 7.8.

Die Ergebnisse der Elcmentaranalyscn sind folgende:

gefunden: Kohlenstoff 46,8 Gcw.-% und Wasserstoff 6,1 Gcw.-%

berechnet: Kohlenstoff 46,9 Gew.-% und Wasserstoff b,\ Gew.-% so

Die Ergebnisse der lnfrarotabsorpiionsspcktroskopie sowie der Prolon-HMR-Spektroskopie sind die gleichen wie in Beispiel 2, wobei sich die Peaks in den gleichen Positionen befinden. Daher ist das Produkt als PolyO-O-methacroyl-D-cellobiose) idcniifi/.icrbar. Das Produkt ist in Wasser, Dimethylformamid und Dimethylsulfoxid löslich und nichtlöslich in herkömmlichen organischen Lösungsmitteln.

Beispiel 4

Anstelle von Acetobromccllobiosc in Beispiel 2 werden unter Verwendung von Acctobromderivaten von Mannose. Fructose, Lactose bzw. Maltose sowie anstelle von Silbcrmethacrylat gemiiü Beispiel 2 unter Einsatz M) von Silbcracrylat Synthesen gemäß Beispiel 2 durchgeführt, wobei jeweils ein weißes Pulver erhalten wird. Die Ergebnisse der Elcmcntaranalysc. der lnfrarotiibsorplionsspektroskopic sowie der NMR-Spektroskopie zeigen, daß die Produkte (vgl. auch Tabelle I) als PoIy(I-O-acroyl-D-mannosc). PoIy(I-O-acroyl-D-fructose), PoIy(I-O-acroyl-D-lactose) und Poly(l-O-acroyl-D-malioso) gemäß der vorstehend erwähnten Reihenfolge der Saccharide bestehen. b5

Beispiel 5

Anstelle von aA.b-Tri-O-acetyl-A-glucose-l^-äthyl-o-acetal gemäß Beispiel 1 werden die 1,2-Äthyl-o-acetate von 3,4,6-Tri-O-aceiyl-rt-mannosc und 3,43-Tri-O-acctyl-D-fructosc sowie die l'^'-Äthyl-o-acctate von 23.4,63'.6'-Hexa-O-aceiyl-Ä-lactosc bzw. 23.4,63'.6'-Hcxa-O-accty!-rt-maitose zur Durchführung der in Beispiel 1 beschriebener, Herstellungsmethode verwendet. ]edc Reaktion ergibt ein weißes Pulver. Wie die Ergebnisse der Elementaranalyse, der Infrarotspektroskopie sowie der NMR-Spektroskopie eines jeden Produktes zeigen, handelt es sich (vgl. Tabelle H) um PolyO-O-mcthacroyl-D-mannose). PoIy(I-O-mcthacroyl-D-fructose), PoIy(I -O-methacroyl-D-laciose) sowie PoIy(I -O-mcthaeroyl-D-maltosc) entsprechend der Reihenfolge der vorstehend angegebenen Rcaktanten.

IO

Tabelle I

Elementar-
aoalysewerte
(Gew.-%)
C Il

(1)

Bestätigte Strukturformel

D

;=o

*^}

♦·)

Vorliegen
cm"¹
3400

von IR-Absorptionsbandrn
cm"¹ cm"¹ cm"¹
2900 1730 1260

ja

cm"¹
1170

cm"¹
1000-
1100

29 52 507

-(CH₂-CH)₇-

\ ^HOV°
\ ^CH₂OH

ja

CH₂OH _c==0

HO

45.5 6.7

5.2

/OH OH>— O
_HO\l V
-(CH₂-(
CH₂OH
I _ _o CH₂OH ₍

65,0

löslich in
Wasser,
DMF und
DMSO

ja

ja ja

ja

PoIy(I O-acroyl-
D-mannose)

45.0 6.5

7.8

HO^ / \j\?^H / ^C
I ^N \| /
OH I
OH

70,5

desgl.

"

ja ja

ja

Poly(l-0-acroyl-
D-Iactose)

O <
^HOH2?/ \

45.9 6.0

4.8

54,2

desgl.

ja ja

ja

PoIy(I-O-acroyi-
D-fructose)

Fortsetzung Elementar- (ι/) Bestätigte Strukturformel

analysewerte

(Gew.-Vo)

Vorliegen von IR-Absorptionsbanden

cm ' 2900

cm '

1730

cm ' 1260

cm " 1170

-ι

cm

1000

1100

CH₇OH

PoIyd-O-acroyl- 45.1 6.5 D-maltose)

*) Ausbeute, Gew.-% (bezogen auf das Monomere). ·*) Löslichkeit.

Tabelle II

OH

-4CH₂-CH)₇-CH₂OH J,_e0

68,8

OH

löslich in Wasser, DMF und DMSO

ja

Elementar- (>,) Bestätigte Strukturformel

aiiäiyscwerte

(Gew.-%)

Vorliegen von IR-Absorptionsbanden

cm ' 2700

cm"¹ 1730

cm ' 1260

cm ' 1170

-ι

cm

1000

UOO

Poly(l-O-meth- 48.1 6.1

acroyi-D- mannoiie)

CH₃

-(CH₂-C)₇-CH₂OH ],_β

/ OH OH>—O

63,2

löslich in Wasser, DMF und DMSO

ja

Fortsetzung

Elementar- (η) Bestätigte Strukturformel

aruüysewerte

(Gew.-%)

Vorliegen von IR-Absorptionsbanden

cm '
2700

-ι

cm
1730

cm
1260

cm"' 1170

-ι

cm

1000

UOO

CH,

C =

HOH₂

Poly(l-O-meth-

acroyl-D- fructosc)

48.2 6.42

54,7

CH₂OH

löslich in Wasser, DMF und DMSO

ja

CH₂OH

Poly(l-0-meth- 46.4 6.1 acroyl-D- lactose)

CH,
-tCH,—Cfc-

C = O

71,1

desgl.

ja

-,&■,

Fortsetzung Elementar- (v)

aruüysewerte

(Oew.-%)

C H

Bestätigte Strukturformel Vorliegen ran IR-Absorptionsbanden

cm ' 2700

-ι

cm 1730

-ι

cm 1260

cm 1170

-i

cm

1000

UOO

PolyU-Ometh-

acroyl-D-

maltose)

46.9 6.1

CH₂OH

·) Ausbeute, Gew.-% (bezogen auf das Monomere). ·*) Löslichkeit.

68,3

OH

löslich in Wasser, DMF und DMSO

ja

Beispiel 6
Versuche unier Verwendung von Laboriieien

Die Rückenteile von Meerschweinchen werden enthaart und dann mit Sandpapier abgerieben, worauf 0,2 ml 5 einer wäßrigen Suspension der Sporen (1 · 1W Sporen/ml) von Tricophyton mentagrophytes, die wi,iirend 14 Tagen gezüchtet worden sind, auf die Rückenteile aufgebracht werden. Am fünften Tag nach der Aufbringung werden jeweils 0,5 ml einer Salbe, die gemäß Tabelle III hergestellt worden ist, auf die befallenen Teile (vgl. Tabelle III) aufgebracht, wobei die Röte, die Veränderung des Schwitzvermögens, die Krustenbildung und die Regenerierung der Haare beobachtet werden. Die Untersuchungen werden an jeweils 10 Tieren am 20. Tag io nach der Aufbringung der Sporen durchgeführt. Die Ergebnisse gehen aus der Tabelle IV hervor. Wie aus der Tabelle IV ersichtlich ist, ist die Eignung der erfindungsgemäßen hochpolymeren Substanzen mit Saccharidseitenketten für den genannten Zweck sehr gut.

Tabelle III Ansatz des Hautarzneimittels Ansatz A- Emulsion aus Hndecylerwäure (emulgiert in destilliertem Wasser in einer Menge von 1 Gew-%) Ansatz B-I: Emulsion von Undecylensäure + PoIy(I-O-methacroyl-D-lactose) 1% ²⁰ Ansatz B-2: Emulsion von Undecylensäure + Poly(l-0-rnethacroyl-D-rnannose) 1% Ansatz B 3: Emulsion von Undecylensäure + PolyU-O-methacroyl-D-fructose) l% Ansatz B-4: Emulsion von Undecylensäure + Poly(l-O-methacroyl-D-maltose) 1% Ansatz B-S: Emulsion von Undecylensäure + Poly(l-O-acroyl-D-mannose) 1% Ansatz Β-ύ: Emulsion von Undecylensäure + PolyU-O-acroyl-D-fructose) 1% Ansatz B-7: Emulsion von Undecylensäure + PoIy(I-O-acroyl-D-mal tose) 1% Ansatz B-8: Emulsion von Unoscylensäure + PoIy(I-O-methacroyl-D-glucose) 1% 30 Ansatz B-9: Emulsion von Undecylensäure + PolyO-O-acroyl-D-glucose) 1% Ansatz B-IO: Emulsion von Undecylensäure + PolyO-O-acroyl-D-lactose) 1% Ansatz B-Il: Emulsion von Undecylensäure + PoIy(I-O-methacroyl-D-cellobiose) 1% Ansatz B-12-.Emulsion von Undecylensäure + PoIy(I-O-acroyl-D-cellobiose) 1% 35 Zeit der Auftragung: Ansatz A: Einmal am Tag nacheinanderfblgend 10 Tage, beginnend vom S. Tag nach der Aufbringung der Sporen. Insgesamt

zehnmal. Ansatz B: Eiamal am S., 8. und 13. Tag nach der Aufbringung der Sporen. Dreimal insgesamt ₄₀

15

Tabelle IV Ergebnisse

Ansatz Untersuchung

deutlich wirksam wirksam unwirksam insgesamt

Ansatz A	2/10	2/10	6/10	10/10
Ansatz B-I	4/10	4/10	2/10	10/10
Ansatz B-2	4/10	5/10	1/10	10/10
Ansatz B-3	3/10	5/10	2/10	10/10
Ansatz B-4	5/10	3/10	2/10	10/10
Ansatz B-5	4/10	4/10	2/10	10/10
Ansatz B-6	3/10	4/10	3/10	10/10
Ansatz B-7	4/10	4/10	2/10	10/10
Ansatz B-8	4/10	5/10	1/10	10/10
Ansatz B-9	4/10	4/10	2/10	10/10
Ansatz B-IO	3/10	5/10	2/10	10/10
Ansatz B-U	3/10	5/10	2/10	10/10
Ansatz B-12	4/10	4/10	2/10	10/10

Bemerkung: Die Zahlen geben die Anzahl der Tiere wieder. Kriterien für die Bewertung der Wirksamkeit: Deutlich wirksam: Ohne Röte und Veränderung des Schwit/.vermögcns; leichte Bildung von Krusten; günstige Regenerierung

der Haare.

Wirksam: ohne Veränderung des Schwiizvermögens: Krustenbildung; unvollständige Regenerierung der Haare. Unwirksam: Veränderung des Schwiizvcrmögcns; verdächtige Röte. Hierzu 2 Blatt zeichnungen

16

Claims

Patentansprüche:

R' einen Rest von Glukose, Fructose. Maltose, Mannose, Lactose oder Cellobiose, der an seiner 1-Stellung acTiigebunden ist. und
π eine ganze Za hl von 10 bis 1000.
2. Verfahren zur Herstellung einer hochpolymeren Substanz mit Saccharidseitenketten der allgemeinen Formel

--C —CH,--C = O

R'

worin bedeuten: R ein Wasserstoffatom oder eine Mcthylgruppc

R' einen Rest von Glukose. Fructose. Maltose, Mannose, Lactose oder Cellobiose, der an seiner 1-Stellung acylgebundcn ist. und
π eine ganze Zahl von lObis 1000.

dadurch gekennzeichnet, daß man das Reaktionsprodukt aus der Umsetzung eines Meiallsalzes von Methacrylsäure oder Acrylsäure mit einem Sacehariddcrivat des angegebenen Typs, dessen Hydroxylgruppe in !•Stellung halogeniert und dessen übrige Hydroxylgruppen acctylicrt sind, in einem inerten Lösungsmittel vom Typ Benzol, Chloroform, Äthylacctai, Dimethylformamid oder Dioxan in Gegenwart eines Initiators für Radikalpolymerisation vom Typ Azcbisisobutyronitril oder Lauroylperoxirf bei einer Temperatur von 10 bis 200⁰C polymerisiert und das erhaltene Polymerisat unter Verwendung eines Deacctylierungsmittels vom Typ Natriummethylat oder Ammoniak bei Raumtemperatur oder einer unterhalb Rau;,temperatur liegenden Temperatur entacetyliert.
3. Verfahren zur Herstellung einer hochpolymeren Substanz mit Saccharidseitenketten der allgemeinen Formel

"~ R

--C-CH₂--C = O O R'

worin bedeuten:

R e:n Wasserstoffatom oder eine Meihylgruppe,

R' einen Rest von Glukose, Fructose, Maltose, Mannose, Lactose oder Cellobiose, der an seiner 1-Stellung acylgebunden ist, und
π eine ganze Zahl von 10 bis 1000,

dadurch gekennzeichnet, daß man ein Polymer von Acrylsäure oder Methacryisäure mit einem Derivat von Glukose, Fructose, Maltose, Mannose, Lactose oder Cellobiose, dessen 1.2-Stellung ortho-verestert und dessen übrige Hydroxylgruppen acetylicri sind, umsetzt und das erhaltene Reaklionsprodukt mit Hilfe eines Entacetylierungsmittels vom Typ Nütriummethylat oder Ammoniak bei Raumtemperatur oder einer unterhalb Raumtemperatur liegenden Temperatur entacetyliert.