DE2954357C2

DE2954357C2 -

Info

Publication number: DE2954357C2
Application number: DE2954357A
Authority: DE
Inventors: Takao Sayama Saitama Jp Kawasaki; Yoshiaki Nagareyama Chiba Jp Osaka; Yukiharu Hino Tokio/Tokyo Jp Yamaguchi; Saichi Tokio/Tokyo Jp Ono
Original assignee: Kureha Corp
Current assignee: Kureha Corp
Priority date: 1978-12-29
Filing date: 1979-12-28
Publication date: 1987-12-17
Also published as: JPS5742641B2; JPS5590507A; US4328337A; DE2952507A1; DE2952507C2

Description

Die Erfindung betrifft das in den Patentansprüchen angegebene Verfahren.

Die im Stammpatent beschriebenen hochpolymeren Substanzen mit Saccharidresten an ihren Seitenketten haben eine ausgezeichnete Hydrophilität und Bioanpassungsvermögen und darüber hinaus membranbildende Eigenschaften sowie einen hochpolymeren hydrogelen Zustand mit einem guten Wasserzurückhaltevermögen nach dem Vernetzen, weshalb sie sich als hochpolymere Materialien für medizinsiche Behandlungen, beispielsweise zur Herstellung von Salben von Wirkstoffen für Hautkrankheiten, künstliche Augenlinsen sowie künstliche Gelenkauskleidungen, eignen.

Bekanntlich bestehen Zellen und Membranen lebender Körper aus Glykolipiden, weshalb die Glykolipide in erheblicher Menge auf Zelloberflächen sowie in zwischenzellularen Räumen vorliegen und die Funktion haben, das interzellulare Bindevermögen sowie die Wasserrrückhaltefähigkeit interzellularer Flüssigkeiten über die Wasserstoffbindung der Hydroxylgruppen des Saccharidrestes aufrechtzuerhalten.

Im Hinblick darauf verspricht man sich verschiedene Anwendungsgebiete von hochpolymeren Substanzen mit Saccharidresten an ihren Seitenketten, die eine ähnliche Konstitution wie die in den Zellen vorkommenden Diglykolipide aufweisen, und zwar aufgrund ihrer ausgezeichneten hydrophilen Eigenschaften und der Bioverträglichkeit als hochpolymere Materialien, so daß sie verschiedene Funktionen für eine medizinische Behandlung erfüllen können.

Es gibt wenige Veröffentlichungen bezüglich der Synthese hochpolymerer Substanzen mit Saccharidresten an ihren Seitenketten. Hinzuweisen ist auf einen Aufsatz von Nishio et al. (Preliminary texts for XXIV 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

bei dessen Durchführung Acetobromglukose über die König'sche Reaktion mit 2-Hydroxyethylmethacrylat verbunden wird, worauf das auf diese Weise erhaltene Monomere polymerisiert und das Polymere zur Gewinnung einer hochpolymeren Substanz entacetyliert wird, in welcher die 1-Position des Saccharidrestes eine Etherverbindung zu der Hauptkette des Methacrylats aufweist. Black et al. beschreiben Poly(3-O-methycroyl-D-glucose) der folgenden Formel (B),

erhalten durch eine erste Acylierung der Hydroxylgruppe in 3-Stellung von 1,2,5,6-Diisopropylidenglucose, Polymerisation des auf diese Weise erhaltenen Monomeren und Entacetylierung des dabei erhaltenen Polymeren gemäß dem vorstehenden Reaktionsschema.

Bei der Methode von Nishio bedient man sich der König'schen Reaktion, die ein herkömmliches Verfahren zur Synthese eines Zuckeräthers zur Gewinnung dieses Monomeren ist. Im Hinblick auf die Reaktionsausbeute handelt es sich jedoch nur um eine im Labormaßstab durchzuführende Reaktion.

Andererseits besteht das Verfahren von Black et al. darin, eine hochpolymere Substanz herzustellen, in welcher die 3- Position des Saccharidrestes mit der Hauptkette acylverbunden ist. In diesem Falle ist ein selektiver Schutz der anderen Hydroxylgruppe erforderlich. Der Schutz der Hydroxylgruppen des Zuckers ist jedoch in Disacchariden und Trisacchariden unmöglich, jedoch leicht im Falle eines Monosaccharides möglich. Daher vermag das Verfahren von Black et al. keine hochpolymere Substanz zu liefern, in welcher die 3-Position eines Polysaccharidrestes mit der Seitenkette des Hochpolymeren verknüpft ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von 1-O-Acryloyl- oder 1-O-Methacryloylperacetylmonosacchariden oder -disacchariden zu schaffen, das in wirtschaftlicher Weise unter Erzielung hoher Ausbeuten hergestellt werden kann.

Diese Aufgabe wird durch das Verfahren des Patentanspruchs 1 gelöst.

Dieses Verfahren liefert in überraschender Weise sehr hohe Ausbeuten gegenüber einer Umsetzung von Acetobromglucose und Silbermethacrylat.

Die Erfindung wird durch die beigefügte Zeichnung näher erläutert. Die Figur zeigt ein Infrarotabsorptionsspektrum von 1-O-Methacroyl-2′,3′,6′,2,3,4,6-hepta-O-acetyl-D-cellobiose.

Die Saccharidreste umfassen Glucose-, Fructose-, Maltose-, Mannose-, Lactose- sowie Cellobiosereste. Die Polysaccharidketten können einen reduzierenden endständigen Teil in ihrer Struktur aufweisen, wie beispielsweise Maltohexaose und Maltopentaose.

Bei dem Monomeren mit Saccharidseitenketten kann es sich z. B. um folgende handeln:

1-O-Methacroyl-D-glucose,
1-O-Acroyl-D-glucose,
1-O-Methacroyl-D-fructose,
1-O-Acroyl-D-fructose,
1-O-Methacroyl-D-maltose,
1-O-Acroyl-D-maltose,
1-O-Methacroyl-D-mannose,
1-O-Acroyl-D-mannose,
1-O-Methacroyl-D-lactose,
1-O-Acroyl-D-lactose,
1-O-Methacroyl-D-cellobiose und
1-O-Acroyl-D-cellobiose.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann in einem inerten Lösungsmittel, wie Chloroform, Benzol, Ethylacetat etc. vorzugsweise bei einer Temperatur von 10 bis 200°C und insbesondere 20 bis 40°C während 3 bis 72 Stunden durchgeführt werden. Diese Reaktion läßt sich beispielsweise wie folgt darstellen:

(worin X für Cl oder Br steht)

Die Reinigung der erfindungsgemäß hergestellten Saccharide kann nach bekannten Methoden erfolgen. Beispielsweise können die erhaltenen Saccharide in Ethylacetat aufgelöst werden, worauf die Lösung mit Aktivkohle behandelt und dann einer erneuten Ausfällung mit n-Hexan zur weiteren Reinigung unterzogen wird. Die Identifizierung der Saccharide kann durch Elementaranalyse, infrarotspektroskopische Analyse oder NMR-Analyse erfolgen.

Beispiel Synthese von 1-O-Methacroyl-2,3,4,6-tetraacetylglucose

3,76 g 3,4,6-Tri-O-acetyl-α-glucose-1,2-ethyl-o-acetat, 0,86 g Methacrylsäure und 0,010 g Butylhydroxyltoluol werden in 60 ml Monochlorbenzol aufgelöst. Die Lösung wird 30 min bei einer Temperatur von 90°C gerührt. Nach dem Abdestillieren des Chlorbenzols unter vermindertem Druck wird Methanol dem sirupartigen Rückstand zugesetzt. Der dabei ausgefallene weiße Niederschlag wird durch Filtration gesammelt. Nach einem Auflösen des Niederschlags in Ethylacetat und Behandeln mit Aktivkohle wird langsam n-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%) farbloser Kristalle, die bei 194 bis 195°C schmelzen. Die Kohlenstoff- und Wasserstoffgehalte des Produktes betragen 51,0 Gew.-% und 5,8 Gew.-%, ermittelt anhand einer Elementaranalyse.

Diese Analysenwerte stimmen mit denjenigen von 1-O-Methacroyl- 2,3,4,6-tetraacetylglucose überein.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung von 1-O-Acryloyl- oder 1-O- Methacryloylperacetylmonosacchariden oder -disacchariden, dadurch gekennzeichnet, daß ein peracetylierter 1,2-O-Ester von a) Glukose, b) Mannose, c) Maltose, d) Cellobiose, e) Lactose oder f) Fructose mit Acrylsäure oder Methacrylsäure umgesetzt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umsetzung bei einer Temperatur von 10 bis 200°C durchgeführt wird.