DE4339053A1 - Mit Wirkstoffen gefüllte Spheren, Verfahren zu ihrer Herstellung und Öffnung - Google Patents

Mit Wirkstoffen gefüllte Spheren, Verfahren zu ihrer Herstellung und Öffnung

Info

Publication number
DE4339053A1
DE4339053A1 DE4339053A DE4339053A DE4339053A1 DE 4339053 A1 DE4339053 A1 DE 4339053A1 DE 4339053 A DE4339053 A DE 4339053A DE 4339053 A DE4339053 A DE 4339053A DE 4339053 A1 DE4339053 A1 DE 4339053A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
spheres
filled
formula
functions
symmetrical
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE4339053A
Other languages
English (en)
Inventor
Franz Dietrich Oeste
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to DE4339053A priority Critical patent/DE4339053A1/de
Publication of DE4339053A1 publication Critical patent/DE4339053A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C06—EXPLOSIVES; MATCHES
    • C06B—EXPLOSIVES OR THERMIC COMPOSITIONS; MANUFACTURE THEREOF; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS EXPLOSIVES
    • C06B45/00—Compositions or products which are defined by structure or arrangement of component of product
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K51/00—Preparations containing radioactive substances for use in therapy or testing in vivo
    • A61K51/12—Preparations containing radioactive substances for use in therapy or testing in vivo characterised by a special physical form, e.g. emulsion, microcapsules, liposomes, characterized by a special physical form, e.g. emulsions, dispersions, microcapsules
    • A61K51/1268—Preparations containing radioactive substances for use in therapy or testing in vivo characterised by a special physical form, e.g. emulsion, microcapsules, liposomes, characterized by a special physical form, e.g. emulsions, dispersions, microcapsules host-guest, closed hollow molecules, inclusion complexes, e.g. with cyclodextrins, clathrates, cavitates, fullerenes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y30/00—Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y40/00—Manufacture or treatment of nanostructures
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y5/00—Nanobiotechnology or nanomedicine, e.g. protein engineering or drug delivery
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B32/00—Carbon; Compounds thereof
    • C01B32/15—Nano-sized carbon materials
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B32/00—Carbon; Compounds thereof
    • C01B32/15—Nano-sized carbon materials
    • C01B32/152—Fullerenes
    • C01B32/154—Preparation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C06—EXPLOSIVES; MATCHES
    • C06B—EXPLOSIVES OR THERMIC COMPOSITIONS; MANUFACTURE THEREOF; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS EXPLOSIVES
    • C06B45/00—Compositions or products which are defined by structure or arrangement of component of product
    • C06B45/18—Compositions or products which are defined by structure or arrangement of component of product comprising a coated component
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D487/00—Heterocyclic compounds containing nitrogen atoms as the only ring hetero atoms in the condensed system, not provided for by groups C07D451/00 - C07D477/00
    • C07D487/22—Heterocyclic compounds containing nitrogen atoms as the only ring hetero atoms in the condensed system, not provided for by groups C07D451/00 - C07D477/00 in which the condensed system contains four or more hetero rings
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D491/00—Heterocyclic compounds containing in the condensed ring system both one or more rings having oxygen atoms as the only ring hetero atoms and one or more rings having nitrogen atoms as the only ring hetero atoms, not provided for by groups C07D451/00 - C07D459/00, C07D463/00, C07D477/00 or C07D489/00
    • C07D491/22—Heterocyclic compounds containing in the condensed ring system both one or more rings having oxygen atoms as the only ring hetero atoms and one or more rings having nitrogen atoms as the only ring hetero atoms, not provided for by groups C07D451/00 - C07D459/00, C07D463/00, C07D477/00 or C07D489/00 in which the condensed system contains four or more hetero rings
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D495/00—Heterocyclic compounds containing in the condensed system at least one hetero ring having sulfur atoms as the only ring hetero atoms
    • C07D495/22—Heterocyclic compounds containing in the condensed system at least one hetero ring having sulfur atoms as the only ring hetero atoms in which the condensed system contains four or more hetero rings
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D498/00—Heterocyclic compounds containing in the condensed system at least one hetero ring having nitrogen and oxygen atoms as the only ring hetero atoms
    • C07D498/22—Heterocyclic compounds containing in the condensed system at least one hetero ring having nitrogen and oxygen atoms as the only ring hetero atoms in which the condensed system contains four or more hetero rings
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D513/00—Heterocyclic compounds containing in the condensed system at least one hetero ring having nitrogen and sulfur atoms as the only ring hetero atoms, not provided for in groups C07D463/00, C07D477/00 or C07D499/00 - C07D507/00
    • C07D513/22—Heterocyclic compounds containing in the condensed system at least one hetero ring having nitrogen and sulfur atoms as the only ring hetero atoms, not provided for in groups C07D463/00, C07D477/00 or C07D499/00 - C07D507/00 in which the condensed system contains four or more hetero rings
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07F—ACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
    • C07F19/00—Metal compounds according to more than one of main groups C07F1/00 - C07F17/00
    • C07F19/005—Metal compounds according to more than one of main groups C07F1/00 - C07F17/00 without metal-C linkages
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07F—ACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
    • C07F5/00—Compounds containing elements of Groups 3 or 13 of the Periodic System
    • C07F5/02—Boron compounds
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004—Photosensitive materials
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K2123/00—Preparations for testing in vivo

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Pharmacology & Pharmacy (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)

Description

Spheren sind Hohlmoleküle tetraeder-, oktaeder- oder ikosa­ edersymmetrischer Topographie, bei denen es sich um Hetero­ fullerene, Fullerene, Heterofullerenfragmente oder Fulleren­ fragmente handelt. Die Topographie ungefüllter Spheren sowie ihre Herstellung und Verwendung wird in den BRD-Patentanmeldungen 41 14 536.4 und 41 28 357.0 beschrieben. Die Durchmesser der Spheren können zwischen 1 nm und 10 nm betragen. Gemäß der BRD-Patentanmeldung 41 14 536.4 können die Spheren durch komplexieren­ de Öffnungen in den Hohlmolekülen mit Monomeren, die durch diese Öffnungen passen, befüllt werden und anschließend sollen die Öffnungen in den Hohlmolekülen durch komplexierte Metalle verschlossen werden. Durch chemisch induzierte Öffnung der Hohlmoleküle, wie thermische Zersetzung der Spheren oder Dekomplexierung der die Öff­ nungen verschließenden Metalle oder Metalloide, sollen die Monomeren aus den Spheren wieder freigesetzt werden.
Sowohl die Monomereneinschlußmethode als auch die Monomeren­ freisetzungsmethode durch chemische Manipulation an den be­ reits vorgefertigten Spheren haben einige Nachteile:
  • 1. Nach dieser Methode können nur solche Monomeren in den Spheren eingeschlossen werden, die durch die komplexbildnerdekorierten Öffnungen in den Spheren hindurchpassen.
  • 2. Für den Einschluß der Monomeren in den Spheren nach der chemischen Methode sind mindestens zwei Schritte nötig, nämlich der Schritt des Einfüllens und danach der Schritt des Verschließens.
  • 3. Die Öffnung der Spheren durch Dekomplexierung erfordert aggressive Chemikalien wie Schwefelsäure. Die Anwendung hoher äußerer Temperaturen ist notwendig, um den ther­ misch induzierten chemischen Zerfall der Spheren zu ver­ ursachen. Beide Verfahren, am stärksten das Thermische, sind relativ zeitaufwendig d. h. die Wirkung tritt nicht momentan ein.
Es besteht daher die Aufgabe nach Verfahren zu suchen, die diese Nachteile nicht haben. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es überraschend gelungen, ohne die Anwendung äußerer Erwärmung oder ohne die Anwendung dekomplexieren­ der Chemikalien die gefüllten Spheren momentan und gezielt aufzubrechen. Überdies ist es mit dem erfindungsgemäßen Ver­ fahren möglich, gefüllte Spheren in einem einzigen Arbeits­ gang herzustellen, wobei die eingefüllten Moleküle einen Durchmesser haben können, der im Maximum dem Innendurch­ messer des jeweiligen Spherus entsprechen darf.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren werden die gefüllten Spheren durch die Einwirkung elektromagnetischer Strahlung hinrei­ chender Energie innerhalb von Mikrosekundenbruchteilen ge­ öffnet und geben dadurch die in ihrem Inneren gespeicherten Stoffe frei. Als Photonen eignen sich solche, die von den gefüllten Spheren absorbiert werden. In der Regel sind das Photonen aus dem Wellenlängenbereich zwischen 200 nm und 1000 nm, der auch das sichtbare Spektrum einschließt. Eine Strahlungsintensität die ausreicht, um Wasser zum Sieden zu erhitzen, ist der Regel hinreichend um die gefüllten Spheren zu öffnen. Kleine Spheren benötigen höhere Strahlungsintensität zur Öffnung als große. Spheren mit engmaschiger Käfigstruktur benötigen höhere Strahlungsintensität zur Öffnung als solche mit weitmaschigerer Käfigstruktur. Spheren, deren Füllung bereits unter Druck steht, lassen sich mit geringerer Strahlungsintensität öffnen, als solche, die drucklos ge­ füllt sind.
Anders als nach dem bekannten Verfahren der Befüllung der bereits hergestellten Spheren durch komplexierende Öffnungen werden nach dem erfindungs­ gemäßen Verfahren die Spheren bereits während der Spheren­ synthese aus nichtspherischen Edukten gefüllt. Nach diesem Verfahren lassen sich Stoffe in den Scheren einschließen, die die Spherensynthese nicht behindern und die nach Größe und Form ihrer molekularen Abmessungen in die Scheren hinein­ passen. Das bedingt auch die molekulare Dispersion in dem Fluid, in dem die Spheren synthetisiert werden.
Entsprechend einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Ver­ fahrens können die derart gefüllten Spheren weiteren chemi­ schen Manipulationen unterworfen werden wie z. B. zur Knüpfung einer engmaschigeren Spherenoberfläche oder zur Modifikation der Spherenoberfläche oder zur Verankerung von chemischen Funktionen an der Spherenoberfläche.
Entsprechend einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsge­ mäßen Verfahrens können zersetzliche Stoffe für sich allein oder im Gemisch mit nicht zersetzlichen Stoffen in den Spheren eingeschlossen werden wie z. B. Explosivstoffe. Dadurch kann es gelingen, die notwendige Strahlungsenergie, die zur Öff­ nung der Spheren nötig ist, zu minimieren.
Entsprechend einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsge­ mäßen Verfahrens können die Spheren mit Stoffen gefüllt wer­ den, die radioaktive Elemente enthalten.
Um das Spektrum der Photonen nicht allein auf diejenigen zu beschränken, die von der Molekularstruktur der Spheren selbst absorbiert und in fühlbare Wärme umgewandelt werden, kann es vorteilhaft sein, daß die Spheren mit Stoffen gefüllt werden, die Photonen derjenigen Spektralbereiche absorbieren, für die die Molekularstruktur der Spheren selbst durchlässig ist. Dabei reicht es meistens aus, wenn die betreffenden photonen­ absorbierenden Stoffe nur als Beimischung in der Spheren­ füllung vorhanden sind.
Nachfolgend sind beispielhaft einige Anwendungsmöglichkeiten aufgezählt, um die vielfältige Anwendbarkeit des erfindungs­ gemäßen Verfahrens aufzuzeigen.
Explosivstoffe
Thermisch labile Stoffe wie Nitromethan, Nitrobenzol, Dinitro­ benzol, Tetrazol als Bestandteile der Spherenfüllung können z. B. als Initialzünder verwendet werden, die auf größere Ent­ fernung durch Laserstrahl gezündet werden können.
Sauerstoffbeladene Spheren gemischt mit oxidierbaren Substan­ zen oder reduktionsmittelbeladene Spheren gemischt mit oxidieren­ den Substanzen ggf. in der Anwesenheit eines Redoxkatalysators wie Palladium können ebenfalls als Explosivstoff oder durch Laserstrahl fernzündbare Initialzünder dienen.
Lithographie, Informationsspeicher, Kopierer, Mikroelektronik
Mit Reaktionsmittel gefüllte Spheren verursachen in einer mit Reaktivstoff beschichteten Umgebung bei der Öffnung eine chemisch modifizierte Umgebung z. B. durch Metallabscheidung, Freisetzung reaktiver Dotierungsstoffe wie Gallium oder Indi­ um, Antimon oder Arsen. Durch Anwendung kurzwelliger Strah­ lung (z. B. UV, Röntgen, Elektronen) können mikroskopisch feine Strukturen hergestellt werden.
Durch geeignete Strahlenfokussiertechnik wie die Strahlen­ bündelung durch Linsen oder holographische Verfahren können Abbildungen, Strukturen auch in dreidimensionaler Ausbildung hergestellt werden. So können mit sog. Härtern gefüllte Sphe­ ren, die gleichmäßig in einem Kunstharzgelblock verteilt sind in dem gewünschten Muster geöffnet werden und führen in ihrer direkten Umgebung zur Harzvernetzung. Durch anschließendes Auflösen des ungehärteten Harzgels wird die dreidimensionale gehärtete Harzstruktur freigelegt.
Neuartige Werkstoffe
Wegen ihrer annähernd sphärischen Topographie und bei Verwen­ dung nur eines bestimmten Spherentyps lassen sich zwei- und dreidimensionale Gitterstrukturen aus den Spheren aufbauen. So können die Spherengitterzwischenräume mit polymerisier- oder polykondensierbarer Substanz wie z. B. Kieselsäure, Titansäure, Acrylsäure oder Ester davon gefüllt werden, die dann polymerisiert oder polykondensiert wird. Anschlie­ ßend können die Spheren zerstört werden und durch Oxidation oder z. B. überkritische Gasextraktion die Spherenrück­ stände beseitigt werden. Durch dieses Verfahren können Molekularsiebe, Katalysatorträger, optische Gitter, Infor­ mationsspeicher, Trennmembranen hergestellt werden um nur Beispiele zu nennen
Medizinische Wirkstoffträger
Mit medizinischen Wirkstoffen gefüllte Spheren, deren Oberfläche einer spezifischen chemischen Modifikation un­ terworfen wurde, um eine optimale biochemische Affinität zum Zielgewebe zu erhalten, eignen sich für die gezielte Behandlung bestimmter Körperorgane oder -gewebe. Durch das Freisetzen des Medikaments ausschließlich am Zielgewe­ be kann die körperbezogene Dosis außerordentlich gering gehalten werden, die zielgewebebezogene Dosis jedoch opti­ mal angewendet werden ohne Nebenwirkungen auf das nicht zubehandelnde Gewebe. Das gelingt, weil die Medikamente in den nicht geöffneten Spheren hermetisch eingeschlossen und damit wirkungslos bleiben, denn körpereigene Abbau­ mechanismen sind nicht in der Lage - auch nicht langfristig - die ungeöffneten Spheren aufzuschließen. Das unterschei­ det die Spheren von den bislang untersuchten Mikrokapseln aus Kunststoff, die früher oder später vom Körper abgebaut werden. Die Spheren haben den zusätzlichen Vorteil ihrer geringen Größe, die etwa drei Größenordnungen unter der der Mikrokapseln liegt. Am Beispiel der Krebsbekämpfung soll der Vorteil des gezielten Aufschlusses der gefüllten Spheren aufgezeigt werden:
Spheren werden in der Gegenwart von Zellgiften wie z. B. Ammoniak oder Phosgen oder Schwefelkohlenstoff hergestellt. Dem Reaktionsgemisch wird außerdem eine radioaktive Markier­ substanz beigefügt wie z. B. Methyljodid, das das aktive Iso­ top J131 enthält, die mit in den Spheren eingeschlossen wird. Die gefüllten Spheren werden durch chemische Modi­ fikation anschließend hydrophil eingestellt, falls nicht von vorneherein ausreichende konstitutionsbedingte Hydro­ philie vorlag. Bereits ohne weitere Behandlung haben die Spheren wegen ihres Gehaltes an Porphinkörpern eine hohe Affinität zu Krebszellgewebe. Das ist konform mit der Affi­ nität von Porphyrinen und Phthalocyaninen zu Krebszellge­ webe. Um die Affinität zu Krebszellen noch zu steigern, können die Spheren vorteilhaft mit den Carboxylgruppen des konstanten Abschnitts von Krebszellenantikörpern koordi­ niert oder anderweitig chemisch an diesen Stellen verknüpft werden, so daß jeder Antikörper mit einem Spherus verbunden ist. Dadurch wird erreicht, daß die zellgiftgefüllten Sphe­ ren nahezu quantitativ von den Krebszellen aufgenommen werden können. Die derart präparierten Spheren werden in die Blut­ bahn gespritzt. Die Ortung der spherenbeladenen Krebszellen kann dann kontinuierlich mittels der durch die Jodmarker ausgesandten Strahlung geschehen. Wenn die Aktivität einer beliebigen Krebsgewebelokalität nicht mehr weiter zunimmt, kann die Öffnung der zellgifthaltigen Spheren vorgenommen werden. Das kann vorteilhaft mittels Glasfaseroptik geschehen um die Eingriffe so begrenzt wie möglich zu halten. Vor­ teilhaft wird mit Photonenstrahlen im sichtbaren Rotbereich gearbeitet, um die Störung durch Gewebeabsorption zu mini­ mieren. Durch die gleiche Glasfaseroptik, durch die die sphe­ renöffnenden Lichtimpulse geschickt werden, kann ein Such­ strahl geschickt werden, um die visuelle Lokalisierung der Spherenansammlungen durch den Operateur zu erleichtern. Die starke Färbung der Spheren erleichtert dabei die Lokalisierung. Diese Methode eignet sich zum Lokalisieren kleinerer Tumo­ ren und Metastasen. Mit den heute verfügbaren Glasfaserop­ tiken und Sonden lassen sich so viele derartige Krebsbehand­ lungen drastisch verkürzen bzw. ambulant durchführen, ohne die Patienten durch chemische Therapeutika zu belasten. We­ gen der momentanen Krebsgewebezerstörung können die zerstör­ ten Zellen, die Spherenrückstände und Reste der toxischen freigesetzten Chemikalien durch eine mitgeführte Sonde abge­ saugt werden und ggf. beschädigte Blutgefäße durch weitere Intensivbestrahlung koaguliert werden.
Als Spheren für diese Zwecke eignen sich beispielsweise die Spheren C360N240O24U12 (1) und C1080H300N120O24U12 (2). Der Spherus (1) umschließt das gleiche Volumen wie das symmetrieidentische ikosaedersymmetrische Fulleren C960. Der ebenfalls ikosaedersymmetrische Spherus (2) umschließt das gleiche Volumen wie der symmetriegleiche Spherus C1620, der einen Durchmesser von 4 nm aufweist. Im Gegen­ satz zu dem Spherus (2) lassen sich kleinere Spheren öko­ nomischer herstellen. Dazu gehören z. B. der oktaedersymme­ trische Spherus C144N96Cu14 (3). der ein Volumen entspre­ chend dem symmetriegleichen Fulleren C372 umschließt. Auch der Spherus C432H132N48 (4), der ein Volumen entsprechend dem symmetriegleichen oktaedersymmetrischen Fulleren C636 umschließt.
Wegen ihrer mosaikartig unterbrochenen aromatischen Ober­ fläche, die im Gegensatz zu den ausschließlich aus Hexagon- und Pentagonnetzwerk aufgebauten Fullerenen zahlreiche Möglichkeiten durch Substitution oder Koordination zur Verankerung von Funktionen an den dreifach koordinierten C-, N- oder O-Funktionen bieten, lassen sich die Spheren auch mit anderen beliebigen Funktionen mit besonderen Affini­ täten zu speziellen Gewebearten verknüpfen, damit die medikamentgefüllten Spheren mit möglichst geringen Verlusten ausgenutzt werden können. Besondere Bedeutung hat in diesem Zusammenhang die Funktion (5), die zwischen viermal und dreißig mal je Spherus vorkommen kann.
Neben der erfindungsgemäßen Methode zum Einschluß von Mono­ meren in den Spheren während der Spherensynthese und neben der bereits bekannten Methode zur Einfüllung von Monomeren durch die Porphin-, Subporphin-, Superporphin-Funktionen oder durch Kronenetherfunktionen oder durch die kronenether­ ähnlichen Funktionen wie z. B. (5) kann nach einer weiteren Spielart des erfindungsgemäßen Verfahrens die Einfüllung von Monomeren in die Spheren auch durch die unpolaren nur durch CH-Funk­ tionen begrenzten Öffnungen geschehen kurz bevor oder während die Öffnungen durch Substituenten verschlossen werden. Diese Methode kann dann Vorteile haben, wenn diese Monomeren bei den Spherensynthesebedingungen unbeständig sind.
Die nachfolgenden Beispiele sollen die erfindungsgemäße Ver­ fahrensweise erläutern ohne daß diese aber auf die Beispiele beschränkt sein soll.
Beispiel 1
Durch Umsetzung von Spheren, die Funktionen gemäß Formelaus­ schnitt (6) enthalten,
zu denen beispielsweise die oben er­ wähnten Spheren (2) und (4) gehören, mit Bromcyan in der Gegenwart von Aluminiumchlorid bei 70°C bis 90°C ent­ sprechend einer Methode, die in der Zeitschrift Helv. Chim. Acta 2, Jahrgang 1919, Seiten 482 f veröffentlicht ist. Abweichend von der Vor­ schrift wird die Reaktion bei einem Druck von 300 bar durchgeführt. Dabei füllen sich die Spheren mit Bromcyan, Bromwasserstoff und geringen Mengen Aluminiumchlorid und Salzsäure. Gleichzeitig werden die Öffnungen unter Brom­ wasserstoffabspaltung in die Funktionen (7) umgesetzt.
Im Fall, daß die Spheren Porphin-, Superporphin-Metallkom­ plexe enthalten, die leicht dekomplexierbar sind, oder keine Metalle komplexiert enthalten, werden sie entsprechend Formelschema 8) mit Chloraluminiumfunktionen komplexiert. Nach 2 h Umsatzzeit wird entspannt und abgekühlt, filtriert und der Filterrückstand mehrfach mit Aceton gewaschen und getrocknet. Die Chloraluminiumfunktionen können bei einer ggf. erforderlichen weiteren Derivatisierung der Spheren benutzt werden.
Beispiel 2
Die in Formelausschnitt (7) gezeigte Funktion kann noch weiter vernetzt werden. Das kann z. B. dann notwendig sein, wenn die Öffnung der Spheren bei erhöhter Strahlungsenergie geschehen soll. Die entsprechend Beispiel 1 mit überwiegend Bromcyan gefüllten Spheren werden in Schwefeldichlorid aufgeschlämmt und 1 h lang bei 90°C zur Reaktion gebracht. Anschließend wird filtriert und der Filterrückstand mit Aceton gewaschen und getrocknet. Formelausschnitt (9) kenn­ zeichnet das überwiegend mit Bromcyan gefüllte Reaktionspro­ dukt.
Beispiel 3
Anstelle der Bromcyanfüllung gemäß Beispiel 1 können die Spheren auch mit Schwefelhalogeniden gefüllt werden. Diese und Aluminiumchlorid können gleichzeitig zum Verschluß der Spheren benutzt werden. Aluminiumchlorid, Dischwefel­ dichlorid und Schwefeldichlorid werden im Verhältnis 1 zu 1 vermischt. Zu 10 Teilen dieser Mischung werden ein Teil der zu füllenden Spheren und 0,25 Teile Jodwasserstoff gegeben und bei einem Druck von 30 bar in einem Rührauto­ klaven bei einer Temperatur von 50°C 2 h lang zur Reaktion gebracht. Der eingesetzte Jodwasserstoff enthält einen ge­ ringen Anteil Jod131. Das erhaltene Reaktionsgemisch wird wie in Beispiel 2 aufgearbeitet. Die erhaltenen Spheren, die mit Schwefeldichlorid, Dischwefeldichlorid, Aluminiumchlorid und radioaktiv markiertem Jodwasserstoff sowie geringen Mengen Chlorwasserstoff gefüllt sind, werden durch den Formelausschnitt (10) gekennzeichnet. Abweichend zu Beispiel 2 werden die erhaltenen Spheren nach der Acetonwäsche noch 20 min lang bei 50°C mit 10%iger Wasserstoffperoxidlösung behandelt. Der Versuch wird dahingehend verändert wieder­ holt, daß der Dischwefeldichloridanteil durch Schwefeldi­ chlorid ersetzt wird. In der Produktzusammensetzung ergeben sich keine wesentlichen Änderungen dadurch.
Der Verschluß der Spheren mit dem in dem Formelausschnitt (10) gezeigten Ergebnis läßt sich auch mit Elementarschwe­ fel erzielen, wenn bei Reaktionstemperaturen über 200°C gearbeitet wird.
Beispiel 4
Die gemäß Beispiel 1 hergestellten mit Bromcyan gefüllten Spheren, die durch die in Formel 7) ausschnitthaft gezeigte Struktur gekennzeichnet sind, werden in der Gegenwart von Kupferschrot und Kupfer-I-chlorid bei 220°C mit einem gro­ ßen Bortrichlorid-Überschuß unter einem Druck von 300 bar im Rührautoklaven 2 h lang umgesetzt. Danach wird abgekühlt, entspannt, filtriert und der Filterrückstand mit Wasser ge­ waschen und dann mit 20%iger Salpetersäure, bis der Ablauf kupferfrei ist. Anschließend wird mit Aceton gewa­ schen, und getrocknet. Die gefüllten so erhaltenen Spheren werden durch die in dem Formelausschnitt (11) gezeigte Struktur gekennzeichnet.
Die entsprechend Beispiel 4 durchgeführte Umsetzung der gefüllten Spheren, die durch die Struktur (7) gekennzeich­ net sind, führt im Fall der tetraedersymmetrischen Spheren, die vier mit Borhalogenid koordinierte Subporphinfunktionen enthalten, zu Heterofullerenen. Bei dieser Umsetzung wer­ den auch die mit den Subporphinfunktionen koordinierten Borhalogenidfunktionen dehalogeniert entsprechend Formel­ schema (12). In der Literatur werden gefüllte Heterofullere­ ne nicht beschrieben.
Beispiel 5
Spheren, die durch die charakteristischen Strukturkompo­ nenten gemäß Formelausschnitt (13) gekennzeichnet sind, las­ sen sich unter gleichen Reaktionsbedingungen füllen und schließen wie in Beispiel 1 beschrieben wird. Die gefüllten verschlossenen Spheren sind durch die Strukturkomponenten gemäß Formelausschnitt (14) gekennzeichnet.
Beispiel 6
Durch Umsetzen von Spheren, die durch die in Formelaus­ schnitt (13) dargestellten Strukturelemente gekenn­ zeichnet sind, im Rührautoklaven unter Druck- und Tempera­ turbedingungen von 300 bar bzw. 250°C mit einem großen Überschuß von Bortrichlorid in der Gegenwart von Kupfer­ pulver und Kupfer-I-chlorid. Nach 2 h Reaktionszeit wird festes Ammoniumchlorid zugegeben und dann noch 2 h weiter­ reagieren lassen. Ammoniumchlorid wird bezüglich Bortri­ chlorid im Molverhältnis 1 : 1 zugegeben. Danach wird abgekühlt und entspannt, mit kaltem Wasser versetzt, fil­ triert und den Filterrückstand mit konzentrierter Ammoniak­ lösung chloridfrei gewaschen und getrocknet. Zu dem er­ haltenen Gemisch, das aus Kupferpulver und gefüllten Sphe­ ren mit den Strukturelementen, die in Formelausschnitt (15) gezeigt werden, besteht, wird bezogen auf eingesetztes Kupferpulver 0,1 Gewichtsteile Palladiumschwarz hinzuge­ fügt, vermischt und unter Stickstoff auf 300°C erwärmt. Nach ca. 2 h wird abgekühlt, mit Salpetersäure Kupfer und Palladium gelöst, filtriert, den Filterrückstand gewaschen und getrocknet. Es verbleiben Bortrichlorid- und Chlorwasser­ stoff gefüllte Spheren, die durch die Strukturelemente ge­ mäß Formelausschnitt (16) gekennzeichnet sind.
Auch die entsprechend Beispiel 6 durchgeführte Umsetzung der gefüllten Spheren führt im Fall des Einsatzes tetra­ edersymmetrischer Spheren zu gefüllten Heterofullerenen mit den entsprechend Formelschema (12) dehalogenierten Subporphinkomplexen.
Beispiel 7
Eine Mischung aus Diaminomaleonitril (100 mmol), Bern­ steinsäuredinitril-2,3-dion (70 mmol) und Essigsäureanhy­ drid (1000 mmol) werden unter Rühren 2 h am Rückfluß ge­ kocht. Danach wird eingeengt im Vakuum, abkühlen lassen und das ausgefallene Produkt filtriert und mit Eisessig gewaschen, und über KOH-Tabletten im Vakuum getrocknet. Die gewonnenen gelblichen Kristalle bestehen aus 2,3,5,6-Tetracyanopyrazin (17).
250 g wasserfreies Uranylchlorid werden in 1000 ml Fyridin in einem Rührautoklaven auf eine Temperatur von 320°C und durch Aufpressen von Trimethylamin auf einen Druck von 300 bar gebracht. Zu dieser Lösung wird langsam eine Lösung von 100 g Tetracyanopyrazin (17) in 1000 g Pyridin zugegeben. Zwei Stunden nach beendeter Zugabe wird absitzen lassen, die fluiden Phasen abgezogen, entspannt und abgekühlt. Der dabei entstandene Niederschlag wird abgetrennt, mit Methanol gewaschen und getrocknet. Es wird ein graublaues Pulver er­ halten, bei dem es sich um die Spheren handelt, die durch die Formelausschnitte (19) bis (21) charakterisiert sind. Die Spheren enthalten eine Füllung bestehend aus einem Gemisch aus Pyridin und Trimethylamin. Die Spheren bestehen aus Strukturbestandteilen, die in den Formelausschnitten (19) bis (21) dargestellt sind. Danach bestehen die Spheren aus
12 Uranyl-Superphthalocyanin-Funktionen entsprechend Formelausschnitt (20) und den schraffierten Zehn­ ecken in Formelausschnitt (21)
30 Pyrazin-Funktionen entsprechend den schwarzen Rechtecken in Formelausschnitt (21)
20 "N-Kronenether"-Funktionen mit Uranylchlorid koordi­ niert entsprechend Formelausschnitt (19) und den weißen Sechsecken in Formelausschnitt (21).
Die Spheren haben danach die Summenformel C240N180O64U32Cl40 (18). Die Summenformel läßt die Pyridin- Trimethylaminfüllung unberücksichtigt. Der einzelne Spherus hat Ikosaeder-Symmetrie und umschließt das gleiche Volumen wie das symmetrieidentische Fulleren C720. Er ist als Frag­ mentderivat des entsprechenden CN-Heterofullerens anzusehen mit
  • a) 12 Öffnungen, deren jeweilige Fläche sich über 15 Hexa­ gone und 1 Pentagon des CN-Fullerens erstreckt und
  • b) 20 Öffnungen, deren jeweilige Fläche sich über 7 Hexa­ gone des CN-Fullerens erstreckt.
Dabei werden die Öffnungen zu a) durch 12 N5UO2-Funktionen verschlossen und die Öffnungen zu b) durch 20 UO2Cl2-Funk­ tionen verschlossen.
Beispiel 8
300 g Kupfer-II-chlorid werden mit 3 l Pyridin und 200 ml Dimethylformamid im Rührautoklaven auf 280°C erwärmt und Ammoniakgas aufgepreßt bis ein Druck von 300 bar erreicht ist. Dazu wird eine Lösung von 30 g Tetracyanopyrazin (17) in 500 ml Pyridin langsam zulaufen lassen. 1 h nach beendeter Zugabe wird absitzen gelassen und dann die überstehenden fluiden Phasen abgezogen, entspannt und abgekühlt. Dabei wird ein Niederschlag erhalten, der mit Methanol gewaschen und getrocknet ein dunkelblaues Pulver ergibt, bei dem es sich um mit Pyridin und Ammoniak gefüllte Spheren handelt, die durch Strukturbestandteile gekennzeichnet sind, die in den Formelausschnitten (22) bis (24) gezeigt werden. Danach bestehen die Spheren aus
6 Kupferphthalocyanin-Funktionen entsprechend For­ melausschnitt (22) und den schraffierten Achtecken in Formelausschnitt (24)
12 Pyrazinfunktionen entsprechend den schwarzen Recht­ ecken in Formelausschnitt (24)
8 "N-Kronenether"-Funktionen mit Kupfer-II-chlorid koordiniert entsprechend Formelausschnitt (23) und den weißen Sechsecken in Formelausschnitt (24).
Die Spheren haben danach die Summenformel C96N72Cu14Cl16 (25). Die Summenformel läßt die Pyridin-Ammoniak-Füllung der Sphe­ ren unberücksichtigt. Die Spheren sind oktaedersymmetrisch. Sie umschließen das gleiche Volumen wie das symmetrieiden­ tische Fulleren C276. Sie sind Fragmentderivate des entspre­ chenden CN-Heterofullerens mit
  • a) 6 Öffnungen, deren jeweilige Fläche sich über 10 Hexa­ gone und 2 Pentagone des CN-Fullerens erstreckt und
  • b) 8 Öffnungen, deren Fläche sich über 7 Hexagone des CN-Hetero- Fullerens erstreckt.
Dabei werden die Öffnungen zu a) durch 6 N4Cu-Funktionen ver­ schlossen und die Öffnungen zu b) durch 8 CuCl2-Funktionen verschlossen.
Beispiel 9
120 g Bortrifluorid und 200 g Benzol werden in einem Rühr­ autoklaven unter Stickstoffdruck von 300 bar auf 280°C er­ wärmt. Dazu wird langsam eine Lösung von 10 g Tetracyano­ pyrazin (17) in 1,5 l Cyclohexan zugegeben.
2 h nach beendeter Zugabe und nach Abkühlung auf 150°C wird dem Reaktionsgemisch eine Suspension von 1 Teil Natri­ um in 6 Teilen Naphthalin langsam zugegeben. Die Zugabe geschieht langsam und in kleinen Portionen. Die Temperatur wird dabei bei 150°C gehalten ebenso der Druck von 300 bar. Die Zugabe von Natrium-Naphthalinsuspension wird unter­ brochen, wenn keine sauer reagierenden Komponenten mehr im Reaktionsgemisch vorhanden sind. Anschließend wird die Temperatur wieder auf 280°C erhöht, eine halbe Stunde dabei belassen, dann absitzen lassen und die überstehenden fluiden Phasen abgezogen entspannt und abgekühlt. Der dabei ent­ standene Niederschlag wird filtriert, der Filterrückstand mit Wasser und dann mit Aceton gewaschen und getrocknet. Der getrocknete Rückstand ist von brauner Farbe. Dabei han­ delt es sich um mit einem Gemisch aus Bortrifluorid, Benzol und Cyclohexan gefüllte Spheren, die durch die Formelausschnit­ te (26) bis (28) gekennzeichnet sind. Danach bestehen die Spheren aus
4 Bor-Subphthalocyanin-Funktionen entsprechend Formel­ ausschnitt (26) und dem schraffierten Sechseck in For­ melausschnitt (28)
4 Borhexagonringe mit den "N-Kronenether"-Funktionen koordiniert entsprechend Formelausschnitt (27) und den weißen Sechsecken in Formelausschnitt (28)
6 Pyrazinfunktionen entsprechend den schwarzen Rechtecken in Formelausschnitt (28).
Die Spheren haben danach die Summenformel C48B28N36 (29). Die Summenformel läßt die Füllung der Spheren unberücksich­ tigt. Die Spheren sind tetraedersymmetrisch. Sie umschließen das gleiche Volumen wie das symmetrieidentische Fulleren C112. Bei diesen Spheren handelt es sich um gefüllte CBN-Hete­ rofullerene.
Beispiel 10
120 g Bortrichlorid, 600 g Propan und 200 g Isobutan werden in einem Rührautoklaven unter einem Methandruck von 300 bar auf 270°C erwärmt. Dazu wird langsam eine Lösung von 10 g Tetracyanopyrazin (17) in 300 ml n-Pentan zugege­ ben. Anschließend wird noch 2 h dabei belassen. Anschlie­ ßend wird dazu eine Lesung von 50 g Kupfer-II-chlorid in 500 ml Pyridin zulaufen lassen und weitere 2 h unter den Reaktions­ bedingungen belassen. Danach wird absitzen lassen und die fluiden Phasen abgezogen, abgekühlt und entspannt. Der da­ bei ausgefallene Niederschlag wird mit nasser chloridfrei gewaschen und getrocknet. Der erhaltene pulverige Feststoff besteht aus methan-, propan-, isobutan- und n-pentangefüllten Spheren, die durch die Formelausschnitte (30) bis (32) ge­ kennzeichnet sind. Danach bestehen die Spheren aus
4 Monochlorbor-Subphthalocyanin-Funktionen entsprechend Formelausschnitt (30) und dem schraffierten Sechseck in Formelausschnitt (32)
4 Kupfer-II-chloridkoordinierte "N-Kronenether"-Funkti­ onen entsprechend Formelausschnitt (31) und den wei­ ßen Sechsecken in Formelausschnitt (32)
6 Pyrazinfunktionen entsprechend den schwarzen Rechtecken in Formelausschnitt (32).
Die Spheren haben demnach die Summenformel C48N36B4Cu4Cl12 (33). Die Summenformel läßt die Füllung der Spheren unberücksichtigt. Die Spheren sind tetraedersym­ metrisch. Sie umschließen das gleiche Volumen wie das sym­ metrieidentische Fulleren C112. Sie sind Fragmentderivate des entsprechenden CBN-Heterofullerens mit
  • 4 Öffnungen, deren Fläche sich über 7 Hexagone des CBN- Heterofullerens erstreckt.
Dabei sind die Öffnungen durch 4 CuCl2-Funktionen verschlos­ sen.
Beispiel 11
250 g wasserfreies Uranylchlorid, 800 ml Dimethylformamid und 800 ml Trifluoressigsäureamid werden in einem Rührauto­ klaven auf eine Temperatur von 240°C unter einem Druck von 300 bar Stickstoff erwärmt. Zu dieser Lösung wird lang­ sam eine Lösung von 30 g Hexaazatriphenylenhexacarbonitril (34) in 300 ml Pyridin zugegeben. Danach beläßt man noch 2 h unter diesen Bedingungen, läßt absitzen und zieht dann die fluiden Phasen ab und läßt diese dann abkühlen und entspan­ nen. Der ausgefallene Niederschlag wird mit Wasser und dann mit Methanol gewaschen und getrocknet. Bei dem so erhalte­ nen graublauen Pulver handelt es sich um mit Dimethylform­ amid, Trifluoressigsäureamid und Pyridin gefüllte Spheren, die durch die Formelausschnitte (35) bis (37) gekennzeich­ net sind. Danach bestehen die Spheren aus
12 Uranylsuperporphin-Funktionen entsprechend Formel­ ausschnitt (35), fein gepunkteter Bereich und den schraffierten Fünfecken in Formelausschnitt (37)
30 Uranylchloridkoordinierte "N-Kronenether"-Funktio­ nen entsprechend Formelausschnitt (36), fein gepunkteter Bereich und den weißen Rechtecken in Formelausschnitt (37)
20 Hexaazatriphenylen-Funktionen entsprechend Formelaus­ schnitten (35) und (36), grob gepunktete Bereiche und den schwarzen Dreiecken in Formelausschnitt (37).
Die Spheren haben demnach die Summenformel C360N240O84U42Cl60 (38). Die Summenformel läßt die Fül­ lung der Spheren unberücksichtigt. Die Spheren sind ikosaeder­ symmetrisch. Sie umschließen das gleiche Volumen wie das symmetrieidentische Fulleren C960. Sie sind Fragmentderivate des entsprechenden CN-Heterofullerens mit
  • a) 12 Öffnungen, deren Fläche sich über 15 Hexagone und 1 Pentagon des CN-Heterofullerens erstreckt und
  • b) 30 Öffnungen, deren Fläche sich über 7 Hexagone des CN-Heterofullerens erstreckt.
Dabei sind die Öffnungen zu a) durch 12 N5UO2-Funktionen verschlossen und die Öffnungen zu b) durch 30 UO2Cl2-Funk­ tionen verschlossen.
Beispiel 12
In einigen Fällen, beispielsweise bei der Umsetzung von Tumorantikörpern in wäßriger Lösung mit gefüllten Spheren, können Spheren mit hydrophiler Oberfläche vorteilhaft verwendet werden. Die Oberfläche hydrophober Spheren kann durch Dekoration mit hydrophilen Funktionen hydrophil ge­ macht werden. Das kann z. B. vorteilhaft durch Sulfurierung mit z. B. Chlorsulfonsäure im Überschuß im Temperaturbereich zwischen Zimmertemperatur und 120°C geschehen. Die Deko­ ration der Spheren mit Sulfonsäuregruppen kann vorteilhaft zum Verschluß der Spheren genutzt werden.
Spheren mit Strukturen, die denen von Formelausschnitt (6) entsprechen, werden bei einer Temperatur zwischen 80°C und 90°C im Rührautoklaven unter einem SO2- und HCl-Druck von 300 bar - SO2 : HCl-Verhältnis gleich 1 : 1 - mit Chlor­ sulfonsäure in großem Überschuß versetzt und ca. 30 min unter diesen Bedingungen belassen.
Danach wird entspannt und durch mehrfaches Ultrazentrifu­ gieren und Dekantieren und Verdünnen mit Wasser die Spheren gereinigt und dann durch Neutralisieren mit Natronlauge als ca. 5%ige wäßrige Lösung gewonnen. Die SO2- und HCl- gefüllten Spheren haben einen Sulfon- bzw. Sulfonatgehalt, der in etwa dem entsprechend der Spheren mit Formelausschnitt (39) entspricht. Die Sulfonatgruppen können auch zur Ver­ knüpfung mit Funktionen verwendet werden, mit denen die Sphe­ ren verbunden werden sollen.
In den Beispielen ist erstmalig die Herstellung der hermetisch verschlossenen neuartigen mit einer gewählten Füllung ausge­ statteten Füllung versehenen Spheren gezeigt worden. Die Öff­ nung der Spheren gelingt nach dem erfindungsgemäßen Verfahren vorzugsweise im Strahlungsbereich zwischen 600 nm und 750 nm Wellenlänge und bei Wellenlängen, die kürzer als 400 nm sind. Für bestimmte Anwendungsbereiche, wie im medizinischen Be­ reich, werden die langwelligeren Strahlen zur Spherenöffnung bevorzugt. In bestimmten Fällen werden Infrarotstrahlen zur Spherenöffnung bevorzugt wie z. B. bei der Fernzündung von mit exotherm zersetzlichen Stoffen gefüllten Spheren dotierten Explosivstoffen. In Beispiel 13 wird die Öffnung der gefüllten Spheren anhand einer einfachen Anordnung gezeigt.
Beispiel 13
Spheren mit ikosaedersymmetrischer Struktur der Summenfor­ mel C1080H300N120O24U12, die das gleiche Volumen wie die symmetrieidentischen Fullerene C1620 haben und deren Her­ stellung gemäß der DOS 41 14 536 A1, Beispiel 9 erfolgt, und die durch Strukturen gemäß Formelausschnitt (6) gekenn­ zeichnet sind, werden entsprechend Beispiel 10 gefüllt u. sulfo­ niert. Die erhaltene neutrale 5%ige wäßrige Spherenlösung wird auf 0,5 g Spherengehalt pro Liter verdünnt. Mit der Sphe­ renlösung wird Indikatorpapier einseitig besprüht.
Über eine gläserne Lichtleitfaser wird rotes Rubinlaserlicht der Wellenlänge 695 nm in einer Intensität, die noch nicht ausreichend ist, um Cellulose thermisch zu zersetzen, auf die spherenbeschichtete Papierseite geleitet. Auf der nicht mit Spheren beschichteten Rückseite des Pa­ piers läßt sich die Spur des Laserlichtstrahls in der Form einer durch die aus den Spheren freigesetzten Säurespur, die das Indikatorpapier auf der Säurespur rot färbt, sofort verfolgen. Der aus den Spheren entweichende Chlorwasserstoff und Schwefeldioxid reagieren mit der Feuchtigkeit des Papiers unter Säurebildung dort, wo der Lichtstrahl die Spheren öffnet.
Beispiel 14
Zum Nachweis, daß eine erfindungsgemäße Füllung der Spheren auch für stickstoffarme Porphine gelingt, werden por­ phyrinhaltige gefüllte Spheren hergestellt. Entsprechend der DOS P 41 14 536 A1 wurden oktaedersymmetrische Spheren der Summenformel C192H108N24 hergestellt, die aus Funktionen bestehen, wie sie der Formelausschnitt (40) und (41) zeigt. Diese Spheren umschließen das gleiche Volumen wie das sym­ metrieidentische Fulleren C372.
10 g der Spheren, 200 g Aluminiumtribromid und 50 g Schwefel werden im Rührkolben auf 120°C erwärmt und 4 h miteinander reagieren lassen. Dann wird abgekühlt und das Reaktionsge­ misch mit Perchlorethylen elementarschwefelfrei extrahiert. Danach wird Perchlorethylen vom Reaktionsrückstand abgedampft und erneut 200 g Aluminiumtribromid zugegeben und auf 120°C erwärmt. Dazu werden 60 g Silberbromid gegeben und zwei Stun­ den lang zur Reaktion gebracht. Danach wird abgekühlt, mit Perchlorethylen der Aluminiumtribromidüberschuß extrahiert und danach mit Ammoniak der Silberbromidüberschuß extrahiert. Die Reaktionen müssen wegen der Silberbromid-Lichtempfind­ lichkeit im Dunklen durchgeführt werden. Der Extraktions­ rückstand wird mit Wasser gewaschen und getrocknet. Bei dem erhaltenen grauschwarzen Pulver handelt es sich um mit überwiegend Aluminiumtribromid gefüllte Spheren, die durch die Strukturkomponenten gekennzeichnet sind, die in den For­ meln (42) und (43) gezeigt werden. Danach haben die Spheren die Summenformel C192S48Al6Ag8Br14 (44). In der Summenfor­ mel (44) ist der Inhalt der Spheren unberücksichtigt.

Claims (13)

1. Mit Wirkstoffen gefüllte tetraeder- oder oktaeder- oder ikosaedersymmetrische Spheren, dadurch gekennzeichnet, daß sie
  • a) annähernd das gleiche Volumen je Spherus umschließen wie die symmetrieidentischen tetraeder- oder oktaeder- oder ikosaedersymmetrischen Fullerene, wobei die tetra­ edersymmetrischen Fullerene 4 Funktionen gemäß For­ melausschnitt (1) enthalten und wobei die oktaedersym­ metrischen Fullerene 6 Funktionen gemäß Formelaus­ schnitt (2) enthalten und wobei die ikosaedersymmetri­ schen Fullerene 12 Funktionen gemäß Formelausschnitt (3) enthalten,
  • b) daß die tetraedersymmetrischen Spheren 4 Funktionen gemäß Formelausschnitt (4) enthalten wobei Me eine Funktion bedeutet, die aus einem in der Spherenöff­ nung gebundenen Boratom besteht, das außer mit dem Spherus mit höchstens einem weiteren Liganden ver­ bunden ist, wobei die Ligand-Bor-Bindung eine Bor- Halogen- oder eine Bor-Chalkogen- oder eine Bor-Stick­ stoff-Bindung ist und wobei Y zwei- oder dreifach koordiniert er Stickstoff ist,
  • c) daß die oktaedersymmetrischen Spheren 6 Funktionen gemäß Formelausschnitt (5) enthalten, wobei Me eine Funktion bedeutet, die aus in der Spherenöffnung gebundenem Metall oder Metalloid oder Nichtmetall besteht, das außer mit dem Spherus mit höchstens zwei weiteren Liganden verbunden ist, wobei die Li­ gand-Metall- oder die Ligand-Metalloid-Bindung eine Halogen- und/oder eine Chalkogen- und/oder eine Stickstoff- und/oder eine Kohlenstoff-Metall- oder Metalloid-Bindung ist und wobei Y ein zwei- oder dreifach koordinierte Stickstoffunktion oder eine dreifach koordinierte Kohlenstoffunktion ist und wo­ bei n 1 oder 2 bedeutet,
  • d) daß die ikosaedersymmetrischen Spheren 12 Funktionen gemäß Formelausschnitt (6) enthalten, wobei Me eine Funktion bedeutet, die aus einer in der Spherenöffnung gebundenen Uranylfunktion besteht und wobei Y eine zweifach oder dreifach koordinierte Stickstoffunktion ist.
2. Mit Wirkstoffen gefüllte Spheren gemäß Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß die Spheren mindestens 4, höchstens aber 30 Funktionen enthalten gemäß der durch Punktierung gekennzeichneten Flächen in den Formelaus­ schnitten (7) bis (18)
3. Mit Wirkstoffen gefüllte Spheren gemäß Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wirkstoffe gewebetoxisch, explosiv, thermisch zersetzlich, reaktiv, radioaktiv oder polymerisierbar sind oder daß sie eine oder mehrere der ge­ nannten Eigenschaften haben oder daß mehrere der Wirk­ stoffe mit den genannten Eigenschaften gemischt vorliegen.
4. Mit Wirkstoffen gefüllte Spheren gemäß Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wirkstoffe und/oder die Spheren lichtabsor­ bierend sind.
5. Mit Wirkstoffen gefüllte Spheren gemäß Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wirkstoffe reduzierbare oder oxidierbare Bestandteile enthalten.
6. Mit Wirkstoffen gefüllte Spheren gemäß Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllung unter Überdruck steht.
7. Verfahren zur Herstellung gefüllter Spheren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Wirkstoffbe­ füllung während der Spherensynthese geschieht.
8. Verfahren zur Herstellung gefüllter Spheren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Befüllung der Spheren durch Öffnungen in den Spheren geschieht, die mit an dreifach koordiniertem Kohlenstoff gebundene Wasserstoffatomdekoration enthalten, die während oder nach dem Befüllung durch voluminöse Substituenten zumindest teilweise ersetzt werden.
9. Verfahren zur Herstellung gefüllter Spheren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Befüllung der Spheren durch Öffnungen in den Spheren geschieht, deren Ränder zumindest teilweise mit zweifach koordinierten Stickstoffunktionen dekoriert sind, die während oder nach der Befüllung durch Bor- oder komplexbildende Metall­ funktionen in den dreifach koordinierten Zustand zu­ mindest teilweise überführt werden und dadurch die Öffnungen verschlossen werden.
10. Verfahren zur Freisetzung der Wirkstoffe aus den wirk­ stoffgefüllten Spheren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Spheren bestrahlt werden.
11. Verfahren zur Freisetzung der Wirkstoffe aus den wirk­ stoffgefüllten Spheren nach Anspruch 10, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Spheren mit Laserlicht bestrahlt werden.
12. Verfahren nach Anspruch 10 und 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Spheren mit Photonen einer Wellen­ länge zwischen 400 nm und 750 nm bestrahlt werden.
13. Verfahren nach Anspruch 10 und 11, dadurch gekennzeich­ net, daß die Spheren mit Infrarotlicht bestrahlt werden.
DE4339053A 1992-12-15 1993-11-16 Mit Wirkstoffen gefüllte Spheren, Verfahren zu ihrer Herstellung und Öffnung Withdrawn DE4339053A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE4339053A DE4339053A1 (de) 1992-12-15 1993-11-16 Mit Wirkstoffen gefüllte Spheren, Verfahren zu ihrer Herstellung und Öffnung

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE4242216 1992-12-15
DE4339053A DE4339053A1 (de) 1992-12-15 1993-11-16 Mit Wirkstoffen gefüllte Spheren, Verfahren zu ihrer Herstellung und Öffnung

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE4339053A1 true DE4339053A1 (de) 1994-06-16

Family

ID=6475279

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE4339053A Withdrawn DE4339053A1 (de) 1992-12-15 1993-11-16 Mit Wirkstoffen gefüllte Spheren, Verfahren zu ihrer Herstellung und Öffnung

Country Status (2)

Country Link
US (1) US5627353A (de)
DE (1) DE4339053A1 (de)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0640562A2 (de) * 1993-08-25 1995-03-01 Franz-Dietrich Oeste Spheren, Verfahren zu ihrer Herstellung und Anwendungen
EP0667317A2 (de) * 1993-11-19 1995-08-16 Franz-Dietrich Oeste Ungefüllte und endohedral gefüllte Fullerene und Heterofullerene, Verfahren zu ihrer Herstellung und Anwendung derselben
WO2008082724A2 (en) * 2006-09-08 2008-07-10 Raytheon Company Improved explosive materials by stabilization in nanotubes
WO2008140576A2 (en) * 2006-12-05 2008-11-20 University Of Florida Research Foundation, Inc. Systems and methods based on radiation induced heating or ignition of functionalized fullerenes

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8449989B2 (en) * 2003-10-17 2013-05-28 Lg Chem, Ltd. Organic compound and organic light emitting device using the same
TWI310368B (en) * 2004-07-12 2009-06-01 Ind Tech Res Inst Heteroatom containing carbon nanocapsule and method of preparing the same
WO2010056621A2 (en) 2008-11-12 2010-05-20 University Of Florida Research Foundation, Inc. Devices for thermally induced transformations controlled by irradiation of functionalized fullerenes
US8276570B2 (en) * 2009-03-17 2012-10-02 Raytheon Company Method and apparatus for improved internal combustion of fuel/oxidizer mixtures by nanostructure injection and electromagnetic pulse ignition

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB9203037D0 (en) * 1992-02-11 1992-03-25 Salutar Inc Contrast agents
US5350569A (en) * 1993-03-30 1994-09-27 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Storage of nuclear materials by encapsulation in fullerenes
US5453413A (en) * 1993-06-08 1995-09-26 Nanotechnologies, Inc. Phototransformation of fullerenes

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0640562A2 (de) * 1993-08-25 1995-03-01 Franz-Dietrich Oeste Spheren, Verfahren zu ihrer Herstellung und Anwendungen
EP0640562A3 (de) * 1993-08-25 1997-12-03 Franz-Dietrich Oeste Spheren, Verfahren zu ihrer Herstellung und Anwendungen
EP0667317A2 (de) * 1993-11-19 1995-08-16 Franz-Dietrich Oeste Ungefüllte und endohedral gefüllte Fullerene und Heterofullerene, Verfahren zu ihrer Herstellung und Anwendung derselben
EP0667317A3 (de) * 1993-11-19 1997-12-03 Franz-Dietrich Oeste Ungefüllte und endohedral gefüllte Fullerene und Heterofullerene, Verfahren zu ihrer Herstellung und Anwendung derselben
WO2008082724A2 (en) * 2006-09-08 2008-07-10 Raytheon Company Improved explosive materials by stabilization in nanotubes
WO2008082724A3 (en) * 2006-09-08 2009-05-22 Raytheon Co Improved explosive materials by stabilization in nanotubes
WO2008140576A2 (en) * 2006-12-05 2008-11-20 University Of Florida Research Foundation, Inc. Systems and methods based on radiation induced heating or ignition of functionalized fullerenes
WO2008140576A3 (en) * 2006-12-05 2009-07-16 Univ Florida Systems and methods based on radiation induced heating or ignition of functionalized fullerenes
US9475028B2 (en) 2006-12-05 2016-10-25 University Of Florida Research Foundation, Inc. Systems and methods based on radiation induced heating or ignition of functionalized fullerenes

Also Published As

Publication number Publication date
US5627353A (en) 1997-05-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Ansari et al. Surface modified lanthanide upconversion nanoparticles for drug delivery, cellular uptake mechanism, and current challenges in NIR-driven therapies
Ford Photochemical delivery of nitric oxide
Hynek et al. Porous framework materials for singlet oxygen generation
DE2427100C2 (de)
DE60103697T2 (de) Langwelligabsorbierende Bacteriochlorin-Alkyl-Aether- Analoge
DE2825216C2 (de)
Liu et al. Near-infrared light-responsively controlled-release herbicide using biochar as a photothermal agent
DE69824422T2 (de) Sterilisierte 5-aminolevulinsäure
CN111084882A (zh) 一种二维纳米复合材料、其制备方法及其应用
CH644771A5 (de) Katalysator fuer die photolytische erzeugung von wasserstoff aus wasser.
DE4339053A1 (de) Mit Wirkstoffen gefüllte Spheren, Verfahren zu ihrer Herstellung und Öffnung
Wang et al. Synthesis of one-for-all type Cu5FeS4 nanocrystals with improved near infrared photothermal and Fenton effects for simultaneous imaging and therapy of tumor
DE19814405C2 (de) Porphyrine und ihre Verwendung als Photosensitizer
Hao et al. Determination of singlet oxygen quantum yield of a Porphyrinic metal–organic framework
DE19637433B4 (de) Metall-eingekapselte Fullerenverbindung und Verfahren zu deren Herstellung
DE69723298T2 (de) Iminochlorinasparaginsaeure-derivate
Younus et al. Photodynamic therapy in cancer treatment: properties and applications in nanoparticles
DE102017116090A1 (de) Verfahren zur Herstellung von Kolloidalen Metallnanopartikeln
DE2301073A1 (de) Verfahren zur verbesserung der oberflaecheneigenschaften eines kunststoffgegenstandes
DE4114536A1 (de) Neue, spheren genannte heterofullerene und heterofullerenderivate tetraeder-symmetrischer topographie und fullerenfragment- und heterofullerenfragment-derivate tetraeder-, oktaeder- und ikosaeder-symmetrischer topographie
EP3237010B1 (de) Formulierung von hypericin zur photodynamischen therapie
CN113976908A (zh) 一种可用肿瘤诊断和治疗的双金属纳米粒子及其制备方法和应用
EP3837230B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur hydrierung und hyperpolarisierung von tracer-molekülen für die magnetresonanzbildgebung
DE3009124A1 (de) Verfahren zur trennung von uran-isotopen
EP3820524B1 (de) Hypericin-pvp komplex mit hohem hypericinanteil

Legal Events

Date Code Title Description
8139 Disposal/non-payment of the annual fee