ES2216605T3 - Procedimiento para la obtencion de un reticulo polimero. - Google Patents
Procedimiento para la obtencion de un reticulo polimero.Info
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- B01D15/3852—Selective adsorption, e.g. chromatography characterised by the separation mechanism involving specific interaction not covered by one or more of groups B01D15/265 - B01D15/36 using imprinted phases or molecular recognition; using imprinted phases
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
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Abstract
Procedimiento para la obtención de un retículo polímero, en el que (i) se pone a disposición uno o varios polímeros, que se pueden reticular entre sí por vía intramolecular o intermolecular, o intra- e intermolecular, mediante enlace covalente o no covalente, (ii) se adapta la conformación de al menos uno de los polímeros en al menos un compuesto matriz, bajo obtención de al menos una conformación preferente de al menos un polímero, y (iii) se fija al menos a una de las conformaciones preferentes obtenidas según (ii) mediante reticulado.
Description
Procedimiento para la obtención de un retículo
polímero.
La presente invención se refiere a un
procedimiento para la obtención de un retículo polímero, al
retículo polímero en sí, que es obtenible mediante el procedimiento
según la invención, así como al empleo del retículo polímero en
diversos campos técnicos de aplicación.
Las estructuras polímeras que presentan poros, en
las que puede estar enlazado selectivamente un sustrato dado, son
de interés en toda una serie de aplicaciones técnicas. En este
contexto, remítase a procesos de separación de substancias,
procedimientos catalíticos, o el empleo de estas estructuras
polímeras como sensores.
La WO 93/09075 describe un procedimiento para la
obtención de una estructura polímera, obteniéndose un polímero en
presencia de un reactivo de reticulado, y simultáneamente en
presencia de un substrato, mediante polimerización a través de
radicales a partir de los monómeros. Se proponen polímeros de
marcaje para el empleo en cromatografía, en la catálisis, como
biosensores, o como anticuerpos sintéticos. G. Wulff da una
recopilación en Angew. Chem, Int. Ed. Engl. 34 (1995)
1812-1832.
Sin embargo, la técnica de marcaje presenta una
serie de inconvenientes. De este modo, las marcas muestran un
ensanchamiento de picos inaceptable y, por regla general, una
elusión de substancia incompleta en el ensayo cromatográfico,
conduciendo esto último a la contaminación transversal de fracciones
de producto adicionales. Con ello se excluye esencialmente una
aplicación técnica de marcas en cromatografía. Del mismo modo, las
marcas muestran generalmente una aptitud para carga reducida con
substrato, esencialmente en el intervalo de tanto por mil, mediante
lo cual se puede alcanzar sólo un rendimiento cuantitativo
extremadamente reducido, y se podría llevar a cabo un proceso
técnico de separación sólo de manera poco económica.
Menger et al. Describen, en J. Org. Chem.
63 (1998) 7578-7579, un procedimiento en el que,
partiendo de una carga combinatoria, se hace reaccionar anhídrido
de ácido poliacrílico con tres o cuatro aminas, seleccionadas de
manera más o menos arbitraria, conduciendo 14 combinaciones de amina
diferentes, en 96 proporciones de concentración diferentes, a 1344
polímeros distintos. Los polímeros se emplearon en el
deshidrogenado catalítico de una beta-hidroxicetona,
entrando en consideración, no obstante, menos de un 1 por ciento de
todos los polímeros debido a la velocidad de reacción para el
proceso catalítico. En relación con los ensayos se observó que los
polímeros desarrollan paulatinamente una mayor actividad catalítica
en presencia del substrato. Sin embargo, no se estabilizaron las
estructuras polímeras con actividad mejorada, sino que se
obtuvieron estructuras tan lábiles, que se destruyeron las
estructuras activadas catalíticamente mediante variaciones del
valor de pH o de la temperatura.
Por lo tanto, una tarea de la presente invención
era poner a disposición un procedimiento que no presentar los
inconvenientes de los procedimientos citados anteriormente.
Por consiguiente, la presente invención se
refiere a un procedimiento para la obtención de un retículo
polímero, en el que
- (i)
- se pone a disposición uno o varios polímeros, que se pueden reticular entre sí por vía intramolecular o intermolecular, o intra- e intermolecular, mediante enlace covalente o no covalente,
- (ii)
- se adapta la conformación de al menos uno de los polímeros en al menos un compuesto matriz, bajo obtención de al menos una conformación preferente de al menos un polímero, y
- (iii)
- se fija al menos a una de las conformaciones preferentes obtenidas según (ii) mediante reticulado.
El concepto "compuesto matriz", como se
emplea en el ámbito de la presente solicitud, comprende todos los
compuestos a los que es adaptable al menos una conformación de al
menos un polímero empleado. Con ello son concebibles todos los
compuestos que, mediante interacción con el polímero, conducen a una
conformación preferente de al menos un polímero empleado. En este
caso, la interacción no se debe efectuar con el polímero en sí,
sino que se puede efectuar también con una estructura polímera, que
se deriva del polímero empleado, como se describe más adelante.
Por consiguiente, como compuestos matriz son
concebibles tanto compuestos químicos, como también estructuras
biológicas, como por ejemplo microorganismos, a cuyo respecto se
deben citar, entre otros, organismos patógenos, preferentemente
virus, bacterias o parásitos. A modo de ejemplo, se deben citar
igualmente células, fragmentos, o componentes de células, epitopos,
determinantes antígenos o receptores.
En el procedimiento según la invención, la
concentración de compuesto templado empleado en disolución o
suspensión es seleccionable libremente. La concentración se sitúan
preferentemente en el intervalo de 0,25 a 300 mmol/l, referido al
disolvente o mezcla de disolventes empleados. Del mismo modo, los
disolventes, en los que se emplea la matriz, son seleccionables
libremente en lo esencial. Son preferentes disoluciones orgánicas y
acuosas, siendo disolventes preferentes, entre otros, hidrocarburos
clorados con hasta tres átomos de carbono, nitrilos, como por
ejemplo acetonitrilo, ésteres, como por ejemplo acetato de etilo,
cetonas, como por ejemplo metiletilcetona o acetona, éteres de
cadena abierta o cíclicos, como por ejemplo THF o dioxano, o
compuestos aromáticos, como por ejemplo tolueno o xilenos, o
mezclas de dos o más de estos compuestos. El intervalo de pH de las
disoluciones es seleccionable libremente en lo esencial, y se puede
ajustar a los polímeros y al compuesto matriz. El valor de pH en la
fijación se sitúa preferentemente en el intervalo de 3 a 12, de
modo especialmente preferente en el intervalo de 4 a 9, y de modo
especialmente preferente en el intervalo de 6 a 8.
El concepto "conformación preferente"; como
se emplea en el ámbito de la presente invención, designa una
conformación del polímero, que resulta de uno o varios pasos del
procedimiento según la invención, siendo la entalpía de interacción
entre la conformación preferente y el compuesto matriz
cuantitativamente mayor que la entalpía de interacción entre el
compuesto matriz y aquella conformación que presenta el polímero
antes de este paso, o de estos pasos.
Esta diferencia cuantitativa en la entalpía de
interacción es preferentemente mayor que 0,1 kcal/mol, de modo
especialmente preferente mayor que 1 kcal/mol, y de modo muy
especialmente preferente mayor que 3 kcal/mol.
Como ya se ha indicado, y se describe
detalladamente más adelante, los retículos polímeros obtenidos
según la invención se pueden emplear, entre otros, en procesos de
separación de substancias. En este caso, naturalmente es concebible
que las substancias, que se deben separar, bajo las condiciones de
reacción que se presentan en la obtención del retículo polímero, no
son estables, o lo son apenas de manera insuficiente, o, a modo de
ejemplo, no se encuentran disponibles. En este caso se pueden
emplear como compuestos matriz, a modo de ejemplo, compuestos que
son homólogos o análogos estructuralmente a las substancias a
separar, preferentemente son isósteros.
En este caso, la adaptación de la conformación se
puede llevar a cabo, entre otras, mediante interacción del polímero
con el compuesto matriz. A modo de ejemplo, también es concebible
que se reticulen dos o más barras de polímero de polímeros iguales
o diferentes entre sí, y que la estructura polímera resultante
interaccione con al menos un compuesto matriz, y se adapte, por
consiguiente, la conformación de la estructura polímera, y con ello
también la conformación del polímero a emplear, al compuesto
matriz.
Además es concebible, mediante reticulado
intramolecular de una barra de polímero, que se forme una
conformación que interaccione con al menos un compuesto matriz,
adaptándose la conformación del polímero al menos a un compuesto
matriz. En el ámbito de la presente invención son concebibles formas
de ejecución en las que se efectúa tal reticulado intramolecular en
todos los polímeros apropiados. Son especialmente preferentes
polímeros que presentan un peso molecular de más de 10000 g/mol,
además preferentemente de más de 30000 g/mol, y en especial,
preferentemente, de más de 100000 g/mol.
Además, la presente invención comprende también
formas de ejecución en las que la adaptación de la conformación se
efectúa de tal manera que, en ausencia de al menos un compuesto
matriz, mediante reticulado inter- o intramolecular, se formen
estructuras polímeras cuya conformación está adaptada al menos a un
compuesto matriz mediante selección específica de al menos un
polímero empleado y/o de al menos un reactivo de reticulado. A modo
de ejemplo, en este caso es concebible que los pasos (ii) y (iii),
como se menciona anteriormente, se efectúen en un paso. No
obstante, en el caso de reticulado en ausencia de al menos un
compuesto matriz, también es concebible que se formen estructuras
polímeras que están adaptadas de manera grosera al menos a un
compuesto matriz, pudiéndose efectuar una adaptación más exacta
mediante otros pasos de reticulado en presencia o ausencia de al
menos un compuesto matriz.
Por consiguiente, en el procedimiento según la
invención son empleables todos los polímeros que se pueden
reticular por vía intra- y/o intermolecular, y que pueden
interaccionar con al menos un compuesto matriz por sí mismos, o tras
reticulado.
En el ámbito de la presente invención, se
entiende bajo el concepto "interacción" todas las
interacciones covalentes y no covalentes apropiadas.
Como posibles interacciones de al menos un
polímero empleado, o de una estructura polímera, que se forman
mediante reticulado intra- o intermolecular, como se describe
anteriormente, con al menos un compuesto matriz, se deben citar,
entre otras:
- -
- interacciones por puentes de hidrógeno;
- -
- interacciones dipolo-dipolo;
- -
- interacciones de Van der Waals;
- -
- interacciones hidrófobas;
- -
- interacciones por transferencia de carga, por ejemplo interacción de \pi-\pi;
- -
- interacciones iónicas;
- -
- enlace coordinativo, por ejemplo en metales de transición;
- -
- combinaciones de estas interacciones.
Naturalmente, también son concebibles enlaces
covalentes entre polímero y/o estructura polímera, y de al menos un
compuesto matriz. Si se emplea el retículo polímero obtenido en el
procedimiento según la invención, a modo de ejemplo, en procesos de
separación de substancias, son especialmente preferentes
interacciones entre polímero y/o estructura polímera, y de al menos
un compuesto matriz, a través de las cuales se une de manera
reversible al menos un compuesto matriz.
Si interacciona al menos un polímero empleado en
sí con al menos un compuesto matriz, conforme al procedimiento
según la invención, éste presenta al menos un grupo funcional, a
través del cual se puede formar esta interacción. Si se debe fijar
mediante reticulado la conformación del polímero, que se forma
mediante interacción con al menos un compuesto matriz, de este modo
es concebible, entre otras cosas, que el reticulado se efectúe a
través del grupo funcional, a través del cual se formó la
interacción con al menos un compuesto matriz. El polímero presenta
preferentemente al menos otro grupo funcional, a través del cual se
efectúa el reticulado.
El concepto "grupo funcional", como se
emplea en el ámbito de la presente invención, comprende, por
consiguiente, todas las estructuras químicas a través de las cuales
se pueden efectuar interacciones covalentes o/y no covalentes. En
especial, también corresponden al concepto de grupo funcional
cadenas de hidrocarburo y otras unidades estructurales, a través de
las cuales se pueden formar interacciones de Van der Waals.
Por consiguiente, se presenta una estructura
especialmente preferente de los polímeros empleados si los grupos
funcionales aptos para la interacción en el polímero, según tipo
y/o número y/o densidad y/o distribución, son aptos para enlazar un
determinado compuesto matriz. Son muy especialmente apropiados
aquellos polímeros que son aptos para enlazar un compuesto matriz en
más de una posición de la molécula, mediante enlace bi-, tri-,
oligo- o/y polivalente. Por consiguiente, también pueden ser
responsables de la interacción dos o más grupos funcionales, que,
en caso dado, están separados espacialmente por al menos un grupo
frente a una interacción.
El concepto "en el polímero", como se emplea
en el ámbito de la presente invención, se refiere, entre otros, a
polímeros en los que al menos un grupo funcional, que se emplea
para la formación de la interacción con el substrato y/o
reticulado, se presenta en la barra de polímero. Del mismo modo, el
concepto se refiere a polímeros en los que al menos un grupo
funcional se presenta al menos en una cadena lateral de la barra de
polímero, así como a polímeros en los que al menos un tipo de un
grupo funcional se presenta tanto en la barra de polímero, como
también en al menos una cadena lateral de la barra de polímero.
Por consiguiente, en el procedimiento según la
invención son empleables generalmente polímeros tanto derivatizados,
como también no derivatizados.
Por consiguiente, al menos un grupo funcional que
se requiere en el polímero para la formación de la interacción con
al menos un compuesto matriz o/y para el reticulado, puede estar
presente ya en el polímero original, y no se debe introducir
necesariamente en el polímero mediante derivatizado subsiguiente.
En este caso cítense, a modo de ejemplo, los grupos amino o formilo
en polivinilamina, o, eventualmente, grupos hidroxi o acetilo en
alcohol polivinílico.
En el procedimiento según la invención es
posible, entre otras cosas, "diseñar" la interacción
receptor-matriz mediante derivatizado de al menos un
polímero, que se emplea en forma derivatizada en el procedimiento,
con grupos receptores específicos. En este caso, en el ámbito de la
presente invención se puede influir sobre el grado de derivatizado,
de modo que se consiga la mayor interacción posible con la matriz.
Es igualmente posible diseñar la adaptación de la conformación de
al menos un polímero en ausencia de al menos un compuesto matriz,
introduciéndose selectivamente determinadas posibilidades de
reticulado o posibilidades de interacción en el polímero, a modo de
ejemplo mediante los grupos funcionales introducidos mediante
derivatizado.
Si en el procedimiento según la invención se
derivatizan en primer lugar uno o más polímeros, y después se
emplean en el procedimiento según la invención, el derivatizado se
puede efectuar según todos los procedimientos apropiados, a modo de
ejemplo conocidos por el estado de la técnica.
Para equipar polímeros, que presentan grupos
funcionales, con grupos receptores, y derivatizar los mismos de tal
manera, se deben citar, entre otras, tres vías, que se indicanen
M. Antonietti, S. Heinz, Nachr. Chem. Tech. Lab. 40 (1992), Nº3,
páginas 308-314. Según este documento, son
obtenibles polímeros derivatizados a través de la obtención de
copolímeros en bloques, y a través de la obtención de partículas de
polímero funcionalizadas superficialmente. Estas vías de obtención
parten de monómeros derivatizados, a partir de los cuales se
obtiene el polímero.
Otra posibilidad de derivatizar polímeros
representa la reacción, análoga a polimerización, de polímeros que
presentan grupos funcionales con compuestos de derivatizado.
A modo de ejemplo, se llevan a cabo derivatizados
de polímero en superficies sólidas mediante reacción heterogénea.
Entre este grupo cuentan, entre otros, el activado de soporte y el
inmovilizado de soporte, en los que se une habitualmente una
substancia nucleófila, por vía heterogénea, a un polímero, como por
ejemplo epoxi-poliacrilato o
BrCN-sefarosa, como se describe, a modo de ejemplo,
en P. Mohr, M. Holtzhauer, G. Kaiser, Immunosorption Techniques,
Fundamentals and Applications, editorial Akademie, Berlín (1992),
páginas 34-40.
En una forma de ejecución preferente, en el
procedimiento según la invención, según (i), se puede poner a
disposición un polímero derivatizado, que se obtiene haciéndose
reaccionar un polímero que presenta al menos un grupo funcional con
al menos un reactivo de activado, o un derivado de un reactivo de
activado, pudiéndose efectuar esta reacción por vía homogénea o
heterogénea, preferentemente homogénea.
En este caso se selecciona el reactivo de
activado generalmente de modo que al menos un grupo funcional del
polímero reacciona con el reactivo de activado durante la reacción,
y con ello se mejora en su reactividad en el caso de una reacción
subsiguiente con un reactivo de derivatizado.
Por consiguiente, la presente invención describe
también un procedimiento en el que se hace reaccionar un producto
de reacción del polímero que presenta al menos un grupo funcional y
el reactivo de activado con un reactivo de derivatizado.
En el ámbito de esta forma de ejecución del
procedimiento según la invención, se puede hacer reaccionar el
polímero que presenta al menos un grupo funcional con al menos un
reactivo de derivatizado activado y/o al menos un reactivo de
derivatizado no activado, y/o un reactivo de activado
simultáneamente, es decir, en el sentido de una "reacción de una
etapa".
A través de esta reacción del polímero que
presenta al menos un grupo funcional con un reactivo de
derivatizado, se puede introducir un resto deseado en el
polímero.
Si en este caso se hizo reaccionar un polímero
con diferentes reactivos de activado, estos grupos funcionales
activados pueden presentar diferente reactividad frente a uno o
varios reactivos de derivatizado. Por consiguiente, en el ámbito
del procedimiento según la invención es concebible derivatizar
selectivamente grupos funcionales de este modo. El concepto
"selectivo" en este contexto significa que un polímero, que
presenta, a modo de ejemplo, dos o más grupos funcionales
diferentes entre sí, se hace reaccionar, a modo de ejemplo, con dos
reactivos de activado diferentes, de modo que se efectúa una
reacción subsiguiente con un reactivo de derivatizado para el
derivatizado de modo predominante hasta exclusivamente en el grupo
o grupos funcionales activados, que está o están activados con uno
de estos dos reactivos de activado, por regla general en el (los)
grupo(s) funcional activado más reactivo con respecto al
reactivo de derivatizado.
Además, en el procedimiento según la invención es
posible hacer reaccionar el reactivo de activado con el reactivo de
derivatizado antes de la reacción con el polímero, que presenta al
menos un grupo funcional, para hacer reaccionar después este
producto de reacción con el polímero que presenta al menos un grupo
funcional.
Por lo tanto, la presente invención describe
también un procedimiento, como se describe anteriormente,
obteniéndose el derivado del reactivo de activado mediante reacción
previa del reactivo de activado con un reactivo de
derivatizado.
Otra forma de realización concebible de la
presente invención consiste en hacer reaccionar el polímero que
presenta al menos un grupo funcional con diferentes productos a
partir de reacciones de reactivos de activado y reactivos de
derivatizado. A modo de ejemplo, se puede hacer reaccionar una
mezcla de compuestos con el polímero, comprendiendo la mezcla
productos de reacción a partir de un reactivo de activado y dos o
más diferentes reactivos de derivatizado. Del mismo modo es
concebible una mezcla que comprende productos de reacción a partir
de un reactivo de derivatizado y dos o más diferentes reactivos de
activado. Naturalmente, también es posible, si fuera necesario,
emplear una mezcla que comprende productos de reacción a partir de
dos o más diferentes reactivos de activado y dos o más reactivos de
derivatizado. Naturalmente, en el ámbito de la presente invención
también es posible no hacer reaccionar los diferentes productos de
reacción a partir de reactivo de activado y reactivo de
derivatizado en mezcla, sino por separado en el orden deseado, con
el polímero que presenta al menos un grupo funcional.
Por consiguiente, la presente invención se
refiere también a un procedimiento, como se describe anteriormente,
haciéndose reaccionar el polímero que presenta menos un grupo
funcional con al menos dos derivados diferentes de un reactivo de
activado, y efectuándose sucesivamente las reacciones con un
derivado en cada caso.
En principio se pueden emplear como reactivo de
activado todos los reactivos de activado conocidos por la
literatura. A modo de ejemplo el artículo de P. Mohr, M.
Holtzhauer, G. Kaiser, ya citado anteriormente, que se incluye en
su totalidad en el contexto de la presente solicitud de patente a
este respecto mediante referencia, da una recopilación sobre toda
una serie de reactivos de activado, que se pueden emplear para el
activado de diferentes grupos funcionales.
En especial cítense en este caso cloroformiatos y
cloroformiatos con restos electroatractores.
La presente invención describe en especial un
procedimiento en el que el reactivo de activado se deriva de un
compuesto de la siguiente estructura (I):
siendo R_{1} y R_{2} iguales o diferentes, y
de cadena lineal o ramificados, o pudiendo estar puenteados para
dar un carbociclo o un heterociclo, y siendo seleccionados de modo
que el reactivo de activado o el derivado del reactivo de activado
se pueda hacer reaccionar con el polímero que presenta al menos un
grupo funcional en fase
homogénea.
En este caso, R_{1} y R_{2} pueden ser, a
modo de ejemplo, restos cicloalquilo, cicloalquenilo, alquilo,
arilo o aralquilo con hasta 30 átomos de carbono.
En una forma de realización preferente, la
presente invención describe un procedimiento en el que el reactivo
de activado se deriva de un compuesto de la siguiente estructura
(I'),
pudiendo ser R_{3} a R_{10} iguales o
diferentes, y representar hidrógeno, restos alquilo, arilo,
cicloalquilo de cadena lineal o de cadena ramificada, restos
heterocíclicos y restos aralquilo con hasta 30 átomos de carbono, o
bien varios de
\hbox{R _{3} a R _{10} }pueden estar puenteados a su vez para dar un carbociclo o heterociclo, y son seleccionados de modo que el reactivo de activado o el derivado del reactivo de activado se pueda hacer reaccionar con el polímero que presenta al menos un grupo funcional en fase homogénea.
La presente invención describe además un
procedimiento en el que el reactivo de activado presenta las
siguiente estructura (II)
siendo definidos R_{3} a R_{10} como
anteriormente.
En una forma de realización igualmente
preferente, la presente invención describe un procedimiento en el
que el reactivo de activado se deriva de un compuesto de la
estructura (II), como se indica anteriormente, siendo R_{3} a
R_{10} hidrógeno en cada caso.
Los compuestos con las estructuras (I), (I') y
(II) son obtenibles según todos los procedimientos habituales
conocidos por el estado de la técnica. Se indica tal procedimiento
para ONB-Cl, a modo de ejemplo, en P- Henklein et
al., Z. Chem. 9 (1986), páginas 329 y siguientes.
Con los reactivos de activado o derivados de
reactivos de activado descritos anteriormente, se puede hacer
reaccionar en principio todos los polímeros que presentan al menos
un grupo funcional reactivo con los reactivos de activado.
Muy generalmente, en el procedimiento según la
invención se emplean polímeros que presentan como al menos un grupo
funcional un grupo que contiene al menos u naunidad nucleófila.
Como grupos funcionales, preferentes entre otros,
del polímero que presenta al menos un grupo funcional, se deben
citar, entre otros, grupos OH, grupos amina, en caso dado
substituidos, grupos SH, grupos OSO_{3}H, grupos SO_{3}H,
grupos OPO_{3}H_{2}, grupos OPO_{3}HR_{11}, grupos
PO_{3}H_{2}, grupos PO_{3}HR_{11}, grupos COOH, y mezclas de
dos o más de los mismos, seleccionándose respectivamente R_{11}
de modo que el reactivo de activado o el derivado del reactivo de
activado se pueda hacer reaccionar con el polímero que presenta al
menos un grupo funcional en fase homogénea y/o heterogénea. Del
mismo mo do, los polímeros que presentan al menos un grupo
funcional pueden contener también otros grupos polares, como por
ejemplo -CN.
Como polímero que presenta la menos un grupo
funcional se puede emplear polímeros tanto naturales, como también
sintéticos. Las limitaciones eventuales en la selección de
polímeros se producen sólo efectuándose la reacción del polímero en
fase homogénea en el ámbito del procedimiento según la invención, y
a partir del posterior fin de empleo del polímero derivatizado.
En este caso, en el ámbito de esta solicitud
entran dentro del concepto "polímero", naturalmente, del mismo
modo compuestos de peso molecular más elevado, que se denominan
"oligómeros" en la química de polímeros.
Sin pretender limitar a determinados polímeros,
cítense como posibles polímeros, que presentan al menos un grupo
funcional, entre otros:
- -
- polisacáridos, como por ejemplo celulosa, amilosa y dextrano;
- -
- oligosacáridos, como por ejemplo ciclodextrinas;
- -
- quitosano;
- -
- alcohol polivinílico, poli-Thr, poli-Ser;
- -
- polietilenimina, polialilamina, polivinilamina, polivinildimidazol, poli-anilina, polipirrol, poli-Lys;
- -
- (éster de) ácido poli(met)acrílico, ácido poliitacónico, poli-Asp;
- -
- poli-Cys.
Del mismo modo, en principio no sólo son
apropiados homopolímeros, sino también copolímeros, y en especial
copolímeros en bloques y copolímeros estadísticos, para el empleo
en el presente procedimiento. En este caso, se deben citar tanto
copolímeros con fracciones no funcionalizables, como por ejemplo
co-estireno o con-etileno como
también copolímeros, como por ejemplo
co-pirrolidona.
Si se derivatizan los polímeros en fase homogénea
líquida según la invención, para conseguir una solubilidad óptima
se emplean preferentemente polímeros funcionales mixtos o también
derivatizados previamente. Como ejemplos a tal efecto se deben
citar, eventualmente:
- -
- celulosa parcial o completamente alquilada o acilada;
- -
- acetato de polivinilo/alcohol polivinílico;
- -
- poliviniléter/alcohol polivinílico;
- -
- N-butilpolivinilamina/polivinilamina.
Del mismo modo se pueden emplear también mezclas
de polímeros/copolímeros. En este caso se pueden emplear todas las
mezclas de polímeros/copolímeros apropiadas, a modo de ejemplo
mezclas a partir de los polímeros y copolímeros ya citados,
debiéndose citar en este caso entre otros, por ejemplo:
- -
- ácido poliacrílico-co-vinilacetato;
- -
- alcohol polivinílico-co-etileno;
- -
- polioximetilen-co-etileno;
- -
- poliestirenos modificados, como por ejemplo copolímeros de estireno con (ésteres de) ácido (met)acrílico;
- -
- polivinilpirrolidona y sus copolímeros con poli(met)acrilatos.
Todos estos polímeros citados anteriormente, que
son accesibles a un derivatizado, se pueden emplear, naturalmente,
también en forma no derivatizada en el procedimiento según la
invención.
Si se hace reaccionar, como se describe
anteriormente, el polímero que presenta al menos un grupo funcional
con un reactivo de activado, como por ejemplo compuestos de la
estructura (II), se puede hacer reaccionar, como se describe del
mismo modo anteriormente, este producto de reacción con un reactivo
de derivatizado.
En este caso, en principio se pueden emplear
todos los reactivos que pueden reaccionar con el polímero activado,
y que conducen directa o indirectamente al polímero derivatizado
deseado. Entre otros, el procedimiento según la invención se
emplean como reactivos de derivatizado compuestos que presentan al
menos un grupo nucleófilo.
A modo de ejemplo, se emplean reactivos de
derivatizado que presentan la composición general
HY-R_{12}. En este caso, Y representa, a modo de
ejemplo, O, NH, NR_{13} o S, pudiéndose seleccionar libremente
R_{12} y R_{13} en general. A modo de ejemplo, representan un
resto alquilo o arilo, en caso dado substituido de manera
apropiada.
Además, también es posible hacer reaccionar el
polímero activado con compuestos nucleófilos quirales. Cítense como
ejemplos de tales nucleófilos quirales a modo de ejemplo:
Borneol, (-)-mentol,
(-)-efedrina,
\alpha-feniletilamina, adrenalina, dopamina.
Otra posibilidad es hacer reaccionar el polímero
activado con un alcohol, o bien diol mono- o polivalente que
contiene grupos amino en el procedimiento según la invención. Si se
activa el polímero que contiene al menos un grupo funcional, a modo
de ejemplo, con ONB-Cl, el alcohol mono- o
polivalente que contiene grupos amino, o el tiol mono- o
polivalente que contiene grupos amino, reacciona selectivamente con
el grupo amino. Los grupos OH o SH, introducidos de este modo en el
polímero, se pueden activar de nuevo en un paso adicional, a modo
de ejemplo, con uno de los reactivos de activado descritos
anteriormente, mediante lo cual se posibilitan prolongaciones de
cadena y ramificaciones, según valencia de los alcoholes o tioles
empleados originalmente.
En otra forma de realización, ya descrita
anteriormente, del procedimiento según la invención, se hace
reaccionar el polímero que presenta al menos un grupo funcional con
un reactivo de derivatizado activado, obteniéndose el último a
partir de la reacción de un reactivo de activado con el reactivo de
derivatizado.
En el procedimiento según la invención se hace
reaccionar preferentemente derivados activados de aminas, alcoholes,
tioles, ácidos carboxílicos, ácidos sulfónicos, sulfatos, fosfatos
o ácidos fosfónicos, con el polímero que presenta al menos un grupo
funcional, activándose de nuevo, en una forma de realización
preferente, los compuestos con
\hbox{ONB-Cl.}
Por lo tanto, estos reactivos de derivatizado
activados, que se pueden hacer reaccionar con el polímero que
presenta al menos un grupo funcional, presentan las siguientes
estructuras generales (III) a (IX):
siendo definidos R_{3} a R_{10} como
anteriormente, y no estando sujetos R_{14} a R_{21}
generalmente a ninguna limitación, a modo de ejemplo también pueden
presentar quiralidad, y seleccionándose en el procedimiento según la
invención de modo que se pueda llevar a cabo la reacción con el
polímero que presenta al menos un grupo funcional en fase
homogénea. En este caso se seleccionan los substituyentes R_{14}
a R_{20} generalmente en dependencia de la interacción deseada con
el substrato. En este caso, R_{14} a R_{20} pueden ser iguales
o diferentes, y representar hidrógeno, un resto alquilo, arilo o
aralquilo de cadena lineal o de cadena ramificada con hasta 30
átomos de carbono, o correspondientes restos que presentan
heteroátomos.
Del mismo modo se puede hacer reaccionar aminas
polivalentes, alcoholes, tioles, ácidos carboxílicos, ácidos
sulfónicos, sulfatos, fosfatos o ácidos fosfónicos con un reactivo
de activado, y hacer reaccionar este producto de reacción con el
polímero que presenta al menos un grupo funcional, debiéndose citar
en este caso especialmente polioles.
Naturalmente, también es concebible activar y
hacer reaccionar con el polímero que presenta al menos un grupo
funcional reactivos de derivatizado que presentan dos o más tipos
diferentes de grupos funcionales citados anteriormente. En este
caso, se debe citar como ejemplo, entre otros, eventualmente
aminoalcoholes.
Tales reactivos de derivatizados polivalentes se
pueden activar parcial o completamente de manera selectiva con un
reactivo de activado, y hacer reaccionar con el polímero que
presenta al menos un grupo funcional en el ámbito de la presente
invención.
La reacción del polímero que presenta al menos un
grupo funcional con un reactivo de derivatizado activado,
polivalente, además del hecho de que se ponga a disposición un
polímero apropiado según (i), se puede emplear también para el
reticulado de polímero, y adicionalmente para el estabilizado de
polímero y/o la ramificación de polímero.
Tanto la reacción del polímero que presenta al
menos un grupo funcional con un reactivo de derivatizado activado,
como también la reacción del polímero que presenta al menos un
grupo funcional con un reactivo de activado, y subsiguiente
reacción de producto con un reactivo de derivatizado conforme al
procedimiento según la invención, posibilitan obtener derivados
polímeros que presentan las más diversas disposiciones espaciales,
y que son empleables, por consiguiente, para una pluralidad de
aplicaciones, en las que es de significado decisivo esta
disposición espacial.
A modo de ejemplo, se pueden realizar
disposiciones que están constituidas como Hairy Rods, polímeros en
peine, redes, cestas, cubiertas, tubos, embudos o pirámides.
En una forma de realización igualmente
preferente, la presente invención describe un derivado del tipo
aquí discutido, presenta al menos un grupo receptor, que contiene
una unidad de enlace apropiada para la unión de un substrato
biológico.
Tal derivado idóneo para substratos biológicos
presenta entonces grupos receptores correspondientes, que pueden
presentar también estructuras presentes en la naturaleza, o partes
de tales estructuras responsables del enlace, que pueden entrar
entonces en interacción con un substrato biológico. En este caso se
deben citar en especial grupos enzima, aminoácido, péptido, azúcar,
aminoazúcar, ácidos sacáricos, así como oligosacáridos, o bien
derivados de los mismos. Para los anteriores grupos de receptor es
esencial exclusivamente que se mantenga el principio de enlace de
un receptor con un substrato presente en la naturaleza, de modo
que, por medio de esta forma de realización, se pueden obtener, por
ejemplo, enzimas sintéticos, dominios enlazantes de anticuerpos u
otros epitopos fisiológicos. En este caso, en el ámbito de la
presente invención es preferente, entre otros, un derivado de un
polímero que presenta al menos tres grupos funcionales, como se
describe anteriormente, en el que al menos un grupo receptor es
unresto aminoácidos o un resto derivado de aminoácido. Como
aminoácidos son concebibles, a modo de ejemplo:
- -
- aminoácidos con restos alifáticos, como por ejemplo glicina, alanina, valina, leucina, isoleucina;
- -
- aminoácidos con una cadena lateral alifática, que comprende uno o varios grupos hidroxilo, como por ejemplo serina, treonina;
- -
- aminoácidos que presentan una cadena lateral aromática, como por ejemplo fenilalanina, tirosina, triptófano;
- -
- aminoácidos que comprenden cadenas laterales básicas, como por ejemplo lisina, arginina, histidina;
- -
- aminoácidos que presentan cadenas laterales ácidas, como por ejemplo ácido aspártico, ácido glutámico;
- -
- aminoácidos que presentan cadenas laterales de amida, como por ejemplo asparagina, glutamina;
- -
- aminoácidos que presentan cadenas laterales que contienen azufre, como por ejemplo cisteína, metionina;
- -
- aminoácidos modificados, como por ejemplo hidroxipirrolina, \gamma-carboxilglutamato, O-fosfoserina;
- -
- derivados de los citados, o en caso dado de otros aminoácidos, a modo de ejemplo aminoácidos esterificados en el grupo, o en caso dado los grupos carboxilo, a modo de ejemplo con restos alquilo o arilo, que pueden estar substituidos de modo apropiado en caso dado.
En lugar del aminoácido, también es concebible el
empleo de uno o varios di- u oligopéptidos, debiéndose citar en
especial homopéptidos, que están constituidos por los mismos
aminoácidos. Cítese como ejemplo de un dipéptido, a modo de
ejemplo, ácido hipúrico. Además se pueden emplear también
aminoácidos beta, gama, u otros aminoácidos isómeros estructurales,
y péptidos derivados de los mismos, como por ejemplo
depsipéptidos.
En el procedimiento según la invención se pueden
emplear muy generalmente como reactivos de activado compuestos de
la estructura general (X)
que están caracterizados porque R_{0}
representa un átomo de halógeno o un resto
(X')
y R_{1}', R_{2}'; R_{1}'' y R_{2}'' son
iguales o diferentes y representan hidrógeno, restos alquilo,
arilo, cicloalquilo de cadena lineal o de cadena ramificada, restos
heterocíclicos o aralquilo con hasta 30 átomos de carbono, o
estando enlazados R_{1}' y R_{2}' o R_{1}'' y R_{2}'', o
tanto R_{1}' y R_{2}', como también R_{1}'' y R_{2}'', para
dar al menos un carbociclo o para dar al menos un heterociclo, o
para dar al menos un carbociclo y al menos un heterociclo. En este
caso se deben citar en especial, a modo de ejemplo, compuestos que
comprenden las siguientes estructuras (X_{1}) a
(X_{39}):
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
representando R''' hidrógeno o un resto alquilo,
arilo o aralquilo de cadena lineal o de cadena ramificada, en caso
dado substituido, con hasta 30 átomos de
carbono.
A modo de ejemplo, en el ámbito de la presente
invención se puede conseguir el reticulado según (iii) reaccionando
entre sí directamente dos o más barras de polímero derivatizado o
no derivatizado. Esto se puede conseguir, a modo de ejemplo,
estando estructurados los grupos introducidos mediante derivatizado
de manera que se puedan unir enlaces covalentes y/o no covalentes.
Muy generalmente, es concebible que estos enlaces covalentes y/o no
covalentes se formen entre grupos que cuelgan en una barra de
polímero, y/o entre grupos que cuelgan en dos o más barras de
polímero, de modo que, mediante el reticulado, dos o más barras de
polímero puedan estar unidas entre sí a través de uno o varios
puntos.
Naturalmente, también el enlace de al menos un
polímero en el material soporte se puede efectuar a través de
grupos funcionales que están presentes en el propio polímero,o se
introdujeron en el polímero mediante desactivado apropiado, como se
describe anteriormente.
Del mismo modo, también es concebible emplear
para el reticulado uno o varios reactivos de reticulado apropiados,
con los que, como se describe anteriormente, se pueden reticular,
de modo covalente y/o no covalente, grupos dentro de una barra de
polímero y/o grupos que cuelgan en varias barras de polímeros, en
caso dado diferentes, en caso dado derivatizados.
En este caso es posible, entre otras cosas, ya en
la selección de al menos un polímero, concebir su estructura
considerando el subsiguiente reticulado. Además, en el ámbito de la
presente invención es posible especialmente, ya en el derivatizado,
concebir el reactivo de derivatizado con respecto a su estructura
química, entre otras cosas considerando el reticulado subsiguiente.
En especial, el reactivo de derivatizado puede contener grupos que
son selectivos o específicos para el reticulado covalente y/o no
covalente.
En principio entran en consideración como
reactivos de reticulado todos los compuestos apropiados conocidos
por el estado de la técnica. Por consiguiente, el reticulado se
puede efectuar, a modo de ejemplo, de modo
covalente-reversible, de modo
covalente-irreversible o de modo no covalente,
debiéndose citar, en el caso de reticulado de modo no covalente, a
modo de ejemplo reticulados a través de interacción iónica o a
través de interacción por transferencia de carga. Se describen
tales procedimientos, o bien reactivos de reticulado, entre otros,
en Han, K.K., et al., Int. J. Biochem., 16, 129 (1984), Ji,
T.H., et al., Meth. Enzymol., 91, 580 (1983) y Means, G. y
Feeney, R.E., Bioconj. Chem., 1, 2 (1990).
Con respecto al reticulado no covalente, cítese
como ejemplo eventualmente el reticulado mediante desplazamiento
del valor de pH, si se reticulan entre sí al menos un grupo básico
y al menos un grupo ácido. Del mismo modo, se puede efectuar, por
ejemplo, un reticulado no covalente si se añade un ácido divalente,
como por ejemplo ácido glutárico, en el caso de reticular entre sí
dos grupos básicos, a modo de ejemplo de polialilamina, o si se
añade una base divalente, como por ejemplo dietilamina, en el caso
de tener que reticular entre sí dos grupos ácidos, a modo de
ejemplo de ácido poliacrílico. A modo de ejemplo, se puede formar
igualmente un reticulado no covalente mediante iones metálicos
complejantes, o mediante complejos metálicos con puntos de
coordinación libres. El reticulado no covalente es preferente, y,
por lo tanto, se puede emplear en una aplicación preferente de los
retículos polímeros obtenidos según la invención para estudios de
interacción sistemáticos rápidos. Muy generalmente, con respecto al
reticulado no covalente se puede remitir a todas las posibles
interacciones, que se expusieron ya anteriormente con respecto a la
interacción entre matriz y estructura polímera.
Con respecto a la fijación
covalente-reversible, a modo de ejemplo se deben
citar, entre otros, el enlace a través de puentes disulfuro, o a
través de ésteres o iminas lábiles, como por ejemplo bases de
Schiff o enaminas.
La longitud de cadenas de los reactivos de
reticulado es generalmente arbitraria, y adaptable a los requisitos
del respectivo procedimiento. Preferentemente, la longitud de
cadenas en reactivos de reticulado, que presentan una cadena de
carbono, se sitúa en el intervalo de 2 a 24 átomos de carbono, de
modo especialmente preferente en el intervalo de 2 a 12 átomos de
carbono, y de modo especialmente preferente en el intervalo de 2 a 8
átomos de carbono.
Como reactivos de reticulado, que pueden conducir
a reticulado covalente irreversible, se deben citar, entre otros,
compuestos di- o polifuncionales, como por ejemplo dioles, diaminas
o ácidos dicarboxílicos. En este caso se hacen reaccionar, a modo
de ejemplo, reticulantes divalentes con el derivado polímero
activado, o el reactivo de reticulado activado, al menos divalente,
con el derivado polímero no activa do. Se puede realizar un
reticulado covalente-reversible, a modo de ejemplo,
mediante unión de un enlace azufre-azufre para dar
un puente disulfuro entre dos grupos suspendidos en una o dos
barras de polímero, o mediante formación de una base de Schiff. Se
puede realizar un reticulado a través de interacción iónica, a modo
de ejemplo, a través de dos restos, de los cuales uno presenta como
unidad estructural un ión amonio cuaternario, y el otro presenta
como unidad estructural, a modo de ejemplo,
-COO^{-}
\ o \
-SO_{3}{}^{-}
Se puede formar un reticulado a través de puentes
de hidrógeno, a modo de ejemplo, entre dos pares de bases
complementarios, a modo de ejemplo a través de la siguiente
estructura:
Muy generalmente, los derivados polímeros a
reticular de modo no covalente pueden presentar estructura
complementaria con respecto a los puntos de reticulado, siendo
complementarias entre sí unidades estructurales, a modo de ejemplo,
ácido/triamina o uracilo/melamina. Del mismo modo, en el caso de un
reticulado no covalente, el reactivo de reticulado puede ser
complementario a los puntos de reticulado en la barra de polímero.
Como ejemplo a tal efecto se debería citar eventualmente un grupo
amino en la barra de polímero y un ácido dicarboxílico como
reactivo de reticulado.
Si en el ámbito del procedimiento según la
invención es necesario activar al menos uno de los grupos
funcionales, que participan en el reticulado, con respecto a un
paso de reticulado, esto es concebible esencialmente según todos
los procedimientos que son conocidos por el estado de la técnica. En
especial se puede efectuar el activado de un grupo funcional según
un procedimiento, como se describe con detalle anteriormente en el
activado y derivatizado de polímeros.
Si en el procedimiento según la invención se
efectúa el reticulado a través del empleo de al menos un reactivo
de reticulado, este reactivo de reticulado puede ser especialmente
un compuesto de condensación, que se obtiene mediante reacción de
al menos un grupo funcional de al menos un primer compuesto de bajo
peso molecular que presenta dos grupos funcionales con al menos un
grupo funcional de al menos otro segundo compuesto de bajo peso
molecular, que presenta al menos dos grupos funcionales, que puede
ser igual que el primero, o diferente al primer compuesto de bajo
peso molecular, bajo obtención de un compuesto de condensación,
estando caracterizado el procedimiento porque se activó al menos
uno de los grupos funcionales que participan en esta reacción, antes
de la reacción, mediante reacción con un compuesto de estructura
(X)
como se define
anteriormente.
Como reactivos de reticulado (activados), a
continuación se citan, a modo de ejemplo compuestos de las
siguientes estructuras (XI_{1}) a (XI_{17}):
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
A continuación indíquese como ejemplo de un
reactivo de reticulado a emplear según la invención un reticulante
dímero que se obtiene conforme al procedimiento según la invención
a partir de fenilalanina y leucina:
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
Indíquense como ejemplos para la síntesis de un
compuesto de condensación, a emplear como reactivo de reticulado
conforme al procedimiento según la invención, las siguientes vías
de reacción (A) y (B), en las que el resto BNO representa la
siguiente unidad estructural (XII):
\newpage
Vía de reacción (A):
etc.
Vía de reacción (B):
etc.
Naturalmente, a través de este procedimiento, en
el que se pueden obtener reactivos de reticulado activados o no
activados, también es posible obtener polímeros selectivos, que se
emplean en el procedimiento según la invención, y cuya conformación
se puede adaptar al menos a un compuesto matriz. En este caso,
mediante este procedimiento, en el que se forma un compuesto de
condensación, es concebible obtener un polímero que se derivatiza
según el procedimiento descrito ya anteriormente. Del mismo modo,
también es posible obtener un polímero ya derivatizado.
Muy generalmente, en el reticulado covalente se
forman, entre otros, enlaces de éster, amida, carbonato, hidrazida,
uretano o urea, o enlaces tioanálogos u homólogos de
nitrógeno.
En una forma preferente de ejecución del
procedimiento según la invención, según (ii) se adapta la
conformación de al menos uno de los polímeros en presencia de al
menos uno de los compuestos matriz.
Por consiguiente, la presente invención se
refiere a un procedimiento, como se describe anteriormente,
caracterizado porque se lleva a cabo la adaptación según (ii) en
presencia de al menos uno de los compuestos matriz.
En este caso es concebible, entre otras cosas,
disolver o suspender al menos un polímero en uno o varios
disolventes, y reunir con al menos un compuesto matriz.
En este caso es concebible, entre otras cosas,
añadir al menos un polímero a una disolución, en la que se presenta
al menos un compuesto matriz disuelto en al menos un disolvente,
pudiéndose presentar el compuesto matriz también en forma
suspendida. Como compuesto matriz, que se puede presentar en forma
suspendida, cítense, a modo de ejemplo, micropartículas.
Además, entre otras cosas es concebible añadir al
menos un compuesto matriz a una disolución, en la que se presenta
al menos un polímero en forma disuelta o suspendida en al menos un
disolvente.
Naturalmente, también se pueden reunir dos o más
disoluciones, presentándose en al menos una disolución al menos un
polímero en forma disuelta o suspendida, y en al menos otra
disolución al menos un compuesto matriz en forma disuelta o
suspendida.
Si se emplean dos o más polímeros diferentes
entre sí y/o dos o más compuestos matriz diferentes, se puede
disolver o suspender por separado cada polímero y/o cada compuesto
matriz en uno o varios disolventes apropiados, y reunir las
disoluciones y/o suspensiones aisladas.
En este contexto son también concebibles formas
de ejecución en las que se emplea una disolución, que presenta dos
o más disolventes, en los que se presenta al menos un polímero y/o
al menos un compuesto matriz, tanto en forma disuelta, como también
en forma suspendida.
Naturalmente, también se puede partir de un
compuesto matriz, que se presenta ya unido al menos a un polímero,
a modo de ejemplo en forma de un complejo, o mediante enlace
covalente, preferentemente covalente-reversible. En
este caso, el polímero al que está unido el compuesto matriz puede
ser un polímero cuya conformación en el procedimiento subsiguiente
se adapta a éste, o a otro compuesto matriz. Del mismo modo es
concebible introducir el compuesto matriz en el procedimiento a
través de este polímero, pero no adaptar de modo subsiguiente la
conformación del polímero a este u otro compuesto matriz,
permaneciendo el polímero en el retículo polímero, o eliminándose
del retículo polímero mediante un procedimiento apropiado.
En una forma de ejecución del procedimiento según
la invención se fija mediante reticulado al menos una conformación
de al menos un polímero, que se forma en la disolución o en la
suspensión, o en disolución y suspensión en presencia de al menos
un compuesto matriz. Con respecto al reticulado son concebibles
todos los métodos apropiados.
En una forma de ejecución del procedimiento según
la invención se añaden uno o varios reactivos de reticulado a la
disolución o suspensión, o a la disolución y suspensión.
En otra forma de ejecución del procedimiento
según la invención se lleva a cabo el reticulado de modo que se
forman uno o varios enlaces covalentes o no covalentes, o
covalentes y no covalentes, entre al menos un grupo funcional de al
menos un polímero y uno o varios grupos funcionales de al menos un
polímero adicional. En este caso, preferentemente se deben
seleccionar las condiciones de reacción de modo que se adapte en
primer lugar la conformación de al menos uno de los polímeros en al
menos uno de los compuestos matriz, y se fije a continuación la
conformación preferente obtenida mediante reticulado, por medio
selección especial de condiciones de reacción.
Los grupos funcionales de los respectivos
polímeros, entre los cuales se forman los enlaces, se pueden
presentar en la propia barra de polímero en este caso. Del mismo
modo, también es concebible que al menos uno de los grupos
funcionales implicados sea componente de una o varias cadenas
laterales del respectivo polímero. Del mismo modo, también al menos
una cadena lateral de al menos uno de los polímeros implicados
puede presentar dos o más grupos funcionales, que son aptos para la
formación de enlaces covalentes o no covalentes.
Naturalmente, también son concebibles controles
de procedimiento en los que reaccionan entre sí dos o más grupos
funcionales de los polímeros implicados, que pueden ser iguales o
diferentes, bajo formación de al menos un enlace covalente o no
covalente, directamente por vía intra- o intermolecular, y se
reticulan dos o más grupos funcionales de los polímeros implicados,
que pueden ser, del mismo modo, iguales o diferentes, a través de
al menos un reactivo de reticulado, por vía intra- o
intermolecular.
Naturalmente, la presente invención comprende
también formas de ejecución en las que, a modo de ejemplo, al menos
dos reactivos de reticulado del mismo o de diferente tipo
reaccionan en primer lugar entre sí, bajo formación de al menos un
enlace covalente y/o no covalente, y bajo obtención de un nuevo
reactivo de reticulado. El nuevo reactivo de reticulado formado
puede reaccionar entonces, en primer lugar, con al menos un grupo
funcional de al menos un polímero, y a continuación con al menos
otro grupo funcional de al menos un polímero adicional. Del mismo
modo, estas reacciones del nuevo reactivo de reticulado se pueden
desarrollar también simultáneamente. Naturalmente, la presente
invención comprende también formas de ejecución en las que se
efectúa la adaptación según (ii) a través de la fijación según
(iii), de modo que, en este caso se deben considerar (ii) y (iii)
como al menos un paso común.
El reticulado a través de reacciones entre dos o
más grupos funcionales con o sin reactivo de reticulado se puede
efectuar, naturalmente, tanto por vía intra-, como también
intermolecular. Por consiguiente, la presente invención comprende
también formas de ejecución en las que tienen lugar exclusivamente
reticulados intramoleculares, o exclusivamente intermoleculares.
Además, la presente invención comprende también procedimientos en
los que se reticula tanto por vía intra-, como también
intermolecular, teniendo lugar los reticulados intermoleculares
exclusivamente entre polímeros del mismo tipo, o exclusivamente
entre polímeros de diferente tipo, o tanto entre polímeros del
mismo, como también de diferente tipo, en el caso de emplear dos o
más polímeros de diferente tipo.
En una forma igualmente preferente de ejecución
del procedimiento según la invención tiene lugar simultáneamente la
adaptación de la conformación de al menos un polímero, y la
fijación de la conformación preferente obtenida, al menos una.
A modo de ejemplo, esto es realizable de tal
manera que se pone en contacto al menos un reactivo de reticulado,
junto con al menos un compuesto matriz, con al menos un
polímero.
Si se lleva a cabo el reticulado sin reactivos de
reticulado, a modo de ejemplo es concebible seleccionar las
condiciones de reacción de modo que la adaptación de la
conformación de al menos uno de los polímeros y el reticulado
tengan lugar simultáneamente.
Muy generalmente es concebible que al menos uno
de los reactivos de reticulado empleados presente al menos un grupo
funcional, que no se utiliza para la formación de enlaces
covalentes o no covalentes, que conducen al reticulado de los
polímeros. Con respecto a este grupo funcional, al menos uno, de
nuevo es concebible que éste interaccione con al menos uno de los
compuestos matriz. Con ello, el procedimiento según la invención
comprende, por consiguiente, también formas de ejecución en las
que, además de al menos un polímero, también al menos un reactivo de
reticulado interacciona con al menos un compuesto matriz. Por lo
tanto, en el ámbito de la presente invención también es posible
adaptar la conformación de al menos uno de los polímeros al menos a
un compuesto matriz, interaccionando con al menos un compuesto
matriz tanto el polímero, como también el reactivo de reticulado,
que reticula el polímero con otro polímero por vía intermolecular,
o el polímero por vía intramolecular.
Por lo tanto, también se puede influir sobre la
conformación preferente obtenida según (ii) y fijada según (iii)
mediante el reactivo de reticulado, siendo concebibles, entre
otras, también formas de ejecución según las cuales se forma una
conformación preferente entrando en interacción reactivo de
reticulado, polímero y compuesto matriz antes de la fijación.
En este caso, en una forma preferente de
ejecución del procedimiento según la invención se procede de modo
que, en primer lugar, se reúnen a baja temperatura, preferentemente
en el intervalo de 0 a -70ºC, reactivo de reticulado, polímero y
compuesto matriz, de modo que se forman las interacciones, pero se
suprime sensiblemente la fijación mediante reticulado. En otro paso
se aumenta después la temperatura, de tal manera que tiene lugar la
fijación.
Además, en el ámbito del procedimiento según la
invención, también es concebible que la conformación preferente
según (ii) resulte sólo de interacción de al menos uno de los
reactivos de reticulado con al menos un compuesto matriz. Por
consiguiente, entre otras cosas es concebible que al menos un
reactivo de reticulado entre en interacción en primer lugar con al
menos un polímero, bajo formación de al menos un enlace covalente o
no covalente, y simultáneamente, o a continuación, con al menos uno
de los compuestos matriz, mediante lo cual se forma una
conformación preferente de producto de reacción de reactivo de
reticulado y polímero, y se fija esta conformación preferente
mediante reacción del producto de reacción de reactivo de reticulado
y polímero con otro polímero, o mediante reticulado
intramole-
cular.
cular.
Por lo tanto, la presente invención se refiere
también a un procedimiento, como se describe anteriormente, que
está caracterizado porque se influye sobre la conformación
preferente según (ii) mediante interacción de al menos un reactivo
de reticulado con al menos un compuesto matriz.
Naturalmente, también es concebible que la
conformación preferente se produzca formándose, mediante la
reacción de dos o más grupos funcionales, que pueden ser
componentes de uno o varios grupos laterales de uno o varios
polímeros, una estructura que interacciona con al menos un compuesto
matriz, de tal manera que se produce una conformación preferente
que se fija mediante reticulado con al menos un reactivo de
reticulado, o mediante reacción de al menos dos grupos funcionales
de al menos un polímero, que presenta la conformación
preferente.
En otra forma de ejecución preferente, la
adaptación de la conformación según (ii) se efectúa en dos o más
pasos en el ámbito del procedimiento según la invención.
Por consiguiente, la presente invención se
refiere también a un procedimiento, como se describe anteriormente,
caracterizado porque la adaptación de la conformación de al menos
un polímero se efectúa al menos en dos pasos.
A modo de ejemplo, a este respecto es concebible,
entre otras cosas, poner en contacto al menos un polímero con al
menos un compuesto matriz en un primer paso según un procedimiento
como se describe anteriormente con detalle, y formar de este modo
la conformación de al menos un polímero. En un segundo paso se
puede añadir, a modo de ejemplo, un compuesto matriz adicional, que
es diferente, a modo de ejemplo, del compuesto matriz añadido en el
primer paso, al menos uno. De este modo es posible adaptar la
conformación de al menos un polímero también al menos a un segundo
compuesto matriz.
Del mismo modo es concebible emplear al menos dos
polímeros diferentes entre sí, y adaptar, mediante adición de al
menos un compuesto matriz en un primer paso, la conformación de un
polímero al menos a un primer compuesto matriz, y la configuración
del otro polímero al menos a un compuesto matriz adicional mediante
adición de al menos un compuesto matriz adicional en un segundo
paso.
Del mismo modo es posible emplear más de dos
polímeros diferentes entre sí, y adaptar, respectivamente en un
paso, la conformación de un polímero al menos a un compuesto
matriz, añadido respectivamente en un paso.
En este contexto es concebible, entre otras
cosas, emplear varios polímeros diferentes entre sí, y adaptar la
conformación de un primer polímero a un compuesto matriz mediante
selección apropiada de las condiciones de reacción en un paso, y
adaptar la conformación de un polímero diferente al primero al
mismo compuesto matriz en un paso adicional, en el caso de
condiciones de reacción modificadas. En este caso se puede añadir
el compuesto matriz tanto en el primer paso, como también en el
compuesto matriz en el segundo paso respectivamente. No obstante,
también es concebible, ya en el primer paso, añadir tanto compuesto
matriz que ya no se debe añadir un compuesto matriz en ninguno de
los siguientes pasos para la adaptación de la conformación de
polímero. Naturalmente, la presente invención comprende también una
forma de ejecución del procedimiento, en el que, en un paso,
mediante el conformado se modifican las condiciones de reacción de
por sí, de tal manera que la adaptación de la conformación del
mismo, o de un polímero adicional al compuesto matriz, se efectúa
sin influencia de las condiciones de reacción desde el exterior. A
modo de ejemplo, entre otras cosas se debe pensar en modificación
de temperatura y/o modificación de la viscosidad en el sistema. Del
mismo modo es posible modificar el estado de agregación de uno de
los reactivos mediante la adaptación de la conformación en un paso.
De este modo es concebible transformar un polímero, que se
presentaba disuelto, como substancia sólida en el estado suspendido,
mediante adición de matriz y modificación de la conformación. Del
mismo modo, se puede disolver un polímero suspendido.
En una forma preferente de ejecución del
procedimiento según la invención se fija mediante reticulado, en al
menos un paso, la conformación de al menos un polímero, que resulta
de la adaptación. Por lo tanto, la presente invención se refiere
también a un procedimiento, como se describe anteriormente,
caracterizado porque la adaptación de la conformación según (ii) se
efectúa en al menos dos pasos, y se fija la conformación al menos
una vez mediante reticulado.
En este caso es concebible, entre otras cosas,
adaptar en un primer paso la conformación de al menos un polímero,
como se describe anteriormente, y fijar al menos esta conformación
mediante reticulado, como se describe anteriormente. En un paso
adicional se adapta al menos una conformación del mismo o de otro
polímero al menos a un compuesto matriz, pudiendo ser este compuesto
de templado, al menos uno, igual o diferente al empleado en el
primer paso. Se puede fijar mediante reticulado, o también no fijar
la conformación preferente que se obtiene en este paso
adicional.
En una forma preferente de ejecución del
procedimiento según la invención se fija mediante reticulado al
menos la conformación preferente que resulta del último paso de
adaptación. En otra forma de ejecución preferente se hacen
reaccionar grupos funcionales, presentes en caso dado, que se
sitúan, a modo de ejemplo, en el lado externo del retículo
polímero, con al menos un reactivo de protección terminal. En
principio se puede seleccionar como grupo protector terminal
cualquier grupo que hace inerte, o sensiblemente inerte, un grupo
funcional frente a determinadas interacciones. En este caso se puede
emplear como grupo protector terminal cualquier grupo apropiado
según el estado de la técnica. Según substrato, a modo de ejemplo
es concebible seleccionar como grupo protector terminal un grupo
que no sea donador de H. En este caso se emplea preferentemente
de modo especialmente
preferente
además son preferentes grupos protectores
terminales con impedimento estérico, como por ejemplo un resto
t-butilo, o un resto bencilo, en caso dado
substituido de manera
apropiada.
Mediante el procedimiento de protección terminal,
o mediante otra reacción subsiguiente apropiada, muy generalmente es
posible introducir puntos de interacción adicionales, por regla
general inespecíficos, en el retículo polímero.
Es igualmente preferente un procedimiento en el
que, en el caso de llevar a cabo la adaptación en dos o más pasos,
se fije mediante reticulado, tras cada paso, la conformación
preferente obtenida a partir de este paso.
Por lo tanto, la presente invención se refiere
también a un procedimiento, como se describe anteriormente,
caracterizado porque, tras cada paso, se fija mediante reticulado
la conformación preferente obtenida a partir de este paso.
Con respecto al modo de acción, se puede remitir
a la adaptación y reticulado, como se describen anteriormente. En
especial es concebible llevar a cabo adaptación y reticulado
sucesiva o simultáneamente en un paso, como se describe
anteriormente del mismo modo.
Naturalmente, en el ámbito del procedimiento
según la invención también es concebible que no esté presente al
menos uno de los compuestos matriz en uno o varios pasos, en los
que se adapta la conformación de al menos un polímero al menos a un
compuesto matriz.
Por lo tanto, la presente invención se refiere
también a aun procedimiento, como se describe anteriormente,
caracterizado porque se lleva a cabo al menos un paso en ausencia
de al menos un compuesto matriz.
De este modo es concebible, entre otras cosas,
influir sobre la conformación mediante reticulado intramolecular de
un polímero, o dos o más polímeros diferentes, o mediante
reticulado intermolecular de un polímero, o dos o más polímeros
diferentes, de modo que se adapte la conformación resultante del
reticulado en uno o varios compuestos matriz. En especial, este caso
es concebible seleccionar la estructura química de los polímeros
y/o el tipo específico de al menos un reactivo de reticulado de tal
manera que se adapte al menos una conformación preferente, que
resulta del reticulado, al menos a un compuesto matriz.
Además, a este respecto también es concebible
adaptar, en uno o varios pasos, la conformación en ausencia de al
menos un compuesto matriz sin reticulado. En este caso, entre otras
cosas es concebible influir sobre la conformación, en un primer
paso, mediante adición de al menos un reactivo de reticulado, sin
que tenga lugar un reticulado, estando comprendidos en este caso
también los casos en los que, a modo de ejemplo, un reactivo de
reticulado reaccione ciertamente con uno o varios polímeros, pero
aún no esté fijada la conformación preferente.
En una forma de ejecución preferente se lleva a
cabo el procedimiento según la invención de modo que se fije
mediante reticulado al menos una conformación preferente, que se
obtiene a partir de cada caso, independientemente de que la
adaptación se efectúe en presencia o ausencia de al menos un
compuesto matriz.
Con respecto a la forma de ejecución, en la que,
en uno o más pasos, en los que se efectúa una adaptación, no esta
presente al menos un compuesto matriz, es concebible, entre otras
cosas, adaptar gradualmente al menos una conformación de al menos
un polímero al menos a un compuesto matriz. En este caso, en un
primer paso se puede fijar, a modo de ejemplo, una conformación que
está adaptada sólo de manera grosera al menos a un compuesto matriz.
En un paso adicional se puede influir de nuevo sobre la
conformación fijada en el primer paso, y fijar la conformación
obtenida, que está ahora mejor adaptada al menos a un compuesto
matriz que la conformación fijada en el primer paso. Se puede
llevar a cabo este procedimiento hasta que la conformación
corresponde a la conformación preferente deseada.
Para esta adaptación gradual de la conformación
se pueden emplear todos los procedimientos apropiados.
Como ejemplo de una adaptación gradual
menciónese, entre otros, la posibilidad de emplear, en un paso
determinado, uno o varios reticulantes, cuya longitud o cuyas
longitudes sean menores que las de los reticulantes del paso
previo. De este modo se puede estrechar, a modo de ejemplo, una
conformación en forma de un poro bi- o tridimensional, resultante
de reticulado. Naturalmente, la presente invención comprende
también formas de ejecución del procedimiento, en las que se
emplean los mismos reticulantes en dos o más pasos, reticulando
estos reticulantes, a modo de ejemplo, diferentes polímeros
respectivamente en diversos pasos, provocando diferentes
reticulados intramoleculares en diversos puntos de un polímero, o
provocando en un paso un reticulado intramolecular, en otro paso un
reticulado intermolecular.
Naturalmente, también es concebible modificar la
estructura química del reticulante en lugar de la longitud de
cadena, o adicionalmente a la longitud de cadena, de modo que se
puedan reticular respectivamente polímeros diferentes en diversos
pasos, o/y se puedan reticular entre sí polímeros respectivamente en
diversos puntos, por vía intra y/o intermolecular. Además, la
presente invención comprende también formas de ejecución en las que
se reticula en un primer paso, y en algún otro paso tiene lugar un
reticulado, que se realiza reaccionando, en el reticulado, al menos
un reactivo de reticulado, a través del cual se reticula en el paso
adicional, a modo de ejemplo con al menos un grupo funcional, que
se produce mediante el reticulado en el primer paso, o se introduce
a través de al menos uno de los reactivos de reticulado, que se
emplean en el primer paso, en la estructura polímera que se obtuvo a
partir del primer paso de reticulado.
Muy generalmente, en el caso de una adaptación
gradual se pueden variar en cada paso el tipo de al menos un
reactivo de reticulado, y la concentración de al menos uno de los
reactivos de reticulado. Del mismo modo, también es concebible, en
su lugar y/o adicionalmente, variar las condiciones de reacción,
como tipo de disolvente o disolventes, presión, temperatura, valor
de pH de la disolución y/o de la suspensión, en la que tiene lugar
el reticulado, o uno o varios parámetros adicionales
apropiados.
Si se efectúa la adaptación y/o la fijación en
varios pasos, el grado de reticulado, que se efectúa por paso de
reticulado, es esencialmente arbitrario. En una forma de ejecución
preferente, el grado de reticulado por paso se sitúa en el
intervalo de un 2 a un 5%, alcanzándose un grado de reticulado
total, preferentemente, de un 8 a un 30%. En este caso, los datos
porcentuales respecto a este paso se refieren respectivamente al
número de unidades de monómero de una cadena de polímero, que está
reticulada sólo con una cadena de polímero adicional. El dato
porcentual respecto al grado de reticulado total se refiere a la
totalidad de unidades de monómero en el retículo polímero. Por
consiguiente, para el grado de reticulado de una cadena de polímero,
que está reticulada con dos cadenas de polímero adicionales,
resultan valores del grado de reticulado por paso en el intervalo
de un 4 a un 10%.
En el ámbito del procedimiento según la
invención, mediante el reticulado se sintetiza un retículo polímero
que presenta células bi- o tridimensionales, a través de las cuales
interacciona la estructura polímera con al menos un compuesto
matriz. De modo especialmente preferente se selecciona el grado de
reticulado y/o el tipo de reactivo de reticulado de modo que no se
formen envolturas de solvato de varias capas en estas células de
interacción de la estructura polímera. Preferentemente se puede
influir sobre esta propiedad de células de interacción a través de
la naturaleza química de los polímeros empleados o/y reactivos de
reticulado, dificultando, a modo de ejemplo, los grupos hidrófilos
el paso de disolvente a la célula de interacción en el caso de
empleo de disolventes polares.
En lo que se refiere a la selección específica de
al menos un polímero empleado, el tipo de al menos un reactivo de
reticulado, la variación de la longitud de cadena o/y la estructura
química de los reactivos de reticulado, los grados de reticulado
alcanzados, y todos los demás parámetros de reacción, como se
describe anteriormente de manera ejemplar, en el procedimiento según
la invención se pueden hacer pronósticos o estimaciones mediante
procedimientos de modelado por ordenador.
Naturalmente, también es concebible que las
condiciones de reacción, que son necesarias para un paso, no se
deban marcar desde fuera del sistema, sino que se ajusten por sí
mismas en el paso previo. A modo de ejemplo, en este caso cítense
eventualmente modificaciones de temperatura mediante reacciones exo-
o endotérmicas, modificaciones del valor de pH mediante productos
de reacción de reacciones de reticulado, o transición de reacción
homogénea a heterogénea, que se puede efectuar, a modo de ejemplo,
si un polímero, o cualquier estructura polímera, ya no se disuelve
mediante reticulado, sino que se presenta suspendido como producto
sólido.
Si se lleva a cabo la adaptación gradual y la
fijación en presencia del compuesto matriz, en especial es
concebible eliminar el compuesto matriz de la estructura polímera
producida tras cada paso, y añadir de nuevo el mismo u otro
compuesto matriz en el siguiente paso. A este respecto, se puede
separar el compuesto matriz, a modo de ejemplo, como disolución
mediante filtración, ósmosis, diálisis, o separar del substrato
sólido.
Todas las formas de ejecución que se describen
anteriormente para pasos que se llevan a cabo en ausencia de al
menos un compuesto matriz, se pueden emplear, naturalmente, también
en pasos en los que está presente al menos un compuesto matriz, en
tanto la presencia de al menos un compuesto matriz permita la forma
de ejecución específica.
En una forma de ejecución preferente, en ausencia
de al menos un compuesto matriz, en uno o varios pasos mediante
reticulado, se crea una estructura polímera, que es adaptable a
varios compuestos matriz diferentes entre sí. A modo de ejemplo, se
puede efectuar esto generándose, mediante reticulado, una
estructura polímera que presenta poros bi- y/o tridimensionales, que
son accesibles para estos compuestos matriz, y estando creada la
estructura química de estos poros de modo que los compuestos matriz
puedan reaccionar con los poros. En este caso es concebible, entre
otras cosas, que todos los poros sean accesibles simultáneamente
para todos los compuestos matriz diferentes, y estén estructurados
de modo que los compuestos matriz puedan interaccionar con estos
poros. Naturalmente, también es posible formar dos o más poros
diferentes entre sí, pudiendo ser accesible cada tipo de poro para
al menos uno de los compuestos matriz deseados. Del mismo modo es
posible que una parte de los poros no sea accesible para los
compuestos matriz deseados, tras adaptación subsiguiente, a modo de
ejemplo mediante reticulado, como se describe anteriormente, para el
menos uno de los compuestos matriz deseados.
En otra forma preferente de ejecución del
procedimiento según la invención se emplea al menos un material
soporte polímero en la obtención del retículo polímero.
En este caso, el concepto "material soporte
apropiado" comprende todos los materiales soporte que pueden
in-
teraccionar mediante enlace covalente o no covalente con al menos uno de los polímeros empleados o/y con al menos una estructura, al menos en un paso, en el que se efectúa la adaptación según (ii) o/y fijación según (iii). Del mismo modo, este concepto comprende todos los materiales soporte que se pueden reticular con al menos uno de los polímeros empleados o/y con al menos una estructura, al menos en un paso, en el que se efectúa la adaptación según (ii) o/y fijación según (iii), mediante enlace covalente o no covalente, bajo empleo de al menos un reactivo de reticulado.
teraccionar mediante enlace covalente o no covalente con al menos uno de los polímeros empleados o/y con al menos una estructura, al menos en un paso, en el que se efectúa la adaptación según (ii) o/y fijación según (iii). Del mismo modo, este concepto comprende todos los materiales soporte que se pueden reticular con al menos uno de los polímeros empleados o/y con al menos una estructura, al menos en un paso, en el que se efectúa la adaptación según (ii) o/y fijación según (iii), mediante enlace covalente o no covalente, bajo empleo de al menos un reactivo de reticulado.
Por consiguiente, entre otros son concebibles
materiales soporte que son solubles al menos en un disolvente, en
el que se obtiene el retículo polímero, o se presentan suspendidos
como producto sólido. Del mismo modo es concebible, en el caso de
efectuar un cambio de disolvente, o añadir un disolvente durante la
obtención del retículo polímero, que se disuelva al menos un
material soporte, que se presenta suspendido como producto sólido
en primer lugar, o se presente disuelto en primer lugar, y después
se presente suspendido como producto sólido. Naturalmente, si se
emplean dos o más materiales soporte de diferentes tipos, estos se
pueden presentar separados entre sí en disolución, o estar
suspendidos como producto sólido.
En el caso de que al menos un material soporte
sea un producto sólido, su superficie puede presentar esencialmente
cualquier conformación. Entre otras son concebibles, a modo de
ejemplo, superficies planas, como por ejemplo en placas de vidrio o
metal, o superficies curvadas, o alojadas en cuerpos porosos, como
por ejemplo superficies tipo tubo o esponja, como, a modo de
ejemplo, en zeolitas, gel de sílice o perlas de celulosa.
La presente invención comprende en especial
formas de ejecución del procedimiento según la invención, en el que
se obtiene el retículo polímero sobre al menos uno de estos
materiales soporte apropiados.
Por consiguiente, la presente invención se
refiere también a un procedimiento, como se describe anteriormente,
caracterizado porque se obtiene el retículo polímero sobre al menos
un material soporte.
En este caso es concebible, entre otras cosas,
obtener el retículo polímero en primer lugar, y aplicar el mismo
sobre al menos un material soporte. Del mismo modo es concebible
obtener el retículo polímero en presencia de al menos un material
soporte, y aplicar después el retículo polímero, a modo de ejemplo
mediante reticulado, sobre este u otro material soporte. Si se
efectúa la obtención del retículo polímero, como se describe
anteriormente, en dos o más etapas, de este modo es concebible
poner en contacto la estructura polímera, que resulta de algún
paso, con al menos un material soporte, y aplicarla sobre el mismo,
a modo de ejemplo mediante reticulado. Si se emplean dos o más
materiales soporte diferentes, es posible emplear éstos
conjuntamente, o también por separado entre sí. En una obtención
gradual del retículo polímero se puede añadir material soporte, en
caso dado tras cada paso, pudiéndose emplear, en caso dado,
material soporte diferente en cada caso.
Por consiguiente, el procedimiento según la
invención abre también la posibilidad de influir sobre la
conformación de al menos un polímero, que se adapta al menos en un
paso al menos a un compuesto matriz, a través de al menos un
material soporte. El material soporte, al menos uno, puede ser en
especial un polímero o un retículo polímero, pudiéndose emplear
como material soporte también un retículo polímero obtenido según
la invención. En este caso se hace accesible, entre otros, un
procedimiento de copia general, que permite, a modo de ejemplo,
obtener un número de extracciones (ABZÜGE) positivas y negativas
sucesivas.
En una forma de ejecución preferente se obtiene
el retículo polímero según un procedimiento en el que se aplica al
menos un polímero por capas sobre al menos un material soporte.
El concepto "capa"; como se emplea en el
ámbito de la presente invención, comprende en este caso, entre
otras, tanto capas en las que se aplica al menos un polímero en
madejas sueltas, como también capas en las que al menos el polímero
se aplica en forma sensiblemente desmadejada.
En una primera forma de ejecución se aplica al
menos un polímero de modo que se pone en contacto con material
soporte, o/y capa de polímero ya aplicada, en forma sensiblemente
desmadejada, pero lo más ajustadamente posible por encima del punto
Theta. En esta forma de realización se selecciona para la
disolución, en la que se disuelve al menos un polímero, y se pone
en contacto con material soporte o/y capa de polímero, un
disolvente o una mezcla de disolventes en la que el polímero se
presenta sensiblemente desmadejado, pudiéndose favorecer la forma
desmadejada del polímero, naturalmente, también mediante la
selección específica de otras condiciones de reacción, como por
ejemplo temperatura, presión o valor de pH. En este caso, se efectúa
preferentemente un optimizado entre desarrollo de polímero y
coeficiente de distribución de polímero lo más elevado posible.
Para esta forma de realización preferente se emplean de modo muy
especialmente preferente polímeros que presentan un peso molecular
menor que aproximadamente 30.000 g/mol. Mediante esta forma de
realización se favorece la puesta en contacto de capas de polímero
sensiblemente monomoleculares.
En una segunda forma de realización se selecciona
disolvente o mezcla de disolventes, u otras condiciones de reacción,
de tal manera que al menos un polímero en la disolución se
encuentra en la proximidad por encima del punto Theta. Mediante
esta forma de realización especial, que se favorece de modo muy
especialmente preferente mediante polímeros con un peso molecular en
el intervalo de más de aproximadamente 30.000 g/mol, posible
favorecer la aplicación de polímero en madejas en madejas de
polímero sueltas.
En una tercera forma de realización se selecciona
disolvente o mezcla de disolventes, u otras condiciones de reacción,
de modo que al menos un polímero en la disolución se encuentra en
la proximidad por debajo de punto Theta. En este caso, entre otras
cosas es posible aplicar nanopartículas formadas a partir de al
menos un polímero.
La aplicación en capas es posible, entre otras
maneras, poniéndose en contacto al menos un material soporte
apropiado con un polímero apropiado, y disponiéndose el polímero
espontáneamente, en las condiciones de reacción seleccionadas, en
capas sobre al menos un material soporte, pudiéndose adaptar y
fijar al menos una conformación de polímero en presencia o ausencia
de al menos un compuesto matriz, como se describe anteriormente.
Del mismo modo es concebible emplear simultáneamente dos o más
polímeros apropiados diferentes, que se disponen espontáneamente en
capas sobre el material soporte en las condiciones de reacción
seleccionadas. También en este caso se puede adaptar y fijar al
menos una conformación de al menos uno de los polímeros en presencia
o ausencia de al menos un compuesto matriz, como se describe
anteriormente. En el caso de aplicación se pueden emplear en
principio todos los polímeros descritos anteriormente. El peso
molecular de los polímeros empleados se sitúa preferentemente en el
intervalo de 2000 a 100000 g/mol, además preferentemente en el
intervalo de 5000 a 30000 g/mol.
Preferentemente se lleva a cabo la aplicación por
capas de uno o varios polímeros en pasos aislados.
Por consiguiente, la presente invención se
refiere también a un procedimiento, como se describe anteriormente,
que está caracterizado porque se aplica al menos un polímero en
capas sobre al menos un material soporte, al menos en dos pasos
sucesivos.
Como se ha descrito ya anteriormente, en este
caso es concebible, entre otras cosas, obtener en primer lugar una
estructura polímera que está constituida por dos o más capas,
pudiéndose efectuar esto en uno, o también en varios pasos. En uno
o más pasos adicionales se puede aplicar entonces esta estructura
polímera sobre al menos un material soporte, pudiéndose aplicar, en
caso dado en uno o más pasos adicionales, al menos una capa
adicional sobre la estructura polímera. La adaptación de al menos
una conformación de al menos uno de los polímeros implicados se
puede efectuar según una o varias de las formas de ejecución ya
descritas anteriormente. Si en el procedimiento según la invención
es posible obtener nanopartículas, en especial es concebible aplicar
sobre el material soporte nanopartículas que se presentan
disueltas, disueltas o suspendidas en forma coloidal.
En una forma de ejecución preferente, en un
primer paso se aplica una o varias capas de al menos un polímero
sobre al menos un material soporte. En al menos un paso adicional
se aplica después al menos una capa subsiguiente sobre la
estructura resultante. En este caso, cada capa puede comprender
polímeros iguales, o también dos o más polímeros diferentes entre
sí. La adaptación de al menos una conformación de al menos uno de
los polímeros implicados se puede efectuar según una o varias de
las formas de ejecución descritas ya anteriormente.
En una forma de ejecución especialmente
preferente, la aplicación por capas de al menos un polímero sobre
al menos un material soporte se efectúa según un procedimiento en
el que se aplica en primer lugar una capa de un polímero mediante
enlace covalente, preferentemente no covalente, sobre al menos un
material soporte. En un paso adicional se añade al menos un reactivo
de reticulado en presencia o ausencia de al menos un compuesto
matriz, de tal manera que los reticulantes reaccionan con el
polímero aplicado sobre el material soporte a través de al menos un
grupo funcional, de modo que, preferentemente, una parte
predominante de reactivos de reticulado es apta para reaccionar con
al menos un polímero adicional, que se aplica en el siguiente paso,
respectivamente a través de al menos un grupo funcional adicional.
En un siguiente paso se aplica entonces una capa adicional de al
menos un polímero adicional, y se reticula con la primera capa de
polímero mediante reacción con los grupos funcionales ya
mencionados. A esto pueden seguir uno o varios pasos adicionales,
en los que reacciona respectivamente reactivo de reticulado con una
capa de polímero, se añade al menos un polímero adicional, y se
forma una nueva capa de polímero a través de reticulado con la capa
de polímero aplicada previamente. En este caso, se puede efectuar
cada paso en presencia o ausencia de al menos un compuesto
matriz.
En el caso de obtención por capas del retículo
polímero en presencia o ausencia de al menos un compuesto matriz,
en la formación de una nueva capa, bajo ciertas circunstancias es
necesario evitar reticulados dentro de al menos una de las capas
aplicadas ya sobre el material soporte o/y entre los polímeros, que
formarán la nueva capa. En este contexto se deben citar tres formas
de ejecución (a) a (c) especialmente preferentes, según las cuales
se puede efectuar esta aplicación por capas, que se pueden aplicar
además de modo especialmente preferente con respecto a (a) y (b) en
el caso de reactivos de reticulado no específicos o no
selectivos:
- (a)
- en una primera variante de procedimiento se efectúa la reacción de una capa de polímero ya aplicada con al menos un reactivo de reticulado a baja temperatura, reaccionando el reactivo de reticulado predominantemente en un extremo. Después se añade al menos un polímero, preferentemente disuelto, para la siguiente capa, variándose las condiciones de reacción de modo apropiado, de tal manera que se efectúe una reacción predominantemente con el polímero añadido ahora.
- (b)
- En una segunda variante de procedimiento se reúne una estructura polímera, que comprende una o varias capas de polímero, aplicadas sobre al menos un material soporte, con una disolución de polímero, a partir de la cual se debe formar la segunda capa de polímero, y al menos un reactivo de reticulado. Mediante una modificación apropiada de las condiciones de reacción, que se puede efectuar lenta o rápidamente, se ajustan condiciones en las que al menos un reactivo de reticulado reacciona simultáneamente con la capa de polímero ya presente y los polímeros que deben formar la siguiente capa, bajo formación de esta capa, superándose el reticulado a evitar, descrito anteriormente, por motivos entrópicos, por el reticulado preferente, que conduce a la formación de la nueva capa.
- (c)
- En una tercera variante se lleva a cabo la reacción a dos temperaturas o valores de pH, o disolventes o mezclas de disolventes diferentes, u otras diferencias en las condiciones de reacción, bajo empleo de un reticulante específico o selectivo.
En una forma de ejecución muy especialmente
preferente se lleva a cabo el método (a) de modo que se pone en
contacto el reactivo de reticulado con la capa de polímero aplicada
en último lugar, a temperaturas a las que el reactivo de reticulado
se distribuye estadísticamente de manera uniforme sobre la capa de
polímero ya presente, y a las que se suprime sensiblemente una
reacción del reactivo de reticulado con la capa de polímero ya
presente. Las temperaturas a las que se trabaja a este respecto se
sitúan, por regla general, en el intervalo de 0 a -70ºC.
También en el caso de selección de las demás
condiciones de reacción, como por ejemplo valor de pH, tipo de
disolvente, concentración del reactivo de reticulado en el
disolvente, en esta forma preferente de ejecución del procedimiento
se procura que la reacción del reactivo de reticulado con la capa
de polímero presente se suprima sensiblemente hasta que el reactivo
de reticulado esté distribuido estadísticamente de manera uniforme
sobre la capa de polímero ya presente.
Mediante correspondiente variación de las
condiciones de reacción, en un primer paso se hace reaccionar el
reactivo de reticulado, distribuido estadísticamente de manera
uniforme, con la capa de polímero ya presente, de tal manera que el
reactivo de reticulado reaccione predominantemente a través de uno
o varios grupos funcionales, y al menos un grupo funcional del
reactivo de reticulado, a través del cual se efectúa el reticulado
con siguiente capa de polímero, no reaccione con la capa de
polímero ya presente. Por regla general, esto se efectúa de nuevo a
bajas temperaturas, situándose éstas, por regla general, en el
intervalo de 0 a -10ºC. Esto se favorece adicionalmente mediante el
empleo de reactivos de reticulado de cadena corta o/y el
inmovilizado de la capa de polímero. A modo de ejemplo, la
aplicación de ultrasonido o el reticulado fotoquímico, entre otros,
son posibilidades para inducir este reticulado.
Naturalmente, en el caso de correspondientes
reactivos de reticulado o/y en la correspondiente capa de polímero,
ya presente, también es posible controlar la puesta en práctica de
la reacción descrita anteriormente mediante variación del valor de
pH o/y variación de disolventes o/y mediante adición de
modificadores, siendo también concebibles, naturalmente,
combinaciones de algunos o todos los métodos.
En este contexto se puede remitir también a los
métodos específicos que se pueden aplicar como se describe
anteriormente, para suprimir en primer lugar, y excitar en un paso
adicional la formación de un polímero.
Según el método (a), en un paso siguiente se pone
en contacto una disolución, que comprende al menos un polímero, que
se debe aplicar como siguiente capa de polímero, con el producto
de reacción de reactivo de reticulado y capa de polímero ya
presente. Después se modifican las condiciones de reacción de modo
que la reacción, de manera especialmente preferente, se efectúa
entre los grupos funcionales que no han reaccionado del reactivo de
reticulado unido a la capa de polímero ya presente, y el polímero a
aplicar como siguiente capa de polímero. En este caso, entre otras
cosas también es concebible influir sobre las condiciones de
reacción mediante adición de la disolución, que comprende al menos
un polímero, que se debe aplicar como siguiente capa de polímero,
de tal manera que ya no se pueda efectuar una modificación
adicional de las condiciones de reacción.
También con respecto a este paso de aplicación de
la siguiente capa de polímero se puede remitir, entre otros, a los
métodos específicos, que se pueden aplicar como se describe
anteriormente, para suprimir en primer lugar, y excitar en un paso
adicional la formación de un polímero.
En una forma de ejecución, del mismo modo
especialmente preferente, se lleva a cabo el método según (b) de
modo que la disolución, que comprende al menos un reactivo de
reticulado y al menos un polímero, se pone en contacto con la capa
de al menos un polímero aplicada en último lugar, en condiciones de
reacción en las que no se efectúa una reacción en primer lugar, sino
que tanto reactivo de reticulado, como también polímero a aplicar,
se distribuyen estadísticamente de manera uniforme sobre la capa de
polímero ya presente.
Como se ha descrito ya en relación con el método
(a), esta puesta en contacto, en una forma de ejecución preferente,
se efectúa a bajas temperaturas, por regla general en el intervalo
de 0 a -70ºC.
También en el caso de selección de las demás
condiciones de reacción, como por ejemplo valor de pH, tipo de
disolvente, concentración del reactivo de reticulado en el
disolvente, o concentración de polímero a aplicar en el disolvente,
en esta forma preferente de ejecución del procedimiento se procura
que la reacción del reactivo de reticulado con la capa de polímero
presente y la reacción del polímero a aplicar con el reactivo de
reticulado se supriman sensiblemente, y que el reactivo de
reticulado y el polímero a aplicar se distribuyan estadísticamente
de manera uniforme sobre la capa de polímero ya presente.
En un siguiente paso se modifican entonces las
condiciones de reacción de tal manera, que el reactivo de
reticulado reacciona tanto con la capa de polímero ya presente,
como también con el polímero, que se aplica como siguiente capa. En
este caso es concebible, entre otras cosas, que el reactivo de
reticulado reaccione en primer lugar con la capa de polímero ya
presente, y a continuación con el polímero a aplicar, bajo
formación de la nueva capa de polímero. Del mismo modo es
concebible que el reactivo de reticulado reaccione simultáneamente
con la capa de polímero ya presente y el polímero a aplicar, bajo
formación de la nueva capa de polímero. Además es posible que el
reactivo de reticulado, distribuido estadísticamente de manera
uniforme, reaccione en primer lugar con el polímero, distribuido
estadísticamente de manera uniforme, y que el producto de reacción
reaccione a continuación con la capa de polímero ya presente, bajo
formación de la nueva capa de polímero. Si las reacciones del
reactivo de reticulado con la capa de polímero ya presente se
efectúan por una parte, y con el polímero a aplicar por otra parte,
no simultáneamente, es posible llevar a cabo en primer lugar una de
las reacciones mediante variación de las condiciones de reacción, y
la otra reacción mediante variación adicional de las condiciones de
reacción.
En lo que se refiere a la modificación de las
condiciones de reacción, en este caso remítase a todas las
posibilidades y combinaciones descritas ya anteriormente. En
especial, también con respecto a este paso de aplicación de la
siguiente capa de polímero se puede remitir, entre otros, a los
métodos específicos, que se pueden aplicar como se describe
anteriormente, para suprimir en primer lugar, y excitar en un paso
adicional la formación de un polímero. A modo de ejemplo, la
aplicación de ultrasonido o el reticulado fotoquímico, entre otros,
son posibilidades para inducir este reticulado.
Naturalmente, la aplicación de ultrasonido o el
reticulado fotoquímico son métodos que se pueden emplear en
principio, muy generalmente, en cada paso de reticulado que se
lleva a cabo en el ámbito de la presente invención.
En el ámbito de la presente invención, se
entiende bajo el concepto "reactivo de reticulado
selectivo/específico" un reactivo de reticulado que presenta dos
o más grupos funcionales diferentes, de los cuales al menos un
grupo reacciona preferentemente, en comparación con al menos un
grupo diferente al mismo en condiciones de reacción dadas, con un
grupo funcional de un polímero adicional, o con el material
soporte. Además, el concepto de tales reactivos de reticulado, que
presentan dos o más grupos funcionales iguales, pero cuyo entorno
químico se diferencia, o/y que están dispuestos con diferente
impedimento estérico, y de los cuales, por lo tanto, al menos uno
reacciona preferentemente con un grupo funcional de un polímero
adicional o con el material soporte, en condiciones de reacción
dadas. Del mismo modo, este concepto comprende aquellos reactivos
de reticulado que presentan grupos funcionales iguales o diferentes
entre sí, que se diferencian, por lo tanto, en la
selectividad/especificidad, ya que una parte de grupos funcionales
están activados con un reactivo de activado según un procedimiento,
como se describe anteriormente. Naturalmente, en el caso de
compuestos que presentan dos o más grupos funcionales diferentes,
uno o también varios de los grupos funcionales pueden estar
activados con grupos reactivos, en caso dado diferentes, de modo
que la reactividad de una parte de grupos, en caso dado activados,
se diferencia de la reactividad de la otra parte de grupos, en caso
dado activados. Naturalmente, del mismo modo son concebibles
combinaciones de dos o más de las influencias descritas, que
repercuten en la especificidad/selectividad.
En una forma de ejecución especialmente
preferente se lleva a cabo la aplicación por capas en presencia, o
preferentemente en ausencia de la matriz, de tal manera que se
presenta un grado de reticulado entre las capas, que conduce a un
retículo polímero insoluble, pero hinchable, que presenta
preferentemente células de interacción, que son aptas para la
interacción con al menos un compuesto matriz. En estas células de
interacción, los grupos funcionales del retículo polímero
hinchable, con respecto a la interacción con al menos un compuesto
matriz, se presentan generalmente, en promedio, en una disposición
estérica conveniente según eliminación y ángulo.
En otra forma de ejecución preferente se adapta
la conformación de esta estructura polímera estable, en presencia
de al menos un compuesto matriz, al menos a un compuesto matriz en
al menos un paso, y se fija mediante reticu-
lado.
lado.
Por lo tanto, la presente invención se refiere
también a un procedimiento como se describe anteriormente,
caracterizado porque la aplicación por capas conduce a un retículo
polímero hinchable, que presenta una conformación se adapta, al
menos en un paso adicional en presencia de al menos un compuesto
matriz, al menos a un compuesto matriz, y se fija mediante
reticulado.
Con respecto a la aplicación por capas sobre al
menos un material soporte, se pueden emplear todos los reactivos de
reticulado apropiados, como se describieron ya anteriormente.
A modo de ejemplo cítense epóxidos, isocianatos,
amidinas, clorotriazinas o aldehídos divalentes. A modo de ejemplo,
se emplean preferentemente derivados de succinimida, de modo
especialmente preferente reactivos activados con ONB y
N-hidroxi-ftalimida. En otra forma
de ejecución preferente se emplean reactivos de reticulado
bivalentes, simétricos o asimétricos. En este caso se deben citar,
por ejemplo, entre otros, ácidos dicarboxílicos activados. En otra
forma de ejecución se emplean reticulantes específicos, o bien
selectivos. En este caso se puede tratar, a modo de ejemplo, de
ácidos dicarboxílicos polivalentes, diaminas, dioles, u otros
compuestos apropiados, que están activados con diferentes grupos
reactivos. Del mismo modo, en este caso se puede tratar de
compuestos con al menos dos grupos funcionales diferentes entre sí,
que presentan diferente reactividad en grupos activados diferentes
entre sí, en el caso de activado con un compuesto, o con dos o más
compuestos diferentes entre sí.
La longitud de cadena de los reactivos de
reticulado es esencialmente arbitraria, y se puede adaptar a los
respectivos requisitos de control de reacción, o/y a los polímeros
empleados, o/y al menos a un compuesto matriz. En este caso, la
longitud de cadena se puede extender de 2, como por ejemplo
oxalato, hasta longitudes de cadena de oligómeros o polímeros. La
cadena del propio reticulante puede ser alifática o/y aralifática
y/o aromática, y portar, por su parte, grupos funcionales que se
introducen, a modo de ejemplo, selectivamente en la cadena, por
ejemplo mediante un procedimiento para la obtención de un producto
de policondensación, como se describe anteriormente, y que son
apropiados para la interacción con al menos un compuesto matriz o/y
para un reticulado adicional, como es el caso, a modo de ejemplo,
entre otros, en óxido de oligoetileno.
En una forma de ejecución muy especialmente
preferente tiene lugar el último paso de reticulado, que se efectúa
en el caso de adaptación de la conformación del retículo polímero y
la fijación de la conformación preferente del retículo polímero,
mediante un reactivo de reticulado rígido, como por ejemplo ácido
tereftálico, o ácido bifenilcarboxílico. Naturalmente, se puede
efectuar este reticulado mediante un reticulante rígido, tanto
endisolución, como también en el retículo polímero obtenido.
Para la obtención del retículo polímero hinchable
se emplean preferentemente, entre otros, reactivos de reticulado
con cadenas flexibles con una longitud de cadena en el intervalo de
4 a 24 átomos, de modo especialmente preferente 8 a 12 átomos de
carbono.
En el caso de aplicación de una capa de al menos
un polímero sobre al menos un material soporte se emplea, de modo
muy especialmente preferente, un disolvente o una mezcla de
disolventes, en el que al menos un polímero se presenta
sensiblemente desnaturalizado, a modo de ejemplo por encima del
punto Theta. Mediante esta forma de ejecución, muy especialmente
preferente, se favorece el depósito de una capa monomolecular de al
menos un polímero sobre al menos un material soporte. En una forma
de ejecución, del mismo modo muy especialmente preferente, se
fomenta además este depósito de capas monomoleculares mediante el
empleo selectivo de polímeros con pesos moleculares de menos de
30000 g/mol.
Naturalmente, también es posible trabajar en la
proximidad del punto Theta, mediante lo cual se puede conseguir, a
modo de ejemplo, la separación de madejas de polímero sueltas sobre
al menos un material soporte. Con respecto a esta forma de
ejecución, son preferentes polímeros cuyo peso molecular se sitúa
en el intervalo de aproximadamente 30000 a aproximadamente 100000
g/mol.
A este respecto, también se puede fomentar la
precipitación mediante adición de al menos un mal disolvente o/y
mediante modificación del valor de pH o/y mediante adición de
tampones o/y sales o/y substancias auxiliares orgánicas apropiadas.
Del mismo modo es concebible concentrar por evaporación la
disolución en la que se presenta al menos un polímero disuelto o
suspendido, manteniéndose aproximadamente constante la
concentración de al menos un polímero en la fase líquida en una
forma de ejecución especialmente preferente. De este modo es
posible aplicar al menos un polímero,de manera aproximadamente
cuantitativa, como capa sobre al menos un material soporte.
En lo que se refiere al moldeado de la
conformación de al menos un polímero a una conformación preferente,
y al subsiguiente reticulado, según la invención, en todos los
controles de procedimiento en disolución o en el soporte descritos
anteriormente, esto se lleva a cabo, de modo muy especialmente
preferente, de tal manera que, para conseguir el ajuste de la
conformación preferente del polímero en presencia del compuesto
matriz se trabaja a temperaturas elevadas, preferentemente en el
intervalo de más de 50ºC, de modo especialmente preferente en el
intervalo de 60 a 105ºC, y de modo más especialmente preferente en
el intervalo de 70 a 80ºC. Naturalmente, se puede ajustar este
intervalo de temperatura al disolvente empleado, o a la mezcla de
disolventes. En un paso adicional se añade entonces el reactivo de
reticulado a bajas temperaturas, preferentemente en el intervalo de
0 a -70ºC, mediante lo cual se consigue preferentemente una
distribución uniforme estadísticamente del reactivo de reticulado
sobre el polímero. Mediante variación apropiada de las condiciones
de reacción, como se describe ya anteriormente, se induce a
continuación la reacción del polímero con el reactivo de
reticulado.
En una forma de ejecución igualmente preferente
se lleva a cabo el procedimiento, con respecto a todos los
controles de procedimiento, de modo que, en el caso de aplicación
del polímero, se emplea un disolvente o una mezcla de disolventes,
en el que el polímero se encuentra próximo al límite de
insolubilidad, con lo cual el coeficiente de distribución para la
aplicación del polímero adopta un valor conveniente. De modo
especialmente preferente, se lleva a cabo el procedimiento de modo
que el polímero se encuentre en la proximidad del punto Theta.
Además, preferentemente se selecciona al menos un
disolvente de modo que las interacciones de las células de
interacción, como se describen en el ámbito de la presente
invención, con el disolvente sean sensiblemente insignificantes
frente a las interacciones de las células de interacción con el
compuesto matriz.
Además, el conformado en presencia del compuesto
matriz se efectúa preferentemente en dependencia de los grupos
funcionales, que forman, a modo de ejemplo, las células de
interacción citadas anteriormente en el reticulante, o/y en la
barra de polímero, o/y en las cadenas laterales del polímero, en
mezclas de disolventes de polaridad definida. En este caso son
apropiados especialmente disolventes orgánicos o/y acuosos,
situándose el valor de pH de las disoluciones preferentemente en el
intervalo de 4 a 9, y de modo especialmente preferente en el
intervalo de 6 a 8, como disolventes preferentes, entre otros, se
deben citar, a modo de ejemplo, hidrocarburos clorados con hasta 3
átomos de carbono, como por ejemplo cloroformo o nitrilos, como por
ejemplo acetonitrilo, o ésteres, como por ejemplo acetato de etilo,
o cetonas, como por ejemplo metiletilcetona o acetona, o éteres de
cadena abierta o cíclicos, como por ejemplo
metil-terc-butiléter o
tetrahidrofurano o dioxano, o compuestos aromáticos substituidos de
manera apropiada, como por ejemplo tolueno o xilenos, o mezclas de
dos o más de los mismos.
En una forma de ejecución especialmente
preferente, conforme al procedimiento según la invención se lleva a
cabo la adaptación de la conformación del polímero a un compuesto
matriz en una mezcla de disolventes, y en condiciones de reacción
en las que el polímero es sensiblemente insoluble, pero el
compuesto matriz es soluble.
En una forma de ejecución preferente, entre
otras, se pueden llevar a cabo todos los pasos de procedimiento,
por separado o en combinación apropiada, como métodos de ensayo
combinatorios.
En este caso es concebible, a modo de ejemplo,
adaptar la conformación de un polímero o de una estructura
polímera, que está aplicada, a modo de ejemplo, preferentemente
sobre un soporte, a una serie de compuestos matriz diferentes en un
método de ensayo combinatorio, y reticular las conformaciones
preferentes producidas, poniéndose en contacto, en este caso,
polímeros o estructuras polímeras idénticas respectivamente, con
compuestos matriz diferentes respectivamente.
A modo de ejemplo, es igualmente concebible hacer
reaccionar compuestos matriz idénticos con una serie de polímeros o
retículos polímeros diferentes respectivamente, y reticular, a modo
de ejemplo, las conformaciones preferentes obtenidas.
Naturalmente, también es concebible llevar a cabo
pasos de procedimiento en la obtención del retículo polímero en
métodos de ensayo combinatorios, pudiéndose variar, entre otros, el
soporte, el polímero, a modo de ejemplo con respecto al grado de
derivatizado, y/o el número y tipo de grupos receptores, el
reactivo de reticulado, a modo de ejemplo con respecto a longitud de
cadena, el número y/o el tipo de grupos funcionales, el grado de
reticulado en el retículo polímero, o también el número de capas
aplicadas sobre el soporte.
Además, estos métodos de ensayo combinatorios se
pueden acoplar con una planificación de ensayo estadística. Por
consiguiente, también se pueden emplear tales métodos combinatorios
o estadístico-combinatorios para la obtención de los
derivados polímeros, reactivos de reticulado, descritos
anteriormente, para la obtención de un retículo polímero en el
soporte o en disolución, o también para el ensayo del retículo
polímero en campos de aplicación, como se describen, a modo de
ejemplo, a continuación.
Para los métodos de ensayo combinatorios o
estadístico-combinatorios son especialmente
apropiados, entre otros, procedimientos de flujo, siendo posibles
también variantes, como automatizado mediante conexiones de válvula,
reciclaje de reactivos o técnicas de detención de flujo. Estos
procedimientos de flujo se pueden emplear, bajo condiciones
apropiadas, también para la producción de mayores cantidades de los
derivados polímeros, reactivos de reticulado, retículos polímeros
descritos anteriormente, en el soporte o en disolución.
Además del procedimiento para la obtención del
retículo polímero, la presente invención se refiere también al
propio retículo polímero, que es obtenible según un procedimiento,
como se describe anteriormente.
En una forma de ejecución igualmente preferente,
a partir del procedimiento según la invención se obtienen retículos
polímeros en forma de clusters, microlátices o/y nanopartículas.
Estos se pueden elaborar de modo subsiguiente como disolución
pura, como disolución o suspensión coloidal. En especial se pueden
reticular estos clusters, microlátices o/y nanopartículas mediante
enlace covalente o/y no covalente para dar capas, a modo de ejemplo
para dar membranas o cuerpos sólidos, que pueden ser, a modo de
ejemplo, porosos. También este reticulado se puede efectuar de
nuevo conforme al procedimiento según la invención, pudiéndose
adaptar y fijar la estructura producida a uno o varios compuestos
matriz mediante este reticulado. Mediante elección selectiva de la
obtención y del control de procedimiento, a modo de ejemplo
mediante adición de, a modo de ejemplo, formadores de poros,
estabilizadores, detergentes, coloides de protección apropiados,
mezclas de disolventes apropiadas, mediante el tipo de agitación,
tratamiento ultrasónico o generación de partículas mediante
pulverizado, se pueden obtener, a modo de ejemplo, partículas
preferentemente esféricas con porosidad selectiva.
Entre otros, son especialmente preferentes dos
métodos para la obtención de clusters, microlátices o/y
nanopartículas en el ámbito del procedimiento según la
invención.
En uno de los métodos se dispone un polímero de
peso molecular suficiente, preferentemente con un peso molecular en
el intervalo de 30000 a 100000 g/mol, en dilución tan elevada, o/y
bajo tales condiciones de reacción adicionales, que el polímero se
presenta sensiblemente en forma desmadejada. En este caso, es
especialmente significativa la selección del disolvente, que
favorece esta forma desmadejada. Bajo adición de reticulantes se
reticulan por vía intramolecular estas madejas de polímero, en caso
dado en presencia de compuesto matriz, sin que tenga lugar un
reticulado intermolecular. En este caso se hacen reaccionar también
los grupos funcionales, situados en el lado externo de la madeja de
polímero, con el reactivo de reticulado. A través de este lado
externo activado de tal manera se pueden reticular entonces las
nanopartículas mediante enlace intermolecular en un paso adicional,
pudiéndose controlar, en dependencia de la longitud de cadena de
los reactivos de reticulado, a través de los cuales se efectúa el
reticulado, o/y en dependencia de al menos un compuesto matriz, que
está presente, en caso dado, en el reticulado intermolecular, la
anchura de malla de la estructura producida, como por ejemplo una
membrana porosa.
En el otro método se lleva a cabo el
procedimiento de tal manera que los grupos funcionales en el lado
externo de la madeja de polímero reticulada mediante enlace
intramolecular no han reaccionado con reticulante. En un paso
adicional se concentra por evaporación la disolución, que comprende
las madejas de polímero, mediante lo cual, en el caso de
concentración por evaporación suficiente, las madejas de polímero
se aglomeran mediante reacción de los grupos funcionales, situados
en el lado externo, para dar estructuras tridimensionales.
En contrapartida a las fases de marcaje obtenidas
según el estado de la técnica, los retículos polímeros obtenidos
según la invención presentan, a modo de ejemplo, la ventaja de una
aptitud para carga sensiblemente más elevada. En este caso, la
aptitud para carga indica cuantos gramos de un substrato se
absorben por gramo de material soporte revestido. En este caso son
típicos valores entre un 4 y un 7%. Con respecto a la masa de la
capa de polímero verdaderamente eficaz, esta aptitud para carga se
sitúa en el orden de magnitud, preferentemente, de un 30 a un 50%,
ya en el caso de tres capas. Por consiguiente, con la aplicación de
otras capas de polímero se puede aumentar de nuevo claramente la
aptitud para carga porcentual del material soporte revestido.
Mientras que las fases de marcaje presentan una
aptitud para carga, que se sitúa habitualmente en el intervalo de
tanto por mil, conforme al procedimiento según la invención es
posible obtener, sin mayor problema, retículos polímeros que
presentan una aptitud para carga en el intervalo de tanto por
ciento. En la aplicación técnica de los polímeros obtenidos según
la invención se puede conseguir con ello una rentabilidad
sensiblemente más elevada.
En principio se pueden emplear los retículos
polímeros obtenidos según la invención en todos los procedimientos
apropiados. En este caso, son especialmente preferentes
procedimientos en los que se aprovecha al menos una conformación
preferente, que se fija mediante reticulado, y que está adaptada al
menos a un compuesto matriz. Por consiguiente, son preferentes como
campos de aplicación, a modo de ejemplo, preferentemente procesos
de separación de substancias, como por ejemplo procedimientos de
cromatografía de líquidos o de cromatografía de gases,
procedimientos de separación de membrana, procedimientos de
diálisis, o procesos de separación de substancias, como por ejemplo
catálisis homogénea o heterogénea.
Además, los polímeros obtenidos según la
invención se pueden emplear
- -
- como ensayo en el test (rápido) en combinación con métodos analíticos o diagnósticos, descargas o/y reactivos de identificación,
- -
- como soporte para substancias, que se deben liberar, a modo de ejemplo, de manera controlada, entre otras cosas, eventualmente, bajo condiciones definidas, debiéndose citar en este caso como palabra clave "drug release",
- -
- como sensor, indicador o detector sobre superficies, o en cavidades, o
- -
- como medicamento o vacuna, a modo de ejemplo para la inhibición competitiva o bloqueo de grupos antígenos, a modo de ejemplo de receptores de epitopos sobre células, componentes celulares, microorganismos, alergenos, mediante lo cual se puede conseguir, a modo de ejemplo, un inmunizado pasivo.
En un empleo igualmente preferente se emplea el
retículo polímero obtenido según la invención en procesos de
obtención de substancias. Como ejemplo a tal efecto, cítense, entre
otros, procesos de reproducción de manera ejemplar. En este caso,
bajo empleo de los polímeros obtenidos según la invención se pueden
obtener copias de muestras (macro)moleculares sensiblemente
arbitrarias, y éstas se copian de nuevo, produciéndose un duplicado
isóstero de la muestra original, preferentemente, a modo de
ejemplo, con respecto a un entorno nano. En el ámbito del
procedimiento según la invención, en este caso se pueden explorar
receptores interesantes de una muestra, y transformar este negativo
en un positivo isóstero respecto al receptor. Por lo tanto, la
presente invención describe también el empleo del procedimiento
según la invención en procesos de obtención de substancias. En el
caso de aplicar esta forma de ejecución en diseño de drogas, en el
positivo isóstero se puede enlazar, someter a ensayo, o sintetizar
por vía catalítica, a modo de ejemplo sin efectos secundarios, una
nueva substancia de eficacia farmacológica. Por consiguiente, la
presente invención comprende también técnicas de reproducción
supralitográficas en el intervalo nano, cuyos productos se pueden
emplear de nuevo, a modo de ejemplo, para inmunizados activos.
Por consiguiente, la presente invención se
refiere también al empleo de un retículo polímero, obtenible según
un procedimiento, como se describe anteriormente, en procesos de
separación de substancias, procesos de transformación de
substancias, procesos de obtención de substancias, procesos de
identificación de substancias, o para la detección de señales. Con
respecto a las señales, que se pueden detectar, se deben citar,
entre otras, señales ópticas, eléctricas o mecánicas.
La presente invención se explica más
detalladamente por medio de los siguientes ejemplos.
Se disolvió
poli(bencil-N-alilcarbamato),
con un grado de derivatizado de un 14% (1,60 g), en ácido acético
glacial en ebullición (100 mL, aproximadamente 117ºC),tras
enfriamiento con diclorometano (100 mL, 1,18 moles) se diluyó y se
mezcló con piridina (112 mL, 1,42 moles), para reducir la
solubilidad del polímero. A continuación se eliminó la turbidez
producida con pocas gotas de ácido acético glacial. Tras adición de
gel de sílice 300 \ring{A}, 20 \mum (Daisogel SP
300-15/30) (10,02 g) se movió la carga 30 minutos en
una máquina vibratoria, y se lavó tras separación mediante
filtración por succión a través de una frita de vidrio con
diclorometano (4 x 50 mL).
Para el reticulado se añadió el gel de sílice
revestido a una disolución de didodecanoato de
bis-(N-hidroxi-5-norbornen-2,3-dicarboximida)
(46 mg, 83 \mumoles) y trietilamina (36 mg, 0,35 mmoles) en
diclorometano (60 mL), y se concentró por evaporación la suspensión
en vacío (85 mbar, baño de agua 0ºC) hasta sequedad. Se lavó el gel
de sílice revestido con tetrahidrofurano (60ºC, 4 x 25 mL), se
separó mediante filtración por succión y se lavó de modo
subsiguiente con diclorometano (50 mL).
Para el segundo revestimiento se diluyó
poli(bencil-N-alilcarbamato),
con un grado de derivatizado de un 14% (1,60 g), en ácido acético
glacial en ebullición (100 mL, aproximadamente 117ºC), tras
enfriamiento se diluyó con diclorometano (100 mL, 1,18 moles) y se
mezcló con 100 mL de piridina (100 mL, 1,26 moles), para reducir la
solubilidad del polímero. A continuación se añadió
dimetilaminopiridina (DMAP; 80 mg, 0,65 mmoles) y de nuevo piridina
(12 mL, 0,15 moles). Seguidamente se eliminó la turbidez producida
con pocas gotas de óxido acético glacial. Tras adición de gel de
sílice transformado con el reticulante, como se describe
anteriormente, y revestido, se movió la carga 30 minutos en una
máquina vibratoria, y tras separación mediante filtración por
succión a través de una frita de vidrio se lavó con diclorometano
(4 x 50 mL).
Se retículo de nuevo el gel de sílice revestido
como se describe anteriormente, y después se revistió con una
tercera capa de polímero correspondientemente al segundo
método.
Se hinchó la carga en una frita en
dimetilformamida (30 min.). Mediante paso lento de una disolución
de dietilamina (2 mL, 1,42 g, 19,41 mmoles) en DMF (40 mL) se
desactivaron los grupos reticulantes activados remanentes. Para el
desactivado completo se lavó la carga cuatro veces con la disolución
de filtrado. A continuación se lavó la carga con tetrahidrofurano
(60ºC, HPLC Grade, 4 x 50 mL) y con diclorometano (4 x 50 mL), y se
secó por succión.
Se mezcló el gel de sílice revestido con ácido
acético glacial (100 mL), se calentó la suspensión a ebullición, se
separó mediante filtración por succión, se lavó con diclorometano
(5 x 50 mL), se secó (110ºC, 16 h) y se filtró a través de un
tamiz de 45 \mum.
La pesada ascendía a 9,4 g.
- -
- gel de sílice 300 \ring{A}, 20 \mum (Daisogel SP 300-15/30), revestido con 3 capas de poli(bencil-N-alilcarbamato), con un grado de derivatizado de un 7%, que están reticuladas en un 2% con didodecanoato de bis-(N-hidroxi-5-norbornen-2,3-dicarboximida) = (1),
- -
- succinato de bis-(N-hidroxi-5-norbornen-2,3-dicarboximida) = (2).
Se acondicionó una columna cargada con (1) con
disolución de
5-metil-5-fenilhidantoína
al 0,2% (10,5 mmoles/L) (substrato) en CHCl_{3} y un flujo de 0,6
mL/min, adsorbiéndose aproximadamente 40 mg de substrato en la
columna. A continuación se inyectaron 80 \muL de ácido acético
glacial, y se recogió la descarga en dos fracciones:
1ª fracción: | \begin{minipage}[t]{132mm}desde la inyección hasta la nueva consecución de la línea base tras el pico de substrato (6,1 min).\end{minipage} |
\begin{minipage}[t]{132mm}En esta fracción estaban contenidos 18,2 mg de substrato. De estos se extrajo la cantidad de substrato de 7,32 mg, introducida por barrido por el eluyente en este tiempo, de modo que resultó un valor de 10,9 mg para la cantidad lavada del ácido acético glacial.\end{minipage} | |
2ª fracción: | \begin{minipage}[t]{132mm}desde la consecución de la línea base tras el pico de substrato hasta el nuevo ajuste del equilibrio presente antes de la inyección (6,1 a 80 min).\end{minipage} |
\begin{minipage}[t]{132mm}En esta fracción se encontraron 72,2 mg de substrato. Ya que en este tiempo (73,9 min) se habían introducido por barrido 88,7 mg a través de los eluyentes, la cantidad de substrato absorbida por la fase estacionaria ascendía a 16,5 mg.\end{minipage} |
Una vez concluida la inyección se desmontó la
columna, y se enfrió a 0ºC (aproximadamente 30 min).
Para la obtención de una disolución de
reticulante se disolvió (2) (186,2 mg, 0,423 mmoles) en 19,24 mL de
disolución de
5-metil-5-fenilhidantoína
al 0,2% (10,5 mmoles/L),y se añadió trietilamina (0,76 mL). A partir
de un recipiente de reserva enfriado a 0ºC se introdujo por barrido
esta disolución en el sistema (sin columna).
Tras constancia de línea base se incorporó de
nuevo la columna en el sistema, de modo que, en este caso, la misma
permaneció enfriada además a 0ºC. Se introdujo por barrido la
disolución de reticulante en la columna con 5 mL/min. Tras la
irrupción del frente de reticulante (UV 265 nm) se detuvo el
flujo.
Se desmontó de nuevo la columna, se enfrió además
30 minutos a 0ºC, y a continuación se conectó a un termostato de
columna (120 min, 25ºC).
Se barrió el sistema (sin columna) con
tetrahidrofurano, se incorporó de nuevo la columna en el sistema
después de 120 minutos de tiempo de reacción, y se barrió con 50 mL
de tetrahidrofurano (1 mL/min).
Para el desactivado de grupos
(N-oxi-5-norbornen-2,3-dicarboximida)
libres aún remanentes del reticulante se disolvió dietilamina (40,2
mg, 0,55 mmoles) (5 equivalentes, referidos a la
N-hidroxi-5-norbornen-2,3-dicarboximida
producida como máximo) en tetrahidrofurano (20 mL) (disolución de
extinción), se introdujo por barrido en la columna (1 mL/min), se
introdujo por barrido la disolución de la descarga de columna 5 h
de nuevo en la columna, y después se cambió a tetrahidrofurano.
Tras constancia de línea base se detuvo la bomba, se ajustó el
termostato de columna a 50ºC, y se mantuvo durante 30 minutos a
esta temperatura. A continuación se bombeó adicionalmente el
tetrahidrofurano con 1 mL/min, hasta que se eluyó tetrahidrofurano
puro.
Claims (10)
1. Procedimiento para la obtención de un retículo
polímero, en el que
- (i)
- se pone a disposición uno o varios polímeros, que se pueden reticular entre sí por vía intramolecular o intermolecular, o intra- e intermolecular, mediante enlace covalente o no covalente,
- (ii)
- se adapta la conformación de al menos uno de los polímeros en al menos un compuesto matriz, bajo obtención de al menos una conformación preferente de al menos un polímero, y
- (iii)
- se fija al menos a una de las conformaciones preferentes obtenidas según (ii) mediante reticulado.
2. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2,
caracterizado porque la adaptación de la conformación de al
menos un polímero se efectúa en al menos dos pasos.
3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2,
caracterizado porque la adaptación de la conformación de al
menos un polímero se efectúa en al menos dos pasos.
4. Procedimiento según la reivindicación 3,
caracterizado porque, tras cada paso, se fija mediante
reticulado la conformación preferente obtenida a partir de este
paso.
5. Procedimiento según la reivindicación 3 ó 4,
caracterizado porque se lleva a cabo al menos un paso en
ausencia de al menos un compuesto matriz.
6. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque se obtiene el
retículo polímero sobre al menos un material soporte.
7. Procedimiento según la reivindicación 6,
caracterizado porque se aplica al menos un polímero, en al
menos dos pasos sucesivos, por capas sobre al menos un material
soporte.
8. Procedimiento según la reivindicación 7,
caracterizado porque la aplicación por capas conduce a un
polímero reticulado primario, que presenta una conformación, que se
adapta al menos a un compuesto matriz, y se fija mediante
reticulado, en al menos un paso adicional en presencia de al menos
un compuesto matriz.
9. Retículo polímero, obtenible según una de las
reivindicaciones 1 a 8.
10. Empleo de un retículo polímero, obtenible
según una de las reivindicaciones 1 a 8, en procesos de separación
de substancias, procesos de transformación de substancias, procesos
de obtención de substancias, procesos de identificación de
substancias, o para la detección de señales.
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