MD4506C1

MD4506C1 - Material polimeric cu proprietăţi antibacteriene pe bază de lignină grefată cu N'-(5-nitrofurfuriliden)izonicotinhidrazidă

Info

Publication number: MD4506C1
Application number: MDA20160128A
Authority: MD
Inventors: Штефан РОБУ; Виорел ПРИСАКАРЬ; Вячеслав КУЛЧИТСКИЙ; Марина ГРИНКО; Алик БАРБА
Original assignee: Государственный Университет Молд0
Priority date: 2016-11-24
Filing date: 2016-11-24
Publication date: 2018-03-31
Also published as: MD4506B1

Abstract

Invenţia se referă la domeniul medicinei şi chimiei, şi anume la materiale antibacteriene polimerice noi pe bază de lignină.Esenţa invenţiei constă în faptul că se propune un material polimeric cu proprietăţi antibacteriene, care reprezintă o lignină grefată cu preparatul antibacterian N'-(5-nitrofurfuriliden)izonicotinhidrazidă (izofural), în care conţinutul izofuralului este de 30…50% mas. Totodată grefarea se efectuează prin activarea prealabilă a ligninei cu cloroformiat de etil în prezenţa unei baze organice în dimetilformamidă la 0 ºC.Materialul polimeric posedă un efect antibacterian la nivelul izofuralului micromolecular, o toxicitate redusă şi este solubil în amestec de dimetilformamidă-apă (1:1).

Description

Invenţia se referă la domeniul medicinei şi chimiei, şi anume la materiale antibacteriene polimerice noi pe bază de lignină.

La această grupă de preparate se referă furacilina, furazolidonul şi altele. Acestea fac parte din grupa derivaţilor nitrofuranului şi reprezintă preparate chimioterapeutice de sinteză cu spectru larg de acţiune. Compuşii nitrofuranului se caracterizează printr-un spectru larg de acţiune, fiind active faţă de multe bacterii gram-negative (E. coli, K. pneumonia) şi gram-pozitive, unele anaerobe, micoze (Candida), iar furazolidonul este activ în infecţii cu lamblii, trichomonade, paratif, salmonele, vibrionul holeric, stafilococ, virusuri mari, agentul gangrenei gazoase.

Din această grupă este cunoscut compusul N′-((5-nitrofuran-2-il)metilen) isonicotinohidrazidă, numit şi izofural [1], propus ca preparat antibacterian pe piaţa medicamentelor din Republica Moldova, ce are o activitate de 4…5 ori mai înaltă faţă de alte preparate antibacteriene. Însă compusul posedă şi dezavantaje:

- solubilitate neînsemnată în apă,

- timp real, dar scurt de acţiune în organismul viu,

- toxicitate chimică, fiind un preparat medicinal sintetic.

Cel mai aproape de invenţia propusă este un material polimeric biologic activ, care constă dintr-un copolimer de N-vinilpirolidonă cu acid metacrilic sau crotonic, grefat similar cu izofural cu ajutorul aceluiaşi reagent de legătură (linker) - cloroformiat de etil [2]. Printre neajunsurile acestui material se numără toxicitatea relativ mare şi costurile înalte ale materialului, deoarece se utilizează în calitate de reagent un copolimer sintetic.

Problema soluţionată de invenţia propusă constă în extinderea gamei de materiale polimerice antibacteriene pe bază de polimeri naturali, grefate cu N'-(nitrofurfuriliden)izonicotinhidrazidă (N'-((5-nitrofuran-2-il)metilen)izonicotinohidrazidă).

Esenţa invenţiei constă în faptul că se propune un material polimeric cu proprietăţi antibacteriene, care reprezintă o lignină grefată cu preparatul medicinal N'-((5-nitrofuran-2-il)metilen)izonicotinohidrazidă (izofural), în care conţinutul preparatului medicinal variază de la 30…50% mas. Totodată, grefarea se efectuează prin activarea prealabilă a ligninei cu cloroformiat de etil în prezenţa unei baze organice în dimetilformamidă la 0 °C.

Rezultatul tehnic al invenţiei constă în faptul că materialul polimeric propus posedă un efect anibacterian la nivelul izofuralului micromolecular, o toxicitate redusă şi o solubilitate în amestecul dimetilformamidă-apă (1:1).

Rezultatul tehnic obţinut se datorează grefării izofuralului la lignină care este un material biopolimeric inert şi la disociere asigură ţinta (zone exterioare ale organismului viu) cu preparat antibacterian la o concentraţie satisfăcătoare, care disociază mai lent şi se reţine mai mult timp în organismul viu.

Invenţia se explică prin desenele din fig. 1 şi 2, care reprezintă:

- fig. 1, spectrul IR pentru materialul polimeric din lignină şi izofural (70/30% mas.);

- fig. 2, spectrul IR pentru materialul polimeric din lignină şi izofural (50/50% mas.).

Polimerii medicinali se obţin prin tratarea cu izofural a soluţiei de lignină în dimetilformamidă cu adaos de trietilamină (TEA) şi cloroformiat de etil (CFE) conform schemei:

Cloroformiatul de etil ce conţine gruparea chimica activă reacţionează uşor la temperatura de 0…2°C cu grupa -OH din lignină formând un compus nestabil, ce uşor reacţionează cu grupe amine primare sau secundare. Structura chimică a materialului polimeric grefat a fost confirmată cu ajutorul spectroscopiei IR şi analizei elementare. Din spectre se observă apariţia vibraţiilor noi la ν=1760 cm-1 ce confirmă gruparea , cât şi altele (fig.1 şi 2). După cum se observă din fig.1, 2, intensitatea benzii creşte la majorarea concentraţiei de izofural în polimerul grefat.

Exemplu de realizare a invenţiei

Într-un pahar de 50 mL se introduc 0,5 g de lignină comercială produsă de firma Aldrich, care se dizolvă în 30 mL dimetilformamidă (DMF) (soluţia 1). În alt pahar se dizolvă 0,5 g de izofural în 30 mL de DMF (soluţia 2).

Soluţia 1 se răceşte într-o baie cu gheaţă până la 0 °C, la care se adaugă cu picătura 1,0 mL trietilamină, iar peste 20 min la agitare 0,8 mL de cloroformiat de etil. Agitarea la 0°C se mai prelungeşte 20 min, după care cu picătura se adaugă soluţia 2. După 30 min amestecul se aduce la temperatura camerei şi se menţine 2…3 ore. Soluţia obţinută se evaporă până la o concentraţie de 15…20%, apoi se purifică prin sedimentare în hexan (sedimentarea 1), urmează sedimentarea 2 în eter etilic. Polimerul obţinut ( “Lignin-izofural 50/50%”) se usucă la temperatura camerei şi în etuvă cu vid la ~40 °C. Similar a fost obţinut şi “Lignin-izofural 70/30%”, variind respectiv raportul lignină:izofural.

Cercetarea activităţii antibacteriene (bacteriostatice şi bactericide) a materialului revendicat a fost efectuată faţă de microorganismele: Staphilococcus aureus (tulpina 209-P), Enterococcus faecalis, Escherichia coli (tulpina ATCC25922), Proteus vulgares (tulpina HX 19222), Pseudomonas aeruginosa (tulpina ATCC 27853) prin metoda diluărilor în serie în mediu nutritiv lichid (bulion peptonat din carne 2%, pH=7,0). Probele au fost dizolvate în dimetilformamidă (cu concentraţia de 10 mg/mL). Pentru însămânţare au fost folosite culturi ale microorganismelor indicate, crescute pe geloză timp de 18 ore, spălate cu soluţie izotonică de clorură de sodiu. Doza de însămânţare constituie 500 de mii de corpi microbieni la 1 mL de mediu nutritiv. În calitate de control au servit mediile nutritive însămânţate cu aceleaşi tulpini fără conţinutul materialelor cercetate. Evaluarea activităţii bacteriostatice (concentraţia minimă de inhibiţie - CMI) a fost efectuată vizual, conform lipsei creşterii microorganismelor în mediul nutritiv lichid. Activitatea bactericidă (concentraţia minimă bactericidă - CMB) s-a determinat în baza lipsei creşterii microorganismelor după însămânţare repetată pe geloză peptonată cu termostatarea ulterioară timp de 24, 48 de ore. Rezultatele obţinute sunt prezentate în tabel pentru materialul “Lignin-izofural 50/50%” şi “Lignin-izofural 70/30%”. Pentru comparaţie în acelaşi tabel se aduc date privind activitatea izofuralului molecular, precum şi a ligninei. Rezultatele investigaţiei demonstrează că substanţele cercetate manifestă o activitate antibacteriană înaltă faţă de culturile menţionate, în special.

În baza datelor tabelare observăm că preparatul polimeric „Lignin-izofural” este foarte activ faţă de bacteria S. aureus. La fel, preparatul sintetizat manifestă o activitate înaltă faţă de E. fecalis şi alte bacterii.

Tabel. Activitatea antibacteriană a substanţelor „Lignin-izofural 50/50%” şi“Lignin-izofural 70/30%”

Substanţa Test-culturi bacteriene S.aureus (tulpina 209) E. faecalis E.coli (tulpina ATCC25922) Ps.aeroginosa (tulpina ATCC 27853) Pr. vulgaris (tulpina HX 19222) *CMI **CMB CMI CMB CMI CMB CMI CMB CMI CMB Lignină >300 >300 >300 >300 >300 >300 >300 >300 >300 >300 „Lignin- izofural 50/50%” 9,37 9,37 9,37 150 37,5 300 300 300 75 150 Izofural 2,34 9,37 15,35 75,05 18,75 300 300 300 18,75 37,5 „Lignin-izofural 70/30%” 13,25 15,12 18,16 26,55 38,6 300 >300 >300 >300,6 >300,8

*CMI - concentraţia minimă de inhibiţie (µg/mL)

**CMB - concentraţia minimă bactericidă (µg/mL)

1. V. Prisacari, S. Buraciov, A. Dizdari, S. Stoletov, V. Ţapcov. "Izofuralul - remediu nou antibacterian". Analele Ştiinţifice ale USMF "N. Testemiţanu", Chişinău, 2003, p.240-243

2. MD 4399 B1 2016.02.29 documentul integral

Claims

Material polimeric cu proprietăţi antibacteriene pe bază de lignină grefată cu N'-(5-nitrofurfuriliden)izonicotinhidrazidă, obţinut prin activarea prealabilă a ligninei cu clorformiat de etil în prezenţa unei baze organice în dimetilformamidă la 0 ºC, în care conţinutul de N'-(5-nitrofurfuriliden)izonicotinhidrazidă este de 30…50% mas.