PL239299B1 - Sposób wytwarzania chitozanu z Rodaminą B przyłączoną kowalencyjnie - Google Patents

Sposób wytwarzania chitozanu z Rodaminą B przyłączoną kowalencyjnie Download PDF

Info

Publication number
PL239299B1
PL239299B1 PL431074A PL43107419A PL239299B1 PL 239299 B1 PL239299 B1 PL 239299B1 PL 431074 A PL431074 A PL 431074A PL 43107419 A PL43107419 A PL 43107419A PL 239299 B1 PL239299 B1 PL 239299B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
rhodamine
chitosan
carried out
acetic acid
active
Prior art date
Application number
PL431074A
Other languages
English (en)
Other versions
PL431074A1 (pl
Inventor
Łukasz Lamch
Kazimiera A. Wilk
Marta Tsirgotis-Maniecka
Anna Lesiak
Original Assignee
Politechnika Wroclawska
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Politechnika Wroclawska filed Critical Politechnika Wroclawska
Priority to PL431074A priority Critical patent/PL239299B1/pl
Publication of PL431074A1 publication Critical patent/PL431074A1/pl
Publication of PL239299B1 publication Critical patent/PL239299B1/pl

Links

Landscapes

  • Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)

Abstract

Przedmiotem zgłoszenia jest sposób wytwarzania chitozanu z Rodaminą B przyłączoną kowalencyjnie o wzorze ogólnym 1, charakteryzującym się tym że proces przyłączenia Rodaminy B do chitozanu prowadzi się w warunkach Steglicha w środowisku lodowatego kwasu octowego. Alternatywnie, proces można przeprowadzić dwuetapowo: w pierwszym etapie otrzymać aktywny ester N-hydroksysukcynimidowy Rodaminy B, a następnie przeprowadzić jego reakcję z chitozanem, również w środowisku lodowatego kwasu octowego. Otrzymany surowy produkt oczyszcza się poprzez odparowanie rozpuszczalnika, rozpuszczenie w niewielkiej ilości wody, dializę i liofilizację. Związki te zawierają znacznik fluorescencyjny przyłączony stabilnym wiązaniem kowalencyjnym, które mogą znaleźć zastosowanie jako składniki budulcowe nanostruktur i filmów, m. in. nanonośników dla substancji biologicznie aktywnych, w tym układów teranostycznych i pH-czułych.

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania chitozanu z Rodaminą B przyłączoną kowalencyjnie.
Sposób wytwarzania chitozanu z Rodaminą B przyłączoną kowalencyjnie pozwala na otrzymanie cennych biodegradowalnych i biokompatybilnych polimerowych materiałów budulcowych, prostą i dogodną metodą, prowadzącą do otrzymania związków z wysoką wydajnością. Związki te, zawierające znacznik fluorescencyjny (Rodaminę B), połączony z łańcuchem polimerowych stabilnym wiązaniem kowalencyjnym, mogą znaleźć zastosowanie w nanomedycynie i farmacji, m.in. jako składniki teranostycznych (łączących funkcję diagnostyczną i terapeutyczną) nośników substancji biologicznie aktywnych.
Z opisu zgłoszenia patentowego nr CN105817208 znane są adsorbenty na bazie usieciowanego chitozanu, zawierające przyłączoną chemicznie Rodaminę B. Reakcja przyłączenia Rodaminy B do chitozanu przebiega w dwóch etapach: pierwszy polega na wytworzeniu hydrazydu Rodaminy B w wyniku jej reakcji z wodzianem hydrazyny, a drugi - na reakcji utworzonego półproduktu z chitozanem. Według opisu patentowego materiały te mogą być zastosowane do adsorpcji i detekcji jonów rtęci w wodzie. Wykorzystanie toksycznej hydrazyny wyklucza biomedyczne aplikacje utworzonych produktów.
Z opisu patentowego CN10449674 znane są znaczniki fluorescencyjne, o strukturze mikrokrystalicznej, na bazie chitozanu z przyłączoną fluoresceiną, zdolne do chelatowania jonów metali. Proces przyłączenia fluoresceiny do chitozanu polega na powierzchniowej modyfikacji mikrokrystalitów chitozanu za pomocą izocyjaninianu fluoresceiny. Według opisu patentowego zmodyfikowane nanokrystality chitozanu te mogą znaleźć zastosowanie jako znaczniki fluorescencyjne do wykrywania jonów metali. Struktura otrzymanych produktów, w zakresie krystaliczności i modyfikacji powierzchniowej, znacznie utrudnia zastosowania w medycynie i farmacji, w których konieczne jest rozpuszczenie zmodyfikowanego chitozanu.
Znana z publikacji Int. J. Biol. Macromolecules, 2014, 65, 21 (P. Zhang i M. Cao, „Preparation of a novel organo-soluble chitosan grafted polycaprolactone copolymer for drug delivery”) metoda otrzymywania chitozanu zmodyfikowanego polikaprolaktonem polega na kilkuetapowym procesie, obejmującym modyfikację chitozanu glicydolem, syntezę polikaprolaktonu zakończonego ugrupowaniem izocyjaninanowym i reakcję pomiędzy. Reakcję przyłączenia polikaprolaktonu, zakończonego ugrupowaniem izocyjaninanowym, do zmodyfikowanego chitozanu prowadzi się w temperaturze 40°C przez 48 godzin w środowisku bezwodnego dimetylosulfotlenku. Otrzymany produkt (chitozan z bocznymi łańcuchami polikaprolatonu) posiada poprawioną, w stosunku do chitozanu, rozpuszczalność w wodzie i rozpuszczalnikach organicznych. Brak znacznika fluorescencyjnego utrudnia zastosowanie otrzymanego produktu w nanonośnikach o charakterze teranostycznym (przeznaczonych do jednoczesnej terapii i diagnozy).
Nie jest znany z literatury przedmiotu: sposób wytwarzania chitozanu z Rodaminą B przyłączoną kowalencyjnie o wzorze ogólnym 1, będący przedmiotem wynalazku.
Istotą wynalazku jest sposób wytwarzania chitozanu z Rodaminą B przyłączoną kowalencyjnie o wzorze ogólnym 1, polegający na tym, że proces przyłączenia rodaminy B prowadzi się w środowisku lodowatego kwasu octowego i otrzymuje chitozanu z Rodaminą B przyłączoną kowalencyjnie, a otrzymany surowy produkt izoluje się i oczyszcza się na drodze odparowania rozpuszczalnika, dializy i liofilizacji. Alternatywnie proces można prowadzić dwuetapowo, gdzie pierwszy etap obejmuje otrzymanie aktywnego estru N-hydroksysukcynimidowego Rodaminy B, w wyniku reakcji Rodaminy B z N-hydroksysukcynimidem w obecności odpowiednich czynników sprzęgających i katalizatorów, a drugi etap przyłączenie aktywnego estru do chitozanu w środowisku lodowatego kwasu octowego.
Korzystnie przyłączenia rodaminy B do chitozanu prowadzi się w warunkach Steglicha w środowisku kwasu organicznego, korzystnie kwasu octowego.
Korzystnie proces przyłączenia rodaminy B do chitozanu prowadzi się przez 24 - 72 h, korzystnie około 48 h.
Korzystnie proces przyłączenia rodaminy B do chitozanu prowadzi się w temperaturze pokojowej w obecności stechiometrycznych ilości dicykloheksylokarbodiimidu (DCC) i N-hydroksysukcynimidu (NHS) jako czynników kondensujących oraz 4-dimetyloaminopirydyny (DMAP) jako katalizatora (1% mol w przeliczeniu na DCC).
Korzystnie proces syntezy aktywnego estru N-hydroksysukcynimidowego Rodaminy B prowadzi się w temperaturze pokojowej w obecności stechiometrycznych ilości dicykloheksylokarbodiimidu
PL 239 299 B1 (DCC) jako czynnika kondensującego oraz 4-dimetyloaminopirydyny (DMAP) jako katalizatora (1% mol w przeliczeniu na DCC).
Korzystnie proces syntezy aktywnego estru N-hydroksysukcynimidowego Rodaminy B prowadzi się w środowisku mieszaniny rozpuszczalników organicznych, korzystnie bezwodnego acetonu i dichlorometanu (w stosunku od 1:1, ν:ν do 1:2, ν:ν) przez 48 - 72 h.
Korzystnie aktywny ester N-hydroksysukcynimidowy Rodaminy B izoluje się z mieszaniny poreakcyjnej poprzez filtrację i odparowanie rozpuszczalnika (rozpuszczalników) pod zmniejszonym ciśnieniem.
Korzystnie mieszaninę poreakcyjną (po reakcji przyłączenia Rodaminy B do chitozanu) poddaje się filtracji, a następnie zatęża poprzez odparowanie rozpuszczalnika (kwasu octowego) pod zmniejszonym ciśnieniem.
Korzystnie oczyszczanie produktu prowadzi się na drodze dializy wobec wody destylowanej, zmieniające kilkukrotnie medium dializacyjne, a następnie izoluje się produkt poprzez liofilizację.
Zasadniczą zaletą sposobu według wynalazku jest wytwarzanie prostą metodą, z użyciem powszechnie dostępnych surowców, cennych biokompatybilnych i biodegradowalnych składników budulcowych o budowie amfifilowej i szerokiej gamie potencjalnych zastosowań w medycynie i farmacji dzięki obecności związanego kowalencyjnie znacznika fluorescencyjnego.
Chitozan z Rodaminą B przyłączoną kowalencyjnie według wynalazku potencjalnie wykazują szereg interesujących własności użytkowych, z których najistotniejsza jest zawartość trwale związanego z makrocząsteczką znacznika fluorescencyjnego, biokompatybilność i biodegradowalność, amfifilowa struktura, a także łatwość dalszej chemicznej / fizycznej modyfikacji. Z tego względu może być wykorzystany jako składnik budulcowy nano- i mikrostruktur, m.in. nośników dla substancji biologicznie aktywnych, a także innych formulacji farmaceutycznych, w tym przeznaczonych do jednoczesnej terap ii i diagnostyki (tzw. teranostyki). Sposób wytwarzania chitozanu z Rodaminą B przyłączoną kowalencyjnie charakteryzuje się prostotą, łagodnymi warunkami syntezy (temperatura pokojowa, ciśnienie atmosferyczne) oraz możliwością otrzymywania produktów o różnym stopniu podstawienia Rodaminy B z dużymi wydaj nościami. Z uwagi na pH-respnonsywność (możliwość przyjęcia / oddysocjowania protonu przy określonych wartościach pH) może stanowić składniki tzw. inteligentnych nośników substancji biologicznie aktywnych.
Przedmiot wynalazku objaśniony jest na przykładzie otrzymywania chitozanu z Rodaminą B przyłączoną kowalencyjnie o różnym stopniu podstawienia znacznikiem fluorescencyjnym (20, 5 i 1 merów chitozanu przypadający na cząsteczkę rodaminy B).
P r z y k ł a d I
W pierwszym etapie w celu otrzymania aktywnego estru N-hydroksysukcynimidowego Rodaminy B, przeznaczonego do reakcji syntezy chitozanu z Rodaminą B przyłączoną kowalencyjnie (1 mer chitozanu przypadający na cząsteczkę Rodaminy B), do kolby stożkowej wprowadza się 1,20 g (0,0025 mola) Rodaminy B, 0,51 g (0,0025 mola) dicykloheksylokarbodiimidu (DCC), 0,28 g (0,0025 mola) N-hydroksysukcynimidu (NHS) i 0,01 g 4-dimetyloaminopirydyny (DMAP) oraz 75 cm3 mieszaniny bezwodnego acetonu i dichlorometanu (1:2, ν:ν). Następnie prowadzi się reakcję w zamkniętej, chronionej przed dostępem światła i wilgoci kolbie przez 72 h przy intensywnym mieszaniu. Kolejno mieszaninę reakcyjną filtruje się, a rozpuszczalniki (mieszanina acetonu i dichlorometanu) usuwa poprzez odpa rowanie pod zmniejszonym ciśnieniem na wyparce obrotowej. Następnie uzyskany półprodukt (aktywny ester N-hydroksysukcynimidowy Rodaminy B) rozpuszcza się, wraz z 0,50 g (0,0029 mola) chitozanu (średni stopień deacetylacji - 80%), w 80 cm3 lodowatego kwasu octowego. Następnie prowadzi się reakcję w zamkniętej, chronionej przed dostępem światła i wilgoci kolbie przez 72 h przy intensywnym mieszaniu. Kolejno mieszaninę poreakcyjną filtruje się, a większą część rozpuszczalnika (kwasu octowego) usuwa poprzez odparowanie pod zmniejszonym ciśnieniem na wyparce obrotowej. Uzyskaną mieszaninę dysperguje się w około 50 cm3 wody destylowanej i umieszcza w worku dializacyjnym (MWCO 3500 Da). Dializę prowadzi się wobec 5 dm3 wody przez 120 h, zmieniając co 24 h medium dializacyjne. Następnie produkt izoluje się poprzez usunięcie wody na drodze liofilizacji, uzyskując 1,25 g produktu (około 76% wyd. teoretycznej).
P r z y k ł a d II
W pierwszym etapie w celu otrzymania aktywnego estru N-hydroksysukcynimidowego Rodaminy B, przeznaczonego do reakcji syntezy chitozanu z Rodaminą B przyłączoną kowalencyjnie (5 merów chitozanu przypadający na cząsteczkę Rodaminy B), do kolby stożkowej wprowadza się 0,24 g (0,0005 mola) Rodaminy B, 0,10 g (0,0005 mola) dicykloheksylokarbodiimidu (DCC), 0,06 g (0,0005 mola)
PL 239 299 B1
N-hydroksysukcynimidu (NHS) i 0,002 g 4-dimetyloaminopirydyny (DMAP) oraz 35 cm3 mieszaniny bezwodnego acetonu i dichlorometanu (1:1, ν:ν). Następnie prowadzi się reakcję w zamkniętej, chronionej przed dostępem światła i wilgoci kolbie przez 48 h przy intensywnym mieszaniu. Kolejno mieszaninę reakcyjną filtruje się, a rozpuszczalniki (mieszanina acetonu i dichlorometanu) usuwa poprzez odparowanie pod zmniejszonym ciśnieniem na wyparce obrotowej. Następnie uzyskany półprodukt (aktywny ester N-hydroksysukcynimidowy Rodaminy B) rozpuszcza się, wraz z 0,50 g (0,0029 mola) chitozan u (średni stopień deacetylacji - 80%), w 80 cm3 lodowatego kwasu octowego. Następnie prowadzi się reakcję w zamkniętej, chronionej przed dostępem światła i wilgoci kolbie przez 48 h przy intensywnym mieszaniu. Kolejno mieszaninę poreakcyjną filtruje się, a większą część rozpuszczalnika (kwasu octowego) usuwa poprzez odparowanie pod zmniejszonym ciśnieniem na wyparce obrotowej. Uzyskaną mieszaninę dysperguje się w około 50 cm3 wody destylowanej i umieszcza w worku dializacyjnym (MWCO 3500 Da). Dializę prowadzi się wobec 5 dm3 wody przez 96 h, zmieniając co 24 h medium dializacyjne. Następnie produkt izoluje się poprzez usunięcie wody na drodze liofilizacji, uzyskując 0,61 g produktu (około 82% wyd. teoretycznej).
P r z y k ł a d III
W pierwszym etapie w celu otrzymania chitozanu z Rodaminą B przyłączoną kowalencyjnie (20 merów chitozanu przypadający na cząsteczkę Rodaminy B) do kolby stożkowej wprowadza się 0,50 g (0,0029 mola) chitozanu (średni stopień deacetylacji - 80%), 0,06 g (0,000125 mola) Rodaminy B, 0,025 g (0,000125 mola) dicykloheksylokarbodiimidu (DCC), 0,015 g (0,000125 mola) N-hydroksysukcynimidu (NHS), 0,0005 g 4-dimetyloaminopirydyny (DMAP) oraz 80 cm3 lodowatego kwasu octowego. Następnie prowadzi się reakcję w zamkniętej, chronionej przed dostępem światła i wilgoci kolbie przez 48 h przy intensywnym mieszaniu. Kolejno mieszaninę reakcyjną filtruje się, a większą część rozpuszczalnika (kwasu octowego) usuwa poprzez odparowanie pod zmniejszonym ciśnieniem na wyparce obrotowej. Uzyskaną mieszaninę dysperguje się w około 50 cm3 wody destylowanej i umieszcza w worku dializacyjnym (MWCO 3500 Da). Dializę prowadzi się wobec 5 dm3 wody przez 96 h, zmieniając co 24 h medium dializacyjne. Następnie produkt izoluje się poprzez usunięcie wody na drodze liofilizacji, uzyskując 0,48 g produktu (około 87% wyd. teoretycznej).
Widmo FT-IR chitozanu z Rodaminą B przyłączoną kowalencyjnie (cm-1): 614, 641, 668, 763, 910, 1037, 1078, 1155, 1381, 1416, 1569, 1630 (karbonyl wiązania amidowego pomiędzy chitozanem a Rodaminą B), 1736 (karbonyl wiązania estrowego pomiędzy chitozanem a Rodaminą B), 2862, 2934, 3339.

Claims (9)

1. Sposób wytwarzania chitozanu z Rodaminą B przyłączoną kowalencyjnie o wzorze ogólnym 1, znamienny tym, że proces przyłączenia rodaminy B prowadzi się w środowisku lodowatego kwasu octowego i otrzymuje chitozanu z Rodaminą B przyłączoną kowalencyjnie, a otrzymany surowy produkt izoluje się i oczyszcza się na drodze odparowania rozpuszczalnika, dializy i liofilizacji. Alternatywnie proces można prowadzić dwuetapowo, gdzie pierwszy etap obejmuje otrzymanie aktywnego estru N-hydroksysukcynimidowego Rodaminy B, w wyniku reakcji Rodaminy B z N-hydroksysukcynimidem w obecności odpowiednich czynników sprzęgających katalizatorów, a drugi etap - przyłączenie aktywnego estru do chitozanu w środowisku lodowatego kwasu octowego.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że przyłączenia Rodaminy B do chitozanu prowadzi się w warunkach Steglicha w środowisku kwasu organicznego, korzystnie kwasu octowego.
3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że proces przyłączenia Rodaminy B do chitozanu prowadzi się przez 24 - 72 h, korzystnie około 48 h.
4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że proces przyłączenia Rodaminy B do chitozanu prowadzi się w temperaturze pokojowej w obecności stechiometrycznych ilości dicykloheksylokarbodiimidu (DCC) i N-hydroksysukcynimidu (NHS) jako czynników kondensujących oraz 4-dimetyloaminopirydyny (DMAP) jako katalizatora (1% mol w przeliczeniu na DCC).
PL 239 299 Β1
5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że proces syntezy aktywnego estru N-hydroksysukcynimidowego Rodaminy B prowadzi się w temperaturze pokojowej w obecności stechiometrycznych ilości dicykloheksylokarbodiimidu (DCC) jako czynnika kondensującego oraz 4-dimetyloaminopirydyny (DMAP) jako katalizatora (1% mol w przeliczeniu na DCC).
6. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że proces syntezy aktywnego estru N-hydroksysukcynimidowego Rodaminy B prowadzi się w środowisku mieszaniny rozpuszczalników organicznych, korzystnie bezwodnego acetonu i dichlorometanu (w stosunku od 1:1, v:v do 1:2, v:v) przez 48 - 72 h.
7. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że aktywny ester N-hydroksysukcynimidowy Rodaminy B izoluje się z mieszaniny poreakcyjnej poprzez filtrację i odparowanie rozpuszczalników pod zmniejszonym ciśnieniem.
8. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że mieszaninę poreakcyjną poddaje się filtracji, a następnie zatęża poprzez odparowanie rozpuszczalnika (kwasu octowego) pod zmniejszonym ciśnieniem.
9. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że oczyszczanie produktu prowadzi się na drodze dializy wobec wody destylowanej, zmieniające kilkukrotnie medium dializacyjne, a następnie izoluje się produkt poprzez liofilizację.
PL431074A 2019-09-09 2019-09-09 Sposób wytwarzania chitozanu z Rodaminą B przyłączoną kowalencyjnie PL239299B1 (pl)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL431074A PL239299B1 (pl) 2019-09-09 2019-09-09 Sposób wytwarzania chitozanu z Rodaminą B przyłączoną kowalencyjnie

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL431074A PL239299B1 (pl) 2019-09-09 2019-09-09 Sposób wytwarzania chitozanu z Rodaminą B przyłączoną kowalencyjnie

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL431074A1 PL431074A1 (pl) 2021-03-22
PL239299B1 true PL239299B1 (pl) 2021-11-22

Family

ID=75107864

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL431074A PL239299B1 (pl) 2019-09-09 2019-09-09 Sposób wytwarzania chitozanu z Rodaminą B przyłączoną kowalencyjnie

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL239299B1 (pl)

Also Published As

Publication number Publication date
PL431074A1 (pl) 2021-03-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2384593C2 (ru) Таксаны, ковалентно связанные с гиалуроновой кислотой или производными гиалуроновой кислоты
EP2070971B1 (en) Compound of resorcinol derivative with polymer
DE69925733T2 (de) Hyaluronsäureamide und ihre derivate und ein verfahren zu deren herstellung
DE69730352T2 (de) Verfahren zur herstellung eines arzneimittelkomplexes
KR100517643B1 (ko) 온도 감응성 폴리포스파젠계 고분자, 이의 제조방법 및이를 이용한 주입형 온도 감응성 폴리포스파젠 하이드로젤
JP6867084B2 (ja) 新規な陽イオン性ポリホスファゼン化合物、ポリホスファゼン−薬物コンジュゲート化合物およびその製造方法
JPH10505088A (ja) 多糖、ポリペプチド(タンパク質)および表面を変性するための求電子性ポリエチレンオキサイド類
US8445465B2 (en) Glycol chitosan derivative, preparation method thereof and drug delivery system comprising the same
DE69424577T2 (de) Mitomycin enthaltende arzneimittelabgabesysteme
US5463012A (en) Polycarbonates and the use thereof for the preparation of bioerosible matrices
Toomari et al. Fabrication of biodendrimeric β-cyclodextrin via click reaction with potency of anticancer drug delivery agent
CN102702374B (zh) 制备多糖衍生物的方法
Ouchi et al. Synthesis and antitumor activity of chitosan carrying 5‐fluorouracils
WO2004067575A1 (en) Water soluble and biocompatible gels of hyaluronic acid cross-linked with bi-functional l-aminoacids or l-aminoesters
JP6360243B1 (ja) エモジンを担持するためのナノ粒子の新規な調製方法
US5126440A (en) Iodinated polymers with dextran skeleton, processes for their preparation and their uses as contrast products
CN100494223C (zh) 季胺盐改性的壳聚糖亲核no供体的合成方法
KR20130024254A (ko) 페길화된 키토산-담즙산 복합체를 이용한 나노입자 및 그 제조방법
CA1337599C (fr) Polymeres iodes, leurs procedes de preparation et leurs applications comme produits de contraste
PL239299B1 (pl) Sposób wytwarzania chitozanu z Rodaminą B przyłączoną kowalencyjnie
EP3295933A1 (en) Hydrogels based on functionalized polysaccharides
JPH06256220A (ja) 薬物担体用高分子
PL240031B1 (pl) S posób wytwarzania chitozanu z Rodaminą B przyłączoną za pośrednictwem wiązania estrowego
WO2021174330A1 (en) Amphiphilic alginate-oleic acid macromolecules and process for preparation therof
JP4314229B2 (ja) 温度感応性及び生体適合性を有する両親媒性環状ホスファゼン三量体及びその製造方法