RO126040A2 - Procedeu de sinteză a unui copolimer dibloc hidrofil-hidrofob - Google Patents

Procedeu de sinteză a unui copolimer dibloc hidrofil-hidrofob Download PDF

Info

Publication number
RO126040A2
RO126040A2 ROA200900606A RO200900606A RO126040A2 RO 126040 A2 RO126040 A2 RO 126040A2 RO A200900606 A ROA200900606 A RO A200900606A RO 200900606 A RO200900606 A RO 200900606A RO 126040 A2 RO126040 A2 RO 126040A2
Authority
RO
Romania
Prior art keywords
poly
succinimide
synthesis
copolymer
ratio
Prior art date
Application number
ROA200900606A
Other languages
English (en)
Other versions
RO126040B1 (ro
Inventor
Aurica Chiriac
Loredana Elena Niţă
Iordana Neamţu
Original Assignee
Institutul De Chimie Macromoleculară "Petru Poni"
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 Institutul De Chimie Macromoleculară "Petru Poni" filed Critical Institutul De Chimie Macromoleculară "Petru Poni"
Priority to ROA200900606A priority Critical patent/RO126040B1/ro
Publication of RO126040A2 publication Critical patent/RO126040A2/ro
Publication of RO126040B1 publication Critical patent/RO126040B1/ro

Links

Landscapes

  • Medicinal Preparation (AREA)
  • Polyamides (AREA)

Abstract

Invenţia se referă la un procedeu de obţinere a unui dibloc copolimer, utilizat ca matrice în sisteme de tip senzor. Procedeul conform invenţiei constă din copolicondensarea poli(succinimidei) şi poli(etilenglicolului), având o greutate moleculară de 4000, 10000 sau 20000, în raport gravimetric de 2:1, în dimetilformamidă 6,5 moli % faţă de polimer, cu agitare continuă la 140°C, sub atmosferă de azot, în prezenţă de 1,5% faţă de polimeri soluţie în apă de catalizator Mn(CHCOO)4HO, adăugat în picătură, timp de 60 min, reacţia continuând timp de 6 h a 140°C, cu eliminarea apei, după care mediul de reacţie se răceşte şi copolimerul rezultat este precipitat din metanol, spălat şi uscat, pentru a rezulta un produs cu caracter hidrofil şi hidrofob combinat.

Description

PROCEDEU DE SINTEZĂ A UNUI COPOLIMER DIBLOC
HIDROFIL - HIDROFOB
Invenția se referă la un procedeu de sinteză a unui copolimer dibloc cu caracteristici combinate de hidrofilie și hidrofobie, prin copoii condensarea în mediu de solvent organic a poli(succinimidei) și a poli(etilenglicolului) cu greutate moleculară de : 4000, 10000 sau 20000, aplicat ca matrice pentru înglobarea de substanțe senzitive la modificări termice, electrice, de pH, magnetice, biologice (în sistemele de tip senzor) sau pentru fixarea de substanțe bioactive (în transportul la țintă și eliberarea controlată a medicamentelor).
Acizii poli(aminici) de tipul poli(acidului aspartic) și copolimerii lor au fost intensiv studiați ca purtători polimerici pentru substanțele bioactive în cadrul sistemelor de eliberare controlată a medicamentelor. In particular, poli(succinimida) ca produs intermediar în sinteza poli(acidului aspartic) din acid D,L-aspartic, datorită biocompatibilității, biodegradabilității și lipsei de toxicitate, este unul dintre cei mai promițători purtători macromoleculari de medicamente deoarece ea posedă caracteristici structurale și fizico-chimice corespunzătoare scopului menționat. Combinarea în aceiași macromoleculă a caracteristicilor de hidrofilie ale poli(etilenglicolului) și hidrofobie datorată poli(succinimidei) este importantă datorită potențialelor aplicații biologice și farmaceutice care necesită solubilizare în mediu apos și capacitatea de a crea situs-uri pentru funcționalizare de-a lungul macromoleculei.
Pentru a realiza administrarea sistemică în locuri țintite a agenților farmaceutici fără a fi nevoie de îndepărtarea ulterioară a sistemului purtător de eliberare, s-au explorat micro- și nanoparticule biodegradabile și biocompatibile încărcate cu medicament. Pentru un domeniu particular de dimensiuni ele posedă caracteristica de țintire pasivă. De exemplu, microsfere cu diametre de aproximativ 1 - 5 pm sunt ideale pentru încărcarea pasivă a celulelor antigen.
Purtătorii de medicamente cu diametre mai mici de 600 nm pot fi încărcate selectiv de către țesuturile tumorale, vascularizarea acestora fiind hiperpermeabilă.
Sunt cunoscute tehnicile de fabricare a microsferelor de polimeri sintetici ce includ evaporarea solventului din emulsie, coacervarea, precipitarea și tehnici prin sprayere. Asociate cu aceste tehnici sunt limitări și provocări. Este de dorit aplicarea de tehnici în absența solvenților organici toxici. Prezența chiar și la nivele de expunere reduse a solvenților organici poate conduce la efecte persistente cum ar fi comportarea neurologică deficitară. O
I·—·ίΙΙ I ....... l .
OFICIUL DE STAT PENTRU INVENȚII Șl ΜΛ Cerere de brevet de invenție
Data depozit j ^-2 0 0 9 - 0 0 6 0 6 Ο 3 -08- 2009
altă limitare de exemplu a metodei cu evaporarea solventului din emulsie este aceea că necesită multe etape și un control strict al condițiilor de preparare cum sunt temperatura și raportul dintre faza organică și faza apoasă. De asemenea, dimensiunea sferei și distribuția dimensiunilor este slab controlată, încât microsferele obținute trebuie filtrate sau sitate pentru izolare pe domenii de dimensiuni.
Se cunosc numeroase referințe bibliografice în literatura de specialitate asupra procedeelor de sinteză ale poli(aspartaților), poli(succinimidei) și al derivaților lor. Printre acestea, de notat este metoda descrisa în US Pat 6.933.269 (2005) care descrie policondensarea acidului D,Laspartic cu amine. Se obține un copolimer multicomponent derivat de poliaspartat ce cuprinde unități ce se repetă de aspartamidă, succinimidă și/sau aspartat cu aplicații în industria detergenților. De asemenea se descriu ca tehnici de preparare prin adiție nucleofilă de compuși aminici la polisuccinimidă dispersată în apă, în scopul obținerii de materiale superabsorbante (în brevetele U.S. Pat. 5.955.549 din 1999 și U.S. Pat. 6.027.804 din 2000), agenți de egalizare a vopsirii pentru textile (în brevetele U.S. Pat. 5.902.357 din 1999, U.S. Pat. 5.639.832 din 1997) sau inhibitori ai coroziunii și ai depunerii de piatră (în brevetul EP 0 980 883 din 2000). în toate aceste cazuri dezavantajul major este lipsa de solubilitate în apă a copolimerului rezultat.
Brevetul US Pat 6.720.405 din 2004 descrie polimerizarea termică a unor compoziții monomerice ce conțin acid aspartic și monoaspartat de sodiu, pentru obținerea de copolimeri cu grupe aspartat sau succinimidice, aplicabili ca dispersanți în detergenți și alți agenți de spălare, inhibitori de coroziune și de formare a depunerilor de piatră, aditivi în produse de îngrijire personală. De asemenea, în brevetul U.S. Pat. 5.548.036 (1996) se obține prin polimerizare la temperaturi până la 120 °C polimeri pe bază de poli(succinimidă). Procedeele prezentate prezintă dezavantajul că sunt ineficiente, produsele rezultate conțin resturi de acid aspartic, datorită temperaturii de reacție sub 140 0 C.
In brevetul JP 8.277.329 (1996) se exemplifică un process de polimerizare termică a aspartatului de potasiu în prezență de 5 - 30 % moli acid fosforic ca și catalizator. Dezavantajul procedeului menționat este că polimerii rezultați au greutăți moleculare scăzute, indicând absența efectului catalitic al acidului fosforic.
In brevetul U.S. Pat. 5.371.180 (1994) se descrie producerea de copolimeri de succinimidă și aspartat prin tratamentul termic al acidului maleic cu compuși de amoniu, în prezență de carbonați alcalini. Invenția include un catalizator alcalin pentru polimerizarea cu deschidere de ciclu, astfel că o parte din resturile de poli(succinimidă) pot fi convertite în forma aspartat cu ciclu deschis.
- 2 Ο 0 9 - Ο Ο 6 Ο 6 - Ο 3 -08- 2009
Brevetul U.S. Pat. No. 5,981,691 din 1999 descrie obținerea unor copolimeri solubili în apă amidă/imidă, pe bază de aspartați și succinimidă, pentru o varietate de aplicații. O sare monocationică de aspartat se poate polimeriza termic pentru a produce un copolimer aspartat/succinimidă solubil în apă. Comonomerul acid aspartic conduce prin polimerizare la resturi de succinimidă iar comonomerul aspartat de monosodiu la resturi de aspartat. Polimerizarea amestecului de comonomeri nu conduce integral la copolimeri, din procedeu rezultând homopolimeri în amestec și copolimer amidă/imidă (aspartat/succinimidă), cu solubilitate în apă.
Se cunoaște de asemenea aplicarea ca biosenzor, senzor optic, sau ca mediu de contrast în imagistica cu ultrasunete sau în investigarea interacțiunilor biologice, a unui model proteinâligand obținut prin grefarea directă a biotinei pe poli(succinimidă). Tehnica aplicată direct poate detecta schimbările indicelui de refracție care apar pe un domeniu îngust de suprafață de film senzitiv.
Problema pe care o rezolvă invenția este realizarea unui copolimer dibloc cu caractere de hidrofilie și hidrofobie combinate în macromoleculă pe bază de poli(succinimidă) și poli(etilenglicol) care să permită aplicarea ca matrice pentru sisteme senzor și de eliberare controlată a medicamentelor.
Procedeul de sinteză a copolimerului dibloc cu caractere combinate de hidrofilie și hidrofobie, conform invenției, înlătură dezavantajele menționate prin aceea că se copolicondensează în atmosferă de azot și în mediu organic de dimetilformamidă, la temperatura de 140 °C, timp de 7 ore, un amestec de poli(succinimidă) și poli(etilenglicol) cu greutate moleculară de : 4000, 10000 sau 20000, în raport gravimetric de 2 : 1, în prezență de catalizator Mn(CH< COO)2 4 H2 O în proporție de 1,5 % față de cantitatea totală a celor doi polimeri.
Procedeul conform invenției prezintă următoarele avantaje :
• Este un procedeu ecologic, fără emanații toxice.
• Este simplu de aplicat și sigur în exploatare.
• Necesită un număr redus de faze tehnologice • Copolimerul dibloc sintetizat prezintă grupe funcționale care îi permit solubilizarea în apă cât și funcționalizarea și crearea de situs-uri pentru conjugarea cu substanțe bioactive.
• Control bun asupra dimensiunii microparticulelor
Se dă în continuare un exemplu de realizare a invenției.
Ck“2 O O 9 - O O 6 O 6 - O 3 -08- 2009
EXEMPLU
Intr-o instalație de laborator în sine cunoscută, compusă dintr-un vas de reacție de 50 ml cu fund rotund și patru gâturi, echipat cu agitator, trapă Dean-Stark cu condensator de reflux, termometru, racord la azot și baie de ulei pentru încălzire, se alimentează sub agitare puternică poli(succinimida) (PS1) (4g, corespunzător 0,040 moli unități succinimidă) și poli(etilenglicolul) (PEG) (2g, corespunzător 0,032 moli unități etilenglicol) cu greutatea moleculară de 4000, 10 000 sau 20.000, solvite în 30 ml dimetilformamidă (0,39 moli, respectiv 6,5 moli % față de polimer). Se încălzește sistemul la 140 0 C menținând sub agitare și barbotând un curent de azot. Când temperatura de reacție atinge valoarea de 140 0 C, se adaugă prin picurare timp de 60 minute, cantitatea de 0,09 g MnțCHsCOCV 4H2O (0,367 mmoli, 1,5 % fată de polimer) catalizator dizolvat în 5 ml apă. Se continuă reacția pentru încă 6 ore. In acest timp se aplică un vid slab pentru a elimina aproximativ 10 apă. Se răcește mediul de reacție menținând agitarea. Soluția de copolimer dibloc rezultată se precipită în metanol (200 ml), se filtrează și se spală de câteva ori cu metanol în exces, pentru a îndepărta reactanții nereacționați. Se usucă la 45 °C sub presiune redusă. Spectroscopie nu se detectează poli(succinimidă) reziduală.
Deoarece copolimerul dibloc sintetizat este hidrofil, impuritățile cu moleculă mică (catalizator, solvent) pot fi îndepărtate prin dializa amestecului de reacție pentru 2 săptămâni, conducând la o puritate finală de peste 98%. Apa se îndepărtează prin uscare la vid, spălare cu metanol si uscare în legătură cu tehnicile cunoscute cât și cu cerințele impuse de aplicabilitatea copolimerului dibloc poli(succinimidă)-b-poli(etilenglicol) ca matrice pentru senzori și sisteme de eliberare controlată a medicamentelor, s-au determinat următoarele proprietăți prezentate valoric în Tabelul 1: gradul de biodegradare exprimat prin activitatea catalazei din miceliul ciupercii Chaetomium globostim (considerat drept marker biochimic) și din lichidul de cultură, potențialul zeta, diametrul hidrodinamic al nanoparticulei, indicele de polidispersitate și conductivitatea electrică.
Din punct de vedere al mărimii capacității de biodegradare enzimatică a copolimerului sintetizat se întocmește următoarea ordonare a structurilor examinate, funcție de greutatea moleculară a poli(etilenglicolului) intrat în copolimerul bloc:
co(PSI-b-PEG 4000) >co(PSI-b-PEG 10.000)>co(PSI-b-PEG 20000)
Se observă de asemenea mărirea potențialului zeta, a diametrului hidrodinamic și a indicelui de polidispersitate, concomitent cu scăderea conductivității electrice a nanoparticulelor de e--2 O O 9 - O O 6 O 6 - O 3 -08- 2009 co(PSI-b-PEG), cu creșterea greutății moleculare a poli(etilenglicolului) intrat în copolimerul bloc. Co(PSI-b-PEG 4000) reprezintă proba cea mai monodispersă ca dimensiune cu indicele de polidispersitate cel mai mic.
Tabelul 1
Biodegradabilitatea și unele caracteristici fizice ale nanoparticulelor de co(PSI-b-PEG)
Greutate moleculară PEGÎn co(PSI-bPEG) Marker biochimic, UC/min/mgx) Potențialul zeta, mV xx) Diametru hidrodinamic, nm Indice de polidispersitate PDIXXX) Conductivitate electrica, mS/cm
20.000 58,9 -2,71 370 0,650 0,44
10.000 73,1 -2,61 346 0,585 0,83
4.000 100 -2,42 211 0,488 1,98
x) determina concentrația de enzimă necesară pentru a cataliza cantitatea de un micromol de substanță, pe minut, la 30° C, și la pH-ul optim de activitate al enzimei

Claims (1)

  1. Procedeu de sinteză a unui copolimer dibloc hidrofil-hidrofob, caracterizat prin aceea că se copolicondensează în atmosferă de azot și în mediu organic de dimetilformamidă 6,5 moli % față de polimer, poli(succinimida) și poli(etilenglicolul) cu greutate moleculară de : 4000, 10000 sau 20000, în raport gravimetric de 2 : 1, la 1400 C, cu agitare continuă și barbotare de azot, în prezență de catalizator Mn(CH3 COO)2 4 H2 O în soluție apoasă, în proporție de 1,5 % față de cantitatea totală a celor doi polimeri, adăugat cu picătura timp de 60 minute și continuarea reacției timp de 6 ore la aceiași temperatură, cu eliminarea unei cantități de 10 ml apă, răcire, precipitare în metanol, spălare cu metanol, uscare la 45 °C și presiune redusă.
ROA200900606A 2009-08-03 2009-08-03 Procedeu de obţinere a unui copolimer dibloc hidrofil-hidrofob RO126040B1 (ro)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ROA200900606A RO126040B1 (ro) 2009-08-03 2009-08-03 Procedeu de obţinere a unui copolimer dibloc hidrofil-hidrofob

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ROA200900606A RO126040B1 (ro) 2009-08-03 2009-08-03 Procedeu de obţinere a unui copolimer dibloc hidrofil-hidrofob

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RO126040A2 true RO126040A2 (ro) 2011-02-28
RO126040B1 RO126040B1 (ro) 2013-03-29

Family

ID=46581569

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ROA200900606A RO126040B1 (ro) 2009-08-03 2009-08-03 Procedeu de obţinere a unui copolimer dibloc hidrofil-hidrofob

Country Status (1)

Country Link
RO (1) RO126040B1 (ro)

Also Published As

Publication number Publication date
RO126040B1 (ro) 2013-03-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4655298B1 (ja) 短鎖のカチオン性ポリアミノ酸およびその使用
JP2690276B2 (ja) 静電結合型高分子ミセル薬物担体とその薬剤
US9345776B2 (en) Biodegradable polymers with sulfenamide bonds for drug delivery applications
MX2014005540A (es) Copolimero en bloque que tiene un grupo acido fenilboronico introducido dentro de el y uso del mismo.
US9580560B2 (en) Polymer ligands for nanoparticles
Obeid et al. Synthesis and self-assembly of well-defined poly (amino acid) end-capped poly (ethylene glycol) and poly (2-methyl-2-oxazoline)
JP2004526566A (ja) 被覆されたナノ粒子の製造法
JP2017530192A (ja) ピロリドン誘導体、オリゴマー及びポリマー
Elsabahy et al. Shell-crosslinked knedel-like nanoparticles induce lower immunotoxicity than their non-crosslinked analogs
Liu et al. Biodegradable and crosslinkable PPF–PLGA–PEG self-assembled nanoparticles dual-decorated with folic acid ligands and Rhodamine B fluorescent probes for targeted cancer imaging
Li et al. Synthesis and characterization of amphiphilic block polymer poly (ethylene glycol)-poly (propylene carbonate)-poly (ethylene glycol) for drug delivery
Su et al. Functionalization of biodegradable hyperbranched poly (α, β-malic acid) as a nanocarrier platform for anticancer drug delivery
Huang et al. Polypeptide–poly (ethylene glycol) miktoarm star copolymers with a fluorescently labeled core: Synthesis, delivery and imaging of siRNA
KR101075337B1 (ko) 이미다졸 그룹을 함유한 pH 민감성 폴리아스파트아미드 그라프트 공중합체 및 이의 제조방법
Chen et al. Hyperbranched PEG-based supramolecular nanoparticles for acid-responsive targeted drug delivery
Ma et al. Immobilization of poly (acrylamide) brushes onto poly (caprolactone) surface by combining ATRP and “click” chemistry: synthesis, characterization and evaluation of protein adhesion
RO126040A2 (ro) Procedeu de sinteză a unui copolimer dibloc hidrofil-hidrofob
Yuan et al. PEG-detachable and acid-labile cross-linked micelles based on orthoester linked graft copolymer for paclitaxel release
Hladysh et al. Zwitterionic polyaspartamides based on L-lysine side-chain moieties: Synthesis, nonfouling properties and direct/indirect nanogel preparation
US20100086607A1 (en) Self-Assembled Biodegradable Nanoparticles for Medical and Biological Applications
Jang et al. Characterization and modification of low molecular water-soluble chitosan for pharmaceutical application
JP2011231220A (ja) エンドソーム脱出機能を有するチャージコンバージョンポリマー含有リン酸カルシウム粒子を含む水性分散組成物、及びその核酸デリバリーへの応用
Rheinberger et al. Nonionic surfactants based on amphiphilic polyphosphonate copolymers prepared via anionic ring-opening copolymerization
US8344173B2 (en) Dendritic oligopeptide-grafteded cyclotriphosphazene, a process for the preparation thereof and a drug delivery system containing the same
WO2015191009A1 (en) A copolymer and a micellar particle comprising the copolymer