RO126040B1 - Procedeu de obţinere a unui copolimer dibloc hidrofil-hidrofob - Google Patents

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

Info

Publication number
RO126040B1
RO126040B1 ROA200900606A RO200900606A RO126040B1 RO 126040 B1 RO126040 B1 RO 126040B1 RO A200900606 A ROA200900606 A RO A200900606A RO 200900606 A RO200900606 A RO 200900606A RO 126040 B1 RO126040 B1 RO 126040B1
Authority
RO
Romania
Prior art keywords
poly
succinimide
methanol
temperature
ethylene glycol
Prior art date
Application number
ROA200900606A
Other languages
English (en)
Other versions
RO126040A2 (ro
Inventor
P. 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)

Description

Invenția se referă la un procedeu de obținere a unui copolimer dibloc cu caracteristici combinate hidrofile și hidrofobe, 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 acestora au fost intensiv studiați ca purtători polimerici pentru substanțele bioactive în cadrul sistemelor de eliberare controlată a medicamentelor. în 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 aceasta posedă caracteristici structurale și fizicochimice corespunzătoare scopului menționat. Combinarea în aceeași 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 agențilorfarmaceutici, fără a fi nevoie de îndepărtarea ulterioară a sistemului purtător de eliberare, s-au explorat microși nanoparticule biodegradabile și biocompatibile, încărcate cu medicament. Pentru un domeniu particular de dimensiuni, acestea posedă caracteristica de țintire pasivă. De exemplu, microsferele 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. Este de dorit aplicarea de tehnici în absența solvenților organici toxici. Prezența, chiar și la niveluri de expunere reduse, a solvenților organici, poate conduce la efecte persistente, cum ar fi comportarea neurologică deficitară.
O 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 sunt slab controlate, 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), ale poli(succinimidei) și ale derivaților acestora. Printre acestea, de notat este metoda descrisă în US 6933269 (2005), care descrie policondensarea acidului D,L-aspartic cu amine. Se obține un copolimer multicomponent, derivat, de poliaspartat, ce cuprinde unități de aspartamidă ce se repetă, succinimidă și/sau aspartat, cu aplicații în industria detergenților. De asemenea, se descriu ca tehnici de preparare prin adiție nucleofilă de compuși aminici la polisuccinimida dispersată în apă, în scopul obținerii de materiale superabsorbante (în brevetele US 5955549 din 1999 și US 6027804 din 2000), agenți de egalizare a vopsirii pentru textile (în brevetele US 5902357 din 1999, US 5639832 din 1997) sau inhibitori ai coroziunii și ai depunerii de piatră (în brevetul EP 0980883 din 2000). în toate aceste cazuri, dezavantajul major este lipsa de solubilitate în apă a copolimerului rezultat.
RO 126040 Β1
Brevetul US 6720405 din 2004 descrie polimerizarea termică a unor compoziții 1 monomerice ce conțin acid asparticși monoaspartat de sodiu, pentru obținerea de copolimeri cu grupe aspartat sau succinimidice, aplicabili ca dispersanți în detergenți și alți agenți de 3 spălare, inhibitori de coroziune și de formare a depunerilor de piatră, aditivi în produse de îngrijire personală. De asemenea, în brevetul US 5548036 (1996), se descrie obținerea prin 5 polimerizare la temperaturi până la 120°C a polimerilor pe bază de poli(succinimidă). Procedeele prezentate au dezavantajul că sunt ineficiente, produsele rezultate conțin resturi 7 de acid aspartic, datorită temperaturii de reacție sub 140°C.
în brevetul JP 8277329 (1996), se exemplifică un process de polimerizare termică 9 a aspartatului de potasiu în prezență de 5...30% moli acid fosforic drept catalizator. Dezavantajul procedeului menționat este că polimerii rezultați au greutăți moleculare 11 scăzute, indicând absența efectului catalitic al acidului fosforic.
în brevetul US 5371180 (1994), se desene producerea de copolimeri de succinimidă 13 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 15 de ciclu, astfel că o parte dintre resturile de poli(succinimidă) pot fi convertite în forma aspartat cu ciclu deschis. 17
Brevetul US 5981691 din 1999 descrie obținerea unor copolimeri solubili în apă amidă/imidă, pe bază de aspartați și succinimidă, pentru o varietate de aplicații. O sare 19 monocationică de aspartat se poate polimeriza termic, pentru a produce un copolimer aspartat/succinimidă, solubil în apă. Comonomerul acid aspartic conduce, prin polimerizare, 21 la resturi de succinimidă, iar comonomerul aspartat de monosodiu, la resturi de aspartat. Polimerizarea amestecului de comonomeri nu conduce integral la copolimeri, din procedeu 23 rezultând homopolimeri în amestec și copolimer amidă/imidă (aspartat/succinimidă), cu solubilitate în apă. 25
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 27 model proteină-ligand, obținut prin grefarea directă a biotinei pe poli(succinimidă). Tehnica aplicată direct poate detecta schimbările indicelui de refracție care apar pe un domeniu 29 îngust de suprafață de film senzitiv.
Problema pe care o rezolvă invenția este de realizare a unui copolimer dibloc cu 31 caractere hidrofile și hidrofobe, combinate în macromoleculă, pe bază de poli(succinimidă) și poli(etilenglicol), care să permită aplicarea acestuia ca matrice pentru sisteme senzor și 33 de eliberare controlată a medicamentelor.
Procedeul de sinteză a copolimerului dibloc cu caractere combinate de hidrofilie și 35 hidrofobie, conform invenției, înlătură dezavantajele menționate, prin aceea că se copolicondensează, în atmosferă de azot și în mediu organic de 6,5% molare dimetilformamidă 37 în raport cu polimerul, poli(succinimidă) și poli(etilenglicol) cu greutate moleculară de 4000, 10000 sau 20000, în raport gravimetric poli(succinimidă) : poli(etilenglicol) de 2 : 1, la o 39 temperatură de 140°C, sub agitare continuă și cu barbotare de azot, în prezență de 1,5% catalizator Mn(CH3COO)2 · 4H2O în soluție apoasă, raportat la cantitatea totală a celor doi 41 polimeri, adăugat cu picătura, un timp de 60 min, se continuă reacția timp de 6 h, la aceeași temperatură, cu eliminarea unei cantități de 10 ml apă, se răcește, se precipită în metanol, 43 se spală cu metanol, se usucă la o temperatură de 45°C și presiune redusă.
Procedeul conform invenției prezintă următoarele avantaje: 45
- este un procedeu ecologic, fără emanații toxice;
- este simplu de aplicat și sigur în exploatare; 47
- necesită un număr redus de faze tehnologice;
RO 126040 Β1
- 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.
Exemplu. într-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, 4g poli(succinimidă) (PS1) (corespunzătorla0,040 moli unități succinimidă) și 2 g poli(etilenglicolul) (PEG) (corespunzător 0,032 moli unități etilenglicol) cu greutatea moleculară de 4.000, 10.000 sau 20.000, solvite în 30 ml dimetilformamidă (0,39 moli, respectiv, 6,5% moli față de polimer). Se încălzește sistemul la temperatura de 140°C, menținând sub agitare și barbotând un curent de azot. Când temperatura de reacție atinge valoarea de 140°C, se adaugă, prin picurare timp de 60 min, cantitatea de 0,09 g Mn(CH3COO)2 · 4H2O (0,367 mmoli, 1,5% față de polimer) catalizator dizolvat în 5 ml apă. Se continuă reacția pentru încă 6 h. în acest timp, se aplică un vid slab, pentru a elimina aproximativ 10 ml 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 o temperatură de 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 și 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 tabel: gradul de biodegradare, exprimat prin activitatea catalazei din miceliul ciupercii Chaetomiumglobosum (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, în 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 nanoparticulelorde 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.
RO 126040 Β1
Tabel 1
Biodegradabilitatea și unele caracteristici fizice ale nanoparticulelor de co(PSI-b-PEG) 3
Greutate moleculară PEG în co(PSI-b-PEG) Marker biochimic, UC/min/mg x) Potențialul zeta, mvxx> Diametru hidrodinamic, nm Indice de polidispersitate PDIxxx) Conductivitate electrică, 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) determină concentrația de enzimă necesară pentru a cataliza cantitatea dintr-un micromol; de substanță, pe 11 minut, la temperatura de 30° C, și la pH-ul optim de activitate al enzimei;
xx) determinat la pH 7,8 și 37°C; 13 xxx) reflectă caracterul monodispers, ca dimensiune, al probei.

Claims (5)

1 Revendicare
3 Procedeu de obținere a unui copolimer dibloc hidrofil-hidrofob, caracterizat prin aceea că se copolicondensează în atmosferă de azot și în mediu organic de 6,5% molare
5 dimetilformamidă în raport cu polimerul, poli(succinimidă) și poli(etilenglicol) cu greutate moleculară de 4000, 10000 sau 20000, în raport gravimetric poli(succinimidă) :
7 poli(etilenglicol) de 2 :1, la o temperatură de 140°C, sub agitare continuă și cu barbotare de azot, în prezență de 1,5% catalizator Mn(CH3COO)2 · 4H2O în soluție apoasă, raportat la
9 cantitatea totală a celor doi polimeri, adăugat cu picătura un timp de 60 min, se continuă reacția timp de 6 h, la aceeași temperatură, cu eliminarea unei cantități de 10 ml apă, se 11 răcește, se precipită în metanol, se spală cu metanol, se usucă la o temperatură de 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 RO126040A2 (ro) 2011-02-28
RO126040B1 true 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
RO126040A2 (ro) 2011-02-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Adelnia et al. Poly (aspartic acid) in biomedical applications: from polymerization, modification, properties, degradation, and biocompatibility to applications
JP5467366B2 (ja) 非荷電性親水性ブロック及び側鎖の一部に疎水性基が導入されたカチオン性のポリアミノ酸ブロックを含んでなる共重合体、その使用
US9345776B2 (en) Biodegradable polymers with sulfenamide bonds for drug delivery applications
Lee et al. Biodegradable polymersomes from poly (2-hydroxyethyl aspartamide) grafted with lactic acid oligomers in aqueous solution
Yan et al. Photo-cross-linked mPEG-poly (γ-cinnamyl-l-glutamate) micelles as stable drug carriers
MX2014005540A (es) Copolimero en bloque que tiene un grupo acido fenilboronico introducido dentro de el y uso del mismo.
JP2004526566A (ja) 被覆されたナノ粒子の製造法
Elsabahy et al. Shell-crosslinked knedel-like nanoparticles induce lower immunotoxicity than their non-crosslinked analogs
JP2017530192A (ja) ピロリドン誘導体、オリゴマー及びポリマー
Su et al. Functionalization of biodegradable hyperbranched poly (α, β-malic acid) as a nanocarrier platform for anticancer drug delivery
Pantshwa et al. Synthesis of novel amphiphilic poly (N-isopropylacrylamide)-b-poly (aspartic acid) nanomicelles for potential targeted chemotherapy in ovarian cancer
US20070190162A1 (en) Colloidal suspension of submicronic particles for delivering active principles and method for preparing same
FR2881140A1 (fr) Copolyhydroxyalkylglutamines fonctionnalises par des groupements hydrophobes et leurs applications notamment therapeutiques
Lee et al. Formation of poly (ethylene glycol)-poly (ε-caprolactone) nanoparticles via nanoprecipitation
KR101075337B1 (ko) 이미다졸 그룹을 함유한 pH 민감성 폴리아스파트아미드 그라프트 공중합체 및 이의 제조방법
RO126040B1 (ro) Procedeu de obţinere a unui copolimer dibloc hidrofil-hidrofob
US20100086607A1 (en) Self-Assembled Biodegradable Nanoparticles for Medical and Biological Applications
Hladysh et al. Zwitterionic polyaspartamides based on L-lysine side-chain moieties: Synthesis, nonfouling properties and direct/indirect nanogel preparation
Yuan et al. PEG-detachable and acid-labile cross-linked micelles based on orthoester linked graft copolymer for paclitaxel release
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
FR2892725A1 (fr) Acides polyglutamiques fonctionnalises par des derives de l'histidine et des groupements hydrophobes et leurs applications notamment therapeutiques
Padmaja et al. Enzymatically degradable prodrugs: a novel methodology for drug linkage
Jang et al. Characterization and modification of low molecular water-soluble chitosan for pharmaceutical application
Peng et al. Synthesis and characterization of poly‐α, β‐[N‐(2‐hydroxyethyl)‐l‐aspartamide]‐g‐poly (l‐lactide) biodegradable copolymers as drug carriers
Rheinberger et al. Nonionic surfactants based on amphiphilic polyphosphonate copolymers prepared via anionic ring-opening copolymerization