WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 || 3 |

d e m o d e m o d e m o d e m o d e m o d e m o d e m o d e m o d e m o d e m o d e m o d e m o d e m o d e m o d e m o d e m o d e m o d e m o d e m o d e m o d e m o d e m o d e m o d e m o d e m o d e m o d e m o d e m o d e m o d e m o 20 30 40 50 60 70 Т оС Рис.4 Зависимость молекулярной массы хитозана от температуры (концентрация полимера 2 масс. %, время реакции 30 мин., концентрация H2O2 1,5 масс. %) Другим способом получения более низкомолекулярных хитозанов является деструкция хитина с последующим деацетилированием его полимергомологов. В связи с практической нерастворимостью хитина его пероксидная деструкция осуществлена в гетерогенных условиях. Как и в случае деацетилирования высокомолекулярного хи М кДа тина на глубину протекания процесса существенное влияние оказывает степень дисперсности исходного хитина. Установлено, что для достижения ожидаемого результата размер частиц хитина не должен превышать 0,2 мм. Исследование показало, что даже высокая степень диспергирования не позволяет получить полимергомологи со степенью полимеризации ниже 50 ангидрогюкозных единиц.

Известны побочные процессы, развивающиеся наиболее интенсивно при получении олигомерных структур хитозана. Имеет место взаимодействие первичных аминогрупп в составе звеньев полимера с концевыми гликозидными гидроксилами, концентрация которых возрастает с уменьшением молекулярной массы продуктов деструкции, приводящее к получению более высокомолекулярных и разветвленных макромолекул с измененной структурой. Первично образующиеся основания Шиффа (гликозиламины) трансформируются далее в разнообразные по структуре соединения (перегруппировка Амадори). В случае синтеза гомологов хитозана, предусматривающего стадию деацетилирования хитина после его гидролиза, перегруппировка Амадори в щелочной среде протекает, как установлено, существенно интенсивнее.

Использование общепринятых методов определения молекулярной массы полимеров, такие как вискозиметрия, светорассеяние, гель-хроматография и др. в случае хитозанов ограничено. Это связано с особенностями структуры основной цепи макромолекул хитозана, которая обуславливает их способность к образованию ассоциатов, в ряде случаев жидкокристаллической структуры даже в достаточно разбавленных растворах. С приемлемой точностью возможно определение молекулярных масс химическим методом, основанном на определении гликозидных гидроксилов концевых звеньев макромолекул. Наличие гликозидного гидроксила, структура которого находится в равновесии с альдегидной формой, благодаря высокой реакционной способности позволяет определить концентрацию этих структурных элементов, а следовательно концентрацию отдельных макромолекул в данной массе полимера. Разработаны способы определения концентрации концевых звеньев олигохитозанов взаимодействием последних с гидразидом изоникотиновой кислоты, приводящее к образованию замещенных гидразонов по схеме:

CH2OH O C O OH NH NHO O OH C + H -H2O NHNHN CH2OH O OH O -H2O CH N C OH N N O H NHNHДанный способ был реализован при разработке способа иммобилизации изониазида в структуру олигомеров хитозана. Перспективными являются йодометрический метод и взаимодействие с солями гидроксиламина. Весьма перспективным является электрохимический метод фракционирования с использованием мембран с калиброванной пористостью. Проведена первичная оценка данного метода в условиях получения низкомолекулярных фракций хитозана.

3.3. Полимераналогичные превращения низкомолекулярных полимергомологов хитозана В задачу исследования входила разработка способов химической модификации различных полимергомологов хитозана путем введения в их структуру хлоргидроксипропиловых (глицидиловых) а также гидроксиметиловых группировок с образованием C-N-связей. Образующиеся при этом боковые цепи в структуре полимеров обеспечивают возможность ковалентного присоединения различных веществ, в том числе обладающих биологической активностью. Наличие реакционноспособных функциональных групп макромолекул амино-D-глюкана дает возможность перехода к пространственным геометрическим формам полимера, образованию сшитых гидрофильных структур.

В случае использования в качестве модифицирующего агента эпихлоргидрина наиболее активным фрагментом молекулы последнего является эпоксидная группировка, но возможно протекание реакции конденсации по связи С-Сl, на что указывают данные ИК-спектроскопии.

CH2OH CH2OH O O O CH2OCHCH2Cl + OH O OH NH2 n n NH CHCHOH CH2Cl В зависимости от связи, возникающей с алкилирующим агентом возможны взаимопревращения образующихся в результате алкилирования хлоргидроксипильных и глицидиловых групп при изменения рН среды в диапазоне рН 412, приводящие к дополнительному заданному регулированию структуры образующихся макромолекул.

Полимерные матрицы используются для создания лекарственных средств с пролонгированным действием и контролируемым высвобождением субстанции.

Введение в живой организм подобных лекарственных форм, возможно пероральным, парентеральным методами, через имплантанты, дозирующие действующее начало, различные суппозитории и т.д.

Актуальными являются разработки, связанные с созданием производных ацетилсалициловой кислоты (АСК), лекарственных форм на ее основе с эффектом устранения главных недостатков этой субстанции: ограниченной биодоступности (низкая гидрофильность) и проявления вредного побочного действия на желудочнокишечный тракт (ульцерогенная активность). При разработке условий химического присоединения с использованием низкомолекулярных соединений или полимерных структур, особую трудность вызывает химическая нестабильность сложноэфирной группировки в составе ее молекулы. Распад АСК наблюдается при pH4 в водосодержащей среде даже при 20-250С.

Проведена химическая иммобилизация салицилатов в структуру различных по степени полимеризации гомологов хитозана с высоким значением СД90% путем образования связей С-С (лекарство-полимер) без практического участия карбоксильных групп низкомолекулярного реагента. При этом принималась во внимание высокая реакционная способность протонов ароматического цикла салицилатов и первично-аминных групп различных соединений в процессах формилирования (взаимодействия с формальдегидом при pH4) по схеме:

CH2OH CH2OH O O O CH2O + OH O OH NH2 n n NH CHOH CH2OH CH2OH OCOCHO O H2O O + + O OH OH COOH n n NH NH CHCHOCOCHOH COOH Рутин – флавоноид, относящийся к группе витамина Р и широко использующийся в лечебной практике, профилактике ряда заболеваний, благодаря особенностям молекулярной структуры отличается высокой гидрофобностью, практически нерастворим в воде при значении рН 7. Это вызывает затруднения при разработке как пероральных так и парентеральных лекарственных форм. Достаточно подвижными протонами в молекуле рутина является орто- и пара-положения по отношению к гидроксильным группам. Исходя из этого проведено исследование по получению полимерной формы рутина, предусматривающей его присоединение к первичным аминогруппам макромолекул хитозана через метилен-спейсер.

CH2OH O O OH n NH OH CHOH OH O O CH3 OH O CHCH3 OH O O O OH OH OH H OH Аналогичная полимерная матрица была предложена для иммобилизация изониазида (ГИНК) в структуру молекул низкомолекулярных хитозанов за счет взаимодействия его концевых альдегидных групп с образованием соответствующего гидразона (I). С целью увеличения степени связывания изониазида с аминоглюканом проведено модифицирование хитозана эпихлоргидрином или формальдегидом.

Взаимодействие лекарственной субстанции с полимером проходило за счет гидра зидной группы изаниазида и а атома хлора хлоргидроксипропильного (II) и гидоксильной группы метилольного (II) фрагментов олигохитозанов. Содержание связанного ГИНК определялось идентичными по точности йодометрическими способами – в отношении концентрации остаточного и фиксированного в структуре полимера ГИНК.

CH2OH CH2OH CH2OH CH2OH O O O OH H O O O O OH OH OH OH CH N N C O m NH2 n NH x NH HNC CHCHCHN CHOH CHOH CHCHNH NH NH NH O O C C N N Максимальная массовая концентрация (23.5%) связанного ГИНК достигнута при использовании олигомерных матриц хитозана.

Механизм возможного присоединения ацилатов стрептомицина к полимерной матрице олигохитозану основан на реакционной способности первичных аминогрупп в структуре хитозана и альдегидной группировки в составе углеводной части стрептомицина с образованием основания Шиффа (IV). Химическая иммобилизация стрептомицина сульфата или глюконата в структуру хитозана проводилась в условиях смешивания раствора олигомера хитозана в основной форме с водным раствором ацилата стрептомицина при 60-65оС в течение 60 минут. Концентрация связанных ацилатов антибиотика в составе хитозана определялась путем количественной оценки содержания соответствующих анионов в структуре присоединенных лекарственных компонентов – сульфата и глюконата с образованием на их основе бариевых и кальциевых солей.

Проведенные испытания противотуберкулезной активности синтезированных полимерных форм ГИНК и стрептомицина при использовании в качестве тесткультуры штамма микобактерий туберкулеза Н37Rv в сравнении с соответствующими лекарственными субстанциями показали практическую идентичность минимальной подавляющей концентрации (МПК) с учетом количественного содержания субстанции в составе полимераналогов. Исследования острой токсичности на животных объектах указывают на снижение показателя ЛД50 для полимерных форм лекарств в сравнении с соответствующими субстанциями в 2.5-4.5 раза (табл. 2).

Таблица 2.

Противотуберкулезная активность и острая токсичность полимерных форм ГИНК и стрептомицина.

Соединение Содержание МПК, мкг/мл Количество ЛД50, г/кг связанного ле- мышей карства, % I 7.6 2.6 34 13.II 23.5 0.85 40 4.III 22 0.9 38 4.IV 6.7 14.9 40 22.ГИНК 100 0.2 40 0.Стрептомицин 100 1,0 40 0.сульфат Проведенные исследования показали возможность использования низкомолекулярного хитозана для создания эффективных полимерных форм ГИНК и стрептомицина. Отличительной особенностью этих лекарственных форм является сниженная в сравнении с обычными лекарственными субстанциями острая токсичность.

Иммобилизация -аминокислот к молекулам хитозана возможна посредством образованиия солевых и ковалентных связей между ними. При непосредственном контакте хитозана с аминоуксусной кислотой, L-лизином, L-лизином гидрохлоридом и глутаминовой кислотой образование полимерных солей характерно для Lглутаминовой кислоты (конверсия карбоксильной группы). Следует отметить, что иммобилизация L-глутаминовой кислоты сопровождается повышением гидрофильных свойств хитозана и аминокислоты с образованием гомогенной водорастворимой системы.

В процессе иммобилизации -аминокислот в структуре связей лекарствополимер использовали спейсеры с метилен- или 2-гидроксипропилен-структурой.

Для интенсификации процесса присоединения глутаминовой кислоты при конвер сии -карбоксильной группы аминокислоты использовался катализатор – ацетилхлорид. Степень аминоацилирования полученных производных, определенная методом потенциометрического титрования раствором щелочи составляет 0.65-0.75..

Для варианта полимерной формы L-глутаминовой кислоты титруемый функционал – солевая структура, образовавшаяся в условиях конверсии вторичноаминной группировки при введении спейсеробразующего компонента. Структурная особенность объектов ацилирования N-гидроксиметил и N-хлоргидроксипропил аналогов хитозана лизином или его гидрохлоридом заключается в том, что конвертируется аминогруппа кислоты с образованием на ее основе солей. В данном случае дополнительным титруемым функционалом является структурный элемент, возникший в процессе фиксации аминокислоты на спейсере. При макромолекулярном алкилировании глицина указанными аналогами хитозана наиболее вероятной является конверсия аминогрупп кислоты и образование двух разновидностей солевых центров.

3.4. Полимерные формы йода на основе хитозана Одно из направлений проводившихся исследований – изучение возможности контролируемого введения иона йода в структуру аминосодержащего зоогликана.

Проведено исследование взаимодействие в водной среде хитозана с неорганическими иодидами (KI, NaI). Установлено, что степень связывания незамещенных хитозанов и I-ионов незначительно, что связано с недостаточной основностью первичных аминогрупп глюкана. Поэтому в качестве полимера-носителя использовался алкилированный хитозан содержащий более основную вторичную амигногруппу, а именно гидроксиметил- и хлоргидроксипропиланалогов с различной степенью замещения. Реакционная способность N-гидроксиметилпроизводных хитозана при ионообмене с неорганическими йодидами достигается превращением их в ОНформу путем обработки растворами щелочи. Достаточно высокая набухаемость полиэлектролитов в водно-спиртовой среде при взаимодействии с растворами KI обеспечивает высокую конверсию катионоактивных групп в их структуре. Это дает возможность получать полимерные йодиды с различным контролируемым содержанием I.

Предложенный способ введения в структуру хитозана анионов йода упрощает метод йодирования хитозана в сравнении со способом непосредственного взаимодействия с HI, а также позволяет более точно контролировать заданное его содержание в полимерной форме.

3.5. Полимерные конъюгаты хитозана Кроме этого, модифицирование хитозанов возможно за счет образования полимерных конъюгатов с использованием как модифицирующих агентов высокомолекулярных соединений. В качестве последнего изучено взаимодействие хитозана с биосовместимыми и нетоксичными поливиниловым спиртом (ПВС) и поли-Nвинилпирролидоном (ПВП), а также с анионактивным карбоксилсодержащим фитогликаном – альгиновой кислотой (АК). В случае использования как модификатора ПВП, последний предварительно активировали путем частичной дециклизации лактамного цикла с образованием в боковой цепи -аминомаслянокислотных остатков. Взаимодействием образующегося сополимера с ЭПХ в присутствии каталитических количеств ацетилхлорида получен терполимер. Конденсация полученного аналога ПВП с хитозаном происходит за счет полимер – алкилирования первичных аминогрупп в его структуре.

Альтернативным вариантом синтеза указанного выше конъюгата является использование в качестве полимер-алкилирующего реагента N-3-CI-2гидроксипропиламиноглюкана, объектом полимерного алкилирования в этом случае является ПВП.

Проведено изучение образования полимерного комплекса ПВС с хитозаном.

Pages:     | 1 || 3 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»