Водорастворимая целлюлозная композиция и способ ее получения

Изобретение относится к новым биологически активным водорастворимым целлюлозным композициям и способам их получения, предназначенным для фармацевтической промышленности. Водорастворимую целлюлозную композицию получают путем обработки водной суспензии диальдегидцеллюлозы хлопковой (ДАЦ) водным раствором мономерной соли, в качестве которого используют раствор диаллилгуанидинацетата, или диаллилгуанидинтрифторацетата, или акрилатгуанидина с последующей их полимеризацией с использованием инициатора полимеризации при температуре 40-60°C в течение 2 часов. 2 н.п. ф-лы, 10 ил., 1 табл.

 

Изобретение относится к новым биологически активным, водорастворимым целлюлозным композициям и способу их получения, предназначенным для фармацевтической промышленности.

Целлюлоза - один из важнейших природных полимеров. Целлюлоза и ее производные широко используются во многих отраслях промышленности. Сложившийся на протяжении длительного периода времени ассортимент производных целлюлозы не исчерпывает всех возможностей, которые принципиально заложены в строении этого полимера. Только за последние десятилетия появилась большая группа материалов, при получении которых были реализованы различные подходы: материалы медицинского назначения с пролонгированным эффектом действия лекарственных препаратов, волокна-биокатализаторы, содержащие иммобилизованные ферменты. Также следует отметить широкое развитие исследований по приданию биоцидных свойств именно целлюлозным волокнистым материалам.

В настоящее время описано большое число биоцидных производных целлюлозы и других волокнообразующих полимеров разного строения. Однако проявление биологически активных свойств многих соединений затруднено, так как они не растворимы в воде и органических растворителях.

В связи с этим расширение ряда производных целлюлозы, обладающих биологической активностью, а также получение водорастворимых биологически активных целлюлозных композиций в настоящее время является достаточно актуальной задачей.

Известен способ получения аминопроизводных целлюлозы по А.С. SU №203665, МПК С08В 12/06, заключающийся в непосредственной обработке диальдегидцеллюлозы водным раствором мочевины или формамида. Как описывают авторы патента, образцы диальдегидцеллюлозы с различным содержанием СНО заливают определенным количеством водного раствора мочевины или формамида и выдерживают при различной температуре заданное время. В промытом и высушенном продукте реакции определен аминный азот по Кьельдалю. Однако проявление биологически активных свойств данных соединений затруднено, так как они не растворимы в воде и органических растворителях.

Также известны карбоксиметилазометиновые производные целлюлозы по патенту РФ №2169736, МПК С08В 15/06 с общей формулой элементарного звена:

С6Н8-xO5-y-(NR)y(СН2СООН)х,

где х>0,13, y>0, х+y<3,

NH2-R,

полученные взаимодействием оксицеллюлозы с содержанием окисленных групп не более 20% растворимых в воде или органических растворителях аминосоединений.

Основным недостатком изобретения по патенту является взаимодействие оксицеллюлозы с аминосоединением при температурном режиме 97-100°С, что приводит к повышенным энергетическим затратам, а также карбоксиметилирование путем обработки монохлоруксусной кислотой.

Наиболее близкой по технической сущности и получаемому эффекту выступает полимерная целлюлозная композиция и способ ее получения по патенту РФ №2432964. Как утверждают авторы патента, для получения полимерной композиции к водной суспензии набухших в воде целлюлозы или диальдегидцеллюлозы добавляют раствор метакрилатгуанидина и персульфата аммония при соотношении целлюлоза/диальдегидцеллюлоза:вода = 1:30 масс; концентрации метакрилатгуанидина в воде 1,0-3,5%; соотношении метакрилатгуанидин персульфат аммония = 1:0,001 масс, нагревают смесь до 60°C и проводят сополимеризацию в течение 5-20 часов. Полученный модифицированный продукт отделяют от маточного раствора и сушат. Недостатком изобретения по патенту является способность не растворяться в водной среде биологически активной целлюлозной композиции.

Задачей настоящего изобретения является расширение ряда производных целлюлозы, обладающих биологической активностью, а также получение водорастворимых биологически активных целлюлозных композиций, для которых действие модифицирующих целлюлозу биологически активных соединений будет иметь более ярковыраженный характер.

Задача решается путем предварительного окисления водного раствора целлюлозы периодатом натрия с получением диальдегидцеллюлозы хлопковой (ДАЦ), последующим получением композиционного материала обработкой ДАЦ 5-40% водными растворами мономерных солей с последующей их полимеризацией с использованием инициатора полимеризации при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

ДАЦ 100
Мономерная соль 100
Инициатор полимеризации 1

В качестве мономерной соли в композиционном материале используются водные растворы диаллилгуанидинацетата (ДАГА), или диаллилгуанидинтрифторацетата (ДАГТФА), или акрилатгуанидина (АГ), представленные в таблице 1.

Таблица 1
Мономерная соль Структура
Акрилат гуанидина (АГ)
N,N-диаллил-гуанидинацетат (ДАТА)
N,N-диаллил-гуанидин-трифторацетат (ДАГТФА)

В качестве инициатора полимеризации целесообразно использование персульфата аммония (ПСА).

Целлюлоза марки «ХЧ» подвергается окислению периодатом натрия с последующим получением ДАЦ. Установлено, что выход препарата нерастворимой фракции ДАЦ за 12-17 суток составляет 75-80%. Растворимая фракция ДАЦ после длительного и специфического выделения из раствора окислителя теряет основное преимущество над нерастворимой фракцией ДАЦ - способность растворяться в воде, целевым продуктом реакции периодатного окисления целлюлозы является нерастворимая фракция ДАЦ.

Сущность изобретения поясняется примерами.

Пример получения ДАЦ:

Пример получения ДАЦ высокой степени окисления из целлюлозы состоит в следующем. В склянку из темного стекла вместимостью 1,2 л с притертой пробкой помещают 10 г (0,06 моль) целлюлозы и заливают ее 1 л водного 0,1 н. раствора NaIO4 (pH≈4), приготовленного нейтрализацией навески HIO4*H2O раствором соответствующего количества NaOH с последующим доведением общего объема раствора до 1 л. Навеску целлюлозы в растворе окислителя тщательно взбалтывают и помещают в темное место, 1-2 раза в сутки взбалтывая ее содержимое и периодически отбирая пробы на анализ. Этот контроль поглощения иона 104 из раствора окислителя ведут параллельно объемным методом, описанным в работе «Some oxadiazole and triazole polymers» зарубежными авторами Abshire C.I. и Marvel C.S., и спектрофотометрически, путем сравнения оптической плотности разбавленных в 20 раз водой проб рабочего и контрольного опытов в УФ области спектра при длине волны 305 нм. Во избежание переокисления нерастворимой фракции ДАЦ принимается допущение, что ион IO4- поглощается только ею. Температура реакции - 16-20°С. Реакцию окисления считают окончательной, когда количество поглощенного иона IO4- из раствора окислителя по указанным методикам превышает 1 моль на 1 моль целлюлозы. По окончании реакции периодатного окисления нерастворимую фракцию ДАЦ отфильтровывают на полотняном фильтре от раствора продуктов реакции и последовательно промывают 1-1,2 л воды с добавлением раствора соляной кислоты до pH≈1 (контроль по йодкрахмальной бумаге), затем 1-1,2 л смеси ацетон/вода: 1/8-10 (контроль по реакции с раствором азотнокислого серебра) и в конце 75-100 мл ацетона. После последующего провяливания в темноте от ацетона полученный препарат ДАЦ анализируют на содержание СНО- и СООН- групп. Остаточную влажность определяли высушиванием навески препарата оксицеллюлозы при температуре 103-105°С до постоянного веса. [Сюткин В.Н., Николаев А.Г., Сажин С.А., Попов В.М., Заморянский А.А. Азотсодержащие производные диальдегидцеллюлозы. 1. Диальдегидцеллюлоза высокой степени окисления // Химия растительного сырья. - 1999. - №2. - 91-102.].

Пример получения композиционного материала

К 100 мас.ч ДАЦ, с максимальным содержанием альдегидных групп в элементарном звене не более 36%, при перемешивании добавляют 100 мас.ч. водного раствора ДАГА, или ДАГТФА, или АГ, и 1 мас.ч. инициатора полимеризации - персульфат аммония (ПСА), смесь которых нагревается до 40-60°C, затем проводят полимеризацию в течение 2 часов. Полученный продукт отделяют от маточного раствора высаживанием в ацетоне, затем отфильтровывают и сушат.

Результаты исследований настоящего изобретения, представленные на фиг. 1-5, полученных с использованием рентгенографического и спектроскопического анализа, а также сканы образцов сделанные с использованием растровой электронной микроскопии (РЭМ).

Так на фиг. 1 показаны дифрактограммы ДАЦ (1) и целлюлозы (2); фиг. 2 - ИК-спектр ДАЦ; фиг. 3 - ИК-спектр ДАЦ, модифицированной ДАГА; фиг. 4 - ИК-спектр ДАЦ, модифицированной ДАГТФА; фиг. 5 - дифрактограмма: 1 - ДАЦ модифицированной ДАГТФА; 2 - ДАЦ,модифицированной ДАГА; 3 - немодифицированная ДАЦ; фиг. 6 - микрофотография образца целлюлозы; фиг. 7 - микрофотография образца комплекса целлюлозы с ДАГТФА; фиг. 8 - микрофотографии гуанидинсодержащих композитов целлюлозы ДАЦ-АГ; фиг. 9 микрофотографии гуанидинсодержащих композитов целлюлозы ДАЦ-ДАГА; фиг. 10 - микрофотографии гуанидинсодержащих композитов целлюлозы ДАЦ-ДАГТФА.

Результаты исследований свидетельствуют о существовании структурных различий образцов целлюлозы и ее модифицированных форм. Как показано на фиг. 1, ДАЦ представляет собой полностью аморфизованный продукт, плотность полученных образцов также соответствует плотности аморфной целлюлозы. Фиг. 2-5 показывают, что при иммобилизации ДАТА и ДАГТФА в ДАЦ между компонентами образуются различные типы связей: за счет ван-дер-ваальсовых сил; внутри - и межмолекулярные координационные и водородные связи; С-С связи, образующиеся при радикальной полимеризации in situ иммобилизованных ДАТА и ДАГТФА, связи, образующиеся в ходе привитой радикальной сополимеризации ДАГА и ДАГТФА с ДАЦ, а также лабильные ковалентные альдиминовые C=N связи, образующиеся при взаимодействии альдегидных групп ДАЦ с аминогруппами гуанидинсодержащих диаллильных соединений.

Образцы, исследованные с использованием растровой электронной микроскопии, отображенные на фиг. 6-7, показали, что растворение целлюлозы происходит за счет образования комплекса сферообразного типа между компонентами раствора, в котором макромолекулы целлюлозы имеют конформацию клубка.

Как показано на фиг. 8-10, образцы ДАЦ, модифицированные ДАГА и ДАГТФА, представляют собой более неоднородную структуру: на микрофотографиях присутствуют различные надмолекулярные образования, свидетельствующие о том, что гуанидинсодержащий модификатор в основном расположен в поверхностных слоях композита. Локализация частиц ДАГА и ДАГТФА в поверхностных слоях композита повышает доступность биоцидных центров и объясняет более высокую относительную активность данных композитов.

1. Водорастворимая целлюлозная композиция, предназначенная для фармацевтической промышленности, на основе диальдегидцеллюлозы, мономерной соли и инициатора полимеризации, отличающаяся тем, что в качестве мономерной соли используется водный раствор диаллилгуанидинацетата, или диаллилгуанидинтрифторацетата, или акрилатгуанидина.

2. Способ получения водорастворимой целлюлозной композиции путем взаимодействия водной суспензии диальдегидцеллюлозы с максимальным содержанием альдегидных групп в элементарном звене не более 36% с водным раствором мономерной соли и инициатора полимеризации, отличающийся тем, что смесь нагревается при температуре 40-60°C и проводят полимеризацию в течение 2 часов при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

Диальдегидцеллюлоза 100
Мономерная соль 100
Инициатор полимеризации 1



 

Похожие патенты:

Изобретение относиться к новым химическим соединениям на основе целлюлозы. Смешанные азотнокислые эфиры целлюлозы, содержащие сульфаниламидные группы, общей формулы [C6H7O2(OH)(3-x-y)(C6H4(SO2NH2)NH)k(ОNO2)(x-k)]n, где x соответствует 1,97-2,59; y - 0-(3-x); k - 0,1-1,3; n - 200-1000, которые используются в качестве компонента состава лакокрасочных покрытий.

Изобретение относится к биоцидным волокнистым материалам на основе производных хлопковой целлюлозы (2,3-диальдегидцеллюлозы высокой степени окисления), модифицированной водорастворимыми ионогенными органическими соединениями, конкретно четвертичными аммониевыми катионами метакрилатгуанидиния, и к способу их получения.

Изобретение относится к способу получения материала на основе продукта окисления целлюлозы, используемого в производстве реактивных индикаторных бумаг или для концентрирования тяжелых металлов из растворов при их аналитических определениях.

Изобретение относится к способу получения материала на основе продукта окисления целлюлозы. .
Изобретение относится к области нефтяной и газовой промышленности и может быть использовано в производстве реагентов для обработки буровых растворов. .

Изобретение относится к аналитической химии, а именно способу получения материала на основе продукта окисления целлюлозы, используемого в производстве реактивных индикаторных бумаг или для концентрирования тяжелых металлов из растворов при их аналитических определениях.

Изобретение относится к аналитической химии, а именно способу получения материала на основе продукта окисления целлюлозы, используемого в производстве реактивных индикаторных бумаг или для концентрирования тяжелых металлов из растворов при их аналитических определениях.

Изобретение относится к способу получения материалов на основе целлюлозы для концентрирования в аналитических целях анионных форм элементов из растворов. .

Изобретение относится к новым биологически активным производным целлюлозы и способам получения производных целлюлозы. .

Изобретение относится к медицине и фармацевтической промышленности и представляет собой противохеликобактерное бактерицидное средство, представляющее собой раствор ПАВ-антисептика, включающий в качестве действующего вещества межмолекулярносвязанную композицию (МСК), синтезируемую в результате ионного взаимодействия в растворах молекул бензилдиметил[3-(миристоиламино)пропил]аммоний хлорида и молекул полигексаметиленгуанидина.

Изобретение относится к области медицины, в частности к фармакологии и к аспектам, относящимся к лечению или профилактике заболеваний верхних дыхательных путей, и описывает пригодный для вдыхания сухой порошок, включающий сухие частицы, содержащие соль магния, а также способы лечения респираторного заболевания, лечения обострения респираторного заболевания, лечения или профилактики инфекционного заболевания дыхательных путей, причем указанные способы включают введение в дыхательные пути пациента, нуждающегося в этом, эффективного количества пригодного для вдыхания сухого порошка.

Изобретение относится к области органической химии, а именно к производному бибензоимидазола общей формулы (I), где R1 является пиридилом; R2 представляет собой ароматическую 9-членную бициклическую кольцевую систему, в которой один или два атома углерода могут быть замещены N, О, или S; или к его фармацевтически приемлемой соли, гидрату или сольвату.

Изобретение относится к области органической химии, а именно к псевдополиморфным формам «А» и «Е», полиморфным формам «В» и «D» натриевой соли (1R,2S,5R)-7-оксо-6-сульфоокси-1,6-диазабицикло[3.2.1]октан-2-карбоксамида.

Изобретение относится к соединению формулы [1] или его фармацевтически приемлемой соли, где R1 и R2 являются одинаковыми или отличаются и каждый из них представляет собой атом водорода, С1-6алкильную группу, С3-8циклоалкильную группу или С1-6алкоксигруппу (С1-6алкильная группа, С1-6алкоксигруппа и С3-8циклоалкильная группа могут быть замещены 1-3 заместителями, которые являются одинаковыми или отличаются и выбраны из "атома галогена, С1-6алкоксигруппы"); R3 представляет собой атом водорода или С1-6алкильную группу; R4 представляет собой атом водорода, С1-6алкильную группу, С3-8циклоалкильную группу(которые могут быть замещены заместителями, которые указаны в формуле изобретения), гетероциклическую группу, выбранную из пиридина; А1 представляет собой двухвалентную арильную группу, двухвалентную гетероциклическую группу, выбранную из пиридила, пиразинила, тиофенила, или С3-8циклоалкиленовую группу (двухвалентная арильная группа может быть замещена 1-4 заместителями, которые являются одинаковыми или отличаются и выбраны из следующей группы заместителей Ra, которые указаны в формуле изобретения); L представляет собой -С≡С-, -С≡С-С≡С-, -С≡С-(CH2)m-O-, СН=СН-, -СН=CH-С≡C-, -С≡С-СН=СН-, -O-, -(СН2)m-O-, -O-(CH2)m-, C1-4алкиленовую группу или связь; m обозначает 1, 2 или 3; А2 представляет собой двухвалентную арильную группу, двухвалентную гетероциклическую группу (приведенную в формуле изобретения), С3-8циклоалкиленовую группу, С3-8циклоалкениленовую группу, С1-4алкиленовую группу или С2-4алкениленовую группу (которые могут быть замещены 1-4 заместителями, которые являются одинаковыми или отличаются и выбраны из группы заместителей Rb, которая приведена в формуле изобретения); W представляет собой R6-X1-, R6-X2-Y1-X1-, R6-X4-Y1-X2-Y3-X3-, Q-X1-Y2-X3- или Q-X1-Y1-X2-Y3-X3-; Y2, Y1, Y3, n, X1, X3, X2, X4, Q, R6, R7, R8 и R9 приведены в формуле изобретения.
Изобретение относится к координационным соединениям металлов, а именно имидазолмалату меди(II) общей формулы Cu(C3H4N2)C4H4O5 · 2H2O, проявляющему антибактериальную активность в широком диапазоне концентраций.

Изобретение относится к области молекулярной и медицинской биологии, а именно к генетически модифицированным белкам. Представлен белок Stx2[E167Q/R170H], который несет точечные замены двух аминокислотных остатков в участке каталитического центра субъединицы Stx2A, ответственном за протонирование аденинового кольца остатка А4324 28S РНК эукариотических рибосом, а именно точечную замену [E167Q] остатка глутаминовой кислоты в положении 167 на остаток глутамина и точечную замену [R170H] остатка аргинина в положении 170 на остаток гистидина.

Изобретение относится к новым и известным производным пиримидина, обладающим свойствами ингибитора PDE4, и их применению для лечения заболеваний, опосредованных активностью указанного рецептора.
Изобретение относится к области биохимии, в частности к биологически активным соединениям, проявляющим антибактериальную активность. Заявлен природный гликопептидный антибиотик ИНА 5812, который может быть применен в качестве лекарственного препарата в медицинской практике.

Изобретение относится к фармацевтической промышленности, а именно к способу получения антибактериального препарата. Способ получения антибактериального препарата путем экстракции листьев эвкалипта прутовидного петролейным эфиром с температурой кипения 40-70°C, объединяют экстракты, упаривают, высушивают и сухой остаток растворяют в 95% этиловом спирте, при определенных условиях.

Группа изобретений относится к медицине, а именно к оториноларингологии, и может быть использована для лечения среднего отита путем введения текучей композиции моксифлоксацина с вязкостью 100,000 спз при температуре 25°C в ухо.

Изобретение относится к новым биологически активным водорастворимым целлюлозным композициям и способам их получения, предназначенным для фармацевтической промышленности. Водорастворимую целлюлозную композицию получают путем обработки водной суспензии диальдегидцеллюлозы хлопковой водным раствором мономерной соли, в качестве которого используют раствор диаллилгуанидинацетата, или диаллилгуанидинтрифторацетата, или акрилатгуанидина с последующей их полимеризацией с использованием инициатора полимеризации при температуре 40-60°C в течение 2 часов. 2 н.п. ф-лы, 10 ил., 1 табл.

Наверх