МОДИФИЦИРОВАННЫЙ ХИТОЗАН Российский патент 2006 года по МПК C08B37/08 A61P31/04 

Описание патента на изобретение RU2269542C1

Изобретение относится к области химической технологии, а именно к группе соединений, содержащих хитозан. Получаемый модифицированный хитозан может быть применен в медицине, косметологии, сельском хозяйстве, ветеринарии, пищевой и легкой промышленности.

Хитозан представляет собой физиологически активное соединение природного происхождения, широко использующееся в составе косметических средств и лекарственных препаратов. Его получают гидролизом хитина - основного компонента наружного скелета членистоногих:

n=150-1400

Хитин (от французского "chitine" и греческого "chitone", что означает "кожа", "оболочка") широко распространен в природе, он входит в состав клеточной стенки грибов и бактерий, где выполняет опорную и защитную функцию.

По химической структуре хитозан представляет собой высокомолекулярные полимеры (ММ˜30000-260000 у.е.) из группы полисахаридов, построенные из остатков глюкозамина (ацетилглюкозамина), связанных между собой β(1→4) гликозидными связями. По своему строению, физико-химическим свойствам и биологической роли хитозан аналогичен целлюлозе растений.

В последнее время в разных областях медицины и косметологии появился повышенный интерес к использованию хитозана в качестве мягкого лечебного средства, обладающего слабым антисептическим эффектом. Особенно ценно то, что хитозан, будучи продуктом жизнедеятельности живых организмов, безвреден для человека.

Известно эффективное антибактериальное средство - антибиотик стрептомицин, молекула которого представляет собой трициклический углевод, содержащий в одном из циклов две гуанидиновые группировки [Энциклопедия лекарств. 8-е изд., под ред. Ю.Ф.Крылова, М., "РЛС", 2001 г., стр.813].

Структурная формула стрептомицина имеет следующий вид:

Стрептомицин по своей химической природе, как и хитозан, относится к аминогликозидам, является эффективным антибиотиком широкого спектра действия, активным в отношении микобактерий туберкулеза, возбудителей чумы, туляремии, бруцеллеза, дизентерии, стрепто-, гоно- и менингококков, вырабатывается лучистым грибом (рода Streptomyces).

Однако стрептомицин является достаточно токсичным и при длительном применении поражает слуховой нерв.

Наиболее близким к предлагаемому решению является препарат карбоксиметилхитозан, полученный реакцией хитозана с монохлоруксусной кислотой (Пат. РФ №2185387, кл. С 08 В 37/08, 2000 г.).

К недостаткам известного препарата относится недостаточная бактерицидная активность и сложный метод получения.

Технической задачей данного изобретения является повышение бактерицидной активности препарата.

Для решения технической задачи синтезирован модифицированный хитозан следующего строения:

где n=150-1400

Поскольку полимерные формы лекарственных препаратов обычно являются предпочтительными вследствие усиления эффекта благодаря наличию множества активных группировок, расположенных на молекулярных расстояниях, меньшей токсичности, а также эффекту депонирования (более длительному терапевтическому эффекту) препарата, представлялось целесообразным осуществить гуанидирование аминных группировок хитозана, превратив их из малоактивных аминных в высокоэффективные гуанидиновые.

Модифицированный хитозан получают следующим образом. В связи с невысокой термической стабильностью хитозана в качестве мягкого гуанидирующего средства был выбран карбодиимид (NH=C=NH) - таутомер мономерного цианамида (NH2CN).

В качестве исходного хитозанового сырья служили два коммерческих образца сукцината хитозана фирм ЗАО "Биопрогресс" и "Химмед", высушенные сублимационным методом. Их молекулярные массы составляют по данным ультрафильтрации (осмос на мембранах) 30000 и 26000; степени полимеризации соответственно n=150 и n=1400. Реакцию проводили с набухшим сукцинатом хитозана в растворе ацетонитрила, содержащем расчетное количество 50% водного карбодиимида:

где n=150-1400

Для завершения процесса реакционную смесь после 24-часовой выдержки при обычных условиях нагревали еще в течение 10 часов при 40°С. Модифицированный хитозан отличается от исходного более рыхлой структурой.

ИК-спектроскопическое исследование полученного полимера (см. чертеж) свидетельствует о появлении в структуре модифицированного хитозана (кривая 1) значительного числа гуанидиновых группировок: интенсивные полосы и при ˜3350 и 1600-1650 см-1. Для сравнения на чертеже приведен также спектр гуанидированного полиэтиленимина, содержащий гуанидиновые полосы (кривая 2). ИК-спектр исходного хитозана полос при 3350 и 1600 см-1 не содержит [хитин и хитозан]. Поскольку мы не располагали методом осмометрического определения молекулярных масс для определения молекулярной массы модифицированного хитозана был использован следующий прием. Навески исходного модифицированного хитозана растворяли в 2% уксусной кислоте и определяли их характеристические вязкости. Равенство полученных значений (ηисх=0,41 дл/л; ηмод=0,43 дл/л) свидетельствует о том, что в ходе реакции деструкция полимерной цепи хитозана не имела места. В свою очередь, небольшое возрастание молекулярной массы вследствие модификации, составляющее около 20%, также не на столько значительно, чтобы повлиять на характеристическую вязкость.

Появление гуанидиновых группировок в хитозане регистрируется также химическим анализом: колориметрия с эозином.

Методом серийных разведении исследована антимикробная активность гуанидированного хитозана. Бактериостатическая активность на штамме синегнойной палочки составила 0,075%, бактерицидная 0,15%.

В связи с близостью гуанидированного хитозана к стрептомицину препарат был испытан также на противотуберкулезную активность. Здесь также отмечена повышенная эффективность, обусловленная полимерной природой препарата (по сравнению со стрептомицином) и по сравнению с немодифицированным хитозаном.

Приводимые примеры иллюстрируют практическое осуществление синтеза гуанидированного хитозана.

Пример 1

Порцию 25 г (0,1 моля) сукцината хитозана (n=150) измельчали в кофейной мельнице в тонкий порошок желтоватого цвета и смешивали в колбе со 100 мл раствора ацетонитрила, содержащего 4,5 г (0,1 моля) карбодиимида. После набухания хитозана в растворе ацетонитрила в течение суток реакционную смесь для завершения реакции нагревали с периодическим перемешиванием при температуре 40°С. Модифицированный хитозан отделяли фильтрованием, затем его промывали 50 мл дистиллированной воды на фильтре и высушивали на воздухе.

Полученный гуанидиновый модификат хитозана представляет собой объемный легкий порошок светло-желтого цвета, трудно растворимый в воде и несколько лучше в 2% растворе уксусной кислоты.

Пример 2

Порцию 25 г коммерческого сукцината хитозана (n=150) очищали переосаждением. С этой целью ее растворяли в 1,5 л 2% водного раствора уксусной кислоты. Полное растворение навески хитозана требует при периодическом перемешивании ˜48 часов. Полученный гомогенный раствор ацетата хитозана декантировали от небольшого осадка, который может включать непрогидролизовавшийся хитин, а также белковые примеси. Прозрачный раствор прибавляли при интенсивном перемешивании к 2 л 15% водного раствора аммиака. Реакционную смесь оставляли на сутки и после этого осторожно декантировали верхний прозрачный раствор. К осадку, имеющему вид белой ваты, добавляли 1,5 л дистиллированной воды, тщательно перемешивали и снова оставляли на сутки. Операцию промывания и декантации повторяли трижды до полного исчезновения запаха амиака. После этого осадок основания хитозана обезвоживали на центрифуге и нейтрализовали добавлением по каплям 5 г ледяной уксусной кислоты, тщательным перемешиванием в ступке и подсушиванием на воздухе до постоянного веса. Выход 20 г.

Полученный ацетат хитозана использовали в реакции с карбодиимидом по методике примера 1. Степень гуанидирования очищенного хитозана выше (75%), чем непереосажденного (60%), по данным колориметрического определения с эозином.

Навески по 0,5 г модифицированного и исходного хитозана растворяли в 100 мл 2% водного раствора уксусной кислоты и измерили приведенную удельную вязкость полученных растворов. Близкие значения полученных вязкостей ηисх=0,4 и ηмод=0,3 свидетельствует об отсутствии деструкции цепи хитозана при гуанидировании.

Пример 3

Порцию 5 г коммерческого сукцината хитозана (n=1400) модифицировали обработкой 1 г карбодиимида в 20 мл ацетонитрила по методике примера 1. Модифицированный хитозан промывали на фильтре и высушивали до постоянного веса.

Навески по 0,1 г модифицированного и исходного хитозана растворяли в 100 мл 2% водного раствора уксусной кислоты и измеряли приведенную удельную вязкость полученных растворов. Близкие значения полученных вязкостей ηисх=1,0 и ηмод=0,9 свидетельствует об отсутствии деструкции цепи хитозана при гуанидировании.

Противотуберкулезная активность гуанидированного хитозанаПрепаратДоза, %Время действия30 мин1 час24 часаСукцинат гуанидированного хитозана0,5+--0,25++-Ацетат гуанидированного хитозана0,5---0,25+--Стрептомицин1,0+--0,5++-Немодифицированный хитозан 2,0++-(сукцинат)1,0+++

Похожие патенты RU2269542C1

название год авторы номер документа
БИОЦИДНАЯ КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ПОКРЫТИЯ ПОЛИМЕРНЫХ ИЗДЕЛИЙ 2012
  • Ефимов Константин Михайлович
  • Дитюк Александр Иванович
  • Ефимова Татьяна Евгеньевна
  • Снежко Алла Георгиевна
RU2524929C1
СОЛИ БИС(3-ГУАНИДИНОПРОПИЛ)ДОДЕЦИЛАМИНА 2004
  • Ефимов Константин Михайлович
  • Гембицкий Петр Александрович
  • Федорова Людмила Самуиловна
RU2273632C2
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БЛОКСОПОЛИМЕРА АЛКИЛЕНГУАНИДИНА С ПОЛИАЛКИЛЕНАМИНОМ И БЛОКСОПОЛИМЕР 1999
  • Гембицкий П.А.
  • Ефимов К.М.
RU2176651C2
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НАТРИЕВОЙ СОЛИ СУКЦИНАТА ХИТОЗАНА 1998
  • Комаров Б.А.
  • Албулов А.И.
  • Белов М.Ю.
  • Самуйленко А.Я.
  • Фоменко А.С.
  • Шинкарев С.М.
  • Трунов А.М.
RU2144040C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПЛЕНОЧНОГО ПОКРЫТИЯ НА ОСНОВЕ ХИТОЗАНА И ПЛЕНОЧНОЕ ПОКРЫТИЕ НА ОСНОВЕ ХИТОЗАНА 2010
  • Фомина Валентина Ивановна
  • Шиповская Анна Борисовна
  • Юсупова Кристина Андреевна
  • Бузинова Дарья Андреевна
RU2461575C2
Способ получения гибридного препарата фицина и аскорбата хитозана в виде густого раствора 2023
  • Холявка Марина Геннадьевна
  • Артюхов Валерий Григорьевич
  • Гончарова Светлана Сергеевна
  • Редько Юлия Александровна
  • Лавлинская Мария Сергеевна
  • Сорокин Андрей Викторович
RU2822735C1
СТАБИЛИЗАТОР ЛИПОСОМАЛЬНЫХ СУСПЕНЗИЙ И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ 2013
  • Пономарев Владислав Сергеевич
  • Миронов Максим Анатольевич
  • Токарева Мария Игоревна
  • Иванцова Мария Николаевна
  • Русинов Владимир Леонидович
  • Матерн Анатолий Иванович
  • Чарушин Валерий Николаевич
  • Чупахин Олег Николаевич
RU2529179C1
Биопрепарат для профилактики и лечения эндометритов у коров 2018
  • Дриняев Виктор Антонович
  • Тихомирова Ольга Ильинична
  • Колесникова Наталья Александровна
  • Березкина Надежда Евгеньевна
  • Стерлина Татьяна Сергеевна
RU2687041C1
СПОСОБ СТАБИЛИЗАЦИИ КОСМЕТИЧЕСКИХ ПРЕПАРАТОВ 1989
  • Жан-Луи Леба[Ch]
  • Аррие Линк[Ch]
  • Петер Стессель[Ch]
  • Жан-Луи Вире[Ch]
RU2028138C1
ТРЕХМЕРНЫЙ ПОРИСТЫЙ КОМПОЗИТНЫЙ МАТЕРИАЛ И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ 2019
  • Леднев Иван Родионович
  • Апрятина Кристина Викторовна
  • Смирнова Лариса Александровна
RU2714671C1

Реферат патента 2006 года МОДИФИЦИРОВАННЫЙ ХИТОЗАН

Изобретение относится к области химической технологии, а именно к группе соединений, содержащих хитозан. Сущность изобретения заключается в синтезе модифицированного хитозана следующего строения:

где n=150-1400, который обладает бактерицидной активностью, в частности противотуберкулезной активностью. 1 табл., 1 ил.

Формула изобретения RU 2 269 542 C1

Модифицированный хитозан следующего строения:

где n=150-1400.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2006 года RU2269542C1

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КАРБОКСИМЕТИЛХИТОЗАНА 2000
  • Иванов А.В.
  • Гартман О.Р.
  • Базарнова Н.Г.
  • Раевских В.М.
RU2185387C2
N-ЦИАНОМЕТИЛИРОВАННЫЕ ХИТОЗАНЫ, ПРОДУКТЫ ИХ ГИДРОЛИЗА, СПОСОБ ИХ ПОЛУЧЕНИЯ И ПРИМЕНЕНИЕ 1995
  • Хаас Йорг
  • Кун Мартин
RU2158270C2
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ N-ИТАКОНОИЛХИТОЗАНА 1997
  • Чернецкий Владимир Николаевич
  • Архипов Павел Павлович
RU2123500C1

RU 2 269 542 C1

Авторы

Ефимов Константин Михайлович

Гембицкий Петр Александрович

Мартыненко Сергей Владимирович

Даты

2006-02-10Публикация

2004-12-27Подача