180597. lajstromszámú szabadalom • Eljárás vízben oldható ciklodextrin polimerek előállítására
3 180 597 4 dextringyűrű valamely hidrofil szubsztituenssel való szubsztitúciója útján. Egy ilyen eljárás ismerhető meg a Stärke c. folyóirat 21, 119. (1969) alatti cikkéből. Az itt megadott eljárás szerint vizes oldatban reagáltatnak ciklodextrint epiklórhidrinnel a vízben oldhatatlan, térhálós polimer előállításánál alkalmazott módszerrel. Az eltérés csak abban van, hogy rövidebb a reakcióidő, és így nem biztosít lehetőséget a térhálós szerkezet kialakítására. A cikkben nem adnak meg molekulasúlyt. A kapott terméket polimernek nevezik és feltételezik róla, hogy az több ciklodextrin gyűrűt tartalmaz molekulánként. A cikkben megadott eljárás megismétlésével azonban csak egy olyan terméket tudtunk előállítani, amelynek átlagos molekulasúlya 1800 volt. Tekintettel arra, hogy a ß-ciklodextrin molekulasúlya 1131 belátható, hogy a cikk szerinti eljárás csak egy hidroxialkil oldalláncokkal szubsztituált ß-ciklodextrin-szärmazék, és nem egy több ß-ciklodextrin molekulát tartalmazó polimer származék előállítását tette lehetővé. Ha a cikkben megadottnál hosszabb reakcióidőket alkalmaztunk, akkor a termék térhálósodott, és elvesztette vízoldékonyságát. Ismert olyan eljárás (80, 85,402 sz. japán Kokai), amely szerint vízoldhatatlan, porózus, térhálósodon 2-hidroxietil-metakrilát-glicidil-metakrilát kopolimer felületére kötik meg a ciklodextrint. Itt a termék maga is vízoldhatatlan marad. A Helv. Cilim. Aeta 48(6), 1225—8. (1965) alatti szakcikkben vízben nem oldódó, gyantának nevezett ciklodextiin polimerek előá’lítását ismertetik a ciklodextrin epiklórhidrinnel végzett térhálósítása útján. A termék szorbensként használható. Az 1 244 990 sz. nagy-britanniai szabadalmi leírásban olyan eljárást ismertetnek, amely vízoldhatatlan és vízoldható reakciótermékek előállítására alkalmas ciklodextrin és bifunkciós vegyidet kétfázisú oldószer-rendszerben történő reagáltatása útján. A ciklodextrint a poláros, a bifunkciót vegyületet az apoláros fázisba viszik be, és keveréssel, adott esetben detergensek felhasználásával biztosítják a fázisok közötti anyagátmenetet. A terméket a poláros fázisban kapják. A vízoldható termék előállításához itt is, a Stärke cikkel kapcsolatban már tárgyalt reakcióidő lerövidítéses megoldást választják, és a kapott vízoldható termék ebben az esetben is csak Szubsztituált ciklodextrinnek tekinthető a 2000-et el nem érő molekulasúlya miatt. A vízoldhatatlan polimerek duzzadóképességének és mechanikus ellenállóképességének növelésére a 877 653 sz. belga szabadalmi leírás szerint olyan megoldást választanak, hogy a ciklodextrint polivinilalkohol jelenlétében reagáltatják a polifunkciós vegyidettel. Ekkor a polivinilalkohol láncok beleépülnek a polimerbe. Mint a fentiekből látható, egyik korábbi megoldás sem volt alkalmas arra, hogy segítségével több ciklodextrin egységet tartalmazó, de mégis vízoldható polimert állítsunk elő. A ciklodextrinekkel közel azonos komplexképző sajátságéi, de vízben a ciklodextrinnél jobban oldódó ciklodcxtrin-származékok a vegyipar és a gyógyszeripar területén igen széles körben kerülhetnének alkalmazásra. Ilyen alapvető felhasználási terület lenne például a különféle vízben nem oldható szerves vegyületek (farmakonok, színezékek, növénybiológiai hatású vegyületek, illat és aroma anyagok, reagensek, vitaminok, stb.) vízoldhatóvá tétele. Külön előnyt jelentene bizonyos kémiailag labilis (könnyen oxidálódó, átrendeződésre, polimerizációra hajlamos) vegyületek esetén az, hogy a ciklodextrin gyűrű a bele zárt vendégmolekulát a külvilágtól, annak károsító hat ásától elzárja, mintegy molekulánként „csomagolja”. Ilyen célra azonban olyan ciklodextiin polimerekre van szükség, amelyek vízben nagyon jól oldódnak, és molekulánként lehetőleg minél több ciklodextrin gyűrűt tartalmaznak. Célul tűztük ki, hogy olyan új ciklodextrin-polimereket állítsunk elő, amelyek molekulánként több ciklodextiin gyűrűt tartalmaznak, vízben igen jól oldódnak, és komplexképző sajátságuk legalább olyan jó, mint a ciklodcxtrineké. Eljárásunk alapja az a felismerés, hogy a kapcsolási reakció körülményeinek — a realicióelegy összetételén kívül elsősorban a kapcsoló reagens (epiklóihidrin vagy egy alkalmas diepoxi-vegyület) adagolási sebességének — megfelelő megválasztásával elérhető, hogy több ciklodextrin-molekula öszszekapcsolódjék. Meglepő módon azt tapasztaltuk, hogy a találmány szerint előállított polimer jellegű anyagok vízben végtelenül jól oldódnak, és ugyanez mondható el zárványkomplexeikről is. Ezek a zárványkomplexek ezen felül nagyságrendekkel nagyobb stabil it ásúak, mint a magával a ciklodextrinnel előállítható komplexek. A nagyobb stabilitás részben az oldékonyság növekedésének, részben különösen nagyobb vendégmolekulák (például kongóvörös) esetén az egymáshoz kapcsolt ciklodextrin gyűrűk kedvező térállásának tudható be. A találmány szerint az I általános képletű szerkezeti egységeket tartalmazó ciklodextrin polimereket úgy állítjuk elő, hogy a) oc-, ß- vagy y-ciklodextrin 35—45 g ciklodextrin/100 ml koncentrációjú, lúgos vizes oldatához keverés közben 40—80 °C hőmérsékleten, lassú adagolással 1 mól ciklodextrinre számolva 10—20 mól epiklórhidrint adagolunk, és a ciklodextrin-oldat 1 mól ciklodextrinre számolva 10—20 mól alkálifém-hidroxidot vagy, alkáliföldfém-hidroxidot tartalmaz, vagy b) a-, ß- vagy y-ciklodextrin 35—45 g ciklodextrin/100 ml koncentrációjú, lúgos vizes oldatához keverés közben 40—80 °C hőmérsékleten, lassú adagolással 1 mól ciklodextiinre számolva 5—7 mól II általános képletű diepoxi-származékot — ahol R2 —CH2—O—CH2—, — CH2—O—(CH2)2—O— —CH2— vagy —CH2—O—(CH2)4—O—CHa képletű csoportot jelent — adagolunk, és a ciklodextrin-oldat a katalitikus mennyiség és a II általános képletű vegyülettel ekvimoláris mennyiség közti mennyiségben tartalmaz alkálifém-hidroxidot, vagy alkáliföldfém-hidroxidot, majd az a) vagy b) eljárásváltozat szerint kapott reakcióelegy kémhatását semlegesítjük, a semleges oldatot sómentesítjük, a polimert frakcionáljuk, a 2500-nál nagyobb és kisebb átlagos molekulasúlyú frakciókat elkülönítve szárazra bepároljuk, és 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
