190841. lajstromszámú szabadalom • Eljárás vízben gyorsan és nagy mértékben duzzadó ciklodextrin-polimerek előállítására
1 190 841 2 A találmány tárgya eljárás vízben gyorsan és nagy mértékben duzzadó ciklodextrin-polimerek előállítására. A vízben nem oldódó ciklodextrin-polimereket ciklodextrinek térhálósitó polimerizációjával állítják elő. Térhálósitó szerként többnyire epiklórhidrint vagy valamely diepoxivegyületet (például diepoxi-butánt, diepoxi-propil-étert, etilénglikoldiepoxi-propil-étert) használnak, akár tömbpolimerizációval nyerik a polimert (6 505 361 számú holland nyilvánosságrahozatalí irat, 3 472 835 számú USA szabadalmi leírás), akár szabályos gyöngyök formájában állítják elő (1244 990 számú nagy-britanniai szabadalmi leírás), akár a nagyobb fajlagos felületű felhabosított változatát készítik 185 866 1. sz. magyar szabadalmi leírás. Az egyébként rideg anyagok mechanikai tulajdonságai jelentősen javulnak poli(vinil-alkohol) beépítésével (4 274 985 számú USA szabadalmi leírás), ami különösen oszlopkromatográfiás állófázisként való alkalmazásuk szempontjából lényeges. Az ismert eljárások szerinti ciklodextrin-polimerek vízfelvevő kapacitása széles határok között változtatható az ismert módszerekkel: a térhálósítószer-felesleg és a kiindulási ciklodextrin-koncentráció változtatásával. Minél nagyobb térhálósítószerfelesleget vesznek, vagy minél hígabb ciklodextrin oldatban térhálósítanak, annál nagyobb a termék vízfelvevő kapacitása. Az ilyen módon előállított nagyobb vízfelvevő kapacitású ciklodextrin-polimerek azonban lassan szívják magukba a vizet, a teljes duzzadáshoz esetenként több óra is szükséges. Az ismert módon előállított gyorsan duzzadó ciklodextrin-polimerek vízfelvevő kapacitása kicsi, a nagy vízfelvevő kapacitású anyagok esetén pedig a vízfelvétel sebessége kicsi. Az ismert eljárásokkal tehát nem lehet olyan polimert előállítani, amely gyorsan nagy mennyiségű vizet szív magába. Célul tűztük ki olyan eljárás kidolgozását, amellyel gyorsan duzzadó és emellett nagy vízfelvevő kapacitású ciklodextrin-polimerek állíthatók elő. Meglepő módon azt találtuk, hogy a fenti követelményeknek mindenben megfelelő ciklodextrinpolimereket kapunk, ha találmányunk szerint a ciklodextrin és az epiklórhidrin vizes-alkálikus közegben történő reagáltatásánál 1 mól ciklodextrinre számolva 10-20 mól alkálifém-hidroxidot és 10-20 mól epiklórhidrint veszünk és a reakciót ugyancsak 1 mól ciklodextrinre számolva 2-8 mól 2-8 szénatomos alkohol vagy glikol vagy glicerin és kívánt esetben 10-15 mól 1,2-diklóretán vagy 8-12 mól toluol jelenlétében hajtjuk végre. A találmány szerinti eljárásban ciklodextrinként a-, ß- vagy y-ciklodextrint külön-külön, vagy ezen ciklodextrinek keverékét alkalmazhatjuk. A kapott termék duzzadóképességére nincs szignifikáns befolyása a ciklodextrin milyenségének. A találmány szerinti reakciót vizes-alkalikus közegben végezzük. A reakcióelegy bázikus kémhatását alkálifém-hirdoxidokkal biztosítjuk. A találmány szerinti eljárás azzal biztosítja a kívánt előnyös tulajdonságú polimer kialakulását, hogy a polimerizációs reakcióelegyben a jelen levő 2-8 szénatomos alkohol vagy glikol, vagy glicerin az epiklórhidrin hatására beépül a polimer szerkezetbe, azt mintegy fellazítja, és ezáltal kedvezően befolyásolja a polimernek mind a vízfelvevőképességét mind a duzzadóképességét. Ez a hatás már csak azért is nem várt és meglepő, mert a 177 419 számú magyar szabadalmi leírás szerinti polimerek, amelyekben poli(vinil-alkohol) van beépítve a poli(vinil-alkohol)-t nem tartalmazó polimerekhez képest nem mutatnak nagyobb mértékű vízfelvevőképességet vagy duzzadóképességet, csak mechanikus szilárdságúié nagyobb. A találmány szerinti eljárásban alkalmazhatunk 2-8 szénatomos alkoholokat és glikolokat, mint például etanolt, propánok, butanolt, pentánok, hexánok, heptanolt, oktanok, etilénglikolt, propilénglikolt, butilénglikolt, trietilénglikolt, tetraetilénglikolt és glicerint, továbbá egyéb 3-8 szénatomos glikolokat alkalmazhatunk mind normál, mind elágazó szénláncú izomerjeik alakjában. A találmány szerinti polimerizációs reakciót előnyösen 60-80 °C-on hajtjuk végre, de adott esetben alacsonyabb vagy magasabb hőmérsékleten is dolgozhatunk. Abban az esetben, ha habszerkezetű terméket kívánunk előállítani, akkor a reakcióelegybe valamely szokásos habképző adalékot, például egy, a reakcióelegy hőmérsékletén forró oldószert (például diklór-etánt) is beviszünk: Gyöngy formájú polimerizátum előállítására valamely, vízzel nem elegyedő, magasabb forráspontú oldószert, előnyösen toluolt adunk a reakcióelegyhez. A találmány szerinti előállított polimerek vízben gyorsan és nagy mértékben duzzadnak, ezért előnyösen alkalmazhatók a tabletták előállítása során tablettaszétejtőként. A találmány szerint előállított polimerek vízben szemléltetik a találmány korlátozásának szándéka nélkül. 1. példa 3,0 g (75 mM) nátrium-hidroxidot, majd 5,0 g (4,4 mM) ß-ciklodextrint feloldunk 10 ml 60 °C-os vízben. Ehhez hozzákeverünk 2,5 ml (2,8 g, 14,5 mM) tetraetilénglikolt. Ezután mintegy 1,5 óra alatt 60 °C-on 5,7 ml (6,7 g, 72,7 mM) epiklórhidrint adagolunk a reakcióelegyhez. Lehűlés után a kapott gélt desztillált vízzel sómentesre mossuk, acetonnal dehidratáljuk, 105 °C-on szárítjuk, majd elporitjuk 6,8 g fehér, porszerű terméket („A” termék) kapunk, melynek jodometriásan mért (Acta Chim. Hung., 100,265,1979) ciklodextrin-tartalma 50,6 tömeg %. Azonos vízfelvevő kapacitású ciklodextrin-polimert nyerünk az ismert módon, alkoholadalék nélkül, a következő recept szerint: 2,2 g (55 mM) nátrium-hidroxidot, majd 5,0 g (4,4 mM) ß-ciklodextrint oldunk 10 ml 60 °C-os vízben. Ehhez adagolunk hozzá mintegy 1,5 óra alatt 4,2 ml (5,0 g 54 mM) epiklórhidrint. 5,3 g fehér, porszerű terméket kapunk („B” termék), melynek ciklodextrin tartalma 53,4 tömeg%. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
