191101. lajstromszámú szabadalom • Eljárás ionos csoportokkal szubsztituált, vízben jól oldódó ciklodextrin-polimerek előállítására
1 191 101 2 A találmány ionos csoportokkal szubsztituált, vízben oldódó, (1) általános képlettel jellemezhető cikiodextrin polimerek előállítására szolgáló eljárásra vonatkozik. Az (I) általános képletben CD az a-, ß- vagy y-ciklodextrin molekulából p+s vagy 1+t+r hidroxilcsoport eltávolításával leszármaztatható csoportot, R és R'egymástól függetlenül ClI2 CIIOH—CII2 -, -Cl h 0 (Cll2 h o- ClI2 CI10I1 Cl 12 -, -C1I2 - O- Cll, —C110H— Cll2 -, vagy -CHj -0—(CH2 )4 —O—CHj -CHOH-CH2 -képletű csoportot, X —OR1, vagy —O— R2 vagy NR4R5 általános képletű csoportot jelent, amelyekben R1 hidrogénatomot vagy r O-tól eltérő jelentése esetén egy a-, ß- vagy y-ciklodextrin molekulából egy hidroxilcsoport eltávolításával leszármaztatható csoportot képvisel, R2 jelentése hidrogénatom,-P0(0H)2 vagy-S02 OH csoport,-R3 -(COOHX,, -R3-S0j0H, -R3-NR4Rs csoport, vagy egy a-, ß- vagy y-ciklodextrin molekulából egy hidroxilcsoport eltávolításával leszármaztatható csoport, R2 ’ jelentése megegyezik R2 fenti, cikiodextrin molekulából leszármaztatható csoporttól eltérő jelentéseivel, R3 egy u+I vegyértékű, 1-10 szénatomos, alkáliból levezethető csoportot jelent, amelynek a polimer lánchoz közelebbi véghelyzetű szénatomja adott esetben oxocsoporttal lehet szubsztituálva, R4 és R5 egymástól függetlenül hidrogénatomot vagy 14 szénatomos alkilcsoportot jelent, m és n egymástól függetlenül 1 és 10 közötti egész számot, r 0 és 23 közötti egész számot, p 1 és 24 közötti egész számot, s és t egymástól függetlenül 0 és 7 közötti egész számot és u 1 és 5 közötti egész számot jelent, azzal a megszorítással, hogy m, n, r, t, és u egy egységen belül, oldallánconként is változhat, és ha CD egy a-ciklodextrinből leszármaztatható csoport, akkor p+s < 18 és r+t < 17, és ha CD egy /3-ciklodextrinből leszármaztatható csoport, akkor p+s < 21 és r+t < 20, és ha CD egy y-ciklodcxtrinből leszármaztatható csoport, akkor p+s < 24 és r+t < 23. A találmány szerinti eljárással előállított polimerek 2-10 cikiodextrin gyűrűt tartalmazhatnak, és a fentiekben megadott ionos szubsztituenseket a cikiodextrin gyűrűn és/vagy a cikiodextrin gyűrűket összekötő láncokon hordozzák. Mind a láncok hossza, mind a láncok és a cikiodextrin gyűrűk szubsztituáitsága még egy polimer molekulán belül is változhat, A fentiekben kémiailag jellemzett polimer termékek szilárd halmazállapotúak, vízben és egyes szerves oldószerekben — mint például dimetil-formamidban, piridinben — jól oldódnak, zárványkomplexek képzésén kívül sóképzésre is képesek, ciklodextrin-tartalmuk 30 és 70 % közötti átlag molekula, tömegük pedig 2000 és 15 000 közötti lehet. Ismert, hogy a ciklodextrinek 6, 7 vagy 8 glükopiranóz egységből felépülő ciklikus, nem redukáló oligoszacharidok, melyeket keményítő enzimatikus lebontásával állítanak elő. Gyakorlati felhasználásuk lóként zárványkomplexképző képességükön alapul (Szejtli J.: Cyeíodextrins and their Inclusion Complexes, Akadémiai Kiadó, Budapest, 1982). A hattagú a-, a héttagú ß-, a nyolctagú y-ciklodcxtrin gyűrűjén levő primer és szekunder alkoholos hidroxilcsoportok reakciókészsége lehetővé teszi nagy molekulatörnegű származékok (cikiodextrin polimerek) előállítását. Az irodalom vízben oldódó és nem oldódó, de vízben duzzadó ciklodexirin polimereket különböztet meg. Az utóbbiak nagyobb molekulatömegük és térhálós szerkezetük miatt nem oldódnak semmilyen oldószerben. Vízben oldódó cikiodextrin polimereket kétféleképpen állítanak elő: ciklodcxlrinből telítetlen monomert készítenek és ezt polimerizálják [J. Polym. Sei. Lett., 73, 357. (1975)], vagy valamely alkalmas bifunkciós reagenssel, célszerűen diepoxi-vegyülettel vagy epiklórhidrinnel térhálósítják a ciklodextrint (1 244 990 számú angol és 180 597 számú magyar szabadalmi íeirás). Mindkét eljárással közepes átlagmolekulatömegű termékeket nyernek, melyek vízben jól oldódnak és zárványkomplexeket képeznek. Komplexeik stabilitása általában nagyobb, mint a monomer ciklodextrineké, amit az egymáshoz kapcsolt gyűrűk előnyös térbeli elrendeződésével és ß-eikiodextrin esetében a polimer nagyobb oldékonyságával magyaráznak. [Macromoleculcs, 9, 705 (1976); Proceedings of I. Int. Symp. on Cyclodcxtrins (1981) 345], A fentiek szerinti, ismert cikiodextrin polimerekkel sok területen el lehet végezni a komplexképzést. Gyakorlatilag minden esetben, amikor a bezárni kívánt, úgynevezett „vendégmolekula” semleges atomcsoport. Sók komplexálásáná! azonban gyakran nehézséget okoz azok ionos jellege. Ilyen célra előnyösnek mutatkozna egy olyan cikiodextrin polimer, amely egymás mellett tartalmazná a sóképzésre képes savas vagy bázikus szubsztituenst és a zárványkomplex képzésére képes cikiodextrin gyűrűket. A szakirodalom azonban nem ismertet olyan megoldást, amelyben ez a kétféle funkcionális elem egy nagy molckulasúlyú molekulának képezné részéi, bár ismeretesek olyan ciklodextrinszármazékok [Stärke, 23, 134 (1971) és a 3 553 191 számú USA szabadalmi leírás], amelyekben a cikiodextrin gyűrűk különféle, sóképzésre alkalmas, így karboxil-alkil-, szulfoalkil-, illetve amino-alkil-csoportokkai szubsztituáltak. Ezek a szubsztituált ciklodextrinek viszonylag kis molekulasúlyuknál fogva nem előnyösebbek a szubsztituálatlan c klodextrineknél. Célul tűztük ki olyan, vízben oldódó módosított cikiodextrin polimerek előállítását, melyek a komplexképzésen kívül sóképzésre is képesek, és ezáltal szélesebb körben alkalmazhatók. Meglepő módon a/.l (alálluk, hogy a lentieknek mindenben megfelelő, ionos csoportokkal szubsztituált, vízben oldódó cikiodextrin polimereket kapunk, ha az önmagában ismert módon ilyen ionos csoportokkal szubsztituált ciklodextrint polimerizáljuk, vagy a ciklodextrint a polimerizációval egyidejűleg ionos csoportokkal szubsztituáljuk, vagy az ionos csoportokkal nem szubsztituált cikiodextrin polimert ionos csoportokkal szubsztituáljuk. A fentieknek megfelelően a találmány szerint az ionos csoportokkal szubsztituált cikiodextrin polimereket úgy állítjuk elő, hogy a) ce-, ß- vagy y-ciklodextrínt 1 móljára számolva 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
