Синтез и исследование полисахарид-аминокислотных конъюгатов

2
ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение............................................................ 5
1. Обзор литературы................................................. 8
» 1.1. Физиологически активные полимеры на основе
полисахаридов................................................. 8
1.2. Карбоксиалкильная схема модификации
полисахаридов................................................. 10
1.3. Конструирование ФАП на основе аминокислот и полисахаридов.... 18
1.3.1. ФАП «прививочного типа» содержащие аминокислоты, присоединенные ионными, водородными и координационными связями........................................................ 19
^ 1.3.2. Физиологически активные полимеры с ковалентными связями
между полисахаридом и аминокислотой............................ 20
1.4. Антибиотик-полисахаридные конъюгаты...................•......... 29
1.4.1. ФАП «прививочного типа» с ионными, водородными и координационными связями....................................... 30
1.4.2. Физиологически активные полимеры с ковалентными связями между полисахаридом и антибиотиком............................. 33
Л 2. Обсуждение экспериментальных данных.................. 42
2.1. Синтез карбоксиметилдекстрана, его эфиров, гидразидов и азидов... 45
2.1.1. Синтез карбоксиметилдекстрана........................... 45
2.1.2. Синтез и исследование устойчивости этилового эфира карбоксиметилдекстрана......................................... 46
2.1.3. Синтез гидразидов карбоксиметилдекстрана................ 47
2.1.4. Синтез и исследование устойчивости азидов карбоксиметилдекстрана......................................... 48
2.2 Синтез карбоксиэтилдекстрана, его амидов, эфиров, гидразидов и азидов............................................................... 51
3
2.2.1. Синтез амидов карбоксиэтилдекстрана....................... 51
2.2.2. Синтез карбоксиэтилдекстрана.............................. 54
2.2.3. Синтез бензиловых эфиров карбоксиэтилдекстрана............ 55
2.2.4. Синтез гидразидов карбоксиэтилдекстрана................... 57
2.2.5. Синтез, исследование устойчивости и реакционной способности азидов карбоксиэтилдекстрана..................... 63
2.3. Синтез декстран-аминокислотных конъюгатов....................... 71
2.3.1. Ацилирование аминокислот этиловым эфиром карбоксиметилдекстрана....................................... 73
2.3.2. Ацилирование аминокислот азидами карбоксиметилдекстрана.. 76
2.3.3. Ацилирование аминокислот азидами карбоксиэтилдекстрана... 79
2.3.4. Образование азометинов аминокислот с декстранполиальдегидом и карбоксиметилдекстрнполиальдегидом. 82
2.4. Синтез антибиотик-полисахаридных конъюгатов..................... 90
2.4.1. Ацилирование 6-аминопенициллановой кислоты этиловым эфиром карбоксиметилдекстрана................................ 91
2.4.2. Ацилирование антибиотиков азидами карбоксиметилдекстрана 94
2.5. Разработка методов анализа синтезированных веществ.............. 97
2.5.1. Совершенствование методики спектрофотометрического анализа гидразидов и азидов карбоксиэтилдекстрана............ 97
2.5.2. Разработка методики количественного определения полисахаридов в исследуемых образцах........................ 100
2.5.3. Спектрофотометрическое определение пенициллиновых антибиотиков................................................ 104
2.6. Исследование антивирусной активности производных декстрана 109
2.6.1. Изучение цитотоксического и противовирусного действия ремантадин - дскстрановых конъюгатов........................ 109
2.6.2. Изучение влияния модифицированного декстрана на
При 17-20°С амиды также нацело превращаются в гидразиды, но для полного превращения амидных групп полисахарида в гидразидные в этих условиях требуется 8-10 суток [42].
Гидразиды карбоксиэтилполисахаридов использовали для присоединения к полимерной матрице ароматических альдегидов. В работе использовали бензальдегид и его производные, содержащие в пара-положении электро-нодонорные или электроноакцепторные заместители [11]. Реакцию проводили в кипящем этаноле в течение 1 часа с добавлением каталитических количеств ледяной уксусной кислоты. Были получены соединения, содержащие ковалентносвязанные альдегиды, со степенью замещения 0,14-0,33 по альдегидным группам, причем большие степени замещения достигаются при использовании альдегидов с электроноакцепторными заместителями [11].
В рамках карбоксиэтильной схемы модификации полисахаридов предложен оригинальный способ введения аминогруппы в молекулу полимера путем расщепления амидов КАП по Гофману. Реакцию проводят при 0°С в свежеприготовленном растворе гипобромита натрия. Исследование влияния времени реакции, концентрации и соотношения реагентов на степень амино-алкилирования показали, что при 0°С, избытке брома 1,5 моль на 1 моль амидных групп, концентрации амида 12 - 15%, щелочи 12% за 3-6 ч с последующей выдержкой при 80°С 15 мин 20 - 50% аминокарбоннлэтильных групп полисахаридов превращаются в аминоэтильные. Остальные - в условиях эксперимента гидролизуются до соответствующих кислот либо отщепляются от полисахаридной матрицы. Полученные таким образом аминоэтил-карбоксиэтилполисахариды при выделении из раствора образуют внутримолекулярные амиды, что затрудняет как анализ первичных аминогрупп в полимере, так и их реакции с альдегидами и сложными эфирами низкомолекулярных кислот [44].
Азиды карбоксиэтилполисахаридов [42] получали реакцией гидразидов КЭД с нитритом натрия и соляной кислотой при 0°С. Показано, что 100% превращение гидразидных групп в азидные происходит за 1,5 часа. Для оп-
ределения возможности использования азидов в реакциях ацилирования авторами было проведено изучение устойчивости растворов азидов КЭД от времени и температуры. Оказалось, что растворы азидов КЭД устойчивы при 0°С как в кислой, так и в щелочной средах и сохраняют активность более 5 суток. С повышением температуры устойчивость азидов заметно уменьшается, особенно в кислых средах [42].
Изучение ацилирующей способности азидов карбоксиэтилполисахаридов в реакциях с алифатическими и ароматическими аминами было проведено Бессоновой Н.К. [11].
I ОССН^СООЫа
оссн^сомнк
Образцы гидразидов выдерживали 1,5 ч в растворе нитрита натрия с соляной кислотой при 0°С, с помощью раствора щелочи создавали необходимое значение pH и добавляли рассчитанное количество амина. В работе показано, что кислотно-основные взаимодействия аминов в реакционной среде оказывают существенное влияние на результат реакции, при этом ароматические амины быстрее ацилируются в сильно кислой среде, а алифатические - при более высоких pH. В отличие от азидов карбоксиметилполисахаридов, наибольшая степень амидирования азидов КЭП в реакциях с анилином и бензи-ламином смещена в сторону меньших значений pH [11]. Так, в случае азидов карбоксиметилполисахаридов максимальная степень амидирования в реак-