CS263374B1 - 2-hydroxy-3-chlórpropyiderivátSletovaného poly-hydroxyetylmetakrylátu - Google Patents

Abstract

2-hydroxy-3-chlórpropyl derivát sletovaného poly-hydroxyetylmetakrylátu (vzorca I), ktorý je schopný viazat ligandy najmS typu sacharidov a amínov. Připravuje sa zo sletovaného poly-hydroxyetylmetakrylátu reakciou s chlórmetýloxiránom v prostředí dioxánu a v přítomnosti kyseliny chloristej pri teplotách 95 až 102 °C Jej uplatnenie je v oblasti biotechnologií a medicíně pri vazbě biologicky aktívnych látok, v afinitnej chromatografil enzýmov a nukleových kyselin a pri imobllizácii enzýmov.

Description

(54) 2-hydroxy-3-chlórpropyi derivát Sletovaného poly-hydroxyetylmetakrylátu

2-hydroxy-3-chlórpropyl derivát sletovaného poly-hydroxyetylmetakrylátu (vzorca I), ktorý je schopný viazat ligandy najmS typu sacharidov a amínov. Připravuje sa zo sletovaného poly-hydroxyetylmetakrylátu reakciou s chlórmetýloxiránom v prostředí dioxánu a v přítomnosti kyseliny chloristej pri teplotách 95 až 102 °C Jej uplatnenie je v oblasti biotechnologií a medicíně pri vazbě biologicky aktívnych látok, v afinitnej chromatografil enzýmov a nukleových kyselin a pri imobllizácii enzýmov.

CH, 1 3	CH, r- i 3		CH- X.	ch3
C - CH1 i	-Ο- ι	ch2	- c -	ch2 - C -
1 co	CO		co 1	έ°
1 <j>	0		1 0	1 <rH2 ?H2 O
ch2	ί»2		CH, t 2
<fH2 0	<Γ«2		CH, Jh2
1 co 1		- OH		CO 1 - c -
c -			n 1
CH,	CH,	- Cl		CH3

(I)

Vynález sa týká novej látky 2-hydroxy-3-chlórpropyl derivátu sieťovaného poly-hydroxyetylmetakrylátu.

Polyhydroxyetylmetakryláty (gély SPHERON) sú československé sorbenty, vyrábané radikálovou suspenznou polymerizáciou zmesi etyléndimetakrylátu, 2-hydroxy-etylmetakrylátu v cykloheanole alebo dodekanole /Lim.D.,.Čoupek J., Křivánková M., Pokorný S., Čsl. AO 150 819 (1973)/. Změnou zloženia dispergovanéj organiokej fázy je možné v ňom meniť rozměr a objem pórov, hodnotu měrného povrchu, obsah reaktívnych skupin a dalšie parametre /Švec F., Hradil J., čoupek J., Kálal J., Angew. Makromol. Chem., 48. 135 (1975)/. Sieťované poly-hydroxyetylmetakryláty sa využívajú ako materiály pre gélovú chromatografiu /Vondruška M., šudřich M., Mládek M., J. Chromatogr. 116, 457 (1976)/. Primárné hydroxylové skupiny možno různým spůsobom modifikovat za vzniku derivátov sieťovaného poly-hydroxyetylmetakrylátu s využitím ako ionomeniče /Mikeš O., Strop P., Čoupek J., J. Chromatogr. 153, 23 (1978)/, chelátové iontomeniče a selektívne sorbenty /Slovák Z., Toman J., Z. Anal. Chem. 278, 115 (1976)/, nosiče pre afinitnú chromatografiou /Filka K., Čoupek J., Kocourek J., Biochim. Biophys. Acta, 539, 518 (1978)/ alebo imobilizáciu enzýmov a iných biologicky aktívnych látok /Čoupek J., Turková J., Valentová 0., Labský J., Kálal J., Biochim. Biophys. Acta,

481, 289 (1977)/.

V súčasnosti sa v n.p. LACHEMA Brno vyrábajú síťované polyhydroxyetylmetakryláty a ich deriváty pod obchodným názvom SPHERON o různom zrněni a různej porozite. Sú známe tieto deriváty: dietylaminoetyl, karboxymetyl a jeho hydrazid, aroinoaryl, p-nitrofenoxykarbonylmetyl, aminoaryl, oxín (8-hydroxychinolín viazaný azovSzbou), salicyl, tio. Z nich aminoaryl, hydrazid, p-nitrofenoxykarbonylmetyl a 1,2-epoxypropyl sa můžu uplatniť ako nosiče biologicky aktívnych látok. Ich nevýhodou je, že před viazaním biologicky aktivněj látky vyžadujú bu3 3alšiu aktiváciu s nebezpečím výbuchu (aroinoaryl a hydrazido deriváty sa po reakcií s kyselinou dusitou prevedú na reaktivně, výbušné azoderiváty), obsahujú hydrofóbnu chromoforickú skupinu, ktorá sa může na nosič sorbovať nešpecificky a skreslovať výsledky viazania (p-nitrofenoxykarbonylmetylderiváty), alebo obsahujú reaktívnu skupinu, ktorá sa časom může rozložit reakciou so vzdušným kyslíkom alebo vzdušnou vlhkosťou (1,2-epoxypropyl deriváty).

Uvedené nedostatky rieši tento vynález, ktorého podstatou je 2-hydroxy-3-ohlórpropyl derivát sieťovaného poly-hydroxyetylmetakrylátu obecného vzorca (I).

CH, I ³ C I

CO i

I ?«2

CH₂ o

I co

I c CH,

CH.

CH,

I ³ -ΟΙ ‘

CO i

O

I

CH,

I ² CH, t ² O I

CH,

I ²

CH - OH ch₂ - Cl

CH,

CH,

I ³-> C CO i>

I

CH,

I ² CH,

I ² OH

CH,

CH₃

- C I co

I o

I

CH, I ² CH,

I co

I

-οι

CH, (I)

Vzhladom k tomu, že sa jedná o sletovaný produkt, nedá sa přesná hodnota indexu n stanovit.

Oproti doteraz syntetizovaným derivátom má jeho použitie výhodu v tom, že před viazaním ligandu nevyžaduje nijakú aktiváciu a ani neuvolňuje sorbovatelný chromofor. Množstvo naviazaného ligandu možno sledovať acidobázickou titráciou. Látka podlá vynálezu je podstatné stabilně jšie ako příslušný 1,2-epoxypropylový derivát stěžovaného poly-hydroxyetylmetakrylátu, u ktorého časom dochádza k poklesu obsahu reaktívnych epoxidových skupin. Reaktivita chlóru v molekule látky podlá vynálezu je súčasne dostatočná, aby bolo možné viazanie cez primárné, připadne sekundárné hydroxylové a aminové skupiny, připadne hydrazínové skupiny. Naviac, kým 1,2-epoxypropylový derivát sieťovaného poly-hydroxyetylmetakrylátu reaguje v důsledku vysokej reaktivity oxiránu s polyfunkčnýmí látkami typu bielkovin nespecificky 8 viacerými typmi funkčných skupin naraz, látka podlá vynálezu reaguje v mierne alkalickom prostředí oelektívne-jšie.

Nová chemická látka, 2-hydroxy-3-chlórpropyl derivát sletovaného polyhydroxyetylmetakrylátu sa připravuje zo známého sletovaného poly-hydroxyetylmetakrylátu reakciou s chlórmetyl-oxiránom v prostředí diosánu v přítomnosti kyseliny chlorístej. Kyslá katalýza zabezpečuje vysoká účinnost reakcie s potláča vznik nežiadúcich vedlejších produktov.

Příklad 1 g sletovaného poly-hydroxyetylmetakrylátu (Spheron-300, o zrněni 0,063-0,100 mm) sa suspenduje v 20 ml. dioxánu. K zmesi sa postupné přidá 20 ml chlórmetyloxiránu a oddelene připravená zmes 1 ml HCIO^ (70 %) a 5 ml dioxánu. Nakoniec sa k zmesi přidá 1 ml vody a zmes sa zahrieva pod spatným chladičom za miešania pri teplote 95 až 97 °C 4 hodiny, Po skončení reakcie a ochladení na teplotu 20 až 25 °C sa k zmesi přidá 20 ml acetónu. Po premiešaní a odfiltrovaní sa zmes suspenduje v 20 ml acetónu, odfiltruje a premyje 20 ml acetónu a vysuš! sa na vzduchu 24 hodin. Hmotnosť produktu: 2,0 g, obsah chlóru 7,50 % hmotnostných.

Příklad 2

Postupuje sa ako v příklade 1 s tým rozdielom, že sa použije 30 ml chlórmetyloxiránu a 1,5 ml vody a 2,0 ml HCIO^ (70 %) . Reakční doba bola pri teplote 102 °C 8 hodin. Výťažok:

1,8 g, obsah chlóru 8,7 % hmotnostných.

Příklad 3- aplikačný g 2-hydroxy-3-chlórpropylderivátu sletovaného poly-hydroxyetylmetakrylátu (Spheron-300, o zrnění 0,020-0,040 mm), připraveného podlá příkladu 1 sa suspenduje v 5 ml 0,1 mol.l^-1 uhličitanu sodného, pH 10,0 a nechá stát pri laboratórnej teplote 2 hodiny. Potom sa přidá 5 ml 10 %-ného roztoku manánu, izolovaného z buňkových stien Saccharomyces cerevisiae v tom istom tlmivom roztoku a inkubuje sa na trepačke pri 40 °C 6 hodin. Potom sa nosič premyje vodou, 2mol.l ¹ NaCl, vodou, etanolom, acetónom a vysuší sa. Obsah naviazaného manánu sa stanovil fenolsírovou metodou a bol 13,5 ^umol na gram suchého nosiča. Takto připravený nosič může slúžiť na izoláciu a purifikáciu mananáz, manozidáz alebo lektínov. Specifických na manózu z různých biologických zdrojov.

Příklad 4- aplikačný g 2-hydroxy-3-chlórpropyl derivátu sletovaného poly-hydroxyetylmetakrylátu, připraveného podlá příkladu 1 sa suspendovalo v 5 ml 0,1 mol.l^-1 uhličitanu sodného pH 9,0 a nechalo stát pri laboratorněj teplote 2 h. Potom sa přidalo 5 ml roztoku trypsinu z býčieho pankreasu o koncentrácii 20 mg.ml a enzýmovej aktivitě 670 nkat.mg (stanovené na N-benzoyl-arginín-etylester ako substrát pri 25 °C podlá /Kézdy a kol., Biochemistry 4, 2 303, (1965)/ v tom istom tlmivom roztoku a suspenzia sa pri laboratórnej teplote inkubovala za miešania 24 hodin. Potom sa nosič premyl 2 mol.I^-1 chloridom sodným, TRIS-HC1 tlmivým roztokom, pH 8,2 a stanovila sa aktivita imobilizovaného enzýmu ako i koncentrácia bielkovin v supernatante po imobilizácii. Z úbytku bielkovin v supernatante po imobilizácii sa usúdilo, že na nosiči je naviazaných 25 mg bielkovin na 1 g nosiča (suchého) a enzýmová aktivita bola 469 nkat.mg^-1 imobilizovanej bielkoviny, t.j. účinnost imobilizácie, vztiahnutá na enzýmovú aktivitu trypsinu bola 70 %r Imobilizovaný trypsin možno využit na izoláciu jeho inhibitore zo séra cicavcov, alebo na Specifické štiepenie bielkovin, alebo na syntézu peptidickej vSzby.

Nová chemická látka 2-hydroxy-3-chlórpropyl derivát sletovaného polyhydroxyetylmetakrylátu má použitie v biotechnológiach amedicíne pri vazbě biologicky aktívnych látok typu sacharidov alebo amínov v afinitnej chromatografií enzýmov, lektínov a nukleových kyselin a pri imobilizácii enzýmov.

Claims (2)

1. PREDMET VYNÁLEZU
2. 2-hydroxy-3-chlórpropyl derivát sietovaného poly-hydroxyetylmetakrylátu obsahujúc opakujúce sa jednotky vzorca I ch₃

   - c co

   I o

   CH₂ ch₂ o

   I co

   I

   -οι

   CH,

   CH,

   CH,

   I 3

   C - CH, 1 ² CO I

   O

   I

   CH, t ² CH₂ o

   I

   CH,

   I ²

   CH - OH I

   CH₂ - Cl

   CH, i A, ch₃ C - ch₂ - C - co CO I 1 0 0 I CH, | 2 CH, 1 ² CH, 1 ² CH, 1 ² OH 0 <io 1 n - C 1 ch₃

   (I).