Особенности синтеза биологически активных карбоксилсодержащих (со)полимеров винилового и акрилового ряда Текст научной статьи по специальности «Химические науки»

УДК 678.765.5

Л.И. Шальнова^ Н.А. Лавров2, С.А. СельковЗ, В. Г. Платонов І4,

Н.Г. Зубрицкая5, Т.В. Иванова6, Л.С. Машина7

ОСОБЕННОСТИ СИНТЕЗА

БИОЛОГИЧЕСКИ

АКТИВНЫХ

КАРБОКСИЛСОДЕРЖАЩИХ (СО)ПОЛИМЕРОВ ВИНИЛОВОГО И АКРИЛОВОГО РЯДА

Са нкт- П етербургский государственный технологический институт (технический университет) 190013, Санкт-Петербург, Московский пр., 26

Представлены результаты синтеза и исследования водорастворимых композиционно однородных (со)полимеров И-винилсукцинаминовой кислоты и нетоксичных соединений на её основе, обладающих пролонгированным фармакологическим действием. Исследована и установлена возможность получения (со)полиакрилатов ряда биологически активных аминосоединений заданного состава и молекулярной массы путём сополимеризации с акриловой кислотой или реакций в цепях полиакриловой кислоты. Выявлено эффективное противовирусное действие синтезированных карбоксилсодержащих (со)полимеров и их солей. Показана перспективность применения универсальных технологических методов синтеза полимерных соединений с пролонгированным биологическим действием.

Ключевые слова: композиционно однородные (со)полимеры

И-винилсукцинаминовой кислоты, (со)полиакрилаты аминосоединений, карбоксилсодержащие (со)полимеры, методы синтеза, пролонгированное биологическое действие.

Впервые предположение о возможности

применения высокомолекулярных соединений для

модификации низкомолекулярных физиологически активных соединений - лекарственных веществ было сделано С.Н. Ушаковым [1]. Работы в этом направлении получили развитие на кафедре химической технологии пластмасс Санкт-Петербургского государственного

технологического института (технического университета), в Институте высокомолекулярных соединений РАН [2] и в других научных центрах [3-6]. Первыми синтетическими полимерами, испытанными и применёнными в качестве плазмозаменителей крови были поливинилпирролидон (ПВП) и поливиниловый спирт (ПВС) [3-7], послужившие далее основой для расширения возможностей включения в структуру полимера биологически активных веществ и получения сополимеров И-винилпирролидона (ВП) и винилового спирта (ВС) с сомономерами, имеющими различные по химической природе функциональные группы. Чаще всего для этих целей использовались мономеры акрилового ряда [2, 3, 8-10]. Возможность сочетания реакционной способности, особенностей химического строения мономеров винилового и акрилового ряда позволили синтезировать значительное количество полимерных соединений, обладающих

высоким уровнем биологической активности и отличающихся более широким спектром действия, чем низкомолекулярные аналоги.

В работах [11-13] были детально рассмотрены особенности (со)полимеризации И-винилсукцинимида (ВСИ), И-винилпирролидона и получения их полимераналогов в различных условиях, определяющие возможность синтеза полимеров заданного строения, а также предложены и апробированы на примере синтезированных объектов физико-химические методы, позволяющие моделировать и прогнозировать пролонгацию биологически активного действия полимерных соединений.

При сополимеризации мономеров, значительно отличающихся по активности, был применён

компенсационный метод, заключающийся в поддержании постоянного рассчитанного для конкретного процесса концентрационного соотношения сомономеров в

реакционной среде, достигаемого путём непрерывного дозирования более активного мономера в среду реакции. Расчёт скорости дозирования базируется на

продолжительности реакции сополимеризации, заданном количестве сомономеров и образующегося в итоге сополимера, на количественном составе сополимера и

1 Шальнова Лидия Ивановна, канд. хим. наук, вед. науч. сотр. каф. химической технологии пластмасс СПбГТИ(ТУ), e-mail: [email protected]

2 Лавров Николай Алексеевич, д-р хим. наук, профессор, зав. каф. химической технологии пластмасс СПбГТИ(ТУ), e-mail: [email protected]

3 Сельков Сергей Алексеевич, д-р мед. наук , профессор, зав. лаб. иммунологии НИИ акушерства и гинекологии им. Д.О. Отта РАМН, e-mail: [email protected]

4 Платонов Виталий Георгиевич, канд. мед. наук, вед. науч. сотр. НИИ гриппа РАМН

5 Зубрицкая Наталья Георгиевна, канд. хим. наук, нач. лаб. ФГУП РНЦ «Прикладная химия», e-mail: [email protected]

6 Иванова Тамара Владимировна, науч. сотр. ФГУП РНЦ «Прикладная химия», e-mail: Iva [email protected]

7 Машина Людмила Сергеевна, мл. науч. сотр. ФГУП РНЦ «Прикладная химия», e-mail: [email protected]

Дата поступления - З0 октября 20l2 года

значениях относительной активности сомономеров. Для заданного соотношения мономеров в составе сополимера, соблюдения условия постоянства соотношения количеств (концентраций) мономеров в реакционной среде и в образующемся сополимере и, исходя из уравнения сополимеризации, определяется количество более активного сомономера в исходной смеси мономеров, загружаемое перед началом синтеза, и количество мономера для дозирования [14]. Эффективность метода подтверждается на примере свойств образцов сополимера винилацетата с более активным мономером - Ы-винилсукцинимидом (ВА-ВСИ) в широком диапазоне заданных для синтеза составов. Однородность структуры сополимеров ВА-ВСИ, равномерность чередования звеньев сомономеров важна для реакций полимераналогичных превращений, полнота протекания которых и свойства образующегося продукта -сополимера винилового спирта с Ы-винилсукцинаминовой кислотой (ВС-ВСАК) в значительной степени определяются микроструктурой модифицируемого сополимера [11].

Композиционно однородные заданного состава и молекулярной массы сополимеры Ы-винилпирролидона с Ы-винилсукцинаминовой кислотой (ВП-ВСАК) или винилового спирта с Ы-винилсукцинаминовой кислотой были применены для синтеза биологически активных соединений (БАС) полимерного строения [15].

-^снг

-сй—Ссн^сн-1-

I _1 т I-

N

н2с хс=о 2| I н2с—сн2

I -1п

ш

I

&о

I

(сн2)—соон

ВП -ВСАК

-Е

сн2

-а№г1Чп

он

I

ш I

&о

I

(сн2)—соон

ВС - ВСАК

Для многих исследованных биологически активных аминосоединений, которые нерастворимы или малорастворимы в воде, взаимодействие с водорастворимым полимером приводило к образованию водорастворимого полимерного соединения. В ряде случаев образующиеся соединения исследуемых полимерных кислот и органических оснований (этацизин, рифампицин) были мало растворимы в воде, но

свидетельством взаимодействия реагентов с образованием их полимерной соли являются изменения электропотенциала среды при постепенном введении рассчитанных количеств аминосоединения.

Взаимодействие карбоксилсодержащих

полимеров с органическими основаниями по кислотноосновному механизму подтверждается результатами

потенциометрического титрования полимеров в водных средах при дозированном введении аминосоединения. По данным ИК-спектроскопии сухих полимерных соединений образование солевой связи между -СООН группами полимера и аминогруппами БАС характеризуется отсутствием полосы поглощения при 1720 см-1 ,

соответствующей неионизированным -СООН группам, и изменением интенсивности и контура полосы поглощения в диапазоне 1500 - 1650 см-1, вызванным появлением -сОо групп в полимере и ионизированных (протонированных) аминогрупп в БАС различного строения.

На рисунке 1 представлены ИК-спектры полимерного соединения ВС - ВСАКАЭАМ, полученного при взаимодействии сополимера ВС - ВСАК и 1-(1-адамантил)этиламина (АЭАМ). В некоторых соединениях, например, в полимерных соединениях этацизина, область ИК-спектра, ответственная за идентификацию

образования солевой связи, перекрывается полосами поглощения собственного спектра этацизина,

маскирующими изменения в спектре полимерного

соединения относительно спектра исходных реагентов. Для установления строения таких полимерных соединений записывали спектры ПМР их растворов в дейтерированной соляной кислоте или дейтерированной воде в зависимости от растворимости соединений [11, 12, 15].

т, п - мольные доли, %, звеньев сомономеров

Получение полимерных биологически активных соединений осуществлялось за счёт реакции электростатического взаимодействия между

карбоксильными группами полимера и функциональными группами основного характера биологически активных (лекарственных) веществ с образованием химической связи солевого типа. Были синтезированы полимерные соединения органических оснований, отличающихся по химическому строению и биологическому действию [16]: мидантана (адамантиламина); ремантадина (1-(1-адамантил)этиламина); адапромина (1-(1-

адамантил)пропиламина); мемантина (3,5-диметил-1-адамантиламина); дейтифорина (1-норборнилэтиламина); тримекаина (2,4,6-триметиланилид диэтиламиноуксусной кислоты); анаприлина (1-изопропиламино -3-(1-нафтокси)-2-пропанола); этацизина (10-(3-

диэтиламинопропионил)-2-(этоксикарбониламино)-фенотиазина); фенкарола (хинуклидил-3-

дифенилкарбинола); амиксина (2,7-

бис([диэтиламино]этокси)флюоренона 9); рифампицина (3-(4-метил-1-пиперазинил-иминометил)-рифамицина БУ); линкомицина и других. Строение и состав полимерных соединений идентифицировали с применением методов ИК-, ПМР-спектроскопии и потенциометрического титрования.

Рисунок 1. ИК-спектр: 1 - ВС-ВСАКАЭАМ; 2 - ВС-ВСАК, 3 - АЭАМ (в хлороформе)

Длительность фармакологического действия синтезированных веществ прогнозировали с применением метода равновесного диализа и подтверждали при испытаниях их специфической биологической активности и токсичности на животных, проведённых в НИИ гриппа РАМН (Санкт-Петербург), НИИАГ им. Д.О. Отта РАМН (Санкт-Петербург) и СПбГМУ им. акад. И.П. Павлова. С привлечением методов потенциометрического титрования, кондуктометрии, равновесного диализа и биологических была установлена взаимосвязь уровня физико-химических характеристик и констант синтезированных полимерных соединений с возможностью пролонгированного действия биологически активных веществ, включённых в полимерную структуру [12, 13, 15].

Биологические исследования (со)полимеров 1\1-винилсукцинаминовой кислоты показали, что они практически нетоксичны и являются неинертными носителями связанных БАС, но обладают собственной биологической активностью, проявляют противовирусное действие. В острых опытах на животных (белые мыши и крысы) установлено, что сополимер ВС-ВСАК нетоксичен и характеризуется показателем среднелетальной дозы ЛД50 5800 мг/кг. Показатели токсичности не зависят от содержания звеньев ВСАК в сополимере.

Сополимер ВС-ВСАК при пероральном введении животным обладает выраженной противовирусной активностью в отношении вируса гриппа типа А с индексом защиты до 50^53 % и пролонгированным действием до 20 суток после однократного введения. Исследования с использованием клеточных культур ткани показали, что препараты сополимера ВС-ВСАК проявляют активность в отношении респираторных вирусов парагриппа и респираторно-синцитиального с

достаточным эффективным уровнем защиты и в нетоксичных дозах для клеточных культур. Индекс противовирусной защиты 50^53 % при высоком

показателе химио-терапевтического индекса 12^20 сохраняется более 4-х суток после инфицирования клеточной культуры. Сополимер ВС-ВСАК подавляет инфекционную активность вируса герпеса и пролонгирует своё действие до 72 часов наблюдения, а также проявляет ингибирующую активность в отношении вируса везикулярного стоматита. Уровень противовирусной защиты мало различался для препаратов исследованных составов сополимера ВС-ВСАК с содержанием звеньев ВСАК в диапазоне от 11 до 75 мол. %.

При пероральном приёме сополимер индуцирует выработку интерферона, повышает фагоцитарную активность лейкоцитов и содержание Т-лимфоцитов в крови, обладает иммуностимулирующим действием. Повышает резистентность организма к вируснобактериальной инфекции.

Технология получения сополимера ВС-ВСАК была освоена в опытном производстве СКТБ «Технолог» (Санкт-Петербург), изготовлены опытные партии сополимера, с использованием которого синтезирована полимерная субстанция разрешённого к производству и применению противовирусного препарата

пролонгированного действия «Полирем» [17].

В ряду гидрофильных и водорастворимых полимеров научный и практический интерес представляет полиакриловая кислота (ПАК), которая в зависимости от молекулярных характеристик находит разнообразное применение, в том числе является основой препарата «Феракрил» [16]. Большая часть исследований

направлена на разработку методов и условий синтеза ПАК и изучение её молекулярных характеристик [18-20]. Возможность применения ПАК в контакте с живым организмом и особенно в качестве лечебного препарата

определяет требования к её физико-химическим свойствам. Важной характеристикой полимера, влияющей на его токсичность и специфическую биологическую активность, является величина молекулярной массы. В результате токсикологических исследований полимеров различного строения определено, что величина молекулярной массы до 50000-70000 приемлема для полимеров при пероральном применении и обеспечивает постепенное, но полное выведение полимера из организма [3-5].

Для определения технологических параметров процесса получения ПАК был осуществлён синтез ряда образцов полимера при варьировании качественного и количественного состава реакционной смеси, количества инициатора полимеризации, температуры и длительности процесса. В качестве реакционной среды использовали хлороформ, толуол, их сочетания в различных соотношениях, инициатор динитрил азобисизомасляной кислоты (ДАК) в различном количестве относительно количества мономера акриловой кислоты (АК). Перед синтезом АК и растворители очищали перегонкой или использовали с квалификацией «ч», ДАК перекристаллизовывали. Процесс осуществляли в инертной среде. Температура зависела от используемого состава растворителя (среды).

Процесс полимеризации АК начинался в гомогенной среде в растворе, завершался в гетерогенных условиях. Образующийся полимер ПАК нерастворимый в реакционной среде выделялся в виде тонкодисперсного порошка белого цвета. В указанных условиях синтеза за 3,5 ч выход полимера ПАК достигал 95 %.

Отфильтрованный, промытый от остаточного мономера, высушенный полимер ПАК идентифицировали по величине характеристической вязкости и молекулярной массы [21, 22]. ПАК, синтезированная в среде толуола или его смеси с хлороформом при массовом соотношении 1 :

3, удовлетворяла заданным требованиям, полимер имел величину молекулярной массы в диапазоне 40000-80000 (таблица 1) и был практически нетоксичным в эксперименте на животных, ЛД50 превышает 1054 мг/кг при пероральном введении в дисперсии с Твин-80.

Таблица 1. Условия синтеза и свойства образцов ПАК

Номер образца Условия синтеза Молекулярная масса ПАК

Количество инициатора, доля от массы мономера АК Состав растворителя, соотношение масс компонентов, % Соотношение масс мономер/ растворитель

1 0,05 Хлороформ 1 / 13,5 188000

2 0,05 Толуол 1 / 13,5 49000

3 0,10 Толуол 1 / 13,5 37100

4 0,10 Хлороформ/толуол, 75/25 1 / 13,5 72000

5 0,05 Хлороформ/толуол, 75/25 1 / 13,5 81000

6 0,05 Хлороформ/толуол, 75/25 1 / 27 66000

7 0,025 Хлороформ/толуол, 75/25 1 / 13,5 130000

Отобранные по молекулярным характеристикам образцы ПАК были использованы для модификации низкомолекулярных БАС - ремантадина и амиксина. Взаимодействие реагентов осуществлялось в водном растворе при загрузке реагента - основания по расчёту на 25^30 мол. % звеньев АК в ПАК по аналогии с ранее полученными соединениями сополимера ВС-ВСАК и подтверждалось результатами потенциометрических измерений.

Водные растворы полимерных соединений БАС и ПАК могли быть получены при их малых концентрациях, что затрудняло и делало нетехнологичным выделение полимерных соединений из растворов в виде индивидуального сухого вещества. Но, в то же время,

апробация биологической активности полученного полимерного соединения амиксина показала, что профилактическое противовирусное действие препарата, введённого за 24 ч до инфицирования животных (мышей), сохраняется на эффективном уровне в отношении ряда патогенных штаммов вируса гриппа А, и по индексу защиты полимерный препарат превосходит амиксин гидрохлорид в 1,5 раза.

Методом потенциометрического титрования было подтверждено взаимодействие ПАК и 1-(1-адамантил)этиламина с образованием связи солевого типа в гетерогенных условиях, в которых ПАК находится в виде тонкодисперсной фазы, а амин растворён в дисперсионной среде - в хлороформе. Для получения полимерных соединений порошок ПАК диспергировали в растворе 1-(1-адамантил)этиламина в хлороформе при 40-50°С в течение 1+1,5 ч, затем дисперсию отфильтровывали и сушили при 70-75°С. Образование связи между карбоксильными группами полимера и амином было подтверждено данными ИК-спектроскопии по изменению спектра ПАК - уменьшению интенсивности полосы поглощения при 1720-1725 см-1, характерной для неионизиро-ванных -СООН групп поликислоты, и увеличению интенсивности поглощения при 1390 см-1 и 1540 см-1, характерных для -СОО групп. В зависимости от количества введённого в реакцию 1-(1-адамантил)этиламина были получены полимерные соли, содержащие от 20 до 70 мол. % аминоакрилатных звеньев. Количество ионносвязанного аминосоединения определяли методом потенциометрического титрования в неводной среде [23, 24].

Полученные полимерные соединения были малорастворимы в воде, но растворимы в хлороводородной кислоте концентрации 0,1 моль/дм3, в диметилсульфоксиде (ДМСО), этиленгликоле, пропиленгликоле. Соединения показали пролонгированное до 72 ч вирусингибирующее действие в отношении вируса гриппа А и снижение токсичности по сравнению с низкомолекулярным аналогом -гидрохлоридом 1-(1-адамантил)этиламина (ремантадином). В результате проведения серии опытов было установлено, что достигнуть воспроизводимости количественного состава полимерного соединения в указанных условиях процесса не удаётся. Колебания содержания аминоакрилатных звеньев в полимере при воспроизводимых условиях синтеза составляли 5+7 мол. %.

Основываясь на установленных условиях получения ПАК заданной молекулярной массы, а также практической нетоксичности синтезированных образцов поликислоты было проведено исследование возможности получения полиакрилата амина с заданными молекулярными характеристиками путём включения аминосоединения в структуру макромолекулы полиакриловой кислоты при полимеризации АК в присутствии фиксированного количества амина с образованием сополимера акриловой кислоты и аминоакрилата (АК-АКАМ). Применение такого способа синтеза позволило получить (со) полиакрилаты заданного состава. В структуру (со)полиакрилата были введены биологически активные аминосоединения существенно отличающиеся по химическому строению и физикохимическим свойствам, в том числе мидантан, ремантадин, адапромин, мемантин, тримекаин, этацизин, анаприлин, фенкарол [16].

Полимеризацию осуществляли в инертной атмосфере (азот) в среде общего для сокомпонентов растворителя с использованием инициатора полимеризации радикального типа ДАК. Определённая последовательность и условия загрузки, количество загружаемых реагентов - акриловой кислоты и соответствующего аминосоединения обеспечивали взаимодействие амина (АМ) с мономером акриловой

кислоты с образованием аминоакрилата (АКАМ) за счёт связи солевого типа между АК и АМ, дальнейшую сополимеризацию образовавшихся в реакционной среде сомономеров и получение сополимера АК-АКАМ заданного состава.

Схема реакции образования АКАМ и синтеза АК-АКАМ

100СН^=СН + пН21М—Я------► тСН2=СН + пСН2=СН ------►

* | р-ль I I - +

СООН СООН СООШз-Я

ДАК

—сн2— сн-----

СООН

—сн2—сн-

COONH3-R

R:-CHH(T> сн3 4—v

п = 10-1-50 т = 100 - п

Основные этапы процесса синтеза сополиакрила-тов были универсальны для всех полученных полимерных соединений и могут быть представлены на примере сополимера акриловой кислоты с акрилатом 1-(1-адамантил)этиламина (АК-АКАЭАМ). В реактор

загружают последовательно при перемешивании растворитель (хлороформ, толуол или их смесь при соотношении масс 3 : 1), аминосоединение, акриловую кислоту и после гомогенизации реакционной среды вводят инициатор ДАК. Процесс сополимеризации ведут в среде инертного газа при температуре 65-68°С в течение 4 ч. Образующийся полимер выделяется из реакционной среды в виде тонкодисперсного осадка. Дисперсную фазу отфильтровывают, промывают хлороформом и сушат при 65+70 °С (1,333-6,665 кПа). Все синтезированные сополиакрилаты растворимы в ДМСО, этиленгликоле, пропиленгликоле, хлороводородной кислоте (0,1 моль/дм3 HCI), труднорастворимы в воде.

Количественный состав сополимеров, содержание аминоакрилатных звеньев определяли методом потенциометрического титрования в среде пропиленгликоля или этиленгликоля с изопропиловым спиртом (1 : 1) с использованием в качестве титранта 0,1 моль/дм3 HCI или в среде уксусной кислоты с титрантом

0,1 моль/дм3 HCIO4 [23, 24]. О величине молекулярной массы образующихся сополиакрилатов судили по значениям характеристической вязкости растворов полимеров в 0,1 моль/дм3 HCI и в сравнении с величиной молекулярной массы ПАК, полученной в аналогичных условиях.

В подтверждение воспроизводимости молекулярной массы основной полимерной цепи ПАК в составе со-полиакрилата была проведена серия опытов по выделению ПАК из её полимерных соединений с аминами и определению характеристической вязкости растворов и молекулярной массы как и для индивидуально синтезированной ПАК. С этой целью порошкообразный сополимер3 АК-АКАМ диспергировали в водном растворе 2 моль/дм3 NaOH до получения молочно-белой эмульсии выделившегося из акрилата и нерастворимого в воде амина. Амино-соединение экстрагировали из эмульсии хлороформом и отделяли от водного раствора ПАК в виде образовавшейся её натриевой соли. ПАК выделяли из раствора осаждением в смесь уксусной кислоты с диэтиловым эфиром (1 : 1), многократно промывали свежими порциями смеси и сушили при 60+70°С (1,333 кПа). Характеристическую вязкость определяли для раствора ПАК в 2 моль/дм3 NaOH и рассчитывали величину молекулярной массы ПАК [23, 24]. Кроме этого для образцов сополиакрилата 1-(1-адамантил)этиламина с содержанием аминоакрилата

25■30 моль.% была определена молекулярная масса с использованием метода светорассеяния. Определение молекулярной массы сополимера проводили с использованием его раствора в этиленгликоле на приборе ФПС-ЗМ при длине волны падающего света Б46 нм в интервале углов 4G-14G0. Выбор растворителя был определён растворимостью сополимера и оптическими свойствами растворов. Сопоставление величины молекулярной массы полимера при исследовании проб от одного образца разными методами показало приемлемую сходимость результатов, что позволяет применять менее трудоёмкий виско-зиметрический метод для характеристики величины молекулярной массы синтезированного сополиакрилата в воспроизводимых условиях(таблица 2).

Таблица 2- Условия синтеза и свойства образцов сополимеров аминоакрилатов ______Условия синтеза__

~ , -Я ^

§ р 2 & ІЇ 6 § н 1 і

0,00Б

G,GGБ

G,G1G

0,0іб

G,G2Б

G,GБ

G,GБ

G,GБ

G,1G

0,0Б

G,GБ

G,G12Б

G,G12Б

G,GБ

Хлороформ

Толуол

Хлороформ/

толуол,

7Б/2Б

Хлороформ/

толуол,

7Б/2Б

Хлороформ/

толуол,

7Б/2Б

Хлороформ/

толуол,

7Б/2Б

Хлороформ/

толуол,

7Б/2Б

Хлороформ/

толуол,

7Б/2Б

Хлороформ/

толуол,

7Б/2Б

Хлороформ/

толуол,

7Б/2Б

Хлороформ/

толуол,

7Б/2Б

Хлороформ/

толуол,

7Б/2Б

Хлороформ

Хлороформ/

толуол,

7Б/2Б

Хлороформ/

толуол,

7Б/2Б

4 2 Q

§ Б £

Ш ^ і §

42,7

42,7

42,7

42,7

42,7

42,7

42,7

42,7

42,7

42,7

4Б,1

42.7

Б9,G

46.3

Б4,9

38,68

4G,22

38,3Б

4G,22

4G,26

4G,2G

4G,98

4G,97

40,7Б

44,9G

43,GБ

Б3,47

34,G

Б4,86

2Б,37

27,GБ

2Б,G3

27,GБ

27,1G

27,G

27,93

27,92

27,67

30,Б6

3G,21

2G,G3

14,9Б

29,87

2473GG

19GGGG

1Б2GGG

14GGGG

ББGGG/

Б7Б00*

48GGG

Б2GGG

41Б00

81Б00*

74100*

47GGG*

49GGG*

57500*

17,9G

17,77

17,Б0

17,42

17,3Б

14,86

12,12

12,32

10,Б7

16,6G

16,ББ

10,ЗБ

1G,8G

16,72

Примечание: Образцы: 1 -10 - сополиакрилаты 1-(1-адамантил)этипамина; 11 -сопопиакрилат 1-(1-адамантил)пропиламина; 12 - сополиакрилат 3,5-диметил-1-адамантиламина; 13 - сополиакрилат 3-карбоксиамино-10-(3-диэтиламинопропионил)фенотиазина; 14 - сополиакрилат 1-диэтиламино-2,4,6 триметилацетанилида.; 15 - сополиакрилатхинуклидил-3-дифенилкарбинола Молекулярная масса (ММ) сополиакрипатов образцов 1 -10 определена методом светорассеяния, для образцов, отмеченньх символом * , молекулярная масса соответствует величине ММ ПАК, выделенной из сополиакрилата

Идентификация строения полимерных соединений 1-(1-адамантил) этиламина, его гомологов -адамантиламина, 1-(1-адамантил)пропиламина и изомера - 3,5-диметил-1-адамантиламина была проведена по данным ИК-спектров (рисунок 2), в которых наблюдается заметное уменьшение интенсивности полосы поглощения при 1720-1725 см-1, характерной для неионизированных -СООН групп, и изменение интенсивности и контура полосы при 1540 см-1, характеризующее наличие

карбоксилатных -СОО" групп. Для подтверждения образования связи ионного характера в синтезированных полимерных соединениях этацизина и тримекаина использовали результаты ПМР-спектроскопии растворов полимеров в дейтерированной соляной кислоте (0,1 моль/дм3 йСГй20), так как в ИК-спектрах этих соединений в положении полос поглощения, характерных для карбоксилатных групп, находятся и полосы поглощения собственного спектра этацизина или тримекаина. Спектры ПМР записывали на спектрометрах «Вгикег» АС-200 и ДРХ-300.

Рисунок 2. ИК-спектр: 1 - АК-АКАЭАМ;

2 - ПАК, 3 - АЭАМ (в хлороформе)

Противовирусная активность ПАК была

апробирована в отношении вируса везикулярного

стоматита (ВВС) с использованием тест-культуры клеток карциномы лёгкого человека Ь41 в качестве объекта воздействия вируса. ПАК в диапазоне исследованных концентраций (1+128 мкг/мл) полностью подавляла цитопатогенное действие ВВС.

Препарат сополиакрилата 1-(1-

адамантил)этиламина (АК-АКАЭАМ) в диапазоне исследованных концентраций (0,4+128 мкг/мл) ингибирует репродукцию вируса ВВС в культуре клеток Ь 41. Экспериментальным путём в связи с малой токсичностью сополиакрилата АК-АКАЭАМ не удалось установить величину показателя ЛД50 при пероральном введении препарата (в оливковом масле) животным (мыши, крысы), поэтому значение ЛД50 было рассчитано методом пробит-анализа и составляет 5800 мг/кг.

В опытах на культуре ткани и на животных для препаратов сополимера АК-АКАЭАМ установлена высокая противовирусная активность в отношении вирусов гриппа типа А эталонных и эпидемических штаммов. При экспериментальной гриппозной инфекции у мышей полимерный препарат превосходит действие низкомолекулярного аналога - гидрохлорида 1-(1-адамантил)этиламина в 2-3 раза при однократном введении адекватных доз препаратов в пересчёте на содержание 1-(1-адамантил)этиламина. В отличие от низкомолекулярного аналога препарат АК-АКАЭАМ проявляет активность в отношении вирусов парагриппа 3 типа и респираторно-синцитиального. Полимерный препарат снижает концентрацию этих вирусов в 1000 раз

1

2

0,0Б

27,G1

3

4

Б

6

7

8

9

11

12

13

14

1Б

по сравнению с контролем. При введении АК-АКАЭАМ животным увеличивается уровень интерферона в организме животных, проявляется

интерферониндуцирующее действие сополимера.

Противовирусное профилактическое действие сополиакрилата 3,5-диметил-1-адамантиламина при введении белым мышам эффективно проявляется до 3 суток аналогично сополимеру АК-АКАЭАМ в отличие от гидрохлорида 3,5-диметил-1-адамантиламина,

защищающего животных не более 24 ч. Токсичность полимерных соединений в 1,5+2 раза меньше при введении эквимолярных доз в пересчёте на содержание 3,5-диметил-1-адамантиламина. В исследованном диапазоне составов и молекулярной массы сополимеров аминоакрилатов обеспечивается пролонгированное противовирусное действие на эффективном уровне.

При пероральном введении сополиакрилата этацизина мышам ЛД50 составляет 365 мг/кг, а для гидрохлорида этацизина - 147 мг/кг. При сравнении доз препаратов в пересчёте на содержание этацизина-основания уровень токсичности сопоставим, но токсическая доза остаётся выше для полимерных соединений. При внутрибрюшинном введении мышам и крысам показатель острой токсичности ЛД50 препарата сополиакрилата тримекаина имеет значение 580±45мг/кг, а для тримекаина гидрохлорида -190±23 мг/кг.

С учётом особенностей получения, строения, физико-химических и биологических свойств карбоксилсодержащих (со)полимеров возможно применение достаточно универсальных технологических приёмов синтеза полимерных соединений с пролонгированным биологическим действием.

Литература

1. Ушаков С.Н. Синтетические полимеры лекарственного назначения. Л.: Медгиз, 1962. 42 с.

2. Афиногенов ГЕ, Панарин Е.Ф. Антимикробные полимеры. СПб.: Гиппократ, 1993. 263 с.

3. Платэ Н.А., Васильев А.Е. Физиологически активные полимеры. М.: Химия, 1986. 256 с.

4. Полимеры медицинского назначения. / Под ред. НА. Платэ, В.А. Кренцеля. М.: ИНХС АН СССР, 1988. 204 с.

5. Полимеры в фармации. / Под ред.

А.Н.Тенцова, М.Т. Алюшина. М.: Медицина, 1985. 256 с.

6. Штильман М.И. Полимеры медикобиологического назначения. М.: ИКЦ «Академкнига», 2006. 400 с.

7. Сидельковская Ф.П. Химия Ы-винил-пирролидона и его полимеров. М.: Наука, 1970. 150 с.

8. Сульдин А.В., Чиркова М.А., Софронова Н.А. [и др.]. Получение и исследование препарата анаприлина пролонгированного действия. // Науч. тр. ВНИИфармации. 1990. Т. 28. С. 46-50.

9. Берестецкая ТЗ, Некрасов А.В. Синтез иммуномодуляторов на основе сополимеров акриловой кислоты и Ы-винилпирролидона. // 9 Всесоюзн. науч. симпозиум «Синтетические полимеры медицинского назначения». 1991 г. Звенигород. Тезисы докладов. М.: Ин-т нефтехим. синтеза им. А.В. Топчиева, С. 17.

10. Соловский М.В, Корчагин А.М., Тарабукина

Е.Б. [и др.]. Синтез и исследование водорастворимых сополимеров N-винилпирролидона с 2-гидро-

ксиэтилметакрилатом - носителей лекарственных средств. // 1-й Междунар. научно-практич. конф. «Современные полимерные материалы в медицине и медицинской технике». Июнь 2005 г. Труды конф. СПб.: НТЦ

«Медполимер», 2005. С. 188-191.

11. Лавров Н.А., Шальнова Л.И. Особенности получения полимеров-носителей физиологически активных веществ на основе производных N-винилсукцинимида. // Все материалы. Энциклопедический справочник. 2011. №

9. С. 18-21.

12. Шальнова Л.И., Лавров Н.А., Николаев А.Ф. О

возможности прогнозирования пролонгации

фармакологического действия полимерных биологически активных веществ. // Пластические массы. 2011. № 9. С. 6-

11.

13. Шальнова Л.И., Сельков С.А, Платонов В.Г. [и др.]. О перспективах применения карбоксилсодержащих (со)полимеров регулированного строения. // Энциклопедия инженера-химика. 2012. № 3. С. 14-19.

14. Златина С.А., Левин А.Н. О получении химически однородных сополимеров. // Пластические массы. 1963. № 10. С. 3-7.

15. Шальнова Л.И., Антонова ГМ, Андреева Е.Д.

[и др.]. Синтез полимерных физиологически активных соединений на основе сополимеров N-

винилсукцинаминовой и акриловой кислот. Пластмассы со специальными свойствами: сб. науч. тр. / Под общ. ред. Н.А. Лаврова. СПб.: Профессия, 2011. С. 199-201.

16. МашковскийМ.Д. Лекарственные средства. М.: Новая волна, 2010. 1216 с.

17. Противовирусный препарат «Полирем»: пат. 2071323 Рос. Федерация. № 9036709/14; заявл. 30.09.94; опубл. 10.01.97. Бюл. № 1. С. 14.

18. Бектуров ЕА, Бакауова З.Х. Синтетические водорастворимые полимеры в растворах. Алма-Ата: Наука, 1981. С. 5-22.

19. Карпинская Т.П., Лукин Е.М. Синтез ПАК с заданной молекулярной массой. // Пластические массы. 1980. № 6. С. 14-15.

20. Васильева Е.В, Копылова НА, Зайцев С.Д. [и др.]. Контролируемая сополимеризация винилацетата с акриловой кислотой. Пластмассы со специальными свойствами: сб. науч. тр. / Под общ. ред. Н.А. Лаврова. СПб.: Профессия, 2011. С. 45-47.

21. Энциклопедия полимеров. М.: Советская энциклопедия, 1972. Т. 1. С. 39-40.

22. Ryuichi S. Molecular Weight Measurements of Polyacrylic Acid. // J. Chem. Soc. Japan. Pure Chem. Sec. 1962. T. 83. № 4. Р. 386-388.

23. Крешков АП, Быкова Л.Н, Кадарян Н.А. Кислотно-основное титрование в неводных растворах. М.: Химия, 1967. С. 73-84, 141-144.

24. Государственная фармакопея СССР. Изд. 11. М.: Медицина, 1990. Вып.1. С. 124-143.