Способ получения полиакрилата золота, проявляющего противоопухолевую активность

Авторы патента:


Способ получения полиакрилата золота, проявляющего противоопухолевую активность
Способ получения полиакрилата золота, проявляющего противоопухолевую активность

Владельцы патента RU 2690536:

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт биохимической физики им. Н.М. Эмануэля Российской академии наук (ИБХФ РАН) (RU)

Изобретение относится к способу получения полиакрилата золота. Способ включает взаимодействие водных растворов полиакриловой кислоты и золотохлористоводородной кислоты. Перед введением в реакцию исходную полиакриловую кислоту подвергают проточному диализу и последующей лиофильной сушке. Водные растворы золотохлористоводородной кислоты и полиакриловой вводят в реакцию в количествах, обеспечивающих 5-10-кратный мольный избыток мономерного звена (-СH2-СНСООН-) относительно золотохлористоводородной кислоты, при этом применяют полиакриловую кислоту со средней молекулярной массой в диапазоне 1,6-140 кДа. Полученный продукт подвергают проточному диализу. Способ обеспечивает получение хорошо растворимого в воде полиакрилата золота с повышенным содержанием Au(III), отвечающего за его цитотоксическую активность. 3 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл., 10 пр.

 

Изобретение относится к медицинской химии и онкологии и может быть использовано для получения полиакрилата золота, проявляющего противоопухолевую активность.

Полиакрилат золота, известный, также, под названием аурумакрил, представляет собой продукт взаимодействия полиакриловой кислоты (ПАК) и золотохлористоводородной кислоты HAuCl4 в водном растворе. По данным [RU 2607519 С1, опубл. 10.01.2017], аурумакрил представляет собой неполную золотую соль полиакриловой кислоты, отвечающую общей формуле (-СН2-СНСООН-)n (-CH2CHCOOAuCl3H-)m, где, n = 1100 - 3800, m = 100 - 800; в форме 1,0 - 10%-ного водного раствора предложен в качестве гемостатического средства.

Исследования, проведенные in vivo на солидных опухолях мышей (карцинома легких Льюис, аденокарцинома толстой кишки Акатол, аденокарцинома молочной железы Са-755), выявили способность полиакрилата золота тормозить рост опухолей на 70 - 90% по сравнению с контролем [Л.А. Островская, М.Г. Воронков, Д.Б. Корман, Н.В. Блюхтерова, М.М. Фомина, В.А. Рыкова, К.А. Абзаева, Л.В. Жилицкая «Полиакрилаты благородных металлов как потенциальные противоопухолевые препараты» Биофизика, 2014, том 59, вып. 4, с. 785-789]. В работе также сообщается о низкой токсичности аурумакрила: исследование острой токсичности (мыши BDF1) показало, что при однократном внутрибрюшинном введении препарата срединная летальная доза LD50 (вызывающая гибель 50% животных), и максимально переносимая доза (не приводящая к гибели мышей) составляют 150 и 100 мг/кг соответственно.

Описано цитотоксическое и цитостатическое действие полиакрилата золота на клетки карциномы молочной железы человека линии MCF-7. Препарат не только индуцирует гибель большей части опухолевых клеток, но также снижает пролиферативную способность клеток, выживших после воздействия препарата [Л.А. Островская, А.К. Грехова, Д.Б. Корман, А.Н. Осипов, Н.В. Блюхтерова, М.М. Фомина, В.А. Рыкова, К.А. Абзаева «Клеточные эффекты противоопухолевого препарата аурумакрила» Биофизика, 2017, том 62, вып. 3, с. 598-603].

Полиакрилат золота рассматривается в настоящее время в качестве перспективного противоопухолевого средства и является объектом углубленного изучения.

Исследование физико-химических свойств полиакрилата золота показало, что в УФ-спектрах водных растворов в кислой среде имеется максимум поглощения при λ = 226,5 нм (А226,5) с коэффициентом экстинкции ε = 3,5×104 л⋅моль-1⋅см-1. Это хорошо согласуется с данными для тетрахлораурат-иона - при ν = 44 200 см-1 ε = 4,0×104 л⋅моль-1⋅см-1, приведенными в работе [Макотченко Е.В., Малкова В.И., Белеванцев В.И. «Электронные спектры поглощения галогенидных комплексов золота (III) в водных растворах» Координационная химия. 1999, Т. 25, №4, с. 302-309] и подтверждает, что поглощение растворов аурумакрила в области λ ~ 226 нм в кислых средах связано с присутствием в его молекуле трехвалентного золота Au(III). Экспериментально установленная нами величина коэффициента экстинкции акрилатного звена -СН2-СНСООН- при λ=226,5 нм составляет <106 л⋅моль-1⋅см-1. Таким образом, вклад звеньев ПАК в общее поглощение аурумакрила при λ=226,5 нм не превышает 0,3%. При расчете содержания Au(III) этим вкладом можно пренебречь. Нейтральное золото Au(0), которое, как будет показано ниже, может содержаться в препаратах полиакрилата золота, также не вносит заметного вклада в поглощение в данной области, поэтому величина А226,5 может быть использована для оценки содержания в получаемых образцах аурумакрила трехвалентного золота.

Сравнение цитотоксической активности разных образцов аурумакрила, полученных нами в ходе оптимизации условий заявляемого способа (см. Фиг. 1), показало, что, независимо от конкретных условий получения образца, в широком интервале концентраций наблюдается близкая к линейной зависимость между цитотоксической активностью препарата в отношении клеточной линии MCF-7 рака молочной железы человека и концентрацией Au(III) в растворе, рассчитанной по величине А226,5. Определение цитотоксической активности в отношении клеток карциномы молочной железы человека MCF-7 выполнено с помощью теста МТТ [Cory АН, Owen ТС, Barltrop JA, Cory JG (July 1991). "Use of an aqueous soluble tetrazolium/formazan assay for cell growth assays in culture" Cancer Communications. 3 (7): 207-212. ISSN 0955-3541], рутинно используемого для оценки выживаемости клеток млекопитающих в культурах. Результаты этих исследований говорят о том, что главным действующим началом, обеспечивающим цитотоксическое действие аурумакрила на клетки РМЖ, является трехвалентное золото, входящее в координационный комплекс с карбоксильной группой полиакрилата. Полиакрилатная цепь, по-видимому, может оказывать косвенное влияние на противоопухолевую активность препарата, экранируя активное трехвалентное золото от присутствующих в биологических средах агентов, способных переводить его в неактивную нейтральную форму Au(0).

Таким образом, определение содержания Au(III) в полиакрилате золота по поглощению водного растворов при λ=226,5 нм в кислой среде, позволяет прогнозировать их цитотоксическую активность на клеточной культуре MCF-7 РМЖ человека in vitro и служить мерой этой активности.

Необходимым условием для проведения комплекса доклинических исследований полиакрилата золота в качестве потенциального противоопухолевого средства является наличие способа его синтеза, обеспечивающего получение хорошо растворимого в воде препарата с высоким содержанием трехвалентного золота, сохраняющего оба эти качества (водорастворимость и биологическую активность) при хранении.

В принятом за прототип патенте на изобретение [RU 2607519 С1, опубл. 10.01.2017] описан способ получения неполной золотой соли полиакриловой кислоты, который характеризуется тем, что к раствору полиакриловой кислоты прибавляют водный раствор золотохлористоводородной кислоты HAuCl4, реакционную смесь перемешивают 60 минут, полученный раствор высушивают в вакууме при температуре не выше 50°С. В примерах осуществления изобретения для получения препарата используют водные растворы ПАК с молекулярной массой ММ=100 кДа. При этом реагенты вводят в реакцию в количествах, обеспечивающих примерно 30 - 60-кратные мольные избытки мономерного акрилатного звена относительно золотохлористоводородной кислоты. Выход, определенный исходя из количественных соотношений между введенными в реакцию исходными веществами и полученными продуктами, по данным авторов, составляет более 98%. Продукты охарактеризованы результатами элементного анализа.

Оценивая результаты синтеза, необходимо иметь в виду, что содержание активного Au(III) в конечном продукте, и как следствие, противоопухолевая активность препарата, могут снижаться за счет спонтанного частичного восстановления Au(III), что приводит к накоплению в продукте нейтрального металлического золота, не вносящего вклада в противоопухолевую активность полиакрилата золота. Действительно, методом трансмиссионной электронной микроскопии (микроскоп JEM-100 В фирмы JEOL (Япония) с приставкой для рентгенофазового анализа при ускоряющем напряжении 120 кВ), нами показано присутствие в продуктах взаимодействия ПАК с золотохлористоводородной кислотой наночастиц золота размером от 1 до 100 нм. Протекающие параллельно образованию полиакрилата золота восстановительные реакции не только снижают эффективность использования дорогостоящей золотохлористоводородной кислоты, но и приводят к получению образцов с пониженной противоопухолевой активностью.

Таким образом, результаты синтеза полиакрилата золота, как потенциального противоопухолевого средства, целесообразно оценивать не по общему химическому выходу и результатам элементного анализа, как в [RU 2607519 С1, опубл. 10.01.2017], а по содержанию в конечном продукте трехвалентного золота, отвечающего за его цитотоксическую активность, а также - по степени конверсии исходной золотохлористоводородной кислоты в ион HAuCl3+ в составе конечного продукта.

Мольное содержание (М) Au(III) в составе конечного продукта рассчитывают по поглощению А226,5, используя коэффициент экстинкции ε = 3,5×104 л⋅моль-1см-1. Для предотвращения реакции гидролиза тетрахлораурат-иона величину А226,5 рабочего раствора полиакрилата золота определяют после разведения образца в 100 мМ HCl в 300 раз или более.

Степень конверсии (К) исходной золотохлористоводородной кислоты в ион HAuCl3+ в составе полученного полиакрилата золота рассчитывают как отношение А226,5 для полученного раствора полиакрилата золота к теоретически рассчитанному значению А226.5 раствора коммерческого препарата золотохлористоводородистой кислоты, полученного при разведении использованной для синтеза навески в объеме 100 мМ HCl, равном объему полученного раствора полиакрилата золота.

Первоначальные попытки использовать примеры осуществления принятого нами за прототип изобретения [RU 2607519 С1, опубл. 10.01.2017] в качестве методики для наработки вещества для проведения доклинических исследований показали, что способ не гарантирует получение продукта, отвечающего требованиям, предъявляемым к соединениям, испытываемым в качестве потенциальной фармакологической субстанции. Было обнаружено, что в условиях способа по прототипу значительная часть введенного в реакцию золота (III) трансформируется в неактивное наноразмерное нейтральное золото Au(0), что приводит к получению препарата со сниженной биологической активностью. Также обнаружено, что при хранении в стандартных условиях снижается растворимость продукта в воде и происходит дальнейшее уменьшение содержания в нем трехвалентного золота. Все это затрудняет или делает невозможным использование препарата, полученного в соответствии с описанием к изобретению [RU 2607519 С1, опубл. 10.01.2017], для проведения биологических испытаний, и тем более - для практического применения в качестве фармакологической субстанции.

Проблема, решаемая настоящим изобретением, состоит в разработке способа получения полиакрилата золота с максимально возможной степенью конверсии золотохлористоводородной кислоты в Au(III) в составе продукта, при этом сохраняющего водорастворимость и цитотоксическую активность в отношении клеток карциномы молочной железы человека линии MCF-7 в процессе хранения в стандартных условиях.

Для решения этой задачи оптимизация условий способа в сравнении с прототипом проведена в следующих направлениях:

- снижение вероятности протекания побочных восстановительных реакций, приводящих к неэффективному использованию дорогостоящей золотохлористоводородной кислоты и снижению содержания в продукте трехвалентного золота, ответственного за проявление его цитотоксической активности;

- подбор мольных количественных соотношений между исходными реагентами, обеспечивающих максимальную степень конверсии Au(III) золотохлористоводородной кислоты в полиакрилат золота в сравнении с прототипом и его устойчивость при хранении;

- оптимизация стадии выделения продукта, обеспечивающая получение препарата, сохраняющего водорастворимость и цитотоксическую активность при хранении.

Проблема решена предлагаемым способом получения полиакрилата золота, включающим взаимодействие водных растворов полиакриловой кислоты и золотохлористоводородной кислоты, отличающимся тем, что перед введением в реакцию исходную полиакриловую кислоту подвергают проточному диализу и последующей лиофильной сушке, водные растворы золотохлористоводородной кислоты и диализованной полиакриловой кислоты вводят в реакцию в количествах, обеспечивающих примерно 6 - 12-кратный мольный избыток мономерного звена (-СН2-СНСООН-) относительно золотохлористоводородной кислоты, при этом применяют полиакриловую кислоту со средней молекулярной массой, в диапазоне 1,6 - 140 кДа, а полученный продукт подвергают проточному диализу.

Полиакрилат золота, полученный заявляемым способом, устойчив при хранении в стандартных условиях как в растворе, так и в сухой форме, полученной лиофилизацией очищенной диализом реакционной смеси.

На Фиг. 1. показана зависимость цитотоксической активности полиакрилата золота от концентрации препарата, выраженной в мЕд А226,5 (соответствует содержанию Au(III)). По оси абсцисс отложена концентрация тестируемого раствора образца полиакрилата золота (мЕд А226,5), по оси ординат - доля (в %) погибших клеток линии MCF-7 карциномы молочной железы человека, определенная с помощью теста МТТ.

Для получения полиакрилата золота заявляемым способом используют коммерческие препараты полиакриловой кислоты. Необходимым этапом, обеспечивающим получение конечного продукта, пригодного для исследования в качестве потенциального противоопухолевого средства, является предварительная диализная очистка вводимого в реакцию полимера от содержащихся в нем примесей, присутствие которых в реакционной среде снижает выход и качество конечного продукта. Механизмы побочных реакций, протекающих с участием примесей, не изучены, однако, в модельных экспериментах нами показано, что присутствие ионов Na+ в исходном растворе полиакриловой кислоты приводит к снижению содержания Au(III) в конечном продукте на 15 - 50%. Образцы аурумакрила, полученные из ПАК, содержавшей примеси Na+, не только характеризуются невысоким содержанием трехвалентного золота, но и быстро теряют свою цитотоксическую активность и водорастворимость при хранении в стандартных условиях. Очистку исходного полимера целесообразно осуществлять с помощью проточного диализа, в процессе которого происходит деионизация исходной полиакриловой кислоты. Так, например, если до проведения диализа электропроводность растворов неочищенных коммерческих препаратов ПАК с ММ = 1,6 кДа и 140 кДа с содержанием сухого вещества 3% (0,42 М полиакрилатного звена с ММ = 72,06 г/моль) составляет от 14,3 до 15,6 мСм/см при 20°С, что соответствует содержанию ионов Na+~0,13 М (Ф. Берне, Ж. Кардонье, Водоочистка, Москва, Химия, 1997). На этом основании содержание одновалентных катионов, дающих основной вклад в электропроводность водных растворов при нейтральных рН, может быть оценено как 1 катион щелочного металла на 3 звена ПАГ. то после диализа электропроводность тех же растворов снижается до 69 - 75 мкСм/см при 20°С, т.е. в среднем в 200 раз. Таким образом, остаточное содержание катионов снижается до уровня ~0,6 мМ (1 катион щелочного металла на 600-650 звеньев ПАГ).

В процессе проточного диализа исходный полимер также освобождается от примесей низкомолекулярных реагентов, используемых в процессе получения полиакриловой кислоты (персульфат аммония, N,N,N',N'-тетраметилэтилендиамин) и от других низкомолекулярных продуктов, которые способствуют протеканию восстановительных реакций, приводящих к снижению в продукте содержания активного трехвалентного золота. В результате диализа против воды в течение 12-24 часов при комнатной температуре потеря сухих веществ в исходном полимере составляет до 30%.

Состав и количественное содержание примесей в исходном полимере могут колебаться от партии к партии и отличаться для сырья от различных производителей, однако, предварительная очистка исходного полимера является необходимым условием осуществления изобретения, поскольку присутствующие примеси провоцируют и ускоряют процессы восстановления биологически активного трехвалентного золота в неактивное металлическое золото. Очищенный полимер лиофильно высушивают и далее используют для получения полиакрилата золота.

Взаимодействие между ПАК и золотохлористоводородной кислотой осуществляют в водном растворе при комнатной температуре на воздухе при перемешивании в течение не менее 1 часа.

Эмпирически найдено, что для получения хорошо растворимого в воде продукта, содержащего максимальное количество Au(III), следует использовать примерно 6-12-кратные мольные избытки мономерного акрилатного звена (-СН2-СНСООН-) относительно золотохлористоводородной кислоты. Уменьшение мольного избытка акрилата приводит к получению продуктов с недостаточной растворимостью в воде, а его увеличение невозможно из-за ограниченной растворимости ПАК в воде. Использование в способе по прототипу (примеры 1 и 2) неоправданно высоких 30 - 60-кратных мольных избытков мономерного акрилата относительно золотохлористоводородной кислоты, наряду с отсутствием процедуры предварительной очистки ПАК, по-видимому, является одной из причин низкой конверсии золотохлористоводородной кислоты в конечный продукт.

Также нами показано, что для получения продукта, отвечающего требованиям хорошей растворимости и максимальной конверсии Au(III) из золотохлористоводородной кислоты в готовый продукт, концентрация полиакрилата золота в исходной реакционной смеси должна составлять от примерно 3 до примерно 10 мг/мл. При более низкой концентрации происходит к снижение величины К (конверсии трехвалентного золота в конечный продукт); применение концентраций выше 10% невозможно из-за ограниченной растворимости ПАК в воде.

Следует отметить, что предварительная диализная очистка исходной полиакриловой кислоты в сочетании с применением оптимальных мольных соотношений между реагентами позволяет получать полиакрилат золота с высоким содержанием Au(III) в широком диапазоне средних молекулярных масс исходного полимера: от 1,6 до 250 кДа. Однако, при увеличении средней молекулярной массы исходного полимера выше 140 кДа наблюдается снижение водорастворимости конечного продукта и снижение величины K, что делает препарат непригодным для испытаний и применения в качестве противоопухолевого средства.

По завершении реакции реакционную смесь подвергают проточному диализу для удаления образовавшейся в процессе реакции соляной кислоты, остатков непрореагировавшей золотохлористоводородной кислоты и других низкомолекулярных примесей. Это обеспечивает получение полиакрилата золота, устойчивого при хранении, как в виде водного раствора, так и в сухом виде после лиофилизации. При этом продукт сохраняет хорошую растворимость в воде и высокое содержание трехвалентного золота.

Изобретение проиллюстрировано примерами осуществления в сравнении с прототипом. В качестве исходных реагентов во всех примерах использованы коммерческие образцы полиакриловой кислоты (SigmaAldrich, США) с разными значениями средних молекулярных масс ММ и золотохлористоводородная кислота HAuCl4×(3 - 4) H2O производства ОАО «Аурат».

Пример 1 (сравнительный). Получение полиакрилата золота способом по прототипу. ММПАК = 100 кДа.

Навеску 50 мг полиакриловой кислоты ММ = 100 кДа растворяют в 938 мкл воды при перемешивании при комнатной температуре в течение 12 часов. К полученному 5,7%-ному раствору по каплям добавляют 61 мкл водного раствора, содержащего 8,3 мг золотохлористоводородной кислоты. Мольное соотношение между мономерным акрилатом в составе ПАК и золотохлористоводородной кислотой ~32:1. Реакцию ведут в течение 1 часа при комнатной температуре при перемешивании на магнитной мешалке со скоростью 60 об/мин. Реакционную смесь высушивают в вакуум-эксикаторе в течение 24 часов при комнатной температуре при остаточном давлении 10-30 мм рт. ст.

Масса сухого продукта 57,8 мг (выход 99,14%).

Растворимость в воде свежеприготовленного образца - более 10 мг/мл, но менее 15 мг/мл.

Определение содержания Au(Ш) и степени конверсии золотохлористоводородной кислоты в трехвалентное золото в составе полиакрилата золота

Навеску 10 мг сухого препарата растворяют при перемешивании в течение 1 часа в 1 мл воды. Аликвоту объемом 100 мкл смешивают с 2 мл раствора HCl 100 мМ. Поглощение полученного раствора при λ=226,5 А226,5 = 0,967 Ед.

Содержание в сухом продукте Au(III), рассчитанное, как описано выше, по величине А226,5: MAu(III)=12,5 мкмоль/мг общих сухих веществ.

Степень конверсии золотохлористоводородной кислоты в трехвалентное золото в составе полиакрилата золота, рассчитанная, как описано выше: K = 15,6%.

При хранении до использования в течение 12 часов в стандартных условиях (в закрытых ампулах без доступа света при температуре плюс 4÷6°С) водный раствор полиакрилата золота меняет цвет, наблюдается образование темного осадка, содержание в растворе трехвалентного золота снижается на 18%. Через 14 дней хранения до использования содержание в растворе активного трехвалентного золота уже не превышает 10% от исходного. При хранении в тех же условиях сухого препарата растворимость в воде падает до значений менее 3 мг/мл. Такая нестабильность препарата, полученного в соответствии с описанием к изобретению [RU 2607519 С1, опубл. 10.01.2017], делает его практически непригодным для проведения биологических испытаний, и тем более - для практического применения в качестве фармакологической субстанции.

Приведенные ниже примеры 2-10 описывают различные варианты получения полиакрилата золота заявляемым способом, однако не охватывают всех вариантов, подпадающих под формулу изобретения.

Пример 2. ММПАК = 100 кДа. Мольное соотношение между мономерным акрилатом в составе ПАК и золотохлористоводородной кислотой ~12:1. Начальная концентрация раствора ПАК в реакционной смеси ~3%.

Водный раствор ПАК со средней молекулярной массой ММ = 100 кДа концентрацией ~3% подвергают проточному диализу против воды в диализном мешке MWCO 15000) в течение 12 часов при комнатной температуре. После диализа образец лиофильно высушивают. Потеря сухого вещества составляет 29,3%.

Готовят ~3%-ный раствор очищенного и высушенного, как описано выше полимера. Навеску 50 мг растворяют в 1,67 мл воды в течение 12 часов при комнатной температуре при перемешивании на магнитной мешалке. К раствору по каплям прибавляют 30 мкл водного раствора, содержащего 23,8 мг золотохлористоводородной кислоты: в исходной реакционной смеси концентрация ПАК равна 2,94%. Мольное соотношение между мономерным акрилатом в составе ПАК и золотохлористоводородной кислотой 11,72:1. Реакцию ведут 12 часов, при комнатной температуре при перемешивании на магнитной мешалке со скоростью 60 об/мин. Реакционную смесь очищают от низкомолекулярных примесей проточным диализом против воды в течение 12 часов при комнатной температуре с использованием диализного мешка MWCO 15000).

После очистки диализом раствор полиакрилата золота лиофильно высушивают.

Масса сухого продукта 50,8 мг.

Растворимость в воде 29,3±3,3 мг/мл.

Определение содержания Au(III) и степени конверсии золотохлористоводородной кислоты в трехвалентное золото в составе полиакрилата золота проводят аналогично примеру 1. Поглощение раствора с концентрацией сухих веществ 29,3±3,3 мг/мл при λ = 226,5 А226,5 = 1,53 Ед.

Содержание Au(III) в сухом продукте М Au(III)=21,1±0,6 мкмоль/мг общих сухих веществ.

Степень конверсии золотохлористоводородной кислоты в трехвалентное золото в составе полиакрилата золота К = 38,2%.

При хранении сухого препарата до использования в стандартных условиях (без доступа света и воздуха температура +4°С) в течение 44 суток растворимость вещества в воде остается неизменной, а содержание Au(III) составляет М Au(III)=20,9±0,6 мкмоль/мг общих сухих веществ.

Таким образом, сравнение результатов, полученных в примерах 1 и 2, показывает, что при одной и той же средней молекулярной массе исходного полимера введение в способ стадии диализной очистки исходного полимера и уменьшение мольного избытка акрилатного звена по отношению к исходной золотохлористоводородной кислоте на стадии взаимодействия исходных компонентов, даже при использовании более низкой концентрации полимера в реакционной смеси позволяет более, чем вдвое увеличить в конечном продукте содержание активного трехвалентного золота и получить сухой препарат, устойчивый при хранении до использования в стандартных условиях.

Пример 3. ММПАК = 1,6 кДа. Мольное соотношение между мономерным акрилатом в составе ПАК и золотохлористоводородной кислотой ~12:1. Начальная концентрация раствора ПАК в реакционной смеси ~3%

В качестве исходного полимера используют ПАК со средней молекулярной массой ММПАК = 1,6 кДа. Очистку исходного полимера и дальнейшее получение полиакрилата золота проводят, как описано в Примере 2.

Определение содержания Au(III) и степени конверсии золотохлористоводородной кислоты в трехвалентное золото в составе полиакрилата золота проводят аналогично примеру 1.

Поглощение раствора при λ = 226,5 А226,5 = 3,0 Ед.

Содержание Au(III) в сухом продукте М Au(III)=41,1±0,8 мкмоль/мг общих сухих веществ.

Степень конверсии золотохлористоводородной кислоты в трехвалентное золото в составе аурумакрила К = 74,6%.

При хранении полученного раствора в стандартных условиях (без доступа света и воздуха температура +4°С) до использования в течение 44 суток не наблюдается каких-либо визуальных изменений, содержание Au(III) в нем остается практически неизменным: 41,2±0,5 мкмоль/мг общих сухих веществ.

Приведенный пример показывает, что полиакрилат золота, полученный заявляемым способом из исходной ПАК с относительно невысокой степенью полимеризации (средняя молекулярная масса ММ = 1,6 кДа), характеризуется высоким содержанием трехвалентного золота, высокой степенью конверсии Au(III) в состав полимерного полиакрилата и устойчивостью при хранении до использования в растворе.

Пример 4. ММПАК = 100 кДа. Мольное соотношение между мономерным акрилатом в составе ПАК и золотохлористоводородной кислотой ~12:1. Начальная концентрация раствора ПАК в реакционной смеси ~10%.

В качестве исходного полимера используют ПАК со средней молекулярной массой ММПАК = 100 кДа. Очистку исходного полимера проводят, как описано в Примере 2. Навеску 50 мг очищенного полимера растворяют в 1,67 мл воды в течение 12 часов при комнатной температуре при перемешивании на магнитной мешалке. К раствору по каплям прибавляют 30 мкл водного раствора, содержащего 23,8 мг золотохлористоводородной кислоты. В исходной реакционной смеси концентрация ПАК равна 2,94%. Мольное соотношение между мономерным акрилатом в составе ПАК и золотохлористоводородной кислотой 11,72:1. Реакционную смесь очищают от низкомолекулярных примесей проточным диализом против воды в течение 12 часов при комнатной температуре в диализном мешке MWCO 15000.

Определение содержания Au(III) и степени конверсии золотохлористоводородной кислоты в трехвалентное золото в составе аурумакрила проводят аналогично примеру 1.

Поглощение раствора при λ=226,5 А226,5 = 1,53 Ед.

Содержание Au(III) в сухом продукте М Au(III)=21,2±0,7 мкмоль/мг общих сухих веществ.

Степень конверсии золотохлористоводородной кислоты в трехвалентное золото в составе полиакрилата золота К = 38,2%.

При хранении раствора до использования в стандартных условиях (без доступа света и воздуха температура +4°С) в течение 44 суток не наблюдается каких-либо визуальных изменений, содержание Au(III) в нем остается практически неизменной: 21,1±0,3 мкмоль/мг общих сухих веществ.

Приведенный пример показывает, что полиакрилат золота, полученный заявляемым способом из исходной ПАК с относительно со степенью полимеризации, идентичной прототипу (средняя молекулярная масса ММ = 100 кДа), характеризуется высокой степенью конверсии Au(III), в 2,4 раза превосходя показатель препарата, полученного способом по прототипу. Полученный полиакрилат золота устойчив при хранении в растворе в течение 44 суток в стандартных условиях.

Примеры 5-7. ММПАК = 1,6 кДа, 11,5 и 140 кДа. Мольное соотношение между мономерным акрилатом в составе ПАК и золотохлористоводородной кислотой 5:1. Начальная концентрация раствора ПАК в реакционной смеси ~10%.

В качестве исходного полимера используют ПАК со средними молекулярными массами ММПАК = 1,6 кДа, 11,5 и 140 кДа. Очистку исходных полимеров проводят, как описано в Примере 2. Навеску 50 мг очищенного полимера растворяют в 500 мкл воды в течение 12 часов при комнатной температуре при перемешивании на магнитной мешалке. К раствору по каплям прибавляют 60 мкл водного раствора, содержащего 47,6 мг золотохлористоводородной кислоты. Мольное соотношение между мономерным акрилатом в составе ПАК и золотохлористоводородной кислотой составляет 5:1. Реакционную смесь очищают от низкомолекулярных примесей проточным диализом против воды в течение 12 часов при комнатной температуре в диализном мешке MWCO 15000.

Определение содержания Au(III) и степени конверсии золотохлористоводородной кислоты в трехвалентное золото в составе полиакрилата золота проводят аналогично примеру 1.

Содержание Au(III) в сухом продукте M Au(III) составляет:

для ПАК ММ=1,6 кДа - 8,68 мкмоль/мг общих сухих веществ;

для ПАК ММ=11,5 кДа - 10,3 мкмоль/мг общих сухих веществ

для ПАК ММ=140 кДа - 11,63 мкмоль/мг общих сухих веществ

Степень конверсии золотохлористоводородной кислоты в трехвалентное золото в составе готового полиакрилата золота K составляет:

для ПАК ММ=1,6 кДа - 74,4% от теоретического;

для ПАК ММ=11,5 кДа - 88,4% от теоретического;

для ПАК ММ=140 кДа - 99,8% от теоретического.

Сравнение приведенного примера с данными примеров 1 и 4 показывает, что полиакрилат золота, полученный заявляемым способом при условии использования для синтеза ПАК в концентрации 10% вместо 5,3% (по прототипу) м 3% (пример 4) позволяет повысить степень конверсии Au(III) в готовый продукт практически до теоретического максимума (99,8%).

Примеры 8-10 ММПАК = 1,6 кДа, 11,5 и 140 кДа. Мольное соотношение между мономерным акрилатом в составе ПАК и золотохлористоводородной кислотой ~10:1. Начальная концентрация раствора ПАК в реакционной смеси ~10%

В качестве исходного полимера используют ПАК со средними молекулярными массами ММПАК = 1,6 кДа, 11,5 и 140 кДа. Очистку исходных полимеров проводят, как описано в Примере 2. Навеску 50 мг очищенного полимера растворяют в 500 мкл воды в течение 12 часов при комнатной температуре при перемешивании на магнитной мешалке. К раствору по каплям прибавляют 30 мкл водного раствора, содержащего 23,8 мг золотохлористоводородной кислоты. Мольное соотношение между мономерным акрилатом в составе ПАК и золотохлористоводородной кислотой составляет 10:1. Реакционную смесь очищают от низкомолекулярных примесей проточным диализом против воды в течение 12 часов при комнатной температуре в диализном мешке MWCO 15000.

Определение содержания Au(III) и степени конверсии золотохлористоводородной кислоты в трехвалентное золото в составе полиакрилата золота проводят аналогично примеру 1.

Содержание Au(III) в сухом продукте М Au(III) составляет:

для ПАК ММ = 1,6 кДа - 11,66 мкмоль/мг общих сухих веществ;

для ПАК ММ = 11,5 кДа - 9,96 мкмоль/мг общих сухих веществ;

для ПАК ММ=140 кДа - 12,06 мкмоль/мг общих сухих веществ.

Степень конверсии золотохлористоводородной кислоты в трехвалентное золото в составе аурумакрила К составляет:

для ПАК ММ = 1,6 кДа - 90,9% от теоретического;

для ПАК ММ = 11,5 кДа - 77,7% от теоретического;

для ПАК ММ = 140 кДа - 94,1% от теоретического.

Результаты получения полиакрилата золота по примерам осуществления изобретения в сравнении с прототипом представлены в Таблице 1.

Данные примеров 1 и 2, отраженные в таблице 1 показывают, что введение стадии предварительной диализной очистки ПАК до введения в синтез повышает конверсию золотохлористоводородистой кислоты в полиакрилат золота в 2 и более раза. При этом достигается увеличение растворимости в 3 и более раз. Кроме того, как указано в Примере 2, достигается повышение сохранности полиакрилата золота при хранении: после хранения в течение 44 суток препарат полностью сохраняет растворимость и содержание Au(III), достигнутые в момент окончания синтеза, чего не наблюдается для полиакрилата золота, полученного согласно способу по прототипу.

Сравнение Примера 2 с Примером 1 показывает, что использование лиофильной сушки вместо высушивания под вакуумом также вносит вклад в повышение растворимости готового продукта - полиакрилата золота.

Сравнение Примера 3 с Примером 2 позволяет сделать вывод о том, что использование ПАК со средней молекулярной массой 1,6 кДа при соотношении звена ПАК к HAuCl4 в момент синтеза 12:1 вместо 32:1 (по прототипу) позволяет поднять показатель конверсии К с 38,2: до 74,6%. При этом большая эффективность использования низкомолекулярных вариантов ПАК с ММ=1,6 кДа по сравнению с ММ=100 кДа наблюдается при сравнении данных Примеров 3 и 4.

Данные Примеров 5-10 в сравнении с данными Примеров 2, 3 и 4 показывают, что использование при синтезе полиакрилата золота максимально концентрированного раствора ПАК (10% мас.) позволяет добиваться существенного повышения показателя конверсии К по сравнению с использованием менее концентрированных растворов (3 и 5,3%). Этот принцип соблюдается при использовании для синтеза ПАК с любой ММ.

При этом оптимальное молярное соотношение звена ПАК к HAuCl4 в момент синтеза может варьироваться в зависимости от ММ полимера. Для полимера с ММ=1,6 кДа наилучший результат достигнут при соотношении 10:1, а для полимера с ММ=140 кДа более выгодным является соотношение 5:1.

1. Способ получения полиакрилата золота, включающий взаимодействие водных растворов полиакриловой кислоты и золотохлористоводородной кислоты, отличающийся тем, что перед введением в реакцию исходную полиакриловую кислоту подвергают проточному диализу и последующей лиофильной сушке, водные растворы золотохлористоводородной кислоты и полиакриловой вводят в реакцию в количествах, обеспечивающих 5-10-кратный мольный избыток мономерного звена (-СH2-СНСООН-) относительно золотохлористоводородной кислоты, при этом применяют полиакриловую кислоту со средней молекулярной массой в диапазоне 1,6-140 кДа, а полученный продукт подвергают проточному диализу.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что реакцию проводят в растворе, содержащем 3-10 мас.% полиакриловой кислоты.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что после проточного диализа раствор готового полиакрилата золота подвергают лиофильной сушке и хранят до использования в сухом состоянии.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что после проведения проточного диализа раствор готового полиакрилата золота хранят до использования в виде раствора.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области получения каучуков общего и специального назначения с регулируемым значением хладотекучести. Предложен способ получения каучуков с пониженной хладотекучестью, где каучуки выбраны из группы, включающей полибутадиеновый каучук, бутилкаучук, полиизобутиленовый каучук.

Изобретение касается легированных алюминием, содержащих группы иминодиуксусной кислоты хелатообразующих смол. Описан способ получения легированной алюминием, содержащей группы иминодиуксусной кислоты хелатообразующей смолы, содержащей функциональные группы формулы , причем представляет собой полимерный скелет, а Х является любым одновалентным анионом; согласно изобретению a) капли мономера из по меньшей мере одного моновинилароматического соединения и по меньшей мере одного поливинилароматического соединения, а также из по меньшей мере одного порогена и по меньшей мере одного инициатора подвергают взаимодействию с получением сшитого гранулированного продукта полимеризации, b) указанный сшитый гранулированный продукт полимеризации со стадии а) подвергают фталимидометилированию с помощью производных фталимида и при этом взаимодействии производное фталимида используют в соотношении от 0,7 моль до 1,7 моль на один моль гранулированного продукта полимеризации, c) указанный фталимидометилированный гранулированный продукт полимеризации со степенью первичного замещения фталимидометильными группами от 0,6 до 1,5 со стадии b) подвергают превращению в аминометилированный гранулированный продукт полимеризации и d) указанный аминометилированный гранулированный продукт полимеризации со стадии с) подвергают взаимодействию с хлоруксусной кислотой или ее солями с получением хелатообразующих смол, имеющих группы иминодиуксусной кислоты, со степенью функционализации аминогрупп группами уксусной кислоты от 1,4 до 1,65, а молярное соотношение для хлоруксусной кислоты или ее солей составляет от 1,8:1 до 2,5:1, в пересчете на количество использованного аминометилированного гранулированного продукта полимеризации, и е) указанную хелатообразующую смолу, содержащую группы иминодиуксусной кислоты, со стадии d) приводят в контакт с раствором алюминиевой соли трехвалентного иона алюминия.

Изобретение может быть использовано при изготовлении изделий из резины. Способ получения обработанного наполнителя включает обработку суспензии, содержащей необработанный наполнитель, который не является предварительно высушенным, с помощью композиции, содержащей агент для обработки.

Изобретение может быть использовано при изготовлении изделий из каучука. Способ получения обработанного наполнителя включает обработку суспензии, содержащей необработанный наполнитель, который не является предварительно высушенным, с помощью композиции для обработки, содержащей агент для обработки.

Изобретение относится к композициям на основе этилена с (мет)акриловой кислотой. Композиционную латексную эмульсию сополимера (поли)этилена и (мет)акриловой кислоты получают по способу, включающему: a) смешивание сополимера (поли)этилена и (мет)акриловой кислоты и нейтрализующего агента в воде для формирования смеси; и b) смешивание смеси с этилен-ненасыщенным мономерным компонентом для формирования композиционной латексной эмульсии сополимера (поли)этилена и (мет)акриловой кислоты.

Изобретение относится к способу получения радиофармпрепаратов класса поли-N-виниламидов с металлами подгруппы марганца. Способ включает синтез полимера-носителя радиоизотопов, содержащего аминогруппы, и выполнение процесса радиомечения.

Изобретение относится к функциональным полидиенам, способам их получения и композициям на их основе. Предложен функциональный полидиен, который содержит по меньшей мере один тип сопряженных диеновых структурных единиц и силановые связывающие функциональные единицы в своей молекулярной цепи, представленные формулой (I), средняя молекулярная масса функционального полидиена составляет 50000~1000000; R1-R3 представляет собой С1-С5 линейный или разветвленный алкил или линейный или разветвленный алкоксил, и R4 представляет собой С1-С5 линейный или разветвленный алкилен.

Изобретение относится к области химии высокомолекулярных соединений и ядерной медицины, а именно к способу получения синтетических металл-полимерных комплексов радиоизотопов галлия-68.

Изобретение относится к каталитическим материалам, обладающим высокой активностью в различных химических реакциях, а также длительным сроком службы. Каталитические материалы состоят из особых гибридных сочетаний неорганических/полимерных соединений, содержащих наночастицы металлов, и могут легко использоваться повторно с пренебрежимо малым выщелачиванием катализаторов.

Изобретение относится к светорегулирующему термохромному устройству, включающему по меньшей мере две светопропускающих подложки и по меньшей мере один термохромный слой, обратимо изменяющий пропускание световых и тепловых потоков при изменении его температуры в видимой и/или ближней ИК областях спектра.

Изобретение относится к способу получения полимерной композиции. Предложен способ получения полимерной композиции, в котором а) предоставляют мономерный состав М), включающий А) по меньшей мере одну α,β-этиленненасыщенную карбоновую кислоту, выбранную из акриловой кислоты, метакриловой кислоты и их смесей, причем компонент А) может быть частично или полностью заменен ненасыщенной сульфокислотой в качестве компонента С).

Настоящее изобретение касается применения гелеобразной полимерной композиции в композициях для машинного мытья посуды. Предложено применение гелеобразной полимерной композиции, получаемой способом, при котором: a) предоставляют мономерную композицию, которая состоит из акриловой кислоты или акриловой кислоты и по меньшей мере одной другой α,β-этиленненасыщенной кислоты, выбранной из карбоновых кислот, сульфоновых кислот, фосфоновых кислот и их смесей, причем мономерная композиция свободна от мономеров со сшивающим действием, которые содержат две или больше двух способных к полимеризации α,β-этиленненасыщенных двойных связей на каждую молекулу; b) предоставленную на стадии а) мономерную композицию подвергают радикальной полимеризации в присутствии по меньшей мере одного простого полиэфирного компонента, который выбран из простых полиэфироспиртов со среднечисленной молекулярной массой по крайней мере 200 г/моль и их простых моно- и диалкиловых эфиров с 1-6 атомами углерода в алкиле, поверхностно-активных веществ, содержащих простые полиэфирные группы, и их смесей, причем радикальную полимеризацию на стадии b) дополнительно осуществляют в присутствии растворителя, который выбран из воды, алкановых спиртов с 1-6 атомами углерода, отличающихся от простого полиэфирного компонента полиолов, их простых моно- и диалкиловых эфиров и их смесей, в композициях для машинного мытья посуды.

Изобретение относится к способу получения водных растворов низкомолекулярных сополимеров моноэтиленненасыщенных карбоновых кислот с 3-4 атомами углерода и к их применению в качестве ингибиторов солеотложения в водооборотных системах и в теплоэнергетике.

Изобретение относится к способу полимеризации акриловой кислоты с самой собой или с другими по меньшей мере однократно этилен-ненасыщенными соединениями, причем в качестве исходного вещества используют полученные путем отделения из суспензии S ее кристаллов в маточнике кристаллы акриловой кислоты, которые получают с помощью процесса разделения для очистительного отделения кристаллов акриловой кислоты из суспензии S ее кристаллов в маточнике с применением устройства, включающего гидравлическую промывочную колонну, имеющую обладающее симметрией вращения вокруг проходящей сверху вниз продольной оси рабочее пространство, ограниченное цилиндрической стенкой и двумя концами, лежащими на оси симметрии противоположно друг другу, причем при запуске процесса разделения для первоначального формирования слоя кристаллов в рабочем пространстве контур циркуляции расплава кристаллов, включающий в себя пространство расплава кристаллов, а также рабочее пространство не заполненной ранее промывочной колонны сначала заполняют стартовой жидкостью AT, содержащей акриловую кислоту, таким образом, чтобы уровень заполнения рабочего пространства стартовой жидкостью AT по меньшей мере был выше выводного устройства, затем продолжают заполнение промывочной колонны, для чего насосом P2 подают поток ST* суспензии S от источника QS по подающим соединениям E1, E2 через распределительное пространство и через проходы U в рабочее пространство промывочной колонны, а от выведенного при этом через фильтровальные трубы из промывочной колонны потока отработанного маточника SM* как источника QT* при необходимости подающим насосом P3 ведут часть потока как поток регуляторного маточника SL* по подающим соединениям C1, C2 через распределительное пространство и проходы U и/или непосредственно в рабочее пространство промывочной колонны и продолжают это по меньшей мере настолько долго, пока не наступит момент tS, в который разность давлений PD=PK-PV, где PK - это давление, в каждом случае имеющееся в произвольно выбранном месте в пространстве расплава кристаллов в определенный момент подачи потока ST*, и PV - это в каждом случае давление, имеющееся в произвольно выбранном месте в распределительном пространстве в тот же момент времени, более не возрастает в зависимости от длительности подачи потока ST* и не остается постоянной, а резко падает, причем с соблюдением того условия, что до наступления момента tS средняя поверхностная нагрузка на фильтры F, рассчитанная из среднего арифметического значения в целом за время подачи потока ST* через фильтры F фильтровальных труб до данного момента времени текущего потока отработанного маточника SM*, разделенного на общую площадь всех фильтров F, составляет не более 80 м3/(м2⋅ч), содержащая акриловую кислоту стартовая жидкость AT представляет собой такую жидкость, при охлаждении которой до запуска кристаллизации осаждающиеся из нее кристаллы представляют собой кристаллы акриловой кислоты, и между температурой кристаллизации TKB этих кристаллов акриловой кислоты в стартовой жидкости AT, указанной в градусах Цельсия, и температурой TS суспензии S потока ST*, указанной в градусах Цельсия, выполняется соотношение TKB≤TS+15°C.
Изобретение относится к суперабсорбирующим полимерным смолам и способам их получения. Предложена суперабсорбирующая акрилатная смола с включенными в нее частицами, выбранными из диоксида кремния, оксида титана, оксида алюминия и их комбинаций и обладающими следующими свойствами i)-ii): i) величина удельной площади поверхности по БЭТ составляет в интервале 300-1500 м2/г, ii) степень пористости составляет 50% или более.
Изобретение относится к способам получения супервпитывающих полимеров. Предложен способ получения супервпитывающего полимера, включающий а) проведение для композиции мономера, содержащей (мет)акриловую кислоту и инициатор полимеризации, термической полимеризации или фотополимеризации с получением полимерного гидрогеля, b) высушивание полимерного гидрогеля, с) размалывание высушенного полимерного гидрогеля до размера частиц 150-850 мкм, d) добавление к размолотому полимерному гидрогелю частиц, характеризующихся i) площадью удельной поверхности согласно методу БЭТ в диапазоне от 300 до 1500 м2/г и ii) пористостью, составляющей 50% и более, и поверхностного сшивателя и е) проведение реакции поверхностного сшивания.

Изобретение относится к способу получения терминальной группы у полимера. Способ обеспечения терминальной функциональной группы у полимера включает взаимодействие терминально активного полимера, который содержит полиеновое мономерное звено, с α,β-этиленненасыщенным соединением, имеющим общую формулу (I) где каждый R независимо представляет собой атом водорода или С1-С10-алкильную группу, М представляет собой элемент 2-13 групп, у и z являются целыми числами при условии, что z не равен нулю и сумма у+z равна валентности М, и каждый X независимо представляет собой R1, OR1, OC(O)R1, C(O)OR1 или NR12, где каждый R1 независимо представляет собой С1-С30 алкильную группу, тем самым обеспечивая указанную терминальную функциональную группу у указанного полимера.

Настоящее изобретение относится к применению стабильных кислотных форм полиакрилатов в качестве вспомогательных веществ для переработки минерального сырья. Описана композиция для применения в переработке минерального сырья, содержащая полимер, включающий по меньшей мере одну карбоновую кислоту, и наполнитель, выбранный из группы, состоящей из каолина, талька, глины, белой сажи, гидроксида алюминия, диоксида титана, карбоната кальция, кальцита, мрамора и их смесей, причем указанный полимер, включающий по меньшей мере одну карбоновую кислоту, представляет собой гомополимер акриловой кислоты или сополимер акриловой кислоты и ненасыщенного мономера, выбранного из группы, состоящей из малеиновой кислоты, фумаровой кислоты, малеинового ангидрида и их комбинаций, и где указанный полимер в кислотной форме и является не нейтрализованным, обладает молекулярной массой (Mw) от 1000 до 10000 г/моль и характеризуется лучшими реологическими характеристиками в минеральных пульпах по отношению к контрольному полимеру сравнительной карбоксильной композиции, молекулярной массой и полидисперсностью, где контрольный полимер представляет собой полностью нейтрализованный полимер.

Изобретение относится к получению суперабсорбирующего полимера полиакриловой кислоты на основе полученной из биологического сырья акриловой кислоты. Композиция суперабсорбирующего полимера получена из акриловой мономерной композиции, при этом указанная акриловая мономерная композиция состоит из акриловой кислоты, производных акриловой кислоты или их смесей, при этом указанная композиция акриловой кислоты содержит, по меньшей мере, приблизительно 98 мас.% акриловой кислоты, производных акриловой кислоты или их смесей и при этом часть оставшихся примесей в указанной композиции акриловой кислоты представляет собой молочную кислоту, производные молочной кислоты или их смеси, причем указанная композиция для суперабсорбирующего полимера получена с помощью способа (I), включающего стадию, на которой: а.

Изобретение относится к способу получения полимера (мет)акриловой кислоты без использования растворителя, способного генерировать летучие органические соединения.
Изобретение относится к области нанотехнологий и ветеринарной медицине. Способ получения нанокапсул ветеринарного препарата биопага-Д характеризуется тем, что в качестве оболочки нанокапсул используется конжаковая камедь, а в качестве ядра - порошок биопага-Д, при этом к суспензии конжаковой камеди в бутаноле прибавляют 0,01 г Е472с в качестве поверхностно-активного вещества, затем полученную смесь перемешивают на магнитной мешалке, после чего добавляют порошок биопага-Д, затем добавляют 5 мл хлороформа, далее полученную суспензию нанокапсул отфильтровывают и сушат при комнатной температуре, при этом массовое соотношение ядро : оболочка составляет в нанокапсулах 1:1, или 1:3, или 1:5.
© Патентный поиск, поиск патентов на изобретения - FindPatent.RU 2012-2024
Политика конфиденциальности 2018-12-05 2019-06-04T09:00:35
Наверх