патент
№ RU 2690536
МПК C08F8/42

Способ получения полиакрилата золота, проявляющего противоопухолевую активность

Авторы:
Смирнова Мария Сергеевна Спиридонов Василий Владимирович Позднякова Наталья Владимировна
Все (42)
Номер заявки
2018142981
Дата подачи заявки
05.12.2018
Опубликовано
04.06.2019
Страна
RU
Дата приоритета
27.05.2024
Номер приоритета
Страна приоритета
Как управлять
интеллектуальной собственностью
Иллюстрации 
1
Реферат

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 (-СH-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.

Формула изобретения

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.

Описание

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 МAu(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 МAu(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 МAu(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 МAu(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 MAu(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 МAu(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.

Как компенсировать расходы
на инновационную разработку
Похожие патенты