Carbonatos y ureas cíclicos reactivos para modificar biomoléculas , polímeros y superficies.

Procedimiento para modificar un sustrato, que posee grupos funcionales elegidos entre grupos hidroxi y gruposamino primarios y secundarios,

en el que se pone en contacto por lo menos un sustrato con un compuesto de lafórmula I o II en condiciones tales que los grupos funcionales reaccionan abriendo el anillo del 1,3-dioxolano o elanillo del 1,3-diazaheptano y formando un enlace covalente con el compuesto de la fórmula I o II,

en las que:

R significa alquileno C1-C12; y k es el número 1 ó un número entero mayor que 1;

si k es el número 1, entonces X significa CO-CH≥CH2, CO-C(CH3)≥CH2, CO-O-arilo, (alquileno C2-C6)-SO2CH≥CH2o CO-NH-R1; y

R1 significa alquilo C1-C30, halogenoalquilo C1-C30, hidroxialquilo C1-C30, (alquiloxi C1-C6)-alquilo C1-C30, (alquil C1-C6)-carboniloxi-alquilo C1-C30, amino-alquilo C1-C30, mono- o di(alquil C1-C6)-amino-alquilo C1-C30, amonio-alquilo C1-C30, polioxialquileno-alquilo C1-C30, polisiloxanil-alquilo C1-C30, (met)acriloiloxi-alquilo C1-C30, sulfono-alquilo C1-C30,fosfono-alquilo C1-C30, di(alquil C1-C6)-fosfono-alquilo C1-C30, fosfonato-alquilo C1-C30, di(alquil C1-C6)-fosfonatoalquiloC1-C30 o un resto sacárido y

si k es un número entero mayor que 1, entonces X significa (i) el resto de una poliamina, con el que se une la porciónde la fórmula que está entre corchetes a través de grupos (CO)NH, o (ii) una estructura polimérica con la que seune la porción de la fórmula que está entre corchetes a través de grupos (CO), NH-(alquileno C2-C6)-O(CO) o (CO)-O-(alquileno C2-C6)-O(CO).

Carbonatos y ureas cíclicos reactivos para modificar biomoléculas, polímeros y superficies La presente invención se refiere a un procedimiento para modificar sustratos, por ejemplo biomoléculas, polímeros y superficies con carbonatos y ureas cíclicos reactivos, se refiere también a carbonatos y ureas cíclicos y a polímeros modificados.

La funcionalización duradera de la superficie es importante para un gran número de materiales y aplicaciones. Por ejemplo, gracias a un recubrimiento, las superficies de los materiales pueden hacerse biocompatibles con la heparina. Otras aplicaciones son los acabados repelentes de la suciedad y bacteriostáticos y la mejora de la adherencia de adhesivos y pinturas.

La modificación de una superficie puede realizarse por formación de enlaces covalentes, por quimisorción o por adsorción. Son ejemplos de una modificación reactiva la realizada con isocianatos, con silanos y por reacciones de injerto iniciadas con radicales. Un procedimiento aplicado con frecuencia para introducir grupos funcionales en las superficies se basa en un recubrimiento provisto de grupos funcionales silano, en especial aminosilano. El tratamiento con aminosilanos es técnicamente costoso y no puede realizarse en solución acuosa.

La quimisorción se basa en las interacciones iónicas entre cargas superficiales negativas y compuestos catiónicos, por ejemplo compuestos de amonio. En la superficie de casi todos los materiales se encuentran grupos cargados negativamente. En el caso de polímeros hidrófobos, por ejemplo las poliolefinas, se forman cargas superficiales negativas por oxidación con el aire; esta oxidación puede intensificarse artificialmente por un tratamiento con plasma o por oxidación UV. Los polímeros policatiónicos, por ejemplo los compuestos de poliamonio, adsorben sobre tales superficies mediante la formación de complejos polielectrolitos. Gracias a la cooperación entre los múltiples pares de iones formados se genera una unión muy fuerte, que es estable incluso frente a fuerzas iónicas elevadas y valores extremos de pH.

La modificación específica de las biomoléculas puede ser incluso deseable en muchos casos. Se puede mejorar por ejemplo la vida media biológica de diversos ingredientes activos con la inserción de restos poli (óxido de alquileno) .

Existe demanda de reactivos y procedimientos que permitan introducir de forma específica determinados grupos funcionales químicos en las biomoléculas y en las superficies. Las reacciones necesarias deberían poderse realizar en condiciones suaves y, en el supuesto que afecten a biomoléculas, sin desnaturalizar a estas últimas.

En el documento US-A 5, 650, 234 se describen mezclas de carbonatos de polietilenglicol, que reaccionan directamente con grupos amino de los aminoglicanos o de proteínas o de superficies provistas de grupos amino. Los carbonatos de polietilenglicol permite la unión covalente de las biomoléculas a las superficies.

Existe también demanda de compuestos policatiónicos fácilmente accesibles para el tratamiento de superficies, que puedan aplicarse en forma de soluciones acuosas y contengan determinados grupos funcionales o bien permitan una modificación ulterior.

Jansen, I.F.G.A. y col. publican en Macromolecules 36, 3861-3873, 2003 que han estudiado la reactividad de diversos acrilatos, por ejemplo el metacrilato de 2-oxo-1, 3-dioxolan-4-ilo. En esta publicación se menciona, entre otros, el compuesto 4-[ (2-hidroxietil) -aminocarboniloximetil]-2-oxo-1, 3-dioxolano.

En el documento WO 02/42383 se describen composiciones reticulables por radiación, que pueden contener el acrilato de 2-oxo-1, 3-dioxolan-4-il-metoxicarbonilaminoetilo.

En un primer aspecto, esta invención se refiere a un procedimiento para modificar un sustrato, que dispone de grupos funcionales elegidos entre grupos hidroxi y grupos amino primarios y secundarios, en el que se pone en contacto por lo menos un sustrato con un compuesto de la fórmula I o II en condiciones tales que los grupos funcionales reaccionan abriendo el anillo 1, 3-dioxolano o 1, 3-diazaheptano y formando un enlace covalente con el compuesto de la fórmula I o II,

en las que:

R significa alquileno C1-C12; si k es el número 1, entonces X significa CO-CH=CH2, CO-C (CH3) =CH2, CO-O-arilo, (alquileno C2-C6) -SO2CH=CH2

o CO-NH-R1; y R1 significa alquilo C1-C30, halogenoalquilo C1-C30, hidroxialquilo C1-C30, (alquiloxi C1-C6) -alquilo C1-C30, (alquil C1C6) -carboniloxi-alquilo C1-C30, amino-alquilo C1-C30, mono-o di (alquil C1-C6) amino-alquilo C1-C30, amonio-alquilo C1

C30, polioxialquileno-alquilo C1-C30, polisiloxanil-alquilo C1-C30, (met) acriloiloxi-alquilo C1-C30, sulfono-alquilo C1-C30, fosfono-alquilo C1-C30, di (alquil C1-C6) -fosfono-alquilo C1-C30, fosfonato-alquilo C1-C30, di (alquil C1-C6) -fosfonatoalquilo C1-C30 o un resto sacárido y si k es un número entero mayor que 1, entonces X significa (i) el resto de una poliamina, con el que se une la porción de la fórmula que está entre corchetes a través de grupos (CO) NH, o (ii) una estructura polimérica con la que se une la porción de la fórmula que está entre corchetes a través de grupos (CO) , NH- (alquileno C2-C6) -O (CO) o (CO) O- (alquileno C2-C6) -O (CO) .

En la fórmula I, k es el número 1 ó un número mayor que 1, p.ej. 2 ó 3, ó 2-10000, p.ej. 10-1000.

El sustrato es con preferencia una biomolécula, un polímero o una superficie.

En una forma de ejecución del procedimiento se ponen en contacto el compuesto de la fórmula I o II con un primer sustrato en condiciones tales que se forme un enlace covalente entre el primer extremo del compuesto de la fórmula I o II y el primer sustrato y se pone en contacto el producto de reacción con un segundo sustrato en condiciones tales que se forme un enlace covalente entre el segundo extremo del compuesto de la fórmula I o II y el segundo sustrato.

En esta forma de ejecución, el resto X contiene en general un grupo funcional, que puede reaccionar con el primer sustrato, con preferencia un grupo (met) acriloílo, ariloxi, vinilsulfonilo o halogenoalquilo.

El primero y el segundo sustratos tomados como parejas son p.ej. una superficie y una biomolécula, una biomolécula y un agente modificador o una superficie y un agente modificador. Un agente modificador puede ser un compuesto de peso molecular bajo o un compuesto polimérico, que aporte determinadas propiedades hidrófilas o lipófilas, solubilidad, estabilidad o similares, o puede ser una molécula directora.

En un segundo aspecto, la invención se refiere a compuestos de la fórmula general I o II

en las que: R significa alquileno C1-C12, en especial metileno; si k es el número 1, entonces X significa (alquileno C2-C6) -SO2CH=CH2 o CO-NH-R1; y R1 significa alquilo C1-C30, halogenoalquilo C1-C30, hidroxialquilo C1-C30, (alquiloxi C1-C6) alquilo C1-C30, (alquil C1-C6) -carboniloxi-alquilo C1-C30, amino-alquilo C1-C30, mono-o di (alquil C1-C6) amino-alquilo C1-C30, amonio-alquilo C1-C30, polioxialquileno-alquilo C1-C30, polisiloxanil-alquilo C1-C30, sulfono-alquilo C1-C30,

fosfono-alquilo C1-C30, di (alquil C1-C6) -fosfono-alquilo C1-C30, fosfonato-alquilo C1-C30, di (alquil C1-C6) -fosfonatoalquilo C1-C30 o un resto sacárido y si R es alquileno C2-C12, en especial alquileno C4, entonces X significa también CO-O-arilo, CO-CH=CH2, COC (CH3) =CH2 o (met) acriloiloxi-alquilo C1-C30, exceptuando al 4-[ (2-hidroxietil) -aminocarboniloximetil]-2-oxo-1, 3dioxolano.

Si k es un número entero mayor que 1, entonces X significa el resto de una poliamina, con el que se une la porción de la fórmula que está entre corchetes a través de grupos (CO) NH. Son ejemplos de poliaminas las alquilenodiaminas, dialquilenotriaminas, polidimetilsiloxanos con grupos aminoalquilo (terminales o laterales) , polivinilamina, polialilamina, polietilenimina, quitosano, resinas de poliamida-epiclorhidrina, poliaminoestireno, péptidos o proteínas.

El término “alquilo” indica restos alquilo lineales, ramificados o cíclicos de 1 a 30 átomos de carbono, con preferencia de 1 a 18 y en especial de 1 a 12.

El término “arilo” significa con preferencia fenilo o naftilo, que puede estar eventualmente sustituido por 1-3 grupos alquilo C1-C4 o alcoxi C1-C4.

El término “halogenoalquilo” indica un grupo alquilo, en el que uno, varios o todos los átomos de hidrógeno se han sustituido por halógeno, en especial flúor. El término “hidroxialquilo” indica un resto alquilo, en el que uno o varios átomos de hidrógeno se han sustituido por grupo hidroxi. De igual manera, los términos “alquiloxialquilo”, “alquilcarboniloxialquilo”,... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para modificar un sustrato, que posee grupos funcionales elegidos entre grupos hidroxi y grupos amino primarios y secundarios, en el que se pone en contacto por lo menos un sustrato con un compuesto de la fórmula I o II en condiciones tales que los grupos funcionales reaccionan abriendo el anillo del 1, 3-dioxolano o el anillo del 1, 3-diazaheptano y formando un enlace covalente con el compuesto de la fórmula I o II,

en las que:

R significa alquileno C1-C12; y k es el número 1 ó un número entero mayor que 1; si k es el número 1, entonces X significa CO-CH=CH2, CO-C (CH3) =CH2, CO-O-arilo, (alquileno C2-C6) -SO2CH=CH2

o CO-NH-R1; y

R1 significa alquilo C1-C30, halogenoalquilo C1-C30, hidroxialquilo C1-C30, (alquiloxi C1-C6) -alquilo C1-C30, (alquil C1C6) -carboniloxi-alquilo C1-C30, amino-alquilo C1-C30, mono-o di (alquil C1-C6) -amino-alquilo C1-C30, amonio-alquilo C1C30, polioxialquileno-alquilo C1-C30, polisiloxanil-alquilo C1-C30, (met) acriloiloxi-alquilo C1-C30, sulfono-alquilo C1-C30, fosfono-alquilo C1-C30, di (alquil C1-C6) -fosfono-alquilo C1-C30, fosfonato-alquilo C1-C30, di (alquil C1-C6) -fosfonatoalquilo C1-C30 o un resto sacárido y

si k es un número entero mayor que 1, entonces X significa (i) el resto de una poliamina, con el que se une la porción de la fórmula que está entre corchetes a través de grupos (CO) NH, o (ii) una estructura polimérica con la que se une la porción de la fórmula que está entre corchetes a través de grupos (CO) , NH- (alquileno C2-C6) -O (CO) o (CO) O- (alquileno C2-C6) -O (CO) .

2. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que el sustrato se elige entre las biomoléculas, los polímeros y las superficies.

3. Procedimiento según la reivindicación 2, en el que el sustrato es un polímero.

4. Procedimiento según la reivindicación 3, en el que, en el compuesto de la fórmula I o II, X significa CO-NH-R1 y por lo menos una parte de los restos R1 significan amonioalquilo.

5. Procedimiento según la reivindicación 4, en el que una parte de los restos R1 significan restos distintos de amo

nioalquilo. 35

6. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que se pone en contacto el compuesto de la fórmula I o II con un primer sustrato en condiciones tales que se forme un enlace covalente entre un primer extremo del compuesto de la fórmula I o II y el primer sustrato y se pone en contacto el producto de la reacción con un segundo sustrato en condiciones tales que se forme un enlace covalente entre un segundo extremo del compuesto de la fórmula I o II y el

segundo sustrato.

7. Procedimiento según la reivindicación 6, en el que el primer y/o el segundo sustrato se elige entre las biomoléculas, los polímeros y las superficies.

8. Procedimiento según la reivindicación 7, en el que el polímero se elige entre las polialquilenaminas, polivinilaminas, polialilaminas, polietileniminas, quitosano, resinas de poliamida-epiclorhidrina, poliaminoestireno, péptidos y proteínas.

9. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, en el que el compuesto de la fórmula I se elige entre:

4-feniloxicarboniloximetil-2-oxo-1, 3-dioxolano, 4- (4-feniloxicarboniloxi) butil-2-oxo-1, 3-dioxolano, acrilato de 2-oxo-1, 3-dioxolan-4-il-metilo, metacrilato de 2-oxo-1, 3-dioxolan-4-il-metilo, acrilato de 4- (2-oxo-1, 3-dioxolan-4-il) -butilo,

metacrilato de 4- (2-oxo-1, 3-dioxolan-4-il) -butilo, 4- (vinilsulfoniletiloxi) -butil-2-oxo-1, 3-dioxolano.

10. Compuesto de la fórmula I o II,

en las que:

R significa alquileno C1-C12; y k es el número 1 ó un número entero mayor que 1; si k es el número 1, entonces X significa (alquileno C2-C6) -SO2-CH=CH2 o CO-NH-R1; y R1 significa alquilo C1-C30, halogenoalquilo C1-C30, hidroxialquilo C1-C30, (alquiloxi C1-C6) -alquilo C1-C30, (alquil C1C6) -carboniloxi-alquilo C1-C30, amino-alquilo C1-C30, mono-o di (alquil C1-C6) amino-alquilo C1-C30, amonio-alquilo C1C30, polioxialquileno-alquilo C1-C30, polisiloxanil-alquilo C1-C30, sulfono-alquilo C1-C30, fosfono-alquilo C1-C30, di (alquil C1-C6) -fosfono-alquilo C1-C30, fosfonato-alquilo C1-C30, di (alquil C1-C6) -fosfonato-alquilo C1-C30 o un resto sacárido y si R es alquileno C2-C12, entonces X significa también CO-O-arilo, CO-CH=CH2, CO-C (CH3) =CH2 o (met) acriloiloxi (alquilo C1-C30) -NH-CO; o si k es un número entero mayor que 1, entonces X significa el resto de una poliamina, con el que se une la porción de la fórmula que está entre corchetes a través de grupos (CO) NH, exceptuando al 4-