Estructuras dendríticas BAPAD, basadas en la conexión repetitiva de 2,

2'-Bis(aminoalquil)carboxiamidas; procedimiento de obtención y aplicaciones.

La invención refiere el procedimiento de obtención de estructuras dendríticas, en la que una molécula núcleo que comprende al menos un grupo funcional, tras disolución en un disolvente, se somete alternativamente a reacciones de condensación y de hidrogenación, siendo añadidas a la solución, durante las reacciones de condensación, unidades de un haluro de ácido tal como un haluro de un ácido 2,2'-Bis(nitro o azido alquil)propanoico, las cuales reaccionan con los grupos funcionales de tal manera que se forma una estructura dendrítica con grupos azido(nitro) terminales; y, durante las reacciones de hidrogenación, los grupos azido(nitro) son reducidos en solución de tal manera que se forman grupos amino terminales en la superficie de las estructuras dendríticas. La invención también refiere las estructuras dendríticas fruto de dicho procedimiento de obtención, así como las aplicaciones de las mismas.

Estructuras dendríticas BAP AD, basadas en la conexión repetitiva de 2, 2'-Bis ( aminoalquil) carboxiamidas; procedimiento de obtención y aplicaciones

Sector de la técnica

La presente invención se refiere a estructuras dendríticas, a su procedimiento de obtención y a sus aplicaciones. De forma particular, la invención se refiere a estructuras dendríticas basadas en la conexión repetitiva de 2, 2'-Bis (aminoalquil) carboxiamidas, y más concretamente de subunidades de 2, 2' -Bis (aminometil) propanamidas, lo que permite obtener las diferentes generaciones de las estructuras dendríticas exclusivamente mediante uniones amidas.

Estado de la técnica

Las moléculas con estructuras dendríticas han ganado importancia desde su aparición en 1980. Dichas estructuras, quasi-fractales, se han estudiado profusamente ya que pueden actuar como estructuras que son fácilmente funcionalizadas para que puedan ser utilizadas en un amplio rango de aplicaciones. De este modo, diferentes estructuras dendríticas se emplean en el desarrollo de tecnologías biológicas, incluyendo su uso como, por ejemplo, agentes de resonancia magnética y como moléculas transportadoras de fármacos. Las estructuras dendríticas se utilizan en muchos campos y en diferentes aplicaciones.

Las estructuras dendríticas que contienen grupos funcionales son bien conocidas. Las estructuras dendríticas con diferentes grupos funcionales en diferentes capas también son conocidos, véase, por ejemplo, el documento "Functionally Layered Dendrimers: A New Building Block and its Application to the Synthesis of Multichromophoric Light-Harvesting Systems" (W.R. Dichtel, S. Hecht, J.M.J. Fréchet; Org. Lett. 2005, 7: 4451-4454) .

La demanda de materiales con propiedades más sofisticadas hace que se necesiten estructuras dendríticas más fácilmente funcionalizables y una mejora de los métodos para la fabricación de dichas estructuras.

Diversas estructuras dendríticas, en concreto dendrímeros, se describen por Tomalia y colaboradores en la publicación Angew. Chem. Int. Engl. 1990, 29: 138-175. Dicha publicación divulga concretamente la preparación de poliamidoaminas de tipo dendrítico utilizando como molécula iniciadora NH3, y como extendedores de cadenas acrilato de metilo y etilendiamina. Las macromoléculas producidas están terminadas con NH2.

Otros ejemplos conocidos de estructuras dendríticas son los polímeros StarburstR (Instituto Molecular de Michigan) y los polímeros de cascada. Diferentes procedimientos de síntesis se describen, por ejemplo, en PAMAM Starbursts, D.A. Tomalia y col, Top. Cur. Chem. 1993, 165: 194; Angew Chem. Int. Ed. Engl. 1990, 138: 29; o en Encyclopedia of Polymer Science and Engineering, 2nd. ed, Willey, Nueva York, 1990, 46-92. Estructuras dendríticas bien conocidas son los que tienen estructcorresponden a poli ( éteres) , poli ( tioéteres ) , poli ( ésteres) , poli ( amidas) , poli ( esteramidas ) , y poli ( étercetonas ) .

En cualquier caso, las estructuras dendríticas conocidas en el estado de la técnica se caracterizan por una alta rigidez en cuanto a su estructura química. Las estructuras dendríticas objeto de la presente invención se caracterizan, por el contrario, por una alta versatilidad estructural y, consecuentemente, de propiedades, lo que evidentemente determina su adecuación para numerosas y diversas funciones o aplicaciones.

De este modo, es objeto de la presente invención superar inconvenientes propios a las estructuras dendríticas comprendidas en el estado de la técnica, o asociados a sus procedimientos de obtención o a sus usos o aplicaciones.

Descripción detallada de la invención

La invención que se procede a describir no se limita a los monómeros, compuestos, configuraciones, sustratos y materiales particularmente descritos en este documento: Tales monómeros, compuestos, configuraciones, sustratos y materiales pueden variar. Las formas singulares "un" y "una" son referentes plurales a menos que el contexto indique claramente lo contrario. El término "sobre" se utiliza en relación con un valor numérico a través de la descripción y las reivindicaciones para denotar un intervalo de precisión, familiar y aceptable para un experto en la materia, siendo dicho intervalo de ±10%. Si no se especifica nada distinto, los términos empleados en la presente memoria tienen el significado comúnmente entendido por los expertos en la materia a la que pertenece esta invención.

Fabricación de los monómeros

a-cetoácido Monómero tipo-II-N02

R1 = H, alquilo, Arilo R5 = H, alquilo, fenilo R2 =H, alquilo, fenilo Ra =H, alquilo, fenilo

sOH ~OH R3 =H, alquilo, fenilo R7 =H, alquilo, fenilo Cl N3 Monómero tipo-I-N3 ~=H, alquilo, fenilo

Como ejemplo, unidades de cloruro de ácido que se pueden utilizar son cloruro del ácido 2, 2'- (diazidometil) propanoico (CDAMP) y cloruro del ácido 2, 2'- ( dinitrometil) propanoico ( CDNMP) .

En una primera realización preferida de la invención, la molécula núcleo preferiblemente contiene 1-1 O grupos funcionales. Moléculas núcleo adecuadas son, pero no se limitan a, amoniaco; agua; metanol; polimetilendiaminas (tales como hexametilendiamina, etilendiamina y 1 , 4-diaminobutano ) ; dietilentriamina; trietilentetramina; tetraetilenpentamina; polietilenimina lineal y ramificada; metilamina; hidroxietilamina; octadecilamina; poliaminoalquilarenos tales como 1, 3, 5-tris (aminoetil) benceno; tris (aminoalquil) aminas tales como tris (aminoetil) amina; aminas heterocíclicas tales como imidazolinas y piperidinas; hidroxietilaminoetilamina; mercaptoetilamina; morfolina; piperazina;... [Seguir leyendo]

l. Procedimiento de obtención de estructuras dendríticas que comprende: a) Disolución de una molécula núcleo con al menos un grupo funcional en un

disolvente apropiado; b) Reacción de condensación mediante la adición del haluro de un ácido 2, 2 '-

/

Bis (nitro o azido alquil) propanoico; e) Retirada del exceso de unidades de haluro de ácido tras la reacción b ) ; y d) Reacción de hidrogenación en presencia de un disolvente apropiado;

Realizándose de forma alternativa las reacciones b ) , e) y d) (N-1) veces hasta obtener una estructura dendrítica de la generación N deseada, y aislándose dicha estructura dendrítica mediante evaporación; caracterizado por que:

i) Al menos un grupo funcional de la molécula núcleo se selecciona de, pero no se limita a, la lista que comprende grupos hidroxilo, grupos amino primarios y 15 secundarios, grupos tiol, grupos ácido carboxílicos, o sales de los anteriores; ii) El haluro de ácido comprende una unidad de ácido 2, 2'-Bis (nitro o azido alquil) propanoico; y iii) Las condiciones de la reacción de hidrogenación son las más adecuadas para la reducción de grupos nitro o azido a aminas.

2. Procedimiento según la reivindicación anterior caracterizado por que el haluro de ácido se selecciona de, pero no se limita a, compuestos conforme a la fórmula ( 1)

o

X

(1) 25

donde R=alquilo, arilo, heteroarilo; X=N3, NOz;y G=Cl, Br o cualquier otro grupo activante de un ácido.