Post on 02-Feb-2017
UNIVERSITATEA DE MEDICINĂ ŞI FARMACIE “GRIGORE T. POPA” IAŞI
FACULTATEA DE FARMACIE CERCETĂRI PRIVIND SINTEZA ȘI EVALUAREA BIOLOGICĂ A
UNOR NOI COMPUȘI CU STRUCTURĂ SULFONAMIDICĂ
REZUMATUL TEZEI DE DOCTORAT
CONDUCĂTOR ŞTIINŢIFIC PROF. DR. Lenuța PROFIRE
DOCTORAND
Oana-Maria PARASCA (DRAGOSTIN) Investeşte în oameni ! Proiect cofinanţat din Fondul Social European prin Programul Operaţional Sectorial Dezvoltarea Resurselor Umane 2007 – 2013 Axa prioritară „Educatia si formarea profesională în sprijinul cresterii economice si dezvoltării societătii bazate pe cunoastere” Domeniul major de intervenţie 1.5 „Programe doctorale si post doctorale în sprijinul cercetării” Titlul proiectului: „Burse doctorale pentru cresterea competitivitatii in domeniul medical si farmaceutic” Numărul de identificare al contractului: POSDRU/88/1.5/S/58965 Beneficiar : Universitatea de Mdicina si Farmacie „Gr. T. Popa” Iasi Partener : Universitatea de Medicina si Farmacie „Iuliu Hatieganu” Cluj Napoca
2013
Comisia de doctorat are următoarea componenţă:
PREŞEDINTE: Decan Prof. Univ. Dr. Monica Hănceanu
Universitatea de Medicină şi Farmacie „Grigore T. Popa” Iaşi
CONDUCĂTOR ŞTIINŢIFIC: Prof. Univ. Dr. Lenuţa Profire
Universitatea de Medicină şi Farmacie „Grigore T. Popa” Iaşi
REFERENŢI OFICIALI:
Prof. Univ. Dr. Silvia Imre
Universitatea de Medicină şi Farmacie Tg. Mureş
Prof. Univ. Dr. Ovidiu Oniga
Universitatea de Medicină şi Farmacie Cluj
C.S.I. Dr. Cornelia Vasile
Institutul de Chimie Macromoleculară „Petru Poni” Iaşi
i
CUPRINSUL TEZEI DE DOCTORAT
ABREVIERI iv
STADIUL CUNOAȘTERII
CAPITOLUL 1
SULFONAMIDE 1
1.1. STRUCTURĂ GENERALĂ. PROPRIETĂȚI FIZICO-CHIMICE 2
1.2. METODE GENERALE DE SINTEZĂ 2
1.3. APLICAȚII TERAPEUTICE
1.3.1. SULFONAMIDE CA AGENŢI ANTIBACTERIENI
1.3.2. SULFONAMIDE CA AGENŢI ANTIVIRALI
1.3.3. SULFONAMIDE CA AGENȚI TUBERCULOSTATICI 1.3.4. SULFONAMIDE CA AGENŢI ANTITUMORALI
1.3.5. SULFONAMIDE CA AGENŢI ANTIGLAUCOMATOŞI
1.3.6. SULFONAMIDE ÎN TRATAMENTUL BOLII ALZHEIMER 1.3.7. SULFONAMIDE CA AGENŢI ANTICONVULSIVANŢI
1.3.8. SULFONAMIDE CA INHIBITORI DE COX-2 ŞI LIPOXIGENAZĂ
1.3.9. SULFONAMIDE CA AGENŢI HIPOGLICEMIANŢI 1.3.10. ALTE APLICAŢII ALE SULFONAMIDELOR
1.4. ASPECTE FARMACOCINETICE
1.5. MOD DE ADMINISTRARE
1.6. FARMACOTOXICOLOGIE
1.7. SULFONAMIDE LUATE ÎN STUDIU
1.7.1. Sulfametoxidiazina 1.7.2. Sulfadiazina
1.7.3. Sulfamerazina
1.7.4. Sulfadimetoxina
1.7.5. Sulfametoxazol
1.7.6. Sulfizoxazol
CAPITOLUL 2
BIOPOLIMERI CU APLICAȚII MEDICALE
2.1. CHITOSANUL
2.1.1. SCURT ISTORIC 2.1.2. STRUCTURĂ CHIMICĂ, OBȚINERE
2.1.3. PROPRIETĂȚI FIZICO-CHIMICE
2.1.4. APLICAȚII BIOMEDICALE 2.1.5. ALTE APLICAŢII
2.1.6. DERIVATIZAREA CHITOSANULUI
2.2. ACIDUL HIALURONIC
2.2.1. SCURT ISTORIC
2.2.2. STRUCTURĂ CHIMICĂ
2.2.3. ROL FIZIOLOGIC
2.2.4. MODULĂRI STRUCTURALE
2.2.5. APLICAȚII BIOMEDICALE
2.3. POLICAPROLACTONA (PCL)
2.3.1. STRUCTURĂ GENERALĂ ŞI PROPRIETĂŢI FIZICO-CHIMICE
2.3.2. BIODEGRADARE 2.3.3. APLICAȚII BIOMEDICALE
2.4. POLI(VINIL ALCOOL) (PVA)
2.4.1. STRUCTURĂ GENERALĂ ŞI PROPRIETĂŢI FIZICO-CHIMICE 2.4.2. APLICAȚII
4 4
5
6 6
6
7 7
8
8 8
9
9 10
10
10 11
12
12
13
14
15
16
16 16
16
17 19
20
24 24
24
24
24
25 25
26
26 26
27
27 27
ii
CONTRIBUȚII PERSONALE
CAPITOLUL 3
MOTIVAȚIA ȘI OBIECTIVELE CERCETĂRILOR PERSONALE
CAPITOLUL 4
SINTEZA ȘI CARACTERIZAREA FIZICO-CHIMICĂ A UNOR NOI COMPUȘI CU
STRUCTURĂ SULFONAMIDICĂ
4.1. MATERIALE ȘI METODE
4.1.1. Sinteza noilor compuşi cu structură sulfonamidică
4.1.1.1. Procedeu general pentru obținerea derivaților N-cloracetil sulfonamidici
4.1.1.2. Procedeu general pentru obținerea derivaților N-hidrazino-acetil sulfonamidici
4.1.1.3. Procedeu general pentru obținerea hidrazonelor cu structură sulfonamidică. 4.1.1.4. Procedeu general pentru obținerea azetidiononelor cu structură sulfonamidică
4.1.1.5. Procedeu general pentru obținerea derivaților de chitosan cu structură sulfonamidică
4.1.2. Termogravimetria (TG) și termogravimetria derivată (DTG)
4.2. REZULTATE ȘI DISCUȚII
4.2.1. Sinteza unor noi derivați de azetidinonă cu structură sulfonamidică
4.2.1.1. Sinteza derivaţilor N-cloracetil sulfonamidici
4.2.1.2. Sinteza unor noi derivați de hidrazină cu structură sulfonamidică
4.2.1.3. Sinteza unor noi hidrazone cu structură sulfonamidică
4.2.1.4. Sinteza unor noi azetidinone cu structură sulfonamidică
4.2.2. Sinteza unor noi derivaţi de chitosan cu structură sulfonamidică
4.2.3. Termogravimetria (TG) și termogravimetria derivată (TGA)
4.3. CONCLUZII
CAPITOLUL 5
CONFIRMAREA STRUCTURII CHIMICE A COMPUŞILOR SINTETIZAŢI
5.1. MATERIALE ȘI METODE
5.1.1. Analiza spectrală în infraroșu
5.1.2. Analiza spectrală de rezonanță magnetică nucleară
5.1.3. Analiza elementală
5.2. REZULTATE ȘI DISCUȚII
5.2.1.Analiza spectrală în infraroşu
5.2.1.1. Analiza spectrală în infraroşu a derivaților N-cloracetil sulfonamidici
5.2.1.2. Analiza spectrală în infraroşu a derivaților de hidrazină cu structură sulfonamidică
5.2.1.3. Analiza spectrală în infraroşu a hidrazonelor cu structură sulfonamidică 5.2.1.4. Analiza spectrală în infraroşu a azetidinonelor cu structură sulfonamidică
5.2.1.5. Analiza spectrală în infraroşu a derivaţilor de chitosan cu structură sulfonamidică
5.2.2. Analiza spectrală de rezonanţă magnetică nucleară (RMN)
5.2.2.1 Analiza spectrală de rezonanţă magnetică nucleară a hidrazonelor cu structură
sulfonamidică
5.2.2.2 Analiza spectrală de rezonanţă magnetică nucleară (RMN) a azetidinonelor cu structură sulfonamidică
5.2.2.3. Analiza spectrală de rezonanţă magnetică nucleară (RMN) a derivaţilor de chitosan
cu structură sulfonamidică
5.2.3. Analiza elementală a derivaţilor de chitosan cu structură sulfonamidică
5.3. CONCLUZII
CAPITOLUL 6
PRELUCRAREA DERIVAŢILOR DE CHITOSAN CU STRUCTURĂ
SULFONAMIDICĂ ÎN VEDEREA OBŢINERII UNOR FORMULĂRI INOVATIVE
6.1. MATERIALE ŞI METODE
6.1.1. Filme
6.1.2. Membrane multistratificate <onion like>
6.1.3. Spongi 6.1.4. Nano-fibre
6.1.5. Micro/nano-particule
28
31 31
31
31 32
32
32 33
33
34 34
35
37
39
43
46 48
52
54
54 54
55
55 55
55
55
57
58
67 71
74
74
77
85
88 88
90
90
90 91
92
92 93
iii
6.2. REZULTATE ŞI DISCUŢII
6.2.1. Filme
6.2.2. Membrane multistratificate <onion like>
6.2.3. Spongi
6.2.4. Nano-fibre 6.2.5. Micro/nano-particule
6.3. CONCLUZII
CAPITOLUL 7
CARACTERIZAREA FIZICO-CHIMICĂ A MATRICILOR POLIMERICE
OBȚINUTE PE BAZĂ DE CHITOSAN FUNCȚIONALIZAT
7.1. MATERIALE ŞI METODE
7.1.1. Testul de porozitate
7.1.2. Testul de umflare
7.1.3. Metoda unghiului de contact
7.2. REZULTATE ȘI DISCUȚII
7.2.1. Testul de porozitate
7.2.2. Testul de umflare
7.2.3. Metoda unghiului de contact
7.3. CONCLUZII
CAPITOLUL 8
EVALUAREA BIOLOGICĂ A COMPUȘILOR CU STRUCTURĂ SULFONAMIDICĂ
8.1. MATERIALE ŞI METODE
8.1.1. Evaluarea acţiunii antimicrobiene in vitro
8.1.1.1. Determinarea concentraţiei minime inhibitorii
8.1.1.2. Determinarea diametrului zonei de inhibiție
8.1.2. Evaluarea potențialului antioxidant in vitro
8.1.3. Evaluarea capacităţii de biodegradare in vitro
8.2. REZULTATE ŞI DISCUŢII
8.2.1. Evaluarea acţiunii antimicrobiene in vitro
8.2.1.1. Determinarea concentrației minime inhibitorii
8.2.1.2. Determinarea diametrului zonei de inhibiție
8.2.2. Evaluarea potențialului antioxidant in vitro
8.2.2.1. Evaluarea potențialului antioxidant al derivaților de hidrazină cu structură
sulfonamidică 8.2.2.2. Evaluarea potențialului antioxidant al hidrazonelor cu structură sulfonamidică
8.2.2.3. Evaluarea potențialului antioxidant al azetidinonelor cu structură sulfonamidică
8.2.2.4. Evaluarea potențialului antioxidant al derivaţilor de chitosan cu structură sulfonamidică
8.2.3. Evaluarea capacităţii de biodegradare in vitro
8.2.3.1. Evaluarea capacităţii de biodegradare a spongilor 8.2.3.2. Evaluarea capacităţii de biodegradare a filmelor
8.3. CONCLUZII
CAPITOLUL 9
CONCLUZII GENERALE
BIBLIOGRAFIE
ANEXA 1- LISTA LUCRĂRILOR ȘTIINȚIFICE ANEXA 2- CV
94
94
95
96
98 100
102
104
104 104
104
105 106
107
107
110
112
113
113
113 114
115 115
116
117 117
117
120
121
122 124
127
129
132
132 134
135
136
138
147 149
iv
ABREVIERI UTILIZATE
ADN Acidul dezoxiribonucleic
AFM Atomic force microscope (eng) ARN Acidul ribonucleic
ATP Anenozintrifosfat
CAS Clorura acidului p-acetilaminobenzensulfonic CLMW
CLSI
Chitosan low molecular weight (eng)
Clinical and Laboratory Standards Institute Antimicrobial Susceptibility
Testing Standards (eng) CMMW Chitosan medium molecular weight (eng)
CMI
CTA
Concentrația minimă inhibitorie
Capacitatea totală antioxidantă Da Dalton (unit)
DA Degree of acetylation (eng)
DCI Denumire Comună Internațională DLS Dynamic Light Scattering (eng)
DMFA Dimetilformamidă DMSO Dimetilsulfoxid
DPPH 1,1-difenil-2-picrilhidrazil
DS Degree of substitution (eng) DTG Differential thermogravimetry (eng)
EC50 Effective concentration 50 (eng)
EUCAST European Committee on Antimicrobial Susceptibility Testing (eng) FT-IR Fourier transform infrared spectroscopy (eng)
HA Hyaluronic acid (eng)
HCV Hepatitis C virus (eng) HIV Human Immunodeficiency Virus (eng)
IUPAC International Union of Pure and Applied Chemistry (eng)
MSR Membrane Swelling Ratio (eng) NS5B Nonstructural protein 5B (eng)
PABA Acid para-aminobenzoic
PCL Poli(caprolactona) PEG Poli(etilen-glicol)
PGA Poliglicolida
PHEMA Poli(hidroxi-etilmetacrilat) PLA Polilactida
PNIPAAm Poli(N-isopropilacrilamida)
PU Poliuretan
PVA Poli(vinil-alcool)
rpm Rotations per minute (eng)
SEM Scanning electron microscopy (eng) TCT 2,4,6-tricloro-1,3,5-triazina
TG Thermogravimetry (eng)
TPP Tripolifosfat pentasodic
v
Prezenta teză de doctorat este ilustrată prin 115 figuri și 50 tabele. Rezumatul include un
număr limitat din totalul acestora, menținând numerotarea din teză.
Cercetările realizate în cadrul sudiilor doctorale au putut fi realizate şi datorită statutului de
bursier în cadrul proiectul ”Burse doctorale pentru creşterea competitivităţii în domeniul medical şi
farmaceutic” POSDRU/88/1.5/S/58965, pe care l-am avut în perioada 2009-2013.
Formarea mea ca cercetător, iniţiată în cadrul Universităţii de Medicină şi Farmacie
”Grigore T. Popa” Iaşi, Facultatea de Farmacie, disciplina de Chimie farmaceutica fost completată prin
stagiul de mobilitate transnaţională realizat la University of Ghent, Department of Organic Chemistry, Polymer Research Group, Belgium.
vi
Sincere mulțumiri pentru îndrumarea pașilor în formarea mea profesională, pentru Prof. Dr. Lenuța Profire Universitatea de Medicină și Farmacie ʺGrigore T. Popaʺ Iași Prof. Dr. Peter Dubruel University of Ghent, Belgium
1
INTRODUCERE
Sunt peste 60 de ani de la introducerea în terapeutică a
antibioticelor, acest fapt devenind pe parcursul timpului strategia
principală în controlul infecțiilor bacteriene. Cu toate acestea, încă din
1942 a fost evidențiat Staphylococcus aureus rezistent la penicilină și la
scurt timp în 1961, după introducerea meticilinei, au fost evidențiate
tulpini de Staphylococcus aureus meticilino-rezistente. În prezent
majoritatea tulpinilor de Staphylococcus aureus, recunoscute ca fiind cei
mai importanți agenți patogeni cauzatori de infecții nosocomiale din
întreaga lume, s-au dovedit a fi rezistente la penicilină, meticilină sau
oxacilină. Problema îngrijorătoare este legată de faptul că acestea prezintă
în mod simultan rezistență la toate antibioticele beta-lactamice (peniciline,
cefalosporine și carbapeneme) dar și la o serie de alți compuși cu acțiune
antimicrobiană precum aminoglicozide, fluorochinolone și macrolide.
Descoperirea de noi molecule cu acțiune antimicrobiană, este deosebit de
importantă, mai ales pentru a controla infecțiile intraspitalicești cu astfel de
tulpini multirezistente.
În acest context, chimia compușilor cu structură sulfonamidică
stârnește un interes particular prin varietatea proprietăților biologice pe
care le prezintă. Printre activitățile biologice care le-au fost asociate de-a
lungul timpului se numără: acțiunea antimicrobiană, antivirală,
antiinflamatorie, antitumorală, analgezică, diuretică, anticonvulsivantă,
hipoglicemiantă.
Pe de altă parte, în ultimii ani asistăm la o intensificare a
cercetărilor privind proprietăţile terapeutice ale polimerilor, în special ale
biopolimerilor. Printre biopolimeri un loc important îl ocupă chitosanul
studiat la ora actuală pentru o gamă largă de aplicații biomedicale.
Proprietățile, care fac din chitosan un polimer extrem de studiat, sunt non-
toxicitatea, biodegradabilitatea, biocompatibilitatea, bioresorbabilitatea dar
și efectele sale antimicrobiene și hemostatice.
2
CAPITOLUL 3. MOTIVAȚIA ȘI OBIECTIVELE CERCETĂRILOR
PERSONALE
Compușii care conțin în moleculă gruparea sulfonamidică
reprezintă o clasă importantă în terapeutică actuală dar și una din
preocupările majore ale cercetătorilor.
Având în vedre interesul deosebit acordat de-a lungul timpului
acestei clase de compuşi, s-a urmărit sinteza unor noi derivați care să
reunească în aceeaşi moleculă două entități structurale cu importantă
activitate biologică: structura sulfonamidică şi ciclul azetidin-2-onă (beta-
lactamic) pe de o parte, și pe de altă parte structura sulfonamidică grefată
pe cea a chitosanului.
Astfel prin derivatizarea unor sulfonamide clasice (sulfadiazina,
sulfamerazina, sulfametoxidiazina, sulfadimetoxina, sulfametoxazol și
sulizoxazol), parcurgând o serie de etape intermediare, s-au obținut noi
compuși heterociclici din clasa azetidinonelor cu structură sulfonamidică,
ce prezintă premisele teoretice ale unui potențial terapeutic îmbunătățit; iar
prin derivatizarea chitosanului la nivelul grupării amino primare cu
introducerea unor derivați sulfonamidici funcționalizați s-a urmărit
obținerea de noi compuși cu potențial antimicrobian și antioxidant
îmbunătățit.
Obiectivele generale urmărite în cadrul cercetărilor personale au
fost:
Sinteza, caracterizarea şi evaluarea biologică a unor noi
compuşi heterociclici cu structură sulfonamidică;
Sinteza, caracterizarea și evaluarea biologică a unor noi derivaţi
de chitosan cu structură sulfonamidică.
CAPITOLUL 4. SINTEZA ȘI CARACTERIZAREA FIZICO-
CHIMICĂ A UNOR NOI COMPUȘI CU STRUCTURĂ
SULFONAMIDICĂ
4.1. MATERIALE ȘI METODE
În vederea obținerii unor noi compuși cu structură sulfonamidică
cu potențial biologic îmbunătățit au fost luate în studiu șase sulfoanamide
clasice: sulfametoxidiazina, sulfadiazina, sulfadimetoxina, sulfametoxazol,
3
sulfamerazina, sulfizoxazol, cunoscute pentru acțiunea actimicrobiană, și
au fost supuse unui proces de modulare structurală ce a urmărit, pe de o
parte sinteza de noi azetidinone cu structură sulfonamidică, iar pe de altă
parte funcționalizarea biopolimerului chitosan.
4.1.1. Sinteza noilor compuşi cu structură sulfonamidică
4.1.1.1. Procedeul general pentru obținerea derivaților N-cloracetil
sulfonamidici
Derivatul sulfonamidic se dizolvă în acetonă anhidră, după care se
adaugă clorura acidului monocloracetic și K2CO3 anhidru. Amestecul de
reacție se menține pe baia de apă, sub reflux 12 ore. Spre sfârșitul timpului
de reacție în balon se observă precipitarea produsului brut.
4.1.1.2. Procedeul general pentru obținerea derivaților N-hidrazino-
acetil sulfonamidici
Derivatul N-cloracetil-sulfoanamidic corespunzător se aduce în
alcool etilic absolut. Peste suspensia obţinută se adaugă în picătură, hidrat
de hidrazină, după care amestecul de reacţie se menţine pe baia de apă
timp de 12 ore. Reziduul obținut se tratează cu apă distilată rece, sub
agitare pe baie de gheață, când se obține un precipitat uşor de separat prin
filtrare.
4.1.1.3. Procedeul general pentru obținerea hidrazonelor cu structură
sulfonamidică
Derivatul N4-hidrazino-acetil sulfonamidic corespunzător se
dizolvă în alcool etilic 50c. Peste soluţia obţinută se adaugă benzaldehida
aromatică corespunzătoare (benzaldehida, 4-fluorbenzaldehida, 4-
clorbenzaldehida, 4-brombenzaldehida, 4-hidroxibenzaldehida și 4-
nitrobenzaldehida) și acid acetic glacial. Amestecul de reacţie se menţine
pe baia de apă, sub reflux, timp de 8 ore. La sfârşitul timpului de reacție,
suspensia rezultată se filtrează.
4.1.1.4. Procedeul general pentru obținerea azetidiononelor cu
structură sulfonamidică
Derivatul de hidrazonă corespunzător se dizolvă în dioxan anhidru,
după care soluţia se aduce pe baie de gheaţă şi se adăugă în picătură
4
clorura acidului cloracetic şi trietilamina. Amestecul de reacţie se agită la
temperatura camerei 3 ore, timp în care se observă apariţia unui precipitat
fin de clorhidrat de trietilamină (TEA·HCl). După îndepărtarea
clorhidratului de trietilamină, prin filtrare, soluţia rezultată se menţine pe
baie de apă, la reflux, încă 5 ore iar la sfârşitul timpului se tratează cu apă
distilată rece în vederea precipitării produsului de reacţie.
Compușii sintetizați, intermediari și finali, au fost caracterizați din
punct de vedere fizico-chimic, determinându-se temperatura de topire,
randamentul de reacție, formula moleculară, masa relativă și solubilitatea
în diferiți solvenți organici.
Obținerea compușilor a fost monitorizată prin cromatografie pe
strat subţire (silicagel pe suport de aluminiu, 60 F254), iar vizualizarea
spoturilor s-a realizat în lumină UV.
Pentru determinarea temperaturii de topire s-a folosit aparatul
Buchi M 565.
4.1.1.5. Procedeul general pentru obținerea derivaților de chitosan cu
structură sulfonamidică
Chitosanul (CMMW, CLMW) a fost dizolvat în acid acetic 2%,
după care s-a adăugat în picătură, sub agitare magnetică derivatul
cloracetil-sulfonamidic dizolvat în DMFA. Amestecul rezultat a fost supus
agitării magnetice pentru 24 ore la temperatura camerei după care pH-ul a
fost ajustat de la 4,5 la 9 prin adăugarea unei soluții de NaOH 15%. La
această valoare a pH-ului, a precipitat produsul de reacție, care a fost
separat, spălat de câteva ori cu apă distilată și apoi purificat prin dializă
timp de 5 zile. Produsul final este uscat prin liofilizare.
4.1.2. Termogravimetria (TG) și termogravimetria derivată (DTG)
Curbele TG/DTG s-au înregistrat în condiții dinamice, neizoterme,
folosind derivatograful Paulik-Paulik-Erdey tip MOM-Budapesta, în
următoarele condiții experimentale: rata de încălzire de 10 ºC/min,
domeniul de temperatură 25 – 600 ºC, masa probei de analizat de
aproximativ 20 mg, debit de aer de 100 cm3/min, creuzet de platină.
Pentru fiecare etapă a analizei termogravimetrice s-au determinat
următoarele caracteristici termice: temperatura pentru începerea procesului
(Ti), temperatura corespunzătoare pierderii maxime de substanță (Tm),
temperatura corespunzătoare sfârșitului fiecărei etape termogravimetrice
5
(Tf) (erorile în determinarea acestor parametri sunt de ± 2ºC), pierderea de
masă (∆w, eroare ± 1 wt%).
4.2. REZULTATE ȘI DISCUȚII
4.2.1. Sinteza unor noi derivați de azetidinonă cu structură
sulfonamidică
Sinteza derivaților de azetidinona cu structură sulfoanmidică s-a
realizat în mai multe etape, prin adaptarea unor metode similare de
derivatizare a unor compuși cu grupări amino primare aromatice (119, 120,
121, 122, 123, 124, 125, 126, 127, 128) (Fig. 4.2).
NO
H3C CH3
1a-f 2a-f
NH
S NH R1
C CH2
O
Cl
O
O
NH2
S NH R1O
O3a-f
NH
S NH R1
C CH2
O
NH
O
O
NH2
4a1-a6
NH
S NH R1
C CH2
O
NH
O
O
N
4b1-b6
CH
R2
NH
S NH R1
C CH2
O
NH
O
O
NHC R2
O Cl
R1 =
R2 = (1) -H, (2) -F, (3) -Cl, (4) -Br, (5) -OH, (6) -NO2
Cl CH2 CO
Cl+
H2N NH2.H2O+
OHC R2+
Cl CH2 C
O
Cl+
TEA
4c1-c6
4d1-d64e1-e64f1-f6
5a1-a6
5c1-c6
5f1-f6
N
N
N
N
OCH3
OCH3
NO
CH3
N
N
CH3
N
N
OCH3(a) ; (b) ; (c) ; (d) ; (e) ; (f)
Fig. 4.2. Schema generală de obținere a azetidinonelor cu structură sulfonamidică.
4.2.1.1. Sinteza derivaţilor N-cloracetil sulfonamidici
Compușii sintetizați se prezintă sub forma unor pulberi cristaline,
cu nuanțe ce variază de la alb-gălbui la maro, foarte ușor solubile în
DMSO, DMFA; parțial solubile în dioxan, cloroform, metanol, acetonă;
insolubile în apă, alcool etilic, alcool propilic. În urma optimizării metodei
de sinteză, aceştia s-au obținut în randamente bune ce variază între 68-
90%, iar prin purificare prin recristalizare din alcool etilic absolut se
6
topesc în intervale de maxim 3ºC.
4.2.1.2. Sinteza unor noi derivați de hidrazină cu structură
sulfonamidică
Compușii sintetizați se prezintă sub forma unor pulberi cristaline,
cu nuanțe ce variază de la galben la maro; foarte ușor solubile în DMSO,
DMFA, alcool etilic 50c; parțial solubile în alcool etilic absolut, alcool
propilic, metanol; insolubile în apă, eter etilic, dioxan, cloroform. În urma
optimizării metodei de sinteză, aceştia s-au obţinut în randamente bune ce
variază între 63-85%, iar prin purificare prin recristalizare din alcoool
etilic 50c se topesc în intervale de maxim 3ºC.
4.2.1.3. Sinteza unor noi hidrazone cu structură sulfonamidică
Compușii sintetizați se prezintă sub forma unor pulberi cristaline,
cu nuanțe ce variază de la galben la roșu-maroniu, foarte ușor solubile în
DMSO, DMFA; solubile în dioxan la cald; parțial solubile în alcool etilic,
acetonă, cloroform; insolubile în apă, eter etilic, metanol. În urma
optimizării metodei de sinteză, aceştia s-au obţinut în randamente bune ce
variază între 50 - 93%, iar prin purificare prin recristalizare din alcoool
izopropilic, se topesc în intervale de maxim 3ºC.
4.2.1.4. Sinteza unor noi azetidinone cu structură sulfonamidică
Compușii sintetizați se prezintă sub forma unor pulberi cristaline,
cu nuanțe ce variază de la galben-portocaliu la galben-verzui, solubile în
DMFA, DMSO; foarte puțin solubile la cald în alcool etilic, metanol,
acetonă; insolubile în apă distilată, dioxan, cloroform, propanol. În urma
optimizării metodei de sinteză, aceştia s-au obținut în randamente bune ce
variază între 50 - 89%, iar prin purificare prin recristalizare din solventul
adecvat (alcool etilic absolut, alcoool izopropilic) se topesc în intervale de
maxim 3ºC.
4.2.2. Sinteza unor noi derivaţi de chitosan cu structură sulfonamidică Schema generală de sinteză (Fig. 4.7) s-a dezvoltat prin adaptarea
unor metode similare de derivatizare (42, 49, 54, 55).
7
OH
NH2
OHOO
NHHO
OH
CO
CH3
OHO
OH
NH2
O+
6 (CMMW)7 (CLMW) 2a-f
NH
S NH R1
C CH2
O
Cl
O
O
OH
NH
OHOO
NHHO
OH
CO
CH3
OHO
OH
NH2
O
8a-f9a-f
NH
S NH R1
CH2C
O
O
O
CH3COOH
DMFA
NO
H3C CH3
R1 =N
N
N
N
OCH3
OCH3
NO
CH3
N
N
CH3
N
N
OCH3(a) ; (b) ; (c) ;
; (e) ; (f)(d)
Fig. 4.7. Schema generală de obținere a derivaților de chitosan cu structură
sulfonamidică (8a-f, 9a-f).
Utilizând analiza spectrală de rezonanţă magnetică nucleară (1H-
RMN) pentru chitosan s-a deterimant gradul de acetilare iar pentru
derivații de chitosan funcționalizați, gradul de substituție.
Pentru chitosanul cu greutate moleculară medie (CMMW), s-a
stabilit prin analiza spectrală RMN un grad de acetilare de 22,44% și de
dezacetilare de 77,56%. Gradele de substituție pentru derivați de chitosan
cu structură sulfonamidică sintetizați (8a-f) au variat între 9,61-34,24%.
În cazul chitosanului cu greutate moleculară mică (CLMW),
pentru care s-a stabilit un grad de acetilare de 19,67% și de dezacetilare de
80,33%, s-au obținut prin sinteză derivați de chitosan cu structură
sulfonamidică (9a-f) cu grade de substituție ce variază între 13,29-33,78%.
4.2.3. Termogravimetria (TG) și termogravimetria derivată (TGA)
Rezultatele obținute: temperatura pentru începerea procesului de
descompunere (Ti), temperatura corespunzătoare vitezei maxime de
pierdere de masă (Tm), temperatura corespunzătoare sfârșitului fiecărei
etape termogravimetrice (Tf) și pierderea de masă (w) sunt prezentate în
tabelul 4.13.
8
Tabel 4.13. Datele termogravimetrice (TG) pentru derivații de chitosan
(CMMW) cu structură sulfoanmidică (8a-f) Etapa
nr. Date TG CMMW 8a 8b 8c 8d 8e 8f
Etapa I
Ti (oC) 36 45 30 40 35 30 48
Tm (oC) 117 123 112 108 110 108 105
Tf (oC) 190 188 189 188 187 180 189
WI (wt%) 8.8 8.8 10.8 6.8 4.95 11.2 9.6
Etapa
II
Ti (oC) 140 188 189 188 187 180 189
Tm(oC) 295 265 275 265 212 267 240
Tf(oC) 385 487 382 395 393 410 405
WII(wt%) 51.4 46.6 43.8 40.2 50.6 54.2 42.2
Etapa
III
Ti(oC) 385 427 425 395 393 410 415
Tm(oC) 580 600 575 595 580 544 587
Tf(oC) 640 653 627 647 658 628 625
WIII(wt%) 35.7 40.9 32.5 42.2 35.3 27.7 29.3
ΔWT (%) 95.9 96.3 87.1 89.2 90.8 93.1 81.1
ΔWr (%) 4.1 3.7 12.9 10.8 9.2 6.9 18.9
Ti= temperatura initială de topire, Tm= temperatura corespunzătoare vitezei maxime de
pierdere de masă, Tf= temperatura finală de topire, w=pierderea de masă
Luându-se în considerare pierderea de masă totală înregistrată
pentru chitosan cu greutate moleculară medie comparativ cu derivații
funcționalizați, se poate aprecia că, prin modularile structurale realizate se
reduce stabilitatea compușilor, întrucât pierderile de masă sunt mai mari
pentru derivații de chitosan.
9
Referitor la derivații de chitosan cu greutate moleculară mică se
apreciază că prin modulările structurale realizate crește stabilitatea
compușilor, întrucât pierderile de masă sunt mai mici comparativ cu
chitosanul.
CAPITOLUL 5. CONFIRMAREA STRUCTURII CHIMICE A
COMPUŞILOR SINTETIZAŢI
5.1. MATERIALE ȘI METODE
Confirmarea structurii chimice a compușilor sintetizați s-a realizat
prin metode spectrale (spectroscopia în infraroșu, spectroscopia de
rezonanță magnetică nucleară) și prin analiza elementală.
5.1.1. Analiza spectrală în infraroșu
Spectrele în infraroşu ale compuşilor sintetizaţi au fost înregistrate
utilizând un spectrometru FT-IR ABB Bomem MB-3000 (Canada), după
32 scanări pe o scară de la 4000-500 cm-1, cu o rezoluţie spectrală de 4
cm-1. Interpretarea spectrelor s-a realizat folosind programul Horizon
MBTM FTIR Software și GRAMS 32 Software (Galactic Industry
Corporation, Salem, NH), Version 6.00.
5.1.2. Analiza spectrală de rezonanță magnetică nucleară
Spectrele de rezonanţă magnetică nucleară (1H-RMN,
13C-RMN)
ale compuşilor sintetizaţi au fost înregistrate utilizând spectrometrul
Bruker Avance DRX-400, în dimetilsulfoxid deuterat, DMSO-d6 (grad de
deuterare >99,5%) la 300 MHz. Ca referinţă s-a folosit tetrametilsilanul şi
semnalul residual al solventului (δ=2,5 ppm).
5.2. REZULTATE ȘI DISCUȚII
5.2.1.Analiza spectrală în infraroşu
5.2.1.1. Analiza spectrală în infraroşu a derivaților N-cloracetil
sulfonamidici
Gruparea amidică, -HN-CO, rezultată în urma reacției dintre
gruparea amino primară aromatică și clorura acidului cloracetic, se
regăseşte în spectru prin benzile vibraţiilor de valenţă din domeniul 1609-
1640 cm-1
iar gruparea C=O prezintă vibraţii de valenţă în intervalul 1678-
10
1709 cm-1
. Legătura C-Cl din lanţul cloracetil este confirmată prin
vibraţiile de valenţă din domeniul 660-675 cm-1
.
5.2.1.2. Analiza spectrală în infraroşu a derivaților de hidrazină cu
structură sulfonamidică
Din analiza datelor spectrale se observă că benzile de absorbție
caracteristice pentru grupările C=O și NH-CO apar în domeniul 1670-1703
cm-1
, respectiv 1612-1628 cm-1
. Comparativ cu N-cloracetil derivații
corespunzători (2a-f), se observă o deplasare a benzilor de absorbție, în
funcție de compus, cuprinsă între 1-29 cm-1
pentru gruparea C=O și de 2-
12 cm-1
pentru gruparea –NH-CO-. Aceste deplasări sunt datorate formării
unei legături de hidrogen între gruparea C=O și hidrogenul azotului iminic
din restul hidrazinic.
5.2.1.3. Analiza spectrală în infraroşu a hidrazonelor cu structură
sulfonamidică
În spectrul IR al celor șase serii de hidrazone cu structură
sulfonamidică (4a1-a6, 4b1-b6, 4c1-c6, 4d1-d6, 4f1-f6) s-a identificat
gruparea funcțională azometinică (-N=CH-) prin apariția benzii de
absorbție de intensitate mare în domeniul 1507-1539 cm-1. Apariția
acestei benzi constituie un argument pentru reacția de condensare ce a avut
loc între derivații de hidrazină corespunzători (3a-f) și aldehidele
aromatice selectate pentru acest studiu (benzaldehida, 4-fluorbenzaldehida,
4-clorbenzaldehida, 4-brombenzaldehida, 4-hidroxi-benzaldehida și 4-
nitrobenzaldehida).
5.2.1.4. Analiza spectrală în infraroşu a azetidinonelor cu structură
sulfonamidică
Ciclizarea hidrazonelor din seriile sulfadiazinei (4a1-a6),
sulfametoxidiazinei (4c1-c6) și sulfizoxazolului (4f1-f6) prin tratare cu
clorura acidului cloracetic este confirmată prin apariția în spectru IR a
benzii de absorbție caracteristice grupării C=O din ciclului azetidin-2-onă
(ciclul beta-lactamic) în regiunea 1739-1760 cm-1
, diferită de gruparea
C=O exociclică, situată în intervalul 1673-1704 cm-1
.
11
Pentru fiecare serie de compuși, în afară de gruparea funcțională
specifică, s-au identificat toate celelalte elementele caracteristice
structurii sulfonamidice și aromatice folosite la reacția de condensare.
5.2.1.5. Analiza spectrală în infraroşu a derivaţilor de chitosan cu
structură sulfonamidică
În spectrul chitosanului și derivaților săi funcționalizați (8a-f, 9a-f)
au fost identificate benzile caracterictice grupării amidice, datorate
vibraţiilor C=O (amida I) în domeniul 1629-1656 cm-1
(8a-f), respectiv
1645-1658 cm-1
(9a-f), și NH (amida II) în domeniul 1565-1598 cm-1
(8a-
f) respectiv 1594-1598 cm-1
(9a-f). Totodată în regiunea 3320-3400 cm-1
s-
a identificat o bandă largă atribuită vibrației de valență a grupărilor OH
alcoolice.
Componenta sulfonamidică este prezentă în spectru prin benzile de
absorbție caracteritice grupării sulfonamidice, SO2-N în domeniile 1256-
1262 cm-1
şi 1163-1168 cm-1
(8a-f), respectiv benzile de absorbție din
regiunea 1256-1260 cm-1
și 1162-1165 cm-1
(9a-f).
Nucleul aromatic este prezent sub forma unor benzi multiple dintre care
cele mai intense sunt cele din regiunea 1539-1548 cm-1
și 834-897 cm-1
(8a-f) respectiv 1542-1551 cm-1
și 893-897 cm-1
(9a-f).
5.2.2. Analiza spectrală de rezonanţă magnetică nucleară (RMN)
5.2.2.1 Analiza spectrală de rezonanţă magnetică nucleară a
hidrazonelor cu structură sulfonamidică
Formarea hidrazonelor în urma reacției dintre gruparea amino
primară a derivaților de hidrazină cu structură sulfonamidică (3a-f) și
aldehidele aromatice (benzaldehida, 4-fluor-benzaldehida, 4-
clorbenzaldehida, 4-brombenzaldehida, 4-hidroxibenzaldehida și 4-nitro-
benzaldehida) este confirmată prin apariția în spectrul 1H-RMN a
protonului grupării azometinice (-N=CH-) ca singlet la = 8.06-8.22 ppm
în funcție de derivatul corespunzător.
5.2.2.2 Analiza spectrală de rezonanţă magnetică nucleară (RMN) a
azetidinonelor cu structură sulfonamidică
Formarea ciclului de azetidin-2-onă (beta-lactamic), rezultat prin tratarea
hidrazonelor corespunzătoare cu clorura acidului cloracetic, este dovedită
prin dispariția din spectrul 1H-RMN a semnalului protonului grupării
azometinice (-N=CH-) și apariția semnalelor corespunzătoare protonilor
12
ciclului beta-lactamic, CH-Ar și CH-Cl, ce apar ca dublete in regiunea
5.21-5.71 ppm respectiv 4.97-5.20 ppm.
În spectrul 13
C-RMN, carbonii ciclului dr azetidin-2-onă au fost
identificați prin semnalele din regiunea 160.3 -168.2 ppm (CO), 66.3-79.1
ppm (CH-Ar) și 60.2 – 67.1 ppm (CH-Cl). Prezenţa acestor semnale
confirmă încă o dată ciclizarea hidrazonelor la azetidinonele
corespunzătoare .
5.2.2.3. Analiza spectrală de rezonanţă magnetică nucleară (RMN) a
derivaţilor de chitosan cu structură sulfonamidică
Spectrele de rezonanţă magnetică nucleară ale derivaţilor de
chitosan, înregistrate în acid acetic 2% (amestec de acid acetic deuterat şi
apă deuterată), prezintă semnalele caracteristice celor două părţi
componente: restul glucozaminic și cel sulfonamidic.
În cazul derivaților de chitosan cu greutate moleculară medie (8a-
f) componenta glucozaminică se regăsește în spectrul 1H-RMN prin
protonii H-2 ce apar ca semnale în regiunea 3.133-3.668 ppm; H-3,4,5,6 ce
apar ca semnale multiple în regiunea 3.519-4.534 ppm; H-1 ce apar ca
semnale în regiunea 4.770-5.161 ppm; protonii grupării amino ce apar ca
semnale în regiunea 2.815-3.35 ppm și protonii restului acetil din regiunea
2.178-2.680 ppm.
Componenta sulfonamidică s-a identificat prin protonii ciclului
aromatic din regiunea 6.817-7.718 ppm precum și din regiunea 7.653-
7.952 ppm; protonii ciclului pirimidinic (pentru compușii 8a, 8b, 8c, 8d)
din regiunea 7.653-8.433 și protonul ciclului izoxazolic (pentru compusul
8e) cu semnal la 6.033 ppm.
În cazul derivaților de chitosan cu greutate moleculară mică (9a-f)
componenta glucozaminică se regăsește în spectrul 1H-RMN prin protonii
H-2 ce apar ca semnale în regiunea 3.133-3.668 ppm; H-3,4,5,6 ce apar ca
semnale multiple în regiunea 3.155-3.347 ppm; H-1 ce apar ca semnale în
regiunea 4.034-4.890 ppm; protonii grupării amino ce apar ca semnale în
regiunea 2.743-3.058 ppm.
Componenta sulfonamidică s-a identificat prin protonii ciclului
aromatic din regiunea 6.650-7.783 ppm precum și din regiunea 7.484-
7.980 ppm; protonii ciclului pirimidinic (pentru compușii 9a, 9b, 9c, 9d)
din regiunea 7.851-8.359 și protonul ciclului izoxazolic (pentru compusul
9e) cu semnal la 6.020 ppm.
13
CAPITOLUL 6. PRELUCRAREA DERIVAŢILOR DE CHITOSAN
CU STRUCTURĂ SULFONAMIDICĂ ÎN VEDEREA OBŢINERII
UNOR FORMULĂRI INOVATIVE
6.1. MATERIALE ŞI METODE
6.1.1. Filme
Obținerea filmelor de chitosan (CMMW, CLMMW) și derivați
funcționalizați (8a-f, 9a-f) s-a realizat utilizând metode aplicate pentru alți
derivați polimerici (131, 132, 133).
Compușii în concentraţie de 2% (m/v) s-au dizolvaţi în acid acetic
diluat (2%, m/v), după care volume de 20 mL din fiecare soluţie astfel
obţinută, au fost aduse în cutii Petri, cu diametrul de 9 cm şi lăsate la
temperatura camerei timp de 48 de ore în vederea evaporării solventului.
Filmele uscate rezultate au fost supuse procesului de reticulare cu o soluţie
apoasă de tripolifosfat de sodiu (TPP) 5% cu scopul de a creşte
hidrofobicitatea materialelor. Filmele reticulate au fost apoi spălate de
câteva ori cu apă distilată pentru a îndepărta urmele de acid acetic precum
şi excesul de TPP, şi uscate la temperatura camerei pentru încă de 24 de
ore.
Morfologia filmelor obținute (CMMW, CLMW, 8a-f, 9a-f) s-a
studiat cu ajutorul microscopului de forţă atomică (AFM) de tipul Digital
Instruments – USA.
6.1.2. Membrane multistratificate <onion like>
Membranele multistratificate “onion like” au fost obținute
utilizând ca agent de reticulare tripolifosfatul de sodiu (TPP), conform
tehnicii descrise în literatură (135).
Membranele multistratificate sunt constituite din filme de
chitosan, respectiv chitosan-sulfonamide, care au fost reticulate în
prealabil cu o soluţie de TPP 5%. Astfel peste fiecare film obţinut conform
tehnicii descrise anterior (6.1.1) se suprapune un alt volum de 20 mL
soluţie derivat de chitosan care se evaporă până la obţinerea celui de-al
doilea strat din structura membranei. Se reticulează şi acesta, se spală cu
apă distilată şi se usucă din nou la temperatura camerei. Se repetă
suprapunerea a n=6 straturi derivat de chitosan cu structură sulfonamidică.
Morfologia multimembranelor obținute a fost analizată cu ajutorul
microsopului de scanare electronică (SEM) Fei Quanta 200F.
14
6.1.3. Spongi
Prin adaptarea unor tehnici enunţate în literatura de specialitate,
aplicate la alţi derivați polimerici (137, 138, 139), au fost obținuți două
tipuri de spongi: spongi pe bază de chitosan/chitosan-sulfonamidă și
spongi tip copolimer chitosan/chitosan-sulfonamidă – acid hialuronic.
Tehnica de obținere a acestora are la bază procesul de congelare-liofilizare
folosind ca și aparatură un liofilizator de tip Christ alpha 2-4-LSC.
Spongi chitosan/chitosan – sulfonamidă. Volume de 20 ml soluţie
de chitosan, respectiv chitosan-sulfonamidă, în acid acetic 2% (m/v), au
fost aduse în cutii Petri, cu diametrul de 9 cm. Probele obținute au fost
înghețate, după care au fost supuse tehnicii de evaporare totală a
solventului prin liofilizare.
Spongi tip copolimer chitosan/chitosan-sulfadiazină (8a, 9a) – acid
hialuronic. Acidul hialuronic, în concentrație de 0,5% se dizolvă în apă
distilată prin agitare magnetică la temperatura camerei timp de 24 de ore.
Soluţia obţinută se aduce treptat sub agitare peste o soluţie de
chitosan/chitosan-sulfadiazină (8a, 9a) în acid acetic 2%. Raportul final al
celor două soluţii, de acid hialuronic şi chitosan/chitosan-sulfadiazină este
de 1:1.
Volume de 20 ml amestec chitosan/chitosan-sulfadiazină – acid
hialuronic, au fost aduse în cutii Petri, cu diametrul de 9 cm. Probele
obținute au fost înghețate, după care au fost supuse tehnicii de evaporare
totală a solventului prin liofilizare.
6.1.4. Nano-fibre
Nano-fibrele pe bază de chitosan-sulfadiazină (8a) au fost
obținute conform metodelor citate în literatura de specialitate (108, 140),
cu unele modificări:
A. Prima metodă constă în amestecarea soluţiilor de chitosan-
sulfadiazină (8a) (de concentrație 2% (m/v) în acid acetic 2% (m/v) cu
polivinilalcool (PVA) 10% (m/v) în apă distilată, în proporţie de 1:3 şi
supunerea amestecurilor rezultate procesului de electrospinning.
B. Cea de-a doua metodă constă în dizolvarea policaprolactonei în
cloroform, cu obținerea unei soluții de concentrație 10% (m/v) și
supunerea acestei soluții procesului de electrospinning pentru obținerea
nanofibrelor de policaprolactonă. Fibrele de PCL astfel obținute au fost
imersate de 1-3 ori în soluţii de acid acetic conţinând chitosan-sulfadiazină
(8a) 2% (m/v). După fiecare etapă de imersare acestea sunt uscate,
15
reticulate cu TPP 5%, spălate cu apă distilată pentru a îndepărta urmele de
acid acetic neevaporate precum şi excesul de TPP neconsumat, și
menținute la temperatura camerei timp de 24 de ore.
6.1.5. Micro/nano-particule
În vederea obținerii micro/nano particulelor s-a optimizat mai întâi
metoda de preparare a acestora pe bază de chitosan pur (CMMW,
CLMW), parametri stabiliți fiind utilizați ulterior la obținerea particulelor
pe bază de chitosan-sulfonamidă. Acest proces s-a realizat conform
tehnicilor citate şi în literatura de specialitate (141, 142), cu unele
modificări.
Pentru măsurarea dimensiunii microparticulelor s-a folosit
microscopul optic Zeiss Axiotech iar pentru măsurarea dimensiunii
nanoparticulelor s-a folosit spectrometrul de difuzie dinamică a luminii
(Dynamic Light Scattering- DLS) Malvern Autosizer 4800.
Optimizarea metodei de prepare a microparticulelor pe bază de chitosan
1mL soluţie de chitosan 0,1% în acid acetic 2% a fost adusă în
picătură (sub agitare la 700 rpm, timp de 24 de ore) într-un volum de 5 mL
soluţie apoasă TPP, folosit ca agent de reticluare extern. Concentraţia şi
volumul soluţiei de chitosan precum și volumul soluţiei de TPP s-au
păstrat constante variindu-se doar concentraţia soluţiei de TPP de la 10%
la 0,005%.
Obținerea microparticulelor pe bază de chitosan-sulfonamidă
Metoda optimizată pentru prepararea microparticulelor pe bază de
chitosan s-a folosit la prepararea microparticulelor pe bază de chitosan-
sulfonamidă.
Astfel, 1mL soluţie derivat de chitosan 0,1% a fost adus în
picătură şi sub agitare la 700 rpm, într-un volum de 5 mL soluţie apoasă
TPP 1%. Microparticulele obţinute au fost separate prin centrifugare şi
uscate prin liofilizare.
16
Optimizarea metodei de preparea a nanoparticulelor pe bază de chitosan
1 mL soluţie de chitosan 0,1 % în acid acetic 2% se aduce în
picătură (sub agitare la 700 rpm, timp de 24 de ore) într-o soluţie apoasă de
TPP 0,005%. Concentraţia şi volumul soluţiei de chitosan precum şi
concentraţia soluţiei de TPP s-au păstrat constante, variindu-se doar
volumul soluţiei de TPP de la 1 la 10 mL.
Obţinerea nanoparticulelor pe bază de chitosan-sulfonamidă
Metoda optimizată pentru prepararea nanoparticulelor pe bază de
chitosan s-a folosit la prepararea nanoparticulelor pe bază de chitosan-
sulfonamidă. Astfel, 1mL soluţie derivat de chitosan 0,1% a fost adus în
picătură şi sub agitare la 700 rpm într-un volum de 10 mL soluţie apoasă
TPP 0,005%.
6.2. REZULTATE ŞI DISCUŢII
6.2.1. Filme
Filmele obținute pe bază de chitosan-sulfonamide (8a-f, 9a-f),
conform tehnicii descrise (6.1.1) sunt colorate de la galben deschis la
portocaliu, spre deosebire de cele ale chitosanului pur (CMMW, CLMW)
care sunt incolore şi au o grosime de aproximativ 0,1 mm.
Conform imaginilor AFM (fig.6.6), se poate observa faptul că
filmele obținute pe bază de chitosan-sulfoanmide au suprafaţa mai rugoasă
spre deosebire de cea a chitosanului pur (CMMW, CLMW), observându-se
totodată și o creştere a numărului şi a intensităţii picurilor comparativ cu
chitosanul de plecare.
A) .
17
B) Fig.6.6. Imagini AFM: A- Chitosan cu greutate moleculară mică (CLMW)
B- Chitosan- sulfametoxidiazina (9c).
6.2.2. Membrane multistratificate <onion like>
Prin suprapunerea a șase straturi derivat de chitosan cu structură
sulfonamidică (9c) se obţin multimembrane. În fig.6.8 sunt redate imagini
SEM ale multimembranelor realizate cu ajutorul microscopului Fei Quanta
200F.
A B C Fig.6.8. Imagini SEM ale multimembranelor A- 2 straturi (x1000), B- 3 straturi
(x4000), C-6 straturi (x2400)
Conform imaginilor SEM, se poate observa influența TPP-ului asupra
fiecărui nivel de compus derivat de chitosan (9c); acesta permite separarea
fiecărei membrane și vizualizarea tuturor celor șase straturi (fig. 6.8- C).
18
6.2.3. Spongi
Spongii obținuți prin prelucrarea derivaţilor de chitosan, obţinuţi
conform tehnicii descrise la capitolul 6.1.3 sunt coloraţi de la alb la
portocaliu, şi au o grosime de aproximativ 0,2 cm.
Imaginile SEM, obținute cu ajutorul microscopului Fei Quanta
200F indică faptul că spongii obținuți de la derivații de chitosan cu
greutate moleculară mică, funcționalizați cu N-cloracetil sulfonamidele
corespunzătoare (9a-f), au dimensiunea porilor mai mare decât derivații de
chitosan cu greutate moleculară medie corespunzători (8a-f) (fig.6.10 şi
fig.6.11).
A B C Fig.6.10. Imagini SEM ale spongilor derivaţilor de chitosan cu greutate
moleculară mică 9a (A), 9b (B), 9c (C): x500.
În cazul spongilor obținuți pe bază de copolimeri chitosan
(CMMW, CLMW) /chitosan-sulfadiazină (8a, 9a) - acid hialuronic, s-a
observat că aceștia prezintă o flexibilitate dar şi o stabilitate mai mare
comparativ cu spongii obținuți doar pe bază de acid hialuronic.
Aceste caracteristici îmbunătățite sunt datorate chitosanului
(CMMW, CLMW), respectiv chitosan-sulfadiazinei (8a, 9a), care pe lângă
acţiunea biologică, prezintă și un important rol mecanic.
19
D E F Fig.6.11. Imagini SEM ale spongilor derivaţilor de chitosan cu greutate
moleculară medie 8a (D), 8b (E), 8c (F): x500.
6.2.4. Nano-fibre
Nanofibre de chitosan-sulfadiazină (8a)- polivinilalcool. Nanofibrele
obținute prin electrospinningul amestecului chitosan-sulfadiazina (8a) –
polivinilalcool, au o dimensiune de 0,96 µm (fig. 6.12).
Fig.6.12. Imagini SEM ale nanofibrelor de chitosan-sulfadiazina (8a)-
polivinilalcool
Dezavantajul acestei metode constă în faptul că fibrele obţinute
sunt instabile şi uşor solubile în apă, motiv pentru care s-a apelat la cea de-
a doua metodă ce folosește ca și polimer secundar, policaprolactona.
Nanofibre de chitosan-sulfadiazină (8a) –policaprolactonă. Nanofibrele
obținute pe bază de policaprolactonă au fost imersate în soluția de
chitosan-sulfadiazină (8a) conform tehnicii descrise la capitolul 6.1.4,
rezultând fibre mono și tristratificate. Utilizarea nanofibrelor de
policaprolactonă ca și suport pentru derivatul de chitosan 8a, prezintă
20
avantajul stabilității în timp precum și al faptului că acestea sunt insolubile
în apă comparativ cu fibrele de chitosan-sulfadiazină – polivinilalcool
obținute prin prima metodă.
Din imaginile prezentate în fig. 6.13 se pot observa diferenţele
care apar pe măsură ce sunt suprapuse mai multe straturi.
A B C Fig.6.13. Imagini SEM (X1700) ale fibrelor pe bază de policaprolactonă
A - fibre de PCL; B- fibre de PCL monostratificate cu chitosan-sulfadiazină (8a);
C- fibre de PCL tristratificate cu chitosan-sulfadiazină (8a).
6.2.5. Micro/nano-particule
Optimizarea metodei de preparare a microparticulelor de chitosan
(CMMW)
Utilizarea de TPP în concentrație de 0,005% a condus la obținerea
de nanoparticule, dimensiunea acestora fiind de ordinul a 620 nm, în timp
ce concentraţii de TPP de ordinul 0,01%-10% permite obținerea de
microparticule cu dimensiuni ce variază, dependent de concetrația folosită,
de la 39,5 µm la 75,17 µm.
Obținerea microparticulelor pe bază de chitosan-sulfonamidă
În cazul derivaților de chitosan (8a-f, 9a-f) dimensiunea
microparticulelor (cuprinsă între 14,56 µm și 25,81 µm), obținute la o
concentrație de TPP 1%, este mai mică comparativ cu cea obținută în
cazul chitosanului pur (64,38 µm) la aceeași concentrație de TPP.
21
Optimizarea metodei de preparare a nanoparticulelor de chitosan
(CMMW):
S-a observat ca cele mai mici dimensiuni (390,2 nm) au fost
obținute în condițiile utilizării a 10 ml soluție de TPP 0,005 %, volum care
ulterior a fost folosit pentru obținerea de nanoparticule de chitosan-
sulfonamide.
Obținerea nanoparticulelor pe bază de chitosan-sulfonamidă:
Conform rezultatelor obținute în cazul nanoparticulelor,
dimensiunea acestora pentru derivații de chitosan cu greutate moleculară
medie (8a-f) este cuprinsă între 408,5 nm și 952,1 nm, în timp ce în cazul
derivaților de chitosan cu greutate moleculară mică (9a-f) este cuprinsă
între 256,6 nm și 622,2 nm.
CAPITOLUL 7. CARACTERIZAREA FIZICO-CHIMICĂ A
MATRICILOR POLIMERICE OBȚINUTE PE BAZĂ DE
CHITOSAN FUNCȚIONALIZAT
Filmele şi spongii obținuți pe baza derivaților de chitosan-
sulfonamide, conform tehnicilor descrise în capitolul 6, au fost
caracterizaţi din punct de vedere al porozităţii, al capacităţii de umflare şi
al caracterului hidrofil/hidrofob.
7.1. MATERIALE ŞI METODE
7.1.1. Testul de porozitate
Spongii obţinuţi prin prelucrarea derivaţilor de chitosan
funcționalizati cu N-cloracetil- sulfonamide, s-au studiat din punct de
vedere al porozității, conform metodelor descrise în literatura de
specialitate (147).
Într-o primă etapă, spongii sub formă de discuri au fost cântăriți și
măsurați pentru a se stabili greutatea respectiv volumul inițial, după care
au fost imersați în alcool etilic absolut, pentru saturare.
După 24 de ore probele au fost recântărite iar porozitatea s-a
determinat prin aplicarea următoarei formule de calcul:
P = (W2-W1)/ρ xV1 (3)
în care: W1 - greutatea probei înainte de imersie;
W2 - greutatea probei după imersare;
V 1 - volumul probei înainte de imersie;
ρ - densitatea alcoolului etilic absolut.
22
Pentru fiecare probă, testul s-a realizat în triplicat.
7.1.2. Testul de umflare
S-a determinat gradul de umflare la echilibru, conform metodei
descrise în literatura de specialitate (148) cu unele modificări.
Membranele reticulate (spongi şi filme) au fost tăiate în fragmente
de aproximativ aceeași dimensiune și s-a determinat greutatea în stare
uscată (Wd), după care au fost imersate în apă distilată la temperatura
camerei.
La fiecare 15 minute, probele au fost scoase, uscate cu ajutorul
hârtiei de filtru și cântărite pentru a se determina greutatea în stare umedă
(Ww). Operația s-a repetat până la stabilirea echilibrului termodinamic.
Capacitatea de umflare, notată cu MSR (Membrane Swelling
Ratio) a fost calculată folosind următoarea formula, de calcul:
MSR (%) = (Ww- Wd)/ Wd x 100 (4)
în care: Wd – greutatea probei uscate;
Ww – greutatea probei umede la echilibru termodinamic.
7.1.3. Metoda unghiului de contact
Unghiul de contact al filmelor de chitosan (CMMW, CLMW) și
chitosan-sulfonamide (8a-f, 9a-f) s-a determinat prin metoda picăturii
(“sessile drop method”), cu ajutorul unui echipament de tipul System OCA
20.
Pe suprafața de sticlă ce conține filmul de chitosan (CMMW,
CLMW)/ derivat de chitosan (8a-f, 9a-f) se depun picături de 1µL apă
distilată, utilizând o seringă Halilton de 5 µL, „forma picăturii” fiind
proiectată pe ecran. Se măsoară unghiul format între lichidul pur și
suprafața solidă, pe parcursul a 30 de secunde, înregistrându-se câte o
valoare la fiecare secundă. Pentru fircare compus s-a realizat o serie de
câte trei experimente.
7.2. REZULTATE ȘI DISCUȚII
7.2.1. Testul de porozitate
În seria derivaților de chitosan-sulfonamidă cu greutate moleculară
medie (8a-f), porozitatea spongilor este cuprinsă între 68,96% (derivatul
8e) și 94,49 % (derivatul 8a).
Pentru marea majoritate a derivaților porozitatea este mai mică
comparativ cu cea a chitosanului pur CMMW (84,42%), exceptând
23
derivatul 8a (94,49%).
În seria spongilor dezvoltați pe baza derivaților de chitosan-
sulfonamidă cu greutate moleculară mică (9a-f), porozitatea este cuprinsă
între 64,67% pentru derivatul 9d și 86,60% pentru derivatul 9a. Pentru
marea majoritate a derivaților (9b-f) porozitatea este mai mică comparativ
cu cea a chitosanului pur CLMW (81,77%).
7.2.2. Testul de umflare
Capacitatea de umflare a filmelor
În cazul chitosanului cu greutate moleculară medie (CMMW),
echilibrul termodinamic se instalează după 60 min, capacitatea de umflare
având valoarea de 190%.
Capacitatea de umflare a filmelor derivaților de chitosan se
menține în jurul valorii chitosanul pur, excepție făcând derivații 8a și 8c,
ale căror valori sunt mai reduse (122%, respectiv 130%), reducere care
poate fi explicată prin caracterul hidrofob al derivatului sulfonamidic
utilizat la funcționalizarea chitosanului.
În cazul chitosanului cu greutate moleculară mică (CLMW),
echilibrul termodinamic s-a instalat după 60 de min cu o valoare a gradului
de umflare de 138%.
Comparativ cu chitosanul părinte, derivații 9a și 9e prezintă o
capacitate de umflare mai mare (215% respectiv 162%), în timp ce pentru
derivații 9(b,c,d,f) gradul de umflare a fost mai redus (între 99% și 131%)
Capacitatea de umflare a spongilor
În cazul chitosanului pur (CMMW), echilibrul termodinamic se
instalează după 60 de min cu o capacitate de umflare de 1800%. Exceptând
compusul 8c (cu o capacitate de 1260%), toți ceilalți derivați de chitosan
(8a, 8b, 8d, 8e, 8f) au prezentat un grad de umflare superior chitosanului
pur (cuprins între 1850 și 2060%).
În cazul chitosanului pur (CLMW), echilibrul termodinamic se
instalează după 60 de min cu o capacitate de umflare de 2350%.
Majoritatea derivaților de chitosan (9a-f) au o capacitate de umflare mai
mică decât cea a chitosanului pur (cuprinsă între 1250-1620%), excepție
făcând compusul 9e pentru care s-a înregistrat un grad de umflare de
3000%.
24
7.2.3. Metoda unghiului de contact
În cazul chitosanului pur cu greutate moleculară medie
(CMMW), valoarea unghiului de contact la momentul 0 (momentul în care
are loc contactul inițial dintre picătura de apă şi probă), este de 75,06°, în
timp ce pentru derivații de chitosan-sulfonamidă (8a-f), unghiul de contact
la momentul 0 variază între 57,98° şi 87,84°, dependent de natura
sulfonamidei cu care s-a realizat funcționalizarea chitosanului.
Se poate astfel aprecia, că deși pentru unii derivați (8d, 8f)
valoarea unghiului de contact înregistrată pe parcursul a 30 de secunde a
fost ușor crescută comparativ cu valoarea înregistrată pentru chitosanul cu
greutate moleculară medie, compușii rămân hidrofili, valoarea înregistrată
fiind mai mică decât 90°.
În cazul chitosanului cu greutate moleculară mică (CLMW) se
realizează în secunda 0 un unghi de 94,89°, în timp ce in cazul derivaţilor
săi cu structură sulfonamidică (9a-f), unghiurile formate au valori cuprinse
între 38,03° şi 77,23°.
Cu excepția compusului chitosan-sulfametoxidiazină (8c), toți
derivații de chitosan cu greutate moleculară medie au o hidrofilie egală sau
ușor mai redusă decât a chitosanului părinte. Modificările chimice realizate
pe structura chitosanului cu greutate moleculară mică, duc însă la obţinerea
unor derivaţi cu hidrofilie crescută spre deosebire de cea a chitosanului
pur, cel mai hidrofil derivat fiind cel provenit de la sulfizoxazol (9f).
CAPITOLUL 8. EVALUAREA BIOLOGICĂ A COMPUȘILOR CU
STRUCTURĂ SULFONAMIDICĂ
Compușii cu structură sulfonamidică, derivați de azetidin-2-onă și
chitosan, intermediari și finali, a căror sinteză este prezentată în capitolul
4, au fost evaluați din punct de vedere biologic, urmărindu-se determinarea
potențialului antimicrobian și antioxidant. În plus, pentru matricile tip
filme și spongi pe bază de chitosan-sulfonamide s-a evaluat capacitatea de
biodegradare in vitro, utilizând teste enzimatice.
8.1. MATERIALE ŞI METODE
8.1.1. Evaluarea acţiunii antimicrobiene in vitro
Potențialul antimicrobian al derivaților cu structură sulfonamidică
s-a determinat pe tulpini bacteriene Gram pozitive (Staphylococcus,
25
Enterococcus) și Gram negative (Klebsiella, Proteus, Citrobacter,
Enterobacter, Escherichia, Pseudomonas).
8.1.1.1. Determinarea Concentraţiei Minime Inhibitorii
Cuantificarea potențialei activităţi antimicrobiene a derivaților de
azetidin-2-onă (intermediari și finali) s-a realizat prin stabilirea
concentrației minime inhibitorii (CMI) folosind metoda diluţiilor seriale
conform recomandărilor EUCAST DEF. 3.1 (157).
S-au folosit următoarele tulpini bacteriene: Staphyloccoccus
aureus ATCC 6583; Staphyloccoccus epidermidis ATCC 12228;
Enterococcus faecalis ATCC 25912; Klebsiella pneumoniae CIP 53153;
Proteus vulgaris CIP 104989; Citrobacter freundii CIP 5732;
Enterobacter cloacae CIP 103475; Escherichia coli ATCC 25922;
Pseudomonas aeruginosa CIP 82118. Sulfanilamida şi ampicilina au fost
folosite ca martori pozitivi.
8.1.1.2. Determinarea diametrului zonei de inhibiție
Activitatea antimicrobiană și antifungică a derivaților de chitosan
cu structură sulfonamidică (8a-f, 9a-f) s-a determinat prin metoda
difuzimetrică conform protocolului CLSI 2012 (158).
Activitatea antimicrobiană a fost testată pe următoarele tulpini
bacteriene: Staphyloccoccus aureus ATCC 25923; Sarcina lutea ATCC
9341; Bacillus cereus ATCC 14579; Bacillus subtilis; Escherichia coli
ATCC 25922; Pseudomonas aeruginosa CIP 82118
Pentru determinarea acțiunii antifungice s-au folosit tulpinile:
Candida albicans ATCC 10231, Candida glabrata și Candida sake.
8.1.2. Evaluarea potențialului antioxidant in vitro
Potențialul antioxidant al derivaților de azetidin-2-onă și al
derivaților de chitosan cu structură sulfonamidică, a fost evaluat utilizând
următoarele teste in vitro: capacitatea totală antioxidantă, puterea
reducătoare şi capacitatea de inhibare a radicalilor liberi DPPH.
Capacitatea totală antioxidantă a compuşilor testaţi a fost
evaluată folosind metoda fosfomolibdenică după tehnica standard (159), cu
câteva modificări.
Puterea reducătoare a compuşilor sintetizaţi a fost cuantificată
prin metoda descrisă în literatură (160) cu câteva modificări.
26
Capacitatea de inhibare a radicalilor liberi DPPH (1,1-difenil-2-
picrilhidrazil) a fost evaluată conform metodei descrise în literatură (161)
cu câteva modificări.
8.1.3. Evaluarea capacităţii de biodegradare in vitro
Matricile polimerice reticulate (filme, spongi) pe bază de derivați
de chitosan cu structură sulfonamidică au fost studiate din punct de vedere
al biodegradării, conform tehnicii descrise în literatura de specialitate
(162). Metoda se bazează pe utilizarea lizozimului 152975 UI/mg, dizolvat
în mediu de tampon fosfat, pH 7,4 în concentrație 10000 UI/mL, la
temperatura de 37ºC.
8.2. REZULTATE ŞI DISCUŢII
8.2.1. Evaluarea acţiunii antimicrobiene in vitro
Studiul a fost realizat în colaborare cu Universitatea de Ştiinţe
Agricole şi Medicină Veterinară, Facultatea de Medicină Veterinară, Iaşi
precum şi cu Departamentul de Microbiologie din cadrul Universităţii de
Medicină şi Farmacie "Gigore T. Popa" Iaşi, Facultatea de Farmacie.
8.2.1.1. Determinarea Concentrației Minime Inhibitorii
În seria derivaților de hidrazină cu structură sulfonamidică (3a-
f), pentru majoritatea derivaților, valorile CMI în cazul celor nouă tulpini
bacteriene testate au fost de 512 µg/mL. Cel mai activ din serie s-a dovedit
a fi compusul 3d (derivatul sulfadimetoxinei) care la concentrație de 256
µg/mL a inhibat dezvoltarea pentru majoritatea tulpinilor bacteriene (fig.
8.1).
27
A B Fig.8.1. Valorile CMI (µg/mL) ale sulfonamidelor (1a-f) (A)
şi ale hidrazinelor sintetizate (3a-f) (B). K.p- Klebsiella pneumoniae, P.v- Proteus vulgaris, C.f- Citrobacter freundii, E.c.1-
Enterobacter cloacae, S.a- Staphylococcus aureus, S.e- Staphylococcus epidermidis, E.c.2-
Escherichia coli, E.f- Enterococcus faecalis, P.a- Pseudomonas aeruginosa.
Comparativ cu activitatea sulfonamidelor părinte, derivatul N4-
hidrazinoacetilamino-sulfadimetoxina (3d) s-a dovedit mai activ decât
sulfadimetoxina pe tulpinile Klebsiella pneumoniae, Citrobacter freundii,
Enterobacter cloacae și Pseudomonas aeruginosa, valoarea CMI pentru
aceste tulpini fiind de 256 µg/mL, comparativ cu sulfadimetoxina a cărei
valoare CMI a fost de 512 µg/mL.
În seria hidrazonele cu structură sulfonamidică, plecând de la
hidrazina corespunzătoare (3a) la care valoarea CMI a fost de 512 µg/mL
pentru toate tulpinile bacteriene testate, prin condensare cu benzaldehida,
4-fluorbenzaldehida și 4-brom-benzaldehida rezultă hidrazone mai active
pe Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus epidermidis și Enterococcus
faecalis (fig. 8.2).
28
În seria derivaților de sulfizoxazol (4f1-6), rezultatele obținute au
evidențiat valori ale CMI de 512 µg/mL pentru toate tulpinile bacteriene,
cu excepia compusul 4f5 (obținut prin condensarea hidrazinei 3a cu 4-
hidroxi-benzaldehida), care a fot mai activ pe Pseudomonas aeruginosa
(CMI = 256 µg/mL).
A B Fig.8.2. Valorile CMI (µg/mL) ale hidrazonelor, derivați de sulfadiazină (4a1-
6)(A) şi sulfizoxazol (4f1-6)(B). K.p- Klebsiella pneumoniae, P.v- Proteus vulgaris, C.f- Citrobacter freundii, E.c.1-
Enterobacter cloacae, S.a- Staphylococcus aureus, S.e- Staphylococcus epidermidis, E.c.2-
Escherichia coli, E.f- Enterococcus faecalis, P.a- Pseudomonas aeruginosa.
În seria azetidinonelor corespunzătoare sulfadiazinei (5a1-6) și
sulfizoxazolului (5f1-6), toți compuși testați au valori ale CMI de 512
µg/mL pentru toate cele nouă tulpini bacteriene (fig. 8.3).
Se constată astfel că pentru cele două serii, inchiderea ciclului de
azetidin-2-onă (β-lactamic), nu a avut o influență favorabilă asupra
activității antimicrobiene, contrar așteptărilor.
29
A B Fig.8.3. Valorile CMI (µg/mL) ale azetidinonelor, derivați de sulfadiazină (5a1-
6)(A) şi sulfizoxazol (5f1-6)(B). K.p- Klebsiella pneumoniae, P.v- Proteus vulgaris, C.f- Citrobacter freundii, E.c.1-
Enterobacter cloacae, S.a- Staphylococcus aureus, S.e- Staphylococcus epidermidis, E.c.2-
Escherichia coli, E.f- Enterococcus faecalis, P.a- Pseudomonas aeruginosa.
Comparativ cu martorii folosiţ, toţi compuşii testaţi sunt mai activi
decât sulfanilamida dar mai puţin activi decât ampicilina, ale căror valori
CMI sunt prezentate în tabelul 8.1.
Tabel 8.1. Valorile CMI (µg/mL) ale martorilor pozitivi folosiţi Martor
S.a.
S.e.
E.f.
K.p.
P.v.
C.f.
E.c.1
E.c.2
P.a
. Sulfanilamida >1000 >1000 >1000 >1000 >1000 >1000 >1000 >1000 800
Ampicilina 35.8 3 3 16 - - 8 35.8 128
S.a.-Staphylococcus aureus, S.e.-Staphylococcus epidermidis, E.f.-Enterococcus faecalis,
K.p.-Klebsiella pneumoniae, P.v.- Proteus vulgaris, C.f.-Citrobacter freundii, E.c.1-
Enterobacter cloacae, E.c.2-Escherichia coli, P.a.-Pseudomonas aeruginosa.
8.2.1.2. Determinarea diametrului zonei de inhibiție
Rezultatele determinării potențialului antibacterian al probelor
pregătite sub formă de spongi pe bază de derivați de chitosan cu structură
sulfonamidică, exprimate prin diametrul zonei de inhibiție, sunt prezentate
în tabelele 8.2 și 8.3.
În cazul derivaților de chitosan cu greutate moleculară medie (8a-
f), prelucrați sub formă de spongi, s-a observat că derivații 8b (derivat de
30
sulfamerazină), 8d (derivat de sulfadimetoxină) și 8e (derivat de
sulfametoxazol) prezintă activitate antimicrobiană apreciabilă comparativ
cu chitosanul, pe toate tulpinile bacteriene cu excepția speciei de
Pseudomonas aeruginosa CIP 82118 față de care au fost inactivi.
Pe tulpinile bacteriene menționate chitosanul cu greutate
moleculară medie (CMMW) s-a dovedit a fi inactiv la concentrația de 2,5
mg/disc.
Tabel 8.2. Diametrul zonei de inhibiție (mm) pentru derivații chitosan cu
greutate moleculară medie (8a-f).
Compus Diamterul zonei de inhibiție (mm)
S.a. S.l. B.c. B.s. E.c. P.a.
CMMW 0 0 0 0 0 0
8a 0 0 0 0 0 0
8b 11 26 15 12 11 0
8c 0 15 0 0 0 0
8d 10 32 18 19 17 0
8e 12 26 12 9 12 0
8f 0 0 0 0 0 0 S.a. = Staphloccocus auresus ATCC 25923, S.l.= Sarcina lutea ATCC 9341, B.c.=
Bacillus cereus ATCC 14579, B.s.= Bacillus subtilis, E.c.= Escherichia coli ATCC 25922,
P.a.= Pseudomonas aeruginosa CIP 82118.
În cazul derivaţilor de chitosan cu greutate moleculară mică (9a-f),
rezultatele obținute (Tabel 8.3) au evidențiat că majoritatea derivaților sunt
mai activi decât chitosanul cu greutate moleculară mică (CLMW), care la
concentrația de 2,5 mg/disc s-a dovedit a fi inactiv pe toate tulpinile
bacteriene testate.
Totodată derivații (9a-f) s-au dovedit mai puțin activi comparativ
cu analogii lor cu greutate moleculară medie (8a-f).
Evaluarea activității antifungice a derivaților de chitosan cu
greutate moleculară medie (8a-f) și mică (9a-f), prelucrați sub formă de
spongi, a evidențiat faptul că niciunul dintre compușii testați nu prezintă
activitate inhibitorie, la concentrație de 2,5 mg/disc, pe speciile Candida
albicans ATCC 10231, Candida glabrata și Candida sake.
31
Tabel 8.3. Diametrul zonei de inhibiție (mm) pentru derivații chitosan cu
greutate moleculară medie (9a-f).
Compus Diamterul zonei de inhibiție (mm)
S.a. S.l. B.c. B.s. E.c. P.a.
CLMW 0 0 0 0 0 0
9a 0 7 0 0 0 0
9b 0 32 16 20 0 0
9c 0 15 0 0 0 0
9d 0 32 17 19 0 0
9e 0 32 15 0 0 0
9f 0 0 0 0 0 0 S.a. = Staphloccocus auresus ATCC 25923, S.l.= Sarcina lutea ATCC 9341, B.c.=
Bacillus cereus ATCC 14579, B.s.= Bacillus subtilis, E.c.= Escherichia coli ATCC 25922,
P.a.= Pseudomonas aeruginosa CIP 82118.
8.2.2. Evaluarea potențialului antioxidant in vitro
Compușii sintetizați, intermediari și finali, derivați de azetidin-2-
onă precum și derivații funcționalizați ai chitosanului, au fost evaluați
privind potențialul lor antioxidant, în vederea includerii celor mai activi în
matrici polimerice cu potențială acțiune cicatrizantă și regenerant tisulară.
8.2.2.1. Evaluarea potențialului antioxidant al derivaților de hidrazină
cu structură sulfonamidică
Capacitatea totală antioxidantă (CTA)
Metodă se bazează pe reducerea Mo+6
la Mo+5
cu formarea
complexului fosfat/ Mo+5
de culoare albastru-verzuie la pH acid, a cărei
intensitate depinde de puterea reducătoare a compusului testat.
Rezultatele obținute, exprimate în concentrația efectivă 50 (EC50)
sunt prezentate în fig. 8.4 pentru sulfonamidele părinte și fig. 8.5 pentru
hidrazinele corespunzătoare.
32
Fig. 8.4. CTA pentru compușii 1a-f. Fig. 8.5. CTA pentru compușii 3a-f și AA.
Din analiza datelor se observă că toți derivații de hidrazină (3a-f)
sunt mai activi decât sulfonamidele clasice (1a-f), ceea ce susține că
modularea chimică realizată are influență pozitivă asupra potențialului
antioxidant. În raport cu acidul ascorbic (AA), la care valoarea EC50 a fost
de 0,0067 mg/mL, compușii testați s-au dovedit a fi mai puțin activi.
Puterea reducătoare.
Derivații de hidrazină (3a-f) reduc Fe3+
din complexul fericianură
la Fe2+,
cu apariția unei colorații galben-verzuie a cărei intensitate depinde
de puterea reducătoare a fiecărui compus.
Derivatizarea sulfonamidelor părinte, prin introducerea grupării
acetil-hidrazino determină creşterea efectului reducător, toţi compuşii
testaţi fiind mai activi decât sulfonamidele de plecare (fig. 8.6, 8.7).
Astfel, cei mai activi comparativ cu sulfonamidele părinte, au fost
compușii 3b (EC50 = 0,0254 mg/mL) ce s-a dovedit a fi de 47 ori mai
activ decât sulfamerazina (1b, EC50 = 1,1991 mg/mL) și compusul 3c
(EC50 = 0,0344 mg/mL) ce s-a dovedit a fi de 34 ori mai activ decât
sulfametoxidiazina (1c, EC50 = 1,1800 mg/mL).
În raport cu acidul ascorbic (AA), cu o valoare EC50 = 0,0075
mg/mL, compușii testați s-au dovedit a fi mai puțin activi.
33
Fig. 8.6 Puterea reducătoare a 1a-f. Fig. 8.7 Puterea reducătoare a 3a-f și AA.
Capacitatea de inhibare a radicalilor liberi DPPH.
Dacă în cazul sulfonamidelor capacitatea de inhibare este foarte
scăzută, variind între 0-36,53%, în cazul derivaților de hidrazină procentele
de inhibiție înregistrate au fost mai mari de 50%, variind între 51,25%-
97,45% (fig. 8.8, 8.9)
Fig. 8.8. Capacitatea antiDPPH a 1a-f. Fig. 8.9. Capacitatea antiDPPH a 3a-f.
Toți derivații de hidrazină sunt mai activi decât sulfonamidele
clasice corespunzătoare și pentru cei mai mulți dintre ei activitatea este
comparabilă cu cea a acidului ascorbic (AA) pentru care procentul de
34
inhibiție al radicalilor liberi este 97,59%.
8.2.2.2. Evaluarea potențialului antioxidant al hidrazonelor cu
structură sulfonamidică
Capacitătea totală antioxidantă (CTA)
Valorile EC50, referitoare la capacitatea totală antioxidantă a
hidrazonelor studiate sunt prezentate în fig.8.10 (4a1-6) și în fig 8.11 (4f1-
6).
Fig. 8.10. CTA pentru compușii 4a1-6. Fig. 8.11. CTA pentru compușii 4f1-6.
Cea mai activă hidrazonă provenită de la sulfadiazină este 4a3 iar
cea mai activă provenită de la sulfizoxazol este 4f3. Ambii compuşi sunt
rezultatul reacției de condensare dintre hidrazinele corespunzătoare cu 4-
Cl-benzaldehida.
Puterea reducătoare
În seria derivaților de sulfadiazină (4a1-6), compușii 4a5 (EC50 =
0,051 mg/mL) și 4a6 (EC50 = 0,0503 mg/mL) sunt cei mai activi; ei s-au
dovedit a fi de aproximativ 11 ori mai activi decât sulfadiazina (EC50 =
0,5760 mg/mL) (fig. 8.12). În seria derivaților de sulfizoxazol, compusul
4f5 (EC50 = 0,021 mg/mL) este de 16 ori mai activ decât sulfizoxazolul
(EC50 = 0,3497 mg/mL) (fig. 8.13).
Reacția de condensare a derivaților de hidrazină (3a, 3f) cu diferite
aldehide aromatice (benzaldehida, 4-fluorbenzaldehida, 4-clorbenzal-
dehida, 4-brombenzaldehida, 4-hidroxibenzaldehida, 4-nitrobenzaldehida)
a avut drept rezultat intensificarea acțiunii antioxidante, toţi compuşii
35
testaţi fiind mai activi decât sulfonamidele de plecare (1a și 1f).
Fig. 8.12. Puterea reducătoare a 4a1-6. Fig. 8.13. Puterea reducătoare a 4f1-6.
Capacitatea de inhibare a radicalilor liberi DPPH.
Dependent de capacitatea antiradicalică, compuşii testați
decolorează soluţia de DPPH sau îi modifică culoare din violet la galben.
În cazul hidrazonelor derivate de la sulfadiazină (4a1-6), cei mai
activi s-au dovedit a fi compușii 4a5 (I% = 93,17%) și 4a2 (I% = 91,40%)
rezultați în urma condensării derivatului de hidrazină corespunzător (3a) cu
4-hidroxibenzaldehida respectiv cu 4-fluorbenzaldehida (fig. 8.14).
Fig. 8.14. Capacitatea antiDPPH a 4a1-6. Fig. 8.15. Capacitatea antiDPPH a 4f1-6.
36
În seria sulfizoxazolului cei mai activi compuși s-au dovedit
hidrazonele rezultate în urma condensării cu benzaldehida (compus 4f1) cu
I% = 48,17%, 4-brombenzaldehida (compus 4f4) cu I% = 42,25% și 4-
hidroxibenzaldehida (4f5) cu I% = 61,20% (fig. 8.15).
8.2.2.3. Evaluarea potențialului antioxidant al azetidinonelor cu
structură sulfonamidică
Capacitatea totală antioxidantă
Formarea ciclului de azetidin-2-onă (β-lactamic) în urma reacției
de ciclizare a hidrazonelor corespunzătoare cu clorura acidului cloracetic,
are drept rezultat o intensificare a acțiunii antioxidante, toți compușii fiind
mult mai activi decât sulfonamidele părinte, sulfadiazina respectiv
sulfizoxazolul. Rezultatele obținute, exprimate în valorile EC50 sunt
prezentate în fig. 8.16 (5a1-6) și fig 8.17 (5f1-6).
Fig.8.16. CTA pentru compușii 5a1-6. Fig.8.17. CTA pentru compușii 5f1-6.
Puterea reducătoare
În cazul azetidinonelor 5a1-6, valorile EC50 sunt cuprinse între 0,094
mg/mL şi 0,227 mg/mL în timp ce sulfadiazina 1a are o valoare egală cu
0,5760 mg/mL (fig 8.18), ceea ce înseamnă o intensificare a puterii
reducătoare de 2,5 până la 6,1 ori.
Azetidinonele 5f1-6 prezintă valori EC50 cuprinse între 0,093 mg/ml şi
0,318 mg/ml în timp ce sulfizoxazolul 1f are o valoare egală cu 0,347
mg/mL (fig 8.19), ceea ce înseamnă o intensificare a puterii reducătoare de
1,1 până la 3,7 ori.
37
Fig.8.18. Puterea reducătoare a 5a1-6. Fig.8.19. Puterea reducătoare a 5f1-6.
Capacitatea de inhibare a radicalilor liberi DPPH.
În cazul derivaților de sulfadiazină (5a1-6), s-a observat că toți compușii
studiați au prezentat o apreciabilă activitate antiradicalică, procentul de
inhibiție variind între 61,28%-80,94% (fig. 8.20). În seria sulfizoxazolului,
azetidinonele 5f1-6 au prezentat valori ale procentului de inhibiție cuprinse
între 33,81% şi 64,28% (fig. 8.21).
Fig. 8.20. Capacitatea antiDPPH a 5a1-6. Fig. 8.21. Capacitatea antiDPPH a 5f1-
6.
38
8.2.2.4. Evaluarea potențialului antioxidant al derivaţilor de chitosan
cu structură sulfonamidică
Capacitatea totală antioxidantă
Derivații de chitosan (8a-f) au prezentat valori ale EC50 cuprinse
între 10,28 mg/mL și 1,14 mg/mL, în timp ce pentru chitosan (CMMW)
valoarea înregistrată a fost de 80,11 mg/mL, ceea ce însemană are loc o
intensificare de 7,8 până la 70 ori a acțiunii antioxidante.
În cazul derivaţilor de chitosan cu greutate moleculară mică (9a-f)
valorile înregistrate sunt comparabile cu valoarea stabilită pentru
chitosanul cu greutate moleculară mică (CLMW). Astfel valorile EC50
pentru derivații 9a-f sunt cuprinse între 3,4-10,61 mg/mL (fig.8.23) în timp
ce pentru CLMW valoarea înregistrată a fost de 10,43 mg/mL.
Puterea reducătoare
Puterea reducătoare a derivaților de chitosan cu greutate
moleculară medie (8a-f) este mai intensă comparativ cu chitosanul, cu
exceptia derivatului 8c, obținut în urma derivatizării cu
sulfametoxidiazina, a cărei valoare EC50 (10,92 mg/mL) este mai mare
decât cea a CMMW (6,65 mg/mL). În seria derivaţilor de chitosan cu
greutate moleculară mică (9a-f), cu excepția compusului 9e (derivatul
sulfametoxazolului) pentru care valoarea EC50 (3,52 mg/mL) a fost mai
mare decât a chitosanului CLMW (1,67 mg/mL), toți ceilalți compuși au
fost mai activi decât chitosanul prezentând valori ale EC50 cuprinse între
0,1783 și 1,179 mg/mL.
Capacitatea de inhibare a radicalilor liberi DPPH
În cazul derivaților de chitosan cu greutate moleculară medie (8a-
f), s-a observat că toți compușii studiați sunt mai activi decât CMMW în
inhibarea radicalilor liberi DPPH, procentul de inhibiție variind între
11,16-67,89%, în timp ce pentru CMMW valoarea înregistrată a fost de
8,14%.
Pentru derivații de chitosan cu greutate moleculară mică (9a-f),
procentul de inhibiție variază între 13,61% şi 81,94%, în timp ce CLMW a
înregistrat o valoare de 13,21%.
8.2.3. Evaluarea capacităţii de biodegradare in vitro
Derivații de chitosan cu greutate moleculară medie și mică,
39
prelucrați sub formă de matrice polimerice tip spongi și filme, au fost
testați și din punct de vedere al biodegradării, utilizînd teste in vitro.
8.2.3.1. Evaluarea capacităţii de biodegradare a spongilor
Comparativ cu chitosanul părinte (CMMW) la care biodegradarea
a variat de la 9,92% (în prima zi) la 38,19% (în ziua a 7-a), majoritatea
derivaților (8a, 8b, 8d, 8e, 8f) s-au biodegradat într-o proporție mai mare
(fig. 8.28).
În seria derivaților 9a-f, biodegradarea începe din prima zi de
incubare, procentul înregistrat variind între 14,91% (9c, derivat de
sulfametoxidiazină) și 54,33% (9d, derivat de sulfadimetoxină) și se
intensifică pe parcursul experimentului, ajungând în ziua a 7-a la o valoare
ce variază între 26,02% (9c) și 69,36% (9a, derivat de sulfadiazină).
Fig.8.28. Biodegradarea spongilor proveniţi de la derivaţii de chitosan
cu greutate moleculară medie (8a-f)
8.2.3.2. Evaluarea capacităţii de biodegradare a filmelor
Rezultatele obţinute la testul de biodegradare in vitro a filmelor
provenite de la derivații de chitosan cu greutate moleculară medie (8a-f)
sunt prezentate în fig. 8.30.
40
Fig.8.30. Biodegradarea filmelor provenite de la derivaţii de chitosan
cu greutate moleculară medie (8a-f)
În seria derivaților 8a-f, la sfârșitul zilei a 7-a, cu excepția
compusului 8f (derivat de sulfizoxazol) pentru care biodegradarea a fost în
procent de 63,04%, pentru restul derivaților aceasta a variat între 9,37% și
40,33%. Pentru filmele de chitosan cu greutate moleculară medie gradul de
biodegradare înregistrat, a fost de 10%.
În seria derivaților 9a-f, la sfârșitul zilei a 7-a, pentru majoritatea
filmelor, gradul de biodegradare a variat între 2,17% și 16,16%, excepție
făcând filmul provenit de la derivatul de sulfadiazină (9a), care în ziua a7-a
s-a biodegradat în proporție de 25%. În ceea ce privește chitosanul părinte,
biodegradarea înregistrată a fost doar de 8,41%.
CAPITOLUL 9. CONCLUZII GENERALE
Lucrarea de doctorat prezintă cercetările realizate în scopul sintezei,
caracterizării și evaluării biologice a unor noi derivați cu structură
sulfonamidică (cloracetil-derivaţi, hidrazinoacetil-derivaţi,
arilidenhidrazinoacetil-derivaţi, azetidin-2-one) precum şi a unor noi
derivaţi de chitosan cu structură sulfonamidică.
1. Având ca model structural o serie de șase sulfonamide clasice
(sulfadiazina, sulfamerazina, sulfametoxidiazina, sulfadimetoxina,
sulfametoxazolul și sulfizoxazolul), prin etape succesive ce au inclus
funcționalizare cu clorura acidului cloracetic (cu formare de cloracetil-
derivaţi), tratare cu hidrat de hidrazină (rezultând hidrazine cu structură
41
sulfonamidică), condensare cu aldehide aromatice (benzaldehida, 4-
fluorbenzaldehida, 4-clorbenzaldehida, 4-brombenzaldehida, 4-
hidroxibenzaldehida, 4-nitrobenzaldehida) cu formarea hidrazonelor
corespunzătoare și în final ciclizare cu clorura acidului cloracetic, s-au
sintetizat noi derivați de azetidin-2-onă.
Prin derivatizarea chitosanului (cu greutate moleculară medie și mică) cu
cloracetil-derivații sulfonamidelor clasice au rezultat două noi serii de
derivați de chitosan cu structură sulfonamidică.
2. Compușii sintetizați, intermediari și finali, au fost caracterizați din
punct de vedere fizico-chimic, stabilindu-se temperatura de topire,
randamentul de reacție, formula moleculară, masa relativă și solubilitatea
în diferiți solvenți: apă distilată, alcool etilic, alcool propilic, alcool
izopropilic, acetonă, dioxan, metanol, eter etilic, DMSO, DMFA.
Derivații de chitosan au fost studiați din punct de vedere al
comportamentului termic, folosind metode termogravimetrice: analiza
termogravimetrică (TG) și analiza termogravimetrică diferențială (TGA).
Au fost stabilite de asemenea, prin analiză spectrală de rezonanță
magnetică nucleară, gradul de acetilare pentru chitosan (CMMW, CLMW)
și gradul de substituție pentru derivații de chitosan-sulfonamidă sintetizați.
3. Structura chimică a compușilor intermediari și finali sintetizați a fost
confirmată prin spectroscopie în infraroșu și de rezonanță magnetică
nucleară. Spectrele IR înregistrate în domeniul 500-4000 cm-1 au
evidenţiat vibraţiile de grup caracteristice elementelor structurale specifice
fiecărei serii de compuși: restul cloracetil, gruparea hidrazinică, ciclu
aromatic, ciclul beta-lactamic, restul de glucozamină, etc. Spectrele 1H-
RMN şi 13C-RMN au fost înregistrate în dimetilsulfoxid deuterat și au pus
în evidență semnalelor corespunzătoare protonilor și carbonilor ciclului
beta-lactamic: CH-Ar și CH-Cl, ceea ce a validat întreaga schemă de
sinteză. Pentru derivații de chitosan, în spectrele 1H-RMN s-au evidențiat
semnalele protonilor caracteristici celor două părţi componente: restul
glucozaminic și cel sulfonamidic.
4. Derivații de chitosan-sulfonamidă au fost prelucrați sub formă de
diferite matrici polimerice: filme, spongi, membrane „onion like”,
micro/nano-particule, nanofibre, în vederea potențialei lor aplicații în
tratamentul rănilor provocate de arsuri. Matricile polimerice obținute au au
fost studiate din punct de vedere morfologic prin tehnici microscopice
(microscopia de forță atomică și microscopia electronică de scanare) și din
punct de vedere fizico-chimic, stabilindu-se gradul de porozitate,
42
capacitatea de hidratare precum și caracterul hidrofil respectiv hidrofob
(folosind metoda unghiului de contact).
5. Compușii sintetizați au fost evaluați din punct de vedere biologic,
urmărind-se prin teste in vitro, stabilirea potențialului antimicrobian și al
celui antioxidant.
Studiul antimicrobian, ce a urmărit testarea efectului atât pe tulpini
bacterine Gram-pozitive cât și şi Gram-negative, a evidențiat influența
favorabilă a reacției de condensare a hidrazinelor cu structură
sulfonamidică, cu aldehidele aromatice, asupra efectului antibacterian. O
influență similară a fost observată și în cazul derivaților de chitosan-
sulfonamidă, pentru care efectul antimicrobian a fost mai intens decât
chitosanul părinte (CMMW, CLMW).
Rezultatele evaluării potențialul antioxidant, prin teste in vitro (capacitatea
totală antioxidantă, puterea reducătoare şi capacitatea de inhibare a
radicalilor liberi DPPH), au confirmat faptul că prin modularea structurală
a celor șase sulfonamide clasice, potențialul antioxidant crește
semnificativ, în cazul hidrazonelor de câteva sute de ori comprativ cu
sulfonamidele părinte; acțiunea acestor compuși fiind comparabilă cu cea a
acidului ascorbic.
Modificările chimice realizate pe structura chitosanului (CMMW, CLMW)
au influențat pozitiv potenţialul antioxidant, toi derivații de chitosan-
sulfonamidă sintetizați fiind mai activi decît chitosanul.
6. Matricile polimerice, de tip filme si spongi au fost studiate din punct de
vedere al biodegradării utilizînd teste enzimatice in vitro. Rezultatele
obținute recomandă spongii pentru potențiala utilizare ca pansamente în
tratamentul rănilor, datorită gradului de porozitate care asigură o suprafaţă
de contact mare cu mediul biologic.
În concluzie, rezultatele obținute în cadrul studiilor realizare sunt
originale și cu potențială aplicație biologică ca agenți antimicrobieni și
antioxidanți, o posibilă aplicație fiind cea în tratamentul rănilor provocate
de arsuri, unde se impune atât o acțiune antimicrobiană cât și un efect
antioxidant, știută fiind implicarea radicalilor liberi în apariția și
dezvoltarea diferitelor afecțiuni, inclusiv în cronicizarea rănilor
43
BIBLIOGRAFIE SELECTIVĂ
1. Zahid HC. Metal-based antibacterial and antifungal sulfonamides:
synthesis, characterization, and biological properties. Transition Met
Chem 2009; 34: 153-161.
2. García-Galán MJ, Garrido T, Frail J, et al. Simultaneous occurrence
of nitrates and sulfonamide antibiotics in two ground water bodies of
Catalonia (Spain). J Hydrol 2010; 383: 93–101.
3. Zotta V. Chimie farmaceutică. București: Editura Medicală, 1985, 29-
63.
4. Dănilă G, Rusu G, Ungureanu M, Alexandrescu G. Chimie
farmaceutică. Iași, 1997, 201-247.
5. Bahrami K, Khodaei MM, Soheiliza M. Direct conversion if thiols to
sulfonyl chlorides and sulfonamides. J Org Chem 2009; 74, 9287-
9291.
6. Gomes JRB, Gomes P. Gas-phase acidity of sulfonamides:
implications for reactivity and prodrug design. Tetrahedron 2005; 61:
2705-2712.
7. Bosch F, Rosich L. The Contributions of Paul Ehrlich to
Pharmacology: A Tribute on the Occasion of the Centenary of His
Nobel Prize 2008. Pharmacology 2008; 82(3): 171–179.
8. Fatih U, Oral O, Rahmi E, et al. Effects of three different topical
antibacterial dressings on Acinetobacter baumannii- contaminated
full-thickness burns in rats. Burns 2009; 35: 270-273.
9. Ellena J, Kremer E, Facchin G, et al. X-ray structure and EPR
behavior of a new dimeric copper (II) complex with 4-amino-N-(5-
methoxy-2-pyrimidinyl) benzensulfonamide. Polyhedron 2007; 26:
3277-3285.
10. Krueger AC, Madigan DL, Jiang WW, et al. Inhibitors of HCV NS5B
polymerase: Synthesis and structure-activity releationships of N-
alkyl-4-hydroxyquinolon-3-yl-benzothiadiazine sulfamides. Bioorg
Med Chem Lett 2006; 16: 3367-3370.
11. Krátký M, Vinsová J, Volková M. et al. Antimicrobial activity of
sulfonamides containing 5-chloro-2- hydroxybenzaldehyde and 5-
chloro-2-hydroxybenzoic acid scaffold. Eur J Med Chem 2012; 50:
433-440.
44
12. Alqasoumi SI, Al-Taweel AM, Alafeefy AM. et al. Novel quinolines
and pyrimido[4,5-b]quinolines bearing biologically active
sulfonamide moiety as a new class of antitumor agents. Eur J Med
Chem 2010; 45: 738–744.
13. El-Sayed NS, El-Bendary ER, El-Ashry SM, El-Kerdawy MM.
Synthesis and antitumor activity of new sulfonamide derivatives of
thiadiazolo [3,2-a]pyrimidines. Eur J Med Chem 2011; 46: 3714-
3720.
14. Mincione F, Benedini F, Biondi S, et al. Synthesis and
crystallographic analysis of new sulfonamides incorporating NO-
donating moieties with potent antiglaucoma action. Bioorg Med Chem
Lett 2011; 21: 3216–3221.
15. Remko M, Kozíšek J, Semanová J, et al. Synthesis, crystal and
molecular structure of two biologically active aromatic sulfonamides
and their hydrochloride salts. J Mol Struct 2010; 973: 18–26.
16. Bowers S, Probst GD, Truong AP, et al. N-Bridged bicyclic
sulfonamides as inhibitors of γ-secretase. Bioorg Med Chem Lett
2009; 19: 6952–6956.
17. Martone RL, Zhou H, Atchison K, et al. Begacestat (GSI-953): a
novel, selective thiophene sulfonamide inhibitor of amyloid precursor
protein gamma-secretase for the treatment of Alzheimer's disease. J
Pharmacol Exp Ther 2009; 331(2):598-608.
18. Gavernet L, Dominguez Cabrera MJ, Bruno-Blanch LE, Estiύ GL.
3D-QSAR design of novel antiepileptic sulfamides. Bioorgan Med
Chem 2007; 15: 1556–1567.
19. Mustafa G, Khan IU, Ashraf M. et al. Synthesis of new sulfonamides
as lipoxygenase inhibitors. Bioorgan Med Chem 2012; 20: 2535–
2539.
20. Socala K, Nieoczym D, Wyska E. et al. Sildenafil, a
phosphodiesterase type 5 inhibitor, enhances the activity of two
atypical antidepressant drugs, mianserin and tianeptine, in the forced
swim test in mice. Prog Neuro-Psychoph 2012; 38: 121–126.
21. Fuchs SM, Elsner P. Sulfonamides in dermatology. Clin Dermatol
2004; 50(6): 280-290.
22. Del Rosso JQ. The Use of Sodium Sulfacetamide 10%-Sulfur 5%
Emollient Foam in the Treatment of Acne Vulgaris. Journal Clin
Aesthet Dermatol 2009; 2(8): 26–29.
45
23. Mendelson JA. Topical mafenide hydrochloride aqueous spray in
initial management of massive contaminated wounds with devitalized
tissue. Prehosp Disaster Med 2001; 16(3): 172-174.
24. Leja K, Lewandowicz G. Polymer Biodegradation and Biodegradable
Polymers – a Review. Polish J of Environ Stud 2010; 19(2): 255-266.
25. Batista MKS, Pinto LF, Gomes CAR, Gomes P. Novel highly-soluble
peptide-chitosan polymers: Chemical synthesis and spectral
characterization. Carbohydr Polym 2006; 64: 299-305.
26. Yang JM, Yang SJ, Lin HT, et al. Chitosan containing
PU/Poly(NIPAAm) thermosensitive membrane for wound dressing.
Mater Sci Eng 2008; 28: 150–156.
27. Tanveer AK, Kok KP, Hung SC. Reporting degree of deacetylation
values of chitosan: the influence of analytical methods. Int J Pharm
Pharm Sci 2002; 5(3): 205-212.
28. Kong M, Chen XG, Xing K, Park HJ. Antimicrobial properties of
chitosan and mode of action: A state of the art review. Int J Food
Microbiol 2010; 144: 51-63.
29. Vinsova J, Vavrikova E. Recent advances in drugs and prodrugs
design of chitosan. Curr Pharm Des 2008; 14(13): 1311-1326.
30. Xie Y, Liu X, Chen Q. Synthesis and characterization of water-
soluble chitosan derivate and its antibacterial activity. Carbohydr
Polym 2007; 69: 142-147.
31. Guiping M, Dongzhi Y, Yingshan Z, et al. Preparation and
characterization of water-soluble N- alkylated chitosan. Carbohydr
Polym 2008; 74: 121-126.
32. Yang T-C, Chou C-C, Li C-F. Antibacterial activity of N-alkylated
disaccharide chitosan derivatives. Int J Food Microbiol 2005; 97(3):
237-245.
33. Öztürk E, Agalar C, Keçeci K, Denkbas EB. Preparation and
characterization of ciprofloxacin-loaded alginate/chitosan sponge as
wound dressing material. J Appl Polym Sci 2006; 101: 1602–1609.
34. Xing L, Lie M, Zhengwei M, Changyou G. Chitosan-based
biomaterials for tissue repair and regeneration. Adv Polym Sci 2011;
244: 81–128.
35. Okamoto Y, Yano R, Miyatake K, et al. Effects of chitin and chitosan
on blood coagulation. Carbohydr Polym 2003; 53: 337–342.
46
36. Dev A, Mohan JC, Sreeja V, et al. Novel carboxymethyl chitin
nanoparticles for cancer drug delivery applications. Carbohydr Polym
2010; 79: 1073–1079.
37. Rinaudo M. Chitin and chitosan: Properties and applications. Prog
Polym Sci 2006; 31(7): 603-632.
38. Aider M. Chitosan application for active bio-based films production
and potential in the food industry: Review. LWT-Food Sci Technol
2010; 43(6): 837-842.
39. Dutta PK, Ravikumar MNV, Dutta J. Chitin and chitosan for versatile
applications. JMS Polym Rev 2002; 307.
40. Tao X, Meihua X, Mingchun L, et al. Synthesis, characteristic and
antibacterial activity of N,N,N-trimethyl-chitosan and its
carboxymethyl derivatives. Carbohydr Polym 2010; 81(4): 931-936.
41. Benediktsdóttir BE, Gaware VS, Rúnarsson OV, et al. Synthesis of
N,N,N-trimethyl chitosan homopolymer and highly substituted N-
alkyl-N,N-dimethyl chitosan derivatives with the aid of di-tert-
butyldimethylsilyl chitosan. Carbohydr Polym 2011; 86(4): 1451-
1460.
42. Geisberger G, Gyenge E, Maake C, Patzke GT. Trimethyl and
carboxymethyl chitosan carriers for bio-active polymer–inorganic
nanocomposites. Carbohydr Polym 2013; 91(1): 58-67.
43. An NT, Dung PL, Thien DT, et al. An improved method for
synthesizing N,N′-dicarboxymethylchitosan. Carbohydr Polym 2008;
73( 2): 261-264.
44. Burdick JA, Prestwich GD. Hyaluronic Acid Hydrogels for
Biomedical Applications. Adv Mater 2011; 23(12): H41-H56.
45. Coulembier O, Degee P, Hedrick JL, Dubois P. From controlled ring-
opening polymerization to biodegradable aliphatic polyester:
Especially poly(beta-malic acid) derivatives. Prog Polym Sci 2006;
31: 723-747.
46. Ng KW, Achuth HN, Moochhala S, et al. In vivo evaluation of an
ultra-thin polycaprolactone film as a wound dressing. J Biomat Sci-
Polym E 2007; 18: 925-938.
47. Nechifor DC, Ciobanu CL, Dorohoi DO, Ciobanu C. Polymeric films
properties of poly (vinyl alcohol) and poly (hydroxy urethane) in
different concentrations. U.P.B. Sci Bull 2009; 71(1): 97-106.
47
48. Horvath J, Nagy-Ungvarai Z, Mu Ller SC. Interaction of poly(vinyl
alcohol) with the Belousov-Zhabotinsky reaction mixture. Phys Chem
Chem Phys 2001; 3: 218-223.
49. O’Boyle NM, Greene LM, Bergin O, et al. Synthesis, Evaluation and
structural studies of antiproliferative tubulin-targeting azetidin-2-ones.
Bioorg Med Chem 2011; 19: 2306–2325.
50. Haines PJ, Heal GR, Laye PG, et al. Principles of Thermal Analysis
and Calorimetr, The Royal Socoet of Chemistry, UK, 2002.
51. Chavan AA, Pai NN. Synthesis and biological activity of N-
Substituted-3-chloro-2-azetidinones. Molecules 2007; 12: 2467-2477.
52. Parasca (Dragostin) OM, Lupașcu F, Vasile C, et al. New hydrazines
with sulfonamidic structure: synthesis, characterization and biological
activity. Rev Med Chir Soc Med Nat 2013; 117(1): 238-243.
53. Osório TM, Delle Monache F, Chiaradia LD, et al. Antibacterial
activity of chalcones, hydrazones and oxadiazoles against methicillin-
resistant Staphylococcus aureus. Bioorg Med Chem Lett 2012; 22:
225-230.
54. Asati V, Sahu NK, Rathore A, et al. Synthesis, characterization and
antimicrobial evaluation of some 1,3-benzothiazole-2-yl-hydrazone
derivatives. Arabian J Chem 2011.
55. Khanmohammadi H, Abnosi MH, Hosseinzadeh A, Erfantalab M.
Synthesis, biological and computational study of new Schiff base
hydrazones bearing 3-(4-pyridine)-5-mercapto-1,2,4-triazole moiety.
Spectrochimica Acta Part A 2008; 71: 1474-1480.
56. Dragostin OM, Lupascu F, Vasile C, et al. Synthesis and Biological
Evaluation of New 2-Azetidinones with Sulfonamide Structures.
Molecules 2013; 18, 4140-4157.
57. Fujun L, Bing Q, Linghao H, Rui S. Novel starch/chitosan blending
membrane: Antibacterial, permeable and mechanical properties.
Carbohydr Polym 2009; 78: 146–150.
58. Lin Y-C, Tan F, Marra KG, et al. Synthesis and characterization of
collagen/hyaluronan/chitosan composite sponges for potential
biomedical applications. Acta Biomater 2009; 5: 2591-2600.
59. Cabral JPS. Water Microbiology. Bacterial Pathogens and Water. Int
J Environ Res Public Health 2010; 7: 3657-3703.
60. Melo-Silveira RF, Fidelis GP, Santos Pereira Costa MS et al. In vitro
antioxidant, anticoagulant and antimicrobial activity and in inhibition
48
of cancer cell proliferation by xylan extracted from Corn Cobs. Int J
Mol Sci 2012; 13: 409-426.
.
LISTĂ LUCRĂRILOR ȘTIINȚIFICE PUBLICATE ÎN
TIMPUL STAGIULUI DOCTORAL
Articole publicate in extenso din tema tezei de doctorat:
1). Oana Maria Dragostin, Florentina Lupascu, Cornelia Vasile, Mihai
Mares, Valentin Nastasa, Ramona Florina Moraru, Dragos Pieptu, Lenuta
Profire. Synthesis and Biological Evaluation of New 2-Azetidinones with
Sulfonamide Structures. Molecules 2013; 18, 4140-4157 (ISI, IF.2,67).
2). Oana Maria Parasca (Dragostin), Florentina Gheaţă (Lupaşcu),
Andreea Pânzariu, Ioana Geangalău (Vasincu), Lenuţa Profire. Importance
of sulfonamide moiety in current and future therapy, Rev Med Chir Soc
Med Nat 2013, 117(2) (BDI, B+).
3). Oana Maria Parasca (Dragostin), Florentina Lupascu, Cornelia
Vasile, M. Mares, V. Nastasa, Lenuta Profire. New hydrazines with
sulfonamidic structure: synthesis, characterization and biological
activity, Rev Med Chir Soc Med Nat 2013; 117(1): 238-243. (BDI, B+).
Alte articole publicate in extenso:
1). Florentina Geanina Lupascu, Oana Maria Dragostin, Liliana Foia,
Dan Lupascu, and Lenuta Profire, The Synthesis and the Biological
Evaluation of New Thiazolidin-4-one Derivatives Containing a Xanthine
Moiety, Molecules, 2013, 18(8): 9684-9703 (ISI, IF.2,67).
2). Lenuţa Profire, D. Pieptu, Raluca Petronela Dumitriu, Oana
Dragostin, Cornelia Vasile: Sulfadiazine modified CS/HA PEC destined to
wound dressing . Rev Med Chir Soc Med Nat 2013; 117(2):525 (BDI, B+).
3). Ioana Vasincu (Geangalau), Maria Apotrosoaei, Cristina Tuchiluş,
Andreea Teodora Pânzariu, Oana Dragostin, D. Lupaşcu, Lenuta Profire:
New derivatives of aryl-propionic
acid. synthesis and biological evaluation. Rev Med Chir Soc Med Nat
2013; 117(2):532 (BDI, B+).
4). Florentina Lupaşcu, Oana Maria Dragostin, Maria Apotrosoaei,
Andreea Pânzariu, Dan Lupaşcu, Cornelia Vasile, Lenuţa Profire,
Synthesis And Evaluation Of Antioxidant Activity Of Some New
Benzylidene-Thiazolidine-Xanthine Derivatives, Rev Med Chir Soc Med
Nat 2013, Iași, 2013, 117(1): 244-249 (BDI, B+).
49
5). Neagu A., Şutu M., Parasca O., Lupaşcu D., Profire L, Sinteza şi
caracterizarea fizico-chimică a unor noi derivaţi ai acidului galic, Rev.
Med. Chir a Societăţii de Medici şi Naturalişti din Iaşi, ISSN-0048-7848,
2009, vol. 113, nr. 2, Supliment nr. 4, 278-281 (BDI,B+).
Participări la Conferinţe Naţioanale şi Internaţionale
1). Dragostin O, Lupaşcu F, Dragan O, Tuchiluș C, Vasile C, Profire L.
Synthese, caracterisation et action antimicrobienne de certains nouveaux
derives de chitosane avec une petite poid moleculaire, COFrRoCA 2012:
7ème
Colloque Franco- Roumain de Chimie
Appliquée, 27-29 juin 2012, Bacău, Roumanie.
2). Dragostin O, Lupaşcu F, Vasile C, Baican M, Tuchiluș C, Profire L.
Synthesis, characterisation and antimicrobial activity of new chitosan
derivatives, BIOFUTURE 2011: Young european biomaterial scientists
designing: a view for the future, Ghent, November 16-18th 2011.
3). Dragostin O, Lupaşcu F, Apotrosoaei M, Tuchiluș C, Vasile C,
Lupascu D, Profire L. Synthesis, characterization and antimicrobial
potential of some new hydrazones with sulphonamide structure, RICT
2012: 48th International Conference on Medicinal Chemistry Poitiers,
France –July 4-6, 2012.
4). Dragostin O, Vasile C., Lupaşcu F., Maria D., Profire L. Sinteza şi
caracterizarea unor hidrazine cu structură sulfonamidică, ”50 de ani de
invatamant universitar farmaceutic la Iasi”, 6-8 octombrie 2011.
5). Lupașcu Florentina Geanina, Dragostin Oana, Geangalău Ioana,
Apotrosoaei Maria, Vasile Cornelia, Lupașcu Dan, Pânzariu Andreea,
Profire Lenuța. Synthesis and antioxidant activity of some new benzylidene
thiazolidine-4-ones, Conferința internaţională RICT 2012: Interfacing
Chemical Biology and Drug Discovery, Poitiers, Franţa, 4-6 iulie 2012.
6). Andreea Teodora Pânzariu, Oana Maria Dragostin, Cornelia Vasile,
Raluca Dumitriu, Lenuţa Profire. Sinteza și caracterizarea unor derivați
de alantoină cu structură sulfonamidică, “Actualități și perspective în
cerectarea farmaceutică”, Craiova 26-28 septembrie 2012.
7). Florentina Lupascu, Oana Dragostin, Andreea Panzariu, Cornelia
Vasile, Liliana Foia, Lenuta Profire. Synthèse et évaluation biologique
de quelques nouveaux dérivés de benzylidene-thiazolidine-4-ones qui
peuvent avoir une action antidiabétique, COFrRoCA 2012: 7čme
Colloque Franco- Roumain de Chimie Appliquée, Bacău, România, 27-
29 iunie 2012.