cercetări privind sinteza și evaluarea biologică a unor noi compuși ...

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


5.1.1. Analiza spectrală în infraroșu

5.1.2. Analiza spectrală de rezonanță magnetică nucleară

5.1.3. Analiza elementală


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


6.2.3. 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


7.1.1. Testul de porozitate

7.1.2. Testul de umflare

7.1.3. Metoda unghiului de contact





7.3. CONCLUZII

CAPITOLUL 8

EVALUAREA BIOLOGICĂ A COMPUȘILOR CU STRUCTURĂ SULFONAMIDICĂ


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



8.2.1.1. Determinarea concentrației minime inhibitorii



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


8.2.3.1. 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


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


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%).


4.2.1. 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


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


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


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


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).


5.2.1.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


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


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


6.1.1. 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.


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.


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%.


6.2.1. 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).


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).


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.



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.


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.


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.



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%).


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


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.



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.


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.


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.


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.



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-



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-



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.


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.


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.


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


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


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.


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


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.


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.


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


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 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


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%.


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.

50

8). Florentina Lupascu, Cornelia Vasile, Oana Maria Dragostin,

Lenuta Profire. Sinteza si caracterizarea unor noi derivati heterociclici

cu potentiala actiune antidiabetica, ”50 de ani de invatamant

universitar farmaceutic la Iasi”, 6-8 octombrie 2011.

cercetări privind sinteza și evaluarea biologică a unor noi compuși ...

Documents

Transcript of cercetări privind sinteza și evaluarea biologică a unor noi compuși ...