Cinetica reactiilor polimerice

Cinetica reactiilor polimerice

Reactiile de polimerizare sunt reactiile in care se combina molecule de polimeri si formeaza compusi macromoleculari.

Exista:

o      Reactii de polimerizare - reactii in care compusul macromolecular rezulta din multipicarea unitatii monomerice care se multiplica de n ori;

o      Reactii de policondensare - reactii in care compusul molecular rezulta din combinarea mai multor molecule diferite dar cu eliminarea si a unor compusi cu masa moleculara mica (ex: apa, amoniac, HCl etc).

Reactiile de polimerizare se impart in:

Reactii de homopolimerizare

Reactii de copolimerizare

Reactiile de polimerizare sunt reactii in lant ce prezinta unele particularitati:

in etapa de propagare produsul de polimerizare creste continuu;

etapa de intrerupere este cea in care se formeaza produsul polimeric.

Polimerizarile sunt reactii tipice care de cele mai multe ori au loc in solutii, emulsii sau in polimerii puri.

In stare gazoasa, polimerizarile au loc fie cu participarea radicalilor liberi, fie prin procese de tip molecular sau in trepte.

In solutie sau in stare lichida, polimerizarea are loc prin mecanism ionic.

Initierea se produce cu ajutorul unor combinatii care furnizeaza cu usurinta radicali liberi prin descompunere termica (ex: peroxidul de benzoil), prin reactii redox (Fe(II) cu apa oxigenata) sau prin iradiere.

Terminarea lantului se poate face prin introducerea unei substante cu valente saturate ce pot reactiona cu radicalii liberi care conduc procesul de polimerizare, formand radicali ce nu mai continua lantul polimeric. Aceste substante se numesc inhibitori. In tratarile cinetice, determinand viteza de consumare a inhibitorului, se obtine constanta de viteza a reactiei de initiere a polimerizarii.

Compusi polimerici farmaceutici

In domeniul farmaceutic se regasesc multe sisteme cu structuri polimerice.

Nistatina este un antibiotic antifungic; spectrul sau de activitate cuprinde levuri si fungi imperfecti, care produc micoze superficiale. Este foarte activa fata de Candida albicans. Este inactiva fata de actinomicete si bacterii. Nu se cunoaste rezistenta fungilor la nistatina. Administrata oral, se absoarbe in cantitati mici din tubul digestiv, realizand concentratii sanguine reduse, insuficiente pentru o eficienta terapeutica in micoze viscerale. Se elimina in mare parte prin fecale, netransformata.

Nistatina are structura polienica, cu 7 legaturi duble conjugate de care este legata micosamina.

Nistatina este o pulbere galbuie, care se descompune la 160°C, este insolubila in apa, solubila in metanol, etanol si DMF. Este un antifungic polivalent.

Dintre polimerii naturali, se cunosc substante care au fost incercate ca inlocuitori de plasma. De exemplu dintre polizaharide s-a folosit drept inlocuitori de plasma, o solutie saturata de guma arabica 6% sau diferite pectine si dextrani. Proteinele, (de exemplu, gelatina 5% dizolvata in ser fiziologic), au fost si ele incercate ca inlocuitori de plasma.

Dintre polimerii sintetici solubili in apa, care au de asemenea rezultate bune, sunt alcoolul polivinilic si polivinil-pirolidona.

Polivinil-pirolidona (PVP) este un polimer al vinil-pirolidonei. Este foarte usor solubil in apa. Este un polimer sintetic utilizat ca plasma sintetica.

Obtinerea acestui polimer are loc in doua etape: sinteza monomerului si polimerizarea. Monomerul trebuie sa fie foarte pur. Polimerizarea se face in solutie amoniacala cu apa oxigenata ca promotor. In mediu acid sau neutru vinil-pirolidona se hidrateaza repede formand pirolidona si aldehida acesteia. In final eliminarea urmelor de vinil-pirolidona ramasa nepolimerizata se face prin extractie cu eter sau diclor-metan. Evaporarea solutiei apoase in vid conduce la obtinerea polivinil-pirolidonei transparenta si casanta.

Vinil-pirolidona polivinil-pirolidona

In practica terapeutica se foloseste o solutie apoasa de 3,5 + 6% polivinil-pirolidona ce contine si alti compusi anorganici: 0,9 % NaCl, 0,042% KCl, 0,025% CaCl₂ si 0,005% MgCl₂.

Plasma sintetica poarta diferite denumiri: periston, kollidon, subtosan. Ea aduce presiunea sanguina la valoare normala dar nu indeplineste celelalte functii ale sangelui (transportul oxigenului, apararea organismului, coagularea).

Ea poate insa prelungi actiunea unor medicamente pe care le absoarbe si le retine un timp indelungat (ex: insulina, penicilina etc.)

Tot bazat pe proprietatea de vehicul absorbant se bazeaza folosirea polimerului polivinil-pirolidona ca agent de detoxifiere in organism. Ea poate absorbi un numar mare de toxine pe care apoi le elimina, odata cu eliminarea sa prin rinichi. In acest caz se foloseste un polimer cu greutate moleculara mai mica avand avantajul de a se elimina din organism in cateva ore. Utilizarea ca agent de detoxifiere s-a realizat in diferite boli cum ar fi: scarlatina, tetanosul, encefalita gripala, arsuri, intoxicatii cu alte medicamente sau cu metale grele.

Dextranul este tot un polimer produs din glucoza sub actiunea unei bacterii.

Dextranul este format din molecule de glucoza legate α-glicozidic, legaturile se fac in pozitiile 1,4 si 1,6. Pe cand in amidon si glicogen catena principala contin legaturi 1,4 iar catenele lateralem legaturi 1,6 in dextran predomina legaturile 1,6. Legaturile 1,4 sunt distruse repede de enzimele din organism in timp ce legaturile 1,6 sunt distruse mult mai incet.

Numai glucoza din zaharoza se transforma in dextran, fructoza este in parte consumata de microorganisme, iar o alta parte apare in produsii secundari.

zaharoza dextran fructoza

Dextranul nativ are greutatea moleculara de ordinul milioanelor pe cand clinic trebuie sa aiba o greutate moleculara inre 75000 si 10000. De aceea dextranul nativ este hidrolizat cu acidul clorhidric diluat pentru a rupe lantul macromolecular.

Purificarea se face prin dizolvare in apa si precipitare fractionata cu methanol. La sfarsit solutia apoasa este trecuta printr-un schimbator de ioni. Prin evaporarea solutiei si uscare se obtine dextranul sub forma unei pulberi albe foarte higroscopica. Pentru utilizare chimica se foloseste o solutie apoasa de 6% dextran si 9% NaCl. Dextranul nu se elimina prin rinichi. El dispare dupa catva timp din sesuturile in care a difuzat, probabil prin hidroliza, pana la glucoza, care apoi este metabolizata normal.

Sulfatul dextranului este un alt compus polimeric cu actiune analgezica.

Heparina este un anticoagulant natural cu structura polimerica de tipul acidului mucoitin-sulfuric. Este continuta de catre toate tesuturile organismului, mai ales in ficat (de unde si denumirea ei). Pentru fiecare grupare polimerica se regasesc cate 3 grupe acide. Ea este un polizaharid format din glucozamina si acid glucuronic.

Heparina in organism are un timp normal de coagulare a sangelui. Ea a fost introdusa in terapie datorita efectului sau coagulant rapid. Heparina este indicata pentru actiunea ei foarte rapida asupra trombozei (formarea cheagurilor in vasele sanguine) fie atat in mici doze pe cale subcutanata, cu scop preventiv intr-o flebita - de exemplu la persoanele imobilizate la pat -, fie in doze mai mari si pe cale subcutanata sau intravenoasa atunci cand exista deja o tromboza.

Heparina este contraindicata atunci cand pacientul este subiect al unor hemoragii (boala de coagulare) sau daca este alergic la heparina. Asocierea cu alte medicamente care au, de asemenea, efecte anticoagulante (aspirina, antiinflamatoare, antivitamina K) este proscrisa. Pot surveni unele efecte nedorite: sangerari, trombopenie (scaderea nivelului plachetelor sangvine), osteoporoza (fragilitate osoasa cu risc de fractura spontana) in cursul tratamentelor indelungate.

Bibliografie

Rodica Sarbu - "Cinetica chimica a compusilor farmaceutici", Ed. Printech, Bucuresti 2004.

G. Murgulescu, T. Oncescu, E. Segal - "Introducere in Chimie Fizica, Cinetica Chimica si cataliza", Ed. Academiei Bucuresti

Lucia Odochian, Mihai Dumitras - "Teoria cinetica si mecanismul reactiilor in lant", Ed. Matrixrom

www.efarma.ro

www.sfatulmedicului.ro

www.netmedic.ro

www.wikipedia.com

www.emedonline.ro

www.sfatulmedicului.ro

www.farmaline.ro