Brevet FR2555993A1 — publié le 19850607

Chitosanes 6-sulfates et procédé pour leur préparation. La présente invention concerne des chitosanes 6-sulfates et un procédé pour leur préparation. Le chitosane est un polysaccharide constitué par des molécules de D-béta(1,4)-glucosamine contenant jusqu'a un maximum de 30 % de groupes acétamidiques. La structure du chitosane peut être statistiquement représentée par la formule suivante: CH OH PIH-B _ n o B représente H et COCH3 et n est compris entre 700 et 4500, mais peut arriver jusqu'à 6000. L'expression "n est compris entre 700 et 4500" indique que dans la structure I ci-dessus l'unité saccharidique peut être répétée 700 à 4500 fois selon une courbe du type gaussien. Puisque le chitosane est préparé par désacétylation de la chitine, sa masse moléculaire apparente, à savoir la valeur de n, et le pourcentage des groupes acétyle dépendent du procédé utilisé pour sa préparation. L'expression "H et COCH3", telle qu'utilisée ici pour le substituant B, indique que dans les n unités saccharidiques ci-dessus B est dans la majorité des cas l'hydrogène et dans d'autres cas (jusqu'à 30 %) un groupe acétyle, Des méthodes pour la sulfatation du chitosane sont décrites en littérature. Aucune de ces méthodes ne permet cependant la sulfatation sélective du groupe hydroxyle en position 6. En général, la sulfatation du chitosane selon les procédés connus conduit à des produits totalement sulfatés ou partiellement sulfatés sur le groupe amino libre en position 2 et/ou sur les hydroxyles dans les positions 3 et 6. On a maintenant trouvé d'une façon surprenante que par traitement du chitosane, ou d'un chitosane préalablement dépolymérisé, avec un mélange d'acide sulfurique et d'acide chlorosulfonique on obtient une sulfatation sélective du groupe hydroxyle en position 6. On a également trouvé que par réaction d'un chitosane ou d'un chitosane dépolymérisé avec un mélange acide sulfurique/acide chlorosulfonique on peut obtenir non seulement une sulfatation sélective en position 6, mais aussi, en même temps, une dépolyméri- sation ultérieure. On a finalement trouvé qu'il est possible de contr8ler la sulfatation de façon à obtenir un chitosane sulfaté sélectivement en position 6, mais dont les groupes 6-hydroxyles ne sont pas tous sulfatés. Ainsi la présente invention a pour objet un chitosane sélectivement sulfaté en position 6. Plus particulièrement, la présente invention se réfère, selon un de ses aspects, à un chitosane 6-sulfate de formule: CH 0-A OH I NH-B dans laquelle A représente H et S03H, B est tel que défini cidessus, m est compris entre 4 et 4000 et dans laquelle le degré de substitution des groupes S0311 est supérieur à zéro et peut arriver à I, ainsi qu'à ses sels avec des bases inorganiques ou organiques ou avec des acides inorganiques ou organiques ou à ses sels internes. Le terme "degré de substitution", tel qu'utilisé' ici, désigne le rapport entre les unités saccharidiques sulfatées et celles non sulfatées. Les chitosanes 6-sulfates de la présente invention sont des ampholites ayant des propriétés polyélectrolyti- ques et sont donc utiles comme séquestrants des ions métalliques, comme agents de dispersion et comme condensants pour l'industrie textile, cosmétique et alimentaire, ainsi que comme ingrédients actifs dans des compositions pharmaceutiques à action anticoagulante, antilipémique, antithrombotique, anticomplémentaire, antiacide et protective de la muqueuse gastrique, Bien que, selon la présente invention, il soit possible d'obtenir des composés ayant un degré de substitution supérieur à zéro, qui peut arriver jusqu'à 1, les chitosanes préférés. sont ceux dont le degré de substitution est I ou 0,5, 2555993 - Selon un autre de ses aspects, la présente invention a pour objet un procédé pour la préparation de chitosanes 6-sulfates, plus particulièrement représentés par la formule Il ci-dessus, caractérisé en ce qu'un chitosane est traité avec un mélange d'acide sulfurique et d'acide chlorosulfonique et le produit ainsi obtenu est isolé sous forme de sel alcalin ou transformé dans la forme acide ou dans un autre sel. Les deux acides, dans le mélange, sont concentres et de préférence leur concentration est au moins de 95Z en poids. Le rapport des deux acides est très variable, et peut aller de traces d'acide chlorosulfonique dans l'acide sulfurique jusqu'à un rapport acide sulfurique: acide chlorosulfo- nique I: 4 en volume. De préférence, ledit rapport varie de 4: I à i: 1, un rapport d'environ 2: 1 étant particulièrement préféré. La température de réaction peut varier entre - 20 C et + 40 C; après une période variable de quelques minutes à 2 heures, selon la température de réaction, la réaction est achevée et le chitosane 6-sulfate est isolé selon les méthodes classiques. De préférence, le mélange réactionnel est versé dans un solvant apolaire et aprotique, tel que l'éther diéthylique, o le chitosane 6-sulfate est insoluble, et le produit obtenu est neutralisé et purifié par dialyse. Le chitosane 6-sulfate ainsi obtenu est isolé sous forme de sel alcalin selon les techniques classiques, par exemple par lyophilisation ou évaporation sous pression réduite et caracté- risé par les méthodes physico-chimiques connues. D'autres sels, par exemple le sel de calcium, peuvent être obtenus à partir des sels alcalins, le sel de sodium de préférence, par réaction d'échange avec le sel approprié, par exemple le sel de calciums en utilisant éventuellement une résine êchangeuse d'ions. Les exemples suivants illustrent l'invention sans toutefois la limiter. 255599'3 s EXEMPLE 1 A un.mélange de 20 ml d'acide sulfurique à 95 % et 10 ml d'acide chlorosulfonique, préalablement refroidi à une température d'environ 04 C, on ajoute 500 mg de chitosane ANIC, lot 116, et on agite le mélange à la meme température pendant environ 1 heure. On verse ensuite le mélange réactionnel dans de l'éther diéthylique préalablement refroidi, on filtre le précipité- ainsi obtenu et on le neutralise avec une solution de bicarbonate de potassium. Apres une dialyse dans des tubes à 8500 D, on obtient un chitosane 6-sulfate ayant les caractéristiques suivantes: - Degré de substitution (par voie conductimétrique): 1. - Spectre IR: large bande dans la région 1300-1200 cmt, caractéristique des groupes sulfates. - Spectre 13C-RN: disparition du signal relatif au groupe hydroxyle primaire et apparition du signal relatif aux groupes sulfates. EXEMPLE 2 A un mélange de 20 ml d'acide sulfurique à 95 % et 10 ml d'acide chlorosulfonique à 98 %, refroidi à une température entre - 4 et O C, on ajoute 1 g de chitosane ANIC, lot 116. On laisse le mélange réactionnel 30 minutes à la température ambiante, puis on le verse dans 500 ml d'éther diéthylique préalablement refroidi. On filtre, on lave le précipité avec de l'éther diéthylique froid, on le dissout dans de l'eau et on le neutralise avec une solution d'hydroxyde de sodium 0,5 N. On dialyse contre de l'eau distillée dans des membranes à 8000 D (THO>LAS DIALYZER TUBING) et l'on évapore sous pression réduite. On obtient ainsi, avec un rendement de 90 % en poids un chitosane 6sulfate ayant les caractéristiques suivantes; - Degré de substitution (par voie conductimétrique): 0>5, à savoir, seulement 50 % des groupes hydroxyles en position 6 ont été sulfatés, - Spectre IR: large bande dans la région 1300-1200 cm1, caractéristi- que des groupes sulfates. - Spectre 13C-REM: diminution du signal relatif aux groupes hydroxyles primaires et apparition du signal relatif aux groupes sulfates. EXEMPLE 3 a) A une solution de 1 g de chitosane ANIC, lot 116, dans 50 ml d'acide acétique à 30 %, on ajoute 2,3 ml d'acide nitreux 0,5 M,préparé à partit de 10 ml de nitrite de baryum monohydraté 0,5 M et 10 ml d'acide sulfurique 0,5 M, puis on agite à la température ambiante pendant 12 heures, on concentre sous pression réduite et l'on précipite avec de l'acétone. On filtre le précipité, on le lave avec de l'acétone, on le sèche, on le dissout dans de l'eau et on le traite avec 30 mg de borohydrure de sodium. Après 12 heures à la température ambiante, on détruit l'excès de borohydrure de sodium avec de "l'Amberlite IR 120 H+" et on élimine l'acide borique par évaporation sous pression réduite en présence de méthanol. On obtient ainsi un chitosane dépolymérisé ayant un poids moléculaire très inférieur à celui du chitosane de départ. b) A un mélange de 20 ml d'acide sulfurique à 95 % et de 10 ml d'acide chlorosulfonique à 98 %, refroidi entre -4 et 0 C, on ajoute I g de chitosane dépolymérisé obtenu comme décrit ci-dessus. On laisse le mélange réactionnel à la même température pendant 1 heure, on le verse dans 250 ml d'éther diéthylique préalablement refroidi, on filtre le précipité et on le lave avec de l'éther diéthylique froid. On dissout le produit dans de l'eau et l'on neutralise avec une solution d'hydroxyde de sodium 0,5 M. Après élimination du sel par chromatographie sur "Séphadex G25", on obtient, avec un rendement de 90 %, un chitosane 6-sulfate dépolymérisé ayant les caractéristiques suivantes: - Degré de substitution: 1. - Spectre IR: large bande dans la région 1300-1200 cmi1, caractéristique des groupes sulfates. - Spectre 13C-R:-; disparition du signal relatif au groupe hydroxyle primaire et apparition d'un nouveau signal dû au groupe sulfate. REVEINDICATIONS 1. Chitosane 6-sulfate de formule: CH 0-A \O OH - NH-B m dans laquelle A représente H et S03H, B représente H et COCH3, m est compris entre 4 et 4000 et dans laquelle le degré de substitution des groupes S03H est supérieur à zéro et peut arriver jusqu'à 1; ses sels avec des bases inorganiques ou organiques et ses sels internes. 2. Chitosane 6-sulfate selon la revendication 1, dans lequel le degré de substitution est 1. 3. Chitosane 6-sulfate selon la revendication 1, dans lequel le degré de substitution est 0,5. 4. Procédé pour la préparation d'un ehitosane 6-sulfate selon l'une quelconque des revendications I à 3, caractérisé en ce qu'un chitosane est traité avec un mélange d'acide sulfurique et d'acide chlorosulfonique et le produit est isolé sous forme de sel alcalin ou transformé dans la forme acide ou dans un autre sel. 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que la réaction est conduite à une température entre -20et-+40QC. 2 6. Procède selon l'une des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce que la concentration des deux acides est au moins % en poids. 7. Procedé selon!'une quelconque des revendications 4 t 6 caï-:ctàris5 en ce que le rapport acide sulfurique: acide chlorosulfonique est de 4 A I; 1 I 8. Procédé selon la revendication 7, caractérise en ce que le rapport acide sulfurique: acide chlorosulfonique est environ 2: 1. 9. Procédé selon l'une quelconque des revendications ! à 8, caractérisé en ce que le chitosane de départ est préalablement dépolymrérisé.