Metoxipolietilenglicol (MPEG) és una mena de polietilenglicol (Stake) que ha passat per metoxilació, un cicle sintètic que inclou l'expansió de les reunions de metoxi (-OCH3) a la partícula de Stake. Aquesta alteració modifica les propietats del polímer, fent-lo més soluble en dissolvents naturals i menys propens a les cooperacions amb proteïnes i teixits orgànics en contrast amb Stake no modificat.
Les estaques són polímers dissenyats fets amb unitats de refrescat d'òxid d'etilè. S'utilitzen àmpliament en diferents empreses, com ara medicaments, productes de bellesa, aliments i muntatge, a causa de la seva biocompatibilitat, solvència de l'aigua i adaptabilitat.
La metoxilació de Stake es pot aconseguir mitjançant respostes sintètiques utilitzant metanol o clorur de metil. El polímer mPEG posterior té un disseny com el de Stake, però amb grups de metoxi units als tancaments d'hidroxil terminal (- Bondat) de les cadenes de polímer. El nivell de metoxilació, o la quantitat de raïms de metoxi per àtom de Stake, pot fluctuar en funció de la tècnica d'unió particular i les propietats desitjades.
Un dels usos essencials de mPEG és en marcs de transport de drogues. mPEG s'utilitza freqüentment com a recobriment o modificador per a molècules de fàrmacs, nanopartícules i altres agents terapèutics a causa de la seva biocompatibilitat i baixa immunogenicitat. L'expansió de mPEG per tranquil·litzar els plans pot treballar en la seva força, dissolubilitat i propietats farmacocinètiques, millorant d'aquesta manera la seva adequació útil i disminuint els impactes hostils.
Malgrat el transport de fàrmacs, mPEG rastreja l'ús en diferents aplicacions. Per exemple, s'utilitza com a tensioactiu en processos de polimerització en emulsió, estabilitzador en marcs col·loïdals i oli en cicles moderns. Els recobriments, adhesius i segelladors es beneficien de la seva capacitat per alterar les propietats superficials dels materials.
El potencial d'acumulació de mPEG al cos al llarg del temps i el seu impacte en el medi ambient s'han de tenir en compte malgrat el seu ús generalitzat. Mitjançant la creació de nous polímers o modificacions a les formulacions existents, els investigadors continuen buscant maneres d'alleujar aquestes preocupacions.
En termes generals, el metoxipolietilenglicol és un polímer flexible amb diferents aplicacions, especialment en el transport de fàrmacs i la ciència dels materials. Les seves extraordinàries propietats el converteixen en un instrument important per millorar l'exposició i la utilitat de diferents articles en diverses empreses.
Quina és l'estructura química del metoxipolietilenglicol?
Metoxipolietilenglicol(mPEG) és un polímer derivat del polietilenglicol (PEG) on els àtoms d'hidrogen d'un extrem de la cadena PEG es substitueixen per grups metoxi. La seva estructura química es pot representar com:
CH3-(O-CH2-CH2)nO-CH3
On n representa el nombre de repeticions d'etilenglicol. Els grups metoxi als dos extrems el converteixen en un PEG acabat amb èter dimetil.
Les unitats repetidores d'etilenglicol creen una columna vertebral de polímer hidròfil flexible que és soluble en aigua i molts dissolvents orgànics. El nombre de repeticions (n) pot variar entre 3 i diversos milers, donant lloc a mPEG amb pesos moleculars de 200 a més de 40,000 Daltons.
Algunes de les característiques estructurals clau de mPEG inclouen:
- Estructura de polímer lineal amb grups terminals metoxi hidròfobs i una columna vertebral PEG hidròfila.
- Pes molecular controlat pel nombre de repeticions de etilenglicol. Un valor n més alt equival a un pes molecular més alt.
- Un polímer amfifílic que és soluble tant en medis aquosos com orgànics.
- Els grups extrems hidroxil reactius es converteixen en grups metoxi no reactius.
- Millora de la temperatura i l'estabilitat del pH en comparació amb PEG no modificat.
- Múltiples opcions de pes molecular permeten propietats personalitzables.
La modificació simple de metoxi fa que mPEG sigui més estable mentre conserva les propietats favorables del PEG d'alta solubilitat, baixa toxicitat i manca d'immunogenicitat.
Com es sintetitza el metoxipolietilenglicol?
Metoxipolietilenglicoles sintetitza a partir de polietilenglicol (PEG) mitjançant un procés anomenat síntesi d'èter de Williamson. Aquests són els passos generals:
1. El PEG es produeix mitjançant la polimerització de monòmers d'òxid d'etilè per formar HO-(CH2-CH2-O)nH.
2. El PEG es dissol en un dissolvent sec com el tetrahidrofurà (THF) en condicions inerts.
3. S'afegeix sodi metàl·lic per desprotonar els grups hidroxil PEG en ions alcòxid.
4. Els grups alcòxid s'alquilen afegint iodur de metil, convertint els hidroxils reactius en grups metoxi no reactius.
5. La mescla de reacció es purifica mitjançant precipitació i filtració per aïllar el producte PEG metoxilat.
6. La purificació addicional pot implicar passos addicionals de rentat i assecat per maximitzar el rendiment.
7. El pes molecular està controlat pel nombre d'unitats d'etilenglicol en el reactiu PEG inicial.
Les rutes sintètiques alternatives inclouen:
- Reacció de PEG amb diazometà en lloc de iodur de metil.
- Reacció multietapa catalitzada per metall que activa el PEG amb un grup èster sulfonat.
- Modificació enzimàtica d'hidroxils de PEG mitjançant catalitzadors de lipasa.
La síntesi d'èter de Williamson permet la conversió senzilla i selectiva dels grups hidroxil PEG a metoxis. Això millora l'estabilitat i elimina els llocs reactius del polímer PEG.
Quines són les aplicacions del metoxipolietilenglicol?
Metoxipolietilenglicol(mPEG) té molts usos en indústries farmacèutiques, biomèdiques i altres a causa de la seva combinació única de propietats. Algunes aplicacions inclouen:
PEGilació:mPEG s'utilitza per modificar proteïnes i enzims farmacèutics per millorar-ne l'estabilitat i el temps de circulació. El recobriment mPEG evita la degradació.
Vehicles de repartiment de drogues- Els mPEG es poden utilitzar per solubilitzar fàrmacs hidrofòbics en micel·les o vesícules a escala nanomètrica per millorar el lliurament.
Aparells mèdics- El recobriment de superfícies amb mPEG minimitza l'adhesió de proteïnes i el creixement bacterià. Això millora la biocompatibilitat d'implants i catèters.
Cosmètics: mPEG actua com a agent de retenció d'humitat i solubilitzant en moltes locions i cremes. Proporciona propietats suaus i flexibles.
Conservants: els mPEG poden inhibir el creixement de bacteris, llevats i motlles perquè funcionin com a ingredients conservants.
Lubricants: Excel·lent comportament humectant faMetoxipolietilenglicolútil com a recobriments lubricants o additius en gels.
Síntesi química: Els grups metoxi no reactius permeten reaccions de PEGilació selectives sense productes secundaris.
Tant el pes molecular com el percentatge de contingut de PEG es poden variar per aconseguir les propietats físiques desitjades per a una aplicació determinada. mPEG ofereix una plataforma versàtil per millorar la solubilitat en aigua, la biocompatibilitat i el rendiment dels compostos actius.
Referències:
Alconcel, SNS, Baas, AS i Maynard, HD, 2011. Medicaments conjugats de proteïnes de poli (etilenglicol) aprovats per la FDA. Polymer Chemistry, 2(7), pàg.1442-1448.
Harris, JM i Chess, RB, 2003. Efecte de la pegilació en productes farmacèutics. Nature Reviews Drug discovery, 2(3), pàg.214-221.
Joralemon, MJ, O'Reilly, RK, Hawker, CJ i Wooley, KL, 2005. Nanopartícules reticuladas per clics (SCC): una nova metodologia per a la síntesi i la funcionalització ortogonal. Journal of the American Chemical Society, 127(48), pàg.16892-16899.
Mahou, R. i Wandrey, C., 2012. Alcoxipolietilenglicols. Revisions químiques, 112(4), pàg.2351-2390.
Veronese, FM i Pasut, G., 2005. PEGylation, enfocament amb èxit al lliurament de fàrmacs. Drug discovery today, 10(21), pàg.1451-1458.