Different drug incorporation routes in ethylene oxide based copolymers

Coumarin is successfully incorporated in poly(ethylene oxide)-poly(propylene oxide) block copolymers functionalized with terminal alkynes, PEO-b-PPO-b-GPE, by click reactions at atmospheric pressure and in CO2 supercritical conditions (scCO2). The presence of glycidyl propargyl ether (GPE), an alkynyl-terminated monomer, in the copolymer chain allows the covalent attachment of the coumarin by click chemistry, obtaining polymer–drug conjugates. First, the most suitable synthesis procedure for the above-mentioned copolymers was established. Then, the click reactions were carried out confirming the coumarin attachment by Fourier transform IR and 1H NMR analyses, achieving good yields in both cases with a coumarin content of about 9.3 wt% and avoiding the use of toxic solvents in the case of scCO2. In addition, thanks to the amphiphilic character of the copolymer due to the presence of hydrophilic (PEO) and hydrophobic (PPO) segments, micelle formation is also possible and was confirmed by dynamic light scattering and high resolution SEM. Finally, coumarin incorporation was achieved by micelle formation using the direct dissolution method in order to compare the polymer–drug system properties. This second route allows a drug entrapment efficiency of 14 wt% to be reached. In both cases, the size of the polymeric micelles obtained is in a suitable range to enable permeability. However, an interesting point is the reduction in the size of the micelles with increase in the GPE percentage and with the covalent attachment of the coumarin to the copolymer, which is supposed to improve their permeability. © 2019 Society of Chemical IndustryLa cumarina se incorpora con éxito en copolímeros en bloque de poli(óxido de etileno)-poli(óxido de propileno) funcionalizados con alquinos terminales, PEO- b -PPO- b -GPE, mediante reacciones clic a presión atmosférica y en condiciones supercríticas de CO 2 (scCO 2 ). La presencia de glicidil propargil éter (GPE), un monómero terminado en alquinilo, en la cadena del copolímero permite la unión covalente de la cumarina por química clic, obteniendo conjugados polímero-fármaco. En primer lugar, se estableció el procedimiento de síntesis más adecuado para los copolímeros mencionados anteriormente. Luego, se llevaron a cabo las reacciones de clic confirmando la unión de la cumarina por transformada de Fourier IR y 1Análisis de RMN H, consiguiendo buenos rendimientos en ambos casos con un contenido en cumarina del orden del 9,3 wt% y evitando el uso de disolventes tóxicos en el caso del scCO 2. Además, gracias al carácter anfifílico del copolímero debido a la presencia de segmentos hidrofílicos (PEO) e hidrofóbicos (PPO), también es posible la formación de micelas y se confirmó mediante dispersión de luz dinámica y SEM de alta resolución. Finalmente, la incorporación de cumarina se logró mediante la formación de micelas utilizando el método de disolución directa para comparar las propiedades del sistema polímero-fármaco. Esta segunda ruta permite alcanzar una eficacia de atrapamiento del fármaco del 14% en peso. En ambos casos, el tamaño de las micelas poliméricas obtenidas está en un rango adecuado para permitir la permeabilidad. Sin embargo, un punto interesante es la reducción del tamaño de las micelas con el aumento del porcentaje de GPE y con la unión covalente de la cumarina al copolímero, lo que se supone mejora su permeabilidad. © 2019 Sociedad de la Industria Químic

Ethylene oxide based copolymers functionalized with terminal alkynes: Structure influence on their micelle formation

Copolymers from ethylene oxide (EO) and propylene oxide (PO) functionalized with glycidyl propargyl ether (GPE) are synthesized. The GPE allows further attachment of drugs but its influence on the polymeric micelle formation is unknown. In this work, the influence of the structure of these copolymers on their critical micellar concentration (CMC) in water and in the size and stability of obtained micelles is studied. For this purpose, the presence of GPE, the copolymer type (gradient or block), the EO:PO ratio and the initiator (water or ethanol) are modified. Gradient copolymers can be synthesized in a single step thanks to the different monomers reactivity, simplifying the process and obtaining similar CMC values to the block copolymers. The use of ethanol as initiator decreases the block copolymer CMC and increases the polydispersity. Besides, the presence of the GPE does not impede the micelle formation and has low effect on the copolymer CMCs. Finally, the higher the EO:PO ratio, the higher the CMC and the smaller the size of micelles. Moreover, Z-potential, DLS and HRSEM analyses show that the micelles are stable, spherical, capable to incorporate coumarin (a hydrophobic drug) and with apparent hydrodynamic sizes suitable to be absorbed by target cells.Se sintetizan copolímeros de óxido de etileno (EO) y óxido de propileno (PO) funcionalizados con glicidil propargil éter (GPE). El GPE permite una mayor unión de fármacos pero se desconoce su influencia en la formación de micelas poliméricas. En este trabajo se estudia la influencia de la estructura de estos copolímeros en su concentración micelar crítica (CMC) en agua y en el tamaño y estabilidad de las micelas obtenidas. Para ello se modifica la presencia de GPE, el tipo de copolímero (gradiente o bloque), la relación EO:PO y el iniciador (agua o etanol). Los copolímeros de gradiente se pueden sintetizar en un solo paso gracias a la reactividad de los diferentes monómeros, simplificando el proceso y obteniendo valores de CMC similares a los copolímeros de bloque. El uso de etanol como iniciador disminuye la CMC del copolímero en bloque y aumenta la polidispersidad. Además, la presencia del GPE no impide la formación de micelas y tiene un efecto bajo sobre las CMC del copolímero. Finalmente, cuanto mayor sea la relación EO:PO, mayor será la CMC y menor el tamaño de las micelas. Además,Los análisis de potencial Z , DLS y HRSEM muestran que las micelas son estables, esféricas, capaces de incorporar cumarina (un fármaco hidrofóbico) y con tamaños hidrodinámicos aparentes adecuados para ser absorbidos por las células diana

Synthesis of aminophosphonate polyols and polyurethane foams with improved fire retardant properties

Aminophosphonated polyols with flame retardant properties are synthesized by ring opening polymerization using diethyl-N,N-bis(2-hydroxyethyl) aminomethyl phosphonate (Fyrol-6) as initiator. The influence of the catalyst type and its concentration on the polymerization rate are studied. The catalyst system formed by potassium methoxide (MeOK) in DMSO as a solvent presents the highest polymerization rate and allows reducing the polydispersity. The thermal resistance of the synthesized polyols is confirmed by the char residues formation. Finally, PU foams are synthesized containing up to a 50 pph of PFyCs[1:1], preserving good cellular structure up to a 25 pph content and improving the fire resistance by increasing the char residue from 7.79 to 22.13 wt % and decreasing the PHRR and the smoke production according to TGA and cone calorimeter tests, respectivelyLos polioles aminofosfonados con propiedades ignífugas se sintetizan mediante polimerización con apertura de anillo utilizando dietil-N,N-bis(2-hidroxietil)aminometilfosfonato (Fyrol-6) como iniciador. Se estudia la influencia del tipo de catalizador y su concentración en la velocidad de polimerización. El sistema catalizador formado por metóxido de potasio (MeOK) en DMSO como solvente presenta la mayor tasa de polimerización y permite reducir la polidispersidad. La resistencia térmica de los polioles sintetizados se confirma por la formación de residuos de carbón. Finalmente, se sintetizan espumas de PU que contienen hasta 50 pph de PFyCs[1:1], conservan una buena estructura celular hasta un contenido de 25 pph y mejoran la resistencia al fuego al aumentar el residuo carbonizado de 7,79 a 22,13 % en peso y disminuir el PHRR y la producción de humo según TGA y pruebas de calorímetro de cono, respectivament