Синтез и свойства амфифильных полимеров N-винилпирролидона, содержащих концевые алкильные группы

На второй стадии в полученные семителехелевые полимеры, содержащие одну концевую реакционно-способную группу, вводили длинноцепную алкильную группу, проводя реакцию с алифатическим амином. Модификацию проводили обработкой карбоксилсодержащих полимеров, карбоксильная группа которых была активирована N, N'-дициклогексилкарбодиимидом (ДЦГК), н-октиламином. Роль ДЦГК заключается в превращении карбоксильной группы в активированную сложноэфирную (1), способную легко взаимодействовать со свободной аминогруппой алифатического амина, с образованием амидной связи и выделением в качестве побочного продукта N, N'-дициклогексилмочевины (ДЦГМ) (2).

Амины реагируют с карбоновыми кислотами с образованием амидов в присутствии ДЦГК в мягких условиях и с хорошими выходами, при малом времени реакции и низкой степени рацемизации, что важно для оптически активных карбоновых кислот.

В результате был получен ряд водорастворимых амфифильных полимеров, с одной концевой октильной гидрофобной группой при различной молекулярной массе полимерного фрагмента. Выход полимеров и загрузки веществ приведены экспериментальной части.

Определение степени замещения реагирующих концевых групп проведено методом потенциометрического титрования в тех же условиях, что и при определении этих групп при нахождении молекулярной массы полимеров. При этом во всех образцах полимеров концевые группы обнаружены не были, что позволяет предположить, что степень их замещения близка к полной.

Синтезированные семителехелевые и амфифильные полимеры были исследованы методом ИК-спектроскопии. При этом была установлена разница между ИК-спектрами полимеров без концевой гидрофобной группы (семителехелевых полимеров) и амфифильных полимеров, содержащих концевой алифатический гидрофобный фрагмент. На ИК-спектрах полимеров (таблетки в КВr) в области поглощения карбонильной группы наблюдалось кроме основного поглощения соответствующего карбонилу полностью замещенного амида пирролидонового кольца (~1650 см-1) дополнительное поглощение соответствующее монозамещенному амиду концевой группы (~1680 см-1). При этом интенсивность этого поглощения повышается с уменьшением молекулярной массы полимера. Кроме того, на ИК-спектрах этих полимеров наблюдалось увеличение интенсивности поглощения метиленовых групп из-за введения концевых длинноцепных алкильных радикалов.

Для обеспечения возможности связывания с полимером в качестве комплексообразующих групп остатков аминокислот был использован разработанный ранее метод введения в часть звеньев поли-N-винилпирролидона эпоксидных групп.

Получение эпоксидсодержащих поливинилпирролидонов проводилось модификацией готового поливинилпирролидона по реакции Дарзана.

В случае проведения реакции Дарзана активную эпоксидную группу вводили в полимер путем обработки его хлорацетамидом в присутствии щелочных металлов в спиртовой среде.

Известно, что соединения, содержащие эпоксидную группу, взаимодействуют с веществами, имеющими активный водород, в том числе с аминами, с раскрытием эпоксидного цикла. Для раскрытия эпоксидного кольца часто применяют катализаторы как кислого так и основного характера. Так как аминокислоты являются амфотерными соединениями, то для получения продуктов, связанных с аминной группой применяют щелочные соли или реакцию проводят в щелочной среде (pH > 7). Это объясняется тем, что при pH > 7 разрушается цвиттер-ионный характер аминокислот и их аминогруппа приобретает основные свойства: