авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ

Pages:   || 2 | 3 |

Синтез и свойства карбо- и гетероцепных азолсодержащих полиэлектролитов

-- [ Страница 1 ] --

На правах рукописи

КРАХОТКИНА Элина Александровна

СИНТЕЗ И СВОЙСТВА КАРБО- И ГЕТЕРОЦЕПНЫХ АЗОЛСОДЕРЖАЩИХ ПОЛИЭЛЕКТРОЛИТОВ

02.00.06 – Высокомолекулярные соединения

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата химических наук

Иркутск - 2011

Работа выполнена на кафедре органической химии химического факультета

Иркутского государственного университета

Научный руководитель: доктор химических наук, профессор

Кижняев Валерий Николаевич

Официальные оппоненты: доктор химических наук, профессор

Скушникова Альвира Ивановна

кандидат химических наук, доцент

Лебедева Оксана Викторовна

Ведущая организация: Научно-исследовательский институт химии

Нижегородского государственного

университета им. Н.И. Лобачевского

Защита состоится 16 февраля 2011 г. в 10.00 час. на заседании диссертационного совета Д 212.074.06 по защите диссертации на соискание учёной степени кандидата химических наук при Иркутском государственном университете по адресу: 664033, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 126, химический факультет ИГУ.

С диссертацией можно ознакомится в научной библиотеке ИГУ, с авторефератом диссертации - на сайте ИГУ http://isu.ru

Автореферат разослан и размещен на сайте ИГУ http://isu.ru

« 11 » января 2011 г.

Отзывы на автореферат высылать по адресу: 664003, Иркутск, ул. К. Маркса, 1, ИГУ, химический факультет, учёному секретарю диссертационного совета О.А. Эдельштейн.

Учёный секретарь диссертационного совета,

к. х. н., доцент О.А. Эдельштейн

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Водорастворимые высокомолекулярные соединения были и остаются весьма интересным для науки и практики типом полимеров, поскольку, структура подобных полимерных веществ предполагает наличие определенных функциональных фрагментов, обеспечивающих еще и проявление широкого многообразия свойств: комплексообразующую, сорбционную, каталитическую активности, многие из водорастворимых полимеров обладают собственным физиологическим действием. Поэтому водорастворимые полимеры находят практическое применение во многих областях жизнедеятельности человека: они используются при решении задач экологии, сельского хозяйства, пищевой промышленности, в медицинской практике и др. На их основе производят сорбенты, коагулянты, флокулянты, носители лекарственных веществ, разделительные мембраны и многое другое. Некоторые водорастворимые полимеры, имея структуру, близкую к природным биологически активным соединениям, проявляют активность в реакциях, моделирующих биологические процессы в живых организмах, т. е. могут служить не только моделями для изучения подобных процессов, но и основой для создания синтетических физиологически активных веществ.

К числу водорастворимых высокомолекулярных веществ относятся и некоторые представители азолсодержащих полимеров, в частности, имеющие в структуре имидазольные, 1,2,4-триазольные и N-H незамещенные тетразольные циклы. Причем, многообразие структурных вариаций мономерных фрагментов обусловливает существование среди данного класса высокомолекулярных соединений гидрофильных, ионизующихся и неионогенных полимеров, проявляющих кислотные и основные свойства. Поэтому исследование процессов взаимодействия азолсодержащих полимеров с водными системами представляет интерес в плане решения фундаментальной проблемы установления взаимосвязи «строение – свойство», для расширения общетеоретических представлений о процессах формирования многокомпонентных систем, в том числе и биологических систем, моделями которых могут служить водные растворы азолсодержащих полимеров. Кроме того, именно в водных системах для этих полимеров характерно проявление большинства практически интересных свойств. Нередко выраженность проявления того или иного свойства определяется структурными факторами, в частности, гидрофильно-гидрофобным балансом в макромолекулах полимеров. Поэтому поиск новых структурных вариаций полимеров на основе полиазотистых гетероциклов является весьма актуальной проблемой в плане расширения возможностей практического применения азолсодержащих полимеров.



Настоящая диссертационная работа выполнена в соответствии с планом научно-исследовательских работ Института нефте- и углехимического синтеза при Иркутском государственном университете (№ гос. регистрации НИР 01200803060) «Создание новых нетрадиционных подходов к молекулярному дизайну азол- и азинсодержащих полимеров и нанокомпозитов на их основе с каталитической и биологической активностью» и при финансовой поддержке Министерства образования и науки РФ (госконтракты № П1474 от 03.09.09 и № П2122 от 05.11.09).

Цель работы. Синтез и исследование свойств тетразолсодержащих полимерных кислот с различным гидрофильно-гидрофобным балансом и ранее неизвестных гетероцепных полиазолов катионной природы.

Для достижения указанной цели в работе решались следующие задачи:

1. Синтез сополимеров 5-винилтетразола с различными виниловыми сомономерами, обеспечивающими проявление сополимерами амфифильных свойств и существование в макромолекулах различных типов межмолекулярных взаимодействий: гидрофобных, диполь-дипольных, донорно-акцепторных (водородных связей).

2. Исследование реакции сополимеризации 5-винилтетразола с N-винил-лактами и получение полимерных соединений, обладающих в водных средах рН-термочувствительными свойствами.

3. Исследование процессов формирования водных композиций с участием тетразолсодержащих сополимеров и установление влияния различных структурных факторов на совместимость полимеров с водой и поведение в водных средах.

4. Исследование возможности использования реакции поликватернизации для синтеза ранее неизвестных полиазолов ионенной природы.

5. Изучение реакций интерполимерного взаимодействия азолсодержащих ионенов с полимерными кислотами синтетического (полиакриловой кислотой) и природного (гепарином) происхождения.

В качестве основных объектов исследования данной работы служили 5-винилтетразол и сополимеры на его основе с 2-метил-5-винилтетразолом, 2-амил-5-винилтетразолом, 2-нонил-5-винилтетразолом, 1,1,7-тригидрододе-кафторгептилметакрилатом, 1-винилимидазолом, N-винилкапролактамом, N-винилпиридоном, N-винилпиперидоном, а также бис-ди- и триазолы и ионены на их основе.

Научная новизна и практическая значимость работы. Результаты исследования совместной полимеризации 5-винилтетразола с мономерами винилазольного, метакрилатного и виниллактамного типа расширяют представление об активности винильных производных тетразола в полимеризационных процессах.

Синтезированы амфифильные тетразолсодержащие полиэлектролиты кислотного характера, строение макромолекул которых обусловливает существование различных типов межмолекулярных взаимодействий между структурными фрагментами. Исследованием взаимодействия с водой тетразолсодержащих сополимеров установлено, что наличие в макромолекулах боковых фрагментов, склонных к сильным диполь-дипольным взаимодействиям, приводящим к самоассоциации полимерных цепей, способствует большему снижению сродства полимеров к воде по сравнению с эффектом, создаваемым гидрофобными фрагментами.

Установлено, что совмещением в одной макромолекулярной цепи мономерных звеньев 5-винилтетразола и N-винилкапролактама возможно получение полимерных продуктов, обладающих рН-термочувствительными свойствами. Для водных растворов указанных сополимеров характерно наличие нижней критической температуры (НКТР), которая изменяется в зависимости от рН среды.

Продемонстрирована возможность использования реакции поликватернизации с участием бис-имидазола, бис-триазолов и дигалогеналканов различного строения для синтеза гетероцепных азолсодержащих олигомеров катионной природы, способных к реакциям интерполимерного взаимодействия с полимерными кислотами синтетического и природного происхождения, что обусловливает проявления азолсодержащими ионенами физиологической активности.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы были доложены на XVIII и XIX Российской молодежной научной конференции (Екатеринбург, 2008 и 2009); X Международной конференции по химии и физикохимии олигомеров «Олигомеры-2009» (Волгоград, 2009); V Всероссийской Каргинской конференции «Полимеры 2010» (Москва, 2010).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 2 статьи, 5 материалов конференций.

Структура работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав, выводов и библиографии. Работа изложена на 142 страницах машинописного текста, включая 25 таблиц, 33 рисунка и списка цитируемой литературы из 137 источников.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В качестве объектов исследования служили 5-винилтетразол (ВТ) и сополимеры на его основе с 2-метил-5-винилтетразолом (МВТ), 2-амил-5-винилтетразолом (АВТ), 2-нонил-5-винилтетразолом (НВТ), 1,1,7-тригидрододекафторгептилметакрилатом (12-ФГМА), 1-винилимидазолом (ВИ), N-винилкапролактамом (ВК), N-винилпиридоном (ВП), N-винилпиперидоном (ВПП), а также бис-ди- и триазолы и ионены на их основе.

1. Синтез и свойства сополимеров 5-винилтетразола с различным

гидрофильно-гидрофобным балансом

1.1. Синтез сополимеров 5-винилтетразола

Радикальной сополимеризацией винилтетразолов синтезированы амфифильные тетразолсодержащие полиэлектролиты кислотного характера, строение макромолекул которых обусловливает существование различных типов межмолекулярных взаимодействий между структурными фрагментами: гидрофобных, диполь-дипольных, донорно-акцепторных (водородных связей).

Сополимеры ВТ – МВТ (АВТ, НВТ) (I III)

Сополимер ВТ – 12-ФГМА (IV)

Сополимер ВТ – ВИ (V)

Сополимер ВТ – ВК (VI)

Сополимер ВТ – ВП (VII)

Сополимер ВТ – ВПП (VIII)

Сополимер 5-изопропенил-

тетразола (ИПТ) с ВК (IX)

Сополимер МВТ – ВК (X)

Для некоторых систем были изучены закономерности процесса сополимеризации, который проводили в условиях радикального инициирования в ДМФА или этаноле. Установлено, что при совместной полимеризации ВТ с ВИ и N-виниллактамами (ВК, ВП и ВПП), а также в системе МВТ – ВК, сополимеры обогащены звеньям тетразолсодержащего мономера во всем диапазоне исходных соотношений сомономеров. Для систем ВТ – МВТ и ВТ – 12-ФГМА отмечено существование точки «азеотропа» (рис. 1).

Рис. 1. Зависимость содержания звеньев ВТ (МВТ) в сополимере ( m1 )

от его содержания в исходной мономерной смеси (М1) для систем:

ВТ–МВТ (1); ВТ–12-ФГМА (2); ВТ – ВИ (3); ВТ–ВК (4); ВТ–ВП (5);

МВТ–ВК (6).

Расчет констант сополимеризации указывает, что во всех системах наиболее активным является тетразолсодержащий мономер (табл. 1). Для смесей ВТ с N-виниллактамами было обнаружено явление комплексообразования между сомономерами, обусловленное образованием водородных связей между N-Н незамещенным тетразольным циклом и карбонильным фрагментом лактамного кольца. Эффект комплексообразования в некоторой степени сказывается на процессе сополимеризации в системе ВТ–ВП, где, по данным ИК-спектроскопии, образуется более прочный комплекс между сомономерами: произведение констант сополимеризации r1 r2 = 0.01 для этой системы указывает на возможное чередование звеньев в сополимере.

Таблица 1. Константы сополимеризации 5-винилтетразола (М1) с некоторыми виниловыми мономерами

М2 Растворитель r1 r2
МВТ 12-ФГМА ВИ ВК ВП МВТ (М1) – ВК ДМФА ДМФА ДМФА Этанол Этанол Этанол 0.61 ± 0.18 0.74 ± 0.12 1.04 ± 0.20 1.33 ± 0.30 1.18 ± 0.20 2.73 ± 0.20 0.52 ± 0.16 0.60 ± 0.09 0.22 ± 0.05 0.24 ± 0.06 0.01 ± 0.001 0.57 ± 0.05






Pages:   || 2 | 3 |
 

Похожие работы:










 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.