Синтез альтернантных полимерных щеток с боковыми поли-2-алкил-2-оксазолиновыми цепями для биомедицинских применений

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

С помощью подхода “прививка через” в водной среде синтезированы альтернантные цилиндрические полимерные щетки. Макромономерами служили поли-2-этил-2-оксазолин и поли-2-изопропил-2-оксазолин, содержащие в качестве концевых групп остатки винилбензола и N-замещенного малеимида. Макромономеры с молекулярной массой (4.3–4.7) × 103 получены методом катионной полимеризации с раскрытием цикла 2-алкил-2-оксазолинов с применением инициаторов 4-хлорметилстирола и 4-малеимидобензолсульфонилхлорида. Полимерные щетки получены сополимеризацией макромономеров в растворе хлорбензола при температуре 70 °C и инициировании динитрилом азобисизомасляной кислоты, а также в водных растворах в условиях окислительно-восстановительного инициирования под действием персульфата калия и сульфата железа(II) в присутствии восстановителя гидросульфита натрия. Определена относительная активность полиоксазолиновых макромономеров по методу Майо‒Льюиса при их сополимеризации в растворе хлорбензола: r1 = 0.015 и r2 = 0.115. Рассмотрена возможность полимеризации в водных растворах при пониженных (3 °C) и повышенных (75 °C) значениях температуры. Молекулярно-массовые и гидродинамические характеристики полимерных щеток определены методами гель-проникающей хроматографии, статического и динамического рассеяния света. Образцы альтернантных полимерных щеток характеризуются массами (15‒52) × 103 и узким молекулярно-массовым распределением 1.32–1.66. Температура фазового разделения в водных растворах для исследованных полимерных щеток находится в диапазоне 33°–39 °C.

Full Text

Restricted Access

About the authors

А. Н. Блохин

Институт высокомолекулярных соединений – филиал Петербургского института ядерной физики им. Б.П. Константинова Национального исследовательского центра “Курчатовский институт”

Author for correspondence.
Email: blokhin_an@hq.macro.ru
Russian Federation, Санкт-Петербург

Т. Ю. Кирилэ

Институт высокомолекулярных соединений – филиал Петербургского института ядерной физики им. Б.П. Константинова Национального исследовательского центра “Курчатовский институт”

Email: blokhin_an@hq.macro.ru
Russian Federation, Санкт-Петербург

А. Б. Разина

Институт высокомолекулярных соединений – филиал Петербургского института ядерной физики им. Б.П. Константинова Национального исследовательского центра “Курчатовский институт”

Email: blokhin_an@hq.macro.ru
Russian Federation, Санкт-Петербург

А. П. Филиппов

Институт высокомолекулярных соединений – филиал Петербургского института ядерной физики им. Б.П. Константинова Национального исследовательского центра “Курчатовский институт”

Email: blokhin_an@hq.macro.ru
Russian Federation, Санкт-Петербург

А. В. Теньковцев

Институт высокомолекулярных соединений – филиал Петербургского института ядерной физики им. Б.П. Константинова Национального исследовательского центра “Курчатовский институт”

Email: blokhin_an@hq.macro.ru
Russian Federation, Санкт-Петербург

References

  1. Иванов И.В., Мелешко Т.К., Кашина А.В., Якиманский А.В. // Успехи химии. 2019. Т. 88. № 12. С. 1248.
  2. Pietrasik J., Sumerlin B.S., Lee R.Y., Matyjaszewski K. // Macromol. Chem. Phys. 2007. V. 208. P. 30.
  3. Nese A., Lebedeva N.V., Sherwood G., Averick S., Li Y., Gao H., Peteanu L., Sheiko S.S., Matyjaszewski K. // Macromolecules. 2011. V. 44. P. 5905.
  4. Chen T., Yang H., Wu X., Yu D., Ma A., He X., Sun K., Wang J. // Langmuir. 2019. V. 35. P. 3031.
  5. Cheng G., Böker A., Zhang M., Krausch G., Müller A.H.E. // Macromolecules. 2001. V. 34. P. 6883.
  6. Pyun J., Kowalewski T., Matyjaszewski K. // Macromol. Rapid Comm. 2003. V. 24. P. 1043.
  7. Ilgach D.M., Meleshko T.K., Yakimansky A.V. // Polymer Science C. 2015. V. 57. № 1. P. 3.
  8. Барабанова А.И., Громов В.Ф., Бунэ Е.В., Богачев Ю.С., Козлова Н.В., Телешов Э.Н. // Высокомолек. соед. А. 1994. Т. 36. № 6. С. 901.
  9. Nekrasova Т.N., Кirila Т.Yu., Kurlykin М.P., Теn′kovtsev А.V., Filippov А.P. // Polymer Science В. 2021. V. 63. № 2. P. 116.
  10. Gubarev A.S., Lezov A.A., Podsevalnikova A.N., Mikusheva N.G., Fetin P.A., Zorin I.M., Aseyev V.O., Sedlacek O., Hoogenboom R., Tsvetkov N.V. // Polymers. 2023. V. 15. P. 623.
  11. Rodchenko S., Amirova A., Milenin S., Ryzhkov A., Talalaeva E., Kalinina A., Kurlykin M., Tenkovtsev A., Filippov A. // Eur. Polym. J. 2020. V. 140. Р. 110035.
  12. Witte H., Seeliger W. // Justus Liebigs Annalen der Chemie. 1974. P. 996.
  13. Cremlyn R., Nunes R. // Phosphorus Sulfur Silicon Relat. Elem. 1987. V. 31. P. 245.
  14. Amirova A.I., Dudkina M.M., Tenkovtsev A.V., Filippov A.P. // Colloid Polym. Sci. 2015. V. 293. P. 239.
  15. Shimano Y., Sato K., Kobayashi S. // Polym. J. 1999. V. 31. № 3. P. 219.
  16. Weber C., Babiuch K.P., Rogers S., Perevyazko I., Hoogenboom R., Schubert U.S. // Polym. Chem. 2012. V. 3. № 10. P. 2976.
  17. Luef K.P., Hoogenboom R., Schubert U.S., Wiesbrock F. // Adv. Polym. Sci. 2015. V. 274. P. 183.
  18. Hoogenboom R., Fijten M.W.M., Schubert U.S. // J. Polym. Sci., Polym. Chem. 2004. V. 42. P. 1830.
  19. Hoogenboom R., Fijten M.W.M., Thijs H.M.L., van Lankvelt B.M., Schubert U.S. // Design. Monomers Polym. 2005. V. 8. P. 659.
  20. Wiesbrock F., Hoogenboom R., Leenen M.A.M., Meier M.A.R., Schubert U.S. // Macromolecules. 2005. V. 38. P. 5025.
  21. Bag S., Ghosh S., Paul S., Khan M.E.H., De P. // Macromol. Rapid Commun. 2021. V. 42. Р. 2100501.
  22. Nakayama Y., Smets G. // J. Polym. Sci., Polym. Chem. 1967. V. 5. P. 1619.
  23. Liu Q., Lv X., Li N., Pan X., Zhu J., Zhu X. // Polymer. 2018. V. 10. P. 321.
  24. Hill D.J.T., Shao L.Y., Pomery P.J., Whittaker A.K. // Polymer. 2001. V. 42. P. 4791.
  25. Mayo F.R., Lewis F.M. // J. Am. Chem. Soc. 1944. V. 66. № 9. P. 1594.
  26. Blokhin A.N., Kurlykin M.P., Razina A.B., Dudkina M.M., Ten’kovtsev A.V. // Polymer Science B. 2018. V. 60. № 4. P. 421.
  27. Weller D., McDaniel J.R., Fischer K., Chilkoti A., Schmidt M. // Macromolecules. 2013. V. 46. P. 4966.
  28. Oleszko N., Utrata-Wesołek A., Wałach W., Libera M., Hercog A., Szeluga U., Domański M., Trzebicka B., Dworak A. // Macromolecules. 2015. V. 48. № 6. P. 1852.
  29. Diab C., Akiyama Y., Kataoka K., Winnik F.M. // Macromolecules. 2004. V. 37. № 7. P. 2556.
  30. Kirila T.Yu., Razina A.B., Ten’kovtsev A.V., Filippov A.P. // Polymer Science C. 2022. V. 64. № 2. P. 211.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Scheme 1

Download (78KB)
Indexing metadata
3. Fig. 1. 1H NMR spectra of poly-2-isopropyl-2-oxazoline macromonomer (1) and poly-2-ethyl-2-oxazoline macromonomer (2). Colour figures can be viewed in the electronic version

Download (258KB)
Indexing metadata
4. Fig. 2. 1H NMR spectrum of the initial polymerisation mixture of MM-1 and MM-2 macromonomers in chlorobenzene with monomer composition F1/F2 = 0.94. The signals of vinyl fragments CH (a1), CH2 (a2, a3), maleimide fragments CH (b) and hexamethyldisiloxane CH3 (c) are shown

Download (144KB)
Indexing metadata
5. Fig. 3. Mayo-Lewis plots obtained for copolymerisation of MM-1 and MM-2 macromonomers. Triangular range of probable values of r1 and r2 (1). Full-size graph with the intersection of three linear dependences (2)

Download (156KB)
Indexing metadata
6. Fig. 4. 1H NMR spectrum of the grafted copolymer sample

Download (315KB)
Indexing metadata
7. Fig. 5. Fragment of 1H NMR spectra of samples 2 and 3 obtained in aqueous solutions

Download (71KB)
Indexing metadata
8. Fig. 6. Chromatograms of polymer brush samples 1-3

Download (100KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences