RU2599579C2 - Amphiphilic copolymers and synthesis method thereof - Google Patents
Amphiphilic copolymers and synthesis method thereof Download PDFInfo
- Publication number
- RU2599579C2 RU2599579C2 RU2014141950/04A RU2014141950A RU2599579C2 RU 2599579 C2 RU2599579 C2 RU 2599579C2 RU 2014141950/04 A RU2014141950/04 A RU 2014141950/04A RU 2014141950 A RU2014141950 A RU 2014141950A RU 2599579 C2 RU2599579 C2 RU 2599579C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- copolymer
- mercaptoamine
- amphiphilic
- group
- radical copolymerization
- Prior art date
Links
- ACRIQSKOJOWUSE-ZWWGZJNBSA-N CC(CNC(C(CC(CC(CN)N(CCC1)C1=O)N(CCC1)C1=O)C[C@@H](N1CCCC1)SC(C)CCO)=O)O Chemical compound CC(CNC(C(CC(CC(CN)N(CCC1)C1=O)N(CCC1)C1=O)C[C@@H](N1CCCC1)SC(C)CCO)=O)O ACRIQSKOJOWUSE-ZWWGZJNBSA-N 0.000 description 1
- JKDXKMKYKMHLCO-UHFFFAOYSA-N CCCC(C)(C)/S=C(\CC(CC(CC(CC(CC(C)N)COc1ccccc1C=O)N)COc1c(C=O)cccc1)N)/N Chemical compound CCCC(C)(C)/S=C(\CC(CC(CC(CC(CC(C)N)COc1ccccc1C=O)N)COc1c(C=O)cccc1)N)/N JKDXKMKYKMHLCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HZGJAUHBPXRBNH-PKPIPKONSA-N CC[C@H](C)C(NCC(C)O)=O Chemical compound CC[C@H](C)C(NCC(C)O)=O HZGJAUHBPXRBNH-PKPIPKONSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F226/00—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a single or double bond to nitrogen or by a heterocyclic ring containing nitrogen
- C08F226/06—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a single or double bond to nitrogen or by a heterocyclic ring containing nitrogen by a heterocyclic ring containing nitrogen
- C08F226/10—N-Vinyl-pyrrolidone
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F220/00—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride ester, amide, imide or nitrile thereof
- C08F220/02—Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms; Derivatives thereof
- C08F220/04—Acids; Metal salts or ammonium salts thereof
- C08F220/06—Acrylic acid; Methacrylic acid; Metal salts or ammonium salts thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F220/00—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride ester, amide, imide or nitrile thereof
- C08F220/02—Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms; Derivatives thereof
- C08F220/52—Amides or imides
- C08F220/54—Amides, e.g. N,N-dimethylacrylamide or N-isopropylacrylamide
- C08F220/56—Acrylamide; Methacrylamide
Abstract
Description
Изобретение относится к области органических высокомолекулярных соединений, а именно к новым амфифильным сополимерам и способу их получения.The invention relates to the field of organic macromolecular compounds, namely to new amphiphilic copolymers and a method for their preparation.
За последнее десятилетие существенно вырос интерес к созданию новых высокоэффективных наноразмерных систем доставки различных биологически активных веществ (БАВ). Актуальным и перспективным является использование для создания таких систем доставки БАВ биосовместимых синтетических полимерных систем, обладающих различными функциональными характеристиками. Перспективными системами доставки являются полимерные наночастицы на основе амфифильных полимеров, в частности амфифильных сополимеров.Over the past decade, interest has grown significantly in the creation of new highly effective nanoscale delivery systems for various biologically active substances (BAS). Actual and promising is the use of biocompatible synthetic polymer systems with various functional characteristics to create such delivery systems for biologically active substances. Promising delivery systems are polymer nanoparticles based on amphiphilic polymers, in particular amphiphilic copolymers.
В данном изобретении термин «амфифильный сополимер» означает, что полимер является статистическим и состоит из водорастворимого полимерного и неполимерного алифатического гидрофобного фрагмента, причем водорастворимый полимерный фрагмент включает два и более различных структурных звена, которые располагаются в цепи хаотически, поскольку присоединение того или другого мономера к радикалу роста носит случайный характер, случайным является и распределение звеньев по длине макромолекулы статистического сополимера.In the present invention, the term “amphiphilic copolymer” means that the polymer is statistical and consists of a water-soluble polymer and non-polymer aliphatic hydrophobic fragment, the water-soluble polymer fragment comprising two or more different structural units that are randomly arranged in the chain, since one or the other monomer is attached to the growth radical is random, the distribution of units along the length of the macromolecule of a random copolymer is also random.
Существует большое число способов регулирования молекулярной массы полимеров. Основными из них являются изменение температуры реакционной массы, введение ингибиторов реакции, использование катализаторов различного состава и строения (для каталитических процессов), введение в систему регулятора роста длины цепи (хлорангидриды, тиокислоты, галогеналканы, амины). Большое распространение получил метод регулирования молекулярной массы полимеров при помощи введения в реакционную массу регулятора роста длины цепи.There are a large number of ways to control the molecular weight of polymers. The main ones are changes in the temperature of the reaction mass, the introduction of reaction inhibitors, the use of catalysts of various compositions and structures (for catalytic processes), the introduction of a chain length growth regulator (chlorides, thio acids, haloalkanes, amines) into the system. The method of controlling the molecular weight of polymers by introducing a chain length growth regulator into the reaction mass has gained widespread acceptance.
Наиболее близким к заявляемому изобретению является решение, описанное в автореферате диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук Горбуновой М.Н. «Синтез и свойства сополимеров на основе N-винилпирролидона и N-алиллированных ацилгидразинов». В источнике рассмотрены статистические неамфифильные сополимеры N-винилпирролидона и N-алиллированных ацилгидразинов, а также способ их получения. В результате проведенных исследований разработаны методы синтеза N-, О-, S-, Si-содержащих полифункциональных полимеров на основе N-винилпирролидона и N,N-диаллил-N-ацилгидразинов с мономерами, содержащими различные функциональные группы (амидные, имидные, карбонильные, карбоксильные, алкоксисилильные, сульфогруппы). К недостаткам данного способа следует отнести невозможность регулирования среднечисленной молекулярной массы в процессе синтеза, а также то, что получаемые по предложенному методу сополимеры не являются амфифильными, что ограничивает область их применения.Closest to the claimed invention is the solution described in the abstract of the thesis for the degree of candidate of chemical sciences Gorbunova M.N. "Synthesis and properties of copolymers based on N-vinylpyrrolidone and N-allylated acylhydrazines." The source considers statistical non-amphiphilic copolymers of N-vinylpyrrolidone and N-allylated acylhydrazines, as well as the method for their preparation. As a result of the studies, methods for the synthesis of N-, O-, S-, Si-containing polyfunctional polymers based on N-vinylpyrrolidone and N, N-diallyl-N-acylhydrazines with monomers containing various functional groups (amide, imide, carbonyl, carboxyl, alkoxysilyl, sulfo groups). The disadvantages of this method include the impossibility of regulating the number average molecular weight in the synthesis process, as well as the fact that the copolymers obtained by the proposed method are not amphiphilic, which limits the scope of their application.
Задачей заявляемого изобретения является получение новых биосовместимых амфифильных статистических сополимеров, пригодных для создания форм лекарственных препаратов, биологически активных веществ и солюбилизации плохорастворимых веществ, а также разработка одностадийного способа получения амфифильных статистических сополимеров, осуществление которого обеспечит достижение технического результата, который заключается в высоком выходе целевого продукта, а также в сокращении времени его получения.The objective of the invention is to obtain new biocompatible amphiphilic statistical copolymers suitable for creating forms of drugs, biologically active substances and the solubilization of poorly soluble substances, as well as the development of a one-stage method for producing amphiphilic statistical copolymers, the implementation of which will achieve a technical result, which consists in a high yield of the target product , as well as reducing the time it was received.
Поставленная задача решается тем, что синтезирован амфифильный статистический сополимер, содержащий по меньшей мере два различных мономера, выбранных из группы, включающей:The problem is solved in that an amphiphilic random copolymer is synthesized containing at least two different monomers selected from the group including:
N-винилпирролидон,N-vinylpyrrolidone,
N-изопропилакриламид,N-isopropylacrylamide,
N-(2-гидроксипропил)метакриламид,N- (2-hydroxypropyl) methacrylamide,
этиленамин,ethyleneamine
2-аллилоксибензальдегид,2-allyloxybenzaldehyde,
акриламид,acrylamide
акриловую кислоту и ее эфиры,acrylic acid and its esters,
метакриловую кислоту и ее эфирыmethacrylic acid and its esters
N-диалкилакриламид,N-dialkyl acrylamide,
а также группу общего строения 
где R1 представляет собой Н, СН3, С2Н5, С3Н7, Me (ионы металлов),where R 1 represents H, CH 3 , C 2 H 5 , C 3 H 7 , Me (metal ions),
X представляет собой Н, ОН, NH2, NH3Cl,X represents H, OH, NH 2 , NH 3 Cl,
z является целым числом от 8 до 19,z is an integer from 8 to 19,
при этом среднечисленная молекулярная масса сополимера варьируется от 1 до 30 kDa.in this case, the number average molecular weight of the copolymer varies from 1 to 30 kDa.
В предпочтительном варианте ионы металлов представляют собой ионы щелочных металлов, например, Na, K, Li.In a preferred embodiment, the metal ions are alkali metal ions, for example, Na, K, Li.
Также поставленная задача решается тем, что разработан одностадийный способ получения амфифильного сополимера путем радикальной сополимеризации мономеров в органическом растворителе в присутствии инициатора радикальной сополимеризации, при этом в процессе радикальной сополимеризации применяют регулятор роста длины цепи в виде длинноцепочечного алифатического меркаптана или его производного, позволяющего в процессе радикальной сополимеризации получить биосовместимый амфифильный сополимер в одну стадию синтеза, т.е. без дополнительной модификации, что существенно упрощает аппаратурное оформление, сокращает время получения готового амфифильного сополимера, а также позволяет регулировать среднечисленную молекулярную массу амфифильного сополимера непосредственно в процессе синтеза и получать готовый продукт с высоким выходом.The problem is also solved by the fact that a one-stage method for producing an amphiphilic copolymer by radical copolymerization of monomers in an organic solvent in the presence of a radical copolymerization initiator was developed, while in the process of radical copolymerization a chain length growth regulator is used in the form of a long-chain aliphatic mercaptan or its derivative, which allows in the process of radical copolymerization to obtain a biocompatible amphiphilic copolymer in a single synthesis step, i.e. without additional modification, which greatly simplifies the hardware design, reduces the time to obtain the finished amphiphilic copolymer, and also allows you to adjust the number average molecular weight of the amphiphilic copolymer directly in the synthesis process and obtain the finished product in high yield.
При этом органический растворитель выбирают из группы, включающей спирт, метиленхлорид, диоксан, тетрагидрофуран, акрилонитрил, N-метилпирролидон, диметилформамид, диметилсульфоксид, этилацетат, бутилацетат, амилацетат, циклогексан.The organic solvent is selected from the group consisting of alcohol, methylene chloride, dioxane, tetrahydrofuran, acrylonitrile, N-methylpyrrolidone, dimethylformamide, dimethyl sulfoxide, ethyl acetate, butyl acetate, amyl acetate, cyclohexane.
Предпочтительно в качестве спирта применяют спирт, выбранный из группы, включающей этанол, изопропанол, пропанол-1, бутанол-1, амиловый спирт, бутанол-2, третбутанол.Preferably, an alcohol is an alcohol selected from the group consisting of ethanol, isopropanol, propanol-1, butanol-1, amyl alcohol, butanol-2, tert-butanol.
Также предпочтительно инициатор выбирают из группы, включающей бензоилпероксид, дитретбутилпероксид, гидропероксид кумола, азобисизобутиронитрил, персульфат калия, персульфат аммония, персульфат натрия, дициклогексилпероксидикарбонат, дицетилпероксидикарбонат, димиристилпероксидикарбонат, ди(2-этилгексил)пероксидикарбонат, ди(4-трет-бутилциклогексил)пероксидикарбонат, 3-хлорпербензойную кислоту.Also preferably, the initiator is selected from the group consisting of benzoyl peroxide, ditretbutyl peroxide, cumene hydroperoxide, azobisisobutyronitrile, potassium persulfate, ammonium persulfate, sodium persulfate, dicyclohexyl peroxydicarbonate, dicetyl peroxydicarbonate, dimyristyl peroxydicarbonate, dimethylbenzyl peroxy dicarboxyloxy dicarboxyloxy dicarboxyloxy dicarboxyloxy dicarbyl dicarboxyloxy dicarboxyloxy dicarboxyloxy dicate 3-chloroperbenzoic acid.
Результаты проведенных экспериментов, направленных на определение влияния длины гидрофобного фрагмента на амфифильность и выход амфифильных сополимеров, приведенные в Таблице 1 и Таблице 2, свидетельствуют о целесообразности использования длинноцепочечного алифатического меркаптана или его производного с числом атомов углерода в углеродной цепи от 9 до 20.The results of experiments aimed at determining the effect of the length of the hydrophobic fragment on the amphiphilicity and yield of amphiphilic copolymers, are shown in Table 1 and Table 2, indicate the advisability of using a long chain aliphatic mercaptan or its derivative with the number of carbon atoms in the carbon chain from 9 to 20.
Приведенные данные также свидетельствуют о том, что при использовании короткоцепочечных (<С9) либо длинноцепочечных (>С20) меркаптанов или их производных теряются амфифильные свойства, а также существенно снижается выход сополимера.The data presented also indicate that when using short-chain (<C 9 ) or long-chain (> C 20 ) mercaptans or their derivatives, amphiphilic properties are lost, and the copolymer yield is also significantly reduced.
Целесообразным является использование длинноцепочечного алифатического меркаптана или его производного в количестве от 0,1 до 5 мол. %. О целесообразности использования такого количества регулятора роста длины цепи свидетельствуют результаты экспериментов, направленных на определение влияния количества регулятора роста длины цепи на состав и выход амфифильных сополимеров. Указанные результаты приведены в Таблице 3.It is advisable to use a long chain aliphatic mercaptan or its derivative in an amount of from 0.1 to 5 mol. % The expediency of using such an amount of a chain length growth regulator is indicated by the results of experiments aimed at determining the effect of the amount of a chain length growth regulator on the composition and yield of amphiphilic copolymers. The indicated results are shown in Table 3.
Как видно из Таблицы 3, амфифильные сополимеры образуются при использовании регулятора роста дины цепи в количестве от 0,1 мол. % до 5 мол. %, при этом наблюдаются достаточно высокие выходы амфифильного сополимера на основе акриламида - N-винилпирролидона. При использовании регулятора роста длины цепи в количестве, меньшем 0,1 мол. % и большем 5 мол. %, теряется амфифильность полученных сополимеров, а также снижается их выход.As can be seen from Table 3, amphiphilic copolymers are formed using a chain dyne growth regulator in an amount of from 0.1 mol. % to 5 mol. %, while quite high yields of amphiphilic acrylamide-based copolymer - N-vinylpyrrolidone are observed. When using the regulator of growth of chain length in an amount less than 0.1 mol. % and more than 5 mol. %, the amphiphilicity of the obtained copolymers is lost, and their yield is also reduced.
Предпочтительно в качестве производного длинноцепочечного алифатического меркаптана используют меркаптоспирты, меркаптоамины, солянокислый меркаптоамин.Preferably, mercaptoalcohols, mercaptoamines, hydrochloric acid mercaptoamine are used as a derivative of a long chain aliphatic mercaptan.
При этом проведение радикальной сополимеризации мономера проводят в течение 1-8 часов. Об этом свидетельствуют данные исследований, направленных на изучение влияния времени синтеза на выход амфифильных сополимеров, результаты которых приведены в Таблице 4.In this case, the radical copolymerization of the monomer is carried out for 1-8 hours. This is evidenced by research data aimed at studying the effect of synthesis time on the yield of amphiphilic copolymers, the results of which are shown in Table 4.
С технической и экономической точки зрения оптимальным временем проведения синтеза является такое время, при котором выход продукта максимален, а затраты энергоносителей минимальны. Из Таблицы 4 видно, что при увеличении продолжительности времени радикальной сополимеризации мономеров выход амфифильного сополимера снижается, при этом максимальный выход амфифильного сополимера на основе акриламида и N-винилпирролидона наблюдается при проведении синтеза в течение 3-х часов, а амфифильного сополимера на основе акриловой кислоты и N-винилпирролидона - в течение 2-ух часов. Таким образом, оптимальное время синтеза для каждого сополимера различно и для заявляемых сополимеров лежит в интервале от 1 до 8 часов. Из Таблицы 4 также видно, что при более продолжительном времени радикальной сополимеризации мономеров (более 8 часов) выход амфифильного сополимера снижается.From a technical and economic point of view, the optimal synthesis time is the time at which the product yield is maximum and the energy costs are minimal. Table 4 shows that with an increase in the duration of the radical copolymerization of monomers, the yield of the amphiphilic copolymer decreases, while the maximum yield of the amphiphilic copolymer based on acrylamide and N-vinylpyrrolidone is observed during synthesis for 3 hours, and the amphiphilic copolymer based on acrylic acid and N-vinylpyrrolidone - within 2 hours. Thus, the optimal synthesis time for each copolymer is different and for the inventive copolymers lies in the range from 1 to 8 hours. From Table 4 it is also seen that with a longer time of radical copolymerization of monomers (more than 8 hours), the yield of amphiphilic copolymer decreases.
Предпочтительно радикальную сополимеризацию мономеров проводят при температуре от 60°С до 75°С. Об этом свидетельствуют данные ряда экспериментов, направленных на определение влияния температуры реакции радикальной сополимеризации мономеров на выход амфифильного сополимера. Указанные данные представлены в Таблице 5.Preferably, the radical copolymerization of the monomers is carried out at a temperature of from 60 ° C to 75 ° C. This is evidenced by the data of several experiments aimed at determining the influence of the reaction temperature of the radical copolymerization of monomers on the yield of amphiphilic copolymer. The indicated data are presented in Table 5.
Ниже представлены примеры получения амфифильных сополимеров на основе мономеров N-винилпирролидона и акриламида, N-винилпирролидона и акриловой кислоты, N-изопропилакриламида и акриламида, N-изопропилакриламида и метакриловой кислоты.Below are examples of the preparation of amphiphilic copolymers based on monomers of N-vinyl pyrrolidone and acrylamide, N-vinyl pyrrolidone and acrylic acid, N-isopropyl acrylamide and acrylamide, N-isopropyl acrylamide and methacrylic acid.
Пример 1.Example 1
Амфифильный сополимер N-винилпирролидона и акриламида получают следующим образом. В хорошо промытую и высушенную пробирку с притертой пробкой загружают расчетное количество мономеров (N-винилпирролидон и акриламид), требуемое количество меркаптана, инициатора (азобисизобутиронитрил) и растворитель (диоксан). Затем их помещают в термостат, где поддерживают температуру 70°С с точностью ±0,2°С. По истечении 3 часов содержимое пробирки осаждают в десятикратный объем диэтилового эфира. Выпавший полимер декантируют и сушат в термошкафу в течение суток. Альтернативным методом очистки является диализ полимера против воды в течение 5 суток. Выход сополимера составляет 83%.An amphiphilic copolymer of N-vinylpyrrolidone and acrylamide is prepared as follows. The calculated amount of monomers (N-vinylpyrrolidone and acrylamide), the required amount of mercaptan, initiator (azobisisobutyronitrile) and solvent (dioxane) are loaded into a well-washed and dried tube with a ground stopper. Then they are placed in a thermostat, where the temperature is maintained at 70 ° C with an accuracy of ± 0.2 ° C. After 3 hours, the contents of the tube are precipitated into a ten-fold volume of diethyl ether. The precipitated polymer is decanted and dried in an oven for one day. An alternative method of purification is the dialysis of the polymer against water for 5 days. The copolymer yield is 83%.
Пример 2.Example 2
Амфифильный сополимер N-винилпирролидона и акриловой кислоты получают следующим образом. В хорошо промытую и высушенную пробирку с притертой пробкой загружают расчетное количество мономеров (N-винилпирролидон и акриловая кислота), требуемое количество меркаптана, инициатора (бензоилпероксид) и растворитель (тетрагидрофуран). Затем их помещают в термостат, где поддерживают температуру 60°С с точностью ±0,2°С. По истечении 2 часов содержимое пробирки осаждают в десятикратный объем диэтилового эфира. Выпавший полимер декантируют и сушат в термошкафу в течение суток. Альтернативным методом очистки является диализ полимера против воды в течение 5 суток. Выход сополимера составляет 80%.An amphiphilic copolymer of N-vinylpyrrolidone and acrylic acid is prepared as follows. In a well-washed and dried tube with a ground stopper, the calculated amount of monomers (N-vinylpyrrolidone and acrylic acid), the required amount of mercaptan, initiator (benzoyl peroxide) and solvent (tetrahydrofuran) are loaded. Then they are placed in a thermostat, where the temperature is maintained at 60 ° C with an accuracy of ± 0.2 ° C. After 2 hours, the contents of the tube are precipitated into a ten-fold volume of diethyl ether. The precipitated polymer is decanted and dried in an oven for one day. An alternative method of purification is the dialysis of the polymer against water for 5 days. The copolymer yield is 80%.
Пример 3.Example 3
Амфифильный сополимер N-изопропилакриламида и акриламида получают следующим образом. В хорошо промытую и высушенную пробирку с притертой пробкой загружают расчетное количество мономеров (N-изопропилакриламид и акриламид), требуемое количество меркаптана, инициатора (3-хлорпербензойная кислота) и растворитель (диоксан). Затем их помещают в термостат, где поддерживают температуру 70°С с точностью ±0,2°С. По истечении 5 часов содержимое пробирки осаждают в десятикратный объем диэтилового эфира. Выпавший полимер декантируют и сушат в термошкафу в течение суток. Альтернативным методом очистки является диализ полимера против воды в течение 5 суток. Выход сополимера составляет 78%.An amphiphilic copolymer of N-isopropylacrylamide and acrylamide is prepared as follows. In a well-washed and dried tube with a ground stopper, the calculated amount of monomers (N-isopropylacrylamide and acrylamide), the required amount of mercaptan, initiator (3-chloroperbenzoic acid) and solvent (dioxane) are loaded. Then they are placed in a thermostat, where the temperature is maintained at 70 ° C with an accuracy of ± 0.2 ° C. After 5 hours, the contents of the tube are precipitated into a ten-fold volume of diethyl ether. The precipitated polymer is decanted and dried in an oven for one day. An alternative method of purification is the dialysis of the polymer against water for 5 days. The copolymer yield is 78%.
Пример 4.Example 4
Афифильный сополимер N-изопропилакриламида и метакриловой кислоты получают следующим образом. В хорошо промытую и высушенную пробирку с притертой пробкой загружают расчетное количество мономеров (N-изопропилакриламид и метакриловая кислота), требуемое количество меркаптана, инициатора (азобисизобутиронитрил) и растворитель (диоксан). Затем их помещают в термостат, где поддерживают температуру 70°С с точностью ±0,2°C. По истечении 1 часа содержимое пробирки осаждают в десятикратный объем диэтилового эфира. Выпавший полимер декантируют и сушат в термошкафу в течение суток. Альтернативным методом очистки является диализ полимера против воды в течение 5 суток. Выход сополимера составляет 80%.An afiphilic copolymer of N-isopropylacrylamide and methacrylic acid is prepared as follows. In a well-washed and dried tube with a ground stopper, the calculated amount of monomers (N-isopropylacrylamide and methacrylic acid), the required amount of mercaptan, initiator (azobisisobutyronitrile) and solvent (dioxane) are loaded. Then they are placed in a thermostat, where the temperature is maintained at 70 ° C with an accuracy of ± 0.2 ° C. After 1 hour, the contents of the tube are precipitated into a ten-fold volume of diethyl ether. The precipitated polymer is decanted and dried in an oven for one day. An alternative method of purification is the dialysis of the polymer against water for 5 days. The copolymer yield is 80%.
Пример 5.Example 5
Афифильный сополимер N-изопропилакриламида, акриламида и N-винилпирролидона получают следующим образом. В хорошо промытую и высушенную пробирку с притертой пробкой загружают расчетное количество мономеров (N-изопропилакриламид, акриламид и N-винилпирролидон), требуемое количество меркаптана, инициатора (азобисизобутиронитрил) и растворитель (диоксан). Затем их помещают в термостат, где поддерживают температуру 75°С с точностью ±0,2°C. По истечении 5 часов содержимое пробирки осаждают в десятикратный объем диэтилового эфира. Выпавший полимер декантируют и сушат в термошкафу в течение суток. Альтернативным методом очистки является диализ полимера против воды в течение 5 суток. Выход сополимера составляет 79%.The afiphilic copolymer of N-isopropylacrylamide, acrylamide and N-vinylpyrrolidone is prepared as follows. A calculated amount of monomers (N-isopropyl acrylamide, acrylamide and N-vinyl pyrrolidone), the required amount of mercaptan, initiator (azobisisobutyronitrile) and solvent (dioxane) are loaded into a well-washed and dried tube with a ground stopper. Then they are placed in a thermostat, where the temperature is maintained at 75 ° C with an accuracy of ± 0.2 ° C. After 5 hours, the contents of the tube are precipitated into a ten-fold volume of diethyl ether. The precipitated polymer is decanted and dried in an oven for one day. An alternative method of purification is the dialysis of the polymer against water for 5 days. The copolymer yield is 79%.
Также важным преимуществом описанного метода является возможность регулировать среднечисленную молекулярную массу амфифильного сополимера в процессе синтеза. Данные по зависимости среднечисленной молекулярной массы от количества и типа регулятора роста длины цепи представлены в Таблице 6.Another important advantage of the described method is the ability to control the number average molecular weight of the amphiphilic copolymer during the synthesis process. Data on the dependence of number average molecular weight on the amount and type of chain growth regulator are presented in Table 6.
Ниже представлены примеры получаемых статистических амфифильных сополимеров.Below are examples of the resulting statistical amphiphilic copolymers.
1. Сополимер N-винилпирролидона и N-изопропилакриламида:1. A copolymer of N-vinylpyrrolidone and N-isopropylacrylamide:
2. Сополимер N-винилпирролидона и N-(2-гидроксипропил)метакриламида:2. A copolymer of N-vinylpyrrolidone and N- (2-hydroxypropyl) methacrylamide:
3. Сополимер N-винилпирролидона и этиленамина:3. The copolymer of N-vinylpyrrolidone and ethyleneamine:
4. Сополимер N-винилпирролидона и метакриловой кислоты:4. A copolymer of N-vinylpyrrolidone and methacrylic acid:
5. Сополимер N-винилпирролидона и акриловой кислоты:5. The copolymer of N-vinylpyrrolidone and acrylic acid:
6. Сополимер N-диэтилакриламида и N-винилпирролидона:6. The copolymer of N-diethylacrylamide and N-vinylpyrrolidone:
7. Сополимер N-винилпирролидона и 2-аллилоксибензальдегида:7. A copolymer of N-vinylpyrrolidone and 2-allyloxybenzaldehyde:
8. Сополимер N-винилпирролидона и акриламида:8. The copolymer of N-vinylpyrrolidone and acrylamide:
9. Сополимер акриловой кислоты и N-изопропилакриламида:9. A copolymer of acrylic acid and N-isopropyl acrylamide:
10. Сополимер метилового эфира акриловой кислоты и N-(2-гидроксипропил)метакриламида:10. The copolymer of methyl ester of acrylic acid and N- (2-hydroxypropyl) methacrylamide:
11. Сополимер этиленамина и N-(2-гидроксипропил)метакриламида:11. A copolymer of ethyleneamine and N- (2-hydroxypropyl) methacrylamide:
12. Сополимер N-дипропилакриламида и N-изопропилакриламида:12. The copolymer of N-dipropylacrylamide and N-isopropylacrylamide:
13. Сополимер N-диэтилакриламида и N-(2-гидроксипропил)метакриламида:13. A copolymer of N-diethylacrylamide and N- (2-hydroxypropyl) methacrylamide:
14. Сополимер N-метилакриламида и акриламида:14. The copolymer of N-methylacrylamide and acrylamide:
15. Сополимер N-метилэтилакриламида и пропиловый эфир акриловой кислоты:15. The copolymer of N-methylethylacrylamide and propyl ester of acrylic acid:
16. Сополимер N-(2-гидроксипропил)метакриламида и 2-аллилоксибензальдегида:16. A copolymer of N- (2-hydroxypropyl) methacrylamide and 2-allyloxybenzaldehyde:
17. Сополимер акриламида и 2-аллилоксибензальдегида:17. A copolymer of acrylamide and 2-allyloxybenzaldehyde:
18. Сополимер этиленамина и 2-аллилоксибензальдегида:18. A copolymer of ethyleneamine and 2-allyloxybenzaldehyde:
19. Сополимер метилового эфира акриловой кислоты и 2-аллилоксибензальдегида:19. The copolymer of methyl ester of acrylic acid and 2-allyloxybenzaldehyde:
20. Сополимер этиленамина и акриламида:20. The copolymer of ethyleneamine and acrylamide:
21. Сополимер этиленамина и N-изопропилакриламида:21. A copolymer of ethyleneamine and N-isopropylacrylamide:
22. Сополимер акриламида и N-изопропилакриламида:22. The copolymer of acrylamide and N-isopropylacrylamide:
23. Сополимер акриламида и N-(2-гидроксипропил)метакриламида:23. A copolymer of acrylamide and N- (2-hydroxypropyl) methacrylamide:
24. Сополимер N-(2-гидроксипропил)метакриламида и N-изопропилакриламида:24. A copolymer of N- (2-hydroxypropyl) methacrylamide and N-isopropyl acrylamide:
25. Сополимер метилового эфира акриловой кислоты, N-(2-гидроксипропил)метакриламида и акриламида:25. A copolymer of methyl ester of acrylic acid, N- (2-hydroxypropyl) methacrylamide and acrylamide:
26. Сополимер акриламида, N-изопропилакриламида и этиленамина:26. A copolymer of acrylamide, N-isopropylacrylamide and ethyleneamine:
27. Сополимер N-винилпирролидона, N-изопропилакриламида и этиленамина:27. A copolymer of N-vinylpyrrolidone, N-isopropylacrylamide and ethyleneamine:
В результате проведенных исследований установлен диапазон рабочих условий для осуществления синтеза, определена область применимости способа и подтверждена возможность получения амфифильных сополимеров в одну стадию.As a result of the studies, a range of operating conditions for the synthesis was established, the applicability of the method was determined, and the possibility of obtaining amphiphilic copolymers in one stage was confirmed.
Таким образом, получены новые биосовместимые амфифильные статистические сополимеры, пригодные для создания форм лекарственных препаратов, биологически активных веществ и солюбилизации плохорастворимых веществ, а также разработан одностадийный способ получения амфифильных статистических сополимеров, осуществление которого обеспечивает достижение технического результата, который заключается в высоком выходе целевого продукта, а также в сокращении времени его получения.Thus, new biocompatible amphiphilic statistical copolymers suitable for creating forms of drugs, biologically active substances and solubilization of poorly soluble substances were obtained, and a one-stage method for producing amphiphilic statistical copolymers was developed, the implementation of which ensures the achievement of a technical result, which consists in a high yield of the target product as well as reducing the time it was received.
Claims (9)
а также группу общего строения
где радикал R1 представляет собой Н, C1-3-алкил, Me (ионы металлов),
X представляет собой NH2, NH3Cl,
z является целым числом от 8 до 19,
при этом среднечисленная молекулярная масса сополимера варьируется от 1 до 30 kDa.1. Amphiphilic random copolymer containing at least two different monomers selected from the group including
as well as a group of general structure
where the radical R 1 represents H, C 1-3 -alkyl, Me (metal ions),
X represents NH 2 , NH 3 Cl,
z is an integer from 8 to 19,
in this case, the number average molecular weight of the copolymer varies from 1 to 30 kDa.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014141950/04A RU2599579C2 (en) | 2014-10-17 | 2014-10-17 | Amphiphilic copolymers and synthesis method thereof |
| PCT/RU2015/000407 WO2016043620A1 (en) | 2014-09-17 | 2015-06-30 | Amphiphilic polymers and delivery systems based thereon |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014141950/04A RU2599579C2 (en) | 2014-10-17 | 2014-10-17 | Amphiphilic copolymers and synthesis method thereof |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2014141950A RU2014141950A (en) | 2016-05-10 |
| RU2599579C2 true RU2599579C2 (en) | 2016-10-10 |
Family
ID=55959651
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2014141950/04A RU2599579C2 (en) | 2014-09-17 | 2014-10-17 | Amphiphilic copolymers and synthesis method thereof |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2599579C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2700418C2 (en) * | 2017-07-11 | 2019-09-17 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ярославский государственный технический университет" ФГБОУВО "ЯГТУ" | Method of producing amphiphilic random copolymers |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2A (en) * | 1826-12-15 | 1836-07-29 | mode of manufacturing wool or other fibrous materials | |
| SU425403A3 (en) * | 1966-05-05 | 1974-04-25 | Иностранцы Леланд Эриксон Даннальс , Карл Рональд Пиикер | WAY OF OBTAINING OLIGOMER WITH FINAL ALKYLSULPHIDE GROUPS |
-
2014
- 2014-10-17 RU RU2014141950/04A patent/RU2599579C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2A (en) * | 1826-12-15 | 1836-07-29 | mode of manufacturing wool or other fibrous materials | |
| SU425403A3 (en) * | 1966-05-05 | 1974-04-25 | Иностранцы Леланд Эриксон Даннальс , Карл Рональд Пиикер | WAY OF OBTAINING OLIGOMER WITH FINAL ALKYLSULPHIDE GROUPS |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Горбунова М.Н. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук. Синтез и свойства сополимеров на основе N-винилпирролидона и N-аллилированных ацилгидразинов. - У.: 2005. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2700418C2 (en) * | 2017-07-11 | 2019-09-17 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ярославский государственный технический университет" ФГБОУВО "ЯГТУ" | Method of producing amphiphilic random copolymers |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2014141950A (en) | 2016-05-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Chambon et al. | Facile synthesis of methacrylic ABC triblock copolymer vesicles by RAFT aqueous dispersion polymerization | |
| Whitfield et al. | Universal conditions for the controlled polymerization of acrylates, methacrylates, and styrene via Cu (0)-RDRP | |
| Jones et al. | Rapid synthesis of well-defined polyacrylamide by aqueous Cu (0)-mediated reversible-deactivation radical polymerization | |
| US20150024488A1 (en) | Nucleic acid complex | |
| JP6590909B2 (en) | Polymer and its cross-linked product | |
| EA201100494A1 (en) | CRYOGELS FROM THE COPYLIMER OF VINYL ALCOHOL, COPOLYMERS OF VINYL ALCOHOL AND METHODS OF THEIR RECEIVING AND PRODUCTS FROM THEM | |
| Cunningham et al. | RAFT Aqueous Dispersion Polymerization of N-(2-(Methacryloyloxy) ethyl) pyrrolidone: A Convenient Low Viscosity Route to High Molecular Weight Water-Soluble Copolymers | |
| WO2018165584A1 (en) | Microgel particles for use in 3d printing and 3d cell growth medium and related compositions, systems, and methods | |
| Imamura et al. | Synthesis of zwitterionic polymers containing a tertiary sulfonium group for protein stabilization | |
| RU2361884C2 (en) | Water soluble polymers with vinyl unsaturation, cross-linkage thereof and method of producing said polymers | |
| RU2014145246A (en) | The method of obtaining amphiphilic block copolymers of N, N-dimethylaminoethylmethacrylate for the delivery of nucleic acids to living cells | |
| RU2599579C2 (en) | Amphiphilic copolymers and synthesis method thereof | |
| Wang et al. | Study on novel hydrogels based on thermosensitive PNIPAAm with pH sensitive PDMAEMA grafts | |
| JP7061426B2 (en) | Copolymers and their uses | |
| RU2599576C2 (en) | Amphiphilic homopolymers and synthesis method thereof | |
| JP6975427B2 (en) | Polymer gel for medium, medium, cell culture method and kit | |
| RU2608304C1 (en) | Amphiphilic polymer-metal complexes and synthesis method thereof | |
| CN103113512B (en) | Macromolecular chain transfer agent and preparation method thereof | |
| JP2001335603A (en) | Method for producing water-soluble polymer | |
| Vanchugova et al. | Control of the structure of polyacrylamide hydrogel | |
| JP2015214614A (en) | Block polymer and production method thereof | |
| JP4937703B2 (en) | Method for producing polymer | |
| JP4694922B2 (en) | Borate group-containing hydrogel and method for producing the same | |
| JP4938252B2 (en) | Sugar chain recognition sensor using borate group-containing (meth) acrylate polymer | |
| CN113493545B (en) | Composition and method for producing linear polymer by light-operated RAFT polymerization in living cells |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20201018 |