Автореферат (1091971)
Текст из файла
На правах рукописиЛАВЛИНСКАЯ МАРИЯ СЕРГЕЕВНАСОПОЛИМЕРЫ N-ВИНИЛАМИДОВ И N-ВИНИЛАЗОЛОВ:СИНТЕЗ, СВОЙСТВА И ПРИМЕНЕНИЕСпециальность: 02.00.06 − высокомолекулярные соединенияАВТОРЕФЕРАТдиссертации на соискание учёнойстепени кандидата химических наукМосква 20172Работа выполнена на кафедре «Высокомолекулярных соединений и коллоидной химии» Федерального государственного бюджетного образовательногоучреждения высшего образования «Воронежский государственный университет» (ВГУ)Научный руководитель:КУЗНЕЦОВ Вячеслав Алексеевич, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Воронежский государственный университет», доцент, доктор химических наукОфициальные оппоненты:Штильман Михаил Исаакович,Федеральное государственное бюджетноеобразовательное учреждение высшего образования«Российскийхимикотехнологический университет им.
Д.И.Менделеева», профессор, доктор химических наукЦарькова Марина Сергеевна,Федеральное государственное бюджетноеобразовательное учреждение высшего образования «Московская государственная академия ветеринарной медицины и биотехнологии имени К. И. Скрябина», профессор,доктор химических наукВедущая организация:Федеральное государственное бюджетноеучреждение науки «Институт биохимической физики им.
Н.М. Эмануэля Российской Академии Наук»Защита диссертации состоится « »2017г. вчасов на заседанииДиссертационного совета Д 212.131.07 при Федеральном государственномбюджетном образовательном учреждении высшего образования «Московский технологический университет» по адресу: 119571, Москва, проспектВернадского, 86.Автореферат разослан « »2017 года.Ученый секретарьдиссертационного совета Д 212.131.07доктор химических наук, профессорГрицкова И.А.3Общая характеристика работыАктуальность работы. Производство α-аминокислот и витаминов сопряжено с их выделением из водных сред. В настоящее время для этого применяются сорбционные и хроматографические методы, требующие дорогостоящего оборудования, специфических реактивов, а также длительного времени выделения. Решить проблему длительности позволяет использованиеклассических экстракционных систем, однако, использование таких системдля извлечения биологически активных веществ (БАВ) ограничено в виду ихнизкой извлекаемости, а также применения токсичных легковоспламеняющихся растворителей.Полимеры на основе N-виниламидов, характеризующиеся высокойкомплексообразующей способностью и низкой токсичностью, находят новоеприменение, например, в выделении и концентрировании БАВ из водныхсред.
Применение таких полимеров в экстракции α-аминокислот и витаминовпозволяет сделать процесс эффективным, быстрым, дешевым и экологическибезопасным. Для улучшения экстракционных свойств N-виниламидов целесообразно проводить их сополимеризацию с ненасыщенными производнымиазолов, так же характеризующимися высокой комплексообразующей способностью к широкому спектру соединений за счет присутствия в цикле основного атома азота и -ненасыщенной электронной системы. В связи с этим исследования, направленные на синтез полимеров N-виниламидов и изучениеих комплексообразующих свойств с целью использования для экстракционного извлечения БАВ, являются актуальными.Цель работы: синтез новых сополимеров N-винилкапролактама (ВК) иN-винилформамида (ВФ) с 1-винил(1-метакрилоил)-3,5-диметилпиразолом(В(М)ДМП), N-винилимидазолом (ВИ), определение констант сополимеризации, состава сополимеров и исследование их взаимодействия с биологически активными веществами в водных средах для выявления возможности ихиспользования в качестве экстрагентов.В ходе выполнения работы решались следующие задачи:- создание экологически безопасного способа синтеза 1-винил-3,5диметилпиразола;- синтез сополимеров N-винилкапролактама и N-винилформамида сненасыщенными производными азолов разного состава, обладающимивысокими комплексообразующими свойствами, для использования вкачестве экстрагентов БАВ;4- определение условий синтеза сетчатых сополимеров ВДМП с этиленгликольдиметакрилатом (ЭГДМА), характеризующихся высокимисорбционными свойствами по отношению к БАВ;- изучение взаимодействия между сополимерами и биологически активными веществами для выбора условий их использования в качествеэкстрагентов;- изучение (ре)экстракционных свойств водо(не)растворимых сополимеров по отношению к гистидину, триптофану, треонину и рибофлавину;-изучение сорбции гистидина и триптофана в динамических и статических условиях сетчатыми сополимерами.Научная новизна:1.Предложен нетрадиционный подход к синтезу 1-винил-3,5диметилпиразола методом перевинилирования винилацетатом 3,5диметилпиразола в присутствии ацетата ртути (II) и трифторуксуснойкислоты как катализаторов под действием микроволнового излучения.Синтезированный таким образом мономер не содержит остаточных количеств соединений ртути, что делает его перспективным при синтезесополимеров, используемых в процессах выделения и концентрирования биологически активных веществ.2.Методом радикальной сополимеризации N-винилкапролактама иN-винилформамида с 1-винил(1-метакрилоил)-3,5-диметилпиразолом иN-винилимидазолом получен широкий спектр водорастворимых и нерастворимых в воде сополимеров различного состава и строения макроцепи сополимеров.
Синтезированные сополимеры охарактеризованыс помощью ИК-, УФ-спектроскопии, вискозиметрии и динамическогорассеяния света. Установлена взаимосвязь между строением сополимеров и их характеристической вязкостью, гидродинамическим радиусоммакромолекул.3.Систематическое исследование взаимодействия сополимеров Nвинилкапролактама, N-винилформамида и 1-винил(1-метакрилоил)-3,5диметилпиразола, N-винилимидазола с гистидином, триптофаном, треонином и рибофлавином в водном растворе позволило показать, чтоустойчивость и размер частиц образующихся композитов зависит отсостава, строения боковых заместителей мономерных звеньев и концентрации БАВ.54.Установлено, что синтезированные сополимеры способны выделять из водной фазы БАВ со степенью извлечения 96-98 %, что свидетельствует об их высокой эффективности в качестве экстрагентов посравнению с используемыми в настоящее время.
Установлено влияниесостава и структуры сополимеров, рН и температуры среды на количественные характеристики экстракции.5.На примере гистидина и рибофлавина показано, что биолигандыпрактически полностью удаляются из композитов сополимер-БАВ методом реэкстракции, что позволяет выделять их с высокой степеньючистоты.Практическая значимость работы.
Синтезированы новые полимерные материалы, позволяющие эффективно извлекать α-аминокислоты и рибофлавин из водных сред. С положительным эффектом опробованы в ООО«Центр трансфера технологий в области химии ВМС», г. Воронеж. Разработана и предложена методика сорбционно-спектрофотометрического определения гистидина и триптофана.Положения, выносимые на защиту:- Новый способ получения 1-винил-3,5-диметилпиразола.- Данные о реакционной способности сомономеров, составе сополимеров, полученные в процессе изучения радикальной сополимеризации Nвинилкапролактама, N-винилформамида с 1-винил(1-метакрилоил)-3,5диметилпиразолом и N-винилимидазолом.- Данные по взаимодействию синтезированных сополимеров с аминокислотами и рибофлавином в зависимости от их состава и строения.- Количественные характеристики процессов (ре)экстракции гистидина, триптофана, треонина и рибофлавина водо(не)растворимыми сополимерами.- Получение сетчатых сополимеров 1-винил-3,5-диметилпиразола сэтиленгликольдиметакрилатом и изучение их сорбционных характеристик.Апробация работы.
Результаты работы представлены на Шестой Всероссийской Каргинской Конференции «Полимеры – 2014», Москва; ХХМенделеевском съезде по общей и прикладной химии, Екатеринбург; IX и XIСанкт-Петербургской конференции молодых ученых с международным участием «Современные проблемы науки о полимерах», Санкт-Петербург; Thethird Chinese polymer material innovation and entrepreneurship contest for collegestudents «Polymer Material Contest – 2015», г.
Циндао, КНР; I и II Всероссий-6ской молодежной конференции «Достижения молодых ученых: химическиенауки», Уфа; III Всероссийской научной конференции «Теоретические и экспериментальные исследования процессов синтеза, модификации и переработки полимеров», Уфа; Четвертой Республиканской конференции по аналитической химии с международным участием «Аналитика РБ-2015», Минск;VII Всероссийской конференции «Физико-химические процессы в конденсированных средах и на межфазных границах ФАГРАН - 2015», Воронеж; VМеждународной конференции-школе по химической технологии, Волгоград.Публикации.
По материалам диссертации опубликовано 15 печатныхработ, 5 из них – в изданиях, рекомендованных ВАК, подана 1 заявка на патент РФ.Личное участие автора состояло в постановке цели исследования,разработке экспериментальных и теоретических подходов при выполненииэксперимента, обсуждении и обобщении полученных результатов, подготовке публикаций.Структура и объём диссертации. Диссертационная работа состоит извведения, обзора литературы, экспериментальной части, обсуждения результатов, выводов и списка литературы. Материалы диссертации изложены на142 страницах машинописного текста, включая 39 таблиц, 37 рисунков. Список литературы содержит 150 наименований.Во введении дано обоснование актуальности диссертационной работыи сформулирована её цель.Глава I.
Литературный обзорВ Главе I подробно рассмотрена радикальная сополимеризация циклических и алифатических N-виниламидов и N-винилазолов, приведены константы относительной активности r1 и r2 для большого числа сомономеров,описаны современные способы проведения радикальной полимеризации,способы практического применения синтезированных полимеров. Рассмотрены экстракционные системы на основе водорастворимых (со)полимеров,обсуждены факторы, влияющие на их эффективность.Глава II.
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
