Диссертация (1150303), страница 4
Текст из файла (страница 4)
Схема синтеза гликопептидного дендримера [ 21]Синтез СРП отличается простотой в исполнении по сравнению с синтезомдендримеров. Различают три основных направления синтеза СРП[11 27]:1) Ступенчатая поликонденсация, включающая полимеризацию АВх (где х ≥ 2)мономеров по средствам одностадийной поликонденсации. Подобный пример получениясверхразветвленного полиамида (рис.2.4) из мономера типа АВ2 представлен в [22] .Рис.2.4. Схема синтеза сверхразветвленного полиамида из АВ2 мономера [22].2) Спонтанная (self-condensing) полимеризация мономеров типа АВ*, при которойдля генерации СРП используют мономеры, в молекулах которых одна винильная группаи один инициирующий фрагмент (AB* мономер).
Новаторское исследование проведено в[23]. Мономер 3-(1-хлорэтил)-этиленбензол в процессе инициирования полимеризациипродуцировал как полимеризуемый фрагмент (п-дивинилбензол), так и скрытыйинициатор 1-хлорэтилбензол (рис.2.5.). Полимеризация проходила по катионномумеханизму.17Рис.2.5.
Схема синтеза сверхразветвленного полистирола[23].3)Разветвленнаяиспользованием(multi-branching)мономеровтипаполимеризацияАВх,среализованнаяраскрытиемприцикласформированиисверхразветвленных полиэфиров. Первая публикация появилась в 1999 г. [24]:использовали глицидол как скрытый АВ2 мономер. Сверхразветвленный полиглицеролбыл получен анионной полимеризацией с раскрытием цикла (рис.2.6).Рис.2.6. Синтез сверхразветвленного полиглицерола путем multi-branching полимеризациис раскрытием цикла [24].Сверхразветвленныйполиэтилениминможносинтезироватьтакжесиспользованием этого подхода.
Функции скрытого АВ2 мономера выполняет азиридин.Проводится катионная полимеризация с раскрытием цикла (рис.2.7.).Рис.2.7 Схема синтеза сверхразветвленного полиэтиленимина [25].18Основные физико-химические характеристики СРП следующие: аномальнаязависимость вязкости растворов от молекулярной массы полимеров; регулируемаярастворимость; высокая сорбционная способность; тенденция к образованию комплексовс низко- и высокомолекулярными соединениями.
Дендримеры и СРП низких генерацийобразуют открытые структуры. При переходе к более высоким генерациям онипринимают сферическую трехмерную форму с внутримолекулярными полостями,способными участвовать в образовании комплексов «гость-хозяин».
Большое количествотерминальных функциональных групп делает возможным дальнейшую модификациюдендримеров для придания им требуемых свойств [26]. Модификация терминальныхгрупп СРПизменяет растворимость, реакционную способность, сорбционные икомплексообразующие характеристики дендритных структур [27]. В [28, 29] описандендример с гидрофильным ядром на основе поли(пропиленимина), способныйинкапсулироватьмолекулыкрасителябенгальскогорозового(Rosebengal)ип-нитробензойной кислоты из дихлорметана. Возможна прививка к терминальным группамбиоактивных молекул с повышением биосовместимости [30]. Следует обратить вниманиена различие между структурами типа «ядро - оболочка» на основе дендримеров и СРП.Первые - имеют реакционноспособные группы только на поверхности, в то время каквнутренняяструктураостаетсянеизменной.СРПимеютреакционноспособныетерминальные и линейные группы не только на поверхности, но и в пределах своихветвей.
Таким образом, формирование структуры «ядро-оболочка» может привести кизменению гибкости цепей полимера и свойств внутренней микросреды, что влияет навзаимодействия с гостевыми молекулами. Получать структуры типа «ядро - оболочка»можно не только ковалентной прививкой, но и в результате электростатическихвзаимодействий [31]. В [32] получены супрамолекулярные комплексы «ядро - оболочка»при смешении сверхразветвленного полиэтиленимина с раствором амфифильных аренов вхлороформе. Благодаря наличию катионных и анионных групп в ядре и оболочкекомплекс проявлял способность удерживать как анионные (метилоранж), так и катионные(метиловый голубой) водорастворимые красители [32].Гликодендримеры – полимеры типа «ядро - оболочка», в молекулахкоторыхсахаридные фрагменты присоединены к дендритному ядру.
Использование углеводов вкачестве терминальных групп обеспечивает высокую растворимость таких материалов вводно-органических средах, что существенно при применении их в медицине как агентовдля целевой доставки лекарств [33], а также в методах разделения. Прививкаолигосахаридных групп к поверхности дендримеров обеспечивает наличие хиральныхцентров в оболочке полимера. В [34] Окада и соавторы впервые синтезировали19“углеводные шары”, в которых коммерчески доступные полиамидаминовые (PAMAM)дендримеры третьей и четвертой генерации модифицированы дисахаридами (рис. 2.8.).Рис.2.8.
Полиамидаминовыйдисахаридом [34].дендримертретьейгенерации,модифицированныйII.2.2. Дендритные полимеры в методах разделенияСферическая форма, высокое количество терминальных групп и разветвленнаяструктура – основные свойства СРП, которыесвойстваиопределяют их физико-химическиеобласть применения. Склонность дендритных полимеров образовыватькомплексы с низко- и высокомолекулярными аналитами способствует использованию их вкачестве материалов для целевой доставки лекарств в медицине [35-39], открываетперспективы применения в методах разделения и концентрирования: как адсорбентов длямикроэкстракции;стационарныхфазвгазовойижидкостнойхроматографии;модификаторов фонового электролита и стенок кварцевого капилляра в КЭ.У дендритных структур, состоящих из гидрофобного ядра и гидрофильной«периферии», в отличие от мицелл ПАВ структура статична, и все терминальные группыковалентно связаны с ядром [40].
Поэтому дендримеры стабильны в широком диапазонеэкспериментальных условий, что и обсуждается в [41] при использовании их в качествекомпонентов фонового электролита в мицеллярной электрокинетической хроматографии(МЭКХ).Образование комплексов типа «гость-хозяин» и полиэлектролитных комплексов спротеинами и ДНК [37- 39], высокая термическая устойчивость, контролируемаярастворимостьиполярность,стабильнаяинезависящаяотвнешнейсредымицеллоподобная структура делают дендримерные структуры перспективными в20хроматографическом и электрофоретическом анализе сложных многокомпонентныхсмесей органических соединений.II.2.2.1 Дендритные полимеры для экстракцииСпособность дендритных полимеров инкапсулировать во внутримолекулярныеполости молекулы различной природы, в том числе и природные экотоксиканты(полиароматические углеводороды (ПАУ), красители, тяжелые металлы), а такжелекарственные препараты, открывают перспективы их использования в качествеэкстрагентов.
Большинство публикаций посвящено применению дендритных полимеровдля проведения твердофазной экстракции (ТФЭ) [42-44]. Так, прививка дендримеров наповерхность мезапористых частиц силикагеля позволяет создаватьадсорбенты,сочетающие в себе преимущества дендритных макромолекул с простотой проведенияпроцедуры ТФЭ [45]. В [46] получен новый мезапористый гибридный материал,основанный на силикагеле и функционализированный дендритными макромолекулами(рис.2.9).Рис.2.9. Схематическoе изображение синтеза функционализированных дендритнымимакромолекулами частиц силикагеля [46].Полученный адсорбент, проявляющий способность к анионообменному механизмувзаимодействия с экстрагируемыми соединениями, апробирован при концентрированиинестероидных противовоспалительных средств из образцов мочи и отделении отмешающих компонентов. Из приведенных ниже хроматограмм (рис.2.10.) видно, чтоизвлечение молекул ибупрофена, кетопрофена и напроксена из образца мочи посредствомТФЭссинтезированнымичастицами,модифицированнымимакромолекулами, проходит эффективнее, чем на С18 сорбентах.21дендритнымиРис.2.10.
Хроматограммы (a) образцов мочи со стандартными добавками 30 нг/млнапроксена, 300 нг/мл ибупрофена и кетопрофена; (b) с использованием С18 сорбента; (с) послепроведения твердофазной экстракции c синтезированными частицами, модифицированнымидендритными макромолекулами [46].II.2.2.2. Дендритные полимеры в газовой и жидкостной хроматографииИмеются публикации о применении стационарных фаз на основе СРП в газовойхроматографии. В [47] сверхразветвленный карбосилан с фенильными терминальнымигруппами (рис.2.11.) иммобилизован на внутренние стенки силикагелевой колонки.Прививка осуществлялась силанизацией в кислой среде, где в качестве катализатораиспользовалась трифторуксусная кислота.Рис. 2.11.
Структура сверхразветвленного карбосилана с фенильными терминальнымигруппами [47].Созданный гибридный слой использован в качестве покрытия для проведениятвердофазной микроэкстракции (ТМФЭ), предшествующей газохроматографическомуанализу. Комбинация ТФМЭ с ГХ анализом на модифицированной дендритнымполимеромстационарнойфазеобеспечилаобнаружениеследовыхколичествароматических углеводородов (бензол, толуол, диметилбензол) в гексане (рис.2.12).22а)Рис.2.12.
Хроматограмма следовых количеств смесей ароматических соединений,полученная после ТФМЭ/ГХ анализа с использованием сорбента, модифицированногодендритными полимерами [47].В [48] β-ЦД, модифицированный сверхразветвленным карбосиланом, применяли вкачестве ГХ стационарной фазы для разделения ароматических соединений, акрилатов,кетонов, алкилхлоридов, позиционных изомеров ксилола (рис.2.13.).Рис.2.13. Разделение модельной смеси ароматических соединений на колонке смодифицированным циклодекстринами карбосилановом дендримере. 1 – бензол; 2 – толуол; 3,3’ –ксилол; 4 – нафталин [48].Благодаря наличию во многих синтезируемых СРП большого количества ионныхили ионогенных групп (амино-, сульфо-, карбокси- и т.д.) они нашли широкое применениев ионной хроматографии.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
