AT515480A1 - A polyvinylpyrrolidone hybrid polymer having a polyvinylpyrrolidone grafted backbone - Google Patents
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Abstract
Um ein Polyvinylpyrrolidon-Hybridpolymer mit einem mit Polyvinylpyrrolidon gepfropften Rückgrat zu erhalten, wird vorgeschlagen, dass das Polyvinylpyrrolidon an ein Polyphosphazen gemäß der Strukturformel gepfropft wird.In order to obtain a polyvinylpyrrolidone hybrid polymer having a backbone grafted with polyvinylpyrrolidone, it is proposed that the polyvinylpyrrolidone be grafted to a polyphosphazene according to the structural formula.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Polyvinylpyrrolidon-Hybridpolymer mit einem mit Polyvinylpyrrolidon gepfropften Rückgrat.The invention relates to a polyvinylpyrrolidone hybrid polymer having a polyvinylpyrrolidone grafted backbone.
Polyvinylpyrrolidon wird vor allem in kosmetischen und pharmazeutischen Bereichen eingesetzt, ist aber biologisch nicht abbaubar. Dadurch wird Polyvinylpyrrolidon mit hohem Molekulargewicht für bestimmte Anwendungen, beispielsweise zur wiederholten intravenösen Verabreichung eines Wirkstoffs, ungeeignet und kann darüber hinaus biologische und umwelttechnische Langzeitprobleme verursachen. Obwohl es möglich ist, Polyvinylpyrrolidon mit einem niedrigen Molekulargewicht unterhalb der renalen Clearance (ca. 20 kDa) einzusetzen, ist diese Begrenzung für viele Anwendungsfälle unbefriedigend, weil höhere Molekulargewichte wesentlich für viele Eigenschaften polymerer Träger sind.Polyvinylpyrrolidone is mainly used in cosmetic and pharmaceutical fields, but is not biodegradable. As a result, high molecular weight polyvinylpyrrolidone is unsuitable for certain applications, such as the repeated intravenous administration of an active ingredient, and may also cause long-term biological and environmental problems. Although it is possible to use polyvinylpyrrolidone with a low molecular weight below renal clearance (about 20 kDa), this limitation is unsatisfactory for many applications because higher molecular weights are essential to many polymeric carrier properties.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Polyvinylpyrrolidon-Hybridpoly-mer anzugeben, das nicht nur biologisch abbaubar ist, sondern auch die Schwierigkeiten vermeidet, die sich bei einem Polyvinylpyrrolidon mit einem hohen Molekulargewicht ergeben.It is therefore an object of the present invention to provide a polyvinylpyrrolidone hybrid polymer which is not only biodegradable but also avoids the difficulties associated with a high molecular weight polyvinylpyrrolidone.
Ausgehend von einem Polyvinylpyrrolidon-Hybridpolymer der eingangs geschilderten Art löst die Erfindung die gestellte Aufgabe dadurch, dass das Polyvinylpyrrolidon an ein Polyphosphazen gemäß der StrukturformelStarting from a polyvinylpyrrolidone hybrid polymer of the type described above, the invention solves the stated object in that the polyvinylpyrrolidone to a polyphosphazene according to the structural formula
gepfropft ist, wobei X für O, NH oder S steht, R1 aus einer (Ci bis Ci0)-Alkyl, (Ci bis Ci0)-Alkenyl, (Ci bis Ci0)-Alkynyl, (Ci bis Cio)-Alkoxy, (Ci bis Ci0)-Alkenoxy, (Ci bis Ci0)-Acyl, Cycloalkyl, Cycloalkenyl, Aryl, Arylalkyl, Arylalkenyl, (Ci bis Ci0)-Heteroalkyl, (Ci bis C-i0)-Heteroalkenyl, (Ci bis Cio)-Heteroalkynyl, (Ci bis Ci0)-Heteroalkoxy, (Ci bis Ci0)-Heteroalkenoxy, (Ci bis Cio)-Heteroacyl, Heterocycloalkyl, Heterocycloalkenyl, Heteroaryl, Heteroarylalke-nyl, Heteroarylalkyl und Polyalkylenoxid umfassenden Gruppe ausgewählt ist, R2 entweder für das über R1 gepfropfte Polyvinylpyrrolidon steht oder aus einer Alkyl, Alkenyl, Alkinyl, Alkoxy, Alkenoxy, Acyl, Cycloalkyl, Cycloalkenyl, Aryl, Arylalkyl, Arylalkenyl, Heteroalkyl, Heteroalkenyl, Heteroalkinyl, Heteroalkoxy, Heteroalken-oxy, Heteroacyl, Heterocycloalkyl, Heterocycloalkenyl, Heteroaryl, Heteroarykalke-nyl, Heteroarylalkyl, Polyalkylenoxide, Acryloyl, Styryl, Cinnamyl, Vinylester, Vinylcarbonat, Aminosäure, Aminosäureester und Depsipeptid umfassenden Gruppe ausgewählt ist und wobei gilt m = 1 bis 10000 und n = 3 bis 10000.wherein X is O, NH or S, R1 is a (Ci to Ci0) alkyl, (Ci to Ci0) alkenyl, (Ci to Ci0) alkynyl, (Ci to Cio) alkoxy, (Ci to Ci0) -alkenoxy, (Ci to Ci0) acyl, cycloalkyl, cycloalkenyl, aryl, arylalkyl, arylalkenyl, (Ci to Ci0) -Heteroalkyl, (Ci to C-i0) -Heteroalkenyl, (Ci to Cio) -Heteroalkynyl, (Ci to Ci0) -Heteroalkoxy, (Ci to Ci0) -Heteroalkenoxy, (Ci to Cio) -Heteroacyl, Heterocycloalkyl, Heterocycloalkenyl, Heteroaryl, Heteroarylalkynyl, Heteroarylalkyl and Polyalkylenoxid selected group, R2 either for the over R1 grafted Polyvinylpyrrolidon is or is an alkyl, alkenyl, alkynyl, alkoxy, alkenoxy, acyl, cycloalkyl, cycloalkenyl, aryl, arylalkyl, arylalkenyl, heteroalkyl, heteroalkenyl, heteroalkynyl, heteroalkoxy, heteroalkene-oxy, heteroacyl, heterocycloalkyl, heterocycloalkenyl, heteroaryl, heteroarykalke-nyl, Heteroarylalkyl, polyalkyleneoxides, acryloyl, styryl, cinnamyl, vinylester, vinylcarbonate, amino acid, amine is selected from the group comprising acid ester and depsipeptide, and where m = 1 to 10,000 and n = 3 to 10,000.
Die Erfindung umgeht die Schwierigkeiten der bekannten Polyvinylpyrrolidon-Hybridpolymere, indem Polyvinylpyrrolidon-Oligomere mit einem niedrigen Molekulargewicht (vorzugsweise zwischen 200 und 2000 Da) vielfach an ein anorganisches Rückgrat aus Polyphosphazen gebunden werden. Die erhaltenen Hybridpolymere haben einen überwiegenden Anteil von beispielsweise 95 bis 99 mol% an Polyvi-nylpyrrolidon, sodass viele der chemischen Eigenschaften des reinen Polyvinylpyr-rolidons erwartet werden können. Außerdem ist das Rückgrat aus Polyphosphazen hydrolytisch instabil, wodurch die erfindungsgemäßen Hybridpolymere in einer wässrigen Umgebung zu oligomerem Polyvinylpyrrolidon und einer pH neutralen Pufferlösung aus Phosphaten und Ammoniak abgebaut werden.The invention avoids the difficulties of the known polyvinylpyrrolidone hybrid polymers by polyvinylpyrrolidone oligomers having a low molecular weight (preferably between 200 and 2000 Da) are often bound to an inorganic backbone of polyphosphazene. The resulting hybrid polymers have a predominant proportion of, for example, 95 to 99 mol% of polyvinylpyrrolidone, so that many of the chemical properties of the pure polyvinylpyrrolidone can be expected. In addition, the backbone of polyphosphazene is hydrolytically unstable, whereby the hybrid polymers according to the invention are degraded in an aqueous environment to oligomeric polyvinylpyrrolidone and a pH neutral buffer solution of phosphates and ammonia.
Da das Polyphosphazen zwei funktionale Gruppen je Wiederholungseinheit aufweist, müssen nicht beide funktionalen Gruppen durch Polyvinylpyrrolidon substituiert werden. Damit eröffnet sich ein weites Gebiet zum Einsatz von Co-Substituen-ten, die eine große Anzahl von Co-Polymeren mit einem weiten Bereich der Abbaurate ermöglichen.Since the polyphosphazene has two functional groups per repeat unit, it is not necessary to replace both functional groups by polyvinylpyrrolidone. This opens up a broad field for the use of co-substituents, which allow a large number of co-polymers with a wide range of degradation rates.
Des Weiteren bietet die Grundstruktur der erfindungsgemäßen Hybridpolymere die Möglichkeit, die Geschwindigkeit des biologischen Abbaus der Polymere durch Einfügen eines Linkers zwischen den organischen und anorganischen Komponenten der Hybridpolymere einzustellen. Die Basis dieser Linker kann vorteilhaft durch eine Aminosäure gebildet werden.Furthermore, the basic structure of the hybrid polymers according to the invention offers the possibility of adjusting the rate of biodegradation of the polymers by incorporating a linker between the organic and inorganic components of the hybrid polymers. The basis of these linkers can be advantageously formed by an amino acid.
Um in einfacherWeise Polyvinylpyrrolidon-Oligomere mit monofunktionalen Endgruppen (Produkt 1) hersteilen zu können, ist es bekannt, Vinylpyrrolidon einer RAFT Polymerisation, also einer speziellen Form einer kontrollierten freien radikalischen Polymerisation, gemäß dem nachstehend skizzierten Verfahren anzuwenden.In order to be able to produce polyvinylpyrrolidone oligomers with monofunctional end groups (product 1) in a simple manner, it is known to apply vinylpyrrolidone to a RAFT polymerization, ie a specific form of controlled free radical polymerization, according to the process outlined below.
Zur Herstellung von Poly(dichlorphosphazen) (Produkt 2) als Ausgangsprodukt für das Polyphosphazen-Rückgrat kann CI3PNTMS einer kationischen lebenden Poly merisation unterworfen werden. Durch das Ankoppeln der nucleophilen Endgruppe der monofunktionalen Polyvinylpyrrolidon-Oligomere (Produkt 1) an das Polyphos-phazen-Rückgrat werden entsprechende Hybridpolymere (Produkt 3) gemäß dem nachfolgenden Reaktionsschema erhalten.For the preparation of poly (dichlorophosphazene) (product 2) as starting material for the polyphosphazene backbone CI3PNTMS can be subjected to a cationic living poly merization. Coupling of the nucleophilic end group of the monofunctional polyvinylpyrrolidone oligomers (product 1) to the polyphosphazene backbone yields corresponding hybrid polymers (product 3) according to the reaction scheme below.
Durch eine Variation von n und m kann nicht nur das Molekulargewicht der Polymere, sondern auch das Verhältnis der organischen und anorganischen Anteile zueinander eingestellt werden. Die Obergrenze für m und n wird bevorzugt mit 1000 angegeben werden, wobei sich besonders vorteilhafte Verhältnisse ergeben, wenn der höchste Wert für m 100 und für n 150 beträgt. Selbst mit niedrigen Werten von m kann ein hohes Verhältnis von Vinylpyrrolidon zu Phosphazen eingehalten werden, sodass die vielen nützlichen chemischen Eigenschaften von Vinylpyrrolidon genützt werden können.By a variation of n and m, not only the molecular weight of the polymers but also the ratio of the organic and inorganic fractions to each other can be adjusted. The upper limit for m and n will preferably be given as 1000, with particularly advantageous ratios resulting when the highest value is m 100 and n is 150. Even with low values of m, a high ratio of vinylpyrrolidone to phosphazene can be maintained, so that the many useful chemical properties of vinylpyrrolidone can be exploited.
Wie bereits ausgeführt wurde, kann die hydrolytische Abbaurate der Hybridpolymere durch das Einfügen eines Linkers zwischen den organischen und anorganischen Komponenten geändert werden. So verbessert das Einfügen einer Aminosäure die Abbaurate der hydrophilen Polyphosphazene. Das Einfügen eines Linkers kann beispielsweise nach dem nachstehenden Reaktionsschema erfolgen und führt zum Produkt 4.As already stated, the hydrolytic degradation rate of the hybrid polymers can be changed by incorporating a linker between the organic and inorganic components. Thus, the insertion of an amino acid improves the degradation rate of the hydrophilic polyphosphazenes. The insertion of a linker can be carried out, for example, according to the reaction scheme below and leads to the product 4.
R‘ kann dabei vorzugsweise aus einer Aianyi, Vaiinyl, Leucinyl, Isoieucinyi, Proiinyl, Phenyialanänyl, Tryptophanyl, Methioninyl, Glycinyl, Serinyl, Tbreoniny!, Gysteinyl, Tyrosinyi, Asparaginyi, Giutainyi, Aspartoyi, Giutaoyl, Lysinyl, Argininyl und Histidi-nyl enthaltenden Gruppe ausgewähit sein, ist allerdings nicht auf diese Gruppe beschränkt.R 'may preferably be selected from Aianyi, Vaiinyl, Leucinyl, Isoieucinyi, Proiinyl, Phenyialanänyl, Tryptophanyl, Methioninyl, Glycinyl, Serinyl, Tbreoniny !, Gysteinyl, Tyrosinyi, Asparaginyi, Giutainyi, Aspartoyi, Giutaoyl, Lysinyl, Argininyl and Histidi-nyl Selected group, however, is not limited to this group.
Eine der beiden funktionellen Gruppen des Poly(dichlorphosphazens) kann auch durch ein Go-Polymer entsprechend dem folgenden Reaktionsschema substituiert werden, was sich ebenfalls auf die Abbaurate auswirkt.One of the two functional groups of the poly (dichlorophosphazene) can also be substituted by a go-polymer according to the following reaction scheme, which also affects the rate of degradation.
Damit können vielfältige Co-Polymere hergestellt werden, wobei beispielsweise eine Co-Substitution mit zur Vernetzung fähigen funktionalen Gruppen, wie Vinyl, Acry-loyl und dgl., zu bioabbaubaren Hydrogelen führt.Thus, a variety of co-polymers can be prepared, wherein, for example, a co-substitution with crosslinkable functional groups, such as vinyl, acrylolyl and the like, leads to biodegradable hydrogels.
Ausführungsbeispiel ω-Hydroxylpolyvinylpyrrolidon (Produkt 1)Exemplary Embodiment ω-Hydroxylpolyvinylpyrrolidone (Product 1)
Azobisisobutyronitril (AIBN) (0,075 g, 0,45 mmol), CTA S-1-Cyanoethyl-O-ethyl-xanthat (0.75 g, 3,96 mmol) und N-Vinylpyrrolidon (NVP) (19,55 g, 175,9 mmol) wurden mit Argon entgast, erwärmt und in einem Ölbad bei 60 QC während 6 h gerührt. Das Reaktionsgemisch wurde dann auf Raumtemperatur gekühlt und in Diethylether gefällt. Das ausgefilterte weiße Pulver wurde unter Vakuum getrocknet. Das Polymer wurde dann in deionisiertem Wasser H20 (5 ml) gelöst und bei 40 QC für 16 h gerührt. Die Lösung wurde dann gemeinsam mit Toluen unter Vakuum verdampft, in THF gelöst und in Diethylether gefällt. Das Pulver wurde gefiltert und unter Vakuum getrocknet, um ein weißes, hygroskopisches Pulver zu erhalten.Azobisisobutyronitrile (AIBN) (0.075g, 0.45mmol), CTA S-1-cyanoethyl-O-ethyl-xanthate (0.75g, 3.96mmol) and N-vinylpyrrolidone (NVP) (19.55g, 175, 9 mmol) were degassed with argon, heated and stirred in an oil bath at 60 ° C for 6 h. The reaction mixture was then cooled to room temperature and precipitated in diethyl ether. The filtered white powder was dried under vacuum. The polymer was then dissolved in deionized water H 2 O (5 mL) and stirred at 40 QC for 16 h. The solution was then coevaporated with toluene under vacuum, dissolved in THF and precipitated in diethyl ether. The powder was filtered and dried under vacuum to obtain a white, hygroscopic powder.
Ausbeute: 7,6 g (39 %), 1H NMR (300 MHz, D20, δ): 3,6 (br, 1H), 3,3 (br, 2H), 2,4 (br, 1H), 2,3 (br, 2H), 2,0 (br, 2,8H) 1,7 (br, 2H), 1,27 (s, 0,7H) ppm.Yield: 7.6 g (39%), 1H NMR (300 MHz, D20, δ): 3.6 (br, 1H), 3.3 (br, 2H), 2.4 (br, 1H), 2 , 3 (br, 2H), 2.0 (br, 2.8H) 1.7 (br, 2H), 1.27 (s, 0.7H) ppm.
Poly(dichlorophosphazen) (Produkt 2)Poly (dichlorophosphazene) (product 2)
Das Monomer CI3P=N-SiMe3 (0,45 g, 2,01 mmol) und der Initiator PCI5 (0,02 g, 0,08 mmol) wurden in einer Glovebox in CH2CI2 gelöst und bei Raumtemperatur gerührt. Nach 12 h wurde das Lösungsmittel unter Vakuum entfernt. Das erhaltene Poly(di-chlorophosphazen) wurde zur makromolekularen Substitution ohne weitere Reinigung genützt.The monomer CI3P = N-SiMe3 (0.45 g, 2.01 mmol) and the initiator PCI5 (0.02 g, 0.08 mmol) were dissolved in a glove box in CH 2 Cl 2 and stirred at room temperature. After 12 h, the solvent was removed in vacuo. The resulting poly (di-chlorophosphazene) was used for macromolecular substitution without further purification.
Quantitative Ausbeute:31P NMR (121 MHz, CDCI3, δ): -18 ppm.Quantitative yield: 31P NMR (121 MHz, CDCl 3, δ): -18 ppm.
Polyphosphazen-Polyvinylpyrrolidon Hybridpolymer (Produkt 3)Polyphosphazene-Polyvinylpyrrolidone Hybrid Polymer (Product 3)
Es wurde eine Suspension von Natriumhydrid (60 % in Mineralöl) (0,2 g, 5,0 mmol) in THF hergestellt und ω-Hydroxylpolyvinylpyrrolidon (Produkt 1) (3,5 g, 5,2 mmol) hinzugefügt. Das Reaktionsgemisch wurde für 1 h bei Raumtemperatur gerührt, be- vor in THF (5 ml) gelöstes Poly(dichlorphosphazen) (Produkt 2) hinzugefügt und die Umsetzung für weitere 24 h bei Raumtemperatur gerührt wurde. Das Reaktionsgemisch wurde gefiltert und das Lösungsmittel unter Vakuum entfernt. Das gefilterte Reaktionsgemisch wurde mittels Dialyse gegen H20 (24 h) und dann gegen Ethanol (48 h) gereinigt.A suspension of sodium hydride (60% in mineral oil) (0.2 g, 5.0 mmol) in THF was prepared and ω-hydroxylpolyvinylpyrrolidone (product 1) (3.5 g, 5.2 mmol) was added. The reaction mixture was stirred for 1 h at room temperature before poly (dichlorophosphazene) (product 2) dissolved in THF (5 ml) was added and the reaction was stirred for a further 24 h at room temperature. The reaction mixture was filtered and the solvent removed under vacuum. The filtered reaction mixture was purified by dialysis against H 2 O (24 h) and then against ethanol (48 h).
Ausbeute: 2,8 g (85 %). 1H NMR (300 MHz, D20, δ): 3,6 (br, 1H), 3,3 (br, 2H), 2,4 (br, 1H), 2,3 (br, 2H), 2,0 (br, 2.8H) 1,7 (br, 2H), 1,27 (s, 0,7H) ppm;31P NMR (121 MHz, D20, δ): -7,5 ppm; SEC: Mn = 90 8001 g/mol, Mw = 102 600 g/mol, Mw/ Mn = 1,2.Yield: 2.8 g (85%). 1H NMR (300 MHz, D20, δ): 3.6 (br, 1H), 3.3 (br, 2H), 2.4 (br, 1H), 2.3 (br, 2H), 2.0 (br, 2.8H) 1.7 (br, 2H), 1.27 (s, 0.7H) ppm, 31P NMR (121 MHz, D20, δ): -7.5 ppm; SEC: Mn = 90,8001 g / mol, Mw = 102,600 g / mol, Mw / Mn = 1.2.
Polyphosphazen-Polyvinylpyrrolidon Hybridpolymer (Produkt 4)Polyphosphazene-Polyvinylpyrrolidone Hybrid Polymer (Product 4)
Eine Mischung aus Boc-Val-OH (0,266 g, 1,1 eq) und DMAP (0,014 g, 0,1 eq) wurden in CH2CI2 gelöst. ω-Hydroxylpolyvinylpyrrolidon (Produkt 1) (2 g, 1,1 mmol) wurde ebenfalls in CH2CI2 gelöst und der Lösung zugefügt. Das Reaktionsgemisch wurde auf 0 °C abgekühlt und DCC (0,275 g, 1,2 eq) in CH2CI2 hinzugefügt. Die Lösung wurde bei 0 °C für 30 min gerührt. Das Eisbad wurde entfernt und die Lösung bei Raumtemperatur für 24 h gerührt. Die Lösung wurde gefiltert, das Lösungsmittel unter Vakuum reduziert und die Lösung wiederholt zweimal in Diethylether gefällt. Der Poly(dichlorophosphazen)-Vorläufer (Produkt 2) wurde in einer Glovebox bei Raumtemperatur vorbereitet. Das Monomer CI3PNSiMe3 (0,05 g, 0,22 mmol) und der Initiator PCI5 (1,9 mg, 0,01 mmol) wurden separat in wasserfreiem CH2CI2 gelöst und dann die Mischungen hinzugefügt und über Nacht gerührt. Die Entschützung des Polyvinylpyrrolidon-Val-boc-Polymers wurde in CH2CI2 durchgeführt: TFA = 2 : 1. Die Lösung wurde für 1 h gerührt, das Lösungsmittel unter Vakuum entfernt und das Produkt zweimal in Diethylether gefällt. Das erhaltene Polyvinylpyrrolidon-Val-NH2 (1,06 g, 0,56 mmol) wurde in THF und Et3N (0,06 g, 1 eq) gelöst und die Po-ly(dichlorophosphazen)-Vorläuferlösung hinzugefügt, wonach die Mischung für 24 h gerührt wurde. Die Lösung wurde gefiltert und das Lösungsmittel unter Vakuum entfernt. Das Polymer wurde durch Dialyse (12 kDa Cutoff) in Ethanol für 120 h gereinigt. Das Lösungsmittel wurde unter Vakuum entfernt, das Polymer in CH2CI2 gelöst und in Diethylether gefällt, um im Lösungsmittel eingekapselte Reste zu entfernen.A mixture of Boc-Val-OH (0.266 g, 1.1 eq) and DMAP (0.014 g, 0.1 eq) was dissolved in CH 2 Cl 2. ω-Hydroxylpolyvinylpyrrolidone (product 1) (2 g, 1.1 mmol) was also dissolved in CH 2 Cl 2 and added to the solution. The reaction mixture was cooled to 0 ° C and DCC (0.275 g, 1.2 eq) in CH 2 Cl 2 added. The solution was stirred at 0 ° C for 30 min. The ice bath was removed and the solution stirred at room temperature for 24 h. The solution was filtered, the solvent reduced under vacuum and the solution repeatedly precipitated twice in diethyl ether. The poly (dichlorophosphazene) precursor (product 2) was prepared in a glove box at room temperature. The monomer CI3PNSiMe3 (0.05 g, 0.22 mmol) and the initiator PCI5 (1.9 mg, 0.01 mmol) were separately dissolved in anhydrous CH 2 Cl 2 and then the mixtures were added and stirred overnight. Deprotection of the polyvinylpyrrolidone-Val-boc polymer was performed in CH 2 Cl 2: TFA = 2: 1. The solution was stirred for 1 h, the solvent removed under vacuum, and the product precipitated twice in diethyl ether. The resulting polyvinylpyrrolidone-Val-NH 2 (1.06 g, 0.56 mmol) was dissolved in THF and Et 3 N (0.06 g, 1 eq) and the poly (dichlorophosphazene) precursor solution added, after which the mixture was allowed to stand for 24 h h was stirred. The solution was filtered and the solvent removed under vacuum. The polymer was purified by dialysis (12 kDa cutoff) in ethanol for 120 h. The solvent was removed under vacuum, the polymer was dissolved in CH 2 Cl 2 and precipitated in diethyl ether to remove residues encapsulated in the solvent.
Ausbeute: 0,28 g (33 %), 1H NMR (300 MHz, D20, δ): 0,90 (b, 6H), 1,32 (b, 17H), 1,58 (b, 31H), 1,71 (b, 75H), 2,00 (b, 133H), 2,27 (b, 77H), 2,39 (b, 46H), 3,28 (b, 113H), 3,60 (b, 53H) 3,76 (b, 15H) ppm.Yield: 0.28 g (33%), 1 H NMR (300 MHz, D 2 O, δ): 0.90 (b, 6H), 1.32 (b, 17H), 1.58 (b, 31H), 1 , 71 (b, 75H), 2.00 (b, 133H), 2.27 (b, 77H), 2.39 (b, 46H), 3.28 (b, 113H), 3.60 (b, 53H) 3.76 (b, 15H) ppm.
In der Zeichnung ist das Abbauverhalten erfindungsgemäßer Hybridpolymere anhand der zeitlichen Phosphatabnahme bei unterschiedlichen Abbaubedingungen veranschaulicht.In the drawing, the degradation behavior of inventive hybrid polymers is illustrated by the temporal phosphate decrease at different mining conditions.
Das Abbauverhalten der Polymere wurde anhand der Bestimmung der anorganischen Phosphate durch eine Überwachung mittels UV-Vis Spektroskopie beurteilt. Die Polymere wurden in TRIS-Puffer (pH 7,4) oder angesäuertem H20 (pH 2, verbesserte Abbaubedingungen) in einer Konzentration von 4 mg/ml bei 37 °C während der Analysezeit inkubiert. Aliquote Anteile des Abbaumediums wurden in regelmäßigen Zeitintervallen genommen und mit einer Reagenzlösung aus Ammoni-ummolybdat, Ascorbinsäure, Schwefelsäure und Kaliumantimonyltartrat gemischt. Eine UV-Vis Analyse der Mischungen wurde nach 15 min der Inkubationszeit bei 885 nm durchgeführt. Die Konzentration der Phosphate wurde aus einer Eichkurve unter Verwendung von Kaliumdihydrogenphosphat berechnet und als Prozentsatz der theoretischen Phosphatmenge angegeben, die von der Polymerhauptkette gelöst werden kann. In der Zeichnung ist die prozentuale Phosphatabnahme über der Abbauzeit dargestellt. Die in einer vollen Linie gezeichnete Kurve 1 veranschaulicht die Abbaurate in einer TRIS-Puffersubstanz bei einem pH Wert von 7,4. Im Vergleich dazu ergeben sich gemäß der strichpunktiert dargestellten Kurve 2 erheblich verbesserte Abbaubedingungen, wenn das Hybridpolymer angesäuertem Wasser mit einem pH Wert von 2 ausgesetzt wird.The degradation behavior of the polymers was assessed by the determination of the inorganic phosphates by monitoring by UV-Vis spectroscopy. The polymers were incubated in TRIS buffer (pH 7.4) or acidified H 2 O (pH 2, improved degradation conditions) at a concentration of 4 mg / ml at 37 ° C during the analysis time. Aliquots of the decomposing medium were taken at regular time intervals and mixed with a reagent solution of ammonium molybdate, ascorbic acid, sulfuric acid and potassium antimonyl tartrate. A UV-Vis analysis of the mixtures was carried out after 15 minutes of incubation at 885 nm. The concentration of phosphates was calculated from a calibration curve using potassium dihydrogen phosphate and reported as a percentage of the theoretical amount of phosphate that can be released from the polymer backbone. In the drawing, the percentage phosphate decrease over the degradation time is shown. Curve 1, drawn in full line, illustrates the degradation rate in a TRIS buffer at pH 7.4. In comparison, according to the dash-dotted curve 2, significantly improved mining conditions result when the hybrid polymer is exposed to pH 2 acidified water.
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