PL243569B1 - Sposób otrzymywania polimerycznego związku kompleksowego katechiny, o podwyższonej odporności termicznej - Google Patents
Sposób otrzymywania polimerycznego związku kompleksowego katechiny, o podwyższonej odporności termicznej Download PDFInfo
- Publication number
- PL243569B1 PL243569B1 PL433568A PL43356820A PL243569B1 PL 243569 B1 PL243569 B1 PL 243569B1 PL 433568 A PL433568 A PL 433568A PL 43356820 A PL43356820 A PL 43356820A PL 243569 B1 PL243569 B1 PL 243569B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- catechin
- polymeric
- complex compound
- obtaining
- thermal resistance
- Prior art date
Links
- PFTAWBLQPZVEMU-DZGCQCFKSA-N (+)-catechin Chemical compound C1([C@H]2OC3=CC(O)=CC(O)=C3C[C@@H]2O)=CC=C(O)C(O)=C1 PFTAWBLQPZVEMU-DZGCQCFKSA-N 0.000 title claims abstract description 59
- ADRVNXBAWSRFAJ-UHFFFAOYSA-N catechin Natural products OC1Cc2cc(O)cc(O)c2OC1c3ccc(O)c(O)c3 ADRVNXBAWSRFAJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 44
- 235000005487 catechin Nutrition 0.000 title claims abstract description 44
- 229950001002 cianidanol Drugs 0.000 title claims abstract description 44
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 title claims abstract description 23
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 8
- 229930013915 (+)-catechin Natural products 0.000 claims abstract description 16
- 235000007219 (+)-catechin Nutrition 0.000 claims abstract description 16
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 11
- 239000008363 phosphate buffer Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000007853 buffer solution Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000007836 KH2PO4 Substances 0.000 claims abstract description 4
- 229910000402 monopotassium phosphate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000000872 buffer Substances 0.000 description 12
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 11
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 11
- 150000001765 catechin Chemical class 0.000 description 6
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 4
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 4
- 238000004566 IR spectroscopy Methods 0.000 description 3
- 238000000113 differential scanning calorimetry Methods 0.000 description 3
- 230000009477 glass transition Effects 0.000 description 3
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 3
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 3
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 3
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910014033 C-OH Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910014570 C—OH Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 2
- 238000001938 differential scanning calorimetry curve Methods 0.000 description 2
- 229930014626 natural product Natural products 0.000 description 2
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 2
- 239000003017 thermal stabilizer Substances 0.000 description 2
- 238000002411 thermogravimetry Methods 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000003078 antioxidant effect Effects 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 1
- 238000006482 condensation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 1
- 230000008034 disappearance Effects 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 1
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 1
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 1
- 238000002329 infrared spectrum Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 1
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 1
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N phenol group Chemical group C1(=CC=CC=C1)O ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000003013 phosphoric acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 238000010094 polymer processing Methods 0.000 description 1
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 239000013074 reference sample Substances 0.000 description 1
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 1
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 1
- 238000001757 thermogravimetry curve Methods 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 238000000844 transformation Methods 0.000 description 1
- 230000004580 weight loss Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Anti-Oxidant Or Stabilizer Compositions (AREA)
- Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)
Abstract
Przedmiotem zgłoszenia jest sposób otrzymywania polimerycznego związku kompleksowego katechiny o podwyższonej odporności termicznej charakteryzujący się tym, że w pierwszej kolejności sporządza się roztwór (+)-katechiny o stężeniu 1 mM w buforze fosforanowym Na2HPO4-KH2PO4 (0,1 M) o pH w zakresie 7 - 8, a otrzymaną mieszaninę pozostawia się na 48h — 216h w celu wytrącenia polimerycznej formy katechiny w postaci osadu, po czym dekantuje się bufor fosforanowy, w taki sposób aby pozostawić osad polimerycznej formy katechiny w 1/10 początkowej objętości roztworu buforowego, a następnie suszy się mieszaninę w 55°C, przez co najmniej 48h, do uzyskania proszku.
Description
Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymywania polimerycznego związku kompleksowego katechiny o podwyższonej odporności termicznej.
Katechina jest związkiem naturalnym pochodzenia roślinnego. Znana jest z silnych właściwości przeciwutleniających i jest proponowana w literaturze naukowej jako naturalny stabilizator, np. w kompozycjach polimerowych. Katechina jest związkiem organicznym i jak większość związków tego typu wykazuje ograniczoną stabilność termiczną. Ograniczona stabilność termiczna związków naturalnych zawęża możliwości ich zastosowania jako naturalnych stabilizatorów termicznych, np. w kompozycjach polimerowych ze względu na stosunkowo wysokie temperatury przetwórstwa tworzyw sztucznych.
Znane są różne metody polimeryzacji katechiny, m.in. autokondensacja katechiny w środowisku zasadowym. Literatura naukowa wskazuje również możliwości otrzymania kompleksów katechiny z jonami metali, m.in. z Al3+; Cu2+; Ni2+; Mg2+; Mn2+; Zn2+ i Fe3+. Jednakże do tej pory nie opisano sposobu wytworzenia polimerycznych związków kompleksowych katechiny zawierających pochodne soli fosforanowych, cechujących się wysoką stabilnością termiczną.
Zgodnie z wymogami ekologii obecnie dąży się do wyeliminowania wszelkich toksycznych dodatków z technologii, w tym również z przetwórstwa polimerów i zastąpienia ich efektywnymi, proekologicznymi związkami najlepiej pochodzenia naturalnego lub wytworzonymi zgodnie z zasadami zrównoważonego rozwoju.
Celem wynalazku jest opracowanie sposobu wytworzenia polimerycznego związku kompleksowego katechiny o wysokiej stabilności termicznej, który może być zastosowany jako termiczny stabilizator kompozycji polimerowych.
Sposób otrzymywania polimerycznego związku kompleksowego katechiny, o podwyższonej odporności termicznej, według wynalazku polega na tym, że w pierwszej kolejności sporządza się roztwór (+)-katechiny o stężeniu 1 mM w buforze fosforanowym Na2HPO4-KH2PO4 (0,1 M) o pH w zakresie 7-8, a otrzymaną mieszaninę pozostawia się na 48 h - 216 h w celu wytrącenia polimerycznej formy katechiny w postaci osadu, po czym dekantuje się bufor fosforanowy, w taki sposób aby pozostawić osad polimerycznej formy katechiny w 1/10 początkowej objętości roztworu buforowego, a następnie suszy się mieszaninę w 55°C, przez co najmniej 48 h, do uzyskania proszku.
Otrzymany proszek to polimeryczny związek kompleksowy katechiny, który charakteryzuje się wysoką stabilnością termiczną.
Przedmiot wynalazku ilustrują poniższe przykłady.
Przykład 1
Przygotowano polimeryczne związki kompleksowe katechiny zgodnie z następującą procedurą. W pierwszej kolejności sporządzono roztwory (+)-katechiny o stężeniu 1 mM w buforze fosforanowym Na2HPO4-KH2PO4 (0,1M) o pH 7 i 8. Następnie otrzymane mieszaniny pozostawiono na 48 h - 216 h w celu wytrącenia polimerycznej formy katechiny w postaci osadu, po czym zdekantowano bufor fosforanowy, w taki sposób że osad polimerycznej formy katechiny pozostawiono w 1/10 początkowej objętości roztworu buforowego, a następnie suszono mieszaniny w 55°C, przez co najmniej 48 h, do uzyskania proszków.
Wykonano spektroskopię w podczerwieni otrzymanych proszków. Dla porównania wykonano spektroskopię w podczerwieni czystej katechiny. Wyniki przedstawiono na wykresach na Fig. 1.
Jak wynika z Fig. 1 widma w podczerwieni polimerycznych związków kompleksowych katechiny wytworzonych w buforach o pH 7 i 8 znacząco różnią się od referencyjnego widma referencyjnej (+)-katechiny, co świadczy o otrzymaniu z monomeru - (+)-katechiny związku o odmiennej strukturze. Spektroskopia w podczerwieni potwierdza strukturę polimerycznych kompleksowych związków katechiny. Według literatury pasma absorpcji przy 3390, 1602 i 1065 cm-1 przypisywane są charakterystycznym grupom funkcyjnym poliflawonoidów. Pasma w zakresie 1310-1390 cm-1 odpowiadają drganiom grupy fenolowej - wibracjom odkształcającym -C-OH, a w zakresie 1112-1172 cm-1 drganiom rozciągającym -C-OH. Ponadto w zakresie 1090-1000 cm-1 znajdują się pasma charakterystyczne dla połączeń P-O-C. W zakresie 810-950 cm-1 pojawiają się pasma charakterystyczne dla połączenia C-O-C. Zaniknięcie grup hydroksylowych, obecnych na widmie referencyjnej (+)-katechiny, przy 3390 cm-1 i pojawienie się pasm w zakresie 2200-2600 cm-1 i 2720-2990 cm-1 świadczy o reakcji sieciowania lub kondensacji katechiny, które wystąpiły po odwirowaniu polimerycznych form katechiny z roztworów buforowych i wysuszeniu osadów.
PL 243569 Β1
Przykład 2
Przygotowane w przykładzie 1 proszki poddano analizie termograwimetrycznej TGA. Próbki ogrzewano od 25°C do 800°C przy dynamicznym przepływie argonu (50 ml/min). Dla porównania wykonano analizę termograwimetryczną TGA czystej katechiny. Wyniki przedstawiono w poniższej tabeli oraz na wykresach na Fig. 2.
| Próbka | T5 | T10 | T20 |
| (+)-Katechina | 101 | 234 | 293 |
| pH 7 polimeryczny związek kompleksowy katechiny | 192 | 215 | 381 |
| pH 8 polimeryczny związek kompleksowy katechiny | 260 | 384 | - |
| T5, T10, T20 - odpowiednio temperatury w których nastąpił ubytek masy badanej próbki wynoszący 5%, 10% i 20% |
Rozkład referencyjnej (+)-katechiny nastąpił dwuetapowo, podczas gdy polimeryczne związki kompleksowe katechiny, otrzymane w buforach o pH 7 i 8, rozkładały się jednoetapowo (Fig. 2). W powyższej tabeli zamieszczono wartości temperatur, w których nastąpił ubytek masy badanych próbek wynoszący 5% (T5), 10% (T10) i 20% (T20). Polimeryczne związki kompleksowe katechiny, otrzymane w buforach o pH 7 i 8 charakteryzowały się znacznie wyższą odpornością termiczną niż (+)-katechina. Wartość T5 polimerycznego związku kompleksowego katechiny wytworzonego w buforze o pH 7 była o 91 °C wyższa niż T5 referencyjnej (+)-katechiny, a temperatura T5 polimerycznego związku kompleksowego katechiny wytworzonego w buforze o pH 8 była wyższa aż o 159°C. Ponadto polimeryczne związki kompleksowe katechiny (pH 7 i 8) charakteryzowały się niskim ubytkiem masy w końcowej temperaturze pomiaru, tj. 800°C - ubytek masy polimerycznego związku kompleksowego katechiny wytworzonego w buforze o pH 7 wynosił 22%, a w buforze o pH 8-10%. Tymczasem ubytek masy referencyjnej (+)-katechiny w temperaturze 800°C wynosił 57%. Oznacza to, że ubytek masy polimerycznego związku kompleksowego katechiny uzyskanego w buforze o pH 7 był 2,5 razy mniejszy niż referencyjnej katechiny, a związku wytworzonego w buforze o pH 8-5,7 razy mniejszy. Wyniki te niewątpliwie świadczą o wyższej stabilności termicznej polimerycznych związków kompleksowych katechiny (pH 7 i 8).
Przykład 3
Przygotowane w przykładzie 1 proszki poddano różnicowej kalorymetrii skaningowej DSC. Próbki ogrzewano od -80 do 400°C z prędkością 10°C/min w atmosferze powietrza. Dla porównania wykonano różnicową kalorymetrię skaningową DSC czystej katechiny. Wyniki przedstawiono w poniższej tabeli oraz na wykresach na Fig. 3, Fig. 4, Fig. 5.
| Próbka | Ts [°C] | AHm [J/el | Tm ra | ΔΗο [J/g] | To [°C] |
| (+)-Katechina | - | 49,4 20,5 | 134,3 171,4 | 13,6 | 261,5 |
| pH 7 polimeryczny związek kompleksowy katechiny | 45,5 | 261,5 | 191,1 | 509,2 | 261,4 |
| pH 8 polimeryczny związek kompleksowy katechiny | 44,7 | 38,4 | 229,0 | 136,2 | 296,8 |
| Tg - temperatura zeszklenia, AHm - | entalpia topnienia, Tm - | temperatura topnienia, ΔΗ0 - |
entalpia utleniania i degradacji, To - temperatura utleniania i degradacji (początkowa)
Na termogramie DSC próbki referencyjnej (+)-katechiny (Fig. 3) widoczne są dwa piki endotermiczne związane z topnieniem (134,3°C i 171,4°C) i egzotermiczny pik odpowiadający utlenianiu (261,5°C). Na termogramach polimerycznych związków kompleksowych katechiny (pH 7 i 8) (Fig. 4 i Fig. 5) widoczne są stopnie, którym odpowiadają temperatury zeszklenia (pH 7 - 45,5°C, pH 8 44,7°C). Temperatury zeszklenia są charakterystyczne dla materiałów polimerowych. Na termogramach DSC polimerycznych związków kompleksowych katechiny (pH 7 i 8) był obecny jeden endotermiczny pik około 200°C odpowiadający topnieniu. Temperatura utleniania polimerycznego związku kompleksowego katechiny wytworzonego w buforze o pH 7 była zbliżona do temperatury utlenienia referencyjnej (+)-katechiny, natomiast temperatura utleniania polimerycznego związku kompleksowego katechiny otrzymanego w buforze o pH 8 była o 35°C wyższa. Polimeryczny związek kompleksowy katechiny uzyskany w buforze o pH 8 charakteryzował się wyższą odpornością na utlenianie. W odróżnieniu od referencyjnej katechiny, utlenianie wszystkich polimerycznych związków kompleksowych katechiny wiązało się z degradacją, a przemianom towarzyszyła większa entalpia utleniania i degradacji (Ho = 136- 509 J/g) niż w przypadku utleniania (+)-katechiny (Ho = 13 J/g). Takie zachowanie polimerycznych związków kompleksowych katechiny (pH 7 i 8) wynika z ich wyższej stabilności termicznej i przesunięcia końcowej temperatury utleniania w zakres temperatur rozkładu związków.
Claims (1)
1. Sposób otrzymywania polimerycznego związku kompleksowego katechiny o podwyższonej odporności termicznej znamienny tym, że w pierwszej kolejności sporządza się roztwór (+)-katechiny o stężeniu 1 mM w buforze fosforanowym Na2HPO4-KH2PO4 (0,1M) o pH w zakresie 7-8, a otrzymaną mieszaninę pozostawia się na 48 h - 216 h w celu wytrącenia polimerycznej formy katechiny w postaci osadu, po czym dekantuje się bufor fosforanowy, w taki sposób aby pozostawić osad polimerycznej formy katechiny w 1/10 początkowej objętości roztworu buforowego, a następnie suszy się mieszaninę w 55°C, przez co najmniej 48 h, do uzyskania proszku.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL433568A PL243569B1 (pl) | 2020-04-17 | 2020-04-17 | Sposób otrzymywania polimerycznego związku kompleksowego katechiny, o podwyższonej odporności termicznej |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL433568A PL243569B1 (pl) | 2020-04-17 | 2020-04-17 | Sposób otrzymywania polimerycznego związku kompleksowego katechiny, o podwyższonej odporności termicznej |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL433568A1 PL433568A1 (pl) | 2021-10-18 |
| PL243569B1 true PL243569B1 (pl) | 2023-09-11 |
Family
ID=78595223
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL433568A PL243569B1 (pl) | 2020-04-17 | 2020-04-17 | Sposób otrzymywania polimerycznego związku kompleksowego katechiny, o podwyższonej odporności termicznej |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL243569B1 (pl) |
-
2020
- 2020-04-17 PL PL433568A patent/PL243569B1/pl unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL433568A1 (pl) | 2021-10-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Nabipour et al. | A phosphaphenanthrene-containing vanillin derivative as co-curing agent for flame-retardant and antibacterial epoxy thermoset | |
| Zhang et al. | Dry synthesis of mesoporous nanosheet assembly constructed by cyclomatrix polyphosphazene frameworks and its application in flame retardant polypropylene | |
| Yang et al. | A highly fire-safe and smoke-suppressive single-component epoxy resin with switchable curing temperature and rapid curing rate | |
| Sui et al. | Novel bioderived cross-linked polyphosphazene microspheres decorated with FeCo-layered double hydroxide as an all-in-one intumescent flame retardant for epoxy resin | |
| Zhou et al. | Epoxy resin modified with chitosan derivatives and DOPO: Improved flame retardancy, mechanical properties and transparency | |
| Wang et al. | Cyclodextrin microencapsulated ammonium polyphosphate: Preparation and its performance on the thermal, flame retardancy and mechanical properties of ethylene vinyl acetate copolymer | |
| US3756982A (en) | Antifriction polymer materials and method of producing same | |
| Dominguez et al. | Low-melting phthalonitrile oligomers: preparation, polymerization and polymer properties | |
| Carja et al. | A straightforward, eco-friendly and cost-effective approach towards flame retardant epoxy resins | |
| Meng et al. | Bio‐based Mg (OH) 2@ M‐Phyt: improving the flame‐retardant and mechanical properties of flexible poly (vinyl chloride) | |
| JP2018514642A (ja) | ポリブチレンアジペートテレフタレート樹脂組成物 | |
| Cai et al. | Design, synthesis, flame retardancy and dielectric properties of novel aromatic hyperbranched benzoxazine | |
| Liu et al. | Preparation of microencapsulated red phosphorus through melamine cyanurate self‐assembly and its performance in flame retardant polyamide 6 | |
| Jia et al. | A novel epoxy-functionalized hyperbranched polysiloxane (HPSi) endowing methyl phenyl silicone resin (Si603)/epoxy systems with enhanced compatibility and fire retardancy performance | |
| Luo et al. | Synthesis of a hyperbranched polyamide oligomer containing DOPO for simultaneously enhancing the flame retardance and glass transition temperature of epoxy resin | |
| CN114907634A (zh) | 一种阻燃增强改性塑料粒及其制备方法 | |
| Guan et al. | High‐performance soluble copolyarylate based on phenolphthalein: synthesis, characterization and properties | |
| Liu et al. | Properties tailoring of biobased epoxy resins by regulating the degree of polymerization of oligomers | |
| Wang et al. | AP/N/Si-containing hyperbranched flame retardant for improving mechanical performances, fire safety, and UV resistance of epoxy resins | |
| CN113603885B (zh) | 一种改性树枝状聚酰胺-胺及其制备方法和在阻尼氯化丁基橡胶中的应用 | |
| PL243569B1 (pl) | Sposób otrzymywania polimerycznego związku kompleksowego katechiny, o podwyższonej odporności termicznej | |
| Huang et al. | Synthesis of Novel Bio‐Based Schiff Base Flame Retardant to Improve the Fire Safety of Epoxy Resin | |
| CN109748935B (zh) | 一种新型生物基磷腈环氧树脂单体及其制得的生物基磷氮阻燃环氧树脂 | |
| Rodzeń et al. | Reactivity of the tin homolog of POSS, butylstannoxane dodecamer, in oxygen-induced crosslinking reactions with an organic polymer matrix: Study of long-time behavior | |
| CN113583337B (zh) | 一种mppr/poss/gf复合协效无卤阻燃聚丙烯复合材料及其制备方法 |