RU2594253C1 - Способ получения водорастворимых сополимеров n-виниламидов, содержащих альдегидные группы - Google Patents
Способ получения водорастворимых сополимеров n-виниламидов, содержащих альдегидные группы Download PDFInfo
- Publication number
- RU2594253C1 RU2594253C1 RU2015119807/15A RU2015119807A RU2594253C1 RU 2594253 C1 RU2594253 C1 RU 2594253C1 RU 2015119807/15 A RU2015119807/15 A RU 2015119807/15A RU 2015119807 A RU2015119807 A RU 2015119807A RU 2594253 C1 RU2594253 C1 RU 2594253C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- copolymer
- diacetate
- molecular weight
- aldehyde groups
- soluble copolymers
- Prior art date
Links
Abstract
Изобретение относится к способу получения водорастворимых сополимеров N-виниламидов, содержащих альдегидные группы, путем радикальной сополимеризации N-винилпирролидона или N-метил-N-винилацетамида с непредельным мономером, содержащим защищенную альдегидную группу, с последующим удалением защитной группировки, отличающемуся тем, что в качестве непредельного мономера используют аллилидендиацетат, который сополимеризуют с N-виниламидом в массе и в растворе спирта, в инертной атмосфере, в присутствии радикального инициатора - динитрилаазоизомасляной кислоты 0,2-0,5 масс.%, при концентрации мономеров 20-50 масс.%, при температуре 65°C, в течение 24 часов, сополимер осаждают в диэтиловый эфир, активацию сополимера проводят в водной среде 0,1 N гидроокисью натрия, при концентрации сополимера 1 масс.% и мольном соотношении основание:мономерное звено аллилидендиацетат, равном 1:0,1-0,4, при этом сополимер с конверсией 80-55% содержит аллилидендиацетат 10-40 мол.% с молекулярной массой 9000-300000. Данный способ позволяет получить водорастворимые сополимеры с высоким содержанием альдегидных групп и высоким выходом (регулярного строения), с регулируемой в широком интервале значений молекулярной массой, позволяющей их использование в различных отраслях народного хозяйства: низкомолекулярные в качестве полимеров-носителей биологически активных и лекарственных веществ, более высокомолекулярные в качестве загустителей и создание сетчатых полимеров биосорбентов. 12 пр., 2 табл.
Description
Изобретение относится к области химии высокомолекулярных соединений, в частности к способу получения водорастворимых сополимеров, содержащих альдегидные группы с широким диапазоном состава и молекулярных масс, путем сополимеризации N-виниламидов (N-винилпирролидон(ВП), N-метил-N-винилацетамид(МВАА)) в массе или растворителе, в инертной атмосфере, в присутствии радикального инициатора с непредельным мономером, содержащим защищенную альдегидную группу, с последующим удалением защитной группировки.
Способ может быть использован для создания лекарственных средств пролонгированного действия и биосорбентов с регулируемым содержанием биологически активного вещества, способного образовывать устойчивые химические связи с альдегидными группами полимера.
Известен способ, где сополимеры N-винилпирролидона(ВП) с акролеином(АК) использованы в качестве полимеров-носителей биологически активных веществ(БАВ) протеолитического фермента террилитина [SU 522198, 1978, БИ №27], белковых препаратов на основе альбумина [RU 2414237, 2011, БИ №8].
Сополимер ВП с диацеталем акролеина(ДААК) [Е.Ф. Панарин, И.И. Гаврилова, В.В. Нестеров // Высокомол. соед., 1978. - Б-Т. 20. - №1. - С. 66-69] являются удобными, универсальными носителями лабильных биологически активных веществ - гормонов, ферментов [Т.Б. Тенникова, Е.Ф. Панарин, О.А. Миргородская, Г.В. Самсонов, Б.В. Москвичев // Хим. Фарм. Ж. - 1977. - №1. - с. 86-90].
На основе сополимера (ВП) с (АК) получен высокомолекулярный антибиотик ампициллин [Е.Ф. Панарин, В.В. Копейкин, Г.Е. Афиногенов // Биорг. хим., 1978. - Т. 4. - №3. - С. 375-381. SU 522198, 1976, БИ №27].
Сополимер N-винилпирролидон(ВП) с кротоновым альдегидом использован в качестве полимера-носителя противотуберкулезных средств - производных гидразида изоникотиновой кислоты(ГИНК). [С.Н. Ушаков, В.А. Кропачев, Л.Б. Трухманова, М. Маркелова // Высокомол. соед., 1972 - А-Т. 14 - №10 - С. 2023-2027] и других веществ, содержащих первичные аминогруппы.
Образующиеся в ходе реакции альдегидсодержащих полимеров с аминокомпонентами лабильные азометиновые связи, могут быть легко восстановлены, например боргидридом натрия, до стабильных -C-N-связей.
Известен способ получения сополимеров винилпирролидона с аллилидендиацетатом [Т.Т. Минакова, Ф.П. Сидельковская, М.Ф. Шостаковский. Сополимеры винилпирролидона с аллилидендиацетатом // Известия АН СССР. - Сер. хим. - 1965. - №10. - С. 1880-1882].
Способ реализуют проведением сополимеризации в массе в ампулах в атмосфере аргона при 60°C в течение 50 часов в присутствии динитрила-азоизомасляной кислоты при мольном соотношении мономеров ВП-АДА от 10:90 до 90:10. Сополимеры выделяли осаждением в диэтиловый эфир. Выход соответственно составлял 30-70 масс. %. Сополимеры содержащие >60 мол. % ВП растворимы в воде.
Известен способ получения водорастворимых полимеров, содержащих альдегидные группы путем радикальной сополимеризации N-винилпирролидона с диэтилацеталем акролеина(ДААК) и последующим снятием защитных групп [SU 560425, 1976]. Этот способ является наиболее близким по технической сущности и результату.
Недостатком этого способа является низкий выход сополимера (≤50 масс. %) при получении сополимеров с содержанием ацетальных (альдегидных) групп ≥20 мол. %.
Повышение выхода до ≈80 масс. % возможно только для сополимеров с содержанием функциональных групп 8-12 мол. %, что ограничивает возможность их использования в качестве носителей БАВ. Эти ограничения по составу и невысокие молекулярные массы получаемых сополимеров являются существенными недостатками способа.
Другим недостатком является усложнение технологического процесса, связанного с необходимостью введения дополнительных стадий по удалению непрореагировавших мономеров. Указанные недостатки способа - снижение выхода и молекулярной массы при повышении содержания ДААК в реакционной среде - обусловлена снижением скорости сополимеризации в результате деградационного переноса цепи, характерного для мономеров аллильного ряда, к которому относится ДААК.
Технической задачей и положительным результатом настоящего изобретения является получение альдегидсодержащих сополимеров N-виниламидов с высоким выходом (регулярного строения) с регулируемой в широком интервале значений молекулярной массой от 9000 до 300000, позволяющей их использование в различных отраслях народного хозяйства: низкомолекулярные в качестве полимеров-носителей биологически активных и лекарственных веществ, более высокомолекулярные в качестве загустителей и создание сетчатых полимеров биосорбентов.
Указанная задача и технический результат достигаются в разработанном способе получения водорастворимых сополимеров N-виниламидов, содержащих альдегидные группы, путем радикальной сополимеризации N-винилпирролидона или N-метил-N-винилацетамида с непредельным мономером, содержащим защищенную альдегидную группу, с последующим удалением защитной группировки. В качестве непредельного мономера используют аллилидендиацетат, который сополимеризуют с N-виниламидом в массе и в растворе спирта, в инертной атмосфере, в присутствии радикального инициатора - динитрила-азоизомасляной кислоты 0,2-0,5 масс. %, при концентрации мономеров 20-50 масс. %, при температуре 65°C, в течение 24 часов. Сополимер осаждают в диэтиловый эфир, активацию сополимера проводят в водной среде 0,1N гидроокисью натрия, при концентрации сополимера 1 масс. % и мольном соотношении основание:мономерное звено аллилидендиацетат, равном 1:0,1-0,4. При этом сополимер с конверсией 80-55% содержит аллилидендиацетат 10-40 мол. % с молекулярной массой 9000-300000. Предлагаемый способ реализуется совокупностью следующих существенных признаков:
1. В массе, спиртовом (или водно-спиртовом) растворе смеси N-виниламида и аллилидендиацетата в присутствии радикального инициатора проводят полимеризацию при нагревании.
2. Полимеризацию проводят в инертной атмосфере.
3. Полимеризацию ведут в присутствии 0,2-0,5 масс. % свободно-радикального инициатора динитрила-азоизомасляной кислоты от суммы массы мономеров.
4. Соотношение компонентов в реакционной среде и их концентрация в растворе составляет: концентрация сомономеров в растворе 10-50 масс. %; соотношение сомономеров АДА 10-75 мол. %; N-BA 90-25 мол. %.
5. В водных и водно-спиртовых растворах сополимера АДА - N-BA и гидроксида натрия при нагревании снимают диацетатную защиту при мольном соотношении NaOH:мономерное звено 1:0,1-0,37.
Заявляемым способом получены сополимеры с конверсией 80-55% и содержанием АДА 10-40 мол. %, характеристической вязкостью в 0,1М ацетате натрия при температуре 25°C 0,08-0,99 дл/г, что соответствует интервалу молекулярных масс 9-300 тыс.
Полноту снятия ацетильной защиты определяли методом омыления эфирных групп избытком щелочи. Методом ИК-спектроскопии подтверждено удаление ацетильных групп по полосе валентных колебаний C=O при 1780 см-1, 1020 см-1. Диацетатную защиту сополимеров АДА-N-BA снимают в водной и водно-спиртовой среде гидрооксидом натрия при нагревании, при мольном соотношении NaOH:мономерное звено 1:0,1-0,4. И появляется новая полоса 1710 см-1, соответствующая валентным колебаниям C=O альдегидной группы.
Далее способ раскрывается более полно на примерах его осуществления.
Пример 1. Состав исходной мономерной смеси 90:10 мол. %. Полимеризацию проводили в ампуле в токе аргона. В ампулу загружали 0,84 г (0,86 мл) ВП; 0,15 (0,14 мл) АДА; 0,002 г ДАК (0,2 масс. % от суммы мономеров) и 5 мл этилового спирта (20 масс. % от суммы мономеров). Полимеризацию вели в течение 24 часов при 60°C. Сополимер осаждали в диэтиловый эфир. Сушили в вакуум-сушилке при комнатной температуре. Выход составил 0,84 г (84 масс. % от теории). Характеристическая вязкость 0,33 дл/г, М.М=67000. Состав полученного сополимера 88:12 мол. %.
Пример 5. Состав исходной смеси 70:30 мол. %. В ампулу загружали 1,8 г (1,78 мл) ВП; 1,22 г (1,14 мл) АДА; 0,006 г ДАК (0,2 масс. % от суммы мономеров); 3,8 мл этилового спирта (50 масс. % от суммы мономеров). Нагрев в течение 24 часов при температуре 60°C. Сополимер осаждали в диэтиловый эфир, сушили в вакууме при комнатной температуре. Выход 2,08 г (69% от теории). Характеристическая вязкость при температуре 25°C в 0,1М ацетате натрия 0,15 дл/г; М.М.=26 000. Состав полученного сополимера 75:25 мол. %.
Пример 8. Состав исходной смеси 50:50 мол. %. По примеру 1 загружали 0,81 г (0,8 мл) ВП; 1,26 г (1,17 мл) АДА; 0,004 г ДАК (0,2 масс. % от суммы мономеров). Нагрев в течение 24 часов при температуре 60°C. По окончании полимеризации сополимер растворяли в 5 мл этилового спирта и осаждали в диэтиловый эфир, сушили в вакууме. Выход 1,16 г (56 масс. % от теории). Характеристическая вязкость при температуре 25°C в 0,1М ацетате натрия 0,13 дл/г; М.М.=20000. Состав сополимера 58:42 мол. %.
Пример 12. Состав исходной мономерной смеси 70:30 мол. %. По примеру 1. загружали 0,38 г (0,4 мл) МВАА; 0,12 г (0,11 мл) АДА; ДАК (0,2 масс. %). Нагрев в течение 24 часов, температура 60°C. По окончании полимеризации сополимер растворяли в этиловом спирте и осаждали в диэтиловый эфир. Сушили в вакууме при комнатной температуре. Выход полимера составил 0,4 г (78 масс. % от теории). Характеристическая вязкость при температуре 25°C в 0,1N NaCL 0,53 дл/г; М.М.=76000
Омыление сополимеров. 0,1 г сополимера растворяли в 5 мл 0,1N гидроокиси натрия, раствор нагревали в течение 4 часов при температуре 50°C. Затем проводили титрование избытка щелочи 0,1N соляной кислотой с фенолфталеином. Диализом против воды очищали сополимер с альдегидной группой и сушили в сублимационной сушилке.
Примеры (2, 3, 6, 7, 9, 10) выполнены в условиях примеров 1, 5, 8. Все полученные данные способа представлены в таблицах 1 и 2.
Таким образом, разработанный способ позволяет получить водорастворимые сополимеры с высоким содержанием альдегидных групп и регулируемой молекулярной массой, так как аллилидендиацетат является активным мономером, относительная активность rвп=0,92 и rада=0,94, по сравнению с диэтилацеталем акролеина, относительная активность rвп=3,01 и rдаак=0,01.
Claims (1)
- Способ получения водорастворимых сополимеров N-виниламидов, содержащих альдегидные группы, путем радикальной сополимеризации N-винилпирролидона или N-метил-N-винилацетамида с непредельным мономером, содержащим защищенную альдегидную группу, с последующим удалением защитной группировки, отличающийся тем, что в качестве непредельного мономера используют аллилидендиацетат, который сополимеризуют с N-виниламидом в массе и в растворе спирта, в инертной атмосфере, в присутствии радикального инициатора - динитрилаазоизомасляной кислоты 0,2-0,5 масс.%, при концентрации мономеров 20-50 масс.%, при температуре 65°C, в течение 24 часов, сополимер осаждают в диэтиловый эфир, активацию сополимера проводят в водной среде 0,1 N гидроокисью натрия, при концентрации сополимера 1 мас.% и мольном соотношении основание:мономерное звено аллилидендиацетат, равном 1:0,1-0,4, при этом сополимер с конверсией 80-55% содержит аллилидендиацетат 10-40 мол.% с молекулярной массой 9000-300000.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015119807/15A RU2594253C1 (ru) | 2015-05-27 | 2015-05-27 | Способ получения водорастворимых сополимеров n-виниламидов, содержащих альдегидные группы |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015119807/15A RU2594253C1 (ru) | 2015-05-27 | 2015-05-27 | Способ получения водорастворимых сополимеров n-виниламидов, содержащих альдегидные группы |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2594253C1 true RU2594253C1 (ru) | 2016-08-10 |
Family
ID=56613088
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015119807/15A RU2594253C1 (ru) | 2015-05-27 | 2015-05-27 | Способ получения водорастворимых сополимеров n-виниламидов, содержащих альдегидные группы |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2594253C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114512716A (zh) * | 2022-01-20 | 2022-05-17 | 中南大学 | 一种凝胶电解质及其前驱电解液的制备和应用 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU560425A1 (ru) * | 1976-03-15 | 1977-12-25 | Институт Высокомолекулярных Соединений Ан Ссср | Способ получени водорастворимых полимеров, содержащих альдегидные группы |
US4421602A (en) * | 1981-07-18 | 1983-12-20 | Basf Aktiengesellschaft | Linear basic polymers, their preparation and their use |
US5582834A (en) * | 1993-03-31 | 1996-12-10 | Tri-Point Medical, Corporation | Biocompatible monomer and polymer compositions |
-
2015
- 2015-05-27 RU RU2015119807/15A patent/RU2594253C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU560425A1 (ru) * | 1976-03-15 | 1977-12-25 | Институт Высокомолекулярных Соединений Ан Ссср | Способ получени водорастворимых полимеров, содержащих альдегидные группы |
US4421602A (en) * | 1981-07-18 | 1983-12-20 | Basf Aktiengesellschaft | Linear basic polymers, their preparation and their use |
US5582834A (en) * | 1993-03-31 | 1996-12-10 | Tri-Point Medical, Corporation | Biocompatible monomer and polymer compositions |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Панарин Е.Ф., Гаврилова И.И., Нестеров В.В. Синтез и свойства сополимеров винилпирролидона с диэтилацеталем акролеина // Высокомол. соед. Б. 1978. Т. 20, No.1, c. 66-69. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114512716A (zh) * | 2022-01-20 | 2022-05-17 | 中南大学 | 一种凝胶电解质及其前驱电解液的制备和应用 |
CN114512716B (zh) * | 2022-01-20 | 2023-02-21 | 中南大学 | 一种凝胶电解质及其前驱电解液的制备和应用 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Kronek et al. | Synthesis and bioimmunological efficiency of poly (2-oxazolines) containing a free amino group | |
RU2594253C1 (ru) | Способ получения водорастворимых сополимеров n-виниламидов, содержащих альдегидные группы | |
Mishra et al. | Graft copolymerization of Carboxymethylcellulose: An Overview. | |
US4229551A (en) | Preparation of modified polymers of N-vinylpyrrolid-2-one and their use for the preparation of polymers interrupted by bridge members | |
CN101638462A (zh) | 一种聚(l-谷氨酸)/聚(n-异丙基丙烯酰胺)的水凝胶及制法 | |
GB1403883A (en) | Polymeric morpholine derivatives for gel permeation chromato graphy | |
Haas et al. | Imidization reaction in polyvinylamides | |
Panarin | N-vinylamides and related polymers as delivery agents of biologically active compounds | |
Becer et al. | Glycopolymer code: Synthesis of glycopolymers and their applications | |
US2856386A (en) | Allyl carbamate homopolymers and copolymers | |
Shin et al. | Synthesis and characterization of pH/temperature-sensitive hydrogels based on chitosan derivative | |
Nud'ga et al. | Synthesis and microbiological stability of graft copolymers of N-vinylpyrrolidone and chitosan | |
SU1553537A1 (ru) | Способ получени водорастворимых сополимеров металлопорфиринов | |
US5362815A (en) | Process for making polyvinylpyrrolidone polymer having predetermined characteristics | |
US3657207A (en) | Homo- and copolymers of 4-vinyl-azetidinone-2 and process for their manufacture | |
Fukudome et al. | Synthesis of nonionic and anionic hydrogels bearing a monosaccharide residue and their properties | |
Çavuş et al. | Synthesis and swelling behavior of pH-and temperature-sensitive poly [2-(dimethylamino) ethyl methacrylate-co-2-acrylamido-2-methylpropane-1-sulfonic acid] hydrogels | |
Ali et al. | Synthesis and characterization of substituted starch grafted methyl nadic anhydride and substituted with 4-aminoantipyrine | |
RU2599579C2 (ru) | Амфифильные сополимеры и способ их получения | |
CN1197888C (zh) | 热敏性水溶性高分子材料 | |
Ali et al. | Preparation of starch grafted methyl nadic anhydride and substituted with amino drug | |
US4536566A (en) | Process for preparing substantially linear polyamides from acrylamide and aqueous ammonia | |
US5219950A (en) | Method of crosslinking PVP | |
RU2021289C1 (ru) | Полимерные производные аминогликозидных антибиотиков на основе сополимеров n-(2-гидроксипропил)метакриламида в качестве веществ с повышенной антимикробной активностью | |
SU290032A1 (ru) | Способ получения сополимера |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170528 |