1 Изобретение относитс к химии высокомолекул рных соединений, в частности к синтезу полиорганофосфазенов (ПОФ), обладающих гидрофиль ностью, т.е. способных раствор тьс или набухать в водных средах. Известны ПОФ с основной неорганической цепью и различными боковыми группами 1. Практически все ПОФ получают способом полимераналогичных превращений - нуклеофильным замещением атомов хлора в полидихло фосфазене (ПДХФ) на остатки соедине ний, имеющих подвижный атом водорода - спиртов, фенолов, аминов и др. Возможность варьировани боковым органическим обрамлением и необычные свойсТва главной неорганической фосфоразотистой цепи позвол ет регу лировать свойства ПОФ и открывают перспективы использовани их в различных област х техники. Возможно применение ПОФ в медицине , например в качестве рассасыва рмых имплантантных материалов, что обусловлено биологической безвредностью продуктов их разложени , в качестве полимерных носителей биоло гически активньк соединений, например лекарств, ферментов, аминокислот и др. Такие полимеры способны под действием физиологический среды регулированно во времени вьщел ть указанные препараты, а продукты их распада легко вывод тс из организма в результате естественного обмена веществ. Подавл ющее большинство ПйФ гидрофобны и не способны раствор тьс или набухать в водных средах. В то же врем , дл некоторых целей, глав ным образом медицинских (дл носителей биоактивных препаратов), необходимо иметь водорастворимые ПОФ, а в р де случаев и вододеструктируемые полимеры, которые, раствор сь в водных средах, деетруктируют. Среди водорастворимых ПОФ, получаемых пр мым взаимодействием ПДХФ с нуклеофильными реагентами, извест ны поли-бис-(метиламино)-фосфазен (NHCHj}2 -N- (1 поли-бкс(этиламино )фосфазен Г-Р(МНС2Н5)Н - ) C2J, последний растворим только в водных растворах кислот. Известен способ получени водорастворимых ПОФ, содержащих СООН-группы в качестве боковых замес932 тителей 3. Дл этого ПДХФ обрабатывают п-бромфенол том натри , затем замещают атом BrHaLi взаимодействием с бутиллитием с послеэдующим замещением Li на СООН-группу по следующей схеме: Некоторую гидрофильность про вл ют ПОФ с боковыми заместител ми на основе алкиловых эфиров аминокислот t4 . Указанные способы позвол ют получить ограниченное количество гидрофильных полимеров. Кроме того, процессы многостадийны, требуют особых условий синтеза и затруднены в технологическом осуществлении. Так, используемый в способе 2 метиламин - газообразное вещество, вследствие чего технологический процесс требует его сжижени и применени соответствующих низкотемпературных холодильников-конденсаторов. Многостадийность неудобна, осложн етс возможностью протекани побочньСС процессов- и может представл ть инт(Ерес лишь в препаративном смысле. Наиболее близким к изобретению вл етс способ получени гидрофильных (водорастворимых) ПОФ ts, согласно которому ПОФ, имеющие фо-pttysiy РГ;(сн,)з(сНзУ н , где X - О или NH, получают многостадийным способом. Сначала провод т взаимодействие ПДХФ с нуклеофильным реагентом формулы HX(CH)N(CHg)2 аминоспиртом (диметиламиноэтанол ом, X 0) или диамином (X NH) при кип чении в ТГФ в присутствии трйэтиламина в качестве акцептора хлористого водорода. Полученный полимер выдел ют из раствора, раствор ют в ТГФ и затем обрабатывают + ВС1 или ClCH2COONa. Конечные водорастворимые ПОФ имеют формулу p(CH2J,N(CH3)2fR)L, где R- или CHjCOO. Данный способ позвол ет получить ограниченный р д ПОФ - четыре полимеpa . Кроме того, способ обладает мно гостадийностью (стадии синтеза промежуточного полимера, вьщеление его и обработка или ClCXtCOONa) и в св зи с этим сложностью процесса. Целью изобретени вл етс упрощение технологии получени гидрофильных ПОФ. Поставленна цель достигаетс тем, что согласно способу получени ПОФ, включающему взаимодействие ПДХ с нуклеофильным реагентом, указанное взаимодействие провод т в присутствии малонового эфира (МЭ) или его натриевого производного в количестве мол.% в расчете на исходный ПДХФ (на звено PNCf). В качестве нуклеофильных реагентов можно использовать широкий р д соединений - спирты, фенолы или амины, среди которых необходимо выбирать те, дл которых достаточными услови ми вл ютс температура 50-100 С и продолжительность процесса до 75 ч. Таким требовани м удовлетвор ют спирты С, фенолы С, Р, амины Вместо спирта, .фенола и МЭ предпочтительнее исполь зовать их натриевые производные алкогол ты , фенол ты и натриймалоно вьй эфир соответственно (алкогол тцый способ). В случае аминов возможан акцепторный способ замещени в присутствии третичных аминов в ка честве акцептора хлористого водорода . Получение гидрофильных ПОФ провод т следующим образом. П,ЦХФ, получаемьш термической полимеризацией гексахлорциклотриФосфазена , раствор ют в бензоле или ТГФ (или их смеси). Этот раствор по тепенно, по капл м, прибавл ют к ра вору нуклеофильного реагента, йапри мер алкогол та, Ю или его натриево го производного, которое получают предварительным взаимодействием нат ри и Ю. Прикапывание провод т обы но при комнатной температуре, а затем раствор нагревают и выдерживают при температуре кипени растворител 25-70 ч. Все операции провод т в атмосфере инертного газа, раствор тель и реагенты должны быть тщатель но высушены. По окончании процесса раствор охлаждают, отфильтровывают вьщелившуюс соль и полимер вьщел ют осаждением, например в гексан. Дл дополнительной очистки полимера от соли можно использовать переосаждение из воды в гидрофильный органический растворитель, в котором ПОФ нерастворим, например спирт. Способ очистки и выделени , также как и услови синтеза гидрофильньк ПОФ по предлагаемому способу определ ютс , главным образом типом исходного спирта, фенола или амина. Количество вводимого МЭ составл ет 5-50 мол.% в расчете на исходный ПДХФ. Использование ме ныпих количеств практически не приводит к гидрофильности ПОФ, а введение более 50 мол.% Ю затруднено из-за стерических факторов и приводит к декструкции ПОФ. Варьирование количества МЭ позвол ет регулировать свойства ПОФ. Так при 5-15 мол.% МЭ ПОФ спойобны только набухать в воде и частично раствор тьс в смеси органический растворитель - вода. При 20-50 мол.% МЭ полимеры уже полностью растворимы в воде. Тип растворител , выбор метода замещени (алкогол тного или акцепторного ) , концентраци раствора ПДХФ, температура и врем процесса определ ютс типом основного нуклеофильного реагента - спирта, фенола или амина. Предпочтительным вл етс растворитель, в котором растворим натриймалоновьм эфир и образующийс ПОФ, например ТГФ. Пример 1. К раствору 24,5 (0,34 моль) Н-бутиламина, 23,0 г (0,144 моль) МЭ (30 мол.%) и 36,4 г (0,4 моль) пиридина в 300 мл ТГФ, наход щемус в 2-литровой колбе с мешалкой, обратным холодильником, капельной воронкой и устройством дл ввода инертного газа, медленно, в течение 3 ч прикапывают раствор 23,2 г (0,2 моль в расчете на звено NPCl) ПДХФ в 1000 мл ТГФ. По окончании прикапывани перемешивают сутки при комнатной температуре, затем нагревают раствоо до кипени и перемешивают 25 ч. Полученный раствор полимера фильтруют и центрифугируют дл полного удалени соли пиридина .. и ПОФ высаждают серным эфиром или хлороформом. Переосаждение провод т из ТГФ в гексан. В результате получают 35,8 г (выход 64%) ПОФ, который растворим в ТГФ, трифторэтаноле, ДМФА, их смеси с водой и воде, ll 0,7-0,8 дп/г (25, ТГФ). Соотношение звеньев Ю:бутипамин 1:3,4. что соответствует содержанию МЭ 30 мол.%. (определено с помощью ЯМР Н-спектроскопии): Пример 2. К раствору 3,2 г (0,02 моль) Ю (5 мол.%) в 20 мл ТГФ прибавл ют 0,56 г (0,01 г-атома ) свежеобрезанного металлического натри в виде маленьких кусочков и перемешивают раствор до полного растворени натри в токе инертного газа. Аналогичным образом получают 2,2,2-трифторэтштат натри из 16,0 г (0,16 моль) трифторэтанола и 3,7 (0,16 г-атома) натри в 40 мл ТГФ. Оба раствора перенос т в 2-литровую колбу, как указано в при мере 1, и к этому раствору при пере мешивании по капл м в течение 1,5ч прибавл ют раствор 23,2 г (0,2 моль ПДХФ в 800 мл ТГФ. За счет саморазогрева температура повышаетс до температуры кипени ТГФ, после чего смесь кип т т 25 ч в токе азота. По окончании процесса раствор охлаж дают до 25 С, подкисл ют концентрированной сол ной кислотой дл нейтрализации избытка алкогол та и цент рифугируют дл удалени хлорида нат ри . Центрифугат фильтруют на мелкопористом фильтре до получени Прозрачного раствора, и полимер высаждают гексаном. Переосаждение про вод т из ТГФ в бензол. В результате получают 35,9 г (выход 72%) твердого белого полимера, который растворим в ацетоне, ТГФ, этилацетате, хорошо набухает в воде и раствор етс в смеси вода - указанный растворитель , 1,2-1,4 дл/г (25, ацетон). Соотношение звеньев МЭ и трифторэтокси-групп по данным ЯМр Н -спектроскопии 5:95 мол.%. Пример 3. Взаимодействие 18,2 г натриймалонового эфира (25 мол.%), полученного из 16,0 г (О,1 мфль) малонового эфира и 2,3 г (О,1 г-атома) натри в 60 мл ТГФ, и 36,6 г трифторэтилата натри полученного из 30,0 г (0,3 моль) трифторэтанола и 6,9 г (0,3 г-атома натри в 100 мл ТГФ), с 23,0 г (0,2 моль) ПЛХФ в 800 мл ТГФ пповод т как указано в примере 2 в течение 30 ч. Вьщеленный аналогично при меру 2 ПОФ (37,2 г, выход 68,1%) растворим в ацетоне, ТГФ, этилацета те, воде и их смес х; t 0,9 1 ,1 дл/г, содержание звенъеп МЭ по данньЕМ ЯМР И 25 мол.%. 3 р и м е р 4. Взаимодействие г натриймалонового эфира (50 мол.%), полученного из 32,0 г (0,2 моль) МЭ и 4,6 г ( 0,2 г-атома) натри в 100 мл ТГФ и 24,4 г трифторэтилата натри , полученного из 20,0 г (0,2 моль) трифторэтанола и 4,6 г (0,2 г-атома) натри в 100 мл ТГФ, с 23,0 г (0,2 моль) ГЩХФ в 800 М.П ТГФ провод т как указано в примере 2 в течение 30 ч. Аналогичным образом провод т и вьделение ПОФ,, В результате получают 37,9 г (выход 62%) полимера, который растворим в ТГФ, ацетоне, воде, этилацетате, и смес х с водой, а также в метаноле , этаноле и их водных смес х: 0,6 дл/г, содержание звеньев МЭ по данным ЯМРН 50 мол.%. Пример 5. Взаимодействие; 8,74 г (10 мол.%) натриймалонового эфира, полученного из 8,6 г (0,05 моль) МЭ и 1,1 г (0,05 г-атома ) натри в 80 мл ТГФ и 41,5 г бутилата натри , полученного из 3,4 г (0,47 моль) Н-бутилового спирта и 9,94,(0,43 г-атома) натри в 100 мл ТГФ, с 23,0 г (0,2 моль) ПДХФ в 1000 мл ТГФ провод т как указано в примере 2 при кипении в течении 40 ч. Выделенный аналогично примеру 2 ПОФ (27,5 г, выход 66%) растворим в бензоле, ТГФ, этаноле, ДМФА, в смес х спирт-вода, ТГФ-вода, ДМФА -, вода, хорошо набухает в воде, 1 0,6-0,7 дл/г (25, бензол), содержание звеньев МЭ по данным ЯМРН-спектроскопии 10 мол.%. П р и.м е р 6. Взаимодействие 17,44 г натриймалонового эфира (20 мол.%), полученного из 19,2 г (0,12 моль) МЭ и 2,21 г (0,1 г-атома ) натри в 100 мл ТГФ, и 44,5 фе- нол та натри , полученного из 42,9 г (0,5 моль) фенола и 8,8 г ( г-ато-ма ) натри в 100 мл бензола, с 23,0 г (0,2 моль) ПДХФ в 800 мл бензола провод т как указано в примере 2 при кипении 15 ч, затем отгон ют бензол, замен его на диоксагт, и кип т т еще 15 ч. Перемешивают сутки при комнатной температуре и вьщел ют полимер как указано в прим. 2. В результате получают 36,1 г .(выход 70%) ПОФ, которьг растворг м в бензоле, ТГФ5 , хчороформе F хорошо набухает в воде, частично раствор сь в ней: Гч 1,4 дл/г.
(25°, толуол). Содержание звеньев ЮТ по данным ЯМР Н-спектроскопии 20 мол.% Как видно из приведенных примеров, гидрофильные ПОФ можно получать на основе широкого р да известных алкокси- и аминополифосфазенов. При этом способ их1 получени отличаетс значительной простотой.По сравнению со способом-прототипом предпагаемый способ позвол ет получать гидрофильные ПОФ в одну стадию без промежуточных операций, в умеренных услов.и х. При этом необходимые дл взаимодействи Ю или его натриевого произ- водного с ПХДФ услови не вл ютс определ ющими. В св зи с этим п едлагаемый способ не требует при своей реализации каких-либо существенных изменений в оборудовании и технологии получени известных ПОФ.
Поли-бис-(трифторэтокси)фосфазен вл етс тепло- и морозостойким эластомером 6. Однако этот полимер совершенно гидрофобен, что ограничивает его применение в некоторых цел х, например в качестве носителей биологически активных веществ в медицине . Введение в этот полимер 5 мол.% Ю, как видно ив примера 2, уже придает ему способность набухать в воде.