Термо-, pH-чувствительные и каталитически активные сополимеры N-винилкапролактама тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.04 ВАК РФ

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК ИНСТИТУТ ЭЛЕМЕНТООРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ ИМ. А.Н.НЕСМЕЯНОВА

Охапкин Иван Михайлович

ТЕРМО-, рН-ЧУВСТВИТЕЛЬНЫЕ И КАТАЛИТИЧЕСКИ АКТИВНЫЕ СОПОЛИМЕРЫ ^ВИНИЛКАПРОЛАКТАМА

Специальности 02.00.04 - физическая химия 02.00.06 - высокомолекулярные соединения

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук

На правах рукописи

Москва -2005 г.

Работа выполнена в лаборатории физической химии полимеров Института элементоорганических соединений им. А. Н. Несмеянова Российской академии наук (ИНЕОС РАН)

Научные руководители: доктор физико-математических

наук, доцент Е.Е. Махаева

доктор физико-математических наук, академик РАН А.Р. Хохлов

Официальные оппоненты: доктор химических наук,

профессор B.C. Папков

доктор химических наук, А.А. Ярославов

Ведущая организация: Институт

биохимической физики им. Н.М. Эмануэля РАН

Защита состоится 2 июня 2005 г. в 10.00 на заседании диссертационного совета К 002.250.02 в Институте элементоорганических соединений им. А. Н. Несмеянова РАН по адресу: 119991, ГСП-1, Москва В-334, ул. Вавилова, 28.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ИНЭОС РАН Автореферат разослан апреля 2005 г. Ученый секретарь

диссертационного совета К 002.250.02 кандидат химических наук

А.Ю. Рабкина

Общая характеристика работы

Актуальность темы. В последние годы растет интерес к полимерам, меняющим свое физическое состояние при малых изменениях внешних параметров (температуры, рН среды, интенсивности светового излучения, напряженности электрического поля) Такие полимеры называют восприимчивыми Работы в этой области актуальны как с фундаментальной, так и с прикладной точек зрения Восприимчивые полимеры оказались удобными модельными объектами при изучении перехода клубок-глобула и нашли широкое применение в хроматографии, технологии изготовления мембран, транспорте лекарств в ткани, а также в изготовлении иммобилизованных катализаторов Наибольшее распространение получили термочувствительные (восприимчивые к температуре) полимеры Важным направлением в области исследования термочувствительных полимеров является варьирование их свойств путем введения дополнительных функциональных групп Это позволяет изменять количественные характеристики конформационных переходов и комбинировать отклики на изменения различных типов внешних параметров в одной системе Введение функциональных групп проводят сополимеризацией, полимераналогичными превращениями и добавлением низкомолекулярных соединений, в частности ПАВ Направление, связанное с функциональными изменениями, перспективно с точки зрения расширения спектра свойств термочувствительных полимеров, а в иных случаях - для разработки систем с принципиально новыми свойствами Цель работы: исследование взаимосвязи конформационных и химических свойств термочувствительных сополимеров М-винилкапролактама, содержащих протогенные, ионогенные и каталитически активные группы

Научная новизна. Настоящая работа является одной из первых, в которых изучено влияние функциональных групп на свойства линейных термочувствительных сополимеров М-винилкапролактама

- Впервые показано, что термочувствительные сополимеры N винилкапролактама (ВК) и мстакриловой кислоты (МАК) образуют в слабокислых растворах нерастворимые комплексы, стабилизированные водородными связями, при рН близких к образованию нерастворимых комплексов, сополимеры частично или полностью утрачивают термочувствителыюстъ

- Впервые проведена модификация сополимеров ВК и МАК 2-аминоэтансульфоновой кислотой. Установлено, что модификация 2-аминоэтансульфоновой кислотой, а также добавки анионного ПАВ препятствуют образованию гидрофобных комплексов в сополимерах N-винилкапролактама и метакриловой кислоты.

- Впервые показано, что термочувствительные сополимеры N-винилкапролактама, а также N-изопропилакриламида с 1-винилимидазолом обладают улучшенными каталитическими характеристиками в реакции гидролиза п-нитрофенилацетата, по сравнению с поли(1-винилимидазолом), и показывают резкий рост каталитической активности при температурах выше фазового перехода.

Практическая значимость. Полученные результаты имеют значение для разработки методик с использованием восприимчивых полимеров в направленном транспорте лекарственных средств и жидкостной хроматографии в ее нормалыюфазовом варианте, а также при создании каталитических систем, аналогичных ферментативным, но обладающих более широким диапазоном действия.

Структура работы. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, экспериментальной части, обсуждения результатов, выводов и списка цитируемой литературы. Работа изложена на^^ страницах, содержит рисунков,^ тблиц.

Апробация работы. Результаты работы были доложены на конференции студентов и аспирантов Учебно-научного центра по химии и физике полимеров и тонких органических пленок (Тверь, 2003), III Всероссийской Каргинской конференции "Полимеры-2004" и международном симпозиуме "Towards Molecular Electronics" (Ульм, Германия, 2004).

Публикации. По результатам работы опубликованы 2 статьи в рецензируемых научных журналах и 4 тезиса докладов.

Содержание работы

Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы. В литературном обзоре проведен анализ литературных данных по теме диссертации. Представлены основные работы по исследованию свойств линейных и сшитых полимеров, обладающих рН- и термочувствительностью и их практическому применению. Рассмотрено влияние модификации и добавок ПАВ на восприимчивые свойства термочувствительных и рН-чувствительных полимеров. Проведен обзор

работ по неионным интерполимерным комплексам, а также каталитическим свойствам синтетических полимеров, влиянию электростатических и гидрофобных взаимодействий на образование комплекса субстрат/катализатор

В экспериментальной части описаны методики синтеза сополимеров, спектрофотометрического исследования кинетики реакций в растворах с высокой мутностью и модификации сополимера ^винилкапролактама и метакриловой кислоты 2 аминоэтансульфоновой кислотой в присутствии водорастворимого карбодиимида, также представлены методы изучения физико-химических характеристик сополимеров В главе "Результаты и их обсуждение" представлены оригинальные результаты по теме диссертации

Результаты и их обсуждение

1. Макромолекулярные комплексы сополимеров ]]-винилкапролактама и метакриловой кислоты (ПВК-МАК).

Состав сополимера и характер распределения звеньев по цепи зависит от исходных концентраций мономеров и их реакционной способности Реакционную способность мономеров ВК и МАК изучали методом Майо-Льюиса Полученные константы сополимеризации мономеров составляли

Значения констант свидетельствуют о том, что в сополимере имеется тенденция к чередованию звеньев различных типов Однако, эта тенденция выражена слабо, поскольку значение гмак гораздо ближе к единице по сравнению с Гцк Таким образом, анализ констант сополимеризации указывает на то, что сополимер обладает распределением мономерных звеньев, близким к случайному При этом на начальных стадиях сополимеризации полимер преимущественно обогащается звеньями метакриловой кислоты

На рис 1 (кривые 1, 2) изображены рН-зависимости интенсивности рассеяния от разбавленных водных растворов сополимеров ПВК-МАК-9 и ПВК-МАК-371 при 25 °С Рассеяние резко возрастает при уменьшении рН растворов, что объясняется образованием нерастворимых агрегатов

1 число в названии сополимера соответствует процентному содержанию звеньев метакриловой кислоты М„(ПВК МАК 9) - 4 1х105 и МДПВК МАК 37) =3 8x105, по данным статического светорассеяния

Рис. I. рН-зависимости интенсивностирассеяния от растворов сополимеров ПВК-МАКи смесей ПВК/ПМАК.

Аналогичные исследования зависимостей интенсивности рассеяния от рH были проведены для водных растворов смесей поли-М-винилкапролактама (ПВК, М„ 5.6x10^ полиметакриловой кислоты (ПМАК, М„ — 7.8x105) различного состава (соотношение звеньев ВК и МАК 10:1, 2:1, 1:1). Интенсивность рассеяния резко увеличивалась при снижении рН до 6.2, что свидетельствовало об образовании нерастворимых агрегатов (рис. 1, кривые 5-7).

В протонированном состоянии ПМАК способна к образованию комплексов с полимерами, обладающими протонно-акцепторными группировками. Методом ИК-спектроскопии показано, что эффект агрегации сополимеров ПВК-МАК и смесей гомополимеров ПВК и ПМАК связан с образованием макромолекулярных комплексов, стабилизированных водородными связями между протонированными карбоксильными группами звеньев МАК и амидными группами звеньев ВК.

На рис. 2 представлены ИК-спектры сополимера ПВК-МАК-37, выделенного из водного раствора в ионизированном (а) и протонированном (б) состояниях. Ионизация ПВК-МАК-37 исключает возможность образования водородных связей между амидными и карбоксильными группами, что позволяло использовать ионизированный сополимер как образец сравнения. В спектре (а) наблюдается полоса поглощения амидной группы (1637 см-1). Спектр (б) содержит полосы связей ОО амидной (1623 см-1), так и карбоксильной групп (1716 см-1). В спектре (б) для амидной группы

характерен низкочастотный сдвиг величиной в 14 см1 по сравнению со спектром (а) Это означает, что связь С=О амидной группы участвует в формировании водородной связи, предположительно с карбоксильными группами звеньев МАК Для более детального анализа взаимодействия амидных и карбоксильных групп звеньев ВК и МАК проведено исследование полос поглощения связей С=О и ОН в смесях гомополимеров ПВК и ПМАК

v, см ' v, см 1

Рис 2 ИК-спектры сополимера ПВК-МАК-3 7 в ионизированной (а) и протонированной (б) формах, а также механической смесиПВК/ПМАК11 (в) и смеси ПВК/ПМАК1 1, осажденной израствора прирН 5 (г)

ИК-спектры смесей ПВК/ПМАК с соотношением звеньев 1 1 представлены на рис 2 В спектре механической смеси (в) можно наблюдать 2 пика связей С=О амидной и карбоксильной групп (1638 и 1710 см1 соответственно), а также связи ОН карбоксильной группы (2609 см1) В спектре смеси, полученной соосаждением из раствора при рН 5 (г) эти полосы поглощения изменяются Пик С=О карбоксильной группы сдвигается в высокочастотную область (1725 см1) Пик С=О амидной группы расщепляется, давая дублет (1637 и 1602 см1) Пик ОН карбоксильной группы сдвигается в низкочастотную область Высокочастотный сдвиг в спектре (г) полосы поглощения С=О карбоксильной группы свидетельствует об отсутствии водородных связей между карбоксильными группами ПМАК по сравнению с механической смесью Расщепление амидного пика со сдвигом одной из составляющих дублета в

низкочастотную область вызвано образованием новых водородных связей между фрагментами ОН карбоксильных и С=О амидных групп. Низкочастотный сдвиг полосы поглощения ОН говорит об изменении природы водородной связи :

2. Влияние рН на термочувствительные свойства сополимеров N-винилкапролактама и метакриловой кислоты.

При увеличении температуры для водных растворов сополимеров ПВК-МАК и ПВК характерен фазовый переход, характеризующийся НКТР в области 30-32 °С. Изменение рН также вызывает фазовый переход сополимеров (рис. 1). Исследования температурных зависимостей интенсивности рассеяния растворов при различной кислотности среды показали, что рН раствора является важным фактором, регулирующим термочувствительные свойства исследуемых систем. Объектами исследования служили сополимер ПВК-МАК-37, смесь ПВК/ПМАК 1:1 и ПВК. Из данных рис. За следует, что интенсивность рассеяния от растворов ПВК практически не зависит от рН. В случае смеси ПВК/ПМАК 1:1 и сополимера ПВК-МАК-37 температурные зависимости интенсивности рассеяния меняются в зависимости от рН. Имеются три характеристических области рН, в которых фазовое поведение этих полимерных систем различается.

В первой области, (при рН>6.0) для сополимера ПВК-МАК-37 с повышением температуры до 31°С наблюдается фазовый переход с образованием нерастворимых агрегатов, о чем свидетельствует резкое увеличение интенсивности рассеяния (рис. 36). В качестве примера на рис 36 приведена кривая, полученная при рН 7. В данном случае агрегационное поведение сополимера аналогично поведению ПВК. Температура мутности ПВК-МАК (31 °С) несколько выше, чем у ПВК (30 °С).

Во второй области, (в интервале рН 5.8-6.0) агрегационное поведение сополимера ПВК-МАК-37 меняется. При рН 6.0 нагревание растворов до 50 °С приводит к более слабой агрегации по сравнению с рН 7. При рН 5.8 агрегация сополимера при высоких температурах незначительна, как следует из рис. 36: повышение температуры приводит к невысокой интенсивности рассеяния.

В третьей области (рН<5.8), наблюдается образование нерастворимых агрегатов при комнатной температуре, интенсивность рассеяния резко возрастает и система становится не чувствительной к температурному режиму. Как было показано выше,

25 30 35 40 45 50

рН=70

25 30 35 40 45 50

рН=5 5

3- •—■"т5--г »

25 30 35 40 45 50

т,°с

Рис 3. Температурные зависимости интенсивностирассеяния растворов ПВК(а),

ПВК-МАК-37 (б) и смеси ПВК-ПМАКсостава 1:1 (в) приразличныхзначенияхрН. На

вставках: минимумы на зависимостях интенсивностирассеяния от рН в растворах ПВК-МАК-37 (б) и смеси ПВК-ПМАКсостава 1:1 (в) при 400С

это происходит вследствие образования нерастворимых макромолекулярных комплексов.

Таким образом, термочувствительность растворов сополимера ПВК-МАК-37 можно варьировать изменением кислотности среды. При этом существует интервал значений рН (5.8-6.0), в котором термоинициируемая агрегация сополимера значительно ослаблена по сравнению с рН>6. Учитывая, что при рН<5.8 происходит агрегация макромолекулярных комплексов (рис 3б), можно утверждать, что при повышенных температурах и рН 5.8-6.0 для сополимера характерен минимум агрегационной способности (рис 3б, вставка). Следует добавить, что для растворов смесей ПВК/ПМАК 1:1 характерно аналогичное поведение, с учетом того, что описанные закономерности проявляются в растворах с более высокими значениями рН (рис Зв).

Для количественной оценки фазовых переходов сополимеров ПВК-МАК были проведены микрокалориметрические исследования их водных растворов при различных значениях рН.

На рис. 4 представлены термо1раммы дифференциальной сканирующей калориметрии (ДСК) ПВК и сополимеров ПВК-МАК, содержащих 9 и 37 % звеньев метакриловой кислоты. При рН 7 на термограммах всех исследованных полимеров имеются ассиметричные пики парциальной мольной теплоемкости, характерные для термочувствительных полимеров. Из полученных данных следует, что все изученные полимеры претерпевают кооперативный фазовый переход, сопровождаемый значительным эндотермическим эффектом. При рН 7 форма калориметрических пиков сополимеров ПВК-МАК схожа с ПВК (рис 4, кривые 1, 2,3).

При рН 7 энтальпии фазового перехода всех исследованных полимеров

резко уменьшаются с увеличением доли звеньев МАК. ДНфп ПВК равна 22 Дж/г. Введение в состав полимера 9% звеньев МАК уменьшает энтальпию перехода на 30% (16 Дж/г). Сополимер, содержащий 37% МАК имеет ДНф„ в 6 раз меньшую, чем у ПВК (3.6 Дж/г).

Термоинициируемый фазовый переход ПВК обусловлен усилением гидрофобных взаимодействий, которое происходит при высоких температурах вследствие разрушения так называемых "льдоподобных" структур, окружающих гидрофобные группы в воде. Предполагается, что эндотермический эффект перехода обусловлен их плавлением. В сополимерах ПВК-МАК, заряженные звенья МАК

возмущают водное окружение гидрофобных фрагментов ВК, нарушая компактность и упорядоченность "льдоподобных" структур. Это приводит к уменьшению кооперативности фазового перехода и, соответственно, его энтальпии.

В отличие гомополимера ВК, резульгаты калориметрических исследований растворов сополимеров ПВК-МАК в слабокислых и нейтральных средах резко различаются Пик сополимера ПВК-МАК-9 начинается около 25 °С (рис 4, кривая 5). Рассматриваемый пик уширен по сравнению с пиком при рН 7. Энтальпия перехода сополимера ПВК-МАК-9 при изменении рН от 7 до 5.5 уменьшается с 16 до 6 Дж/г. Соответственно, это снижает его термочувствительные свойсгва.

В случае сополимера ПВК-МАК-37, на термограмме, полученной при рН 5.8 виден широкий вырожденный пик, который начинается при 20 °С, с точкой максимума около 31 °С (рис. 4, кривая 6) Однако, этот пик не может быть отождествлен с каким-либо изменением физического состояния сополимера, поскольку с использованием метода динамического светорассеяния (ДСР), показано, что гидродинамический радиус частиц полимера не изменяется в интервале температур 20-32 °С при рН 5 8 (табл. 1). Совокупность данных ДСК и ДСР свидетельствует об отсутствии каких-либо конформационных переходов в этой области температур.

Результаты калориметрических и оптических экспериментов по термочувствительным свойствам сополимеров ПВК-МАК в целом согласуются. Интенсивность рассеяния света от растворов, энтальпия и кооперативность фазового

перехода полимеров резко уменьшается при снижении рН раствора Наблюдается утрата термочувствительных свойств исследуемыми сополимерами при значениях рН, которые на 01-02 единицы превосходят рН осаждения комплексов из раствора Механизм данного эффекта до конца пока не установлен Тем не менее, для его объяснения можно предположить, что комплексообразование звеньев ВК и МАК в растворе начинается еще до выделения нерастворимой фазы комплекса Справедливость подобного предположения подтверждается литературными данными по аналогичным комплексам термочувствительного поли^-изопропилакриламида с ПМАК2 При этом образующиеся водородные связи между звеньями ВК и МАК уменьшают длину гидрофобных блоков ПВК, что проявляется в снижении кооперативности перехода, и, соответственно, уменьшении термочувствительных свойств образца

Табл 1 Гидродинамический радиус частиц ПВК-МАК-37 как функция рН и температуры

Т,°С Ль нм, рН 7 Яь, нм, рН 5 8

25 25 34

27 26 -

29 24 35

30 26 33

31 200 34

32 300 35

3. Влияние модификации и ионогенных ПАВ на термо- и рН-чувствительные свойства сополимера ПВК-МАК-37.

Термочувствительные свойства водорастворимых полимеров как правило, рассматриваются с точки зрения баланса гидрофобных и гидрофильных групп в макромолекуле рН-чувствительные свойства сополимеров ПВК-МАК, как было показано в разделе 1, проявляются в образовании гидрофобных макромолекулярных

2 Вшоуа Т V, (ЗгшЬ«е N V, ОппЬе^ V У, КаЬшпа Е V, Ц^иЫсу VI, Азеуеу V О, Но1арра в , ТепЬи Н,ЮюкЫо»А11 МасгптЫесЫм, 2005,38(4) 1292 1299

комплексов. Таким образом, термочувствительность и рН-чувствительность сополимера может регулироваться изменением баланса гидрофобных, электростатических взаимодействий и водородных связей. Эффективными способами такой регуляции являются полимераналогичные превращения и добавка ПАВ.

В настоящей работе изменение баланса взаимодействий осуществляли химической модификацией сополимера ПВК-МАК-37 2-аминоэтансульфоновой кислотой (таурин) в водных средах и добавлением ПАВ додецилсульфат натрия (ДДСН). В обоих случаях в систему вводились заряженные одноименно с полимером ионогенные сульфогруппы с целью изучения их влияния на термо- и рН-чувствительные свойства сополимера.

3.1. Химическаямодификация сополимера ПВК-МАКтаурином.

Модификацию сополимера ПВК-МАК таурином осуществляли при участии активатора карбоксигрупп - М--этил-№-(3-диметиламинопропил)карбодиимида (ЭД К):

По результатам исследования ЯМР-'Н степень замещения карбоксильных групп составила 35%. Варьирование концентрации ЭДК, продолжительности реакции, температуры или рН не приводило к увеличению доли модифицированных звеньев МАК в сополимере.

На рис. 5 приведены термограммы ДСК, полученные для исходного и модифицированного сополимера (далее - терполимер) при рН 7 и рН 3. Температуры фазового перехода обоих образцов при рН 7 близки и отличаются не более чем

на 0.5 °С. Энтальпии фазового перехода при тех же условия практически одинаковы (табл. 3). Это свидетельствует о том, что модификация сополимера таурином практически не затрагивает его термочувствительных свойств при нейтральных рН,

когда сополимер и терполимер ионизированы. В кислых средах (рН 3) энтальпия фазового перехода терполимера практически не изменяется по сравнению с его энтальпией при рН 7 (рис. 5, табл. 2). Следовательно, в отличие от исходного сополимера, изменение рН не влияет на термоинициируемый фазовый переход терполимера. Иными словами, при замещении части исходных карбоксигрупп на ионизированные в слабокислой среде сульфогрупны, терполимер утрачивает рН-чувствительные свойства.

Рис. 5. Термограммы ДСК исходного (1) и модифицированного сополимера (2,3), содержащего 3 7% МАК, при рН7 (1,2) и 3 (3).

Табл. 2. Сравнениехарактеристик сополимера ПВК-МАК-37до и после модификации

Полимер РН ДНф„, Дж/г Т^/С

ПВК-МАК-37, 7 3.6 33.3

до модификации

ПВК-МАК-37, 7 4.3 33.8

после модификации 3 4.1 33.3

3.1. Взаимодействие ПАВ и сополимера ПВК-МАК-37.

Известно, что ионогенные ПАВ способны адсорбироваться на цепи ПВК с образованием связанных с полимером мицелл при концентрациях ниже критической концентрации мицеллообразования. В настоящей работе исследовано взаимодействие анионного ПАВ ДДСН с сополимером ПВК-МАК-37 и его влияние на рН- и термочувствительные свойства сополимера.

Отрицательно заряженный ДДСН способен образовывать связанные мицеллы как с ПВК, так и с сополимером ПВК-МАК-37, имеющим заряды того же знака при рН 7. Это было показано методом равновесного диализа. При равновесном диализе раствора, содержащего ДДСН и ПВК-МАК-37, концентрация ДДСН во внутреннем растворе оказывалась в 2 раза выше, чем во внешнем. Это свидетельствовало о том, что адсорбция ПАВ на полимер имеет место, несмотря на то, что при рН 7 ДДСН и ПВК-МАК-37 одноименно заряжены.

В кислой среде (рН 3) при температурах ниже фазового перехода не наблюдается образования нерастворимых макромолекулярных комплексов, поскольку мицеллы ДДСН создают отрицательный заряд на полимерных цепях и результирующие электростатические взаимодействия препятствуют образованию агрегатов. Это проиллюстрировано на рис. 6, где изображены зависимости гидродинамических радиусов частиц сополимера при рН 3 и 7 от температуры в присутствии ДДСН. В области температур ниже фазового перехода размеры частиц сополимера при рН 3 и 7 практически совпадают, что говорит об отсутствии рН-индуцированной агрегации. Таким образом, небольшие добавки ДЦСН лишают ПВК-МАК-37 рН-чувствительности. Эффект в данном случае аналогичен влиянию модификации таурином. При росте температуры наблюдается увеличение гидродинамических размеров частиц сополимера, что свидетельствует о наличии термочувствительных свойств у сополимера в присутствии ПАВ как в кислых, так и в нейтральных средах.

При рН 7 и рН 3 температура фазового перехода сополимера ПВК-МАК увеличивается при добавлении ДДСН в раствор, по сравнению с раствором при рН 7 в отсутствии ПАВ (рис. 6). Данный сдвиг Тф„ связан с образованием мицелл полимер/ПАВ и, соответственно, дополнительным заряжением макромолекул. Коллапс полимерных цепей при повышенных температурах вызван увеличением гидрофобных взаимодействий звеньев ВК. Чем выше температура, тем сильнее притяжение гидрофобных участков. Силы электростатического отталкивания одноименно заряженных молекул ДЦСН, адсорбированных на цепи полимера, конкурируют с силами гидрофобного притяжения. Поэтому для преодоления сил электростатического отталкивания и образования агрегатов сополимера необходимы более высокие температуры, при которых притяжение между его молекулами сильнее электростатических взаимодействий молекул ПАВ.

Из рис. 6 следует, что сдвиг температуры фазового перехода сополимера в присутствии ПАВ является функцией рН. Увеличение Тфп тем больше, чем выше рН раствора. Это можно объяснить со следующих позиций.

Рис бТемпературныезависимости гидродинамическихрадиусовчастиц ПВК-МАК-37 в присутствии дДДСН при рН 7 и рН 3

При рН 3 помимо конкуренции гидрофобных и электростатических взаимодействий, в кислых средах необходимо учесть вклад водородных связей, образующихся между карбоксильными группами звеньев МАК и амидными группами ВК и способствующих агрегации. Кроме того, при рН 3 электростатическое отталкивание существует только между молекулами ДДСН, которые адсорбированы на полимерные цепи, поскольку большая часть звеньев МАК не ионизирована. В то же время при рН 7, во-первых, водородные связи между звеньями сополимера не образуются, поскольку эффективная степень ионизации звеньев МАК высока, во-вторых, взаимодействие последних с одноименно заряженными молекулами ДДСН дает дополнительный вклад в силы отталкивания. В итоге, для коллапса полимерных цепей необходимо более сильное притяжение, чем при рН 3 и он происходит при более высоких температурах. При этом большие концентрации ПАВ вызывают больший рост температуры фазового перехода, поскольку при повышении содержания ПАВ в растворе, его адсорбция на молекулы сополимера увеличивается.

Таким образом, модификация сополимера ПВК-МАК-37 таурином и добавление ДДСН в раствор сополимера одинаковым образом влияют на рН-чувствительные

свойства. Оба метода приводят к гидрофилизации цепей полимера в кислой среде, что противодействует образованию агрегатов гидрофобных макромолекулярных комплексов. При этом замещение заряженных карбоксильных групп на сульфогруппы практически не влияет на термочувствительные свойства сополимера в нейтральных средах. Адсорбция ПАВ, напротив, приводит к гидрофилизации цепей макромолекул, что увеличивает температуру фазового перехода.

3. Особенности католических свойств термочувствительных имидазолсодержаших полимеров.

В данной главе приведены результаты исследования влияния конформационного состояния имидазолсодержащих сополимеров N винилкапролактама (ПВК-ВИм) и ^изопронилакриламида (ПНИПА-ВИм) на их каталитическую активность в реакции гидролиза п-нитрофенилацетата (НФА):

оссн3 он

о

В ходе работы были синтезированы термочувствительные сополимеры ПВК-ВИм и ПНИПА-ВИм различного состава, обладающие НКТР в системе вода-изопропанол в области температур 35-45 °С (табл. 3). Выше НКТР эти сополимеры образуют микрогетерогенную фазу, состоящую из агрегатов глобул, сформировавшихся в условиях ухудшения качества растворителя. Ниже НКТР

Табл. 3. Характеристики гомополгшераПВИм и сополимеровПВК-ВИм и ПНИПА-ВИм

макромолекулы существуют в состоянии клубка В задачи работы входило исследование изменения каталитических свойств имидазолсодержащих фрагментов под влиянием термочувствительной полимерной матрицы путем сравнения каталитической активности макромолекул ПНИПА-ВИм и ПВК-ВИм в состоянии агрегатов и состоянии клубка.

На рис. 7 представлены зависимости скорости реакции гидролиза п-нитрофенилацетата3 от температуры в координатах Аррениуса для четырех термочувствительных катализаторов (ПНИПА-ВИм-11, ПНИНА-ВИм-13, ПВК-ВИм-29, ПВК-ВИм-204) 1 -метилимидазол и поли-1-винилимидазол (ПВИм), не обладающие термочувствительными свойствами, использовались в качестве контрольных образцов (рис 7)

Рис 7 Скорость гидролитического расщепления НФА под действием имидазолсодержащихкатализатороекак функция обратной температуры

Скорость реакции рассчитывалась по формуле.

г-ЮЦ Л е ^

0)

3 реакция проводилась при рН 7 4, в условиях фосфатного буфера, при концентрации имидазольных групп, НФА и фосфат-ионов 2 мМ

* число в названии сополимера соответствует процентному содержанию звеньев I -винилимидазола

где - начальный участок кривои изменения оптическои плотности П-

нитрофенолят-иона, е - коэффициент экстинкции п-нитрофенолят-иона при 402 нм, £ = 18500 л моль'см1, F - доля п-нитрофенолят-иона от общего содержания п-нитрофенола в растворе при рН 7 4 0 6, согласно данным спектрофотометрии)

Как видно из рис 7, зависимости 1-метилимидазола и ПВИм имеют линейный характер и удовлетворяют, таким образом, уравнению Аррениуса в исследуемом температурном интервале ПВИм является менее эффективным катализатором, чем его низкомолекулярный аналог 1-метилимидазол Для зависимостей термочувствительных сополимеров характерны отклонения от линейности в интервале температур 35-45 °С на начальном участке наблюдается резкое увеличение скорости реакции При дальнейшем росте температуры выше 45 °С отмечено уменьшение скорости реакции

Ускорение реакции гидролиза НФА в присутствии термочувствительных полимеров (при температурах выше по сравнению с контрольными образцами (рис 7) свидетельствует о наличии эффектов, влияющих на скорость реакции в дополнение к температуре С целью выяснения основных причин ускорения реакции проведен анализ конформационного состояния молекул сополимеров при увеличении температуры На рис 8 представлены функции распределения частиц сополимеров ПНИПА-ВИм-11 и ПВК-ВИм-29 по размерам при различных температурах, полученные при обработке данных динамического светорассеяния Ниже 35 °С для

^ пт пт

Рис 8 Функциираспределения частиц сополимеров ПНИПА-ВИм-11 (а) и ПВК-ВИм-29(б) погидродинамическимрадиусам приразличныхтемпературах

частиц сополимеров характерны функции распределения по радиусам с максимумом в области 5-10 нм. Небольшие средние размеры частиц свидетельствуют о том, что при данных температурах макромолекулы существуют в форме клубков. При повышении температуры появляются максимумы распределений в области значительно больших размеров, что говорит об образовании агрегатов. При сосуществовании клубков и агрегатов наблюдаются бимодальные распределения (рис 8а, 36 °С; рис. 8б, 42-43 °С). По данным динамического светорассеяния агрегация ПНИПА-ВИм-11 начинается при 35 0С, а ПВК-ВИм-29 - при 42 0С. Турбидиметрические измерения показали, что температура агрегации ПНИПА-ВИм-13 близка к ПНИПА-ВИм-11, а для ПВК-ВИм-20 она составляет 40 °С (табл. 3).

Сравнение данных рис. 7 и 8 и табл. 3 показывает, что температурные интервалы агрегации предшествуют температурным интервалам резкого увеличения скорости реакции. Следовательно, можно утверждать, что наблюдаемое ускорение реакции гидролиза НФА тесно связано с агрегацией полимерных катализаторов и обусловлено более высокой каталитической активностью агрегатов по сравнению макромолекулами в клубковом состоянии.

Кинетика гидролиза НФА в присутствии агрегатов сополимеров была более подробно охарактеризована при изучении зависимости скорости реакции от концентрации субстрата5. Такого рода эксперименты были проведены для ПНИПА-ВИм-11 при 45 °С (рис. 9). В случае общего основного катализа концентрационные зависимости скорости имеют линейный характер. В случае ПНИПА-ВИм-11 наблюдаются отклонения от линейности, и зависимость удовлетворяет уравнению Михаэлиса-Ментен, характерному для ферментативных систем, где каталитическому акту предшествует образование фермент-субстратного комплекса:

где кса1 - константа скорости образования продукта реакции при распаде фермент-субстратного комплекса, [Ео] - концентрация фермента, /5/ - концентрация субстрата, Кп - константа Михаэлиса, характеризующая сродство фермента к субстрату. Низкие значения свидетельствуют о высокой степени

В этимологии субстратом называют соединение, претерпевающее химическое превращение под действием фермента. В настоящей работе, по аналогии, под субстратом понимается п-нитрофенилацетат.

С(НФА), М

Рис. 9. Зависимость скоростигидролизаНФА от его концентрации в присутствии ПНИПА-ВИм-11 при 45°С, удовлетворяющаяур-ю Михаэлиса-Ментен.

сродства фермента к субстрату. Для ПНИПА-ВИм-11 получено значение Кт, равное 0.0105 М. Данное значениие Кт значительно выше, чем у ферментов. Например, для системы а-химотрипсин-НФА оно составляет 1.6х 10"* М. Тем не менее, соответствие кинетики реакции ур-ю 2 доказывает, что НФА может образовать с сополимерами в состоянии агрегатов аналог фермент-субстратного комплекса. В связи с этим, эффект повышенной каталитической активности сополимеров в состоянии агрегатов можно объяснить следующим образом.

Агрегаты, образующиеся при повышенных температурах, обладают развитыми поверхностями раздела полимер/растворитель с гидрофобными участками, образованными звеньями ВК. Это позволяет молекулам НФА адсорбироваться (рис. 10) на поверхности агрегатов, образуя с ними аналог фермент-субстратного комплекса. Учитывая, что амфифильный НФА является достаточно сильным поверхностно-активным веществом (энергия адсорбции НФА на поверхности гексан/вода составляет 24 кДж/моль), можно ожидать его концентрирования на поверхности агрегатов.

При формировании агрегатов амфифильные звенья 1-винилимидазола также локализованы преимущественно на поверхности агрегатов (рис. 10), поскольку они склонны к энергетически выгодному взаимодействию с молекулами воды и минимизируют энергию поверхностей раздела полимер/растворитель.

Таким образом, на поверхности агрегатов происходит повышение локальных концентраций ВИм и НФА, что ведет к эффективному росту каталитической

активности сополимеров При этом активную адсорбцию субстрата на поверхности агрегатов можно сравнить с одной из стадий ферментативного катализа Действительно, перед каталитическим актом происходит сорбция субстрата активным центром фермента В некоторых ферментах (ацетилхолинэстераза, пепсин, а-химотрипсин) активный центр содержит гидрофобные структуры, которые могут эффективно взаимодействовать с гидрофобными участками субстрата, приводя к образованию фермент-субстратного комплекса Однако для исследуемых сополимеров наблюдается значительно более низкое сродство к НФА, чем у ферментов Это связано с тем, что в сополимерах отсутствуют факторы, которые обусловливают высокую эффективность взаимодейсгвия фермента с субстратом (в частности, геометрическое соответствие между субстратом и активным центром фермента)

Рис 10 Схемагидролитическогорасщепления НФА на поверхности агрегатов термочувствите1ъныхсополимеровПНИПА ВИм и ПВК-ВИм

Выводы

1 Получены и охарактеризованы сополимеры ^винилкапролактама и метакриловой кислоты различного состава, обладающие рН- и термочувствительными свойствами в водных растворах

обнаружено, что рН-чувствитечьные свойства сополимеров проявляются в образовании в слабокислых средах нерастворимых макромолекулярных комплексов, стабилизированных водородными связями между амидными и карбоксильными группами звеньев ВК и МАК,

- установлено, что в нейтральных средах для сополимеров характерны термочувствительные свойства сополимеры претерпевают кооперативный фазовый переход при повышении температуры раствора,

- найдено, что термочувствительные свойства сополимеров ослабляются в узком интервале слабокислых значений рН, на 0 2 единицы превышающих рН образования нерастворимых комплексов,

2 Показано, что добавки ДДСН увеличивают температуру фазового перехода сополимера ПВК-МАК-37 и препятствуют выпадению в слабокислых средах нерастворимых макромолекулярных комплексов за счет образования смешанных мицелл полимер/ПАВ

3 Разработана методика модификации сополимера ПВК-МАК-37 2-аминоэтансульфоновои кислотой (таурин) Обнаружено, что модифицированный полимер сохраняет термочувствительные свойства, но не проявляет рН-чувствительных свойств

4 Синтезированы термочувствительные сополимеры ^винилкапролактама и N изопропилакриламида с ^винилимидазолом Проанализирована их каталитическая активность в реакции гидролиза п-нитрофенилацетата Установлено, что при фазовом переходе сополимеров происходит увеличение скорости реакции, превосходящее прогнозируемое влияние температуры согласно закону Аррениуса Эффект объяснен увеличением локальной концентрации субстрата из-за его адсорбции на поверхности полимерных агрегатов, образующихся при росте температуры

Основные результаты работы изложены в следующих публикациях:

1 Okhapkin I М, Bronstem L М , Makhaeva Е Е , Matveeva V G, Sulman Е М, Sulman М G , Khokhlov A R Thermosensitive lmidazole-containing catalysts in hydrolytic decomposition ofp-nitrophenyl acetate Macromolecules 2004, 37(21), 7879-7883

2 Охапкин И М , Махаева Е Е , Хохлов А Р Модификация сополимера N-винилкапролактама и метакриловой кислоты в водной среде 2-

аминоэтансульфокислотой Тезисы третьей всероссийской Каргинской конференции "Полимеры-2004" Москва, 2004 г Т1 с 120

3 Охапкин И М, Махаева Е Е , Хохлов А Р Особенности водорастворимых термочувствительных сополимеров N-винилкапролактама Тезисы третьей всероссийской Каргинской конференции "Полимеры-2004" Москва, 2004 г Т2 с 171

4 Okhapkin I М , Makhaeva Е Е , Khokhlov A R Catalytic properties of thermosensitive lmidazole-contaming copolymers m hydrolysis ofp-nitrophenyl acetate Abstracts of 'Towards Molecular Electronics" Workshop, Ulm, Germany, 2004, p 88

5 Okhapkin I M, Nasimova I R , Makhaeva E E , Khokhlov A R Effect of Complexation of Monomer Units on pH- and Temperature-Sensitive Properties ofPoly(N-vinylcaprolactam-co-methacryhc acid) Macromolecules 2003 , 36(21), 8130-8138

6 Охапкин И М рН-чувствительные свойства сополимеров N-винилкапролактама и метакриловой кислоты Тезисы конференции студентов и аспирантов Учебно-научного Центра по химии и физике полимеров и тонких органических пленок Тверь, 2003 г с41

Ол. 00

ООП Фиаф-та МГУ. Заказ 67-80-05

Введение.

1. Обзор литературы.

1.1. рН-термочувствительные сополимеры.

1.2. Применение рН-термочувствительных полимеров. Сополимеры N-винилкапролактама.

1.3. Модификация и добавки ПАВ как способы изменения свойств рН и термочувствительных полимеров.

1.4. Интерполимерные комплексы.

1.5. Синтетические полимерные катализаторы.

2. Экспериментальная часть.

3. Результаты и их обсуждение.

3.1. Сополимеры N-винилкапролактама и метакриловой кислоты: рН и термочувствительные свойства, образование макромолекулярных комплексов.

3.2. Влияние модификации и ПАВ на рНи термочувствительные свойства сополимеров Nвинилкапролактама и метакриловой кислоты.

3.3. Каталические свойства термочувствительных имидазолсодержащих сополимеров.

Выводы.

В последние годы растет интерес к полимерам, меняющим свое физическое состояние при малых изменениях внешних параметров (температура, рН среды, интенсивность светового излучения, напряженность электрического поля [1]). Такие полимеры называют восприимчивыми. Работы в этой области актуальны как с фундаментальной, так и с прикладной точек зрения. Восприимчивые полимеры оказались удобными модельными объектами при изучении перехода клубок-глобула [2-4] и нашли широкое применение в хроматографии [5-7], транспорте лекарств в ткани [8,9], технологии изготовления мембран [9,10], а также в изготовлении иммобилизованных катализаторов [12]. Наибольшее распространение получили термочувствительные (восприимчивые к температуре) полимеры. Среди термочувствительных полимеров важное прикладное значение имеют водорастворимые при низких температурах поли(К-изопропилакриламид) (ПНИПА) и поли(Ы-винилкапролактам) (ПВК) с НКТР в физиологической области температур (30-32 °С):

С=0

NH

СН сн3 сн3 поли^-изопропилакриламид поли-Ы-винилкапролактам

Перспективным направлением в области исследования термочувствительных полимеров является варьирование их свойств путем введения дополнительных функциональных групп, что позволяет изменять количественные характеристики конформационных переходов и комбинировать отклики на различные типы внешних параметров в одной системе. Введение функциональных групп проводят сополимеризацией и полимераналогичными превращениями. Также, физико-химическим методом варьирования свойств водорастворимых термочувствительных полимеров и гелей являются добавки поверхностно-активных веществ (ПАВ) [13]. Добавки ПАВ, в частности, могут сложным образом влиять на свойства восприимчивых полимеров с комбинированным откликом, как было показано в работе [14] при исследовании рН- и термочувствительных микрогелей-сополимеров N-винилкапролактама и акриловой кислоты.

Введение функциональных групп в термочувствительные полимеры перспективны с точки зрения расширения спектра свойств восприимчивых полимеров, а в иных случаях - для разработки систем с принципиально новыми свойствами.

В настоящей работе основным способом введения дополнительных функциональных групп являлась сополимеризация с соответствующими мономерами. Исследовались два типа термочувствительных сополимеров. К первому типу относятся сополимеры N-винилкапролактама (ВК) и метакриловой кислоты (МАК), агрегирующие при повышении температуры и понижении рН среды. Особым свойством данных сополимеров является подавление термоинициируемой агрегации в кислых средах, при низкой степени заряженности звеньев МАК. Кроме того изучалось влияние химической модификации и добавок анионных ПАВ на свойства сополимеров ВК и МАК. Ко второму типу относятся сополимеры N-винилкапролактама и N-изопропилакриламида (НИПА) с 1-винилимидазолом. Для них характерны специфические каталитические свойства в реакции гидролиза п-нитрофенилацетата (НФА), не наблюдаемые для гомополимера 1-винилимидазола, и его низкомолекулярного аналога - 1-метилимидазола. Цель работы: исследование взаимосвязи конформационных и химических свойств термочувствительных сополимеров N-винилкапролактама, содержащих протогенные, ионогенные и каталитически активные группы Научная новизна. Настоящая работа является одной из первых, в которых изучено влияние функциональных групп на свойства линейных термочувствительных сополимеров N-винилкапролактама.

- Впервые показано, что термочувствительные сополимеры N-винилкапролактама (ВК) и метакриловой кислоты (МАК) образуют в слабокислых растворах нерастворимые комплексы, стабилизированные водородными связями; при рН близких к образованию нерастворимых комплексов, сополимеры частично или полностью утрачивают термочувствительность.

- Впервые проведена модификация сополимеров ВК и МАК 2аминоэтансульфоновой кислотой. Установлено, что модификация 2аминоэтансульфоновой кислотой, а также добавки анионного ПАВ препятствуют образованию гидрофобных комплексов в сополимерах N-винилкапролактама и метакриловой кислоты.

- Впервые показано, что термочувствительные сополимеры N-винилкапролактама, а также N-изопропилакриламида с 1-винилимидазолом обладают улучшенными каталитическими характеристиками в реакции гидролиза п-нитрофенилацетата, по сравнению с поли(1-винилимидазолом), и показывают резкий рост каталитической активности при температурах выше фазового перехода. Практическая значимость. Полученные результаты имеют значение для разработки методик с использованием восприимчивых полимеров в направленном транспорте лекарственных средств и жидкостной хроматографии в ее нормальнофазовом варианте, а также при создании каталитических систем, аналогичных ферментативным, но обладающих более широким диапазоном действия.

Апробация работы. Результаты работы были доложены на конференции студентов и аспирантов Учебно-научного центра по химии и физике полимеров и тонких органических пленок (Тверь, 2003), III Всероссийской Каргинской конференции "Полимеры-2004" и международном симпозиуме "Towards Molecular Electronics" (Ульм, Германия, 2004). Публикации. По результатам работы опубликованы 2 статьи в рецензируемых научных журналах и 4 тезиса докладов.

1.Обзор литературы.

В настоящей работе изучается взаимосвязь конформационных и химических свойств термочувствительных полимеров, содержащих различные функциональные группы, в водных растворах. На примере сополимеров N-винилкапролактама и метакриловой кислоты рассмотрено влияние состава, строения и степени заряженности ионогенных групп на изменение конформации молекул сополимеров при варьировании рН и температуры. В случае сополимеров N-винилкапролактама и N-изопропилакриламида с 1-винилимидазолом рассматривается влияние конформационного состояния сополимеров на их каталитические свойства в реакции гидролиза сложных эфиров, обусловленные наличием имидазольных групп.

В предлагаемом обзоре рассмотрены свойства сополимеров обладающих рН-термочувствительностью, влияние полимераналогичных превращений и добавок ПАВ на характеристики рН- и термочувствительных сополимеров. В ввиду того, что важным свойством полимеров, содержащих звенья метакриловой кислоты, является способность к образованию макромолекулярных комплексов [15], по этой тематике также проведен обзор некоторых работ. В заключение, будут рассмотрены физико-химические аспекты каталитических процессов при участии синтетических полимерных катализаторов.

Выводы

1. Получены и охарактеризованы сополимеры N-винилкапролактама и метакриловой кислоты различного состава, обладающие рН- и термочувствительными свойствами в водных растворах:

- обнаружено, что рН-чувствительные свойства сополимеров проявляются в образовании в слабокислых средах нерастворимых макромолекулярных комплексов, стабилизированных водородными связями между амидными и карбоксильными группами звеньев ВК и МАК;

-установлено, что в нейтральных средах для сополимеров характерны термочувствительные свойства: сополимеры претерпевают кооперативный фазовый переход при повышении температуры раствора;

- найдено, что термочувствительные свойства сополимеров ослабляются в узком интервале слабокислых значений рН, на 0.2 единицы превышающих рН образования нерастворимых комплексов;

2. Показано, что добавки ДДСН увеличивают температуру фазового перехода сополимера ПВК-МАК-37 и препятствуют осаждению нерастворимых макромолекулярных комплексов в слабокислых средах за счет образования смешанных мицелл полимер/ПАВ.

3. Разработана методика модификации сополимера ПВК-МАК-37 2-аминоэтансульфоновой кислотой (таурин). Обнаружено, что модифицированный полимер сохраняет термочувствительные свойства, но не проявляет рН-чувствительных свойств.

4. Синтезированы термочувствительные сополимеры N-винилкапролактама и N-изопропилакриламида с N-винилимидазолом. Проанализирована их каталитическая активность в реакции гидролиза п-нитрофенилацетата. Установлено, что при фазовом переходе сополимеров происходит увеличение скорости реакции, превосходящее прогнозируемое влияние температуры согласно закону Аррениуса. Эффект объяснен увеличением локальной концентрации субстрата из-за его адсорбции на поверхности полимерных агрегатов, образующихся при росте температуры.

1. Jeong В., Gutowska A. Trends Biotechnol., 2002, 20, 305.

2. Wu С., Wang X. Macromolecules, 1999, 32,4299.

3. Lau A.C.V.,Wu C. Macromolecules, 1999, 32, 581.

4. Binkert Т., Oberreich J., Meewes M., Nyffenegger R., Ricka J. Macromolecules, 1991,24,5806.

5. Hosoya K., Kubo Т., Takahashi K., Ikegami Т., Tanaka N. J. Chromatogr. A, 2002, 979, 3.

6. Gewehr M., Nakamura K., Ise N., Kitano H. Makromol. Chem., 1992, 193, 249.

7. Kanazawa H., Yamamoto K., Matsushima Y., Takai N., Kikuchi A., Sakurai Y., Okano T. Anal Chem., 1996, 68, 100.

8. Vihola H., Laukkanen A., Hirvonen J., Tenhu H. Eur. J. Pharm. Sci., 2002, 16, 69.

9. Murthy N., Campbell J., FaustoN., Hoffman A.S., Stayton P.S. J. Contr. Release, 2003, 89, 365.

10. Kirsh Y. E., Vorobiev A. V., Yanul N. A., Fedotov Y. A., Timashev S. F. Sep. Purif. Technol., 2001, 22-23, 559.

11. Hester J. F., Olugebefola S. C., Mayes A. M. J. Membr. Sci., 2002, 208, 375.

12. Kokufuta E. Adv. Polym. Sci., 1993, 110, 157.

13. Махаева E.E. Дисс. на соискание ученой степени д.ф-м.н. Москва, 2004 г.

14. Peng S., Wu С. Macromolecules, 2001, 34, 568.

15. Subotic D.V., Wu X. Y. Ind. Eng. Chem. Res., 1997, 36, 1302.

16. Lim Y.B. Pharm. Res., 2000, 17, 811.

17. Lim Y.B. J. Am. Chem. Soc., 1999, 121, 5633.

18. Bulmus V. Bioconjugate. Chem., 2000, 11, 78.

19. Gan L. H., Gan Y. Y., Deen G. R. Macromolecules, 2000,33, 7893.

20. Mi K. Y., Yong K. S., Chong S. C., Young M. L. Polymer, 1997, 38, 2759.

21. Mi K. Y., Yong K. S., Young M. L. Chong S. C. Polymer, 1998, 39, 3703.

22. Kobayashi J., Kikuchi A., Sakai К, Okano, T. Anal Chem., 2001, 73,2027.

23. Yamamoto K., Serizawa Т., Muraoka Y., Akashi M. Macromolecules, 2001, 34, 8014.

24. Chen G., Hoffman A. S. Macromol. Chem. Phys., 1995, 196,1251.

25. Weaver J.V.M., Bannister I.,Robinson K.L., Bories-Azeau X., Armes S.P., Smallridge M., McKenna P. Macromolecules, 2004, 37, 2395.

26. Liu X-M., Wang L-S. Biomaterials, 2004, 25, 1929.

27. Kakinoki S., Kaetsu I., Nakayama M., Sutani K., Uchida K., Yukutake K. Radiation Phys. Chem., 2003, 67, 685.

28. Kim J-H., Lee T.R. Chem. Mater., 2004, 16, 3647.

29. Kang S.I., Na K., Bae Y.H. Colloids Surf. A., 2003. 231, 103.

30. Twaites B.R., de las Heras Alarcon C., Cunliffe D., Lavigne M., Pennadam S., Smith J.R., Gorecki D.C., Alexander C. J. Contr. Release, 2004, 97, 551.

31. Zhang K., Wu X.Y. Biomaterials, 2004, 25, 5281.

32. Kirsh Y.E., Yanul N. A., Popkov M.Y. Eur. Polym. J., 2002, 38,403.

33. Lozinsky V.I., Simenel I.A., Kurskaya E.A., Kulakova V.K., Galaev I.Y., Mattiasson В., Grinberg V.Y., Grinberg N.V., Khokhlov A.R. Polymer, 2000,41, 6507.

34. Хавула E.B., Кузнецов B.A., Вережников B.H., Шаталов Г.В. Конденсированные среды и межфазные границы., 2003, 5, 333.

35. Ivanov А.Е., Kazakov S.V., Galaev I.Y., Matiasson В. Polymer, 2001,42, 3373.

36. Ivanov A.E., Galaev I.Y., Kazakov S.V., Matiasson B. J. Chromatogr. A, 2001, 907, 115.

37. Лозинский В.И., Сименел И.А., Курская E.A., Кулакова В.К., Гринберг В.Я., Дубовик А.С. Галаев И.Ю., Маттиассон Б., Хохлов А.Р. Докл. акад. наук, 2000, 375, 637.

38. Lozinsky V.I., Simenel I.A., Kulakova V.K., Kurskaya E.A., Babushkina T.A., Klimova T.P., Burova T.V., Dubovik A.S., Grinberg V.Y., Galaev I.Y., Matiasson В., Khokhlov A.R. Macromolecules, 2003, 37, 7308.

39. Makhaeva E. E.; Tenhu H., Khokhlov A. R. Macromolecules, 2002, 35, 1870.

40. Peng, S.; Wu, C. Macromolecules, 2001, 34, 6795.

41. Verbrugghe S., Laukkanen A., Aseyev V., Tenhu H., Winnik F.M., Du Prez F.E. Polymer, 2003,44, 6807.

42. Vihola H., Laukkanen A., Valtola L., Tenhu H., Hirvonen J. Biomaterials, 2005, 26, 3055.

43. Bokias G., Hourdet D. Polymer, 2001,42, 6329.

44. Ни Т., You Y., Pan C., and Wu C. J. Phys. Chem. B, 2002, 106 , 6659.

45. Ruan С., Zeng К., Grimes С. Anal Chim. Acta, 2003,497, 123.

46. Virtanen J., Baron C., Tenhu H. Macromolecules, 2000, 33, 336.

47. Virtanen J., Tenhu H. Macromolecules, 2000, 33, 5970.

48. Sakai M., Satoh, N., Tjujii K., Zhang Y.Q., Tanaka T. Langmuir, 1995, 11, 2493.

49. Schwuger M. J. Colloid Interface. Sci., 1973,43,491.

50. Lange H. KolloidZ.Z. Polym, 1971, 243, 101.

51. Ricka J., Meewes M., Nyffenegger R., Binkert. T. Phys. Rev. Lett., 1990, 65, 657.

52. Makhaeva E.E., Tenhu H., Khokhlov A.R. Macromolecules, 2002, 35, 1870.

53. Osada Y. J. Polym. Sci.: Polym. Chem. Ed., 1979, 17, 3485.

54. Антипина А.Д., Барановский В.Ю., Паписсов И.М., Кабанов В.А. Высокомолек. соед., серия А., 1972, 14, 941.

55. Осада И., Антипина А.Д., Паписсов И.М., Кабанов В.А., Каргин В.А .ДАН СССР, 1970, 191,399.

56. Паписсов И.М, Барановский В.Ю., Антипина А.Д., Кабанов В.А. ДАН СССР, 1971, 199,1364.

57. Рое G.D., Jarrett W.L., Scales C.W., McCormick C.L. Macromolecules, 2004, 37,2603.

58. Малюкова Е.Б. Основы создания экологически безопасных процессов эмульсионной полимеризации. М.: "Техника", 2001 г.

59. Смирнов Д.Н., Генкин В.Е. Очистка сточных вод в процессах обработки металлов. М.: Металлургия, 1989 г.

60. Restrepo A.S, Ju L-K. Ind. Eng. Chem. Res., 2003,42, 4296.

61. Бимендина JI.A., Роганов B.B., Бектуров E.A. Высокомолек. coed., серия A., 1974,16,2810.

62. Паписов И.М., Барановский В.Ю., Кабанов В.А. Высокомолек. соед., серия А., 1975, 17,2104.

63. Usaitis A., Maunu S.L., Tenhu Н. Eur. Polym. J., 1997, 33, 219.

64. Burova Т.V., Grinberg N.V., Grinberg V.Y., Kalinina E.V., Lozinsky V.I., Aseyev V.O., Holappa S., Tenhu H., Khokhlov A.R. Macromolecules, 2005, 38, 1292.

65. Garay M.T., Llamas M., Iglesias E. Polymer, 1997, 38, 5091.

66. Chen G., Hoffman A.S. Macromol. Rapid Commun, 1995, 16, 175.

67. Bian F., Liu M. Eur. Polym. J., 2003, 39, 1867.

68. Liu S., Fang Y., Gao G., Liu M., Hu D. Spectrochimica Acta A, 2005, 61, 887.

69. Lau C., Mi Y. Polymer, 43, 2002, 823.

70. Peng Т., Cheng Y-L. Polymer, 2001, 42, 2091.

71. Torres-Lugo M., Peppas N. A. Macromolecules, 1999, 32, 6646.

72. Bender M.L. Chem. Rev., 1960, 60,105.

73. Hendersen B. J. Mol. Biol., 1970, 54, 341.

74. Kunitake Т., Okahata Y. Adv. Polym. Sci., 1970, 20, 161.

75. Wulff G. Chem. Rev., 2002,102, 1.

76. Wulff G., Grobe-Einsler R., Vesper W., Sarhan A. Makromol. Chem., 1977, 178, 2817.

77. Wulff G., Kemerrer R., Vietmieter J., Poll H.G. Nouv. J. Chim., 1982, 6, 681.

78. Bystrom S.E., Boeije A., Akermark B. J. Am. Chem. Soc., 1993, 115, 2081.

79. Beach J.V., Shea K.J. J. Am. Chem. Soc., 1994,116, 379.

80. Sacurada I., Sakagushi Y., Ono Т., Ueda T. Makromolek. Chem., 1966, 91, 243.

81. Кирш Ю.Э., Кабанов B.A., Каргин B.A. ДАН СССР, 1967, 117, 112.

82. Стародубцев С.Г., Кирш Ю.Э., Кабанов В.А. Выскомолек. соед, серия А, 1974, 16, с. 2260.

83. Kunitake Т., Shimada F., Aso С. J. Am. Chem. Soc., 1969, 91, 2716.

84. Kunitake Т., Shinkai S. J. Am. Chem. Soc., 1971, 93,4247.

85. Overberger C.G., Corett R., Salarnone J.C., Yaroslavsky S. Macromolecules, 1968, 1,331.

86. Overberger C.G., St. Pierre Т., Vorchheimer N., Lee J., Yaroslavsky S. J. Am. Chem. Soc., 1965, 87, 296.

87. Overberger C.G., Sitaramaiah R., St. Pierre Т., Yaroslavsky S. J. Am. Chem. Soc., 1965, 87, 3270.

88. Overberger C.G., Smith T.W. Macromolecules, 1975, 8,416.

89. Wang G-J., Fife W.K.J. Am. Chem. Soc., 1998, 120, 883.

90. Wang G., Kuroda K., Enoki Т., Grosberg A., Masamune S., Oya Т., Takeoka Y., Tanaka T. PNAS, 2000, 18, 9861.91.0verberger C.G., Morimoto M. J. Am. Chem. Soc., 1971, 93, 3222.

91. Эскин В. E. Рассеяние света растворами полимеров и свойства макромолекул. Л.: Наука, 1986.

92. Mikheeva L.M., Grinberg N.V., Mashkevich A.Y., Grinberg V.Y., Le T.M.T. Makhaeva E.E., Khokhlov A.R. Macromolecules, 1997, 30, 2693.

93. Holmberg C., Nilsson S., Singh S.K., Sundeliif L-U. J. Phys. Chem., 1992, 96, 871.

94. Carraway K. L., Koshland Jr D. E. Methods Enzymol., 1972, 25, 616.

95. Mayo F.R., Lewis F.M. J. Am. Chem. Soc., 1944, 66, 1594.

96. Pimentel G.C., McClellan A.L. Hydrogen bond. W.H. Freeman and Co:London, 1960.

97. Hae J.K., Seong-Hun P., Tong S.C., Sung H.C. J. Mol. Structure, 1999, 478, 275.

98. Bielanski A., Datka J., Gil В., Malecka-Lubanska A., Micek-Ilnicka A. Catal. Lett., 1999,57,61.

99. Leroux N., Samyn C., Zeegers-Huyskens T. J. Mol Structure, 1998,448, 209.

100. Aoyagi Т., Ebara M., Sakai K., Sakurai Y., Okano T. J. Biomater. Sci.: Polym.Edn., 2000, 11, 101.

101. Kujawa P., Winnik F.M. Macromolecules, 2001, 43, 4130.

102. Ben'Naim A. In Hydrophobic Interactions, Plenum Press: New York, 1980; pp. 1-24.

103. Tager A.A., Safronov A.P., Berezyuk E.A., Galaev I.Y. Coll. Polym. Sci., 1994, 272,1234.

104. Makhaeva E.E., Tenhu H., Khokhlov A.R. Macromolecules, 1998, 31, 6112.

105. Silva R.C., Olofsson G., Schillen K., Loh W. J. Phys. Chem. B, 2002, 106, 1239.

106. Laukannen A., Valtola L., Winnik F.M., Tenhu H. Macromolecules, 2004, 37, 2268.

107. Silver M.S. J. Am. Chem. Soc., 1966, 88, 4247.

108. Василевская B.B., Аэров A.A., Хохлов A.P. Докл. акад. наук, 2004, 398, №6, 1.