Гидрофильные производные карбосилановых дендримеров тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.06 ВАК РФ

На правах рукописи —

Терещенко Алексей Сергеевич

ГИДРОФИЛЬНЫЕ ПРОИЗВОДНЫЕ КАРБОСИЛАНОВЫХ ДЕНДРИМЕРОВ:

СИНТЕЗ И СВОЙСТВА

02.00.06 - высокомолекулярные соединения

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук

Москва - 2006

Работа выполнена в Институте синтетических полимерных материалов им. Н.С. Ениколопова Российской академии наук (ИСПМ РАН)

Научный руководитель:

доктор химических наук, член-корр. РАН Музафаров Азиз Мансурович

Официальные оппоненты:

доктор химических наук, член-корр. РАН Зезин Александр Борисович

доктор химических наук, профессор Арсланов Владимир Валентинович

Ведущая организация:

Институт элементоорганических соединений им. А.Н. Несмеянова РАН

Защита состоится 1 июня 2006 г. в 11 часов на заседании диссертационного совета Д 002.085.01 в Институте синтетических полимерных материалов им. Н.С. Ениколопова РАН по адресу: 117393, Москва, ул. Профсоюзная 70.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института синтетических полимерных материалов им. Н.С. Ениколопова Российской академии наук.

Автореферат разослан 28 апреля 2006 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета Д 002.085.01 кандидат химических наук

Бептенко М.А.

Общая характеристика работы

Актуальность темы. За почти четверть века, прошедшую с момента появления первых примеров синтеза, регулярные сверхразветвленные полимеры (дендримеры) заняли свое место среди известных макромолекулярных систем. Эти необычные соединения продолжительное время оставались объектами чисто фундаментальных исследований, однако с совершенствованием методов синтеза и накоплением информации об их свойствах ситуация стала меняться. В последние несколько лет наблюдается рост интереса в направлении практического применения дендримеров. Наиболее перспективными в этом плане выглядят задачи создания высокоэффективных гомогенных катализаторов и систем для молекулярного капсулирования и направленного транспорта. В силу ряда условий, очень востребованными в данных областях являются дендримеры обладающие дифильной структурой. Разработка методов их синтеза является актуальной задачей.

Карбосилановые дендримеры, помимо гидрофобности, обладают высокой химической и термической стойкостью. Вместе с тем функциональные группы при атоме кремния обладают высокой реакционной способностью, что открывает широкие перспективы для разработки методов синтеза амфифильных производных. Основной проблемой на сегодняшний день является недостаток информации, которая бы охватывала свойства представительных гомологических рядов дендримеров. Недостаток простых и эффективных методов введения полярных групп в структуру кремнийорганических дендримеров также является сдерживающим фактором для более широко применения подобных соединений.

Цель работы заключалась в получении амфифильных карбосилановых дендримеров различной структуры и изучении их поверхностно-активных и мицеллоподобных свойств. Научная новизна.

1. Продемонстрировано, что модификация карбосилановых дендримеров с использованием агентов, содержащих защищенные функциональные группы, является универсальным методом получения амфифильных производных. Синтезирован ряд полигидроксильных карбосилановых дендримеров с различной структурой ядра и поверхностного слоя.

2. Проведено исследование серии полигидроксильных карбосилановых дендримеров в монослоях на поверхности воды. Показано, что их поведение в первую очередь определяется структурой и плотностью гидрофильной оболочки.

3. Продемонстрировано, что небольшие добавки поверхностно-активных веществ (ПАВ) способны существенно улучшать растворимость дендримеров в воде, за

счет встраивания в оболочку. Впервые

С.-Петербург ОЭ 200^акт^

гомологического ряда дендримеров могут реализовываться различные варианты взаимодействия с ПАВ. 4. Исследование сорбции низкомолекулярных гидрофобных соединений комплексами «дендример - ПАВ» показало, что, варьируя содержание ПАВ в системе, можно менять емкость комплекса и скорость высвобождения солюбилизированных молекул.

Практическая значимость. Разработанный метод модификации дендримеров позволяет гибко регулировать структуру получаемых полимеров за счет использования различных модифицирующих агентов, что было продемонстрировано в работе. Благодаря использованию защищенных функциональных групп в модификаторе, отсутствуют принципиальные ограничения для введения в дендример других полярных групп, помимо гидроксильных. Показано, что использование ПАВ в системах молекулярного капсулирования дает дополнительный инструмент для регулирования их свойств. Это имеет важное значение для создания управляемых систем направленного транспорта лекарственных препаратов.

Апробация работы. Материалы работы были доложены на Международной конференции "Jülich Soft Matter Days" (Керкраде, Нидерланды, 2002), X Всероссийской конференции «Структура и динамика молекулярных систем» (Яльчюс, 2003), III Международном симпозиуме «Молекулярный дизайн и синтез супрамолекулярных архитектур» (Казань, 2004), 229-м съезде Американского химического общества (Сан-Диего, США, 2005), X Всероссийской конференция «Кремнийорганические соединения: синтез, свойства, применение» (Москва, 2005) и Европейском полимерном конгрессе (Москва, 2005).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 7 печатных работ, из которых 3 статьи и 4 тезиса докладов на научных конференциях.

Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, литературного обзора, обсуждения результатов, выводов, экспериментальной части и списка цитированной литературы. Работа изложена на 131 странице, содержит 63 рисунка и 6 таблиц. Список цитируемой литературы содержит 164 наименования.

Основное содержание работы

Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы, отражены ее научная новизна и практическая значимость.

В литературном обзоре проведен анализ литературных данных. Представлены основные работы по синтезу амфифильных дендримеров различной химической природы. Рассмотрено поведение дендримеров в монослоях на границе раздела фаз вода - воздух. Проанализированы данные по мицеллоподобным свойствам

амфифильных дендримеров, в частности, касающиеся солюбилизации низкомолекулярных соединений.

Обсуждение результатов состоит из 3 разделов. В первом описаны методы синтеза гидрофилизующих агентов и полигидроксильных дендримеров. Во втором рассмотрено поведение полученных дендримеров в монослоях на поверхности воды. Третий раздел посвящен изложению данных по получению комплексов «дендример -ПАВ» и солюбилизации ими низкомолекулярных гидрофобных соединений.

В экспериментальной части приведены методики синтеза и характеристики модифицирующих агентов и дендримеров на их основе, а также условия проведения и методики выполненных физико-химических экспериментов.

1. Синтез амфифильных карбосилановых дендримеров.

Для получения амфифильных производных карбосилановых дендримеров был выбран способ, описанный ранее в работе [1] и заключающийся в использовании гидрофилизующего агента, который вводится в структуру дендримера по реакции гидросшгалирования и содержит гидроксильную группу в латентном положении. Такой подход позволяет легко варьировать степень гидрофильности агента за счет изменения его длины, количества гидроксильных групп и полярных фрагментов.

Регулирование плотности молекулярной структуры дендримера возможно за счет использования дендримеров различных генераций и гомологических рядов, отличающихся функциональностью исходного разветвляющего центра.

Для создания представительного ряда полигидроксильных карбосилановых дендримеров в работе были синтезированы два гидридсилильных реагента, содержащих одну и три концевые гидроксильные группы в латентном положении. 1.1. Синтез гидрофилизующих агентов

Гидрофилизующий агент с одной гидроксильной группой был синтезирован в соответствии с описанным ранее методом [1] (рис. 1).

Ыа (мет.)

СН,—СНСНгС! СН,СОС1, Ру НОСН2СН2ОН ---► СН2=СНСН20СН2СН20Н —---

- №С1 1 - руна

СН3

Н81(СНз)гС1 I СН2—СНСН2ОСН2СН2ОСОСН3--- а-бГСНгСНгСНгОСНгСНгОСОСН,

2 СН, 3

1. ими сН]

2. (СН^звЮ! I

---- Н -ЭЮНгСН^НгОСНгСНгОЗЦСНз),

СН, *

Рис. 1 Схема синтеза гидрофилизующего агента с одной латентной гидроксильной

группой.

В спектре ЯМР 'Н полученного продукта количество сигналов протонов, их положение и интегральные интенсивности соответствуют структуре соединения 4. Чистота продукта по данным ГЖХ составила 98 %.

Синтез гидрофилизующего агента с тремя гидроксильными группами 8 в литературе описан не был. Основой при разработке его синтеза послужила предыдущая схема, которая, однако, была существенным образом модифицирована.

СНзОН МаОН СН.ОН (СНЛ81С1 ------ * ' Щ ЬнгОИ

СНзОН

СН2-0-8КСНЙ,

СНг* СНСНгОСНг-О-СНгО-вЦСН,), СН2-0-8ЦСН,)3

СН, СИ] Н-8(-0-81-Н 7 СН, СН,

6

СН, СНз СН2-0-81(СН5)5

Н-31-0-81 -СНгСНгСНгОСНг С- СН20-в1(СН,)3 СН! СН3 СНг-0-81(СНз)з

8

Рис. 2. Схема синтеза гидрофилизующего агента с тремя латентными гидроксильными группами.

На первой стадии (рис. 2) реакцией пентаэригрита с бромистым аллилом в присутствии №ОН был получен моноаллиловый эфир пентаэритрита 5. Из смеси эфиров продукт был выделен фракционной перегонкой в вакууме. Далее гидроксильные группы защищались взаимодействием эфира со смесью триметилхлорсилана и гексаметилдисилазана. После очистки перегонкой соединение 6 ввели в реакцию с тетраметилдисилоксаном 7. Синтез проводили в 4-х кратном избытке тетраметалдисилоксана, а продукт реакции (8) очищали перегонкой в вакууме. На всех стадиях синтеза структуру полученных продуктов подтверждали спектрами ЯМР 'Н.

Чистота продукта, выделенного после последней стадии, по данным ГЖХ составляет 93 %. В спектре ЯМР продукта количество сигналов протонов, их положение и интегральные интенсивности соответствуют структуре соединения 8.

Ь с Ь I

а СН, СН>£| е { д СН2-0-31(СНЛ Н-81 -0-81 -СНгСНгСНгОСН*- С - СНаО-в1(СН,),

СН, СН, СНг-0-8|(СН,Ь 0+1

и

е

4

ррт

Рис. 3. Спектр ЯМР *Н соединения 8 4

На основании данных ГЖХ и ЯМР спектров полученный продукт идентифицирован как соединение 8.

1.2. Синтез полигидроксильных дендримеров Гидрофилизующие агенты 4 и 8 были использованы в синтезе полигидроксильных карбосилановых дендримеров. В качестве матриц были использованы полиаллильные карбосилановые дендримеры с различной плотностью молекулярной структуры: тип а (рис. 4а) - дендример только 5 генерации с 96 концевыми группами (С5(96АН)) и тип Ь (рис. 4Ь) - дендримеры 3, 4 и 5 генераций с 32, 64 и 128 концевыми группами (СЗ(32А11), С4(64А11), С5(128А11)).

далее

1гСН-СНг

СНзСНзСН,

СН, СНз СНг-0-81(СН,),

Н-Ш-О-«-(СН2Ь0СН,-С-СН^>-8ЦС1и, СН, СН, СН,-0-Ш(СН,),

СН]

ей.

СН,-0-81(СНа),

(СНЛ81 -О- Я-(СН,),ОСН, -С-СНгО-вЧСНз),

СН, СН,

сн,он сн,соон

СН, СН, (СН^1 -О- 8!-(СН2),ОСН:-СН, СН,

СН2-0-»1(СН,),

СНгОН

•С-СНгОН СНгОН

Рис. 5. Схема синтеза полигидроксильного карбосиланового дендримера.

снгсн=сн,

далее ■

Рис. 4. Полиаллильные карбосилановые дендримеры.

Полиаллильные дендримеры с помощью гидрофилизующих агентов реакцией гидросилилирования были превращены в дифильные карбосилановые дендримеры с различным соотношением

гидрофобной и гидрофильной частей молекулярной структуры. Общая схема синтеза (рис. 5) приведена на примере дендримера типа а с трифункциональным разветвляющим центром и гидридсилана 8.

В результате реакции

гидросилилирования полиаллильных дендримеров гидридсиланами 4 и 8 были получены полигидроксильные дендримеры с гидроксильной группой в латентном положении 9,11,13,15 и 17,19,21,23 (табл. 1). Эти триметилсилильные дендримеры затем превращались в соответствующие им дендримеры со свободной гидроксильной группой 10, 12, 14, 16 и 18, 20, 22, 24, соответственно, путем снятия триметилсилильной защита.

В таблице 1 дендример обозначается как Сх(у)(ОК)„, где х - номер генерации, у - число аллильных групп в исходном дендримере, Я - Н и в ¡Мез (для гидроксильной группы в свободном и латентном положениях соответственно), п - число групп у каждого спейсера.

Табл. 1. Условные обозначения различных производных карбосилановых дендримеров

Реакцию гидросилилирования аллильных групп дендримеров проводили в присутствии платинового катализатора, а полноту протекания реакции контролировали по исчезновению сигнала протонов при двойной связи в спектре ЯМР 'Н. Гидридсилоксан 8 химически более активен в реакции гидросилилирования, чем

гидридсилан 4 благодаря тому, что водород находится при силоксановой группе. Поэтому реакция дендримеров с гидридсилоксаном 8 проходит быстрее и со 100% конверсией аллильных групп. В таблице 2 приведены данные по конверсии аллильных групп, полученные из соотношения интегральных интенсивностей протонов соответствующих групп в спектрах ЯМР 1Н.

Триметилсилильные дендримеры были очищены с помощью препаративной I ИХ и затем превращены в полигидроксильные дендримеры снятием триметилсилильной защиты кипячением в МеОН с ледяной АсОН. При концентрации уксусной кислоты 20 объемных процентов в составе реакционной смеси процесс проходит количественно, что подтверждается исчезновением сигналов протонов групп С-0-8{(СЩг в спектрах ЯМР Н1 целевых полигидроксильных производных. Отсутствие побочных межмолекулярных процессов подтверждается данными гель-проникающей хроматографии (11IX), представленными в диссертации.

УУ ЧЯ

9,10 ОЗ (32)011 17,18 03(32)(0Я)з

11,12 04(64)01*. 19,20 04(64Х0Я)3

15,16 05(128)011 23,24 05(128ХОЯ)3

0-оя

13,14 05(96)01?. 21,22 05(96)(0Я)3

Л = 81Мез (9,11,13,15,17,19,21,23), Н (10,12,14,16,18,20,22,24)

Соединение Конверсия алл ильных групп*, % ММ*, 081Ме3-форма ММ*, ОН-форма Число ОН-групп*

03(32)0Я 80 9708 7868 26

04(64)011 83 20195 16370 53

05(96)011 75 28855 23658 72

05(128)011 94 44004 35337 120

03(32)(0Я)з 100 20595 13665 96

в4(64)(ОЯ)з 100 41502 27643 192

05(96Х011)з 100 62572 41784 288

С5(128)(011)з 100 83317 55212 384

(*) рассчитано на основании спектров ЯМР Н.

Структура полученных соединений подтверждена спектрами ЯМР 'Н. После снятия триметилсилильной защиты исчезают сигналы протонов 081(СН3)3 групп при 0.11 м.д. (рис. 6а) и появляются сигналы протонов ОН групп при 4.5 м.д. (рис. 66; для дендримеров 10,12,14,16). Аналогичная картина наблюдается и для дендримеров с тремя функциональными группами на каждой ветви. Здесь исчезают сигналы протонов при 0.05 м.д. и появляются сигналы протонов ОН групп при 4.16 м.д. (для дендримеров 18,20,22,24).

(а)

1лЛ

1_

(б)

7 6 5 4 3 2 1 Оррт 5 4 3 2 1 0 ррш

Рис. 6. Спектры ЯМР *Н: а) соединение 15; б) соединение 16.

Основные характеристики полученных дендримеров приведены в табл. 2. Полигидроксильные дендримеры представляют собой прозрачные гелеподобные вещества, в отличие от своих триметилсилильпых производных хорошо растворимые в МеОН и ЕЮН, вместе с тем, ни один из полученных дендримеров в воде не растворим.

2. Монослои Ленгмюра 2.1. Полигидроксильные карбосилановые дендримеры

Полигидроксильные карбосилановые дендримеры являются дифильными системами и поэтому могут образовывать на поверхности воды ленгмюровские пленки. Ранее на примере дендримера 10 было показано, что полигидроксильные карбосилановые дендримеры способны формировать стабильные монослои на поверхности воды [2]. В рамках данной работы было исследовано поведение в монослоях всех синтезированных дендримеров с целью выявления взаимосвязи «структура - свойства».

На рисунках 9-11 приведены изотермы сжатия для полигидроксильных карбосилановых дендримеров. Растворы для нанесения дендримеров готовились в смешанном растворителе МеОН - толуол (1:1 объемн.). Для каждого образца были проделаны как минимум два цикла сжатия - декомпрессии. Во всех случаях наблюдается хорошее совпадение изотерм для первого и второго цикла (рис. 7). Это свидетельствует о высоком сродстве дендримеров к воде и стабильности монослоя. На изотермах дендримеров с тремя гидроксильными группами появляется значительный гистерезис.

0 300 600 900 1200 1500 С о 400 800 1200 1600 2000 2400 Площадь на молекулу, А2 Площадь на молекулу, Аг

Рис. 7. Изотермы сжатия дендримера СЗ(Э2)ОН и СЗ(32)(ОН)3.

Хотя все кривые в значительной степени похожи друг на друга, тем не менее можно выявить ряд закономерностей. Пожалуй, первое, что бросается в глаза - это наличие на каждой изотерме двух областей роста давления и двух ступеней (плато). Угол наклона первого подъема практически одинаков в пределах каждой из серий дендримеров с одной и тремя гидроксильными группами (рис. 8 и 9). Поскольку в этой области изотермы реализуется гуковское сжатие, то можно говорить об одинаковом коэффициенте упругости дендримеров в пределах каждой серии. Первое плато для дендримеров с одной гидроксильной группой имеет заметный наклон, и давление начала ступени уменьшается с ростом генерации с 27 до 22 мН/м. Второе плато гораздо более пологое, а поверхностное давление для всех четырех соединений

равно -32 мН/м. У дендримеров с тремя гидроксильными группами и первое, и второе плато являются практически горизонтальными и переход выражен гораздо отчетливей. Поверхностное давление первого плато также уменьшается с ростом генерации, а для второго почти не меняется и находится в пределах 39 - 40 мН/м. Из всей серии резко выбивается дендример С5(128)(ОН)3. Для него характерна высокая сжимаемость монослоя и отсутствие выраженной первой ступени.

Площадь на молекулу, А2

Рис. 8. Сводный график изотерм сжатия дендримеров: 1) СЗ(Э2)ОН; 2) С4(64)ОН; 3)

С5(9б)ОН; 4) С5(128)ОН.

Площадь на молекулу, Аг

Рис. 9. Сводный график изотерм сжатия дендримеров: 1) СЗ(32)(ОН)3; 2) С4(64)(ОН)3; 3) С5(96)(ОН)3; 4) С5(128)(ОН)3.

При увеличении номера генерации наблюдается закономерный рост площади 80, приходящейся на макромолекулу в монослое. Площадь во определялась путем экстраполяции на нулевое давление линейного участка первого подъема. Данные по молекулярным площадям приведены в табл. 3. Если сравнить значения площадей, рассчитанные исходя из предположения, что дендримеры - это жесткие сферы с плотностью, равной 1, то экспериментальные значения соответствуют сплюснутым сферам с соотношением радиусов 1:2-1:3.

Дендример С А2 !*<,*, А ел А2 кЛ А Бг"', А2 А ^теори А2 ^теор> А

С3(32)0н 1240 19,9 860 16,5 460 12,1 739 14,6

С4(64)ОН 1885 24,5 1370 20,9 670 14,6 1205 18,7

й5(96)ОН 3070 31,3 2270 26,9 1065 18,4 1540 21,1

С5(128)0Н 3360 32,7 2540 28,4 1200 19,5 2013 24,1

03(32Х0Н)3 1920 24,7 1410 21,2 450 12,0 1068 17,6

04(64)(0Н)3 2510 28,3 1910 24,7 640 14,3 1709 22,2

05(96)(0Н)3 4120 36,2 3130 31,6 1260 20,0 2251 25,5

05(128)(0Н)3 4110 36,2 2270 26,9 910 17,0 2710 28,0

первого подъема на изотерме сжатия. () Значение в точке перехода от первого подъема к первому плато. ('*) Значение в точке перехода от второго подъема ко второму плато.

В диссертации обсуждается возможная организация монослоев при переходе от первого плато ко второму. Из имеющихся данных нельзя сделать однозначных выводов о природе изменений, происходящих в монослоях, но можно предположить, что в случае дендримеров низких генераций, которые обладают весьма подвижной структурой, более вероятны конформационные перестройки. Более высокие генерации, имеющие достаточно жесткую структуру, соответственно, должны образовывать бислои.

2.2. Триметилсилильные производные полигидроксильных дендримеров

Если рассмотренные выше полигидроксильные дендримеры представляют собой четко выраженную дифильную систему с гидрофильной оболочкой, имеющую ОН-группы на концах ветвей и гидрофобное ядро, то триметилсилильные макромолекулы содержат на концах ветвей гидроксильные группы в латентном положении. Оболочка этих дендримеров по сути не является гидрофильной, но они тем не менее обладают дифильностью благодаря атомам кислорода эфирных связей па концевых ветвях. Как оказалось, этого вполне достаточно для формирования достаточно стабильных монослоев.

Изотермы всех триметилсилильных производных имеют плато в области достаточно высоких значений поверхностного давления (15 - 30 мН/м), что свидетельствует о заметной стабильности этих монослоев (рис. 10а,б, кривая 1). Дендримеры с одной триметилсильной группой, кроме того, имели слабо выраженное плато в области 3-7 мН/м (рис. 10а, кривая 1). В этих макромолекулах имеются два типа кислородсодержащих групп, которые могут образовывать водородные связи с водой, - группа С-О-С и БьО-С. По-видимому, наличие этого плато можно объяснить потерей контакта с водой одной из этих групп, причем, скорее всего той, что находится глубже в структуре дендримера (т.е. С-О-С). Этим же можно объяснить и отсутствие плато в области низких значений поверхностного давления у дендримеров с тремя триметилсилильными группами - объемные концевые заместители затрудняют контакт с водой глубоко расположенных групп.

Площадь на молекулу, А2 Площадь на молекулу, А2

Рис. 10. Изотермы сжатия дендримера СЗ(32)081Ме3 (а) и СЗ(32)(081Ме3)3 (б).

Начальная изотерма - кривая 1, конечная - кривая 2.

Было обнаружено, что от цикла к циклу изотермы изменяются и со временем приходят к некоторому постоянному виду. Так, для дендримеров с одной триметилсилильной группой на каждой ветви постоянство изотерм достигается за 30 минут для соединения 9, за 90 минут для полимеров 11 и 13 и за 120 минут для 15 (рис. 10а, кривая 2). Такое поведение можно объяснить гидролизом триметилсилильных групп. Конечные изотермы имеют вид, близкий к кривым для полигидроксильных аналогов (рис. 11). Отличие заключается в меньших молекулярных площадях дендримеров, изначально имеющих гидроксилыше группы. Различие можно объяснить неполным гидролизом триметилсилильного производного, либо частичной агрегацией полигидроксильного дендримера при нанесении, т.к. в состав смешанного растворителя входит метанол, легко смешивающийся с водой.

Заметно отличаются изотермы дендримеров, имеющих по три триметилсилильных группы на каждой ветви. Для дендримеров 17, 19, 21, 23

изотермы достигают своего предельного значения через 90 - 150 мин (рис. 106, кривая 2) и не совпадают с изотермами соответствующих полигидроксильных дендримеров. Более того, не удается провести полный гидролиз и через б часов непрерывного процесса сжатия декомпрессии Это может быть связано с тем, что гидролизуется только та часть молекулы, которая изначально контактирует с водой. Появление гидроксильных групп усиливает связь с водой и не позволяет молекуле

Площадь на молекулу, А

Рис. 11. (1) Конечная изотерма сжатия дендримера С4(64)08]Ме3 (11); (2) Изотерма сжатия дендримера С4(64)ОН (12).

вращаться.

3. Комплексы полигидроксильных дендримеров с ПАВ.

3.1 Формирование в структура комплексов

Ранее уже было сказано, что полигидроксильные дендримеры не растворяются в воде и водно-метанольной смеси. Однако, как обнаружилось, в присутствии небольших добавок ПАВ образуются прозрачные растворы.

Было изучено взаимодействие дендримера С5(96ХОН)з с различными типами ПАВ, Среди последних были использованы додецилсульфат натрия (ДЦС), додецшггриметиламмоний бромид (ДТАБ) и монозамещенный эфир олигоэтиленгликоля С16Е20 (С 16 - число атомов углерода в алкильном фрагменте, а Е20 - количество -СН2СН2О- звеньев).

Поскольку дендример не растворим в воде и водном растворе ПАВ, его изначально смешивали с ПАВ в небольшом количестве метанола, а затем разбавляли водой. Компоненты смеси брались с таким расчетом, чтобы в конечном растворе метанола было 10 объемных %, а концентрация дендримера равнялась 2.4x10'5 моль/л. Концентрация ПАВ варьировалась в пределах 0.77 - 4.8x10"3 моль/л, что соответствовало 32 - 200 молекулам ПАВ на молекулу дендримера. В последующих экспериментах все растворы готовились аналогичным образом.

С помощью метода динамического светорассеяния обнаружено, что практически во всех случаях в диапазоне исследованных концентраций в растворе присутствуют частицы, по крайней мере, двух основных размеров: маленькие (радиус - несколько

нанометров), соответствующие отдельным молекулам дендримера, и большие (радиус около 100 нм).

Для водно-метанольного раствора смеси С5(96)(ОН)3 - С16Е20 доля частиц большого размера очень мала при концентрации ПАВ 2.3 ммоль/л, а при 4.8 ммоль/л они полностью отсутствуют. С увеличением концентрации ПАВ происходит разрушение небольших агрегатов, выражающееся в смещении пика с 12.9 до 4.6 нм. Однако картина здесь осложнена тем, что в растворе присутствуют мицеллы чистого ПАВ. Критическая концентрация мицеллообразования (ККМ) равна 7.7*10"5 моль/л. Размер мицелл С16Е20 составляет 4.3 нм, что почти совпадает с положением пика комплекса. Радиус чистого дендримера, измеренный в метаноле, составил 3.1 нм.

Совершенно иная ситуация наблюдается в случае смесей дендримера с ионогенными ПАВ. В присутствии и ДТАБ, и ДДС во всем диапазоне концентраций наблюдаются как минимум два пика (рис. 12). С увеличением концентрации ПАВ пик, соответствующий маленьким частицам, смещается в область более низких значений. Но если при содержании ДДС 4.8 ммоль/л радиус частиц составляет 2.4 нм, то в присутствии аналогичного количества ДТАБ он отличается более чем в два раза (5.3 нм). Из этого можно сделать вывод о том, что даже в присутствии достаточно большого количества ДТАБ дендримеры все равно находятся в виде агрегатов. В смеси же с ДДС дендримеры находятся либо в составе крупных агрегатов, либо в неагрегированном состоянии.

Радиус Я,,, нм Радиус нм

Рис 12. Распределение по гидродинамическим радиусам частиц смеси дендример -

ПАВ: а) ДТАБ; б) ДДС.

Здесь стоит остановиться и рассмотреть возможные варианты взаимодействия дендримера с ПАВ. Обычный механизм растворения несмешивающихся с водой частиц за счет адсорбции молекул ПАВ не подходит по причине гидрофильной поверхности дендримеров и низкой концентрации ПАВ. Так, например, концентрация 0.77 ммоль/л соответствует всего лишь 32 молекулам ПАВ на одну молекулу

Рис. 13. Схематическая структура комплекса «дендример - ПАВ».

дендримера. В этой ситуации наиболее вероятным выглядит предположение о встраивании молекул ПАВ в оболочку дендримера (рис. 13). Во-первых, это должно

быть энергетически выгодно - при концентрации ниже ККМ ПАВ присутствует в растворе в свободном состоянии и при встраивании в дендример гидрофобный хвост перестает контактировать с водой. Во-вторых, происходит уплотнение гидрофильной оболочки дендримера, что положительно сказывается на растворимости молекулы в целом.

В диссертации сопоставлены различные ПАВы и обоснован выбор для дальнейших экспериментов ДЦС.

Далее было изучено поведение всех синтезированных полигидроксилъных дендримеров в смеси с ДЦС и в более широком диапазоне концентраций ПАВ. Исследование проводилось путем измерения зависимости поверхностного натяжения раствора от концентрации ДЦС.

Сравнение поведения чистого ДДС в воде и в водно-метанольной смеси (10% объемных МеОН) показало, что заметное различие в значениях поверхностного натяжения наблюдается только в области низких концентраций ПАВ. Положение точки ККМ (8 ммоль/л) и соответствующее ей поверхностное натяжение (38.4 мН/м) не меняются при добавлении метанола.

Растворы смеси дендримера и ДЦС готовились по описанной выше методике. На рисунках 14 и 15 представлены зависимости поверхностного натяжения растворов от концентрации ДДС.

1 10 10 Концентрация ДДС, ммоль/л

Рис. 14. График зависимости поверхностного натяжения растворов от концентрации

ДДС: (1) чистый ДЦС, (2) С4(64)ОН-ДЦС, (3) С5(96)ОН-ДДС, (4) С5(128)ОН-ДДС.

Рис. 15. График зависимости поверхностного натяжения растворов от концентрации ДЦС: (1) чистый ДДС, (2) СЗ(32)(ОН)3 - ДЦС, (3) С4(64)(ОН)3 - ДЦС, (4) С5(9б)(ОН)3 - ДЦС, (5) С5(128)(ОН)3 - ДЦС.

Как видно из приведенных графиков, поведение смесей всех дендримеров, за исключением С5(128)(ОН)3, очень похоже на поведение чистого ДЦС. Некоторое отклонение кривых для смесей от кривой для чистого ПАВ можно легко объяснить, исходя из предположения о встраивании молекул ДДС во внешнюю сферу дендримера. В области низких концентраций содержание ДЦС в системе недостаточно для придания дендримеру хорошей растворимости в воде. Поскольку дендример сам по себе обладает поверхностной активностью, он стремится расположиться на границе раздела фаз вода-воздух. Это приводит к снижению поверхностного натяжения по сравнению с чистым ПАВ. В области более высоких концентраций комплекс «дендример - ПАВ» обладает хорошей растворимостью в воде и дендример уже не оказывает влияния на величину поверхностного натяжения. Связывание с дендримером ведет к понижению концентрации свободного ДЦС и, соответственно, к росту значения поверхностного натяжения по сравнению с раствором чистого ДЦС.

После начала формирования мицелл ДЦС величины поверхностного натяжения становятся постоянными, однако ККМ сдвигается в область больших концентраций. Это подтверждает предположение о встраивании молекул ПАВ в оболочку дендримера. С ростом генерации происходит повышение величины ККМ, что свидетельствует о росте абсорбционной емкости дендримеров по отношению к ПАВ (табл. 4).

Значения емкостей могут быть рассчитаны по разнице ККМ в присутствии дендримера и без него в соответствии со следующей формулой:

Емкость = (С - С0)/Сд,

где С0 и С - значения ККМ чистого ПАВ и в смеси с дендримером, Сд -концентрация дендримера. Со была принята равной 8 ммоль/л.

Таблица 4. Некоторые характеристики комплексов «дендример - ДДС».

Дендример ККМДЦС, ммоль/л Емкость, кол-во молекул ДДС

G3(32)(OH)3 9.5 63

G4(64)OH 10 84

G4(64)(OH)3 10.5 105

G5(96)OH 11 126

G5(96)(OH)3 11 126

G5(128)OH 10.5 105

Оболочка дендримера

С5(128)(ОН)3, по-видимому, слишком плотная для того, чтобы в нее могло войти заметное количество молекул ПАВ. В результате ДЦС преимущественно адсорбируется на поверхности за счет взаимодействия

гидроксильных и сульфатных групп, а гидрофобные хвосты оказываются ориентироваными в объем растворителя. Следовательно, не происходит улучшения растворимости и дендример проявляет тенденцию к образованию крупных агрегатов, о чем свидетельствует наличие опалесценции растворов при всех концентрациях ПАВ. Результатом концентрирования ДДС на поверхности дендримера является также образование супрамолекулярного ПАВ, который имеет тенденцию

располагаться на границе вода - воздух (рис. 16). В конечном итоге это приводит к сильному понижению поверхностного натяжения даже при низких концентрациях ДДС.

Таким образом, параметры оболочки дендримера определяющим образом влияют на взаимодействие с ПАВ. С увеличением числа гидроксильных групп происходит переход количества в качество. В результате, на одном гомологическом ряду дендримеров удается реализовать различные варианты

взаимодействия с ПАВ.

Рис. 16. Схематическая структура супрамолекулярного ПАВ на поверхности воды.

3.2. Солюбилизация гидрофобных соединений комплексами «дендример - ПАВ».

Миделлоподобная структура комплексов «дендример - ПАВ» должна способствовать увеличению растворимости в воде низкомолекулярных гидрофобных соединений за счет солюбилизации ядром комплекса. Исходя из этих предпосылок, была проведена серия экспериментов по изучению влияния структуры комплекса и низкомолекулярного зонда на растворимость последнего.

Из дендримеров был выбран С5(96)(ОН)3. Исследования проводили с применением абсорбционной спектроскопии и люминесцентного анализа. В качестве зонда был выбран пирен, который отличается высоким молярным коэффициентом экстинкции и крайне низкой растворимостью в воде. Солюбилизация изучалась при

двух концентрация ДЦС: 1 и 8 ммоль/л. Первая величина условно соответствует низкому содержанию, а вторая - высокому, близкому к точке начала формирования мицелл ДЦС. Концентрация дендримера 2.4х10'5 моль/л.

Первоначально насыщение комплекса производили путем выдерживания раствора над твердым пиреном в течение 24 часов (дальнейшее выдерживание не приводит к изменению спектров поглощения) По данным спектров поглощения при концентрации ДЦС 1 ммоль/л на одну молекулу дендримера приходится 1 молекула пирена, а при 8 ммоль/л - 2 молекулы пирена (рис. 17а). В спектрах флуоресценции пирена (рис. 176) наиболее информативными являются два параметра: 1) соотношение интенсивностей первой Ij (373 нм) и третьей полос 13 (384 нм); 2) наличие или отсутствие широкой полосы излучения эксимера (комплекс из двух молекул пирена) с максимумом 470 нм. Величина It/I3 дает представление о полярности микроокружения пирена. Так для воды она равна 2, для толуола - 1, для гексана - 0,57. Соотношения 1|Я3, рассчитанные из спектров на рис. 176, в обоих случаях равны 0.9. Таким образом, можно сделать вывод, что пирен находится в областях с низкой полярностью, соответствующих ядру дендримера и части поверхностного слоя близкого к нему. Также на обоих спектрах присутствует полоса излучения эксимера. Эксимеры образуются только при высокой концентрации пирена в растворе. Концентрация порядка 10"5 моль/л для этого слишком мала, но если пересчитать количество пирена на объем дендримера, то его локальная концентрация оказывается велика (порядка 10'2 моль/л). С этой точки зрения образование эксимеров выглядит вполне вероятным.

Рис. 17. а) Спектры поглощения пирена в присутствии комплекса «дендример -ПАВ»: (1) 1 ммоль/л ДЦС, (2) 8 ммоль/л ДДС. б) Спектры флуоресценции пирена в присутствии комплекса «дендример - ПАВ»: (1)1 ммоль/л ДДС, (2) 8 ммоль/л ДДС.

Как видно из рассмотренных выше данных, растворимость пирена в присутствии комплекса «дендример - ПАВ» заметно возрастает. Соотношение дендример - пирен (1:1 - 1:2) находится на одном уровне с известными литературными данными [3]. В работе представлены два варианта насыщения комплекса пиреном. Во втором случае насыщение дендримера проводится до формирования комплекса. По данным

240 260 280 300 320 340 360 380 400 Длина волны, нм

360 400 440 480 520 560 600 Длина волны, нм

спектров поглощения максимальное содержание пирена в системе почти не зависит от концентрации ДДС. Кроме того, эта величина не превышает максимальной концентрации пирена, достигаемой выдерживанием над твердым пиреном раствора.

Для сравнения была исследована также солюбилизация дифенила комплексом

«дендример - ПАВ». По данным спектров поглощения (рис. 18) количество дифенила, приходящееся в среднем на один дендример, колеблется в пределах 10-13 молекул, что на порядок больше величины, получаемой для пирена в аналогичных условиях. При этом практически отсутствует зависимость содержания дифенила от концентрации ДДС.

Весьма показательные результаты были получены при исследовании зависимости интенсивности поглощения света от времени. Для пирена значения фиксировались на длине волны 337 нм, а для дифенила - на 248 нм. В случае пирена при концентрации ДДС 8 ммоль/л оптическая плотность оставалась постоянной, а при 1 ммоль/л за четверо суток уменьшилась на 22%. Совершенно иная картина наблюдалась в случае с дифенилом. При концентрации ДДС 8 ммоль/л за 70 часов интенсивность поглощения упала на 78%. Аналогичные значения были получены и при концентрации ДДС 1 ммоль/л.

Различие в поведении пирена и дифенила указывает на то, что оболочка дендримера не является свободно проницаемой даже для относительно небольших молекул. Дифенил способен легко проникать через поверхностный слой системы дендример-ПАВ. Это выражается в большом количестве абсорбированного дифенила и достаточно высокой скорости его потери. Более крупные молекулы пирена испытывают затруднения в преодолении оболочки дендримера. В результате комплекс «дендример - ПАВ» поглощает гораздо меньшее число молекул пирена, чем в случае с дифенилом. При этом то количество пирена, которое вошло в систему дендример-ПАВ, удерживается в течение продолжительного времени. Дополнительный вклад также вносит ДДС: молекулы ПАВ, встраиваясь в дендример, уплотняют оболочку и создают на ее поверхности заряженный слой, препятствующий прохождению неполярных молекул, что хорошо видно в случае с пиреном.

Таким образом, использование амфифильных дендримеров в смеси с ПАВ для создания «молекулярных контейнеров» позволяет регулировать как емкость по отношению к капсулирусмому веществу, так и скорость его высвобождения.

Длина волны,нм

Рис. 18. Спектры поглощения дифенила в присутствии комплекса «дендример - ПАВ»: а) 1 ммоль/л Д ДС; б) 8 ммоль/л ДДС.

Выводы

1. Разработан метод синтеза гидрофильных производных карбосилановых дендримеров, позволяющий гибко регулировать структуру и плотность гидрофобного ядра и гидрофильной оболочки. Синтезированы гидрофилизующие агенты с различным содержанием гидроксильных групп. На их основе синтезирована серия амфифильных карбосилановых дендримеров, отличающихся номером генерации, плотностью ядра и оболочки.

2. Показано, что полигидроксильные карбосплановые дендримеры образуют стабильные монослои на границе раздела фаз вода - воздух. На всех изотермах наблюдается наличие двух плато, что не характерно для других известных в литературе дендримеров. Изотермы сжатия - декомпрессии характеризуются высокой воспроизводимостью, при этом величина гистерезиса определяется химической структурой внешнего слоя.

3. Показано, что триметилсилильные производные полигидроксильных дендримеров также образуют стабильные монослои на поверхности воды. Установлено, что для них характерна высокая скорость гидролиза в монослое по сравнению с гидролизом в растворе. При этом в первом случае реакция протекает в более мягких условиях.

4. Продемонстрировано, что нерастворимые в воде полигидроксильные дендримеры в смеси с ПАВ образуют водорастворимые комплексы. Установлено, что в пределах одного гомологического ряда дендримеров могут реализовываться различные варианты взаимодействия с ПАВ. Структура образующихся комплексов зависит от плотности гидрофильной оболочки дендримера.

5. Изучены процессы солюбилизации и высвобождения низкомолекулярных гидрофобных соединений комплексами «дендример - ПАВ». Показано, что одинаковые комплексы по разному реагируют на молекулы-гости в зависимости от геометрических параметров последних.

список цитированной литературы

1 Getmanova E.V., Chenskaya Т.В., Gorbatsevich О.В., Rebrov E.A., Vasilenko N.G., Muzafarov A.M. React. & Funct. Polym., 1997, 33,289.

2 Sheiko S.S., Buzin A.I., Muzafarov A.M., Rebrov E.A. and Getmanova E.V. Langmuir, 1998,14, 7468.

3 Baars M.W.P.L., MeijerE.W. Top. Curr. Chem., 2000, 210,131.

Основные результаты работы изложены в следующих публикациях:

1. Tereshchenko A., Tatarinova Е., Getmanova E.V. New hydrophilic derivatives of carbosilane dendrimers. // Conference "Jiilich Soft Matter Days", Kerkrade, Netherlands, 19-21 November 2002, Book of abstracts, P70a.

2. A.C. Терещенко, E.B. Гетманова, EA. Татаринова, Г.М. Игнатьева, A.M. Музафаров. Производные карбосилановых дендримеров с регулируемой плотностью гидрофильной оболочки. // Сборник статей по материалам Десятой Всероссийской конференции «Структура и динамика молекулярных систем», Казань, 2003, часть 1, с. 17-20.

3. Е.В. Гетманова, А.С. Терещенко, Г.М. Игнатьева, Е.А. Татаринова, В.Д. Мякушев, A.M. Музафаров. Дифильные карбосилановые дендримеры с различной плотностью гидрофильного слоя. // Изв. АН. Сер. хим., 2004, №1, 134-139. (Russ. Chem. Bull. (Eng. Transl.), 2004, №1,137-143.)

4. A.S. Tereshchenko, E.V. Getmanova, A.I. Buzin, E.A. Tatarinova, G.M. Ignat'eva, O.V.Lebedeva, A.M. Muzafarov. Formation of Supramolecular Complexes "Surfactant - Polyhydroxyl Carbosilane Dendrimer. // III International Symposium "Molecular Design and Synthesis of Supramolecular Architectures" Kazan, Russia, 20-24 September 2004, Book of abstracts, P-105.

5. A.S. Tereshchenko, E.V. Getmanova, N.F. Bakeev, A.V. Pertsov and A.M. Muzafarov. Peculiar features of amphiphilic carbosilane dendrimers - surfactant interaction depends on hydrophilic outer shell density. Polymer Preprints, 2005,46(1), 107-108.

6. A.C. Терещенко, E.B. Гетманова, E.A. Татарипова, Г.М. Игнатьева, A.M. Музафаров. Новые гидридсилильные модификаторы и гидрофильные карбосилановые дендримеры на их основе. // Десятая всероссийская конференция «Кремнийорганические соединения: синтез, свойства, применение», Москва, 2630 мая 2005, сборник тезисов, 2С27.

7. A.S. Tereshchenko, E.V. Getmanova, A.M. Muzafarov. Monolayers of amphiphilic carbosilane dendrimers at the air - water interface. // European Polymer Congress, Moscow, Russia, 27 June - 1 July 2005, Book of abstracts, P6.4-11.

Автор выражает глубокую признательность акад. РАН Бакееву Н.Ф. и соруководителю диссертационной работы к.х.н. Гетмановой Е.В. за постоянное внимание и помощь в работе и обсуждении результатов.

к исполнению 27/04/2006 Исполнено 28/04/2006

Заказ №354 Тираж 100 экз.

ООО «11-й ФОРМАТ» ИНН 7726330900 Москва, Варшавское ш , 36 (495) 975-78-56 (495) 747-64-70 www.autoreferat.ru

- 8 7 0 в

А№£

Введение

Глава 1. Литературный обзор 7 1.1. Общее представление о дендримерах и методы синтеза амфифильных производных.

1.1.1 Полиамидоаминные дендримеры

1.1.2. Полиамидные и полиэфирамидные дендримеры

1.1.3. Полипропилениминные дендримеры

1.1.4. Полиэфирные дендримеры

1.1.5. Полиуглеводородные дендримеры 30 ф 1.1.6. Кремнийорганические дендримеры

1.2 Монослои Ленгмюра и пленки Ленгмюра - Блоджетт

1.3 Амфифильные дендримеры - «молекулярные контейнеры»

Глава 2. Обсуадение полученных результатов

2.1. Синтез амфифильных карбосилановых дендримеров

2.1.1. Синтез гидрофилизующих агентов

2.1.2. Синтез полигидроксильных дендримеров

2.2. Монослои Ленгмюра 73 2.2.1. Полигидроксильные дендримеры

• 2.2.2. Триметилсилильные производные полигидроксильных дендримеров

2.3. Комплексы полигидроксильных дендримеров с ПАВ 85 2.3.1. Солюбилизация гидрофобных соединений комплексами «дендример - ПАВ»

Выводы

Глава 3. Экспериментальная часть

В последние годы в химии и физико-химии высокомолекулярных соединений большое внимание уделяется наноразмерным объектам, таким как наногели, звездообразные и сверхразветвленные полимеры. Среди последних особое место занимают олигомеры и полимеры с регулярной структурой, называемые дендримерами. В силу особенностей синтеза, они представляют собой несшитые, монодисперсные макромолекулы, обладающие заранее заданной молекулярной массой. С ростом молекулярной массы и, соответственно, количества разветвлений происходит увеличение плотности молекулярной структуры. В результате формируются компактные глобулярные макромолекулы. В дополнение к этому для дендримеров характерно высокое содержание функциональных групп, которые обычно расположены на периферии молекулы. Концевые группы оказывают определяющее влияние на такие физические свойства, как растворимость, вязкость растворов и расплавов, температура стеклования.

На сегодняшний день разработано значительное количество различных схем синтеза дендримеров. В этой связи большое внимание исследователей уделяется получению новых функциональных производных уже известных дендримеров.

Существенный интерес представляют амфифильные дендримеры, которые сочетают в своей структуре фрагменты, отличающиеся полярностью, либо сродством к определенным растворителям. Наличие структурных фрагментов различной полярности придает им поверхностно-активные свойства. В первую очередь, это относится к дендримерам с низкой молекулярной массой, которые обладают подвижной структурой. Более высокомолекулярные дендримеры, форма которых приближается к сферической, имеют структурное сходство с мицеллами образованными низкомолекулярными поверхностно-активными веществами (ПАВ). Но если последние теряют стабильность при изменении параметров раствора температура, концентрация, ионная сила, рН), то амфифильные дендримеры, в большинстве случаев, к ним мало чувствительны. Структурное сходство обуславливает сходство в свойствах. Дендримеры способны увеличивать растворимость низкомолекулярных соединений, несовместимых с фазой растворителя, играя таким образом роль «молекулярного контейнера». Также имеются примеры формирования наночастиц металлов в структуре дендримера. Подобные системы представляют интерес в качестве высокоактивных гомогенных катализаторов.

Кремнийорганические дендримеры обладают рядом специфических свойств, которые делают их перспективными в плане практического применения. Для них характерна высокая химическая и термическая стабильность, вместе с тем функциональные группы при атоме кремния обладают высокой реакционной способностью. В дополнение к этому гидрофобность кремнийорганического скелета позволяет создавать системы с ярко выраженной дифильностью. Существующие схемы получения амфифильных производных зачастую осложнены протеканием побочных процессов, приводящих к нарушению регулярности структуры и сшиванию макромолекул. В этой связи актуальной представляется разработка простых методов модификации дендримеров с минимальной долей побочных реакций. Информация по свойствам амфифильных кремнийорганических дендримеров также нуждается в дополнении и расширении.

В данной работе впервые получен ряд полигидроксильных карбосилановых дендримеров 3-5 генерации, отличающихся структурой и плотностью гидрофильной оболочки и гидрофобного ядра. Также впервые изучено поведение широкого ряда амфифильных производных карбосилановых дендримеров в смесях с ПАВ и в монослоях на поверхности воды.

В литературном обзоре диссертации, включающем три раздела, рассмотрены примеры синтеза амфифильных производных дендримеров с различной химической природой ядра, проанализированы данные по их поведению в монослоях на поверхности воды и способности сорбировать низкомолекулярные соединения.

Глава обсуждение результатов состоит из трех разделов. Первый посвящен разработке метода синтеза гидрофилизующих агентов и использованию их для модификации полиаллилкарбосилановых дендримеров с целью получения полигидроксильных производных. Во втором разделе рассмотрено поведение полигидроксильных дендримеров и их триметилсилильных предшественников в монослоях на поверхности раздела фаз вода - воздух. В третьем разделе обсуждены данные по взаимодействию полигидроксильных дендримеров с низкомолекулярными ПАВ в водной среде. На примере одного из дендримеров продемонстрирована способность образующихся комплексов солюбилизировать низкомолекулярные гидрофобные соединения.

В экспериментальной части приведены методики синтеза гидрофилизующих агентов и дендримеров на их основе, а также условия проведения и методики выполненных физико-химических экспериментов.

В заключение приводятся выводы и список цитируемой литературы.

1. Литературный обзор 1.1. Общее представление о дендримерах и методы синтеза амфифильных производных.

Под словом «дендример» в современной литературе понимают сверхразветвленные высокорегулярные полимеры. В общем виде их структура состоит из трех основных элементов - исходный разветвляющий центр (или фокальная точка), повторяющиеся слои (генерации) и концевые группы, располагающиеся на поверхности молекулы (рис. 1). Каждый слой молекулы имеет свой номер, который называется номером генерации (Gl, G2, G3 и т.д.). Нумерация производится от центра дендримера, при этом разветвляющий центр часто называют нулевой генерацией (GO). Генерация дендримера в целом определяется числом повторяющихся слоев. л! V V Г/ м м / /к R I м/--м r р \ NU / I ^М ^R V /М—R С - разветвляющий центр

Ж м к м м. R М - мономерное звено м—J

Rм \ R - концевая функциональная группа

R ^м-7м \ R М м \ \~"R

R /\ /\ V R

М} л

R R R R R R

Рисунок 1. Общая схема строения молекулы дендримера.

Как видно из рисунка 1, дендримеры являются предельным случаем разветвленных полимеров, т.к. каждое их мономерное звено имеет точку ветвления. Высокая степень разветвленности дает в итоге компактную глобулярную структуру.

Необычная структура обуславливает наличие необычных свойств. Например, даже при очень высоких молекулярных массах растворы дендримеров обладают низкой вязкостью. Причем значение характеристической вязкости слабо растет с увеличением молекулярной массы, а начиная с некоторой генерации имеет тенденцию понижаться [1]. Справедливости ради стоит отметить, что существуют другие данные, которые не подтверждают наличие экстремума [2]. Следствием заранее заданной регулярной структуры является уникальная возможность работать с монодисперсными синтетическими полимерами, обладающими точно известными молекулярными массами. Однако идеальность структуры предъявляет высокие требования к совершенству методов синтеза и исследования. Этим можно объяснить относительно позднее появление дендримеров в качестве объектов химии высокомолекулярных соединений.

Возможность получения сильно разветвленных ациклических полимеров была теоретически предсказана P.J Flory еще в начале 50-х годов XX века [3]. Пионерские работы по синтезу дендримеров относятся к концу 70-х - началу 80-х годов. Исторически первой принято считать публикацию F. Vogtle с сотр. 1978 г [4]. Несовершенство схемы синтеза не позволило авторам продвинуться дальше синтеза второй генерации дендримера. В 1985 г. появилось сразу несколько публикаций по синтезу дендримеров. Так группой D.A. Tomalia были получены полиамидоаминные дендримеры [5], а группой G.R. Newkome соответственно полиамидные дендримеры [6]. А с начала 90-х синтез новых дендримеров с различной химической природой стал развиваться взрывными темпами.

Наиболее распространенные на сегодняшний день типы дендримеров приведены на рисунке 2 и к их числу относятся полиамидоаминные (ПАМАМ), полипропилениминные (ПЛИ), полиарилэфиры (так называемый тип «Frechet»), арборолы (тип «Newkome»), поликарбосиланы. Несколько менее распространены дендримеры со скелетом на основе простых и сложных алифатических эфиров, аминокислот, различных углеводородов. ПАМАМ и 111Ш дендримеры наиболее распространены, прежде всего, благодаря их коммерческой доступности. Дендримеры Frechet-типа занимают ведущее место среди полиэфиров, кроме того, в отличие от двух предыдущих они получаются конвергентным методом.

B,N.

H,N NH,

Vn

UN < * r

4 /

T\

H.N ^ } NHa

HjN NH, В

4 ( si X

W л л W t

4 SI-» /-Si

•^sl-и. i л.-г i i

I Mt лг м. J

V . .X

51 J f J и. г1 Ut г.

M«-SI г

Г-Лм.

V у J4-*г л

Л ^ д

Рисунок 2. Наиболее распространенные типы дендримеров: а) полиамидоаминный (ПАМАМ), б) полиарилэфирный (Frechet-тип), в) полипропилениминный (111Ш), г) арборол (Newkome-тип), д) карбосилановый.

Несмотря на все многообразие дендримеров, существуют два основных метода синтеза: дивергентный и конвергентный (рис. 3). В первом случае наращивание молекулы происходит в направлении от центра к периферии, а во втором соответственно наоборот. Ветви, образующиеся в процессе наращивания слоев в конвергентном методе, называют моподендропами, каждый из них содержит только одну функциональную группу. На последней стадии они присоединяются к разветвляющему центру давая дендример. Обоим методам синтеза посвящено значительное количество литературы, в том числе несколько обзоров [7,8,9]. Поэтому в настоящем обзоре основное внимание уделено более подробному рассмотрению не синтеза новых дендримеров, а процессам и методам их модификации, получению и исследованию свойств различных функциональных производных. При этом в первую очередь сделан акцент на амфифильных дендримерах, имеющих в своем составе элементы структуры, сильно отличающиеся полярностью и, соответственно, сродством к воде и различным органическим растворителям.

• V. 4- -и+-и ^ Xh

1 в-( Ув J С-< с И с\-{)-с U

В С </ у. с с с к\ \ „ R R Rv v"* б) R\ R-( «Ч г -»- V-B -- }—С ---)-С у/ ' Rj R / i,J U

R R R

J X,

A + A

B+ В -т-" a + b nb

B+Y-«-С Основной в К

С + A-Химическая связь реагент

Рисунок 3. Схемы синтеза дендримеров: а) дивергентная, б) конвергентная.

Как видно из рисунка 1, на поверхности дендримера находится значительное количество функциональных групп, причем их число возрастает в геометрической прогрессии с ростом номера генерации. В случае, если поверхностные группы сильно отличаются по полярности от ядра молекулы, получается объект, очень схожий по структуре с классическими мицеллами, образуемыми низкомолекулярными ПАВ.

Основные структурные типы амфифильных дендримеров схожи с таковыми для классических мицелл: аналог прямой мицеллы (гидрофильная оболочка - гидрофобное ядро) и обратной (гидрофобная оболочка -гидрофильное ядро).

Дендримеры, в полной мере соответствующие классическим мицеллам, впервые были получены G.R. Newkome в 1991 году [10,11]. Они имели алифатическое углеводородное ядро и аммонийные или карбоксильные концевые группы. В настоящее время дендримеры с подобной структурой называют «мономолекулярными мицеллами» (unimolecular micelle). Этот термин был введен Kim и Webster [12] в противовес классическим мицеллам, образующимся при агрегации низкомолекулярных ПАВ.

Ниже приведены конкретные примеры синтеза амфифильных производных для различных классов дендримеров. Свойства дендримеров, касающиеся поведения в монослоях на поверхности воды и сорбции низкомолекулярных соединений, будут рассмотрены в соответствующих разделах.

Выводы

Ф 1. Разработан метод синтеза гидрофильных производных карбосилановых дендримеров, позволяющий гибко регулировать структуру и плотность гидрофобного ядра и гидрофильной оболочки. Синтезированы гидрофилизующие агенты с различным содержанием гидроксильных групп. На их основе синтезирована серия амфифильных карбосилановых дендримеров, отличающихся номером генерации, плотностью ядра и оболочки.

2. Показано, что полигидроксильные карбосилановые дендримеры образуют стабильные монослои на границе раздела фаз вода - воздух. На всех изотермах наблюдается наличие двух плато, что не характерно для других известных в

• литературе дендримеров. Изотермы сжатия - декомпрессии характеризуются высокой воспроизводимостью, при этом величина гистерезиса определяется химической структурой внешнего слоя.

3. Показано, что триметилсилильные производные полигидроксильных дендримеров также образуют стабильные монослои на поверхности воды. Установлено, что для них характерна высокая скорость гидролиза в монослое по сравнению с гидролизом в растворе. При этом в первом случае реакция протекает в более мягких условиях.

4. Продемонстрировано, что нерастворимые в воде полигидроксильные дендримеры в смеси с ПАВ образуют водорастворимые комплексы. Установлено, что в пределах одного гомологического ряда дендримеров могут реализовываться различные варианты взаимодействия с ПАВ. Структура образующихся комплексов зависит от плотности гидрофильной оболочки дендримера.

5. Изучены процессы солюбилизации и высвобождения низкомолекулярных гидрофобных соединений комплексами «дендример - ПАВ». Показано, что одинаковые комплексы по разному реагируют на молекулы-гости в зависимости от геометрических параметров последних.

Благодарности

В заключении автор хотел бы выразить благодарность ученым, чья помощь сделала возможным выполнение данной работы. Прежде всего, автор благодарит своих научных руководителей чл.-корр. РАН Музафарова Азиза Мансуровича и ст.н.с. Гетманову Елену Васильевну за постоянное внимание и помощь на всех этапах проведения работы.

Автор выражает глубокую признательность академику РАН Бакееву Николаю Филипповичу и профессору Перцову Александру Валерьевичу за ценные идеи и замечания, касающиеся постановки экспериментов по исследованию свойств дендримеров, и помощь в обсуждении результатов.

Также автор благодарит ст.н.с. Бузина Александра Игоревича за помощь в обсуждении экспериментов по изучению ленгмюровских пленок, ст.н.с. Сурина Николая Михайловича за плодотворное сотрудничество в области измерения спектров поглощения и люминесценции растворов дендримеров, ст.н.с. Мякушева Виктора Давыдовича и н.с. Демченко Нину Васильевну за оперативное и качественное проведение ГЖХ и ГПХ анализа и весь коллектив Лаборатории синтеза элементоорганических полимеров за прекрасную научную атмосферу.

Глава 3. Экспериментальная часть 3.1 Материалы и физико-химические методы исследования Органические растворители сушили и перегоняли над СаН2. Пентаэритрит очищали однократной перекристаллизацией из водного раствора, додецилсульфат натрия - из 96% этанола, пирен и дифенил -двукратной перекристаллизацией из 96% этанола.

Для колоночной хроматографии использовали силикагель 60 (63-100 мкм, "Merck", Германия). Платиновый катализатор для гидросилилирования -комплекс Pt(0) с дивинилтетраметилдисилоксаном в ксилоле (0.1 моль/л)

ГЖХ-анализ проводили на хроматографе «3700» (Россия). Детектор -катарометр, газ-носитель - гелий, колонки 2м*3мм, неподвижная фаза SE-30 (5%), нанесенная на "Chromaton-H-AW".

ГПХ-анализ проводили на жидкостном хроматографе «ГПЦ» (Чехословакия), детектор - рефрактометр RIDK - 102, колонка - 300x7.8 мм, сорбент Phenogel 103 А, 5 мкм ("Phenomenex", США), элюент -тетрагидрофуран. Препаративная хроматографическая система состояла из изократического насоса высокого давления («Аквилон»), детектор -рефрактометр RIDK-102, препаративная колонка - 300x20.2 мм, сорбент Phenogel 103 А, 10 мкм ("Phenomenex"), элюент - ТГФ.

ЯМР 'Н спектры регистрировали на приборе "Bruker WP-250 SY" (250.13 Мгц). Внутренний стандарт - тетраметилсилан.

Спектры РЖ регистрировали на приборе «Bruker Equinox 55/S». Образец -пленка, нанесенная из раствора.

Изотермы сжатия ленгмюровских пленок измеряли на ванне Ленгмюра -Блоджетт «Nima 612D» (Великобритания). Ванна тефлоновая, размер - 20x30 см. Субфаза - дистиллированная вода, деионизированная на установке «Аквилон Д-301» (сопротивление 18 МОм/см). Температура воды - 22 °С. Полигидроксильные дендримеры растворяли в смеси метанол-толуол (1:1), а триметисилильные производные - в хлороформе. Концентрация всех растворов - 1 мг/мл. После нанесения образца на воду выдерживали его для удаления растворителя 10 минут (полигидроксильные), либо 2 минуты (триметилсилильные). Скорость движения барьера - 50 и 300 см /мин для полигидроксильных и триметилсилильныз производных соответственно.

Спектры поглощения регистрировали Perkin-Elmer Lamba-16, JIOMO СФ-46 и Shimadzu UV-2501PC.

Спектры флуоресценции регистрировали на приборе Perkin-Elmer LS-50B.

3.2. Синтез моноаллилового эфира этиленгликоля (1) Моноаллиловый эфир этиленгликоля получали по методике [162]. В колбу помещали 240 мл (4.3 моля) свежеперегнанного этиленгликоля, при интенсивном перемешивании в токе аргона добавляли порциями 23 г (1 моль) диспергированного натрия. Далее смесь перемешивали 0,5 часа при 70 °С. Прикапывали 82 мл (1 моль) хлористого аллила. Перемешивали смесь в течение 8-9 часов при t = 40 — 45°С. Отфильтровывали осадок NaCl, отгоняли моноаллиловый эфир в вакууме при 5-7 мм.рт.ст. Перегоняли эфир в токе аргона. Получили фракцию с Т. кип. 157-159 °С. Выход 68 г (66 %). ЯМР !Н (CDCI3, 5, м.д., J/Гц): 2.33 (т, 1Н, ОН, J= 11.6); 3.54 (м, 2Н, СН2=СНСН2ОСЩ; 3.70 (м, 2Н, СНгОН); 4.01 (д, 2Н, СН2=СНСН2, J = 5.6), 5.21 (м, 2Н, СН2=); 5.88 (м, 1Н, СН=).

3.3. Синтез ацетилаллилового эфира этиленгликоля (2) В колбу помещали 68 г (0.67 моль) моноаллилового эфира этиленгликоля, 140 мл сухого толуола и 65 мл (0,8 моль) сухого пиридина. При перемешивании и внешнем охлаждении (0-3 °С, вода - лед) прикапывали в токе аргона 45 мл (0.8 моль) ацетилхлорида. Затем смесь грели сначала при t = 40-45 °С 2 часа, потом при t = 100 °С 3 часа. Реакционную смесь выливали в подкисленную воду, отмывали орг. слой до нейтральной реакции и сушили его над безводным Na2S04- Отгоняли растворители в токе Аг над медной проволокой, затем перегоняли на колонке. Получили фракцию в Т. кип. 176179 °С. Выход 63.8 г (66.5%). ЯМР 'Н (CDCI3, 5, м.д.): 2.03 (с ЗН, СН3); 3.59 м, 2Н, СН2=СНСН2ОСН2); 3.98 (м, 2Н, СН2=СНСШ; 4.17 (м, 2Н, СН2ОСОСН3); 5.19 (м, 2Н, СН2=); 5.84 (м, 1Н, СН=). ИК спектр, v/cm*1: 3080 (СН=), 1740 (С=0), 1648 (С=С).

J.-/. Синтез ацетил[у-(диметилхлорсилил)пронил]ового эфира этиленгликоля (3) Смесь 56,2 г (0.39 моль) ацилированного моноаллилового эфира этиленгликоля, 49 мл (0.45 моль) диметилхлорсилана и 105 /Д катализатора РС-072 выдерживали в продутой аргоном и плотно закрытой колбе при t = 30 -36 °С в течение 10 дней. Избыток диметилхлорсилана отгоняли при р = 1 мм.рт.ст. и комн. темп. Выход сырого продукта 93.1 г (-100 %). ЯМР (CDCI3, 5, м.д.): 0.37 (с, 6Н, SiCH3); 0.81 (м, 2Н, SiCH2); 1.68 (м, 2Н, СН2); 2.05 (с, ЗН, СН3); 3.44 (м, 2Н, OCH2(CH2)2Si); 3.61 (м, 2Н, CH^CH^Si), 4.18 (м, 2Н, СИ^ОСОСНз). Функциональный анализ (титрование): найдено 14.60 % С1; вычислено 14.85 % С1.

3.5. Синтез триметилсилил[у-(диметилсилил)пропил]ового эфира этиленгликоля (4) Раствор 42.7 г (0.18 моля) ацетил[т-(диметилхлорсилил)пропил]ового эфира этиленгликоля в 50 мл абсолютированного ТГФ добавляли по каплям под аргоном к 10,5 г (0.28 моля) LiAlH4} суспензированного в 150 мл абсолютного ТГФ. Реакционную смесь кипятили при перемешивании 6 час, охлаждали и по каплям добавляли 95 мл (0.75 моля) триметилхлорсилана. Смесь кипятили при перемешивании 4 час. Отделяли декантацией органическую фазу от неорганического осадка, осадок промывали 50 мл абсолютированного ТГФ, декантировали и объединяли с реакционным раствором. Объединенный раствор фильтровали под аргоном, фильтрат упаривали от ТГФ в вакууме при р = 20 мм.рт.ст. Остаток перегоняли в вакууме при р = 1 мм.рт.ст. Выход 17.6 г (42%), т.кип. = 59-60°С/1 мм рт. ст., nD20 = 1.4257. ЯМР (CDCI3, 5, м.д., Жц): 0.05 (д, 6Н, SiCH3, J= 3.8); 0.11 (с,

9Н, OSiCH3); 0.57 (м, 2Н, SiCH2); 1.62 (м, 2Н, СН2); 3.45 (м, 4Н, СНзОСНз); 3.70 (т, 2Н, CH2OSi,J = 11.0); 3.85 (м, 1Н, SiH).

5.6. Синтез моноаллилового эфира пептаэритрита (5) Моноаллиловый эфир пентаэритрита получали по методике [163]. В колбу помещали 107 г (0.79 моль) пентаэритрита, 175 мл диоксана и постепенно добавляли смесь 31.44 г (0,79 моль) NaOH и 14 мл воды. Содержимое колбы перемешивали в течение 0,5 часа при t = 45 °С и затем прикапывали 68 мл (0.79 моль) бромистого аллила. Реакционную массу перемешивали 15 часов при t = 45-47°С. Выпавший осадок NaBr и непрореагировавшего пентаэритрита отфильтровывали, промывали на фильтре ~100 мл диоксана, маточники объединяли, отгоняли растворители и остаток дважды перегоняли в вакууме при р = 1 мм.рт.ст. Выход 39 г (28%), т.кип. 150-155°С /1 мм, nD20 = 1.4813 (лит. дан. nD20 = 1.4843). ЯМР !Н (CDC13, 5, м.д., J/Гц): 3.08 (ушир.с, ЗН, ОН); 3.45 (с, 2Н, СН2=СНСН2ОСШ; 3.68 (д, 6Н, СЩЭН, J = 4.8); 3.96 (д, 2Н, СН^СНОД., J = 5.4), 5.20 (м, 2Н, СН2=); 5.85 (м, 1Н, СН=).

3.7. Синтез моноаллилового эфира (триметилсилокси)пентаэритрита (6) К 19.9 г (0.11 моля) моноаллилового эфира пентаэритрита в 15 мл диоксана прикапывали смесь 64,6 г (0.4 моля) гексаметилдисилазана и 43.5 г (0.4 моля) триметилхлорсилана и кипятили реакционную массу 3 часа. Осадок отфильтровывали, отгоняли растворители над медной пластинкой и в токе аргона, остаток перегоняли в вакууме (т.кип. 100-102°С / 0.5 мм.рт.ст.). Получили 37.9 г продукта (выход 85.5 %). ЯМР 'Н (CDC13, 8, м.д.): 0.06 (с, 27Н, SiCH3), 3.29 (с, 2Н, АИОСШ), 3.47 (с, 6Н, Cb^OSiCHj), 3.90 (м, 2Н, СНгСНСНД 5.17 (м, 2Н, СН2=), 5.87 (м, 1Н, СН=).

3.8. Синтез тетраметилдисилоксана (7) Тетраметилдисилокеан получали по методике [164]. В колбу помещали 123 г (2.04 моль) мочевины, 150 мл воды и при перемешивании и внешнем охлаждении медленно прикапывали 223 мл (2.04 моль) диметилхлорсилана в 100 мл эфира. Органический слой отделяли, отмывали водой до нейтральной реакции и сушили безводным Na2S04. После разгонки получили 58 г (53%) тетраметилдисилоксана, т.кип. 70-72°С, nD25 = 1.3672 (лит. данные: т.кип. 70.5-71°С/731 мм.рт.ст, nD20 = 1.3700). ЯМР 'Н (CDC13, 5, м.д., У/Гц): 0.18 (д, 12Н, SiCH3, J = 2.8), 4.69 (м, 2Н, SiH)

3.9. Гидридсилильный реагент на основе пентаэритрита (8) Смесь 35.7 г (0.091 моля) моноаллилового эфира триметилсилоксипентаэритрита, 48.8 г (0.36 моля) тетраметилдисилоксана и 100 мкл платинового катализатора выдерживали в продутой аргоном и плотно закрытой колбе 30 час при t = 35-40°С до практически полного исчезновения сигнала протонов при двойной связи по данным спектров ЯМР. Отгоняли избыток тетраметилдисилоксана, остаток дважды перегоняли в вакууме. Получили 24 г продукта (выход 50.1 %) с т.кип. 125-128°С/1 мм.рт.ст. ЯМР 'н (CDC13, 5, м.д., J/Гц): 0.07 (с, ЗЗН, OSiCH3); 0.15 (д, 6Н, OLSiH, J = 3.0); 0.52 (м, 2Н, SiCH2); 1.55 (м, 2Н, СН2); 3.26 (с, 2Н, СН2ОСН^3); 3.31 (т, 2Н, CH2CH20CH2CR3, J= 13.8); 3.47 (с, 6Н, QiOSiCH:,); 4.68 (м, 1Н, SiH).

3.10. Синтез дендримера G3(32)OSiMe3 (9) Смесь 0.4084 г (0.11 ммоля) дендримера G3(32A11), 0.8388 г (3.6 ммоля) соединения 4, 7 мл сухого толуола и 9 мкл катализатора выдерживали в продутой аргоном и плотно закрытой колбе 15 дней при 35-40°С (до практически полного исчезновения сигналов протонов при двойной связи в спектрах ЯМР !Н проб реакционной смеси). Растворители упаривали досуха и соединение 9 очищали сначала от катализатора хроматографией на силикагеле (элюент - толуол), а затем от высокомолекулярных примесей методом препаративной ГПХ (элюент - ТГФ). Получили 0,147 г продукта (12%). ЯМР 'Н (CDC13, 5, м.д., J/Гц): -0.09 (с, 74Н, SiCH>); -0.05 (с, 153Н, S^CH^); -0.02 (с, 19Н, S1CH3AH); 0.11 (с, 23ОН, Si(CH})3); 0.53 (м, 265Н, SiCH2); 1.28 (м, 107Н, SiCH2CH2CH2Si); 1.52 (м, 51Н, СНгСНгО); 3.39 (т, 51Н, СН2ОСН2, J= 14.0);

3.48 (т, 51Н, СН2ОСН2, У = 10.6); 3.71 (т, 51Н, CH2OSi, У = 10.9); 4.80 (м, 2H, СН2=); 5.72 (м, 1Н, СН2СН=); 5.57 (м, 2.5Н, SiCH=); 5.98 (м, 2.5Н, СН3СН=).

3.11. Синтез дендримера G3(32) ОН (10) Дендример получали нагреванием при 70°С 0.15 г соединения 9, 4 мл толуола, 2 мл МеОН и 1 мл ледяной АсОН при перемешивании в течение 48 ч. Растворители упаривали досуха и дендример сушили в вакууме при 1 мм.рт.ст. Выход 100%. ЯМР *Н (DMSO-d6, 8, м.д., У/Гц): -0.13 (с, 74Н, SiCbb); -0.09 (с, 153Н, Si(CH3)2); -0.07 (с, 19Н, Si СН3АИ); 0.50 (м, 265Н, SiCH2); 1.26 (м, 107Н, SiCH2CH2CH2Si); 1.45 (м, 51Н, CIi>CH20); 4.54 (т, 26Н, ОН, У = 10.0); 4.75 (м, 2Н, СН2=); 5.65 (м, 1Н, СН2СН=); 5.53 (м, 2.5Н, SiCH=); 5.95 (м, 2.5Н, СН3СН=). В спектре ИК присутствует широкая полоса ОН с максимумом при 3400 см"1.

3.12. Синтез дендримера G4(64)OSiMe3 (11)

Дендример получали аналогично соединению 9 из 0.08 ммоля дендримера G4(64A11) и 5 ммоль соединения 4. Получили 0,63 г продукта (36%). ЯМР *Н (CDCI3, 5, м.д., У/Гц): -0.09 (с, 163Н, Si СНз); -0.05 (с, 318Н, Si(CH3)2); -0.02 (с, ЗЗН, Si СН3АН); 0.11 (с, 477Н, Si(CH3)3); 0.52 (м, 558Н, SiCH2); 1.29 (м, 226Н, SiCH2CH2CH2Si); 1.53 (м, 106Н, СНзСНзО); 3.39 (т, 106Н, СН2ОСН2, У = 13.9); 3.48 (т, 106Н, СН20СН2,У= 10.6); 3.71 (т, 106Н, CH2OSi,y= 10.7); 4.78 (м, 8Н, СН2=); 5.72 (м, 4Н, СН2СН=); 5.57 (м, 3.5Н, SiCH=); 5.98 (м, 3.5Н, СН3СН=).

3.13. Синтез дендримера G4(64) ОН (12) Дендример получали аналогично соединению 10. Выход ~100%. ЯМР !Н (DMSO-d6, 5, м.д.): -0.13 (с, 163Н, SiCHa); -0.09 (с, 318Н, S^CH^); -0.06 (с, ЗЗН, SiObAll); 0.50 (м, 558Н, SiCH2); 1.27 (м, 226Н, SiCH2CH2CH2Si); 1.44 (м, 106Н, СНгСНгО); 4.49 (уш.с, 53Н, ОН); 4.75 (м, 8Н, СН2=); 5.66 (м, 4Н, СН2СН=); 5.53 (м, 3.5Н, SiCH=); 5.92 (м, 3.5Н, СН3СН=). В спектре Ш присутствует широкая полоса ОН с максимумом при 3400 см"1.

3.14. Синтез дендримера G5(96)OSiMe3 (13) Дендример получали аналогично соединению 9 из 0.04 ммоля дендримера G5(96A11) и 3.9 ммоля соединения 4. Получили 0,58 г продукта (42%). ЯМР !Н (CDC13, 5, м.д., J/Гц): -0.09 (с, 243Н, Si СН3); -0.05 (с, 432Н, Si(CH,)2); -0.02 (с, 72Н, SiCHsAll); 0.11 (с, 648Н, Si(CH3)3); 0.52 (м, 804Н, SiCH2); 1.28 (м, ЗЗОН, SiCH2CH2CH2Si); 1.52 (м, 144Н, СНзСНгО); 3.39 (т, 144Н, СН2ОСН2, J= 14.0); 3.47 (т, 144Н, СНзОСНз, J = 10.5); 3.71 (т, 144Н, CH2OSi, J= 10.9); 4.80 (м, 20Н, СН2=); 5.71 (м, ЮН, СН2СН=); 5.58 (м, 7Н, SiCH=); 6.00 (м, 7Н, СН3СН=); 7.34 (м, 5Н, Ph).

3.15. Синтез дендримера G5(96)OH (14) Дендример получали аналогично соединению 10. Выход ~Ю0%. ЯМР *Н (DMSO-d6, 5, м.д., //Гц): -0.13 (с, 243Н, SiCHj); -0.09 (с, 432Н, Si(CHs)2); -0.07 (с, 72Н, SiCHjAll); 0.50 (м, 804Н, SiCH2); 1.27 (м, ЗЗОН, SiCH2CH2CH2Si); 1.44 (м, 144Н, СНгСЩЭ); 4.54 (т, 72Н, ОН, J= 10.0); 4.74 (м, 20Н, СН2=); 5.65 (м, ЮН, СН2СН=); 5.52 (м, 7Н, SiCH=); 5.92 (м, 7Н, СН3СН=); 7.34 (м, 5Н, Ph). В спектре ИК присутствует широкая полоса ОН с максимумом при 3400 см"1.

3.16. Синтез дендримера G5(128)OSiMe3 (15) Дендример получали аналогично соединению 9 из 0.024 ммоля дендримера G5(128AU) и 3.1 ммоля соединения 4. Получили 0,6 г продукта Ф (54%). ЯМР JH (CDC13, 5, м.д., У/Гц): -0.1 (с, 360Н, SiCHj); -0.06 (с, 720Н,

Si(CH3)2); -0.03 (с, 15Н, Si СДАН); 0.11 (с, Ю81Н, Si^b); 0.52 (м, 1216Н, SiCH2); 1.29 (м, 488Н, SiCH2CH2CH2Si); 1.53 (м, 240Н, СНЬСНгО); 3.38 (т, 240Н, СН2ОСНг, 13.8); 3.47 (т, 240Н, СНгОСНз, /= 11.0); 3.71 (т, 240Н, CH2OSi, J= 10.6); 4.79 (м, 6Н, СН2=); 5.72 (м, ЗН, СН2СН=); 5.58 (м, 5Н, SiCH=); 5.96 (м, 5Н, СН3СН=).

3.17. Синтез дендримера G5(128)OH (16) Дендример получали аналогично соединению 10. Выход ~Ю0%. ЯМР *Н ф (DMSO-d6, 5, м.д.): -0.13 (с, 360Н, SiCHs); -0.09 (с, 720Н, Si(CH,)2); -0.06 (с,

15Н, SiCbbAll); 0.51 (м, 1216Н, SiCH2); 1.27 (м, 488Н, SiCH2CH2CH2Si); 1.45 м, 240H, СНзСНгО); 4.51 (уш.с, 120Н, ОН); 4.74 (м, 6Н, СН2=); 5.64 (м, ЗН, СН2СН=); 5.53 (м, 5Н, SiCH=); 5.94 (м, 5Н, СН3СН=). В спектре ИК присутствует широкая полоса ОН с максимумом при 3400 см"1.

3.18. Синтез дендримера G3(32) (OSiMe3)3 (17). Смесь 0.3728 г (0.1 ммоля) дендримера G3(32A11), 1.6867 г (3.2 ммоля) соединения 8, 7 мл сухого толуола и 9 мкл катализатора выдерживали в продутой аргоном и плотно закрытой колбе 15 дней при 35-40°С (до практически полного исчезновения сигналов протонов при двойной связи в спектрах ЯМР проб реакционной смеси). Растворители упаривали досуха и соединение 17 очищали сначала от катализатора хроматографией на силикагеле (элюент - толуол), а затем от высокомолекулярных примесей с помощью препаративной ГПХ (элюент - ТГФ). Получили 0,50 г продукта (27%). Спектр ЯМР *Н (CDC13, 5, м.д.): -0.1 (с, 84Н, SiCTb); 0.01 (с, 192Н, Si(CH,)2); 0.02 (с, 192Н, Si(CH,)2); 0.05 (с, 864Н, Si(CH3>3); 0.53 (м, 304Н, SiCH2); 1.28 (м, 120Н, SiCH2CH2CH2Si); 1.52 (м, 64Н, СНзСНзО); 3.26 (м, 128Н, СНгОСЩ; 3.46 (с, 192Н, CH2OSi).

3.19. Синтез дендримера G3(32)(OH)3 (18) Дендример получали нагреванием при 70°С 0.15 г соединения 17, 4 мл толуола, 2 мл МеОН и 1 мл ледяной АсОН при перемешивании в течение 48 ч. Растворители упаривали досуха и дендример сушили в вакууме при 1 мм.рт.ст. Выход 100%. ЯМР 'Н (DMSO-d6, 5, м.д., J/Гц): -0.12 (с, 84Н, Si СН,); -0.01 (с, 192Н, Si(CH,)2); О.о (с, 192Н, Si(CH3>2); 0.50 (м, 304Н, SiCH2); 1.27 (м, 120Н, SiCH2CH2CH2Si); 1.44 (м, 64Н, СНгСНгО); 4.16 (т, 96Н, ОН, J = 10.4); (сигналы протонов СН20 групп не приводятся, т.к. они перекрываются сигналами DMSO-d6 при 2.5 и 3.3 м.д.). В спектре ИК присутствует широкая полоса ОН с максимумом при 3400 см'1.

3.20. Синтез дендримера G4(64)(OSiMe3)3 (19) Дендример получали аналогично соединению 17 из 0.071 ммоля дендримера G4(64A11) и 4.5 ммоля соединения 8. Получили 1,6 г продукта

55%). ЯМР (CDC13, 5, м.д.): -0.09 (с, 180Н, SiCHs); 0.02 (с, 384Н, Si(CH3)2); 0.03 (с, 384Н, Si(CHs)2); 0.05 (с, 1728Н, Si(CH3)3); 0.53 (м, 624Н, SiCH2); 1.28 (м, 248Н, SiCH2CH2CH2Si); 1.51 (м, 128Н, СНгСНгО); 3.26 (м, 256Н, СЩЭСШ; 3.46 (с, 384Н, CH2OSi).

3.21. Синтез дендримера G4(64)(OH)3 (20) Дендример получали аналогично соединению 18. Выход 100%. ЯМР 'Н (DMSO-d6, 5, м.д., У/Гц): -0.13 (с, 180Н, SiCHs); -0.02 (с, 384Н, Si(CH3)2); 0.0 (с, 384Н, Si(CH3)2); 0.49 (м, 624Н, SiCH2); 1.28 (м, 248Н, SiCH2CH2CH2Si); 1.44 (м, 128Н, СНзСНгО); 4.16 (т, 192Н, ОН, J = 10.2). В спектре ИК присутствует широкая полоса ОН с максимумом при 3400 см"1. Ф 3.22.Синтез дендримера G5(96)(OSiMe3)3 (21)

Дендример получали аналогично соединению 17 из 0.042 ммоля дендримера G5(96A11) и 4 ммоль соединения 8. Получили 2,12 г продукта (81%). ЯМР !Н (CDCI3, 5, м.д.): -0.09 (с, 279Н, S1CU3); 0.02 (с, 576Н, Si(CH3)2); 0.03 (с, 576Н, Si(CH3)2); 0.06 (с, 2592Н, Si(CH3>3); 0.52 (м, 948Н, SiCH2); 1.29 (м, 378Н, SiCH2CH2CH2Si); 1.52 (м, 192Н, СЬШЪО); 3.26 (м, 384Н, СЩЭСЩ; 3.46 (с, 576Н, CH2OSi); 7.34 (м, 5Н, Ph).

3.23. Синтез дендримера G5(96)(OH)3 (22) Дендример получали аналогично соединению 18. Выход ~100%. ЯМР 'Н ф (DMSO-d6, 5, м.д., У/Гц): -0.14 (с, 279Н, SiCHj); -0.02 (с, 576Н, Si(CH3>2); -0.01 с, 576Н, Si(CH3)2); 0.49 (м, 948Н, SiCH2); 1.27 (м, 378Н, SiCH2CH2CH2Si); 1.44 (м, 192Н, СН2СН2О); 4.16 (т, 192Н, ОН, J = 10.2); 7.34 (м, 5Н, Ph). В спектре ИК присутствует широкая полоса ОН с максимумом при 3400 см"1.

3.24. Синтез дендримера G5(128)(OSiMe3)3 (23) Дендример получали аналогично соединению 17 из 0.025 ммоля дендримера G5(128AI1) и 3.2 ммоль соединения 8. Получили 0.86 г продукта (41%). ЯМР ]Н (CDCI3, 8, м.д.): -0.09 (с, 372Н, SiCHs); 0.02 (с, 768Н, Si(CH3)2); • 0.03 (с, 768Н, Si(CH3)2); 0.06 (с, 3456Н, Si(CH3)3); 0.53 (м, 1264Н, SiCH2); 1.29 м, 504Н, SiCH2CH2CH2Si); 1.52 (м, 256Н, СНзСНгО); 3.25 (м, 512Н, СЩЭСШ; 3.45 (с, 768Н, CH2OSi).

3.25. Синтез дендримера G5(128)(OH)3 (24) Дендример получали аналогично соединению 18. Выход -100%. ЯМР (DMSO-d6, 5, м.д.): -0.14 (с, 372Н, Si СН3); -0.02 (с, 768Н, Si(CH3)2); -0.01 (с, 768Н, Si(CH3)2); 0.50 (м, 1264Н, SiCH2); 1.26 (м, 504Н, SiCH2CH2CH2Si); 1.45 (м, 256Н, СНгСНзО); 4.17 (уш.с, 384Н, ОН). В спектре ИК присутствует широкая полоса ОН с максимумом при 3400 см'1.

1. Frechet J.M.J., Hawker С.J., Gitsov 1., Leon J. W. Dendrimers and hyperbranched polymers: Two families of three-dimensional macromolecules with similar but clearly distinct properties II Pure. Appl. Chem., 1996, A33, 1399-1425.

2. Flory P.J. Molecular Size Distribution in Three Dimensional Polymers. VI. Branched Polymers Containing A-R-Bf-1 Type Units // J. Am. Chem. Soc., 1952, 74, 2718-2723.

3. Buhleier E.W., Wehner W., Vogtle F. "Cascade"- and "nonskid-chain-like" syntheses of molecular cavity topologies I I Synthesis, 1978, 155-158.

4. Tomalia D.A., Baker H., Dewald J., Hall M., Kallos G., Martin S., Roeck J., Ryder J., Smith P. A New Class of Polymers: Starburst-Dendritic Macromolecules // Polym. J., 1985,17, 117-132.

5. Newkome G.R., Yao Z, Baker G.R., Gupta V.K. Micelles. Part 1. Cascade molecules: a new approach to micelles. A 27.-arborol // J. Org. Chem., 1985, 50, 2003-2004.

6. Tomalia D.A., Naylor A., Goddard W.A. III. Starburst Dendrimers: Molecular-Level Control of Size, Surface Chemistry, Topology, and Flexibility from Atoms to Macroscopic Matter // Angew. Chem., Int. Ed. Engl, 1990, 29, 138-175.

7. Grayson S.M. and Frechet J.M.J. Convergent dendrons and dendrimers: from synthesis to applications //Chem. Rev., 2001,101, 3819-3867.

8. Vogtle F., Gestermann S., Hesse R., Schwierz H., Windisch B. Functional dendrimers II Prog. Polym. Sci., 2000, 25, 987-1041.

9. Newkome G.R., Moorefield C.N., Baker G.R., Johnson A.L., Behera R.K. Alkane• Cascade Polymers Possessing Micellar Topology: Micellanoic Acid Derivatives // Angew. Chem., Int. Ed. Engl, 1991, 30, 1176-1178.

10. Newkome G.R., Moorefield C.N., Baker G.R., Saunders M.J., Grossman S.H. Unimolecular Micelles II Angew. Chem., Int. Ed. Engl. 1991, 30, 1178-1180.

11. Kim Y.H., Webster O.W Water-Soluble Hyperbranched Polyphenylene: "A Unimolecular Micelle"? II J. Am. Chem. Soc., 1990,112, 4592-4593.

12. Beezer A.E., King A.S.H., Martin I.K., Mitchel J.C., Twyman L.J. and Wain C.F. Dendrimers as potential drug carriers; encapsulation of acidic hydrophobes within water soluble РАМАМ derivatives // Tetrahedron, 2003, 59, 3873-3880.

13. Funayama K., Imae Т., Seto H., Aoi K, Tsutsumiuchi K, Okada M, Nagao M. and Furusaka M. Fast and Slow Dynamics of Water-Soluble Dendrimers Consisting of Amido-Amine Repeating Units by Neutron Spin-Echo // J. Phys. Chem. B, 2003,• 107, 1353-1359.

14. Imae Т., Funayama K., Aoi K., Tsutsumiuchi K, Okada M., Furusaka M. Small-Angle Neutron Scattering and Surface Force Investigations of Poly(amido amine) Dendrimer with Hydroxyl End Groups // Langmuir, 1999,15, 4076-4084.

15. Jevprasesphant R., Penny J., Jalal R., Attwood D., McKeown N.B. and D'Emanuele A. The influence of surface modification on the cytotoxicity of РАМАМ dendrimers II Int. J. Pharm., 2003, 252, 263-266.

16. Topp A., Bauer В., J. Tomalia D.A., Amis E.J. Effect of Solvent Quality on the Molecular Dimensions of РАМАМ Dendrimers // Macromolecules, 1999, 32, 72327237.

17. Uppuluri S., Morrison F.A., Dvornic P.R. Rheology of Dendrimers. 2. Bulk Polyamidoamine Dendrimers under Steady Shear, Creep, and Dynamic Oscillatory Shear // Macromolecules, 2000, 33,2551-2560.

18. Niu Y., Sun L., Crooks R.M. Determination of the Intrinsic Proton Binding • Constants for Poly(amidoamine) Dendrimers via Potentiometric pH Titration //

19. Macromolecules, 2003, 36, 5725-5731.

20. Roekendorf N. and Lindhorst Т.К. Glycodendrimers // Topics in Current Chemistry, 2001, 217, 201-238.

21. Lundquist J.J. and Toone E.J. The Cluster Glycoside Effect // Chem. Rev2002, 102, 555-578.

22. Aoi K, Itoh K, Okada M. Globular Carbohydrate Macromolecules "Sugar Balls". 1. Synthesis of Novel Sugar-Persubstituted Poly(amido amine) Dendrimers // Macromolecules, 1995, 28, 5391-5393.

23. Kieburg C. and Lindhorst Т.К. Glycodendrimer synthesis without usingprotecting groups // Tetrahedron Lett. 1997, 38, 3885-3888.

24. Schmitzer A., Perez E., Rico-Lattes I., Lattes A. First Example of Supramolecular Assemblies in Water of New Amphiphilic Glucose-persubstituted Poly(amidoamine) Dendrimers // Langmuir, 1999,15, 4397-4403.

25. Schmitzer A.R., Perez, E., Rico-Lattes I., Lattes A. First example of high asymmetric induction at the "pseudo-micellar" interface of a chiral amphiphilic dendrimer // Tetrahedron Lett., 1999, 40, 2947-2950.

26. Schmitzer A., Perez E., Rico-Lattes I., Lattes A. Mechanistic study of the enantioselective reduction of ketones in the presence of glycodendrimers // Tetrahedron: Asymmetry, 2003,14, 3719-3730.

27. Luo D., Haverstick K, Belcheva N., Han E. and Saltzman W.M. Poly(ethylene glycol)-Conjugated РАМАМ Dendrimer for Biocompatible, High-Efficiency DNA Delivery II Macromolecules, 2002, 35, 3456-3462.

28. Niwa M., Higashizaki T. and Higashi N. Aggregation properties of oligo(methacrylic acid)-shelled dendrimer and its microenvironment in aqueous solutions // Tetrahedron, 2003, 59, 4011-4015.

29. Sayed-Sweet Y, Hedstrand D.M., Spinder Rand Tomalia D.A. Hydrophobicallymodified poly(amidoamine) (РАМАМ) dendrimers: their properties at the air-water interface and use as nanoscopic container molecules // J. Mater. Chem., 1997, 7, 1199-1205.

30. Sui G., Micic M., Huo Q., and Leblanc R.M. Synthesis and Surface Chemistry Study of a New Amphiphilic РАМАМ Dendrimer // Langmuir, 2000, 16, 78477851.

31. Sui G., Mabrouki M, Ma Y., Micic M. and Leblanc R.M. A Structural Study of Amphiphilic РАМАМ (Poly(amido amine)) Dendrimers in Langmuir and Langmuir-Blodgett Films // J. of Colloid and Interface Sci., 2002, 250, 364-370.

32. Sui G., Micic M., Huo Q., and Leblanc R.M. Studies of a novel polymerizable amphiphilic dendrimer // Colloids Surf A, 2000,171, 185-197.

33. Dvornic P.R., de Leuze-Jallouli A.M., Owen M.J. and Perz S.V. Radially Layered Poly(amidoamine-organosilicon) Dendrimers // Macromolecules, 2000, 33, 5366-5378.

34. Imae Т., Ito M., Aoi K., Tsutsumiuchi K., Noda H., Okada M. Formation of organized adsorption layers by amphiphilic dendrimers // Colloids Surf, A, 2000, 175, 225-234.

35. Ito M., Imae Т., Aoi К., Tsutsumiuchi К., Noda H. and Okada M. In Situ• Investigation of Adlayer Formation and Adsorption Kinetics of Amphiphilic Surface-Block Dendrimers on Solid Substrates // Langmuir, 2002,18, 9757-9764

36. Wallimann P., Mattei S., Seiler P., Diederich F. Dendrophanes: Water-soluble dendritic receptors as models for buried recognition sites in globular proteins // Helv. Chim. Acta, 1997, 80, 2368-2390.

37. Wallimann P., Seiler P., Diederich F. Dendrophanes: Novel Steroid-Recognizing Dendritic Receptors. Preliminary Communication // Helv. Chim. Acta, 1996, 79, 779-788.

38. Smith D.K., Diederich F. Dendritic hydrogen bonding receptors: enantiomerically pure dendroclefts for the selective recognition of monosaccharides // Chem. Commun., 1998, 2501-2502.

39. Denkewalter R. G., Kole J., Lukasavage W. J. Macromolecular highly branched ® homogeneous compound based on lysine units // U.S. Patent 4,289,872; 1981.

40. Kasai S., Nagasawa H., Shimamura M, Uto Y., Hori H. Design and synthesis of • antiangiogenic/heparin-binding arginine dendrimer mimicking the surface ofendostatin //Bioorg. Med. Chem. Lett., 2002,12, 951-954.

41. Roy R., Zanini D., Meunier S.J., Romanowska A. Solid-phase synthesis of dendritic sialoside inhibitors of influenza A virus haemagglutinin // J. Chem. Soc., Chem. Commun., 1993, 24, 1869-1872.

42. Vinogradov S.A., Lo L.-W., Wilson D.F. Dendritic Polyglutamic Porphyrins: Probing Porphyrin Protection by Oxygen-Dependent Quenching of Phosphorescence // Chem. Eur. J., 1999, 5, 1338-1347.

43. Agira K., Urakawa Т., Michiue A., Sasaki Y. and Kikuchi J. Dendritic ® Amphiphiles: Dendrimers Having an Amphiphile Structure in Each Unit //1.ngmuir, 2000, 16, 9147-9150.

44. Ariga K., Urakawa Т., Michiue A. and Kikuchi J. Spider-Web Amphiphiles as Artificial Lipid Clusters: Design, Synthesis, and Accommodation of Lipid Components at the Air-Water Interface // Langmuir, 2004, 20, 6762-6769.

45. Rietveld I.B., Bouwman W.G., Baars M. W.P.L. and Heenan R.K. Location of the

46. Outer Shell and Influence of pH on Carboxylic Acid-Functionalized Poly(propyleneimine) Dendrimers //Macromolecules, 2001, 34, 8380-8383.

47. Sideratou Z., Tsiourvas D. and Paleos C.M. Quaternized Poly(propylene imine) Dendrimers as Novel pH-Sensitive Controlled-Release Systems // Langmuir, 2000, 16, 1766-1769.

48. Ashton P.R., Boyd S.E., Brown C.L., Nepogodiev S.A., Meijer E. W., Peerlings H.W.I, and Stoddart J.F. Synthesis of glycodendrimers by modification ofpoly(propylene imine) dendrimers // Chem. Eur. J., 1997, 3, 974-984.

49. Pavlov G.M., Korneeva E.V., Jumel K., Harding S.E., Meijer E.W., Peerling Ф H. W.I., Stoddart J.F., Nepogodiev S.A. Hydrodynamic properties of carbohydratecoated dendrimers // Carbohydrate Polymers, 1999, 38, 195-202.

50. Jansen J.F.G.A., de Brabander-van den Berg E.M.M., Meijer E.W. Encapsulation of Guest Molecules Into a Dendritic Box // Science, 1994, 266, 12261229.

51. Groehn F., Bauer B.J. and Amis E.J. Hydrophobically Modified Dendrimers as Inverse Micelles: Formation of Cylindrical Multidendrimer Nanostructures // Macromolecules, 2001, 34, 6701-6707.

52. Liu M., Frechet J.M.J. Preparation, MALDI-TOF analysis, and micelle-like behavior of alkyl-modified poly(propylene imine) dendrimers // Polymer Bulletin,• 1999, 43, 379-386.

53. Pan V., Ford W.T. Amphiphilic Dendrimers with Both Octyl and Triethylenoxy Methyl Ether Chain Ends II Macromolecules, 2000, 33, 3731-3738.

54. Liu M„ Petro M„ Frechet J.M.J., Haque S.A., Wang H.-C. Preparation of hydrophobic poly(isobutylene) star polymers with hydrophilic poly(propylene imine) dendritic cores // Polymer Bulletin, 1999, 43, 51-58.

55. Murugan E., Sherman R.L. Jr., Spivey И.О. and Ford W.T. Catalysis by Hydrophobically Modified Poly(propyIenimine) Dendrimers Having Quaternary

56. Ammonium and Tertiary Amine Functionality I I Langmuir, 2004, 20, 8307-8312.

57. Scheming A.P.H.J., Elissen-Roman С., Weener J.-W., Baars M.W.P.L., van der• Gaast S.J. and Meijer E.W. Amphiphilic Dendrimers as Building Blocks in Supramolecular Assemblies// J. Am. Chem. Soc., 1998,120, 8199-8208.

58. Archut A., Vogtle F., De Cola L., Azzellini G.C., Balzani V., Ramanujam P.S., Berg R.H. Azobenzene-Functionalized Cascade Molecules: Photoswitchable Supramolecular Systems // Chem. Eur. J., 1998, 4, 699-706.

59. Hawker C.J., Frechet J.M.J. Preparation of Polymers with Controlled Molecular Architecture. A New Convergent Approach to Dendritic Macromolecules // J. Am. Chem. Soc., 1990,112, 7638-7647.

60. Hawker C.J., Frechet J.M.J. Monodispersed dendritic polyesters with removable ® chain ends: a versatile approach to globular macromolecules with chemicallyreversible polarities H J. Chem. Soc., Perkin Trans. 1,1992,19,2459-2469.

61. Hawker C.J., Wooley K.L., Frechet J.M.J. Unimolecular micelles and globular amphiphiles: dendritic macromolecules as novel recyclable solubilization agents // J. Chem. Soc., Perkin Trans. 1,1993,12, 1287-1297.

62. Pollack K.W., Frechet J.M.J. Non-ionic Unimolecular Micelles: Poly(ethylene oxide)-coated Dendrimers // Am. Chem. Soc., Polym. Mater. Sci. Eng., 1996, 75, 273-274.

63. Kono K., Liu M. and Frechet J.M.J. Design of Dendritic Macromolecules Containing Folate or Methotrexate Residues // Bioconjugate Chem., 1999, 10, 11151121.

64. Laufersweiler M.J., Rohde J.M., Chaumette J.-L., Sarazin D. and Parquette J.R. Synthesis, Aggregation, and Chiroptical Properties of Chiral, Amphiphilic

65. Dendrimers // J. Org. Chem., 2001, 66, 6440-6452.

66. Weintraub J.G., Broxer S., Paul N.M. and Parquette J.R. Synthesis and chiroptical properties of amphiphilic dendrimers based on 2,3-dihydroxybenzyl alcohol // Tetrahedron, 2001, 57, 9393-9402.

67. Brewis M., Helliwell M., McKeown N.B., Reynolds S. and Shawcross A. Phthalocyanine-centred aryl ether dendrimers with oligo(ethyleneoxy) surface groups // Tetrahedron Lett., 2001, 42, 813-816.

68. Nishiyama N., Stapert H. R., Zhang G.-D., Takasu D., Jiang D.-L., Nagano Т., Aida Т., Kataoka K. Light-Harvesting Ionic Dendrimer Porphyrins as New Photosensitizers for Photodynamic Therapy // Bioconjugate Chem., 2003; 14, 58-66.

69. Zhang S., Rio Y, Cardinali F., Bourgogne C., Gallani J.-L. andNierengarten J-F. Amphiphilic Diblock Dendrimers with a Fullerene Core // J. Org. Chem., 2003, 68, mi-9191.

70. Wooley K.L., Hawker C.J., and Frehet J.M.J. Hyperbranched Macromolecules via a Novel Double-Stage Convergent Growth Approach // J. Am. Chem. Soc., 1991, 113, 4252-4261.

71. Piotti M.E., Rivera F„ Jr., Bond R., Hawker C.J. and Frechet J.M.J. Synthesis and Catalytic Activity of Unimolecular Dendritic Reverse Micelles with "Internal" Functional Groups II J. Am. Chem. Soc., 1999,121, 9471-9472.

72. Bharathi P., Zhao H. and Thayumanavan S. Toward Globular Macromolecules with Functionalized Interiors: Design and Synthesis of Dendrons with an Interesting Twist// Org. Lett., 2001, 3, 1961-1964.

73. Vutukuri D.R., Basu S. and Thayumanavan S. Dendrimers with Both Polar and Apolar Nanocontainer Characteristics // J. Am. Chem. Soc., 2004, 126, 1563615637.

74. Padias A.B., Hall H.K. Jr., Tomalia D.A. and McConnell JR. Starburst Polyether Dendrimers //J. Org. Chem., 1987, 52, 5305-5312.

75. Grayson S.M., Frechet J.M.J. Synthesis and Surface Functionalization of Aliphatic Polyether Dendrons И J. Am. Chem. Soc., 2000,122, 10335-10344.

76. Cho B.-K., Jain A., Nieberle J., Mahajan S., Wiesner U., Gruner S.M., Turk S. and Rader H.J. Synthesis and Self-Assembly of Amphiphilic Dendrimers Based on Aliphatic Polyether-Type Dendritic Cores // Macromolecules, 2004,37, 4227-4234.

77. Ihre H., Hult A., Frechet J.M.J, and Gitsov I. Double-Stage Convergent Approach for the Synthesis of Functionalized Dendritic Aliphatic Polyesters Based on2,2-Bis(hydroxymethyl)propionic Acid//Macromolecules, 1998,31, 4061-4068.

78. Annby U., Malmberg M., Pettersson B. and Rehnberg N. Benzylidene protected bis-MPA. A convenient dendrimer building block I I Tetrahedron Lett., 1998, 39, 3217-3220.

79. Ihre H., De Jesus O.L.P. and Frechet J.M.J. Fast and Convenient Divergent Synthesis of Aliphatic Ester Dendrimers by Anhydride Coupling // J. Am. Chem. Soc., 2001,123, 5908-5917.

80. Malkoch M., Malmstrom E. and Hult A. Rapid and Efficient Synthesis of Aliphatic Ester Dendrons and Dendrimers // Macromolecules, 2002,35, 8307-8314.

81. Parrott M.C., Marchington E.B., Valliant J.F. and Adronov A. Synthesis and Properties of Carborane-Functionalized Aliphatic Polyester Dendrimers // J. Am. Chem. Soc., 2005,127, 12081-12089.

82. Carnahan M.A. and Grinstaff M.W. Synthesis and Characterization of Poly(glycerol-succinic acid) Dendrimers II Macromolecules, 2001, 34, 7648-7655.

83. Luman N.R., Grinstaff M. W. Synthesis and Aqueous Aggregation Properties of Amphiphilic Surface-Block Dendrimers I I Org. Lett., 2005,22,4863-4866.

84. Pesak D.J., Moore J.S., Wheat Т.Е. Synthesis and Characterization of Water-Soluble Dendritic Macromolecules with a Stiff, Hydrocarbon Interior I I Macromolecules, 1997, 30, 6467-6482.

85. Wiesler U.-M., Weil Т., Mullen K. Nanosized Polyphenylene Dendrimers // Topics in Current Chemistry, 2001, 212, 1-40.

86. Atanasov V, Sinigersky V., Klapper M. and Mullen K. Core-Shell Macromolecules with Rigid Dendritic Polyphenylene Cores and Polymer Shells // Macromolecules, 2005, 38, 1672-1683.

87. Gong L.-Z. and Pu L. Synthesis of a chiral micelle-like dendrimer with phenylene dendrons and a 1,1 '-binaphthyl core // Tetrahedron Lett., 2001, 42,1ЪЪ1-7340.

88. Lorenz K, Mulhaupt R., Frey H., Rapp U., Mayer-Posner F.J. Carbosilane-based dendritic polyols // Macromolecules, 1995, 28, 6657-6661.

89. Frey H., Lorenz K., Mulhaupt R., Rapp U., Mayer-Posner F.J. Dendritic polyols based on carbosilanes lipophilic dendrimers with hydrophilic skin // Macromol. Symp., 1996,102, 19-26.

90. Lach C., Frey H., Mulhaupt R. Unimolecular micelles based on carbosilane dendrimers // Xlth International Symposium on Organosilicon Chemistry. September 1-6, 1996, University Montpellier II, France. Abstracts, ОС 11.

91. Kim C., Son S., Kim B. Dendritic carbosilane containing hydroxyl groups on the periphery // J. Organomet. Chem., 1999, 588, 1-8.

92. Krska S. W., Seyferth D. Synthesis of water-soluble carbosilane dendrimers // J. Am. Chem. Soc., 1998,120, 3604-3612.

93. Getmanova E.V., Chenskaya T.B., Gorbatsevich O.B., Rebrov E.A., Vasilenko N.G., Muzafarov A.M. Polyhydroxycarbosilanes of dendritic structure // React. & Funct. Polym., 1997,33, 289-297.

94. Getmanova E.V., Rebrov E.A., Vasilenko N.G., Muzafarov A.M. Synthesis of organosilicon dendrimer with specific hydrophobic-hydrophilic properties // Pol. Prep. Am. Chem. Soc., 1998, 39(1), 581-582.

95. Sheiko S.S., Muzafarov A.M., Winkler R.G., Getmanova E.V., Eckert G. and Reineker P. Contact Angle Microscopy on a Carbosilane Dendrimer with Hydroxyl

96. End Groups: Method for Mesoscopic Characterization of the Surface Structure // Langmuir, 1997,13,4172-4181.

97. Sheiko S.S., Buzin A.I., Muzafarov A.M., Rebrov E.A. and Getmanova E.V. Spreading of Carbosilane Dendrimers at the Air/Water Interface // Langmuir, 1998, 14, 7468-7474.

98. Comanita В., Noren B. and Roovers J. Star Poly(ethylene oxide)s from Carbosilane Dendrimers // Macromolecules, 1999, 32, 1069-1072.

99. Omotowa B.A. and Shreeve J.M. Preparation, Characterization, and Thermal and Surfactant Studies of Polyfluorinated Amphiphilic Carbosilane Dendrimers // Macromolecules, 2003, 36, 8336-8345.

100. Langmuir I. The Constitution And Fundamental Properties Of Solids And Liquids. II. Liquids. II J. Am. Chem. Soc., 1917, 39, 1848-1906.

101. DeRose J.A., Leblanc R.M. Scanning tunneling and atomic force microscopy studies of Langmuir Blodgett films // Surface Science Reports, 1995,22, 73-126.

102. Schwartz D.K. Langmuir Blodgett film structure I I Surface Science Reports, 1997, 27, 241-334.

103. Dynarowicz-Latka P., Dhanabalanb A., Oliveira O.N. Jr. Modern physicochemical research on Langmuir monolayers // Advances in Colloid and Interface Science, 2001, 91, 221-293.

104. B.B. Арсланов. Полимерные монослои и пленки Ленгмюра Блоджетт. Влияние химической структуры полимера и внешних условий на формирование и свойства организованных планарных ансамблей // Успехи химии, 1994, 63, 3-42.

105. Saville P.M., White J.W., Hawker C.J., Wooley K.L., Frechet J.M.J. Dendrimer and Polystyrene Surfactant Structure at the Air-Water Interface // J. Phys. Chem., 1993, 97, 293-294.

106. Saville P.M., Reynolds P. A., White J.W., Hawker C.J., Frechet J.M.J., Wooley K.L., Pen/old J. and Webster J.R.P. Neutron Reflectivity and Structure of Polyether Dendrimers as Langmuir Films II J. Phys. Chem., 1995, 99, 8283-8289.

107. Kirton G.F., Brown A.S., Hawker C.J., Reynolds P.A., White J.W. Surface activity of modified dendrimers at high compression // Physica B, 1998, 248, 184190.

108. Kampf J.P., Frank C. W, Malmstrom E.E., Hawker C.J. Stability and Molecular Conformation of Poly(benzyl ether) Monodendrons with 01igo(ethylene glycol) Tails at the Air-Water Interface // Langmuir, 1999,15, 227-233.

109. Kampf J.P., Frank C.W., Malmstrom E.E., Hawker C.J. Adaptation of Bulk Constitutive Equations to Insoluble Monolayer Collapse at the Air-Water Interface // Science, 1999, 283, 1730-1733.

110. Kang S.-Z., Xu S.-L., Deng G., Wu P., Fan Q., Wang С., Wan L., Bai C. Langmuir film behaviors of dendrons at water-air interface // Chem. Phys. Lett., 2003, 370, 542-547.

111. Sidorenko A., Houphouet-Boigny С., Villavicencio O., Hashemzadeh M., McGrath D.V. and Tsukruk V.V. Photoresponsive Langmuir Monolayers from Azobenzene-Containing Dendrons //Langmuir, 2000, 16, 10569-10572.

112. Genson K.L., Vaknin D., Villacencio O., McGrath D.V. and Tsukruk V.V. Microstructure of Amphiphilic Monodendrons at the Air-Water Interface I I J. Phys. Chem. B, 2002,106, 11277-11284.

113. Peleshanko S., Sidorenko A., Larson K, Villavicencio O., Ornatska M., McGrath D. V, Tsukruk V. V Langmuir-Blodgett monolayers from lower generation amphiphilic monodendrons // Thin Solid Films, 2002, 406, 233-240.

114. Sidorenko A., Houphouet-Boigny C., Villavicencio O., McGrath D.V., Tsukruk V. V. Low generation photochromic monodendrons on a solid surface // Thin Solid Films, 2002, 410, 147-158.

115. Pao W.-J., Stetzer M.R., Heiney P.A., Cho W.-D. and Percec V. X-ray Ф Reflectivity Study of Langmuir Films of Amphiphilic Monodendrons // J. Phys.

116. Chem. B, 2001,105, 2170-2176.

117. Cardullo F., Diederich F., Echegoyen L., Habicher Т., Jayaraman N., Leblanc R.M., Stoddart J.F. and Wang S. Stable Langmuir and Langmuir-Blodgett Films of Fullerene-Glycodendron Conjugates // Langmuir, 1998,14, 1955-1959.

118. Gallani J.-L., Felder D., Guillon D., Heinrich B. and Nierengarten J.-F. Micelle Formation in Langmuir Films of C60 Derivatives // Langmuir, 2002, 18, 2908-2913.

119. Mulders S.J.E., Brouwer A.J., Kimkes P., Sudholter E.J.R. and Liskamp R.M.J. Sizing of amino acid based dendrimers in Langmuir monolayers // J. Chem. Soc., Perkin Trans. 2, 1998, 1535-1538.

120. Scheming A.P.H.J., Peeters E. and Meijer E.W. Energy Transfer in Supramolecular Assemblies of Oligo(p-phenylene vinylene)s Terminated Polypropylene imine) Dendrimers И J. Am. Chem. Soc., 2000,122, 4489-4495.

121. Liebau M., Janssen H.M., Inoue K, Shinkai S., Huskens J., Sijbesma R.P.,

122. Meijer E. W. and Reinhoudt D.N. Preparation of Dendritic Multisulfides and Their Assembly on Air/Water Interfaces and Gold Surfaces // Langmuir 2002, 18, 674682.

123. Sheiko S.S., Moeller M. Hyperbranched Macromolecules: Soft Particles with Adjustable Shape and Persistent Motion Capability // Topics in Current Chemistry, 2001,272, 137-175.

124. Lee C.M., Kim J.-W., Peleshanko S., Larson K, Yoo Y.-S., Vaknin D., ® Markutsya S. and Tsukruk V. V. Amphiphilic Hairy Disks with Branched

125. Hydrophilic Tails and a Hexa- peri-hexabenzocoronene // J. Am. Chem. Soc., 2002, • 124,9121-9128.

126. JungS.-B., Kim C., Kwon Y.-S. Fabrication and electrical properties of dendritic macromolecule thin films based on metal complexes I I Thin Solid Films, 2003, 438439, 27-32.

127. Nierengarten J.-F., Eckert J.-F., Rio Y., del Pilar Carreon M., Gallani J.-L. and Guillon D. Amphiphilic Diblock Dendrimers: Synthesis and Incorporation in Langmuir and Langmuir-Blodgett Films // J. Am. Chem. Soc., 2001, 123, 97439748.

128. Lescanec R.L., Muthukumar M. Configurational characteristics and scaling behavior of starburst molecules: a computational study // Macromolecules, 1990, 23, 2280-2288.

129. Murat M., Grest G.S. Molecular Dynamics Study of Dendrimer Molecules in Solvents of Varying Quality // Macromolecules, 1996,29,1278-1285.6 144. Baars M. W.P.L., Meijer E. W. Host-Guest Chemistry of Dendritic Molecules //

130. Topics in Current Chemistry, 2000, 210, 131-182.

131. Aulenta F., Hayes W., Rannard S. Dendrimers: a new class of nanoscopic containers and delivery devices IIEur. Polym. J., 2003, 39, 1741-1771.

132. Croob R.M., Lemon B.I. Ill, Sun L., Yeung L.K., Zhao M. Dendrimer-Encapsulated Metals and Semiconductors: Synthesis, Characterization, and Applications // Topics in Current Chemistry, 2001, 212, 81-135.

133. Crooks R.M., Zhao M., Sun L., Chechik V., Yeung L.K. Dendrimer

134. Encapsulated Metal Nanoparticles: Synthesis, Characterization, and Applications to Catalysis // Accounts Of Chemical Research, 2001, 34, 181-190.

135. M. Pittelkow, K. Moth-Poulsen, U. Boas, and J.B. Christensen Poly(amidoamine)-Dendrimer-Stabilized Pd(0) Nanoparticles as a Catalyst for the Suzuki Reaction I I Langmuir, 2003,19, 7682-7684.

136. Jansen J.F.G.A., Meijer E. W. Bengal rose at dendritic box // Macromol. Symp., 1996,102, 27-33.

137. Jansen J.F.G.A, Janssen R.A.J, de Brabander-van den Berg E.M.M, Meijer E. W. Triplet radical pairs of 3-carboxyproxyl encapsulated in a dendritic box I I Adv.

138. О Mater., 1995, 7, 561 -564.

139. Jansen J.F.G.A., de Brabander-van den Berg E.M.M., Meijer E.W. The Dendritic Box: Shape-Selective Liberation of Encapsulated Guests // J. Am. Chem. Soc., 1995, 777,4417-4418.

140. Morgan M.T., Carnahan M.A., Immoos C.E., Ribeiro A.A., Finkelstein S., Lee S.J. and Grinstaff M. W. Dendritic Molecular Capsules for Hydrophobic Compounds II J. Am. Chem. Soc., 2003, 725, 15485-15489.

141. Watkins D.M., Sayed-Sweet Y., Klimash J.W., Turro N.J. and D.A. Tomalia. Dendrimers with Hydrophobic Cores and the Formation of Supramolecular• Dendrimer-Surfactant Assemblies // Langmuir, 1997,13, 3136-3141.

142. Caminati G., Turro N.J., Tomalia D.A. Photophysical investigation of starburst dendrimers and their interactions with anionic and cationic surfactants I I J. Am. Chem. Soc., 1990,112, 8515-8522.

143. Mizutani H., Torigoe K. and Esumi K. Physicochemical Properties of Quaternized Poly(amidoamine) Dendrimers with Alkyl Groups and of Their Mixtures with Sodium Dodecyl Sulfate // J. of Colloid Interface Sci., 2002, 248, 493-498.

144. Esumi, К.; Saika, R.; Miyazaki, M; Torigoe, K.; Koide, Y. Interactions of poly(amidoamine)dendrimers having surface carboxyl groups with cationic surfactants // Colloids Surf., A, 2000,166, 115-121.

145. Miyazaki M., Torigoe K., Esumi K. Interactions of Sugar-Persubstituted Poly(Amidoamine) Dendrimers with Anionic Surfactants // Langmuir, 2000, 16, 1522-1528.

146. Gillies E.R., Frechet, J.M.J. Dendrimers and Dendritic Polymers in Drug Delivery. // Drug Discovery Today, 2005,10, 35-43.

147. Bazant V., Chvalovsky V., Rathousky J. Organosilicon compounds. // Czechoslovak Academy of Sciences, Prague, 1965,1, 57.

148. Воронков М.Г., Милешкевич В.П., Южелевский Ю.А. Силоксановая связь. И Наука, Новосибирск, 1976, 284.

149. Riemschneider R„ Kotzsch H.J. Synthese einiger Allylglykolather // Monatsh. Chemie, 1959, P0, 787-791.

150. Evans R., Gallaghan J.A. Some Ethers of Pentaerythritol and Their Nitrate Esters. II J. Am. Chem. Soc., 1953, 75, 1248-1249.

151. Speier J.L., Webster J.A., Barnes G.H. The Addition of Silicon Hydrides to Olefinic Double Bonds. Part II. The Use of Group VIII Metal Catalysts // J. Am. Chem. Soc., 1957, 79, 974-979.