Радикальная полимеризация и сополимеризация акрилат- и метакрилатгуанидинов в водных растворах тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.06 ВАК РФ

На правах рукописи

Эсмурзиев Аслан Муссаевич

Радикальная полимеризация и сополимеризация акрилат- и метакрилатгуанидинов в водных растворах

02.00.06 - Высокомолекулярные соединения

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук

Москва - 2004

Работа выполнена в ордена Трудового Красного Знамени Институте нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева Российской академии наук и в ордена Дружбы Народов Кабардино-Балкарском государственном университете

им. Х.М. Бербекова. Научные руководители: доктор химических наук, профессор

Малкандуев Юсуф Ахматович кандидат химических наук, Сивов Николай Александрович

Официальные оппоненты: доктор химических наук, профессор

Валуев Лев Иванович доктор химических наук, профессор Штилъман Михаил Исаакович

Ведущая организация: Институт биохимической физики

им. Н.М. Эмануэля РАН

Защита диссертации состоится 3 июня 2004 г. в 10 часов на заседании диссертационного совета Д 002.234.01 в Институте нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева РАН по адресу: 119991, ГСП-1, Москва, Ленинский проспект, д.29, конференц-зал.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института нефтехимического синтеза им. А.В.Топчиева РАН.

Автореферат разослан 30 апреля 2004 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат химических наук

Сорокина Е.Ю.

Общая характеристика работы

Актуальность проблемы. В настоящее время синтетические полиэлектролиты играют важную роль в науке, технике, медицине. При этом наблюдается постоянное расширение сфер применения и использования данных полимеров этого типа. Отсюда следует рост требований к получению новых полиэлектролитов - полимеров и сополимеров заданного химического и стереохи-мического строения и молекулярной массы, что стимулирует исследования по проблеме синтеза и изучению механизма их образования. Наиболее простыми и удобными способами получения полиэлектролитов являются реакции радикальной полимеризации и сополимеризации ионизующихся мономеров.

Хорошо известно, что кислоты акрилового ряда, содержащие химически активные функциональные группы, представляют перспективный ряд мономеров, поскольку полученные на их основе полимеры и сополимеры могут сохранять потенциал активности, являясь удобными носителями, в том числе и биологически активных веществ. К тому же, они обладают широким набором практически полезных свойств и используются в целлюлозно-бумажной, лакокрасочной, текстильной промышленности в качестве эмульгаторов, для шлихтования синтетических волокон, для приготовления латексов, клеевых композиций и др.

Гомо- и сополимеры на основе известного катионогенного мономера ^^диаллил-^^диметиламмонийхлорида (ДАДМАХ) традиционно и широко используются во многих отраслях промышленности, в том числе в нефтедобывающей и целлюлозно-бумажной; при очистке сточных вод; в керамическом и силикатном производстве. Кроме того, в последние годы они применяются в электронике, производстве контактных линз, в сельском хозяйстве для улучшения структуры почв и других целей.

Известно также, что соединения, содержащие в своем составе гуанидино-

вую группу, обладают широким спектром бактерицидного действия и нередко

используются в качестве лечебных препаратов, бактерицидов и фунгицидов.

Именно поэтому ожидалось, что введение гуанидиновой групды-в полимерные

<>ОС. НАЦИОНАЛЬНАЯ ( продукты должно придать им значительную биоаидную^ая*шно<|ть. Такие по-

лимеры, как показали исследования последних лет, могут оказывать комбинированное воздействие на бактериальную клетку, являясь при этом более эффективными и менее опасными по сравнению с низкомолекулярными биоцидными веществами, традиционно используемыми для защиты от микроорганизмов. Известные гуанидинсодержащие полимеры получают методом поликонденсации, вследствие чего для них характерны невысокие молекулярные массы (ММ) (до 10-12 тыс.) Получение полимеров методом радикальной полимеризации позволяет получать гуанидинсодержащие полимеры с заданным набором значений ММ от 20 тыс. до 1 млн. и больше. Исходя из вышесказанного, можно сделать вывод, что синтез новых гуанидинсодержащих полиэлектролитов на основе мономеров акрилового ряда и производных диалкилдиаллиламмония с использованием метода радикальной полимеризации является перспективным. Цель работы и основные задачи исследования. Цель данной работы заключалась в разработке методов синтеза новых гуанидинсодержащих мономеров винилыюго ряда и изучении их физико-химических свойств и, с учетом этих результатов, получение на их основе методом радикальной полимеризации новых водорастворимых (со)полимеров, обладающих широким набором физико-химических характеристик.

Научная новизна. В работе впервые синтезированы мономерные соли -акрилат- и метакрилатгуанидины (АГ и МАГ) и установлена их способность к реакциям радикальной полимеризации в водных средах. Проведены систематические кинетические исследования с использованием дилатометрического метода и выявлены основные закономерности и особенности протекания реакций гомополимеризации АГ и МАГ в водных растворах.

Показана принципиальная возможность участия мономеров АГ и МАГ в реакциях радикальной сополимеризации с ДАДМАХ; изучена кинетика данного процесса и рассчитаны константы сополимеризации для обеих сополимери-зационных систем.

Изучены основные физико-химические свойства синтезированных мономеров и полученных на их основе полимерных продуктов спектроскопическими методами (ИК-, ЯМР'Н), термофизическими (ДСК, ТГА), а также методами

седиментационного ультрацентрифугирования и элементного анализа. Разработаны методики, позволяющие получать указанные полимеры с заданными параметрами (ММ, структурой, составом).

Оценены биоцидные и токсикологические свойства полученных полимерных продуктов. Показано, что гомополимеры и ряд сополимеров, содержащих менее 40 мол. % звеньев ДАДМАХ, обладают невысокой токсичностью. Наибольшую биоцидность проявляют сополимеры с ДАДМАХ, содержащие 30-70 мол % акрилатного компонента.

Практическая ценность работы. Совместными исследованиями, проведенными лабораторией химии полиэлектролитов и поверхностно-активных полимеров ИНХС РАН, бактериологической лабораторией ГСЭН КБР и фармацевтическим объединением «Эльфарми» (КБР, г. Нальчик), установлено, что синтезированные сополимеры обладают значительной биоцидной активностью по отношению к грамположителъным и грамотрицательным бактериям St. aureus и E.coli (стафилококку и кишечной палочке) (гомополимеры обладали биоцидной активность лишь к грамположительным бактериям). Наряду со значительной бактерицидной активностью, полученные сополимерные продукты с содержанием менее 40 мол% звеньев сомономера ДАДМАХ показали невысокий уровень токсичности; гуанидинсодержащие гомополимеры проявляют еще более низкую токсичность.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на Научной конференции ИНХС им. А.В.Топчиева РАН (Москва, 2003 г.), Х-ой Всероссийской конференции «Структура и динамика молекулярных систем» (Яльчик, 2003 г.), Международной научной конференции по актуальным проблемам среди студентов, аспирантов и молодых ученых (Самара, 2003 г.), Третьей всероссийской научной Каргинской конференции «Полимеры-2004».(Москва, МГУ). По теме диссертации опубликовано 9 работ.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, экспериментальной части, обсуждения результатов, выводов и списка цитируемой литературы. Работа изложена на страницах машино-

писного текста, включая 3% таблиц, УГ рисунков. Библиография включает /¡У наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Литературный обзор

В главе 1 проанализированы имеющиеся в научной литературе сведения о кинетических особенностях реакций радикальной полимеризации непредельных кислот: акриловой (АК) и метакриловой (МАК) в водных и органических средах. Рассмотрены основные закономерности поведения их в реакции радикальной полимеризации в зависимости от рН, ионной силы реакционного раствора, а также от природы нейтрализующего агента; обсужден механизм влияния различных факторов на кинетические особенности процесса полимеризации.

В главе 2, посвященной радикальной сополимеризации, анализируются работы, описывающие сополимеризационные системы с участием рассматриваемых непредельных кислот и других водорастворимых мономеров (в том числе, ДАДМАХ). Представлен также обзор основных направлений возможного использования полимеров данного ряда в различных отраслях промышленности.

Экспериментальная часть

В этой части работы описаны методики синтеза ряда исследованных мономеров (в том числе, и впервые синтезированных), условия их выделения и очистки. Приведена методика кинетических исследований с использованием метода дилатометрии. Начальные скорости полимеризации находили по тангенсу угла наклона линейных участков кинетических кривых при q < 5%. Продукты полимеризации после кинетических измерений очищали методом диализа. Представлены методики оценки бактерицидной активности и токсичности, а также описан метод седиментационного ультрацентрифугирования для определения молекулярных масс.

Синтез новых мономерных солей АГ и МАГ был осуществлен взаимодействием АК или МАК и гуанидина:

NH2—С—NH 2

I)

Ï

+ NH2 Cl"

а)

CH2==C(R)COOH 2) в>

I"

NIÎ2—С—NH 2

II

NH б) (100%)

NH2—С—NH 2 NH

+ NaCl

CH2=C(R)COO NH2=C(NH2)2 г) (70-80%)

R = H или СНз /■ EtONa, ЕЮН,20ОС iL ЕЮН, - 50С

а) гуанидин гидрохлорид, б) гуанидин, в) (мет)акр иловая кислота, г) ( мет)акрилатгуанидин

Структура и состав синтезированных мономерных солей были охарактеризованы физико-химическими методами анализа. Установлено также, что растворимость АГ и МАГ уменьшается в следующем ряду: вода > метанол > этанол >пропанол> ацетон. Кроме того, с помощью метода ЯМР'Н спектроскопии, была изучена устойчивость синтезированных мономеров к реакции гидролиза. Установлено, что как при комнатной температуре, так и при нагревании исходного реакционного раствора в течение 20 часов (60°С, как с гидрохиноном, так и без него) мономеры стабильны (спектры ЯМР исходных реакционных растворов обоих мономеров до и после нагревания абсолютно идентичны).

Обсуждение результатов Особенности реакций радикальной полимеризации акрилат- и метакрилатгуанидина в водных средах.

Кинетику реакций радикальной полимеризации АГ и МАГ в водных растворах исследовали методом дилатометрии ([ПСА] = 5-Ю"3 моль-л"', 60°С, q<5%). Было показано, что реакции гомополимеризации АГ и МАГ (и также их сополимеризация с ДАДМАХ) протекают только в присутствии радикальных инициаторов и реакция полностью тормозится добавлением эффективного ра-

дикального ингибитора - стабильного иминоксилыюго радикала 2,2,6,6-тетраметил-4-оксипиперидил-1-оксила. Спонтанная реакция - полимеризация в отсутствие радикального инициатора - в исследуемых условиях не наблюдалась. Методом пикнометрии были определены удельные контракции полимеров ПАГ и ПМАГв водных растворах. Их значения равны - 10.8% (ПАГ) и 7.0% (ПМАГ).

Анализ экспериментальных данных, полученных при изучении кинетики радикальной полимеризации АГ и МАГ в водных и органических средах, показал, что реакции полимеризации указанных мономеров характеризуются рядом специфических особенностей; а именно, во всех исследованных органических растворителях - метаноле, этаноле, диоксане (инициатор ДАК) - полимеризация АГ и МАГ гетерогенна, о чем свидетельствует появление белого хлопьевидного осадка в реакционном объеме, начиная с начальной (практически нулевой) конверсии.

При полимеризации АГ и МАГ в водных растворах гомогенность раствора сохраняется, вплоть до высоких конверсий в определенном концентрационном интервале мономеров, который равен для

В более концентрированных водных растворах исследуемых мономеров даже при небольших конверсиях (я ~ 35%) наблюдалось помутнение реакционного раствора. Было высказано предположение, что возможной причиной обнаруженного эффекта - микрогетерогенности - является образование при полимеризации АГ и МАГ в водном растворе ассоциативных структур, стабилизированных водородными связями, а в случае МАГ и гидрофобными взаимодействиями.

Следует отметить, что, как было показано в работе, во всем исследованном интервале концентраций мономеров несмотря на обнаруженную микрогетерогенность, для них сохраняется половинный порядок по концентрации инициатора (ПСА), что свидетельствует о бимолекулярном механизме обрыва растущих цепей в исследуемых системах.

Изучение зависимости начальной скорости Ур полимеризации АГ и МАГ от исходной концентрации мономеров в реакционных растворах, показало, что данные зависимости нелинейны, т.е. реакция характеризуется переменным порядком по мономеру, превышающим первый (рис. 1).

(а) АГ (б) МАГ

Рис. I. Зависимость начальной скорости полимеризации (1) ([ПСА]=5-10'3 моль/л;

Н20;60°С) и относительной вязкости исходных реакционных растворов (2) (в Н20; 30°С) от концентрации мономера ////// - область микрогетерогенности.

Для выявления причин, обуславливающих обнаруженную нелинейность зависимости в нашем случае, представляло интерес выяснить харак-

тер возможного влияния макроскопической вязкости исходных реакционных растворов на кинетику процесса.

Оказалось, что для указанных мономерных солей действительно наблюдается нелинейное возрастание относительной вязкости исходных реакционных растворов с увеличением концентрации мономера, и просматривается определенная корреляция в характере изменения начальной скорости полимеризации и значений

Обнаруженная зависимость обусловлена, вероятно, тем, что из-за сравнительно высоких значений !)<„,,. исходных растворов рассматриваемых мономерных солей (АГ и МАГ), константа скорости бимолекулярного обрыва цепей ко даже в условиях очень малых конверсий оказывается чувствительной к этому параметру, а, следовательно, и к концентрации мономера, и тогда, отмеченное увеличение значений Tlom. с ростом исходной концентрации мономера должно приводить к симбатному падению константы ко и, следовательно, к нелинейному возрастанию начальной скорости полимеризации.

Действительно оказалось, что рассматриваемые зависимости (в соответствие с теорией Норта) спрямляются в координатах lg V/ lg {[М] T)0iiII/2} (рис. 2). Сам по себе факт удовлетворительного спрямления экспериментальных кривых в координатах данного уравнения говорит о правильности допущения, что при определении порядка реакции по мономеру в данных системах необходимо учитывать «вязкостный фактор».

2,5

lgV + 5

lgV+5

1,:

-1-1

1,5 -

1 -

ig([M]-/Vi

0,5

0,5" 1 1,5 2

(а)

0,5 1 1,5 2 (б)

Рис. 2. Зависимость от ^{[М] • Г|1/2} при полимеризации АГ (а) и МАГ (б) в водных растворах, [ПСА]=5-10"3 моль/л;60°С.

Действительно, с учетом этого фактора (рис. 2), в случае мономера МАГ исследуемая реакция полимеризации характеризуется первым порядком по мо-

номеру во всем исследуемом интервале концентраций мономера (несмотря на наблюдаемую микрогетерогенность в данной системе). В случае полимеризации АГ, даже с поправкой на указанный фактор порядок реакции по концентрации мономера равен что, впрочем, совпадает со значением порядка реакции по мономеру для АК при полимеризации его в водных растворах, уста-новленым ранее в работах Кабанова, Топчиева и др.

Важно отметить, что синтезированные полимеры — ПАТ и ПМАГ нерастворимы и даже не набухают ни в одном из исследованных нами органических растворителей - метаноле, этаноле, диоксане, ДМСО, ДМФА; в то же время они легко растворяются в воде, что говорит о линейности структуры соответствующих полимеров.

Установлено также, что изменения значений характеристической вязко -сти ПАГ и ПМАГ симбатны изменениям во всем интервале концентраций мономеров. Обращают на себя внимание достаточно высокие значения характеристической вязкости образующихся полимеров при q<5%. Их интервал равен: [т|] » 0.1-2.5 дл г*1 — для ПМАГ и [т]] « 0.1-0.9 дл г1 - для ПАГ при сохранении их хорошей растворимости в воде. Методом седиментационного центрифугирования были определены молекулярные массы гомополимеров, и оказалось, что для образцов, полученных в одинаковых условиях и с близкой характеристической вязкостью, ММ для ПАГ всегда существенно ниже, чем для ПМАГ.

Указанные результаты позволяют заключить, что структуры ПМАГ и ПАГ в водных средах существенно различаются.

Конформациониое состояние растущих цепей при радикальной полимеризации акрилат- и метакрилатгуанидинов

Известно, что конформационное состояние макромолекул полиэлектролитов во многих случаях влияет на их реакционную способность в химических реакциях. Для получения прямой информации о влиянии конфор-мационного состояния макрорадикалов ПАГ и ПМАГ на кинетику радикальной полимеризации исходных мономеров, методом вискозиметрии были измерены

значения макроскопической вязкости в растворах, моделирующих реакционные смеси на малых глубинах превращения (рис. 3), и полученные данные были сопоставлены с результатами кинетических исследований.

Следует отметить, что исходные водные растворы ПАГ и ПМАГ были гомогенны и полностью прозрачны. При добавлении в них соответствующей им мономерной соли происходит значительное изменение линейных размеров цепей, сопровождающееся «поджатием» макромолекул и падением вязкости. При больших концентрациях мономера ([АГ]>1.3 моль л'1, [МАГ]>0.4 моль л*1) раствор и вовсе становится непрозрачным.

При общей схожести наблюдаемой картины - изменения вязкости - нельзя не отметить и существенные различия в рассматриваемых системах. И в том, и в другом случае максимальному поджатию клубков макромолекул ПАГ и ПМАГ соответствует наименьшее значение Т|пр. При дальнейшем увеличении концентраций мономера в системе ПАГ + АГ, раствор теряет прозрачность, но выделение отдельной фазы при этом не наблюдается, даже несмотря на значительный избыток концентрации мономера АГ относительно полимера В другой модельной системе - ПМАГ + МАГ при переходе Т^ через минимальное значение ([МАГ] > 0.4 моль/л), происходит полное сворачивание цепи ПМАГ с выделением фазы, и визуально наблюдалось выпадение осадка. Важно, что данный процесс происходит при относительно невысоком (трехкратном) избытке мономера МАГ относительно ПМАГ.

Необходимо отметить, что полученные разными методами (кинетическим и вискозиметрическим) количественные данные по определению интервала концентраций мономеров, в которых реакционные системы переходили от гомогенного состояния к микрогетерогенному практически совпадают. (Естественно, с определенной поправкой на различие в температуре процессов, поскольку кинетика полимеризации проводилась при 60°С, а вискозиметрические исследования при 30°С).

Для выявления возможных причин, объясняющих явление «высаливания», столь нехарактерное для ионогенных водорастворимых полимеров (в водных растворах при небольших степенях превращений под действием собственного мономера), нами были проведены кинетические исследования полимеризации АГ и МАГ до глубоких конверсий (для ряда образцов до ~ 80%). Оказалось, что в интервале концентраций мономера АГ (0.2 < [АГ] й 1.3 моль л"1), кинетические зависимости Ур от д линейны и полимеризационный раствор остается полностью прозрачным до высоких конверсий. При ббльшей исходной концентрации мономера наблюдаемая с начальных конвер-

сий микрогетерогенность постепенно, по мере расходования мономера в реакционном растворе, уменьшается. Более того, при высоких степенях превраще-

ний раствор становится абсолютно прозрачным. Другая картина наблюдается для МАГ. Гомогенность, в случае МАГ фиксировалась лишь в разбавленных растворах [М] £ 0.4 моль л*1 (но сохранялась до высоких степеней превращений). В более концентрированных исходных растворах микрогетерогенность, проявляющаяся на начальных конверсиях постепенно увеличивалась, а при 20% и более (полимеризация в течение 20 часов) ПМАГ выпадал в осадок, подобная картина оставалась неизменной до конца полимеризации. Интересно, что подобное явление - «высаливание» макромолекул ПМАГ происходит также при добавлении к водному раствору полимера низкомолекулярных гуанидин-содержащих солей, в частности, гуанидигидрохлорида (ГГХ) (рис. 3б, кривая 2). Симбатность представленных на рис. 3б зависимостей является дополнительным аргументом, свидетельствующим об определяющем действии гуани-диновых групп на рассматриваемые конформационные превращения.

Таким образом, конформационные превращения, характерные для исследуемых полимерных систем, сопровождающиеся перестройкой локальной структуры цепи, обусловлены, главным образом, «блокирующим», или по-другому, «денатурирующим», действием гуанидиновых групп мономера, которые, связываясь преимуществешю с карбоксильными группами полимерной цепи, вытесняют из межцепочечных взаимодействий исходных гидратирован-ных макромолекул молекулы воды. Функциональные группы, при этом, «блокируются», и, в итоге, макромолекула поджимается, приобретая более компактную структуру, которая в пределе может приближаться к структуре глобулярного типа. Особенности конформационного поведения ПМАГ, в отличие от ПАТ, объясняются значительным вкладом гидрофобных взаимодействий в цепях ПМАГ, что придает данным макромолекулам большую упорядоченность в структурной организации и меньшую ее лабильность в сравнении с ПАТ.

Весьма примечательно, что если удается нивелировать «денатурирующее» действие гуанидиновой группы, как это получилось при сополимеризации АГ и МАГ с ДАДМАХ в водных средах, реакция сополимеризации протекает в

гомогенных условиях до высоких степеней превращения (для всех со-

ставов реакционного раствора в случае АГ и до 70%-го содержания метакрило-вого сомономера в случае МАГ).

То есть, как и для природных белковых молекул, введение звеньев «чужого», «нейтрального» мономера в сополимер (в нашем случае ДАДМАХ), приводит к нарушению тактичности полимерной цепи, и чем больше таких «включений» в цепь ПМАГ, тем менее выражено влияние гуанидинсодержа-щего мономера на гетерогенность процесса сополимеризации.

Радикальная сополимеризация акрилат- и метакрилатгуанидинов с диаллелдиметиламмонийхлоридом в водных средах.

Исследование процессов сополимеризации различных сомономеров, кроме самостоятельного научного интереса, предполагает также возможность улучшения положительных в практическом отношении качеств отдельных мономеров, проявляющихся в соответствующих гомополимерах. С этой точки зрения несомненный интерес представляет изучение реакции радикальной со-полимеризации синтезированных нами мономеров АГ и МАГ с известным ка-тионогенным мономером ^^диаллил^^-диметиламмонийхлоридом.

Кинетические исследования реакции радикальной сополимеризации ДАДМАХ с АГ (МАГ) проводили дилатометрическим методом в водных средах При расчете скорости сополимеризации в каждом случае для каждого состава реакционного раствора рассчитывали удельную контракцию, исходя из их значений для соответствующих гомополимеров.

Измерение начальной скорости сополимеризации в парах сомономеров

показало, что закономерно уменьшается с увеличением содержания диаллильного мономера в исходном реакционном растворе (рис. 4). Ход этой зависимости, как видно, более резко выражен в системе АГ-ДАДМАХ, что обусловлено большей реакционной способностью АГ в сравнении с МАГ.

На рис. 5 представлены кривые состава соответствующих сополимеров. В обеих системах, как видно, образуются сополимеры, обогащенные акрилатным сомономером. Состав сополимеров определяли по данным спектров ЯМР'Н, измеренных в ЭгО (сравнивали интегральные интенсивности различных сигналов; за базовые сигналы при расчете брались сигналы звеньев и СНз-групп). На основании этих данных с помощью аналитического метода определены значения эффективных констант сополимеризации (табл. 1).

реакционном растворе, моль%

Рис. 4. Зависимость начальной скоро- Рис. 5. Зависимость состава сополи-сти сополимеризации от состава сомо- меров ДАДМАХ с АГ (1) и МАГ (2) номерной смеси: (1) - ДАДМАХ - АГ; от состава исходного реакционного (2)-ДАДМАХ-МАГ. раствора, (поданнымН'ЯМР)

НИН - область микрогетерогенности

Отметим, что, как говорилось ранее, в системе АГ-ДАДМАХ сополимери-зация протекала в условиях гомогенности во всем интервале составов исходного реакционного раствора, тогда как в системе МАГ-ДАДМАХ гомогенность сохранялась лишь при содержании МАГ<70%. При большей концентрации МАГ наблюдалось помутнение системы, что обусловлено (как и в случае гомо-

полимеризации МАГ) «денатурирующим» влиянием сомономера МАГ (концентрация которого весьма высока как в исходной сомономерной смеси, так и в полимерной цепи) на конформацию цепей сополимера.

Таблица 1

Значение эффективных констант сополимеризации в системах ДАДМАХ (МО -АГ(МАГ) (М2)

№ Сополимеризационная П Г2 Г1ХГ2

пп система

1 ДАДМАХ-АГ 0.20 ±0.01 0.93 ±0.02 0.186

2 ДАДМАХ-МАГ 0.10 ±0.01 1.70 ±0.03 0.170

Таким образом, в результате проведенных исследований было показано, что если нивелировать "денатурирующее'* действие гуанидинсодержащего мономера АГ (МАГ), реакция сополимеризации до высоких степеней превращения (~60% и выше) протекает в гомогенных условиях.

Исследование физико-химических свойств мономеров и (со)полимеров.

Исследование методом ЯМТ*Н синтезированных в представленной работе мономерных и полимерных соединений подтвердили предполагавшуюся структуру объектов исследования и выявили ряд особенностей. В спектре МАГ сигналы винильных и метильных протонов проявляются как вырожденная АВХз система. Причем, по сравнению с исходной МАК сигналы СНг- группы проявляются в более сильном поле, что также связано с влиянием ионного строения МАГ (в D2O хим. сдвиг для МАК - 5.90 и 6.31 м.д., а для МАГ - 5.53 и 5.86 м.д.). Сигналы винильной системы АГ проявляются как полностью разрешенная ABC система, причем, сигналы протонов CHj= группы оказываются в более слабом (в D2O хим. сдвиг 5.91 и 6.27 м.д.) поле, чем для МАГ. При этом отметим, что диамагнитный сдвиг сигналов протонов винильной системы АГ был незначителен по сравнению с АК, тогда как сигнал претерпевает

парамагнитный сдвиг. Это можно объяснить существованием в водном растворе АГ димерного водородного комплекса, в котором дезэкранинирующее влияние карбоксильной группы в значительной мере сохраняется.

Данные спектров ЯМР'Н синтезированных гомополимеров и сополимеров подтвердили структуру этих соединений, а также (в случае сополимеров) позволили определить их состав при анализе интегральных интенсивностей различных сигналов.

Исследование методами дифференциально-термического анализа (ДТА) и дифференциально-сканирующей калориметрии (ДСК) синтезированных мономерных и полимерных соединений показало их высокую термическую стабильность, причем, мономеры термостабильны до 200°С (АГ) и 220°С (МАГ), гомополимеры до 240°С и сополимеры АГ с ДАДМАХ до 230-250°С, МАГ с ДАДМАХ до 280°С. В результате оказалось, что сополимеры более устойчивы к воздействию высоких температур, чем гомополимеры (исследования проводились до температуры 500°С).

ИК-спектральные исследования. В спектрах мономерных солей АГ и МАГ представлены две широкие, но ярко выраженные полосы около 3400 и 3100 см"', которые относятся к валентным колебаниям N-H связей в гуанидино-вом катионе. Две интенсивные полосы около связаны с

валентными колебаниями и смешанными с ними деформациями NH2- групп. Наблюдаются также и две полосы около 520 И 545 см'1, относящиеся к угловым деформациям (Мет)акрилатный противоион также проявляется в спектре

в виде типичных полос, характеризующих карбоксилатион метакриловой кислоты. Широкая и очень интенсивная полоса 1523 см'1 (для АГ) или 1528 см*1 (для МАГ) относится к валентным колебаниям связи в анионе и

можно полагать, что в этом случае должна быть очень высокая делокализация электронов по связям С-0 в метакрилатанионе. Из двух возможных делокали-зованных структур реализуется структура I: как уже указывалось, в ИК-спектре присутствует интенсивная полоса, связанная с валентными колебаниями.

Важными являются полосы около 950 И 1000 см", характерные для неплоских деформационных колебаний СН2=С- в (мет)акрилатах, т.к. полосы валентных колебаний двойной связи закрыты сильным поглощением гуанидино-вого фрагмента. Если сравнить спектры мономеров и гомополимеров, то видно, что качественно эти спектры мало отличаются друг от друга, только полосы неплоских деформационных колебаний СН2=С- резко уменьшились по интенсивности, т.е. в спектре наблюдаются концевые двойные связи. Качественное совпадение полос как гуанидинового фрагмента

так и карбоксилатиона в спек-

трах мономера и полимера является гарантией того, что природа ионного связывания в полимере и мономере - одинаковая.

Бактерицидные и токсикологические свойства синтезированных полимерных продуктов. Перспективность и принципиальная возможность использования в качестве бактерицидных препаратов синтезированных нами гуа-нидинсодержащих макромолекулярных соединений, обусловлена тем, что эти полимеры отвечают ряду требований, которые предъявляются к современным биоцидным препаратам: хорошо растворимы в воде и в физиологическом растворе (1% растворы полимеров имеют рН 6,5-7); растворы бесцветны, не имеют запаха, не вызывают разрушения обрабатываемых материалов. Кроме того, полимерная природа этих соединений не только исключает ингаляционную токсичность, но и создает, в результате образования на обработанных поверхностях длительно сохраняющейся полимерной пленки, пролонгированный биоцидный эффект.

Исследования бактерицидной активности синтезированных мономеров и (со)полимеров, проведенные совместно с Институтом микробиологии и эпидемиологии им. Н.Ф. Гамалеи РАМН и бактериологической лабораторией ГСЭН КБР, показали, что эти препараты весьма активны и обладают биоцидным дей-

ствием по отношению к грамположительным и грамотрицательным микроорганизмам, минимальные подавляющие концентрации 10"3 — 10"4 вес. %.

Наиболее выраженная биоцидная активность наблюдается у полимеров, что связано с тем, что полиэлектролиты образуют в водной среде электрически заряженные группы, фиксированные вдоль достаточно протяженной полимерной цепи и способны к "многоточечным" (кооперативным) взаимодействиям с бактериальной клеткой. Наиболее активными относительно как грамположи-тельных, так и грамотрицательных штаммов оказались синтезированные нами сополимеры, причем, самой высокой бактерицидной активностью против St. Aureus и E-coli (стафилококка и кишечной палочки) обладают сополимеры, содержащие 30-70 мол % акрилатного компонента. Это, в целом, подтверждает правомерность предположения о важном вкладе в биоцидные эффекты транс -портной функции макромолекулы, которая, в данном случае, обеспечивается наличием звеньев и сегментов поликатиона ДАДМАХ в макромолекулах сополимера.

Учитывая несомненную важность оценки токсикологических свойств синтезированных в работе полимерных продуктов, нами были проведены совместно с фармацевтическим объединением «Элъфарми» (КБР, г. Нальчик), исследования по определению токсичности указанных полимеров и сополимеров. Определения проводили по стандартной операционной методике методом «in vitro» (на бычьей сперме), которые показали низкую токсичность как гомопо-лимеров (ПАГ и ПМАГ), так и их сополимеров с ДАДМАХ (при содержании последнего не более 40 мол.%).

Таким образом, анализ результатов проведенных комплексных исследований позволяет сделать вывод о перспективности практического использования полученных полимерных продуктов для различных применений, в том числе, в качестве биоцидных материалов или их компонентов.

21

Выводы

1. Синтезированы новые гуанидинсодержащие мономерные соли на основе мономеров акрилового ряда - акрилат- и метакрилатгуанидины (АГ и МАГ); физико-химическими исследованиями установлены их структура и строение. Изучена способность к реакциям радикальной полимеризации и сополиме-ризации с диаллилдиметиламмонийхлоридом (ДАДМАХ) в водных средах. Исследованы основные кинетические закономерности и особенности этих процессов; разработаны способы получения соответствующих (со)полимеров. Изучены физико-химические свойства синтезированных мономеров и полимеров, а также оценена их биоцидная активность и токсичность.

2. В результате систематических кинетических исследований радикальной полимеризации акрилат- и метакрилатгуанидинов в водных растворах установлено, что в рассматриваемых системах во всем интервале концентраций мономеров сохраняются классические порядковые закономерности по концентрации мономера и инициатора; скорости гомополимеризации АГ и МАГ и значения характеристических вязкостей образующихся полимеров симбатны и увеличиваются с ростом концентрации мономера в исходном реакционном растворе. Вместе с тем установлено, что гомогенность реакционной среды сохраняется не во всем интервале концентраций мономера, а лишь в следующем диапазоне их концентраций:

[МАГ] 5 0.4 моль л"1. Методом седиментационного ультрацентрифугирования определены молекулярные массы ряда образцов указанных полимеров.

3. Исследованы кинетические особенности реакции радикальной сополимери-зации акрилат- и метакрилатгуанидинов с катионогенным мономером диаллилдиметиламмонийхлоридом в водных растворах. Установлено, что в обеих сополимеризационных системах скорость сополимеризации уменьшается с увеличением содержания диаллильного компонента в исходном реакционном растворе. Образующиеся сополимеры обогащены акрилатным сомоно-мером во всем интервале составов реакционной смеси. Определены констан-

ты сополимеризации для обеих систем, а также характеристические вязкости синтезированных сополимеров.

4. На основании полученных в работе кинетических данных был сделан вывод, что в реакциях гомополимеризации большую реакционную способность проявляет акрилатгуанидин, а в сополимеризации - метакрилатгуанидин.

5. Показано, что причиной наблюдаемой в исследованных системах микрогетерогенности является «денатурирующее» действие гуанидиновых групп собственного мономера при определенном их «избытке», которые способны разрушать гидратированную структуру макромолекул, образующуюся в процессе полимеризации, что приводит к значительным конформационным изменениям, сопровождающимися, в ряде случаев, потерей растворимости и «высаливанием» полимера

6. Проведены бактерицидные и токсикологические испытания синтезированных в работе новых гуанидинсодержащих гомо- и сополимеров на ряде клеточных культур. Показано, что при значительной биоцидной активности по отношению к E.coli и St. Aureus сополимеров, они характеризуются невысокой токсичностью.

Основное содержание диссертации изложено в следующих публикациях:

1. Сивов Н.А., Мартыненко А.И., Кабанова Е.Ю., Попова Н.И., Бондаренко Г.Н., Хаширова С.Ю., Эсмурзиев А.М. Особенности реакции радикальной полимеризации метакрилатгуанидина в водных средах. // Материалы научной конференции ИНХС им. А.В.Топчиева РАН. Москва, февраль 2003, с. 23.

2. Эсмурзиев А.М., Хаширова С.Ю., Мартыненко А.И., Кабанова Е.Ю., Попова Н.И., Филатова М.П., Бондаренко Г.Н., Крутько Е.Б., Сивов Н.А.. Синтез и свойства акрилат- и метакрилатгуанидинов. // Материалы научной конференции ИНХС им. А.В.Топчиева РАН. Москва, февраль 2003, с. 69.

3. Эсмурзиев А.М., Хаширова С.Ю., Мартыненко А.И., Кабанова Е.Ю., Попова Н.И., Сивов НА, Малкандуев Ю.А. Радикальная гомо(со)полимеризация ак-рилат- и метакрилатгуанидинов в водных средах. // Материалы Х-ой Всероссийской конференции «Структура и динамика молекулярных систем».

Яльчик, 2003, с. 343.

4. Эсмурзиев А.М., Хаширова С.Ю., Мартыненко А.И., Кабанова Е.Ю., Попова Н.И., Сивов Н.А., Малкандуев Ю.А. Радикальная гомо(со)полимеризация ак-рилат- и метакрилатгуанидинов в водных средах. //Известия ВУЗов. Сев.-Кавк. регион, сер. Естеств. науки. 2003, №6, с. 56-59.

5. Эсмурзиев А.М., Сивов НА., Малкандуев Ю.А. Сополимеры акрилат- и метакрилатгуанидинов с диаллилдиметиламмонийхлоридом - эффективные био-цидные полимеры. // Материалы международной научной конференции среди студентов, аспирантов и молодых ученых по актуальным проблемам. Самара, сентябрь 2003, с. 83-84.

6. Zaikov G.E., Malkanduev YuA., Khashirova S.Yu., Esmurziev A.M., Martynenko A.L, Sivova L.I. and Sivov NA. Synthesis of new monomers on diallyl guanidine basis and their ability to radical (co)polymerization. / Biochemistry and chemistry: Researsh and developments. Nova Science Publishers Inc., New York, 2003,

p. 39-48.

7. Сивов Н.А., Мартыненко А.И., Кабанова Е.Ю., Попова Н.И., Хаширова С.Ю., Эсмурзиев А.М. Метакрилат- и акрилатгуанидины: синтез и свойства. // Нефтехимия, №1, 2004, с. 47-51.

8. Эсмурзиев А.М., Хапшрова С.Ю., Мартыненко А.И., Кабанова Е.Ю., Попова Н.И., Сивов НА., Малкандуев Ю.А. Радикальная гомо(со)полимеризация ак-рилат- и метакрилатгуанидинов в водных средах. // Сборник статей Х-ой Всероссийской конференции «Структура и динамика молекулярных систем». Яльчик, 2003, с. 214-221.

9. Эсмурзиев A.M., Мартыненко А.И. , Кабанова Е.Ю., Попова Н.И., Сивов Н.И.. Радикальная гомо- и сополимеризация акрилат- и метакрилатгуаниди-нов в водных растворах // Материалы Третьей всероссийской научной Кар-гинской конференции «Полимеры-2004». М. МГУ, 2004, т.1, с. 168.

»-«44 7,

Принято к исполнению 28/04/2004 Заказ № 165

Исполнено 29/04/2004 Тираж: 110 экз.

ООО «11-й ФОРМАТ» ИНН 7726330900 Москва, Балаклавский пр-т, 20-2-93 (095)318-40-68 www autoreferat ru

ВВЕДЕНИЕ

ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1. Кинетические особенности реакций радикальной полимеризации 7 акриловой и метакриловой кислот в водных и органических растворителях

1.1. Водные растворы

1.1.1. Изменение рН растворов добавлением ЫаОН

1.1.2. Регулирование рН растворов добавлением аминов

1.2. Полимеризация непредельных кислот в водных и 27 органических средах.

2. Реакции радикальной сополимеризации акриловой и метакриловой 33 кислот в водных растворах

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

1. Подготовка исходных реагентов и растворителей

2. Синтез исходных мономеров

2.1. Синтез диаллилдиметиламмонийхлорида

2.2. Синтез акрилатгуанидина

2.3. Синтез метакрилатгуанидина

3. Кинетические измерения

4. Выделение и очистка полимеров из реакционных растворов

5. Вискозиметрические измерения

6. Физико-химические методы исследования

7. Методика оценки бактерицидной активности (со)полимеров

8. Методика оценки токсичности синтезированных (со) полимеров

ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ

1. Радикальная полимеризация акрилат- и метакрилатгуанидинов в 52 водных средах

1.1. Особенности реакций радикальной полимеризации акрилат- и 52 метакрилатгуанидинов

1.2. Конформационное состояние растущих цепей при 70 радикальной полимеризации акрилат- и метакрилатгуанидинов

2. Радикальная сополимеризация акрилат- и метакрилатгуанидинов 89 с диаллилдиметиламмонийхлоридом в водных средах

3. Исследование физико-химических свойств мономеров и 103 (со)полимеров

3.1 Синтезированные соединения и их ИК-спектральные 103 характеристики

3.2. Исследование методом ЯМР !Н спектроскопии 112 синтезированных мономерных и полимерных продуктов

3.2.1. Диаллшщиметиламмонийхлорид

3.2.2. Винильные производные

3.2.3. Гомополимеры

3.2.4. Сополимеры (мет)акрилатгуанидинов и 133 диаллилдиметиламмонийхлорида

3.3. Термофизические характеристики синтезированных 165 продуктов

4. Биоцидные и токсикологические свойства синтезированных 171 новых гуанидинсодержащих полимерных продуктов

ВЫВОДЫ

СПИСОК ОСНОВНЫХ СОКРАЩЕНИЙ

В настоящее время синтетические полиэлектролиты играют важную роль в науке, технике, медицине. При этом наблюдается постоянное расширение сфер применения и использования полимеров этого класса. Отсюда следует рост требований к получению новых полиэлектролитов - полимеров и сополимеров заданного химического и стереохимического строения и молекулярной массы, что стимулирует исследования по проблеме синтеза и механизма образования этого класса полимерных соединений. Очевидно также, что наиболее простыми и удобными способами получения полиэлектролитов являются реакции радикальной полимеризации и сополимеризации ионизующихся мономеров.

Хорошо известно, что сами кислоты акрилового ряда, содержащие химически активные функциональные группы, представляют перспективный ряд мономеров, поскольку полученные на их основе полимеры и сополимеры могут сохранять потенциал активности, являясь удобными носителями, в том числе и биологически активных веществ. К тому же, они обладают широким набором практически полезных свойств и используются в целлюлозно-бумажной, лакокрасочной, текстильной промышленности в качестве эмульгаторов, для шлихтования синтетических волокон, для приготовления латексов, клеевых композиций и др.

Гомо- и сополимеры на основе известного катионогенного мономера Ы,М-диаллил-^ТЧ-диметиламмонийхлорида (ДАДМАХ) традиционно и широко используются во многих отраслях промышленности, в том числе в нефтедобывающей и целлюлозно-бумажной; при очистке сточных вод; в керамическом и силикатном производстве. Кроме того, в последние годы они применяются в электронике, производстве контактных линз, в сельском хозяйстве для улучшения структуры почв и других целей.

Известно также, что соединения, содержащие в своем составе гуанилиновую группу, обладают широким спектром бактерицидного действия и нередко используются в качестве лечебных препаратов, бактерицидов и фунгицидов. Именно поэтому ожидалось, что введение гуанидиновой группы в полимерные продукты должно придавать им значительную био-цидную активность. Такие полимеры, как показали исследования последних лет, могут оказывать комбинированное воздействие на бактериальную клетку, являясь при этом более эффективными и менее опасными по сравнению с низкомолекулярными биоцидными веществами, традиционно используемыми для защиты от микроорганизмов. Известные гуанидинсо-держащие полимеры получают, как правило, методом поликонденсации, вследствие чего для них характерны невысокие молекулярные массы (ММ) (до 10-12 тыс.) Получение гуанидинсодержащих полимеров методом радикальной полимеризации позволяет получать полимеры с широким набором значений молекулярных масс (от 20 тыс. до 1 млн. и больше). Исходя из вышесказанного, можно сделать вывод, что синтез новых гуанидинсодержащих полиэлектролитов на основе мономеров акрилового ряда и производных диалкилдиаллиламмония с использованием метода радикальной полимеризации является перспективным.

Цель данной работы заключалась в синтезе новых гуанидинсодержащих мономеров винильного ряда; изучении их физико-химических свойств и, с учетом этих результатов, получения на их основе методом радикальной полимеризации новых водорастворимых (со)полимеров, обладающих широким набором физико-химических характеристик.

В результате проведенных исследований впервые синтезированы мономерные соли - акрилат- и метакрилатгуанидины (АГ и МАГ) и установлена их способность к реакциям радикальной полимеризации в водных средах. Проведены систематические кинетические исследования с использованием дилатометрического метода, и выявлены основные закономерности и особенности протекания реакций гомополимеризации АГ и МАГ в водных растворах

Показана принципиальная возможность участия мономеров АГ и МАГ в реакциях радикальной сополимеризации с ДАДМАХ; изучена кинетика данного процесса и рассчитаны константы сополимеризации для обеих сополимеризационных систем.

Изучены основные физико-химические свойства синтезированных мономеров и полимерных продуктов на их основе спектроскопическими (ИК-, ЯМР'Н), термофизическими (ДСК, ТГА) методами, а также методами седиментационного ультрацентрифугирования и элементного анализа. Разработаны методики, позволяющие получать указанные полимеры с заданными параметрами (строением, ММ, составом).

Впервые на основе полученных мономеров и ДАДМАХ методом радикальной полимеризации получены новые гуанидинсодержащие водорастворимые полимерные продукты гомополимеры и сополимеры различного состава и строения. В результате совместных исследований Лаборатории полиэлектролитов и поверхностно-активных полимеров ИНХС РАН с Бактериологической лабораторией ГСЭН КБР и с фармацевтическим объединением «Эльфарми» (КБР, г. Нальчик) оценены биоцидные и токсикологические свойства полученных полимерных продуктов. Показано, что гомополимеры и ряд сополимеров, содержащие менее 40 мол. % звеньев ДАДМАХ, обладают невысокой токсичностью. Наибольшую биоцидность проявляют сополимеры с ДАДМАХ, содержащие 30-70 мол % акрилатного компонента.

ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

ВЫВОДЫ

1. Синтезированы новые гуанидинсодержащие мономерные соли на основе мономеров акрилового ряда - акрилат- и метакрилатгуанидины (АГ и МАГ); физико-химическими исследованиями установлены их структура и строение. Изучена способность к радикальной гомополимеризации и сополимеризации с диаллилдиметиламмонийхлоридом (ДАДМАХ) в водных средах. Исследованы основные кинетические закономерности и особенности этих процессов; разработаны способы получения соответствующих (со)полимеров. Изучены физико-химические свойства синтезированных мономеров и полимеров, а также оценена их биоцидная активность и токсичность.

2. В результате систематических кинетических исследований радикальной полимеризации акрилат- и метакрилатгуанидинов в водных растворах установлено, что в рассматриваемых системах во всем интервале концентраций мономеров сохраняются классические порядковые закономерности по концентрации мономера и инициатора; скорости гомополимеризации АГ и МАГ и значения характеристических вязкостей образующихся полимеров симбатны и увеличиваются с ростом концентрации мономера в исходном реакционном растворе. Вместе с тем установлено, что гомогенность реакционной среды сохраняется не во всем интервале концентраций мономера, а лишь в следующем диапазоне их концентраций: 0.25 < [АГ] < 1.30 моль л"1 и 0.20 < [МАГ] < 0.4 моль л'1. Методом седиментационного ультрацентрифугирования определены молекулярные массы ряда образцов указанных полимеров.

3. Исследованы кинетические особенности реакции радикальной сополи-меризации акрилат- и метакрилатгуанидинов с катионогенным мономером диаллилдиметиламмонийхлоридом в водных растворах. Установлено, что в обеих сополимеризационных системах скорость сополиме-ризации уменьшается с увеличением содержания диаллильного компонента в исходном реакционном растворе. Образующиеся сополимеры обогащены акрнлатным сомономером во всем интервале составов реакционной смеси. Определены константы сополимеризации для обеих систем, а также характеристические вязкости синтезированных сополимеров.

4. На основании полученных в работе кинетических данных был сделан вывод, что в реакциях гомополимеризации большую реакционную способность проявляет акрилаттуанидин, а в сополимеризации - метакри-латгуанидин.

5. Показано, что причиной наблюдаемой в исследованных системах микрогетерогенности является «денатурирующее» действие гуанидиновых групп собственного мономера при определенном их «избытке», которые способны разрушать образующуюся гидратированную структуру макромолекул, образующуюся в процессе полимеризации, что приводит к значительным конформационным изменениям, сопровождающимися, в ряде случаев, потерей растворимости и «высаливанием» полимера.

6. Проведены бактерицидные и токсикологические испытания синтезированных в работе новых гуанидинсодержащих гомо- и сополимеров на ряде клеточных культур. Показано, что при значительной биоцидной активности по отношению к E-coli и St. Aureus сополимеров, они характеризуются невысокой токсичностью.

СПИСОК ОСНОВНЫХ СОКРАЩЕНИЙ

АА - акриламид

АГ - акрилатгуанидин

АДМА -аллилдиметиламин

АК - акриловая кислота

ВП, Ы-ВП - К-винилпирролидон

ГТХ - гуанидингидрохлорид

ГФ - тригуанидинфосфат

ДАА - диаллиламин

ДАТ - диаллилгуанидин

ДАТА - диаллилгуанидинацетат

ДАГТФА - диаллилгуанидинтрифторацетат

ДАДМА -диаллилдиметиламмоний

ДАДМАХ - Ы,Ы-диаллил- К,№диметиламмонийхлорид

ДАК - динитрилазобисизомасляной кислоты

ДАМА - диаллилметиламин

ДМСО - диметилсульфоксид

ДМСО-(1б - диметилсульфоксид дейтерированный

ДМФА - диметилформамид

ДНК - дезоксирибонуклеиновая кислота

ДСК - дифференциальная сканирующая калориметрия

ДТА - дифференциальный термический анализ

ДТГ - дифференциальная термическая гравиметрия

ДЭАЭМА - N ^-диэтил аминоэтилметакрил ат

ИБА - изобутиламин

ИК - инфракрасная

ИПЭК - интерполиэлектролитный комплекс МАГ - метакрилатгуанидин МАК - метакриловая кислота

MM - молекулярная масса

ПАГ - полиакрилатгуанидин

ПАК - полиакриловая кислота

ПВП - поли-Ы-винилпирролидон

ПГМГ ГХ - полигексаметиленгуанидин гидрохлорид

ПДА ДМ АХ - поли-ЬЩ-диаллил- НМ-диметиламмонийхлорид

ПМАГ - полиметакрилатгуанидин

ПМАК - полиметакриловая кислота

ПСА - персульфат аммония

ПЭ - полиэлектролит

ТЭА - триэтиламин

УФ - ультрафиолетовый

ФАВ - физиологически-активные вещества

ФАК - фторакриловая кислота

ЭДА - этилендиамин

ЯМР - ядерный магнитный резонанс

181

1. Katchalsky А., Blauer G. II Trans Faraday Soc. 1951, V.47, №12. p.1360

2. Katchalsky A., N. Shavit, Heisenberg. HJ. Polymer Sei. 1959, V.13, p.69.

3. Alfrey Т., Overberger C.G., Pinner S.H. // J. Am. Chem. Soc. 1953, V.75, p.4321.

4. Pinner S.H. HJ. Am. Chem. Soc. 1952, V.74, № 2, p.438.

5. Blauer G. // Trans Faraday Soc. 1960, V.56, p.606.

6. Blauer G. // J. Polymer Sei. 1959, V.9, p.167.

7. Misra G.S., NarainH. И Macromol. Chem. 1968, V.113, p.85.

8. Morawetz H., Rubin I.D. // J.Polymer Sei. 1962, V.57, p.669.

9. Кабанов B.A., Торчилин В.П., Попов В.Г., Топчиев Д.А. // Материалы международного симпозиума по макромолекулярной химии. Будапешт, 1969, Т.З, с.275.

10. Попов В.Г. НДис. канд .хим. наук. М.: ИНХС, 1969.

11. Попов В.Т., Топчиев Д.А., Кабанов В.А., Каргин В.А. // Высокомолек. соед. Б, 1969, Т. 11, № 8, с.583.

12. Попов В.Г., Топчиев Д.А., Кабанов В.А., Каргин В.А. // Высокомолек. соед. Б, 1972, Т. 14, № 11, с. 117.

13. Топчиев Д.А., Попов В.Г. // Всесоюзная конференция по ВМС. Москва, 1969, с.32.

14. Кабанов В.А., Топчиев Д.А. // Высокомолек. соед. А, 1971, Т. 13, №6, с. 23.

15. Карапутадзе Т.М. //Дис. канд. хим. наук. М.: ИНХС, 1972.

16. Карапутадзе Т.М., Топчиев Д.А., Кабанов В.А. // Высокомолек. соед. Б, 1971, Т. 13, № 1, С.34.

17. Шакиров Р.З. II Дис. канд. хим. наук. М.: ИНХС, 1973.

18. Топчиев Д.А., Шакиров Р.З., Калинина Л.П., Карапутадзе Т.М., Кабанов В.А. // Высокомолек. соед. А, 1972, Т. 14, № 3, с.581.

19. Топчиев Д.А. НДис. д-ра хим. наук М.: ИНХС, 1973.

20. Кабанов В.А., Топчиев Д.А. // Полимеризация ионизующихся мономеров. М.: Наука, 1975, с.

21. Мартыненко А.И. IIДис. канд. хим. наук. М.: ИНХС, 1981.

22. Гриценко Т.М., Медведев С.С. /IЖФХ, 1956, Т.ЗО, с. 1238.

23. Осада Е. II Дис. канд.хим. наук. МГУ, 1970.

24. Huizenga I.R, Grieger P.F. ,Wall F.T. II J. Am. Chem. Soc., 1950, V.72, p.2636.

25. North A.M. // Chemistry and Industry, 1968, p. 1295.

26. North A.M., Reed G.A. II J. Polymer Sci., A 1, 1963, p. 1311.

27. Хэм Д. И Полимеризация виниловых мономеров. М.: Химия, 1973, с.312.

28. Ингольд К.К. // Механизм реакции и строение органических соединений. М., ИЛ, 1959.

29. Серрей А. И Справочник по органическим реакциям. М. Госхимиздат, 1962, с.316.

30. Цветков И, Любина С.Я., Болевский К.М. // Сб. Карбоцепные высокомолекулярные соединения, Изд-во АН СССР, 1963, стр. 26.

31. Leyte, J.C. Mandell М. II J. Polymer Sci. 1964, A2, p.1879.

32. Некрасова Т.Н., Ануфриева Е.В., Ельяшевич A.M., Птицын О.Б. // Вы-сокомолек. соед. 1965, Т.7, с.913.

33. Ануфриев Е.В., Волькенштейн М.В., Краковяк М.Г., Шевелева Т.В. // Докл. АН СССР. 1968, Т.182, с.361.

34. Некрасова Т.Н., Габриэлян А.Г., Птицын О.Б. // Высокомол. coed. А 10, 1968, с.297.

35. Некрасова Т.Н., Птицын О.Б. , Шиканова М.С. // Высокомол. coed. А 10, 1968, с. 1530.

36. Бирпггейн Т.М., Ануфриева Е.В., Некрасова Т.Н., Птицын О.Б., Шевелева Т.В. II Высокомол. соед. 1965, Т.7, с.372.

37. Гальперина Н.И., Громов В.Ф., Хомиковский П.М., Абкин А.Д., Завьялова Е.Н. // Высокомол. соед. 1974, Б 16, №4, с.287.

38. Гальперина Н.И., Тугунаева Т.А., Громов В.Ф., Хомиковский П.М., Абкин А.Д. // Высокомол. соед. 1975, А 17, №7, с. 1455.

39. Гальперина Н.И., Громов В.Ф., Моисеев В.Д. И Высокомол. соед. Б 18, №5, 1976, с.384.

40. Громов В.Ф., Хомиковский П.М., Абкин А.Д. И Высокомол. соед. 1970, Б 12, №10, с.767.

41. Gromov V.F., Galperina N.I., Osmanov Т.О. et al II Europ. Polymer J. 1980, v. 16, p.529.

42. Баёрас Г.И., Алишаускене Т.Н., Славницкая H.H. и др. // Высокомол. соед. 1981, сер. Б., т.23, №2, с.86.

43. Громов В., Бунэ Е.В., Телешов Э.Н. // Успехи химии. 1994, т.63, №6, с.530.

44. Shriver F.S. de Smets G., Van Thielen Y. //J. Polymer Sei. 1968, В, V. 6, №8, p.547.

45. Chapiro A., Gouloubandi R. И Europ. Polymer. J. 1974, V. 10, №12, p. 1159.

46. Chapiro A., Goldfoeld-Freidish D., Perichon J. I I Europ. polymer J. 1975, V. 11, №7, p.515.

47. Chapiro A., Dulien J. II Europ. Polymer J. 1977, V. 13, №7, p.563.

48. Alfrey Т., Fuoss R.M., Morawetz H., Pinner S.H. //J. Am.Chem.Soc. 1952, V. 74, p.438.

49. Alfrey Т., Overberger C.G., Pinner S.H. // J. Am.Chem.Soc. 1953, V. 75, p.4221.

50. Alfrey Т., Pinner S.H. // J. Polymer Sei. 1957, V. 23, p.553.

51. Наркевич А.Д., Каргина O.B., Кабанов В.А., Каргин В.А. // Высокомол. соедин. 1970, А, т. 12, №8, с. 1817.

52. Зезин А.Б., Луценко В.В., Рогачева В.Б., Олексина O.A., Калюжная Р.И., Кабанов В.А., Каргин В.А. // Высокомол. соедин. 1972, А, т. 14, №4, с.772.

53. Наркевич Л.Д., Каргина О.В., Кабанов В.А., Каргин В.А. // Высокомол. соедин., 1970, А, т. 12, №8, с. 1817.

54. Паписов И.М., Кабанов В.А., Осада Е., Лескано Брито М., Реймонт Ж., Гвоздецкий А.Н. // Высокомол.соедин. 1972, А, т. 14, №11, с.2462.

55. Паписов И.М., Недянова Ц.И., Аврамчук Н.К., Кабанов В.А. // Высоко-мол. соедин. 1973, А, т. 15, №9, с.2003.

56. Паписов И.М., Литманович А.А. // Высокомол. соедин. 1977, А, т. 19, №4, с.716.

57. Кабанов В.А., Паписов И.М. // Высокомол. соедин. 1979, А, т.21, №2, с.248.

58. Зезин А.Б. // Макромолекулярные реакции, М.: Химия, 1977.

59. Кабанов В.А // Материалы третьей всероссийской Каргинской конференции «Полимеры 2004», М., Т. 1, с.70.

60. Петров Р.В., Кабанов В.А., Хаитов P.M. // Иммуннология, 1986, №1, 5.

61. Kabanov V.A. // Macromol.Chem., Macromol. Symp. 1986, V.l, p. 101.

62. Petrov R.V., Kabanov V.A., Khaitov R.M., Nekrasov A.V., Ataullakhanov R.I. // Allergy&Clinical Immunology. 2003, V.15, p.56.

63. Охапкин И.М. , Махаева E.E., Хохлов А.Р. // Материалы третьей всероссийской Каргинской конференции «Полимеры 2004». Т. 1, с. 120.

64. Панова Т.В., Быкова Е.В., Рогачева В.Б., Зезин А.Б. Н Материалы третьей всероссийской каргинской конференции «Полимеры 2004». Т.1, с. 340.

65. Каргина О.В., Праздничная О.В., Авраменко Н.В., Фролова М.Н., Давыдова С.Л.// Высокомол. соедин. 1993, А, Т.35, №10, с. 1611.

66. Каргина О.В., Праздничная О.В., Юргенс И.Д., Кораблева С.В., Кузьмин И.Н.// Высокомол. соедин. 1994, А, т. 36, №8, с. 1316.

67. Каргина О.В., Праздничная О.В., Юргенс И.Д., Бадана Е.Ю., // Высокомол. соедин. 1997, А, т.39, №1, с.22.

68. Каргина О.В., Комарова О.П., Бондаренко Г.Н. // Высокомол. соедин. 2002, Б, т.44, №12, с.2232.

69. Аксенова Н.И., Кабанова В.А., Харенко , А.В. Зезин А.Б., Бравова Г.Б., Кабанов В.А. // Высокомол. соедин. 1998, А, т.40, №3, с.403.

70. Изумрудов В.А. , Сан Хюн Лим // Высокомол. соедин. 1998, А, т.40, №3, с.459.

71. Галаев И.Ю. // Успехи химии. 1995, т.64, №5, с.505.

72. Малышкина И.А., Гаврилов Н.Д., Махаева Е.Е., Насимова И.Р., Хохлов А.Р. // Материалы Всероссийского Каргинского симпозиума «Химия и физика полимеров в начале XXI века». Черноголовка, 2000, СЗ-16.

73. Николаева О.В., Калюжная JI.M., Будтова Т.В., Бельникевич Н.Г., Бочек A.M. // Материалы Всероссийского Каргинского симпозиума «Химия и физика полимеров в начале XXI века». Черноголовка, 2000, СЗ-52.

74. Сушко М.Л., Панарин Е.Ф., Назарова О.В., Клейн С.И., Слита А.В., Киселев О.И. // Материалы Всероссийского Каргинского симпозиума «Химия и физика полимеров в начале XXI века». Черноголовка, 2000, С4-37.

75. Андреева Е.Н., Краснов А.П., Афоничева О.В., Попов О.В., Попова А.Б., Комарова Л.И. // Материалы Всероссийского Каргинского симпозиума «Химия и физика полимеров в начале XXI века», Черноголовка, 2000, С1-16.

76. Kabanov V.A. // Materials first international Symposium on Poly electrolytes. Potsdam, Germany, 1995, p. 17.

77. Izumrudov V.A. // Materials first international Symposium on Polyelectro-lytes. Potsdam, Germany, 1995, p.73.

78. Tribet C, Petit F, Audebert R. // Materials first international Symposium on Poly electrolytes. Potsdam, Germany, 1995, p.74.

79. Dautzenberg H, Hartmann J., Grunewald S. // Materials first international Symposium on Polyelectrolytes. Potsdam, Germany, 1995, p.75.

80. Buchhammer H.-M., Lunkwitz K. // Materials first international Symposium on Polyelectrolytes. Potsdam, Germany, 1995, p.78.

81. Dautzenberg, Horst, Lukanoff, Briggite, Eckert. II Materials first international Symposium on Polyelectrolytes. Potsdam, Germany, 1995, p.79.

82. Hayakawa K, Satake I, Kwak T. // Materials first international Symposium on Polyelectrolytes. Potsdam, Germany, 1995, p. 151.

83. Сушко М.Л., Панарин Е.Ф., Назарова О.В., Клейн С.И., Слита А.В., Киселев О.И. // Материалы Всероссийского Каргинского симпозиума «Химия и физика полимеров в начале XXI века». Черноголовка, 2000, С4-37.

84. Николаева О.В., Будгова Т.В., Калюжная JI.M., Бельникевич Н.Г., Власова Е.Н., Френкель С.Я. // Высокомол. соед. 1999, А, Т.41, №7, с.1176.

85. Nikolaeva O.V., Budtova Т., Brestkin Yu., Zoolshoev Z., S. Frenkel. // J. Appl. Polym. Sci. 1999, V.72, p.1523.

86. Николаева O.B., Калюжная JI.M., Будтова T.B., Бельникевич Н.Г., Бочек A.M. // Материалы Всероссийского Каргинского симпозиума «Химия и физика полимеров в начале XXI века». Черноголовка, 2000, СЗ-52.

87. Будтова Т. // Материалы Всероссийского Каргинского симпозиума «Химия и физика полимеров в начале XXI века». Черноголовка, 2000, С1-5 8.

88. Khokhlov A.R. // Materials first international Symposium on Polyelectro-lytes. Potsdam, Germany, 1995, p. 30.

89. Kokufuta E, Matsukawa S. //Materials first international Symposium on Poly electrolytes. Potsdam, Germany, 1995, p.85.

90. Kramarenko E.Yu., Khokhlov A.R. // Materials first international Symposium on Poly electrolytes. Potsdam, Germany, 1995, p. 159.

91. Starodubtsev S.G., Khokhlov A.R., Sokolov E.L., Chu B. // Materials first international Symposium on Polyelectrolytes. Potsdam, Germany, 1995, p. 160.

92. Гриценко T.M., Медведев C.C. HЖФХ, 1956, T.30, c.1238.

93. Fujioka S., Hayashi K., Okamura S.ll Annual report of Japan Ass. of Radiation Researsh, 1962, VA, p. 199.

94. Логинова H.H., ГавуринаР.К., Александрова M.JI. II Высокомол. соед., 1969, Б 11, №19, с.643.

95. Сидельковская Ф.П. Н Химия N-винилпирролидона и его полимеров. М.: Наука, 1970.

96. Senogles Е., Thomas R.A. Н J. Polym. Sci., Polym. Symp. 1975, №49. p.203.

97. Senogles E., Thomas R.A.//J. Polym. Sci., Polym. Lett.Ed. 1978. V.16. №11. p.555.

98. Senogles E., Thomas K.A.I/ J. Polym. Sci., Polym. Symp. 1976. №55. p.241.

99. Карапутадзе T.M., Шумский В.И., Кирш Ю.Э.// Высокомол. coed. 1978, А, Т.20. №8. с.1854.

100. Robinson В.V., Sullivan F.M., Borzella J.F., Schwarz S.L. // PVP. A Critical Rewiew of the Kinetics and Toxicology of Polyvinyl-Pirrolydone (Povidone). Michigan: Lewis Publ, 1990, p.97.

101. Кирш Ю.Э. // Поли-Ы-винилпирролидон и другие поли- N-виниламиды. М.:Наука. 1998. с.253.

102. Топчиев Д.А., Мартыненко А.И., Кабанова Е.Ю., Тимофеева JI.M.// Высокомол. соед., 1997, А, Т.39, №7, с. 1129.

103. Smith D.G. // J.Appl. Chem. 1967, V.17, р.339.

104. Гладышев Г.П. // Полимеризация винилъных мономеров. Алма-Ата, 1964, с.141.

105. Попов В.А., Гладышев Г.П.// Успехи химии, №2, 1973, Т.42, с.273.

106. Оудиан Дж. // Основы химии полимеров, М.: Мир, 1974. с.615.

107. Бресслер С.Е., Ерусалимский Б. JI. // Физика и химия макромолекул. М.-Л., 1965, с.621.

108. Bamford С.Н., Schofild Е. // Polymer, 1981, V.22, р.1227.

109. Bamford C.H., Schofild E., Michael D.J. // Polymer, 1985, V.26, p.945.

110. Багдасарьян X.C. // Теория радикальной полимеризации, 2-ое изд. М., 1966, с.417.

111. Платэ Н.А., Литманович А.Д., Ноа О.В. ИМакромолекулярные реакции М.:Химия, 1977, 256 с.

112. Цветков В .Н., Эскин В .Е., Френкель С .Я. // Структура макромолекул в растворах. М.; Наука, 1964, 720 с.

113. Г.Моравец. // Молекулы в растворе М.: Мир, 1967, 398 с.

114. Кабанов В.А. // Материалы третьей всероссийской каргинской конференции "Полимеры 2004". Т.1, с.70. Москва.

115. Петров Р.В., Кабанов В.А., Хаитов P.M. // Иммуннология, 1986, №1, с.5.

116. Панова Т.В., Быкова Е.В., Рогачева В.Б., Зезин А.Б. // Материалы третьей всероссийской каргинской конференции "Полимеры 2004". т. 1. с. 340.

117. R.Arnold. // J.Colloid. Sei. 12, 549 (1957).

118. Silberberg A., Eliassaf J., AKatschalsky II J.Polymer Sei. 1957, V.23, c.259.

119. Gregor, H.P., Gold D.H., M.Frederick. // J.Polymer Sei. 1957, V.23, p.467.

120. Mandel M., J.C.Leyte. II J.Polymer Sei. 1962, V.56, p.23.

121. Leyte J.C., Mandel M. И J.Polymer Sei. 1964, A 2, p.l879.

122. Barone G., Grescenzi V., F.Quadrifoglio. II Ricerca sei. 1975, V.8, p.393. 124 Некрасова Т.Н., Ануфриева E.B., Ельяшевич A.M., Птицын О.Б. //

123. Высокомол. coed. 1965, Т.7, с.913.

124. Некрасова Т.Н., Птицын О.Б., М.С.И1иканова // Высокомол. соед.1968, А, Т. 10, с. 1530.

125. Некрасова Т.Н., Чурыло Э. // Высокомол. соед., 1969, А, Т.11, с.1103.

126. Григорьева Ф.П., Бирштейн Т.М., Готлиб Ю.Я. // Высокомол. соед. 1967, А, Т.9, с.580.

127. Григорьев A.M., JI.A. Волкова, О.Б. Птицын. II Высокомол. соедин.,1969, Б, Т. 11, с.232.

128. Григорьев А.И., Л.А. Волкова, О.Б. Птицын. // Высокомол. соедин.1970, А, Т. 12, с. 1363.

129. Каргин В.А., Мирлина С.Я., Кабанов В.А., Михелева Г.А., Власов A.B. // Доклады АН СССР, 1960, Т.135, с.893.

130. Gargallo L., Radic D. //J. Polymer. 1983, V.24, p.91.

131. Rothshild W.G. //J. Am. Chem. Soc. 1972, V.94, № 25, p.8676.

132. Tanford C., Taggart V.G. I I J. Am. Chem. Soc. 1960, V.82, p.6028.

133. Robinson D.R., Jencks W. P. II J. Biol. Chem. 1963, V.238, p. 1558.

134. Карташевский А.И. и др. // Химия и технология топливимасел. 1981, №6, с.37.

135. Butler G.B. II J. Polymer Sei., 1960, v. 48, №1, p.279.

136. Wyroba A. // Polymery, 1981, v. 4, p. 139.

137. Японский патент. 78-93655 (1978).

138. A.c. СССР 960250. Б.И., 1982, №35, c.109.140. Европейский патент 84837.141. Патент США 4462618.

139. Японский патент. 77-75621 (1977).143. Патент США 4487866.

140. Windom L.L. // Crit. Rev. Environ. Control, 1976, v.6, №2, p. 191.145. Патент США 4424409.

141. A.c. СССР 1129215. Б.И., 1984, №46, c.76.

142. A.c. СССР 903563. Б.И., 1982, №5, с.116.

143. A.c. СССР 1035232. Б.И., 1983, №30, с.107.

144. Ringsdorf Н. // J.Polym. Sei. Sympos. 1975, № 51, p. 135.

145. Butler G.B., Corfield G.C., and Aso C. // in Progress in Polymer Science/ Ed. by A.D. Jenkins. Oxford: Pergamon Press. 1957, p.71.

146. Boothe J.E., Flock H.G, Hoover M.F. H J. Macromol. Sei. Chem. 1970, A, V.4, p.1419.

147. Патент США 2,884,058 (1959).

148. Патент США 3,412,019 (1968).

149. UedaT., HaradaS. II J. Appl. Polym. Sei. 1968, V.12, № 11, p.2383.

150. Бояркина H.M., Крючков B.B., Пархамович E.C., Амбург Л.А., Топчиев Д.А., Кабанов В.А. // Пласт, массы. 1987, № 8, с. 17.

151. Крючков В.В., Амбург JI.A., Пархамович Е.С., Бояркина Н.М. // Пласт, массы. 1987. № 8. С.22.

152. А. с. СССР 1129215 (1984), 1252329 (1984).

153. Freeland G.N, Guis G.B. II J. Text. Inst. 1984, V.75, № 2, p.135.

154. Bektourov E.A. // Macrom. Sci. 1985, V.186, № 2, p.351.

155. Хазрятова JI.K. II Пласт, массы. 1985, № 1, c.6.

156. Шкурникова И. С., Васильченко Е.А., Пенежик М. А. Письманник К.Д., Топчиев Д. А., Вирник А.Д. // Химия древесины. М.: Химия, 1985, с.ЗО.

157. Шкурникова И.С., Пенежик М.А., Вирник А.Д.,Топчиев Д.А. // Изв. АН СССР. Сер. хим. 1984, Т.4, с.928.

158. Barany S., Gregory J. // Materials first international Symposium on Poly-electrolytes. Potsdam, Germany, 1995, p.65.

159. Petzold G., Lunkwitz K., Kramer G. // Materials first international Symposium on Poly electrolytes. Potsdam, Germany, 1995, p. 143.

160. Kostella S., Koetz J., Friberg S.E. // Materials first international Symposium on Polyelectrolytes. Potsdam, Germany, 1995, p. 144.

161. Сополимеризация под ред. Д.Хэма, 1971, М., Химия, с. 12.

162. Alfrey Т. Goldfinger G. II J. Chem.Phys. 1944. V.12, N 6. р.205

163. Езриелев А.И., Брохина Э.Л., Роскин Б.С. // Высокомол. соединения 1969, А, Т. 11, №8. с. 1670.

164. Fineman М., Ross S.D. IIJ.Pol.Sci. 1950. V.5. р.251.

165. Khokhlov A.R., KhalaturP.G. IIPhysicaA. 1998, V.249, р.253.

166. Khokhlov A.R., Khalatur P.G. // Phys. Rev. Lett. 1999, V.82, p.3456.

167. Лозинский В.И., Сименел И.А., Курская E.A., Кулакова В.К., Гринберг В.Я., Дубовик А.С., Галаев И.Ю., Маттиассон Б., Хохлов А.Р. // ДАН, 2000, т.375, №5, с. 637.

168. Kramarenko E.Yu., Khokhlov A.R. // Materials first international Symposium on Polyelectrolytes. Potsdam, Germany, 1995, p. 159.

169. H.A. Платэ, A.E. Васильев. Физиологически активные полимеры. Москва, "Химия". 1986, 296 с.

170. Г.Е.Афиногенов, Е.Ф.Панарин // Антимикробные полимеры, СПб, Гиппократ, 1993, 261 с.

171. П. А.Гембицкий, И.И.Воинцева «Полимерный бгюцидный препарат полигексаметиленгуанидин» //Полиграф, Запорожье, 1998, 42с.

172. Калал Я. // Высокомол. соед., 1979, А, Т.21, с.2447

173. Pitha J. In: Anionic Polymeric Drugs! L.G. Donaruma, R.M.Ottenbrite, O.Vogel eds. Wiley - Intersci.Publ., N.Y. 1978, p.227.