Поверхнево-активні α-аралкілпероксидовмісні телехелатні олігоелектроліти та блок-кополімери на їхній основі

Abstract

Дисертаційна робота стосується створення нових біологічно інертних функціональних (ко)олігомерів вінілацетату, малеїнового ангідриду, бутилакрилату, N-вінілпіролідону та N,N-диметиламіноетилметакрилату з кінцевим пероксидовмісним фрагментом, з контрольованою функціональністю та молекулярною масою, які здатні бути ініціаторами реакцій радикальної полімеризації. Вивчено вплив різноманітних факторів, таких як концентрація ініціатора, співвідношення мономерів, концентрація мономерів та α-аралкілпероксиду в реакційному середовищі, на характеристики кінцевого олігомеру. Досліджено колоїдно-хімічні характеристики водних розчинів олігомерів, зокрема показано, що олігомери є поверхнево активними й утворюють надмолекулярні міцелоподібні структури. Визначено кінетичні та термодинамічні параметри розкладу пероксидовмісного кінцевого фрагмента олігомерів. Синтезовані олігомери виявились ефективними ініціаторами радикальної полімеризації за температур понад 353 К. Встановлено вплив концентрації олігомерного ініціатора на швидкість перебігу емульсійної, вододисперсійної полімеризації та полімеризації у розчині стиролу та N-(2-гідроксипропіл)метакриламіду. Здійснено модифікацію магнітних наночастинок Fe2O3 синтезованими олігомерами та блок-кополімерами, а також повторну модифікацію частинок за допомогою прищепленої полімеризації, ініційованої кінцевим пероксидовмісним фрагментом олігомеру. Виконано зв’язування низькомолекулярних біологічно активних речовин та ДНК створенням нових хімічних зв’язків, солюбілізацією та комплексоутворенням з отриманням розчинних у воді препаратів. Показано високу протимікробну та протипухлинну дію отриманих лікарських засобів, а також успішно здійснено трансфекцію клітин комплексом олігомеру з ДНК.Диссертационная работа посвящена созданию новых биологически инертных (со)олигомеров винилацетата, малеинового ангидрида, бутилакрилата, N-винилпирролидона и N,N-диметиламиноэтилметакрилата неионного, анионного и катионного типов с концевым пероксидсодержащим фрагментом с контролированной функциональностью и молекулярным весом, способных выступать инициаторами реакций радикальной полимеризации. Изучено влияние различных факторов, таких как концентрация инициатора, соотношение мономеров, концентрация мономеров и монопероксина в реакционной среде на характеристики конечного олигомера (молекулярный вес, степень функционализации (пероксидации)). Исследованы коллоидно-химические характеристики водных растворов олигомеров, в частности показано, что олигомеры являются поверхностно-активными, и при достижении некоторой концентрации в растворе образуют сверхмоллекулярные мицеллообразные структуры. Определены кинетические и термодинамические параметры распада концевого пероксидсодержащего фрагмента олигомеров. Синтезированные олигомеры показали себя эффективными инициаторами радикальной полимеризации при температурах свыше 353 К. Изучено влияние концентрации олигомерного инициатора на скорость протекания эмульсионной, вододисперсионной полимеризации и полимеризации в растворе стирола и полимеризации в растворе N-(2-гидроксипропил)метакриламида. С помощью введения в реакционную среду трет-додецилмеркаптана предложено способ регулирования молекулярного веса блок-сополимера и соотношение блоков в составе блок-сополимера. Осуществлена модификация магнитных наночастиц Fe2O3 синтезированными олигомерами и блок-сополимерами. Полученные частицы характеризируются низкой степенью полидисперсности и хорошей седиментационной стабильностью в водных и некоторых органических растворах. Успешно выполнена повторная модификация частиц путем привитой полимеризации, инициированной концевым пероксидсодержащим фрагментом олигомера. Проведено связывание низкомолекулярных биологически активных веществ и ДНК с помощью создания новых химических связей, солюбилизации и комплексообразования с получением водорастворимых препаратов. Показано хорошее противомикробное и противоопухолевое действие полученных лекарственных средств. Успешно произведен процесс трансфекции клеток комплексом олигомера с ДНК, а также показана способность некоторых олигомеров понижать уровень экспрессии клеточного приона. The thesis is devoted to the development of novel biologically inert (co)oligomers of vinyl acetate, maleic anhydride, butyl acrylate, N-vinylpirrolidone and N,N-dymethylaminoethyl acrylate with end peroxide-containing fragment, tailored functionality and molecular weight distribution, which can be used as initiators of radical polymerization. Influence of different factors, such as initiator concentration, monomers ratio, concentration of monomers and α-aralkylperoxide on final oligomer characteristics was studied. Colloid-chemical characteristics of oligomers water solutions were studied and it was shown that oligomers are surface-active substances capable to form supermollecular micelle-like structures. Kinetic and thermodynamic parameters of the decomposition of oligomer’s end peroxide-containing fragment were determined. Synthesized oligomers were effective initiators of radical polymerization at temperatures over 353К. Influence of oligomeric initiator concentration on the rate of water-dispersion and solution polymerization of styrene and solution polymerization of N-(2- hydroxypropyl)methacrylamide was studied. Maghemite nanoparticles were modified with synthesized oligomers and block-cooligomers and following graft polymerization, initiated by oligomer’s end peroxide-containing fragment. Immobilization of low-molecular biologically active substances and DNA via chemical reactions, solubilization and complex formation was studied and water based drug (gene) delivery systems were developed. Good antibacterial effect and high anticancer efficiency of novel drug delivery systems were achieved and transfection of cells with complex oligomer/DNA was successfully carried out.