Поверхнево-активні псевдо-полі(амінокислоти) на основі дикарбонових α-амінокислот та їх колоїдно-хімічні властивості

Abstract

Дисертація присвячена розробці методів синтезу псевдо-полі(амінокислот) на основі глутамінової кислоти та її N-похідних та гліколів різної природи та молекулярної маси шляхом поліконденсації. Вперше для одержання поліестерів запропоновано використовувати естерифікацію Стегліха – низькотемпературну активаційну естерифікацію з використанням активатора карбоксильних груп N,N'-дициклогексилкарбодііміду. Розглянуті особливості протікання реакції Стегліха в умовах поліконденсації. Досліджена реакція Бреннера за участю глутамінової кислоти, її N-похідних та діолів поліетиленгліколевого та поліпропіленгліколевого ряду. Продукти реакції Бреннера завдяки наявності кінцевих карбоксильних груп використали для поліконденсації по реакції Стегліха. Таким чином одержали поліестери регулярної будови з контрольованим значенням гідрофільно-ліпофільного балансу. Встановлено, що на ізотермі поверхневого натягу одержаних псевдо-полі(амінокислот) спостерігається 2 злами кривої. Перша точка зламу відповідає критичній концентрації міцелоутворення, а при концентрації в області концентрації другого зламу відбувається організована перебудова міцел у складні структури. Дисперсна фаза отриманих псевдо-полі(амінокислот) здатна солюбілізувати малорозчинні у воді ліпофільні сполуки в кількості до 0,4÷2 г/г полімеру в залежності від структури і природи органічної сполуки. Диссертационная работа посвящена разработке методов синтеза псевдо-поли(аминокислот) на основе глутаминовой кислоты и ее производных и гликолей различной природы и молекулярной массы путем поликонденсации. Впервые для получения полиэстеров предложено использовать этерификацию Стеглиха – низкотемпературную активационную этерификацию с использованием активатора карбоксильных групп N,N'- дициклогексилкарбодиимида. Проведены исследования, в ходе которых установлены побочные реакции, которые сильно влияют на селективность прямой реакции образования полиэфира путем этерификации Стеглиха. К таким процессам следует отнести перегруппирование активированных карбоксильных групп в пассивные амидные группы и образование цикличных эфиров. Установлены условия процесса, при которых удается максимально подавлять побочные реакции и достигать 75-85% от максимального рассчитанного значения степени поликонденсации. Проведены исследования поверхностной активности полученных полимеров. Установлено, что на изотерме поверхностного натяжения наблюдается 2 слома кривой. Первая точка слома отвечает критичной концентрации мицелообразования, а при концентрации в области концентрации второго слома происходить организованное перестроение мицелл в сложные структуры. Такой вывод подтвержден данными динамического светлорассевания – при низких концентрациях раствора полимера наблюдается унимодальное распределение частиц за размером, а при концентрации выше концентрации второго слома – бимодальный. Результаты исследования дисперсной фазы полученных псевдо-поли(аминокислот) методом малоуглового рассевания нейтронов разрешают сделать вывод что частицы первой моды имеют форму липофильного параллелепипеда, окруженного гидратированной оболочкой. Частицы второй моды являются упорядоченными агрегатами частиц первой моды. Также проведены исследования солюбилизации водной дисперсией псевдо-поли(аминокислот) малорастворимых в воде липофильных соединений – толуола и судана ІІІ, а также десолюбилизации этих соединений в олеофазу (октанол). Установлено, что самостабилизированные водные дисперсии псевдо-поли(аминокислот) способны солюбилизировать 0,5-3,0г органических веществ на 1 грам полимера. This thesis is devoted to the development of methods of pseudo-poly(amino acids) synthesis based on the glutamic acids (or its derivatives) and glycols of different nature and molecular mass via polycondensation method. For the first time it was proposed to use Steglich esterefication – low temperature activating esterefication with carboxyl group activator N,N'-dicyclohexylcarbodiimide. Interaction of glutamic acid (its N-derivatives) and glycol of different nature via Brenner reaction has been studied. The only product of reaction at different ratio is diester with terminal carboxyl groups. These diesters were used in Steglich esterefication as dicarboxylic acid for complex structure polyesters synthesis. Study of surface activity of obtained polymers was conducted. Two breaking points are observed on the surface tension isotherm. The first breaking point corresponds to the crucial micelle concentration. At higher concentration organized micelles reorganization to the complex structure takes place. Such conclusion is confirmed by dynamic light scattering data – at low polymer concentration unimodal particle size distribution is observed and at concentration higher than the second breaking point concentration – bimodal.