Синтез і властивості поверхнево-активних мономерів–похідних гідрокси- та амінокарбонових кислот

Abstract

Дисертація присвячена розробленню методів синтезу функціональних пероксидів, поверхнево-активних мономерів, у тому числі пероксидовмісних, та дослідженню їхніх властивостей: поверхневої активності, термолізу та кополімеризації. При взаємодії лактонів кислот С6-С8 з гідропероксидами синтезовано пероксиестери ω-гідроксикислот, реакцією яких з акрилоїлхлоридом, метакрилоїлхлоридом та малеїновим ангідридом одержано нові мономери з пероксиестерними групами. На основі похідних малеїнової кислоти та монометилового етеру поліетиленгліколю або пропансультону одержано відповідно нейоногенні та аніонні поверхнево-активні пероксидні мономери. При взаємодії хлорангідридів ω-бромокарбонових кислот, одержаних із вказаних лактонів, зі спиртами та гідропероксидами синтезовано відповідно естери та пероксиестери ω-бромокарбонових кислот. N-Алкілюванням маліміду пероксиестерами ω-бромозаміщених кислот одержано новий тип мономерів – малімідні пероксидні мономери. Кватернізацією естерами ω-бромокарбонових кислот диметиламіноетанолу та подальшим ацилюванням продукту реакції за гідроксильною групою малеїновим ангідридом, метакрилоїлхлоридом та хлорангідридом 6-малімідогексанової кислоти отримано нові катіонні ПАРмери. Синтезовані мономери здатні до кополімеризації з іншими мономерами з утворенням реакційно здатних поверхнево-активних кополімерів. Диссертация посвящена разработке методов синтеза и исследованию свойств новых функциональных пероксидов и поверхностно-активных мономеров – производных ω-гидрокси- и ω-аминокарбоновых кислот. Реакциями ω-лактонов кислот С6-С8, полученных окислением по Байеру-Виллигеру соответствующих циклических кетонов, с гидропероксидами и гидроксипероксидами синтезированы пероксидсо-держащие эстеры ω-гидроксикарбоновых кислот. Ацилированием вышеупомянутых пероксиэфиров малеиновым ангидридом по гидроксильной группой синтезированы пероксидсодержащие малеинаты, последующей реакцией которых по карбоксильной группе с пропансультоном или полиетиленгликолями получены соответствующие анионные и неионогенные поверхностно-активные пероксидсодержащие малеинатные мономеры. Реакциями лактонов с ненасыщенными кислотами были получены новые ω-карбоксилсодержащие мономеры – производные гидроксикислот по группе ОН. При взаимодействии этих соединений с моноэфирами полиэтилен-гликоля получены новые неионогенные поверхностно-активные мономеры. Реакциями хлорангидрида моноцетилмалеината с триэтиламмониевыми солями ω-гидрок- сикарбоновых кислот синтезированы карбоксилатные и сульфонатные поверхностно-активные мономеры, у которых полимеризационная связь и карбоксильная группа разделены остатком гидроксикарбоновой кислоты. При взаимодействии хлорангидридов ω-бромокарбоновых кислот, полученных из соответствующих лактонов, со спиртами и гидропероксидами синтезированы эстеры и пероксиэстеры ω-бромокарбоновых кислот. Кватернизацией ими диметил- аминоэтанола с последующим ацилированием четвертичной соли по гидроксильной группе малеиновым ангидридом или метакрилоилхлоридом получены новые катионные поверхностно-актитивные мономеры. N-алкилированием малеимида перокси-эстерами ω-бромокарбоновых кислот синтезировано новый класс мономеров – малеимидные пероксидосодержащие мономеры. На основе 6-малеимидогексановой кислоты также были синтезированы мономеры катионного типа. Синтезированы новые катионноактивные сахаридные мономеры реакциями 6-глицидил-1,2;3,4-диизопро-пилиденгалактопиранозы с упомянутыми выше малеинатными катионными мономерами или с 6-(N,N диметил) аминогексановой кислотой и - хлорометилстиреном. Строение синтезированных соединений подтверждено встречным синтезом, данными ИК и 1 Н ЯМР спектров, а также функциональным и элементным анализом, а их индивидуальность – использованием хроматографических методов. Исследованы поверхностно-активные свойства синтезированных мономеров, которые являются типичными поверхностно-активными веществами, понижая поверхностное натяжение на границе водный раствор – воздух. Вид изотерм поверхностного натяжения и значения ККМ зависят от природы гидрофильных и липофильных состовляющих в молекулах полученных мономеров. Методом термогравиметрии исследовано термический распад синтезированных пероксидных соединений и определены кинетические параметры их термолиза. Показано, что синтезированные мономеры способны к сополимеризации с другими мономерами с образованием реакционноспособных поверхностно-активных сополимеров. Такие сополимеры образуют устойчивые полиэлектролитные комплексы с противоположно заряженными полимерными материалами. The dissertation is devoted to the development of methods of synthesis of novel surface active monomers utilizing the derivatives of hydroxy and amino carboxylic acids as precursors. The interaction of lactones С6-С8 with hydroperoxides led to formation of corresponding peroxyesters of ω-hydroxy carboxylic acids. Functional monomers have been obtained due to reaction of mentioned peroxyesters with maleic anhydride or with methacryloyl chloride. Novel surface active monomers have been synthesized by reactions of corresponding peroxymaleinates with propanesultone or with polyethylene glycol methyl ether. Various esters and peroxyesters have been obtained by the reactions of chloroanhydrides of ω-bromo carboxylic acids derived from relevant lactones with alcohols and hydroperoxides. Novel types of monomers have been synthesized by N-alkylation of maleimide with peroxyesters of ω-bromo carboxylic acids. Quaternization of dimethylaminoethanol with various esters of ω-bromo carboxylic acids with subsequent acylation with maleic anhydride or with methacryloyl chloride led to formation of novel cationic surfmers. The surface active properties of obtained monomers have been studied. The thermal stability of synthesized peroxides has been also studied. Obtained surface active monomers have been shown to be capable of copolymerization with various commercial monomers with formation of reactive surface active copolymers.