Синтез псевдополіамінокислот розгалуженої будови та формування водних нанорозмірних дисперсій

Abstract

Дисертація присвячена розробленню методів синтезу розгалужених псевдополіамінокислот поліестерного типу на основі глутамінової кислоти та її N-похідних та полігліколів різної природи та гліцеролу як агента розгалуження поліконденсацією. Вперше для одержання розгалужених поліестерів запропоновано використовувати естерифікацію Стегліха – низькотемпературну активаційну естерифікацію з використанням активатора карбоксильних груп N,N'-дициклогексилкарбодііміду. Розглянуті особливості перебігу реакції Стегліха в умовах поліконденсації. Досліджено кінетичні закономірності перебігу реакції поліконденсації в умовах одержання розгалужених поліестерів на модельних об’єктах. Встановлено, що нові структуровані поліестери формують самостабілізовані водні дисперсії, розмір частинок яких не залежить від концентрації. Розмір та морфологію частинок дисперсної фази встановлювали методом динамічного світлорозсіювання та методом малокутового розсіювання нейтронів. Дисперсна фаза структурованих псевдополіамінокислот здатна абсорбувати білкові речовини, зокрема білки плазми крові та кислу α-амілазу. Також дисперсна фаза структурованих псевдополіамінокислот здатна стабілізувати емульсії ефірних олій у воді з одержанням висококонцентрованих емульсій. Диссертационная работа посвящена разработке методов синтеза разветвленных псевдополиаминокислот на основе глутаминовой кислоты и ее производных и гликолей различной природы и глицерина путем поликонденсации. Впервые для получения разветвленных сложный эфиров предложено использовать эстерификацию Стеглиха – низкотемпературную активационную эстерификацию с использованием активатора карбоксильных групп N,N'- дициклогексилкарбодиимида. Исследованы кинетические закономерности протекания реакции поликонденсации в условиях получения разветвленных полиэфиров на модельных объектах. Проведенные исследования показали, что такие полиэфиры способны формировать водные наноразмерные дисперсии, размер которых не зависит от концентрации. Размеры и морфологию частиц дисперсной фазы исследовали методом динамического светорассеивания и методом мало углового рассеивания нейтронов. Дисперсная фаза структурированных псевдополиаминокислот способна абсорбировать белковые вещества, в частности, белки плазмы крови и кислую α-амилазу. Также дисперсная фаза структурированых псевдополиаминокислот способна стабилизировать эмульсии эфирных масел в воде с получением высококонцентрированных эмульсий. The dissertation is devoted to the development of the method of synthesis of branched pseudopolyaminoacids, based on the glutamic acids (or its derivatives) and glycols of different nature and glycerol as crosslinking agent. For the first time it was proposed to use Steglich esterefication – low temperature activating esterefication with carboxyl group activator N,N'-dicyclohexylcarbodiimide. The kinetic laws of polycondensating reaction under conditions obtained branched polyesters, to model objects. It was shown that dipropylenglycol consists of three isomers with different reactivity in Steglich conditions. The degree of substitution of hydroxyl groups determined by the efficiency (selectivity) of the reaction and by the ratio between the reagents. Because the Glu (St) is a dicarboxylic acid, it is possible the cross-linking reaction between glycerol molecules, under the conditions of sufficient process efficiency, in any ratio of the reagents. It is established that such structured form of polyesters is forming self-assembly stabilized aqueous dispersion particle size which does not depend on the concentration. The size and morphology of the dispersed phase set of the dynamic light scattering method and the method of small-angle neutron scattering. Small-angle light scattering shown, that the basic element of polyester is sormed by volume fractals. Dispersed phase of structured pseudopolyaminoacids is able to absorb proteins, including plasma proteins and acid α-amylase. Also dispersed phase of structured pseudopolyaminoacids is able to stabilize emulsions of essential oils in water to produce highly concentrated emulsions. Such emulsions is interesting to use in perfumery. The resulting products were tested for the ability to form in water environments polymer dispersions. These studies have shown that modified dextrin with a dendrite structure of macromolecule formed, in an aqueous environment, a self-stabilized dispersion with particles of nanometric size. As a result of the modification it is formed the polyester with branched and cross-linked structure of macromolecules. These polyesters can be separated and the ratio between them determined by the ratio of reagents at the stage of synthesis. The practical interest represents the product with branched structure of macromolecules, as it is able to form the self-stabilized aqueous dispersion, stable in time, with nano- and micro- metric size of the particles.