Физиологически активные полимеры - Платэ Н.А.
Скачать (прямая ссылка):
3 Зак. 18
65
Мономер,
содержащий.
ФАВ
Рис. 3.1. Схема синтеза ФАП (со) полимеризацией:
R — солюбилизирующая гидрофильная группа; •------функциональная группа; X—связь
между полимером-носителем и «вставкой»; X' -связь между «вставкой» и ФАВ
лимеру ФАВ, чаще всего через «вставку». Как уже отмечалось в гл. 2, полимер-носитель представляет собой функциональный полимер, причем иногда солюбилизирующие группы (например, гидроксильные) используются и для связывания элементов ФАП с полимером-носителем.
При химической модификации полимера-носителя ФАВ со «вставкой» возможны два варианта, либо присоединение к полимеру готового блока «вставка» — ФАВ, либо постепенное построение необходимой структуры ФАП последовательным присоединением сначала «вставки» (иногда в несколько стадий), а затем ФАВ (рис. 3.2). Большинство до сих пор известных ФАП синтезированы в соответствии со вторым вариантом, хотя преимущества первого варианта во многих случаях очевидны. Блок «вставка» — ФАВ может быть получен в чистом виде как низкомолекулярное соединение и тогда весь синтез ФАП сводится к одностадийной модификации полимера-носителя этим блоком. Ступенчатое построение необходимой структуры ФАП состоит из ряда полимераналогичных превращений, каждое из которых приводит к введению в полимер-носитель не только необходимых фрагментов, но и других групп, образующихся в результате побочных реакций. Кроме того, макромолекулярные реакции для своего завершения требуют достаточного избытка
низкомолекулярного реагента, что не всегда экономично. В результате на каждой стадии полимераналогичных превращений остается то или иное количество непрореагировавших групп полимера, его структура становится весьма сложной, а природа и число функциональных групп в конечном ФАП плохо поддаются контролю. Поскольку реакции между макромолекулами также не исключены (образование внутри- и межмолекулярных сшивок), то исходное ММР может изменяться в сторону более высоких молекулярных масс с одновременным ростом развет-вленности и химической разнозвенности. Использование же слишком жестких условий реакции часто приводит к разрыву полимерных цепей и снижению М. В целом получается достаточно сложная картина, причем степень ее сложности зависит от числа стадий превращения полимера-носителя.
При одностадийном присоединении готового блока «вставка» — ФАВ можно столкнуться с серьезной проблемой: многие ФАВ полифункциональны, поэтому получение указанного блока и его связывание с полимером-носителем сопровождается побочными реакциями. Применение временных защитных групп
(фАв)----х'~ДА—«
А
(фАв)—• + е-ЛА-*
— «Вставка>>
-носитель
Рие. 3.2. Схема синтеза ФАП химической модификацией полимера-носителя (обозначения см. на рис. 3 1)
осложняет синтез ФАП, в особенности если удалять их приходится из полимера, содержащего лабильные связи [2].
Таким образом, в каждом конкретном случае необходим выбор подходящей стратегии в зависимости от ФАВ, желаемой конструкции ФАП и других факторов.
3.2. ТАКТИКА СИНТЕЗА
Основной вопрос тактики синтеза заключается в выборе оптимальных способов образования связей полимера-носителя со «вставкой» (X) и «вставки» с ФАВ (X'). Не менее важен выбор условий реакций, позволяющий получать максимально однородный по структуре и ММР ФАП. Здесь будет рассмотрена только модификация функциональных полимеров, так как получение низкомолекулярных фрагментов «вставка» — ФАВ и мономеров, содержащих ФАВ, для последующей полимеризации, подчиняется общим закономерностям органического синтеза.
Существенным моментом тактики синтеза ФАП, часто определяющим и метод образования той или иной химической связи, является выбор реакционной среды. Практически всегда желательно проводить модификацию полимеров в растворе во избежание получения композиционного неоднородного ФАП. Растворитель должен обеспечивать наиболее развернутую конформацию модифицируемого полимера как до, так и после реакции. Это позволяет уменьшить пространственные ограничения и провести реакцию модификации до нужной степени замещения. По той же причине растворитель не должен вызывать агрегацию полимера. Если свойства исходного полимера и продукта реакции существенно различны, в результате чего оптимальный растворитель подобрать не удается, то желателен постепенный переход в раствор и декомпактизация структуры продукта реакции.
Модификация полимеров в гетерогенной фазе препаративно более проста. Если полимер не растворим в применяемом растворителе, то он должен в нем хорошо набухать, чтобы свести диффузионные ограничения к минимуму. Низкомолекулярные компоненты реакции в этом случае должны быть растворимыми. Катализ с переносом фаз представляет собой удачный прием для устранения препятствий, связанных с ограниченной растворимостью. Степень композиционной неоднородности полимерного продукта желательно контролировать, например хроматографией с многопараметровым детектированием или фракционным осаждением с оценкой структуры и М фракций.
