Научная статья на тему 'Модификация полимерных композиционных материалов стоматологического назначения функциональными органоксифосфазенами'

Модификация полимерных композиционных материалов стоматологического назначения функциональными органоксифосфазенами Текст научной статьи по специальности «Химические науки»

CC BY
102
39
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Аннотация научной статьи по химическим наукам, автор научной работы — Киреев В. В., Бредов Н. С., Биличенко Ю. В., Тарасенков А. Н.

В настоящей работе получены метакрилат-содержащие арилокси и алкоксифосфазеновые соединения, которые использованы в качестве модификаторов стоматологических композиций и цементов.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по химическим наукам , автор научной работы — Киреев В. В., Бредов Н. С., Биличенко Ю. В., Тарасенков А. Н.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

At this article the methacrylate-containing aryloxyand alkoxyphosphazenc substances have been prepared, which can be used as modificatory of dental composites and orthopedic bone cements.

Текст научной работы на тему «Модификация полимерных композиционных материалов стоматологического назначения функциональными органоксифосфазенами»

УДК 541.64:547 (241+422-31)

В.В. Киреев, Н.С. Бредов, Ю.В, Биличенко, А.И. Тарасенков Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева, Москва, Россия

МОДИФИКАЦИЯ ПОЛИМЕРНЫХ композиционных МАТЕРИАЛОВ СТОМАТОЛОГИЧЕСКОГО НАЗНАЧЕНИЯ ФУНКЦИОНАЛЬНЫМИ ОРГАНОКСИФОСФАЗЕНАМИ

At this article the methacrylate-containing aryloxy- and alkoxyphosphazene substances have been prepared, which can be used as modificators of dental composites and orthopedic bone cements.

В настоящей работе получены метакрилат-содержащие арилокси- и алкоксифосфа-зеновые соединения, которые использованы в качестве модификаторов стоматологических композиций и цементов.

Применение в стоматологических композициях метакрилат-содержащих соединений позволяет регулировать процесс отверждения пломбировочного материала, а также улучшить качество устанавливаемой пломбы. С другой стороны наличие Р-О-Н и Р=0 группировок существенно повышает адгезию пломбировочного состава к тканям зуба. В настоящее время представляется возможным получить соединения, содержащие необходимые функциональные группы, на основе циклических эвгеноксифосфа-зенов. в частности, модификацией их эпоксидных циклотрифосфазеновых производных, а также взаимодействием монометакрилатов триэтиленглико-ля с гексахлорциклотрифосфазеном.

Экспериментальная часть.

Исходные эпоксидные арилоксифосфазены с общей формулой

получены реакцией эпоксидирования эвгенольвых производных гексахлор-циклотрифосфазена (ГХФ) по методике, описанной в [1, 2]. Строение указанных соединений подтверждено ЯМР ''р , 'II спектроскопией, а также МАЦЛ - ТОР масс-спектрометрией. Содержание эпоксидных групп находили меркуриметрическим методом [3].

Растворители, высушенные по стандартным методикам, использовали в свежеперегнанном виде. Константы растворителей отвечали данным, приведенным в литературе [4].

Метакриловую кислоту, триэтиленгликоль (продукты марки «Ч») и метакрилоилхлорид (продукт фирмы «Пика») использовали в свежеперегнанном виде. Чистоту контролировали с помощью спектроскопии ЯМР '.Н и по температурам кипения.

/ О С Н3

\

, где п = 3, 5, 6 ,

Монометакрилат триэтиленгликоля получали по следующей методике: в трехгорлую колбу, снабженной мешалкой, обратным холодильником предварительно загружали 5,15 г триэтиленгликоля в 50 мл ТГФ, 9,63 г КаСОз, далее при постоянном перемешивании прикапывали 4,48 г метакри-лоилхлорида. Реакцию проводили при комнатной температуре в течение 5 часов, затем раствор фильтровали от солей (КНСОз и КС1) и отгоняли растворитель.

SnCl4 (продукт марки «Ч») использовали в свежеперсгнанном виде. Чистоту контролировали по температуре кипения.

2,4,6-Трис-(димстиламинометилен)фенол использовали без очистки.

Спектры ЯМР "Р и ЯМР 'Н снимали на спектрометре "Bruker СХР-200" при частоте 145 и 200 МГц соответственно.

Масс-спектры MALDI - TOF получали на приборе "Bruker Auto Flex II".

Результаты и их обсуждение. Получение метакриловых производных проводили в различных растворителях по следующей схеме:

где п = 3, 5, 6.

В результате реакции был получен ряд метакриловых производных, содержащих фосфазеновый цикл, при варьируемых условиях синтеза. Результаты представлены в таблице 1.

Из таблицы 1 видно, что при температуре ниже 75°С без использования катализатора не удается получить метакриловые производные, так как даже в случае использования сильно полярных растворителей реакция ме-такрилирования протекает не полностью. Возможность использования других растворителей ограничивается, во-первых, нерастворимостью исходных веществ и продуктов реакции, во-вторых, недостаточно высокой температурой их кипения, в-третьих, их невысокой полярностью. Во всех опытах в качестве ингибитора полимеризации метакриловой кислоты использовался гидрохинон.

На рисунке 1 видно, что ЯМР 'Н спектр наряду с сигналами в области 4 м.д., характеризующим сигнал водорода ОН-группы раскрытого эпоксидного кольца, а также в области 5,7 м.д. и 6,1 м.д. и 1,9 м.д., характеризующие протоны присоединенной метакриловой кислоты, содержит сигналы

О

\

ОН

нераскрытых эпоксидных групп в области 2,5-3,1 м.д. Таким образом, присоединение метакриловых групп посредством раскрытия эпоксидного кольца протекает не полностью. Кроме того, имеет место частичная олигомери-зация по двойным связям метакриловых групп (протонный сигнал СНЬ-группы в области 1,3 м.д.), а также свободной метакриловой кислоты, что приводит к выходу продуктов реакции, превышающему 100%.

Табл. 1. Метакрилировапие эпоксидных производных ГХФ

№ опыта Соотношение эпоксидная группа :МАК Растворитель Температура реакции, ОС Эпоксидное число до проведения реакции / после проведения реакции, % Выход растворимых в СНС13 производных, %

1 1:5 Избыток МАК 150 15,7/5,5 110

2 1:5 Избыток МАК 100 16,6/5 80

3 1:1,33 ДМФА 100 16,6/5.4 37

4 1:5 Избыток МАК 75 16,6/16,5 91

5 1 :!,33 ДМФА 75 16,6/16,5 87

6 1:5 избыток МАК* 100 17,6/4,5 91

7 1:1,33 диоксаи** 80 15,5/сшилось 110

8 1:1,33 диоксан** 75 15,8/ не стабильный, со временем сшивается 80

9 1:1,33 ТГФ** 65 15.8/2.06 81

* - в качестве катализатора применяли 8иСЬ

** - в качестве катализатора применяли 2,4,6-трис-(диметиламинометнлен)фенол

I \ ^ к2со

\ /з I -КНС

КНСОз СН3 -КС1

°ХЧ

(-о—ш2—сн2)—о-с—с=сн2

'3

I

СЫз

Схема 1. (Пояснения в тексте)

Для увеличения выхода целевого продукта с максимальным количеством двойных связей проведено каталитическое раскрытие эпоксидных групп и присоединение метакриловой кислоты. Наилучший результат получен в опыте 9 таблицы ] с использованием 2,4,6-трис-(диметиламино-метилен) фенола, в этом случае количество остаточных эпоксидных групп не превышало 2,06%. Таким образом, в продукте реакции, синтезированном при использовании 2,4,6-трис-(диметиламино- метилен)фенола, на один фосфазеновый цикл приходится 2+3 метакриловые группы. Получение ме-такрштовых алкоксифосфазенов проводили при постоянном перемешивании в ТГФ при комнатной температуре но схеме 1. О степени завершенности реакции судили по ЯМР 'Н и 3|Р спектрам. При соотношении гексахдорцик-лотрнфосфазена к монометакрилату триэтиленгликоля, равному 1:6, на ЯМР 31Р спектре наблюдается система (этоксиэтоксиэтоксиметакрилат) дихлор-циклотрифосфазена (сигналы в области 19 м.д. и -3 м.д., а также его фосфа-зен-фосфазавового изомера (сигналы в области 22 м.д. и -9,5 м.д.).

Т-1--1----1--Г---1-1-—Т----1----1---

9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 8Н, М.Д.

Рис. Т. ЯМР 'Н спектр метакрилового производного опыта 3 табл. I.

Данные элементного анализа также подтверждают предполагаемое строение продуктов реакции. При соотношении гексахлорциклотрифосфазе-на к монометакрилату триэтиленгликоля, равному 1:8, на ЯМР ЛР спектре наблюдается наличие как тетра-, так и гексазамещенных фосфазен-фосфазановых продуктов (сигналы в области 14 м.д. и -5,5 м.д.);, а также

продуктов их частичного гидролиза, имеющих сигналы в области 0 м.д., характеризующих Р-ОН группы.

5p, м.д.

2?. 20 i 8 ié 14 12 10 8 6 4 2 0 -2-4-6-8 -tO

Рис. 2. ЯМР 31P спектр продуктов реакции, полученных при соотношении ГХФ: монометакрилат триэтилснгликоля, равном 1:6

Таким образом, полученные метакрилат-содержащие арилокси- и алкоксифосфазены представляют собой перспективные с практической точки зрения материалы, которые могут быть использованы в качестве модификаторов стоматологических композиций.

Библиографические ссылки

Киреев В.В., Бредов U.C., Биличенко Ю.В., Лысенко К.А., Борисов P.C., Чуев В.П. // Высокомолек. соед. А, том 50, № 6. - 2008.-С.951 -958. Бредов U.C., Биличенко К).В., Киреев В.В., Чистяков Е.М. Эпоксидирова-ние эвгенольных циклотрифосфазеновых производных // Успехи в химии и химической технологии. Том XXII, № 4(84). Сборник научных трудов. -Москва-2008.-С.86-90.

Сорокин М.Ф.. Лялюшко К.А. Практикум по химии и технологии пленкообразующих веществ,- Москва: Химия.-1971.

Вайсбергер А., Проскауэр Э., Риддик Дж„ Тупс Э. Органические растворители. - Москва: Изд.-во Иностр. лит.-1958.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.