Научная статья на тему 'Оценка молекулярных масс нековалентных колончатых полимеров на основе рциклодекстрина путем измерения скорости агрегации их полимерных комплексов включения с полипропиленгликолем'

Оценка молекулярных масс нековалентных колончатых полимеров на основе рциклодекстрина путем измерения скорости агрегации их полимерных комплексов включения с полипропиленгликолем Текст научной статьи по специальности «Химические науки»

CC BY
69
11
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ЦИКЛОДЕКСТРИНЫ / CYCLODEXTRINS / НЕКОВАЛЕНТНЫЕ КОЛОНЧАТЫЕ ПОЛИМЕРЫ / NONCOVALENT COLUMN POLYMERS / ПОЛИПРОПИЛЕНОКСИД / КИНЕТИКА АГРЕГАЦИИ / AGREGATION KINETICS / КОМПЛЕКСЫ ВКЛЮЧЕНИЯ / INCLUSION COMPLEXES / POLYPROPYLENE OXIDE

Аннотация научной статьи по химическим наукам, автор научной работы — Топчиева Ирина Николаевна, Панова Ирина Геннадьевна, Спиридонов Василий Владимирович, Матухина Елена Владимировна, Курганов Борис Иванович

Нековалентные колончатые полимеры (НКП) на основе циклодекстринов (ЦД) представляют собой полимерные ансамбли молекул, обладающие протяженными полыми каналами, ширина которых определяется диаметром полости исходных ЦД. Повторяющимся звеном в НКП является молекула ЦД. Для НКП, полученных методом эксклюзии стержневой макромолекулы из соответствующих комплексов включения (KB) на основе Р-циклодекстрина (НКПЭКС), длина полимерной пени, выражаемая числом макропиклов, входящих в единичную цепь (и), определяется размерами включенного лигандаполипропиленгликоля (ППГ), и равна степени полимеризации ППГ, деленной на два. Определение молекулярной массы НКП, полученных методом осаждения (НКП0С), представляет значительные трудности, поскольку в растворе они находятся не в форме изолированных макромолекул, а в агрегированном состоянии. Для опенки молекулярной массы НКП0С использован косвенный метод, основанный на определении скорости агрегации KB, образующихся при взаимодействии НКП с полипропиленгликолем фиксированной молекулярной массы (ММ), в данном случае ППГ 1000. Сопоставление скоростей агрегации комплексов включения между НКПЭКС, при синтезе которых использовали ППГ с различными молекулярными массами, и ППГ 1000 со скоростью агрегации комплекса включения на основе НКП0С, позволило оценить ММ единичных полимерных цепей. При построении калибровочной кривой принят во внимание тот факт, что образцы НКП0С содержат в своем составе ~30% мономерного Р-ПД. Показано, что ММ полипропиленгликоля, соответствующего НКП0С, равна 1320 Да. Это означает, что в состав единичных цепей НКП0С входит ~11-12 молекул Р-ЦД.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по химическим наукам , автор научной работы — Топчиева Ирина Николаевна, Панова Ирина Геннадьевна, Спиридонов Василий Владимирович, Матухина Елена Владимировна, Курганов Борис Иванович

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

Текст научной работы на тему «Оценка молекулярных масс нековалентных колончатых полимеров на основе рциклодекстрина путем измерения скорости агрегации их полимерных комплексов включения с полипропиленгликолем»

УДК 546.831 + 546.832

ОЦЕНКА МОЛЕКУЛЯРНЫХ МАСС НЕКОВАЛЕНТНЫХ КОЛОНЧАТЫХ ПОЛИМЕРОВ НА ОСНОВЕ Р-ЦИКЛОДЕКСТРИНА ПУТЕМ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ АГРЕГАЦИИ ИХ ПОЛИМЕРНЫХ КОМПЛЕКСОВ ВКЛЮЧЕНИЯ С ПОЛИПРОПИЛЕНГЛИКОЛЕМ

И.Н. Топчиева, И.Г. Панова, В.В. Спиридонов, Е.В. Матухина*, Б.И. Курганов**

(кафедра высокомолекулярных соединений; e-mail: kurganov@gagarinclub.ru)

Нековалентные колончатые полимеры (НКП) на основе циклодекстринов (ЦД) представляют собой полимерные ансамбли молекул, обладающие протяженными полыми каналами, ширина которых определяется диаметром полости исходных ЦД. Повторяющимся звеном в НКП является молекула ЦД. Для НКП, полученных методом эксклюзии стержневой макромолекулы из соответствующих комплексов включения (КВ) на основе Р-циклодекстрина (НКПэкс), длина полимерной цепи, выражаемая числом макроциклов, входящих в единичную цепь (и), определяется размерами включенного лиганда - полипропиленгликоля (ППГ), и равна степени полимеризации ППГ, деленной на два. Определение молекулярной массы НКП, полученных методом осаждения (НКПос), представляет значительные трудности, поскольку в растворе они находятся не в форме изолированных макромолекул, а в агрегированном состоянии. Для оценки молекулярной массы НКПос использован косвенный метод, основанный на определении скорости агрегации КВ, образующихся при взаимодействии НКП с полипропиленгликолем фиксированной молекулярной массы (ММ), в данном случае ППГ 1000. Сопоставление скоростей агрегации комплексов включения между НКПэкс, при синтезе которых использовали ППГ с различными молекулярными массами, и ППГ 1000 со скоростью агрегации комплекса включения на основе НКПос, позволило оценить ММ единичных полимерных цепей. При построении калибровочной кривой принят во внимание тот факт, что образцы НКПос содержат в своем составе ~30% мономерного Р-ЦД. Показано, что ММ полипропиленгликоля, соответствующего НКПос, равна 1320 Да. Это означает, что в состав единичных цепей НКПос входит ~11-12 молекул Р-ЦД.

Ключевые слова: циклодекстрины, нековалентные колончатые полимеры, полипро-пиленоксид, кинетика агрегации, комплексы включения.

Введение

Нековалентные колончатые полимеры (НКП) на основе циклодекстринов (ЦД) [1-3] - малоизученный класс супрамолекулярных наноразмерных структур, перспективных как макрорецепторы для связывания широкого круга лигандов, а также как сорбенты [4]. В работах [5, 6] мы впервые показали, что НКП существуют не только в твердой фазе, но и в водных растворах. Характерная особенность НКП состоит в том, что в растворе они находятся не в форме изолированных молекул, а в агрегированном состоянии. Важная характеристика НКП - длина полимерной цепи (п), выражаемая числом молекул ЦД, входящих в единичную цепь. Известно, что стехиометрический состав комплексов включения (КВ) между Р-ЦД и

полипропиленгликолем (ППГ) соответствует такому соотношению, при котором одна молекула Р-ЦД приходится на два звена пропил еноксида [7], поэтому длина полимерной цепи НКП равна степени полимеризации ППГ (n), деленной на два. Степень агрегации НКП на основе Р-ЦД, полученных методом эксклюзии (НКПэкс), определена как отношение молекулярной массы частиц НКП, вычисленной независимым методом, к молекулярной массе единичной цепи, содержащей n/2 молекул ЦД. Величина степени агрегации оказалась равной ~40 [5].

Для установления молекулярной массы НКП, полученного методом осаждения (НКПос), мы воспользовались двумя характерными свойствами этого поли-

Московский педагогический государственный университет, Институт биохимии им. А.Н. Баха, РАН.

мера: способностью образовывать КВ с комплементарными полимерными лигандами и тем, что процесс комплексообразования сопровождается агрегацией КВ. Естественно предположить, что скорость агрегации КВ должна зависеть от длины единичной цепи НКП. В таком случае сопоставление соответствующей скорости агрегации для комплексов включения полимеров с НКПэкс, при синтезе которых были использованы ППГ с разной молекулярной массой, со скоростью агрегации комплекса включения с НКПос , позволит оценить ММ единичных цепей этих частиц. Цель настоящей работы - использование описанного выше подхода для оценки молекулярной массы НКПос.

Экспериментальная часть

Материалы

В работе использовали ß-ЦД фирмы "ICN", поли-пропиленоксид (ППО) с М = 425, 1000, 1400 и 2000 Да фирмы "Wako" (США), а также плюроники L31 и L61 фирмы "Serva" (Германия) без предварительной очистки. Органические растворители, ацетон и хлороформ, очищали путем перегонки, степень очистки контролировали по показателю преломления.

Получение полимерных комплексов включения

Навеску ППО или плюроника (104 мг) растворяли в ледяной воде: 5 мл (ППО 425), 7,5 мл (ППО 1000, и плюроники L31 и L61), 10 мл (ППО 1400), 12,5 мл (ППО 2000). Затем добавляли 50 мл 2%-го раствора ß-ЦД, охлажденного до 5°С. Смесь перемешивали в течение 1 ч, затем выдерживали 6 ч при 5°С. Осадок центрифугировали, промывали 2 раза ледяной водой и сушили на воздухе при комнатной температуре до постоянной массы.

Получение нековалентных колончатых полимеров на основе ß-циклодекстрина

Способ 1. Получение НКПэкс*. Навеску кристаллического комплекса ß-ЦД - ППО помещали в стеклянный бюкс, добавляли хлороформ и перемешивали на магнитной мешалке при комнатной температуре 3-4 сут в течение трех месяцев. Осадок периодически отделяли от растворителя с помощью фильтра Шотта и определяли в нем наличие ППО методом ТСХ на пластинах "Silufol" фирмы "Kavalier" (Чехия) в системе хлороформ:этанол:вода (36:12:1).

После удаления ППО осадок сушили в вакуумном эксикаторе над СаС12. Для очистки от включенного хлороформа полученные образцы сушили при 100°С до постоянной массы. Степень чистоты определяли по отсутствию сигналов протона хлороформа и ме-тильной группы ППО на спектрах ПМР в положении 8,29 и 1,047 ррт соответственно.

Способ 2. Получение НКПос. 400 мг в-ЦД растворяли при нагревании в 20 мл дистиллированной воды, полученный раствор охлаждали до комнатной температуры, затем выдерживали при перемешивании в течение 1 ч при 5°С. Прозрачный раствор в-ЦД выливали в 200 мл ацетона при комнатной температуре. Мгновенно образовавшийся белый осадок отделяли на стеклянном фильтре, промывали два раза ацетоном, сушили на воздухе при 20°С в течение суток, а затем при 100°С до постоянной массы.

1Н ЯМР-спектроскопия

Спектры ЯМР 1Н регистрировали при 30°С на спектрометре "БХЯ500" (500 МГц) фирмы "Вгикег" (Германия). Концентрация образцов в растворе ДМСО составляла 20%.

Рентгеноструктурный анализ

Дифрактограммы были получены на установке "ДРОН-3М" в режиме на прохождение, излучение СиКа. Для дифрактометрических измерений использовали схему фокусировки по Иоганну. Съемки осуществляли в режиме непрерывного сканирования. Время накопления в каждой точке составляло 5 и 10 с.

Определение степени кристалличности

Интегральную интенсивность дифракционных кривых рассеяния колончатой формы в-ЦД, полученной высаживанием, разделяли на две части, соответствующие рассеянию аморфной и кристаллической составляющей компоненты. Степень кристалличности рассчитывали по соотношению между совокупностью значений интегральной интенсивности всех кристаллических пиков и суммарной интегральной интенсивностью рассеяния.

Кинетика взаимодействия циклодекстринов и НКП с полимерами

Кинетику агрегации частиц полимерных комплексов включения на основе НКП с ППО и плюро-

*Синтез проводился канд. хим. наук Ф.А. Калашниковым.

никами исследовали методом динамического светорассеяния (ДСР) при помощи фотометра рассеянного лазерного света "ЛЬУ5" фирмы "ЛЬУ" (Германия). Прибор снабжен Ие-№-лазером мощностью 25 мВт с длиной волны X = 632,8 нм. Растворы исходных компонентов обеспыливали трехкратным фильтрованием через мембранные фильтры "МШгрогв" со средним размером пор 1,2 мкм. Для математической обработки экспериментально регистрируемых автокорелляционных функций рассеянного света использовали пакет программ БуиаЬ8 ("А1ащо", Израиль). Из измеряемой корреляционной функции флуктуаций интенсивности рассеянного света находили величину поступательного коэффициента диффузии частиц. Гидродинамические радиусы (Як) вычисляли по формуле Стокса и строили зависимость Як от времени. Измерение автокорреляционной функции проводили каждые 30 с.

Результаты и их обсуждение

Структурные характеристики различных типов НКП

С использованием метода РСА проведено сравнение структурных характеристик НКПос и НКПэкс. На рис. 1 приведена типичная порошковая дифрактограм-

ма НКПэкс (кривая 1). Отсутствие рассеяния аморфной фазы указывает на высокую (более 90%) степень кристалличности всех полученных в работе образцов НКПэкс. Для НКПос, наблюдаемая картина дифракции представляет собой совокупность рефлексов на фоне широкого аморфного гало (рис. 1, кривая 2). Это свидетельствует о том, что часть молекул ЦД находится в неупорядоченном состоянии. Таким образом, со структурной точки зрения образец НКПос является частично кристаллическим. Аморфное рассеяние характеризуется малой интенсивностью, распределение которой имеет сложную форму. Это не позволило нам точно определить степень кристалличности (8) методом РСА. По приблизительной оценке значение 8 составило около 70%.

Угловые положения рефлексов на обеих дифрак-тограммах практически совпадают друг с другом и соответствуют положению сигналов, присутствующих на дифрактограмме (рис. 1, кривая 3) полимерного комплекса включения с колончатым расположением макроциклов в мезоморфной структуре, подробно описанной нами ранее [8]. Таким образом, полученные результаты свидетельствуют о том, что образцы НКП, синтезированные обоими способами, имеют одинаковое расположение макроциклов в колончатой

Рис. 1. Порошковые дифрактограммы НКПэкс, полученного эксклюзией ППГ 1000 (1), НКПос (2), комплекса включения Р-ЦД-ППГ, характеризующегося колончатой мезоморфной структурой (3)

соответствующего данному в-НКПэкс. Видно, что в интервале ММ от 425 до 3000 она описывается экспоненциальной зависимостью:

^2Я = 0^)0 ехр(-^ММ >

(2)

Уравнение содержит два параметра: (1/^2Я)0 - предельное значение Ш2Я при ММппг ^ 0 и константу К. Определены следующие значения пара-

метров: (Ш2Я)0 = 0,63± 0,02 (8,5±0,4)х10-4 (Да)-1.

мин

и К=

Рис. 2. Кинетические кривые роста гидродинамического радиуса частиц (ЯА) для систем НКПэкс-ППГ 1000, полученных с использованием ППГ 400 (7) и ППГ 2000 (2). Концентрация циклодекстрина 0,9%, соотношение компонентов: одна молекула ЦД на два звена пропиленоксида, температура 20°С

фазе, при этом НКПос, в отличие от НКПэкс, содержит около 30% аморфизованного ЦД.

Кинетика агрегации КВ на основе ППГ 1000 и НКПжс, полученных эксклюзией ППГ различных

ММ

При смешивании НКП и ППГ раствор мутнеет, что в конечном счете приводит к выпадению кристаллического осадка КВ. Для изучения кинетики агрегации КВ использовали метод ДСР. На рис. 2 приведены типичные кинетические кривые агрегации -зависимость гидродинамического радиуса (Ян) исходного НКПэкс от времени для КВ между ППГ 1000 и НКПэкс, синтезированными с использованием ППГ 400 (кривая 7) и ППГ 2000 (кривая 2). Начальный линейный участок кривых описывается уравнением (1) [6]:

(1)

где ЯН0 - начальное значение гидродинамического радиуса, г1К - интервал времени, на протяжении которого величина Ян возрастает от Ян 0 до 2ЯЬ 0. Вели-

Влияние добавок в-ЦД на агрегационные свойства комплексов включения между НКПэкс и ППГ

В работе [5] мы показали, что введение добавок в-ЦД в раствор, содержащий НКПос, существенно уменьшает скорость агрегации КВ с ППГ в данной системе. Поэтому при построении калибровочной кривой для определения молекулярной массы единичных цепей НКПос необходимо учитывать наличие примесей в-ЦД. С этой целью при построении калибровочной кривой в систему вводили смеси НКПэкс и в-ЦД в соотношении 70:30. Затем мы построили зависимость скорости агрегации КВ, между ППГ 1000 и в-НКПэкс, полученными эксклюзией ППГ с разными значениями ММ и содержащими добавки в-ЦД, от ММ полимерного лиганда, использованного при синтезе соответствующего НКПэкс (рис. 3, кривая 2). Специальными опытами показано, что в системе в-ЦД-ППГ при концентрации в-ЦД, соответствующей концентрации добавки к НКПэкс, методом ДСР не зафиксировано протекания агрегации. Поэтому различия

чину 1/1Я можно рассматривать как параметр, характеризующий скорость агрегации. Как видно на рис. 2, величина 1/^Я зависит от молекулярной массы ППГ, использованного при синтезе соответствующего НКПэкс, причем при увеличении молекулярной массы (ММ) полимерного лиганда скорость агрегации уменьшается. На рис. 3 (кривая 7) представлена зависимость скорости агрегации 1/^2Я для КВ на основе НКП и ППГ 1000 от молекулярной массы ППГ,

Рис. 3. Зависимость скорости агрегации (1/^2Я) комплексов включения между ППГ 1000 и НКПэкс, полученных на основе ППГ с разной молекулярной массой, от величины ММППГ в системе, со-

экс

держащей 100% НКП (7); в системе, содержащей 70% в-НКП и 30% в-ЦД (2)

взаимодействии НКП0С с ППГ различных ММ, от молекулярной массы ППГ (система II). Результаты этого эксперимента представлены на рис. 4. Видно, что с увеличением ММ полимерного лиганда скорость агрегации растет. Сравнение кривой 2 на рис. 3 и кривой, представленной на рис. 4, показывает, что в системе I увеличение ММ полимерного лиганда приводит к снижению скорости агрегации КВ, в то время как в системе II увеличение ММ полимерного лиганда при фиксированном значении молекулярной массы НКП дает обратный эффект -рост скорости агрегации КВ. Для объяснения этого эффекта рассмотрим, как зависит скорость агрегации КВ от соотношения молекулярных масс моле-

кулы "гостя" и "хозяина", ММ

ППГэ

/ММ

ППГ'

где

Рис. 4. Зависимость скорости агрегации (1//2^) комплексов включения между НКПос и ППГ с разной молекулярной массой (ММППГ) от ММППГ

в поведении систем (рис. 3, кривые 1, 2), могут быть обусловлены только образованием новых структур, возникающих в результате связывания мономерных Р-ЦД на поверхности НКПэкс. Сравнение кривых 1 и 2 на рис. 3 показывает, что значения величины 1//2^ во всем интервале ММ для кривой 2 ниже, чем для кривой 1. Зависимость величины 1//^ от ММ, представленная кривой 2, была использована в качестве калибровочной кривой для оценки размеров НКПос. Эта зависимость описывается уравнением (2) с параметрами: (1//2^)0 = 0,18± 0,01 мин"1 и К = (5,9±0,5)х10-4 Да-1. Все кинетические измерения проводили в одинаковых условиях, т.е. при одинаковых концентрациях ЦД и ППГ 1000, а также при одной и той же температуре (25°С). Далее была определена скорость агрегации КВ на основе НКПос, которая оказалась равной 0,083±0,001 мин-1, и по калибровочной кривой 2 определена молекулярная масса ППГ, соответствующая НКПэкс, которая оказалась равной 1320±100 Да. Отсюда следует, что единичная цепь НКПос состоит в среднем из 11-12 молекул Р-ЦД.

Зависимость скорости агрегации КВ на основе НКПос и ППГ от молекулярной массы ППГ

Выше мы установили закономерности изменения скорости агрегации системы, состоящей из двух макромолекулярных компонентов (Р-НКПэкс и ППГ), участвующих в образовании КВ (система I) в зависимости от ММ полимерного лиганда, соответствующего данному НКПэкс. Представляло интерес рассмотреть обратную ситуацию и изучить зависимость скорости агрегации КВ, образующихся при

ММППГэкс - молекулярная масса НКП, выраженная

через молекулярную массу ППГ, использованного для синтеза НКПэкс, а ММППГ - молекулярная масса ППГ, участвующего в образовании комплексов включения с НКП. Для характеристики молекулярной массы НКПос было использовано значение ММ

ППГэ

, определенное нами по уравнению 2 и равное 1320. Обе зависимости, ранее представленные на рис. 2 (кривая 1) и на рис. 4 в координатах (1//2Л от ММППГ /ММппг}, описываются одной нисходящей кривой (рис. 5), которая может быть выражена экспоненциальной зависимостью:

11/2К = (1//2*)с)Хехр[-К-ММППГэкс/ММППГ]- (3)

Определены следующие параметры этого уравнения: (1//2Д = 0,213±0,016 мин"1 и К = 0,80±0,08. По-видимому, в тех случаях, когда молекула ППГ

Рис. 5. Зависимость скорости агрегации (1//2Л) комплексов включения между ППГ и НКПэкс, полученного с использованием ППО 425 (светлые кружки), а также НКПос (темные кружки), от

соотношения ММП

/ММП

экс

Рис. 6. Схематическое изображение взаимодействия НКП с ППГ при неполном включении полимера

не полностью включается в полость НКП, наряду с появлением ассоциатов между КВ возникают также ассоциаты другого типа, в которых "свободный" участок ППГ образует "внешние" межмолекулярные комплексы с НКП. Взаимодействия такого типа в системе в-ЦД-ППГ были изучены нами ранее [9]. Этот процесс схематически представлен на рис. 6.

Способность к образованию внешних комплексов проявляется тем ярче, чем выше ММ полимерного лиганда. Таким образом, скорость агрегации КВ между НКП и комплементарным полимерным лигандом является параметром, чувствительным не только к ММ компонентов, но и к соотношению молекулярных масс молекул "гостя" и "хозяина".

Влияние природы полимерного "гостя" на скорость агрегации КВ на основе НКПос

Важный фактор, влияющий на способность КВ к агрегации - химическая природа полимерного лиган-да. Ранее на примере КВ, образующихся при взаимодействии в-ЦД с полиэтиленоксид-полипропиленоксид-ными (ПЭО-ППО) блок-сополимерами (сополимерами типа ЕРЕ), нами было показано, что переход от го-мополимеров ППГ к ПЭО-ППО блок-сополимерам приводит к увеличению растворимости КВ в воде [10]. Это обусловлено тем, что гидрофильный ПЭО-блок, не участвующий в образовании КВ с в-ЦД и расположенный на периферии КВ, способствует повышению растворимости частиц КВ в воде.

мы провели сравнение кинетики агрегации КВ между НКП и полимерными лигандами, один из которых является гомополимером (ППГ), а другой - блок-сополимером типа ЕРЕ. С этой целью был использован плюроник Ь31. Молекулярная масса ППО-блока составляет 870 Да, общая масса полимера 960 Да, что приблизительно соответствует ММ использованного нами в качестве полимерного лиганда ППГ (ППГ 1000). На обоих концах ППО-блока расположено по одному звену оксида этилена. Было показано, что агрегация КВ на основе НКПос и ППГ происходит существенно быстрее (величина И11К равна 0,083±0,001 мин-1), а соответствующая скорость для системы НКП^-плюроник Ь31 составляет 0,046±0,001 мин- . Этот результат является яркой демонстрацией того, что даже такие незначительные изменения в структуре полимерного лиганда, как введение одного остатка гидрофильного оксида этилена на концы полимерной цепи, приводят к заметному уменьшению скорости агрегации КВ. Таким образом, скорость агрегации КВ между НКП и полимерным лигандом является параметром, чувствительным к изменению молекулярной массы единичных цепей НКП, а также к изменению доли молекул ЦД, участвующих в комплексообразовании с ППГ.

Авторы выражают благодарность канд. хим.наук Ф.А. Калашникову за помощь в проведении синтеза нековалентных колончатых полимеров.

Для количественной характеристики этого процесса

Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (грант № 08-04-00666-а, № 08-03-00617-а) и гранта

для ведущих школ (№ НШ 168.2008.3).

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Топчиева И.Н., Панова И.Г., Попова Е.И., Матухина Е.В., Гроховская Т.Е., Спиридонов В.В., Герасимов В.И. // Высо-комолек. соед. А. 2002. 44. С. 5882.

2. Rusa C.C., Bullions T.A., Fox J., PorbeniF.E., WangX., Tonelli

A.E. // Langmur. 2002. 18. С. 10016.

3. Panova I.G., Matuchina E.V., Topchieva I.N. // Polymer Bull. 2007. 58. P. 737.

4. Kida T., Nakano T., Fujino Y., Matsumura C., Miyawaki K., Kato E, AkashiM. // Anal. Chem. 2008. 80. P. 317.

5. Топчиева И.Н., Панова И.Г., Курганов Б.И., Спиридонов

B.В., МатухинаЕ.В., Филиппов С.К., Лезов А.В. // Коллоид. журн. 2008. 70. С. 392.

6. Топчиева И.Н., Панова И.Г., Спиридонов В.В., Матухина Е.В., КургановБ.И. // Коллоидный журнал. 2009. 71. С. 544.

7. Harada A., OkadaM., Li J., Kamachi M. // Macromolecules. 1995. 28. P. 8406.

8. Попова Е.И., Топчиева И.Н., Жаворонкова Е.В., Панова И.Г., Матухина Е.В., Герасимов В.И. // Высокомолек. соед. А. 2002. 44. С. 85.

9. Попова Е.И., Казарин Л.А., Топчиева И.Н. // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 2. Химия. 2001. 42. С. 125.

10. ТопчиеваИ.Н., БлюменфельдА.Л., Клямкин А.А. Коломни-кова Е.Л., Кабанов В.А. // Высокомолек. соед. А. 1994. 36. С. 271.

Поступила в редакцию 19.03.09

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

THE EVALUATION OF MOLECULAR MASS OF NON-COVALENT COLUMNAR POLYMERS BASED ON P-CYCLODEXTRIN USING THE DETERMINATION OF THEIR POLYMER INCLUSION COMPEXES AGGREGATION RATE WITH POLYPROPYLENE GLYCOL

I.N. Topchieva, I.G. Panova, V.V. Spiridonov, Ye.V. Matukhina, B.I. Kurganov

(Department of Chemistry, Moscow Pedagogical State University, Bach Institute of Biochemistry, Russian Academy of Sciences)

Non-covalent columnar polymers (NCP) based on cyclodextrins (CD) are polymer assemblies of molecules with prolonged waste channels, their width being determined by the diameter of the cavity of parent CDs. The repeating chain of NCP is a molecule of CD. For NCP generated by method of exclusion of polymer ligand from corresponding inclusion complexes (IC) of P-CD, (NCPex), the length of polymer chain is expressed by the number of CD molecules in the single polymer chain, n, is determined by the dimensions of polymer ligand, polypropylene glycol (PPG), and equals to the polymerization degree divided by two. The determination of the molecular mass of NCP, synthesized by method of precipitation (NCPpr) is made difficult by the fact that in solution they exist not as single molecules but as aggregates. In the present paper for the evaluation of NCPpr molecular mass (MM) we used indirect method based on the determination of the aggregation rate of IC, formed due to the interaction of NCP with PPG of fixed MM, in this case PPG 1000. The comparison of the aggregation rate of IC including NCPex, that were synthesized using PPG of various MM, with PPG 1000 with the rate of aggregation of IC based on NCPpr offers the possibility to evaluate MM of single polymer chains. Plotting the calibration curve was performed based on the fact that samples of NCPpr contain ~30% of monomer P-CD. It was shown that MM of PPG corresponding to NCPpr is 1320 Da. It means that a single chain of NCPpr includes 11-12 molecules of P-CD.

Key words: Cyclodextrins, noncovalent column polymers, agrégation kinetics, polypropylene oxide, inclusion complexes.

Сведения об авторах: Топчиева Ирина Николаевна - вед. науч. сотр. кафедры высокомолекулярных соединений химического факультета МГУ, докт. хим. наук (kurganov@gagarinclub.ru); Панова Ирина Геннадьевна — ст. науч. сотр. кафедры высокомолекулярных соединений химического факультета МГУ, канд. хим. наук (igpan@mail.ru); Спиридонов Василий Владимирович - ст. преподаватель кафедры высокомолекулярных соединений химического факультета МГУ, канд. хим. наук (vasya_spiridonov@mail.ru); Матухина Елена Владимировна - руководитель научного центра Московского педагогического государственного университета (lmatukh@mail.ru); Курганов Борис Иванович - профессор Института биохимии им. А.Н. Баха РАН, докт. хим. наук (kurganov@gagarinclub.ru).

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.