Способ получения углеводсодержащих полимеров

Способ получения углеводсодержащих полимеров

Реферат

Изобретение относится к органической химии и предназначено для синтеза гомо- и сополимеров N-гликозидов винилсодержащих аминов посредством радикально-инициируемой полимеризации.

В настоящее время описано получение нескольких высокомолекулярных N-гликозидов, при этом все они были получены посредством полимераналогичных превращений поливиниламина [1-4]. При этом применялись реакции замещения, гликозилирования.

Другие способы получения углеводсодержащих полимеров - N-гликозидов в периодической и патентной литературе не описаны.

Технической задачей и положительным эффектом является разработка способа синтеза углеводсодержащих полимеров, относящихся к классу высокомолекулярных N-гликозидов и представленных гомо- и сополимерами N-гликозидов винилсодержащих аминов, по реакции радикальной полимеризации в присутствие инициатора.

Поставленная задача и положительный эффект достигаются за счет того, что углеводсодержащие полимеры обозначенного класса получают посредством радикальной гомо- и сополимеризации N-гликозидов винилсодержащих аминов в присутствии инициатора, при температуре 40-80°С, при этом в качестве сомономеров используют как углеводсодержащие виниловые мономеры - N-гликозиды винилсодержащих аминов, сложные эфиры непредельных кислот, амиды непредельных кислот, другие соединения - сахариды имеющие в своей структуре реакциошюспособную кратную связь, так и винилсодержащие соединения, не относящиеся к сахаридам и не содержащие сахаридных остатков, при этом получают статистические, регулярные и блок-сополимеры. При этом: 1) гомо- и сополимеризацию проводят, в том числе, в растворе, используя безводные растворители в качестве среды, в том их числе смеси; 2) при гомо- и сополимеризации среда выполняет также функцию осадителя; 3) гомо- и сополимеризацию проводят также в индифферентной атмосфере, используя инертные газы или, например азот; 4) используют инициатор, работающий при температуре 40-80°С, являющийся химическим соединением или их системой, которые не вызывают побочных реакций мономеров - окисления, лизиса, изомеризации и т.д., а также подобного воздействия на растущую материальную цепь, например, азоинициаторы; 5) в качестве винилсодержащих соединений, не содержащих сахаридные фрагменты, используют различные мономеры, в частности, например, углеводороды и их производные, имеющие заместители, амиды, сложные эфиры, много- и одноатомные спирты, и другие, принадлежащие к различным классам соединений.

Способ получения углеводсодержащих полимеров раскрывается далее на примерах.

Пример 1. В 5.06 г абсолютного ДМФА растворяют 1.2659 г (0.0045 моль) 1-(4-винилфенил)амино-1-дезокси-β-0-маннопиранозы и к раствору добавляют 0.0139 г (1.1 мас.%) AIBN. Полученный 20% раствор мономера термостатируют при 72°С в запаянной ампуле в атмосфере аргона в течение 6.5 ч. Реакционная масса после полимеризации состоит из прозрачного монолитного осадка полимера и находящегося над ним раствора. Раствор декантируют, ампулу ополоскивают абсолютным ДМФА и объединяют растворы. Далее раствор прикапывают при перемешивании к 250 мл абсолютного метанола, выпавший мелкий осадок белого цвета отфильтровывают, промывают абсолютным метанолом, затем абсолютным диэтиловым эфиром. После высушивания на воздухе получяют 0.07 г белого мелкодисперсного порошка. К нерастворимому высоковязкому гелю полимера добавляют 4 мл ДМФА, разрушают целостность массы, помещают смесь в 25 мл абсолютного метанола и растирают. Осадок отфильтровают, после чего растирают его на фильтре в абсолютном метаноле, дважды меняя растворитель, затем дважды - в абсолютном диэтиловом эфире. После фильтрования и высушивания на воздухе получают 0.89 г порошкообразного полимера. Выход поли-1-(4-винилфенил)амино-1-дезокси-В-машюпиранозы: 0.96 г (75.8%), нерастворимое в воде и других растворителях вещество.

Пример 2. К раствору 0.9846 г (0.0035 моль) 1-(4-винилфенил)амино-1-дезокси-β-О-маннопиранозы и 0.3709 г (0.0015 моль) α,β-N-метакрилоил-0-глюкозамина в 5.42 г абсолютного ДМФА добавляют 0.0149 г (1.1 мас.%) AIBN. Полученный 20% раствор мономеров термостатируют при 72°С в запаянной ампуле в атмосфере аргона в течение 6.5 ч. Окрашенный раствор сополимера затем прикапывают при перемешивании к 780 мл абсолютного метанола (в три приема, трижды используя чистый растворитель), сополимер выделяют фильтрованием, многократно промывают абсолютным метанолом (всего 250 мл), после фильтрования промывают осадок, одновременно растирая, абсолютным диэтиловым эфиром. Полученное вещество затем измельчают и высушивают на воздухе, окончательно - над Р₄О₁₀ в вакууме. Выход: 1.0 г (73.8%), белый водорастворимый порошок, [η]²⁵, дл/г: 0.06 (Н₂O), 0.321 (ДМФА). Спектр УФ, λ_макс., нм: 242.939, 290.89 (Н₂O).

Пример 3. К смеси 0.60 г (0.0021 моль) 1-дезокси-1-(4-винилфенил)амино-β-D-маннопиранозы и 0.60 г (0.0033 моль) я-стиролсульфоната натрия добавляют 5.1 мл абсолютного ДМФА, массу перемешивают, затем к полученному раствору, содержащему незначительное количество осадка сульфоната прибавляют 0.0132 г (1.1 мас.%) AIBN. Далее раствор нагревают в атмосфере аргона при 70±0.5°С в течение 1.5 ч, суспензию перемешивают и нагревание продолжают еще в течение 7.5 ч. Затем реакционную массу добавляют небольшими порциями при перемешивании к 250 мл абсолютного метанола, осадок отфильтровывают, растирают его в 50 мл абсолютного метанола, отфильтровывают и высушивают, вначале на воздухе, затем в вакууме над Р₄О₁₀. Получают 1.0 г. Затем препарат измельчают и экстрагируют растворимые примеси 75 мл абсолютного метанола при перемешивании и кипячении в течение 5 мин. Выход абсолютно сухого гидрофильного сополимера: 0.99 г (82.5%). [η]²⁵ (0.1 н NaCl), дл/г: 0.30. Спектр УФ (Н₂O), λ_макс., нм: 220.961; для сравнения: поли-n-стиролсульфонат натрия: λ_макс., нм: 224.957 (Н₂0), n-стиролсульфонат натрия: λ_макс., нм: 253.928.

Пример 4. К раствору 0.90 г (0.0032 моль) 1-дезокси-1-(4-винилфенил)амино-L-рамнопиранозы в 3.8 мл абсолютного ДМФА добавляют 0.0099 г (1.1 мас.%) AIBN, полученную смесь затем термостатируют в атмосфере аргона в течение 7 ч при 70°С. Раствор декантируют с прозрачной полимерной массы в 200 мл абсолютного метанола, при этом выпадает осадок, полимерный монолит тщательно измельчают в 250 мл абсолютного метанола, осадки отфильтровывают, промывают полимер 50 мл абсолютного метанола, затем небольшим количеством абсолютного диэтилового эфира, после чего высушивают, вначале на воздухе, затем в вакууме над Р₄О₁₀. Выход: 0.45 г (50.0%), белое порошкообразное вещество, нерастворимое в воде. Спектр ЯМР ¹³С, δ, м. д.: 15.797, 18.298, 18.540 (С₆), 39.875 (СН₂), 46.007 (СН), 66.506 (С), 73.714 (С), 82.475 (С₁), 115.991, 116.479, 117.219 (3,5-Ar), 126.756-131.711 (2,6-Ar), 137.520 (1-Ar), 143.601 (4-Ar), 153.134-154.581.

Пример 5. К раствору 0.60 г (0.00226 моль) 1-дезокси-1-(4-винилфенил)амино-L-рамнопиранозы и 0.20 г (0.00081 моль) N-метакрилоил-α,β-D-глюкозамина в 4.2 мл абсолютного ДМФА добавляют 0.0088 г (1.1 мас.%) AIBN, после чего реакционную массу нагревают в атмосфере аргона при 70±0.5°С в течение 9 ч. Полученный раствор полимера затем постепенно добавляют при перемешивании в 250 мл абсолютного метанола, выпавший осадок отфильтровывают, промывают его 50 мл абсолютного метанола, затем абсолютным диэтиловым эфиром, после чего высушивают в вакууме над P₄O₁₀. Выход: 0.36 г (45%), белое водорастворимое вещество. Спектр УФ (Н₂O) λ_макс., нм: 242.939, 288.892. [η]²⁵ (ДМФА), дл/г: 0.083±0.008. Спектр ЯМР ¹³С, δ, м. д.: 18.730 (С₆, rham), 71.3-76.5, 82.0-84.2 (С₁, rham), 113.8-115.8 (3,5-Ar), 127.3-130.8 (2,6-Ar), 144.2-145.6 (4-Ar), интенсивность остальных сигналов - на уровне шума.

Заявляемый способ является оригинальным и открывает новый путь к синтезу биологически активных соединений - высокомолекулярных N-гликозидов, что гарантирует создание препаратов с заданными структурой и свойствами с высоким критерием достоверности.

Источники информации

1. Micheel F., Himmelmann W. Synthese von Poly-N-sacchariden und Poly-O-sacchariden // Naturwiss. - 1955. - Jg.42. - Ht.10. - S.22.

2. Micheel F., Buning R. N-Glucoside des Polyvinylamins und deren Amadori - Umlagerung // Chem. Ber. - 1957. - Jg.90. - N.9. - S.1606-1611.

3. Micheel F., Petersen H. Kondensationsprodukte des D-Glucosamins und L-Tyrosins mit Polyvinylamin und ihre biochemische Wiksamkeit // Chem. Ber. - 1960. - Jg.93. - S.4-12. // C.A. - 1960. - Vol.54. - C.9776 g-9777 f.

4. Micheel F., Hulsmann H.L. Synthetische Darstellung von Modellen fur Kohlenhydrat-Eiweiβverbindungen // Chem. Ber. - 1960. - Jg.93. - S.13.

1. Способ получения углеводсодержащих полимеров, характеризующийся тем, что их получают посредством радикальной гомо- и сополимеризации N-гликозидов винилсодержащих аминов в присутствии инициатора при температуре 40-80°С, при этом в качестве сомономеров используют как углеводсодержащие виниловые мономеры - N-гликозиды винилсодержащих аминов, сложные эфиры непредельных кислот, амиды непредельных кислот, сахариды, имеющие в своей структуре реакционноспособную кратную связь, так и винилсодержащие соединения, не содержащие сахаридных остатков, при этом получают статистические, регулярные и блок-сополимеры.

2. Способ по п.1, характеризующийся тем, что гомо- и сополимеризацию проводят в растворе, используя безводные растворители в качестве среды, в том числе их смеси.

3. Способ по п.2, характеризующийся тем, что при гомо- и сополимеризации среда выполняет также функцию осадителя.

4. Способ по любому из пп.1, 2 и 3, характеризующийся тем, что гомо- и сополимеризацию проводят в индифферентной атмосфере.