Способ получения наночастиц сетчатого поли-n-винилкапролактама

Способ получения наночастиц сетчатого поли-n-винилкапролактама

Реферат

Изобретение относится к способам получения наночастиц сетчатых полимеров и может быть использовано в фармации и медицине, в частности, при создании лекарственных средств.

В последнее время значительный интерес проявляется к наноструктурированным полимерам.

Основной задачей, решаемой при формировании наночастиц, является придание им агрегативной устойчивости. В силу высокой удельной поверхностной энергии таких частиц, им свойственна чрезвычайная склонность к агрегации. Повышение агрегативной устойчивости может быть достигнуто созданием условий, препятствующих их агрегации. К числу таковых относят создание двойного электрического слоя, структурно-механического барьера и т.д. Эти условия обеспечиваются введением в систему поверхностно-активных веществ.

Имеющиеся в литературе данные [1-3] показывают, что существуют методы получения наночастиц сетчатых поли-(N-изоприпил)акриламида, основывающиеся на использовании классического ионогенного поверхностно-активно-активного вещества - доделсульфата натрия, или же стабилизация наночастиц может достигаться в процессе их формирования с помощью прививочной сополимеризации N-изоприпилакриламида с амфифильным макромономерами - алкилметакрилатом полиэтиленоксида.

Известен способ [4] получения наночастиц сетчатого поли-N-винилкапролактама эмульсионной полимеризацией N-винилкапролактама в присутствии в качестве сшивающего агента Ν,Ν-метилен-бис-акриламида и инициатора персульфата калия в водной среде. В качестве эмульгатора использовали додецилсульфат натрия. Предложенный метод имеет существенные недостатки, к числу которых можно отнести использование в качестве эмульгатора додецилсульфата натрия, проявляющий токсические свойства, длительность полимеризационного процесса (время процесса 20 и более часов), а также присутствие в конечном продукте значительного количества линейного поли-N-винилкапролактама. Указанные недостатки ограничивает использование таких наночастиц в качестве носителей лекарственных веществ.

Задача предлагаемого изобретения состоит в совершенствовании способа получения наночастиц сетчатого поли-N-винилкапролактама, использовании вместо додецилсульфата натрия биосовместимого и нетоксичного стабилизатора эмульсии - гидрофобно модифицированного полиакриламида, позволяющего существенно сократить время процесса и практически полностью исключить примеси линейного поли-N-винилкапролактама. Размеры частиц определяли методом динамического светорассеяния, просвечивающей электронной и атомно-силовой микроскопии. Технический результат - сокращение длительности полимеризационного процесса и исключение веществ, обладающих токсическими свойствами, достигается тем, что подготавливают раствор гидрофобно модифицированного полиакриламида с молекулярной массой 300000-1500000, к нему прибавляют раствор N-винилкапролактама и Ν,Ν-метилен-бис-акриламида в толуоле, диспергируют с помощью механической мешалки со скоростью 200-300 об/мин в течение 2-3 часов или ультразвуковым диспергатором, а затем осуществляют полимеризационный процесс в присутствии персульфата калия в течение 5-6 часов, при этом полученную водную дисперсию диализуют до pH 6,0-6,5.

Предлагаемый способ получения наночастиц сетчатого поли-N-винилкапролактама с конкретными примерами реализуют следующим образом.

Пример 1

В трехгорлую колбу, снабженную механической мешалкой, обратным холодильником и трубкой для подвода газа, помещают гидрофобно модифицированный полиакриламид (M_w=300000) в количестве 0,0125 г относительно массы конечного раствора, приливают 90 мл дистиллированной воды. Гидрофобно модифицированный полиакриламид при перемешивании растворяют, при этом через раствор барботируя аргон. После растворения гидрофобно модифицированного полиакриламида при интенсивном перемешивании прибавляют раствор N-винилкапролактама массой 1 г и Ν,Ν-метилен-бис-акриламида массой 0,02 г в 5 мл толуола. Смесь выдерживают при интенсивном перемешивании в течение 3-х часов при комнатной температуре. Затем включают нагревание с перемешиванием и при достижении температуры 70°C вводят 5 мл раствора персульфата калия с концентрацией 0,02 г/мл в реакционную массу выдерживают в этих условиях в течение 6 часов. Затем нагревание убирают и, не прекращая перемешивания, охлаждают до комнатной температуры. Размер образующихся частиц равен 367 нм.

Пример 2

В стакан помещают 0,0125 г гидрофобно модифицированного полиакриламида (M_w=300000), приливают 90 мл воды и перемешивают до полного растворения, при этом барботируя аргон. Затем в стакан прибавляют 5 мл раствора N-винилкапролактама массой 1 г и Ν,Ν-метилен-бис-акриламида массой 0,02 г в толуоле. Далее в стакан помещают резонатор ультразвукового диспергатора и включают на 15 мин при определенной мощности. Полученную дисперсию заливают в трехгорлую колбу, снабженную механической мешалкой, обратным холодильником и трубкой для подвода газа. Затем включают нагревание с перемешиванием, при достижении температуры 70°C вводят 5 мл раствора персульфата калия с концентрацией 0,02 г/мл в реакционную массу и выдерживают в этих условиях в течение 6 часов. Затем нагревание убирают и, не прекращая перемешивания, охлаждают до комнатной температуры. Размер образующихся частиц равен 130 нм.

Пример 3

В стакан помещают 0,025 г гидрофобно модифицированного полиакриламида (M_w=500000), приливают 90 мл воды и перемешивают до полного растворения, при этом барботируя аргон. Затем в стакан прибавляют 5 мл раствора N-винилкапролактама массой 1 г и Ν,Ν-метилен-бис-акриламида массой 0,02 г в толуоле. Далее в стакан помещают резонатор ультразвукового диспергатора и включают на 15 мин при определенной мощности. Полученную дисперсию заливают в трехгорлую колбу, снабженную механической мешалкой, обратным холодильником и трубкой для подвода газа. Затем включают нагревание с перемешиванием, при достижении температуры 70°C вводят 5 мл раствора персульфата калия с концентрацией 0,02 г/мл в реакционную массу и выдерживают в этих условиях в течение 6 часов. Затем нагревание убирают и, не прекращая перемешивания, охлаждают до комнатной температуры. Размер образующихся частиц равен 128,8 нм.

Пример 4

В стакан помещают 0,05 г гидрофобно модифицированного полиакриламида (M_w=500000), приливают 90 мл воды и перемешивают до полного растворения, при этом барботируя аргон. Затем в стакан прибавляют 5 мл раствора N-винилкапролактама массой 1 г и Ν,Ν-метилен-бис-акриламида массой 0,02 г в толуоле. Далее в стакан помещают резонатор ультразвукового диспергатора и включают на 15 мин при определенной мощности. Полученную дисперсию заливают в трехгорлую колбу, снабженную механической мешалкой, обратным холодильником и трубкой для подвода газа. Затем включают нагревание с перемешиванием, при достижении температуры 70°C вводят 5 мл раствора персульфата калия с концентрацией 0,02 г/мл в реакционную массу и выдерживают в этих условиях в течение 6 часов. Затем нагревание убирают и, не прекращая перемешивания, охлаждают до комнатной температуры.

Размер образующихся частиц равен 128,2 нм.

Литература

1. Wu, С.; Zhou, S.; Au-yeung, S. С. F.; Jiang, S. Angew. Makromol. Chem. 1996, 240, 123-136.

2. Lowe, T.L.; Tenhu, H. Macromolecules 1998, 31, 1590.

3. Lowe, T.L.; Benhaddaou, M.; Tenhu, H.J. Polym. Sci., Part B: Polym. Phys. 1998, 36, 2141.

4. Laukkanen Α.; Wiedmer S.K.; Varjo S.; Riekkola M.-L.; Tenhu H.J. Colloid Polym. Sci. - 2002. - N. 280. - P. 65-70.

Способ получения наночастиц сетчатого поли-N-винилкапролактама, характеризующийся тем, что осуществляют приготовление раствора гидрофобно модифицированного полиакриламида с молекулярной массой 300000-1500000, прибавляют в него раствор N-винилкапролактама и Ν,Ν-метиленбисакриламида в толуоле, а затем диспергируют с помощью механической мешалки со скоростью 200-300 об/мин или ультразвуковым диспергатором, при этом осуществляют полимеризацию в присутствии персульфата натрия в течение 5-6 часов, а полученную водную дисперсию диализуют до pH 6,0-6,5.