Синтез и свойства водных растворов графт-сополимеров хитозана и N-винилимидазола
Аннотация
Целью настоящей работы является синтез графт-сополимеров хитозана с N-винилимидазолом различного состава и исследование свойств их водных растворов.
Графт-сополимеры хитозана и N-винилимидазола получены растворной полимеризацией в присутствии окислительно-восстановительного инициатора церий-аммоний нитрата. Синтезированные графт-сополимеры охарактеризованы ИК-спектроскопией для определения их составов, а привитые боковые цепи поли-N-винилимидазола – гель-проникающей хроматографией для определения их молекулярных масс и индекса полидисперсности. Установлено, что полученные продукты характеризуются высокими значениями выходов, эффективности прививки и низкими значениями индекса полидисперсности. Найдено, что при содержании звеньев N-винилимидазола выше 57 % масс. синтезированные графт-сополимеры являются водорастворимыми. Водные
растворы полученных сополимеров охарактеризованы с помощью методов динамического светорассеяния, просвечивающей электронной микроскопии и лазерного допплеровского микроэлектрофореза. Исследование показало, что макромолекулы графт-сополимеров в водных растворах обладают стимулочувствительными свойства по отношению к реакции среды, а при концентрации выше 10–2 % масс характеризуются склонностью к самоассоциации, образуя агрегаты типа ядро-корона, геометрия которых в зависимости от молекулярных масс привитых цепей. Ассоциаты макромолекул в растворах характеризуются положительными значениями
электрокинетического потенциала, значение которого также зависит от реакции среды. Таким образом, установлено, что инициатор церий-аммоний нитрат позволяет получать с высокими выходами графт-сополимеры хитозана и N-винилимидазола, проявляющие стимулочувствительные свойства в водных растворах и склонные к самоассоциации при концентрации выше 10–2 % масс.
Скачивания
Литература
Jayakumar R., Prabaharan M., Muzzarelli R. (Eds.). Chitosan for biomaterials I. In: Advances in Polymer Science. Berlin – Heidelberg: Springer-Verlag; 2011. 236 p. https://doi.org/10.1007/978-3-642-23114-8
Kou S., Peters L. M., Mucalo M. R. Chitosan: A review of sources and preparation methods. International Journal of Biological Macromolecules. 2021;169: 85–94. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2020.12.005
Jennings J. A., Bumgardner J. B. (Eds.). Woodhead Publishing Series in Biomaterials. In: Chitosan based biomaterials. Volume 1: Fundamentals. Duxford; 2017. 325 p.
https://doi.org/10.1016/b978-0-08-100230-8.09002-6
Lang X., Wang T., Sun M., Chen X., Liu Y. Advances and applications of chitosan-based nanomaterials as oral delivery carriers: A review. International Journal of Biological Macromolecules. 2020;154: 433–445. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2020.03.148
Sivasankarapillai V. S., Das S. S., Sabir F., Sundaramahalingam M. A., Colmenares J. C., Prasannakumar S., Rajan M., Rahdar A., Kyzas G. Z. Progress in natural polymer engineered biomaterials for transdermal drug delivery systems. Materials Today Chemistry. 2021;19: 100382. https://doi.org/10.1016/j.mtchem.2020.100382
Ueno H., Mori T., Fujinaga T. Topical formulations and wound healing applications of chitosan. Advanced Drug Delivery Reviews. 2001;52(2): 105–115. https://doi.org/10.1016/S0169-409X(01)00189-2
Patrulea V., Ostafe V., Borchard G., Jordan O. Chitosan as a starting material for wound healing applications. European Journal of Pharmaceutics and Biopharmaceutics, Part B. 2015;97: 417–426. https://doi.org/10.1016/j.ejpb.2015.08.004
Pita-López M. L., Fletes-Vargas G., Espinosa-Andrews H., Rodríguez-Rodríguez R. Physically crosslinked chitosan-based hydrogels for tissue engineering applications: A state-of-the-art review. European Polymer Journal. 2021;45: 110176. https://doi.org/10.1016/j.eurpolymj.2020.110176
Madni A., Kousar R., Naeem N., Wahid F. Recent advancements in applications of chitosan-based biomaterials for skin tissue engineering. Journal of Bioresources and Bioproducts. 2021;6(1): 11–25. https://doi.org/10.1016/j.jobab.2021.01.002
Berlin Ad. A., Kislenko V. N. Kinetics and mechanism of radical graft polymerization of monomers onto polysaccharides. Progress in Polymer Science. 1992; 17(5): 765–825.
https://doi.org/10.1016/0079-6700(92)90010-V
Sanchez-Salvador J. L., Balea A., Monte M. C., Negro C., Blanco A. Chitosan grafted/cross-linked with biodegradable polymers: A review. International Journal of Biological Macromolecules. 2021;178: 325–343. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2021.02.200
Lee H., Pietrasik J., Sheiko S. S., Matyjaszewski K. Stimuli-responsive molecular brushes. Progress in Polymer Science. 2010;35 (1-2): 24–44. https://doi.org/10.1016/j.progpolymsci.2009.11.002
Yan J., Bockstaller M. R., Matyjaszewski K. Brush-modified materials: Control of molecular architecture, assembly behavior, properties and applications. Progress in Polymer Science. 2020;100: 101180. https://doi.org/10.1016/j.progpolymsci.2019.101180
Kuznetsov V. A., Sorokin A. V., Lavlinskaya M. S., Sinelnikov A. A., Bykovskiy D. V. Graft copolymers of carboxymethyl cellulose with N-vinylimidazole: synthesis and application for drug delivery. Polymer Bulletin. 2019;76: 4929–4949. https://doi.org/10.1007/s00289-018-2635-0
Sorokin A. V., Kuznetsov V. A., Lavlinskaya M. S. Synthesis of graft copolymers of carboxymethyl cellulose and N,N-dimethylaminoethyl methacrylate and their study as Paclitaxel carriers. Polymer Bulletin. 2021;78: 2975–2992. https://doi.org/10.1007/s00289-020-03250-z
Broekema R. J. Durville P. F. M., Reedijk J., Smit J. A. The coordination chemistry of N-vinylimidazole. Transition Metal Chemistry. 1982;7: 25–28. https://doi.org/10.1007/BF00623803
Kodama H., Miyajima T., Tabuchi H. A calorimetric study of the acid dissociation of the conjugate acids of poly(N-vinylimidazole) and polyallylamine. Colloid and Polymer Science. 2000;278: 1–7. https://doi.org/10.1007/s003960050001
Na C. K., Park G. Y., Park H. Polypropylene surface with antibacterial property by photografting 1-inylimidazole and subsequent chemical modification. Korean Journal of Chemical Engineering. 2018;35: 1748–1755. https://doi.org/10.1007/s11814-018-0080-2
Camacho-Cruz L. A., Velazco-Medel M. A., Parra-Delgado H., Bucio E. Functionalization of cotton gauzes with poly(N-vinylimidazole) and quaternized poly(N-vinylimidazole) with gamma radiation to produce medical devices with pH-buffering and antimicrobial properties. Cellulose. 2021;28: 3279–3294.
https://doi.org/10.1007/s10570-021-03725-w
Dimzon I. K. D., Knepper T. P. Degree of deacetylation of chitosan by infrared spectroscopy and partial least squares. International Journal of Biological Macromolecules, 2015:72: 939–945. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2014.09.050
Chattopadhyay D. P., Inamdar M. S. Aqueous behavior of chitosan. International Journal of Polymer Science . 2010; 2010: 939536. https://doi.org/10.1155/2010/939536
Copyright (c) 2021 Конденсированные среды и межфазные границы
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.
