Синтез непредельных производных и сополимеров хитозана для разработки фоточувствительных композиций на основе биополимеров

Август 5, 2022

Главная
Химия
Синтез непредельных производных и сополимеров хитозана для разработки фоточувствительных композиций на основе биополимеров

Содержание

2. Температура обработки реакционных смесей в экструдере: -5ºС
3. Berstorff ZE-40 Двухшнековый экструдер с варьируемым набором рабочих элементов шнеков: Эффективность деформирования определяется расположением рабочих элементов
5. Определение степени замещения функциональных групп хитозана непредельными фрагментами методом обратного бромометрического титрования Сущность метода Бромное число
7. Состав фоточувствительных композиций для формирования трехмерных структур методом лазерной микростереолитографии Аллилхитозан (степень замещения 5 – 50)
8. Структуры, полученные на установке лазерной микростереолитографии (ИПЛИТ РАН) Структурирование проводили при воздействии лазерного источника ТЕМА-1053/100 (Авеста-Проект,
9. Внешний вид фибробластов NCTC L929 на поверхности пленок АХ, Окраска SYTO 9, линейка 100 мкм
10. Твердофазный синтез аллилзамещенного сополимера хитозана и ПЭГ
11. Спектр ПМР (1Н) исходного мономера – аллилглицидилового эфира октаэтиленгликоля
12. Пленки из полученных образцов сополимера Х-ПЭГ-А 2 *толщина приведена к 100 мкм 1 3
13. Результаты исследования деформационно-прочностных свойств пленок полученных образцов АХ и Х-ПЭГ-А
14. Выводы В ходе выполнения работы получен ряд гидрофобно–модифицированных образцов хитозана, содержащих от 5 до 50% аллилзамещенных
15. Оценка деформационно-прочностных характеристик пленок полученных образцов показала, что все исследованные пленки обладают хорошей механической прочностью. Наличие
16. Спасибо за внимание!
17. СОСТАВ РЕАКЦИОННЫХ СМЕСЕЙ И СТЕПЕНЬ ЗАМЕЩЕНИЯ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ГРУПП ХИТОЗАНА
18. Спектры ЯМР 1Н, 13С и 13C-{1H} APT регистрировали на спектрометре Bruker Avance II 300 c рабочей
20. Скачать презентацию

Слайд 2

Температура обработки реакционных смесей в экструдере: -5ºС

Слайд 3

Berstorff ZE-40
Двухшнековый экструдер с варьируемым набором рабочих элементов шнеков:
Эффективность деформирования

определяется расположением рабочих элементов шнеков, их числом и температурой в различных зонах.

D/d=1,24

Цилиндр экструдера

Смешивающие
элементы

Силовые элементы

L/D = 21

высокий крутящий момент;
высокие сдвиговые напряжения;
высокая диспергирующая способность.

Слайд 4

Слайд 5

Определение степени замещения функциональных групп хитозана непредельными фрагментами методом обратного бромометрического

титрования
Сущность метода
Бромное число – это масса брома (в г), присоединяющегося к 100 г органического вещества. Характеризует степень ненасыщенности органических соединений.
Для определения многих органических соединений (фенола, анилина, окси- и аминопроизводных бензола) пользуются смесью бромата с бромидом, которые в кислой среде выделяют свободный бром.
KBrO3 + 5KBr + 6HCl = 6KCl + 3Br2 + 3H2O
KI + HCl = KCl + HI
Br2 + 2HI = 2HBr + I2
Йод, выделившийся в количестве, эквивалентном избытку брома, титруют раствором тиосульфата натрия, добавляя вблизи конечной точки титрования раствор крахмала.
Бромное число (Б.Ч.) вычисляют по формуле:
где а – количество раствора тиосульфата, израсходованного на титрование в контрольном опыте, мл;
b – количество раствора тиосульфата, израсходованного на титрование испытуемого раствора, мл;
0.008 – количество брома, соответствующее 1 мл 0.1 н. раствора тиосульфата, г;
g – навеска полимера, г [Лосев И. П., Федотова О. Я., Практикум по химии высокополимерных соединений, М., Госхимиздат, 1962. 84 с.].

Слайд 6

Слайд 7

Состав фоточувствительных композиций для формирования трехмерных структур методом лазерной микростереолитографии
Аллилхитозан (степень

замещения 5 – 50)
Диакрилат олигоэтиленоксида (Sigma-Aldrich), 20 мас.%
Фотоинициатор (0.8 мас.%) Irgacure 2959 (BASF Kaisten AG), 1%-ный водный р-р
Готовили высоковязкие растворы полимера (около 20 мас.%) в 4%-ной уксусной кислоте.

Слайд 8

Структуры, полученные на установке лазерной микростереолитографии (ИПЛИТ РАН)
Структурирование проводили при

воздействии лазерного источника ТЕМА-1053/100 (Авеста-Проект, Россия) с использованием второй гармоники фемтосекундного лазера (80 фс, 69.7 МГц, 1050 нм) и объектива микроскопа Epiplan 20× (Zeiss, Oberkochen, Germany).
Полученные структуры отмывали от остатков несшитого материала последовательной циклической обработкой дистиллированной водой, 2%-ной уксусной кислотой и водным аммиаком.

Рисунок – Микрофотографии структур и массивов, полученных при одно- (а) двухфотонной (б) полимеризации аллилхитозана. Формировали полые цилиндры с внешним диаметром 160 мкм, внутренним диаметром 80 мкм и высотой 80 мкм

Слайд 9

Внешний вид фибробластов NCTC L929 на поверхности пленок АХ, Окраска SYTO

9, линейка 100 мкм

Слайд 10

Твердофазный синтез аллилзамещенного сополимера хитозана и ПЭГ

Слайд 11

Спектр ПМР (1Н) исходного мономера – аллилглицидилового эфира октаэтиленгликоля

Слайд 12

Пленки из полученных образцов сополимера Х-ПЭГ-А
2
*толщина приведена к 100 мкм
1
3

Слайд 13

Результаты исследования деформационно-прочностных свойств пленок полученных образцов АХ и Х-ПЭГ-А

Слайд 14

Выводы
В ходе выполнения работы получен ряд гидрофобно–модифицированных образцов хитозана, содержащих от

5 до 50% аллилзамещенных звеньев, изучена взаимосвязь условий проведения синтеза и структуры и свойств синтезированных образцов;
Установлено, что механическая активация твердых реакционных смесей при твердофазном синтезе позволяет существенно снизить расход реагентов, продолжительность и температуру процесса при существенно большем выходе продуктов реакции по сравнению с аналогичным процессом в среде органического растворителя;
Реакция аллилирования хитозана в условиях твердофазного синтеза протекает в соответствии с механизмом SN2 нуклеофильного замещения, согласуясь с различием в нуклеофильности функциональных групп полимера в условиях каталитической и некаталитической реакции; зависит от соотношения реагентов и не зависит от температуры проведения процесса;
Оценка количества вошедших в структуру хитозана аллильных заместителей показала хорошую сходимость данных, полученных спектральными и химическим методами анализа;
Методом динамического светорассеяния обнаружено, что в разбавленных растворах образцов аллилхитозана возникают новые взаимодействия липофильного характера, преимущественно межмолекулярные, а не внутримолекулярные, о чем свидетельствует существенное увеличение гидродинамического диаметра агрегатов по сравнению с исходным хитозаном, когда СЗ достигает значительных величин.

Слайд 15

Оценка деформационно-прочностных характеристик пленок полученных образцов показала, что все исследованные пленки

обладают хорошей механической прочностью. Наличие аллильных фрагментов в структуре хитозана приводит к росту относительного удлинения. Дополнительные липофильные взаимодействия в образцах АХ не вносят весомого вклада в разрывную прочность.
Синтезированные непредельные производные хитозана перспективны для формирования трехмерных структур при фотоинициировании процесса пространственной сшивки в качестве материалов для регенеративной медицины и переданы для структурирования методами лазерной стереолитографии и для проведения биологических испытаний.

Выводы

Слайд 16

Спасибо за внимание!

Слайд 17

СОСТАВ РЕАКЦИОННЫХ СМЕСЕЙ И СТЕПЕНЬ ЗАМЕЩЕНИЯ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ГРУПП ХИТОЗАНА

Слайд 18

Спектры ЯМР 1Н, 13С и 13C-{1H} APT регистрировали на спектрометре Bruker

Avance II 300 c рабочей частотой для 1H 300 МГц в растворах D2O с добавлением HCl при температуре 90ºС.