Синтез и исследование сорбционных свойств полимеров с молекулярными отпечатками органических соединений

• Автор: Ирха, Вероника Вячеславовна
• Шифр специальности: 02.00.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 183 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

Глава 1. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПОЛИМЕРОВ С МОЛЕКУЛЯРНЫМИ ОТПЕЧАТКАМИ В ПРОЦЕССАХ РАЗДЕЛЕНИЯ И КОНЦЕНТРИРОВАНИЯ ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ

1.1. Общие представления о способах получения полимеров с

молекулярными отпечатками

1.1.1. Основные подходы и методы

1.1.2. Основные типы функциональных мономеров

1.1.3. Основные типы сшивающих агентов

1.1 .4. Инициатор реакции полимеризации

1.1.5. Способы осуществления полимеризации

1.2. Особенности сорбции органических соединений на полимерах с молекулярными отпечатками
1.3. Применение полимеров с молекулярными отпечатками для твердофазной экстракции органических соединений
1.4. Формулирование задач исследования
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
Глава 2. ОБЪЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ, АППАРАТУРА И ТЕХНИКА ЭКСПЕРИМЕНТА
2.1. Исходные вещества и реагенты
2.2. Аппаратура и методика эксперимента
Глава 3. СИНТЕЗ ПОЛИМЕРОВ С МОЛЕКУЛЯРНЫМИ ОТПЕЧАТКАМИ
3.1. Синтез полимеров на основе 4винилпиридина
3.2. Синтез полимеров на основе акриламида
3.3. Синтез полимеров на основе метакриловой кислоты
3.4. Выбор растворителей для удаления целевых молекул из полимеров с молекулярными отпечатками
3.5. Резюме к главе 3
Глава 4. УДЕЛЬНАЯ ПОВЕРХНОСТЬ
4.1. Влияние природы функционального мономера
4.2. Влияние растворителя
4.3. Влияние природы целевой молекулытемплата
4.4. Влияние соотношения функциональный мономертемплат
4.5. Исследование пористой структуры полимеров
4.6. Резюме к главе
Глава 5. ИССЛЕДОВАНИЕ СОРБЦИОННЫХ СВОЙСТВ ПОЛИМЕРОВ С МОЛЕКУЛЯРНЫМИ ОТПЕЧАТКАМИ ОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ
5.1. Факторы, влияющие на стадии синтеза
5.1.1. Влияние природы функционального мономера
5.1.2. Влияние природы сшивающего агента
5.1.3. Влияние растворителя
5.1.4. Влияние природы целевой молекулытемплата
5.1.4.1. Полимеры с отпечатками структурно родственных гидроксибензойных кислот и их эфиров
5.1.4.2. Полимеры с отпечатками пикотинамида, гистамина, барбитала и 2,4дихлорфсноксиуксусной кислоты
5.1.5. Влияние соотношения функциональный мономертемплат в предиолимеризационной смеси
5.1.6. Применение метода Скэтчарда для нахождения параметров связывания
5.2. Факторы, влияющие на стадии сорбции
5.2.1. Влияние времени контакта фаз
5.2.2. Влияние водной фазы
5.2.3. Влияние растворителя
5.2.4. Влияние концентрации сорбируемого вещества
5.2.5. Оценка селективности сорбции
5.3. Возможности практического применения полимеров с молекулярными отпечатками
5.3.1. Динамическое сорбционное концентрирование 4гидроксибензойной кислоты
5.3.2. Динамическое сорбционное концентрирование 2,4дихлорфеноксиуксусной кислоты
5.4. Резюме к главе
ЛИТЕРАТУРА


Нековалснтный подход использовали при синтезе полимеров с молекулярными отпечатками красителей , аминокислот и их производных , , лекарственных веществ , , и других молекул 2, , , . Еще один способ полуковалентный, при котором темплат ковалентно связывается с функциональным мономером в процессе полимеризации как в ковалентном подходе, тогда как при вторичном связывании осуществляются только нековалентные взаимодействия , . Тот факт, что темплат ковалентно связывается с функциональным мономером на первом этапе, позволяет получить полимеры с молекулярными отпечатками, обладающие большей способностью к связыванию. В работе с использованием нековалентного и полуковалептного подходов синтезированы полимеры с молекулярными отпечатками 4иитрофенола. Эти полимеры применяли в качестве сорбентов для твердофазной экстракции 4нитрофенола из водных проб. Авторы наблюдали разницу в селективности и степени извлечения для полимеров, синтезированных различными методами. Полимер, полученный в результате нековалентного подхода, оказался более селективным, а полимер, синтезированный посредством полуковалептного метода более эффективным. Предложенные способы имеют как достоинства так и недостатки. Устойчивое взаимодействие темплат мономер, реализуемое за счет образования химической связи в первом варианте, позволяет получить ПМО с более однородными и эффективными центрами связывания. Основные ограничения в этом случае сводятся к поиску комбинаций пар мономер темплат, для которых образование и разрыв ковалентных связей оказалось бы обратимым процессом, протекающим в относительно мягких условиях. Не требуется никакой химической модификации, а удаление темплата проводят повторным промыванием полимера растворителем или смесью растворителей. В качестве функциональных мономеров при синтезе ПМО нековалентным способом применяют различные соединения, часть из которых приведена в табл. Чаще всего используют метакриловую кислоту МАК, акриламид АЛ или 4винилпиридин 4ВП. При выборе функционального мономера учитывают природу донорных атомов, входящих в его состав, и возможность образования устойчивого ассоцната мономертемплат за счет нсковалеитных взаимодействий различной природы табл. Акриламид нашел применение в качестве функционального мономера при синтезе полимеров с отпечатками аминокислот , гидроксибензойпых кислот , лекарственного вещества 5,5дифенилгидантоииа , кленбутерола и кварцетипа . В большинстве случаев мономер берут в четырехкратном избытке по отношению к темплату. В ряде работ для синтеза ПМО используют два и более функциональных мономера , 5. Таблица 1. Важным условием получения ПМО является высокая степень сшивки полимера, обеспечивающая его жесткость. Независимо от выбранного способа синтеза ковалентного, нековалентного или полуковалентного, ПМО получают в присутствии больших количеств сшивающего агента. Обычно сшивающий агент берут в двадцатикратном избытке по отношению к функциональному мономеру, а содержание его в реакционной смеси составляет , 6. При выборе сшивающих агентов учитывают их хорошую растворимость в предполимеризационной смеси. В качестве сшивающих агентов чаще всего используют соединения, приведенные в табл. Таблица 2. Выбор сшивающего агента зависит от природы функционального мономера. Необходимо отмстить, что если количество сшивающего агента влияет па жесткость ПМО, то его природа оказывает существенное влияние на физикохимические свойства полимерной матрицы 69. С этой точки зрения наиболее удачным сшивающим агентом, особенно для метакрилатных систем, оказался ЭГДМА. ПМО, синтезированные с помощью этого сшивающего агента, оказались не только более специфичными, но и обладали хорошей механической и термической устойчивостью, пористостью, смачиваемостью. Чаще всего ПМО получают методом термической радикальной полимеризации. Свободнорадикальная полимеризация ингибируется в присутствии кислорода, поэтому его удаляют, продувая реакционную смесь азотом или аргоном. Скорость процесса радикальной полимеризации зависит от природы инициатора и его концентрации , 0, 1. ЭГДМА 2.