Синтез и свойства полиолатов кремния и гидрогелей на их основе

• Автор: Шадрина, Елена Владимировна
• Шифр специальности: 02.00.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 158 с. : ил.

Оглавление

Список терминов, условных обозначений и сокращений

Введение

Глава 1. Полиолаты кремния и гидрогели на их основе Литературный обзор

1.1. Синтез и строение полиолатов кремния

1.2. Гидролиз алкилалкоксисиланов и полиолатов кремния и получение гидрогелей на их основе

1.3. Современные представления о структуре кремнийсодержащих гидрогелей 4

Глава 2. Синтез и исследование полиолатов кремния

2.1. Синтез полиолатов кремния

2.2. Исследование состава и строения глицеролатов кремния

2.2.1. Исследование строения циклического диметилглицеролата кремния методами ЯМР и массспектрометрии
2.2.2. Исследование состава тетрафункциональных глицеролатов кремния в различном избытке глицерина методом массспектрометрии с электрораспылитсльной ионизацией
Глава 3. Синтез и исследование гидрогелей на основе полиолатов кремния
3.1. Исследование закономерностей гелеобразования на примере тетрафункциональных глицеролатов кремния
3.2. Исследование структуры глицерогидрогеля Силативит
3.3. Синтез гидрогелей на основе полиолатов кремния
Глава 4. Полиолаты кремния и гидрогели на их основе как фармакологически активные вещества и основы фармацевтических композиций
4.1. Изучение фармакологической активности полиолатов кремния и гидрогелей на их основе
4.2. Исследование химической совместимости компонентов разработанных фармацевтических композиций
Глава 5. Экспериментальная часть М
5.1. Синтез полиолатов кремния
5.2. Исследование состава тетрафункциональных глицеролатов кремния в различном избытке глицерина
5.3. Исследование закономерностей гелеобразования
5.4. Исследование структуры глицерогидрогеля Силативит
5.5. Синтез гидрогелей на основе полиолатов кремния
5.6. Изучение транскутанной активности полиолатов кремния и гидрогелей на их основе
5.7. Разработка новых фармацевтических композиций и исследование химической совместимости их компонентов 1
5.8. Общие методы исследования
Выводы
Литература


Целевые полимерные продукты были получены конденсацией синтезированных полиолатов кремния. Схема 1. В ряде работ получение полиолатов кремния являлось необходимым этапом синтеза целевых неорганических веществ, в частности, специальных силикатных материалов силикатных матриц для капсулирования белков . В качестве исходного вещества для получения таких материалов авторы предлагают использовать полиглицерилсиликат состава 8Ю 2С1с0,8 где С1с остаток глицерина С3Н7О3, представляющий собой глицериновый эфир линейной олигомерной поликремневой кислоты. Полиглицерилсиликат был получен в виде стабильного водорастворимого твердого вещества через частичный гидролиз и конденсацию тетраметокси или тетраэтоксисилана до полиметил или полиэтилсиликата с последующей его переэтерификацией глицерином в одногоршковом синтезе. По аналогичной методике были синтезированы также различные глицерилсиликаты состава С1с24 и полиглицерилсиликаты состава 8Юо,51. В качестве катализаторов использовали соляную кислоту или полиэтиленгликоксид сурьмы III, причем катализаторы не отделяли от конечных продуктов. В работах предлагается использовать для биокапсулирования полиолаты кремния, полученные переэтерификацией тетраметокси и тетраэтоксисилана полиолами глицерином, сорбитом, мальтозой и декстрином. Эти полиолы способны предохранить капсулированные белки от денатурации или замедлить е. Взаимодействие исходных веществ проводили при соотношениях полиол алкоксисилан от 0,5 1 до 4 1. Для исключения процессов гидролиза и конденсации, приводящих к образованию олигомерных полиолатов кремния, исходные вещества и растворители перед проведением синтеза тщательно осушали. Переэгерификацию алкоксисиланов проводили в отсутствие какихлибо катализаторов. По данным спектроскопии ЯМР 1Н, в полученных продуктах отсутствуют остаточные этоксигруппы. По мнению авторов, одним из наиболее перспективных для биокапсулирования полиолатов кремния является диглицероксисилан состава i0202, полученный при мольном соотношении i глицерин 12 структура этого соединения не рассматривается. Переэтерификацию проводили в отсутствие катализатора, без дополнительного растворителя при соотношении i полиол 1 4, а именно 1 4,5 этиленгликоль, 1 4,7 1,2пропандиол и 1 3,7 глицерин. Полное замещение этоксигрупп в полученных продуктах было подтверждено методом спектроскопии ЯМР 1Н, 3. В спектрах ЯМР i для всех полученных полиолатов кремния был зарегистрирован единственный сигнал , который, по мнению авторов, должен соответствовать единственному виду кремнийсодержащих молекул мономерному полиолату кремния. Кроме того, вполне возможно образование хслатной формы полиолатов кремния вместо мостиковой, которое так же приводит к выделению свободных пол иолов. Значительное число работ посвящено синтезу и исследованию структуры циклических и спироциклических полиолатов кремния. В ряде работ синтезированы и охарактеризованы продукты взаимодействия диалкилдиацетоксисиланов с гликолями, в том числе циклические простые эфиры диалкилсиландиолов. В работе были получены продукты, содержащие 69членные циклы схема 1. Схема 1. И ОСН2СН2ОН. Схема 1. ОСОСНз НО О
Однако при взаимодействии диметилдиацетоксисилана с этиленгликолем и пропиленгликолем ожидаемые пятичленные циклические эфиры получить не удалось, вместо них были получены десятичленные димеры. Как правило, продукты взаимодействия диалкилдиацетоксисиланов с гликолями представляли собой полимеры целевые мономерные продукты циклические простые эфиры диалкилсиландиолов удавалось получить лишь при дальнейшей термической деполимеризации этих полимеров схема 1. Полимеризация циклических эфиров диалкилсиландиолов обратима при хранении они медленно полимеризуюгея, а при нагревании и перегонке вновь деполимеризуются. Схема 1. Установлено, что продуктом взаимодействия диметилдиацетоксисилана с глицерином является диметил2окси3ацетоксипропоксисиланол Ме1ОНОСН2СНОНСН2ОСОСНз. Повидимому, ацетоксигруппа в этом соединении находится у первичного атома углерода, поскольку глицерин ацстилируется прежде всего в аположение.