American Journal of Drug Delivery and Therapeutics Acesso livre

Abstrato

Reacção Química do Dietil Vinil Fosfonato com 2-Aminobenzimidazol

Narkis  

Os polímeros que contêm fósforo são particularmente atraentes pela sua extensa aplicação em células de combustível, retardadores de chama e no campo biomédico. Os polímeros que contêm fósforo incluem os materiais genéticos ADN e ARN, e os polímeros sintéticos funcionalizados na cadeia principal e os funcionalizados na cadeia lateral. O vinilfosfonato é um dos monómeros de vinil mais simples com os grupos fosfonato na cadeia lateral. Desde o final da década de 1940 que foram relatadas diferentes rotas para a síntese de vinilfosfonato. Entre estas técnicas, a polimerização aniónica coordenativa e a polimerização por transferência de grupo mediada por metais de terras raras vivas são eficientes para gerar poli(vinilfosfonatos) com maior peso molecular e maiores conversões. Excetuando o poli(ácido vinilfosfónico) (que pode ser obtido com um elevado rendimento e um peso molecular moderado por polimerização radicalar), foram relatadas relativamente poucas investigações sobre a homo e copolimerização de monómeros de vinilfosfonato via polimerização radicalar. Os poucos relatórios mostram que os monómeros de vinilfosfonato não conseguem homopolimerizar em produtos de alto peso molecular pelo método de polimerização radicalar (especialmente para o dietil vinilfosfonato (DEVP)), o que geralmente leva a baixos rendimentos e fornece polímeros de baixo peso molecular. No caso da copolimerização radicalar, os resultados finais não foram bem sucedidos ou proporcionaram uma caracterização insuficiente. Arcus reportou a copolimerização de DEVP com estireno iniciada por hidroperóxido de terc-butilo e determinou as razões de reatividade deste par de monómeros. Para teores relativamente baixos de DEVP nos copolímeros, o DEVP tem relutância em entrar na cadeia polimérica em crescimento em comparação com o estireno. Exceto para o estireno, as copolimerizações radicais de DEVP com dimetacrilato de etilenoglicol, metacrilato de metilo, acrilonitrilo e trimetoxivinilsilano são conseguidas, mas proporcionam uma caracterização inadequada. Portanto, as copolimerizações radicais de DEVP com outros monómeros para obter copolímeros contendo DEVP relativamente elevados com uma estrutura claramente caracterizada são ainda uma questão significativa e desafiante.

Poly(diethyl vinylphosphonate-co-2-chloroethyl methacrylate) (P(DEVP-co-CEMA)) copolymers are synthesized by free radical copolymerization initiated by benzoyl peroxide. The reactivity ratios for the free radical copolymerization of CEMA (M1) and DEVP (M2) are r1 = 19.45 and r2 = 0.11, respectively. The desired amphiphilic copolymers with relatively low polydispersity index (PDI) and different DEVP contents are isolated and purified from the reaction mixtures through precipitation fractionation. The structures and molecular characteristics of the obtained products are characterized by 1 H NMR, FTIR, and SEC analysis. All of these fractionated copolymers have a unimodal distribution and moderate PDI. The thermal properties of the P(DEVP-co-CEMA) copolymers are investigated by TGA and differential scanning calorimetry (DSC) measurements. Single glass transition temperature (Tg) appears in the DSC profiles differing from the existence of two Tgs in the blend of poly (diethyl vinylphosphonate) and poly (2-chloroethyl methacrylate), which indicates the random structure of the copolymers. The MALDI–ToF mass analysis further reveals that DEVP and CEMA units are randomly distributed in the copolymer chains. The self-assembly behavior of the P(DEVP-co-CEMA) copolymers in aqueous solution is preliminarily investigated.

The monomer 2-chloroethyl methacrylate (CEMA) is of special interest as halogen-functionalized comonomer for easy modification and post cross-linking. With initiating haloalkyl groups, graft copolymers can be prepared via atom transfer radical polymerization (ATRP. The chlorine atoms can be readily substituted by nucleophiles, for instance, azide groups, and then followed by click coupling of alkyne end-functionalized polymers to gain new properties. Therefore, CEMA is a potential comonomer for DEVP to broaden the applications of phosphorus-containing polymers. To date, to the best of our knowledge, there is no report on the copolymerization of DEVP with CEMA. What is more, due to the existence of both hydrophobic units (CEMA) and hydrophilic units (DEVP), the copolymers are able to self-assemble into nanoparticles in aqueous solution, which are promising in the fields such as microreactors and encapsulation of guest molecules. The modified copolymers show great potential in biomedical fields for polyphosphonates and proved to be high biocompatibility and adjustable degradability. Meanwhile, the chemical incorporation of a phosphorus-containing flame retardant into a methacrylate polymer via copolymerization may eliminate the leaching and heterogeneous problems associated with the additive approach.

Aqui, sintetizámos uma série de copolímeros aleatórios anfifílicos, nomeadamente poli(dietil vinilfosfonato-co-2-cloroetil metacrilato) (P(DEVP-co-CEMA)), através de copolimerização de radicais livres utilizando peróxido de benzoílo (BPO) como iniciador. Os copolímeros com uma distribuição de massa molecular relativamente estreita são isolados através de fracionamento por precipitação para investigação detalhada. As estruturas dos copolímeros são confirmadas por RMN 1 H, RMN 31P, infravermelho com transformada de Fourier (FTIR) e análise de massas MALDI – ToF. As propriedades térmicas dos copolímeros P (DEVP-co-CEMA) são determinadas por medições de calorimetria exploratória diferencial (DSC) e análises termogravimétricas (TGA). Investigações preliminares sobre comportamentos de automontagem dos copolímeros em água são também realizadas, e as nanopartículas formadas em água são observadas por TEM. Materiais Experimentais Fosfito de trietilo (98,0%, Reagente Aladino, China), brometo de etileno (99,0%, Reagente Aladino, China), trietilamina (Reagente Químico Sinopharm, China), benzeno (Reagente Químico Sinopharm, China), cloreto de metacriloilo (J&K Chemical Reagent , China) e 2-cloroetanol (Shanghai Nanxiang Reagent, China) foram utilizados tal como recebidos. O BPO (Shanghai Lingfeng Chemical Reagent, China) foi recristalizado a partir de metanol duas vezes antes da sua utilização. O THF foi refluxado sobre potássio/benzofenona cetil antes da sua utilização. Todos os outros produtos químicos foram utilizados tal como recebidos, salvo especificação em contrário. Síntese de CEMA 2-cloroetanol (10 mL) e trietilamina (22 mL) foram dissolvidos em THF (50 mL), depois foi adicionado cloreto de metacriloilo (15 mL) lentamente sob atmosfera de árgon enquanto a solução era arrefecida em banho de gelo. A mistura reacional foi agitada durante 48 horas à temperatura ambiente e depois filtrada.