Синтез, исследование физико-химических свойств и областей приме-нения карбоксилсодержащих полимеров

Аннотация

Актуальность и востребованность темы диссертации. Во всём мире химическая модификация природных и синтетических полимеров, синтез полимеров для применения в медицине, биологии и ветеринарии является актуальной проблемой. На сегодняшний день развитие экспериментальных способов химии высокомолекулярных соединений, фармакологии и ветеринарии даёт возможность исследовать влияние различных факторов на условия синтеза полимеров, структуры, свойства получаемых полимеров и условия получения, структуры лекарственных препаратов. В годы независимости в нашей стране особое внимание уделяется на резкое развитие животноводства, а также на разработку современных мероприятий лечения и профилактики болезней, приносящих большой ущерб животноводству. На основе проведённых нормативных мероприятий в данном направлении достигнуты определённые результаты, особенно, разработки научных основ получения высокоэффективных лекарственных препаратов на основе новых подходов. Необходимо отметить, производство ветеринарных препаратов в нашей республике находится не достаточном уровне. Поэтому разработка импорт заменяющего, антипротозойного препарата обладающего пролонгированным действием и низкой токсичностью является актуальным. В стратегии действий по дальнейшему развитию Республики Узбекистан «при подъёме промышленности на качественно новый уровень предусматривающий глубокую переработку местных сырьевых ресурсов, ускорение организации производства новых видов продукции» выявлены определены задачи. В этом направлении приобретает особое значение разработка новых технологий применяемых в ветеринарии препаратов на основе полимеров и получения ионообменных материалов, а также расширение областей их применения. За счёт увеличения объёмов использования полимерных материалов в различных отраслях, например, в машиностроении, легкой промышленности, медицине и других в мировом масштабе и расширения областей их применения увеличивается потребность в производстве синтетических полимеров. При получении химически стойких, механически прочных полимеров и полимерных изделий с хорошими ионообменными и медикобиологическими свойствами необходимо особое внимание уделить на следующее: использование промышленно выпускаемого сырья, простоту технологии получения продукта, обладание комплексных свойств полученных продуктов и на широту областей их применения. Данное диссертационное исследование в определённой степени служит выполнению задач, предусмотренных в Постановлениях Президента Республики Узбекистан ПП-916 от 15 июня 2008 года «О дополнительных мерах по стимулированию внедрения инновационных проектов и технологий в производство», ПП-1071 от 11 марта 2009 года «О программе мер по ускорению строительства и освоению производства новых видов химической продукции» и Указе У П-4947 от 7 февраля 2017 года «О стратегии действий по дальнейшему развитию Республики Узбекистан», а также в других нормативно-правовых документах, принятых в данной сфере. Целью исследования является целенаправленный синтез растворимых и не растворимых в воде полимеров, имеющие в структуре карбоксильные группы, установление их физико-химических, медико-биологических свойств и процессов взаимодействия с низкомолекулярными соединениями, получение на их основе антипротозойного препарата. Научная новизна исследований заключается в следующем: впервые синтезированы поликомплексы полиметакриловой кислоты с комплексной солью 3,3-бис-(2-имидозолинил-2)-карбанилида с пропионовой кислотой; доказано сохранение химической структуры имидокарба при взаимодействии его с полиметакриловой кислотой и кооперативное связывание его при иммобилизации на полимере; впервые установлена возможность фазового перехода 1 -го типа молекул имидокарба в виде полимерных комплексов при взаимодействии высоко концентрированных растворов полиметакриловой кислоты и имидокарба; доказано влияние химической природы противоиона органической молекулы на процесс взаимодействия с полиэлектролитами; впервые определены оптимальные условия получения гранулированных сорбентов модификацией поливинилхлорида аминоуксусной, амино-капроновой, о-, м-, п-аминобензойной кислотами; доказано влияние стерического эффекта соседних функциональных групп, кроме основности амино группы, при модификации поливинилхлорида аминокислотами; построены уравнения регрессии реакций модификаций поливинилхлорида аминоуксусной и м-аминобензой кислотой и рассчитаны влияния различных факторов на данные процессы; определены физико-химические свойства, технико-эксплутационные характеристики и структура, а также морфология сорбентов полученных модификацией поливинилхлорида аминокислотами; обоснованы возможности использования полученных сорбентов в качестве носителей для иммобилизации лекарственных веществ и очистке биологически активных веществ, а также ионообменных материалов при умягчении жёсткости воды. Заключение На основе проведённых исследований по докторской диссертации на тему: «Получение, исследование физико-химических свойств и областей применения карбоксилсодержащих полимеров» представлены следующие выводы: 1. При иммобилизации на полиметакриловой кислоте имидокарб сохраняет химическую структуру. Выход полимерного комплекса увеличивается в ряду растворителей: KCl-вода < ДМСО-вода < метанол-вода < вода. 2. Связывание имидокарба полиметакриловой кислотой осуществляется за счет кооперативных связей. В концентрированных растворах комплексообразование макромолекул ПМАК с 3,3-бис-(2-имидозолинил-2)-карбанили-дом происходит через 1 тип фазового перехода. 3. Сорбция имидокарба гидрогелями ПМАК имеет химический характер и процесс его иммобилизации на ПМАК происходит с уменьшением свободной энергии, энтальпии и незначительным увеличением энтропии системы. 4. Полимерный комплекс имидокарба с полиметакриловой кислотой (препарат «ПОЛИКАРБ» содержащий 40 мг/мл Л В и 60 мг/мл полимера) при введении подкожно в виде инъекционного водного раствора обладает низкой острой и хронической токсичностью, не оказывает побочного действия. 5. Рекомендовано производство препарата «ПОЛИКАРБ» и введение его при протозойных заболеваниях крупного рогатого скота в дозе 5 мл на 100 кг живого веса. 6. Полимераналогичным превращением ПВХ аминоуксусной, аминокапроновой, о-, м-, п- аминобензойными кислотами получают гранулированные ионообменные полимерные материалы. В этих процессах рекомендовано применение в качестве модифицирющих реагентов с высокой основностью и с удобным стерическим расположением функциональных групп. 7. Установлено, что наиболее оптимальными являются условия получения ионообменных материалов на основе ПВХ: модифицирующий реагент -аминоуксусная кислота, концентрация модифицирующего реагента 20%, Т=438К, модуль ванны=1:20 и 7 часов. 8. Технико-эксплуатационные характеристики сорбентов КСС-Г и КСС-МА: СОЕ=2,12-2,31 мг-экв/г, влажность 35,75-33,11%, удельный объём 1,82-2,01см3/г, насыпная масса 0,547-0,496 г/ см3 соответственно и их химическая устойчивость предопределяет широту областей их применения. 9. Установлено мягкое связывание сорбентов КСС-Г и КСС-МА лекарственного препарата - имидокарб, а также ионов Са+2 и Mg'2. Рекомендуется использование их для иммобилизации лекарственных веществ, для очистки физиологически активных веществ и умягчения жёсткости воды.