КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

 

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

---

Номер проекта 22-23-00280

НазваниеТермочувствительные полиротаксаны на основе блок-сополимеров поли-2-алкил-2-оксазолинов и полиэтиленоксида

Руководитель Теньковцев Андрей Витальевич, Доктор химических наук

Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное учреждение "Петербургский институт ядерной физики им. Б.П. Константинова Национального исследовательского центра "Курчатовский институт" , г Санкт-Петербург

Конкурс №64 - Конкурс 2021 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований малыми отдельными научными группами»

Область знания, основной код классификатора 03 - Химия и науки о материалах; 03-301 - Синтез и химические превращения макромолекул

Ключевые слова термочувствительные полимеры, полиротаксаны, циклодекстрин, поли-2-алкил-2-оксазолины, синтез, молекулярные характеристики, растворы, молекулярная гидродинамика и оптика, светорассеяние, турбидиметрия, самоорганизация макромолекул

Код ГРНТИ31.25.00

---

 

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

---

Аннотация
Получение новых полимерных материалов биомедицинского назначения является важной задачей современной химии высокомолекулярных соединений. Для ее решения необходимо проведение комплексных исследований по разным направлениям, имеющим самостоятельную научную значимость и новизну. Цели настоящего проекта – синтез термочувствительных полиротаксанов на основе триблок-сополимеров поли-2-алкил-2-оксазолин-полиэтиленоксид-поли-2-алкил-2-оксазолина и альфа-циклодекстрина, установление влияния химического строения и молекулярно-массовых характеристик на поведение этих новых полимеров в водно-солевых растворах, в частности, на процессы самоорганизации макромолекул при вариации химической структуры полимеров и внешних условий. Будут синтезированы неописанные в литературе полиротаксаны с концевыми блоками поли-2-алкил-2-оксазолинов (ПАОЗ) и центральным блоком полиэтиленоксид@альфа-циклодекстрина. При этом будет использован, разрабатываемый авторами проекта, оригинальный подход к синтезу ПАОЗ сложной архитектуры, основанный на обрыве «живых» цепей полиоксазолинов на полифункциональных терминаторах. Выбор структуры компонентов обусловлен тем, что ПАОЗ являются нетоксичными и биосовместимыми полимерами, имеют хорошие перспективы использования в медицине. При этом, несмотря на очевидные перспективы практического применения, систематические исследования термочувствительных биосовместимых полиротаксанов только начинаются. Следует отметить, что полиротаксаны плохо растворимы в воде, в то время как термочувствительные полиоксазолиновые лучи будут играть как роль преграды для распада супрамолекулярного полимера, так и определять растворимость/термочувствительность комплекса. При этом варьирование строения ПАОЗ является инструментом регулирования его свойств. Олигомерные полиоксазолины будут получены методом катионной полимеризации с раскрытием цикла в режиме «живых цепей», что позволит синтезировать блок-сополимеры с различной длиной блоков и даст возможность определять молекуляно-массовые характеристики всех блоков сополимера. Для получения сополимеров будет применен новый подход, основанный на терминировании катионной полимеризации полиаминами, в частности полипсевдоротаксаном – альфа,омега-диаминополиэтиленгликоль@альфа-циклодекстрин. Структура полученных полимеров будет подтверждена методами УФ-, ИК- и ЯМР-спектроскопии, в том числе двумерной (NOSY, COSY). Будут установлены оптимальные условия синтеза, позволяющие получать полиротаксаны с заданными числом макроциклов на единицу длины полиэтиленоксидного фрагмента, строением и длиной концевых блоков. Молекулярно-массовые и гидродинамические характеристики полиротаксанов будут определены методами статического (СРС) и динамического (ДРС) рассеяния света, седиментационно-диффузионного анализа и вискозиметрии в молекулярно-дисперсных растворах. Будет установлена конформация макромолекул синтезированных полимеров и выявлено влияние на нее строения и длины ПАОЗ цепей, а также числа макроциклов. Методами СРС, ДРС, турбидиметрии и атомно-силовой микроскопии (АСМ) будут исследованы процессы самоорганизации макромолекул полиротаксанов в водных и водно-солевых растворах. Будут установлены зависимости температуры Tpht фазового расслоения от концентрации полимера и содержания соли. Будут определены гидродинамические радиусы рассеивающих объектов и их доля в растворах в зависимости от температуры, концентрации полимера и содержания NaCl. Размеры агрегатов будут также определены методом АСМ. Будет изучена кинетика процессов самоорганизации в растворах полиротаксанов после скачкообразного изменения температуры. При сопоставлении полученных результатов с литературными данными для других стимул-чувствительных полимеров будут установлены специфические закономерности в поведении термочувствительных полиротаксанов вблизи интервала фазового разделения. Анализ полученных экспериментальных данных позволит проследить влияние химической структуры и молекулярно-массовых характеристик на процессы самоорганизации в растворах новых термочувствительных полимеров и даст возможность оценить перспективы практического использования полученных полиротаксанов. Таким образом, планируемые исследования будут охватывать широкий круг проблем от разработки подходов к синтезу нового класса полиротаксанов, установления их структуры и молекулярных характеристик до изучения процессов самоорганизации макромолекул и анализа их свойств. Сочетание широкого набора экспериментальных методов позволит получить практически полную информацию о строении, молекулярно-массовых и конформационных параметрах термочувствительных полиротаксанов, о характеристиках надмолекулярных структур, формирующихся в их водно-солевых растворах. Полученные при выполнении проекта новые научные знания заполнят пробел в существующих представлениях о синтезе и свойствах термочувствительных полимеров и процессах их самоорганизации в растворах в зависимости от жесткости и гидрофильности компонентов блок-сополимеров, что позволит предложить новые модели поведения термочувствительных супрамолекулярных структур.

---

 

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

---