Functionalization of multihydroxyl branched poly(3-ethyl-3-hydroxymethyloxetane). Synthesis of star poly(ethylene oxide)

• Autorzy: Bednarek M.

Warianty tytułu

PL

Funkcjonalizacja wielohydroksylowego rozgałęzionego poli(3-etylo-3-hydroksymetylooksetanu). Synteza gwiaździstego poli(tlenku etylenu)

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The synthesis of star polymers containing poly(ethylene oxide) (PEOX) arms connected to poly(3-ethyl-3-hydroxymethyloxetane) (PEHMOX) core is described. The medium molecular weight (Mn ~2 · 103) branched multihydroxyl polyether - PEHMOX - was functionalized by acrylate groups. Polyethers with different functionalization degree were obtained using different molar excess of (meth)acryloyl chloride as esterification agent. Functionality of polymers was analyzed by 1H NMR and MALDI TOF MS methods. PEHMOX samples with different number of acrylate groups (PEHMOX-Acrylate functionalized in 55 % and 80 %) were further applied to the synthesis of star polymers using "grafting onto" method. Thus, star copolyethers with hydrophobic PEHMOX core and hydrophilic arms PEOX were obtained by Michael addition of a-amino-w-methoxy-poly(ethylene oxide) (PEOX-NH2). Complete conversion of acrylate groups was confirmed on the basis of 1H NMR analysis. From the overall composition of star polymers it was concluded that PEOX arms were attached to the PEHMOX core either through one or two acrylate groups, which means that Michael addition proceeded with involvement of one or two protons of primary end-amine groups of the PEOX-NH2 chain. Star PEOX polymers with PEHMOX core not fully functionalized, i.e. still containing reactive hydroxyl groups, are potential precursors for miktoarm star polymers.

PL

Opracowano syntezę polimerów gwiaździstych zawierających hydrofilowe ramiona z poli(tlenku etylenu) (PEOX) połączone z rdzeniem zawierającym jednostki powtarzalne 3-etylo-3-hydroksymetylooksetanu. W tym celu najpierw wielohydroksylowy, rozgałęziony poli(3-etylo-3-hydroksymetylooksetan) (PEHMOX) o średnim ciężarze cząsteczkowym (Mn ~2 · 103) poddano funkcjonalizacji w wyniku, której grupy hydroksylowe przekształcono w grupy akrylanowe. Stosując różne molowe nadmiary chlorku akryloilu (metakryloilu) jako środka estryfikującego, otrzymano PEHMOX o różnym stopniu funkcjonalizacji (tabela 1, rys. 1 i 2). Funkcyjność polimerów analizowano stosując metody spektroskopowe - 1H NMR i MALDI TOF MS. Próbki PEHMOX zawierające różną ilość grup akrylanowych (PEHMOX-Acrylate, zestryfikowane w 55 % lub 80 %) użyto następnie do syntezy polimerów gwiaździstych metodą "grafting onto", w wyniku addycji Michaela a-amino-w-metoksy-poli(tlenku etylenu) (PEOX-NH2) (schemat A). Opierając się na wynikach analizy 1H NMR potwierdzono pełną konwersję grup akrylanowych (rys. 3, schemat B). Na podstawie sumarycznego składu polimerów gwiaździstych wywnioskowano, że ramiona poli(tlenku etylenu) są przyłączone do rdzenia PEHMOX z udziałem jednej albo dwóch grup akrylanowych, co oznacza, że addycja Michaela przebiegała z zaangażowaniem jednego lub dwóch protonów pierwszorzędowej końcowej grupy aminowej łańcucha PEOX-NH2. Częściowo funkcjonalizowane polimery gwiaździste poli(tlenku etylenu) zawierające rdzeń poli(3-etylo-3-hydroksymetylooksetanu), tzn. takie, jakie zawierają jeszcze wolne grupy hydroksylowe, są potencjalnymi prekursorami polimerów gwiaździstych o ramionach mieszanych (tzw. "miktoarm star").

Słowa kluczowe

EN

polyethers; star polymers; esterification; functionalization of polymers; Michael addition

PL

polietery; polimery gwiaździste; estryfikacja; funkcjonalizacja polimerów; addycja Michaela

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Chemii Przemysłowej
• Czasopismo: Polimery
• Rocznik: 2006
• Tom: T. 51, nr 10
• Strony: 727--734
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz.

Twórcy

autor

Bednarek M.

• Center of Molecular and Macromolecular Studies, Polish Academy of Sciences, ul. Sienkiewicza 112, 90-363 Łódź, Poland,

Bibliografia

• 1. Bednarek M., Biedroń T., Heliński J., Kałużyński K., Kubisa R., Penczek S.: Macromol. Rapid. Commun. 1999,20,369.
• 2. Bednarek M., Kubisa P., Penczek S.: Macromolecules 2001,34,5112.
• 3. Chen Y., Bednarek M., Kubisa P, Penczek S.: J. Polym. Sci. Part A: Polym. Chem. 2002,40,1991.
• 4. Bednarek M.: Polym. Int. 2003, 52,1595.
• 5. Bednarek M., Kubisa P.: J. Polym. Sci. Part A: Polym. Chem. 2004,42,245.
• 6. Kowalczuk-Bleja A., Sierocka B., Trzebicka B., Dworak A.: Polimery 2005, 50,555.
• 7. Sunder A., Mulhaupt R., Haag R., Frey H.: Adv. Mater. 2000,12,235.
• 8. Sunder A., Hanselman R., Frey H., Mulhaupt R.: Macromolecules 1999, 32,4240.
• 9. Bednarek M., Kubisa P.: J. Polym. Sci. Part A: Polym. Chem. 2004,42,608.
• 10. Jankova K., Bednarek M., Hvilsted S.: J. Polym. Sci. Part A: Polym. Chem. 2005,43,3748.
• 11. Kubisa P., Penczek S.: Prog. Polym. Sci. 1999,24,1409.
• 12. Bednarek M., Kubisa P.: Polimery 2004,49,58.
• 13. Knischka R., Lutz P J., Sunder A., Mulhaupt R., Frey H.: Macromolecules 2000,33,315.
• 14. Comanita B., Noren B., Roovers J.: Macromolecules 1999,32,1069.
• 15. Francis R., Taton D., Logan J. L., Masse P, Gnanou Y, Duran R. S.: Macromolecules 2003,36,8253.
• 16. Silverstein R. M., Bassler G. C. "'Spectroscopic Identification of Organic Compounds", John Wiley & Sons Inc., New York, 1967, p. 92.
• 17. Tomalia D. A., Baker H., Dewald J., Hall M., Kallos G., Martin S., Roeck J., Ryder J., Smith P: Polym. J. 1985,17,117.