Cykliczne węglany w syntezie polimerów biodegradowalnych

• Autorzy: Plichta A. , Florjańczyk Z. , Rokicki G.

Warianty tytułu

EN

Cyclic carbonates in the synthesis of biodegradable polymers

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

We wstępnym przeglądzie literatury przedstawiono najważniejsze wyniki badań w dziedzinie biodegradacji poliwęglanów alifatycznych i kopolimerów otrzymywanych z cyklicznych węglanów (węglanu etylenu i węglanu trimetylenu) z monomerami heterocyklicznymi. Przedyskutowano najnowszy pogląd na mechanizm degradacji poli(węglanu etylenu) in vivo z udziałem anionorodnika nadtlenkowego inicjującego depolimeryzację łańcuchową prowadzącą do węglanu etylenu oraz dalej do CO2 i glikolu etylenowego [równanie (4)]. W części dotyczącej badań własnych omówiono wyniki badań homopolimeryzacji różnych monomerów heterocyklicznych [m.in. tlenku propylenu (POX), węglanu etylenu (EC), węglanu trimetylenu (TMC), L-laktydu (L-LA)] katalizowanych metyloalumoksanem (MAO). Polimery badano metodami 1H NMR, 13C NMR oraz MALDI TOF. Wykazano, że w obecności MAO powstają produkty o budowie zarówno liniowej, jak i cyklicznej. Tworzenie się makrocyklicznych oligomerów świadczy o obecności w strukturze MAO pewnej ilości centrów elektrofilowych prowadzących do reakcji typu back-bitting. L-Laktyd i racemiczny laktyd poddawano kopolimeryzacji z EC oraz terpolimeryzacji z EC i POX w obecności różnych katalizatorów (MAO, MAO modyfikowany ZnEt2) uzyskując kopolimer zawierający maksymalnie do 6,5 % jednostek wagowych. Kopolimer L-LA/EC z największą (6,5 %) zawartością merów węglanowych otrzymano w obecności MAO modyfikowanego za pomocą ZnEt2.

EN

In the literature review most important results of studies on biodegradability of aliphatic polycarbonates and copolymers of cyclic carbonates (ethylene carbonate or trimethylene carbonate) with heterocyclic monomers have been presented. A new idea about mechanism of poly(ethylene carbonate) degradation in vivo in the presence of peroxide anion-radical initiating the chain depolymerization leading to ethylene carbonate and further to CO2 and ethylene glycol [equation (4)] has been discussed. In the part concerning authors' research the results of homopolymerization of various heterocyclic monomers [among others propylene oxide (POX), ethylene carbonate (EC), trimethylene carbonate (TMC), L-lactide (L-LA)] catalyzed with methylaluminoxane (MAO) (Table 1) were presented. The polymers were investigated using 1H NMR (Fig. 1), 13C NMR (Fig. 2) and MALDI TOF (Figs. 3, 4) methods. It was demonstrated that in the presence of MAO the products showing the linear as well as cyclic structures were formed. Formation of macrocyclic oligomers shows the presence of some electrophilic centers in MAO structure, which lead to the reaction of back-bitting type. L-lactide and racemic lactide were copolymerized with EC or terpolymerized with EC and POX in the presence of various catalysts (MAO, MAO modified with ZnEt2, Et2AlOEt - Table 2). The products obtained contained up to 6.5 % of carbonate units maximally. L-LA/EC copolymer with the highest content (6.5 wt. %) of carbonate mers was obtained in the presence of MAO modified with ZnEt2.

Słowa kluczowe

PL

monomery heterocykliczne; polimeryzacja; metyloalumoksan; węglan etylenu; kopolimery laktydowo-węglanowe; zawartość merów węglanowych

EN

heterocyclic monomers; polymerization; methylaluminoxane; ethylene carbonate; lactide - carbonate copolymers; content of carbonate mers

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Chemii Przemysłowej
• Czasopismo: Polimery
• Rocznik: 2005
• Tom: T. 50, nr 7-8
• Strony: 537--545
• Opis fizyczny: Bibliogr. 41 poz.

Twórcy

autor

Plichta A.

• Politechnika Warszawska, Wydział Chemiczny, ul. Noakowskiego 3, 00-664 Warszawa

autor

Florjańczyk Z.

• Politechnika Warszawska, Wydział Chemiczny, ul. Noakowskiego 3, 00-664 Warszawa

autor

Rokicki G.

• Politechnika Warszawska, Wydział Chemiczny, ul. Noakowskiego 3, 00-664 Warszawa

Bibliografia

• 1. Carothers W. H., Van Natta F. J.: J. Am. Chem. Soc. 1930,52,314.
• 2. Carothers W. H., Dorough G. L., Van Natta F. J.: Am. Chem. Soc. 1932,54,761.
• 3. Kricheldorf H. R, Jenssen J., Kreiser-Sanders 1.: Macramol. Chem. 1991,192,2391.
• 4. Penco M., Donetti R, Mendichi R, Ferruti P.: Macrmol. Chem. Phys. 1998,199,1737.
• 5. Rokicki G.: Prago Palym. Sci. 2000,25,259.
• 6. Vogdanis L., Martens B., Uchtmann H., Henzel F., Heitz w.: Makromol. Chem. 1990,191,465.
• 7. Soga K, Hosoda S., Tazuke Y., Ikeda S.: J. Polym. Sci Part A: Palym. Chem. 1977,15,219.
• 8. Inoue S., Koinuma H., Tsuruta T.: Makromol. Chem. 1969,130,210.
• 9. Inoue S., Koinuma H., Yokoo Y., Tsuruta T.: Makrmol. Chem. 1971,143,97.
• 10. Rokicki A., Kuran w.: Makromol. Chem. 1979, 180 2153.
• 11. Duda A., Penczek S.: Polimery 2003, 48, 16.
• 12. Duda A.: Polimery 2004, 49, 469.
• 13. Nishida H., Tokiwa Y.: Chem. Lett. 1994,421.
• 14. Zhu K J., Hendren R W., Jensen K, Pit C G.: Macromalecules 1991,24,1736.
• 15. Albertsson A.-C, Eklund S.: J. Appl. Polym. Sci. 1995 57,87.
• 16. Hori Y., Gonda Y., Takahashi Y., Hagiwara T.: Macromolecules 1996,29,804.
• 17. Imada Y., Kajikawa Y., Taniguchi M., Masuda T.: Kobunshi Robunshu 1999,56,109.
• 18. Yasuda H., Aludin M.-S., Kitamura N., Tanabe M.I, Sirahama H.: Macromalecules 1999,32,6047.
• 19. Takanashi M., Nomura Y., Yoshida Y., Inoue S.: Makramol. Chem. 1982, 183,2085.
• 20. Kawaguchi T., Nakano M., [uni K, Inoue S., Yoshida Y.: Chem. Pharm. Bull. 1983,31,1400.
• 21. Zhou M., Takayanagi M., Yoshida Y., Ishii S., Noguchi H.: Polym. BulI. 1999,42,419.
• 22, Imai Y., Kojima K, Watanabe A, Masuhara E.: Jinko Zoki 1974, 3, 212.
• 23. Acemoglu M.: Int. J. Pharm. 2004,277, 133.
• 24. Acemoglu M., NimmerfalI F., Bantle S., StolI H.: J. Control. Release 1997, 49, 263.
• 25. StolI G. H., NimmerfalI F., Acemoglu M., Bodmer D., Bantle S., Muller L, Mahl A, Kolopp M., Tullberg K: f. Control. Release 2001, 76, 209.
• 26. Dadsetan M., Christenson E. M., Unger F., Ausborn M., Kissel T., Hiltner A, Anderson J. M.: J. Control. Release 2003,93,259.
• 27. Kuran w., Listoœ T.: Makromol. Chem. 1992,193,945.
• 28. Kuran w., Listoœ T.: Polimery 1993, 38, 366.
• 29. Kuran w., Listoœ T., Iwaniuk K, Rokicki G.: Polimery 1993,38,405.
• 30. Rokicki G., Nguyen X. T.: Macromol. Reports 1995, A32,265.
• 31. Pat. USA 424457 (1954).
• 32. Hoecker H., Keul H.: Macromol. Symp. 2000, 157, 71.
• 33. Ubaghs L., Novi c., Keul H., Hoecker H.: Macromol. Chem. Phys. 2004, 205, 888.
• 34. Ubaghs L., Waringo M., Keul H., Hoecker H.: Macromolecules 2004, 37, 6755.
• 35. Evans W. J., Katsumata H.: Macromolecules 1994,27, 4011.
• 36. Shirahama H., Kanetani A, Yasuda H.: Polymer J. 2000,32,280.
• 37. Agarwal S., Naumann N., Xie X. L.: Macromolecules 2002, 35, 7713.
• 38. Penczek S., Kubisa P., Matyjaszewski K: Adv. Polym. Sci. 1980, 37,
• 39. Montaudo G., Montaudo M. S., Puglisi c., Samperi F., Spassky N., LeBorgne A, Wisniewski M.: Macromolecules 1996,29,6461.
• 40. Duda A, Penczek S.: Macromolecules 1990, 23, 1636.
• 41. Duda A, Penczek S.: Macromolecules 1994,27,4867.