Полімери, що містять 6-метилурацил і його похідні

Гатіятулліна Г.В., Кривоногов В.П., прочухалася Ю.А., Батталья Е.М.

Досліджено вплив 6-метилурацилу і деяких його похідних на радикальну полімеризацію метилметакрилату. Синтезовано епоксіакріловий олігомер на основі епоксідсодержащіх урацілов і його полімер.

Експериментальна частина

Метилметакрилат (ММА), акрилової кислоти (АК) очищали від стабілізатора і переганяли. Для полімеризації використовували фракції з температурою кипіння 42,0 о С при 100 мм. рт. ст. (ММА) і 141о С при 760 мм. рт. ст. (АК). Дінітріл азо-діізомасляной кислоти (ДАК) багаторазово перекрісталлізовивалі з метанолу, сушили у вакуумі при кімнатній температурі до постійної ваги. Т плавл. 103о С, з розкладом. Фотоініціатор полімеризації - бензофенон (БФ) - очищали за загальноприйнятою методикою. Автори дуже вдячні лабораторії нуклеозидів ІОХ УНЦ РАН за надані зразки 6-метилурацилу і його похідних. Структурні формули використаних у роботі сполук 6-метилурацилу наведено нижче:

де I - 6-метил-1-аллілураціл, II - 6-метил-1 ,3-діаллілураціл, III -- 6-метил-1 ,3-Діалла-5-оксіаллілураціл,

IV - 6-метил-1-2 ,4-ацетіленбутан, V та VI - епоксідірованние похідні 6-метилурацилу.

Результати та їх обговорення

Відомо [1, 2], що 6-метилурацил і його похідні є фізіологічно активними ліками і широко застосовуються в лікувальній практиці. Проте до цих пір не синтезовані полімерні форми даного ліки, які призвели б до розширення або до більш ефективного використання їх в медицині. Метою дійсного повідомлення є дослідження (з) полімеризації ММА у присутності 6-метилурацилу та його похідних, а також у синтезі оксіметілурацілепоксіакрілатного олігомеру і його полімеру.

Рис. 1. Кінетика полімеризації ММА у присутності з'єднання II. 2 - 0.62%, 3 - 1.25 %, 4 -2.50%, 1 - без добавки. Ініціатор - ДАК 0.05% мас, Т = 50о С.

Рис. 2. Кінетика полімеризації ММА у присутності з'єднання III. 1 - 0.25%, 2 -- 0.12%, 3 - 0.06% мас. Ініціатор - ДАК 0.05% мас., Т = 50о С.

Погана розчинність 6-метилурацилу і його похідних в вінілових мономеру (метилметакрилат, стирол, акрилова кислота) обмежує використання їх у як добавка в радикальній блочної (з) полімеризації. У цьому ряду виняток становлять 1,3-Діалла-6-метилурацил і 1,3-Діалла-5-оксіалліл-6-метилурацил, які обмежено розчинні у метилметакрилату. Обидва з'єднання роблять інгібуючу вплив (kz/kp = 0,11) на полімеризацію ММА, ініційованої ДАК (рис. 1). Енергія активації полімеризації ММА у присутності 1,3-Діалла-6-метилурацилу складає 14,3 ккал/моль. З рис. 1 видно, що 1,3-Діалла-6-метилурацил, як і всі аллільние з'єднання радикальної полімеризації [3], є інгібітором полімеризації ММА. Причому чим більше концентрація 1,3-Діалла-6-метилурацилу, тим більше ефект інгібування. Однак входження в полімерну ланцюг поліметилметакрилату (ПММА) ланок даного з'єднання не спостерігається (функціональний і ЯМР С13 аналізи). Інша картина (рис. 2) - при полімеризації ММА у присутності 1,3-Діалла-5-оксіалліл-6-метилурацилу, де за отриманими даними (функціональний, ЯМР С13 і ІК аналізи) спостерігається входження в основну ланцюг поліметилметакрилату даного з'єднання, мабуть, за схемою:

Підтвердженням цієї схеми є значення функціонального аналізу складу багаторазово переосажденного полімеру ПММА з 1,3-Діалла-5-оксіалліл-6-метилурацилом (табл. 1)

.

Однак більш детального дослідження процесу кополімеризації (встановлення, наприклад, констант кополімеризації) внаслідок низької розчинності цієї сполуки в ММА (<2,5% мас.) Провести не вдається. З інших напрямків синтезу полімерів 6-метилурацилу перспективним, мабуть, є синтез епоксіакрілатов епоксідірованних похідних 6-метилурацилу (з'єднання V та VI) шляхом етерифікації останніх (мет) акрилової кислотою. Так, синтезовані цим способом олігомери представляють собою в'язкі маси від жовтого до темно-жовтого кольору наступних структур:

З'єднання 5 + АК і підключення 6 + АК - олігомери. Їх елементний склад наведено в табл. 2.

Рис. 3. Кінетика набухання полімерів сполук V (1) і VI (2) в Тхе при 50о С.

В ближній ІЧ спектрах синтезованих олігомерів виявляються зникнення смуги епоксидної структури і поява смуг, характерних для вінілової зв'язку. Будова цих олігомерів характеризують також спектри ЯМР С13. Судячи за значеннями даної таблиці, отримані олігомери похідних 6-метилурацилу містять у своєму складі в основному діакрілати. У результаті полімеризації даних олігомерів у присутності як фотоініціатора (бензофенон, 5% мас.), так і термічних ініціаторів (ДАК 0,1% мас., 50о С) отримані тривимірні полімери, які нерозчинні у відомих розчинниках. Кінетика набухання цих полімерів у тріхлоретілене наведена на рис. 3. Видно, що полімер на основі з'єднання VI володіє більшим ступенем зшивання, ніж V. Ймовірно, це пов'язано з участю гідроксильних груп діакрілата на основі поєднання урацилу VI. Таким чином, вивчено поведінку 6-метилурацилу та його похідних в радикальній блочної полімеризації метилметакрилату. Показано, що вони погано розчинні у вихідному мономерів та є сильними інгібіторами як термо-, так і фотополімеризації. Діакрілат на основі епоксідірованного 6-метилурацилу при полімеризації утворює зшитий нерозчинний полімер, до складу якого входить фізіологічно активний 6-метилурацил.

Список літератури

1. Каміль Ф.Х., Лазарева Д.Н., плече В.В. Піримідину і їх застосування в медицині. Уфа, 1992.

2. Машковский М.Д. Лікарські засоби. М: Медицина, 1985. Т. 2. С. 576.

3. Володіна В.І., Тарасов А.І., Спаський С.С. Полімеризація аллілових з'єднань //Успехи химии. Т. ХХХIХ. Вип. 2. С. 276-303.

Для підготовки даної роботи були використані матеріали з сайту http://www.bashedu.ru