Особенности синтеза привитых сополимеров коллагена с синтетическими полимерами

Получение привитых сополимеров с синтетическими полимерами проводится радикальной полимеризацией, используя при это либо радикальные инициаторы, такие как ДАК [22], пероксид бензоила [23], персульфат аммония [24,25], реактив Фентона [26], либо металлоорганические соединения, в частности, триалкилбораны [27]. Также процесс сополимеризации можно проводить, используя фотокатализаторы, в частности, сложный оксид RbTe_1,5W_0,5O₆ [1]. Получаемые графт-сополимеры в большинстве случаев, являются биосовместимыми материалами. При этом свойства коллагена заметно изменяются, возможности его использования значительно расширяются.

 В представленной работе [1] проводилась прививка ПММА на рыбный коллаген с использованием фотокатализатора сложного оксида RbTe_1,5W_0,5O₆ при облучении видимым светом (λ = 400—700 нм). В данных условиях проходит реакция радикального замещения гидроксильным радикалом, образующийся при облучении представленного оксида, атома водорода от макромолекул коллагена. Такое взаимодействие может протекать с гидроксильной группой аминокислотного остатка по схеме (5) (на примере гидроксипролина) или с атомом углеводородной части молекулы аминоксилотного остатка по схеме (6) (на примере аланина), при котором происходит образование углерод- или кислородцентрированного радикала, являющимися более стабильными радикалами, чем гидроксильный радикал, НО•.

             

(5)         

        

 

              (6)

 

 

Структурные элементы коллагена представляют собой аминокислотные остатки с углеводородными фрагментами и с гидроксильной группой (гдроксипролин (~15%), серин (~4%), гидроскилизин (~1%)). При взаимодействии, протекающих по схемам (5) и (6), на поверхности белка образуются радикалы, за счет которых происходит прививка полиметилметакрилата на поверхность коллагена.

    В ходе проведения сополимеризации коллагена с ПММА, на оксиде RbTe_1,5W_0,5O₆ шли параллельные превращения метиламетакрилата, а именно, его полимеризация путем прививки на поверхности фотокатализатора. Кроме того, в реакционной смеси обнаружен полимер, мономерным звеном которого является продукт окислительной димеризации ММА на поверхности оксида RbTe_1.5W_0.5O₆ (схема 7).  

(7)

 

Экспериментальная часть

Подготовка реагентов

В работе использовали:

· Дистиллированную воду;

· очищенные промышленные растворители: толуол, хлороформ, тетрагидрофуран (ТГФ) и др.;

· метилметакрилат (ММА), предварительно очищенный от стабилизатора вакуумной перегонкой;

· готовый твердый фотокатализатор RbTe_1,5W_0,5O₆;

· стабилизаторы эмульсии – эдискан, сульфанор;

· Раствор перекиси водорода 10%, приготовленный из 30%-ного раствора пероксида водорода и дистиллированной воды в соотношении 1:2;

· Раствор сульфида железа (II) с концентрацией 11 мг/л, приготовленный из порошка семигидратного сульфида железа и дистиллированной воды.

2.2. Синтез полиметилметакрилата с использованием фотокатализатора RbTe_1,5W_0,5O₆

Эмульсию приготовили путем смешивания порошка RbTe_1,5W_0,5O₆ и жидких компонентов: воды и ММА в соотношении 2:1 с добавлением стабилизаторов эмульсии (эдискан, сульфанор), обрабатывая ультразвуком в течении 5 минут с использованием диспергатора УЗДН-А650. Перед проведением реакции в эмульсию барботировали аргон в течение 15 минут при перемешивании. Реакцию проводили в токе аргона, облучение осуществлялось с помощью светодиодной лампы видимого излучения (LED, 30 Вт). Синтез длился 5 часов. После окончания реакции для отделения катализатора эмульсию центрифугировали в течение 30 минут, затем органическую фракцию эмульсии экстрагировали толуолом, водную часть сушили в вакууме, порошок катализатора промывали в ТГФ, потом в экстракторе Сокслета хлороформом, а далее в воде в ультразвуковом диспергаторе. После обработки органическими растворителями и водой экстракты отделяли, выделенный катализатор сушили в вакууме. Твердый полимер выделяли из раствора осадителями и сушили.