Гуанідинвмісна поліетеруретансечовина

Гуанідинвмісна поліетеруретансечовина загальної формули: N H B NH NH N O O O R R' O , NH NH HCl , В=С6Н3СН3, CONHC6 H3 NHCO(CH 2 CH R'' CH3 O)n , n=17 I CONHC 6H3NHCO((CH 2)4 O)n , II MM=20000-25000. N B NH N O O NH O R O R' n NH HCl де R n=2 R' NH NH NH HCl В=С6Н3СН3 R'' CONHC 6H 3NHCO( CH2 CH CH3 n=17 O)n , I , n=16 II MM=20000-25000 яка є плівкотвірним інгібітором-біоцидом, і може бути використана для захисту промислових матеріалів від біопошкоджень в мікробіологічній промисловості [1] . Будова отриманої гуанідинвмісної поліетеруретансечовини підтверджується за допомогою ІЧ-спектрів, у яких були відсутні смуги поглинання ізоціанатних гр уп при 2270см =1 і з'являлася смуга поглинання сечовинної групи при 1680см =1. Для всіх полімерів характерна смуга поглинання ОН групи (3400см=1). Метою даної корисної моделі був синтез гуанідинвмісної поліетеруретансечовини, у якої подовжувачем ланцюга є гуанідинхлорид. Синтез здійснювали форполімерним способом. На першій стадії у розплаві реакцією різних олігоетерів MM 500-3000 із дворазовим мольним надлишком толуілендиізоціанату одержували ізо (11) R'' OH OH H O)n UA H CONHC6H 3NHCO((CH2)4 (19) Корисна модель стосується гуанідину, його солей, комплексів або продуктів приєднання, конкретно гуанідинвмісної поліетеруретансечовини загальної формули: 37763 (13) де NH R' n=16 n NH HCl , n=2, U H R'' OH OH R 3 37763 ціанатний форполімер (ІФП). На другій стадії ІФП обробляли еквімольною кількістю гуанідинхлориду. Синтез проводили за кімнатної температури та еквімольного співвідношення реагентів при поступовому додаванні розчину уретанового форполімеру (МДІ) до розчину олігомеру в диметилформаміді (ДМФА). Концентрація розчинів складала 20%. Розчинник підбирали таким чином, щоб у ньому розчинялися як вихідні реагенти, так і кінцевий полімер. Виділення отриманого полімеру здійснювали шляхом видалення розчинника при зниженому тиску. Їхнє очи щення проводили за допомогою переосадження полімеру з розчину ДМФА у воду. Для подальших досліджень із переосаджених полімерів формували плівки з їхніх розчинів у ДМФА шля хом відливання розчинів полімерів на тефлонову підложку з наступним видаленням розчинника за 70% до постійної маси плівок. Суть корисної моделі пояснюється наступними прикладами: Приклад 1. Отримання гуанідинвмісної поліетерсечовини R'' CONHC6H3NHCO(CH2 CH O)n CH3 , n=17 ММ=20000 (І) на основі поліоксіпропіленгліколю. Реакція проходить у дві стадії. На першій стадії одержували уретановий форполімер. До 10г (0,01М) олігооксипропіленгліколю MM 1000 додавали 3,46г (0,02М) толуілендиізоціанату. Реакцію проводили упродовж 1 години за 90°С. Контроль за завершеністю реакції здійснювали титрометричним методом за вмістом NCO-груп. На другій стадії до 13,46г (0,01М) уретанового форполімеру додавали 5,95г (0,01М) гуанідинхлориду. Реакцію проводили у 20% розчині диметилформаміду за кімнатної температури. Контроль за завершеністю реакції здійснювали методом ІЧспектроскопії (зникнення смуги поглинання ізоціанатних груп см -1 та появою смуги поглинання отриманої поліуретанової групи см -1). Дані елеме 4 нтного аналізу: визначений % азоту - 12,95, теоретично розрахований - 13,20, визначений % хлору 10,95, теоретично розрахований - 11,25. Приклад 2. Отримання гуанідинвмісної поліетерсечовини R' ' = CONHC6H 3NHCO((CH2 )4 - O)n , n=16 ММ=25000 (II) на основі олігооксітетраметиленгліколю. Реакція проходить у дві стадії. На першій стадії одержували уретановий форполімер. До 10г (0,01М) олігоокситетраметиленгліколю MM 1000 додавали 3,46г (0,02М) толуілендиізоціанату. Реакцію проводили протягом 1 години за 90°С. Контроль за завершеністю реакції здійснювали титрометричним методом за вмістом NCO-гpyп. На другій стадії отримували поліетеруретансечовину. До 13,46г (0,01М) уретанового форполімеру додавали 5,95г (0,01М) гуанідинхдориду. Реакцію проводили у 20% розчині диметилформаміду за кімнатної температури. Контроль за завершеністю реакції здійснювали методом ІЧ- спектроскопії (за зникненням смуги поглинання ізоціанатних груп см -1 та появою смуги поглинання отриманої поліуретанової групи см -1). Дані елементного аналізу: визначений % азоту - 12,95, теоретично розрахований - 13,20, визначений % хлору 10,95, теоретично розрахований - 11,25. Будову отриманої гуанідинвмісної поліетеруретансечовини І та II доводили за допомогою ІЧспектрів, у яких були відсутні смуги поглинання ізоціанатних груп при 2270см=1 і з'являлася смуга поглинання сечовинної групи при 1680см =1. Для всіх полімерів характерна смуга поглинання ОН групи (3400см=1). Отримана гуанідинвмісна поліетеруретансечовина розчинна в ДМФА, диметилсульфоксиді та не розчинні у спиртах, кетонних розчинниках, а також вуглеводнях. У конденсованому стані досліджувані полімери являють собою еластичні плівки. В Таблиці приведені значення температур склувань та фізико-механічні властивості гуанідинвмісних поліетеруретансечовин Таблиця 1 Гуанідинвмісна поліетеруретан-сечовина Tg1 ,°K Tg2 ,°K Приклад 1 MM 20000 Приклад 2 MM 25000 225 225 300 320 Як видно з даних Таблиці, синтезована поліетеруретансечовина характеризується наявністю двох температур склування і, відповідно, гетерофазною структурою з міцністю на відрив 4-6Мпа та подовженням 80-95%. Для дослідження бактерицидної активності синтезованої поліетеруретансечовини щодо грампозитивних та грамнегативних мікроорганізмів як тест-культури використовували колекційні штами бактерій, які на даний час підтримуються у науково-методичній лабораторії мікробіологічного профілю кафедри біології НаУКМА, зокрема: Міцність на від- Подовження, % рив s, МПа 4,2 80 6,4 95 Staphylococcus aureus CCM 209 і Escherichia coli BE. Бактерицидну активність новосинтезованих плівкотвірних сполук щодо Staphylococcus aureus CCM 209 і Escherichia coli BE визначали у м'ясопептоновому бульйоні (МПБ). У результаті вивчення біоцидних властивостей синтезованих гуанідинвмісних поліетеруретансечовин було з'ясовано, що сполуки за прикладами 1 та 2 характеризувалися біоцидними властивостями і володіли здатністю пригнічувати ріст мікроорганізмів, оскільки помутніння середовища у контрольних пробірках не спостерігалось упродовж 5 37763 всього часу експозиції (Таблиця 1). Разом із тим активність синтезованих плівкотвірних сполук спрямована переважно проти бактерій. На користь цього припущення свідчить той факт, що у деяких пробірках, які містили зразки поліуретансечовини було зареєстровано ріст міцеліальних грибів на 6 та 5 добу від початку культивування, відповідно. Детальне вивчення бактерицидної активності гуанідинвмісних плівкотвірних сполук із застосуванням грампозитивних та грамнегативних тесткультур дозволило встановити, що обидві гуанідинвмісні поліетеруретансечовини характеризуються вибірковою антибактеріальною дією - вони вияв 6 ляють здатність пригнічувати ріст грампозитивних бактерій, а саме Staphylococcus aureus CCM 209, і практично не впливають на ріст грамнегативних культур, наприклад, Escherichia coli BE (Таблиця 1). За результатами порівняльного аналізу було з'ясовано, що найвищою бактерицидністю характеризується сполука, наведена як приклад 1, оскільки у її присутності грампозитивні бактерії не росли взагалі, а інтенсивність росту Escherichia coli BE залишалась без змін упродовж всього часу експозиції (Таблиця 2). Таблиця 2 Бактерицидна активність сполук, отриманих за прикладами, щодо грамнегативних і грампозитивних мікроорганізмів Приклад Термін культивування, доба 1 1 2 2 Прототип 1 7 1 7 7 Контроль Ріст тест-культур у середовищі МПБ Staphylococcus aureus CCM 209 Escherichia coli BE 1× 104 повтори 1 2 3 1 2 3 + +++ +++ +++ +++ +++ +++ повтори 1× 107 1× 104 1× 107 повтори повтори повтори 1 2 3 1 2 3 1 2 3 + + + + + + + + + + + + + + + + + + +++ +++ +++ +++ +++ +++ +++ +++ +++ +++ +++ +++ +++ +++ Примітка: ’’-’’ - відсутність росту; ’’+’’ - наявність росту; ’’+++’’ - інтенсивний ріст тест-культур Отже, було встановлено, що антибактеріальна дія гуанідинвмісних поліетеруретансечовин залежить від будови вихідного олігоетеру. Зокрема, заміна природи вихідного олігоетеру в уретановому формполімері з олігооксипропіленгліколю на олігоокситетраметиленгліколь, призводить до послаблення бактерицидної активності щодо грампозитивних бактерій. Так, порівняно зі сполукою 1, яка на 100% інгібувала ріст грампозитивної тесткультури Staphylococcus aureus CCM 209 незалежно від застосованої концентрації клітин, присутність сполуки, отриманої за прикладом II, іноді не забезпечувала повного пригнічення росту даного мікроорганізму. Крім того, у випадку сполуки, наведеної як приклад II, реєстрували поступове збільшення кількості Escherichia coli упродовж процесу к ультивування (Таблиця 2). Таким чином, порівняльний аналіз гуанідинвмісної поліетеруретансечовини дозволив з'ясувати, що сполуки за прикладом І і II характеризують Комп’ютерна в ерстка М. Ломалова ся селективною бактерицидною активністю щодо грампозитивних бактерій. Також встановлено, що ступінь бактерицидності визначається природою вихідного олігоетеру в уретановому формполімері. Найвищу бактерицидну активність щодо грампозитивної тест-к ультури виявляла сполука, у якої для одержання вихідного уретанового формполімеру застосовували олігооксипропіленгліколь. Джерела інформації: 1. Демченко A.M., Назаренко К.Г., Макей А.П., Приходько С.В., Курмакова И.Н., Третяк А.П. Синтез, противокоррозионная и биоцидная активность производных триазолоазепина // Журн. приклад, химия. - 2004. - Т. 77, вып. 5. - С.794-797. 2. Демченко Н.Р., Курмакова І.М., Третяк О.П. Біоцидна та інгібуюча дія гідроброміду пара-(4'хлорбензил)піридину і його похідних на корозійнонебезпечні мікробні угруповання // Мікробіол. журн. - 2007. - Т. 69, №4. - С.26-32. Підписне Тираж 28 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601