Діаміновмісні поліуретансечовини з фрагментами кополімеру n-вінілпіролідону з вініловим спиртом та 4,4′-діамінодифенілметану як гідрофільні плівкотвірні матеріали медичного призначення

Реферат: Діаміновмісні поліуретансечовини з фрагментами кополімеру N-вінілпіролідону з вініловим спиртом та 4,4'-діамінодифенілметану. Як гідрофільні плівкотвірні матеріали медичного призначення. UA 118477 U (12) UA 118477 U UA 118477 U Корисна модель належить до полімерних продуктів ізоціанатів, зокрема до діаміновмісних поліуретансечовин з фрагментами кополімеру N-вінілпіролідону з вініловим спиртом та 4,4'діамінодифенілметану загальної формули: , 5 10 15 20 25 30 35 де R: ; R, : ; n=17; x=219; b=105; a=266, як гідрофільні плівкотвірні матеріали медичного призначення. Відомі [1] діаміновмісні поліуретансечовини (ПУС) з фолієвою кислотою як протиопікові покриття в медицині. Діаміновмісні поліуретансечовини синтезовані на основі 2,4-; 2,6толуїлендіізоціанату, поліоксипропіленгліколю, діаміну 4,4'-діамінодифенілметану (ДАДФ) як подовжувача макроланцюга та лікарської речовини фолієвої кислоти за різного мольного співвідношення ДАДФ до фолієвої кислоти. Зазначені діаміновмісні поліуретансечовини мають фізико-механічні властивості, які знаходяться у діапазоні 1,3-5,5 МПа, проте не забезпечують достатню гідрофільність через відсутність у їх структурі гідрофільної складової. Відомі [2] поліуретансечовини з фрагментами кополімеру N-вінілпіролідону з вініловим спиртом (ВП-ВС) наповнені лікарською речовиною декаметоксином як плівкові матеріали для лікування ран та опіків. ПУС синтезовані на основі 2,4-; 2,6-толуїлендіізоціанату, поліоксипропіленгліколю, 1,6-гексаметилендіаміну як подовжувача макроланцюга та кополімеру N-вінілпіролідону з вініловим спиртом як гідрофільної складової за мольного співвідношення 1,6-гексаметилендіаміну до кополімеру ВП-ВС 1:1. Зазначені ПУС є гідрофільними за рахунок наявності їх структурі кополімеру ВП-ВС, проте мають низькі значення фізико-механічних властивостей, які знаходяться в діапазоні 0,65-1,2 МПа. Найбільш близькими за хімічною будовою до сполук, які заявляються є блоккополіуретани (БПУ) з фрагментами кополімеру ВП-ВС у структурі як гідрофільними блоками [3] для використання як носіїв лікарських речовин, що здатні пролонговано вивільняти лікарську речовину. БПУ синтезовані на основі 2,4-; 2,6-толуїлендіізоціанату, поліоксипропіленгліколю та кополімеру N-вінілпіролідону з вініловим спиртом за різного мольного співвідношення діізоціанатного форполімеру та кополімеру ВП-ВС. Зазначені БПУ мають достатні значення водопоглинання (8,7-19,3 %), проте низькі значення міцності при розриві (0,16-1,03 МПа). Задачею корисної моделі є створення гідрофільних плівкотвірних матеріалів, структура яких містить фрагменти кополімеру N-вінілпіролідону з вініловим спиртом та 4,4'діамінодифенілметану з підвищеною міцністю при розриві та достатньою гідрофільністю, як гідрофільної полімерної основи для створення плівкотвірних матеріалів медичного призначення. Поставлена задача вирішується синтезом діаміновмісних поліуретансечовин з фрагментами кополімеру N-вінілпіролідону з вініловим спиртом та 4,4'-діамінодифенілметану загальної формули: 1 UA 118477 U , 5 10 15 де R: ; R, : ; n=17; x=219; b=105; a=266, як гідрофільні плівкотвірні матеріали медичного призначення, які містять у структурі кополімер N-вінілпіролідону з вініловим спиртом як гідрофільну складову, що сприяє підвищеній гідрофільності завдяки наявності у його складі двох типів гідрофільних груп (-ОН і N-C=O) та додатково 4,4'-діамінодифенілметан як подовжувач макроланцюга для отримання матеріалів з підвищеною міцністю при розриві. Запропоновані діаміновмісні поліуретансечовини отримували у три стадії. На першій стадії синтезували діізоціанатний форполімер (ДФП) на основі поліоксипропіленгліколю (ПОПГ-1000) та 2,4-; 2,6-толуїлендіізоціанату (ТДІ, суміш ізомерів 2,4- та 2,6- за співвідношення 80/20 % мас.) за мольного співвідношення компонентів 1:2. На другій стадії проводили реакцію поліприєднання між синтезованим ДФП і ДАДФ у середовищі Ν,Ν'-диметилацетаміду (ДМАА) до досягнення 70 (ПУС-1), 60 (ПУС-2), 50 (ПУС-3) та 40 (ПУС-4) % конверсії вільних NCO-груп. На третій стадії проводили реакцію поліприєднання між синтезованим полімером та кополімером ВГІ-ВС до досягнення повної конверсії вільних NCO-груп. Реакція синтезу діаміновмісних поліуретансечовин з фрагментами кополімеру ВП-ВС та 4,4'-діамінодифенілметану відображена схемою: 2 UA 118477 U , 5 10 15 де R: ; R, : ; n=17; x=219; b=105; a=266. Суть корисної моделі пояснюється прикладами. Приклад 1 У тригорлий реактор, забезпечений механічною мішалкою та системою для подачі аргону, поміщали 78,97 мас. % ДФП у ДМАА, синтезованого на основі ПОПГ та ТДІ. При постійному перемішуванні прибавляли 9,27 мас. % 4,4'-діамінодифенілметану попередньо розчиненого в ДМАА. Реакцію проводили при постійному перемішуванні за температури 20 °C до досягнення 70 % конверсії вільних NCO-груп. Потім до отриманої реакційної суміші прибавляли 11,76 мас. % кополімеру ВП-ВС попередньо розчиненого в ДМАА до досягнення повної конверсії вільних NCO-груп. Після закінчення реакції розчин поліуретансечовин дегазували вакуумуванням. Потім розчин поліуретансечовини в ДМАА виливали на тефлонові підкладинки з наступним видаленням розчинника шляхом сушіння у сушильній шафі за температури (70±5) °С до сталої ваги одержаної плівки. Приклад 2-4. Синтез здійснювали аналогічно прикладу 1. Співвідношення компонентів наведені в таблиці 1. 3 UA 118477 U Таблиця 1 Приклад 1 2 3 4 5 10 15 20 25 Зразок ПУС-1 ПУС-2 ПУС-3 ПУС-4 Співвідношення компонентів, мас. % ДФП:ДАДФ:ВП-ВС = 78,97:9,27:11,76 ДФП:ДАДФ:ВП-ВС = 77,03:7,68:15,29 ДФП:ДАДФ:ВП-ВС = 75,01:6,37:18,62 ДФП:ДАДФ:ВП-ВС = 73,23:4,96:21,81 Підтвердження складу та структури отриманих діаміновмісних поліуретансечовин з фрагментами кополімеру ВП-ВС проводили методом 14-спектроскопії, користуючись спектрометром "Bruker" з Фур'є перетворенням "Tensor-37". ІЧ-спектри полімерних плівок знімали методом порушеного повного внутрішнього відбиття (ППВВ) в діапазоні частот 600-1 4000 см . Міцність при розриві (σ, МПа) визначали за допомогою розривної машини 2166 Р5 зі швидкістю руху захватів 50±5 мм/хв згідно з вимогами ГОСТ 25.601 [4]. Гідрофільність досліджували визначенням водопоглинання зразків у дистильованій воді протягом 24 годин за температури (23±2) °С згідно з вимогами ГОСТ 4650 [5]. На ІЧ-спектрах синтезованих ПУС (креслення) в частотному інтервалі валентних коливань -1 -1 NCO-груп 3000-3700 см спостерігаються відсутність смуги поглинання vOH 3432 см кополімеру ВП-ВС, що свідчить про взаємодію ОН-груп кополімеру з NCO-групами ДФП з появою смуг -1 -1 поглинання vNH-зв'яз. - 3295 см і VNH-вільн. з приблизним максимумом 3521 см . В діапазоні -1 спектрів 1500-1800 см синтезованих ПУС наявна смуга поглинання vC=O вінілпіролідонового -1 кільця 1660 см . Із збільшенням вмісту кополімеру ВП-ВС на ІЧ-спектрах ПУС (креслення) спостерігаються такі зміни: перерозподіл інтенсивностей смуг поглинання вільних та зв'язаних NH-груп (слабке -1 зниження інтенсивності смуги поглинання vNH-зв'яз. - 3295 см та збільшення інтенсивності смуги -1 -1 поглинання VNH-вільн. - 3521 см ); збільшення інтенсивності смуги поглинання vC=O 1725 см СООгруп, що пов'язано з підсумуванням двох смуг поглинання vC=O (vC=O кополімеру та vC=O полімерної матриці); збільшення інтенсивності смуги поглинання vC=O вінілпіролідонового кільця -1 -1 1660 см ; зміщення смуги поглинання vC=O 1732 см кополімеру ВП-ВС у бік менших частот -1 (1725 см ), що свідчить про появу більш зв'язаних водневими зв'язками С=О-груп. Результати досліджень представлені у таблиці 2. Таблиця 2 Приклад Згідно з корисною моделлю Згідно з прототипом 30 35 40 45 Зразки ПУС-1 ПУС-2 ПУС-3 ПУС-4 БПУ-1-БПУ-5 σ, МПа 4,3 3,8 3,2 2,3 0,16-1,03 Водопоглинання, % 19,4 29,7 48,3 64,9 8,7-19,3 Таким чином, згідно з даними таблиці 2, введення до структури ПУС діаміну 4,4'діамінодифенілметану як подовжувана макроланцюга спричиняє покращення їхніх властивостей. Значення міцності при розриві та водопоглинання діаміновмісних поліуретансечовин з фрагментами кополімеру ВП-ВС та 4,4'-діамінодифенілметану перевищують відповідні значення відомих матеріалів і можуть бути запропоновані для використання як матеріал медичного призначення. Запропоноване використання діаміновмісних поліуретансечовин з фрагментами кополімеру ВП-ВС та 4,4'-діамінодифенілметану для виготовлення плівкових матеріалів з бактерицидними властивостями для лікування ран та опіків. Джерела інформації: 1. Пат. 55891 Україна, МПК-2011.01 C08G 71/00; C07D 475/00; A61L 31/00. Діаміновмісні поліуретансечовини з фолієвою кислотою як полімерні плівкотвірні біологічно-активні матеріали медичного призначення /Галатенко Н.А., Рожнова Р.А., Андрюшина О.С. (Україна); заявник та патентовласник ІХВС НАН України. - № u201008173; заявл. 30.06.10; опубл. 27.12.10, Бюл. № 24. - 8 с.: іл. 2. Карпенко О.С., Кісельова Т.О., Галатенко Н.А. Створення нових поліуретансечовин з декаметоксином, що містять фрагменти кополімеру N-вінілпіролідону з вініловим спиртом //Доповіді НАН України. - 2014. - № 9. - С. 92-96. 4 UA 118477 U 5 10 3. Галатенко Н.А., Рожнова Р.А. Биологически активные полимерные материалы для медицины. - К.: Наукова думка, 2013. - 210 с. - прототип. 4. ГОСТ 25.601-80. Методы механических испытаний композиционных материалов с полимерной матрицей (композитов). Метод испытания плоских образцов на растяжение при нормальной, повышенной и пониженной температурах - Введ.1981-07-01. - М.: Изд-во стандартов, 1980. - 14 с.: ил. 5. ГОСТ 4650-80. Пластмассы. Методы определения водопоглощения. Введ. 1980-12-18. М.: Изд-во стандартов, 1981. - 6 с. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Діаміновмісні поліуретансечовини з фрагментами кополімеру N-вінілпіролідону з вініловим спиртом та 4,4'-діамінодифенілметану загальної формули: , 15 де R: ; R1 : ; n=17; x=219; b=105; a=266. як гідрофільні плівкотвірні матеріали медичного призначення. 5 UA 118477 U Комп’ютерна верстка Л. Литвиненко Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 6