Введение к работе
Актуальность темы. Синтетические полиэлектролиты находят широкое применение в самых разных областях промышленности, техники, сельского хозяйства и медицины, используются в очистке питьевой и производственных вод и в дальнейшем их роль и значение, несомненно, будут возрастать. В связи с этим, исследования получения и изучения синтетических полиэлектролитов достаточно актуальны и интенсивно развиваются.
Особый интерес представляет синтез новых полимерных материалов с биоцидными свойствами. Известно, что соединения, содержащие в своем составе гуанидиновую группу, обладают широким спектром бактерицидного действия и нередко используются в качестве лечебных препаратов, бактерицидов и фунгицидов. Введение гуанидиновой группы в полимерные продукты должно придавать им значительную биоцидную активность, а также, благодаря наличию реакционноспособных аминогрупп, расширять возможности макромолекулярного дизайна, как на стадии мономеров, так и на стадии полимеров для создания новых низкомолекулярных и высокомолекулярных соединений.
Также, известно, что производные (мет)акриловых кислот, представляют перспективный ряд мономеров. Обладая широким набором практически полезных свойств, они находят применение в лакокрасочной, целлюлозно-бумажной, текстильной промышленности. Полученные на их основе полимеры и сополимеры могут сохранять потенциал активности, являясь удобными носителями, в том числе и биологически активных веществ.
Учитывая вышесказанное, мы полагаем, что синтез и исследование свойств новых гуанидинсодержащих виниловых полимеров открывает новые возможности для получения соединений с необходимым набором свойств для использования в различных областях (медицина, сельское хозяйство, химическая промышленность и др.)
Цель работы и основные задачи исследования. Цель данной работы заключалась в разработке методов синтеза новых гуанидинсодержащих мономеров винилового ряда, изучении их физико-химических свойств и получении на их основе новых (со)полимеров, обладающих биоцидными свойствами.
Научная новизна. В работе впервые:
- синтезированы метакрилоилгуанидин (МГ), метакрилоилгуанидингидрохлорид (МГГХ), метакрилоилгуанидинацетат (МГАц), метакрилоилгуанидинтрифторацетат (МГТФАц);
- совокупностью физико-химических методов анализа изучены структура и свойства синтезированных мономеров и полимеров. Разработаны методики, позволяющие получать указанные (со)полимеры с заданными параметрами (составом, строением, молекулярной массой);
- изучены основные кинетические закономерности и особенности радикальной полимеризации синтезированных мономеров в водных и органических растворах;
- показана принципиальная возможность участия впервые синтезированных мономеров в реакциях радикальной сополимеризации с диаллилдиметиламмонийхлоридом (ДАДМАХ). Изучена кинетика процесса сополимеризации;
- оценены биоцидные и токсикологические свойства полученных мономеров и полимеров.
Практическая ценность работы. В результате совместных исследований, проведенных лабораторией химии полиэлектролитов и медико-биологических полимеров Института нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева РАН и бактериологической лабораторией Государственного санитарно-эпидемиологического надзора КБР установлено, что синтезированные (со)полимеры обладают значительной биоцидной активностью по отношению к грамположительным и грамотрицательным микроорганизмам и могут быть использованы: в медицине как бактерицидные препараты, для обеззараживания различных поверхностей, в сельском хозяйстве для предпосевной обработки семян и борьбы с грибковыми заболеваниями растений, для очистки и обеззараживания воды методом флокуляции.
Личный вклад автора состоит в выборе направления работы, личном проведении большей части экспериментальных работ, обработке и интерпретации полученных результатов.
Автор выражает глубокую признательность заведующему лабораторией химии полиэлектролитов и медико-биологических полимеров ИНХС им. А.В. Топчиева РАН к.х.н. Н.А. Сивову и ведущим научным сотрудникам ИНХС им. А.В. Топчиева РАН к.х.н. А.И. Мартыненко и к.х.н. Н.И. Поповой за участие в совместных исследованиях и в обсуждении полученных результатов.
Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на II, III, VI Всероссийских научно-практических конференциях «Новые полимерные композиционные материалы» (Нальчик, 2005, 2007, 2010), научной конференции ИНХС им. А.В. Топчиева РАН (Москва, 2009), V Всероссийской Каргинской конференции «Полимеры — 2010» (Москва, 2010).
Публикация результатов. По теме диссертации опубликовано 22 работы, в том числе 18 статей 3 из которых в рецензируемых журналах РФ, 4 в зарубежных изданиях, 11 статей и 4 тезиса в материалах российских и международных конференций.
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, обзора литературы, экспериментальной части, обсуждения результатов, выводов и списка цитируемой литературы. Работа изложена на 105 страницах машинописного текста, включает 12 таблиц, 24 рисунка, 10 схем. Библиография включает 135 наименований.
