Új poli(etilén-oxid) alapú elágazott szerkezetű polimerek
Title in English
New poly(ethylene oxide) based branched polymer structures
Keywords in Hungarian
poli(etilén-oxid), elágazott polimerek
Keywords in English
poly(ethylene oxide), branched polymers
Discipline
Macromolecular Chemistry and Material Sciences (organic chemistry) (Council of Physical Sciences)
100 %
Panel
Chemistry 2
Department or equivalent
Institute of Materials and Environmental Chemistry (Research Center of Natural Sciences)
Starting date
2006-02-01
Closing date
2009-01-31
Funding (in million HUF)
12.000
FTE (full time equivalent)
1.14
state
closed project
Summary in Hungarian
A poli(etilén-oxid) az egyik legérdekesebb tulajdonságú polimer, oldódik vízben és többféle szerves oldószerben, továbbá biokompatibilis anyag és a legismertebb szilárd elektrolit. Ennek a pályázatnak a keretében poli(etilén-oxid), pontosabban poli(etilén-glikol) alapú új, többkomponensű polimerek előállítására és vizsgálatára kerülhet sor. Ez magában foglalja egy olyan poli(etilén-oxid) alapú amfifil kotérháló előállítását, melynek segítségével szabályozott gyógyszerkibocsátás érhető el a kotérháló morfológiájának módosításával. A pályázat második része hasonlóan poli(etilén-oxid) alapú amfifil kotérhálókat érint, itt azonban az előállított polimerek ionvezetőképessége kap főszerepet. A vezetőképesség és a kotérháló-szerkezet kapcsolatának megértését követően új típusú lítium-ionvezető membrán előállítását tűzzük ki célul. A pályázat harmadik részében pedig új típusú poliizobutilén-poli(etilén-glikol) egymolekulás micellák szintézise kerül megvalósításra, amely egy új területe a polimer kutatásnak, és az eredmények feltehetően orvos- és anyagtudományi érdeklődésre tarthatnak számot.
Summary
Poly(ethylene oxide) is one of the most interesting polymers, it is soluble in water and in many organic solvents as wee, biocompatible and it is a solid electrolyte. In the framework of this proposal, fundamental scientific research is planned to be carried out in the field of the synthesis and characterization of poly(ethylene oxide)-based, or more precisely poly(ethylene glycol)-based new, multicomponent polymers. This includes the synthesis of poly(ethylene oxide)-based amphiphilic conetworks. The modification of the morphology of these new conetworks may lead to controlled drug release systems. The second part of this project aims at studying the ionic conductance of the synthesized new poly(ethylene oxide)-based amphiphilic conetworks. After understanding the relationship between the conductance and the structure of the conetworks the preparation of a new-type lithium ion conducting membrane is planned. In the course of the third part of this research the synthesis of a new type of polyisobutylene-poly(ethylene glycol) monomolecular micelle will be realized, which is a new field of polymer research, and the expected scientific results may be subject of interest in medical and material science.
Final report
Results in Hungarian
Új típusú, és egyúttal új tulajdonságokkal rendelkező, elágazott szerkezetű polimerek szintézisének és sajátságainak vizgálatával kapcsolatos sikeres kutatásokat végeztünk. Kidolgoztuk polietilénglikol-poliizobutilén (PEG-PIB) amfifil kotérhálók egy új, exakt telekelikus polimerek összekapcsolásán alapuló szintézisét. Felderítettük ezen kotérhálók szerkezete és alapvető tulajdonságai közötti összefüggéseket. A PEG-PIB kotérhálókkal végrehajtott gyógyszerleadási vizsgálataink teljesen új eredményekhez, a kotérháló szerkezeti felépítésétől függő gyógyszerleadás felismeréséhez vezettek.
Sikeresen megvalósítottuk egy új, AB2 típusú inimer szintézisét és karbokationos polimerizációját. Hiperelágazásos poli(kumil-klorid)ot (PCC) állítottunk elő, amely nagyszámú funkciós csoporttal rendelkezik. A PCC-ből egyreaktoros reakcióban izobutilén hozzáadásával kváziélő karbokationos polimerizációval csillag poliizobutilént (PIB) állítottunk elő, amely az eddigi példákkal ellentétben nagy karszámmal és funkcionalizálható végcsoportokkal is rendelkezik. Az ilyen típusú PIB-ek alkalmasak lehetnek mint reológiai szabályozók, vagy funckionalizálás után egymolekulás micellák, illetve egyéb nanoszerkezetű anyagok állíthatók elő belőle.
Az eddigiek során előzetes eredményeket közöltünk főleg konferenciákon. Az itt összefoglalt eredmények teljeskörű publikálására nemzetközi folyóiratokban a közeljövőben fog sor kerülni.
Results in English
The synthesis and characterization of new types of branched polymer structures have been successfully investigated by us. A new method has been developed for the preparation of poly(ethylene glycol)-polyisobutylene (PEG-PIB) amphiphilic conetworks. Structure-property relationships of these new materials were revealed. Drug release experiments with PEG-PIB conetworks led to unexpectedly new results on the release profile as a function of the conetwork structure.
The synthesis and carbocationic polymerization of a new AB2 inimer were successfully carried out. This led to hyperbranched poly(cumyl chloride) (PCC) with large number of functional groups per molecule. Star polyisobutylene (PIB) with large arm numbers and terminal functionalities was obtained in a one-pot reaction from PCC by quasiliving carbocationic polymerization. These PIBs might be applied as viscosity improvers or after subsequent functionalization as one-molecule micelles and several nanostructured materials can also be prepared therefrom.
Preliminary reports have been published mainly at conferences so far. Full publications of the new scientific results summarized in this report will take place in the near future.
G. Erdődi, B. Iván: Amphiphilic Conetworks by Coupling Telechelic Poly(ethylene oxide) and Three-arm Star Polyisobutylene, 1st European Chemistry Congress, 27-31 August 2006. Abstracts; Web No. P07, 2006
B. Iván, A. Domján, G. Erdődi, M. Haraszti, R. Thomann, J. Scherble, R. Mülhaupt: New Nanostructured Polymer Conetworks, 1st European Chemistry Congress, 27-31 August 2006. Abstracts, 2006
G. Erdődi, B. Iván: Synthesis and characterization of poly(ethylene oxide)-polyisobutylene amphiphilic conetworks and drug release therefrom, European Polymer Congress, Portoroz, 2-6 July, 2007
B. Iván, G. Erdődi, A. Domján, M. Haraszti, J. Scherble, R. Thomann, R. Mülhaupt: Synthesis of amphiphilic polymer conetworks with unprecedented nanophase morphologies and smart behavior, European Polymer Congress, Portoroz, 2-6 July, 2007
B. Iván, G. Erdődi, P. W. Groh, G. Kali, Gy. Kasza, A. Soltész, I. Szanka, M. Szesztay: New methods for new multifunctional hyperbranched polymers, 3rd International Symposium on ''Reactive Polymers in Inhomogeneous Systems, in Melts, and at Interfaces'', Dresden, 23-25 September, 2007
B. Iván, G. Erdődi, Á. Hellner, P. W. Groh, G. Kali, Gy. Kasza, I. Szanka, M. Szesztay, A. Soltész: New Ways for the Synthesis of Hyperbranched Polymers, Macromolecular Rapid Communication, 29, F16-18, 2008
B. Iván, G. Erdődi, G. Kali, Gy. Kasza, I. Szanka, M. Szesztay, A. Soltész: New Routes Towards Novel Branched Polymer Structures: Star Polymers and Multifunctional Hyperbranched Polymers, Polym. Prepr., 49(1), 66-67, 2008
B. Iván, A. Domján, G. Erdődi, Cs. Fodor, M. Haraszti, G. Kali, P. Mezey, Á.Szabó, S. L. Szabó, I. Szalai, R. Thomann, R. Mülhaupt: Smart Nanostructured Amphiphilic Polymer Conetworks, Polym. Mater. Sci. Eng., in press, 2009
