Synthesis and Characterization of Amphiphilic polymers and Block Copolymers  Page description

Help  Print 
Back »
 

Details of project

  
Identifier
62213
Type K
Principal investigator Kéki, Sándor
Title in Hungarian Amfifilikus polimerek és blokk-kopolimerek szintézise és karakterizálása
Title in English Synthesis and Characterization of Amphiphilic polymers and Block Copolymers
Keywords in Hungarian PIB blokk kopolimerek, funkcionalizált polimerek, mikrofázis szeparáció, DLS, MALDI-TOF MS, ESI MS, NMR
Keywords in English PIB block copolymers, functionalized polymers, microphase separation, DLS, MALDI-TOF MS, ESI MS, NMR
Discipline
Macromolecular Chemistry and Material Sciences (organic chemistry) (Council of Physical Sciences)90 %
Material Science and Technology (engineering and metallurgy) (Council of Physical Sciences)10 %
Panel Chemistry 2
Department or equivalent Department of Applied Chemistry (University of Debrecen)
Participants Borda, Jenő
Deák, György
Kuki, Ákos
Nagy, Lajos
Nagy, Miklós
Török, János
Zsuga, Miklós
Starting date 2006-02-01
Closing date 2010-01-31
Funding (in million HUF) 14.000
FTE (full time equivalent) 8.23
state closed project
Summary in Hungarian
Jelen kutatás egyik célja, poliizobutilén(PIB)-poli(vinil-alkohol) (PIB-PVA) amfifilikus blokk kopolimerek előállítása, micellaképződési hajlamuk vizsgálata vizes oldatban és modell vegyületek felhasználásával a micellákba/vezikulába bevitt apoláris modell hatóanyag kioldódásának tanulmányozása. Jelen kutatás keretében különböző molekulatömegű poliizobutilén-poli(vinil-alkohol) és PIB/PVA arányú lineáris blokk kopolimereket állítunk elő. A PIB-PVA blokk kopolimereket előállítását élő kationos polimerizációval valósítjuk meg. A PIB-PVA amfifilikus blokk kopolimerek vizes oldatait dinamikus (DLS) és sztatikus fényszórásfotometria felhasználásával (SLS) tanulmányozzuk, meghatározzuk a cmc értéket, a képződött micellák aggregációs számát, hidrodinamikai átmérőjét. Az eredményeket összevetjük a modern DOSY NMR mérésekből kapott értékekkel is. Részletesen vizsgáljuk a PIB-PVA blokk-kopolimerek vizes oldatának micellajellemzőit a blokk-kopolimerek összetételének és molekulatömegének függvényében.
A kutatás keretében különböző hidrofil végcsoportokkal funkcionalizált poliizobutiléneket állítását is tervezzük. A kívánt funkcionalizálásnak megfelelő végcsoportú PIB származék kiválasztásával, illetve átalakításával megvalósítható a PIB amino-glükóz, glicin, nukleinsavak (pl. guanin), ciklodextrinnel és EDTA-val való funcionalizálása is. Részletesen vizsgáljuk az előállított funkcionalizált-PIB származékok micellaképződét vizes oldatban sztatikus és dinamikus fényszórás mérések segítségével. A kutatás keretében mind a mono-, mind a di-funkcionalizált PIB származékok előállítását is tervezzük.
Summary
One aim of this research is to synthesize polyisobutylene-poly(vinyl-alcohol) (PIB-PVA) amphiphilic block-copolymers and to examine their micelle formation in aqueous solution and to study the release kinetics of the apolar model solubilizate encapsulated into micelles/vesicles with the application of model compounds. In the framework of this study polyisobutylene-poly(vinyl-alcohol) linear block copolymers of different molecular weight and composition will be synthesized by living carbocationic polymerization. Aqueous solutions of these amphiphilic PIB-PVA block copolymers will be studied by static and dynamic light scattering photometry (SLS and DLS), the CMC value, the aggregation number and the hydrodynamic diameter of the micelles formed will be determined. The results will be compared to the data obtained from DOSY NMR experiments as well. An investigation of the micellar properties of PIB-PVA block copolymers in aqueous solutions in the function of the composition and molecular weight of block copolymer will be carried out.
We also plan to synthesize functionalized polyisobutylenes with various hydrophilic endgroups. The functionalization of PIB with glucosamine, glycine, nucleic acids (for instance guanine), cyclodextrin and EDTA can be performed with selecting and transforming PIB derivative through the endgroups appropriate to the desired functionalization. A detailed study of the micelle formation of these functionalized PIB derivatives in aqueous solution will be done by the application of static and dynamic light scattering photometry. In this project we plan to synthesize both mono- and difunctionalized PIB derivatives as well.




 

Final report

  
Results in Hungarian
Új amfifilikus ciklodextrin végcsoportokat tartalmazó makromolekulát állítottunk elő. Bizonyítottuk a molekula önszerveződő képességét és vizsgáltuk a kialakuló aggregátumok szerkezetét. Változó hosszúságú hidrofil láncokat tartalmazó amfifilikus poliizobutilén-b-poli(vinil-alkohol) kopolimereket is szintetizáltunk. Dialízis módszert dolgoztunk ki és bizonyítottuk, hogy a hidrofób micella mag alkalmas vízben rosszul oldódó indometacin oldhatóságának javítására. Alkohol-etoxilát alapú az iparban elterjedten használt nemionos felületaktív anyagok vizes oldatában lineáris összefüggést találtunk az ln (cmc) és az etilén-oxid (EO) csoportok átlagos száma között. Értelmeztük a cmc és a HLB között észlelt összefüggést. A bisz(α,β-D-glükopiranozil) poliizobutilén oldatában képződött aggregátumokat NOESY és DOSY módszerekkel vizsgáltuk, mely vizsgálatok alapján javaslatot tettünk a kialakuló micellák szerkezetére és molekulatömegére vonatkozóan. Megvalósítottuk az 1,6-ditio-mannitol oxidatív polikondenzációját vankomicin aglikon jelenlétében. Bizonyítottuk a vankomicin aglikon templát hatását. A guanozinnak olyan telekelikus származékát állítottuk elő polietilénglikolból, amely nem vizes közegben kálium-ionok által stabilizálva dinamikus szupramolekuláris polimerrendszer kialakítására képes.
Results in English
The synthesis and detailed study of a new amphiphilic molecule, cyclodextrine endfuncionalized polyethylene oxide have been accomplished. The conjugate showed self-assembly behaviour in water and the structure of the aggregates was also determined. The synthesis of amphiphilic polyisobutylene-b-polyviny alcohol copolymers of varying hydrophilic segment legth was carried out. A dialysis method was worked out and the self-assembly behavior was investigated in aqueous media by light scattering methods. The hydrophobic cavity of the aggregates prooved to be suitable as drug carrying compartments for increasing the solubility of indomethacin in water. The self-assembly of polydisperse industrial-type ethoxylate based nonionic surfactants was studied. A linear correlation was found between ln(cmc) and the average number of EO units. The dependence of cmc upon HLB value was explained. Bis(α,β-glucopyranosyl) polyisobutylene was investigated by NOESY and DOSY NMR methods. On the basis of these investigations the structure and molecular weight of the micelles were determined. The oxidative polycondensation of 1,6-dithio-D-mannitol in the presence of vancomicin aglicon as a template was carried out. Polycondensation products and the reaction mechanism was investigated. A new guanosine derivative was prepared by the addition of PEG that was able to form dynamic supramolecular polymer system stabilized by K+ ions in nonaqueous media.
Full text https://www.otka-palyazat.hu/download.php?type=zarobeszamolo&projektid=62213
Decision
Yes





 

List of publications

  
Sándor Kéki: Description of Response and Charge State Distribution of Poly(ether glycol)s in Electrospray, Rapid Comm. Mass Spectrom. 20, 3374, 2006
Miklós Nagy, László Szőllősi, Sándor Kéki, Pál Herczegh, Gyula Batta, László Jicsinszky, Miklós Zsuga: Synthesis and Self-Assembly Behaviour Study of alfa,omega-Dicarboxyl-Poly(ethylene-glycol)-Permethyl-beta-Cyclodextrin-Monoamide: A new beta-cyclodextrin conjugate, J. Polym. Sci. Polym. Chem. 45, 5149, 2007
Miklós Nagy, László Szőllősi, Sándor Kéki, Miklós Zsuga: Self Assembly Study of Polydisperse Ethylene Oxide-Based Non-Ionic Surfactants, Langmuir 23, 1014, 2007
László Orosz, Gyula Batta, Sándor Kéki, Miklós Nagy, György Deák, Miklós Zsuga: Self-association of bis-(alpha,beta-glucopyranosyl)-polyisobutylene, Carbohyd. Res. 342, 1323, 2007
Gábor Pintér, Gyula Batta, Pál Horváth, István Löki, Tibor Kurtán, Sándor Antus, Sándor Kéki, Miklós Zsuga, Gábor Nagy, János Aradi, Tamás Gunda, Pál Herczegh: Supramolecular Polymers Based on the Quadruplex Formation of Ditopic Guanosine Macromonomers in Nonaqueous Media., Langmuir 23, 5283, 2007
Sándor Kéki, Lajos Nagy, János Török, Katalin Tóth, Albert Lévai, Miklós Zsuga: Energy-variable collision-induced dissociation study of 1,3,5-trisubstituted 2-pyrazolines by electrospray mass spectrometry, Rapid. Commun. Mass Spectrom., 21, 1799, 2007
Sándor Kéki, Katalin Tóth, Miklós Zsuga, Renáta Ferenczi, Sándor Antus: (+)-Silybin a Pharmacologically Active Constituent of Silybum Marianum: Fragmentation Studies by Atmospheric Pressure Chemical Ionization Quadrupole Time-of-Flight..., Rapid. Commun. Mass Spectrom., 21, 2255, 2007
Ilona Bereczki, Sándor Kéki, Pál Herczegh, Miklós Zsuga: Template effect of vancomycin aglycon in the oxidative oligomerization of 1,6-dithio-d-mannitol: A MALDI-TOF MS and solvent effect study, Carbohydrate Polymers, 73, 1, 2008
Sándor Kéki, Lajos Nagy, Ákos Kuki, Gábor Pintér, Pál Herczegh, Miklós Zsuga: Tandem Mass Spectrometric Study of Ciprofloxacin-Poly(ethylene glycol) Conjugate in the Presence of Alkali Metal Ions, Int. J. Mass Spectrom, 275, 104, 2008
Miklós Nagy, László Szőllősi, Sándor Kéki, Rudolf Faust, Miklós Zsuga: Poly(vinyl alcohol)-based amphiphilic copolymer aggregates as drug carrying nanoparticle, J. Macromol. Sci. A 46, 331, 2009
Miklós Nagy, László Szőllősi, Sándor Kéki, György Deák, Pál Herczegh, Gyula Batta, László Jicsinszky, Miklós Zsuga: An amphiphilic polyethylene glycol cyclodextrin conjugate, MTA Szénhidrátkémiai Munkabizottsági Ülés, Mátrafüred, 2006
Kéki Sándor, Nagy Miklós, Szőllősi László, Batta Gyula, Herczegh Pál, Zsuga Miklós: Self-assembly of amphiphilic telecelics with bulk functionality, 1st European Chemistry Congress, Budapest, Hungary (27-31 August), 2006
Szőllősi L., Nagy M., Kéki S., Faust R., Zsuga M.: Micelles from polyvinyl alcohol - polyisobutylene (PVA-PIB) block copolymers, 10th International Symposium on Particle Size Analysis, Environmental Protection and Powder Technology, 2008
Nagy Miklós, Szöllősi László, Kéki Sándor, Herczegh Pál, Batta Gyula, Zsuga Miklós: alfa,omega-Poli(etilén-glikol) permetil amino-béta-ciklodextrin konjugátum szintézise és vizsgálata, XII. Nemzetközi Vegyészkonferencia, Csíkszereda, Románia (október 03-08.), 2006
Bereczki Ilona, Batta Gyula, Zsuga Miklós, Kéki Sándor, Herczegh Pál: Tioglikozidok szintézise, Zilele Academice Aradene, Arad, Románia (május 11-13.), 2007
Kéki Sándor, Nagy Lajos, Török János, Zsuga Miklós: Poli-éterek kationizációja elektroporlasztásos körülmények között, Zilele Academice Aradene, Arad, Románia (május 11-13.), 2007
Kunkli Zoltán, Török János, Kéki Sándor, Zsuga Judit, Gesztelyi Rudolf, Bereczki Dániel: Aszimmetrikus- és szimmetrikus-dimetil-arginin meghatározása, Zilele Academice Aradene, Arad, Románia (május 11-13.), 2007
Nagy Lajos, Kéki Sándor, Deák György, Zsuga Miklós: Poli(propilén-glikol) kationizációja biner-kationelegyek jelenlétében, Zilele Academice Aradene, Arad, Románia (május 11-13.), 2007
Török János, Kéki Sándor, Deák György, Zsuga Miklós: Polimerek molekulatömeg meghatározása lágyionizációs tömegspektrometriás módszerekkel, Zilele Academice Aradene, Arad, Románia (május 11-13.), 2007
Sándor Kéki, Jenő Borda, Ildikó Bodnár, Nóra Németh, Miklós Zsuga: Copolymers from lactic acid, epsilon-caprolactone, poly(ethylene oxide) and toluene diisocyanate: Novel biodegradable thermoplastics, 1st International Conference on Biodegradable Polymers and Sustainable Composites (Biopol-2007), Alicante, Spain (október 3-5.), 2007
Sándor Kéki, János Török, György Deák, Miklós Zsuga: Cooligomerization of cyclic carbonates and epsilon-caprolactone, 1st International Conference on Biodegradable Polymers and Sustainable Composites (Biopol-2007), Alicante, Spain (október 3-5.), 2007
Lajos Nagy, Sándor Kéki, Ákos Kuki, Gábor Pintér, Pál Herczegh, Miklós Zsuga: Tandem mass spectrometric study of Ciprofloxacin-Poly(ethylene glycol) conjugate in the presence of alkali metal ions, International Polymer Seminar Gliwice 2008 , (25-27 June, 2008, Gliwice, Lengyelország), 2008
Miklós Nagy, László Szöllősy, Sándor Kéki, Pál Herczegh, Gyula Batta, László Jicsinszky, Miklós Zsuga: Synthesis and self-assembly behaviour study of alfa,omega-Dicarboxyl-Poly(ethylene glycol)-Permethyl-beta-Cyclodextrin-Monoamide: A new beta-cyclodextrin conjugate, International Polymer Seminar Gliwice 2008, (25-27 June, 2008, Gliwice, Lengyelország), 2008
Bereczki Ilona, Kéki Sándor, Zsuga Miklós, Herczegh Pál: 1,6-Didezoxi-1,6-ditio-D-mannitol diszulfid-polimerizációjának vizsgálata, XII. Nemzetközi Vegyészkonferencia, Csíkszereda, Románia (október 03-08.), 2006
Szőllősi L., Nagy M., Kéki S., Faust R., Zsuga M.: Micelles from polyvinyl alcohol - polyisobutylene (PVA-PIB) block copolymers, Poranal 2008 Conf., Debrecen, 2008. augusztus 27-29., 2008
Nagy M., Szőllősi L., Pazurik I., Kéki S., Deák Gy., Herczegh P., Batta Gy., Jicsinszky J., Zsuga M.: Amphiphilic polyethylene glycol cyclodextrin conjugates, Poranal 2008 Conf., Debrecen, 2008. augusztus 27-29., 2008




 

Events of the project

  
2008-12-05 14:30:14
Résztvevők változása



Back »