अमेरिकन जर्नल ऑफ ड्रग डिलीवरी एंड थेरेप्यूटिक्स खुला एक्सेस

अमूर्त

2-अमीनोबेंज़िमिडाज़ोल के साथ डाइएथिल विनाइल फ़ॉस्फ़ोनेट की रासायनिक प्रतिक्रिया

नार्किस  

फॉस्फोरस युक्त पॉलिमर ईंधन कोशिकाओं, अग्निरोधी और जैव चिकित्सा क्षेत्र में उनके व्यापक अनुप्रयोग के लिए विशेष रूप से आकर्षक हैं। फॉस्फोरस युक्त पॉलिमर में आनुवंशिक पदार्थ डीएनए और आरएनए, और मुख्य श्रृंखला पर क्रियाशील सिंथेटिक पॉलिमर और साइड चेन पर क्रियाशील पॉलिमर शामिल हैं। विनाइलफॉस्फोनेट साइड चेन पर फॉस्फोनेट समूहों के साथ सबसे सरल विनाइल मोनोमर्स में से एक है। 1940 के दशक के उत्तरार्ध से, विनाइलफॉस्फोनेट संश्लेषण के लिए विभिन्न मार्गों की सूचना दी गई है। इन तकनीकों में, समन्वय-आयनिक बहुलकीकरण और जीवित दुर्लभ पृथ्वी धातु-मध्यस्थ समूह हस्तांतरण बहुलकीकरण उच्च आणविक भार और उच्च रूपांतरणों के साथ पॉली (विनाइलफॉस्फोनेट) उत्पन्न करने के लिए कुशल हैं। पॉली (विनाइलफॉस्फोनिक एसिड) को छोड़कर (जिसे मुक्त मूलक बहुलकीकरण द्वारा उच्च उपज और मध्यम आणविक भार में प्राप्त किया जा सकता है), रेडिकल बहुलकीकरण के माध्यम से विनाइलफॉस्फोनेट मोनोमर्स के होमो और कोपोलिमराइजेशन में अपेक्षाकृत कम जांच की सूचना दी गई है। कुछ रिपोर्ट्स से पता चलता है कि विनाइलफ़ॉस्फ़ोनेट मोनोमर्स रेडिकल पॉलीमराइज़ेशन (विशेष रूप से डायथाइल विनाइलफ़ॉस्फ़ोनेट (DEVP)) की विधि द्वारा उच्च आणविक भार वाले उत्पादों में होमोपॉलीमराइज़ करने में विफल रहते हैं, जो आमतौर पर कम पैदावार की ओर ले जाते हैं और कम आणविक भार वाले पॉलिमर प्रदान करते हैं। रेडिकल कोपॉलीमराइज़ेशन के मामले में, अंतिम परिणाम या तो असफल रहे या अपर्याप्त लक्षण वर्णन प्रदान किया। आर्कस ने टर्ट-ब्यूटाइल हाइड्रोपेरॉक्साइड द्वारा शुरू किए गए स्टाइरीन के साथ DEVP के कोपॉलीमराइज़ेशन की रिपोर्ट की और इस मोनोमर जोड़ी की प्रतिक्रियाशीलता अनुपात निर्धारित किया। कोपॉलीमर्स में अपेक्षाकृत कम DEVP सामग्री के लिए, DEVP स्टाइरीन की तुलना में बढ़ती हुई पॉलिमर श्रृंखला में प्रवेश करने के लिए अनिच्छुक है। स्टाइरीन को छोड़कर, एथिलीन ग्लाइकॉल डाइमेथैक्रिलेट, मिथाइल मेथैक्रिलेट, एक्रिलोनिट्राइल और ट्राइमेथॉक्सीविनाइलसिलेन के साथ DEVP के रेडिकल कोपॉलीमराइज़ेशन प्राप्त किए जाते हैं, लेकिन अपर्याप्त लक्षण वर्णन प्रदान करते हैं। इसलिए, स्पष्ट रूप से अभिलक्षित संरचना वाले अपेक्षाकृत उच्च DEVP युक्त सहबहुलक प्राप्त करने के लिए DEVP का अन्य मोनोमर्स के साथ मूल सहबहुलकीकरण अभी भी एक महत्वपूर्ण और चुनौतीपूर्ण मुद्दा है।

पॉली(डाइएथिल विनाइलफ़ॉस्फ़ोनेट-को-2-क्लोरोइथाइल मेथैक्रिलेट) (P(DEVP-co-CEMA)) कॉपोलिमर को बेंज़ोयल पेरोक्साइड द्वारा शुरू किए गए मुक्त मूलक कॉपोलिमराइजेशन द्वारा संश्लेषित किया जाता है। CEMA (M1) और DEVP (M2) के मुक्त मूलक कॉपोलिमराइजेशन के लिए प्रतिक्रियाशीलता अनुपात क्रमशः r1 = 19.45 और r2 = 0.11 हैं। अपेक्षाकृत कम पॉलीडिस्पर्सिटी इंडेक्स (PDI) और अलग DEVP सामग्री वाले वांछित एम्फीफिलिक कॉपोलिमर को अवक्षेपण विभाजन के माध्यम से प्रतिक्रिया मिश्रण से अलग और शुद्ध किया जाता है। प्राप्त उत्पादों की संरचना और आणविक विशेषताओं को 1 H NMR, FTIR और SEC विश्लेषण द्वारा चिह्नित किया जाता है। इन सभी विभाजित कॉपोलिमर में एक यूनिमॉडल वितरण और मध्यम PDI है। P(DEVP-co-CEMA) कॉपोलिमर के थर्मल गुणों की जाँच TGA और अंतर स्कैनिंग कैलोरीमेट्री (DSC) माप द्वारा की जाती है। डीएससी प्रोफाइल में सिंगल ग्लास ट्रांजिशन तापमान (टीजी) पॉली (डायथाइल विनाइलफोस्फोनेट) और पॉली (2-क्लोरोइथाइल मेथैक्रिलेट) के मिश्रण में दो टीजी के अस्तित्व से भिन्न दिखाई देता है, जो सहपॉलिमर की यादृच्छिक संरचना को इंगित करता है। MALDI-ToF द्रव्यमान विश्लेषण से आगे पता चलता है कि DEVP और CEMA इकाइयाँ सहपॉलिमर श्रृंखलाओं में यादृच्छिक रूप से वितरित की जाती हैं। जलीय घोल में P(DEVP-co-CEMA) सहपॉलिमर के स्व-संयोजन व्यवहार की प्रारंभिक जाँच की जाती है।

मोनोमर 2-क्लोरोइथाइल मेथैक्रिलेट (CEMA) आसान संशोधन और पोस्ट क्रॉस-लिंकिंग के लिए हैलोजन-फंक्शनलाइज्ड कॉमोनोमर के रूप में विशेष रुचि का है। आरंभिक हेलोएल्काइल समूहों के साथ, ग्राफ्ट कॉपोलीमर को परमाणु स्थानांतरण रेडिकल पोलीमराइजेशन (एटीआरपी) के माध्यम से तैयार किया जा सकता है। क्लोरीन परमाणुओं को न्यूक्लियोफाइल्स द्वारा आसानी से प्रतिस्थापित किया जा सकता है, उदाहरण के लिए, एज़ाइड समूह, और उसके बाद नए गुणों को प्राप्त करने के लिए एल्काइन अंत-कार्यात्मक पॉलिमर के क्लिक युग्मन के बाद। इसलिए, फॉस्फोरस युक्त पॉलिमर के अनुप्रयोगों को व्यापक बनाने के लिए सीईएमए डीईवीपी के लिए एक संभावित कॉमोनोमर है। आज तक, हमारे सर्वोत्तम ज्ञान के अनुसार, सीईएमए के साथ डीईवीपी के कॉपोलीमराइजेशन पर कोई रिपोर्ट नहीं है। इसके अलावा, हाइड्रोफोबिक इकाइयों (सीईएमए) और हाइड्रोफिलिक इकाइयों (डीईवीपी) दोनों के अस्तित्व के कारण, कॉपोलीमर जलीय घोल में नैनोकणों में इस बीच, सहबहुलकीकरण के माध्यम से मेथैक्रिलेट बहुलक में फास्फोरस युक्त अग्निरोधी पदार्थ का रासायनिक समावेश, योजक दृष्टिकोण से जुड़ी निक्षालन और विषम समस्याओं को समाप्त कर सकता है।

यहाँ, हम एम्फीफिलिक रैंडम कॉपोलिमर की एक श्रृंखला को संश्लेषित करते हैं, जिसका नाम पॉली (डायथाइल विनाइलफ़ॉस्फ़ोनेट-को-2-क्लोरोइथाइल मेथैक्रिलेट) (P (DEVP-co-CEMA)) है, जो कि आरंभक के रूप में बेंज़ोयल पेरोक्साइड (BPO) का उपयोग करके मुक्त मूलक कॉपोलिमराइज़ेशन के माध्यम से होता है। विस्तृत जाँच के लिए अपेक्षाकृत संकीर्ण आणविक भार वितरण वाले कॉपोलिमर को अवक्षेपण विभाजन के माध्यम से अलग किया जाता है। कॉपोलिमर की संरचनाओं की पुष्टि 1 H NMR, 31P NMR, फूरियर ट्रांसफ़ॉर्म इंफ्रारेड (FTIR), और MALDI-ToF द्रव्यमान विश्लेषण द्वारा की जाती है। P (DEVP-co-CEMA) कॉपोलिमर के ऊष्मीय गुणों को अंतर स्कैनिंग कैलोरीमेट्री (DSC) और थर्मोग्रैविमेट्रिक विश्लेषण (TGA) माप द्वारा निर्धारित किया जाता है। पानी में कॉपोलिमर के स्व-संयोजन व्यवहार पर प्रारंभिक जाँच भी की जाती है, और पानी में बनने वाले नैनोकणों को TEM द्वारा देखा जाता है। प्रायोगिक सामग्री ट्राइएथिल फॉस्फेट (98.0%, अलादीन अभिकर्मक, चीन), एथिलीन ब्रोमाइड (99.0%, अलादीन अभिकर्मक, चीन), ट्राइएथिलमाइन (सिनोफार्म केमिकल अभिकर्मक, चीन), बेंजीन (सिनोफार्म केमिकल अभिकर्मक, चीन), मेथैक्रिलोइल क्लोराइड (जेएंडके केमिकल अभिकर्मक, चीन), और 2-क्लोरोइथेनॉल (शंघाई नानक्सियांग अभिकर्मक, चीन) का उपयोग प्राप्त सामग्री के अनुसार किया गया। BPO (शंघाई लिंगफेंग केमिकल अभिकर्मक, चीन) का उपयोग करने से पहले दो बार मेथनॉल से पुनःक्रिस्टलीकृत किया गया। उपयोग से पहले THF को पोटेशियम/बेंजोफेनोन केटाइल पर रिफ्लक्स किया गया। जब तक अन्यथा निर्दिष्ट न किया गया हो, सभी अन्य रसायनों का उपयोग प्राप्त सामग्री के अनुसार किया गया। CEMA 2-क्लोरोइथेनॉल (10 एमएल) और ट्राइएथिलमाइन (22 एमएल) के संश्लेषण को THF (50 एमएल) में घोला गया, फिर मेथैक्रिलोइल क्लोराइड (15 एमएल) को आर्गन वातावरण में धीरे-धीरे मिलाया गया, जबकि घोल को बर्फ के स्नान में ठंडा किया गया। प्रतिक्रिया मिश्रण को कमरे के तापमान पर 48 घंटे तक हिलाया गया और फिर फ़िल्टर किया गया।