Новые органо-неорганические системы на основе краун-эфирсодержащих прекурсоров, полученные золь-гель методом
Novel hybrid organic-inorganic systems (HOIS) have been prepared by the sol-gel method from precursors containing silica and crown ethers fragments. Investigations of HOIS by IR-spectroscopy and thermogravimetric analysis have shown that the structure and properties of HOIS are determined by the nat...
Saved in:
| Date: | 2008 |
|---|---|
| Main Authors: | , , , , |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
Видавничий дім "Академперіодика" НАН України
2008
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/5675 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Новые органо-неорганические системы на основе краун-эфирсодержащих прекурсоров, полученные золь-гель методом / В. Г. Серов, А.И. Перехрест, В.И. Литвяков, Л.П. Робота, Ю.В. Савельев // Доп. НАН України. — 2008. — № 7. — С. 135-140. — Бібліогр.: 12 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1860007827732430848 |
|---|---|
| author | Серов, В. Г. Перехрест, А.И. Литвяков, В.И. Робота, Л.П. Савельев, Ю.В. |
| author_facet | Серов, В. Г. Перехрест, А.И. Литвяков, В.И. Робота, Л.П. Савельев, Ю.В. |
| citation_txt | Новые органо-неорганические системы на основе краун-эфирсодержащих прекурсоров, полученные золь-гель методом / В. Г. Серов, А.И. Перехрест, В.И. Литвяков, Л.П. Робота, Ю.В. Савельев // Доп. НАН України. — 2008. — № 7. — С. 135-140. — Бібліогр.: 12 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| description | Novel hybrid organic-inorganic systems (HOIS) have been prepared by the sol-gel method from precursors containing silica and crown ethers fragments. Investigations of HOIS by IR-spectroscopy and thermogravimetric analysis have shown that the structure and properties of HOIS are determined by the nature of physical interactions of interstitial fragments. WAXS investigations of HOIS have been carried out. The correlation between the HOIS composition and their resistance to thermooxidative degradation opens a wide prospect for the creation of thermostable materials.
|
| first_indexed | 2025-12-07T16:40:04Z |
| format | Article |
| fulltext |
8. Мчедлов-Петросян Н.О., Исаенко Ю.В., Саламанова Н.В. и др. Ионные равновесия хромофорных
реагентов в микроэмульсиях // Журн. аналит. химии. – 2003. – 58, № 11. – С. 1140–1154.
9. Malis C., Butler T., MacCraith B. Influence of the surface polarity of the dye-doped sol-gel glass films on
optical ammonia sensor response // Thin Solid Films. – 2000. – 368. – P. 105–110.
10. Bacci M., Baldini F., Scheggi A. Spectrophotometric investigations on immobilized acid-base indicators //
Anal. chim. acta. – 1988. – 207. – P. 343–348.
Поступило в редакцию 28.12.2007Институт монокристаллов НАН Украины, Харьков
Харьковский национальный университет
им. В.Н. Каразина
Институт физики полупроводников им. В. Е. Лашкарева
НАН Украины, Киев
УДК 678.664:678.744.32:54.128
© 2008
В.Г. Серов, А. И. Перехрест, В.И. Литвяков, Л. П. Робота,
Ю.В. Савельев
Новые органо-неорганические системы на основе
краун-эфирсодержащих прекурсоров, полученные
золь-гель методом
(Представлено членом-корреспондентом НАН Украины Н. Т. Картелем)
Novel hybrid organic-inorganic systems (HOIS) have been prepared by the sol-gel method from
precursors containing silica and crown ethers fragments. Investigations of HOIS by IR-spectro-
scopy and thermogravimetric analysis have shown that the structure and properties of HOIS are
determined by the nature of physical interactions of interstitial fragments. WAXS investigations
of HOIS have been carried out. The correlation between the HOIS composition and their resi-
stance to thermooxidative degradation opens a wide prospect for the creation of thermostable
materials.
Процесс получения полиуретанов позволяет вводить в состав макромолекул различные
активные группы с целью создания функциональных материалов с регулируемой струк-
турой [1]. Однако недостатком полиуретановых материалов является их относительно не-
высокие термические и химические устойчивости [2]. Известны гибридные органо-неорга-
нические системы (ГОНС) [3, 4], а также органо-неорганические полиуретаны и полиу-
ретаномочевины, характеризующиеся повышенной термостабильностью в сравнении с по-
лиуретановыми и полиуретаномочевинными матрицами [5, 6]. Реакция мочевинообразова-
ния позволяет проводить краун-эфирную функционализацию органо-неорганических гиб-
ридов, что открывает возможность их использования не только в качестве комплексо-
образующих гибридных мембран [7] и комплексообразователей многоцелевого назначения,
но и предопределяет возможность их самоорганизации посредством создания сэндвиче-
вых структур [8]. Авторами настоящего сообщения исследованы способы создания но-
вых функционализированных ГОНС в виде сетчатых гибридов, в которых межузловыми
фрагментами являются краун-эфирсодержащие фрагменты. В качестве объектов изучения
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2008, №7 135
были выбраны краунсодержащие полимочевины и полиуретаномочевины. На основе али-
фатического диизоцианата — гексаметилендиизоцианата (ГМДИ, Aldrich); γ-аминопропил-
триэтоксисилана — (C2H5O)3Si(CH2)3NH2 98% (АПТЭС, Aldrich); синтезированных кра-
ун-эфирсодержащих диаминов: 4′,4′′(5′′)-диаминодибензо-18(24,30)-краун-6(8,10) (ДАДБК)
[ДАДБ18(24,30)К6(8,10)] [9] и как диольные составляющие полиуретаномочевин использо-
вали простые олигоэфиры: олигоокситетраметиленгликоль ММ 1000 (ПФ), олигооксиэти-
ленгликоль ММ 300 (600) (ПЭГ). Катализатором гидролитической поликонденсации слу-
жил NH4F (“чда”).
Исследования проводили в среде очищенного диметилформамида (ДМФА). Контроль
стадий синтеза прекурсоров ГОНС осуществляли по конверсии NCO-групп [10] и интенсив-
ности полосы ν(NCO) — 2280 см−1 ИК-спектров.
Прекурсоры ГОНС на основе ДАДБК (табл. 1, образцы 1–3 ) синтезировали при взаимо-
действии ГМДИ и ДАДБК в ДМФА (соотношение NCO/NH2 = 2) при 60–80 ◦С с последую-
щим введением в реакционную массу АПТЭС (NCO/NH2 = 1). Показатель завершенности
процесса — 100% конверсия NCO.
Прекурсоры ГОНС на основе ДАДБК и олигоэфиров (см. табл. 1, образцы 4–6 ) синтези-
ровали по методике, аналогичной вышеописанной. При этом диизоцианатной составляющей
служил макродиизоцианатный прекурсор на основе ГМДИ и олигоэфира (NCO/OH = 2;
85 ◦С).
Получение ГОНС на основе краун-эфирсодержащих прекурсоров. К растворам прекурсо-
ров в ДМФА при перемещивании по каплям добавляли водный раствор NH4F (соотношение
Si/F − = 100, OEt/H2O = 2). Затем гели через 20 сут измельчали при охлаждении жидким
азотом и сушили в вакууме при 60 ◦С до постоянной массы.
ИК-спектры поглощения полученных ГОНС регистрировали на спектрометре Tensor
FTIR (Bruker) в области 400–4000 см−1. Кривые широкоуглового рассеивания рентгенов-
ских лучей получены на дифрактометре ДРОН. Стойкость образцов к термоокислительной
деструкции определяли методом термогравиметрического анализа (ТГА) на дериватографе
системы Паулик-Паулик-Ердей Q-1000 (Венгрия).
Строение прекурсоров ГОНС на основе ДАДБК (см. табл. 1, образцы 1–3 ) показано
схематической формулой:
Прекурсоры ГОНС на основе ДАДБК и олигоэфиров (см. табл. 1, образцы 4–6 ) отлича-
ются от образцов 1–3 наличием гибкой полиэфирной составляющей:
где R1 — фрагмет олигоэфиргликоля: ПФ, ПЭГ 300, ПЭГ 600.
ИК-спектры ГОНС на основе ДАДБК содержат полосы поглощения фрагментов соот-
ветствующих прекурсоров и силоксановых Si−O−Si связей (за счет последних формируют-
136 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2008, №7
Таблица 1. Состав прекурсоров гибридных органо-неорганических систем
Номер
образца
ДАДБ18К6,
моль
ДАДБ24К8,
моль
ДАДБ30К10,
моль
ГМДИ,
моль
ПФ,
моль
ПЭГ 300,
моль
ПЭГ 600,
моль
АПТЭС,
моль
W
∗ (ДАДБК),
% (мас.)
W
∗ (Si), %
(мас.)
1 1 — — 2 — — — 2 33,4 4,8
2 — 1 — 2 — — — 2 38,1 4,5
3 — — 1 2 — — — 2 42,1 4,2
4 1 — — 4 — 2 — 2 18,5 2,7
5 1 — — 4 — — 2 2 14,4 2,1
6 1 — — 4 2 — — 2 11,1 1,6
∗ Массовое содержание образца, %.
IS
S
N
1
0
2
5
-6
4
1
5
Д
оп
овiдi
Н
ац
iон
ал
ь
н
ої
ак
адем
iї
н
ау
к
У
к
раїн
и
,
2
0
0
8
,
№
7
137
Рис. 1. ИК-спектры ГОНС (образцы 4–6 )
ся узлы химической сшивки). ГОНС на основе ДАДБК-содержащих прекурсоров (образ-
цы 1–3 ) характеризуются наличием полос поглощения мочевинных фрагментов в облас-
ти 3330–3370 см−1 — ν(NH), 1640 см−1 — ν(СО), 1562 см−1 — δ(NH); фрагментов кра-
ун-эфирного остатка: 1510 см−1 — ν(Ar), около 1230 см−1 — ν(Ar−O−C), около 1130 см−1 —
ν(C−O−C); полисилоксановых фрагментов: 1050 см−1 — ν(Si−O−Si) [11].
ИК-спектры ГОНС на основе ДАДБК и олигоэфиров (рис. 1, образцы 4–6 ) подобны
ИК-спектрам ГОНС (образцы 1–3 ) за исключением разделения полосы поглощения ва-
лентных колебаний NH вследствие наличия в системе NH-фрагментов уретановых и моче-
винных групп одновременно, а также наличия полосы Амид I (1700–1730 см−1) уретановых
фрагментов. ИК-спектр ГОНС на основе ПФ значительно отличается в области поглощения
СО мочевинных фрагментов (полоса более узкая и сдвинута в сторону меньших волновых
чисел на 16–25 см−1 по сравнению с подобной полосой в ИК-спектрах ГОНС на основе
ПЭГ). Для образца на основе ПФ положение максимума ν(NH) смещено в низкочастотную
область относительно ИК-спектров ГОНС на основе ПЭГ 600 и ПЭГ 300 на 10 и 27 см−1 со-
ответственно. Исходя из данных особенностей ИК-спектров, ГОНС на основе олигоэфиров
по степени взаимодействия между фрагментами межузловых цепей расположим в следую-
щем порядке: образец 4 < образец 5 < образец 6.
Широкоугловые рентгенографические исследования полученных ГОНС (рис. 2) пока-
зали, что для образца 2 характерна аморфно-кристаллическая структура (что, возможно,
связано с конформационными особенностями индивидуального ДАДБК24К8 [8]), тогда как
остальные гибриды аморфны. В гибридах с аморфной структурой на профилях рассеивания
отмечены широкие максимумы, отвечающие слабо упорядоченным структурам. У образцов
1–3, в отличие от образцов 4–6, в дифрактограммах присутствует максимум М1, отвечаю-
щий межпакетному расстоянию 2,229–2,127 нм. Мы предполагаем, что это говорит о более
упорядоченной структуре этих образцов. На дифрактограмме ГОНС образец 6 можно выде-
лить только аморфное гало А, что можно трактовать как снижение концентрации слабо
упорядоченных структур до критической. Как видно из табл. 1, в составе данного прекур-
сора количество и кремния, и краун-эфирных остатков в процентном отношении ниже по
сравнению с остальными.
138 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2008, №7
Рис. 2. Кривые широкоуглового рассеивания рентгеновских лучей ГОНС (образцы 1–6 )
Рис. 3. Зависимость потери массы образцов ГОНС (1–6 ) от температуры
Совместный анализ данных ИК-спектров синтезированных ГОНС (см. рис. 1) и ТГА
(рис. 3) образцов 4–6 показывает, что при температурах до 300 ◦С решающим фактором
термоокислительной стабильности образцов является уровень межмолекулярных взаимо-
действий, что отмечено в литературе для органических полимеров [12]. По данным ТГА,
температура 5% потери массы образцов 4, 5, 6 составляет 141, 158, 311 ◦С соответственно.
При температурах выше 400 ◦С по уровню термоокислительной деструкции ГОНС могут
быть расположены в обратном порядке, что коррелирует с содержанием кремния в ГОНС
(см. табл. 1). Температура 5% потери массы составляет 208, 175, 267 ◦С для образцов 1,
2, 3 соответственно. Следует также отметить, что образцы 3, 6 характеризуются боль-
шей стойкостью к термоокислительной деструкции относительно линейных полиуретанов
и полиуретаномочевин [9].
Таким образом, нами получены и идентифицированы новые гибридные органо-неор-
ганические системы на основе кремний- и краун-эфирсодержащих прекурсоров золь-гель
методом. Структура (и как следствие свойства) ГОНС определяется в основном характе-
ром физических взаимодействий межузловых фрагментов. Наличие краун-эфирных фраг-
ментов в синтезированных гибридах придает данным системам дополнительную компле-
ксообразующую способность. С другой стороны, процессы комплексообразования в таких
системах дают возможность регулирования структуры вследствие самоорганизации сис-
темы. Использование корреляции состава ГОНС и стойкости их к термоокислительной де-
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2008, №7 139
струкции открывает возможности создания термостабильных материалов с регулируемыми
свойствами (электрическими, магнитными, оптическими, механическими).
1. Wei Y., Yu Y., Zhang W., Wang C. et al. A new approach to electroactive polymers via well-defined
oligomers with further polymerizable end-groups // Chin. J. Polym. Sci. – 2002. – 20, No 2. – P. 105–118.
2. Саундерс Дж.Х., Фриш К.К. Химия полиуретанов. – Москва: Химия, 1968. – 460 с.
3. Зуб Ю.Л., Чуйко А.А., Столярчук Н.В. и др. Новые аминосодержащие адсорбенты на основе мос-
тиковых полисилсесквиоксанов // Доп. НАН України. – 2005. – № 2. – С. 117–122.
4. Помогайло А.Д. Гибридные полимер-неорганические нанокомпозиты // Успехи химии. – 2000. – 69. –
С. 60–89.
5. Савельєв Ю.В., Робота Л.П., Коробейник А.В. та iн. Використання золь-гель методу для синтезу
гiбридних органо-неорганiчних матерiалiв з уретановими фрагментами // Укр. хiм. журн. – 2006. –
72, № 11. – С. 64–68.
6. Chattopadhyay D.K., Raju K.V. S.N. Structural engineering of polyurethane coatings for high performance
applications // Progr. Polym. Sci. – 2007. – 32, No 3. – P. 352–418.
7. Lacan P. et al. Facilitated transport of ions through fixed-site carrier membranes derived from hybrid
organic-inorganic materials // J. Membrane Sci. – 1995. – 100. – P. 99–109.
8. Хираока М. Краун-соединения. – Москва: Мир, 1986. – 363 с.
9. Привалко В.П., Савельев Ю.В., Хаенко Е. С. и др. Теплоемкость краунсодержащих полиэфироуре-
таномочевин // Высокомолекул. соединения. Сер. А. – 1990. – 32, № 8. – С. 1600–1605.
10. Сигиа C., Ханна Дж.Г. Количественный органический анализ по функциональным группам. – Моск-
ва: Химия, 1983. – 670 с.
11. Справочник по физической химии полимеров. Т. 3. ИК- и ЯМР-спектроскопия полимеров / Под ред.
Г.М. Семенович, Т. С. Храмова. – Киев: Наук. думка, 1985. – 587 с.
12. Берлин А.А. Некоторые проблемы химии термостойких органических полимеров // Успехи химии. –
1975. – 44, вып. 3. – С. 502–530.
Поступило в редакцию 14.12.2007Институт химии высокомолекулярных соединений
НАН Украины, Киев
УДК 547.854
© 2008
С.Р. Сливчук, В.С. Броварець, Е.Б. Русанов, Б. С. Драч
Синтез нових типiв ациклонуклеозидiв — похiдних
5-фенiлсульфонiлурацилу
(Представлено академiком НАН України В.П. Кухарем)
An original approach to the synthesis of acyclonucleosides containing an arylsulfonyl group
in position 5 and a 2-arylaminoethyl residue in position 1 of the uracile fragment has been
developed.
Функцiоналiзованi ациклонуклеозиди пiримiдинової або пуринової природи—важливi об’єк-
ти бiоорганiчної хiмiї, серед яких вже знайдено ефективнi антивiруснi, антибластичнi та
iмуномоделювальнi препарати [1]. При їх синтезi виникала складна проблема, пов’язана
з регiоселективним введенням гiдроксiалкiльних груп й аналогiчних залишкiв до центрiв
140 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2008, №7
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-5675 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 1025-6415 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T16:40:04Z |
| publishDate | 2008 |
| publisher | Видавничий дім "Академперіодика" НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Серов, В. Г. Перехрест, А.И. Литвяков, В.И. Робота, Л.П. Савельев, Ю.В. 2010-02-02T10:20:48Z 2010-02-02T10:20:48Z 2008 Новые органо-неорганические системы на основе краун-эфирсодержащих прекурсоров, полученные золь-гель методом / В. Г. Серов, А.И. Перехрест, В.И. Литвяков, Л.П. Робота, Ю.В. Савельев // Доп. НАН України. — 2008. — № 7. — С. 135-140. — Бібліогр.: 12 назв. — рос. 1025-6415 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/5675 678.664:678.744.32:54.128 Novel hybrid organic-inorganic systems (HOIS) have been prepared by the sol-gel method from precursors containing silica and crown ethers fragments. Investigations of HOIS by IR-spectroscopy and thermogravimetric analysis have shown that the structure and properties of HOIS are determined by the nature of physical interactions of interstitial fragments. WAXS investigations of HOIS have been carried out. The correlation between the HOIS composition and their resistance to thermooxidative degradation opens a wide prospect for the creation of thermostable materials. ru Видавничий дім "Академперіодика" НАН України Хімія Новые органо-неорганические системы на основе краун-эфирсодержащих прекурсоров, полученные золь-гель методом Article published earlier |
| spellingShingle | Новые органо-неорганические системы на основе краун-эфирсодержащих прекурсоров, полученные золь-гель методом Серов, В. Г. Перехрест, А.И. Литвяков, В.И. Робота, Л.П. Савельев, Ю.В. Хімія |
| title | Новые органо-неорганические системы на основе краун-эфирсодержащих прекурсоров, полученные золь-гель методом |
| title_full | Новые органо-неорганические системы на основе краун-эфирсодержащих прекурсоров, полученные золь-гель методом |
| title_fullStr | Новые органо-неорганические системы на основе краун-эфирсодержащих прекурсоров, полученные золь-гель методом |
| title_full_unstemmed | Новые органо-неорганические системы на основе краун-эфирсодержащих прекурсоров, полученные золь-гель методом |
| title_short | Новые органо-неорганические системы на основе краун-эфирсодержащих прекурсоров, полученные золь-гель методом |
| title_sort | новые органо-неорганические системы на основе краун-эфирсодержащих прекурсоров, полученные золь-гель методом |
| topic | Хімія |
| topic_facet | Хімія |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/5675 |
| work_keys_str_mv | AT serovvg novyeorganoneorganičeskiesistemynaosnovekraunéfirsoderžaŝihprekursorovpolučennyezolʹgelʹmetodom AT perehrestai novyeorganoneorganičeskiesistemynaosnovekraunéfirsoderžaŝihprekursorovpolučennyezolʹgelʹmetodom AT litvâkovvi novyeorganoneorganičeskiesistemynaosnovekraunéfirsoderžaŝihprekursorovpolučennyezolʹgelʹmetodom AT robotalp novyeorganoneorganičeskiesistemynaosnovekraunéfirsoderžaŝihprekursorovpolučennyezolʹgelʹmetodom AT savelʹevûv novyeorganoneorganičeskiesistemynaosnovekraunéfirsoderžaŝihprekursorovpolučennyezolʹgelʹmetodom |