SYNTHESIS AND PHOTOCHEMICAL PROPERTIES OF NEW STYRYLQUINOLINE-CONTAINING POLYMERS
Compounds 1a, 1b and 5c, 5d were obtained by Knoevenagel condensation with the corresponding aromatic aldehydes during 14 hours. The new methacrylic monomers with styrylquinoline containing moiety were synthesized by reaction the alcohols with methacryloyl chloride. Polymers were synthe...
Збережено в:
| Дата: | 2022 |
|---|---|
| Автори: | , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Англійська |
| Опубліковано: |
V.I.Vernadsky Institute of General and Inorganic Chemistry
2022
|
| Онлайн доступ: | https://ucj.org.ua/index.php/journal/article/view/448 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Ukrainian Chemistry Journal |
| Завантажити файл: |  |
Репозитарії
Ukrainian Chemistry Journal| _version_ | 1871465824645021696 |
|---|---|
| author | Kharchenko, Oksana Smokal, Vitalii Kolendo, Oleksii |
| author_facet | Kharchenko, Oksana Smokal, Vitalii Kolendo, Oleksii |
| author_institution_txt_mv | [
{
"author": "Oksana Kharchenko",
"institution": "Taras Shevchenko National University of Kyiv, Volodymyrska St. 64\/13, Kyiv, 01601, Ukraine"
},
{
"author": "Vitalii Smokal",
"institution": "Taras Shevchenko National University of Kyiv, Volodymyrska St. 64\/13, Kyiv, 01601, Ukraine"
},
{
"author": "Oleksii Kolendo",
"institution": "Taras Shevchenko National University of Kyiv, Volodymyrska St. 64\/13, Kyiv, 01601, Ukraine"
}
] |
| author_sort | Kharchenko, Oksana |
| baseUrl_str | https://ucj.org.ua/index.php/journal/oai |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2026-07-22T08:23:49Z |
| description | Compounds 1a, 1b and 5c, 5d were obtained by Knoevenagel condensation with the corresponding aromatic aldehydes during 14 hours. The new methacrylic monomers with styrylquinoline containing moiety were synthesized by reaction the alcohols with methacryloyl chloride. Polymers were synthesized by free radical polymerization. Polymerization ability was investigated and kinetic parameters were determined for compounds 2a, 2b and 6c, 6d during thermoinitiated homopolymerization. Polymerization was carried out for 10% solutions of monomers in DMF at 80 °C in argon atmosphere with 1% AIBN. Polymers were characterized by 1HNMR spectroscopy. The speed of polymerization of all new monomers was higher than for MMA and phenyl methacrylate due to the effect of the substituent in the p-position of the aromatic ring of the styrylquinoline fragment. In addition, the speed of polymerization increased due to the donor effect of the substituent. It was established that the speed of polymerization for 2b is higher than for monomer 2a. It is possible that decrease in the speed of polymerization occurs due to the substituent, which exhibits electron-accepting properties and can be a trap for free radicals. The results of photochemical and optical activities of the corresponding polymers are presented. Investigations of the absorption spectra of the synthesized polymers prove that the optically active styrylquinoline fragment in the polymers is preserved. Thus the photochemical properties of the new polymers will correspond to the properties of styrylquinoline-containing compounds. It was established that the introduction of electron-donating groups in the styrylquinoline fragment leads to a bathochromic shift of the absorption spectrum. Changes in absorption maxima during UV irradiation of compound 3a demonstrate photoinduced trans-cis isomerization. From the obtained and presented results, it can be concluded that polymers with styrylquinoline and iminostyrylquinoline fragments can be considered as promising materials for creating materials based on them that require photosensitivity in a certain range of wavelengths. |
| doi_str_mv | 10.33609/2708-129X.88.05.2022.15-24 |
| first_indexed | 2025-09-24T17:43:45Z |
| format | Article |
| fulltext |
15
УДК 541.64 doi: 10.33609/2708-129X.88.05.2022.15-24
СИНТЕЗ ТА ФОТОХІМІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ НОВИХ
СТИРИЛХІНОЛІНВМІСНИХ ПОЛІМЕРІВ
В. О. Смокал, О. Г. Харченко*, О. Ю. Колендо
Київський національний університет імені Тараса Шевченка, вул. Володимирська, 64/13,
Київ 01601, Україна
* e-mail: oksana_kharchenko@ukr.net
В роботі описано синтез метакрилових полімерів зі стирилхіноліновими фрагмен-
тами в бічному ланцюзі. Досліджено полімеризаційну здатність одержаних метакрила-
тів та встановлено кінетичні закономірності у радикальній термоініційованій поліме-
ризації дилатометричним методом. Будову мономерів та полімерів доведено методом
ПМР-спектроскопії. Досліджено фотохімічні властивості отриманих полімерів. Пока-
зано, що нові полімери здатні до фотоіндукованої транс-цис-ізомеризації.
Ключові слова: радикальна полімеризація, арил(мет)акрилати, фотохімічні власти-
вості, стирилхінолінвмісні полімери.
ВСТУП. Сполуки, що містять хіноліно-
вий фрагмент, широко розповсюджені в ме-
дицині, їх можна використовувати як хар-
чові добавки, каталізатори, барвники, а по-
хідні на їхній основі застосовують у нафто-
хімічній промисловості, електроніці тощо.
Хіноліновий фрагмент присутній в багатьох
сполуках, що є компонентами біологічно ак-
тивних засобів, які проявляють протималя-
рійні, протимікробні, антибактеріальні, ан-
тидепресантні, протисудомні, противірусні,
протипухлинні, антигіпертензивні власти-
вості. Також на їхній основі успішно створе-
но лікарські засоби, що є інгібіторами тиро-
зинкінази, та проявляють протизапальні та
антиоксидантні властивості [1].
Добре відомо, що прогнозування влас
тивостей нових сполук є одним із основ
сучасних синтетичних підходів. Все часті-
ше використання цього підходу дає мож-
ливість синтезувати нові молекули з про-
гнозованими залежностями структура −
властивості. Ця робота є продовженням
дослідження властивостей нових поліме-
рів зі стирилхіноліновими фрагментами.
Оскільки молекули зі стирилхіноліновими
частинами класифікують як стильбени, то
загальні властивості сполук, що містять
стирилхінолін, можуть бути подібними до
аналогічних стильбенових сполук.
Стильбенвмісні похідні є перспектив-
ними матеріалами для молекулярної елек-
троніки завдяки можливостям створення
на їхній основі органічних провідників,
фотоперемикачів, органічних дисплеїв або
біосенсорів [2]. Більш того, дослідження
16 ISSN 2708-129X. Укр. хім. журн., 2022
СИНТЕЗ ТА ФОТОХІМІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ НОВИХ СТИРИЛХІНОЛІНВМІСНИХ ПОЛІМЕРІВНЕОРГАНІЧНА ХІМІЯ
перспектив застосування стильбенвмісних
похідних продовжується уже понад пів-
століття [3]. Нині гетероциклічні аналоги
стильбену широко використовують у різ-
них галузях науки і техніки [4].
Як уже було зазначено вище, стирилхі-
ноліни є похідними стильбену, що містять
два активних центри – ендоциклічний атом
азоту та етиленову групу. Таким чином, сти-
рилхіноліни можуть вступати в різнома-
нітні фотохімічні реакції [5−8], тому ство-
рення фотоактивних полімерів на основі
молекул із комплексом корисних власти-
востей є одним з актуальних завдань сучас-
ної полімерної хімії. Метакрилові полімери
з різними фотоактивними фрагментами
в бічному ланцюзі було добре вивчено і їх
широко застосовували в багатьох галузях,
таких як оптоелектроніка, нелінійна опти-
ка, оптичні матеріали для зберігання даних,
біохімічні речовини та медицина. Поліме-
ри, що мають фотохромні фрагменти, такі
як азо [9], аурони [10], ціннамоіли, халко-
ни, кумарини, спірооксазини, діарилетени
та ін., також являють собою значний інте-
рес завдяки їхнім широким можливостям
до застосування в галузях фотолітографії,
створенні нелінійно-оптичних матеріалів,
рідкокристалічних матеріалів та гологра-
фічних елементів [11−15].
Добре відомо, що з усіх типів полімерів
поліметилметакрилат (ПММА) має дея-
кі важливі переваги, зокрема задовільну
механічну міцність та низьку токсичність.
Акрилові полімери широко розповсюдже-
ні серед електрооптичних компонентів у
різних електричних пристроях для оброб
ки оптичних сигналів, включаючи інтер-
ферометри, оптичні перемикачі, оптичні
підсилювачі, генератори, обчислювальні
пристрої [16−18]. Нові полімери зі стирил-
хіноліновим фрагментом можуть бути пер-
спективними в перелічених галузях засто-
сувань через їхню високоефективну фото-
індуковану транс-цис-транс ізомеризацію.
Метою цієї роботи був синтез нових по-
лімерів із фотохімічними властивостями,
аналогічними дослідженій раніше азобен-
золовмісній похідній [19].
ЕКСПЕРИМЕНТ І ОБГОВОРЕННЯ РЕ
ЗУЛЬТАТІВ. ПМР-спектри (400 Мгц) усіх
сполук записано на спектрометрі Mer
cury(Varian) 400 у диметилсульфоксиді
(ДМСО-d6) відносно тетраметилсилану.
Реєстрацію спектрів поглинання одержа-
них сполук виконували на спектрометрі
Perkin-Elmer UV/VIS/NIR Lambda 19 за
кімнатної температури.
Методики синтезу похідних на основі
2-стирилхінолінів було описано раніше [20,
21]. Сполуки 1а, 1b та 5c, 5d було одержано
конденсацією Кноєвенагеля з відповідни-
ми ароматичними альдегідами протягом 14
годин (для 1а, 1b) та 5 годин (для 5c, 5d);
загальну схему реакції наведено на рис. 1
та рис. 2. Ацилюючи сполуки 1а, 1b та 5c,
5d хлорангідридом метакрилової кислоти
за присутності триетиламіну, було одержа-
но відповідні метакрильні похідні 2a, 2b та
метакриламідні похідні 6c, 6d, які є стійки-
ми за кімнатної температури та розчинні в
багатьох органічних розчинниках.
2-(2-(4-Трифторметилфенілетиніл)
хінолін-8-ол (1a). Тпл= 136 °C. Вихід 95%.
ПМР (400 Гц, ДМСО-d6), δ, м.ч: 7.10 (д, 1H,
Ar–H), 7.23 (д, 1H, Ar–H), 7.38-7.42 (м, 1Н, –
СН=; м, 1H, Ar–H), 7.60–7.63 (д, 1Н, –СН=),
7.65–7.73 (м, 4H, Ar–H; м, 1H, Ar–H), 8.08 (с,
1H, –OH), 8.10-8.12 (д, 1Н, Ar–H).
17https://ucj.org.ua
В. О. Смокал, О. Г. Харченко, О. Ю. Колендо УХЖ № 5 / ТОМ 88
Рис. 1. Схема синтезу та хімічні структури синтезованих стирилхінолінвмісних та аміно
стирилхінолінвмісних похідних. Реагенти та умови: а) Оцтовий ангідрид (Ac2O), 140 °C, R-PhCHO;
б) 1 стадія, етиловий спирт (EtOH), HCl (конц); 2 стадія, EtOH, (Et)3N; в) диметилформамід
(ДМФА), CH2=C(CH3)COCl, −5–0 °C, (Et)3N; г) ДМФА, 80 °C, аргон, 2,2ˊ-азобісізобутиронітрил
(АІБН); д) ДМФА, метилметакрилат (MMA), 80 °C, аргон, АІБН
Fig.1. Scheme of the synthesis and chemical structures of synthesized styrylquinoline-containing
and aminostyrylquinoline-containing derivatives. Reagent and conditions: a) acetic anhydride (Ac2O),
140 °C, R-PhCHO; b) 1 stage, ethanol (EtOH), HCl (c); 2 stage, EtOH, (Et)3N; c) dimethylformamide
(DMF), CH2=C(CH3)COCl, −5–0 °C, (Et)3N; г) DMF, 80 °C, argon, 2,2ˊ-azobisisobutyronitrile (AIBN);
d) DMF, methylmethacrylate (MMA), 80 °C, argon, AIBN.
2-(2-(4-Етоксифенілетиніл)хінолін-8-ол
(1b). Тпл= 120 °C. Вихід 75%. ПМР (400 Гц,
ДМСО-d6), δ, м.ч: 1.4 (м, 3H, CH3), 4.04-4.06
(м, 2H, –СН2–), 6.9 (д, 2Н, Ar–H), 7.0 (д, 1Н,
-СН=), 7.2–7.3 (м, 2Н, Ar–H; 1H, -СН=), 7.5 (д,
2H, Ar–H), 7.6 (д, 1H, Ar–H), 7.9 (д, 1H, Ar–
H), 8.13-8.15 (д, 1Н, Ar–H), 9.09 (с, 1H, –OH).
2-[2-(4-Трифторметил)фенілетиніл]хі-
нолін-8-іл 2-метилпропіл-2-еноат (2a). Тпл=
96 °C. Вихід 69%. ПМР (400 Гц, ДМСО-d6),
δ, м.ч: 2.40 (с, 3H, –CH3), 6.04 (с, 1H,=CH2),
6.72 (с, 1H, =CH2), 7.37-7.41 (д, 1H, –CH=),
7.59-7.62 (м, 2H, Ar–H; 1H –CH=), 7.75-7.79
(м, 7H, Ar–H).
18 ISSN 2708-129X. Укр. хім. журн., 2022
СИНТЕЗ ТА ФОТОХІМІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ НОВИХ СТИРИЛХІНОЛІНВМІСНИХ ПОЛІМЕРІВНЕОРГАНІЧНА ХІМІЯ
2-[2-(4-Етокси)фенілетиніл]хінолін-8-іл
2-метилпропіл-2-еноат (2b). Тпл= 94 °C.
Вихід 51%. ПМР (400 Гц, ДМСО-d6), δ, м.ч:
1.40 (м, 3H, –CH3), 2.24 (м, 3H, –CH3), 4.04-
4.06 (м, 2H, –СН2–), 5.88 (с, 1H,=CH2), 6.57
(с, 1H,=CH2), 6.8 (д, 2H, Ar–H), 7.07-7.11 (д,
1H, –CH=), 7.4-7.5 (м, 4H, Ar–H; 1H, –CH=),
7.6 (м, 2H, Ar–H), 8.04 (м, 1H, Ar–H).
2-[2-(феніл)етиніл]хінолін-4-амін (5c).
Тпл = 162 °C. Вихід 90%. ПМР (400 Гц, ДМСО-
d6), δ, м.ч: 6.5 (c, 2H, –NH2), 6.8 (c, 1H, Het),
7.17-7.19 (д, 1H, =CH–), 7.27-7.31 (м, 1H,
Het; 1H, Ar-H), 7.35-7.4 (д, 2H, Ar-H), 7.54
(т, 1H, Het), 7.6-7.63 (м, 1H, =CH–; 2H, Ar-
H), 7.76(д, 1H, Неt), 8.05 (д, 1H, Het).
2-[2-(4-Хлорофеніл)етиніл]хінолін-4-
амін (5d). Тпл = 210 °C. Вихід 80%. ПМР
(400 Гц, ДМСО-d6), δ, м.ч: 6.8 (с, 1H, Het),
6.9 (с, 2H, –NH2), 7.26 (д, 1H, =CH–), 7.36 (т,
1H, Het), 7.44 (д, 2H, Ar-H), 7.6-7.63 (м, 1H,
=CH–; 1H, Het), 7.71 (д, 2H, Ar-H), 7.76 (д,
1H, Het), 8.12 (д, 1H, Het).
2-[2-фенілетиніл]хінолін-4-іл-2-метил-
2-пропенамід (6c). Тпл = 130 °C. Вихід 50%.
ПМР (400 Гц, ДМСО-d6), δ, м.ч: 2.07 (с, 3H,
–CH3), 5.55 (с, 1H, =CH2), 6.0 (с, 1H, =CH2),
7.2 (д, 1H, =CH–), 7. 35 (т, 1H, Ar-H), 7.41-
7.45 (м, 1H, =CH–; 2H, Ar–H), 7.57 (т, 1H,
Het), 7.68-7.72 (м, 2H, Ar–H; 1H, Het), 7.7(с,
1H, Het), 7.89 (д, 1H, Het), 8.06 (д, 1H, Het),
10.01 (с, 1H, NH).
2-[2-(4-Хлорофеніл)етиніл]хінолін-4-іл-
2-метил-2-пропенамід (6d). Тпл = 145 °C.
Вихід 80%. ПМР (400 Гц, ДМСО-d6), δ, м.ч:
2.19 (с, 3H, -CH3), 5.69 (с, 1H, =CH2), 6.0
(с, 1H, =CH2), 7.36-7.41 (м, 2H, Ar–H; 1H,
=CH–), 7.53-7.58 (м, 1H, Het; 2H, Ar–H),
7.65-7.7 (м, 1H, Het; 1H, =CH–), 7.77 (д, 1H,
Het), 8.12 (д, 1H, Het), 8.6 (с, 1H, NH), 8.67
(с, 1H, Het).
Полімеризація. У наведеній роботі синте-
зовано полімери зі стирилхіноліновим фраг
ментами в боковому ланцюзі, що містять
різні замісники у р-положенні ароматич-
ного кільця. Гомополімери та кополімери з
ММА (1:3) синтезовано шляхом вільнора-
дикальної термоініційованої полімеризації.
Досліджено полімеризаційну здатність і
встановлено кінетичні параметри для спо-
лук 2a, 2b та 6c, 6d під час проходження
термоініційованої гомополімеризації. По-
лімеризацію проводили для 10 %-розчинів
мономерів у ДМФА за 80 °С в атмосфері ар-
гону з 1 % АІБН. Контракції визначали за
допомогою катетометра КМ-6, конверсію –
гравіметрично. Полімери висаджували в
метанол. Очищення здійснювали шляхом
кількаразового переосадження з ДМФА в
метанол. Полімери висушували у вакуумі
за температури 30 °С упродовж 10 год. За-
гальна схема синтезу та одержані стирилхі-
нолінвмісні полімери наведено на рисунках
1−2 (г, д). Кополімеризацію сполук 2a, 2b та
6c, 6d із ММА було проведено за описаних
вище умов, мольне співвідношення вихід-
них мономерів складало 1:3.
За кінетичними кривими розраховано
швидкості росту та сумарні константи го-
мополімеризації (табл.1)
Як і очікували, для всіх нових мономерів
швидкість полімеризації була вищою, ніж
для ММА та фенілметакрилату (ФМА) через
вплив замісника в р-положенні в ароматич-
ному кільці стирилхінолінового фрагменту.
Крім цього, швидкість полімеризації збіль-
шувалася за рахунок посилення донорного
ефекту замісника. Встановлено, що швид-
кість полімеризації для 2b вища, ніж для
мономера 2a. Можна припустити, що змен-
шення швидкості полімеризації відбуваєть-
19https://ucj.org.ua
В. О. Смокал, О. Г. Харченко, О. Ю. Колендо УХЖ № 5 / ТОМ 88
ся за рахунок замісника, що проявляє елек-
троноакцепторні властивості та може бути
пасткою для вільних радикалів. Кінетичні
криві радикальної гомополімеризації 2a,
2b, 6c, 6d наведено на рис. 3. Показано, що
швидкість полімеризації для нових мономе-
рів стирихіноліну вища, ніж для PhMA, та в
2−13 разів вища, ніж для ММА.
Таблиця 1
Table 1.
Кінетичні параметри термоініційованої радикальної полімеризації 10%-розчинів
мономерів (80°C, 1% АІБН, аргон)
Kinetic parameters of thermally initiated radical polymerization of 10% monomer
solutions (80°C, 1% AIBN, argon).
Мономер Вихід за 4 години, % Vр×104, моль/л-1×с-1 КΣ×103, моль/л-1×с-1
2a 47 3,72 1,13
2b 77 7,36 2,10
6c 49 1,40 6,86
6d 55 5,0 2,84
MMA 33 1,08 0,51
PhMA − 0,52 1,10
Рис. 2. Кінетичні криві радикальної полі
меризації 10 % розчинів мономерів у ДМФА
(80°C, 1% АІБН, аргон): 1 – 2b; 2 – 6d; 3 – 6c;
4 – 2a
Fig. 2. Kinetic’s curves of radical polymerization
for 10 % solutions of monomers in DMF (80°C, 1%
AIBN, argon): 1 – 2b; 2 – 6d; 3 – 6c; 4 – 2a.
У попередніх роботах детально дослі-
джено фотохімічні та спектральні власти-
вості похідних стирилхіноліну; встановле-
но, що для стирилхінолінвмісних похідних
при опроміненні УФ-світлом відбувається
процес транс-цис-фотоізомеризації. Фото-
ізомеризація проходить із високими кван-
товими виходами в нейтральній і протоно-
ваних формах, а також спостерігаємо ба-
тохромні зсуви смуг поглинання в кислих
середовищах [22, 23].
Нормалізовані спектри поглинання по-
лімерів 1 – 7c, 2 – 7d, 3 – 3a, 4 – 3b наведено
на рис. 4. Можна помітити, що в наведених
спектрах поглинання існує інтенсивна сму-
га поглинання, яку відносять до π-π* пере-
ходу кон’югованої системи. Максимум по-
глинання на ділянці 315–325 нм характер-
ний для стильбенової групи, тоді як плече
близько 340 нм можна віднести до хінолі-
нового кільця молекули.
20 ISSN 2708-129X. Укр. хім. журн., 2022
СИНТЕЗ ТА ФОТОХІМІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ НОВИХ СТИРИЛХІНОЛІНВМІСНИХ ПОЛІМЕРІВНЕОРГАНІЧНА ХІМІЯ
Рис. 3. Спектри поглинання в ТГФ розчинів
полімерів: 1 – 7c, 2 – 7d, 3 – 3a, 4 – 3b
Fig. 3. Absorption spectra of polymer solutions
in THF: 1 – 7c, 2 – 7d, 3 – 3a, 4 – 3b.
Для ілюстрації процесу фотоізомериза-
ції під час УФ-опромінення було дослідже-
но зміни спектрів поглинання сполуки 3а
рис. 5.
Рис. 4. Спектри поглинання розчину 3a в
ТГФ при УФ-опроміненні: 1 − 0 c; 2 − 11 c; 3 −
22 c; 4 − 42 c; 5 − 72 c
Fig. 4. Absorption spectra of 3a solution in THF
at UV irradiation: 1 − 0 s; 2 − 11 s; 3 − 22 s; 4 − 42
s; 5 − 72 s.
Під час опромінення спостерігаємо змен-
шення інтенсивності поглинання в діапазо-
ні 279−390 нм та збільшення інтенсивності
поглинання при 233–247 нм з ізобестич-
ною точкою при 249 нм. Підтвердженням
повної незмінності протікаючого процесу
можуть бути наявність ізобестичної точки
та збільшення інтенсивності максимумів
поглинання внаслідок опромінення. Зміни
в спектрах поглинання спостерігаємо при
опроміненні за 20°C УФ-лампою з довжи-
ною хвилі опромінення 365 нм. Початкові
спектри належать до транс-ізомерів, а кін-
цеві − до фотостаціонарних станів PS365 , що
складається з суміші транс- і цис-ізомерів.
ВИСНОВКИ. Розроблено шляхи синтезу
стирилхінолінових похідних та мономерів
на їхній основі. Синтезовано та досліджено
нові метакрилові полімери зі стирилхіно-
ліновим фрагментом у боковому ланцюзі,
досліджено здатність сполук зі стирилхіно-
ліновим фрагментом до фотоізомеризації
під дією УФ-опромінення. Кінетику тер-
моініційованої гомополімеризації за ради-
кальним механізмом для нових мономерів
2a, 2b, 6c, 6d досліджено дилатометричним
методом. Результати дослідження спектрів
поглинання синтезованих полімерів дово-
дять, що оптично активний стирилхінолі-
новий фрагмент у полімерах зберігається,
таким чином фотохімічні властивості но-
вих полімерів відповідатимуть властивос-
тям стирилхінолінвмісних сполук. Вста-
новлено, що введення електронодонорних
груп у стирилхіноліновий фрагмент при-
зводить до батохромного зсуву спектру
поглинання. Зміни максимумів поглинання
під час опромінення УФ-світлом сполуки 3a
демонструють проходження фотоіндукова-
ної транс-цис-ізомеризації. З отриманих та
21https://ucj.org.ua
В. О. Смокал, О. Г. Харченко, О. Ю. Колендо УХЖ № 5 / ТОМ 88
представлених результатів можна зробити
висновок, що полімери зі стирилхіноліно-
вим та іміностирилхіноліновим фрагмен-
том можна розглядати як перспективні ма-
теріали для створення на їхній основі ма-
теріалів, які потребують фоточутливості в
певному діапазоні довжин хвиль.
Роботу виконано в межах держбю-
джетної теми «Гібридні наносисте-
ми на основі “smart”-полімерів для
біотехнологій та медицини», державний
реєстраційний номер: 0122U001818.
SYNTHESIS AND PHOTOCHEMICAL PROPER-
TIES OF NEW STYRYLQUINOLINE-CONTAINING
POLYMERS.
V. O. Smokal, О.G. Kharchenko*,
O. Yu. Kolendo
Taras Shevchenko National university of Kyiv,
Volodymyrska St. 64/13, Kyiv, 01601, Ukraine
* e-mail: oksana_kharchenko@ukr.net
Compounds 1a, 1b and 5c, 5d were ob-
tained by Knoevenagel condensation with
the corresponding aromatic aldehydes during
14 hours. The new methacrylic monomers with
styrylquinoline containing moiety were syn-
thesized by reaction the alcohols with meth-
acryloyl chloride. Polymers were synthesized
by free radical polymerization. Polymerization
ability was investigated and kinetic parameters
were determined for compounds 2a, 2b and
6c, 6d during thermoinitiated homopolyme
rization. Polymerization was carried out for
10% solutions of monomers in DMF at 80 °C
in argon atmosphere with 1% AIBN. Polymers
were characterized by 1HNMR spectroscopy.
The speed of polymerization of all new mono
mers was higher than for MMA and phenyl
methacrylate due to the effect of the substi
tuent in the p-position of the aromatic ring of
the styrylquinoline fragment. In addition, the
speed of polymerization increased due to the
donor effect of the substituent. It was estab-
lished that the speed of polymerization for 2b
is higher than for monomer 2a. It is possible
that decrease in the speed of polymerization
occurs due to the substituent, which exhibits
electron-accepting properties and can be a trap
for free radicals. The results of photochemical
and optical activities of the corresponding po
lymers are presented. Investigations of the ab-
sorption spectra of the synthesized polymers
prove that the optically active styrylquinoline
fragment in the polymers is preserved. Thus
the photochemical properties of the new po
lymers will correspond to the properties of sty-
rylquinoline-containing compounds. It was es-
tablished that the introduction of electron-do-
nating groups in the styrylquinoline fragment
leads to a bathochromic shift of the absorption
spectrum. Changes in absorption maxima dur-
ing UV irradiation of compound 3a demon-
strate photoinduced trans-cis isomerization.
From the obtained and presented results, it can
be concluded that polymers with styrylquino-
line and iminostyrylquinoline fragments can
be considered as promising materials for creat-
ing materials based on them that require pho-
tosensitivity in a certain range of wavelengths.
Keywords: radical polymerization; aryl
(meth)acrylates; photochemical property; sty-
rylquinoline containing polymers.
22 ISSN 2708-129X. Укр. хім. журн., 2022
СИНТЕЗ ТА ФОТОХІМІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ НОВИХ СТИРИЛХІНОЛІНВМІСНИХ ПОЛІМЕРІВНЕОРГАНІЧНА ХІМІЯ
ЛІТЕРАТУРА
1. Narwal S., Kumar S., Verma P.K. Synthesis and
therapeutic potential of quinoline derivatives.
Res Chem Intermed, 2017. 43. P. 2765–2798.
https://doi.org/10.1007/s11164-016-2794-2
2. Liao L., Li Y. et al. STM investigation of the
photoisomerization and photodimerization of
stilbene derivatives on HOPG surface. J Phys
Chem. C., 2014. 118. P. 15963–15969.
https://doi.org/10.1021/jp505511e
3. Grad M.E., Simu G.M. et al. Synthesis and
colour assessment of some new stilbene azo
dyes. Rev Roum Chim. 2008. 53 (2). P. 107–111.
4. Budyka M., Oshkin I. Comparative semiempi
rical and DFT study of styrylnaphthalenesand
styrylquinolines and their photocyclization
products. Int J Quantum Chem., 2011. 111.
P. 3673–3680
https://doi.org/10.1002/qua.22797
5. Gulakova E.N. et al. Regiospecific C-N
photocyclization of 2-styrylquinolines. J Org
Chem., 2014. 79 (12). P. 5533–5537.
https://doi.org/10.1021/jo500696n
6. Budyka M.F. et al. The effect of substituents
in the styryl moiety on the photocyclization
of 4-styrylquinoline derivatives. High Energy
Chemistry, 2010. 44 (5). P. 404–411.
https://doi.org/10.1134/S0018143910050097
7. Oshkin V., Budyka M. Quantum_chemical
study of the photoisomerization and photo
cyclization reactions of styrylquinolines: po
tential energy surfaces. High Energy Chemistry,
2010. 44 (6) P. 472–481.
https://doi.org/10.1134/S0018143910060044
8. Walko M. Molecular and biomolecular
switches, Dissertation, University of Gronin
gen. 2009.
9. Derkowska-Zielinska B., Skowronski L., Bii
tseva A. et al. Optical characterization of
heterocyclic azo dyes containing polymers thin
films. Appl Surf Sci., 2017. 421. P. 361–366.
https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2016.12.080
10. Waszkowska K., Krupka O., Kharchenko O.,
Figà V., Smokal V., Kutsevol N., Sahraoui B.,
Influence of ZnO nanoparticles on nonlinear
optical properties. Applied Nanoscience, 2020.
12. P. 4977–4982.
https://doi.org/10.1007/s13204-020-01373-3
11. Krupka O., Smokal V., Derkowska-Zielinska
B., et al. Optical and photochemical properties
of diarylethylenes. Proceedings of SPIE, 2017.
10440. 104400C.
https://doi.org/10.1117/12.2278118
12. Derkowska-Zielinska B., Krupka O., Smokal
V. et al. Optical properties of disperse dyes
doped poly(methyl methacrylate). Mol Cryst
Liq Cryst., 2016. 639. P. 87–93.
https://doi.org/10.1080/15421406.2016.1254585
13. Smokal V., Czaplicki R., Derkowska B. e al.
Synthesis and study of nonlinear optical
properties of oxazolone containing polymers.
Synth Met., 2007. 157 (18–20). P. 708–712.
https://doi.org/10.1016/j.synthmet.2007.07.
006
14. Derkowska-Zielinska B., Skowronski L., Syp
niewska M. et al. Functionalized polymers
with strong push-pull azo chromophores in
side chain for optical application. Opt Mater.,
2018. 85. P. 391–398.
https://doi.org/10.1016/j.optmat.2018.09.008
15. Derkowska-Zielinska B., Skowronski L.,
Kozlowski T. et al. Influence of peripheral
substituents on the optical properties of hete
rocyclic azo dyes. Opt Mater., 2015. 49. P. 325–
329.
https://doi.org/10.1016/j.optmat.2015.10.001
16. Derouiche Y., Koynov K. et al. Optical, electro-
optical, and dielectric properties of acrylic
tripropyleneglycol based polymer network
systems including. LCs. Mol Cryst Liq Cryst.,
2012. 561 (1). P. 124–135.
http://doi.org/10.1080/15421406.2012.687149
17. Palessonga D. et al. Tuning of microwave and
23https://ucj.org.ua
В. О. Смокал, О. Г. Харченко, О. Ю. Колендо УХЖ № 5 / ТОМ 88
optical properties of the electro-optic polymer
PMMA-DR1 by loading with SiC nanoparticles
for optimization of photonic microwave
components. 23rd Telecommunications Forum
Telfor (TELFOR), Belgrade, 2015. P. 532–535.
http://doi.org/10.1109/TELFOR.2015.7377523
18. Najjar R., Bigdeli E. Synthesis of novel core-
shells of PMMA with coumarin based liquid
crystalline side chains and PMMA shell as
electro-optical materials. European Polymer
Journal, 2018. 104. P. 36–146.
https://doi.org/10.1016/j.eurpolymj.2018.05.012
19. Fedus K., Smokal V. et al. Synthesis and non-
resonant nonlinear optical properties of push-
pull side-chain azobenzene polymers. Journal
of Nonlinear Optical Physicsand Materials,
2011 1. P. 1–13.
https://doi.org/10.1142/S021886351100584X
20. Kharchenko O., Smokal V., Krupka A., Kolen
do A. Design, synthesis, and photochemistry
of styrylquinoline – containing polymers. Mol
Cryst Liq Cryst., 2016. 1. P. 71–77.
https://doi.org/10.1080/15421406.2016.1255516
21. Barberis V., Mikroyannidis J. Synthesis and
optical properties of aluminum and zinc qui
nolates through styryl substituent in 2-po
sition. Synth Met., 2006. 156. P. 865–871.
https://doi.org/10.1016/j.synthmet.2006.05.
007
22. Budyka M. et al. Reconfigurable molecular
logic gate in polymer film. J Mater Chem.,
2009. 19, P. 7721–7724.
23. Galiazzo, G. et al. Gazz. Chim. Ital. 1990. 120,
581 p.
REFERENCES
1. Narwal S., Kumar S., Verma P.K. Synthesis and
therapeutic potential of quinoline derivatives.
Res Chem Intermed. 2017. 43: 2765–2798.
https://doi.org/10.1007/s11164-016-2794-2
2. Liao L., Li Y. et al. STM investigation of the
photoisomerization and photodimerization of
stilbene derivatives on HOPG surface. J Phys
Chem C. 2014. 118: 15963–15969.
https://doi.org/10.1021/jp505511e
3. Grad M.E., Simu G.M. et al. Synthesis and
colour assessment of some new stilbene azo
dyes. Rev Roum Chim. 2008. 53 (2): 107–111.
4. Budyka M., Oshkin I. Comparative semiempi
rical and DFT study of styrylnaphthalenesand
styrylquinolines and their photocyclization
products. Int J Quantum Chem. 2011. 111:
3673–3680 https://doi.org/10.1002/qua.22797
5. Gulakova E.N. et al. Regiospecific C-N
photocyclization of 2-styrylquinolines. J Org
Chem 2014. 79 (12): 5533–5537.
https://doi.org/10.1021/jo500696n
6. Budyka M.F. et al. The effect of substituents
in the styryl moiety on the photocyclization
of 4-styrylquinoline derivatives. High Energy
Chemistry. 2010. 44 (5): 404–411.
https://doi.org/10.1134/S0018143910050097
7. Oshkin V., Budyka M. Quantum_chemical
study of the photoisomerization and photo
cyclization reactions of styrylquinolines: po
tential energy surfaces. High Energy Chemistry.
2010. 44 (6): 472–481.
https://doi.org/10.1134/S0018143910060044
8. Walko M. Molecular and biomolecular
switches, Dissertation, University of Gronin
gen. 2009
9. Derkowska-Zielinska B., Skowronski L., Bii
tseva A. et al. Optical characterization of
heterocyclic azo dyes containing polymers
thin films. Appl Surf Sci. 2017. 421: 361–366.
https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2016.12.080
10. Waszkowska K., Krupka O., Kharchenko O.,
Figà V., Smokal V., Kutsevol N., Sahraoui B.,
Influence of ZnO nanoparticles on nonlinear
optical properties. Applied Nanoscience. 2020.
12: 4977–4982.
https://doi.org/10.1007/s13204-020-01373-3
24 ISSN 2708-129X. Укр. хім. журн., 2022
СИНТЕЗ ТА ФОТОХІМІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ НОВИХ СТИРИЛХІНОЛІНВМІСНИХ ПОЛІМЕРІВНЕОРГАНІЧНА ХІМІЯ
11. Krupka O., Smokal V., Derkowska-Zielinska
B., et al. Optical and photochemical properties
of diarylethylenes. Proceedings of SPIE. 2017.
10440: 104400C.
https://doi.org/10.1117/12.2278118
12. Derkowska-Zielinska B., Krupka O., Smokal V.
et al. Optical properties of disperse dyes doped
poly(methyl methacrylate). Mol Cryst Liq
Cryst. 2016. 639: 87–93.
https://doi.org/10.1080/15421406.2016.1254585
13. Smokal V., Czaplicki R., Derkowska B. e al.
Synthesis and study of nonlinear optical
properties of oxazolone containing polymers.
Synth Met. 2007. 157 (18–20): 708–712.
https://doi.org/10.1016/j.synthmet.2007.07.
006
14. Derkowska-Zielinska B., Skowronski L., Syp
niewska M. et al. Functionalized polymers
with strong push-pull azo chromophores in
side chain for optical application. Opt Mater.
2018. 85: 391–398.
https://doi.org/10.1016/j.optmat.2018.09.008
15. Derkowska-Zielinska B., Skowronski L., Koz
lowski T. et al. Influence of peripheral sub
stituents on the optical properties of hetero
cyclic azo dyes. Opt Mater. 2015. 49: 325–329.
https://doi.org/10.1016/j.optmat.2015.10.001
16. Derouiche Y., Koynov K. et al. Optical, electro-
optical, and dielectric properties of acrylic
tripropyleneglycol based polymer network
systems including. LCs. Mol Cryst Liq Cryst.
2012. 561 (1): 124–135.
http://doi.org/10.1080/15421406.2012.687149
17. Palessonga D. et al. Tuning of microwave and
optical properties of the electro-optic polymer
PMMA-DR1 by loading with SiC nanoparticles
for optimization of photonic microwave com
ponents. 23rd Telecommunications Forum
Telfor (TELFOR), Belgrade. 2015. 532–535.
http://doi.org/10.1109/TELFOR.2015.7377523
18. Najjar R., Bigdeli E. Synthesis of novel core-
shells of PMMA with coumarin based liquid
crystalline side chains and PMMA shell as
electro-optical materials. European Polymer
Journal 2018. 104: 36–146.
https://doi.org/10.1016/j.eurpolymj.2018.05.
012
19. Fedus K., Smokal V. et al. Synthesis and non-
resonant nonlinear optical properties of push-
pull side-chain azobenzene polymers. Journal
of Nonlinear Optical Physicsand Materials.
2011 1: 1–13.
https://doi.org/10.1142/S021886351100584X
20. Kharchenko O., Smokal V., Krupka A., Kolen
do A. Design, synthesis, and photochemistry
of styrylquinoline – containing polymers. Mol
Cryst Liq Cryst. 2016. 1: 71–77.
https://doi.org/10.1080/15421406.2016.1255516
21. Barberis V., Mikroyannidis J. Synthesis and
optical properties of aluminum and zinc
quinolates through styryl substituent in
2-position. Synth Met. 2006. 156: 865–871.
https://doi.org/10.1016/j.synthmet.2006.05.
007
22. Budyka M. et al. Reconfigurable molecular
logic gate in polymer film. J Mater Chem. 2009.
19, 7721–7724.
23. Galiazzo, G. et al. Gazz. Chim. Ital. 1990. 120,
581.
Стаття надійшла 07.06.2022.
|
| id | oai:ojs2.1444248.nisspano.web.hosting-test.net:article-448 |
| institution | Ukrainian Chemistry Journal |
| keywords_txt_mv | keywords |
| language | English |
| last_indexed | 2026-07-23T01:08:10Z |
| publishDate | 2022 |
| publisher | V.I.Vernadsky Institute of General and Inorganic Chemistry |
| record_format | ojs |
| resource_txt_mv | ucjorgua/15/89c4341c339ca3dc66edf4e8b61bf015.pdf |
| spelling | oai:ojs2.1444248.nisspano.web.hosting-test.net:article-4482026-07-22T08:23:49Z SYNTHESIS AND PHOTOCHEMICAL PROPERTIES OF NEW STYRYLQUINOLINE-CONTAINING POLYMERS Kharchenko, Oksana Smokal, Vitalii Kolendo, Oleksii radical polymerization; aryl(meth)acrylates; photochemical property; styrylquinoline containing polymers Compounds 1a, 1b and 5c, 5d were obtained by Knoevenagel condensation with the corresponding aromatic aldehydes during 14 hours. The new methacrylic monomers with styrylquinoline containing moiety were synthesized by reaction the alcohols with methacryloyl chloride. Polymers were synthesized by free radical polymerization. Polymerization ability was investigated and kinetic parameters were determined for compounds 2a, 2b and 6c, 6d during thermoinitiated homopolymerization. Polymerization was carried out for 10% solutions of monomers in DMF at 80 °C in argon atmosphere with 1% AIBN. Polymers were characterized by 1HNMR spectroscopy. The speed of polymerization of all new monomers was higher than for MMA and phenyl methacrylate due to the effect of the substituent in the p-position of the aromatic ring of the styrylquinoline fragment. In addition, the speed of polymerization increased due to the donor effect of the substituent. It was established that the speed of polymerization for 2b is higher than for monomer 2a. It is possible that decrease in the speed of polymerization occurs due to the substituent, which exhibits electron-accepting properties and can be a trap for free radicals. The results of photochemical and optical activities of the corresponding polymers are presented. Investigations of the absorption spectra of the synthesized polymers prove that the optically active styrylquinoline fragment in the polymers is preserved. Thus the photochemical properties of the new polymers will correspond to the properties of styrylquinoline-containing compounds. It was established that the introduction of electron-donating groups in the styrylquinoline fragment leads to a bathochromic shift of the absorption spectrum. Changes in absorption maxima during UV irradiation of compound 3a demonstrate photoinduced trans-cis isomerization. From the obtained and presented results, it can be concluded that polymers with styrylquinoline and iminostyrylquinoline fragments can be considered as promising materials for creating materials based on them that require photosensitivity in a certain range of wavelengths. V.I.Vernadsky Institute of General and Inorganic Chemistry 2022-06-24 Article Article Inorganic Chemistry Неорганическая химия Неорганічна хімія application/pdf https://ucj.org.ua/index.php/journal/article/view/448 10.33609/2708-129X.88.05.2022.15-24 Ukrainian Chemistry Journal; Vol. 88 No. 5 (2022): Ukrainian Chemistry Journal; 15-24 Украинский химический журнал; ##issue.vol## 88 ##issue.no## 5 (2022): Ukrainian Chemistry Journal; 15-24 Український хімічний журнал; Том 88 № 5 (2022): Український хімічний журнал; 15-24 2708-129X 2708-1281 en https://ucj.org.ua/index.php/journal/article/view/448/226 Copyright (c) 2022 Oksana Kharchenko, Vitalii Smokal, Oleksii Kolendo https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0 |
| spellingShingle | Kharchenko, Oksana Smokal, Vitalii Kolendo, Oleksii SYNTHESIS AND PHOTOCHEMICAL PROPERTIES OF NEW STYRYLQUINOLINE-CONTAINING POLYMERS |
| title | SYNTHESIS AND PHOTOCHEMICAL PROPERTIES OF NEW STYRYLQUINOLINE-CONTAINING POLYMERS |
| title_full | SYNTHESIS AND PHOTOCHEMICAL PROPERTIES OF NEW STYRYLQUINOLINE-CONTAINING POLYMERS |
| title_fullStr | SYNTHESIS AND PHOTOCHEMICAL PROPERTIES OF NEW STYRYLQUINOLINE-CONTAINING POLYMERS |
| title_full_unstemmed | SYNTHESIS AND PHOTOCHEMICAL PROPERTIES OF NEW STYRYLQUINOLINE-CONTAINING POLYMERS |
| title_short | SYNTHESIS AND PHOTOCHEMICAL PROPERTIES OF NEW STYRYLQUINOLINE-CONTAINING POLYMERS |
| title_sort | synthesis and photochemical properties of new styrylquinoline-containing polymers |
| topic_facet | radical polymerization aryl(meth)acrylates photochemical property styrylquinoline containing polymers |
| url | https://ucj.org.ua/index.php/journal/article/view/448 |
| work_keys_str_mv | AT kharchenkooksana synthesisandphotochemicalpropertiesofnewstyrylquinolinecontainingpolymers AT smokalvitalii synthesisandphotochemicalpropertiesofnewstyrylquinolinecontainingpolymers AT kolendooleksii synthesisandphotochemicalpropertiesofnewstyrylquinolinecontainingpolymers |