|
|
Polykaprolakton, jeho syntéza, charakterizace a degradabilita
Boháčová, Zdeňka ; Vojtová, Lucy (oponent) ; Hermanová, Soňa (vedoucí práce)
Předložená diplomová práce se zabývá studiem polymerace za otevření kruhu (ROP) kaprolaktonu katalyzované pomocí nových organických a organokovových sloučenin. V teoretické části práce jsou na základě literární rešerše popsány přehledy syntetických strategií a katalytických/iniciačních systémů pro ROP laktonů. V experimentální části byla provedena série polymerací -kaprolaktonu zaměřená na studium polymeračních podmínek (poměry rozpouštědlo/monomer, katalyzátor/iniciátor, monomer/iniciátor a koncentrace monomeru) v rozmezí teplot 25-70 °C. Provedená experimentální studie byla zaměřena na katalytické prekurzory na bázi organických karbenů (tBuNCH=CHN+tBu)CH Cl- (NHC-tBu) v roztoku tetrahydrofuranu a triazolového komplexu hliníku {O,O’-[4,5-P(O)Ph2tz]-AlMe2}, Ph = fenyl, tz = triazol, (OAlMe2) v roztoku chlorbenzenu. Připravené polymery byly charakterizovány pomocí 1H NMR spektroskopie (Bruker Avance), diferenciální skenovací kalorimetrie (TA Instruments Q 2000) a gelové permeační chromatografie (Agilent Technologies 1100 series). U připraveného vzorku s Mn = 12 kg/mol, Mw/Mn = 2,5 a se stupněm krystalinity 53 % byla otestována degradabilita účinkem mikroorganismu. Polymer ve formě lisované fólie a prášku byl vystaven působení bakteriálního kmene Bacillus subtilis (BS) v minerálním a živném médiu po dobu 42 dnů. Rastrovací elektronová mikroskopie (SEM) a konfokální laserová rastrovací mikroskopie (CLSM) potvrdily vývoj trhlin na povrchu filmu v porovnání s nezměněným povrchem kontrolních vzorků jako následek mikrobiálního ataku. Dále bylo pozorováno rozvinutí růžového zbarvení suspenze polymeru v důsledku aktivity mikroorganismu.
|
|
|
Speciální laboratorní technika
Boháčová, Zdeňka ; Merna,, Jan (oponent) ; Richtera, Lukáš (vedoucí práce)
Manipulace s látkami vysoce citlivými vůči vzdušné vlhkosti a kyslíku vyžadují definované prostředí s minimem těchto nežádoucích látek (řádově jednotky ppm). V oblasti anorganické, organické a zejména organokovové a polymerní syntézy je znalost vakuové techniky, techniky suchého boxu a Schlenkových technik nezbytná. Obecné postupy těchto technik jsou popsány již v několika skriptech a monografiích, nicméně obrazová dokumentace pomáhající správnému pochopení mnohdy zaostává. Předložená práce je členěna do 8 kapitol. Úvodní kapitoly pojednávají o bezpečnosti práce a první pomoci při úrazech v chemické laboratoři. Následující kapitola přináší užitečné literární zdroje. Dále jsou v jednotlivých kapitolách rozepsány používané skleněné nádoby a jejich příslušenství, základní pracovní úkony, speciální vybavení, vakuum a jeho zdroje a jednotlivé pracovní techniky. Tato práce si klade za cíl vytvořit studijní podklady pro začínající pracovníky zabývající se syntézami organokovových komplexů, polymerních katalyzátorů a vlastních polymerů v laboratoři polymerních syntéz na FCH VUT .
|
|
|
Ring-opening Polymerization of Lactones and Lactides
Boháčová, Zdeňka ; Cihlář, Jaroslav (oponent) ; Lehocký,, Marián (oponent) ; Vojtová, Lucy (vedoucí práce)
Biodegradable aliphatic polyesters based on polylactones, polylactides and their copolymers are particularly interesting for their applications in the medical field. The major polymerization method used to synthesize these polymers has been the ring-opening polymerization (ROP) of lactones or lactides. Many organometallic compounds are effective initiators for the controlled ROP synthesis of polyesters but heavy metals derivatives are harmful for the human organisms. There has been an increasing interest in the development of efficient "green" catalytic systems for the synthesis of biodegradable aliphatic polyesters. This thesis is dedicated to the synthesis of aliphatic polyesters based on polycaprolactone, polylactide and polyglycolide and especially their copolymers using organic catalyst from the group of free N-heterocyclic carbenes (NHC) without the central heavy metal atom. A literature review is focused on the recent advances in the ROP of lactones and lactides using organic metal-free catalysts. However, there is no evidence of using carbenes for ROP synthesis of polyglycolide or its copolymers. An experimental part of this work briefly describes the preparation and properties of 1,3-di-tert-butylimidazol-2-ylidene (NHC-tBu) free carbene from its stable chloride salt. The next section is focused on the preparation of polyesters from cyclic ester monomers, namely L lactide, D,L-lactide, glycolide and -caprolactone using NHC-tBu catalyst. In particular, novel synthesis of thermosensitive amphiphilic triblock copolymers based on hydrophobic biodegradable polylactide, polyglycolide and biocompatible hydrophilic polyethylene glycol (PLGA–PEG–PLGA) using prepared NHC-tBu has been investigated. Consequently, influences of reaction conditions (i.e. monomers purification, reaction temperature, type of solvent, solvent to monomer ratio and initiator to catalyst ratio) have been evaluated. Finally, the comparison of PLGA–PEG–PLGA copolymers prepared using NHC-tBu and Sn(II)2-ethylhexanoate catalysts has been performed. It was demonstrated that combination of NHC-tBu with PEG creates the effective catalytic system for ring opening polymerization of lactone or lactides. Polymers were prepared with the high conversion of monomer (70 – 85%) and low polydispersity index (Mw/Mn at around 1.2). PLGA–PEG–PLGA copolymer with two phase transitions (sol-gel and gel-suspension) and gelation temperature between 35 – 43 °C was obtained. In most cases, changes in the reaction conditions did not have significant influence on chemical properties such as molecular weight or polydispersity index, however essentially affected the physical properties such as visco-elastic behaviors.
|
|
|
Ring-opening Polymerization of Lactones and Lactides
Boháčová, Zdeňka ; Cihlář, Jaroslav (oponent) ; Lehocký,, Marián (oponent) ; Vojtová, Lucy (vedoucí práce)
Biodegradable aliphatic polyesters based on polylactones, polylactides and their copolymers are particularly interesting for their applications in the medical field. The major polymerization method used to synthesize these polymers has been the ring-opening polymerization (ROP) of lactones or lactides. Many organometallic compounds are effective initiators for the controlled ROP synthesis of polyesters but heavy metals derivatives are harmful for the human organisms. There has been an increasing interest in the development of efficient "green" catalytic systems for the synthesis of biodegradable aliphatic polyesters. This thesis is dedicated to the synthesis of aliphatic polyesters based on polycaprolactone, polylactide and polyglycolide and especially their copolymers using organic catalyst from the group of free N-heterocyclic carbenes (NHC) without the central heavy metal atom. A literature review is focused on the recent advances in the ROP of lactones and lactides using organic metal-free catalysts. However, there is no evidence of using carbenes for ROP synthesis of polyglycolide or its copolymers. An experimental part of this work briefly describes the preparation and properties of 1,3-di-tert-butylimidazol-2-ylidene (NHC-tBu) free carbene from its stable chloride salt. The next section is focused on the preparation of polyesters from cyclic ester monomers, namely L lactide, D,L-lactide, glycolide and -caprolactone using NHC-tBu catalyst. In particular, novel synthesis of thermosensitive amphiphilic triblock copolymers based on hydrophobic biodegradable polylactide, polyglycolide and biocompatible hydrophilic polyethylene glycol (PLGA–PEG–PLGA) using prepared NHC-tBu has been investigated. Consequently, influences of reaction conditions (i.e. monomers purification, reaction temperature, type of solvent, solvent to monomer ratio and initiator to catalyst ratio) have been evaluated. Finally, the comparison of PLGA–PEG–PLGA copolymers prepared using NHC-tBu and Sn(II)2-ethylhexanoate catalysts has been performed. It was demonstrated that combination of NHC-tBu with PEG creates the effective catalytic system for ring opening polymerization of lactone or lactides. Polymers were prepared with the high conversion of monomer (70 – 85%) and low polydispersity index (Mw/Mn at around 1.2). PLGA–PEG–PLGA copolymer with two phase transitions (sol-gel and gel-suspension) and gelation temperature between 35 – 43 °C was obtained. In most cases, changes in the reaction conditions did not have significant influence on chemical properties such as molecular weight or polydispersity index, however essentially affected the physical properties such as visco-elastic behaviors.
|
|
|
Polykaprolakton, jeho syntéza, charakterizace a degradabilita
Boháčová, Zdeňka ; Vojtová, Lucy (oponent) ; Hermanová, Soňa (vedoucí práce)
Předložená diplomová práce se zabývá studiem polymerace za otevření kruhu (ROP) kaprolaktonu katalyzované pomocí nových organických a organokovových sloučenin. V teoretické části práce jsou na základě literární rešerše popsány přehledy syntetických strategií a katalytických/iniciačních systémů pro ROP laktonů. V experimentální části byla provedena série polymerací -kaprolaktonu zaměřená na studium polymeračních podmínek (poměry rozpouštědlo/monomer, katalyzátor/iniciátor, monomer/iniciátor a koncentrace monomeru) v rozmezí teplot 25-70 °C. Provedená experimentální studie byla zaměřena na katalytické prekurzory na bázi organických karbenů (tBuNCH=CHN+tBu)CH Cl- (NHC-tBu) v roztoku tetrahydrofuranu a triazolového komplexu hliníku {O,O’-[4,5-P(O)Ph2tz]-AlMe2}, Ph = fenyl, tz = triazol, (OAlMe2) v roztoku chlorbenzenu. Připravené polymery byly charakterizovány pomocí 1H NMR spektroskopie (Bruker Avance), diferenciální skenovací kalorimetrie (TA Instruments Q 2000) a gelové permeační chromatografie (Agilent Technologies 1100 series). U připraveného vzorku s Mn = 12 kg/mol, Mw/Mn = 2,5 a se stupněm krystalinity 53 % byla otestována degradabilita účinkem mikroorganismu. Polymer ve formě lisované fólie a prášku byl vystaven působení bakteriálního kmene Bacillus subtilis (BS) v minerálním a živném médiu po dobu 42 dnů. Rastrovací elektronová mikroskopie (SEM) a konfokální laserová rastrovací mikroskopie (CLSM) potvrdily vývoj trhlin na povrchu filmu v porovnání s nezměněným povrchem kontrolních vzorků jako následek mikrobiálního ataku. Dále bylo pozorováno rozvinutí růžového zbarvení suspenze polymeru v důsledku aktivity mikroorganismu.
|
|
|
Speciální laboratorní technika
Boháčová, Zdeňka ; Merna,, Jan (oponent) ; Richtera, Lukáš (vedoucí práce)
Manipulace s látkami vysoce citlivými vůči vzdušné vlhkosti a kyslíku vyžadují definované prostředí s minimem těchto nežádoucích látek (řádově jednotky ppm). V oblasti anorganické, organické a zejména organokovové a polymerní syntézy je znalost vakuové techniky, techniky suchého boxu a Schlenkových technik nezbytná. Obecné postupy těchto technik jsou popsány již v několika skriptech a monografiích, nicméně obrazová dokumentace pomáhající správnému pochopení mnohdy zaostává. Předložená práce je členěna do 8 kapitol. Úvodní kapitoly pojednávají o bezpečnosti práce a první pomoci při úrazech v chemické laboratoři. Následující kapitola přináší užitečné literární zdroje. Dále jsou v jednotlivých kapitolách rozepsány používané skleněné nádoby a jejich příslušenství, základní pracovní úkony, speciální vybavení, vakuum a jeho zdroje a jednotlivé pracovní techniky. Tato práce si klade za cíl vytvořit studijní podklady pro začínající pracovníky zabývající se syntézami organokovových komplexů, polymerních katalyzátorů a vlastních polymerů v laboratoři polymerních syntéz na FCH VUT .
|
host ::
RSS.