POLYMER DENDRITIC được TỔNG hợp TRÊN cơ sở POLYESTER và POLYAMINE

POLYMER DENDRITIC ĐƯỢC TỔNG HỢP TRÊN CƠ SỞ
POLYESTER VÀ POLYAMINE
NGUYỄN CỬU KHOA, HOÀNG THỊ KIM DUNG.
1. ĐẶT VẤN ĐỀ: [1], [2]
Dendrimer được phát hiện và nghiên cứu từ những năm 1980, nhưng lại được quan
tâm nhiều trong vài năm gần đây do các tính chất đặc biệt của nó. Giống như tán lá xum xuê
của những cây đã già, các phân tử dendrimer chứa nhiều lỗ trống, có bề mặt rất lớn. Điều
đó cho phép bố trí xử lý chúng sao cho các chỗ trống này có kích thước nhất định và qua đó
cho ta những bình lý tưởng chứa các chất có hoạt tính sinh học. Nếu thiết kế thích hợp, ta sẽ
tạo ra các lỗ trống trên phân tử dendrimer với kích thước rất nhỏ (cỡ vài chục nano mét). Đó
là nền tảng tạo ra các viên nang cỡ nano có khả năng ứng dụng to lớn trong rất nhiều ngành,
lĩnh vực của cuộc sống. Vì vậy trong nghiên cứu này chúng tôi sẽ tập trung vào việc tổng
hợp các dendrimer trên cơ sở polyester và polyamide để tiến tới những nghiên cứu tạo các
viên nang cỡ nano sau này.
2. NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP [3], [5]
2.1. Nguyên liệu:
Methyl acrylate, ethylenediamine, NH
3
25%, methanol, các hóa chất khác đạt tiêu
chuẩn hóa chất tổng hợp và tinh khiết phân tích.
2.2. Phương pháp nghiên cứu: [2]
2.2.1. Phương pháp tổng hợp polyester thế hệ 1:
Lấy 1 mol dung dịch ammonia 25% vào trong becher 100 ml, đồng thời đổ 30ml
MeOH vào, lắc đều. Cho 8 mol methyl acrylate vào bình cầu cổ nhám, đồng thời đổ 20ml
MeOH vào và khuấy nhẹ. Đổ từ từ hỗn hợp ammonia và methanol vào bình cầu cổ nhám,
khuấy đều hỗn hợp ở nhiệt độ phòng trong 40 giờ sau đó đem cô quay loại dung môi thu
được sản phẩm polyester thế hệ 1.
2.2.2. Phương pháp tổng hợp polyamine thế hệ 1:
Cân 1 mol sản phẩm polyester thế hệ 1, cho vào bình cầu cổ nhám, khuấy đều một
thời gian cho đến khi sản phẩm tan hoàn toàn trong 40ml methanol. Lấy 80 mol
ethylendiamine cho vào becher 100 ml, đổ methanol vào lắc đều. Đổ từ từ hỗn hợp

ethylendiamine và methanol vào dung dịch polyester thế hệ 1, đồng thời khuấy nhẹ 80 giờ ở
nhiệt độ phòng. Hỗn hợp sau đó được lấy ra cô quay loại dung môi được sản phẩm
polyamine thế hệ 1.
2.2.3. Phương pháp tổng hợp polyester thế hệ 2:
Cân 0.1 mol sản phẩm polyamine thế hệ 1, cho vào bình cầu, khuấy đều một thời gian
cho đến khi sản phẩm tan hoàn toàn trong 40ml methanol. Lấy 1 mol methyl acrylate cho
vào becher 100 ml, đổ methanol vào lắc đều. Đổ từ từ hỗn hợp methyl acrylate và methanol
vào dung dịch polyamine thế hệ 1, đồng thời khuấy nhẹ 80 giờ ở nhiệt độ phòng. Hỗn hợp
sau đó được lấy ra cô quay loại dung môi được sản phẩm polyester thế hệ 2.
2.2.4. Phương pháp tổng hợp polyamine thế hệ 2:
Cân 0.1 mol sản phẩm polyester thế hệ 2, cho vào bình cầu cổ nhám, khuấy đều một
thời gian cho đến khi sản phẩm tan hoàn toàn trong 40ml methanol. Lấy 5 mol
ethylendiamine cho vào becher 100 ml, đổ methanol vào lắc đều. Đổ từ từ hỗn hợp
ethylendiamine và methanol vào dung dịch polyester thế hệ 2, đồng thời khuấy nhẹ 80 giờ ở
nhiệt độ phòng. Hỗn hợp sau đó được lấy ra cô quay loại dung môi được sản phẩm
polyamine thế hệ 2.
Tiếp tục thực hiện các bước tương tự như trên ta thu được các sản phẩm polyester thế
hệ 3,4,5 và polyamine thế hệ 3,4,5.
Tiến hành xác định cấu trúc và trọng lượng phân tử các chất thu được bằng phổ IR,
1
H-NMR,
13
C-NMR và sắc ký gel.
3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN:
3.1. Sản phẩm polyester thế hệ 1:
Cấu trúc polyester được xác định chính xác với các phổ sau:
IR (KBr, cm
-1
): 3456, 2954, 2841, 2057, 1738, 1439, 1359, 1327, 1173, 1127, 1040, 889,
841, 790, 701, 604, 528

1
H-NMR (DMSO, δ, ppm): 2.362 (2H của C
2
, J=7Hz), 2.638 (2H của C
1
, J=7Hz), 3.567
(3H của C
4
).
13
C-NMR (DMSO, δ, ppm): 31.967(C
2
), 48.539 (C
1
), 51.150 (C
4
), 172.379 (C
3
).
3.2. Sản phẩm polyamine thế hệ 1:
IR (KBr, cm
-1
): 3405, 2927, 1573, 1483, 1384, 1325, 1125, 966, 584
13
C-NMR kết hợp DEPT (DMSO, δ, ppm): 170 (C
3
), 49 (C
1
), 42 (C
5

), 41 (C
6
), 32 (C
2
).
3.3. Sản phẩm polyester thế hệ 2:
Thế hệ thứ 2 và thế hệ thứ 3 của polyester và polyamin do có cấu trúc tương tự như thế
hệ 1 nên chỉ xác định thông qua phổ IR
N
CH
2
CH
2
CNHCH
2
CH
2
O
3
N
CH
2
CH
2
COCH
3
O
CH
2
CH

2
COCH
3
O
IR (KBr, cm
-1
): 3388, 2953, 1738.
3.4. Sản phẩm polyamine thế hệ 2:
CH
2
CH
2
CNHCH
2
CH
2
NH
2
CH
2
CH
2
CNHCH
2
CH
2
NH
2
O
O

N
CH
2
CH
2
CNHCH
2
CH
2
O
N
3
IR (KBr, cm
-1
): 3367, 1573, 1481, 1383, 1323, 1030, 718, 472.
3.5. Sản phẩm polyester thế hệ 3:
N
N
CH
2
CH
2
CNHCH
2
CH
2
O
CH
2
CH

2
CNHCH
2
CH
2
O
NCH
2
CH
2
CNHCH
2
CH
2
O
N
CH
2
CH
2
COCH
3
O
CH
2
CH
2
COCH
3
O

CH
2
CH
2
COCH
3
O
CH
2
CH
2
COCH
3
O
3
IR (KBr, cm
-1
): 3382, 2953, 2834, 2371, 2055, 1736, 1655, 1542, 1444, 1203, 1045, 889,
842, 786, 698, 596.
3.6. Sản phẩm polyamine thế hệ 3:
IR (KBr, cm
-1
): 3407, 2357, 1569, 1482, 1324, 959, 552.
3.7. Sản phẩm polyester thế hệ 4:
IR (KBr, cm
-1
): 3306, 3077, 2952, 2831, 1735, 1648, 1543, 1438, 1359, 1257, 1200,
1044, 891, 841, 698, 591.
Vị trí carbon
13

C-NMR
δ(ppm)
1
H-NMR
δ(ppm)
CONH 171.264 7.647-7.636
COOCH
3
171.240 3.5
H
3
C
O C
O
CH
2
51.205 2.4 ( H→CH
2
-CO)
2.6-3.1 (H còn lại)
CH
2
-CH
2
-N 51.387
N-CH
2
-CH
2
-COO- 51.170

N-CH
2
-CH
2
-CO-NH 49.202
CO-NH-CH
2
-CH
2
- 48.291
-CH
2
-CH
2
-CO-OCH
3
32.084
-CH
2
-CH
2
-CO-NH 32.055
3.8. Sản phẩm polyamine thế hệ 4:
IR (KBr, cm
-1
): 3363, 2936, 1733, 1642, 1561, 1469, 1325, 1153, 1040, 582.
Vị trí carbon
13
C-NMR δ (ppm)
1

H-NMR δ(ppm)
CO-NH
CO-OCH
3
171.744-171.753 7.932 (H
N
→CO)
2.192 (H→N)
2.414-2.679 (H
CH2
)
3.059-3.252 (H
CH2
→NH
2
)
3.358 (H
CH2
→N)
CH
2
-CH
2
-N- 49.937
N-CH
2
-CH
2
-CONH
-N-CH

2
-CH
2
-CONH
49.738
CO-NH-CH
2
-CH
2
-N 42.020
-CH
2
-NH
2
41.196
-CH
2
-CH
2
-CONH 33.391
Kết quả đo sắc ký gel cho thấy sản phẩm polyamine thế hệ thứ 4 có trọng lượng phân tử:
(4963 g/mol) tương đương với trọng lượng phân tử theo lý thuyết ( 5147g/mol).
3.9. Sản phẩm polyester thế hệ 5:
IR (KBr, cm
-1
): 3301, 3079, 2952, 2831, 2079, 1736, 1647, 1545, 1438, 1359, 1200, 1044,
890, 842, 698, 593.
Vị trí carbon
13
C-NMR δ(ppm)

1
H-NMR δ(ppm)
CONH 172.416 7.622
COOCH
3
171.169 3.612
H
3
C
O C
O
CH
2
51.364 2.191-3.077
CH
2
-CH
2
-N 51.140
N-CH
2
-CH
2
-COO- 51.103
N-CH
2
-CH
2
-CO-NH 49.164
CO-NH-CH

2
-CH
2
- 48.884
-CH
2
-CH
2
-CO-OCH
3
32.047
-CH
2
-CH
2
-CO-NH 32.020
3.10. Sản phẩm polyamine thế hệ 5:
IR (KBr, cm
-1
): 3365, 2937, 2156, 1642, 1559, 1466, 1326, 1153, 1035, 960, 690.
Vị trí carbon
13
C-NMR δ(ppm)
1
H-NMR δ(ppm)
CO-NH
CO-OCH
3
171.494 7.993 (H
N

→CO)
2.195 (H→N)
2.420-2.679 (H
CH2
)
3.086-3.160 (H
CH2
→N)
CH
2
-CH
2
-N- 49.885
N-CH
2
-CH
2
-CONH
-N-CH
2
-CH
2
-CONH
49.678
CO-NH-CH
2
-CH
2
-N 42.140
-CH

2
-NH
2
41.263
-CH
2
-CH
2
-CONH 33.323
Kết quả đo sắc ký gel ta thấy sản phẩm polyamine thế hệ 5 có trọng lượng phân tử là 9676
g/mol và tương đương trọng lượng phân tử lý thuyết là 10619g/mol.
4. KẾT LUẬN:
Polymer dendrimer được tổng hợp trên cơ sở các liên kết ester và amine từ methyl
acrylate, ethylenediamine, NH
3
. Năm thế hệ của dendrimer được tổng hợp và được xác định
cấu trúc bởi các phổ IR, NMR
1
H,
13
C. Ở thế hệ thứ 4, 5 dendrimer được xác định trọng
lượng phân tử bởi sắc ký gel và cho kết quả tương đương với trọng lượng phân tử lý thuyết.
Polymer tổng hợp được sẽ được sử dụng để tạo các vi nang cỡ nano được dùng chứa thuốc
(chất mang thuốc) ở các công trình tiếp theo.
TÀI LIỆU THAM KHẢO:
1. Barbara Klajnert & Maria Bryszewska, Dendrimers: Properties and applications,
Acta Biochimia Polonica, 48, 2001, 199-208.
2. Kaneto Uekama, Design and Evaluation of Cyclodextrin- Based Drug Formulation,
Chem. Pharm. Bull, 52, 2004, 900-915.
3. Masaaki Iwata et al, Development of polyamine – based dendrimers toward bi –

directional energy conversion, Supramolecular Science, 42, 2001, 63-66.
4. M. Francesca Ottaviani et al, Model for the Interactions between Anionic Dendrimers
and Cationic Surfactants by Means of the Spin Probe Method, J. Phys. Chem, 31,
1997, 101-107.
5. Martin E. Rogers and Timothy E. Long, Synthetic Methods in Step-Growth Polymers,
John Wiley & Sons Inc, 2003.
SUMMARY
DENDRITIC POLYMER BASED ON POLYESTER AND POLYAMINE
Dendritic polymer based on polyester and polyamine. Five generations of dendrimers
were synthesized from methyl acrylate, ethylenediamine, NH
3
and characterized by
spectrum IR, NMR
1
H,
13
C. Molecular mass of generation 4
th
and 5
th
of dendrimer were
determined by chromatographic gel. Synthesized polymer will be the material for
nanocapsule to deliver drug.
Địa chỉ:
Nguyễn Cửu Khoa, Hoàng Thị Kim Dung
Viện Công nghệ Hóa học, Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam