ПОЛИМЕР-КОЛЛОИДНЫЕ КОМПЛЕКСЫ НА ОСНОВЕ ГУАНИДИНИЕВЫХ ПОЛИМЕРОВ И ДОДЕЦИЛСУЛЬФАТА НАТРИЯ
Аннотация
Разработан метод получения частиц полимер-коллоидных комплексов (ПКК) на основе гомополимера 2,2-диаллил-1,1,3,3-тетраэтилгуанидиний хлорида и его сополимера с диоксидом серы и анионного поверхностно-активного вещества – додецилсульфата натрия. Мольное соотношение компонентов z подбирали методом турбидиметрического титрования. Выяснено, что в случае гомополимера предельный состав реакционной среды zпр, выше которого наблюдается образование частиц ПКК, равен 0,39, а в случае полисульфона мутность заметно возрастает уже при z равном 0,06. Низкое значение zпр (0,05) для системы на основе полисульфона связано, вероятно, с низкой молекулярной массой полимера. В данном случае на полиионе отсутствуют свободные участки, способные в достаточной мере лиофилизировать частицу комплекса, и невозможно обеспечить их растворимость. В случае комплексов, полученных на основе гомополимера и додецилсульфата натрия, система оказывается устойчивой в течение 1 мес., в случае полисульфона, система является неустойчивой, в ней наблюдается появление мути и в дальнейшем образование осадка. Функционализацию ампициллином осуществляли методом ионного обмена. Действием гидроксида натрия на полимер получали промежуточное соединение – гидроксид, далее реакцией с ампициллином получали модифицированный полимер. Показано, что, варьируя соотношение полимер : NaOH, можно в значительной степени варьировать содержание замещенных гидроксилов и, следовательно, степень модификации полимера. При увеличении содержания NaOH наблюдается рост степени модификации, и при эквимольном соотношении компонентов она достигает 27-28 мол.%. На основе гуанидиниевых полимеров с разной степенью модификации антибиотиком получены частицы ПКК, стабилизированные додецилсульфатом натрия. При увеличении содержания звеньев ампициллина значение состава реакционной смеси zпр снижается, что свидетельствует об уменьшении лиофилизирующих свойств модифицированных полимеров. Модификация полиэлектролитов приводит к росту размеров частиц. Тем не менее, образуются частицы нанометрового диапазона, входящие в область размеров, необходимых для физиологически активных микрочастиц для адресной доставки.
Для цитирования:
Горбунова М.Н., Стрельников В.Н. Полимер-коллоидные комплексы на основе гуанидиниевых полимеров и додецилсульфата натрия. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2026. Т. 69. Вып. 3. С. 38-47. DOI: 10.6060/ivkkt.20266903.6744.
Литература
Novakov I.A., Shulevich Yu.V., Kovaleva O.Yu., Navrotskii A.V., Navrotskii V.A. Complexes of polyelectrolytes with electrostatically complementary surfactants. Izv. VolgGTU. 2005. V. 2. N 1. P. 5-16 (in Russian).
Izumrudov V.A., Zezin A.B., Kabanov V.A. Equilibria in interpolyelectrolyte reactions and the phenomenon of molecular "recognition" in solutions of interpolyelectrolyte complexes. Russ. Chem. Rev. 1991. V. 60. N 7. Р. 792–806. DOI: 10.1070/RC1991v060n07ABEH001111
Ibragimova Z.Kh., Kasaikin V.A., Zezin A.B., Kabanov V.A. Non-stoichiometric polyelectrolyte complexes of polyacrylic acid and cationic surfactants. Vysokomol. Soed. А. 1986. V. 28. N 8. P.1640-1646 (in Russian). DOI: 10.1016/0032-3950(86)90399-0.
Korobko T.A., Izumrudov V.A., Zezin A.B. Competitive interactions in solutions of oppositely charged polyelec-trolytes and anionic surfactants. Vysokomol. Soed. А. 1993. V. 35. N 1. P. 87-92 (in Russian).
Guzmán E., Fernández-Peña L., Ortega F., Rubio R.G. Equilibrium and kinetically trapped aggregates in poly-electrolyte–oppositely charged surfactant mixtures. Curr. Opin. Colloid Interface Sci. 2020. V. 48. P. 91-108. DOI: 10.1016/j.cocis.2020.04.002.
Khan N., Brettmann B. Intermolecular interactions in polyelectrolyte and surfactant complexes in solution. Polymers (Basel). 2019. V. 11. P. 51. DOI: 10.3390/polym11010051.
Gradzielski M., Hoffmann I. Polyelectrolyte-surfactant complexes (PESCs) composed of oppositely charged components. Curr. Opin. Colloid Interface Sci. 2018. V. 35. P. 124-141. DOI: 10.1016/j.cocis.2018.01.017.
Babaev M.S., Kolesov S.V. Self-Organizing Particles of Polymer–Colloid Complexes Based on Various Molecular Weight Copolymers of N,N'-Diallyl-N,N'-dimethylammonium Chloride with Sulfur Dioxide. Polymer Sci. B. 2023. V. 65. N 1. P. 10-17. DOI: 10.1134/S1560090423700665.
Olivera M.E., Manzo R.H., Alovero F., Jimenez-Kairuz A.F., Ramírez-Rigo M.V. Polyelectrolyte-drug ionic complexes as nanostructured drug carriers to design solid and liquid oral delivery systems. Nanostruct. Oral Medicine. 2017. Ch. 13. P. 365-408. DOI: 10.1016/B978-0-323-47720-8.00014-6.
Mirtič J., Paudel A., Laggner P., Hudoklin S., Erdani Kreft M., Kristl J. Polyelectrolyte–surfactant–complex nanoparticles as a delivery platform for poorly soluble drugs: A case study of ibuprofen loaded cetylpyridinium-alginate system. Int. J. Pharmaceut. 2020. V. 580. P. 119199. DOI: 10.1016/j.ijpharm.2020.119199.
França M.T., Nicolay Pereira R., Klüppel Riekes M., Munari Oliveira Pinto J., Stulzer H.K. Investigation of novel supersaturating drug delivery systems of chlorthali-done: The use of polymer-surfactant complex as an effective carrier in solid dispersions. Eur. J. Pharmaceut. Sci. 2018. V. 111. P. 142-152. DOI: 10.1016/j.ejps.2017.09.043.
Bazunova M.V., Almaev B.F. Study of rheological behavior of interpolymer complexes of N-succinylchitosan with poly-Nvinylpyrrolidone and polyethyleneglycol. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2024. V. 67. N 9. P. 45-52 (in Russian). DOI: 10.6060/ivkkt.20246709.6963.
Durán N., Alvarenga M.A., Da Silva E.C., Melo P.S., Marcato P.D. Microencapsulation of antibiotic rifampic-in in poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate). Arch. Pharm. Res. 2008. V. 31. N 11. P. 1509–1516. DOI: 10.1007/s12272-001-2137-7.
Grekhneva E.V., Kudryavtseva T.N. Development of a new dosage form of furacillin using the microencapsula-tion method. AUDITORIUM. 2018. V. 2. N 18. Р. 17–23 (in Russian).
Grekhneva E.V., Vlasova V.V. Features of microencap-sulation of oxytetracycline and ceftriaxone in double shells. AUDITORIUM. 2017. V. 2. N 14. P. 19–23 (in Russian).
Zhao P., Zhou X., Huang Y., Xu Y., Chen S., Zheng C., Jin Y., Xia C. Cationic covalent organic polymers based on guanidine with higher positive potential for selective sorption of ReO4−: Synthesis and DFT calculation. Surf. Interfaces. 2022. V. 29. P. 101788. DOI: 10.1016/j.surfin.2022.101788.
Gorbunova M.N. Guanidine-containing polymers. In: Encyclopedia of Biomedical Polymers and Polymeric Bi-omaterials. Ed. by M.v Mishra. NY: Taylor&Francis Group. 2015. Р. 3672-3680. DOI: 10.1081/E-EBPP-120049929.
Gorbunova M.N., Vorob’eva A.I., Tolstikov A.G., Monakov Yu.B. New N-allylated monomers in the synthesis of practical valuable high-molecular-weight compounds. Polym. Adv. Technol. 2009. V. 20. N 3. P. 209 – 215. DOI: 10.1002/pat.1253.
Babaev M.S., Vorob’eva A.I., Chernysheva Y.S., Zakir’yanova O.V., Spirikhin L.V., Kolesov S.V. Micro-particles of poly-N,N-diallyl-N,N-dimethylammonium chloride polyelectrolyte complexes as drug carriers. Russ J Appl Chem. 2015. V. 88. P. 1494–1499. DOI: 10.1134/S1070427215090177.
Babaev M., Lobov A., Shishlov N., Zakharova E., Orlov A., Baymiev A., Kolesov S. Nanoparticles of self-organizing ionic complexes based on a copolymer of N,N′-diallyl-N,N′-dimethylammonium chloride with N-vinylpyrrolidone modified by betulonic acid. React. Funct. Polym. 2021. V. 165. P. 104968. DOI: 10.1016/j.reactfunctpolym.2021.104968.
Babaev M.S., Vorob’eva A.I., Kolesov S.V. The effect of the molecular mass of poly(N,N-diallyl-N,N-dimethylammonium chloride) on the particle size of its polyelectrolyte-surfactant complexes with sodium do-decylsulfate. Polym. Sci. Ser. A. 2015. V. 57. P. 266–270. DOI: 10.1134/S0965545X15030013.
Vorob’eva A.I., Sagitova D.R., Gorbunova M.N., Mus-lukhov R.R., Kolesov S.V., Tolstikov A.G., Monakov Yu.B. Activity of Diallylamido-bis(diethylamido)guanidinium Chloride in Radical Polymerization Reactions. Polym. Sci. В. 2007. V. 47. N 7-8. Р. 172-176. DOI: 10.1134/S1560090407070020.
Gordon A.J., Ford R. The Chemist’s Companion: A Handbook of Practical Data, Techniques and References. New York: Wiley. 1972. 537 р.
Gorbunova M., Lemkina L., Borisova I. New guanidine-containing polyelectrolytes as advanced antibacterial materials. Europ. Polym. J. 2018. V. 105. P. 426-433. DOI: 10.1016/j.eurpolymj.2018.06.014
Shulevich Yu.V., Kovaleva O.Yu., Navrotskii A.V. Influence of the lyophilizing power of the polymer chain on the relationships in formation of polyelectrolyte-surfactant complexes. Russ. J. Appl. Chem. 2008. V. 81. N 1. P. 108-113. DOI: 10.1134/S1070427208010254.
Shilova S.V., Tret’yakova A.Ya., Barabanov V.P. Association of quaternized poly(4-vinylpyridine) and sodi-um dodecyl sulfate in water-alcohol solvents. Polym. Sci. A. 2010. V. 52. N 12. P. 1283-1291. DOI: 10.1134/S0965545X10120060.
Kasaikin V.A., Efremov V.A., Zakharova Yu.A., Zezin A.B., Kabanov V.A. Formation of intramolecular micellar phase as a necessary condition for binding of amphiphilic ions with oppositely charged polyelectrolytes. Dokl. AN Khim. 1997. V. 354. P. 126-128 (in Russian).
Bykov D.S., Shulevich Yu.V., Dukhanina E.G., Navrot-skii A.V., Novakov I.A. Interaction of trime-thyl[methacryloyloxyethyl]ammonium methyl sulphate with sodium dodecyl sulphate and properties of the re-sulting polyelectrolytes. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2025. V. 68. N 7. Р. 114-124 (in Russian). DOI: 10.6060/ivkkt.20256807.7198.
Badykova L.A., Mudarisova R.H., Kolesov S.V. Microparticles of polyelectrolyte complexes based on poly-N,N-diallyl-N,N-dimethylammonium chloride and oxidized arabinogalactan modified with histidine. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2022. V. 65. N 5. P. 14-22 (in Russian). DOI: 10.6060/ivkkt.20226505.6475.
Kaplun A.P., Bezrukov D.A., Popenko V.I., Shvets V.I. Spherical amorphous nanoparticles from birch bark triterpenoids – a novel type of submicronic vehicle for drug delivery. Biofarm. Zhurn. 2011. V. 3. N 2. P. 28–40 (in Russian).
Ferrari M. Cancer nanotechnology: Opportunities and challenges. Nat. Rev. Cancer. 2005. V. 5. N 3. Р. 161–171. DOI: 10.1038/nrc1566.
