Водорастворимые полимеры

Еще студенткой, занимаясь научной работой, я столкнулась с этой удивительной темой - структура воды. Но потом объектами моих исследований стали полимеры, в том числе водорастворимые. Помню, что где-то читала, что из полимеров наилучшей растворимостью в воде обладает полиэтиленгликоль (полиэтиленоксид), так как структура его мономерного звена наилучшим образом соответствует пустотам ажурной структуры воды. Если возможно, пожалуйств, подскажите, где об этом можно прочитать. Заранее благодарю.

Здравствуйте, Галина!

Полиэтиленгликоли HO(CH₂CH₂O)_nH - вязкие жидкости (M_r<400), воскообразные вещества (M_r 200 ÷ 2000) или кристаллические термопластичные полимеры (M_r>2000). Полиэтиленгликоли растворимы во многих органических растворителях: бензоле, четыреххлористом углероде, хлороформе, диметилформамиде, ацетонитриле. Также хорошо растворимы в воде из за способности образовывать водородные связи. При этом растворимость полиэтиленгликоля существенно падает с увеличением молекулярной массы полимера.

Химическая формула HO(CH₂ CH₂O)_nH
Молярный вес 3600-4400 г/моль
Точка плавления 58-62 °С
Растворимость в Н₂О 550 г/л
Вязкость (99 °С) 110-158 сSt
Кинематическая вязкость 50% р-ра (20 °С) 102-158 сSt
Динамическая вязкость 50 % р-ра (20 °С) 110-170 сSt
Точка замерзания 53-58 °С
рН 5 % раствора 4,5-7,5

С химической точки зрения термины полиэтиленгликоль и полиэтиленоксид эквивалентны, но традиционно полиэтиленгликолями называют более низкомолекулярные аддукты с M_r<20000, а термин полиэтиленоксид применяют к высокомолекулярным полимерам. ПЭГ подвержен термоокислительной и термической деструкции при температурах выше 310°C, разрушается под действием высокоскоростного перемешивания. Способен образовывать комплексы с солями щелочных и щелочноземельных металлов, хлоридом ртути HgCl₂, тиокарбамидом, полиакриловой кислотой.

Полиэтиленгликоль формирует обратимые комплексы с активными лекарственными субстанциями, повышая их рстворимость и делая возможным повысить их концентрацию. Полиэтиленгликоли с молекулярной массой до 600 смешиваются с водой в любых отношениях. Они обладают выраженной низкой токсичностью, которая ниже глицерина. Таким образом, полиэтиленгликоли могут рассматриваться, как практически нетоксичные вещества. Поэтому они используются сейчас в различных сферах деятельности, в пищевых продуктах, косметике и фармацевтической промышленности. Ежедневная доза потребления полиэтиленгликолей определена ВОЗ в 10 мг/кг массы тела. Некоторые токсические соединения формируют с полиэтиленгликолем стабильные комплексы, что сделало возможность применить их в качестве антидота для их удаления с кожи (фенолы, крезол, салициловая Кислота, хлорид мышьяка и др). Полиэтиленгликоли нашли применение в онкологии в качестве лечебного средства.

Применение полиэтиленгликоля в лекарственных формах препаратов позволило повысить ее растворимость. Поэтому, использование в некоторых препаратах (Диалипон, Тиогамма) в качестве стабилизатора меглюмина, а в качестве солюбилизатора полиэтиленгликоля обеспечило в отличие от других лекарственных форм, оптимальный терапевтический эффект и снизило нежелательные побочные эффекты.

В биохимии полиэтиленгликоль используется для регулирования осмотического давления растворов. Часто его используют для моделирования условий осмотического стресса.

С уважением,

К.х.н. О. В. Мосин