ALKÍMIA MA Az anyagról mai szemmel, a régiek megszállottságával www.chem.elte.hu/pr
Kvíz az előző előadáshoz
Programajánlatok november 26. 16:00 ELTE Kémiai Intézet 065-ös terem Észontogató (www.chem.elte.hu/pr) Róka András: Elektronok decmber 2. 15:30 ELTE Kémiai Intézet 063-as terem Tóth Zoltán (Debreceni Egyetem) - Turányi Tamás (ELTE): Egyetemi hallgatók tévképzetei fizikai kémiából december 2. 17:00 ELTE Eötvös terem Atomoktól a csillagokig Dankházi Zoltán: Laptop: a fekete doboz (www.atomcsill.elte.hu) december 3. 16:00 ELTE Kémiai Intézet 065-ös terem Észontó (www.chem.elte.hu/pr) Róka András: Rekaciótípusok december 9. 17:00 ELTE Eötvös terem Alkímia ma (www.chem.elte.hu/pr) Turányi Tamás: A légkör kémiája Honlapajánlat: http://www.körinfo.hu Környezetvédelmi információk, előadásanyagok
HÍREK Akadémiai Nívódíj intézetünk tanárának Turányi Tamás nyerte el a Magyar Tudományos Akadémia és az Akadémiai Kiadó egyik nívódíját 2010. november 18-án a Reakciómechanizmusok vizsgálata című könyvéért.
HÍREK Vizet tűzzel tűzzel vizet Iskolai kísérlet akció2011. január 26-án A Magyar Kémikusok Egyesülete (MKE) egy iskolai kísérlet akciót hirdet a 2011-es Kémia Nemzetközi Éve események magyarországi nyitányaként. A felhívás egy 15-20 perces látványos kísérleti bemutatóra vonatkozik, melyet az akcióban résztvevő iskolák azonos napon és azonos idősávban (11:00-15:00 óra között) bonyolítanak le. Néhány elvégzésre javasolt kísérlet leírását az MKE közzé fogja tenni 2010. decemberében, internetes honlapján. Bővebb információ: http://www.mke.org.hu.
2010. november 25. Tudományos Diákköri előadás Pásztor Szabolcs Mészáros Róbert: Mosószerek a 21. században Látványos kémiai kísérletek Kóczán György
Polimetakrilsav-l-poliizobutilén amfifil polimer kotérhálók előállítása és ph-függő duzzadási tulajdonságaik vizsgálata Pásztor Szabolcs I. évf. Vegyész MSc hallgató ELTE TTK, Kémiai Intézet, Szerves Kémiai Tanszék és MTA Kémiai Kutatóközpont, Anyag- és Környezetkémiai Intézet Polimer Kémiai és Anyagtudományi Osztály Témavezetők: Prof. Iván Béla és Dr. Kali Gergely Áron Budapest, 2010.
Alapötlet Bipolimer ph-izom 1 : bimetálszerű szerkezet, két polielektrolit, egy polisav és egy polibázis térháló összeerősítve. Működési elv: bázikus közegben a polisav duzzad, a polibázis összehúzódik, savas közegben fordítva Ötlet: ph-függő hosszanti méretváltozását kihasználó szintetikus izom polimetakrilsav-l-poliizobutilén (PMAA-l-PIB) amfifil polimer kotérhálóból (l = linked by). (1) P. D. Topham, J. R. Howse, C. J. Crook, S. P. Armes, R. A. L. Johnes, A. J. Ryan, Macromolecules, 40, 4393-4395 (2007)
A Ryan féle bipolimer izom működési elve Savas közeg Bázikus közeg Polibázis Polisav
Amfifil polimer kotérhálók Szerkezet: kovalens kötésekkel összekapcsolt hidrofil és hidrofób polimer láncok Az amfifil jelleg jelentése: a kotérháló poláros és apoláros oldószerekben is képes duzzadni Tulajdonságok: biokompatibilitás jó mechanikai jellemzők egyedi duzzadás nanofázis szeparáció Felhasználhatóság: hidrofil (PMAA) gyógyászati célok, speciális membránok, nanoreaktorok, szenzorok, enzimhordozók stb. hidrofób (PIB) C. S. Patrickios, T. K. Georgiou, Curr. Opin. Coll. Int. Sci., 8, 76-85 (2003) G. Erdődi, J. P. Kennedy, Prog. Polym. Sci, 31, 1-18 (2006)
A polimetakrilsav-l-poliizobutilén amfifil polimer kotérháló és építőkövei Polimetakrilsav (PMAA): hidrofil polielektrolit, ph függő viselkedés (pk a ~5,5) CH 2 CH 3 C COOH n Poliizobutilén (PIB): alacsony üvegesedési hőmérséklet (T g -70 o C), rugalmas, biokompatibilis, hidrofób polimer PMAA-l-PIB amfifil kotérháló: gravimetriásan már mért ph és sófüggő duzzadás, biokompatibilitás, PMAA hidrogélhez képest jelentősen jobb mechanikai tulajdonságok M. Haraszti, E. Tóth, B. Iván, Chem. Mater. 18, 4952-4958 (2006)
Célkitűzések Bifunkciós iniciátor és PIB makromonomer kiindulási anyagok előállítása. PMAA-l-PIB amfifil polimer kotérhálók szintézise és tisztítása több összetételben. A anyagok analízise és vizsgálata különböző nagyműszeres technikák segítségével (pl. GPC, 1 H-NMR, elemanalízis, TG stb.) A gélek ph-függő duzzadási tulajdonságainak vizsgálata, az eddigi gravimetriás módszerekkel szemben hosszméréssel: longitudinális méretváltozás mérése.
5-terc-butil-1,3-dikumil-klorid bifunkciós iniciátor szintézise MeOH, H + 1. CH 3 MgBr 2. NH 4 Cl (aq) DiM t BuIFs CH 2 Cl 2, HCl CaCl 2 t BuDiCumCl t BuDiCumOH
Izobutilén kváziélő karbokationos polimerizációja Cl Cl + (n+m+2) -78 o C, n-hexán:ch 2 Cl 2 (60:40 v/v) TMEDA, TiCl 4 Si
PIB végcsoport módosításai 2. KOH/H 2 O 2 1. 9-borabiciklo-[3.3.1.]nonán (9-BBN) Et 3 N O Cl MA-PIB-MA
O O PIB O O + O HIDROFIL MONOMER O OH PMAA-l-PIB előállítása GYÖKÖS KOPOLIMERIZÁCIÓ INICIÁTOR, INERT ATMOSZFÉRA DESZILILEZÉS (HCl) O Si TMSMA THF, AIBN M. Haraszti, E. Tóth, B. Iván, Chem. Mater. 18, 4952-4958 (2006)
Anyagok, bemérések, szintézis PMAA-l-PIB kotérhálók szintézise AIBN iniciátor, MA-PIB-MA makromonomer és TMSMA komonomer felhasználásával. Közös oldószer: THF N 2 atmoszféra Reakcióidő: 3 nap Hőmérséklet: 60 C THF AIBN Elméleti PIB tartalom [m/m%] 40 50 60 m PIB [g] 0,4 0,5 0,6 V TMSMA [cm 3 ] 1,24 1,03 0,83 V AIBN [cm 3 ] 6,15 4,29 2,77 V THF [cm 3 ] 2,61 4,67 6,4 Az AIBN THF-es törzsoldatának koncentrációja: 2,53 10-3 mol/dm 3 70 0,7 0,62 1,58 7,8
A térhálók tisztítása és védőcsoport eltávolítás A tisztítás során 10 napon át THF közös oldószerrel extraháltam a mintákat, többször oldószert cserélve. 40 50 60 70 Három lépcsős védőcsoport eltávolítás, savas hidrolízis: HCl 5%-os MeOH-s oldatában HCl 5%-os 1:1 (MeOH : H 2 O)-s oldatában HCl 5%-os H 2 O-s oldatában Gélminták az extrakció közben Mintajel: elméleti PIB tartalom (m/m%) 40 50 60 70 Gélminták a HCl-es hidrolízis közben
A ph-függő duzzadási vizsgálat Duzzasztási idő: 2 nap Duzzasztószer ph-ja: 2; 5,5; 12 Mérőműszer: precíziós digitális tolómérő Több párhuzamos mérés Az 50 m/m% PIB-et tartalmazó minta ph-függő duzzadása ph 5,5 ph 12
A ph-függő duzzadási vizsgálat eredményei Gélek relatív mérete ph 2 Relatív mintahossz [%] 250 200 150 100 50 91 100 221 98 100 190 Gélek relatív mérete ph 5,5 Gélek relatív mérete ph 12 170 151 98 100 100 100 0 28 36 50 59 PIB tartalom [m/m%]
Összefoglalás t BuDiCumCl bifunkciós iniciátor szintézisét követően különböző végcsoporttal rendelkező PIB-ek előállítását valósítottam meg kváziélő karbokationos polimerizáció révén. Metakrilát telekelikus PIB-ből 4 különböző összetételű PMAA-l-PIB amfifil polimer kotérhálót állítottam elő. A ph-függő longitudinális duzzadási vizsgálatok alapján a gélek a PMAA tartalommal változtatható, akár több mint 100%-os hosszanti méretváltozást érhetnek el. Ezen eredmények alapján, a PMAA-l-PIB amfifil kotérhálók -hosszanti nyúlásukat kihasználva - alkalmasak lehetnek többek között mesterséges izmokban és ph-szelepekben való felhasználásra.
Köszönetnyilvánítás ELTE TTK Kémiai Intézet, Szerves Kémiai Tanszék MTA Kémiai Kutatóközpont Anyag- és Környezetkémiai Intézet Polimer Kémiai és Anyagtudományi Osztály Fodor Csaba Prof. Iván Béla Dr. Kali Gergely Kasza György Dr. Medzihradszky-Schweiger Hedvig Szabó Ákos Szarka Györgyi Szauer Judit
Kvíz az előző előadáshoz