The synthesis and property studies of multifunctional carbonate monomers

Klaudia Sypniewska

Abstract

The aim of the thesis ‘The synthesis and property studies of multifunctional carbonate monomers’ was to obtain biscyclic six-membered carbonates through multistage synthesis and then to apply obtained product in poly(hydroxy urethanes) synthesis. The first part of this thesis is an overview of scientific articles about methods of biscyclic carbonates obtaining, methods of polymerization of six-membered carbonate and potential applications of described monomers in other reactions. A possibility of usage of six-membered carbonates in the synthesis of poly(hydroxy urethanes) and crosslinking reaction with TMC or ε-CL was discussed. These compunds could be usefull in biomedical applications. The second part of this thesis is a description of studies and a discussion of results obtained. In the first part of this section all the steps of biscyclic six-membered carbonate reaction were described. 1,12-dibenzyloxy-2,11-bis(benzyloxymethylo)-3,10-dioxanoane was obtained in yield 90% through modification of glycerol derivative in mild conditions. The next step was an optimization of debenzylation reaction of 1,12-dibenzyloxy-2,11-bis(benzyloxymethylo)-3,10-dioxanoane in order to produce: 1,12-dihydroxy-2,11-bis(hydroxymethylo)-3,10-dioxanoane. An alleviation of the reaction conditions caused that the product was obtained in yield 85%. Synthesised tetrol, which contains hydroxyl groups in 1,3 positions was a substrate in synthesis of crystalline 5,5’-(hexane-1,6-dioxy)bis(1,3-dioxan-2-one) – biscyclic carbonate monomer with hexamethylene linkage. In the second part of this section the method of non-isocyanate poly(hydroxyl urethanes) synthesis was described. In these reactions, previously obtained crosslinking monomers and bifunctional amines were used. There were five reactions conducted with different diamines in a molar ratio 1:1, amine:biscyclic six-membered carbonate. In all this reactions PUR were obtained in a yield exceeding 75%. 8 In the last part of this thesis all the materials were listed and all the measurement methods described which were needed to monitor how the reactions proceed and to identify obtained products. The methodology of the synthesis of obtained compounds was described in details. The progress of the reactions was controlled by TLC and through analysis of characteristic signals for tested compounds by infrared spectroscopy FT-IR. The molecular structures of synthesised products were confirmed by magnetic resonance spectroscopy 13C NMR and 1H NMR. The molecular weight of obtained compounds was specified using MALDI-TOF mass spectrometry.
Diploma typeMaster of Science
Author Klaudia Sypniewska
Klaudia Sypniewska,,
-
Title in PolishSynteza i badanie właściwości wielofunkcyjnych monomerów węglanowych
Supervisor Mariusz Tryznowski KChTP
Mariusz Tryznowski,,
- Chair Of Polymer Chemistry And Technology
Certifying unitFaculty of Chemistry (FC)
Affiliation unitChair Of Polymer Chemistry And Technology (CPCT)
Study subject / specializationTechnologia Chemiczna
Languagepl polski
StatusFinished
Defense Date19-12-2013
Issue date (year)2013
Keywords in Polish-
Keywords in English-
Abstract in PolishCelem pracy pt. „Synteza i badania właściwości wielofunkcyjnych monomerów węglanowych” było otrzymanie biscyklicznego węglanu sześcioczłonowego w wyniku wieloetapowej reakcji oraz zastosowanie otrzymanego monomeru do syntezy poli(hydroksy-uretanów). Pierwsza część pracy to przegląd literaturowy dotyczący sposobu otrzymywania węglanów biscyklicznych, metody polimeryzacji tych związów oraz ich potencjalnych zastosowań w dalszych reakcjach. Opisano możliwość wykorzystania węglanów wielocyklicznych do syntezy bezizocyjanianowych poliuretanów oraz do poprawiania właściwości TMC i ε-CL poprzez sieciowanie. Otrzymane w takich reakcjach polimery mogą znaleźć zastosowanie w medycynie. Drugą część pracy stanowi opis przeprowadzonych badań oraz dyskusja otrzymanych wyników. W pierwszej części tego rozdziału opisano etapy syntezy biscyklicznego węglanu sześcioczłonowego. 1,12-dibezyloksy-2,11-bis(benzyloksymetylo)-3,10-dioksanodekanu otrzymano z wydajnością 90% poprzez modyfikacje pochodnej glicerolu w łagodnych warunkach. Kolejnym etapem była optymalizacja debenzylacji otrzymanego w pierwszym etapie związku w celu otrzymania: 1,12-dihydroksy-2,11-bis(hydroksymetylo)-3,10-dioksadodekanu. Optymalizacja warunków pozwoliła na otrzyamanie tego związku z wydajnością 85%. Zsyntezowany tetrol, posiadający w pozycjach 1,3 ugrupowania hydroksylowe posłużył, jako substrat do syntezy krystalicznego 5,5’- (heksano -1,6-diokso)bis( 1,3 - dioksan-2-onu) – biscyklicznego monomeru węglanowego z mostkiem heksametylenowym. W drugiej częsci tego rozdziału opisano metodę otrzymania bezizocyjanianowych poli(hyroksy-uretanów) do syntezy których użyto otrzymany w pierwszej części monomer sieciujący oraz dwufunkcyjne aminy. Reakcje przeprowadzono z pięcioma diaminami o różnej strukturze w stosunku molowym 6 1:1, amina:biscykliczny węglan sześcioczłonowy. We wszystkich reakcjach otrzymano PUR z wydajnością powyżej 75%. W ostatniej częsci niniejszej pracy wymieniono użyte do reakcji materiały oraz opisano metody pomiarowe, służące monitorowaniu przebiegu reakcji oraz identyfikacji otrzymanych związków. Opisano również szczegółowo metodykę otrzymywania opisywanych związków. Przebieg reakcji kontrolowano za pomocą metody TLC oraz poprzez analizę pasm charakterystycznych dla poszczególnych związków w podczerwieni FT-IR. Strukturę cząsteczkową otrzymanych związków potwierdzano stosując spektroskopie magnetycznego rezonansu 13C NMR oraz 1H NMR. Ciężar cząsteczkowy zsyntezowanych poliuretanów określono za pomocą spektrometrii MALDI-TOF.
File
Klaudia Sypniewska_praca magisterska.pdf 2.41 MB

Get link to the record
msginfo.png

Back