Поливинилпирролидон. Причины высокой адсорбционности.

[Sakura]

Поздравлаю уважемые с обновлениями на форуме.

Тем кто сталкивался с поливинилпирролидоном известна его высокая адсорбирующая способность. Причина которой весьма интересна. Для её устновления просмотрела литературу, не один день, как в той где о ПВП говорится эпизодический, так-же и в специальной монографии как "Сидельковская Ф.П. - Химия N-винилпирролидона и его полимеров (1970)". Во всех источниках непременно констатируется, что поливинилпирролидон связывает многие вещества, в том числе лекарственные препараты, токсины, красители... Но не приводятся схемы этих связей или механизмы их образования.
Одним словом, очень интересно установлние природы причин по которой ПВП обладает подобными свойствами. В частности, каким функциональным группам полимер обязан своей высокой связывающей способностью? Или быть может, пространственным факторам.

Ниже привожу графику для визуализации представления.

Структурная формула поливинилпирролидона:



Объемные схемы макромолекулы:


Наверняка связи полимера с низкомолекулярными соединениями (примесями, введеными препаратами) устанвливаются согласно электронной природе функциональных групп (фрагментов) макромолекулы.

Или в добавок так же возможен пространственный "захват" макромолекулой между своими пиррольными кольцами.


Господа знатоки, теперь, внимание вопрос:
К какому роду веществам будет иметь данный полимер наибольше сродство?
Какие функциональные группы желательны в наличии у низкомолекулярного вещества, который необходимо максимально связать с молекулой поливинилпирролидона?

Благодарю за внимание.

[avor]

полиароматика желательно с поляризующими группами, диазаароматика, трифенилметановая и дифениламиновая

[Sakura]

полиароматика желательно с поляризующими группами, диазаароматика, трифенилметановая и дифениламиновая

Как интересно, что является критерием вывода этой рекомендации? Спасибо конечно, но несложно догадаться насколько интереса суть. Какие и каким образом фрагменты полимера реагируют с функциональными группами малых молекул.
Это касательно общей картины. Вообщем одолевает любопытство о механизме.
Что же насчет конкретной ситуации; какие в наличии азокрастеля желательно должны быть заместители, что бы он установил как можно более прочную связь с поливинилпирролидоном.

[anatoliy]

Лучше бы Вы обратились к полимерщикам. Как ни крути ПВП - полимер

[Alchemist90]

Возможно чего-нибудь полезное найдется в книге Кирш Ю. Э. Поливинилпирролидон и другие поливиниламиды http://www.lib.vsu.ru/elib/books/b6818.djvu

[avor]

[
Как интересно, что является критерием вывода этой рекомендации? Спасибо конечно, но несложно догадаться насколько интереса суть. Какие и каким образом фрагменты полимера реагируют с функциональными группами малых молекул.

Пи-взаимодействие пиролидоновых колец с пи-облаками лиганда. Планарная структура лиганда должна способствовать плотной упаковке в виде стопки молекул нанизанной на цепь полимера. Это все мои личные спекуляции. Если бы такие комплексы были получены то их структуру можно было бы наверное изучать спектральными методами.

[pinkylee]

первые законы сольватации и абсорбции: "подобное к подобному". сей полимер родственен растворителям "биполярные апротонные НДВС", в своей структуре имеет как гидрофильный, так и липофильный фрагменты,из-за чего он будет иметь различные конформации в зависимости от растворителя в котором растворен он сам и сорбируемое вещество, соответственно и механизмы абсорбции будут различны. напрашивается вывод - из полярного растворителя он будет сорбировать гидрофобные вещества, из неполярного -гидрофильные, из ДМФА, ДМАА или N-метилпирролидона нифига не будет сорбировать

[Sakura]

Возможно чего-нибудь полезное найдется в книге Кирш Ю. Э. Поливинилпирролидон и другие поливиниламиды http://www.lib.vsu.ru/elib/books/b6818.djvu

Возможно очень даже !

НДВС - полярные растворители Не являющимся Донорами Водородной Связи.
pinkylee
Толковое повествование, весьма. Теперь мне становиться известным, механизм адсорбции на поливинилпирролидоне не один. И что осуществляется один из этих механизмов в зависимости от полярной характеристики адсорбируемого вещества. Каждой природе вещества сообтветствует по свому механизму адсобрции. Вместе с этим добавлю, насколько приятным сюрьпризом оказалась т.н. "универсальность совместимости" поливинилпирролидона (с веществами растворимыми как в воде, спирте, хлороформе и некоторых других). Благодаря этому получается исследование оптических свойств и эффективности вводимых веществ с разной природой, в единных условиях в одной и той же прозрачной полимерной матрице.

Из всего, что вы сказали на данный момент удалось экстргировать только вышеупомянутые положения + что условия для разных вводимых веществ скорее не совсем одинаковы, не смотря на то что они вводятся в один и тот же полимер. Разные механизмы адсорбции как вы сообщаете.
К счастью, мне возможно ещё предстоит узнть от Вас, о "различных конфрмациях в зависимости от растворителя и сорбируемого вещества". Интересно имеете ли вы в виду здесь пространственную конформацию (планарность взаимодействующих молекул как отметил avor).

К тому же уважемые, было бы здорово до умапомрчительного восторга, если скажете,

какие в наличии азокрастеля желательно должны быть заместители, что бы он установил как можно более прочную связь с поливинилпирролидоном.

Во первых. И ещё интересно каким механизмом (какой фрагмент с каким) взаимодействует например в случае если сорбируемыми вещствами вязты азокрастели содержащий каждый в отдельных случаях сульфогруппу или амино, COONa или COOH.

Очень вас прошу, очень, поделитесь мнением. Ведь вы прекрасно представляете насколько Ваше знание способно помогать.
Благодарю за внимание.

[pinkylee]

ваш последний коммент изложен несколько сумбурно, и как мне показалось - с некоторой долей иронии... сути которой я не понял, но ответить попробую: как уже отмечалось, наличие диалкиламидной группы роднит ей полимер с НДВСными растворителями, пляшем, соответственно от свойств амидной группы - она является акцептором водородной связи, как частное следствие - проявляет слабоосновные свойства, соответственно, ожидаем высокой афинности к кислотам и спиртам. если сорбируемое вещество находится в виде соли, то его сорбируемость падает в полярном растворителе и растет в неполярном.наличие sp2 облака двойной связи повышает сорбируемость веществ содержащих ненасыщенные фрагменты навроде диазо-, нитрильльных, нитрозо- и подобных групп, а так же гетероциклических фрагментов.
по поводу конформаций в растворителях: в полярных молекула должна "раскрыться" за счет создания зоны сольватации вокруг полярных фрагментов (что то близкое к вашей первой 3-д модели), в неполярном,соответственно наоборот приймет форму максимально скрывающую полярные группы вплоть до коагуляции (в перфторорганике, возможно - в парафинах)

[Sakura]

pinkylee

ваш последний коммент изложен несколько сумбурно

[offtopic]
Не русская я и вдобавок живу у себя на родине. Удивляет как вообще сохранились школьные знания русского.

и как мне показалось - с некоторой долей иронии...

При всем уважнии это единственное с чем я с вами согласиться немогу. Пекрасно понимаю, что люди бывают разные. Как автор своего предыдущего поста, уточнаю с полной и твердой ответственностью Иронии в каком угодно виде в намерениях не было и следа.
[/offtopic]
Совсем наоборот, большое спасибо за то что уделили своё внимание. И к тому же поделились дельными моментами.

Нет ли у вас случайно доводов по поводу обстоятельства во время образования в ПВП зоны сольватации, например в её водных растворах, изолирует ли она сорбируемое вещество от непосредственного контакта с полимером? Или тут произвол конкурирующих взаймодействий с полимером молекул воды и сорибуемого вещества?

Что бы вы могли посоветовать, какого рода прозрачных растворов добавок следовало бы избегать если цель получать прозрачные окрашенные полимерные пленки на базе ПВП.
К примеру 4-нитроазорезорцин с ПВП дает прекрасные пленки (прозрачные оранжево-красные). Но не менее интересен интенсивно окрашенный в чисто фиолетовый 4-нитроазорезорцин натриевая соль. Введенный в поливинилпирролидон всякий раз дает мутные пленки. Важно отметить, что соль получена в заведомой нехватке щелочи для избежания её наличия в несвязанном состоянии. Одолевают сомнения, что образующаяся соль из слабой кислоты и сильного основания далеко не нейтральна. И влияет на прозрчность полимера. Можно ли что либо предпринять в таком случае для избежания помутнения полимерной пленки и в тоже время оставить краситель поглощающим длинные волны (фиолетовая натриевая соль 4-нитроазорезорцина).
Благодарю за помощь уделенным вниманием, приятного вам вечера.

[avor]

-Но не менее интересен интенсивно окрашенный в чисто фиолетовый 4-нитроазорезорцин натриевая соль. Введенный в поливинилпирролидон всякий раз дает мутные пленки.

Я бы попробовал соль не с натрием а скажем с триэтиламином или диэтаноламином вот только даст ли он соль такую, и нужно ли она цвета будет.

[Sakura]

-Но не менее интересен интенсивно окрашенный в чисто фиолетовый 4-нитроазорезорцин натриевая соль. Введенный в поливинилпирролидон всякий раз дает мутные пленки.

Я бы попробовал соль не с натрием а скажем с триэтиламином или диэтаноламином вот только даст ли он соль такую, и нужно ли она цвета будет.

Мягкое органическое основание, думала об этом, но не сочла всерьез. Потому что с аммиаком ничего не вышло, но ДЭА не так летуч, так что ваша взяла, пошла пробовать.
hou lala!Водонерастворимый 4-нитроазорезорцин полностью поглотился диэтаноламином. Окраска разумеется не фиолетовая (батохромный сдвиг не такой скачкообразный). Зато сильно увеличился коэффициент экстинкции поглощения и появился интенсивный тёмно красно-оранжевый цвет. Совместился с водным раствором ПВП и полился на подложку. Буду ждать сушки. Уря! Когда же наступит понедельник.
Приятных выходных. До скорого.

[avor]

Уря! Когда же наступит понедельник.
Приятных выходных. До скорого.

Рад был помочь.