Синтез и свойства гибридных карбосилансилоксановых дендримеров с пентаметилциклотри- и гептаметилциклотетрасилоксановым внешним слоем молекулярной структуры

Целью данной работы является разработка метода синтеза гибридных карбосилансилоксановых дендримеров заданных генераций с циклосилоксановой природой оболочки в двух вариантах: а) с напряженными пентаметилциклотрисилоксановыми, б) с ненапряженными гептаметилциклотетрасилоксановыми группами во внешней оболочке; функционализация внешнего слоя дендримеров за счет процессов, протекающих с раскрытием циклосилоксановых групп; исследование свойств полученных дендримеров и прогнозирование областей практического применения. В рамках диссертационного исследования разработан метод синтеза гибридных карбосилантри- и тетраполиметилциклосилоксановых дендримеров нулевой, третьей и шестой генераций. Впервые синтезированы и охарактеризованы репрезентативные ряды карбосилантри- и тетраполиметилциклосилоксановые дендримеры нулевой, третьей и шестой генераций, в качестве универсальных моделей способных к дальнейшим селективным химическим трансформациям. Эффективность синтезированных моделей продемонстирована в ходе исследований их растворов методами ГПХ, МУРР, вискозиметрии. Уровень уплотнения молекулярных глобул хорошо коррелирует с результатами гидродинамических исследований, диапазон значений характеристической вязкости ниже, чем у карбосилановых аналогов (0,01 – 0,05 дл·г-1), а размеры гидродинамического радиуса подтверждены данными измерений МУРР в разбавленных растворах (63 Å). Установлен факт раскрытия напряженного шестичленного циклосилоксанового фрагмента на границе раздела вода-воздух в процессе измерений изотерм Ленгмюра для всех исследованных дендримеров. Это явление наблюдалось впервые и характерно для образцов с шестичленными метилциклосилоксановыми заместителями во внешнем слое молекулярной структуры. Этот качественный результат может быть объяснен устойчивостью переходного состояния в монослое на границе раздела фаз. Явление раскрытия напряженного циклосилоксана в воде получило свое подтверждение и при исследовании межфазной энергии методом вращающейся капли. Здесь же было показано, что зависимость межфазной энергии от номера генерации иллюстрирует переход макромолекула - частица, характерный для дендримеров высоких генераций. Селективная функционализация полиметилциклосилоксан-карбосилановых дендримеров была продемонстирована в ходе процессов раскрытия циклосилоксановых фрагментов с последующим блокированием на примере дендримеров нулевой генерации в качестве моделей. Наиболее полно и селективно процесс функционализации проходит при применении электрофильного катализатора – трифторметансульфокислоты. Практическая значимость карбосиланциклосилоксановых дендримеров подтверждена в части использования их как стабильных моделей в широком температурном интервале в исследованиях методами рентгеновского рассеяния, прецизионной калориметрии, а также в качестве платформы универсальных ПАВ, которые могут быть использованы как неионогенные (15,1 – 44,5 мН·м-1) так и ионогенные ПАВы в зависимости от рН среды (рН=2,5 ε=14,8 мН·м-1; рН=10,0 ε=9,7 мН·м-1).