органические трансформации полимеров органических растворителях

[maks]

уважаемые коллеги , сами мы не местные , не полимерщики т.есть
есть задача получить нерастворимый в воде полимер с различными функциональными группами, в первую очередь аминными. Коммерческие полимеры такого плана, особенно для пептидного синтеза, конечно известны. Вот описание компании AAPTEC их бензильного амина с loading capasity 1.47 mmol/g - Polystyrene is the most common core resin in solid phase peptide synthesis, Most polystyrene supports used in solid phase chemistry, however, contain 1% or 2% divinylbenzene (DVB) as a crosslinking agent. These cross-linked polystyrenes are insoluble in all common solvents. Typically, these resins are prepared and utilized as small, spherical beads.
Классика. Но мне хочется другого чего-то, во первых не кросс-линкед, овес DVB дорог , да и хотелось бы лабильности в трансформации функциональных групп и растворимости реагентов
Поэтому вопрос, литература говорит, что ацилирование полистерена вещь известная, но мне неясно можно ли продолжить серию реакций на таком полимере, например, ацетил +моноБокэтилендиамин в условях востановительного аминирования и потом ,депротекция .
Вопрос есть ли подводные камни такой синтетической цепочке когда ее желательно сделать на таком полимере.Если есть другие идеи получить амин , буду рад послушать.

[Jokermaniak]

Стоп. Вам нужно что-то настолько дешевое, что тоннажный DVB для вас дорог? И чем именно вас смущает кросс-сшивка? Если хотите получше массоперенос, просто берите макропористую смолу. Несшитые полимеры использовать для иммобилизации и твердофазного синтеза - затея так себе. Вы же понимаете, что вы не первый, кому это пришло в голову? Грань между растворимостью и набуханием у несшитых полимеров - она очень тонкая порой. Как сделать так, чтобы полимер с одной стороны был гидрофильный и набухал, а с другой стороны не растворялся от слова совсем? И вот, предположим, нащупали вы этот баланс (что вообще без гарантий), а потом у вас произошла какая-то химия, полимер стал немного другим - и всё, либо окуклился и не набухает, либо наоборот пошел в раствор. Да даже химии не надо - больше растворителя, выше/ниже температура, ионная сила и т.д. - и вот уже набухание плавно перетекает в растворение. Это уже не говоря о том, что вы сознательно запираете себя в рамки одного, причем не самого приятного в синтезе, растворителя - воды.

Далее, полимераналогичные превращения - они не идут до конца. То есть на каждой стадии у вас будет оставаться немного непрореагировавших групп. "Немного" может быть и 5 и даже 10%. Отделить вы их не сможете. А самое интересное, что у вас может остаться немного карбонильных групп, а потом вы снимете Boc. И вполне может статься так, что при долгом лежании или юзании оно таки подсошьется. Там даже долей процента хватит чтобы оно кардинально изменило физхимические свойства. Кстати, насчет физхимических свойств. Вот вы привыкли, что смолы - это такие аккуратные шарики, которые ведут себя в целом спокойно, легко пересыпаются, позволяют ими набивать всякие колонны для картриджи, а макропористые даже объем не меняют. Так вот, с несшитыми вообще другая история. Ограниченно набухший полимер - он преимущественно вязкий и текучий. Как смола или глина. И месить эту глину вам не понравится. При попытке набить им какой-нибудь картридж он просто встанет там колом. Как смола или глина.

Надеюсь, со сшивкой разобрались. Теперь по химии) Вам вообще какие аминогруппы-то нужны - первичные, вторичные, третичные? Если первичные - вам Purolite A110 или аналоги. Можно сварить такой самому, но из чего именно - ХЗ. Это бензиламиновая смола, так что вероятнее всего из цианостирола-дивинилбензола восстановлением. Надо в литературу смотреть, всё уже придумано до нас. Если третичные - то почти любой слабый анионит. Последние, правда, не без нюансов.

[maks]

Спасибо за мысли, вот чего хотелось бы мне

Как сделать так, чтобы полимер с одной стороны был гидрофильный и набухал, либо окуклился и не набухает, - воды.

Что Вы, гидрофильность не нужна , реакции на полимере не должны идти в воде ,
а вот, что Важно, что бы вода и растворенное в ней нечто ,могла приближаться/проникать к полимеру

Далее, полимераналогичные превращения - они не идут до конца. То есть на каждой стадии у вас будет оставаться немного непрореагировавших групп. "Немного" может быть и 5 и даже 10%.

Да , осознаю и даже с этим сталкивался работая над проэктом олигонуклеотидного синтеза , но там есть давно известная опция затыкать свободные функциональные группы сахаров ацетилом,и там это был сшитый полимер, а хочется другого, что возможно и ошибочно.

Обдумавши есть вопрос , а если ацилированную группу реагентом Реформатского с нитрилом на хвосте , вот спиртовые группы или двойная связь после элиминации не мешают от слова совсем , потом нитрил ЛАГОМ ?

Кстати, насчет физхимических свойств. Вот вы привыкли, что смолы - это такие аккуратные шарики, которые ведут себя в целом спокойно, легко пересыпаются] Ограниченно набухший полимер - он преимущественно вязкий и текучий. Как смола или глина. И месить эту глину вам не понравится.

не хочу такое , полимер нужен типа шариков наверное

[maks]

вот гуглением нашлась https://en.wikipedia.org/wiki/Styrene-a ... rile_resin
может ЛАГом ее ? , а потом , что бы были шарики сшивать ?

[Jokermaniak]

Ну, восстановление нитрила это самый, пожалуй, удобный путь к иммобилизованному амину. Но мне не нравится что амин чисто алифатический и близко к основной цепи. В чем плюс бензиламинов - с ними невозможно бета-элиминирование, но при этом они стерически весьма доступны. А вообще как вы планируете использовать эту "смолу"? В каких растворителях, в какой системе? И главного я так и не понял - чем вас не устраивают стандартные аминные смолы на стирол-ДВБшном каркасе?

Чтобы были шарики - это отдельная история. Самый простой способ получить шарики - эмульсионная полимеризация с кросслинкером. Сшивка уже готового линейного полимера - не очень хороший вариант в вашем случае. Плюс, они же не просто шарики должны быть, а с массопереносом. То есть либо хорошо набухающие гели, либо макропористые.

А насчет Реформатского - я ХЗ. Для полимеоаналогичных превращений стараются выбирать простые, кондовые и хорошо идущие реакции. Реформатский к таким явно не относится. Не знаю, есть ли вообще примеры его использования в подобных целях.

[maks]

вопрос в том , что тонну стандартной аминной смолы на стирол-ДВБшном каркасе думаю не купишь или как ?

[Jokermaniak]

вопрос в том , что тонну стандартной аминной смолы на стирол-ДВБшном каркасе думаю не купишь или как ?

Ну, а почему нет? Напишите в purolite. Тонну можно уже и напрямую покупать. Вообще такие смолы продаются по дефолту 25-кг мешками, так что тонну я думаю купить не проблема...

[maks]

Вы посоветовали Purolite A110 , он бензильный ? , нужен такой, что бы с ароматической кислотой скаплился гладко , вопрос в каком растворителе , эта кислота... такая в ДМФ , ДМСО растворятся , в менее полярных нет

[Jokermaniak]

Прямо они не пишут, указывают только что первичный. Но по моей информации бензильный. ДМФ - самое то. А чем вы каплить собираетесь? Активированные производные обычно лучше растворяются, чем исходная кислота.

[maks]

Ну, наверное , HCTU , его просто случайно есть в наличии довольно много , он отлично растворим в ДМФ , ну если пойдет на граммах можно пробовать, что то и более дешевое

[Jokermaniak]

Так а смысл? Вот начнете вы, отработаете методику, а потом всё равно на другой активатор переходить. Если вы на тонну нацелились, переходить по-любому придется. На NHS/DCC какой-нибудь, это на порядок дешевле...

[maks]

ну смущает нерастворимые в органике продукты на выходе типа дициклогексилмочевины , которые может загадят этот продукт абсорбируясь? может нитрофенолом еще опция

[Jokermaniak]

Стоп дуть. Вам же надо привязать кислоту к аминосмоле? Ну так варите NHS-эфир в ведре, мочевина уходит. А дальше чистый NHS-эфир вгоняете в смолу. Но на самом деле это и не так важно, пептидщики же раньше работали твердофазно с DCC. Мочевина ДМФ-ом смывается, она в нем более-менее растворяется.

На большие масштабы можно и нужно экспериментировать с дешевыми активаторами. Нитрофенол, ГФИП, пентафтопфенол итд. Самое главное что они регенятся.

[Андрей_Иванович]

Могу ошибаться, вроде, в твердофазном пептидном синтезе используют DIC (диизопропилкарбодиимид) его мочевина гораздо лучше в органике растворяется.

[Nickolas]

Не знаю именно, что там за кислота. А хлорангидрид из нее сделать нельзя?

[Jokermaniak]

Мы тут плавно перешли от аминосмол как таковых к повешенью на них карбоновой кислоты, оставляя за скобками зачем это надо. И вот тут у меня возник когнитивный диссонанс между используемыми методами и конечной целью. А какова все-таки конечная цель?

Просто посадить-то вы кислоту на амин посадите, а как снимать будете? Или ваша задача - получить смолу с пришитой кислотой? Если же вам надо в итоге снять продукт, вам не аминосмолы нужны, а совсем другие.

Могу ошибаться, вроде, в твердофазном пептидном синтезе используют DIC (диизопропилкарбодиимид) его мочевина гораздо лучше в органике растворяется.

Всë равно нужен переносчик. NHS, HOBT или тот же HFIP.

У ТС тут проскакивали запросы а-ля тонна смолы, при таких масштабах решает цена реагентов. Дешевый вариант навскидку - сварить NHS эфир через DCC, а потом уже эфир без мочевины загнать в смолу.

Насчет хлорангидрида меня терзают сомнения. С одной стороны это дешево по реагентам, но с другой стороны даже килограмм хлорангидрида варить - так себе удовольствие. А 100 кг? Да и не слышал я, чтобы хлорангидриды в смолу загоняли. Экзотерма конденсации слишком большая, видимо. Да и в принципе они злые.

[Nickolas]

Всë равно нужен переносчик. NHS, HOBT или тот же HFIP.

Я бы не рекомендовал HFIP. Хотя мои студенты и используют его для модификации аминогрупп на смоле, его эфиры довольно слабоваты как ацилирующие агенты. Мы их используем сугубо для достижения селективности в реакциях Михаэля.

Насчет хлорангидрида меня терзают сомнения. С одной стороны это дешево по реагентам, но с другой стороны даже килограмм хлорангидрида варить - так себе удовольствие. А 100 кг? Да и не слышал я, чтобы хлорангидриды в смолу загоняли. Экзотерма конденсации слишком большая, видимо. Да и в принципе они злые.

Я использовал их для этих целей. По-моему именно их и используют часто, когда модифицируют смолы. Варить килограмм тоже легко, если не париться о вылетающих ништяках типа HCl и SOCl2 Для реально больших количеств это наверное плохо ))
Но в целом да, есть нюансы, особенно если в кислоте уже есть всякие чувствительные группы.

[Jokermaniak]

Я бы не рекомендовал HFIP. Хотя мои студенты и используют его для модификации аминогрупп на смоле, его эфиры довольно слабоваты как ацилирующие агенты. Мы их используем сугубо для достижения селективности в реакциях Михаэля.

Слабо != плохо. В данном случае это скорее плюс. Бензиламин они алкилируют, никуда не денутся.

[maks]

Вариант ли там хлорангидрид непонятно , возможно да