CS195160B1

CS195160B1 - Způsob přípravy amfoterních ionexů

Info

Publication number: CS195160B1
Application number: CS853377A
Authority: CS
Inventors: Otakar Mikes; Petr Strop; Jiri Coupek
Original assignee: Otakar Mikes; Petr Strop; Jiri Coupek
Priority date: 1977-12-19
Filing date: 1977-12-19
Publication date: 1980-01-31

Description

Vynález se týká způsobu přípravy hydrofilních polymerních gelů, které ve své· struktuře obsahují současně kationické i aníonícké funkční skupiny nebo dipolární ionty.,

Ionexové hydrofilní polymerní gely s regulovatelnou porositou připravené podle čs. autorského osvědčení č. 171 962,

171 963 a Č. 187 563 obsahují ve své struktuře bud funkční skupiny ' aníonícké /měniče kationtů/, nebo kationické /měniče anion-tů/. Bylo prokázáno, že tyto materiály předčí svými fyzikálními i chemickými vlastnostmi dosavadní běžně užívané katexy a anexy s celulózovou nebo polydextranovou matricí při sorpci a chromatografií různých biopolymerů.

Kromě běžných katexů a anexů byly však již dříve připraveny syntetické organické polystyren-divinylbenzenové ionexy, které ve své struktuře obsahovaly současně bazické i kyselé funkční skupiny. Na polystyrénový anex se iontovou výměnou sorbovala kyselá složka /např. kyselina akrylová/, která po průniku do zrnka anexu byla potom do jeho sítě zapolymerována, většinou vklíněním jejího makromolekulami ho řetězce. Podobně je možno vázat bazické složky na katex. Těmito postupy byly vyrobeny komerční amfoterní ionexy, např. typu Retardion, které nalezly své uplatnění- především v procesu nazývaném ionexové zabrzdění. Tento separační postup nachází uplatnění jak v laboratorním, tak ve výrobním měřítku.

Současný rozvoj chromatografie biopolymerů ukazuje na velký význam amfoterních ionexů, jsou-li jejich funkční skupiny vázány na matrici dovolující penetraci makromolekul, jako je například polydextran /J. Porath, L. Fryklund: Nátuře 226 /1970/

1169; J. Porath, N. Fornstedt: J. Chromatogr. 51 /1970/ 479. Vzhledem k výhodným chemickým i mechanickým vlastnostem hydrofilních hydroxyakrylátových a hydroxyraethakrylátových gelů připravených podle čs. patentu č. 148 828 a čs. autorského osvědčení o. 150 819, které v mnoha ohledech předčí deriváty polysacharidové, je tento syntetický polymerní.gel velmi vhodným nosičem i pro amfoterní nebo dipolární íonogenní skupiny.

Předmětem vynálezu je .způsob přípravy amfoterních ionexů, který spočívá v tom, že se na kopolymer 2-hydroxyalkylmethakrylátu nebo -akrylátu, kde alkyl.obsahuje 1 až 6 atomů uhlíku a ethylénglykoldimethakrylátu nebo -akrylátu působí současně halogenalkylaminem obecného vzorce I, ^R1

X-/CH₂/_n - Ηζ' ^R2 /1/ kde n je 1 až 3, R-j a R2 znamenají H, CH3, C2H5, C3H7 a X znamená halogen, a halogenalkankyselinou obecného vzorce II,

X - /CH₂/_n - COOH, /11/

95160 kde X a n má shora uvedený význam.

K přípravě amfoterních ionexů se s výhodou používá kopolymerů akry1átových, methakrylátových, akrylamídových a methakrylamidových monomerů se síťujícími monomery akrylátového nebo methakrylátového typu vybranými ze skupiny sloučenin diakrylátů a dimethakrylátů, jako jsou dialkylakrylaty, dialkylmethakryláty, oligoglykol a polygíykoldiakryláty, oligoglykol a polyglykolmethakryláty, bisákrylamidy, hismethakrylamidy a divinylbenzen. Síťovadla mohou obsahovat také větší počet akryloylových nebo methakryloylových, kopolymerizace schopných skupin. Radikálová kopolymerizace se provádí v přítomnosti inertních organických rozpouštědel vybraných ze skupiny organických kyselin, alkoholů, aminů nebo nitrilů ve vodné disperzní fázi.

Při syntéze amfoterního ionexu hraje často roli významný požadavek, aby opačně nabité skupiny byly nejen ve stechiometrické ekvivalenci, nýbrž aby byly stericky tak situovány, aby dovolovaly v důsledku volné otáčivosti řetězců jejich nezávislé kroužení v roztoku a zaujímání polohy v prostoru určeném délkou svých ramen. Přitom je žádoucí, aby se mohly V jednom místě setkat a vytvořit iontovou vazbu.

Arafoterní ionexové hydrofilní gely mají veliký význam pro rozvoj jemných frakcíonačních metod. Dělí se na nich směsi bílkovin* a .nukleových kyselin již při lineární chromatografii, aniž by se vylučovala možnost použití elučních gradientů. Dosaženými výsledky předčí separace na amfoterních ionexech dělení dosažená na obvyklých monofunkčních ionexových derivátech. /J. Porath: Chromatographic Methods ín Fractionation of Enzymes /in Biotechnology and Bioengineering Sym. No. 3, 145 až Ί66, 1972/./

K těmto účelům dosud používané deriváty polydextranů Sephadexu nebo Sepharosy /chráněné slovní známky/ mají ve srovnání s hydrofilnímí deriváty hydroxyakrylátových a hydroxymethakrylátových gelů podstatně menší chemickou a mechanickou stabilitu. Nové ionexy připravené podle vynálezu navíc jen velmi málo botnají, při vyšších průtocích nedochází k ucpávání kolon naplněných těmito materiály. Gely jsou vzdorné vůči mikrobiální infekci a ,v případě potřeby je lze sterilovat varem.

Dále uvedené příklady ilustrují metodu přípravy amfoterních ionexu podle vynálezu, aniž by však jimi byl předmět vynálezu ome-

Claims

Způsob přípravy amfoterních ionexu, vyznačený tím, že se na kopolymer 2-hydroxyalkylmethakrylátu nebo -akrylátu, kde alkyl obsahuje 1 až 6 atomů uhlíku, a ethylenglykoldimethakrylátu nebo- -akrylátu působí současně halogenalkylaminem obecného vzorce I, zován. Monomery uvedené nahoře lze např. doplnit i dalšími známými kationaktivními a anionaktivními monomery, jako jsou soli kyseliny ethylensulfonové, styrensulfonové, kvarterizované amínoalkylstyřeny apod

Přikladl

1 g kopolymerů diethylénglykolmonomethakrylátu s ethylendiakrylátem byl. zbotnán ve vychlazeném roztoku 10 ml 40·% NaOH.

.Směs byla dobře promíchána a vychlazena.

Ke směsi bylo přidáno 5 ml roztoku kyseliny chloroctové / T g/5 ml/, 2-chlorethyl-N N-diethylaminu 0,8 g a 1,5 g NaOH. Směs byla 7 h zahřívána na 105 °C. Produkťbyl promyt horkou vodou, 10% HC1, vodou, 10% NaOH, 10% HC1, vodou,methanolem, acetonem a etherem. Gel byl vysušen na .vzduchu, do9ušen za vakua. Obsah dusíku.byl stanoven podle Kjeldahla a titračně celková kapacita.

Příklad 2

1 g kopolymerů ethylen-glykolmethakrylátu a ethylenglykoldimethakrylátu byl zbotnán v 1.5 ml 30% vodného roztoku NaOH. Směs byla vychlazena na 5 až 10 °C a ke směsi postupně za chlazení přidáno 5 ml roztoku kyseliny jodoctové /p. a. Lachema Brno/ /1 g/5 ml/ a 0,8 g 2-chlorethyl-N, N-diethylaminu. Směs byla promíchána,.chlazena a po 10 min. bylo přidáno ještě 1,5 gramů NaOH v 5 ml vody. Směs byla promíchána a při 40 °C za občasného míchání stála 4 hod. Potom byla zahřívána na 70 °C ještě 20 min. Směs byla ochlazena, gel odfiltrován a vzniklý ionex promyt vodou, recyklován á vysušen po promytí methanolem a etherem. Hodnocení ionexu bylo prove.deno stejně jako v příkladu 1,

Příklad 3

Reakce byla provedena stejně jako v příkladu 1, navíc však k reakční směsi bylo přidáno 2,5 g jodidu draselného, doba reakce byla zkrácena na 3 hod., teplota snížena na 40 °C.

VYNÁLEZU kde n je 1 až 3, R·] a R₂ znamenají H, CH3, C2H5, a X znamená halogen, a halogenalkankyselinou obecného vzorce II,

X - /CH₂/_n.“ COOH, /11/

R)

X - /CH₂/_n - /1/ ^2 kde X a n má shora uvedený význam.