DD237844A1

DD237844A1 - METHOD FOR PRODUCING CATION-ACTIVE ION EXCHANGERS

Info

Publication number: DD237844A1
Application number: DD27676185A
Authority: DD
Inventors: Gerhard Behrend; Hans-Dieter Hunger; Peter Mohr
Original assignee: Akad Wissenschaften Ddr
Priority date: 1985-05-29
Filing date: 1985-05-29
Publication date: 1986-07-30

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von kationaktiven Ionenaustauschern. Ziel ist es, Ionenaustauscher auf Polymerbasis sowohl mit universellem als auch speziellem Einsatzgebiet und einfacher Handhabbarkeit bei biologischen, biochemischen oder medizinisch-diagnostischen Arbeiten zur Verfuegung zu stellen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Ionenaustauscher mit abstimmbaren kationischen Austauscheigenschaften herzustellen. Die Loesung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemaess mit einem Herstellungsverfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, dass ein polymerer Traeger in gepulverter, granulierter, koerniger, kugeliger, faseriger, flaechiger, schaumfoermiger, hohlkugeliger oder hohlfaseriger Form in seiner vorliegenden oder chemisch vorbehandelter Form in seiner vorliegenden oder chemisch vorbehandelter Form mit einem 2,4,6-Trihalogen-1,3,5-triazin in einem oder mehreren Loesungsmitteln bei einer Temperatur zwischen 0 und 60C in Kontakt gebracht wird, 0 bis 10 ml mit einem oder mehreren organischen Loesungsmitteln gewaschen, unmittelbar danach oder nach einer beliebigen Zwischenlagerung in einem oder mehreren Loesungsmitteln und/oder Wasser und/oder einer waessrigen Loesung von Salzen oder Basen mit einem Amin der allgemeinen Formel RHNR1Xumgesetzt wird. Anwendungsgebiet der Erfindung ist die Fixierung, Trennung, Analyse und Synthese von Proteinen bzw. Teilen davon und die medizinische Diagnostik.The invention relates to a process for the preparation of cationic ion exchangers. The aim is to provide polymer-based ion exchangers with a universal as well as a specific field of application and easy handling in biological, biochemical or medical-diagnostic work. The invention has for its object to produce an ion exchanger with tunable cationic exchange properties. The object is achieved according to the invention by a production process which is characterized in that a polymeric carrier in powdered, granulated, spherical, spherical, fibrous, non-cellular, foamy, hollow-spherical or hollow-fiber form in its present or chemically pretreated form in its present or chemical form pretreated form with a 2,4,6-trihalo-1,3,5-triazine in one or more solvents at a temperature between 0 and 60C is contacted, 0 to 10 ml washed with one or more organic solvents, immediately thereafter or after any intermediate storage in one or more solvents and / or water and / or an aqueous solution of salts or bases with an amine of general formula RHNR1X is reacted. The field of application of the invention is the fixation, separation, analysis and synthesis of proteins or parts thereof and medical diagnostics.

Description

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von kationaktiven Ionenaustauschern auf Polymerbasis, die zur Fixierung, Trennung, Analyse und Synthese von Proteinen bzw. Teilen davon, in der medizinischen Diagnostik, in der Affinitätschromatographie und in der Hämoglobin-Forschung Anwendung finden.The invention relates to a process for the preparation of cationic polymer-based ion exchangers which are used for the fixation, separation, analysis and synthesis of proteins or parts thereof, in medical diagnostics, in affinity chromatography and in hemoglobin research.

Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions

Die Herstellung von Kationenaustauschern ist bekannt und wird in großtechnischem Maße betrieben. Die Basis der üblichen Kationenaustauscher stellen unterschiedlich vernetzte Polystyrene mit endständigen SulfosäuregruppenoderAcrylatpolymere mit freien Carboxylgruppen dar. In der Biochemie und in der Medizintechnik werden darüber hinaus Carboxymethylcellulose und teilweise hydrolysierte Celluloseacetate verwendet, die unterschiedliche Mengen freier Carboxylgruppen aufweisen und so eine abstimmbare Austauscherkapazität einzustellen gestatten. Die Festigkeit der Bindung ist oftmals gering, so daß solche Kationenaustauscher auch als „weiche" Austauscher bezeichnet werden. Die bisher bekannt gewordenen Kationenaustauscher werden in Kugel- oder Granulatform mit oder ohne Poren geliefert und eignen sich daher ausschließlich für die Säulenchromatographie. Hinzu kommt, daß oftmals die Poren für große Proteine, darunter auch Hämoglobin, nicht ausreichend groß sind und diese ausgeschlossen werden. Die Oberflächenliganden sind aber in ihrer Zahl und Bindungsstärke zu gering, um speziellen Anforderungen in der Biochemie, Mikrobiologie und medizinischen Diagnostik zu genügen.The preparation of cation exchangers is known and is operated on an industrial scale. The basis of the conventional cation exchangers are variously crosslinked polystyrenes having sulfonic acid terminated groups or acrylate polymers having free carboxyl groups. In biochemistry and medical engineering, carboxymethylcellulose and partially hydrolyzed cellulose acetates are also used which have different amounts of free carboxyl groups and thus to adjust a tunable exchange capacity. The strength of the bond is often low, so that such cation exchangers are also referred to as "soft" exchangers.The previously known cation exchangers are supplied in spherical or granular form with or without pores and are therefore suitable exclusively for column chromatography Often, the pores for large proteins, including hemoglobin, are not large enough to be excluded and the surface ligands are too small in number and binding strength to meet specific requirements in biochemistry, microbiology and medical diagnostics.

So wird z.B. im EP 121 275 ein Verfahren zur Herstellung und Anwendung von Makromolekülen mit Carbonylgruppen als Sorbens für stickstoffhaltige Verbindungen, z. B. in der Hämodialyse, Blutreinigung und Hämofiltration beschrieben, das aber ungeeignet für die Bindung von Proteinen oder Hämoglobin ist. In der JP-OS 59-150.544 werden stark saure Kationenaustauscher aus ß-Cyclodextrin beschrieben, die Clathrate bilden und auf diese Weise ihre Austauscherfunktion ausüben. Diese Produkte wirken ebenfalls vorzugsweise auf kleine Moleküle und lassen sich nicht zu flächigen Kationenaustauschern verarbeiten. In der SU-PS 1127935 wird ein Verfahren beschrieben, durch das die Elution von Farbstoffen in Säure-Base-Indikatorpapieren durch Imprägnieren verzögert wird.For example, in EP 121 275 a process for the preparation and use of macromolecules with carbonyl groups as sorbent for nitrogen-containing compounds, eg. As described in hemodialysis, blood purification and hemofiltration, which is unsuitable for the binding of proteins or hemoglobin. JP-A 59-150,544 describes strongly acidic cation exchangers from β-cyclodextrin, which form clathrates and in this way exert their exchange function. These products also preferably act on small molecules and can not be processed into sheet-like cation exchangers. In SU-PS 1127935 a method is described by which the elution of dyes in acid-base indicator papers is delayed by impregnation.

Kationenaustauscherharze mit einer hohen Kapazität für Metallionen werden auch im DD-WP 211 352 beschrieben. Nach diesem Verfahren werden schwach basische Ionenaustauscher mit freien primären oder sekundären Aminogruppen mit Formaldehyd bei erhöhter Temperatur umgesetzt und dann anschließend eine Reaktion mit Halogenalkylphosphiten durchgeführt. In dem CS-PS 206060 wird ein Verfahren zur Immobilisierung und Trennung von Enzymen an negativ geladenen Trägern beschrieben. Bei diesem Verfahren werden außerdem noch kationisch wirkende oberflächenaktive Mittel zugesetzt. Agarose kann mit m-Aminophenylboronsäure zu Trägern für die Affinitätschromatographie umgesetzt werden und ist dann speziell für die quantitative Bestimmung von glykosylierten Hämoglobinen geeignet (siehe: H. L. White, J. L. Wiebers, P.T.Gilham, Biochemistry 9, S.4396-4401 [1970]). Diese Träger können bisher nur in Säulen verwendet werden. Außerdem wurde beschrieben, daß Boronatträger auf Basis von Cellulose oder Agarose ebenso wie Polyacrylamidboronat-Träger kein Adenosintriphosphat binden (siehe: J. H. Hagemann, G. D. Kühn, Anal. Biochemistry 80,547-554(1977]). Prinzipiell ist also die Herstellung für die Affinitätschromatographie an Säulen geeigneter Kationenaustauscher bekannt. Jedoch sind diese Materialien nur für spezielle Einsatzgebiete verwendbar und bedürfen darüber hinaus umfangreicher, aufwendiger Vorbereitungen.Cation exchange resins with a high capacity for metal ions are also described in DD-WP 211 352. According to this process, weakly basic ion exchangers with free primary or secondary amino groups are reacted with formaldehyde at elevated temperature and then a reaction with haloalkyl phosphites is subsequently carried out. CS-PS 206060 describes a process for the immobilization and separation of enzymes on negatively charged carriers. In addition, cationic surfactants are added in this process. Agarose can be reacted with m-aminophenylboronic acid to give carriers for affinity chromatography and is then especially suitable for the quantitative determination of glycosylated hemoglobins (see: H.L. White, J.L. Wiebers, P.T.Gilham, Biochemistry 9, p.4396-4401 [1970]). These carriers can be used only in columns so far. It has also been described that boronate supports based on cellulose or agarose as well as polyacrylamide boronate supports do not bind adenosine triphosphate (see: JH Hagemann, GD Kühn, Anal. Biochemistry 80, 577-554 (1977).) In principle, therefore, the preparation is for affinity chromatography on columns However, these materials are only suitable for specific applications and also require extensive, complex preparations.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Ziel der Erfindung ist es, kationaktive Ionenaustauscher auf Polymerbasis sowohl mit universellem als auch speziellem Einsatzgebiet und einfacher Handhabbarkeit bei biologischen, biochemischen oder medizinisch-diagnostischen Arbeiten zur Verfügung zu stellen.The aim of the invention is to provide cation-based polymer-based ion exchangers both with a universal and special field of use and easy handling in biological, biochemical or medical-diagnostic work.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Aufgabe der Erfindung ist es, auf Polymerbasis einen Ionenaustauscher mit abstimmbaren kationischen Austauscheigenschaften herzustellen. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß ein polymerer Träger in seiner vorliegenden oder chemisch vorbehandelten Form mit einem 2,4,6-Trihalogen-1,3,5-triazin in einem oder mehreren Lösungsmitteln bei einer Temperatur zwischen 0 und 60°C umgesetzt, 0 bis 10mal mit einem oder mehreren organischen Lösungsmitteln gewaschen, unmittelbar danach oder nach einer beliebigen Zwischenlagerung in einem oder mehreren Lösungsmitteln und/oder Wasser und/oder einer wäßrigen Lösung von Salzen oder Basen mit einem Amin der allgemeinen FormelThe object of the invention is to produce an ion exchanger with tunable cationic exchange properties on a polymer basis. According to the invention the object is achieved in that a polymeric carrier in its present or chemically pretreated form with a 2,4,6-trihalo-1,3,5-triazine in one or more solvents at a temperature between 0 and 60 ° C implemented , Washed 0 to 10 times with one or more organic solvents, immediately after or after any intermediate storage in one or more solvents and / or water and / or an aqueous solution of salts or bases with an amine of the general formula

NHR-FV-X, (1)NHR-FV-X, (1)

mit einem Salz eines solchen Amins, mit einem inneren Salz von derartigen Aminen oder mit Aminosäuren der allgemeinen Formelwith a salt of such an amine, with an internal salt of such amines or with amino acids of the general formula

NHR-R²-COOH (2)NHR-R ² -COOH (2)

umgesetzt und anschließend 0 bis 10mal mit einem oder mehreren Lösungsmitteln und/oder Wasser und/oder verdünnten Alkalien und/oder verdünnten Säuren und/oder Salzlösungen umgesetzt wird, wobei R = Wasserstoff, ein Alkylrest mit 1-20 C-Atomen, ein Alkenylrest mit 2-20 C-Atomen, ein gegebenenfalls substituierterreacted and then reacted 0 to 10 times with one or more solvents and / or water and / or dilute alkalis and / or dilute acids and / or salt solutions, wherein R = hydrogen, an alkyl radical having 1-20 C atoms, an alkenyl radical with 2-20 C atoms, one optionally substituted

Phenyl rest, gegebenenfalls substituierter Diphenylrest, Naphthylrest oder ein heterocyclischerRest, R¹ = eineAlkylen-, eine Arylen-, eine Diphenylen-, eine Naphthylen-oder eine heterozyklische Gruppe, X = eine Carboxyl-, eine Sulfonyl-, eine Sulfo-, eine Borsäure-, eine Boronat-, eine Phosphat-, eine Phosphit-, einePhenyl radical, optionally substituted diphenyl radical, naphthyl radical or a heterocyclic radical, R ¹ = an alkylene, an arylene, a diphenylene, a naphthylene or a heterocyclic group, X = a carboxyl, a sulfonyl, a sulfo, a boric acid -, a boronate, a phosphate, a phosphite, a

Phosphonat-, eine Phosphinat-oder Sulfinylgruppe, R² = eine geradkettige oder verzweigte Alkylengruppe, eine gegebenenfalls substituierte Phenylgruppe, eine gegebenenfallsPhosphonate, a phosphinate or sulfinyl group, R ² = a straight-chain or branched alkylene group, an optionally substituted phenyl group, an optionally

substituierte Naphthylgruppe, eine heterozyklische Gruppe bedeuten.substituted naphthyl group, a heterocyclic group.

Einfach an einen polymeren Träger gebundene 2,4,6-Trihalogen-1,3,5-triazine reagieren gegebenenfalls in Anwesenheit freien 2,4,6-Trihalogen-1,3,5-triazins mit primären oder sekundären Aminen in Lösungsmitteln und in wäßriger Lösung zu den entsprechenden einfach oder doppelt substituierten Triazinderivaten, wobei der Substitutionsgrad wesentlich von den Reaktionsbedingungen, in erster Linie vom molaren Verhältnis der Komponenten, vom Lösungsmittel, von der Konzentration und vom pH-Wert abhängt. Bei niedrigen Konzentrationen und pH-Werten von mehr als 8 findet in zunehmendem Maße eine Hydrolyse statt. Hohe Temperaturen begünstigen ebenfalls die Hydrolyse und vermindern dadurch den Substitutionsgrad. Bei dieser Reaktion stören Säuregruppen, Hydroxylgruppen und ähnliche nicht, jedoch begünstigen nicht quartemisierte tertiäre Aminogruppen ebenfalls die Hydrolyse, und es sollte deshalb eine teilweise oder vollständige Quarternisierung dieser Gruppen der Umsetzung vorausgehen.2,4,6-trihalogen-1,3,5-triazines, which are simply bonded to a polymeric support, optionally react with primary or secondary amines in solvents and in the presence of free 2,4,6-trihalo-1,3,5-triazine aqueous solution to the corresponding mono- or di-substituted triazine derivatives, wherein the degree of substitution depends substantially on the reaction conditions, primarily the molar ratio of the components, the solvent, the concentration and the pH. At low concentrations and pHs greater than 8, hydrolysis increasingly occurs. High temperatures also favor the hydrolysis and thereby reduce the degree of substitution. In this reaction, acid groups, hydroxyl groups and the like do not interfere, but non-quaternized tertiary amino groups also favor hydrolysis and therefore partial or complete quaternization of these groups should precede the reaction.

Polymere Träger für das erfindungsgemäße Verfahren sind Cellulose, modifizierte Cellulose, Celluloseester, Celluloseether, Cellulose-Pf ropf-Copolymere, Polymerkompositionen unter Verwendung von Cellulose, insbesondere mit Aminoharzen, Polyacrylaten, Polymethacrylate^ Acrylat-Copolymeren, Ethylen-Vinylacetat-Copolymeren, Polystyren, modifizierten Polystyrenen, substituierten und/oder teilvernetzten Polystyrenen, Polyurethanen, Polyurethanpolyharnstoffen, Polyamiden, Polyvinylchlorid, Polysulfonen usw. Diese Produkte können durch Alkalien, Basen, primäre, sekundäre oder tertiäre Amine in flüssiger, fester oder gasförmiger Form vorbehandelt worden sein. Außerdem kann man an den Polymeren eine chemische Reaktion durchführen, in deren Ergebnis eine primäre oder sekundäre Aminogruppe an ihnen fixiert wird, z. B. durchPolymeric supports for the process according to the invention are cellulose, modified cellulose, cellulose esters, cellulose ethers, cellulose-coproducts, polymer compositions using cellulose, in particular with amino resins, polyacrylates, polymethacrylates, acrylate copolymers, ethylene-vinyl acetate copolymers, polystyrene, modified Polystyrenes, substituted and / or partially crosslinked polystyrenes, polyurethanes, polyurethane polyureas, polyamides, polyvinyl chloride, polysulfones, etc. These products may have been pretreated by alkalis, bases, primary, secondary or tertiary amines in liquid, solid or gaseous form. In addition, it is possible to carry out a chemical reaction on the polymers, as a result of which a primary or secondary amino group is fixed to them, e.g. B. by

Methylaminierung, Hydrierung, Decarboxylierung, Hydrolyse oderThermolyse. Diese Produkte werden dann in einem oder mehreren Lösungsmitteln mit einem 2,4,6-Trihalogen-1,3,5-triazin umgesetzt. Bei der Umsetzung können sich Salze bilden, die ebenso wie überschüssiges 2,4,6-Trihalogen-1,3,5-triazin teilweise oder vollständig an den polymeren Träger absorbiert werden und bei den nachfolgenden Reaktionen mitbeteiligt sein können. Durch die an die Umsetzung nachfolgenden Waschschritte werden diese Salze teilweise oder gar nicht entfernt. Nach dem Waschen können die modifizierten Träger getrocknet und zwischengelagert, aber auch sofort weiterverarbeitet werden.Methylamination, hydrogenation, decarboxylation, hydrolysis or thermolysis. These products are then reacted in one or more solvents with a 2,4,6-trihalo-1,3,5-triazine. Salts may form in the reaction which, like excess 2,4,6-trihalo-1,3,5-triazine, may be partially or completely absorbed onto the polymeric support and may be involved in subsequent reactions. By subsequent to the implementation of washing steps, these salts are partially or not removed. After washing, the modified carriers can be dried and stored, but also processed immediately.

Die auf diesem Wege erhaltenen 4,6-Dihalogen-1,3,5-triazin-modifizierten polymeren Träger werden mit Verbindungen, die eine primäre oder sekundäre Aminogruppe aufweisen und weiterhin mindestens eine saure Gruppe tragen, in einem oder mehreren Lösungsmitteln bei Temperaturen zwischen 0 und 60⁰C umgesetzt. Gut bewährt hat sich die Umsetzung in wäßrigen Lösungen der Amine, die durch Mineralsäuren oder Alkalien auf einen pH-Wert zwischen 3 und 10 eingestellt worden sind. Unter diesen Bedingungen findet in hohem Maße eine Umsetzung der Aminogruppe mit dem s-Triazin am polymeren Träger statt und in untergeordnetem Maße eine Hydrolyse der Halogenatome. Durch die teilweise oder vollständige Neutralisation entweder der Aminofunktion oder der sauren Gruppe wird ein Salz der Säure oder des Amins erhalten, wobei es jedoch möglich ist, von vornherein z. B. Salze von Aminocarbonsäuren einzusetzen. Als besonders geeignet haben sich für die Umsetzung Aminosäuren, aromatische Aminocarbonsäuren wie 3-Aminobenzoesäure, 4-Aminobenzoesäure, Anthranilsäure, Sulfanilsäure, m-Aminophenylboronsäure, p-Aminophenylphosphorsäure erwiesen, es können aber auch andere Verbindungen eingesetzt werden, sofern sie mindestens eine primäre oder sekundäre Aminogruppe und mindestens eine saure oder Säuregruppe aufweisen. Die Polymeren können in körniger, kugeliger, granulierter, faseriger, flächiger oder schaumförmiger Form oder Gemischen daraus oder als Verbünde verwendet werden. Für die medizinische Diagnostik besonders geeignet sind flächige Materialien, z. B.Papiere, Folien oder Filme. Für die Säulenfüllung sind granulierte Teilchen, poröse, kugelige oder hohlkugelige Polymere geeignet. Für spezielle Anwendungen können innen aktivierte Hohlfasern besonders geeignet sein. Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren werden polymere Träger mit kationischen Austauscheigenschaften erhalten, die besonders für die Bindung von Proteinen geeignet sind. In der medizinischen Diagnostik ist die Bindung von Hämoglobin von großer Bedeutung sowie die Möglichkeit der Einführung von Gruppen mit spezifischen Gruppen, z. B. die Boronatgruppe, die glykosylierr.es Hämoglobin bindet. Überraschend wurde gefunden, daß durch diese Träger auch Plasmide gebunden und getrennt werden können. Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten kationischen Träger können also vorteilhaft für eine Reihe biochemischer Arbeiten eingesetzt werden, wobei sie sich durch hohe mechanische Beständigkeit und eine Vielfalt an Substitutionsmöglichkeiten und dadurch vielfältige Einsatzgebiete auszeichnen. Die Operationen können in einfacher Weise und innerhalb kurzer Zeit durchgeführt werden.The thus obtained 4,6-dihalo-1,3,5-triazine-modified polymeric carriers are reacted with compounds having a primary or secondary amino group and further carrying at least one acidic group in one or more solvents at temperatures between 0 and 60 ⁰ C implemented. The reaction in aqueous solutions of amines, which have been adjusted to a pH of between 3 and 10 by mineral acids or alkalis, has proved to be very effective. Under these conditions, reaction of the amino group with the s-triazine on the polymeric support takes place to a high degree and, to a lesser extent, hydrolysis of the halogen atoms. By the partial or complete neutralization of either the amino function or the acidic group, a salt of the acid or the amine is obtained, but it is possible from the outset z. B. use salts of aminocarboxylic acids. Amino acids, aromatic aminocarboxylic acids such as 3-aminobenzoic acid, 4-aminobenzoic acid, anthranilic acid, sulfanilic acid, m-aminophenylboronic acid, p-aminophenylphosphoric acid have proven to be particularly suitable for the reaction, but other compounds can also be used provided that they have at least one primary or secondary one Have amino group and at least one acid or acid group. The polymers may be used in granular, spherical, granular, fibrous, sheet or foam form or mixtures thereof or as composites. Particularly suitable for medical diagnostics are sheet materials, eg. B.Papers, foils or films. For the column filling granulated particles, porous, spherical or hollow spherical polymers are suitable. For special applications internally activated hollow fibers may be particularly suitable. The process according to the invention gives polymeric carriers having cationic exchange properties, which are particularly suitable for the binding of proteins. In medical diagnostics, the binding of hemoglobin is of great importance and the possibility of introducing groups with specific groups, eg. For example, the boronate group that binds glycosylated hemoglobin. Surprisingly, it has been found that plasmids can also be bound and separated by these carriers. The cationic supports prepared by the process according to the invention can thus be used advantageously for a number of biochemical works, wherein they are characterized by high mechanical resistance and a variety of substitution options and thus a variety of applications. The operations can be carried out easily and within a short time.

Ausführungsbeispieleembodiments Beispiel 1example 1

200 cm² eines aus reiner Baumwoll-Cellulose hergestellten Papiers werden mit 100 ml einer 15%igen Natronlauge 15 Minuten bei Zimmertemperatur geschüttelt. Nachdem Abquetschen wird 20 Minuten in 100 ml einer 5%igen Lösung von Cyanurchlorid in Xylen bei Zimmertemperatur geschüttelt, dreimal in je 100ml Aceton gewaschen und an der Luft getrocknet.200 cm ^{2 of} a paper made of pure cotton cellulose are shaken with 100 ml of 15% sodium hydroxide solution for 15 minutes at room temperature. After squeezing is shaken for 20 minutes in 100 ml of a 5% solution of cyanuric chloride in xylene at room temperature, washed three times in 100 ml of acetone and dried in air.

Das so erhaltene, durch Cyanurchlorid substituierte Papier enthält noch absorbiertes Kochsalz und freies Cyanurchlorid. Es wird in 100 ml einer 9%igen Lösung von Anthranilsäure, die vorher auf einen pH-Wert von 7,8 durch Natronlauge eingestellt wurde, eine Stunde bei Zimmertemperatur geschüttelt, viermal mit je 100ml Wasser gewaschen und an der Luft getrocknet.The cyanuric chloride-substituted paper thus obtained still contains absorbed common salt and free cyanuric chloride. It is shaken for one hour at room temperature in 100 ml of a 9% solution of anthranilic acid previously adjusted to pH 7.8 by sodium hydroxide solution, washed four times with 100 ml of water each time and dried in air.

Mit djesem kationaktiven Träger werden folgende Tests durchgeführt:The following tests are carried out with this cationic carrier:

Bindungskapazität: 0,5 cm² des Trägers werden mit 100/kleiner Proteinlösung versetzt, die 200 дд ¹²⁵J-markiertes Protein enthält, und die Menge radioaktiv markierten Proteins mit einem Szintillationszähler gemessen (n₀). Nach 16 Stunden wird die überstehende Lösung abpipettiert, 3x mit je 1 ml Wasser gewaschen und die verbliebene Menge radioaktiven Proteins durch den Szintillationszähler bestimmt In₁). Die Bindungskapazität ergibt sich nach:Binding capacity: 0.5 cm ^{2 of} the carrier is mixed with 100 / small protein solution containing 200 д d ¹²⁵ J-labeled protein, and the amount of radioactively labeled protein is measured with a scintillation counter (n ₀ ). After 16 hours, the supernatant solution is pipetted off, washed 3 times with 1 ml of water and the remaining amount of radioactive protein determined by the scintillation counter In ₁ ). The binding capacity results after:

C = ^lC = ^ l

ⁿo ⁿ o

Stabilitätstest: 0,5cm² des Trägers werden mit 100μΙ der obigen Proteinlösung versetzt, eintrocknen lassen, die radioaktive Menge des Proteinsam Szintillationszähler gemessen (m₀), in 20ml Wasser 10min gewaschen, erneut am Szintillationszähler gemessen, danach jeweils 1 Stunde bei 40, 60 und90°C in 20ml Wasser gewaschen und wiederum am Szintillationszähler gemessen (nt;). Aus dem Quotienten von m_o/mi errechnet sich der Anteil gebundenen Proteins. Bindungskapazität: Stabilität der Bindung nachStability test: 0.5 cm ^{2 of} the support is mixed with 100μΙ of the above protein solution, allowed to dry, the radioactive amount of the protein measured by scintillation counter (m ₀ ), washed in 20ml of water for 10min, measured again at the scintillation counter, then 1 hour at 40, 60 and 90 ° C in 20 ml of water and again measured on the scintillation counter (nt;). From the quotient of m _o / mi the proportion of bound protein is calculated. Binding capacity: Stability of binding after

10 min/22 °C 100/гд Protein/cm² 10 min / 22 ° C 100 / g protein / cm ²

1Std./90°C 100 ßg Protein/cm² 1h / 90 ° C 100 μg protein / cm ²

Beispiel 2Example 2

200cm² eines (halb)synthetischen Papiers aus mikrokristalliner Cellulose, Polyamidfasern, selbstvernetzender Acrylatdispersion und Carboxymethylcellulose werden 20 Minuten mit 15%iger Natronlauge bei Zimmertemperatur geschüttelt. Danach wird gründlich abgetrocknet und in 100 ml einer 5%igenCyanurchloridlösung in Xylen 20 Minuten bei Zimmertemperatur geschüttelt.200 cm ^{2 of} a (semi) synthetic paper of microcrystalline cellulose, polyamide fibers, self-crosslinking acrylate dispersion and carboxymethyl cellulose are shaken for 20 minutes with 15% sodium hydroxide solution at room temperature. It is then thoroughly dried and shaken in 100 ml of a 5% cyanuric chloride solution in xylene for 20 minutes at room temperature.

Anschließend wird 3x in je 100ml Aceton gewaschen.It is then washed 3 times in 100 ml of acetone.

Nach dem Trocknen an der Luft wird der aktivierte Träger in 100 ml einer 7,5%igen Lösung von Sulfanilsäure, die vorher mit 1 η NaOH auf einen pH-Wert von 7,5 eingestellt wurde, 30 Minuten bei Zimmertemperatur geschüttelt, 4x mit je 100 ml Wasser gewaschen und an der Luft getrocknet.After drying in air, the activated carrier is shaken in 100 ml of a 7.5% solution of sulphanilic acid previously adjusted to pH 7.5 with 1 N NaOH for 30 minutes at room temperature, 4x with each Washed 100 ml of water and dried in air.

Es werden die gleichen Tests wie in Beispiel 1 durchgeführt:The same tests are carried out as in Example 1:

Bindungskapazität: Stabilität der Bindung nachBinding capacity: Stability of binding after

10min/22°C 120 ^g Protein/cm² 10min / 22 ° C 120 ^ g protein / cm ²

1 Std./90°C 120мд Protein/cm² 1 h / 90 ° C 120m protein / cm ²

Beispiel 3Example 3

200cm² des wie in Beispiel 1 durch Cyanurchlorid aktivierten Trägers werden mit 100ml einer Lösung des Hemisulfats von m-Aminophenylboronsäure, die vorher mit 1 η NaOH auf einen pH-Wert von 7,3 eingestellt wurde, eine Stunde bei Zimmertemperatur geschüttelt, viermal mit je 100 ml Wasser gewaschen und an der Luft getrocknet. Es werden die gleichen Tests wie in Beispiel 1 durchgeführt: Bindungskapazität: Stabilität der Bindung nach200 cm ^{2 of} the cyanuric chloride-activated support as in Example 1 are shaken with 100 ml of a solution of the hemisulfate of m-aminophenylboronic acid previously adjusted to pH 7.3 with 1 N NaOH for one hour at room temperature, four times with each Washed 100 ml of water and dried in air. The same tests are carried out as in Example 1: binding capacity: stability of the binding after

10 min/22°C 230 дд Protein aus Hämolysat/cm² 10 min / 22 ° C 230 дd protein from hemolysate / cm ²

1 Std./90°C 215 дд Protein/cm² 1 h / 90 ° C 215 дd protein / cm ²

Beispiel 4Example 4

100cm² einerO,25mm starken Celluloseacetatmembran wird 30 Minuten in 20%iger Natronlauge bei Zimmertemperatur geschüttelt. Danach wird in 10%iger Lösung von Cyanurchlorid in Xylen 30 Minuten bei Zimmertemperatur aktiviert. Die so erhaltene aktivierte Membran wird 4mal mit je 50 ml Aceton-Xylol-Gemisch gewaschen und getrocknet. Die trockene, aktivierte Membran wird in einer Lösung von 9,5g m-Aminophenylboronsäure, die durch Natronlauge auf einen pH-Wert von 6,5 eingestellt wurde, eine Stunde bei Zimmertemperatur geschüttelt und 4mal mit je 100 ml Wasser gewaschen, schließlich mit 0,01 η NaOH 1 Minute behandelt und wiederum viermal mit je 100 ml Wasser gewaschen. Es werden die gleichen Tests wie in Beispiel 1 durchgeführt: Bindungskapazität: Stabilität der Bindung nach:100 cm ^{2 of an} O, 25 mm thick cellulose acetate membrane is shaken for 30 minutes in 20% sodium hydroxide solution at room temperature. Thereafter, it is activated in 10% solution of cyanuric chloride in xylene for 30 minutes at room temperature. The resulting activated membrane is washed 4 times with 50 ml acetone-xylene mixture and dried. The dry, activated membrane is shaken for one hour at room temperature in a solution of 9.5 g of m-aminophenylboronic acid, which was adjusted to pH 6.5 by sodium hydroxide solution, and washed 4 times with 100 ml of water each time, finally with 0, 01 η NaOH treated for 1 minute and washed again four times with 100 ml of water. The same tests are carried out as in Example 1: binding capacity: stability of the binding to:

10 min/22⁰C 160мд Protein/cm² 10 min / 22 ⁰ C 160мд protein / cm ²

1Std./90°C 140мд Protein/cm² 1h / 90 ° C 140m protein / cm ²

Beispiel 5Example 5

7,25g 4,4'-Diphenylmethandiisocyanat werden in 150ml Dichlormethan mit 24,3g eines Blockcopolyetherdiols aus 70% Propylenoxid und 30% Ethylenoxid (Molmasse 2100) innerhalb 24 Stunden bei Zimmertemperatur umgesetzt. Zu diesem Vorpolymeren werden 1,7g eines Polyethertetrols aus Diethylentriamin und Propylenoxid (OH-Zahl 452) und 1,47g Dimethylethanolamin unter Rühren gegeben und bis zur beginnenden Viskositätssteigerung gerührt. Die Lösung wird auf Glasplatten zu Filmen von 1mm Stärke ausgezogen, das Lösungsmittel bei Zimmertemperatur weitgehend abgedampft und schließlich 4 Stunden bei 60⁰C im Vakuum gehärtet.7.25 g of 4,4'-diphenylmethane diisocyanate are reacted in 150 ml of dichloromethane with 24.3 g of a block copolyetherdiol of 70% of propylene oxide and 30% of ethylene oxide (molar mass 2100) within 24 hours at room temperature. To this prepolymer, 1.7 g of a Polyethertetrol of diethylene triamine and propylene oxide (OH number 452) and 1.47 g dimethylethanolamine are added with stirring and stirred until the beginning of viscosity increase. The solution is drawn out on glass plates to films of 1 mm thickness, the solvent is largely evaporated at room temperature and finally cured for 4 hours at 60 ⁰ C in vacuo.

100cm² des so erhaltenen Polyurethanfilms werden in 100ml einer7,5%igen Lösung von Cyanurchlorid inToluen eine Stunde bei Zimmertemperatur geschüttelt. Danach wird 4x mit einem Gemisch aus 70 Teilen Toluen und 30 Teilen Aceton gewaschen und im Vakuum bei 25°C getrocknet.100 cm ^{2 of} the polyurethane film thus obtained are shaken in 100 ml of a 7.5% solution of cyanuric chloride in toluene for one hour at room temperature. Thereafter, 4x is washed with a mixture of 70 parts of toluene and 30 parts of acetone and dried in vacuo at 25 ° C.

100 cm² des aktivierten Polyurethanfilms werden in 80 ml einer Lösung von 7,5% Sulfanilsäure in Wasser, die durch 1 η NaOH auf einen pH-Wert von 7,0 eingestellt wurde, zwei Stunden bei Zimmertemperatur geschüttelt. Dananch wird fünfmal mit je 250ml Wasser gewaschen und im Vakuum getrocknet. Es werden die gleichen Tests wie in Beispiel 1 durchgeführt: Bindungskapazität: Stabilität der Bindung nach100 cm ^{2 of} the activated polyurethane film are shaken in 80 ml of a solution of 7.5% sulphanilic acid in water adjusted to pH 7.0 by 1 N NaOH for two hours at room temperature. Dananch is washed five times with 250 ml of water each time and dried in vacuo. The same tests are carried out as in Example 1: binding capacity: stability of the binding after

10min/22°C 175 дд Protein/cm² 10min / 22 ° C 175 дd protein / cm ²

1 Std./60°C 170дд Protein/cm² 1 h / 60 ° C 170d protein / cm ²

Claims

Erfindungsanspruch:Invention claim:

1. Verfahren zur Herstellung von kationenaktiven Ionenaustauschern auf der Basis natürlicher und/oder synthetischer Polymere, gekennzeichnet dadurch, daß ein polymerer Träger in gepulverter, granulierter, körniger, kugeliger, faseriger, flächiger, schaumförmiger, hohlkugeliger oder hohlfaseriger Form in seiner vorliegenden oder chemisch vorbehandelter Form mit einem 2,4,6-Trihalogen-1,3,5-triazin in einem oder mehreren Lösungsmitteln bei einer Temperatur zwischen 0 und 60⁰C in Kontakt gebracht wird, 0 bis 10mal mit einem oder mehreren organischen Lösungsmitteln gewaschen, unmittelbar danach oder nach einer beliebigen Zwischenlagerung in einem oder mehreren Lösungsmitteln und/oderWasser und/oder einer wäßrigen Lösung von Salzen oder Basen mit einem Amin der allgemeinen Formel1. A process for the preparation of cationic ion exchangers based on natural and / or synthetic polymers, characterized in that a polymeric carrier in powdered, granular, granular, spherical, fibrous, planar, foamy, hollow spherical or hollow fiber form in its present or chemically pretreated Form is contacted with a 2,4,6-trihalo-1,3,5-triazine in one or more solvents at a temperature between 0 and 60 ⁰ C, 0 to 10 times washed with one or more organic solvents, immediately thereafter or after any intermediate storage in one or more solvents and / or water and / or an aqueous solution of salts or bases with an amine of the general formula

RHN-rV-x, (1)RHN-rV-x, (1)

bei der R=Wasserstoff, einen Alkylrest mit 1-19 C-Atomen, einem Cycloalkyl rest, einen Alkenylrest mit 2 bis 20 C-Atomen, einen substituierten oder unsubstituierten Phenylrest, einen substituierten oder unsubstituierten Diphenylrest, Naphthylrest oder einen hetrozykuschen Rest,in which R = hydrogen, an alkyl radical having 1-19 C atoms, a cycloalkyl radical, an alkenyl radical having 2 to 20 C atoms, a substituted or unsubstituted phenyl radical, a substituted or unsubstituted diphenyl radical, naphthyl radical or a heterocyclic radical,

R¹ = eine Alkylen-, eine Arylen-, eine Cycloalkylen-, eine Aralkylen-, eine Diphenylen-, eine Haphthylen- oder eine heterozyklische Gruppe.R ¹ = an alkylene, an arylene, a cycloalkylene, an aralkylene, a diphenylene, a haphthylene or a heterocyclic group.

X eine bis maximal drei Carboxyl-, Sulfonyl-,"Sulfo-, Borsäure-, Boronat-, Phosphat-, Phosphit-, Phosphonat-, Phosphinat-, Sulfinyl-, Nitro-, Nitroso-, Peroxy-, Diazo- oderThiolgruppe bedeuten, mit einem Salz eines solchen Amins, mit einem inneren Salz von derartigen Aminen, mit Salzen der Säuregruppe X oder mit Aminosäuren der allgemeinen FormelX represents one to a maximum of three carboxyl, sulfonyl, sulfo, boric acid, boronate, phosphate, phosphite, phosphonate, phosphinate, sulfinyl, nitro, nitroso, peroxy, diazo or thiol groups, with a salt of such an amine, with an internal salt of such amines, with salts of the acid group X or with amino acids of the general formula

NHR-R²-COOY, (2)NHR-R ² -COOY, (2)

wobei R wie in Formel (1) definiert ist, R² = eine geradkettige oder verzweigte, substituierte oder unsubstituierte Alkylengruppe, eine substituierte oder unsubstituierte Phenylengruppe, eine substituierte oder nicht substituierte Naphthylgruppe oder eine heterozyklische Gruppe und Y Wasserstoff, ein Alkali- oder Erdalkalimetall bedeuten, umgesetzt und anschließend 0 bis 10mal mit einem oder mehreren Lösungsmitteln und/oder Wasser und/oder verdünnten Alkalien und/oder verdünnten Säuren und/oder Salzlösungen behandelt wird.wherein R is as defined in formula (1), R ² = a straight-chain or branched, substituted or unsubstituted alkylene group, a substituted or unsubstituted phenylene group, a substituted or unsubstituted naphthyl group or a heterocyclic group and Y is hydrogen, an alkali or alkaline earth metal , reacted and then treated 0 to 10 times with one or more solvents and / or water and / or dilute alkalis and / or dilute acids and / or salt solutions.

2. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß faserige Cellulose in flächiger Form mit Natronlauge aktiviert, mit Cyanurchlorid in einem organischen Lösungsmittel in Kontakt gebracht, gewaschen und anschließend mit einer auf einen pH-Wert zwischen 5 und 9 eingestellten Lösung von Anthranilsäure, Sulfanilsäure, m- oder p-Aminobenzoesäure oder m- oder p-Aminophenylboronsäure zur Reaktion gebracht, anschließend mit Wasser gewaschen und getrocknet werden.2. The method according to item 1, characterized in that activated fibrous cellulose in planar form with sodium hydroxide, contacted with cyanuric chloride in an organic solvent, washed and then with a solution adjusted to a pH value between 5 and 9 of anthranilic acid, sulfanilic acid , m- or p-aminobenzoic acid or m- or p-aminophenylboronic acid, then washed with water and dried.

3. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß Cellulose, modifizierte Cellulose, Celluloseester, Celluloseether, Cellulose-Pfropf-Copolymere, Polymerkompositionen auf Cellulosebasis, Polyacrylate, Polymethacrylate, Acrylat-Copolymere, Ethylen-Vinylacetat-Copolymere, Polystyren, modifizierte Polystyrene, substituierte oder teilvernetzte Polystyrene, Polyurethane, Polyurethanpolyharnstoffe, Polyamide, Polyvinylchlorid, Polysulfone verwendet werden.3. The method according to item 1, characterized in that cellulose, modified cellulose, cellulose esters, cellulose ethers, cellulose-graft copolymers, cellulosic polymer compositions, polyacrylates, polymethacrylates, acrylate copolymers, ethylene-vinyl acetate copolymers, polystyrene, modified polystyrenes, substituted or partially crosslinked polystyrenes, polyurethanes, polyurethane polyureas, polyamides, polyvinyl chloride, polysulfones.

4. Verfahren nach Punkt 1 bis 3,gekennzeichnet dadurch, daß kationenaktive Filme oder Folien aus Celluloseacetat durch Umsetzung mit Natronlauge, einer Lösung von Cyanurchlorid in organischen Lösungsmitteln, Waschen mit organischen Lösungsmitteln, Trocknen, Reaktion mit einer wäßrigen Lösung einer Verbindung der Formel (1) oder (2) bei einem pH-Wert von 5-10 innerhalb 1 bis 240 Minuten bei einer Temperatur von 10 bis 6O⁰C, anschließendem Waschen mit Wasser und/oder Salzlösungen und/oder verdünnten Alkalien und Trocknung erhalten werden.4. The method according to item 1 to 3, characterized in that cationic films or sheets of cellulose acetate by reaction with sodium hydroxide, a solution of cyanuric chloride in organic solvents, washing with organic solvents, drying, reaction with an aqueous solution of a compound of formula (1 ) or (2) at a pH of 5-10 within 1 to 240 minutes at a temperature of 10 to 60 ⁰ C, followed by washing with water and / or salt solutions and / or dilute alkalis and drying.

5. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß als Zwischenprodukt aus dem verwendeten Polymer bzw. Polymerengemisch nach dem In-Kontaktbringen mit einem 2,4,6-Trihalogen-1,3,5-triazin dieses aus einer polymeren Verbindung in einer Konzentration von 5 bis 8QVol.-%, aus einer polymeren Verbindung mit 4,6-Dihalogen-1,3,5-triazin-Gruppierungen in einer Konzentration von 1 bis80Vol.-%, aus 2,4,6-Trihalogen-1,3,5-triazin in einer Konzentration von 0,5 bis 50Vol.-%, aus Halogeniden von Metallen in einer Konzentration bis zu 20VoI.-% und gegebenenfalls puffernden Substanzen bis zu 5 Vol.-% besteht.5. The method according to item 1, characterized in that as an intermediate of the polymer or polymer mixture used after contacting with a 2,4,6-trihalo-1,3,5-triazine this from a polymeric compound in a concentration from 5 to 8% by volume, of a polymeric compound having 4,6-dihalo-1,3,5-triazine moieties in a concentration of 1 to 80% by volume, of 2,4,6-trihalo-1,3 , 5-triazine in a concentration of 0.5 to 50Vol .-%, consisting of halides of metals in a concentration up to 20VoI .-% and optionally buffering substances up to 5 vol .-%.

6. Verfahren nach Punkt 1 und 5, gekennzeichnet dadurch, daß das Polymer bzw. Polymerengemisch im wesentlichen aus Cellulose besteht.6. The method according to item 1 and 5, characterized in that the polymer or polymer mixture consists essentially of cellulose.