DE2505870C2 - - Google Patents

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von hydrophilen makroporösen poly­ meren Gelen, die in ihrer Struktur gleichzeitig kationische und anionische funktionelle Gruppen oder dipolare Ionen enthalten.
Die Ionenaustauscher aus hydrophilen polymeren Gelen mit regulierbarer Porosität, welche nach den CS-Patentanmeldungen PV-703-74, PV-704-74 und PV-896-74 hergestellt werden, enthalten in ihrer Struktur entweder anionische (Kationenaustauscher) oder kationische funktionelle Gruppen (Anionenaustau­ scher). Es wurde nachgewiesen, daß diese Materialien durch ihre physikalischen und chemischen Eigenschaften die bisher gebräuchlichen Kationen- und Anionen­ austauscher mit Cellulose- oder Polydextranmatrix bei der Sorption und der Chromatographie von verschiedenen Biopolymeren übertreffen.
Neben den gebräuchlichen Kationen- und Anionenaustauschern wurden aber schon früher synthetische organische Polystyrol-Divinylbenzol-Ionenaustauscher, die in ihrer Struktur gleichzeitig basische und saure funktionelle Gruppen ent­ halten, hergestellt. Auf den Anionenaustauscher aus Polystyrol wurde durch Ionenaustausch eine saure Komponente (z. B. Acrylsäure) sorbiert, welche nach dem Durchdringen in das Körnchen des Anionenaustauschers in sein Netz ein­ polymerisiert wurde. Auf ähnliche Weise kann man basische Komponenten an Kationenaustauscher binden.
Die jetzige Entwicklung der Chromatographie von Diopolymeren weist auf die große Bedeutung der amphoteren Ionenaustauscher hin, wenn ihre funktionellen Gruppen an die die Penetration von Makromolekülen erlaubende Matrix, wie z. B. Polydextran, gebunden werden (J. Porath, L. Fryklund: Nature 226 (1970) 1169; J. Porath, N. Formstedt: J. Chromatogr. 51 (1970) 479). In Hinsicht auf die vorteilhaften chemischen und mechanischen Eigenschaften der hydrophilen Hydroxyacrylat- und Hydroxymethacrylatgele, welche nach dem CS-Patent 1 48 828 und 1 50 819 hergestellt werden und die in mancher Hinsicht die Deri­ vate vom Polysacchariden übertreffen, ist dieses synthetische polymere Gel als Träger auch für amphotere oder dipolare ionogene Gruppen sehr geeignet.
Aus der DE-OS 20 22 781 sind ferner bereits schwach vernetzte, quellbare Hydro­ gele bekannt, die auf der Basis von (Meth)acrylaten mit Dihydroxiverbindungen zusammen mit weiteren Monomeren, die saure und basische Gruppen tragen, her­ gestellt werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von amphoteren hydrophilen makroporösen Copolymeren wird durch die Ansprüche gekennzeichnet.
Die Vernetzungsmittel können auch eine größere Anzahl von mischpolymerisierba­ ren Acryloyl- oder Methycryloylgruppen enthalten.
Die radikalische Mischpolymerisation wird in Gegenwart von inerten organi­ schen Lösungsmitteln, die aus der Gruppe von organischen Säuren, Alkoho­ len, Aminen oder Nitrilen ausgewählt werden, in wäßriger Dispersionsphase durchgeführt.
Amphotere hydrophile Ionenaustauschergele haben eine große Bedeutung für die Entwicklung feiner Fraktionierungsmethoden. Sie werden zum Trennen der Gemische von Eiweißstoffen und Nucleinsäuren schon bei der linearen Chromatographie verwendet, ohne die Anwendungsmöglichkeit von Elutionsgradienten auszuschei­ den. Durch die erreichten Resultate übertrifft die Separation in amphoteren Ionenaustauschern das Trennen auf üblichen monofunktionellen Ionenaustauscher­ derivaten (J. Porath: Chromatographic Methods in Fractionation of Encymes, in Biotechnology and Bioengineering Symp. No. 3, (1972) 145-166).
Zu diesen Zwecken bisher verwendete Derivate der Polydextrane besitzen im Vergleich zu hydrophilen Derivaten der Hydroxyacrylat- und Hydroxymethacrylat­ gele eine wesentlich geringere chemische und mechanische Stabilität. Überdies quellen die erfindungsgemäßen Ionenaustauscher nur sehr wenig auf; bei höherem Durchfluß kommt es nicht zum Verstoßen der Säule, die mit diesen Materialien gefüllt ist. Gele sind gegen mikrobielle Infektion beständig und man kann sie im Bedarfsfalle durch Kochen sterilisieren.
Die angeführten Beispiele illustrieren das Herstellungsverfahren von amphoteren Copolymeren nach dieser Erfindung.
Beispiel 1
34,8 Mol.-% 2-Hydroxyäthylmethyacrylat, 31,8 Mol.-% Aethylendimethacrylat, 16,7 Mol.-% Methacrylsäure und 16,7 Mol.-% N,N-Diäthylaminoäthylmethacrylat wurden in wäßriger Dispersion in Gegenwart von Laurylalkohol und Cyclohexanol durch Azoisobuttersäuredinitril ausgelöst, bei 70°C innerhalb von 13 Stunden mischpolymerisiert. Nach dem Reaktionsende wurde das Polymerisationsgemisch abfiltriert und mit Aethanol, Benzol, Aethanol und Wasser gewaschen. Durch potentiometrische Titration wurden die Austauschkapazitäten der sauren und basischen Funktionsgruppe, welche übereinstimmend waren, bestimmt; sie be­ trugen 0,6 mäq/g.
Beispiel 2
35 Mol.-% Diäthylaminoäthylmethacrylat, 35 Mol.-% Sulfoäthylacrylat und 30 Mol.-% Aethylendimethacrylat wurden in wäßriger Dispersion in Gegenwart von Laurylalkohol und Cyclohexanol durch Azoisobuttersäuredinitril ausgelöst, bei 70°C innerhalb von 13 Stunden mischpolymerisiert. Nach dem Reaktions­ ende wurde das Mischpolymerisationsgemisch abfiltriert und mit Aethanol, Benzol, Aethanol und Wasser gewaschen.
Beispiel 3
25 Mol.-% Acrylsäure, 25 Mol.-% Dimethylaminoäthylmethacrylamid und 50 Mol.-% Aethylendimethacrylat wurden in wäßriger Dispersion in Gegenwart von Lauryl­ alkohol und Cyclohexanol durch Azoisobuttersäuredinitril ausgelöst, bei 70°C innerhalb von 13 Stunden mischpolymerisiert. Nach dem Reaktionsende wurde das Mischpolymerisationsgemisch abfiltriert und mit Aethanol, Benzol, Aethanol und Wasser gewaschen.

Claims (2)

1. Verfahren zur Herstellung von hydrophilen makroporösen Copolymeren von amphoterem Charakter, dadurch gekenn­ zeichnet, daß man
  • a) anionogene Monomeren aus der Gruppe der Sulfoalkyl(meth)­ acrylate, Sulfoalkyl(meth)acrylamide, Acryl- und Methacryl­ säure mit
  • b) kationogenen Monomeren aus der Gruppe der Aminoalkyl(meth)­ acrylate, Aminoalkyl(meth)acrylamide oder deren quater­ nisierte Ammoniumverbindungen mit
  • c) vernetzenden Monomeren aus der Gruppe der Dialkyl(meth)­ acrylate, Oligoglykol- und Polyglykoldi(meth)acrylate, Bis(meth)acrylamide und Divinylbenzol und
  • d) gegebenenfalls mit Monomeren aus der Gruppe der Hydroxy­ (meth)acrylate in Gegenwart von inerten organischen Ver­ bindungen aus der Gruppe von Alkoholen, organischen Säuren, Aminen und Nitrilen in wäßriger Dispersions­ phase mischpolymerisiert.
2. Verwendung der nach Anspruch 1 erhältlichen Copolymeren für die Isolierung und Trennung von biologischen Materia­ lien.
DE19752505870 1974-02-12 1975-02-12 Verfahren zur herstellung von amphoteren ionenaustauschern mit hydrophiler polymerer matrix Granted DE2505870A1 (de)

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