DE3903983A1 - NEW, DOUBLE DERIVATIZED POLYMER FOR REVERSE PHASE LIQUID CHROMATOGRAPHY - Google Patents

Abstract

A polymer based packing compound for use in high performance liquid chromatography and related fields, is produced by adding sulfonic acid groups and long chain alkyl groups to a portion of the styrene molecules on a cross-linked polystyrene backbone. Alternatively, the compound can be produced by sulfonating a copolymer of a p-alkyl styrene with styrene and a cross-linking agent. The compound has desireable characteristics for use in reversed phase chromatography in that it is stable over a wide range of pH, retains compounds for a much shorter time than does the sulfonated but un-alkylated cross-linked polystyrene, and does not require the use of ion pair reagents to achieve separation.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Zusammensetzungen, enthaltend quervernetzte Polymere von Styrol, alkyliertem Styrol und sulfoniertem Styrol, die als Säulenfüllmaterialien in der Flüssigkeitschromatographie, zum Beispiel in der modernen Hochleistungsflüssigkeitschromatographie (HPLC) und verwandten Gebieten, geeignet sind.The present invention relates to compositions containing cross-linked polymers of styrene, alkylated Styrene and sulfonated styrene, used as column filling materials in liquid chromatography, for example in modern high performance liquid chromatography (HPLC) and related fields.

Die chromatographische Trennung von bestimmten Verbindungen, insbesondere von einigen Verbindungen, die in wichtigen, physiologisch wirksamen Flüssigkeiten vorkommen, wie zum Beispiel Katecholaminen, Indolaminen und Metanephrinen bereitet nach wie vor große Schwierigkeiten. Obwohl Materialien auf Kieselgel-Basis als gebräuchliche Trennmaterialien für solche Trennungen wohlbekannt sind und eine Vielzahl von chemisch modifizierten Kieselgelen kommerziell erhältlich ist und auch verwendet wird, so sind Materialien auf Kieselgel-Basis dennoch nur in einem engen pH-Intervall stabil (J.R. Benson, D.J. Woo, Chrom. Sci. 22, 386-399 (1984). Dementsprechend erfordert die Auftrennung der genannten Verbindungen mit Säulenmaterialien auf Kieselgel-Basis größte Sorgfalt bei der Auswahl des geeigneten Eluens. Dies wiederum erfordert aber Vorkenntnisse von der unbekannten Probe. The chromatographic separation of certain compounds, especially of some compounds that are in important, physiologically active liquids occur, such as catecholamines, indolamines and metanephrines continues to cause great difficulties. Although silica gel-based materials are considered common Separating materials for such separations are well known and a variety of chemically modified silica gels is commercially available and is also used materials based on silica gel are still only in stable pH interval stable (J.R. Benson, D.J. Woo, Chrome. Sci. 22, 386-399 (1984). Requires accordingly the separation of the compounds mentioned with Great care is taken in column materials based on silica gel when choosing the appropriate eluent. this in turn but requires prior knowledge of the unknown sample.  

Zum Beispiel werden zur Auftrennung der obengenannten physiologisch wirksame Substanzen unter Verwendung von Kieselgelmaterialien Ionenpaarreagenzien benötigt, üblicherweise Alkylsulfonsäuren. Weiterhin ist der angewandte Analysenprozeß auch empfindlich gegenüber Konzentrationsschwankungen.For example, to separate the above physiologically active substances using Silica gel materials ion pair reagents needed usually alkyl sulfonic acids. Furthermore, the applied one Analysis process also sensitive to fluctuations in concentration.

Wegen der Bedeutsamkeit der genannten Verbindungsklasse besteht seit langem ein Bedürfnis nach solchen chromatographischen Füllmaterialien, die weniger empfindlich sind gegenüber Schwankungen, die im Zusammenhang mit der Probenvorbereitung auftreten.Because of the importance of the class of compound mentioned there has long been a need for such chromatographic Filling materials that are less sensitive against fluctuations associated with sample preparation occur.

Um diese und andere Nachteile zu beseitigen, wurde in der Fachwelt nach geeigneteren Materialien gesucht. Auf der einen Seite wurde die Verwendung von Materialien auf Polystyrolbasis untersucht. Bei diesen Materialien besteht ein Hauptnachteil gegenüber den Kieselgelmaterialien nicht, und zwar ist quervernetztes Polystyrol über den gesamten pH-Bereich stabil (D.P. Lee, J. Chromatogr. Sci. 20, 203-208 (1982); J.V. Dawkins et al., J. Chromatogr. 352, 157-167 (1986)). Die besagten Verbindungen besitzen jedoch keine unterschiedliche Affinität zu underivatisiertem, quervernetztem Polystyrol, so daß dieses Material trotz größerer Stabilität für die Trennung ungeeignet ist.To overcome these and other drawbacks, searched for more suitable materials in the professional world. On the one hand there was the use of materials based on polystyrene. With these materials there is a major disadvantage compared to the silica gel materials not, and that is cross-linked polystyrene stable over the entire pH range (D.P. Lee, J. Chromatogr. Sci. 20: 203-208 (1982); J.V. Dawkins et al., J. Chromatogr. 352: 157-167 (1986)). The said However, connections have no different affinity to underivatized, cross-linked polystyrene, so that this material despite greater stability for the Separation is unsuitable.

Vor kurzem sind von der Fa. Interaction (USA) Materialien entwickelt worden, bei denen durch Addition von langkettigen Alkylresten an quervernetztes Polystyrol das geschilderte inhärente Trennproblem nicht mehr auftritt (ACT-1 C-18 Polymer Column).Recently there are materials from Interaction (USA) have been developed in which by adding long chain Alkyl residues on cross-linked polystyrene described inherent separation problem no longer occurs (ACT-1 C-18 Polymer Column).

Da jedoch vor dieser Entwicklung lediglich die underivatisierten Polystyrole in der Umkehrphasen-HPLC verwendet wurden, waren die Analysen durch lange Retentionszeiten der gelösten Substanzen und durch Asymmetrien in der Form einzelner peaks charakterisiert. Dies ist vermutlich auf die hohe π-Elektronendichte der aromatischen Polymermatrix zurückzuführen.However, since only the underivatized polystyrenes were used in the reverse phase HPLC before this development, the analyzes were characterized by long retention times of the dissolved substances and by asymmetries in the form of individual peaks. This is probably due to the high π- electron density of the aromatic polymer matrix.

Lange Retentionszeiten aufgrund der Verwendung von underivatisiertem Polystyrol als Säulenfüllmaterial sind für praktische Überlegungen unerwünscht, die Analyse einiger Verbindungen benötigt sogar Zeiten, die im Bereich von Stunden liegen. Bei einigen Anwendungen sind derartige Trennzeiten lediglich störend und das Material ist noch einsetzbar. Für andere Anwendungen hingegen ist die Wahl von underivatisiertem Polystyrol völlig unakzeptabel.Long retention times due to the use of underivatized polystyrene as column filling material undesirable for practical considerations, the analysis some connections even take time that Range of hours. In some applications such separation times only annoying and the material is still usable. For other applications, however the choice of underivatized polystyrene is completely unacceptable.

Wie die Ergebnisse bei der Verwendung des ACT-1 Polymers zeigen, scheint prinzipiell die Einführung von langen Alkylgruppen in die Polymermatrix die gelösten Substanzen von den π-Elektronen der Polymermatrix mit dem Effekt abzuschirmen, daß ihre Retentionszeiten verkürzt werden.In principle, as the results using the ACT-1 polymer show, the introduction of long alkyl groups into the polymer matrix seems to shield the solutes from the π -electrons of the polymer matrix with the effect that their retention times are shortened.

Die Polymerisation langkettiger Alkylstyrole ist bereits beschrieben (C.G. Overberger et al., J. Am. Chem. Soc. 75, 3326-3360 (1953); US 28 02 812), jedoch sind diese Materialien nicht quervernetzt. Aus diesem Grund können sie nicht als feste Trägermaterialien in HPLC-Säulen oder anderen vergleichbaren Vorrichtungen verwendet werden, da sie sich in vielen organischen Lösungsmitteln, die normalerweise in der Flüssigkeitschromatographie eingesetzt werden, auflösen.The polymerization of long chain alkyl styrenes is already (C.G. Overberger et al., J. Am. Chem. Soc. 75, 3326-3360 (1953); US 28 02 812), but these are materials not cross-linked. Because of this, they can not as solid support materials in HPLC columns or other comparable devices are used since they are found in many organic solvents normally used in liquid chromatography will dissolve.

Wenn auch das ACT-1 Polymer verbesserte Eigenschaften gegenüber underivatisiertem Polystyrol aufweist, so bleiben dennoch Probleme bei der Anwendung solcher Materialien. Insbesondere sind die Retentionszeiten im Falle bestimmter Substanzklassen wie Katecholaminen, Indolaminen und Metanephrinen zu kurz, um sie unter Bedingungen zu trennen, die ohne den Einsatz von Ionenpaarreagenzien noch akzeptabel sind.Although the ACT-1 polymer has improved properties compared to underivatized polystyrene, so problems remain when using such Materials. In particular, the retention times  in the case of certain classes of substances such as catecholamines, Indolamines and metanephrines too short to take them under Separate conditions without the use of ion pair reagents are still acceptable.

Es besteht somit ein Bedürfnis nach Zusammensetzungen, geeignet als Säulenfüllmaterial für die Flüssigkeitschromatographie, welche in der Lage sind, Verbindungen wie Katecholamine, Indolamine und Metanephrine voneinander zu trennen, welche chemische Stabilität bei extremen pH-Werten aufweisen, welche mechanisch stabil genug sind, um den bei der HPLC üblichen hohen Drucken standzuhalten, welche nicht die unakzeptabel langen Retentionszeiten, wie im Falle des underivatisierten Polystyrols, erfordern oder gar unannehmbar lange Retentionszeiten, wie im Falle von sulfoniertem Polystyrol und welche nicht den Einsatz von Ionenpaarreagenzien für eine erfolgreiche Trennung notwendig machen.So there is a need for compositions suitable as column filling material for liquid chromatography, which are able to make connections like catecholamines, indolamines and metanephrines from each other to separate what chemical stability at have extreme pH values, which are mechanically stable enough to withstand the high pressures common in HPLC to withstand which are not the unacceptably long Retention times, as in the case of underivatized Polystyrene, require or even unacceptably long retention times, as in the case of sulfonated polystyrene and which do not use ion pair reagents for make successful separation necessary.

Diese Aufgabe wird durch die Bereitstellung der erfindungsgemäßen Zusammensetzungen gelöst. Sie basieren auf Polystyrol, bei dem ein Teil der aromatischen Copolymermatrix eine langkettige Alkylgruppe über eine C-C-Bindung an die Matrix kovalent gebunden enthält, und bei dem ein Teil der Matrix sulfoniert ist. Ähnliche Materialien sind bereits bekannt. Es handelt sich jedoch entweder um Kationenaustauscher in Form von Latexsystemen (EP 1 34 099) oder um Materialien mit kurzkettigen Alkylsubstituenten, wie Methyl oder Ethyl und darüber hinaus teilweise komplexen Gegenionen (EP 1 04 912, JP 6 01 96 664 und JP 5 81 54 655) zur Trennung von Zuckern oder Aminosäuren.This object is achieved by the provision of the invention Compositions solved. They are based on Polystyrene, which is part of the aromatic copolymer matrix a long chain alkyl group via a C-C bond contains covalently bound to the matrix, and in which part of the matrix is sulfonated. Similar materials are already known. However, it is either around cation exchangers in the form of latex systems (EP 1 34 099) or materials with short-chain alkyl substituents, like methyl or ethyl and beyond partially complex counterions (EP 1 04 912, JP 6 01 96 664 and JP 5 81 54 655) for the separation of sugars or amino acids.

Gegenstand der Erfindung sind somit Zusammensetzungen auf Basis von quervernetztem Polystyrol mit einem Anteil an sulfoniertem Polystyrol und alkyliertem Polystyrol, wobei Alkylketten in Form von -(CH₂) _n -CH₃ mit n gleich 7 bis 23 vorliegen.The invention thus relates to compositions based on crosslinked polystyrene with a proportion of sulfonated polystyrene and alkylated polystyrene, alkyl chains in the form of - (CH₂) _n -CH₃ with n equal to 7 to 23.

Gegenstand der Erfindung ist auch ein Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Zusammensetzungen, in dem man quervernetztes Polystyrol zuerst alkyliert und dann sulfoniert.The invention also relates to a method for Preparation of the compositions according to the invention, by first alkylating cross-linked polystyrene and then sulfonated.

Gegenstand der Erfindung ist weiterhin die Verwendung der erfindungsgemäßen Zusammensetzungen als Säulenfüllmaterial für die Flüssigkeitschromatographie.The invention further relates to the use of the compositions according to the invention as column filling material for liquid chromatography.

Gegenstand der Erfindung sind schließlich Chromatographiesäulen, die die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen enthalten.Finally, the invention relates to chromatography columns, which contain the compositions according to the invention.

Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen ergeben Säulenfüllmaterialien mit einer Summe von einzigartigen und erwünschten charakteristischen Eigenschaften, wie sie in ihrer Kombination bisher nicht erhältlich waren. Mit den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen können Katecholamine, Indolamine, Metanephrine und andere Verbindungen getrennt werden. Sie besitzen hohe chemische Stabilität und weisen eine verminderte Empfindlichkeit gegenüber Schwankungen auf, die sich im Zusammenhang mit der Probenvorbereitung ergeben. Weiterhin wird eine deutliche Verbesserung bezüglich der Retentionszeiten und der Peaksymmetrien erzielt. Darüber hinaus werden keine Ionenpaarreagenzien benötigt, die Trennung der genannten Spezies gelingt unter Verwendung einfacherer Eluentien.The compositions of the invention result in column filling materials with a sum of unique and desired characteristic properties, as described in their combination was previously not available. With the Compositions according to the invention can include catecholamines, Indolamines, metanephrines and other compounds be separated. They have high chemical stability and have decreased sensitivity to Fluctuations related to sample preparation surrender. Furthermore, there will be a significant improvement in terms of retention times and peak symmetries achieved. In addition, no ion pair reagents required the separation of the species mentioned succeeds using simpler eluents.

Die Anbindung von Alkylketten mit Kettenlängen von 8 Kohlenstoffatomen und mehr, verbunden mit einem effizienten Grad an Sulfonierung an noch verbleibenden Resten des Polymergerüsts ist erforderlich, um besagte vorteilhafte Eigenschaften zu erzielen. Insbesondere ergibt die Anbindung von Alkylketten der Form -(CH₂)₁₇-CH₃ (C18) Produkte mit speziell erwünschten Eigenschaften.The connection of alkyl chains with chain lengths of 8 carbon atoms and more combined with an efficient one Degree of sulfonation on remaining ones Remnants of the polymer backbone is required to be said  to achieve advantageous properties. In particular results in the attachment of alkyl chains of the form - (CH₂) ₁₇-CH₃ (C18) products with specially desired Properties.

Für die Umkehrphasen-HPLC kann somit ein erfindungsgemäßes Polystyrol-Füllmaterial hergestellt werden, in dem eine Kombination von Alkylketten mit Längen von 8 C-Atomen oder mehr, mit sulfonierten Reaktionsstellen der aromatischen Polymermatrix gewählt wird.A device according to the invention can thus be used for reverse phase HPLC Polystyrene filler are made in which is a combination of alkyl chains with lengths of 8 carbon atoms or more, with sulfonated reaction sites the aromatic polymer matrix is selected.

Langkettige Alkylgruppen bewirken vermutlich aufgrund der sterischen Verhältnisse eine effektive Abschirmung der gelösten Substanzen gegen die hohe π-Elektronendichte der Aromaten in der Polymermatrix, woraus akzeptablere Retentionszeiten als im Falle von underivatisiertem oder partiell abgeschirmtem Polystyrol resultieren.Long-chain alkyl groups presumably result in an effective shielding of the dissolved substances against the high π- electron density of the aromatics in the polymer matrix due to the steric conditions, which results in more acceptable retention times than in the case of underivatized or partially shielded polystyrene.

Die modifizierten Polystyrole der vorliegenden Erfindung sind Feststoffe und durch Quervernetzung charakterisiert. Sie können in Form eines makroporösen, mikroporösen oder makroreticularen Substrats ausgestaltet sein, je nach dem, für welchen Zweck die Chromatographiesäule verwendet werden soll. Sie bestehen zum überwiegenden Teil aus synthetischem Harz, welches durch Addition von geradkettigen Alkylgruppen an seiner zugänglichen Oberfläche und durch Addition von Sulfonat an mindestens einem Teil der restlichen Oberfläche modifiziert ist. Es ist nicht notwendig, daß das gesamte Polystyrol, oder etwa der überwiegende Teil davon, alkyliert oder sulfoniert ist. Es ist lediglich ein gewisser Alkylierungs- und Sulfonierungsgrad erforderlich. Die restlichen, noch zur Reaktion befähigten Positionen, sofern welche übriggeblieben sind, bleiben frei. Besonders bevorzugte erfindungsgemäße Zusammensetzungen besitzen einen Anteil an Polystyrol von 0 bis 94 Gew.-%, einen Anteil an quervernetzender Komponente von 5 bis 90 Gew.-% sowie mindestens 1 Gew.-% an alkyliertem Polystyrol und mindestens 0,1 Gew.-% an sulfoniertem Polystyrol.The modified polystyrenes of the present invention are solids and characterized by cross-linking. They can be in the form of a macroporous, microporous or macroreticular substrate depending on the purpose for which the chromatography column should be used. Most of them exist Part made of synthetic resin, which by addition of straight chain alkyl groups at its accessible Surface and by addition of sulfonate to at least part of the remaining surface is modified. It it is not necessary that all of the polystyrene, or about the majority of them, alkylated or sulfonated is. It's just a certain alkylation and degree of sulfonation required. The rest, still positions capable of reaction, if any remain are free. Particularly preferred  Compositions according to the invention have a proportion of polystyrene from 0 to 94% by weight cross-linking component from 5 to 90 wt .-% as well at least 1% by weight of alkylated polystyrene and at least 0.1% by weight of sulfonated polystyrene.

Das feste, quervernetzte Polystyrol kann nach herkömmlichen, dem Fachmann bekannten Methoden, aus Styrol und einem oder mehreren geeigneten Quervernetzern z. B. aus der Gruppe der polyethylenisch ungesättigten Verbindungen wie Divinylnaphthalin, Divinylbenzol, Trivinylbenzol, 1,4-Butadien und analogen Verbindungen hergestellt werden. Alternativ können auch geeignete, kommerziell erhältliche Materialien, wie PRP-1 (Hamilton Company), XAD-1 (Rohm & Haas) und andere verwendet werden.The solid, cross-linked polystyrene can be made according to conventional methods known to the person skilled in the art, from styrene and one or more suitable crosslinkers e.g. B. from the group of polyethylenically unsaturated Compounds such as divinylnaphthalene, divinylbenzene, Trivinylbenzene, 1,4-butadiene and analogous compounds getting produced. Alternatively, suitable, commercially available materials such as PRP-1 (Hamilton Company), XAD-1 (Rohm & Haas) and others used will.

Die die Erfindung charakterisierenden Polystyrolcopolymere können in jeder gewünschten Form ausgestaltet sein, insbesondere bevorzugt als fein verteilte, synthetische Harzteilchen, insbesondere in Form von etwa gleich großen Kügelchen.The polystyrene copolymers characterizing the invention can be designed in any desired form, particularly preferred as finely divided synthetic Resin particles, especially in the form of about the same large balls.

Im allgemeinen werden die erfindungsgemäßen Materialien vorzugsweise so hergestellt, daß die Polymere zunächst alkyliert und dann sulfoniert werden.In general, the materials of the invention preferably made so that the polymers first alkylated and then sulfonated.

Wird zuerst alkyliert, so können zwei grundsätzliche Synthesewege, die zum alkylierten, quervernetzten Polystyrol führen, eingeschlagen werden. Der eine besteht in der Alkylierung eines bereits fertigen quervernetzten Polymers, wie weiter unten beschrieben wird, der andere Weg wäre die Copolymerisation von p-Alkylstyrol, wie in US 28 02 812 beschrieben, mit Styrol und einem oder mehreren Quervernetzern, und zwar nach Verfahren, wie sie dem Fachmann geläufig sind. If alkylation is carried out first, two basic ones can be used Synthetic routes leading to alkylated, cross-linked polystyrene lead, be hit. One is in the alkylation of an already finished cross-linked Polymers, as described below, the other The copolymerization of p-alkylstyrene, as in US 28 02 812 described with styrene and one or several cross-linkers, namely by methods such as they are familiar to the expert.  

Im folgenden werden Synthesen zur Derivatisierung des Copolymers nach dessen Bildung und Quervernetzung beschrieben.The following are syntheses for the derivatization of Copolymers described after its formation and cross-linking.

(1) Die Friedel-Crafts-Alkylierung kann zur direkten Einführung von Alkylgruppen in das quervernetzte Polystyrol durchgeführt werden. Diese Methode ist in zahlreichen Lehrbüchern der Organischen Chemie, beispielsweise von S.R. Sandler und W. Karo in "Organic Functional Group Preparations", Academic Press (1958), beschrieben. Das allgemeine Reaktionsschema lautet:(1) Friedel-Crafts alkylation can be used for direct Introduction of alkyl groups into cross-linked polystyrene be performed. This method is numerous Textbooks of organic chemistry, for example by S.R. Sandler and W. Karo in "Organic Functional Group Preparations ", Academic Press (1958). The general reaction scheme is:

(2) Ein quervernetztes Polystyrol kann nach bekannten Methoden chlormethyliert werden, so zum Beispiel durch Reaktion des Copolymers mit Chlormethylmethylether (CMME) in Gegenwart eines Katalysators, beispielsweise AlCl₃ oder ZnCl₂, wie in US 25 91 573 beschrieben, oder mittels Friedel-Crafts-Alkylierung mit Chlormethylmethylether in Gegenwart von Zinnchlorid (K.W. Pepper et al., J. Chem. Soc. 4097 (1953) und abschließender Reaktion des chlormethylierten Polystyrols mit Alkyllithium in Tetrahydrofuran (THF). Ein Beispiel dafür die folgende Reaktion: (2) A cross-linked polystyrene can according to known Methods are chloromethylated, for example by Reaction of the copolymer with chloromethyl methyl ether (CMME) in the presence of a catalyst, for example AlCl₃ or ZnCl₂, as described in US 25 91 573, or by means of Friedel-Crafts alkylation with chloromethyl methyl ether in Presence of tin chloride (K.W. Pepper et al., J. Chem. Soc. 4097 (1953) and final reaction of the chloromethylated Polystyrene with alkyl lithium in tetrahydrofuran (THF). An example of this is the following response:  

(3) Alkylbromide reagieren mit Magnesium zu den sogenannten Grignard-Reagenzien. Nach untenstehendem Schema kann dann das Grignard-Reagens mit dem chlormethylierten, quervernetzten Polystyrol (vgl. (2)) das alkylierte Polystyrol bilden.(3) Alkyl bromides react with magnesium to form the so-called Grignard reagents. According to the scheme below can then the Grignard reagent with the chloromethylated, cross-linked polystyrene (cf. (2)) the alkylated polystyrene form.

(4) Lithiierung (Metallierung) von quervernetztem Polystyrol und nachfolgende Alkylierung mit einem Alkylbromid kann ebenfalls durchgeführt werden. Die Lithiierung von Polystyrol mit n-Butyllithium in Gegenwart von N,N,N′,N′-Tetramethylethylendiamin (TMEDA) ist von M.J. Farrall und J.M.J. Frechet in J. Org. Chem. 41, 3877-3882 (1976) als effektive Darstellungsmethode von lithiiertem Polystyrol beschrieben. Das lithiierte Polystyrol wird dann zur Darstellung des alkylierten Polystyrols mit einem entsprechenden Alkylbromid umgesetzt. Als Beispiel hierfür gilt das folgende Schema:(4) Lithiation (metallization) of cross-linked polystyrene and subsequent alkylation with an alkyl bromide can also be done. The lithiation of polystyrene with n-butyllithium in the presence of N, N, N ′, N′-tetramethylethylenediamine (TMEDA) is from M.J. Farrall and J.M.J. Frechet in J. Org. Chem. 41, 3877-3882 (1976) as an effective method of representation of lithiated polystyrene. The lithiated Polystyrene is then used to represent the alkylated Polystyrene reacted with an appropriate alkyl bromide. The following scheme is an example:

Die vorliegende Erfindung kann in für den Fachmann geläufiger Weise modifiziert werden. Zum Beispiel können die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen auch auf dem Gebiet der chemischen Analyse, chemischen Verfahrenstechnik, auf medizinischen oder anderen wissenschaftlichen Gebieten Verwendung finden, die hier nicht näher bezeichnet, dem Fachmann jedoch geläufig sind.The present invention may be more familiar to those skilled in the art Modified way. For example, the compositions according to the invention also in the field chemical analysis, chemical process engineering, in medical or other scientific fields Use that are not specified here, however, those skilled in the art are familiar.

Zur Erläuterung der vorliegenden Erfindung dienen die folgenden Beispiele. Sie dienen lediglich zur Veranschaulichung und stellen somit keine Begrenzung des allgemeinen Erfindungsgedankens dar.To explain the present invention, the following examples. They are for illustration only and therefore do not represent a limitation of the general Inventive concept.

Beispiel 1Example 1 Synthese von alkyliertem (C 18) und sulfoniertem PolystyrolSynthesis of alkylated (C 18) and sulfonated polystyrene AlkylierungAlkylation

Die folgende Reaktion wird an mit Divinylbenzol quervernetztem Polystyrol (makroporöse Kügelchen, mittlerer Durchmesser 5 µm, MEX-100, hergestellt bei Interaction Chemicals Inc.) ausgeführt. Unter Stickstoff werden etwa 3 g der gereinigten und getrockneten Kügelchen in einen mit Thermometer, Rückflußkühler und Septum versehenen 200-ml-Dreihalskolben gegeben. Dazu werden unter Rühren (Magnetrührer) 60 ml Cyclohexan (Baker) und 5 ml TMEDA (Fisher Scientific) gegeben. Nach zweistündigem Rühren bei Raumtemperatur unter Stickstoff wird die Lösung für etwa 15 min mit Helium entgast. Anschließend werden 15 ml einer Lösung von n-Butyllithium in Hexan (1,5 molar, Aldrich) rasch hinzugespritzt. Die Lösung färbt sich rötlichbraun und wird 12 h weitergerührt. Anschließend wird eine Lösung von Octadecylbromid in Cyclohexan (50%ig, 35 ml, Aldrich) hinzugespritzt. Nach einstündigem Rühren bei 70°C wird mit Wasser versetzt und das Produkt abfiltriert. Das so erhaltene Polymer wird mit Toluol, Aceton und Methanol gewaschen und danach an der Luft getrocknet.The following reaction is cross-linked with divinylbenzene Polystyrene (macroporous beads, medium 5 µm diameter, MEX-100, manufactured by Interaction Chemicals Inc.). Under nitrogen about 3 g of the cleaned and dried beads in one equipped with thermometer, reflux condenser and septum Given 200 ml three-necked flask. To do this, stir (Magnetic stirrer) 60 ml cyclohexane (Baker) and 5 ml TMEDA (Fisher Scientific). After stirring for two hours at room temperature under nitrogen the solution for degassed with helium for about 15 min. Then 15 ml a solution of n-butyllithium in hexane (1.5 molar, Aldrich) quickly injected. The solution changes color reddish brown and is stirred for a further 12 h. Subsequently becomes a solution of octadecyl bromide in cyclohexane  (50%, 35 ml, Aldrich) injected. After one hour Stirring at 70 ° C is mixed with water and the product is filtered off. The polymer thus obtained is washed with toluene, acetone and methanol and then on air dried.

SulfonierungSulfonation

Pro g des so erhaltenen Polymers wird das Produkt mit einer Lösung von Schwefelsäure in Wasser (50 Vol.-%, 10 ml) versetzt. Das Gemisch wird in einem Kolben 2 h gerührt (Magnetrührer) und anschließend in das vierfache Volumen Eiswasser gegossen. Die Reaktionsmischung wird abfiltriert (Whatman Filterpapier Nr. 50), mit dem vierfachen Volumen an heißem Wasser gewaschen und nochmals filtriert. Das Waschen und Filtrieren wird noch zweimal wiederholt und anschließend mit dem vierfachen Volumen an Methanol insgesamt dreimal durchgeführt. Abschließend wird der Filterkuchen bei 50°C vakuumgetrocknet.The product is added per g of the polymer thus obtained a solution of sulfuric acid in water (50 vol.%, 10 ml) transferred. The mixture is stirred in a flask for 2 hours (Magnetic stirrer) and then into four times the volume Poured ice water. The reaction mixture is filtered off (Whatman filter paper No. 50), with four times the volume washed in hot water and filtered again. The Washing and filtering is repeated two more times and then with four times the volume of methanol in total performed three times. Finally, the Filter cake vacuum dried at 50 ° C.

Beispiel 2Example 2 Synthese von alkyliertem (C 12) und sulfoniertem PolystyrolSynthesis of alkylated (C 12) and sulfonated polystyrene

Unter denselben Bedingungen wie in Beispiel 1 werden 1,54 g des mit Divinylbenzol quervernetzten Polystyrols (Kügelchen wie Bsp. 1) mit 30,9 ml Cyclohexan und 2,6 ml TMEDA suspendiert und gerührt. Die Mischung wird auf 70°C erwärmt und 18 h unter Stickstoff gehalten. Zu dieser Mischung wird eine Lösung von n-Butyllithium in Cyclohexan (1,5 molar, 12,3 ml) zugespritzt und nach zweistündigem Rühren bei 70°C eine Lösung von Dodecylbromid in Cyclohexan (50%, 39 ml). Abschließend wird noch 1 h bei 70°C weitergerührt und das Reaktionsgemisch gefiltert, mit Toluol, Aceton und Methanol gewaschen sowie an der Luft getrocknet. Die Sulfonierung wird, wie in Beispiel 1 beschrieben, durchgeführt.Under the same conditions as in Example 1 1.54 g of the polystyrene cross-linked with divinylbenzene (Beads as in Example 1) with 30.9 ml of cyclohexane and 2.6 ml TMEDA suspended and stirred. The mixture is on Heated to 70 ° C and kept under nitrogen for 18 h. To this mixture becomes a solution of n-butyllithium in Cyclohexane (1.5 molar, 12.3 ml) injected and after stirring for two hours at 70 ° C a solution of dodecyl bromide in cyclohexane (50%, 39 ml). In conclusion stirred for a further 1 h at 70 ° C. and the reaction mixture  filtered, washed with toluene, acetone and methanol as well as air dried. The sulfonation is carried out as described in Example 1.

Beispiel 3Example 3 Synthese von alkyliertem (C 8) und sulfoniertem PolystyrolSynthesis of alkylated (C 8) and sulfonated polystyrene AlkylierungAlkylation

Die Reaktion wird, wie in Beispiel 1 beschrieben, mit folgenden Abweichungen durchgeführt.The reaction is, as described in Example 1, with following deviations.

Etwa 1,39 g der makroporösen Polymerkügelchen werden mit 28 ml Cyclohexan und 2,3 ml TMEDA versetzt. Die Mischung wird auf 70°C erwärmt und 18 h unter Stickstoff gerührt. Zu der Mischung werden 11,1 ml der n-Butyllithium-Lösung rasch hinzugespritzt, worauf unmittelbar eine Rotfärbung eintritt. Nach 2stündigem Rühren bei 70°C wird eine Lösung von Octylbromid in Cyclohexan (50%ig, 25,6 ml) zugespritzt, worauf heftiges Refluxieren und Braunfärbung einsetzt. Anschließend wird 1 h bei 70°C weitergerührt und die Mischung zu 500 ml destilliertem Wasser gegeben. Abschließend wird mit Toluol, Aceton und Methanol gewaschen und an der Luft getrocknet.Approximately 1.39 g of the macroporous polymer beads are added 28 ml of cyclohexane and 2.3 ml of TMEDA were added. The mixture is heated to 70 ° C. and stirred under nitrogen for 18 h. 11.1 ml of the n-butyllithium solution are added to the mixture sprayed quickly, followed immediately by a red color entry. After stirring for 2 hours at 70 ° C Solution of octyl bromide in cyclohexane (50%, 25.6 ml) injected, followed by violent reflux and browning starts. The mixture is then stirred at 70 ° C for 1 h and added the mixture to 500 ml of distilled water. Finally, it is washed with toluene, acetone and methanol and air dried.

SulfonierungSulfonation

Die Sulfonierung wird, wie in Beispiel 1 beschrieben, durchgeführt.The sulfonation is, as described in Example 1, carried out.

Vergleichende TestergebnisseComparative test results

Die Abbildungen Fig. 1, 2 und 3 zeigen die Ergebnisse von drei Trennungen einer Probe, welche Tyrosinmetabolite enthält, einschließlich die Verbindungen Epinephrin (EPI), Dopamin (DA) und Norepinephrin (NE). Als Markersubstanz (für relative Lage und Amplitude) wurde der Probe Dihydroxybenzylamin (DHBA) zugegeben.The images Fig. 1, 2 and 3 show the results of three divisions of a sample containing Tyrosinmetabolite, including the compounds of epinephrine (EPI), dopamine (DA) and norepinephrine (NE). Dihydroxybenzylamine (DHBA) was added to the sample as a marker substance (for relative position and amplitude).

Eine HPLC-Säule (0,46 cm × 25 cm) wird mit einem Säulenfüllmaterial nach Beispiel 1 in herkömmlicher Weise mittels 30%igem wäßrigen Methanol als Eluens gepackt.An HPLC column (0.46 cm x 25 cm) is filled with a column filler according to Example 1 in a conventional manner packed as 30% aqueous methanol as eluent.

Zum Vergleich wird eine Säule mit alkyliertem, aber nicht sulfoniertem Polystyrol und eine mit sulfoniertem, aber nicht alkyliertem Polystyrol gepackt. Alle Säulen sind gleich dimensioniert. Die Durchflußgeschwindigkeit beträgt jeweils 0,8 ml/min. Der volle Schreiberausschlag liegt in allen Chromatogrammen bei 50 nA. Jede der drei Säulen wird mit einer Probe obengenannter Zusammensetzung beschickt. Die eluierten Species werden elektronisch detektiert. Das verwendete Eluens enthält 0,25 M NH₄OAc, 0,125 M (NH₄)₂SO₄ und 20% CH₃CN (Vol.-%).For comparison, a column with alkylated, but not sulfonated polystyrene and one with sulfonated but packed non-alkylated polystyrene. All pillars are equally dimensioned. The flow rate is 0.8 ml / min each. The full clerk's rash lies in all chromatograms at 50 nA. Each of the three pillars is loaded with a sample of the above composition. The eluted species are detected electronically. The eluent used contains 0.25 M NH₄OAc, 0.125 M (NH₄) ₂SO₄ and 20% CH₃CN (vol .-%).

Die erste Analyse ist in Fig. 1 dargestellt und bezieht sich auf das sulfonierte aber nicht alkylierte, makroporöse quervernetzte Polystyrol (11 µm durchschnittliche Teilchengröße).The first analysis is shown in FIG. 1 and relates to the sulfonated but not alkylated, macroporous cross-linked polystyrene (11 μm average particle size).

Die zweite Analyse ist in Fig. 2 dargestellt und bezieht sich auf das alkylierte aber nicht sulfonierte, makroporöse quervernetzte Polystyrol (ACT-1 C-18).The second analysis is shown in Fig. 2 and relates to the alkylated but not sulfonated, macroporous cross-linked polystyrene (ACT-1 C-18).

Die dritte Analyse ist in Fig. 3 dargestellt und bezieht sich auf das erfindungsgemäße Material aus Beispiel 1.The third analysis is shown in FIG. 3 and relates to the material according to the invention from example 1.

Wie Fig. 1 zeigt, sind die Retentionszeiten im Falle des sulfonierten Polystyrols unakzeptabel lang (etwa 25 min für NE und etwa 82 min für DA). As shown in FIG. 1, the retention times in the case of the sulfonated polystyrene are unacceptably long (about 25 min for NE and about 82 min for DA).

Fig. 2 zeigt den Effekt der bloßen Alkylierung (Beispiel 1, ohne Sulfonierung). Es ist keine Auftrennung der einzelnen Species zu erkennen, die Substanzen werden praktisch gleichzeitig eluiert. Fig. 2 shows the effect of bare alkylation (Example 1, without sulfonation). No separation of the individual species can be seen, the substances are eluted practically simultaneously.

Fig. 3 dagegen zeigt eine enorme Verbesserung bezüglich der Retentionszeiten, die mit dem erfindungsgemäßen Material erzielt werden (etwa 7 min für NE und etwa 15 min für DA). Fig. 3, however, shows a tremendous improvement with respect to the retention times, obtained with the inventive material (about 7 min for NE and 15 minutes for DA).

Claims (4)

1. Zusammensetzungen auf Basis von quervernetztem Polystyrol mit einem Anteil an sulfoniertem Polystyrol und alkyliertem Polystyrol, dadurch gekennzeichnet, daß die Alkylketten des alkylierten Polystyrols in Form von -(CH₂) _n -CH₃ mit n gleich 7 bis 23 vorliegen.1. Compositions based on crosslinked polystyrene with a proportion of sulfonated polystyrene and alkylated polystyrene, characterized in that the alkyl chains of the alkylated polystyrene are present in the form of - (CH₂) _n -CH₃ with n equal to 7 to 23. 2. Verfahren zur Herstellung von Zusammensetzungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man quervernetztes Polystyrol zuerst alkyliert und dann sulfoniert.2. Method of making compositions according to claim 1, characterized in that one cross-linked polystyrene first alkylated and then sulfonated. 3. Verwendung von Zusammensetzungen nach Anspruch 1 als Säulenfüllmaterial für die Flüssigkeitschromatographie.3. Use of compositions according to claim 1 as a column filling material for liquid chromatography. 4. Chromatographiesäule, enthaltend Zusammensetzungen nach Anspruch 1.4. Chromatography column containing compositions according to claim 1.