Способ получения органоминерального анионита Советский патент 1988 года по МПК B01J20/10 B01J20/32 

(21)4120016/23-05

(22)29.09.86

(46) 30.05.88, Бкш. 20

(71)Научно-производственное объединение Фермент и Вильнюсский государственный университет им. В.Капсу- каса

(72)В.А.Кадушевичюс, А.В.Симутене, З.А.Маченис и И.-Г.И.Песлякас

(53) 661.183.123.3(088.8) (36) Патент США 4245005, кл. В 01 D 15/08, опубпик, 1980. Авторское свидетельство СССР 1153976, кл. В 01 J 30/48, 1985.

f54) СПОСОЙ ПОЛУЧЕНИЯ ОРГАНОМИНЕРАЛЬ- ШГО АНИОНИТА

(57) Изобретение относится к области химии полимеров и биотехнологии и позволяет по упрощенной технологии получать органоминераЛьные аниониты с малой нёспецифической сорбцией белков путем обработки макропористого кремнезема norai-l,3-бис-(диметип- амино)-изопропилметакрилата с моп.м 7000-78000 в зтаноле или толуоле при 15-25°С в течение 2-3 ч. 6 табл.

м Ф

00 СО

Изобретение относится к химии по лимеров и биотехнологии, а именно к способу получения органоминерального анионита для очистки белков, и может быть использовано в ионообменной хроматографии.

Цель изобретения - снижение неспе- цифической сорбции аиионита по отно шению к белкам и упрощение процесса получения анионита.

Обработку макропористых кремнеземов проводят аминопроизводными акриловых полимеров, содержащих сильноосновные аминогруппы с третичным азо- том. Это приводит к образованию прочного покрытия полимер а на неорганичеком носителе, не требующего дополнительных, стадий сливки покрытия, Кро ме того, присутствие в полимерах ами ногрупп с третичным азотом не требует стадии обработки полимерного покрытия йодистым метилом, используемым дпя повышения основности аминогрупп,

Пример I, Получение поли- 1,3- бис-(диметиламино)-изопропил- метакрилата (пБДИМ) в массе.

В стеклянную ампулу заливают 10 г мономера 1,3-бис-(диметиламино)-изо- пропилметакрилата, вводят 0,7 г (7% от массы мономера) инициатора полимеризации динитрила азоизомасля- ной кислоты (ДАК), Реакционную смес продувают в течение 10 мин азотом и ампулу запаивают. Содержимое выдер ясивают при 75°С в течение 4 ч и посл охлаждения до комнатной температуры (20 с) ампулу вскрывают, полимер растворяют в 15 мл ацетона и осажда- ют в 200 мл дистиллированной воды при 47°С,

Мол,м, полимера 55000 дальтон.

Данные по примерам 2-9 приведены в табл.1,

В табл, 1 показана зависимость молекулярной массы поли-1,3-биc(ди- мeтилaминo)-.изoпpoпилмeтaкpилaтa от концентрации инициатора и температуры полимеризации (при полимеризации в массе).

Пример 10, Получение поли- 1, (диметил амино) -из оп ропилкет- акрйлата в растворе,

В стеклянную ампулу вводят 3 г 1,3-бис-(диметиламино)-изопропил- метакрилата, 7 г растворителя (диме- тилсульфоксида) и 0,5 г (16,7% от массы мономера) инициатора СЛАК).

ттолимерияацию проводят по примеру 1, Полимер растворяют в 15 нп ацетона и осаждают в 7.00 мл дистиллированной воды при ,

,Мол.м, полимера 70000 дальтон. Данные по примерам 11-15 приведены в табл,2,

В табл,2 показана зависимость молекулярной массы поли-1,3-биc-(димe- тилaминo)-изoпpoпилмeтaкpилaтa от концентрации инициатора и типа растворителя (температура полимеризации

).

Пример 16, Получение аниони- та,

10 г силохрома С-80 (ТУ 6-09-17- 48-82) перемешивают в 40 мл 2%-ного раствора поли-I,3-бис-(диметиламино) изопропилметакрилата в зтаноле в течение 2 ч при комнатной температуре (20 с). Продукт отфильтровывают, промьгоают на фильтре порциями по 40 мл этанола и высушивают при 100 С,

Концентрацию аминогрупп в аниони- те определяет титрованием 0,005 н, НС1, Навеску 0,3 г анионита заливают 10 мл 0,2 М раствора NaCl и титруют раствором НС1 при 7,0 на автоматическом титраторе в течение 1,5 ч.

Количество титруемых аминогрупп определяют по формуле

N -;... .1000,

m .

где N - концентрация титруемых аминогрупп, мкмоль/г сорбента; У - количество раствора НС1, израсходованного для титрования, МП|

m - навеска анионита, г; В данном примере N 79 мкмоль/г. Прим ер 17, Все операции проводят по примеру 16, используя в качестве растворителя метанол, N 58 мкмоль/г.

Пример 18, Все операции проводят по примеру 16, используя в качестве растворителя толуол, N 75 мкмоль/г.

Пример 19-28, Все операции проводят по примеру 16, используя полимер различной молекулярной массы. Данные приведены в табл.3,

В табл.3 показана зависимость титруемых аминогрупп в анионите от молекулярной массы полимеров,

При полимеризацнн в растворе в зтаноле полимер также осаждают дистиллированной водой, а при полимеризации в ра- створах толуола, ацетофенона, четырех хлористого углерода - диметилформа- МИДОМ.

Примеры 29-32, Все операция проводят по примеру 16, используя различные концентрации растворов пБДИМ в зтаноле. Данные приведены в табл.4,

В табл.А показана зависимость тит руемых аминогрупп в анионите от концентрации растворов полимера.

Аниониты обладают гидролитическс стойкостью к щелочным (рН 9, Пи кислым (рН 4,0) значениям рН при промывке анионита в колонке при соотношении объема анионита и элюента :I00 при комнатной температуре (табл.5).

В табл.5 показана гидролитическая стабильность анионита в динамических

УСЛОВ21ЯХ.

Анионообменные свойства анионитов определены в условиях статической сорбции (2 ч, комнатная температура)- альбумина человеческо сыворотки (табл.6).

В табл.6 показана сорбция-десорбция белков на ионитах, полученных при модифицировании силохрома С-80 пБДИМ мол.м. 55000 дальтон из раство- ,ров различной концентрации полимера

Снижение сорбции цитохрома с при концентрациях полимера в растворе 4-7% в процессе обработки силикагеля указывает ,на то, что только в этих случаях зффективно блокируются сила- иольные группы носителя и получеиньШ сорбент проявляет себя как эффективный анионообменник. Емкость по альбумину 41-49 мг/г анионита, степень десорбции белка при элюировании NaCl 100-84%.

Гидролитическая стойкость аниоии- та, получаемого по предпагаемому слог собу, и достаточно высокий уровень сорбции альбумина указывают на пригодность анионита для хроматографии белков.

Известный способ получения анион та предусматривает сушку при 190 с в вакууме .1.ч; перемешивание носителя в растворе ПЭИ на встряхивателе 3 мин; дегазацию; выдерживание при

комнатной температуре 40 мин; встряхивание в растворе ПЗИ 3 мин; фильтрование и промывку этиловым спиртом; сушку при 90 с в вакууме 2 ч; ванне в растворе сшивающего агента 2 мин; дегазацию; водерживание при комнатной температуре 12 ч; промывку диокеаном, спиртом, ацетонитрилом, с.

спиртом; сушку в вакууме при 90 С 2 ч; перемешивание на встряхивателе в растворе йодистого метила 3 мин;, дегазацию; нагревание при температуре кипения 2ч; выдерживание при комнатной температуре 12 ч; промывку ацетонитрилом, спиртом; сушку в вакууме при 90°С 2ч.

Предлагаемый способ получения анионита включает перемешивание носи-

теля в растворе полимера при комнатной температуре 2 ч; фильтрование, промывку спиртом; сушку при 2ч.

30

25 Предлагаемый способ получения анионита релизуется путем обработок неорганического носителя в течение 2-3 ч при одной стадии пр(1ывки 4-5 порциями растворителя вместо общей продол- жительности обработки носителя в течение 26 ч и шести стадий промывок по известному способу.

Таким образом, достигается упрощение процесса за счет сокращения общей продолжительности получения анио- нита в 8 раз и сокращения стадий синтеза в 3 раза.

35

Формула изобретения

40

45

Способ получения органоминерапьно- го анионита путем обработки макропористого кремнезема раствором азотсодержащего полимера при перемешивании и последующих отмывки и высушивания обработанного продукта, о т л и чающийся тем, что, с целью

снижения неспёцифическбй сорбции

анионита по отношению к белкам и „. упрощения способа, в качестве азотсодержащего полимера используют поли- 1,3-бис-(диметш1амино)-изопропия метакрилат с мол.м. 7000-78000, а обработку макропористого кремнезема

проводят при 15-25 с в течение 2 ч.

Таблица

22 23 24 25 26 27 28

1,0 2.0 4.0 7.0

Шпионит

Исходный

После промывки 0,1 М бу+

фером глицина- НаОН,

рН 9,1

После промывки 0,1 М натрий ацетатным буфером, рН 4,0

1398901

Продолжение табл.3

108

93

94

84

75

49

П

Таблица 4

27,8 83,5 111,0 130,9

Т а б л и ц а 5

ТИТр.

мкмоль/г

Таблица 6