Способ получения полимерных гидрогелей с ковалентно связанными оксимными группами Советский патент 1992 года по МПК C08F226/06 C08F2/16 B01J20/30 

Изобретение, относится к химии полимеров, а именно к способу получения полимерных гидрогелей с ковалентно связанными оксимными группами, и может быть использовано в медицине и биотехнологии для очистки растворов и сложных биологическихжидкостейотфосфорорганических соединений.

Цель изобретения - повышение скорости сорбции и емкости полимерных гидрогелей при извлечении фосфорорганических соединений из сложных водно-органических растворов и упрощение технологии процесса.

Пример 1. Синтез 4-aльдoкcим-N N -aкpилoил-3-aминoпpoпил)-N, метил-3-аммонийпрОпил -пиридинийброми- да(ОАПБ).

31,2 г (0.2 моль) диметиламинопропилакриламида и 129.6 г (0,4 М) 4-альдоксимг }-{3-бромпропил)пиридинийбромида

растворяют в 640 мг абсолютного метанола, добавляют 0,003 г ингибитора - тринитроанизола, продувают, аргоном 10-20 мин, ампулу запаивают и выдерживают при 60°С 48 ч. После окончания реакции ампулу вскрывают, растворитель удаляют на вакуумном испарителе, а образовавшиеся кристаллы дважды перекристаллизовывают из смеси абсолютного этанола и сухого ацетона (1:1), а затем высушивают и хранят в вакуумном эксикаторе над пятиокисью фосфора. Выход ОАПБ - 33,5 г (35% от теор.). Полученный продукт представляет собой гигроскопические кристаллы желтого цвета с т. пл. 110°С. Строение и чистота полученного соединения доказана методами ИК-спектроскопии, тонкослойной хроматографии и элементного анализа.

Пример 2. Синтез 2-метил-5-винилN-фенациклоксим-пиридий-бромида(ФОПБ). .

31.8 г (0,1 моль) 2-метил-5-винил-М-фенацилпиридинийбромида растворяют в 1400 мл абсолютного этанола, прибавляют 19,8 г (0,6 моль) свежеприготовленного гидроксиламина и 0,004 г тринитроанизола и нагревают в колбе с обратным холодильником при 60°С 2,5 ч. После окончания реакции растворитель частично удаляют на вакуумном испарителе, а образующиеся кристаллы отфильтровывают и очищают перекриталлизацией из абсолютного этанола. Выход ФОПБ 6,3 г (19% от теор.). Продукт представляет собой кристаллы желтоватого цвета ст.пл. 174-176°С. Строение и чистота полученного соединения доказана методами ИК-спектроскопии, тонкослойной хроматографии и элементного анализа.

Пример 3. Смесь мономеров, состоящую из 17.2 г (0,24 моль) акриламида (АА), 3,5 г (0,02 М) N,N-мeтилeнбиcaкpилaмидa (БИС) растворяют в 20 мл деионизованной воды, добавляют 0,002 г персульфата аммония, продувают аргоном 20-25 мин, вводят 0,003 г пиросульфита натрия, после чего в реакционную смесь добавляют 13,8 г (0,029 моль) ОАПБ в виде 16%-ногЬ водного раствора, предварительно оттитрованного 1 н.соляной кислотой до рН 2,5. Полимеризацию проводят при 20°С 60 мин. Образовавшийся гель измельчают на нейлоновых ситах, промывают в бидистиллированной воде, до полного удаления растворимых веществ и оставляют набухать в воде.

Набухший гидрогель помещают в колонку 3x50 см. уравновешивают сложным водно-органическим раствором, содержащим ацетон, изопропанол, хлороформ, диоксан в концентрации 10 М/л (рН 8,0). Емкость по фосфаколу измеряют по изменению оптической плотности раствора органофосфора при 400 нм, а также его антихолинэстеразной активности. Скорость сорбции (30°С, концентрация фосфакола 5 10 М/л) 390 мкмоль/г ч, емкость сорбента 900 мкмоль/г.

Данные по примерам 3-11 приведены в таблице.

Пример 12 (сравнительный). Смесь мономеров, состоящую из 33,0 г (0,31 моль) 4-винилпиридина (4-ВП), 12,4 г (0,18 моль) акриламида (АА), 5,1 г (0,018 моль) диметакрилата триэтиленгликоля (ТГМ-З), растворяют в 150 мл диметилформамида, добавляют 0,19 г динитрила азобисизомасляной кислоты, вакуумируют и полимеризуют при 60°С 24 ч. Образовавшийся сшитый сополимер

измельчают, промывают метанолом и проводят реакцию с 13.6 г (0,06 моль) фенацилбромида в 200 мл метанола при 60°С 6 ч. Затем сополимер промывают абсолютным этанолом, прибавляют 4,9 г (0,07 моль) солянокислого гидроксиламина, 300 мл пиридина, 600 мл абсолютного этанола и выдерживают реакционную смесь при 60°С 4ч. Образовавшийся сополимер промывают в бидистиллированной воде до полного удаления растворимых веществ. Состав сополимера, мол.%: звеньев 4-ВП 45,8, звеньев 4-винил-М-фенацилоксимпиридинийброми да 11,2, звеньев АА 38,8, звеньев 4.2. Далее все операции проводят по примеру 3.

Скорость сорбции (30°С, концентрация фосфакола - 5 Ю М/л) 200 мкмоль/г ч, емкость сорбента 780 мкмоль/г.

Формула изобретения

Способ получения полимерных гидрогелей с ковалентно связанными оксимными группами путем сополимеризации в воде функционального мономера, гидрофильного мономера и сополимера-сшивателя в присутствии инициатора радикального типа, о т л и ч а ющ и и с я тем, что, с целью повышения скорости сорбции и емкости гидрогеля при извлечении фосфорорганических соединений из сложных водноорганических растворов и упрощения технологии, в качестве функционального мономера используют 4-альдоксим-М- М(Ы -акрилоил-3-аминопропил)-М,М -диметил-3-аммонийпропил -пиридинийбромидили 2-мeтил-5-винил-N-фeнaциклoкcимnиридинийбромид в виде 1,5-30,0%-ногЬ водного раствора с рН:2-3.5.

Изобретение относится к химии полимеров и полимерам медицинского назначения и позволяет создать полимерный гидрогель, обладающий повышенной (до 390 мкмоль/г ч) скоростью сорбции фосфорорганических веществ из сложных биологических жидкостей и повышенной (до 1180 мкмоль/г геля) емкостью гелей по этим веществам. Это достигается сополимеризацией в водном растворе под действием радикального инициатора смеси гидрофильного мономера, бифункционального сомономера-сшивате- ля и 4-альдоксим-М-[М'-(^"-акрилоил-3- аминопропил)-М', N "-диметил-3 -аммонийпропил]-пиридинийбромид или 2- метил-5-винил-М-фенациклоксимпиридин ийбромид в.виде 1,5-30%-ного водного раствора с рН 2-3,5. 1 табл.