СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ИОНООБМЕННЫХ СОРБЕНТОВ Советский патент 1970 года по МПК C08H1/00 

Известен способ получения ионообменных сорбентов на основе белков, заключающийся в том, что белки с добавкой анилина обрабатывают формальдегидом. Однако полученные иониты гидролитически не стойки.

Предлагается способ получения белковых ионообменных сорбентов, заключающийся в том, что гранулированные белки обрабатывают раствором щелочноземельного металла и затем раствором сшивающего дифункционального реагента в органическом растворителе или в воде.

Полученные сорбенты могут найти применение в качестве гельсорбентов для разделения соединений в биохимии, органической химии, медицине и химии высокомолекулярных соединений.

Исходным продуктом для получения сорбентов являются гранулированные белковые гели, приготовленные формованием из растворов белков. Образование гранул происходит при круговом движении фильеры, выполненной в форме иглы с отверстием по оси, причем конец иглы во время движения фильеры находится в жидкости. При линейной скорости движения фильеры 0,5-1 м/сек и концентрации структурирующего агента (желатины) 5% диаметр образующихся гранул составляет 0,1-0,5 мм.

Для фиксации структуры геля и одновременной активации карбоксильных и аминных групп белка гранулы обрабатывают растворами солей кальция или бария. Затем гранулы

переносят в органический растворитель (диметилформамид, диоксан, диметилсульфоксид и др.) и обрабатывают бифункциональными сщивающими агентами.

В зависимости от природы этого реагента сохраняется или изменяется соотнощение карбоксильных и аминных групп ис.кодного белка.

При обработке белков диэпоксидами (например, диэпоксибутаном), дигалоидными алканами (например, 1,4-дибромбутаном) или соединениями со смещанными функциями (например, эпихлоргидином) сшивка идет главным образом по свободным аминным группам без уменьшения их основности. В результате образуются гели со свойствами амфотерного ионообменника, аналогичными свойствам исходного белка. Соединения с двумя эпоксигруппами (диэпоксибутан), растворимые в воде, позволяют проводить реакцию сщизания геля непосредственно в водной среде.

При использовании в качестве сшивающих агентов дигалоидангидридов ароматических или алифатических дикарбоновых кислот аминные группы белка превращаются в амидные.

его реагирует с аминогруппой белка только одной своей карбоксильной группой.- Вторая. группа после обработки гранул водой-гидролизуется, увеличивая число карбоксильных групп сорбента. В результате этого получаются катионообменные гелевые сорбенты.

Применение в качестве сшивающих агентов ароматических или алифатических диизоцианатов приводит.-к тому, что в реакции образования сшитой Трехмерной структуры участвуют как карбоксильные группы с выделением СОв и образованием амидных связей, так и аминогруп-пы с образованием мочевинных группировок. Избыточные изоцианатные группировки после-взаимодействия с водой дают амкногруппы, увеличивая основность сорбента. В результате получаются амионообменные гели.

Изменение природы исходных белков, способа их предварительной обработки, количества сшиваюш,его агента, а также условий проведения реакции позволяет получать на основе белков гелеобразные сорбенты с большим спектром свойств, отличающиеся по набухаемости и ионообменной емкости.

Полученные предлагаемым способом .сорбенты устойчивы в сла бокислых и слабощелоч нь1х растворах в течение длительного времени. Гели пригодны как для ионного обмена, так и для гель-хроматографии. Проведено разделение с. их помощью кислых, нейтральных и основных аминокислот, а также четкое разделение аминокислот и белков.

Пример . Водный раствор 15 г казеина и 5 г желатина в 100 мл 0,1 и. раствора NaOH формуют в вазелиновом масле в виде гранул диаметром 0,2-0,4 мм. Гранулы обрабатывают при перемешивании 2 час в 0,5 М растворе ацетата кальция и промывают водой. Воду из гранул удаляют промыванием на фильтре при 5°С четырьмя объемами диметилформамида. Обра ботанные таким образом гранулы переносят в охлаждаемую до 5°С колбу, заливают 20 мл диметилформамида и постепенно добавляют при перемешивании раствор 2,4 г смеси изомеров толуилендиизоцианатов в 7 мл диметилформамида. Смесь перемешивают при комнатной температуре 2 час. После отмывки гранул водой .и 0,1 н. НС1 получают анионит с обменной емкостью 0,8 мгЭкв1г и лабухаемостью в воде 250%.

При мер 2. К5г белковых гранул, полученных аналогично примеру 1, в 40 мл диметилформамида медленно добавляют раствор 0,3 г дихлорангидрида изофталевой кислоты в 5 мл диметилф ормамида. Смесь перемеШИвают 10 час при комнатной температуре. После промывки гранул водой и 0,1 н. НС1 получают катионит с обменной емкостью 1,5 мгэкв/г и набухаемостью в воде 420%.

Пример 3. 1 г белковых гранул, полученных аналогично примеру 1, обрабатывают раствором 0,1 г диэпоксибутана в диметилфор. мамиде при комнатной температуре 20 час. После промывки водой и 0,1 н. НС1 получают амфотерный ионообменный гель с набухаемостью в воде 350%.

Предмет изобретения

Способ получения ионообменных сорбентов на основе белков, отличающийся тем, что, с целью получения гидролитически стойких гелевых ионообменных сорбентов, гранулированные белки обрабатывают раствором щелочноземельного металла и затем раствором сшивающего дифункционального реагента в органическом растворителе или в воде.