Способ получения полимерных гидрогелей с ковалентно связанными оксимными группами

 

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-сшивателя 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.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4777917/05 (22) 04.01.90 (46) 23.02.92. Бюл. N 7

Ф (71) МГУ. им. M. В. Ломоносова и Институт нефтехимического синтеза им. А. В. Топчиева (72)А. К, Андрианов, Ю, А. Осинкин, В. В. Чупов, Н. А. Платэ и Л. И. Валуев (53) 678.745(088.8) (56) Moss R.À. et at Polymer. bound

lodosobenzoate reagents for the c eavage of

reactive phosphates. — Tetrahed.ãîï Lett.

1988, v. 29, N - 20, р. 2433.

Авторское свидетельство СССР

N. 1630276, кл. С 08 F 220/56, 1989. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИМЕРНЫХ

ГИДРОГЕЛЕЙ С КОВАЛЕНТНО СВЯЗАННЫМИ ОКСИМНЫМИ ГРУППАМИ

Изобретение относится к химии полимеров, а именно к способу получения пол-. имерных гидрогелей с ковал ентно связанными оксимными группами, и может быть использовано в медицине и биотехнологии для очистки растворов и сложных биологических жидкостей от фосфорорганических 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-альдоксим-N(N,N"-акрилоил-3-аминопропил)-N,N" -диметил-3-аммонийпропил)-пиридинийбромида (САП Б).

31,2 r (0,2 моль) диметиламинопропилакриламида и 129,6 r (0,4 М) 4-альдоксимN-(3-бромпропил)-пи риди нийбромида Ы, 1713905 А1 (si>s С 08 F 226/06, 2/16, В 01 J 20/30 (57) 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- л я и 4-ал ьдо ксим-N-(N -(N"-акрилоил-3аминопропил)-N,N 3

-аммонийп ропил)-пиридинийбромид или 2метил-5-винил-N-фенациклоксимпиридин ийбромид в.виде 1,5 — 30%-ного водного рас- Я твора с рН 2 — 3,5. 1 табл. 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 r (35% от теор.).

Получен н ый и родукт и редста вляет 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).

1713905

31,8 r (0,1 моль) 2-метил-5-винил-N-фенацилпиридинийбромида растворяют в

1400 мл абсолютного зтанола, прибавляют

19,8 г (0,6 моль) свежеприготовленного гидроксиламина и 0,004 r тринитроанизола и 5 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 пе- 10 рекриталлизацией из абсолютного этанола.

Выход ФОПБ 6,3 r (19 от теор.), Продукт представляет собой кристаллы желтоватого цвета с т.пл. 174 — 176 С. Строение и чистота полученного соединения доказана метода- 15 ми ИК-спектроскопии, тонкослойной хроматографии и элементного анализа.

Пример 3. Смесь мономеров. состоящую из 17,2 r (0,24 моль) акриламида (AA).

3,5 г (0,02 M) N,N -метиленбисакриламида 20 (БИС) растворяют в 20 мл деионизованной воды, добавляют 0,002 г персульфата аммония, продувают аргоном 20 — 25 мин, вводят 0,003 r пиросульфита натрия, после чего в реакционную смесь добавляют 13,8 r 25 (0,029 моль) ОАПБ в виде 16%-ного водного раствора, предварительно оттитрованного

1 н;соляной кислотой до рН 2,5. Полимеризацию проводят при 20 С 60 мин. Образовавшийся гель измельчают на нейлоновых 30 ситах, промывают в бидистиллированной воде.до полного удаления растворимых веществ и оставляют набухать в воде.

Набухший гидрогель помещают в ко- 35 лонку Зх50 см, уравновешивают сложным водно-органическим раствором, содержащим ацетон, изопропанол, хлороформ, диоксан в концентрации 10 М/л (рН 8,0).

Емкость по фосфаколу измеряют по измене- 40 нию оптической плотности раствора органофосфора при 400 нм, а также его антихолинэстеразной активности. Скорость сорбции (30 С, концентрация фосфакола

5 10 M/ë) 390 мкмоль/г ч, емкость сорбен- 45 та 900 мкмоль/г.

Данные по примерам 3-11 приведены в таблице, Пример 12 (сравнительный). Смесь мономеров, состоящую из 33,0 r (0,31 моль)

4-винилпиридина (4-ВП), 12,4 г (0,18 моль) акриламида (АА), 5,1 r (0,018 моль) диметакрилата триэтиленгликоля (ТГМ-3), растворяют в 150 мл диметилформамида, добавляют

0,19 г динитрила аэобисизомасляной 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

4 ч. Образовавшийся сополимер промывают в бидистиллированнай воде до полного удаления растворимых веществ. Состав сополимера, мол. : звеньев 4-ВП 45,8, звеньев

4-винил-N-фенацилоксимпиридинийброми да 11,2, звеньев АА 38,8, звеньев ТГМ-3 4,2.

Далее все операции проводят по примеру 3.

Скорость сорбции (30 С, концентрация фосфакола — 5 10 M/ë) 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 ти- . па, о тл ич а ющийся 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-й-(й (N -акрилоил-3-аминопропил)-N,N" -диметил-3-аммонийпропил)-пиридинийбромид или 2-метил-5-винил-й-фенациклоксимпиридинийбромид в виде 1,5-30,0%-ного водного раствора с рН,2-3,5.

1713905 о

О О СО

CO

ОЪ ОЪ

Cl

ОЪ I

1 3 1

Cl (С

l5 б63

z ч

1 м

1 х

I»

3I 1 I ъо

ОЪ 1

4О СО

° о

ОЪ CO СО

Ф 3

С4

4«3 l

o o o

СФ m м

1 В 1

Ч.

««о

4 4 о о

«3/\ о ! о

1 1 1

64

М4 34

46

I I 1 с О

44Ъ иЪ

С \ 44I

«

СЪ

4С3 о

С4Ъ

О ФФЪ

М 4«3 СФ (СЪ о о

4 Ъ

43 (ФЪ

Ф,О 4О с с

Ч 4Х о о

3 о о

ОЪ

443 м

ОЪ о

С4 С Ф

6 м

Е

Iм м Ф о б б X:

ФО

4" \ ( о

3c3 IССЪ

1 и

Iм м

4«3 44(4 Ъ

ОЪ ОЪ

М С43 л

443

43 л о

° м ъо

443

О 4

44Ъ

С 3 о

44Ъ

D с о а

IХ« ок о

Ы Ос

1 Л I

1 Э .6 I

3(йж 1 ООЪ

1 О I

1 ° 1

В О «б.. t в Ф zл 3 ! И X 43 Ф а(о о 1 хОаХх ФО

3 4

1 ссЪ

I 1 1 I

1 1 I 1

1 1 1

1 1 46 1

1!а463 а в о ! со б в а63 б OO (— — (I I I I (t I Cl 46 а а 6( 1 Ф 6! CL

ЕФ cmо

6аф

Z C C4» I- O t o

I 433 t I- 1- иа Ф м

l Z 3 Ik 1 ч Ф з 1

1 О I 1

В Об 46 В

ut ас63

1 1 1- а I

Эв XOC.

3 вв св» I l

Рв ЫВ-О 3О и 3

633 ОЕО ! з ° ы ах (ббь (в(— — (l6 в 433 б

3 I I X I ав х 1 (4Я в

Ф I I 1 в- I

3 3 V 1 а 46 в i o. в иъ с о аб а16 143

1 t l 1 1 о в з с о

ОХа663

О В 6(Х Вz mv оаmmtъо а I с в о 3

1 46 I 6I 3 CO

1 Z I Ф- I Ф= ! О 3 V l Ч

I X I 63 о хв т.

Хб Z ФСО

z I

1 & 123

1 1

I I

3 О 1 б l

Ф 33

1 и о„ (о

° i 63 I в 46

z 63 с х I 4A о Б

1 V I о I

t l6 М 1 (- с е I

ZC1O . 343

С 6CZ

Ozо (л

I hC 4 t

l — — 4

I 1

I I1 I

3 63 I

I 1

1 Cl 1 !

» 1 ССЪ о o o o

463 ЪО 34Ъ IXI

СЧ СИ М 43

3

3

Ф !

I

1

1

1

3 ,l

3 (3

l !

1

1

1 !

1 ! б

I

1. в

1

1 !

I б

3 4

I 63

1 ?

1 63

I К о и

I.

l б(I 63 (I

1 63

Ф l6

3 с б I

Ф Cl

Ф

l d

1 1

1 63

1 63

I О

1 m

1 с о (СЪ 1 C

z

I l

1 l6

4О 1 CC с в с о

3 N

Ф

I 6l

t z

1 о

1 ( т

I

3 Z

6 Cl

I Р CC

ОЪФ ОИ а б° I C 63

1 63 CC

Z ClCC о v

1 X Ф ly. 3- С3 ии»

Z 6(Ч»

mr o х

4CC I ВФ абб

Z 4(3 Х

1 Z

oOm

Ф.с z C

63 О 63

I I-KLФ с64 «Ъс (46 Мс

t Сс с о

l

С43 63

z а

I Ф

I- 63

6(О

Z 6 а. с

63 О

X ч z о

4" Ъ X

l ь а

I4.

Z б ч

63 С о

z x с

Х CI

I I х 1 16 се

Ф

-И

z x чо и X

m с

46 (- б х а а

Z 3z х

С3 и

Cl