Способ получения композиционных анионитов

 

Использование: тонкая очистка биологически активных веществ белковой природы . Сущность изобретения: смешение набухших в ацетоне микродисперсных частиц анионитов с 8-14%-ным гелем диацетата целлюлозы в ацетоне при концентрации анионитов 10-35% от массы сухих веществ. Гранулирование смеси с одновременным гидролизом диацетата целлюлозы в дисперсной среде, состоящей из смеси глицерина и 8,6-20,0%-ного водного раствора щелочи при массовом соотношении (2,65-4,87):1 при 10-30°С. 2 ил„ 2 табл. 00 ю N3 XI hO СО

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (sa)s C08 J 5/20

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО. СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНР/Я,."

К ПАТЕНТУ (21) 4929380/05 (2).19,04.91

: . (46) 39,05.93. Бюл. ЬЬ 20 (71) Ийститут высокомолекулярных соединений AH СССР

P2) К.ПЛапукова, Г,В.Самсонов, И.В.Лесе, не,. Е.С.Никифорова, H.Ì.Åæoâà, B.Ñ.Ïèporoa и А.Д.Морозова

P3) Институт высокомолекулярных соединеаий PAH (56) Horvath С. РеШсц1аг ion exchange resins In

chromat rapy. ion exchange and sorbent exttactIng, Marcel Оей(ег-1, 1973, У.5- р,207-260.

Ssmsonow G,Ч.,: ЕИ0п G.Å. Egvliibrium ай4 поперчИЗЬГЬе dynamic of зогЬМол апб

ehroaaaitography on Ion exchange wIth рО1уесЮа1уйе surface layer, I,. poiym. sci.

t9e0- у.68- р 157-166.

Емец Л.З. и Вольф Л.А. Ионный обмен — М.: Наука, 1981. с.82-91.

Ракутина H.Ñ. и др. КинетикодинамическиЕ характеристики сорбции зритромицина диапврсиях:сульфокатиониов. — Ж. прйкл.хмии,.1982. М 33, с.540-543, Акцептованная заявка ФРГ М 1810452,, кл. С 68 J 5/20, опублик. 1969.

Азорское свидетельство СССР

М 951852, an. С 08 3 5/20, 1980.

Ионин. Каталог — Черкассы. 1980, с.17. . Иеннобменные материалы для процессов иФдрометамлургии, очистки сточных вод и аффитодготовки. Справочник — M., ВНИИХТ. ИВЗ.с.24-25.

Йелянский H Ã., Горбунов Г.В., Полянская Н.Л. Методы исследования ионитов—

М.: Химия, 1976, с.152. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОМПОЗИЦИОННЫХ.АНИОНИТОВ

„„Я2„„1819272 АЗ (57) Использование: тонкая очистка биологически активных веществ белковой природы. Сущность изобретения: смешение набухших в ацетоне микродисперсных частиц анионитов с 8 — 14 -ным гелем диацетата целлюлозы в ацетоне при концентрации анионитов 10 35$ от массы сухих веществ.

Гранулирование смеси с одновременным гидролизом диацетата целлюлозы в дисперсной среде, состоящей из смеси глицерина и 8,6-20,0 -ного водного раствора щелочи при массовом соотношении (2,65-4,87):1 при 10-30 С. 2 ил., 2 табл.

1819272

Изобретение относится к химии высокомолекулярных соединений, точнее к способу получения сорбентов — композиционных анионитов.

Получаемые в результате реализации изобретения композиционные аниониты могут найти широкое применение для тонкой очистки биологически активных веществ, как правило, белковой природы..

Целью изобретения является достиже- 10 ние монофункциональности композиционных анионитов, узкого распределения гранул композиционных знионитов по фракционному составу и повышение технологичности процесса получения целевого материала.

На фиг, l изображены кривые потенциометрического титрования композиционных анионитов. Кривая 1 соответствует кривой потенциометрического титрования ДЦС-. 20

АМ-п, полученного согласно изобретению (пример 5 в табл,1), кривая 2 — ЦС-АВ-17х8, полученному по способу-прототипу(пример .

12 в табл. 1); нз фиг,2а, б приведены хроматограммы разделения.фосфорных эфиров 25 рибофлавина на «омнозиционных анионитах ЦС-АВ-17х8 (фиг.2а) и ДЦС-АМ-и (фиг.2б), полученных согласно примерам 12 и Б (см.табл.1) соответственно. Обозначения на фиг.2а, б: РФ- рибофлавин, РМФ-рибоф- 30 лавинмонофосфат, РДФ-рибофлавиндифосфат, ЛФ-люмифлавин. Объем сорбента в колонке составил 200 мл. Загрузка: 5 r технической смеси, содержащей 14 РФ, 58 РМФ, 22% PP®, 6 ЛФ. Скорость 35 элюции: 100 мл/ч,см .

Пример 5. 10 г микродисперсной. формы сильноосновного знионита марки

АМ-и с размером частиц 3-35 мкм заливают 40

25 мл ацетона (иэ расчета на 1 г анионита—

2,5-4 мл ацетона), после набухэния анионит перемешивают с 375 мл 8 -го геля диацетата целлюлозы в ацетоне, при этом концентрация знионйта в композиционной смеси 45 составляет 30 (в расчете нз сухие компоненты), и полученную смеси диспергируют при перемешивании в щелочной раствор глицерина (2,5:1}, состоящий из 500 мл глицеринэи18гйаОНв190млводы(8,67;-ный 50 раствор NaOH), процесс ведут при перемешивании в течение 6 часов при комнатной температуре до достижения количественного гидролиза диацетата целлюлозы (конт: роль осуществляется титровэнием). После 55 чего реакционную смеси разбавляют водой в 3 раза, фильтруют, промывают водой, полученный гранулированный композиционный анионит фракционируют и переводят в

О-форму путем обработки 0,5н HCl.

Выход: 240 мл набухших гранул ДЦСАМ-n (95 от теоретического) следующего фракционного состава:

63-100 45

101 — 315 мкм 195 мл.

Состав композиционного анионитз подтвержден данными элементного анализа(по содержанию азота).

Емкость композиционного анионита по

Cl — 1,1 мг-экв/г.

Примеры 1-4, 6-8, 10-11 выполнены в условиях примера 5. Пример 9 — укрупненный опыт, поставлен также s условиях примера 5. Пример 12 выполнен для сравнения в условиях способа-прототипа, Все данные по примерам реализации способа сведены в табл 1 характеристики гюлученных композиционных анионитов приведены в табл.2.

Монофункционзльность полученных по заявляемому способу композиционных знионитов подтве зждзлзсь методом потенциометрического титрпвания. Плавный ход кривой 1 (см.фиг 1) и наличие одного перегиба свидетельствуют а монофункциональности ДЦС-АМ-и. Наоборот, наличие двух перегибов нз кривой 2 свидетельствует о полифункциональности ЦС-АВ-17х8. Элементный анализ ЦС-АВ-17х8 показал также присутствие в нем серы в количестве

1,5 — 2 )I .

Данные табл.1 и 2 и фиг.1 свидетельствуют о том, что в результате реализации изобретения:

1, Получены монофункциональные композиционные аниониты с узким распределением сферических гранул по фракционному составу (при сохранении хорошего выхода продукта), Для сравнения: компоэициные аниониты полученные по способу-прототипу, не являются монофункциональными (фиг.1) и имеют более широкое распределение гранул по фракционному составу(см,пример 12 в табл.2), 2, Повышена технологичность процесса получения композиционных анионитов по сравнению со способом-прототипом. а) сокращено количество операций (гранулировзние происходит одновременно с гидролизом диацетата целлюлозы). б) сокращено время процесса (6 ч — в заявляемом способе, 40 ч — в способе-прототипе).

s} снижена температура процесса с 90100 С (в способе-прототипе) до 10-30 С (в заявленном решении), r) в процессе используются и выделяются нетоксичные вещества, 1819272

Выход за пределы заявленных интервальных параметров приводит к резкому ухудшению достигаемого эффекта:

1) При уменьшении концентрации геля . диацетата целлюлозы в ацетоне до 5$ получены композиционные аниониты, которые из-за значительного удельного объема непригодны для использования в колонках (пример 1 в табл.2).

При увеличении концентрации геля диацетата целлюлозы в ацетоне до 16 наблюдается широкий разброс в распределении получаемых гранул анионита по фракционному составу (пример 2 в . табл.2}.

2) При концентрации анионита в реакционной смеси, равной 5 (, получен композиционный. анионит с пониженной емкостью по О(0,2 мг-зкв/г) что привело к уменьшению емкости анионита по выделяемым продуктам — объектам очистки (пример 10 в табл.2).

Увеличение количества анионита в реакционной смеси до 40 не приводит к увеличению емкости по О и т.о., дальнейшее увеличение концентрации анионита нецелесообразно (пример 4 в табл.2).

3) Использование в изобретении соотношенияингредиентовдисперсионнойсре ды глицерин:водный раствор щелочи, равного 2,65-4,87:1, связано с необходимостью достижения определенной вязкости дисперсионной среды и, как следствие, с получением гранул сферической формы и определенного размера.

4) 8 изобретении для приготовления дисперсионной среды используется 8.620,0ф-ный водный раствор щелочи (концентрация йаОН в дисперсионной среде равна при этом 2,0-ЗЛ®), что обеспечивает пол. ноту гидролиза диацетата целлюлозы. При уменьвении концентрации раствора щелочи ниже 8,6 значительно увеличивается время проведения гидролиза или вообще не достигается полнота гидролиза.

При увеличении концентрации раство5 ра щелочи до 20,0 наблюдается уменьшение выхода целевого продукта до 57 ( (пример 11 в табл.1). Поэтому дальнейшее увеличение концентрации раствора щелочи нецелесообразно.

10 Процесс получения композиционных анионитов проводят при 100-30 С, что определяется условиями формования гранул в ацетоне.

Время процесса (6 ч) установлено в ре15 зультате проведения дополнительных опытов, которые показали, что за зто время достигается полнота гидролиза ацетатных групп (по данным титрования).

20 Формула изобретения

Способ получения композиционных анионитов путем смешения набухших в растворителе микродисперсных частиц анионита с гелем производного целлюлозы с

25 последующим гранулированием полученной смеси и гидролизом. о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью достижения монофункциональности целевого материала, узкого распределения гранул по фракционному со30 ставу и повышения технологичности процесса, смешение набухших в ацетоне микродисперсных частиц анионита осуществляют с 8-14 -ным гелем диацетата целлюлозы в ацетоне при концентрации

35 анионита 10-35 в расчете на сухие компоненты и гранулирование полученной смеси проводят одновременно с гидролизом диацетата целлюлозы при 10 — 30 С в дисперсионной среде, состоящей из смеси глицерина

40 с 8,6-20,0 -ным водным раствором щелочи при массовом соотношении глицерин:раствор щелочи, равном 2,65-4,87:1.

1819272

Ф

1 ! м 1 ф t

Ю 1 ф 4

I с ф I

4- 1 !

1- б

1 Ol Э

1 I У

1 X б- б- Р

OeL а р

444 OX

Ф

Ф

Ф

1 О

I 0Ъ

1.

l

I cp

О

1 о сЧ О

N an

СЧ е»

aA Ca Ln О

-Ф 0 - 3 01

СЧ СЧ С 4 N

N 0S

С \ с 4

СЧ Сбб

СЧ -T сч ф

П!

Z ф ФС с z э ч

l- I

o v

z

1 41

Э Z ф Э

X a

>е Е

Z Э ф X а х

L Э и о z с

1 а ч р о о

I о

О\

I u

I ca

I бб

1

I о

l N

t м

С б СЧ о ь

N СЧ

СЧ О сЧ N о

N еЧ

an О

N N

8 оа>хе

Z Э ЗХ

1- Х р z ча рср! сб фа

l е0

I.

1 б

I Э

1 а

Ф

1 ф

1 ° Э 1 х а ч 4 э э 4Р ° Ln с а I c

v v. сЧ ! хб р,ф

:С с«

Ct

Е

Ж

° ч

1 ф

1 а о с сЧ с 4

an an с м сЧ

2 о

О р + с

R 8 бр

8 ч

С.б Э!

1

Об (6 б ! а 1

О1 ф

1- 1 и е 1 а 1

4 з

Х 4 ч р

Са

1

1

1 00

1 е4 .б

1

1

1 ! Ln

1 СО

1 «0

1 р

Ф

СО У г X.

v а

Q с и

X ч

CO е»

М с4 о о

° 0 е сЧ о о

Ое

СЧ р ф с. с сб

ОД L

te о

О О

an c

° ф сА О

СЧ о о о о в в о ббб с

an an cO

01 N СЧ е» о о

О Чб с °

СО Ф сЧ

О О а а с с

ССЪ CO.

СЧ N

Ф

R с

Ъе

I» с

О Ср

« о о

СЧ еI

1 О

1 0Ъ

О» еО

О

С0 а о

C о

X ч

1 ф 41 «

1 ф e ос 7

«г 1 0

О> ! an

1

Ф

4 !

1

1

1 !

1

1 б

Ф

Ф

I

I

I

1

Ф б р б m X O офс с

oieo б с e ФС

1 б

1 о б м

I

I

1 о

1 О

1 СЧ

1 ф р

М

z р

z a

C 2 о ф

ceo у е сб

an тО, ) М .О р

I ф

I 1 CC °

О

0 Π— Ю с4 0Ъ СО

Л СЧ С М е

I е сс с

X С=Я

Р Э 44 б

I

4 Ln CO

° Ф

aLI и

1 е б 1 C

ox!»

I m Х X

I с2" о>e

1 с e l

О о

N О

N г

Э

X

CL бо о м о

СЧ бс о с о сЧ 1 аа

СО с Сб

N о

1 б м

I сЧ е0

1

I

I а

ЙМ

О

° »

Сб О 0 а 0 0 Л Л Л

an Оъ 0a cta ol ch ссъ 01 00 бл

t бс М М О М М CO О М Л с * ««с с ««««««««« сч т м м м м м б м с о а о о о а с ° с с * с сЧ сЧ М сЧ сЧ М

СО N е0 ъ ер о со - ««o

ОЭ е» ср ОЭ N

CS

О Ln бсб О О и О О Ln О

СО СЧ СЧ Ь О N -О O СЧ .а.

0 ЧФ Сб СЛ 0 СЛ 4С О бб

О Р Ln О О О О

-0 Ch A м A th Ln м

СЧ М .а СО ао б СО 01

I

1 р

1 ф

I Iо

I Э

1 41

Ф ф

1 Э р

1 X

4 Ф б X

1 В

4 ф

1 1

Ф 1v 1 х

aoj э х

Ф et« рС 1! О

Ф б

1 О I»

4 ct Ol,,",",3

4-Я X

ex e

l 6 I

Э р

Ф и Э I

12РЭ

ctv v

Э Х б I Л

1 540 L

1839272

Таблица 2

П р и меч а н и е. 8 табл.2 приведены основные для сорбентов такого типа характеристики:

ECI — емкость анионита по О

Ермо — емкость анионита по рибофлавинмонофосфату;

Предел зксклюзии декстранов — предельная молекулярная масса декстранов. выше которой сорбент непроницаем.

181

Р

V,þ

0,6 я з

Фиг,2 лЯ

Составитель М. Романова

Техред М.Моргентал Корректор С;Патрушева

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 1949 Тираж Оодписное

ВНИИПИ Государственного комитета м изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35. Раушская наб., 4/5