Сорбент для газожидкостной хроматографии и способ его получения

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

«п956001 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 200281 (21) 3262344/23-26 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 070982. Бюллетень МВ 33

Дата опубликования описания 070982. (51) М.Кп.

В 01 J 20/06

В 01 J 20/22

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий . (53) УДК661. 183. .1.2 (088. 8) Б.А.Жубанов, И.А.Архипова, И.И.Кан, Л.В.Кии;

С.А.Машкевич и Б.B.CóBîðoâ.

Ордена Трудового Красного Знамени институт химических наук AH Казахской ССР (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СОРБЕНТ ДЛЯ ГАЗОЖИДКОСТНОИ ХРОМАТОГРАФИИ

И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ

Созн Сн, +„Сохн—

Изобретение относится к способу получения сорбентов и может быть использовано для газожидкостного хроматографического разделения ароматических соединений.

Известны объемно-пористые хроматографические сорбенты на основе инертного пористого неорганического носителя с поверхностным полимерным покры- 1р тием на основе полисилоксанов в качестве жидкой фазы (1).

Недостатком таких сорбентов явля ется их ограниченная термостойкость, в результате чего они могут быть использованы только для разделения легколетучих веществ.

Наиболее близким к предлагаемому сорбенту по технической сущности и достигаемому результату являются сорбенты для газожидкостной хроматографии, включающие инертный пористый неорганический носитель и термопластичное полимерное покрытие (2).

В таких сорбентах в качестве термостабильного полимера используют поликетокислоты.

Способ получения этих сорбентов заключается в нанесении на пористые неорганические носители на основе окислов тугоплавких металлов раство- 3О ра полимерной фазы и последующей сушке получившегося продукта при 60120о С °

Такие сорбенты не обладают достаточнои селективностью при разделении ароматических углеводородов и продуктов их окисления.

Недостаток способа получения этих сорбентов заключается в.невозможнос ти нанесения терми блески устойчивых полимерных фаз на пористый неорганический носитель.

Пелью изобретения является повышение селективности разделения ароматических азот- и кислородсодержащих соединений.

Поставленная цель достигается тем, что сорбент для газожидкостной хроматографии в .качестве полимерного покрытия содержит полиамидоимид следующего строения

" — (1Н2) — л

00 Î(. (йИ) — 5 О,01

О)) 11(СИ,) „— МНСО— где х = 0 или 1; n = 6-12; m 5-12, при следующем соотношении компонентов, вес.Ъ:

956001

Полиамидоимид 5-6

Инертный неорганический

/ пористый носитель Остальное

Поставленная цель достигается также тем, что при осуществлении способа получения сорбента для газо- 5 жидкостной хроматографии, включающего контактирование пористого неорганического носителя с полимерным покрытием и высушивание полученного продукта, в качестве полимерного пок- 1Q рытия используют олигомерные соли на основе алифатических диаминов и имидокарбоновых кислот, высушивание полученного продукта ведут сначала при комнатной температуре, затем при повышенной в вакууме, после чего продукт обрабатывают для поликонденсации полимерной фазы в инертной атмосфере при 180-260О С в течение 4б ч.

Отличительным признаком предлагаемого сорбента для газожидкостной хроматографии является использование . в качестве полимерного покрытия полиамидоимида следующего строения

25 . 0 (-1

"о - eamreu,i„+ eowaгде х = 0 или 1; n = 6-12; m = 5-12, при следующем соотношении компонентов, вес.В:

Полиамидоимид 5-6 35

Носитель Остальное

Отличительными признаками предлагаемого способа получения сорбента для газожидкостной хроматографии являются использование в качестве 4Q полимерного покрытия олигомерных солей на основе алифатических диаминов и имидокарбоновых кислот, высушивание полученного продукта сначала при комнатной температуре, затем при 45 повышенной в вакууме и последующая его термообработка для поликонденсации полимерной фазы в инертной атмосфере при 180-260оC в течение 4-6 ч.

Образующаяся полимерная фаза является термопластичной (температура начала размягчения для полимеров с различным строением элементарного звена колеблется от 100 до 160оC) и достаточно термостабильной (деструктивный распад начинается при 280

300 С). Разность между температурами размягчения и начала разложения достигает для некоторых образцов 140180 С. Это обеспечивает стационарность свойств полиамидоимидных фаз 60 при длительном использовании их при повышенной температуре.

Технология способа получения предлагаемого сорбента заключается в слудующем. 65

ОС

00МН(СН ) й0Н и) Н00С

Q Ъ вЂ” ЯН ) р C00H (ill

С0.

С0

Мн

К001 С0. (Ш) где m = 5-12.

Взаимодействие указанных мономеров проводят при комнатной температуре, прибавляя имидокислоту к водному раствору диамина. В результате реакции образуется водорастворимая соль, которую наносят в количестве

5-6 вес.Ъ непосредственно из реакционного раствора на порйстый неорганический носитель, в частности хроматон N=AWHMDS (с диаметром частиц 0,16-0,20 мм). После высушивания проводят поликонденсацию, нагревая сорбент в течение 4-6 ч при 240250о С.

Ниже приведены примеры, иллюстрирующие .получение полиамидоимидных сорбентов и испытание их сорбционных свойств для газожидкостного хроматографического разделения ароматических кислород- и азотсодержащих соединений.

Пример 1. 2,00 г (0,01 моль) додекаметилендиамина растворяют в

20 мл воды, затем к раствору при интенсивном перемешивании добавляют

3,75 г (0,01 моль) N-(<о -карбоксидекаметилен)амида тримеллитимида (соответствующего формуле I при m=10).

1 мл полученного раствора разбавляют дистиллированной водой до объема 10 мл, смешивают с 5 г хроматона N-AWHMDS и высушивают сначала при комнатной температуре, а затем при

60оС в вакууме. Носитель с олигомерной фазой подвергают поликонденсации в течение 6 ч при 248-250оС в инертной атмосфере. Полученный сорбент, содержащий 5 вес.Ъ полиамидоимидов, загружают в хроматографическую колонку и кондиционируют при

220оС в токе инертного газа в течение 4 ч.

Пример 2. 1,16 г (0,01 моль) гексаметилендиамина конденсируют с 3,75 r (0,01 моль) N- (w -карбоксидекаметилен)амида тримеллитимида, реаКционный раствор используют для получения сорбента, как описано в

Сначала получают сравнительно низкомолекулярную (олигомерную) соль, включающую несколько молекул исходных мономеров, в качестве которых используют алифатические диамины общей формулы Ной (СН )„МН, где n = 6-12, и следующие имидокислоты

956001 примере 1, эа исключением того, что термическую поликонденсацию ведут при 250-260 С в течение б ч.

Пример 3. 1,91 г (0,01 моль) тримеллитимида (соответствующего формуле Й ) и 2,00 г (0,01 моль) додекаметилендиамина конденсируют по примеру 1. Продукт реакции используют для получения сорбента, проводя термическую поликонденсацию при 240

260ОС в течение 5 ч. 10

Пример 4. 1,91 г-(0,01 моль) тримеллитимида и 1,72 r (0,01 моль) декаметилендиамина конденсируют по примеру 1 и используют для получения сорбента. При испытаниях последнего 15 установлено, что он эффективен для разделения продуктов окислительного аммонолиза псевдокумола, дурола и аценафтена.

Я

П р и M е р 5. 1 г (0,005 моль) додекаметилендиамина растворяют в, 100 мл воды и прибавляют к раствору при перемешивании 1,87 г (0,005 моль)

N — и> — карбоксидецилтримелли тимидокислоты (соответствующей формуле Й при

m = 10) . К образовавшемуся водному раствору олигомерной соли прибавляют

56 r хроматона N-AWHMDS. Смесь тщательно перемешивают и высушивают сначала на воздухе, а затем при 60-80ОC 30 в вакуум-сушильном шкафу. Затем сорбент подвергают поликонденсации в среде аргона при 180-200 >C в течение 6 ч

I . с последующим подключением вакуумного насоса на 30 мин. ПЬлученный сорбент, 35 соде р>к ахи и б ве с . % поли амидои мидов, в количестве 5 r загружают в хроматографическую колонну и кондиционируют.

Формула изобретения

Пример 6. Проверяют разделяющую способность сорбентов, полученных по примеру 5 и способу-.прототипу (полимерное покрытие — 5% поликетокислоты), при хроматографировании реакционной смеси, полученной при окислительном аммонолизе псевдокумола.

2. Способ получения сорбента по и. 1, включающий контактирование пористого неорганического носителя с полимерным покрытием и высушивание полученного продукта, о т л и ч аю шийся тем, что в качестве поб0 лимерного покрытия используют олигомерные соли на основе алифатических диаминов и имидоКарбоновых кислот, высушивание ведут сначала при комнатной температуре, затем при повыб5 шенной в вакууме, после чего проДукт

Разделяк>щую способность сорбента испытывают на хроматографе "Хром-31" с пламенно-иониэационным детектором и программированным нагревом колонки от 110 до 220 >C со скоростью 10 C/мин. Температура испарителя 260 С, давление гелия 0,4

0,5 кгс/см, длина колонки иэ нержавеющей стали 650 мм, диаметр

4 мм.

Проведеннный хроматографический анализ показал, что на предлагаемом сорбенте были идентифицированы 7 продуктов — неизвестное вещество,, 4-диметилцианбенэол, 3, 4-диметилцианбензол, метилтерефталодинитрил (4 ), неизвестное вещество (5), 1, 2, 4-трицианбенэол и 4-цианфталимид.

Время удерживания этих веществ составляет соответственно 2 58 . 4 30"..

11 25", 15 58", 18 15",21 40", 41 15".

Аналогичный анализ после проведения разделения по способу-прототипу не позволил идентифицировать более двух веществ, время удержания которых значительно меньше, чем на предлагаемых сорбентах.

Так, для 4-цианфталимида на поликетокислотах различного строения вре. мя удерживания составляет 1 32", 2 05 и 2 55, т.е. почти в 5 раз меньше, чем на сорбентах, описанных в изобретении, что свидетельствует о более высокой селективности последних.

Таким образом, предлагаемый способ получения позволяет получать высскоселсктивные термостабильные гаэожидкостные хроматографические сорбенты для разделения ароматичес- ких азот- и кислородсодержащих соединений и других смесей.

1. Сорбент для гаэожидкостной хроматографии, включающий инертный пористый неорганический носитель и термопластичное полимерное покрытие, отличающийся тем, что, с целью повышения селективности разделения ароматических азот- и киспородсодержащих соединений, в качестве полимерного покрытия сорбент содержит полиамидоимид следующего строения

Г\

О О сскнин,1„+

t .-0e (1 С L Q)lHKH )п — 4 Н(0- " " где х = 0 или 1; n=6cr12, m =. 5-12, при следующем соотношении компонентов, вес.Ъ:

Полиамидоимид 5-6

Пнертный неорганический пористый носитель Остальное

956001

Составитель Р.Пензин

Техред И.Гайду Корректор С.Шекмар

Редактор З.Бородкина

Заказ 6879/7 Тираж 583 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул. Проектная, 4 обрабатывают для поликонденсации полимерной фазы в инертной атмосфере при 180-260оС в течение 4-6 ч.

Источники информации, принятые во внимание при зкспертизе

1. Лурье A.A. Хроматографические материалы. Справочник. М., "Химия", 1978.

2. Авторское свидетельство СССР

М 624761, кл. G 01 и 31/08, 1976.