Способ получения фосфорсодержащего катионита

 

СПСХЮБ ПОЛУЧЕНИЯ ФОСФОРСОДЕРЖАЩЕГО КАТИОНИТА путем обработки сополимера стирола и дивинилбензопа с группами дихлорангидрида полистиролфосфиновой кислоты химическим реагентом, отличающийся тем, что„ с целью упрощения технологии попу чбвия, фосфорсодержащего катионита, повышения его механической прочности в селективности при извлечении ферментов из биологических жидкостей, в качес ве химического реагента используют али фатический альдегид с чистюм углеродных атомов С - С 5 (Л :л :о :о, ел

(Ю (И) СОЮЗ СОВЕТСНИХ социАлистических

РЕСПУБЛИН

З(фсС:08 Р 212/14; С 08 Р 8/28; ,С 08 3 5/20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ " (21 ) 3445939/23-05 (22) 31.05.82 (46). 07.09.83. Бюп. % 33 (72) Т.А.Черкасова, Ю.А.Лейкин, А.Х.Зипманис и Е.В.Костыпева (71) Московский ордена Ленина и ордена

Трудового Красного Знамени химико-технопогический институт им. Д.И. Мендепеева и Научно-производственное объединение "Биохимреактив (53) 661.183.123.2 (088.8) (56) 1. Маповик В.В., Ипьинский А.A., Лейкин Ю.A.. Смирнов А.В. и Семений В.Я.

Технопогия попучения фосфоновокиспотного катионита СФ-5. - Химическая технопогия, 1976, М 4, с, 21-23.

2. Лейкин Ю.А., Черкасова Т.А., Даванков А.Б., Коршак В.В. Синтез и исследование монофункционапьных катионитов с группами апкнпзамещенной попнстиропфосфоновой киспоты. - Высокомопекупярные соединения", 1970, т.Xli, Июб, с. 469-472.

3. Авторское,свидетепьство СССР

Ме 194309, кп. С 08 F 230/02, 1965 (прототип) .

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (84)(57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФОСФОРСОДЕРЖАЩЕРО КАТИОНИТА путем обработки сопопимера стиропа и дивинипбензова с группами дихпорангидрица полистиропфосфиновой киспоты химическим реагентом, о т и и ч а ю ш и и с я тем, что, с цепью упрошения технологии попу чеНня, фосфорсодержащего катионита, повышения его механической прочности и.сепективности при извпечении фермен тов из биопогических жидкостей, s качест- ве химического реагента испопьзуют апи фатический апьдегид с числом угперодиых атомов С(- С .

10399

Изобретение относится к химии aowмеров, а именно к получению фосфорсодержащих ионитов, которые могут найти широкое применение в методах распределительной хроматографии, афинной кроматографии, в медицине, пищевой промышленности.

Одним иэ перспективных направлений в синтезе селективных иоиитов является синтез фосфорсодержащих комплексооб- 10 образующих ионитов, проявляющих большую специфику в процессах сорбции.

Известен способ получения фосфоновокислотного катионита с группамиP(0)(OH) на основе макропористого со- 15 полимера стирола и дивинилбенэопа (ДВБ) фосфорилированием сополимера тре ххлористым.фосфором в присутствии треххло- ристого алюминия с, последующим гидро пиэом и окислением (1) . га

Однако получаемый по этой технологии катионит с группами Р(01(ОН) имеет две кислотные группы, дающие противоположный ряд избирательности, и по своим свойствам относится к ряду ка- г5 тионитов универсального дейдтвия.

Замещением одного гидроксила в груп пе P(O.)(ÎÍ) на Н, ДРК,ОАПЕК и т.д. можно изменять силу координационного центра и пространственные факторы 30 вблизи активного центра, оказывающие большое влияние на процесс комплексообраэования, т.е. повышать селективность фосфорсодержащих катионитов.

Известен также способ получения фос35 форсодержащих катионитов на основе сопсьлимеров стирола и ДВБ с группамиP(0)(X)OH, X=A5 к, OARED обработкой дикпорангидрида полистиролфосфиновой кислоты на основе макропористого соло- 40 лимера стирола и 20 мас.% ДВБ различными реагентами, например алкилбромидами (2 . Причем для достижения высокой степени конверсии необходимо пе ре>е<Т дихлорангидридные р в AH" 4, этилфосфинатные-Р(ОК) при этом иэ. пользование этилбромида позволило достигнуть степени превращения порядка

80%, а на высших ацкилбромидах с

С - С, — лишь-68-34%.

В связи с малой степенью превращения перспективы промышленного синтеза подобных ионитов поэтому ограничены.

Механическая прочность получаемого по данному способу катионита невысока, порядка 70%, и в процессе синтеза наблюдается растрескивание 20% гранул катионита.

35 2

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ получения селективного катионита, заключающийся

: в том что дихлорангидрид полистиролфосфиновой кислоты на основе .сополимера,ñòèpîïà и дивинилбенэола - 2 мас.% промывают диэтиловым эфиром и обрабатывают реактивом Гриньяра до замещения одного атома хлора на алкильный радикал. Обработку дихлорангидрида ре активом Гриньяра проводят сначала в низкокипящем растворителе, например в диэтиловом аэфире, петролейном эфире в течение 1-1,5 ч, затем эфир отгоняют и в реакционную колбу вводят тетрагидрофуран, нагревают до кипения смеси и выдерживают при этой температуре 8 ч.

По окончании продукт отделяют на фильтре, промывают 0,1 и HCf и проводят окислительный гидролиэ 10% H hlOg npu кипении смеси в течение 6 ч, далее катионит промывают, стандартиэуют (3 .

К недостаткам известного метода следует отнести длительность процесса, во времени 14-16 ч, многостадийность, использование растворителей, обладающих значительной горючестью (диэтиловый эфир, тетрагидрофуран), имеющих относи тельно низкую температуру вспышки, взрывоопасных, использование такого трудноцриготовляемого и неустойчивого реактива,.как реактив Гриньяра. Механическая прочность получаемого катионита

80%. Большая токсичность сточных вод обуславливается наличием соединений тре хвале нтного фосфора.

Белью изобретения является упроще ние технологии получения фосфорсодержащего катионита (за счет сокращения времени процесса значительного сокра-. щения стадий процесса, исключения применения горючих растворителей и реактива

Гриньяра), а также повышения его механической прочности и селективности н извлечении ферментов из биологических жидкостей.

Поставленная цель достигается тем, что согласпо способу получения фосфор содержащего катионита обработкой дихлорангидрида полистиролфосфиновой кислоты на основе макропористого. сополимера стирола и дивинилбензола, в качестве химического реагента используют алифатический альдегид с числом углеродных атомов С4 - С . Предпочтительно исполь зование 4ормальдегида и его производных.

В качестве макропористого сополимера используют сополимер с содержанием

ДВБ 15-40 мас.%, стирола 85-60 мас.%, 1039 порообраэоватвпя (инертного по отноше. нию к мономерам апнфатнчвского угпе водоРода) 60-170% от массы сомономвров.

Способ заключается в обработке днхпорангидрнда цопистнропфосфнновой кио- . попа апнфатическнми альдегидами (формапином ипи параформом, ацетапьдегндом, маспяным апьдегидом, в среде 0,2н. НС3 в спучае параформа) при 80 - 120"С в -10 течение 4-7 ч. Загрузку реагента прово дят в охпажденный до -10 С аппарат. о

Пример l. В реактор с мешалкой; обратным холодильником вводят в атмосфере азота 50 г (0,24 мопь) днхпоран- д гидрида попистиропфосфиновой киспоты, . полученного фосфорипированием макропористого сопопнмера стнрола 85 мас.% и ДВБ 15 мас.% порообраэоватепябенэина 100% от массы сомономеров. jg

Реактор охпаждают до -10 С. Затем вводят порциями по 50 мл через каждые.

20 мнн 36%-ный раствор формапина в копичестве 250 мп. Спустя 2 ч, включая время эагрузкн, реакцнонную 25 смесь нагревают до 90-92 С и выдеро жнвают прн этой температуре в течение

7 ч. Поспе чего реактор охпаждают до комнатной температуры, катнонит пере носят в колонку н стандартиэуют в цнкпе 50

-3% Not ОН, Н О, 3% НС6, 3% пимонной кнспоты, Н О. Сушат.

Содержание общего фосфора в катноннте.формулы П-Р(0)(СН ОН)ОН, где Ппопимерная матрица, составляет 13,8%

=4,46 мМ/г; Р З =0,5 мэкв/г;

СОЕ„„щ„ о,0н =4,4 мэкв/г. Степень превращения составляет 90,5 мольн.%. Механическая прочность катионита состав- .

Жет 94%.

П р н м е р 2. Реактор со 100 r (0,48 мопь) дихпорангндрнда попнстнропфосфиновой киспоты на основе макрочористбго сополнмера стнрола 60 мас.% н ДВБ 40 мас.%, цоросбразоватвля - 45 бензина 100% от массы сомономеров, охпаждают до -10 С и вводят порцнями

О ьлраформ по 40 г через каждые 10 мин.

Общее количество параформа 200 r. Пос-. не первых 2 порций параформа в реактор 50 ;-.,одят 200 мп 0,2 н НС6 . По окончании загрузки реакционную смесь нагревают до

"5-100 С ивыдерживают при атой темцвратуре в течение 5 ч, Полученный катионнт обрабатывают, как. описано в прн- 55 мере. 1. Содержание Ро ц, =12,9% =4,16 мМ/г; Р =0,45 мэкв/г;

Епао,1и go OH 4,08 макв/г. Сте035 4 пень превращения составляет 84%. Механнческая прочность составляет 93%.

Пример 3. Реактор со 100 г (0,48 мопь) дихпорангндрнда полистнроифосфнновой кислоты на основе макропърнстого сопопнмера стирола 80 мас.% н

ДВБ 20 мас.%, порообразоватеця «ноктана 60% от массы сомономеров охпаждают до -10 С. Затем вводят порцияо ми по 50 мл через каждые 20 мин маспяный альдегид в количестве 300 г (4,2 моль). После чего реакционную смесь нагревают до 120 С и выдерживают прн этой температуре 6 ч. Попученный катнонит обрабатывают, как описано в примере l. Содержание Р „„12,72%

4,10 мМ/г;" P 1,3 макв/г;

СОЕпо о, (ч Кс ац = 3,92 мэкв/г. Степень превращейия составляет 78,4%, Механическая прочность составпяет 92%.

Пример 4. Реактор со 100 г (0,48 моль) дихпорангидркда полистиропфосфиновой киспоты на основе макропористого сополимера стнропа 70 мас.% и ДВБ 30 мас.%, порообразоватепя— бензина 170% от массы сомономеров охлаждают до -10 С. Затем вводят пор о цнямн по 50 мл через каждые 20 мин ацетальдегид, всего 150 г. Реакционную смесь нагревают до 80 С и выдерживают о при этой температуре 4 ч. Цопученный катнонит обрабатывают, как описано в примере 1 ° Содержание Р, =12,5%=

*=4,03 мМ/г; P =0,8 мэкв/г; Б нооЛ и Ма 1Н 3,88 макв/г. Степень превращейия составляет 78%. Механнчеокая прочность составляет 92%.

Как видно нз прнведенных примеров, предпагаемый способ попучення сепектня ного фосфорсодержащего катионнта позвопяет непосредственно обрабатывать днхлорангидрид полнстиролфосфиновой кислоты апнфатнческнмн апьдегндамн сразу же по окончании фосфорнпирования, нскпючая прн этом стадию отмывки дихпорангидрида полистнропфосфиновой кнспоты на основе сопопнмеров стнропа н ДВБ днатнповым афнром.

Предлагаемый способ позволяет также нскпючить стадню окислнтельного гидролиэа, т.е. эначитепьно упростить технопа гию процесса, значительно сннэнть при атом токсичность сточных вод (промывкн дихпорангидрнда полнстнролфосфнновой кислоты, промывки соляной кислотой до . гидропиэа и поспе гидролнза н т.д.), так как предлагаемый способ непосредственно вкпючает в себя перевод токсичных соединений тпвхвапентного фосфора РС, 5 10399

-pgAesfce,- p(af u Ae s,y се > токсичные соецинвния пятивалентного . фосфора (-Р(0)(СН ОН)ОН) на стадий обработки днхпорангидркца попистиропфосфиновой кислоты апьдегидом.

Предлагаемый; способ позволяет получать катионит с более высокой механической прочностью, порядка 92-94%, в то время как механическая прочностю катионита, полученного по известному

1О способу составляет 80% (наблюдается большое количество осколков гранулах.

Получаемый по предлагаемому способу катионит более пригоден дпя медипннокий целей. чем катионит, получаемый . .по известной технологии. Так катионит с группами -Р(0) (С Н )ОН, полученный по известной технологии, и катионит с группами -Р(.0) (CHZOH)ОН на основе м&кропористого сололимвра стирола и дивинилбенэола, полученный по предла« . гаемому способу, были опробованы в эксперименте на животных с моцвпью

35 d острого панкреатита для извлечения ток. сичвских ввшеств иэ крови, поскольку предварительным исследованием было показано, что фосфорсодержашие катиониты наиболее эффективно извлекают трипсин (фермент токсического цействия при остром панкреатите) из системы, содержащей комплекс трипсин-ингибитор трипсина

Для катионнта с группами -Р(0)(С Н )ОН уровень трипсина до гемосорбции бып

3,38 + 0,7 мед, после гемосорбции3,21 «+ 0,7 мед: уровень ингибитора, трипсина до гемосорбции - 282 + 50 мед, после гемосорбции - 270 + 52 мед.

Катионит с группами -Р(0) (СН ОН)ОН проявил большую селектнвность прн извлечении трипсина из системы, содержащей комплекс трипсин-ингибнтор трипсина.

До гемосорбции уровень трипсина в крови был 5,76 + 1,18 мец; после гемо сорбции 3,36+0,64 мед; уровень инги битора трипсина до гемосорбции 127+ ,+11,2 мед, после гемосорбции — 105+

:+18 мед.

Составитель Г. Русских

Редактор В. Иванова Техред М. бергель Корректор О. Тнгор

Заказ 6814/25 Тираж 494 Подписное

ВНИИ ПИ 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