Способ получения органоминерального анионита

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ . РЕСПУБЛИК

Ogl (И) 1 Al

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPbITPf4

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

csg 4 В 01 J 20/10 20/32 (21) 4120016/23-05 . (22) 29.09 ° 86 (46) 30 ° 05.88. Бюл. В 20 (71) Научно-производственное объеди некие "Фермент" н Вильнюсский госу дарственный университет им. В.Капсу каса (72) В.А.Кадушевичвс» А.В.Снмутене, З.А.Иаченис и И.-Г.И,Песлякас (53) 661 ° 183»123.3(088»8) (56) Патент США У 4245005, кл. В О1 D 15/08, онублнк. 1980.

Авторское свидетельство СССР

В 1153976» кл. В 01 J 30/48, 1985. (5.4) СПОСОВ ПОЛУЧЕНИЯ ОРГАНОИИНЕРАЛЬ

НОГО АНИОНИТА (57) Изобретение относится к области химии полимеров и биотехнологии и . позволяет по упрощенной технологии получать органомннеральные аниониты с малой неспеци4жческой сорбцией белков путем обработки макропористого кремнезема поли-1,3-бис-(диметнл амико)-изонропилметакрилата с мол.м, 7000-78000 в зтаноле или толуоле при ,15-25 С в течение 2-3 ч. 6 табл.

1398901

Изобретение относится к химии полимеров и биотехнологии, а именно к способу получения органоминерального анионита для очистки белков, и может

5 быть использовано в ионообменной хроматографии.

Цель изобретения - снижение неспецифической сорбции анионита по отношению к белкам и упрощение процесса получения анионита.

Обработку макропористых кремнеземов проводят аминопроизводными акри .ловых полимеров, содержащих сильноосновные аминогруппы с третичным аэо 15 том. Это приводит к образованию прочного покрытия полимера на неорганичес ком носителе, не требующего дополни, тельных стадий сливки покрытия. Кро, ме того, присутствие в полимерах ами-20, ногрулп с третичным азотом не требует стадии обработки полимерного покрытия йодистым метилом, используемым для повывения основности аминогрупп. 25

Пример l. Получение поли1,3- бис-(диметиламино)-изопропилметакрилата (пБДИИ) в массе.

В стеклянную ампулу заливают 10 r мономера 1,3-бис-(диметиламино)-изо- 30 пропилметакрилата, вводят 0,7 г (7X от массы мономера) инициатора полимеризации динитрила азоизомасляиой кислоты (ДАК). Реакционную смесь продувают в течение 10 мин азотом и ампулу эапаивают. Содержимое выдер- кивают при 75 С в течение 4 ч и после охлаждения до комнатной температуры (20-С) ампулу вскрывают, полимер растворяют в 15 мл ацетона и осаждают в 200 мл дистиллированной воды при 47 С.

Мол.м. полимера 55000 дальтон.

Данные по примерам 2-9 приведены в табл.1.

В табл, 1 показана зависимость молекулярной массы поли-1,3-бис{-диметипамино)-изопропилметакрилата от концентрации инициатора и температуры полимериэации (при полимеризации 50 в массе).

Пример IO. Получение поли1,3 бис-(диметиламино)-иэопропилметакрйлата в растворе.

В стеклянную ампулу вводят 3 г

1, 3-бис-{диметиламино)-изопропилметакрилата, 7 г растворителя {диметилсульфоксида) и 0,5 r {16,77, от массы мономера) инициатора {T!AK). полимеризацию проводят по примеру 1.

Полимер растворяют в 15 нл ацетона и осаждают в 200 мл дистиллированной воды при 47 С,,Мол.м. полимера 70000 дальтон.

Данные по примерам 11-15 приведены в табл.2.

В табл.2 показана зависимость молекулярной массы поли-1,3-бнс-(диметиламино)-изопропилметакрилата от концентрации инициатора и типа растворителя (температура полимериэации

70 С).

Пример 16, Получение анионита.

10 г силохрома С-80 (ТУ 6-09-17

48-82) перемешивают в 40 мл 27-ного раствора поли-1,3-бис-(диметиламино)изопропилметакрилата .в этаноле в течение 2 ч при комнатной температуре (20 С). Продукт отфильтровывают, промывают на фильтре порциями по о

40 мл этанола и высушивают при 100 С.

Концентрацию аминогрупп в анионите определя1от титрованием 0,005 н, НС1. Навеску 0,3 г анионита заливают

10 мл 0,2 M раствора NaC1 и титруют раствором НС1 при 7,0 на автоматическом титраторе в течение 1,5 ч.

Количество титруемых аминогрупп определяют по формуле

И " О 005,iOAO

Ill где N — концентрация титруемых аминогрупп, мкмоль/г сорбента;

V — количество раствора НС1, израсходованного для титрования ° мл1

m — навеска анионита, г;

В данном примере N = 79 мкмоль/г.

Пример 17. Все операции проводят по примеру 16, используя в качестве растворителя метанол. N == 58 мкмоль/г.

Пример 18. Все операции проводят по примеру 16, используя в качестве растворителя толуол. N =

= 75 мкмоль/г.

Пример 19-28. Все операции проводят по примеру 16, используя полимер различной молекулярной массы. Данные приведены в табл.3, В табл.3 показана зависимость титруемых амнногрупп в анионнте от молекулярной массы полимеров.

При полимеризацин н растворе в этаноле полимер также осаждают днстнллироСпособ получения органоминерально го анионита путем обработки макропо".. ристого кремнезема раствором аэотсо держащего полимера при перемешивании и последующих отмывки и высушивания обработанного продукта, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью снижения неспецифической сорбции анионита по отношению к белкам и упрощения способа, в качестве азотсо». держащего полимера используют полк1,3-бнс-(диметиламино)-изопропилметакрилат с мол.м. 7000-78000, а обработку макропористого кремнезема проводят при 15-25 С в течение 2 ч. з 139890 ванной водой, а при полимеризации в ра- створах толуола, ацетофенона, четыреххлористого углерода — диметилформа0идом. 5

°

Пример ы 29-32. Все операции проводят по примеру 16, используя различные концентрации растворов: пБДИИ в этаноле. Данные приведены в табл.4, 10

В табл.4 показана зависимость титруемых аминогрупп в анионите от концентрации растворов полимера.

Аннониты обладают гидролитической стойкостью к щелочным (рН 9,1) и кислым (рН 4,0) значениям рН при промыв- . ке анионита в колонке при соотношении объема анионита и элюента 1:100 при комнатной температуре (табл.5).

В табл.5 показана гидролитическая стабильность анионита в динамических условиях.

Анионообменные свойства анионитов определены в условиях статической 25 сорбции (2 ч, комнатная температура) альбумина человеческой сыворотки (табл.б).

В табл.б показана сорбция-десорбция белков на ионитах, полученных 30 при модифицнровании силохрома С-80 пБДИМ мол.м. 55000 дальтон из раство ,ров различной концентрации полимера

Снижение сорбции цитохрома с при концентрациях полимера в растворе

4-7Х в процессе обработки силикагеля указывает,на то, что только в этих случаях эффективно блокируются силанольные группы носителя и полученный сорбент проявляет себя как эффективный анионообменник, Емкость по альбумину 41-49 мг/г анионита, степень десорбции белка при элюировании ОаС1

100-84Х.

Гидролитическая стойкость анионита, получаемого по предлагаемому спо . собу, и достаточно высокий уровень сорбции альбумина указывают на при" годность анионита для хроматографии белков.

Известный способ получения аниони та предусматривает сушку при 190. С

Ф в вакууме 3 ч; перемешивание носителя в растворе ПЭИ на встряхивателе

3 мин; дегазацию; выдерживаише ри - .

4 комнатной температуре 40 мин; встряхивание в растворе ПЭИ 3 мин; фильтрование и промывку этиловым спиртом; сушку при 90 С в вакууме 2 ч; встряхи" ванне в растворе сшивающего агента

2 мин; дегазацию, выдерживание при комнатной температуре 12 ч; промывку диоксаном, спиртом, ацетонитрилом, спиртом; сушку в вакууме при 90 С

2 ч; перемешивание на встряхивателе в растворе йодистого метила 3 мин;, дегазацию; нагревание при температуре кипения 2 ч; выдерзивание при комнатной температуре 12 ч; промывку ацетонитрилом, спиртом; сушку в вакууме при 90 С 2 ч.

Предлагаемый способ получения анионита включает перемешивание носителя в растворе полимера при комнатной температуре 2 ч; фильтрование,.

О промывку спиртом; сушку при 100 С

2 ч.

Предлагаемый способ получения анионита релизуется путем обработок неорганического носитепя в течение 2 3 ч при одной стадии промывки 4-5 порциями растворителя вместо общей продол» жнтельности обработки носителя в те чение ?6 ч и шести стадий промывок по известному способу.

Таким образом, достигается упрощение процесса за счет сокращения об1ией продолжительности получения анионита в 8 pas и сокращения стадий син теза в 3 раза.

Формула изобретения

1398901

Т а б л и ц а 1

1 О -. 70

312000

90000

3,0

76000

5,0

55000

7,0

44000

1090

78000

3,0

40000

5,0

30000

7,0

Таблица 2 ен и

1 0

24000 - 65400 70000

210000 37600 37000 34000

20000 30000 33000 125000

16400 20000 22000 12500 ,16000 9000 17000 7000

560000

46000

3„0

21000

5 0

7,0

16 7

9500

Т аблица 3

7000

15000

105

16000

1398901

Продолжение табл ° 3

108

22000

25000

24

46000

25

5400.0

26

78000

90000

312000

29

1 0

19,8

27,8

2,0

83,5

4,0

60,4

11190

7,0

130,9 м,г

Исходный

После промывки 0,1 М натрийацетатным буфером, рН 4,0 61

После промывки 0,1 М бу+ фером глицина-БаОН, РН 9,!

Таблица,4

Таблица 5

1 398901

1О

Таблица 6

1, 0

Аль бумин, рН 7,!

47,2

40;7

28,0

29,2

62,5

62,4

63,0

23,!

4,0

Аль бумии, рН 7 ° 1

47,2

41,9

100,0

Цитохром с, рН 8,0

62,5

8,6

72,0

2 ° 4

7,0

Аль бумин, рН 7,1

54,7

49,0

84,0

7,8

Цитохром с, рН 8,0

54,3

tjf 33

88,0

0,8

5,!2

32,28

82,02

11 ° 47

Составитель Л. Чупова

Техред Л.олийнык Корректор В.Гирняк

Редактор M.Ïåòðoâà

Заказ 2618/7

Тирах 519 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета. СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

О (силохром

С-80) Цитохром с, .рН 8,0

Апь бумин р рн 7,!

Цитохром с, рН 8,0

52,11

64,42

34,05

63,81