Способ получения ионообменных сорбентов
Щте
- цЬя б и .уп:. от y...г
275374
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Республик
Зависимое от авт. свидетельства №
Заявлено 27.1.1969 (№ 1299964/23-5) Кл. 39b, 18
39Ь, 19 с присоединением заявки №
МПК С 0811 1/00
С 0811
УДК 661.183.123(088.8) Приоритет
Опубликовано ОЗ.V 1l.1970. Бюллетень ¹ 22
Дата опубликования описания 28.Х,1970
Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров
СССР
Авторы изобретения
С. В. Рогожин, И. А. Ямсков, В. А. Даванков, В. И. Мисюрев и Н. В. Батенина
Институт элементоорганических соединений АН СССР
Заявитель
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ИОНООБМЕННЫХ СОРБЕНТОВ
Известен способ получения ионообменных сорбентов на основе белков, заключающийся в том, что белки с добавкой анилина обрабатывают формальдегидом. Однако полученные иониты гидролитически не стойки.
Предлагается способ получения белковых ионообменных сорбентов, заключающийся в том, что гранулированные белки обрабатывают раствором щелочноземельного металла и затем раствором сшивающего дифункционального реагента в органическом растворителе или в воде.
Полученные сорбенты могут найти применение в качестве гельсорбентов для разделения соединений в биохимии, органической химии, медицине и химии высокомолекулярных соединений.
Исходным продуктом для получения сорбентов являются гранулированные белковые гели, приготовленные формованием из растворов белков. Образование гранул происходит при круговом движении фильеры, выполненной в форме иглы с отверстием по оси, причем конец иглы во время движения фильеры находится в жидкости. При линейной скорости движения фильеры 0,5 — 1,и/сек и концентрации структурирующего агента (желатины) 5% диаметр образующихся гранул составляет 0,1 — 0,5 мм.
Для фиксации структуры геля и одновременной активации карбоксильных и аминных групп белка гранулы обрабатывают растворами солей кальция или бария. Затем гранулы переносят в органический растворитель (диметилформамид, диоксан, диметилсульфоксид и др.) и обрабатывают бифункциональными сшивающими агентами.
В зависимости от природы этого реагента
10 сохраняется или изменяется соотношение карбоксильных и аминных групп исходного бел. ка.
При обработке белков диэпоксидами (например, диэпоксибутаном), дигалоидными ал15 канами (например, 1,4-дибромбутаном) или соединениями со смешанными функциями (например, эпихлоргидином) сшивка идет главным образом по свободным аминным группам без уменьшения их основности. В результате
20 образуются гели со свойствами амфотерного ионообменника, аналогичными свойствам исходного белка. Соединения с двумя эпоксигруппами (диэпоксибутан), растворимые в воде, позволяют проводить реакцию сшивания
25 геля непосредственно в водной среде.
При использовании в качестве сшивающих агентов дигалоидангидридов ароматических или али фатических дикарбоновых кислот аминные группы белка превращаются в амидные.
30 В случае избытка дигалоидангидрида часть
275374
Составитель Г. Русских
Редактор Л. К. Ушакова Корректоры: Л. А. Царькова н Л. Б. Бадылама
Заказ 3019/7 Тираж 480 Подписное
ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР
Москва, %-35, Раушская наб„д. 4j5
Типография, пр. Сапунова, 2
3 его реагирует с аминогруппой белка только одной своей карбоксильной группой.- Вторая. группа после обработки гранул, водой гидролизуется, увеличивая число карбоксййьных групп сорбента. В результате этого получаются катионообменные гелевые сорбенты.
Применение в качестве сшивающих агентов ароматических или алифатических диизоцианатов приводит: к тому, что в реакции образования сшитой трехмерной структуры участвуют как карбоксильные группы с выделением
СОв и образованием амидных связей, так и аминогруппы с образованием мочевинных группировок. Избыточные изоцианатные группировки после взаимодействия с водой дают 15 аминогруппы, увеличивая основность сорбента. В результате получаются амионообменные гели.
Изменение природы исходных белков, способа их предварительной обработки, количе- 20 ства сшивающего агента, а также условий проведения реакции позволяет получать на основе белков гелеобразные сорбенты с большим спектром свойств, отличающиеся по набухаемости и ионообменной емкости. 25
Полученные предлагаемым способом сорбенты устойчивы в слабокислых и слабощелочных растворах в течение длительного времени. Гели пригодны как для ионного обмена, так и для гель-хроматографии. 30
Проведено разделение с. их помощью кис-.. лых, нейтральных и основных аминокислот, а также четкое разделение аминокислот и белков.
Пр имер 1. Водный раствор 15 г казеина 35 и 5 г желатина в 100 мд 0,1 н. раствора NaOH формуют в вазелиновом масле в виде гранул диаметром 0,2 — 0,4 лгм. Гранулы обрабатывают при перемешивании 2 час в 0,5 М растворе ацетата кальция и промывают зодой.
Воду из гранул удаляют промыванием на фильтре при 5 С четырьмя объемами диметилформамида. Обработанные таким образом гранулы переносят в охлаждаемую до 5 С колбу, заливают 20 мл диметилформамида и постепенно добавляют при перемешивании раствор 2,4 г смеси изомеров толуилендиизоцианатов в 7 лги диметилформамида. Смесь перемешивают при комнатной температуре
2 час. После отмывки гранул водой:и 0,1 н.
НС1 получают анионит с обменной емкостью
0,8 лгг экв/г и,набухаемостью в воде 250%.
Пр им ер 2. К 5 г белковых гранул, полученных аналогично примеру 1, в 40 лгл диметилформамида медленно добавляют раствор 0,3гдихлорангидрида изофталевой кислоты в 5 мл диметилформамида. Смесь перемешивают 10 час при комнатной температуре.
После промывки гранул водой и 0,1 н. НС1 получают катионит с обменной емкостью
1,5 лгг экв/г и набухаемостью в воде 420%.
Пример 3. 1 г белковых гранул, полученных аналогично примеру 1, обрабатывают раствором 0,1 г диэпоксибутана в диметилфор мамиде при комнатной температуре 20 час.
После промывки водой и 0,1 н. НС1 получают амфотерный ионообменный гель с набухаемостью в воде 350%.
Предмет изобретения
Способ получения ионообменных сорбентов на основе белков, отличающийся тем, что, с целью получения гидролитически стойких гелевых ионообменных сорбентов, гранулированные белки обрабатывают раствором щелочноземельного металла и затем раствором сшивающего дифункционального реагента в органическом растворителе или в воде.
