Способ получения селективного сорбента для твердофазной экстракции

Авторы патента:

B01J20/30 - способы получения, регенерации или реактивации

B01J20/26 - синтетические высокомолекулярные соединения

B01J20/24 - высокомолекулярные соединения естественного происхождения, например гуминовые кислоты или их производные

B01D15/26 - Способы разделения, включающие обработку жидкостей адсорбентами (ионообменные процессы вообще B01J; для исследуемых материалов G01N 30/00)

Изобретение относится к способам получения селективных сорбентов для твердофазной экстракции и может быть использовано для разработки приборов и/или методов контроля качества лекарственных средств и других объектов аналитического контроля, где используются хроматографические, оптические и другие методы анализа. Способ получения селективного сорбента для твердофазной экстракции включает стадии получения реакционной смеси с дальнейшей полимеризацией при перемешивании, где для получения сорбента используют комбинацию мономера - этилцианакрилата 1,8 г, гипромеллозы 0,1 г и темплата 0,1 г. Перед полимеризацией гипромеллозу коагулируют в присутствии темплата при температуре 100°С в воде, анионную полимеризацию мономера - этилцианакрилата - проводят в присутствии полученного коагулята в 0,001 М растворе хлористоводородной кислоты при перемешивании. Полученный сорбент измельчают, промывают 96,6% этанолом и сушат при комнатной температуре до постоянной массы. Технический результат - повышенная селективность полученного сорбента в связи с использованием комбинации этилцианакрилата, гипромеллозы, темплата в условиях полимеризации. 1 ил., 2 табл., 3 пр.

Изобретение относится к способам получения селективных сорбентов для твердофазной экстракции аналитов из многокомпонентных смесей. Изобретение может быть использовано для разработки приборов и/или методов контроля качества лекарственных средств и других объектов аналитического контроля, где используются хроматографические, оптические и другие методы анализа.

Одним из основных методов выделения, очистки и концентрирования определяемых веществ является твердофазная экстракция. Для данного метода характерны более широкие возможности варьирования природы и силы взаимодействий образца с сорбентом и элюентом, чем для жидкость-жидкостной экстракции и, вследствие чего осуществляется более селективное и количественное выделение или более тонкая очистка компонентов смеси. За счет специфических взаимодействий можно селективно концентрировать и извлекать каждое из определяемых соединений или отделять их от мешающих компонентов.

Известен способ получения низкомолекулярного полиметилметакрилата путем радикальной полимеризации метилметакрилата в массе в присутствии инициирующей системы и гидрохинона, в качестве инициирующей системы используют систему, содержащую трибутилбор и дициклогексилпероксидикарбонат при их мольном соотношении от 2:1 до 10:1, используемую в количестве 1,4÷3,6% от массы мономера, гидрохинон используют в количестве 0,5÷3,0% от массы мономера и в полимеризующуюся смесь вводят регулирующую систему, в качестве которой используют смесь трибутилбора с 0,27÷0,94% от массы мономера ненасыщенного карбонильного соединения при молярном соотношении ненасыщенного карбонильного соединения и трибутилбора от 0,6:1 до 1,2:1 [2]. Недостатком этого полимера является химическая нестойкость при контакте с жидкими средами за счет вымывания в раствор ненасыщенных карбонильных соединений.

Описан способ получения полиметилметакрилата методом радикальной полимеризации метилметакрилата в массе в присутствии инициатора - пероксида бензоила или азодиизобутиронитрила и модифицирующей добавки, в качестве второго компонента инициирующей системы используют макробициклические трис-1,2-диоксиматы железа(II) [5]. Оптимальная температура полимеризации равна 60°С, мольное соотношение компонентов системы инициатор: металлокомплексная добавка составляет 1:1. Недостатком этого способа является невозможность получения однородной структуры полимера, его рыхлость.

Наиболее близким решением является способ получения полиметилметакрилата для твердофазной экстракции [1]. Способ включает в себя получение полиметилметакрилата методом радикальной полимеризации в массе метилметакрилата в присутствии инициирующей системы, состоящей из пероксида бензоила, и метакрилата кальция, в качестве пластификатора используют полиэтиленгликоль (ПЭГ-400), полимеризацию проводят при 60-90°С. Основным недостатком предложенного способа получения является низкая селективность полученного сорбента.

Целью настоящего изобретения является получение селективного сорбента для твердофазной экстракции. Цель достигается тем, что для получения сорбента используют комбинацию мономера - этилцианакрилата 1,8 г, гипромеллозы 0,1 г и темплата 0,1 г; перед полимеризацией гипромеллозу коагулируют в присутствии темплата при температуре 100°С в воде; анионную полимеризацию мономера - этилцианакрилата проводят в присутствии полученного коагулята в 0,001 М растворе хлористоводородной кислоты; полученный сорбент измельчают, промывают 96,6% этанолом и сушат при комнатной температуре до постоянной массы.

Преимуществом настоящего предложения является повышенная селективность полученного сорбента в связи с использованием комбинации этилцианакрилата, гипромеллозы, темплата и подобранных условий полимеризации. Это преимущество достигается тем, что в ходе коагуляции гипромеллозы за счет наличия как гидрофильного (свободные гидроксильные группы), так и гидрофобного (метоксильные и гидроксипропильные группы) компонентов формируются селективные микропоры к темплату, а в процессе полимеризации этилцианакрилат формирует матрицу, обеспечивая удержание гипромеллозы в макропорах полученного сорбента.

Способ реализуется следующим образом. Для получения сорбента используют комбинацию мономера - этилцианакрилата 1,8 г, гипромеллозы 0,1 г и темплата 0,1 г; перед полимеризацией гипромеллозу коагулируют в присутствии темплата при температуре 100°С в воде; анионную полимеризацию мономера - этилцианакрилата проводят в присутствии полученного коагулята в 0,001 М растворе хлористоводородной кислоты при перемешивании; полученный сорбент измельчают, промывают 96,6% этанолом и сушат при комнатной температуре до постоянной массы.

Заявляемый способ иллюстрируется следующим примером. В данном примере в качестве темплата используют салициловую кислоту. 0,5 г салициловой кислоты (квалификация х.ч.) и 0,5 г гипромеллозы (ФС.2.1.0085.18 «Гипромеллоза», тип замещения - 2208), растворяют в 50 мл этанола при нагревании, переносят в мерную колбу вместимостью 50 мл и доводят 96,6% этанолом до метки. Таким образом получают раствор, содержащий в 10 мл 0,1 г салициловой кислоты и 0,1 г гипромеллозы. К 10 мл полученного раствора прибавляют 40 мл воды очищенной и нагревают на водяной бане при температуре 100°С до завершения коагуляции. Свежеосажденный коагулят переносят в колбу вместимостью 50 мл, прибавляют 20 мл воды очищенной, 0,1 мл 0,001 М раствор хлористоводородной кислоты и перемешивают в течение 15 мин. К полученной смеси прибавляют 1,8 г этилцианакрилата (99%, Haihang Industry Co., Китай) и перемешивают в течение 10 минут. Полученный сорбент измельчают, промывают этанолом и сушат при комнатной температуре до постоянной массы.

Далее проводили структурные исследования полученного сорбента методом ИК-спектрометрии с Фурье-преобразованием на спектрометре Agilent Technologies Cary 630 FTIR в соответствии с методикой ОФС.1.2.1.1.0002.15 «Спектрометрия в инфракрасной области» для твердых веществ. Идентификацию компонентов проводили с использованием эталонных спектров [4]. Спектр поглощения представлен на рисунке 1. Наличие выраженных пиков при 624, 768, 1044, 1054 см^-1 свидетельствует о наличии полиэтилцианакрилатной матрицы в образце полученного сорбента. Кроме того, ИК - спектры образцов, полученных по методике, представленной выше, позволяют выявить вклад гипромеллозы в спектр поглощения, в частности, наличие выраженного пика при 946 см^-1. Наличие гипромеллозы в полученном сорбенте также подтверждается качественной реакцией с раствором нингидрина в присутствии концентрированной серной кислоты [3].

Далее проводили серию экспериментов по оценке емкости и селективности полученного сорбента. Метод анализа - спектрофотомерия в УФ области спектра. Расчет содержания салициловой кислоты в элюенте проводился по удельному показателю светопоглощения при λmax=287 нм.

Оценку емкости сорбента проводили в динамическом режиме.

0,01 г салициловой кислоты помещают в мерную колбу вместимостью 500 мл растворяют в 200 мл воды очищенной и доводят объем раствора водой до метки. 1,0 г полученного сорбента (точная навеска) помещают в колонку диаметром 7 мм и высотой 200 мм. К 1 мл полученного раствора прибавляют 9 мл воды очищенной, перемешивают и элюируют 50 мл воды очищенной. Далее колонку промывают 10 мл 0,1 М раствором гидроксида натрия, полученный раствор собирают и регистрируют оптическую плотность при длине волны 287 нм.

По результатам пяти исследований средняя емкость сорбента составила 22,2 мкг салициловой кислоты на 1 г сорбента. Результаты статистической обработки полученных данных представлены в таблице 1.

Оценка селективности сорбента. Оценку селективности сорбента проводили при помощи модельных смесей, состоящих из близких по химической структуре веществ к аналиту. Составы модельных смесей представлены в таблице 2.

1 мл исследуемого раствора пропускают через колонку с предварительно подготовленным сорбентом и элюируют 50 мл воды. Элюент отбрасывают. Далее колонку промывают 10 мл ОД М раствора гидроксида натрия, полученный раствор собирают и спектрофотометрируют при λmax=287 нм в кювете с толщиной оптического слоя 1 см.. Результаты эксперимента представлены в таблице 2. С целью идентификации салициловой кислоты дополнительно регистрировали спектр поглощения полученного раствора в диапазоне длин волн 200 - 400 нм. Было выявлено наличие двух максимумов поглощения при 230 и 287 нм и минимума при 260 нм, что соответствует стандартному спектру поглощения салициловой кислоты в 0,1 М растворе гидроксида натрия.

Полученные данные свидетельствуют о высоком уровне селективности и степени извлечения полученного сорбента к целевому аналиту в водной среде в присутствии родственных соединений.

Результатом является получения селективного сорбента для твердофазной экстракции.

Способ может быть использован для подготовки проб многокомпонентных смесей к идентификации и/или количественному определению анализируемых веществ различными физико-химическими методами анализа.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ:

1. Гавриленко Михаил Алексеевич, Гавриленко Наталия Айратовна, Способ получения полиметилметакрилата для твердофазной экстракции. Патент РФ №2638929 С, 19.12.2017 г, Бюл. 2017. №35.

2. Гавриленко Михаил Алексеевич, Гавриленко Наталия Айратовна. Способ получения полиметилметакрилата для твердофазной экстракции. Патент РФ №2140931, 10.11.1999 г.

3. Государственная Фармакопея Российской Федерации. XIV издание / МЗ РФ. - М., 2018. - Т. 1, 2, 3, 4. URL: http://www.femb.ru (дата обращения 27.03.2020 г.).

4. Купцов А.Х., Жижин Г.Н. Фурье-КР и Фурье-ИК спектры полимеров - Москва: ООО «Техносфера», 2013. - 696 с.

5. Монаков Юрий Борисович, Исламова Регина Маратовна, Садыкова Гузель Рифатовна, Волошин Ян Зигфридович, Макаров Илья Станиславович, Бубнов Юрий Николаевич. Способ получения полиметилметакрилата. Патент РФ №2394045, опубл. 10.07.2010 г., Бюл. 2010. №19.

Способ получения селективного сорбента для твердофазной экстракции, включающий получение реакционной смеси с дальнейшей полимеризацией при перемешивании, отличающийся тем, что для получения сорбента используют комбинацию мономера - этилцианакрилата 1,8 г, гипромеллозы 0,1 г и темплата 0,1 г, перед полимеризацией гипромеллозу коагулируют в присутствии темплата при температуре 100°С в воде, анионную полимеризацию мономера - этилцианакрилата - проводят в присутствии полученного коагулята в 0,001 М растворе хлористоводородной кислоты при перемешивании, полученный сорбент измельчают, промывают 96,6% этанолом и сушат при комнатной температуре до постоянной массы.

Изобретение относится к области биотехнологии. Предложен способ получения магнитных сорбентов для концентрирования патогенов с последующей постановкой масс-спектрометрии.

Водостойкие гранулы для удаления загрязняющих веществ // 2762097

Изобретение относится к водостойким гранулам для удаления загрязняющих веществ. Способ формирования водостойких гранул включает загрузку порошка в вальцовый пресс при воздействии первой уплотняющей силы с получением формованного изделия, пропускание формованного изделия через размалывающее устройство с формированием гранул, сформированные гранулы являются водостойкими, так, что примерно 30% или меньшее количество гранул распадаются при проведении испытания на распадаемость в неподвижной воде или в воде при перемешивании.

Поглотитель диоксида углерода, способ его приготовления и способ очистки газовых смесей // 2760325

Группа изобретений относится к поглотителю для удаления диоксида углерода из газовых смесей, способу его приготовления, а также к способу очистки газовых смесей от диоксида углерода. Предложен поглотитель диоксида углерода, содержащий карбонат калия, нанесенный на пористую матрицу из аэрогеля диоксида циркония в количестве 71-91 мас.%, остальное-карбонат калия.

Способ получения модифицированного активного угля // 2760272

Изобретение относится к области адсорбционной техники для получения модифицированных активных углей. Способ получения модифицированного активного угля включает промывание промышленного активного угля (АУ) дистиллированной водой, обработку 5%-ным раствором глицина при отношении массы угля (г) к объему раствора (см3) - 1:100 в течение 24 часов, а затем дальнейший прогрев при температуре 200°С в атмосфере воздуха в течение 1 часа.

Способ получения модифицированного сорбента для извлечения ионов тяжелых металлов из водных растворов // 2760265

Изобретение относится к cпособу получения модифицированного сорбента для извлечения ионов Cu(II), Ni(II) и Zn(II) из водных растворов, заключающемуся в получении раствора хитозана в 1% уксусной кислоте, интенсивном перемешивании, постепенном добавлении эпихлоргидрина в качестве сшивающего агента и перемешивании, последующем капельном введении приготовленной смеси в водный щелочной раствор, выдерживании в нем образовавшихся гранул и тщательной промывке дистиллированной водой до нейтрального рН, причем гомогенизацию геля хитозана проводят путем обработки ультразвуком в течение 20-40 мин, капельное введение приготовленного геля сшитого хитозана осуществляют в водный раствор гидроксида натрия с концентрацией 1 М, в котором образовавшиеся гранулы выдерживают в течение 20-50 мин с последующей промывкой дистиллированной водой, а модифицирование гранул хитозана проводят в водном растворе, содержащем 2-этилимидазол и хлорид никеля в молярном соотношении 2-этилимидазол / Ni2+, равном 2:1-8:1.

Способ получения многофункционального биополимерного сорбента // 2759395

Изобретение относится к области экологии, сельскому хозяйству, в частности к способам получения гуматосодержащего препарата, и может быть использовано при производстве препаратов, восстанавливающих плодородие почв, а также при производстве препаратов для извлечения и детоксикации тяжелых металлов, радионуклидов, разложения углеводородов нефти в сточных водах, производственных илах, в грунтах.

Способ получения гранулированного неорганического сорбента // 2756163

Изобретение относится к химической технологии, а именно к способу получения гранулированного неорганического сорбента, состоящего из твердого раствора оксидов титана и циркония, предназначенного для работы в высокотемпературных и агрессивных средах. Описан способ получения гранулированного неорганического сорбента, состоящего из твердого раствора оксидов титана и циркония, заключающийся в смешивании исходных компонентов, диспергировании полученной смеси в гелирующую среду, промывке образовавшихся частиц, сушке и прокаливании, отличающийся тем, что в качестве исходных компонентов используют гексахлортитановую кислоту и оксихлорид циркония в мольном соотношении Ti/Zr (0,5-0,99)/(0,01-0,5) с добавлением водного раствора поливинилового спирта до получения концентрации его в конечной смеси 50-200 г/л, перед диспергированием полученный раствор выдерживают при комнатной температуре в течение 1-7 дней, сушку гелевых частиц проводят на воздухе в течение 1-24 часов при температуре 25-80°C, а прокаливание проводят на воздухе при температуре 300-450°C.

Способ получения регенерируемого поглотителя диоксида углерода на основе гидроксида циркония // 2755541

Изобретение относится к способу получения регенерируемого поглотителя диоксида углерода на основе гидроксида циркония и может быть использовано в технологии получения регенерируемых поглотителей диоксида углерода для систем концентрирования диоксида углерода, для очистки от диоксида углерода атмосферы герметичных объектов, там где необходимо получение очищенных свободных от диоксида углерода газов.

Способ получения молекулярно-импринтированного полимера // 2753850

Изобретение относится к области аналитической химии и молекулярной биологии и может быть использовано для получения полимера, содержащего отпечатки (импринтинг) молекул, с последующим его применением для анализа и разделения молекулярного материала. Способ получения молекулярно-импринтированного полимера на основе полианилина на подложке заключается в очистке подложки и проведении её модификации путём окислительной полимеризации анилина либо его производных в присутствии окислителя до образования на подложке электропроводной пленки полианилина, удалении остатков окислителя и анилина либо его производных, проведении дальнейшего синтеза в смеси, состоящей из анилина, либо его производных и окислителя в кислой среде.

Среда на основе железа // 2752401

Изобретение относится к средам на основе железа (ZVI), предназначенным для удаления одного или множества загрязнителей из почвы, воды или сточных вод. Фильтровальная среда для уменьшения содержания загрязнителей в текучих средах включает промытый в HCl порошок на основе железа, при этом удельная площадь поверхности по ВЕТ промытого кислотой порошка на основе железа составляет 1,2-10 м2/г, промытый кислотой порошок характеризуется содержанием Fe, по меньшей мере, 90 мас.%, характеризуется величиной pH-специфического окислительно-восстановительного потенциала (PSE) менее -0,03 в равновесных условиях (спустя 48 ч), причем PSE определяется как результат деления окислительно-восстановительного потенциала (Eh) на рН, Eh/pH, измеренных в общем объеме, состоящем из 50 мл бескислородной воды и 1 г упомянутого порошка на основе железа, при этом средний размер частиц D50 промытого кислотой порошка на основе железа составляет от 20 до 10000 мкм.

Композиция для полимерного сорбента // 2754806

Изобретение относится к технологиям защиты окружающей среды, в частности к полимерным композициям для получения сорбентов. Композиция для полимерного сорбента содержит карбамидоформальдегидную смолу, пенообразователь – алкилбензолсульфокислоту, отвердитель - ортофосфорную кислоту (73%-ная), уголь БХПО (продукт биохимической переработки некондиционной крошки природных углей) и воду.