Сшитые сополимеры хитозана

 

Союз Советски к

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕ Н ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<» 729197 (61 ) 3,ополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 05.07.77 (2I ) 2502642/23-05 (51)М. Кл.

С 08.В 37/08 с присоединением заявки ¹

Гооудвротввииый комитет (23) П риоритет

IID делам иэобретеиий и открытий

Опубликовано 25,04.80. Бюллетень № 15

jl,àòà опубликования.описания 28.04,80 (53) УД К 547.458.. 5 (088.8) Л. А, Беркович, М, П. Цюрупа, В. А. Йаванков, С. В. Рогожин, А, И. Гамзазаде и 10. А. Йавидович (72) Авторы изобретения (7I) Заявитель Ордена Ленина институт элементоорганических соединений АН СССР (54) СШИТЫЕ СОПОЛИМЕРЫ ХИТОЗАНА

P1), аналированного малеиновым ангидридом, и винильных мономеров обшей формулы:

Изобретение атносится к получению . сшитых полимеров, Известны сшитые полимеры хнтозана снфщ где R

C0NH - амидная группа

-й — пирролипонил, 0 н ин ! с=о

L сн — си — сн — сн- сн — сн2 г г

1 I I c-o

К соон а - сн сн>-сн-сн — снг — сн" т

9 соон н

Для повышения активности носителей для иммобилизации ферментов, а также расширения ассортимента полимерных но15 сителей полимеры получают радикальной

Сшитые полимеры указанной обшей фор- . сополимеризацией акриламида и винилпирмулы могут быть использованы в качест- ролидона с малеильным производным кито ве носителей для иммобилизации фермен- зана, содержащим кратные связи. Это

20 тов. производное получают путем ацилирования

Известный полимерный носитель фер- хитозана, выделенного из панцирей криля. ментов блоиль Р-300 обладает недоста- Ацилирование проводят в формамиде при точно высокой активностью, температуре от 20 до 60@С.

729197

Степень ацилирования получаюшегося производного может меняться в пределах от 5 до 100%.

Реакцию сополимеризации проводят в водном растворе или в среде органического растворителя (формамид, М,N диметилформамид), а также в водноорганических смесях. Для лучшего протекания процесса сополимеризацию проводят в атмосфере инертного газа. Весовое соотноше- 10 ние компонентов реакции (винильного мономера и ацилированного хитозана) может меняться в пределах от 1: 10 до . 100: 1, а их концентрация в растворе от 3 до 20 вес.%. Процесс сополимери- 15 зации проводят в зависимости от типа применяемого инициатора при температуре от 20 до 100 С.

Образуюшийся в процессе сополимеризации продукт представляет собой набух- 20 ший прозрачный гель, который дробят на кусочки желаемой величины, промывают и высушивают.

Для получения конечного продукта в форме сферических гранул исходных раствор реагентов диспергируют в несмешива-. юшейся с используемым растворителем жидкости, например в силиконовой жид-кости.

Сополимеры ацилированного хитозана и винильных мономеров указанной обшей формулы хорошо набухают в воде и могут быть использованы для иммобилизации ферментов.

Полимерный носитель, содержаший талип- син, иммобилизованный на сополимере ацилированного хитозана и акриламида, имеет активность, составляющую 83% от активности нативного фермента при содержании

40 фермента 2 мг на грамм носителя, что превышает процент сохранения активности

TpHIIcBBB иммобилизованного в обычном акриламидном теле методом включения.

Если в качестве винильного мономера используют N -винилпирролиды, сохране45 ние активности препарата иммобилизованного трипсина на таком носителе достигает 76% при содержании фермента 2,5 мг на грамм носителя, Для сравнения трипсин иммобилизуется в тех же условиях

50 на поливинилпирролидоне, сохранение активности препарата при этом составляет

24%

Таким образом, вышесказанное свиде55 тельствует о перспективности использования синтезированных полимеров в качестве носителей для иммобилизации фер ментов.

Ниже приводятся примеры получения сополимеров на основе малеилированного хитозана и винильных мономеров.

Пример 1, Смесь 1,78 r(0,01 м) хитозана, 1,96 r (О;02 м) малеинового ангидрида и 100 мл формамида перемешивают при 20 С в течение 5 ч. Полу0 ченный раствор выливают в 500 мл воды.

Вьшавший полимер отделяют центрифугированием и промывают водой до нейтральной реакции. Степень ацилирования полученного продукта составляет 100%

Рассчитано,% Найдено, %

С 43,40 43,34

Н 5,11 5,18

М 5,07 5,13

К водной суспензии полученного ацилированного хитозана добавляют 0,4 г (0Ä01 м) N аОН и воды до общего веса смеси 39 г. К полученному раствору добавляют 0,71 г (0,01 м) акриламида и

0,01 r (NH )< 8<0<. После растворения всех компонентов смесь нагревают в тео чение 3 .ч при 60 С в атмосфере азота.

Полученный гель дробят и промывают водой, высушивают. Объемная набухаемость полимера в воде равна 12.

Полученный сополимер используют для иммобилизации трипсина. 0,3 г хлористого цианнура растворяют в 10 мл диоксана, добавляют 0,1 r сухого сополимера, 5 мл воды, перемешивают 5 мин при комнатной температуре, затем промывают смесью диоксан-вода 1:1 (100 мл), диоксаном> высушивают, 0,1 г полученного активированного носителя и 0,001 r ферментного препарата трипсина пепемешивают в 5 мл фосфатного буфера рН 9,18 в течение 2 ч при 23 С. Сохранение активности у полученного препарата составляет

83% при содержании фермента 2 мг/г носителя.

Пример 2. К раствору 2,75 r хитозана, ацилированного малеиновым ангидридом (см. пример 1) в 30 мл воды, содержашей 0,4 г М аОН, добавляют

0,276 r N-винилпирролидона, 0,03 г аскорбиновой кислоты, 0,008 r Fe$04 и

0,03 г 30%-ного раствора Н О . Раствор тщательно перемешивают, обезгаживают и оставляют стоять при 20 С в течен-.е

О

4 ч. Полученный гель дробят, промывают водой и высушивают. Объемная набухаемость полимера в воде равна 8. Сополимер активируют хлористым цианнуром и иммобилизуют трипсин (как описано в примере 1). Сохранение активности у полученного препарате составляет 76% при содержании фермента 2,5 мг/г носителя.

Пример 3. 0,276 г хитозанв, ацилированкого мапеиновым акгидридом (см. пример 1), растворяют в 30 мл воды, содержащей 0,04 г М аОН. Затем добавляют 30 r вкрилемида 0,1 г (NH ) Я 08 и 970 мл Н О. Полученный раствор диспергируют в 2,5 л силиконовой жидкости. Полимеризацию ведут при непрерывном перемешивании в течение

6 ч при 60 С. Полученный в форме сфе0 рических гранул полимер отфильтровывают, тщательно промывают бензолом, диоксаном, водой, циоксенвми и высушивают. Объемная набухаемость полимера в. воде равна 13.

П р им ер 4. Смесь 1,78 г (0,01 м) хитозана, 1,96 г (0,02 м) мелеинового ангидрида и 100 мл формемида " перемешивают при 60ОС в течение 30 мин.

Полученный раствор выпчвают в 500 мл воды. Выпавший полимер отделяют центрифугированием и промывают водой до нейтральной реакции. Степень ацилировв25 ния полученного продукта составляет

100%.

Найдено,. % Вычислено,%

С 46,42 46,55

Н 6,16 6,08

И 6,13 6,03

К раствору 0,28 г полученного молеилированного хитоэане в 13,9 r формвмида добавляют 3,19 r вкрилвмидв, 0,01 г динитрила азоиэомвсляной кислотьь Полученный раствор выдерживают при 80 С в течение 4 ч и при 100 С в течение 2 ч. о

Образовавшийся гель дробят, промывают водой и высушивают, Объемная небухае40 мость полимера в воде равна 7.

Пример 5. 1,78 г (0,01 м) хитозана, 0,196 r (0,002) малеинового екгидрида и 80 мл формемиде перемешивают при 20 С в течение 5 ч. Полимер осеж0

45 дают в 400 мп воды, отделяют центрифугированием, промывают водой и высушивают. Степень ацилировекия полученного продукта 5%, Найдено, % r àññ÷èòàíî, %

С 40,56 40,68

Н 6,73 6.66

Й 7,62 7,65

К раствору 1,8 г полученного продукта в 30 мл смеси — диметипформемид55 вода (3:1) добавляют 0,9 г виниппирролидона, 0,05 г дикитрипа аэоиэомасляной кислоты. Полученный раствор выдержива,ют при 80 С в течение 4 ч. Обреэовввшийся гель дробят, промывают водой и высушивают. Объемная небухаемость полимера в воде равна 12, Прим ерб. Смесь 1,78 r (0,01 м, хитозана, 0,55 г (0,0055 м) малеинового ангидрида и 100 мп формвмида перемешивеют при 20 С в течение 5ч, 0

Полученкь.й раствор выливают в 500 мп воды. Выпавший полимер отделяют цент рифугировакием и промывают ьодой до нейтральной реакции. Степекь ацилирования полученного продукта сос авляет 50%.

Рассчитано, % Найдено, %

С 42,25 42,43

Н 5,72 5,90

И 6,16 6,21

К водной суспензия полученного вцилированного хитозана добавляют 0,2 г (0,005 м} КеОН и воды до общего веса 25 r. К полученному раствору добавляют 0,71 г (0,01 м) акриламида и

0,01 г (NHg} 5 О .

После растворения всех компонентов смесь нагревают 3 ч при 60 С в атмосфере езоте. Полученный гель дробят, промывают водой и высушивают, Объемная нвбухаемость полимера в воде равна 13,5.

Пример 7. Смесь 1,78 г(0,01 м) хитоэана, 0,22 r (0,0022 м) мапеино- вого ангидриде и 100 мл формвмида пере- - мешивают при 200С в течение 6 ч. Полученный раствор выливают в 500 мл воды. Выпавший полимер отделяют центрифугировекием и промывают водой до нейтральной реакции. Степекь ацилирования полученного продукта составляет 20%.

Рассчитано, % Найдено, %

С 41,25 41,41

H 6,27 6,32

Й 7,08 6,91

К водной суспенэии полученного вципировеккого хктозеча добавляют 0,1 r (D,0025 м) И вОН и воды до общего веса 30 г. К полученному раствору добавляют 0,3 г М -винилпирропидокв и 0,01г (ИН ) с „О . После растворения смесь о нагревают в течение 4 ч при 60 С в атмосфере азота. Полученный гель дробят, промывают водой и высушивают. Объемная кабухвемость в воде равна 14.

Предложенные соединения могут быть легко получены и технологических условиях благодаря простоте синтезе сополимеров. Исходные реагенты — мвпеиковый ангидрид, акрипемид, Q -википпирропидон и хитозан (который является продуктом переработки хитине, остающегося кек от729197

СН ОН

Н МН

С=О О

Н

СН -СН -СН-СН-СН вЂ” СН12 г 1 1

R СООН К вЂ” СН вЂ” СН вЂ” СИ вЂ” СН вЂ” СН вЂ” СН1 1

A СООН R где R — CONHg, -М

СоставительТ. Мартинская

Редактор Т. Шагова Техред. М. Петко Корректор М, Демчик

Заказ 1908/23 Тираж 549 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная. 4 ход при выделении белка из криля) дешевы и доступны.

Синтезированные сополимеры имеют большое значение при использовании в на. родном хозяйстве, особенно в пишевой и фармацевтической промышленности. Потребность в эффективных носителях для имСНрОЙ

О в качестве полимерных носителей для иммобилизации ферментов.

8 мобилизации ферментов и хроматографии постоянно растет.

Формула изобретения

Сшитые сополимеры хитозана, ацилированного малеиновым ангидридом, и виниловых мономеров обшей формулы

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1ЯюсЬето Biophvs Ас1a . 1972, р, 268, 253 (прототип).