CS196077B1 - Process for preparing hydrophylic macroporous ionexes - Google Patents

Process for preparing hydrophylic macroporous ionexes Download PDF

Info

Publication number
CS196077B1
CS196077B1 CS853477A CS853477A CS196077B1 CS 196077 B1 CS196077 B1 CS 196077B1 CS 853477 A CS853477 A CS 853477A CS 853477 A CS853477 A CS 853477A CS 196077 B1 CS196077 B1 CS 196077B1
Authority
CS
Czechoslovakia
Prior art keywords
macroporous
hydrophilic
double bonds
ionexes
hydrophylic
Prior art date
Application number
CS853477A
Other languages
Czech (cs)
Inventor
Otakar Mikes
Petr Steop
Jiri Coupek
Original Assignee
Otakar Mikes
Petr Steop
Jiri Coupek
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Otakar Mikes, Petr Steop, Jiri Coupek filed Critical Otakar Mikes
Priority to CS853477A priority Critical patent/CS196077B1/en
Publication of CS196077B1 publication Critical patent/CS196077B1/en

Links

Landscapes

  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)

Description

Vynález se týká způsobu přípravy hydrofilních polymerních gelů, které ve své struktuře obsahují současně kationické i anionické funkční skupiny.The present invention relates to a process for the preparation of hydrophilic polymer gels which contain both cationic and anionic functional groups in their structure.

Ionexové hydrofilní polymerní gely s regulovatelnou porositou, připravené podle čs. AO Č. 171 962, 171 963 a 137 563, obsahují ve své struktuře funkční skupiny buá anionické /měniče kationtů/, nebo kationické /měniče aniontů/. Bylo prokázáno, že tyto materiály předčí svými fyzikálními i chemickými vlastnostmi dosavadní běžně užívané katexy a anexy s celulózovou nebo polydextranovou matricí při sorpci a chromatografii různých biopo1ymerů.Ion exchange hydrophilic polymeric gels with adjustable porosity, prepared according to U.S. Pat. AO Nos. 171 962, 171 963 and 137 563, contain either anionic (cation exchanger) or cationic (anion exchanger) functional groups in their structure. It has been shown that these materials outperform the current commonly used cation exchangers and anion exchangers with cellulose or polydextran matrix in the sorption and chromatography of various biopolymers by their physical and chemical properties.

Kromě běžných katexu a anexů byly však jíž dříve připraveny syntetické organické polystyren-div inylbenzenové ionexy, které ve své struk túře obsahovaly současně bazické i kyselé funkční, skupiny. Na polystyrénový anex se iontovou výměnou sorbovala kyselá složka /například kyselina akrylová/, která po průniku do zrnka anexu byla potom do jeho sítě zápolymerována, většinou vklíněním jejího makromolekulárního řetězce. Podobně je možno vázat bazické složky na katex. Těmito postupy byly vyrobeny komerční amfoterní ionexy, např. typu Retardion, které se uplatnily především v procesu nazývaném iontové zbrzdění. Tento separační postup se uplatňuje jak v laboratorním, tak ve výrobním měřítku.In addition to conventional cation exchangers and anion exchangers, however, synthetic organic polystyrene divinylbenzene ion exchangers have been previously prepared which contain both basic and acidic functional groups in their structure. An acid component (e.g. acrylic acid) has been sorbed onto the anion exchange polystyrene by anion exchange, which after penetration into the anion exchanger beads was then polymerized into its network, mostly by wedging its macromolecular chain. Similarly, it is possible to bind the basic components to a cation exchanger. These processes have produced commercial amphoteric ion exchangers, such as the Retardion type, which have been used primarily in a process called ion retardation. This separation process is applied both on a laboratory and production scale.

Současný rozvoj chromatografie biopolymerů ukazuje na velký význam amfoterních ionexů, jsou-li jejich funkční skupiny vázány na matrici dovolující penetraci makromolekul, jako je například polydextran [/J, Porath, L. Fryklund: Nátuře 226 /1970/The recent development of biopolymers chromatography shows the great importance of amphoteric ion exchangers when their functional groups are bonded to a matrix allowing the penetration of macromolecules such as polydextran [/ J, Porath, L. Fryklund: Nature 226 (1970)]

169; J. Porath, N. Fornstedt: J. Chromarogr . 51 / 1 970/ 479 j. Vzhledem k výhodným chemickým i mechanickým vlastnostem hydrofilních hydroxyakrylátových a hydroxymethakrylátových gelů připravených podle čs. patentu č. 148 828 a autor, osvědčení č. 150 819, které v mnoha ohledech předčí deriváty póly sa c har id ov é , je tento syntetický polymerní gel velmi vhodným nosičem i pro arafoterní nebo dipolární ionogenní skupiny.169; J. Porath, N. Fornstedt, J. Chromarogr. Given the advantageous chemical and mechanical properties of the hydrophilic hydroxyacrylate and hydroxymethacrylate gels prepared according to U.S. Pat. U.S. Patent No. 148,828 and Author No. 150,819, which in many respects surpass derivatives of the polysaccharide, this synthetic polymer gel is a very suitable carrier for arafoteric or dipolar ionogenic groups.

Předmětem vynálezu je způsob přípravy hydrofilních makroporézních ionexů amfoterního charakteru, určených zvláště pro izolaci a separaci biologických materiálů, který spočívá v tom, že se raakroporézní hydrofilní katex, tvořený fosforý1ovaným kopolymerera 2-hydroxyalkyImethakrylátu nebo -akrylátu obsahujícím 2 až 3 atomy uhlíku v alkylu a ethy1englykoldimethakryláťu nebo -akrylátu, neutralizuje bazicky reagujícími monomery ze skupiny zahrnující vinylpyridin, amínoalkylmethakryláty a amínoalkylakryláty, obsahující 1 až .3 atomy uhlíku v alkylu, a poté se reaktivní dvojné vazby produktu neutralizace radikálově kopolymerizují s dvojnými vazbami v postranních řetězcích původního katexu.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to a process for the preparation of hydrophilic macroporous ion exchangers of amphoteric character, particularly for the isolation and separation of biological materials, comprising: a macroporous hydrophilic cation exchanger consisting of a phosphorylated copolymer of 2-hydroxyalkylmethacrylate or C 2 -C 3 -acrylate and ethylene glycol or -acrylate, neutralized with basic reacting monomers from the group consisting of vinylpyridine, aminoalkyl methacrylates and aminoalkylacrylates containing from 1 to 3 carbon atoms in alkyl, and then reactive double bonds of the neutralization product are copolymerized radically with double bonds in the side chains of the original cation exchange resin.

Kopo 1ymerizaci lze s výhodou provést tak, že se nejprve připraví makroporézní katex suspenzní kopolymer i zac í. ani ono genn í ho monomeru s větším množstvím /více než 10 7 mol./ sítovadla, takže po provedené polymerízaci obsahuje polymer určitou část nezreagovaných akry1oy1ových nebo raethakryloylových dvojných vazeb. Přídá-li se nyní k takovému katexu monomer vybraný ze skupiny vinylpyridinů, arainoalky1 akrylátů , aminoalkylraethakrylátů, aminoalkylakrylamidů nebo aminoalkylmethakrylamidů nebo jejich kvartérních amoniových sloučenin, mohou zbylé dvojné vazby základního katexu kopolymerizovat s dvojnými vazbami nového bazického monomeru, který je v prvé fázi pouze katexera sorbován. Vzniká tak roubovaný kopolymér s amfoterními vlastnostmi,The copolymerization can advantageously be carried out by first preparing a macroporous cation exchange suspension copolymer. of the crosslinker so that, after polymerization, the polymer contains some unreacted acrylic or raethacryolyl double bonds. If a monomer selected from vinylpyridines, arainoalkyl acrylates, aminoalkylraethacrylates, aminoalkylacrylamides or aminoalkylmethacrylamides or their quaternary ammonium compounds is now added to such a cation exchange resin, the remaining double bonds of the base cation exchange resin can only be copolymerized with the double bonds of the new cationic base monomer. . This creates a graft copolymer with amphoteric properties,

K přípravě makroporézního hydrofilního katexu se s výhodou používá sítujících monomerů akrylového nebo methakrylového typu vybraných ze skupiny sloučenin diakrylátů a diraethakrylátů, jako jsou dialkylakryláty, dialkylmethakryláty, oligoglykol a polyglykoldiakry1áty, oligoglykol a polyglykoImethakryláty, bisakrylamidy, bismethakrylamídy a dívinylbenzen. Sítovadla mohou obsahovat též větší počet akryloylových nebo methakryloylových kopolymerizace schopných skupin. Radikálová kopolymérizace se provádí v přítomnosti inertních organických rozpouštědel, vybraných ze skupiny organických kyselin, alkoholů, aminů nebo nítrilů ve vodné disperzní fázi.For the preparation of the macroporous hydrophilic cation exchanger, acrylic or methacrylic-type crosslinking monomers selected from the group of diacrylates and diraethacrylates such as dialkyl acrylates, dialkyl methacrylates, oligoglycol and polyglycol diacrylates, oligoglycol and polyglycol methacrylamides, bis-methacrylamides, bis-methacrylamides, bis-methacrylamides; The crosslinkers may also contain a plurality of acryloyl or methacryloyl copolymerizable groups. The free-radical copolymerization is carried out in the presence of inert organic solvents selected from the group of organic acids, alcohols, amines or nitriles in the aqueous dispersed phase.

Při syntéze amfoterního ionexu hraje často rolí významný požadavek, aby opačně nabité skupiny byly nejen ve stechiometrické ekvivalenci, nýbrž aby byly stericky tak situovány, aby dovolovaly v důsledku volné otáČivosti řetězců jejich nezávislé kroužení v roztoku a zaujímání polohy v prostoru určeném délkou jejich ramen. Přitom je žádoucí, aby se mohly v jednom místě setkat a vytvořit iontovou vazbu.In the synthesis of an amphoteric ion exchanger, the requirement that the oppositely charged groups are not only in stoichiometric equivalence, but that they are sterically positioned so as to allow their independent swirling in solution and position within the space defined by their arm lengths, is often important. It is desirable for them to meet at one point and form an ionic bond.

Amfoterní ionexové hydrofilní gely mají veliký význam pro rozvoj jemných frakcionačních metod. Dělí se na nich směsi bílkovin a nukleových kyselin již při lineární chromatografii, aniž se vylučuje možnost použití elučních gradientů. Dosaženými výsledky předčí separace na amfoterních ionexech dělení dosažená na obvyklých mónofunkcních ionexových derivátech. £j. Porath: Chromatographic Methods in Fractionation of Enzymes /in Biotechnology and Bioengineering Symp. No. 3 , 145-1 66, 1 972/.J K těmto účelům dosud používané deriváty polydextranů Sephadexu nebo Sepharosy /chráněné slovní známky/ mají ve srovnání s hydrofilními deriváty hydroxyakrylátových a hydroxymethakrylátových gelů podstatně menší chemickou a mechanickou stabilitu.Amphoteric ion exchange hydrophilic gels are of great importance for the development of fine fractionation methods. They are separated by mixtures of proteins and nucleic acids already in linear chromatography, without the possibility of using elution gradients. The achieved results exceed the separation on amphoteric ion exchangers by the separation achieved on the usual monofunctional ion exchange derivatives. £ j. Porath: Chromatographic Methods in Fractionation of Enzymes / in Biotechnology and Bioengineering Symp. No. 3, 145-166, 1972. The Sephadex or Sepharose polydextran derivatives (protected word marks) hitherto used for this purpose have substantially less chemical and mechanical stability than hydrophilic derivatives of hydroxyacrylate and hydroxymethacrylate gels.

Nové ionexy připravené podle tohoto vynálezu navíc jen velmi málo botnají, při vyšších průtocích nedochází k ucpání kolon naplněných těmito materiály. Gely jsou vzdorné vůči mikrobiální infekci a v případě potřeby je lze sterilovat var em.In addition, the new ion exchangers prepared according to the present invention swell very little, at higher flow rates, the columns filled with these materials do not clog. The gels are resistant to microbial infection and can be sterilized by boiling if necessary.

Dále uvedené příklady ilustrují metodu přípravy amfoterních ionexů podle tohoto vynálezu, aniž však jimi je předmět vynálezu omezován. Monomery uvedené nahoře lze např. doplnit i dalšími známými kationaktivními a anionaktivními monomery, jako jsou soli kyseliny ethylensulfonové, styrensulfonové, kvarterizované aminoalkylstyreny apod.The following examples illustrate the preparation of the amphoteric ion exchangers of the present invention without, however, limiting the scope thereof. For example, the monomers listed above may be supplemented with other known cationic and anionic monomers such as salts of ethylene sulfonic acid, styrene sulfonic acid, quaternized aminoalkylstyrenes and the like.

Příklad 1Example 1

Kopolymér 2-hydroxyethylmethakrylátu a ethy1endimethakrylátem s vylučovací mezí molekulové váhy 300 000 /5 g/ byl zbotnán v ethylacetátu /100 ml/, směs byla poté vychlazena na -20 °C , V trojhrdlé bařice, opatřené míchadlem, teploměrem, kapačkou s vnějším chlazením, byla při teplote -20 °C provedena reakce. K ochlazené suspenzi gelu bylo za míchání a chlazení během 30 minut přikapáno 20 ml roztoku /3 ml POCI3 * 17 ml suchého ethylacetátu/. Roztok byl dále míchán za této teploty ještě 10 minut. Pak byl gel odfiltrován, promyt ethylacetátem, acetonem, methanolem, vodou, methanolem a vysušen z etheru. 2 g fosforylovaného produktu s kapacitou asi 2,5 mekv/g bylo převedeno na pH formu promytím 20% HC1. Přebytek kyseliny byl vymyt vodou. Gel byl prolit 4-vinylpyridinem, přebytek monomeru byl odsát a vymyt směsí methano1-voda 2:1, Gel byl promíchán s minimálním objemem roztoku aceton-voda 15 : 1 s 10 hmot. % azobisizobutyronitrilu. Nádoba s gelem byla vymrazena, evakuována a propláchnuta dusíkem. Tento postup byl opakován ještě 3x, pak byla ampule zatavena a umístěna do termostatu s teplotou 70 °C. Gel byl zahříván 10 hodin. Pak byla nádoba otevřena, gel promyt methanolem, směsí aceton-voda 10 : 1, acetonem, etherem. Gel byl vysušen na vzduchu, dosušen za vakua a obsah dusíku stanoven elementární analýzou a podle Kjehldala /1,75% N/.A copolymer of 2-hydroxyethyl methacrylate and ethylenedimethacrylate with a molecular weight cutoff of 300,000 (5 g) was swelled in ethyl acetate (100 ml), then the mixture was cooled to -20 ° C, in a three necked flask equipped with stirrer, thermometer, dropper with external cooling. a reaction was performed at -20 ° C. To the cooled gel suspension, 20 ml of solution (3 ml POCl 3 * 17 ml dry ethyl acetate) was added dropwise over 30 minutes with stirring and cooling. The solution was further stirred at this temperature for 10 minutes. The gel was then filtered, washed with ethyl acetate, acetone, methanol, water, methanol and dried from ether. 2 g of phosphorylated product with a capacity of about 2.5 meq / g was converted to pH form by washing with 20% HCl. The excess acid was washed with water. The gel was poured over with 4-vinylpyridine, the excess monomer was aspirated and washed with 2: 1 methanol-water. The gel was mixed with a minimum volume of acetone-water solution of 15: 1 with 10 wt. % azobisisobutyronitrile. The gel container was frozen, evacuated and purged with nitrogen. This procedure was repeated 3 more times, then the vial was sealed and placed in a 70 ° C thermostat. The gel was heated for 10 hours. Then the vessel was opened, the gel washed with methanol, 10: 1 acetone-water, acetone, ether. The gel was air dried, vacuum dried and the nitrogen content determined by elemental analysis and according to Kjehldal (1.75% N).

Příklad 2Example 2

Modifikace byla provedena stejně jako v příkladu 1, s tím rozdílem, že místo 4-vinylpyridinu byl použit N,N-diethylaminomethakrylát. Stanovený obsah dusíku podle Kjehldala činil 1,1 %.The modification was carried out as in Example 1 except that N, N-diethylaminomethacrylate was used instead of 4-vinylpyridine. The Kjehldal nitrogen content was 1.1%.

Claims (1)

Způsob přípravy hydrofilních makroporézních ionexů amfoterního charakteru, určených zvláště pro izolaci a separaci biologických materiálů, vyznačený tím, že se makroporézní hydrofilní katex tvořený fosforylovaným kopolymerem 2-hydroxyalkylmethakrylátu nebo -akrylátu obsahujícím 2 až 3 atomy uhlíku v alkylu a ethylenglykoldimethakry1átu nebo -akrylátu neutraVYNÁLEZU lizuje bazicky reagujícími monomery ze skupiny zahrnující vinylpyridin, aminoalkylmethakryláty a amínoalkylakryláty, obsahující 1 až 3 atomy uhlíku v alkylu a poté se reaktivní dvojné vazby produktu neutralizace radikálově kopolymerizují s dvojnými vazbami v postranních řetězcích původního katexu.A process for the preparation of hydrophilic macroporous ion exchangers of amphoteric character, intended especially for the isolation and separation of biological materials, characterized in that the macroporous hydrophilic cation exchanger consisting of a phosphorylated copolymer of 2-hydroxyalkyl methacrylate or C2 -C3 -acrylate and ethylene glycol dimethacrylate reacting monomers from the group consisting of vinylpyridine, aminoalkyl methacrylates and aminoalkylacrylates containing from 1 to 3 carbon atoms in the alkyl, and then reactive double bonds of the neutralization product are radically copolymerized with double bonds in the side chains of the original cation exchange resin.
CS853477A 1974-02-12 1974-02-12 Process for preparing hydrophylic macroporous ionexes CS196077B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS853477A CS196077B1 (en) 1974-02-12 1974-02-12 Process for preparing hydrophylic macroporous ionexes

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS853477A CS196077B1 (en) 1974-02-12 1974-02-12 Process for preparing hydrophylic macroporous ionexes

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CS196077B1 true CS196077B1 (en) 1980-02-29

Family

ID=5435983

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS853477A CS196077B1 (en) 1974-02-12 1974-02-12 Process for preparing hydrophylic macroporous ionexes

Country Status (1)

Country Link
CS (1) CS196077B1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA1045291A (en) Method for preparation of amphoteric ion exchangers with the hydrophilic polymeric matrix
US4052343A (en) Crosslinked, macroreticular poly(dimethylaminoethyl methacrylate) ion-exchange resins and method of preparation by aqueous suspension polymerization using trialkylamine phase extender
US2780604A (en) Mono (chloromethyl) styrene, its derivatives, and ion-exchange resins from polymers of aminated compound
US4439545A (en) Acrylic copolymers of N-acryloylpolymethyleneimines or N-acryloyldialkylamides, N,N'-acryloyldiaminoalcanes and N-acryloylaminoacids (or esters) their preparation and use as cation exchangers
US4060678A (en) Cationic hydrogels based on hydroxyalkyl acrylates and methacrylates
US4954399A (en) Porous polymer particles and preparation method thereof
US5244926A (en) Preparation of ion exchange and adsorbent copolymers
Fisher et al. Effect of cross-linking on the properties of carboxylic polymers. I. apparent dissociation constants of acrylic and methacrylic acid polymers
JPH04349941A (en) anion exchanger
JPS5858026B2 (en) Packing material for chromatography and its manufacturing method
US4031037A (en) Three-dimensional polymeric gel materials containing phosphoric acid residues capable of dissociation and a method for their preparation
Ezhova et al. Molecularly imprinted hydrophilic polymer sorbents for selective sorption of erythromycin
US2862894A (en) Preparation of anion-exchange resins containing weakly basic and strongly basic functional groups
CS196077B1 (en) Process for preparing hydrophylic macroporous ionexes
US4275227A (en) Synthesis of water soluble cross-linkers and their use in the manufacture of anionic polymers
WO2002050143A1 (en) Polymer gels and methods for their preparation
US4310631A (en) Synthesis of water soluble cross-linkers and their use in the manufacture of anionic polymers
JPH01207141A (en) Compound adsorbent and its production
JPS5813561B2 (en) Hannosei Epoxide Kioyuusurujiyugoutai Oyobi Sonoseizohou
CS195160B1 (en) Method of preparing amphoteric ion exchangers
US4087598A (en) Mercurated polymers, method for their preparation and polymers produced therefrom
JPS60150839A (en) Anion exchange body
US3728286A (en) Pyrazolanthrone electron exchangers
JP3259728B2 (en) Method for producing anion exchanger
JPH0465842B2 (en)