CS249610B1 - Způsob přípravy katexu na bázi sulfonovaného 3-fenotfypropylsilikagelu - Google Patents

Abstract

Způsob přípravy katexu spočívá v tom, že na 3-fenoxypropylsilikagel se působí přímo kyselinou sírovou o koncentraci 20 - 100 % při teplotách 0 - 60 oc po dobu 5 minut do 1 měsíce za připadné přítomnosti inertního rozpouštědla. Stupen eulfonace a tim i iontovýměnná kapacita v rozmezi cca 0,05 - 1,2 miligramekvivalentu na gram sorbentu se reguluje pomocí koncentrace, teploty a doby působeni kyseliny sirové. Silikagelový nosič zaručuje dostatečnou mechanickou pevnost náplně kolony a prakticky vylučuje botnání.S výjimkou silně alkalické oblasti je sorbent také dostatečně hydrolyticky stabilní.

Description

Vynález se týká způsobu přípravy katexu na bázi sulfonovaného 3-fenoxypropylsilikagelu.

Při chromatografickém dělení celé řady polárních látek se s úspěchem používá sorbent nesoucí kladně nabitou ionizovatelnou skupinu, t j. katex. Své uplatnění nachází nejen při dělení nízkomolekulárních elektrolytů, ale i při separaci celé řady biologických a biochemických preparátů, jako například aminokyselin, peptidů, a pod. Doplňuje tak vhodným způsobem jinhk relativně univer sální sorbenty pro práci v reverzní fázi, kdy separace probíhá především na bázi hydrofobních interakcí. Při chromatografii na ionexovém nosiči se uplatňují vzájemné interakce více či méně kladně a záporně nabitých skupin, častým požadavkem (ne však nezbytným) přitom je, aby ionex měl co největší počet ionizovatelných skupin tak, aby se pokud možno neuplatňovaly jiné separační principy než iontového původu. Jako výchozí suroviny pro přípravu ionexu se většinou používají různé syntetické polymerní pryskyřice jako například polystyren, které pro účely přípravy silného katexu jsou zpravidla substituovány sulfoskupinou. Sulfoskupina je na matrici vázána například působením kyseliny chlorsulfonové nebo oxidu sírového. Výhodou katexových pryskyřic je relativně značná iontovýměnná kapacita, nevýhodou může být jejich botnání nebo i chemická nestabilita.

Uvedené nevýhody odstraňuje příprava katexu na bázi sulfonovaného 3-fenoxypropylsilikagelu podle vynálezu.

Způsob přípravy katexu podle vynálezu spočívá v tom, že na 3-fenoxypropylsilikagel se působí přímo kyselinou sírovou a kon-» centraci 20 - 100$ při teplotách 0 - 60 °C po dobu 5 minut do 1 měsíce za případné přítomnosti inertního rozpouštědla.

Výhody způsobu podle vynálezu jsou v tom, že stupen sulfonace a tím i iontovýměnná kapacita v rozmezí ca 0,05 - 1,2

249 910 miligramekvivalentu na gram sorbentu se reguluje pomocí koncentrace, teploty a doby působení kyseliny sírové. Není přitom třeba nepříjemné a obtížné práce s kyselinou chlorsulfonovou nebo oxidem sírovým. Silikagelový nosič zaručuje dostatečnou mechanickou pevnost náplně kolony a prakticky vylučuje botnání. S výjimkou silně alkalické oblasti je sorbent také dostatečně hydrolyticky stabilní.

Sulfonaci lze provádět přímo kyselinou sírovou při pokojové teplotě nebo i za chlazení, přičemž pro přípravu nosiče s nižší iontovýměnnou kapacitou lze sulfonační směs s výhodou ředit inertním ředidlem například vodou, alkoholem, acetonem, dioxanem a pod. Použití například methanolu j.e zvlášt důležité tehdy, když se pracuje se zředěnou kyselinou sírovou, která již poměrně hydrofobní 3-fenoxypropylsilikagel nesmáčí. Práce za chladu eventuálně za chlazení se doporučujě tehdy, chceme-li při další reakční době zaručit minimální atak výchozího sorbentu kyselinou sírovou. V průběhu sulfonace je vhodné zaručit alespoň minimální nepřetržité promíchávání reakční směsi. Po ukončení reakce je katex oddělen od zbývající sulfonační směsi například filtrací, centrifugací nebo dekancí, promyt do neutrální reakce vodou, a buň bezprostředně plněn do kolony nebo běžným způsobem usušen a uskladněn.

V dalším bude vynález blíže objasněn na několika příkladech, aniž je na ně omezen.

Příklad 1

Do reakce byl vzat 1 g 3-fenoxypropylsilikagelu, který byl roztřepán s 5 ml koncentrované kyseliny sírové (H^SO^) (p.a. resp. ch.č.,obsah min. 96% kyseliny sírové) ve skleněné, dobře uzavřené nádobce. Reakční doba byla 1 týden při 25 - 30 °C, přičemž každý den byla sedimentovaná část suspenze alespoň třikrát roztřepána.

Po uplynutí 1 týdne byl sulfonovaný sorbent oddělen od zbývající kyseliny sírové na fritě č.4 a odsátý katex byl nejprve na fritě vykryt malým množstvím (ca 5 ml) zředěné kyseliny sírové (l:l) odsáté bez míchání. Smyslem této operace bylo snížit zřeňovací teplo při přímém styku koncentrované kyseliny sírové s vodou, a předejít tak případnému odhydrolyzování již navázaných sulfoskupin. Dále byl produkt promýván destilovanou vodou, přičemž po každém přidání vody byla suspenze na fritě znovu rozmíchána a teprve po 2 až 5 minutách byla voda odsáta. Po vymizení kyselé reakce filtrátu (univerzální pH papírek), nejméně však po promytí 250 ml vo249 610 dy, byl nosič na fritě ještě 4krát rozmíchán a odsát s 50 ml acetonu. Po odsátí posledního podílu acetonu byl produkt na fritě vzduchem prakticky vysušen a sušení bylo dokončeno v sušárně při 100 °C po-dobu 2 hodin. Elementární analýzou bylo nalezeno 3,70$ síry, tj. ca 1,06 mval. -SO^H skupin v 1 g sorbentu.

Příklad 2

Pokus byl proveden analogicky jako v příkladu 1, pouze na sulfonaci 1 g 3-fenoxypropylsilikagelu bylo použito 50 ml koncentrované kyseliny sírové. V získaném produktu bylo stanoveno 3,93$ síry, tj. ca 1,13 mval. sulfoskupin/ 1 g katexu.

Příklad 3

Pro sulfonacl bylo použito 1 g 3-fenoxypropylsilikagelu a 20 ml 96$ kyseliny sírové p.a. Reakce probíhala při teplotě místnosti po dobu 1/2 hodiny. Suspenze byla zpracována obdobně jako v příkladu 1 . Elementární analýza produktu prokázala 3,03$ síry, což odpovídá 0,87 mval. ionto výměnných skupin/ 1 g katexu.

Příklad 4

Celý pokus byl proveden stejně jako v příkladu 3, pouze sulfonačni doba byla prodloužena na 4 hodiny. Takto připravený sorbent obsahoval 3,82$ síry a titrační analýzou bylo prokázáno 1,1 mval. -SO3H skupin v 1 g suchého sorbentu.

Příklad 5 g 3-f’enoxypropylsilikagelu byl sulfonován ve 20 ml koncentrované kyselině sírové po dobu 1 hodiny při teplotě 60 °C. Zpracování sor bentu po sulfonaci bylo stejné jako v příkladu 1 a elementární ana lýzou bylo nalezeno 2,92$ síry, tj. 0,84 mval. sulfoskupin na 1 g katexu.

- 4 Příklad 6 249 BIO

3-fenoxypropylsilikagel byl sulfonován tak, že na 1 g základního sorbentu bylo použito 30 ml kyseliny síroié, reakce probíhala 4 hodiny při teplotě 15 °C (vodou chlazená lázeň) za nepřetržitého míchání. Takto připravený katex obsahoval 3,32$ síry, t j . 0,95 mval. sulfoskupin/ 1 g sorbentu.

Příklad 7

S 3-fenoxypropylsilikagelu byl sulfonován zředěnou kyselinou sírovou tak, že na l4 ml 96$ kyseliny sírové bylo přidáno 6 -ml destilované vody. Reakce probíhala 8 hodin při teplotě místnosti a v suchém produktu bylo nalezeno 2,49$ síry a iontovýměnná kapacita ca 0,71 mval. ma 1 g katexu.

/Příklad 8

Pokus probíhal za stejných podmínek jako v příkladu 7, pouze 1 g 3-fenoxypropylsilikagelu byl před sulfonací suspendován v 5 ^ml methanolu p.a. a pak bylo přidáno 20 ml koncentrované kyseliny sírové. Katex obsahoval 3,52$ síry, tj. 1,01 mval. skupin -SO^H v 1 g sorbentu.

Příklad 9

Reakce byla vedena stejně jako v příkladu 7 s tím rozdílem, že 1 g výchozího sorbentu byl smočen 10 ml methanolu a pak sulfonován směsí 12 ml koncentrované kyseliny sírové a 8 ml vody. Produkt obsahoval 0,35$ síry, tj. ca 0,1 mval. -SO^H skupin /1 g katexu.

Claims (1)

1. Způsob přípravy katexu na bázi sulfonovaného 3-fenoxypro pylsilikagelujVyznačený tím, že na 3-fenoxypropylsilikagel se působí přímo kyselinou sírovou o koncentraci 20 - 100% při te plotách 0 - 60 °C po dobu 5 minut do 1 měsíce za případné pří tomnosti inertního rozpouštědla.