CS254289B1 - Způsob výroby anorganických materiálů modifikovaných chemicky vázanou 3-aminopropyl skupinou - Google Patents

Abstract

Způsob výroby anorganických materiálů modifikovaných chemicky vázanou 3-aminopropyl skupinou reakcí organokřemičité 12 sloučeniny obecného vzorce R2R SiíCH^^NH^ kde R·*· představuje metoxy nebo etoxy skupinu, 2 R metoxy, etoxy, případně metyl skupinu s porésním nebo neporésním keramickým nosičem, přičemž keramický nosič je podroben předchozímu působení kyseliny chlorovodíkové, bromvodíkové, případně fluorovodíkové. Tyto látky se nohou uplatnit jako nosiče katalyzátorů, enzymů, jako plniva kompositních materiálů, případně v chromatografii.

Description

Vynález se týká způsobu výroby anorganických materiálů modifikovaných 3-aminopropyl skupinu.

V technických oborech jako immobilizace enzymů, heterogenizace homogenních katalyzátorů, příprava kompositních materiálů, kapalinová chromatografie se uplatňují anorganické materiály jako silikagel, alumina, poresní sklo, oxid titaničitý midifikované organokřemičitými sloučeninami, které na jejich povrch zavádějí různé funkční skupiny (například E. Grushkas Bonded stationary phase in chromatography, Ann Arbor 1972; E.R. Myears, J.S. Long (ed.)s Film forming compositions, Part III, M. Dekker, New York, 1979; K.K. Unger: Porous silika, Elsevier, New York 1979; R.A. Messing: Immobilized enzymes for industrial reactors, Academie Press, New York 1975; H.H. Weetal: Methods in Enzymology, 44, 135 (1976)).

Mezi touto širokou škálou materiálů byla dosud věnována jen nepatrná pozornost levným a snadno přístupným keramickým materiálům. Rovnoměrná funkcionalizece keramického povrchu probíhala dosud obtížně, vzhledem k nerovnoměrnosti povrchových hydroxylových skupin,

V některých případech i přítomnosti basických center. Tyto obtíže odstraňují látky podle vynálezu využívající keramické materiály po předchozím ošetření halogenvodíkovými kyselinami, které aktivují povrch keramického materiálu pro následnou reakci s aminopropylalkoxysilany.

Podstatou vynálezu je způsob výroby anorganických materiálů s chemicky vázanou 3-aminopropyl skupinou vzniklých reakcí organokřemičité sloučeniny obecného vzorce

R^R^Si(CH₂)₃NH₂ kde R¹ - představuje metoxy nebo etoxy skupinu 2

R - metoxy, etoxy, případně metyl skupinu , s porézním keramickým nosičem, přičemž jsou keramické materiály předchozímu působení kyseliny chlorovodíkové, bromvodíkové,, případně fluorovodíkové. Tyto materiály jsou snadno připravitelné nebot potřebné keramické materiály jsou komerčně dostupné v širokém rozmezí zrnitosti i tvaru částic, stejně jako velikosti povrchu i průměru pórů, takže lze volit vhodný materiál podle požadavků aplikace (například lze použít drcenou porovinu, nebo keramické korálky).

Ošetřeni keramiky halogenvodíkovými kyselinami je velmi jednoduché a v závislosti na teplotě a koncentraci kyseliny spočívá v několikaminutovém az několikahodinovém styku keramiky s kyselinami a následném promytí vodou a případně sušení. Rovněž potřebná orgánokřemičitá činidla jsou běžně dostupná, nebot se často používají v technické praxi pro zlepšení mechanických vlastností polymernlch kompositů.

Vlastní reakci mezi keramickým materiálem a organokřemičitým Činidlem lze provádět v běžných rozpouštědlech, případně i ve vodě. Vzhledem k tomu, že reakcí vzniká etanol, je zvláště výhodné použití toluenu jako rozpouštědla a následující odstranění etanolu azeotropickou destilací.

Vzájemný poměr anorganického materiálu a organokřemičitého činidla se řídí jednak zamyšlenou aplikací, jednak velikostí povrchu keramického materiálu, lze však předpokládat, že při monomolekulárním pokrytí povrchu zaujme jedna 3-aminopropyl skupina přibližně 0,25 až 1 nm³ dostupného povrchu. Vlastní reakce se provádí za teploty od 15 °C do teploty varu použitého rozpouštědla. Po provedené modifikaci je výhodné promýt modifikované materiály rozpouštědly, odstraňujícími přebytek činidla, velmi často bývá účelné takto připravený materiál sušit.

Pro dosažení vysokých užitných vlastností připraveného produktu je vhodné keramický materiál před vlastní reakcí s organokřemičitým činidlem vystavit působení kyseliny chlorovodíkové, bromvodíkové, bromovodikové, případně fluorovodíkové.

Dále uvedené příklady charakterizují anorganické materiály podle vynálezu, aniž by jej vymezovaly nebo omezovaly.

Příklad 1

Ke 20 g 3-aminopropyl(metyl)diethoxysilanu ve 400 ml toluenu bylo přidáno 140 g keramických korálků, které byly předtím vystaveny 1/2 h působení HF, promyty vodou a sušeny, směs byla 4 h udržována ve varu, oddestilováno 200 ml toluenu, reakčni směs zfiltrována, promyta 5 x 500 ml toluenu a sušena při 80 °C po 5 h. Bylo získáno 139 g upraveného nosiče, ve kterém byly titrací určeny aminoskupiny v koncentraci 1,2 umol aminoskupin na 1 m nosiče.

Příklad 2 g poroviny (Lachema), užívané jako nosič v plynové chromatografií bylo vařeno po 2 h ve směsi 5 dílů kyseliny chlorovodíkové, 1 dílu kyseliny bromvodíkové a 100 dílů vody, nosič byl poté několikrát promyt vodou, vysušen a vložen do směsi 200 ml toluenu a 20 g 3-arainopropyltrimethoxysilanu. Tato směs byla poté zpracována postupem popsaným v příkladu 1. Bylo získáno 48 g upraveného nosiče, ve kterém byla titrací zjištěna koncentrace amino skupin 1,1 umol.m

Claims (1)

1. Způsob výroby anorganických materiálů modifikovaných chemicky vázanou 3-aminopropyl skupinou reakcí organokřemičité sloučeniny obecného vzorce r₂r²sí(ch₂)₃nh₂ kde r! představuje metoxy nebo etoxy skupinu 2

   R metoxy, etoxy, případně metylskupinu s porézním nebo neporézním keramickým nosičem vyznačený tím, že keramický nosič je podroben předchozímu působení kyseliny chlorovodíkové, bromovodíkove, případně fluorovodíkové.