CS256128B1 - Method of macroporous sorbents production with covalently bonded hydroxamic groups - Google Patents

Method of macroporous sorbents production with covalently bonded hydroxamic groups Download PDF

Info

Publication number
CS256128B1
CS256128B1 CS861703A CS170386A CS256128B1 CS 256128 B1 CS256128 B1 CS 256128B1 CS 861703 A CS861703 A CS 861703A CS 170386 A CS170386 A CS 170386A CS 256128 B1 CS256128 B1 CS 256128B1
Authority
CS
Czechoslovakia
Prior art keywords
sorbents
macroporous
hydroxamic
covalently bonded
group
Prior art date
Application number
CS861703A
Other languages
Czech (cs)
Other versions
CS170386A1 (en
Inventor
Milan Behes
Manfred Kuehn
Original Assignee
Milan Behes
Manfred Kuehn
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 Milan Behes, Manfred Kuehn filed Critical Milan Behes
Priority to CS861703A priority Critical patent/CS256128B1/en
Publication of CS170386A1 publication Critical patent/CS170386A1/en
Publication of CS256128B1 publication Critical patent/CS256128B1/en

Links

Landscapes

  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)

Abstract

Předmětem řešení je způsob výroby ve vodě nerozpustných makroporézních sorbentů s kovalentně navázanými hydroxaraovými skupinami. Získávají se polymeranalogickými přeměnami reaktivních nosičů se sloučeninami struktury ř^N-Z-CjX) , NH-OH kde Z je alifatická nebo aromatická skupina. Jako reaktivní meziprodukty se používají makroporézní materiály, které obsahují jako reaktivní složku skupiny halogen, benzen nebo toluensulfonát, 4,6-dichlor- -1,3,5-tr.iazin, nitrit nebo epoxidovou skupinu. Sorbenty, mohou být použity v chemii, biochemii, biotechnologii nebo při ochraně životního prostředí.The subject of the solution is the method of production water insoluble macroporous sorbents with covalently bound hydroxyls groups. They are obtained by polymeranalogical of reactive carriers with compounds of the structure ^N-Z-CXX), NH-OH wherein Z is an aliphatic or aromatic group. They are used as reactive intermediates the macroporous materials they contain as the reactive component of the halogen group benzene or toluenesulfonate, 4,6-dichloro- -1,3,5-triazine, nitrite or epoxy group. Sorbents can be used in chemistry, biochemistry, biotechnology or environmental protection.

Description

Předmětem vynálezu je způsob výroby ve vodě nerozpustných makroporézních sorbentů s kovalentně navázanými hydroxamovými skupinami.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a process for the production of water-insoluble macroporous sorbents with covalently bonded hydroxamic groups.

Selektivní sorbenty mají pro široké možnosti využití velký praktický význam. Jsou potřebné zejména v moderních oblastech národního hospodářství jako je biotechnologie nebo získávání vysoce čistých kovů potřebných pro mikroelektroniku. Také v lékařství., analytické chemii a při ochraně životního prostředí se vyžadují vysoce selektivní sorbenty pro oddělení nebo získání biologicky aktivních sloučenin, analyticky dokazatelných látek či látek poškozujících životní prostředí. Takovéto selektivní sorpční schopnosti mají nerozpustné a proto znovu použitelné sorbenty s kovatelně navázanými hydroxamovými skupinami.Selective sorbents are of great practical importance for a wide range of applications. They are particularly needed in modern areas of the national economy, such as biotechnology or the acquisition of high-purity metals needed for microelectronics. Also in medicine, analytical chemistry and environmental protection, highly selective sorbents are required for the separation or recovery of biologically active compounds, analytically detectable or environmentally damaging substances. Such selective sorption properties have insoluble and therefore reusable sorbents with forgable bonded hydroxamic groups.

Hydroxamové kyseliny jsou cenným meziproduktem při syntéze isokyanátů·, aminů, substituovaných derivátů močoviny a různých dusíkatých heterocyklických sloučenin. K získání sloučenin s hydroxamovými, skupinami jsou k dispozici různé, více či méně proveditelné syntézy, které jsou podrobně popsány v přehledných článcích (Hoben-Weyl, díl Vlil (1952), str. 359 a další). Pro přípravu nerozpustných sorbentů s kovalentně navázanými hydroxamovými skupinami nejsou k dispozici vhodné postupy. Při použiti postupů popsaných pro rozpustné sorbenty dochází k vedlejším reakcím, jejichž důsledkem jsou pak špatně definované sorbenty s nízkým obsahem hydroxamových skupin. Tento stav řeší způsob výroby ve vodě nerozpustných makroporézních sorbentů s kovalentně navázanými hydroxamovými skupinami podle vynálezu. Tyto sorbenty se vyrábí polymeranalogickou reakcí ve vodě nerozpustného makroporézního nosiče struktury IIHydroxamic acids are a valuable intermediate in the synthesis of isocyanates, amines, substituted urea derivatives and various nitrogenous heterocyclic compounds. Various, more or less feasible syntheses are available to obtain compounds with hydroxamic groups, which are described in detail in review articles (Hoben-Weyl, Vol. Vlil (1952), p. 359 et seq.). There are no suitable processes for preparing insoluble sorbents with covalently bonded hydroxamic groups. Using the procedures described for soluble sorbents, side reactions result in poorly defined sorbents with a low hydroxamic group content. This state of the art solves the process for producing water-insoluble macroporous sorbents with covalently bonded hydroxamic groups according to the invention. These sorbents are produced by polymer-analogous reaction of a water-insoluble macroporous carrier of structure II

X-Y-R (II) a nízkomolekulárního derivátu aromatické hydroxamové kyseliny struktury IIIX-Y-R (II) and a low molecular weight aromatic hydroxamic acid derivative of structure III

H2N-Z-(j:=OH 2 NZ - (j: = O

NH-OH (III) v organickém rozpouštědle při teplotě 50 až 150 °C po dobu 0,5 až 5 hodin přičemž, X je základní skelet makroporézního ve vodě nerozpustného nosiče, Y je spacer na základním skeletu tvořený alifatickou či heteroaromatickou případně heteroatom obsahující skupinou, Z je zbytek alifatické nebo aromatické skupiny a R je reaktivní skupina.NH-OH (III) in an organic solvent at 50 to 150 ° C for 0.5 to 5 hours wherein, X is the backbone of a macroporous water-insoluble carrier, Y is the backbone spacer formed by an aliphatic, heteroaromatic or heteroatom-containing group Z is an aliphatic or aromatic radical and R is a reactive group.

Jako výchozí ve vodě nerozpustné materiály se základním skeletem X a spacerem na tomto skeletu přicházejí v úvahu pro syntézu sorbentů s hydroxamovými skupinami materiály bioorganického původu jako jsou dextran, sítovaná agaróza, perlová porézní celulóza včetně jejích hydroxyalkyl nebo aminoalkyl derivátů; organického původu jako jsou kopolymery hydroxyalkylakrylátů nebo hydroxyalkyimethakrylátů a di nebo polyvinylických monomerů jako sitovadel nebo anorganické jako je porézní sklo nebo porézní silikagel s aminoalkylskupinami. Aktivované materiály struktury X-Y-R s lehko modifikovatelnou skupinou R se dají připravit z uvedených výchozích materiálů známými polymeranalogickými reakcemi, přičemž R je halogen, benzen nebo toluensulfonát, 4,6-dichlor-l,3,5-triazin, nitrit nebo epoxydová skupina. Reakcí těchto reaktivních materiálů s deriváty hydroxamových kyselin struktury III, kde Z je -(-CH2-)n _ a n=l-12, fenylen, difenylen, naftylen v organických rozpouštědlech při teplotě 50 až 150 °C se v průběhu 0,5 až 5 hodin získají sorbenty s hydroxamovými skupinami struktury I.As the water-insoluble materials with a backbone X and a spacer on this backbone, bioorganic materials such as dextran, cross-linked agarose, pearly porous cellulose including its hydroxyalkyl or aminoalkyl derivatives are suitable for the synthesis of sorbents with hydroxamic groups; organic origin such as copolymers of hydroxyalkyl acrylate or hydroxyalkylimethacrylate and di or polyvinyl monomers as crosslinkers or inorganic such as porous glass or porous silica gel with aminoalkyl groups. Activated materials of structure XYR with easily modifiable R group can be prepared from said starting materials by known polymer-analogous reactions, wherein R is halogen, benzene or toluenesulfonate, 4,6-dichloro-1,3,5-triazine, nitrite or epoxy group. Treatment of these materials with reactive derivatives of hydroxamic acids of structure III, wherein Z is - (- CH2 -) _ n n = l-12, phenylene, diphenylene, naphthylene in organic solvents at 50 to 150 ° C over 0.5 sorbents with hydroxamic groups of structure I are obtained for up to 5 hours

IAND

NH-OHNH-OH

Reakční podmínky se v první řadě řídí reaktivitou použitého materiálu a známými obecnými pravidly nukleofilní substituce. Volba organického rozpouštědla je dána především rozpustností derivátu hydroxamové kyseliny. Osvědčila se zejména aprotická rozpouštědla jako je dime'thylformamid, hexamethylfosfotriamid, dimethylsulfoxid a aceton, ve kterých se dobře rozpouštějí deriváty aromatických hydroxamových kyselin. Kromě toho se s ohledem na jejich vysoký bod varu může použít široký interval reakčních teplot. To má význam zejména při přeměnách méně reaktivních aktivovaných materiálů, které vyžadují vyšší reakční teploty. Vysoká polarita uvedených rozpouštědel kromě toho také urychluje reakce, což je důležité naopak při reakcích méně stabilních derivátů hydroxamových kyselin nebo aktivovaných materiálů pro dosažení postačujících stupňů přeměny. Izolace sorbentů s hydroxamovými skupinami z reakčních směsí v analytické čistotě a pro použití ve vhodné, formě je možná bez obtíží filtrací a promytím uvedenými rozpouštědly a dále ethanolem a acetonem.The reaction conditions are primarily governed by the reactivity of the material used and the known general rules for nucleophilic substitution. The choice of organic solvent is mainly determined by the solubility of the hydroxamic acid derivative. In particular, aprotic solvents such as dimethylformamide, hexamethylphosphotriamide, dimethylsulfoxide and acetone, in which the aromatic hydroxamic acid derivatives are well dissolved, have proven to be suitable. In addition, due to their high boiling point, a wide reaction temperature range can be used. This is particularly important for conversions of less reactive activated materials that require higher reaction temperatures. In addition, the high polarity of the solvents also accelerates the reactions, which in turn is important in the reactions of less stable hydroxamic acid derivatives or activated materials to achieve sufficient conversion steps. Isolation of the hydroxamic group sorbents from the reaction mixtures in analytical purity and for use in a suitable form is possible without difficulty by filtration and washing with the solvents mentioned, followed by ethanol and acetone.

Postup podle vynálezu na základě definovaných, ale v širokém rozmezí volitelných reakčních podmínkách, poskytuje sorbenty obsahující hydroxamové kyseliny v optimálním množství. Kromě toho lze podle vynálezu pro speciální použití jednoduchým způsobem syntetizovat vhodný spacer různého typu a délky. Alifatické spacery, které mohou případně obsahovat kyslíkové nebo dusíkové heteroatomy, vznikají například aktivací hydroxyalkyl nebo aminoalkyl derivátů výchozích materiálů 2,4, 6-trichlor-l,3,5-triazinem. Hydroxamová skupina se pak uvede na aktivovaný nosič polymeranalogickou operací s derivátem hydroxamové kyseliny obsahujícím volnou aminoskupinu. Tento způsob výroby sorbentů je snadno proveditelný a poskytuje produkty s různým i vysokým obsahem hydroxamových skupin. Sorbenty tohoto druhu lze s výhodou použít v analytické chemii, biotechnologii a při ochraně životního prostředí.The process of the invention, based on defined but wide range of selectable reaction conditions, provides sorbents containing hydroxamic acids in optimal amounts. Moreover, according to the invention, a suitable spacer of various types and lengths can be synthesized in a simple manner for a particular application. Aliphatic spacers, which may optionally contain oxygen or nitrogen heteroatoms, are formed, for example, by activation of hydroxyalkyl or aminoalkyl derivatives of the starting materials 2,4,6-trichloro-1,3,5-triazine. The hydroxamic group is then loaded onto the activated support by a polymer-analogous operation with a hydroxamic acid derivative containing a free amino group. This process for preparing sorbents is easy to carry out and provides products with varying and high hydroxamic group contents. Sorbents of this kind can be advantageously used in analytical chemistry, biotechnology and environmental protection.

V následujících příkladech je předmět vynálezu blíže objasněn, ale nijak omezen.The following examples illustrate the invention but do not limit it in any way.

Příklad 1Example 1

V tříhrdlé baňce s chladičem a míchadlem se 20 g odsáté sférické celulózy, aktivované podle DDR pat. 204 720, 0,5 g 2,4,6-trichlor-l,3,5-triazinu, suspenduje v 25 ml ethanolu.In a three-necked flask with condenser and stirrer, 20 g of aspirated spherical cellulose activated according to DDR pat. 204,720, 0.5 g 2,4,6-trichloro-1,3,5-triazine, are suspended in 25 ml ethanol.

Po přidání 0,5 g kyseliny glycinhydroxamové v 25 ml ethanolu se míchá reakční směs při teplotě 50 °C 5 hodin. Po ochlazení na teplotu místnosti se modifikovaná celulóza odsaje a promyje ethanolem a acetonem. Na celulózu se naváže 50 % nadávkované hydroxamové kyseliny. Navážené množství se vypočte z elementární analýzy dusíku ve vysušeném vzorku.After the addition of 0.5 g of glycine hydroxamic acid in 25 ml of ethanol, the reaction mixture was stirred at 50 ° C for 5 hours. After cooling to room temperature, the modified cellulose is aspirated and washed with ethanol and acetone. 50% of the metered hydroxamic acid is bound to the cellulose. The weighed amount is calculated from elemental nitrogen analysis in the dried sample.

Příklad 2 g porézního skla silanizovaného podle literárních údajů aminopropyltrimethoxysilanem se smíchá s 10 ml absolutního dioxanu. Po přidání 0,5 ml suchého destilovaného pyridinu se o *** ** při 5 C přikape k suspenzi 1 g bromacetylbromidu rozpuštěného v 5 ml absolutního dioxanu.Example 2 g of porous glass silanized according to literature data with aminopropyltrimethoxysilane is mixed with 10 ml of absolute dioxane. After addition of 0.5 ml of dry distilled pyridine, 1 g of bromoacetyl bromide dissolved in 5 ml of absolute dioxane is added dropwise at 5 ° C.

Směs se míchá 2 hodiny při 5 až 10 °C a pak ještě 2 hodiny při 50 °C. Modifikovaný meziprodukt se odsaje, promyje dioxanem, ethanolem a znovu suspenduje v 10 ml ethanolu. Po přidání 0,1 g kyseliny 6-aminohexanhydroxamové se suspenze míchá 5 hodin při teplotě 50 °C. Sorbent se odfiltruje a {pomyje destilovanou vodou. V eluátu se stanoví argentometricky halogenid.The mixture was stirred at 5-10 ° C for 2 hours and then at 50 ° C for 2 hours. The modified intermediate was filtered off with suction, washed with dioxane, ethanol and resuspended in 10 ml of ethanol. After the addition of 0.1 g of 6-aminohexanhydroxamic acid, the suspension is stirred for 5 hours at 50 ° C. The sorbent is filtered off and washed with distilled water. The halide is determined by argentometry in the eluate.

Na základě tohoto se pak vypočte výtěžek imobilizace hydroxamové kyseliny. Na 1 g produktu je navázáno 1,8 rtíg hydroxamové kyseliny.On this basis, the yield of the immobilization of the hydroxamic acid is calculated. 1.8 g of hydroxamic acid are bound to 1 g of product.

Příklad 3 g kopolymerů hydroxyethylmethakrylát-ko-ethylendimethakrylát aktivovaného 1-chlor-2,3-epoxypropanem podle DDR pat. 136 259 se nechá botnat 24 hodin v 25 ml čerstvě předestilovaného dimethylformamidu. Vzduch z pórů nosiče' se odstraní pomocí vakua. K suspenzi se přidá 1,5 g kyseliny 4~aminobenzhydroxamové v 10 ml dimethylformamidu a míchá se za nepřístupu světla 5 hodin při 80 °C. Po ochlazení se sorbent odfiltruje, promyje dimethylformamidem, ethanolem, acetonem. Podle elementární analýzy obsahuje produkt 48 ^umol hydroxamové kyseliny na gram suchého sorbentu.Example 3 g of 1-chloro-2,3-epoxypropane activated hydroxyethyl methacrylate-co-ethylenedimethacrylate according to DDR Pat. 136 259 were swelled in 25 ml of freshly distilled dimethylformamide for 24 hours. The air from the pores of the carrier is removed by vacuum. 1.5 g of 4-aminobenzhydroxamic acid in 10 ml of dimethylformamide were added to the suspension, and they were stirred at 80 ° C for 5 hours in the light-free conditions. After cooling, the sorbent is filtered off, washed with dimethylformamide, ethanol, acetone. According to elemental analysis, the product contains 48 µmol of hydroxamic acid per gram of dry sorbent.

^Příklad 4 g kopolymerů hydroxyethylmethakrylát-ko-ethylendimethakrylát aktivovaného 4-toluensulfochloridem podle DDR pat. 157 340 se nechá reagovat ve stejném množství kyseliny 4-aminoI benzhydroxamové a zpracuje se stejným způsobem jako v předchozím příkladu 3. Podle elementární analýzy obsahuje produkt 0,87 ^umol kyseliny hydroxamové na gram suchého sorbentů.EXAMPLE 4 g of 4-toluenesulfochloride-activated hydroxyethyl methacrylate-co-ethylenedimethacrylate according to DDR Pat. 157 340 was reacted in the same amount of 4-amino-benzhydroxamic acid and treated in the same manner as in Example 3. According to elemental analysis, the product contained 0.87 µmol of hydroxamic acid per gram of dry sorbents.

Claims (1)

PŘEDMĚT VYNÁLEZUSUBJECT OF THE INVENTION Způsob výroby makroporézních sorbentů s kovalentně navázanými hydroxamovými skupinami struktury IProcess for preparing macroporous sorbents with covalently bonded hydroxamic groups of structure I X-Y-NH-Z-C=OX-Y-NH-Z-C = O NH-OH (I) kde X je základní skelet nosiče ze skupiny dextran, sítovaná agaróza, porézní sklo, porézní silikagel s aminoskupinami, perlová porézní celulóza včetně hydroxyalkylderivátů, aminoalkylderivátů, hydrofilních makroporézních kopolymerů hydroxyalkylakrylátů a methakrylátů, di popř. polyvinylických monomerů jako sítovadel, kdy Y je spacer tvořený alifatickou či heteroaromatickou případně heteroatom obsahující skupinou, kde Z je alifatický zbytek typu -(CH2>n~ s n ~ ΡΟΡ^ aromatický zbytek typu fenylen, difenylen, naftylen a kdeNH-OH (I) wherein X is a carrier backbone of the dextran group, cross-linked agarose, porous glass, porous amino-containing silica gel, pearl porous cellulose including hydroxyalkyl derivatives, aminoalkyl derivatives, hydrophilic macroporous copolymers of hydroxyalkyl acrylate and methacrylates; polyvinyl monomers as crosslinkers, wherein Y is a spacer formed by an aliphatic or heteroaromatic or heteroatom-containing group, wherein Z is an aliphatic radical of the type - ( CH2 > n ~ sn ~ Ρ Ο Ρ ^ aromatic radical of phenylene, diphenylene, naphthylene) and R je halogen, benzen či toluensulfonát, 4,6-dichlor-l,3,5-triazin, nitrit popř, epoxidová skupina, vyznačený tím, že se nechá reagovat polymeranalogickou reakcí ve vodě nerozpustný makroporézní nosič struktury IIR is halogen, benzene or toluenesulphonate, 4,6-dichloro-1,3,5-triazine, nitrite or epoxy, characterized in that it is reacted by a polymer-analogous reaction with a water-insoluble macroporous carrier of structure II X-Y-R (II) kde X, Y, R má shora uvedený význam a nízkomolekulární derivát hydroxamové kyseliny struktury III h2n-z-c=oXYR (II) wherein X, Y, R is as defined above and a low molecular weight hydroxamic acid derivative of structure III h 2 nzc = o 1h-oh (III) kde Z má shora uvedený význam v organickém rozpouštědle po dobu 0,5 až 5 hodin při teplotě 50 až 150 °C.1h-oh (III) wherein Z is as defined above in an organic solvent for 0.5 to 5 hours at 50 to 150 ° C. Severografia, n. p., MOSTSeverography, n. P., MOST Cena 2,40 KčsPrice 2,40 Kčs
CS861703A 1986-03-12 1986-03-12 Method of macroporous sorbents production with covalently bonded hydroxamic groups CS256128B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS861703A CS256128B1 (en) 1986-03-12 1986-03-12 Method of macroporous sorbents production with covalently bonded hydroxamic groups

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS861703A CS256128B1 (en) 1986-03-12 1986-03-12 Method of macroporous sorbents production with covalently bonded hydroxamic groups

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CS170386A1 CS170386A1 (en) 1987-08-13
CS256128B1 true CS256128B1 (en) 1988-04-15

Family

ID=5352067

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS861703A CS256128B1 (en) 1986-03-12 1986-03-12 Method of macroporous sorbents production with covalently bonded hydroxamic groups

Country Status (1)

Country Link
CS (1) CS256128B1 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
CS170386A1 (en) 1987-08-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0012751B1 (en) Preparation of trichloro-s-triazine activated supports
US4330440A (en) Activated matrix and method of activation
EP0156382B1 (en) Separation agent comprising acyl-or carbamoyl-substituted polysaccharide
CN105111265B (en) The method that one kind uses " one kettle way " mark modified biological macromolecular
CA1106841A (en) Activated matrix and method of activation
WO1995000463A1 (en) Optical isomer separating agent and process for producing the same
US5085779A (en) Polyethyleneimine matrixes for affinity chromatography
WO1987006586A1 (en) Bonded phase chromatographic supports
WO1996027615A1 (en) Photochemically cross-linked polysaccharide derivatives as supports for the chromatographic separation of enantiomers
EP0316492A1 (en) Polymeric matrix for affinity chromatography and immobilization of ligands
KR100528959B1 (en) Silica gel bonded with cucurbiturils
US4286964A (en) Polyfunctional epoxides and halohydrins used as bridging groups to bind aromatic amine group-containing alcohols and thiols to hydroxyl bearing substrates
US20120165516A1 (en) Filler for optical isomer separation
DK1577324T3 (en) Three-branched sugar chain asparagine derivatives, sugar chain asparagines, sugar chains and processes for their preparation
KR100537400B1 (en) Aminoalkyl Trialkyl Silyl Cellulose and a Method for Coating Surfaces
EP1651685B1 (en) Cucurbituril-containing polymer, stationary phase and column using the same
JP4122648B2 (en) Polymeric and crosslinkable polysaccharides or oligosaccharides of chloro-, hydroxy- and alkoxysilane derivatives, their synthesis and their use as sources of new carrier materials
NO325906B1 (en) Crosslinked polymer compounds, process for their preparation and use, and carrier materials and process for their preparation and use and process for organic synthesis in heterogeneous phase
US4886755A (en) Preparation of polymeric thiol gels for covalent bonding of biologically active ligands
CS256128B1 (en) Method of macroporous sorbents production with covalently bonded hydroxamic groups
EP0403700B1 (en) Polyethyleneimine matrixes for affinity chromatography
US20050282294A1 (en) Affinity supports with immobilised protein A
AU744412B2 (en) Chiral compounds, their synthesis and use as a support
KR20040012901A (en) Novel separation agent for separating optical isomer and method for preparation thereof
JPH01203402A (en) Polysaccharide carbamate derivative