CS257226B1 - Anorganické materiály modifikovaná chemicky vázanými (l-fenyietyl)aminopropyl skupinami a způsob jejich výroby - Google Patents

Abstract

Anorganické materiály modifikované chemicky vázanými (l-fenyletyl)aminopropyl skupinami obecného vzorce Si-(CH9)-NHCH < I i í J R /CÍI3 ^C6H5 kde(sX^H představuje povrch nosiče vybraného ze skupiny sestávajíc! z oxidu křemičitého, oxidu hlinitého, alumosilikátú, · skla a keramiky a R1 je metyl, metoxy, případně etoxy skupina. Tyto látky se připravují reakcí anorganického materiálu s organokřemičitým činidlem obecného vzorce r1r2sí(ch2)3nhch „CH, -X c6H5 kde R2 představuje metoxy nebo etoxy skupinu a ostatní symboly mají výše uvedený význam. Takto připravené materiály se mohou uplatnit jako sorbenty v chromatografií, nosiče katalyzátorů a biokatalyzátorů či jako plniva makromolekulárních látek.

Description

Vynález se týká anorganických materiálů modifikovaných (1-fenyletyl)aminopropyl skupinami, které jsou k povrchu nosiče vázány chemickou vazbou a způsobu jejich výroby.

V technických oborech, jako immobilizaci enzymů, heterogenizaci homogenních katalyzátorů, přípravě plněných polymerů či chrómptografii se uplatňují anorganické materiály jako silikagel, alumina, sklo, oxid titaničltý modifikované organokřemičitými sloučeninami, které na jejich povrch zavádějí různé funkční skupiny jako oktadecyl, fenoxypropyl, 2-kyanopropyl apod. (například E. Grushka: Bonded Stationary Phases in Chromatography, Ann Arbor Science Publ., Ann Arbor 1972; R. R. Myears, S. J. Long (Ed.): Film Forming Compositlons,

Part III M. Dekker, New York 1972; K. K. Unger: Porous Silica, Elsevier, New York (1979)>.

V této řadě materiálů jsou dosud málo zastoupeny anorganické materiály modifikované na svém povrchu chemicky vázanou sek. aminoskupinou. Tuto mezeru vhodně doplňuji látky podle vynálezu.

Podstatou vynálezu jsou anorganické materiály modifikované chemicky vázanými (1-fenyletyl)aminopropylskupinami obecného vzorce .0 ' /CH,

Si-(CH,),NHCH o/<i ^^c6h₅ kde(s^ představuje povrch nosiče vybraného ze skupiny sestávající z oxidu křemičitého, oxidu titaničitého, oxidu hlinitého, alumosilikátů, skla a keramiky a R^ je metyl, metoxy, případně etoxy skupina. Tyto látky se připravují reakcí anorganického materiálu s organokřemičitým činidlem obecného vzorce

CH, /

R R₂Si(CH₂)₃NHCH ^Xc6^H5 kde R₂ představuje metoxy nebo etoxy skupinu a ostatní symboly mají výše uvedený význam.

Tyto materiály jsou snadno připravitelné, nebot požadovaná organokřemičitá činidla jsou popsána v čs. AO č. 252 619 a potřebné anorganické materiály jsou běžně dostupné a jejich zrnistost, povrch i velikost pórů lze bez potíži zvolit podle jejich aplikace.

Interakce mezi anorganickým nosičem a organokřemičitým činidlem probíhá mezi hydroxylovou skupinou anorganického nosiče a alkoxysilyl skupinou činidla, případně silanolovou skupinou vzniklou hydrolýzou alkoxysilylskupiny, např.:

oc₂h₅

+ (C₂H₅O)₃Si(CH₂)₃NHCH(CH₃)CgH₅

Sj-OŠi(CH₂)₃NHCH(CH₃)C_gH₅ + 2 C^gOH (ch₃o) ₂ (CH₃) Si (CH₂) ₃NHCH (CH₃) C_gH₅ + 2H₂<3 (HO)₂CH₃Si(CH₂)₃NHCH(CH₃)CgH₅ + 2 CHjOH

O

OH + (HO)₂(CH₃)Sl(CH₂)₃NHCH(CH₃)CgH₅ —^φ-OSi (CH₃) (CH₂) ₃NHCH (CH₃) CgHg + 2 HjO OH kde OH představuje povrch anorganického nosiče; Touto interakcí se tedy vytváří pevná

OH (nejčastěji siloxanová) vazba mezi povrchem nosiče a organokřemičitým činidlem a povrch je tak modifikován 1-(fenyletyl)aminopropyl skupinami. V případě, že organokřemičité činidlo je opticky aktivní, je touto interakcí na povrch nosiče zavedeno chirální centrum, čehož lze např. využít ke chromatografickému dělení racemátů nebo přípravě katalyzátorů pro enantioselektivní syntézu.

Vlastní interakci lze provádět v rozpouštědlech i bez rozpouštědla (což však vede ke zbytečně vysoké spotřebě organokřemičitého činidla). Jako rozpouštědla jsou vhodná především aprotická rozpouštědla jako tetrahydrofuran, toluen, dioxan, dichloretan, lze však použít i jiná rozpouštědla případně vodu. Pro modifikaci anorganických nosičů se obvykle volí teplota od 15 °C do teploty varu rozpouštědla; výhodné je i azeotropické odstranění vznikajících alkoholů nebo vody.

Vzájemný poměr anorganického materiálu a organokřemičitého činidla se řídí jednak zamýšlenou aplikací, jednak velikosti povrchu anorganického nosiče. Lze předpokládat, že při monomolekulárním pokrytí povrchu zaujme jedna molekula činidla přibližně 0,25 až nm dostupného povrchu.

Po provedené modifikaci je výhodné promýt modifikované materiály rozpouštědly odstraňujícími případný přebytek činidla a velmi často bývá účelné takto připravený materiál sušit.

Takto připravené materiály obsahuji (1-fenyletyl)aminopropylskupiny chemicky vázané k povrchu a mohou se uplatnit např. jako sorbenty v chromatografii, nosiče katalyzátorů a biokatalyzátorů, jako plniva makromolekulárních látek, případně v dalších aplikacích.

Dále uvedené příklady charakterizují látky podle vynálezu, aniž by jej vymezovaly nebo omezovaly. Navážky jsou v hmotnostních dílech.

Přikladl

200 dílů vysušené siliky (SiO.) o středním průměru pórů 3,5 nm a specifickém povrchu

468 m /g bylo převrstveno 600 dily toluenu a přidáno 100 dilů N-/3-(trietoxysilyl)propyl/(-fenyletyl)aminu. Směs byla zahřívána na teplotu varu po 5 h. Poté byla část rozpouštědla oddestilována, silika promyta třikrát toluenem a vysušena ve vakuu. V produktu bylo zjištěno 9,1 % C a v infračerveném spektru nalezen slabý široký pás se středem u 2 950 cm^-1 odpovídající vibracím nasycených CH vazeb.

Příklad2

200 dílů porésního skla o specifickém povrchu 300 m /g bylo převrstveno 500 díly vody a přidáno 150 dílů N-/3-(dimetoxymetylsilyl)propyl/(1-fenyletyl)aminu a ponecháno stát 10 dní při teplotě místnosti. Poté byla reakční směs udržována při teplotě 90 °C po 5 h. Výsledný produkt byl po odsátí promyt vodou, dioxanem a dietyléterem a sušen při 90 °C. Obsahoval 2,6 % C.

Příklad 3

Příklad 1 byl zopakován s tím rozdílem, že místo siliky byla použita alumina (A1₂O₃).

s měrným povrchem 150 m /g. Získaný produkt obsahoval 2 % C.

Přikládá

Příklad 1 byl zopakován s tím rozdílem, že místo siliky byl použit velmi jemný oxid titaničitý o středním průměru částic 0,1/um. Získaný produkt obsahoval 0,8 i C.

Příklad5

Příklad 1 byl zopakován s tím rozdílem, že místo siliky byla použita porésní keramika 2 o specifickém povrchu 55 m /g. Získaný produkt obsahoval 1,2 i uhlíku.

Přiklad 6

Příklad 1 byl zopakován s tím rozdílem, že místo siliky bylo použito molekulové síto Nalsit A 4. Získaný produkt obsahoval 0,4 Ϊ C.

Claims (2)

1. PŘEDMĚT

   VYNÁLEZU

   1. Anorganické materiály modifikované chemicky vázanými (1-fenyletyl)aminopropyl skupinami obecného vzorce .CH'o/

   Si-(CH₂)₃NHCH kde 0^ představuje povrch nosiče vybraného ze skupiny sestávající z oxidu křemičitého, oxidu titSRičitého, oxidu hlinitého, alumosilikátů, skla a keramiky a R¹ je metyl, metoxy, případně etoxy skupina.
2. 2. Způsob výroby anorganických materiálů obecného vzorce bodu 1, vyznačený tím, že se ponechají reagovat anorganické materiály s organokřemičitým činidlem obecného vzorce

   XH₃

   R¹R₂Si(CH₂)₃NHCH kde R₂ představuje metoxy nebo etoxy skupinu a ostatní symboly mají výSe uvedený význam.