FI72985B - Vinylenkarbonatpolymer, foerfarande foer dess framstaellning, och dess anvaendning. - Google Patents

Description

! 72985

Vinyleenikarbonaattipolymeeri, menetelmä sen valmistamiseksi ja sen käyttö

Keksintö koskee silloitettua vinyleenikarbonaatti-5 polymeeriä ja menetelmää sen valmistamiseksi sekä sen käyttöä .

On tunnettua kiinnittää biologisesti aktiivisia aineita, kuten entsyymejä, vasta-aineita, antigeenejä, hormoneja ja niiden kaltaisia, niiden aktiivisuus säilyt-10 täen polymeerisille kantaja-aineille esim. entsyymien sta-biloimiseksi, puhdistamiseksi tai niiden tekemiseksi veteen liukenemattomiksi tällä tavalla. Tällä tavalla immo-bilisoiduilla biologisesti aktiivisilla aineilla on huomattavia etuja liukoiseen muotoon verrattuna: ensinnäkin ero-15 tettavuus sedimentoimalla reaktion päätyttyä yksinkertaistuu, toisena etuna on preparaattien stabiilisuuden ja uudelleen käytettävyyden moninkertaistuminen, sillä mahdollisesti mukana olevat proteaasit kiinnittyvät mukaan.

DE-kuulutusjulkaisussa 2 237 316 kuvataan kantaja-20 aineina käytettäviä paisutettavissa olevia, silloitettuja helmipolymeraatteja, jotka valmistetaan kopolymeroimalla reaktiivisia ryhmiä sisältäviä monomeereja, silloittavia monomeereja ja hydrofiilisiä monomeereja. Reagoivina ryhminä käytetään tällöin halogeenialkyyli-, epoksidi-, kar-25 boksyylihappokloridi-, karboksyylihappoanhydridi-, karbok-syylihappoatsidi-, karboksyylihappofenyyliesteri- ja hyd-roksaamihapporyhmiä. Näillä kantaja-aineilla on kuitenkin joukko haittapuolia; biologisesti aktiivisten aineiden kiinnittäminen joihinkin niistä on suhteellisen hidasta 30 ja kestää usein useita päiviä; käytettäessä nahydridimuun-noksia esiintyy lisäksi kuormittumisia.

DE-hakemusjulkaisun 2 407 340 mukaan käytetään vinyleeni-karbonaatin polymeerejä ja kopolymeerejä biologisesti aktiivisten aineiden kiinnittämiseen. Myös DE-kuulutusjul-35 kaisun 2 552 510 mukaan voidaan vinyleenikarbonaatin ko-polymeraatteja käyttää tähän tarkoitukseen. Biologisesti __ - τ ______ 2 72985 aktiivisen aineen kiinnittämisen jälkeen vielä jäljellä olevat syklokarbonaattiryhmät muutetaan siinä kuvatun menetelmän erään muunnelman mukaisesti hydroksyyliryhmiksi.

Näissä kahdessa julkaisussa kuvattujen polymeeris-5 ten kantaja-aineiden, jotka pohjautuvat reaktiivisena mo-nomeeriyksikkönä käytettyyn vinyleenikarbonaattiin, etuna muihin kantaja-aineisiin nähden on pieni epäspesifinen biologisesti aktiivisten aineiden adsorboituminen, esim. käytettäessä affiniteettiadsorbenttina; lisäksi ne ovat hel-10 posti modifioitavissa. Niiltä puuttuu kuitenkin helmimäi-nen muoto ja tarpeellinen huokoisuus. Siksi ne eivät sovellu esim. pylväsmenetelmään.

DE-hakemusjulkaisun 25 65 759 mukaisella menetelmällä saadaan epäsäännöllisen muotoisia vinyleenikarbonaa-15 tin kopolymeraatteja, minkä jälkeen seuraa polymerointi orgaanisessa polaarittomassa dispergointiaineessa määrättyjen ionittoraien dispergointistabilaattoreiden läsnäollessa. Myöskään nämä polymeraatit eivät ole helmimäisiä eivätkä myöskään riittävän huokoisia.

20 Tämän keksinnön tarkoituksena oli siten valmistaa polymeerinen aine, erityisesti biologisesti aktiivisten aineiden kantaja-aine, joka perustuu vinyleenikarbonaattiin, ja jolla ei ole tunnettujen tuotteiden haittapuolia, ja joka on erityisesti helmimäinen muodoltaan ja riittävän 25 huokoinen. Toisen tarkoituksena oli saada aikaan tähän tarkoitukseen soveltuva menetelmä. Nämä tarkoitukset saavutetaan esillä olevalla keksinnöllä.

Keksintö koskee silloitettua polymeeriä, joka pääasiallisesti koostuu a) yksiköistä, jotka on johdettu 30 vinyleenikarbonaatista tai sen yksiarvoisella, enintään 8 hiiliatomia sisältävällä hiilivetyryhmällä substituoi-duista johdannaisesta, jolloin vinyleenikarbonaattiyksi-köiden määrä on 5-90 mooli-%, laskettuna koko polymeeristä, b) yksiköistä, jotka on johdettu hydrofiilisiä ryh-35 miä sisältävistä monomeereistä, ja c) silloittuvaa mono-meeriyksiköistä, jolloin komponentit b) ja c) ovat kopo- 3 72985 lyineroitävissä komponentin a) kanssa ja polymeerihiukkas-ten keskimääräinen koko on 20-800 pm. Keksinnön mukaiselle polymeerille on tunnusomaista, että polymeerihiukka-set ovat oleellisesti pallomaisia ja niiden keskimääräi-5 nen huokosläpimitta on 5-1000 nm. Keksintö koskee myös menetelmää edellä kuvatun polymeerin valmistamiseksi po-lymeroimalla a) vinyleenikarbonaattia tai sen yksiarvoisella, enintään 8 hiiliatomia sisältävällä hiilivetyryh-mällä substituoitua johdannaista, b) vähintään yhtä, 10 hydrofiilisiä ryhmiä sisältävää monomeeria, ja c) vähintään yhtä silloittuvaa monomeeriä nestemäisessä dis-pergointivällaineessa, joka polymerointiolosuhteissa ei liuota monomeerejä eikä polymeeriä, radikaalimekanismil-la toimivina initiaattorin ja dispersiostabilisaattorin 15 läsnäollessa. Menetelmälle on tunnusomaista, että disper-siostabilisaattorina käytetään alternoivaa kopolymeeriä, joka muodostuu maleiinihappoanhydridistä ja vinyylialkyy-lieetteristä, jonka alkyyliosassa on 6-30 hiiliatomia, tai pitkäketjuisesta "x-olefiinista, jossa on 8-30 hiili-20 atomia, ja jonka RSV-arvo on 0,01-1,0 /dl/g_7 (mitattuna 0,6 %:iselle liuokselle tolueenissa 25°C:ssa).

Keksintö koskee lisäksi edellä kuvatun polymeerin käyttöä kantaja-aineena valmistettaessa kantaja-aineeseen sidottuja biologisesti aktiivisia aineita.

25 Keksinnön mukainen helmipolymeraatti sisältää vi- nyleenikarbonaatista tai sen johdannaisesta peräisin olevia yksiköitä 5-90 mol-%, edullisesti 10-80 mol-% polymeerin kokonaismäärästä laskettuna. Edellä annettuja suuremmat ja pienemmät määrät ovat periaatteessa mahdollisia, 30 niihin liittyy kuitenkin yleensä haittapuolia. Vinylee-nikarbonaatista tai sen johdannaisista peräisin olevien yksiköiden optimaalinen määrä annettujen rajojen sisällä riippuu mm. halutusta kiinnittymistiheydestä, biologisesti aktiivisen aineen molekyylipainostaja sen kaltaisista 35 tekijöistä.

Vinyleenikarbonaatti on keksinnön mukaisesti edullinen monomeerina, joka antaa helmipolymeraatille reagoi- ____ - Γ 4 72985 via ryhmiä. Niiden, keksinnön mukaisesti myös käyttökelpoisilla, johdannaisilla on kaava (I) R - C - ° 5 JS C = O (I) H - C - 0' jossa R on yksiarvoinen hiilivetyryhmä, jossa on korkeintaan 8 hiiliatomia, edullisesti C^_g-alkyyli ja erityises-10 ti C^_4~alkyyli· Esimerkkejä tällaisista ovat metyyli, etyyli, isopropyyli, 2-etyyliheksyyli, n-heptyyli, syklo-pentyyli, allyyli, fenyyli, tolyyli, bentsyyli ja ksy-lyyli.

Silloin, kun ennen käyttöä kantaja-aineena tehdään 15 modifiointi niin kutsutuilla sivuhaaroilla (spacer) (katso jäljempänä), sisältää keksinnön mukainen helmipolyme-raatti muuttamattomien kaavan (I) mukaisten vinyleenikar-bonaattiyksiköiden tai vinyleenidioli(1,2)-yksiköiden (edeltävän saippuoinnin ollessa kyseessä) lisäksi myös 20 vastaavia sivuhaaralla muunnettuja yksiköitä. Niillä on etupäässä alla oleva kaava (II), so. polymeeriketjun rinnakkaisissa hiiliatomeissa on vain yksi sivuhaarayk-sikkö:

25 R - C - OH

H - C - <sivuhaara> (II) j R on edellä mainittu ja sivuhaara on erityisesti

30 A - B - C

jossa A on O tai OCONH, B on orgaaninen ryhmä (sivuhaara sanan ahtaammassa merkityksessä) , erityisesti hiilivetyryhmä, joka voi mahdollisesti olla heteroato-35 mien, kuten 0:n, NH:n, S:n jne., katkaisema, ja C on funktionaalinen ryhmä, joka voi muodostaa biologisesti aktii- 5 72985 visen yhdisteen kanssa kovalenttisen sidoksen. Tällaisiin ryhmiin kuuluvat esim. COOH, NH0, CH-CH_, COX, (X=H, halo- 2 \ / 2 XÖ geeni, N tai OR; R = C. -alkyyli, CH(OR),, (R = kuten 6 ±~b 2 5 edellä), C-OR (R = kuten edellä, N0 tai NCO.

W 2 NH.HC1.

A on edullisesti O, B on alifaattinen, erityisesti haaroittumaton C^_g-hiilivetyryhmä, aryyliryhmä tai alkyy-liaryyliryhmä ja C on NH2 tai CH-CH2 ·

10 'V

Esimerkkejä ryhmästä A-B-C ovat: -O-(CH„) -NH_; n = 2-12 2 n 2

O

-O-(CH„) n = 1-8 2 n 2

15 ,NH

-O- (CH_) -CH-^H - n = 1-8 2 n 2 -O-(CH0) -C7 ; n = 1-8 2 n v

x X = H, OH, halogeeni, N3, OR

20 OR

-0-(CH ) -CH^ ; N = 1-6 ^OR R = NH-HC1 -O-(CH-) -</ ; n = 2-8 2 n v

25 OR

R = C^_g-alkyyli ~o-cn2-(C^~Y' y = nh2, n2, nco

30 Kaavan II mukaisten monomeeriyksiköiden tai sivuhaarojen määrän annettuna mooliprosentteina kaikista vinyylikarbo-naatista peräisin olevista yksiköistä on korkeintaan Y·^ mol-%, erityisesti Y2 mol-%, jolloin Y± = 91 - 0,00753 X2 ja 35 Y2 = 95 - 0,94 X

ja X on kaikkien vinyleenikarbonaatisa peräisin olevien yk- _____ - Γ - 6 72985 siköiden osuus mooliprosentteina monomeerien kokonaismäärästä. Kaavan (II) mukaisten monomeeriyksiköiden tai sivuhaarojen vähimmäismäärä on 0,01 mol-%, edullisesti 0,5 mol-% monomeerien kokonaismäärästä. Yleensä näiden 5 monomeeriyksiköiden enimmäismäärä on noin 35 mol-% monomeerien kokonaismäärästä.

Helmipolymeraatti sisältää keksinnön mukaisesti vielä kaksi muuta monomeeriyksikköä, jotka on johdettu vinyleenikarbonaatin kanssa kopolymeroituvista monomee-10 reistä.

Toinen näistä on monomeeri, jossa on hydrofiilisiä ryhmiä, jotka tekevät kantaja-aineena käytettävästä polymeeristä kyllin hydrofiilisen ja siten turpoavan. Tämä on siksi tärkeää, että biologisesti aktiivisen aineen kiin-15 nitysreaktio tehdään enimmäkseen vesipitoisissa systeemeissä ja hydrofiilisen, biologisesti aktiivisen aineen tulee diffuntoitua kantaja-aineelle. Näihin monomeereihin kuuluvat esim. DE-hakemusjulkaisussa 2 237 316 komponentiksi c) esitetyt monomeerit. Tämän keksinnön yhteydessä 20 ovat edullisia: N-vinyylipyrrolidoni, (met)akryylihappo, (met)akryyliamidi, (met)akryylihappoalkyyliesteri, jonka alkyyliryhmä sisältää kulloinkin 2-4 hiiliatomia, N-vi-nyyli-N-alkyyliasetamidi (C^_^-alkyyli) ja vinyyliasetaat-ti. Mahdollisesti voi läsnä olla myös useampia tällaisia 25 hydrofiilisiä monomeeriyksiköitä.

Vinyleenkarbonaatin suhde hydrofiilisiin komponentteihin on tässä yhteydessä riippuvainen myös sidottavan entsyymin lajista. Entsyymin tai entsyymin kanssa reagoivan substraatin molekyylipainon ollessa sangen korkea on 30 tarkoituksenmukaista kasvattaa hydrofiilisten komponenttien osuutta, sillä vieressä olevat karbonaattiryhmät eivät reagoi steerisistä syistä, voivatpa joskus vaikuttaa jopa häiritsevästi. Lisäksi määräytyy hydrofiilisten komponenttien määrä myös keksinnön mukaisesti edullisesti 35 läsnäolevien silloittavien komponenttien määrän mukaan.

Mitä suurempi niiden määrä on, sitä suurempi on yleensä 7 72985 myös tarvittava hydrofUlisten komponenttien määrä, jotta kantaja-ainepolymeereistä tulee kyllin hydrofiilisiä ja turpoavia. Keksinnön mukaisesti on hydrofiilisen/hydrofii-listen monomeeriyksikön/yksiköiden määrä yleensä polymee-5 reissä 5-70 mol-%, edullisesti 20-50 mol-% polymeeristä laskettuna.

Keksinnön mukainen polymeeri sisältää myös silloittavia monomeeriyksiköitä, jotka ovat ennestään tunnettuja ja joita kuvataan DE-hakemusjulkaisussa 2 237 316 kompo-10 nenttina b). Tyypillisinä tämän ryhmän edustajina mainittakoon: glykolien divinyylieetterit, kuten etyleenigly-kolidivinyylieetteri, butaanidolidivinyylieetteri, hek-saandiolidivinyylieetteri, N,N-metyleenibisakryyliamidi, N,N'-metyleenibismetakryyliamidi, etyleeniglykolibismet-15 akryylihappoesteri, butaanidiolibismetakryylihappoesteri, triallyylisyanuraatti, trisakryloyyliperhydrotriatsiini, divinyylibentseeni, adipiinihappodivinyyliesteri, N,N'-divinyylietyleeniurea, vinyyliakrylaatti, allyylimetak-rylaatti, jne. Läsnä voi olla myös useampia erilaisia sil-20 loittavia monomeeriyksiköitä. Eräät näistä silloittajis-ta, kuten N,N'- divinyylietyleeniurea tai N,N'-metyleeni-biskaryyliamidi voivat myös antaa polymeereille hydrofii-lisiä ominaisuuksia.

Silloittavan monomeeriyksikön määrä ja siten sil-25 loittumistiheys riippuu käyttötarkoituksesta. Sekoituksella varustetussa astiassa tehtäviin entsyymireaktioihin tai diagnostisiin tarkoituksiin voi pienehkö silloitus-tiheys olla edullinen; käytettäessä sen sijaan kolonnin täytteenä on edellytyksenä helmipolymeraatin hyvä muoto-30 pysyvyys ja siten suuri silloittumistiheys. Käyttötarkoituksesta riippuen voi silloittavan monomeeriyksikön määrä olla jopa 60 mol-% polymeereistä laskettuna. Se on edullisesti 5-40 mol-%. Kuten jo aiemmin selostettiin, on silloittavan komponentin määrä tietyssä suhteessa hyd-35 rofiiliseen komponentin määrään. Useimmiten valitaan silloittavan monomeerin määrä siten, että helmipolymeraatti _ - Γ 8 72985 turpoaa tetrahydrofuraanissa korkeintaan 14-kertaiseksi, edullisesti 0-8-kertaiseksi alkuperäisestä tilavuudestaan.

Silloittamattomilla kantajilla on merkitystä silloin, kun kantajan reaktio biologisesti aktiivisen aineen 5 kanssa on tarkoitus tehdä kantaja-aineen liuoksessa.

Vaihtoehtoisesti voidaan silloittamaton kantaja-polymeeri silloittaa tunnetulla tavalla jälkikäteen tapahtuvalla kemiallisella reaktiolla, esim. diamiinin avulla. Vinyleenikarbonaattiryhmien osuuden polymeerissä tulisi 10 tässä tapauksessa olla jonkin verran suurempi.

Mahdollisina muina monomeeriyksikköinä, jotka eivät ole hydrofiilisiä eivätkä silloittavia, voidaan käyttää esim. sellaisia, joiden lähtöaineina ovat: akryyli- ja metakryylihappoesterit, joiden alkyyliosa sisältää 4-18 15 hiiliatomia, (met)akryylinitriili, C4_^g-karboksyylihappo-jen vinyyliesterit, kuten vinyylibutyraatti, vinyylistea-raatti ja haaroittuneiden C^^-^-karboksyylihappojen vinyyliesterit ja lisäksi aromaattiset vinyyliyhdisteet, kuten styreeni tai o£-metyylistyreeni. Näitä monomeeriyksiköitä 20 voi olla polymeereissä 4-40 mol-%, edullisesti 8-20 mol-%, polymeerin määrästä laskettuna.

Keksinnön mukainen helmipolymeeri koostuu suurimmalta osalta pallomaisista osasista, joiden keskimääräinen hiukkaskoko on kuivassa, turvottamattomassa tilassa 20-25 800 jum, edullisesti 50-300 ^am, ja niiden hiukkaskoko jakau tuma on pieni. Kulloinenkin optimaalinen hiukkaskoko riippuu ennen kaikkea käyttötarkoituksesta. Ilman painetta tehtävässä kolonnimenettelyssä voidaan valita hiukkaskoko annettujen rajojen sisällä vastaavasti suuremmaksi kuin pai-30 nemenetelmässä. Keksinnön mukaisen helmipolymeraatin helmet ovat pääasiallisesti rakenteeltaan onttoja, mikä vaatii suurta huokoisuutta. Tämä ilmenee siten, että keksinnön mukainen keskimääräinen huokosläpimitta on 5-1000 nm, edullisesti 10-500 nm ja erityisesti 2-200 nm.

35 Huokosläpimitan (huokostilavuuden) määritys tapah tuu siten, että ensin määritetään huokostilavuus kapillaa- 3 72985 ripainemenetelmällä (elohopeaporosinetria) (vrt. Ullmanns Encyklopädie der technischen Chemie 5 (1980) 751-752).

Siitä saadaan keskimääräinen hiukkasläpimitta mainitussa kirjallisuusviitteessä sivulla 752, vasemman palstan ylä-5 osassa olevalla yhtälöllä.

Keksinnön mukaiset helmipolymeraatit soveltuvat erityisen hyvin kantaja-aineiksi biologisesti aktiivisille aineille. Niitä voidaan kuitenkin käyttää myös muihin tarkoituksiin, esim. ioninvaihtimina, adsorptioaineina 10 kromatografisissa menetelmissä, jne.

Nämä helmipolymeerit valmistetaan keksinnön mukaisesti tavanomaisissa, tunnetuissa helmipolymerointiolosuh-teissa, joita kuvataan esim. DE-hakemusjulkaisussa 2 237 316 tai DE-hakemusjulkaisussa 2 556 759, kuitenkin 15 sillä erolla, että käytetään erityisiä dispersion stabi-lisaattoreita.

Tällaisina toimivat alternoivat kopolymeerit, jotka muodostuvat maleiinihappoanhydristä ja vinyylialkyy-lieetteristä, edullisesti vinyyli-n-alkyylieetterin, jon-20 ka alkyyliryhmä sisältää 6-30 hiiliatomia, edullisesti 10-20 hiiliatomia, tai pitkäketjuisesta x-olefiinista, joka sisältää 8-30 hiiliatomia. Esimerkkejä tällaisista vinyylialkyylieetteristä ja olefiineista ovat: vinyyli-oktyylieetteri, vinyylidekyylieetteri, vinyylidodekyyli-25 eetteri, vinyylistearyylieetteri, vinyylimyrisyylieetteri, okteeni-1, dekeeni-1, dodekeeni-1, tetradekeeni-1, okta-dekeeni-1, ja trikoseeni-1.

Nämä dispersiostabilisaattorit ovat tehokkaita jo määrinä 0,001 p-% monomeerien kokonaismäärästä. Useimmi-30 ten käytetään määriä 0,005-10 p-%, edullisesti 0,01-5 p-% monomeerien kokonaismäärästä laskettuna.

Näiden dispersiostabilisaattoreina käytettyjen ko-polymeerien redusoitu ominaisviskositeetti (RSV) on yleensä 0,01-1,0 ldl/qj (määritettynä 0,6-prosenttiselle liuok-35 selle tolueenissa 25°C:ssa). Vastaava edullinen alue on ma-leiinihappoanhydridin ja vinyylialkyylieetterin kopolymeerien ollessa kyseessä 0,5-1,0 /5l/g7* Maleiinihappoanhydridin vinyy- _ - Γ 10 72985 lialkyylieetterin, tai pitkäketjuisenοό-olefiinin välinen moolisuhde on edullisesti 1:1.

Radikaalimekanismilla vaikuttavina initiaattoreina tulevat keksinnön mukaisesti kyseeseen sellaiset, jotka 5 ovat mahdollisimman hyvin liukenevia monomeerifaasiin ja mahdollisimman vähän liukoisia dispergointiväliaineeseen. Tällaisista ovat esimerkkejä orgaaniset peroksidit, kuten di-tert-butyyliperoksidi, dibentsoyyliperoksidi, kumeeni-hydroksiperoksidi, sykloheksanoniperoksidi tai alifaattiset 10 atsoyhdisteet, kuten *,-.Ni'-atsodi-isovoihapponitriili, at- sobissyaanivaleriaanahappo, 1,l'-atsosykloheksaani-l,1“-dikarboksyylihapponitriili ja atsodikarboksyyliamidi. Mahdollisesti voidaan käyttää myös asianmukaisia redoksisys-teemejä. Initiaattorin määrä on useimmiten 0,01-5, edulli-15 sesti 0,1-2 p-% (monomeer.ien kokonaismäärästä laskettuna).

Nestemäisiksi dispergointiväliaineiksi toteutettaessa keksinnön mukaista helmipolyraerointia soveltuvat ennen kaikkea sellaiset orgaaniset yhdisteet, jotka ovat normaaliolosuhteissa nestemäisiä, joiden kiehumispiste on yli 20 60°C, edullisesti 85-300°C ja jota eivät liuota monomeere- jä, polymeeriä eivätkä edullisesti myöskään initiaattoria polymerointiolosuhteissa, tai liuottavat niitä vain hyvin pienessä määrin, jotta estettäisiin epätoivottava saostus-polymeroituminen. Hyvin soveltuvia ovat esim. cg_2o~' e<^u^-25 lisesti C^-ig-^iilivedyt, erityisesti parafiinit. Disper-gointiväliaine voi koostua myös erilaisten yhdisteiden seoksesta. Soveltuvia hiilivetyjä tai hiilivetyseoksia ovat esim. n-heksaani, n-heptaani, n-oktaani, sykloheksaa-ni, iso-oktaani, bensiinifraktiot, joiden kiehumispiste on 30 90-170°C ja ohuet parafiiniöljyt (Deutsches Arzneibush, 7.

p., DAB 7). Monomeerifaasin ja dispergointiväliainefaasin suhde voi vaihdella laajasti, esim. alueelle 0,5:1-1:05, edullisesti 1:1-1:15 (painosuhteita).

Jotta päästäisiin helmipolymeraattien mahdollisimman 35 korkeaan huokoisuusasteeseen, lisätään polymerointisystee-miin tai edullisesti monomeereihin edullisesti määrättyjä inerttejä, nestemäisiä komponentteja. Tällaisina tulisi 11 72985 pitää aineita, joihin monomeerit liukenevat hyvin tai jotka liukenevat hyvin monomeereihin tai ovat niiden kanssa sekoittuvia, mutta jotka ovat toisaalta käytännöllisesti katsoen liukenemattomia dispergointiväliaineeseen eivätkä 5 sekoitu siihen. Sen mukaan, miten inertit komponentit käyttäytyvät vastaavien kopolymeerien suhteen, voidaan ne jakaa paisutus- ja/tai saostusaineisiin. Hydrofiilisessa ympäristössä edistävät polaariset inertit aineet, kuten esim. di-metyyliformamidi, dimetyylisulfoksidi, dioksaani, vesi tie-10 tyssä määrin, jne., yleensä paisumista, kun taas polaarit-tomat aineet, kuten glyseriinitriasetaatti, jne., ovat kopolymeraatin soastusaineita. Tämä pätee myös päinvastaiseen tapaukseen, so. hydrofobisten polymeerien ollessa kyseessä toimivat polaarittomat liuottimen paisutusaineina.

15 Paras mahdollinen inertti aine tai inerttien aineiden seos on helppo määrätä muutamilla yksinkertaisilla rutiinikokeilla. Kun pyritään erityisesti helmipolymeereihin, joiden silloittumisaste on suhteellisen pieni, on syytä suositella polaarisen ja polaarittoman inertin aineen seoksen 20 lisäämistä. Inertit komponentit eivät osallistu polymeroitumiseen, ne joutuvat kuitenkin polymeraatin ympäröimiseksi ja liuotetaan taas pois jatkokäsittelyssä. Siten saadaan pysyviä huokosia. Huokoskoko riippuu inertin komponentin laadusta ja määrästä, mutta myös silloittavien komponent-25 tien määrästä.

Inerttejä komponentteja voidaan käyttää joko yksinään tai seoksina. Esimerkkeinä mainittakoon; metanoli ja sen korkeammat homologit, etyleeniglykoli, metyyliglykoli, propyyliglukoli, dietyleeniglykoli, butaanidioli-1,4, gly-30 seriini, polyetyleeniglukolit, dietyleeniglykolidimetyyli-eetteri, glyseriinitriasetaatti, etyleenikarbonaatti, for-mamidi, dimetyyliformamidi, dimetyylisulfoksidi, dioksaani, vesi tietyssä määrin jne.

Lisättävän inertin komponentin määrä on hyvin vaih-35 televa. Se riippuu mm. kantaja-aineen monomeerikoostumuk- sesta, erityisesti sen silloitusainepitoisuudesta, halutus- ___ - Γ 12 72985 ta huokoisuudesta (huokoskoosta) sekä kantaja-ainepolymee-rien tarkasta käyttötarkoituksesta. Siten suositellaan suuren silloittumisasteen yhteydessä käytettäväksi vastaavasti suurta määrää inerttiä komponenttia, jotta saataisiin 5 aikaan määrätty huokoisuus (huokoskoko). Silloittumisasteen pysyessä samana on huokoisuus (huokoskoko) sitä suurempi, mitä suurempi on käytetyn inertin komponentin määrä. Sitä voidaan suurentaa luonnollisesti vain tietyissä rajoissa, sillä muuten onttojen helmien seinän paksuus ja 10 siten niiden mekaaninen lujuus pienenee liikaa. Useimmissa tapauksissa saavutetaan tyydyttäviä tuloksia inertin komponentin määrällä, joka on 0,02-5 -kertainen, edullisesti 0,04-3 -kertainen käytettyyn monomeerimäärään nähden.

Vinyleenikarbonaattia sekä yhtä tai useampaa muuta 15 komonomeeria käytetään sellaiset määrät, että tuloksena on polymeeri, jossa monomeeriyksiköiden määrät ovat yllä tarkemmin esitetyt. Tällöin käytetään vinyleenikarbonaattia yleensä 5-95 mol-%, edullisesti 10-85 mol-% monomeeriseok-sen kokonaismäärästä laskettuna. Hydrofiilisten monomee-20 rien määrä on puolestaan useimmiten 3-60 mol-%, edullisesti 15-35 mol-% monomeeriseoksen kokonaismäärästä, ja silloittavien monomeerien määrä, silloin kun niitä käytetään, korkeintaan 60 mol-%, edullisesti 2-35 mol-% monomeeriseoksen kokonaismäärästä.

25 Keksinnön mukainen menetelmä toteutetaan tarkoituk senmukaisesti sekotuksella varustetussa reaktioastiassa useimmiten lämpötilassa 20-150°C, edullisesti 65-125°C. Helmipolymeraatin hiukkaskokoa säädetään tunnetulla tavalla sekoitusnopeuden ja faasisuhteen avulla. On erityisen 30 edullista käyttää pystysuorassa asennossa olevaa, sylinte-rimäistä astiaa, jonka pohja on tasainen ja joka on varustettu akselin suuntaisella sekoittimella, jonka akseli ulottuu aivan lähelle astian pohjaa. Reaktioastia on yleensä kaasutiivis ja se voidaan varustaa palautusjäähdyttimel-35 lä, syöttösuppilolla, kaasunsyöttöputkella ja lämpömittarilla. Astian kuumennus ja jäähdytys tapahtuu yleensä nes-tehauteella, esim. öljy- tai vesihauteella.

13 72985

On edullista toteuttaa keksinnön mukainen menetelmä ilman hapen poissa ollessa. Reaktioastia huuhdotaan siksi ennen reaktion aloittamista inertillä kaasulla, edullisesti typellä.

5 Polymerointireaktion päätyttyä poistetaan reagoi mattomat monomeerit reaktioastiasta, esim. haihduttamalla alipaineessa, edullisesti paineessa 0,1-15 torria. Monomee-rijäännösten poistamisen jälkeen erotetaan dispersioväli-aine kiinteästä polymeeristä, esim. dekantoimalla, suodat-10 tantalla tai imemällä pois päällä oleva neste. Sen jälkeen polymeraatti pestään, jos se on tarpeellista, alhaalla kiehuvalla orgaanisella liuottimena, esim. hiilivedyllä, alemmalla alkoholilla tai asetonilla, ja kuivataan lopuksi. Polymeraatin kuivaus tehdään useimmiten lämpötilassa 20-15 100°C, edullisesti 40-80°C; kuivaus alipaineessa on tässä yhteydessä suositeltavaa.

Keksinnön mukaisiin helmipolymeereihin liitettävinä biologisesti aktiivisina aineina tulevat kyseeseen tunnetut luonnon tai synteettiset aineet, jotka vaikuttavat 20 in vivo tai in vitro, kuten entsyymit, aktivaattorin, inhibiittorit, antigeenit, vasta-aineet, vitamiinit, hormonit, efektorit, antibiootit, proteiinit, ja niiden kaltaiset. Viimeksimainittuihin sisältyvät myös proteiinit, joissa on tiettyjä ei-proteiinisubstituenttteja, kuten metalli-25 ioneja, polysakkarideja, porfyriiniryhmiä, adeniinidinuk-leotideja, ribonukleiinihappoja, fosfolipideja, jne. Myös polypeptidifragmentit, esim. entsyymimolekyylien aktiiviset osat, lasketaan biologisesti aktiivisiin aineisiin kuuluviksi .

30 Yllä mainituista biologisesti aktiivisista aineista ovat entsyymit keksinnön mukaisesti edullisia.

Esimerkkejä entsyymeistä ovat adenyylidesaminaasi, alkoholidehydrogenaasi, asparaginaasi, karboksipeptidaasi, kymotrypsiini, difosfoesteraasi, glukosidaasi, glukoosi-35 isomeraasi, glukoosioksidaasi, glukoosi-6-fosfaattidehydro-genaasi, heksokinaasi, invertaasi, /3-laktamaasi, laktaasi, laktaattidehydrogenaasi, erilaiset lektiinit, NAD-kinaasi, __ - Γ ____ 14 72985 neuramidaasi, papaiini, peroksidaasi, fosfataasit (emäksiset ja happamat), 5'-fosfodiesteraasi, pyryvaattikinaasi, ribonukleaasi ja trypsiini.

Esimerkkejä muista biologisesti aktiivisista aineis-5 ta ovat hormonit, kuten insuliini ja erilaiset hypofyysin hormonit, gammaglobuliiniproteiinit, esim. vasta-aineet G, M, A, D ja E, muut verijakeet, esim. veren hyytymistekijä ja hyytymistä estävät tekijät, spesifiset vasta-aineet, kuten hepatiitti-, polio-, finnitauti-, sikotauti-, 10 influenssa- tai kaniinivasta-aineet, antigeenit, kuten hepatiitti-, polio-, finnitauti-, sikotauti-, influenssa-tai kaniiniantigeenit, joita käytetään puhdistamiseen tai soveltuvien vasta-ainereaktioiden stimulointiin, jolloin antigeeni (liukenemattomaksi tekemisen jälkeen) pysyy liu-15 kenemattomassa muodossa eikä siten tunkeudu elimistöön eikä voi vahingoittaa sitä, sekä yleiset elimistön proteiinit, kuten hemoglobiini tai albumiini.

Biologisesti aktiivisen aineen kiinnittäminen tehdään tunnetulla tavalla, kuten suunnilleen DE-hakemusjul-20 kaisussa 2 407 340 tai DE-patenttijulkaisuissa 2 215 687, 2 421 789 ja 2 552 510 kuvatuilla tavoilla. Yleensä reaktio tehdään huoneen lämpötilassa tai sitä viileämmässä.

Viimeksi mainitut lämpötilat tulevat kyseeseen erityisesti silloin, kun kiinnitettävä biologisesti aktiivinen aine 25 on alunperin epästabiili; tässä tapauksessa ovat lämpötilat alle +10°C, edullisesti 0 - +5°C.

Kiinnitysreaktio tehdään edullisesti lähellä neutraalia pH-arvoa, esim. pHtssa 5-9, sillä useimmat biologisesti aktiiviset aineet ovat pysyvimmillään tällä happa-30 muusalueella. Yleensä ei ole myöskään tarpeellista käyttää voimakkaammin happamia tai emäksisiä olosuhteita, sillä keksinnön mukaiset suurihuokoiset helmipolymeraatit reagoivat useimpien kyseeseen tulevien aineiden kanssa joneut-raalialueella nopeasti. Täten saadulla sidoksella on erin-35 omaisen hyvä stabiilisuus sekä varastoitaessa että käytön aikana.

15 72985

Kantaja-aineena voidaan tällöin käyttää suoraan vinyleenikarbonaattiryhmiä sisältävää polymeeriä tai sen saippuoitumistuotetta. Usein on kuitenkin tarkoituksenmukaista käyttää niin kutsutuilla sivuhaaroilla (spacer) 5 muunnettua polymeeriä. Sivuhaaroilla tarkoitetaan tässä yhteydessä yhdisteitä, jotka reagoivat sekä kantajapoly-meerin että biologisesti aktiivisen aineen kanssa ja muodostavat niiden välille eräänlaisen sillan. Keksinnön mukaisen helmipolymeraatin reaktio sivuhaarojen kanssa voi-10 daan tehdä joko suoraan tai edullisesti jälkeenpäin tehtävän karbonaattiryhmien saippuoinnin jälkeen. Reaktioaste riippuu tällöin mm. sivuhaaran koosta ja karbonaattiryhmien tai niistä syntyneiden sekundääristen hydroksyyli-ryhmien saavutettavuudesta. Sivuhaaroina tulevat tässä 15 yhteydessä kyseeseen tunnetut homo- ja heterobifunktionaa-liset yhdisteet, joiden toinen funktionaalinen ryhmä osallistuu kiinnitettävän biologisesti aktiivisen aineen liit-tämisreaktioon (vertaa DE-patenttijulkaisut 2 421 789 ja 2 552 510 sekä Ullmanns Encyklopädie der techischen Chemie, 20 4. p., osa 10, 540 ja Characterization of Immobilized

Biocatalysts, Verlag Chemie, Weinheim, 1979, 53).

Keksinnön mukaisesti edullisina sivuhaaroina tulevat kyseeseen sellaiset, joista saadaan seuraavia ryhmiä: - (CH„) -NH · n = 2-12 2 n 2 2 5 - (CH ) -CH-CH ; n = 1-8 2 n 2

NH

-(CH ) -CH^CH_; n = 1-8 2 n 2 -(CH ) -C ; n = 1-8 2 Π \ y

30 X = H, OH, halogeeni, N , OR

OR 6

-(CH ) -CH" ; n = 1-6 2 n OR

R = C. ,-alkyyli NH-HCl 1-6 -(CH2>n<' '· n - 2'8 35 R = Vj-alkyyli -™2-<θ)-Υ ; Y = NH2, N2, NCO.

_ - Γ ________ 16 7 2985

Erään keksinnön mukaisen edullisen toteutusmuodon mukaisesti annetaan helmipolymeerin reagoida karbonaattiryhmien saippuoinnin jälkeen epikloorihydriinin kanssa.

Yhtä paino-osaa kohden sidottavaa biologisesti ak-5 tiivistä ainetta käytetään edullisesti noin 10-80 paino-osaa kantaja-ainepolymeeriä, erityisesti sellaista, joka sisältää vähintään 50 mol-% vinyleenikarbonaattiyksiköitä. Suurempia kantaja-ainepolymeerin määriä voidaan käyttää tarkoituksenmukaisesti silloin, kun vinyleenikarbonaatti-10 yksiköt muodostavat vähemmän kuin 50 mol-% polymeeristä.

Keksintöä valaistaan seuraavassa tarkemmin esimerkkien avulla.

Dispersiostabilisaattorin valmistus (maleiinihappo-anhydridin ja vinyylistearyylieetterin kopolymerointi) 15 Sekoituksella varustettuun astiaan laitettiin 98 g maleiinihappoanhydridiä (1 mol) ja 296 g vinyylistearyvli-eetteriä (1 mol) 250mL:ssa asetonia, lisättiin 5 ml di-idopropyyliperkarbonaattia (40-prosenttinen liuos ftalaa-tissa), ja seosta polymeroitiin 5 h 60°C:ssa sekoittaen 20 typen alla. Saostunut tuote erotettiin jäähdytyksen jälkeen ja pestiin useaan kertaan asetonilla.

Monomeerien moolisuhde kopolymeerissä oli 1:1, RSV-arvo oli 0,224 /cll/g7 (määirtettynä 0,6-prosenttiselle liuokselle tolueenissa 25°C:ssa).

25 I. Helmimäisten vinyleenikarbonaattipolymeraattien valmistus

Esimerkki 1 (Vinyleenikarbonaatin, N-vinyylipyrrolidonin ja bu-taanidioli-1,4-divinyylieetterin kopolymeraatti).

30 Pyöreään astiaan, joka oli varustettu sekoittimella, lämpömittarilla, typensyöttöputkella ja palautusjäähdytti-mellä, laitettiin 900 ml ohutta parafiiniöljyä DAB 7 (dis-pergointiväliaine), 0,8 g maleiinihappoanhydridin ja okta-dekeeni-l:n kopolymeraattia /moolisuhde 1:1, RSV-arvo 35 0,064 ZfTl/qy (määritettynä 0,6-% liuokselle tolueenissa 25°C:ssa)7, 4 ml polyetyleeniglykolia (molekyylipaino noin 400) 43 g butaanidioli-1,4-divinyylieetteriä ja 2 g atsodi- 17 72 98 5 isovoihapponitriiliä. Tässä ja myöhemmissä esimerkeissä käytetty vinyleenikarbonaatti tislattiin ennen käyttöä 1 m pitkän, raschig-lasirenkailla täytetyn hopeavaippakolonnin läpi 75°C:ssa ja 33 torrin paineessa. Tislattu vinyleeni-5 karbonaatti säilytettiin tummissa lasipulloissa typpikaa-sukehässä kylmähuoneessa noin 10°C:ssa.

Edellä mainittua seosta kuumennettiin sitten hitaasti ja sekoittaen. Noin 65°C:ssa alkoi eksoterminen polyme-roitusmireaktio, jolloin lämpötila kohosi noin 80°C:een.

10 Lämpötila pidettiin tässä arvossa 2 h termostaatilla varustetun öljyhauteen avulla, ja nostettiin sitten tunnin ajaksi 90°C:een lopullisen polymeroitumisen aikaan saamiseksi. Sen jälkeen kummennushaude poistettiin ja reaktio-panoksen annettiin jäähtyä sekoittaen 40°C:een. Sen jälkeen 15 lopetettiin sekoitus, minkä jälkeen laskeutui jonkin ajan kuluttua helmimäinen polymeraatti. Pääosa parafiiniöljystä poistettiin sitten ja sen jälkeen loppuosa imusuodatti-men avulla. Saatu helmipolymeraatti käsiteltiin sitten sekoittaen petrolieetterillä kiinni tarttuneen parafiini-20 öljyn poistamiseksi. Sen jälkeen sekoitettiin tuotetta metanolissa ja sitten asetonissa reagoimattomien monomee-rien sekä dispergointiaineen liuottamiseksi pois. Lopuksi polymeraatti kuivattiin vakuumiuunissa yön yli 50-60°C:ssa.

Saanto oli 82,8 g silloitettua kopolymeraattia 25 (= 80 % teoreettisesta).

Suurin piirtein samanlainen tuote saadaan, kun käytetään vastaavaa, maleiinihappoanhydridistä ja dodekeenis-ta valmistettua dispergointiainetta.

Esimerkki 2 30 Vinyleenikarbonaatin, N-vinyylipyrrolidonin ja bu- taanidioli-1,4-divinyylieetterin kopolymeraatti.

Sylinterimäiseen astiaan, joka oli varustettu poik-kipalkkisekoittimella, palautusjäähdyttimellä, lämpömittarilla ja typensyöttöputkella, laitettiin 900 g parafii-35 niöljyä (DAB 7), 0,2 g kohdassa a) kuvattua maleiinihappo-anhydridin ja vinyylistearyylieetterin kopolymeraattia, 4 ml polyetyleeniglykoli 400:a, 43 g vinyleenikarbonaattia, 1δ 72985 55,5 g N-vinyylipyrrolidonia, 20 g butaanidioli-1,4-divi-nyylieetteriä ja 2 g atsodi-isovoihapponitriiliä. Typpeä syöttäen nostettiin hauteen lämpötila hitaasti 65°C:een ja polymeroitiin ja käsiteltiin esimerkin 1 mukaisesti.

5 Saanto oli 92,4 g silloittunutta tuotetta (= 78 % teoreettisesta).

Suurin piirtein samanlainen tuote saadaan, kun dis-pergointiaineena käytetään vastaavaa maleiinihappoanhydri-din ja vinyylidodekyylieetterin kopolymeraattia.

10 Esimerkki 3

Vinyleenikarbonaatin, akryyliamidin ja butaanidio li-1 ,4-divinyylieetterin kopolymeraatti.

Esimerkin 1 mukaisessa laitteistossa ja saman esimerkin mukaisissa olosuhteissa polymeroitiin seuraava seos: 15 700 ml parafiiniöljyä, 1,8 g esimerkin 2 mukaista maleii- nihapon ja vinyylistearyylieetterin kopolymeraattia, 114,6 g vinyleenikarbonaattia, 47,3 g akryyliamidia, 16,2 g butaanidioli-1 , 4-divinyylieetteriä , 18 g atsodi-isovoihapponitriiliä ja 100 ml etyleeniglykolia.

20 Tuote käsiteltiin esimerkissä 1 kuvatulla tavalla.

Saanto oli 110 g silloittunutta kopolymeraattia (= 62 % teoreettisesta).

Esimerkki 4

Vinyleenikarbonaatin, N-vinyylipyrrolidonin ja 25 etyleeniglykolidimetyyliakrylaatin kopolymeraatti.

Esimerkin 2 mukaisessa laitteistossa ja esimerkin 1 mukaisissa olosuhteissa tehtiin polymerointi seuraavalle seokselle: 800 ml parafiiniöljyä, 0,18 g maleiinihappo-anhydridin ja oktadekeeni-1:n esimerkin 1 mukaista kopoly-30 meraattia, 103,2 g vinyleenikarbonaattia, 44,4 g N-vinyylipyrrolidonia, 29,5 g etyleeniglykolidimetakrylaattia, 1,8 g atsodi-isovoihapponitriiliä, 10 ml polyetyleenigly-kolia (molekyylipaino 400) .

Tuote käsiteltiin esimerkin 1 mukaisesti. Saanto 35 120 g (67 % teoreettisesta).

Esimerkki 5

Vinyleenikarbonaatin, vinyyliasetaatin ja butaanidioli-1 ,4-divinyylieetterin kopolymeraatti.

19 72985

Esimerkin 2 mukaisessa laitteessa ja esimerkin 1 mukaisissa olosuhteissa tehtiin polymerointi seuraavalle seokselle: 900 ml iso-oktaania, 1,25 g maleiinihappoanhydridin 5 ja vinyylistearyylieetterin kopolymeraattia (kuten esimerkissä 2), 43 g vinyleenikarbonaattia, 43 g vinyyliase-taattia, 12 g butaanidioli-1,4-divinyylieetteriä, 1,3 g atsodi-isovoihapponitriiliä ja 20 ml polyetyleeniglykolia (molekyylipaino 400).

10 Tuote käsiteltiin kuten esimerkissä 1 heksaanipesua lukuunottamatta, joka jätettiin tässä pois. Saanto: 52 g = 53 % teoreettisesta.

Esimerkki 6

Vinyleenikarbonaatin, vinyyliasetaatin ja butaani-15 dioli-1,4-divinyylietterin kopolymeraatti.

Esimerkin 2 mukaisessa laitteistossa ja esimerkin 1 mukaisissa olosuhteissa tehtiin polymerointi seuraavalle seokselle: 400 ml heksaania, 0,5 g maleiinihappoanhydridin ja 20 vinyylistearyylieetterin kopolymeraattia (kuten esimerkissä 2) , 22 g vinyleenikarbonaattia, 22 g vinyyliasetaattia, 6 g butaanidioli-1,4-divinyylieetteriä, 5 ml di-isopropyy-liperkarbonaattia (40 % fralaatissa) ja 20 ml polyetyleeniglykolia (molekyylipaino 400).

25 Polymerointi kesti 3 h 60°C:ssaja lh70°C:ssa.

Tuote käsiteltiin esimerkin 5 mukaisesti.

Saanto: 30 g (= 60 % teoreettisesta).

Esimerkki 7

Vinyleenikarbonaatin, vinyyliasetaatin ja butaani-30 dioli-1,4-divinyylieetterin kopolymeraatti.

Esimerkin 2 mukaisessa laitteistossa ja esimerkin 1 mukaisissa olosuhteissa tehtiin polymerointi seuraavalle seokselle: 900 ml parafiiniöljyä, 0,1 g maleiinihappoanhydri-35 din ja vinyylistearyylieetterin kopolymeraattia (kuten esimerkissä 2), 43 g vinyleenikarbonaattia, 43 g vinyyliasetaattia, 20 g butaanidioli-1,4-divinyylieetteriä, 20 ml di- ___ - τ~ " 20 7 2 9 8 5 metyylisulfoksidia, 4 ml polyetyleeniglykolia (molekyyli-paino 400) ja 2 g atsodi-isovoihapponitriiliä.

Polymerointia tehtiin 1 h 80°C:ssa ja 3 h 90°C:ssa.

Tuote käsiteltiin esimerkin 1 mukaisesti.

5 Saanto: 76 g (= 71 % teoreettisesta).

Esimerkki 8

Vinyleenikarbonaatin, N-vinyylipyrrolidonin ja N,N-metyleenibisakryyliamidin kopolymeraatti.

Esimerkin 2 mukaisessa laitteistossa ja esimerkin 1 10 mukaisissa olosuhteissa tehtiin polymerointi seuraavalle seokselle: 900 ml parafiiniöljyä, 1 g maleiinihappoanhydridin ja oktadekeeni-1:n kopolymeraattia (kuten esimerkissä 4), 36,4 g vinyleenikarbonaattia, 46,9 g N-vinyylipyrrolidonia, 15 16,6 g metyleenibisakryyliamidia, 100 ml dimetyyliform- amidia ja 2 g atsodi-isovoihapponitriiliä.

Polymerointia tehtiin 1 h 80°C:ssa ja 3 h 90°C:ssa.

Tuote käsiteltiin sekoittamalla 5 h heksaanissa parafiiniöljyn poistamiseksi, 5 h metanolissa reagoimatto-20 mien monomeerien ja dispergointiaineen poistamiseksi ja 2 h asetonissa muiden jäännösten poistamiseksi. Sen jälkeen tuotetta kuivattiin 24 h 50 - 60°C vakuumiuunissa.

Saanto: 65 g (65 % teoreettisesta).

Esimerkki 9 25 Vinyleenikarbonaatin, metakryylihappometyyliesterin ja butaanidioli-1,4-divinyylieetterin kopolymeraatti.

Esimerkin 2 mukaisessa laitteistossa ja esimerkin 1 mukaisissa olosuhteissa tehtiin polymerointi seuraavalle seokselle: 30 900 ml parafiiniöljyä, 0,2 g maleiinihappoanhydridin ja vinyylistearyylieetterin kopolymeraattia (kuten esimerkissä 2), 43 g vinyleenikarbonaattia, 50 g metakryylihappo-metyyliesteriä, 20 g butaanidioli-1,4-divinyylieetteriä, 4 ml polyetyleeniglykolia (molekyylipaino 400) ja 2 g atso-35 di-isovoihapponitriiliä.

21 72985

Polymeroitiin 1 h 80°C:ssa ja 3 h 90°C:ssa.

Tuote käsiteltiin esimerkin 8 mukaisesti.

Saanto: 80 g (= 70 % teoreettisesta).

Esimerkki 10 5 Vinyleenikarbonaatin, N-vinyylipyrrolidonin ja bu- taanidioli-1,4-divinyylieetterin kopolymeraatti.

Esimerkin 2 mukaisessa laitteistossa ja esimerkin 1 mukaisissa olosuhteissa polymeroitiin seuraava seos: 800 ml parafiiniöljyä, 1,5 g maleiinihappoanhydridin 10 ja oktadekeeni-1:n kopolymeraattia (kuten esimerkissä 1), 43 g vinyleenikarbonaattia, 55,5 g N-vinyylipyrrolidonia, 52 g butaanidioli-1,4-divinyylieetteriä, 100 ml etyleeni-karbonaattia ja 1,5 g atsodi-isovoihapponitriiliä.

Polymeroitiin 2 h 80°C:ssa ja 2 h 90°C:ssa.

15 Tuote käsiteltiin esimerkin 8 mukaisesti.

Saanto: 92 g (= 61 % teoreettisesta).

Esimerkki 11

Vinyleenikarbonaatin, vinyylipyrrolidonin ja butaanidioli-1 ,4-divinyylieetterin kopolymeraatti.

20 Esimerkin 2 mukaisessa laitteistossa ja esimerkin 1 mukaisissa olosuhteissa polymeroitiin seuraava seos: 900 ml parafiiniöljyä, 0,2 g maleiinihappoanhydridin ja vinyylistearyylieetterin kopolymeraattia (kuten esimerkissä 2), 43 g vinyleenikarbonaattia, 55,5 g N-vinyyli-25 pyrrolidonia, 20 g butaanidioli-1,4-divinyylieetteriä, 4 ml polyetyleeniglykolia (molekyylipaino 400) ja 3 g atsodi-isovoihapponitriiliä (2 annoksena lisättynä).

Polymerointia tehtiin 30 h 70°C:ssa. Ensimmäinen 1,5 g:n annos katalysaattoria lisättiin alussa ja toinen 30 1,5 g:n annos, kun oli polymeroitu 15 h.

Tuote käsiteltiin esimerkin 8 mukaisesti.

Saanto: 91 g (= 77 % teoreettisesta).

Esimerkki 12

Vinyleenikarbonaatin, N-vinyylipyrrolidonin ja N,N-35 metyleenibisakryyliamidin kopolymeraatti.

_ - T -..- 22 7 2 9 8 5

Esimerkin 2 mukaisessa laitteistossa ja esimerkin 1 mukaisissa olosuhteissa tehtiin polymerointi seuraavalle seokselle: 900 ml parafiiniöljyä, 0,2 g maleiinihappoanhydridin 5 ja vinyylistearyylieetterin kopolymeraattia (kuten esimerkissä 2) , 37 g vinyleenikarbonaattia, 48 g N-vinyylipyrro-lidonia, 15 g N,N-metyleenibisakryyliamidia, 106 ml dime-tyylisulfoksidia, 4 ml polyetyleeniglykolia (molekyyli-paino 400) ja 2 g atsodi-isovoihapponitriiliä.

10 Polymeroitiin 1 h 80°C:ssa ja 4 h 90°C:ssa.

Tuote käsiteltiin esimerkin 8 mukaisesti.

Saanto: 79 g (79 % teoreettisesta).

Esimerkki 13

Vinyleenikarbonaatin, N-vinyylipyrrolidonin ja tris-15 akryloyyliperhydrotriatsiinin kopolymeraatti.

Esimerkin 2 mukaisessa laitteistossa ja esimerkin 1 mukaisissa olosuhteissa tehtiin polymerointi seuraavalle seokselle: 900 ml parafiiniöljyä, 0,4 g maleiinihappoanhydridin 20 ja vinyylistearyylieetterin kopolymeraattia (kuten esimer kissä 2), 42 g vinyleenikarbonaattia, 54,5 g N-vinyyli-pyrrolidonia, 3,5 g trisakryloyyliperhydrotriatsiinia, 50 ml dietyleeniglykolidimetyylieetteriä ja 2 g atsodi-isovoihapponitriiliä .

25 Polymeroitiin 2 h 80°C:ssa ja 2 h 90°C:ssa.

Tuote käsiteltiin esimerkin 8 mukaisesti.

Saanto: 69 g (= 69 % teoreettisesta).

Esimerkki 14

Vinyleenikarbonaatin, N-vinyylipyrrolidonin ja N,N~-30 metyleenibisakryyliamidin kopolymeraatti.

Esimerkin 2 mukaisessa laitteistossa ja esimerkin 1 mukaisissa olosuhteissa tehtiin polymerointi seuraavalle seokselle.

900 ml parafiiniöljyä, 1 g maleiinihappoanhydridin 35 ja oktadekeeni-1:n kopolymeraattia (kuten esimerkissä 4), 23 g vinyleenikarbonaattia, 60 g N-vinyylipyrrolidonia, 23 •72985 17 g N,N-metyleenibisakryyliamidia, 100 ml dimetyyliform-amidia ja 2 g atsodi-isovoihapponitriiliä.

Polymeroitiin 1 h 80°C:ssa ja 3 h 90°C:ssa.

Tuote käsiteltiin esimerkin 8 mukaisesti.

5 Saanto: 55 g (= 55 % teoreettisesta).

Esimerkki 15

Vinyleenikarbonaatin, N-vinyylipyrrolidonin ja divinyylietyleeniurean kopolymeraatti.

Esimerkin 2 mukaisessa laitteistossa ja esimerkin 1 10 mukaisissa olosuhteissa tehtiin seuraava polymerointi: 900 ml parafiiniöljyä, 1 g maleiinihappoanhydridin jaoktadekeeni-1:n kopolymeraattia (kuten esimerkissä 1), 26 g vinyleenikarbonaattia, 34 g N-vinyylipyrrolidonia, 40 g divinyylietyleeniureaa, 100 ml dimetyyliformamidia, 15 100 ml glyseriiniä ja 2 g atsodi-isovoihapponitriiliä.

Polymeroitiin 1 h 80°C:ssa ja 3 h 90°C:ssa.

Tuote käsiteltiin esimerkin 8 mukaisesti.

Saanto. 92 g (= 92 % teoreettisesta).

Esimerkki 16 20 Vinyleenikarbonaatin, N-vinyylipyrrolidonin ja di vinyylietyleeniurean kopolymeraatti.

Esimerkin 2 mukaisessa laitteistossa ja esimerkin 1 mukaisissa olosuhteissa tehtiin seuraava polymerointi: 900 ml parafiiniöljyä, 0,1 g maleiinihappoanhydridin 25 ja vinyylistearyylieetterin kopolymeraattia (kuten esimerkissä 2), 26 g vinyleenikarbonaattia, 34 g N-vinyylipyrrolidonia, 40 g divinyylietyleeniureaa, 30 ml dimetyyliformamidia, 70 ml glyseriinitriasetaattia ja 2 g atsodi-isovoihapponitriiliä.

o o 30 Polymeroitiin 3 h 80 C:ssa ja 1 h 90 C:ssa.

Tuote käsiteltiin sekoittamalla 8 h heksaanissa ja 1 h asetonissa.

Saanto: 78 g (= 78 % teoreettisesta).

Tärypaino: 444(g/1) 35 Tilavuuspaino: 2,2 (ml/g) _ -· Γ . _ 24 729 8 5

Turpoavuus: 3,8 (ml/g): (18 h tetrahydrofuraanissa 20°C:ssa) 3

Huokostilavuus: 0,52 (cm /g) (elohopeaporosimetria)

Keskimääräinen huokosläpimitta: 34 (nm) 5 Turpoavuuden määritykseen käytettiin laitteistoa, jota kuvataan julkaisussa Dechema-Monographie Bd. 84 (1979) 73-74. Näytteenä oli 100 mg kantaja-ainetta 5 ml:ssa tetrahydrof uraania.

Esimerkki 17 10 Vinyleenikarbonaatin, N-vinyylipyrrolidonin ja di- vinyylietyleeniurean kopolymeraatti.

Esimerkin 2 mukaisessa laitteistossa ja esimerkin 1 mukaisissa olosuhteissa tehtiin seuraava polymerointi: 900 ml parafiiniöljyä, 0,1 g maleiinihappoanhydridin 15 ja vinyylistearyylieetterin kopolymeraattia (kuten esimerkissä 2), 30,5 g vinyleenikarbonaattia, 39,5 g N-vinyyli-pyrrolidonia, 30 g divinyylietyleeniureaa, 20 ml dimetyyli-formamidia, 80 ml glyseriinitriasetaattia ja 2 g atsodi-isovoihapponitriiliä.

20 Polymeroitiin 4 h 80°C:ssa ja 1 h 90°C:ssa.

Tuote käsiteltiin esimerkin 16 mukaisesti.

Saanto: 91 g (91 % teoreettisesta).

Tärypaino: 497 (g/1)

Tilavuuspaino: 2,0 (ml/g) 25 Turpoavuus: 3,0 (ml/g): (18 h tetrahydrofuraanissa 20°C:ssa) 3

Huokostilavuus: 0,47 (cm /g) (elohopeaporosimetria)

Keskimääräinen huokosläpimitta: 30 (nm)

Esimerkki 18 30 Vinyleenikarbonaatin, N-vinyylipyrrolidonin ja di- vinyylietyleeniurean kopolymeraatti.

Esimerkin 2 mukaisessa laitteistossa tehtiin seuraava kopolymerointi:

Reaktioastiaan laitettiin ensin 900 g parafiiniöljyä 35 (ohutta) ja 0,2 g esimerkin 2 mukaista maleiinihappoanhydridin ja vinyylistearyylieetterin kopolymeraattia. Seos, 25 72985 joka sisälsi 30,6 g vinyleenikarbonaattia, 39,4 g N-vinyy-lipyrrolidonia, 30 g divinyylietyleeniureaa, 120 ml dime-tyyliformamidia ja 2 g atsodi-isovoihapponitriiliä, sekoitettiin homogeeniseksi toisessa astiassa ja lisättiin sit-5 ten 60 ml vettä, josta suolat oli poistettu. Tämä seos lisättiin reaktioastiaan ja panos kuumennettiin sekoittaen 70°C:een, pidettiin tässä lämpötilassa 1 h ja saatettiin polymeroituminen loppuun pitämällä 4 h 80°C:ssa. Kun seos oli jäähtynyt noin 50°C:een, kopolymeraatti erotettiin ja 10 pestiin seuraavasti: heptaani - metanoli - asetoni. Kuivattiin alipaineessa, jolloin saatiin 80 g (80 % teoreettisesta) polymeraattia.

Esimerkki 19

Vinyleenikarbonaatin, N-vinyylipyrrolidonin ja N,N~-15 metyleenibisakryyliamidin kopolymeraatin hydrolyysi.

Kolmikaulakolvissa, joka oli varustettu sekoitti-mella, palautusjäähdyttimellä ja lämpömittarilla, reafluk-soitiin 30 g yllä mainittua esimerkin 14 mukaista kopoly-meraattia 150 mlrssa metanolia ja 50 mlzssa 2 N natrium-20 hydroksidiliuosta noin 4 h sekoittaen. Karbonaattiryhmä muutettiin glykoliryhmäksi, jolloin lohkesi hiilidioksidia. Kun seos oli neutraloitu laimennetulla suolahapolla, erotettiin kopolymeraatti ja pestiin vedellä ja metanolilla neutraaliksi. Kuivattiin vakuumiuunissa 60°C:ssa, jolloin 25 saatiin 22 g hydrolysoitua kopolymeraattia.

Reaktio epikloorihydriinin kanssa 20 g yllä mainittua tuotetta käsiteltiin samassa laitteistossa sekoittaen 5 h 113 - 115°C:ssa 150 ml :11a epikloorihydriiniä. Kun reagoimaton epikloorihydriini oli 30 poistettu, tuote pestiin useaan kertaan asetonilla ja kuivattiin sitten 50°C:ssa vakuumiuunissa. Saatiin 25 g oksi-raanipitoista, heikosti keltaista kopolymeraattia. Reaktio-tuote sisälsi analyysin mukaan 364 ^umol/g epoksiyksiköitä.

II. Helmipolymeraatin ja biologisesti aktiivisten 35 aineiden välinen reaktio _ - Γ ____ 26 72985

Esimerkki 20

Esimerkin 1 mukaisesti valmistetulle kantaja-aineelle (3 g) lisättiin 12 ml trypsiiniliuosta (6,25 mg/ml, 345 _2 u/ml), joka sisälsi 1,6 x 10 mol/1 bentsamidiinia ja 1 5 mol/1 kaliumfosfaattia (puskuri), ja jonka pH oli 7,8.

Annettiin kiinnittyä yön yli (16 h) ja helmet pestiin 1 M keittosuolaliuoksella ja puskuriliuoksella perusteellisesti. Saanto imulla suodatetulla materiaalille oli 8,2 g ja 270 yksikköä/g mitattuna automaattisella titrauslait-10 teella 37°C:ssa pH:ssa 8,1 käyttäen substraattina N~- bentsoyyli-L-arginiinietyyliesterihydrokloridia (BAEE). Kuivapainon mukaan laskettuna saanto oli 745 yksikköä/g.

Lähtö- ja pesuliuoksen aktiivisuuden perusteella saatiin kiinnittymissaannoksi (= aktiivisuus kantaja-aineella: 15 odotettu aktiivisuus) 54 %. r\-arvo oli 0,56 (i\ = havaittu aktiivisuus/(odotettu aktiivisuus - pesuliuoksen aktiivisuus) ) .

Esimerkki 21 2 g:aan esimerkin 1 mukaisesti valmistettua kantaja-20 ainetta lisättiin 8 ml kefalosporinaasiliuosta, joka sisälsi 1500 yksikköä/ml, jolloin 1 yksikkö vastaa 1 ^umol:n avautuneita laktaamirenkaita muodostumista minuutissa pH:ssa 7,8 ja 37°C:ssa. Reaktiota seurattiin automaattisella titrauslaitteella natriumhydroksidin lisäyksen jälkeen.

25 Yhden vrk:n kiinnittämisen jälkeen kantaja-aine pes tiin edellisen esimerkin mukaisesti; saatiin noin 7,5 g imulla suodatettua hyvin aktiivista ainetta, jonka aktiivisuus oli 1300 yksikköä/g eli 5000 yksikköä/g kuivapainon mukaan laskettuna. Kiinnittymissaanto oli 81 % (η = 1).

30 Esimerkki 22

Esimerkin 15 mukaiseen kantaja-aineeseen (0,1 g) lisättiin 0,4 ml D-aminohappo-oksidaasiliuosta, joka sisälsi 7 yksikköä/ml eli 0,6 yksikköä/mg proteiinia mitattuna käyttäen kefalosporiini C:tä substraattina H202:n 35 vapautumisena DE-hakemusjulkaisun 22 19 454 mukaisesti pH: ssa 8,1 ja lämpötilassa 37°C 0,1 M pyrofosfaattipuskurissa.

27 729 8 5 16 h kestäneen kiinnittämisen jälkeen kantaja-aineelle sidottu entsyymi pestiin ja määritettiin aktiivisuus. Se oli 1,25 yksikköä/g imulla suodatetulle aineelle eli 5,4 yksikköä/g kuiva-aineelle. Kiinnittymissaanto oli 5 19% (i\ = 0,24) .

Esimerkki 23

Esimerkin 8 mukaisesti valmistettuun kantaja-aineeseen (1 g) lisättiin 22 mg c<-amylaasi-inhibiittoria (Tendamistat), mikä vastaa 374 000 kansainvälistä inhi-10 biittoriyksikköä = 100 %, liuotettuna 5 mlraan 1 M natrium-karbonaatti liuosta. 16 h kestäneen kiinnittämisen jälkeen kantaja-aine ja siihen sidottu entsyymi pestiin. Pesuliuok-sessa oli vielä jäljellä 60 % alkuperäisestä aktiivisuudesta .

15 Kantaja-aineeseen sidotulla inhibiittorilla oli kyky sitoa ex -amylaasia.

Esimerkki 24

Esimerkin 19 mukaiseen oksiraanipitoiseen kopolyme-raattiin (0,2 g) lisättiin 1200 ^ul penisilliiniasylaasi-20 liuosta (40 mg/ml; 286 u/ml) 1 M kaliumfosfaattipuskurissa, pH 8,0. 72 h kestäneen kiinnittämisen jälkeen kantaja-aine pestiin hyvin 1 M keittosuolaliuoksella ja edellä mainitulla puskuriliuoksella. Saanto imulla suodatetulle materiaalille laskettuna oli 840 mg, joka sisälsi 315 u/g 25 mitattuna automaattisella titrauslaitteella 30°C:ssa pH:ssa 7,8 käyttäen penisilliinihapanta kaliumia substraattina. Kuivapainolle laskettuna saanto oli 1365 u/g. Lähtö- ja pesuliuosaktiivisuudet huomioon ottaen saatiin kiinnitty-missaannoksi 79 % (aktiivisuus kantaja-aineella - odotettu 30 aktiivisuus), r^-arvo oli 0,81.

Claims (11)

1. Silloitettu polymeeri, joka pääasiallisesti koostuu a) yksiköistä, jotka on johdettu vinyleenikarbo- 5 naatista tai sen yksiarvoisella, enintään 8 hiiliatomia sisältävällä hiilivetyryhmällä substituoidusta johdannaisesta, jolloin vinyleenikarbonaattiyksiköiden määrä on 5-90 mooli-%, laskettuna koko polymeeristä, b) yksiköistä, jotka on johdettu hydrofiilisiä ryhmiä sisältävistä 10 monomeereistä, ja c) silloittuvista monomeeriyksiköistä, jolloin komponentit b) ja c) ovat kopolymeroitavissa komponentin a) kanssa ja polymeerihiukkasten keskimääräinen koko on 20-800^,um, tunnettu siitä, että polymee-rihiukkaset ovat oleellisesti pallomaisia ja niiden keski-15 määräinen huokosläpimitta on 5-1000 nm.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen polymeeri, tunnettu siitä, että keskimääräinen huokosläpimitta on 10-500 nm.

3. Menetelmä patenttivaatimuksen 1 polymeerin val-20 mistamiseksi polymeroimalla a) vinyleenikarbonaattia tai sen yksiarvoisella, enintään 8 hiiliatomia sisältävällä hiilivetyryhmällä substituoitua johdannaista, b) vähintään yhtä, hydrofiilisiä ryhmiä sisältävää monomeeriä, ja c) vähintään yhtä silloittuvaa monomeeriä nestemäisessä 25 dispergointiväliaineessa, joka polymerointiolosuhteissa ei liuota monomeerejä eikä polymeeriä, radikaalimekanis-milla toimivan initiaattorin ja dispersiostabilisaattorin läsnäollessa, tunnettu siitä, että dispersiosta-bilisaattorina käytetään alternoivaa kopolymeeriä, joka 30 muodostuu maleiinihappoanhydridistä ja vinyylialkyylieet-teristä, jonka alkyyliosassa on 6-30 hiiliatomia, tai pit-käketjuisesta rL -olefiinista, jossa on 8-30 hiiliatomia, ja jonka RSV-arvo on 0,01-1,0 /dl/g7 (mitattuna 0,6 %: selle liuokselle tolueenissa 25°C:ssa).

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että käytetään 0,005-10 paino-% oo 72985 dispersiostabilisaattoria, laskettuna monomeeriseoksen määrästä.

5. Patenttivaatimuksen 3 tai 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vinyylialkyylieetteri on vi- 5 nyylistearyylieetteri ja pitkäketjuinen ^-olefiini on oktadekeeni-1.

6. Jonkin patenttivaatimuksen 3-5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että nestemäisenä dispergoin-tiväliaineena käytetään 6-20 hiiliatomia sisältävää hiili- 10 vetyä tai helppojuoksuista parafiiniöljyä.

7. Jonkin patenttivaatimuksen 3-6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että polymerointisysteemi sisältää helmipolymeerin huokoisuuden lisäämiseksi aineita, jotka liukenevat hyvin monomeereihin tai sekoittuvat nii- 15 hin ja jotka ovat dispergointiväliaineeseen käytännöllisesti katsoen liukenemattomia.

8. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukaisen polymeerin käyttö mahdollisesti sivuhaarojen kanssa tapahtuneen reaktion jälkeen, kantajaan sidottujen biologisesti aktiivis- 20 ten aineiden valmistukseen.

9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen käyttö, tunnettu siitä, että biologisesti aktiiviset aineet ovat entsyymejä.

10. Patenttivaatimuksen 8 tai 9 mukainen käyttö, 25 tunnettu siitä, että ennen reaktiota sivuhaarojen kanssa karbonaattiryhmät saippuoidaan.

11. Patenttivaatimuksen 10 mukainen käyttö, tunnettu siitä, että sivuhaara on epikloorihydriini. ---- - __ 72985