HU180881B

HU180881B - Process for producing polyelectrolytes for fractionating aggragated blood and proteins

Info

Publication number: HU180881B
Application number: HU78MO1020A
Authority: HU
Inventors: Joseph E Fields; Robert J Slocombe
Original assignee: Monsanto Co
Priority date: 1977-07-25
Filing date: 1978-07-21
Publication date: 1983-05-30
Also published as: PT68335B; EP0000977B1; PT68335A; EP0000977A1; BR7804723A; SU795490A3; DE2861005D1; IL55193A0; CA1129145A; IT1097313B; ES471955A1; IT7826004A0; AT365612B; AU520096B2; IL55193A; US4118554A; JPS5460392A; RO85538A; RO85538B; AU3824178A

Description

Eljárás aggregált vér és fehérjék frakcionálására használható polielektrolitok előállítására

A találmány tárgya eljárás vér és más fehérjetartalmú anyagok frakcionálására használható, tökéletesített polielektrolitok előállítására. Közelebbről a találmány aggregált, vízben oldhatatlan, keresztkötéses polielektrolit polimerekre vonatkozik, melyek amin-imid funkciós csoportokat tartalmaznak.

Újabban fehérje-elválasztó rendszerként használható számos polielektrolit polimer előállítását leírták. így a 3 554 985 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás olyan vízben oldhatatlan, térhálós polielektrolitokat közöl, melyek kisszénatomszámú dialkil-amino-kisszénatomszámú alkilimid funkciós csoportokkal rendelkeznek. Ezek a polielektrolitok alkalmasnak bizonyultak vérplazma és szérum frakcionálására a 3 555 001 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás szerint, és vírusoknak nem-vírusfehérjék- 15 tői való elválasztására a 3 665 509 és a 3 846 543 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás alapján. E polielektrolit polimerek állatok vírusbetegségek elleni immunizálására is használhatók a 3 651 213 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás szerint, és víz tisztítá- 20 sára a szennyező baktériumok és vírusok eltávolítása útján, a 3 398 092 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás alapján.

A 3 554 985 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás szerint a vízben oldhatatlan, keresztkötéses polielektrolitok a) valamely 2—12 szénatomos telítetlen monomer és b) egy másik monomer kopolimerjei, ahol az utóbbi monomer 1. valamely telítetlen polikarbonsav vagy anhidrid és egy telítetlen polikarbonsav amin-imidjének keverékéből és 2. egy telítetlen polikarbonsav amin-imidjéből áll. Egy 30 jellemző példában a kiindulási kopolimer sztirol és maleinsavanhidrid divinil-benzollal térhálósított reakcióterméke (1. példa, 16. oszlop), melyet utólag amin-imid származékká alakítanak át dimetil-amino-propil-aminnal reagáltatva (2.

példa, 16. oszlop). Más jellemző példákban a preformált polimert, például etilén és maleinsavanhidrid kopolimeijét, a dialkil-amino-alkil-aminnal való reagáltatás során térhálósítják oly módon, hogy a reakcióban meghatározott mennyiségű bifunkciós vegyületet, mint etilén-diamint is alkalmaz10 nak (12. oszlop, 27—40. sor).

Annak ellenére, hogy a fenti polielektrolitok az említett felhasználások szempontjából előnyös tulajdonságokkal rendelkeznek, a gyakorlatban mégis azt találták, hogy a feldolgozásnál nehezen kezelhetők a kiindulási polimer egyes fizikai és kémiai tulajdonságai miatt. így a kiindulási polimer a kezdeti polimerizációs reakciót követően nehezen választható el az anyalúgtól. A polimerből sűrű szuszpenziók képződnek, melyek lassan szűrhetők és nagyon sűrű szűrőtésztát képeznek, mely nem könnyen darabolható szét. Szárításkor ezek a termékek kemény, rögös anyagot alkotnak, amely erős őrlést igényel.

Bár a polimer feldolgozásnál jelentkező problémák kiküszöbölése céljából számos eljárást alkalmaztak, a polimer fehérjefrakcionálásra való legfőbb végső alkalmazhatósága 25 megkívánja, hogy az amin-imid funkciós csoporttal való szubsztitúciót követően a polimer fehérjemegkötő képessége és fehérje-szelektivitása se romoljék.

A találmány tárgya eljárás olyan vízben oldhatatlan, térhálós polielektrolitok előállítására, melyek előnyösen vér és fehérjék frakcionálására használhatók, valamely 2—18 szén-1180881 atomos telítetlen monomerből és 4—12 szénatomos telítetlen polikarbonsavból vagy anhidridből képzett kopolimerből, mely kopolimer reaktív helyeinek 2—100%-a a di-(rövidszénláncú)-alkilamino-(rövidszénláncú)-alkilimid- és/vagy rövidszénláncú alkilimino-di-(rövidszénláncú)-alkil-imid- 5 csoportokkal szubsztituált, melynek során a térhálósítás és a fenti amin-imid funkciós csoportok egy részével való szubsztituálás előtt a kopolimert inért oldószerben vagy oldószerelegyben 115—160°C-on, azonban a kopolimer lágyulási pontja alatti hőmérsékleten, legalább 15 percen át 10 melegítve aggregáljuk.

A találmány szerint a fentebb leírt általános típusú polielektrolitok jelentősen és lényegbevágóan tőkéletesíthetők egy olyan aggregációs eljárás segítségével, amely nemcsak hogy nem csökkenti a fehérje-adszorpciós kapacitást, hanem 15 meglepő módon javítja is azt egyes vérfrakcionálási rendszerekben. Röviden vázolva, az aggregációs eljárás az előállított polimer térhálósítás és az amin-imid funkciós csoporttal szubsztituálás előtti kezeléséből áll, xilolban vagy más, hasonló közömbös szerves oldószerben visszafolyatás közben 20 forralva. E kezelést a polimer lágyuláspontja alatt mintegy 115—160’C hőmérsékleten, legalább 15 percig, a polimer teljes aggregálódásáig folytatjuk. E kezelés után kapott termék aggregálódott polimer, amely gyorsan szűrődik és a szűrőpogácsa olyan könnyen széttörhető, hogy a legtöbb 25 esetben már nincs szükség golyós malomban való őrlésre. A leszűrt anyag száradása is gyorsabb aggregált polimer esetében. Az utóbb előállított, amin-imid funkciós csoportokat tartalmazó térhálósított anyag fehétjemegkötő képessége nem csökken. Egy jellemző, előnyös példában az aggre- 30 gált anyag albuminmegkötő képessége több mint háromszorosa a nem aggregált anyagénak. Ezek az eredmények meglepőek, mivel azt várhatnánk, hogy a nagyobb felületű, finomabb eloszlású anyag adszorpciós kapacitása nagyobb az aggregált anyagénál. Az aggregált és a megfelelő kezelési 35 jellemzők eléréséhez őrlést nem igénylő polielektrolitok tulajdonságai jelentősen eltérnek az őrölt, nem aggregált polielektrolitétól. A különböző termékek részecskéinek szerkezete nem azonos. Azt találtuk, hogy e termékek fehérjemegkötő képességét megszabják a kémiai és fizikai tulajdonságok. 40 A kívánt aggregált polielektrolitok előállításánál kellő figyelemmel kell lennünk a részecskék külső héja és belső magja molekulaszerkezetének különbözőségére. Ha a részecskéket őrléssel aprítjuk fel, a héj-mag viszony megváltozik. Emiatt

1. előnyösen kerüljük a polielektrolit-részecskék méretének 45 csökkenését és 2. a polielektrolit-részecskék kívánt szerkezetét olyan szintézis-sorozat segítségével hozzuk létre, amely kialakítja a meghatározott fehérjék szelektív adszorpciója és elúciója szempontjából előnyös felszíni sajátságokat és belső magszerkezetet. így az aggregáció összefügg az egész részecs- 50 ke-szerkezettel, annak fehérjefrakcionálással szembeni kívánalmaival, valamint a feldolgozási előnyök létrehozásával.

A találmány magában foglalja az aggregált polimer különféle előállítási módjait. A találmány és annak előnyei jobban megérthetők az előnyben részesített kivitelezés alábbi leírá- 55 sából, összefüggésben a mellékelt ábrákkal, ahol az 1. ábra a találmány szerinti aggregált, vízben oldhatatlan, térhálós polimer mikrofotogramja (200 x), a 2. ábra az 1. ábrán látható polimer egy másik, nem aggregált mintája (200 x). 60

Általában a kiindulási polimerek—melyeket a találmány szerint aggregálunk — a már említett 3 554 985 és 3 555 001 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírásban közölt polimerek közé tartoznak. Előnyösen a kiindulási polimert a) 2—18 szénatomos telítetlen monomer és b) 65

4—12 szénatomos telítetlen polikarbonsavak és anhidridek közül kiválasztott monomer kopolimeije képezi. Az aggregálási műveletet követően az aggregált polimert térhálósitjuk és alkalmas amin-imid csoporttal szubsztituáljuk.

Az alkalmas amin-imid csoportok közé nemcsak a 3 554 985 és a 3 555 001 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírásban közölt csoportok tartoznak, hanem az alább meghatározott ciklusos amin-imid csoportok is.

A találmány szempontjából alapvetően fontos, hogy az aggregálási műveletet a térhálósítás és az amin-imid csoportok nagyobb részével való helyettesítés előtt hajtsuk végre. Azt találtuk, hogy ha a térhálósítást és/vagy az igen nagymennyiségű funkcionális amin-imid csoporttal való szubsztitúciót a tervezett aggregálási művelet előtt hajtjuk végre, a kívánt aggregáció nem jön létre és a találmány előnyei nem valósulnak meg. Ezek az eredmények meglepőek, mert ellentétben állnak azzal az elvárással, hogy a funkciós csoportok jelenléte a polimert lágyabbá teszi, amely ezáltal hajlamosabbá válik az aggregálódásra egyszerű részecske-fúzió útján. „Nagyobb rész” alatt a funkciós csoportoknak 50%-nál nagyobb hányadát értjük.

Az a körülmény, hogy az aggregálási műveletet a térhálósítás és/vagy a funkciós csoportok nagyobb részének hozzáadása előtt fontos végrehajtani, részben annak a hídképző reakciónak tulajdonítható, amely a ciklusos anhídridcsoportokat hoz létre a szomszédos részecske-felszíneken a különböző polimer molekulák vázán elhelyezkedő karboxilcsoportok között. Ez a hídképződés különbözik a polimerek vázán találhat/ szomszédos karboxilcsoportok szokásos anhidridképzésétől. E különbségek szerkezetileg a következőképpen foghatók fel:

A korábbi eljárásnál —

1 1 COOH COOH

1 1 c c ο O O

A találmány szerinti eljárásnál —

COOH C/f >

COOH _J________ ___L9_______

Az anhidrid kopolimerek szokásosan legfeljebb 2% nedvességet tartalmaznak és e nedvesség egy része az anhidridcsoportokkal reagálva karboxilcsoportokat képez, míg többi része feltehetően szabad víz formájában van jelen. Az utóbbi szárítás útján könnyen eltávolítható, míg az előbbi ciklusos vagy aciklusos anhidridcsoportok újraképződésével szabadul fel. Ez lassúbb folyamat, de aggregációt előmozdító körülmények között, például xilolban visszafolyatás közbeni forraláskor könnyen végbemegy.

Kényelmi okokból a találmány szerinti aggregálási műveletnek kitett előnyös kiindulási polimereket az alábbiakban EMA-típusú polimereknek nevezzük [etilén/maleinsavanhidrid vagy maleinsav].

Az EMA-tipusú polimereket a 3 554985 és a 3 555 001 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás közli és további ismertetésükre szolgálnak a következő I. fejezet általános példái:

I.

A polikarbonsav monomerek egységekként akrilsavat, akrilsavanhidridet, metakrilsavat, krotonsavat vagy anhidrid

-2180881 származékait vagy pedig vicinális típusúak, mint a malein-, itakon-, citrakon-, alfa-dimetil-malein-, alfa-butil-malein-, alfa-fenil-malein-, fumár-, akonit-, alfa-klór-malein-, alfabróm-malein- és alfa-ciano-maleinsavat tartalmazó polimerek. A fenti savak anhidridjei is előnyösen használhatók.

A fenti polikarbonsav-monomerekhez használható komonomerek közé tartoznak alfa-olefinek, mint etilén, 2-metilpentén-1, propilén, izobutilén, 1- vagy 2-butén, 1-hexén, 1-oktén, 1-decén, 1-dodecén, 1-oktadecén és más vinilmonomerek, mint sztirol, alfa-metil-sztirol, vinil-toluol, vinil-acetát, vinil-klorid, vinil-formiát, vinil-alkil-éterek, például metil-vinil-éter, alkil-akrilátok, alkil-metakrilátok, akril-amidok és alkil-akril-amidok, vagy e monomerek keverékei. A kopolimerek monomerekből származó funkciós csoportjainak reakcióképessége más, előnyös funkciós csoportok kialakítását segíti elő a képződött kopolimerben, így a hidroxil-, lakton-, amin- és laktámcsoportokét.

Bármelyik említett karbonsav vagy -származék bármelyik fent leírt más monomerrel és bármilyen egyéb, a telítetlen karbonsavakkal és származékaikkal kopolimert képező monomerrel kopolimerizálható. Bár ezek a kopolimerek a különböző monomerek közvetlen polimerizálásával előállíthatok, gyakran könnyebben állíthatók elő egy meglévő kopolimer utólagos módosításával. A kopolimerek könnyen azo| nosithatók monomer alkotórészeik megadása útján. Az így képzett nevek a molekulaszerkezetre utalnak és nem korlátozódnak a specifikus monomerek kopolimerizálásával előállított polimerekre. ’

Jellemző EMA-típusú karbonsav vagy anhidrid-olefin polimerek, különösen a fenti típusú maleinsav vagy anhidridolefin polimerek például a 2 378 629; 'a 2 396 785; a 3 157 595; és a 3 340 680 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírásból ismertek. Általában a kopolimereket úgy állítják elő, hogy etilént vagy más telítetlen monomert, vagy keverékeiket a savanhidriddel reagáltatják peroxid-katalizátor jelenlétében, a monomereket oldó, de a képződő interpolimert nem oldó alifás vagy aromás szénhidrogén-oldószerben. Alkalmas oldószer a benzol, toluol, xilol, klórozott benzol és hasonlók. Bár általában benzoil-peroxid az előnyben részesített katalizátor, más peroxidok, mint acetil-peroxid, butiril-peroxid, ditercier-butil-peroxid, lauroil-peroxid és hasonlók, vagy a számos azo-katalizátorok egyike is kielégítően használható, mivel oldhatók .szerves oldószerekben. A kopolimer előnyösen ekvimoláris mennyiségben tartalmazza az olefin- és az anhidrid-komponenst. Polimerizációs foka általában mintegy 8—100000, előnyösen mintegy 100—5000, és molekulasúlya körülbelül 1000 —1 000 000, előnyösen körülbelül, 10 000—500 000. A poli, mer tulajdonságai, például a molekulasúly a katalizátor megfelelő megválasztásával szabályozhatók, és a változó tényezők, mint a reagensavarány, hőmérséklet és katalizátorkoncentráció, vagy a láncátvivő anyagok, mint diizopropil-benzol, propionsav, alkil-aldehidek és hasonlók hozzáadásának szabályozásával ellenőrizhetők. E polimerek közül sokan kereskedelmileg hozzáférhetők.

A fenti EMA-típusú, vagy más, említett polimerek aggregálását úgy hajtjuk végre, hogy a polimert közömbös szerves oldószerben, visszafolyatás vagy melegítés közben keverjük. A vísszafolyatást vagy a melegítést mintegy 115—160 °C-on, de mindenesetre a polimer lágyuláspontja alatt hajtjuk végre. Oldószerként előnyben részesítjük a xilolt. Egyéb, használható oldószer például az etil-benzol, mono- és diklórbenzol és kumol. 115 °C alatti forráspontú oldószerek, mint a benzol és toluol nem alkalmasak a találmány céljaira. Mégis a 101,5 °C-on forró dioxán jelentős polimer-koagulá ciót eredményez, valószínűleg az EMA-ra gyakorolt erősebb oldóhatása következtében. Azt találtuk, hogy a polimert forrásban levő oldószerben 115 ’C alatti hőmérsékleten kezelve nem képződik jelentős mennyiségű kívánt aggregált termék, ha gyenge oldószereket, mint szénhidrogéneket használunk. Aggregáció következhet be magas forráspontú oldószerekben a forráspont alatt, de a polimer lágyuláspontja feletti hőmérsékletek alkalmatlanok a polimer szerkezetére és a polielektrolit fehérjeadszorpciós képességére gyakorolt káros hatás miatt.

A polimert a visszafolyatott oldószerben legalább mintegy 15 percig kell forralni, és jó eredményeket kapunk mintegy 1 órai forralás esetén. Hosszabb, mintegy 1 órát meghaladó forralás szükségtelen, de az aggregátumok gyenge oldószerekben még 7 órán át tartó kezelés alatt is stabilak maradnak. Az erősebb oldószerek, mint klór-benzol, diklórbenzol, dioxán és Ν,Ν-dimetil-amin kevésbé előnyös oldószerek a túlzott koagulálódás miatt, amely hosszabb aggregálási idő alatt bekövetkezik. HAz aggregálási műveletet követően az aggregált polimert térhálósitjuk és szubsztituáljuk a kívánt amin-imid csoportokkal, akármilyen sorrendben, amely biztosítja a részecskéken belüli specifikus csoportok megoszlásának szabályozásával kialakítani próbált, legkedvezőbb tulajdonságokat. E csoportok főként bázikus csoportok, melyek alifás, egyenes láncú csoportok vagy alicikluso.svagy aromás csoportok lehetnek. Az alifás, egyenes láncú csoportok előnyösen a 3 554 985 és a 3 555 001 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírásból ismert kisszénatomszámú dialkilamino-kisszénatomszámú alkil-imid-csoportok vagy kiszénatomszámú alkil-imino-bisz (kisszénatomszámú alkilimid) kötések. E termékeket tovább ismertetik a következő

II. fejezet általános példái;

II.

Az anhidridekből és a másik monomerből álló kiindulási kopolimerek karboxiltartalmú kopolimerekké alakíthatók át vízzel reagáltatva, és ammónium-, alkáli-, alkáli-földfémés alkil-amin-sókká alkálifémvegyületek, alkáliíöldfémvegyületek, aminok vagy ammónia segítségével. A fenti polimerek alkalmas származékai közé tartoznak még az alkilvagy más észterek, alkil-amidok, diatkil-amidok, fenil-alkilamidok vagy fenil-amidok, melyeket úgy állítunk elő, hogy a polimer láncon levő karboxilcsoportokat a kiválasztott aminokkal, vagy alkil- vagy fenil-alkil-alkohollal, valamint amino-észterckkel, amino-amidokkal, hidroxi-amidokkal és hidroxi-észterekkel reagáltatjuk, melyekben a funkciós csoportokat alkilén-, fenil-, fenil-alkil-, fenil-alkil-fenil-, alkilfenil-alkil- vagy más arilcsoportok választják el egymástól. Amint vagy aminsókat, beleértve kvaterner sócsoportokat viselő vegyületeket kényelmesen úgy állítunk elő, hogy — ahol erre mód van — anhidrid-prekurzoraik karboxilcso· portjait polifunkciós aminokkal, mint dimetil-amino-propilaminnal reagáltatjuk magasabb hőmérsékleten, a szomszédos karboxilcsoportokkal imidkötést képezve. A szabad aminocsoportok azután szükség esetén egyszerű vagy kvatemer sóikká alakíthatók át.

A karbonsavat vagy karbonsavanhidridet tartalmazó kiindulási polimer, például az EMA részleges amidjait a következőképpen állítjuk elő:

A) Meghatározott mennyiségű szekunder vagy tercier amino-kisszénatomszámú alkil-amint áz anhidrid- vagy karbonsavtartalmú polimerrel alkalmas oldószerben (például xilol) körülbelül 140—150°C-on a vízleadás megszűnéséig

-3180881 melegítünk. E reakció egyidejűleg a hozzáadott amin menynyiségével arányosan imidcsoportok képződését és a polimer egységek maradékában anhidridcsoportok újraképződését eredményezi. Ilyen módon imid-polimer termékek keletkeznek, melyek jellemzően 2—100% imidkötést tartalmaznak és a megmaradt karboxilcsoportok — ha vannak ilyenek — anhidrid-formájúak.

B) Más eljárás szerint a részleges amid-polimer termék részleges imid-polimer termékké alakítható át olyan módon, hogy a részleges amid-polimer terméket vákuumban, 140— 150°C-on a vízleadás megszűnéséig melegítjük. Az ilyen imid-polimer termék szintén összehasonlítható arányú imidés anhidridcsoportokat tartalmaz, függően a kiindulási parciális amid-polimer termékben eredetileg jelenlévő amidcsoportok számától.

A kiindulási karbonsav- vagy karbonsavanhidridtartalmú polimer, például az EMA részleges szekunder vagy tercier amino-kisszénatomszámú alkil-amidjait úgy állítjuk elő, hogy a polimert a kiválasztott amin meghatározott mennyiségével, szuszpenzió formájában érintkeztetjük, oldószerben, mint benzolban vagy hexánban és így a polimer részleges amid-savanhidrid származéka, vagy a megfelelő amidkarboxilát származék jön létre. Az amidcsoportok száma függ a használt amin mennyiségétől, összehasonlítva az alkalmazott polimer mennyiségével. Az ilyen amid-polimer termékek jellemzően 2—100% amidcsoportot tartalmaznak és a megmaradt karboxilcsoportok sav- vagy anhidridformában vannak jelen.

Az aminok vagy imidek előállításakor a használt reagens aminrésze szükség esetén megfelelően blokkolható és deblokkolható. A visszamaradó, nem-módosított polimer egységek adott esetben semleges csoportokká vagy egységekké alakíthatók át olyan módon, hogy a polimer molekulához vegyületeket, mint alkil-aminokat, amino-alkoholokat és alkoholokat kapcsolunk.

A polimer utólagos kationos jellegét úgy is kialakíthatjuk, hogy bázikus vagy kationos jellegű monomereket, mint vinil-piridineket, vinil-amint, különböző aminoszubsztituált vinil-benzolokat (vagy toluolokat és hasonlókat), amint viselő akrilátokat (vagy metakrilátokat és hasonlókat), vinilimidazolt és más hasonló monomereket viszünk be a polimerbe.

így bármelyik esetben a polimer termék reziduális aktív vagy reaktív csoportokat tartalmaz, melyek különböző típusúak lehetnek, beleértve a keveréktípusokat, de ezek a reziduális aktív vagy reaktív csoportok vagy reziduális „aktív helyek” a polimerben bizonyos százalékban bázikus természetűek, úgyhogy biztosítják a polimer termék szükséges bázikus jellegét.

Különösen előnyben részesített, és a fenti követelményeknek megfelelő polimerek közé tartoznak az etilén/maleinsav vagy -anhidrid kopolimerek, a sztirol/maleinsav vagy -anhidrid kopolimerek és az izobutilén/maleinsav vagy -anhidrid kopolimerek.

Mint a fentiekből látható, a használt polikationos vagy poliamfolitos polielektrolit (PE) alapvető bázikus csoportjai imid-természetűek, beleértve a kisszénatomszámú dialkilamino-kisszénatomszámú alkil-imid-csoportokat. Ezt úgy éljük el, hogy valamely kisszénatomszámú dialkil-aminokisszénatomszámú alkil-amint egy proformait polimer karboxilcsoportjaival reagáltatunk, vagy valamely telítetlen olefint egy telítetlen anhidriddel vagy savval reagáltatunk, mely a telítetlen polikarbonsavnak legalább egy részében preformált imidcsoportokat tartalmaz. A találmány szerint az ilyen csoportok előnyösek a találmány céljaira.

Akár jelen vannak az ilyen preformált csoportok, akár nem, imidcsoportokat úgy is létrehozhatunk, hogy a polimert kisszénatomszámú alkil-imino-bisz(kisszénatomszámú alkil-amin)-nal térhálósítjuk, amely a térhálósítás folyamatában a térhálósító vegyület terminális aminocsoportjai és a polimer lánc karboxilcsoportjai között reakciót létrehozva imidocsoportokat képez a keresztkötést létesítő lánc mindkét végén, kívánt kisszénatomszámú alkil-imino-bisz(kisszénatomszámú alkil-imid) kötéseket képezve. Más csoportok, mint kisszénatomszámú dialkil-amino-kisszénatomszámú alkil-imid-csoportok - melyekből a kívánt imidcsoportok magasabb hőmérsékleten melegítve előállíthatók - szintén jelen lehetnek. Kisszénatomszámú dialkil-amino-kisszénatomszámú alkil-észter-csoportok is jelen lehetnek, más csoportokkal együtt, amennyiben az előírt típusú imidcsoportok meghatározott százaléka is jelen van a polielektrolit molekulában, valamint a kiindulási telítetlen sav vagy anhidrid reziduális savcsoportjai, ha a polielektrolit poliamfolit (azaz amfoter polielektrolit). Mint látni fogjuk, a savcsoportoknak és az imidcsoportoknak mint olyanoknak nem kell szükségszerűen jelen lenniök a polielektrolitban, hanem — mint említettük — egyszerű származékaik, például sóik formájában is előfordulhatnak.

Az aliciklusos vagy aromás csoportok, amelyekkel az aggregált EMA-típusú polimerek szubsztituálhatók, például amino-kisszénatomszámú alkil-piridin, piperidin, piperazin, pikolin, pirrolidin, morfolin és imidazol. Ezekkel a csoportokkal az aggregált polimer szubsztituálását hasonló módon hajtjuk végre, mint alifás láncú aminok esetében, de helyettük például a következő ciklusos aminokat használjuk:

2-ammo-piridin

2-amino-4-metil-piridin 2-amino-6-metil-piridin

2- (2-amino-etil)-piridin

4-(amino-etil)-piperidin

3- amino-N-etil-piperidin N-(2-amino-etil)-piperidin

N-(2-amino-etil)-piperazin

3- pikolil-amin

4- pikolil-amin 2-(amino-metil)-1 -etil-pi r ro lidi n N-(3-amino-propil)-2-pirrolidin N-(2-amino-etil)-morfolin N-(3-amino-propil)-morfolin

4-imidazol.

A következő specifikus példák a találmány szerinti aggregált polielektrolit polimerek előállítását és alkalmazását ismertetik, jóllehet a találmány nem korlátozódik e specifikus példákra. Egyes esetekben a példákban kapott eredményeket megfelelő táblázatokban foglaljuk össze az illető példák után. E példákban egyes vegyületeket rövidített formában adunk meg; e rövidítések jelentése a következő: MIBPA = metil-imino-bisz(propil-amin) DMAPA = dimetil-amino-propil-amin

DEAEA = dietil-amino-etil-amin

HOEtA = monoetanolamin HMDA = hexametilén-diamin

Az 1. ábra a 3. példában előállított aggregált polimer mikrofotogramja 200-szoros nagyításban. A 2. ábra a 9. példában előállított, a fentivel azonos polimert mutatja, de aggregálatlan állapotban, szintén 200-szoros nagyításban. Az összehasonlító mikrofotogramok világosan mutatják a fizikai szerkezet feltűnő különbségeit.

A polimer aggregátumok kis egyedi részecskék sokaságából állnak, melyek fúzió nélkül csomókká állnak össze. Álta-4180881

Iában a nem-aggregált polimer nagyobb részének részecskemérete körülbelül 0,1—10 mikron, míg az aggregált polimer nagyobb részének részecskemérete körülbelül 50—200 mikron.

1. példa

Visszafolyó hűtővel, Dean-Stark vízleválasztóval, keverővei, csepegtető tölcsérrel, hőmérővel és nitrogén-átfúvató készülékkel felszerelt 5 literes lombikba bemérünk 193,05 g etilén/maleinsavanhidrid kopolimert (EMA) (1,5 mól, anhidrid bázis) és 2700 ml xilolt. Az anyagot percenkénti 200 fordulattal 16,5 cm-es lapátos keverővei keverjük és közben visszafolyási hőmérsékletig melegítjük. (A visszafolyatási hőmérséklet 135—139’C között változik, függően az EMA víztartalmától és attól, hogy ez a víz azeotróposan eltávolitható-e a visszafolyatás során.) Az iszapszerű szuszpenziót összesen 60 percig teljes visszafolyatás közben, 135°C-on forraljuk. 1 óra múlva a reaktort nitrogéngáz alatt lehűtjük 125°C-ra és 10,89 g (0,075 mól) MIBPA és 1,5 ml víz elegyét adjuk hozzá. A keveréket visszafolyásig (134°C) melegítjük és ezen a hőmérsékleten tartjuk 1 óráig, miközben a vizes azeotrópot folyamatosan eltávolítjuk (végső hőmérséklet 137’C). A reakciókeveréket nitrogéngáz alatt újra lehűtjük 125°C-ra és 153,3 g (1,5 mól) DMAPA és 4,5 ml víz elegyét adjuk hozzá. A szuszpenziót ezután 133°C-ig melegítjük és ezen a hőmérsékleten tartjuk (1—10 perc), amíg a visszafogás megindul a kémiai reakció folyamán képződött víz következményeként. A reakciókeverék keverését és visszafolyatását az azeotróp desztilláció teljes lezajlásáig folytatjuk. A végső hőmérséklet 139’C.

T ermékfeldolgozás

Szabad amin-formájú termék előállításakor a fenti szuszpenziót forrón leszűrjük és a szűrötésztát újraszuszpendáljuk 2700 ml xilol/etanol 3 : 1 elegyben, visszafolyási hőmérsékleten 1 óráig keverjük, majd forrón szűrjük. A fenti eljárást még kétszer megismételjük, egyik alkalommal 2 órás, a másik alkalommal 3 órás visszafolyatási időt alkalmazva, az anyagot közben forrón leszűrve. Az extrahált szűrőtésztát 1 óráig szobahőmérsékleten 2700 ml hexánban szuszpendáljuk és szűrjük. A hexános extrakciót összesen négyszer ismételjük meg. A végső terméket 30 percig levegőn, majd vákuumkályhában 55°C-on szárítjuk.

Hidrokloridsó-formájú termék előállításakor a végső reakciókeveréket forrón szűrjük és a szűrőpogácsát xilol/alkohol 3 : 1 elegyben háromszor szuszpendálva visszafolyatás közben forraljuk, majd szobahőmérsékleten 2700 ml acetonnal 2 x 1 óráig extraháljuk. A leszűrt terméket hidrokloriddá alakítjuk át oly módon, hogy 2700 ml alkoholban vagy acetonban újraszuszpendáljuk és keverés közben, 10 perc alatt fokozatosan 112 ml tömény (12 n) sósavoldatot adunk hozzá, majd szobahőmérsékleten 2 óráig keverjük. Utána a leszűrt terméket keverés közben egymás után háromszor 10 liter ionmentes vízzel 2 óráig mossuk, majd leszűrjük. A leszúrt hidrokloridsó-szúrőtésztát négyszer 2700 ml acetonban újraszuszpendáljuk (minden alkalommal 1 óráig) a víz eltávolítása céljából, utána leszűrjük, 30 percig levegőn és vákuumkályhában 55’C-on szárítjuk.

A szabad amin- vagy sóalakú száraz végterméket üvegekbe való kiszerelés előtt őrlés nélkül átszitáljuk. A termék 95%-a átmegy a 0,15 mm lyukbőségű szitán.

2. példa

Az aggregált dietil-amino-etil-származékot az 1. példában leírt eljárással állítjuk elő, azzal a különbséggel, hogy 174,32 g DEAEA-val (1,5 mól) helyettesítjük az 1. példában használt DMAPA-t. Szabad amin-formájú végterméket az 1. példában leírt feldolgozással állítunk elő; a reakcióterméket egymás után háromszor xilol/alkohol 3 : 1 eleggyel, majd négyszer hexánnal extraháljuk. Az őröletlen terméket 0,15 mm lyukbőségű szitán átszitálva 229 g 0,15mm-nél finomabbés 13,0 g 0,15 mm szemcseméretnél durvább anyagot kapunk.

3. példa

Az 1. példában leirt berendezést, aggregálási eljárást és kiindulóanyagot (EMA és xilol) használjuk. Az aggregálási szakasz (1 óra visszafolyatás) után a szuszpenzió hőmérsékletét 125°C-ra csökkentjük és 10,89 g (0,075 mól) MIBPA-t adunk hozzá. A szuszpenziót 120—125*C-on visszafolyatás nélkül 1 óráig keverjük. 1 óra múlva 7,66 g (0,075 mól) DMAPA-t adunk hozzá és a szuszpenziót 120—125’C-on visszafolyatás nélkül ismét 1 óráig keverjük. Ezután a szuszpenziót visszafolyatásig melegítjük és a kondenzációs reakcióban képződött összes vizet azeotróp desztillációval eltávolítjuk. A végső hőmérséklet 139*C. Ezután a reakciókeveréket lehűtjük 120°C-ra, 87,05 g HOEtA-t adunk hozzá és a szuszpenziót 1 óráig 120’C-on tartjuk. Utána a hőmérsékletet visszafolyásig emeljük és a végső kondenzációs reakcióban keletkező vizet 6 órás azeotróp desztillációval teljesen eltávolítjuk. A végső hőmérséklet 140°C. A szabad aminformájú terméket az 1. példában leírt módon dolgozzuk fel. 230 g terméket kapunk, amely őrlés nélkül átmegy a 0,15 mm lyukbőségű szitán; a tennék 17 g-ja fennmarad * szitán.

4. példa

Hogy a 3. példa termékének diszperziós jellemzőit megjavítsuk, az aggregálási műveletet követően megfordítjuk a MIBPA és a DMAPA hozzáadás! sorrendjét.

Ugyanolyan mennyiségű aminokat és más nyersanyagokat használunk, mint a 3. példában. Az aggregálási művelet befejezéséig az eljárás a 3. példáéval azonos. Az aggregált szuszpenziót lehűtjük 125C-ra, 7,66 g DMAPA-t adunk hozzá és a szuszpenziót 1 óráig 120—125°C-on tartjuk. Ezután 10,89 g MIBPA-t adunk hozzá és a szuszpenziót 1 óráig ismét 120—125°C-on tartjuk. Ettől a ponttól kezdve az eljárás pontosan megegyezik a 3. példában leírttal. A végterméket szabad amin-formában dolgozzuk fel.

5. példa

Megismételjük a 4. példa eljárását, azzal a különbséggel, hogy a végterméket hidrokloridsóként dolgozzuk fel, az 1. példa leírása szerint. Az eljárásnál csak 14 ml tömény (12 n) sósavoldatot használunk az 1. példában használt 112 ml helyett. Szárítás után 240 g terméket kapunk.

6. példa

Megismételjük a 3. példa eljárását, azzal a különbséggel, hogy a kondenzációs reakcióban keletkezett vizet minden amin-reakció és melegítési periódus, azaz a MIBPA, DMA5

-5180881

PA és HOEtA reakciók után azeotróp desztillációval távolijuk cl. A kapott hidrokloridsó-formájú termék kitermelése 240 g.

7. példa

Számos preparatív példát készítünk, melyeknél az összetételt változtatjuk a térhálósítószerként vagy funkciós részként használt különböző aminok típusát és koncentrációját illetően. Ezeket az aggregált készítményeket a következő táblázatban foglaljuk össze:

Próba	összetétel, mólarány (amin-bízis·)	Példa eljárása	Tennék formája
MIBPA	HMDA	OMAPA	DEAEA	HOEtA
1	7		5		81	3	Sz. A.
2	9		5		77	6	Sz. A. és citrát
3		5		5	85	6	Sz. A.
4		5	5		85	6	Sz. A.
5		5	5		85	4	Sz. A.
6	7		3		83	6	Sz. A.
7	9		3		79	6	Sz. A.
8	7		7		79	6	Sz. A.
9	9		7		75	6	Sz. A.
10	5		3		87	4	Sz. A.
11	5		1		89	4—5	HC1
12	9				82	3	Sz. A.
13		5	90			1	HC1
14		7	86			1	HC1
15		9	82			1	HC1
16		3	94			1	HC1
17	9		82			1	HC1
18	11		78			1	HC1
19	20		60			1	Sz. A.

Sz. A. = szabad amin

HC1 = hidrokloridsó * Ebben és a következő példákban minden készítmény mólarányát amin-alapra vonatkoztatjuk. Mivel a térhálósí tószer mindkét végen reagál, a térhálósitószer móljainak száma kétszeres lenne, ami megmutatkozik akkor, ha a mólarányt anhidrid-alapra számítjuk át.

8. példa

Az 1. példában használt felszerelést és kiindulóanyagokat (EMA és xilol) alkalmazzuk. Az 1. példában kapott aggregációt a két következő módszer valamelyikével gátoljuk meg:

a) az EMA-szuszpenziót 200 ford/min sebességű keverés közben 90 *C-ra melegítjük, 10,89 g MIBPA-t és 1,5 ml vizet adunk hozzá, a keverést 90 *C-on 1 óráig folytatjuk, a hőmérsékletet visszafolyásig emeljük (136 ’C) és a visszafolyatást folytatva az összes vizet Dean-Stark csapdában választjuk le (végső hőmérséklet 139 ’C), vagy

b) az EMA-szuszpenziót 200 ford/perc sebességű keverés közben 125 ’C-ra melegítjük, MIBPA-t és vizet adunk hozzá és azonnal 136 'C visszafolyatási hőmérsékletre melegítjük, majd a visszafolyatást addig folytatjuk, amíg a reakcióban képződött vizet azeotróp desztillációval eltávolítottuk (végső hőmérséklet 139’C).

A fenti a) vagy b) művelet végrehajtása után a lombik tartalmának hőmérsékletét 125’C-ra csökkentjük, és

153,3 g DMAPA-t és 4,5 ml vizet adunk hozzá. A szuszpenziót 133 °C-ig a visszafolyás megindulásáig melegítjük és a 5 visszafolyatást addig folytatjuk, amíg a reakcióban képződött összes vizet azeotróp desztillációval eltávolítottuk (végső hőmérséklet 139—140 ’C). A szuszpenziót forrón (100 ’C felett) leszüljük. A szűrés 30-60 percet igényel, szemben az

1—7. példákban előállított aggregált termék 5 percnél rövi10 debb szűrési idejével. A leszűrt terméket szabad amin vagy hidrokloridsó formájában dolgozzuk fel, az 1. példa leírása szerint. A feldolgozás során is hosszú szűrési idők szükségesek (30 perc 2 óra), ellentétben az 1—7. példák aggregált termékeinek feldolgozásánál alkalmazott, 5-10 perces szűrési 15 időkkel. Végül az ilyen és egyéb alábbi eljárásokkal kapott nemaggregált termékek nehezen száradnak, 100 mesh lyukbőségű szitán való átszitálás előtt darálni vagy golyósmalomban őrölni kell őket, ellentétben az 1—7. példák aggregált termékeivel, amelyek szárítás után a 0,15 mm lyukbősé20 gű szitán való átszitálás előtt nem igényelnek darálást vagy golyósmalmos őrlést.

9. példa

A 8. példában leírt felszerelést és ugyanazt az EMA és xilol bemérést alkalmazzuk. A szuszpenziót 90—95 ’C-ra melegítjük, 10,89 g (0,075 mól) MIBPA-t adunk hozzá és 95 ’Con 1 óráig keverjük. A szuszpenziót visszafolyásig (134’C) 30 melegítjük és a reakcióban képződött vizet 139’C végső hőmérséklet eléréséig azeotróp desztillációval teljesen eltávolítjuk. A szuszpenziót lehűtjük 95 ’C-ra, 87,05 g hidroxietil-amint adunk hozzá és 95’C-on 1 óráig keverjük. A szuszpenzió hőmérsékletét ekkor 134’C-ig emeljük és a 35 reakcióban képződött összes vizet 139—140’C véghőmérséklet eléréséig azeotróp desztillációval eltávolítjuk. A végső szuszpenziót forrón leszűrjük (30 perc) és szabad bázisként az 1. példa eljárásával feldolgozzuk, szárítjuk, erőteljes golyósmalom-őrléssel felaprítjuk és 100 mesh szitán átszitál40 juk. 12 próbában a kitermelés 219—244 g között változott, függően a szárítás előtt alkalmazott golyósmalom-örlés hatásosságától.

10. példa

Megismételjük a 8. példa eljárását, azzal a különbséggel, hogy a reakcióban képződött vizet nem távolítjuk el a MIBPA hozzáadása után, hanem a reakciókeverékben hagyjuk, 50 DMPA-t adunk a keverékhez, majd a két aminreakcióban keletkezett összes vizet egyetlen végső azeotróp desztillációval távolítjuk el. A szuszpenzió véghőmérséklete 140’C. A terméket szabad amin-formában dolgozzuk fel.

11. példa

Megismételjük az 1. példa eljárását, azzal a különbséggel, hogy a MIBPA hozzáadása után, az aggregációt követően 60 a reakcióban képződött vizet nem távolítjuk el, hanem benne hagyjuk a reakciókeverékben, hozzáadjuk a DMAPA-t, majd a két amin-reákcióban képződött vizet egyetlen végső azeotróp desztillációval távolítjuk el. A végső szuszpenziót forrón, 5 percen belül leszűijük és a terméket az 1. példa 65 módszerével szabad aminként dolgozzuk fel.

-6180881

12. példa

Megvizsgáljuk az aggregálásnál alkalmazott idő és keverési sebesség hatását a végső forró szuszpenzió szűrhetőségére.

összehasonlító vizsgálatokat végzünk az 1. példa eljárást használva, az aggregálási idő és keverési sebesség változtatásával. A termékeket az 1. példa módszerével szabad aminformában állítjuk elő. Az eredmények a következő táblázatban láthatók, a 8. példában előállított nemaggregált termék5 kel összehasonlítva:

Termék eredete	Aggregálási változat	Szuszpendáláshoz használt oldószer	Termék-szuszpenzió szűrési ideje 100 ’C-on, perc
Idő perc	Hőmérséklet C	Keverés^; sebesség ford/min
8. példa	0		200	xilol	30—60
1. példa
Változat	60	136—138	150	xilol	5-nél kevesebb
Változat	60	136—138	— 200	xilol	5-nél kevesebb
Változat	60	136—138	230	xilol	5-nél· kevesebb
Változat	10	136—138	250	xilol	5-nél kevesebb
Változat	7 óra	139	200	xilol	5-nél kevesebb
Változat	10	132—134	200	xilol/benzol 95: 3*	5-nél kevesebb

* Ezzel az oldószer-összetétellel a visszafolyási hőmérséklet 132—134 °C-on tartható.

13. példa

Az aggregálásnál alkalmazandó oldószer és hőmérséklet még alaposabb jellemzése céljából az EMA-nyersanyagon kisérletsort hajtunk végre az oldószer, a hőmérséklettartomány és a keverési sebesség változtatásával. Vizsgálataink szerint a keverési sebesség 150—400 ford/min tartományban 30 csak a képződött aggregátum méretét befolyásolja. Fontosabb az oldószer természete és az aggregálásnál alkalmazott hőmérséklettartomány. „„ _Λ

E példában 1 literes lombikot használunk, melybe 700 ml 35 oldószert és 50 g EMA-t töltünk. Különböző időkben és hőmérsékleteken 200 ml-es alikvotokat veszünk ki a szuszpenzióból és ampullákba töltjük. Lehűlés után az ampullákat rázzuk és az alkalmazott oldószerben stopperórával mérjük a polimer ülepedési sebességét mint az aggregátum- 40 képződés indikátorát. Az eredmények a következők:

Oldószer	Aggregálás körülményei	Ülepedést idő perc
Hőmérséklet ^eC	Idő óra: perc
Xilol	130	0	15 percnél több
(forráspont 139)	130	0: 15	10
	130	0:40	6—7
	134	0 '	6
	134	0: 10	4
	134	0:25	3
	138	0.01	2,5—3
	139	0:05	2—2,5
	139	0: 10	2
	139	0:60	1,5
Toluol	24	0:00	60 felett*
(forráspont 111 °C)	108	0:00	60 felett*
	110	1 :00	45 felett*
	110	2:00	45 felett*
	110	6:00	45 felett*

Oldóizer	Aggregálás körülményei	Ülepedést idő perc
Hőmérséklet •c	Idő óra: perc
Benzol	24	0:00	45 felett*
(forráspont 80 °C)	79	0:00	45 felett*
	80	1:00	45 felett*
	80	2:00	45 felett*
Dioxán	23	Q:00	15 felett*
(forráspont 102 °C)	100	0:00	15 felett*
	102	1 :00	15 felett*
	102	3:00	15 felett*
Monoklór-benzol	23	0:00	23 perc
(forráspont 132 °C)	130	0:00	23 perc
	131	0: 15	4 perc, 26 mp
	131	0 : 30	3 perc, 25 mp
	131	1 :00	2 perc, 40 mp
	131	2:00	2 perc, 36 mp
O-Diklór-benzol	24	0:00	23 perc
(forráspont 180 °C)	140	0:00	23 perc
	140	0:15	5 perc
	140	1:00	3 perc, 30 mp
	145	2:00	3 perc, 30 mp
Etil-benzol	23	0:00	45 perc
(forráspont 136 °C)	134	0:00	29 perc
	134	0: 15	5 perc, 30 mp
	134	I : 00	3 perc, 30 mp
	134	2:00	3 perc
Kumol	24	0:00	29 perc
(forráspont 152 °C)	140	0:-00	29 perc
	140	0:15	2 perc, 30 mp
	140	1:00	2 perc, 15 mp
	145	0:00	1 perc, 38 mp

!c * Az ülepedési próbát nem folytatjuk a feltűntetett idő után. 13. példa (folytatás) ”,

Oldószer	Aggregálás körülményei	Ülepedési idő perc
Hőmérséklet ’C	rdő óra : perc
	145	0:30	1 perc, 14 mp
	150	0:00	1 perc, 10 mp
	150	0: 15	0 perc, 36 mp

14. példa

A diszperzióban levő részecske nagyságának mértéke — akár aggregált, akár aggregálatlan állapotban — a duzzadási index; ez a víz vagy egyéb diszpergálószer mennyisége grammokban, amelyet egyensúlyi állapotban 1 gramm polimerszármazék abszorbeál. Alkalmas méretű mintát fölös menynyiségű diszpergálószerben diszpergálunk és pH-ját 4-re vagy más kívánt értékre állítjuk be. A diszperziót 1 óráig az egyensúly beállásáig állni hagyjuk, majd 30 percig 750 *g sebességgel lemért súlyú centrifugacsőben centrifugáljuk A felülúszót leöntjük és lemérjük a leülepedett, duzzadt gél súlyát. A kísérletekhez diszpergálószerként 0,04 mólos sóol datot és pH = 4,0-et alkalmazunk. A duzzadási index így az 1 gramm polimer által abszorbeált 0,04 mólos sóoldat súlya

Ismeretes, hogy a duzzadás fordítva arányos a térhálós oldhatatlan gyanták keresztkötéseinek sűrűségével. Növekvő mennyiségű MIBPA-val előállított származékok sorozatánál a duzzadás a várakozásnak megfelelően csökken, míg minden más paraméter azonos marad.

A találmány szerinti aggregált anyagoknál azonban azt találtuk, hogy bármilyen konstans MIBPA-koncentrációnál és azonos keresztkötés-sűrűségnél az aggregátum duzzadása könnyen változtatható és a duzzadás jelentősen eltér a nem aggregált származékoktól, ha változtatjuk az aggregált poli elektrolit előállítása folyamán a hozzáadott víz mennyiségét és változtatjuk a reakcióban képződött víz eltávolítására szolgáló műveletek számát.

Az 1, 8, 10. és 11. példa szerint MIBPA-val és DM APA val számos aggregált és nem-aggregált polimer készítményt állítunk élő, de változtatjuk a MIBPA-val vagy DM APA-val hozzáadott víz mennyiségét. A termékek duzzadásában tapasztalt különbségeket a következő táblázat mutatja.

		Vízeltávolító műveletek	Duzzadási index
Példa eljárása	Hozzáadott összes víz	Aggregált	nem-aggregált

Nincs vízhozzáadás MIBPA-val; 1,0 ml víz hozzáadása DMAPA-val

1,0	1	10,71
1,0	2	11,23
1,0	1	—
1,0	2	—

8,85

8,99

1,5 ml víz hozzáadása MIBPA-val; 4,5 ml víz hozzáadása ₁₅ DMAPA-val

11 1	6,0 6,0	1 2	12,98 13,00	—
10	6,0	1	—	8,88
8	6,0	2	—	9,43

15. példa

Ahogy a duzzadás változik a MIBPA-val és DMAPA-val hozzáadott víz mennyiségétől és a vízeltávolítás módjától függően, ugyanúgy változik a gyanta-termék fehérjeadszorbeáló kapacitása.

A fehérjemegkötő képességet a következő módon vizsgáljuk. 40 mg humán albumint és 10 mg amin- vagy sóformájú polimer terméket 1,0 ml 0,04 mólos sóoldatban diszpergálunk és a pH-t 7,0-re állítjuk be. A szuszpenziót 30 percig rázzuk, közben a pH-t a fenti értéken tartjuk. 30 perces adszorpciós periódus után a gyanta-fehérje-komplexet centrifugáljuk és a felülúszót félretesszük. Az üledéket 3 x 1,0 ml vízzel mossuk (5 perc rázás, centrifugálás) és meghatározzuk az egyesített felülúszók fehérjetartalmát [Miller-Lowry, Anal. Chem. 31,964 (1959)]. Az albuminmegkötő kapacitást az 1 g polimer termék által adszorbeált albumin mg-jainak számával adjuk meg.

A 14. példában felsorolt preparálási változatokat a következő táblázatban ismét összegezzük, de itt a preparálási változatoktól függő albuminmegkötő kapacitást tüntetjük 45 fel.

Táblázat — 14. példa

Táblázat —15. példa

Aggregált és nem-aggregált anyag összehasonlítása. Duz- 50 zadás a hozzáadott víz és a vízeltávolitó műveletek számának függvényében. Minden termék 5 mól% MIBPA-t és 90 mól% DMAPA-t tartalmaz.

Aggregált és nem-aggregált anyag összehasonlítása. Albuminmegkötő kapacitás a hozzáadott víz mennyiségének és a vízeltávolító műveletek számának függvényében. Minden termék 5 mól% MIBPA-t és 90 mól% DMAPA-t tartalmaz.

		Vízeltávolító műveletek	Duzzadási index	55			Vízeltávolító műveletek	Albuminmegkötő kapacitású
Példa eljárása	Hozzáadott összes víz	Aggregált	nem-aggregált		Példa eljárása	Hozzáadott összes víz	aggregált	nem-aggregált

Nincs vízhozzáadása sem MIBPA-val, sem DMAPA-val

nincs	1	9,54
nincs	2	10,05
nincs	1	—
nincs	2	—

Nincs vízhozzáadás sem MIBPA-val, sem DMAPA-val

11
	nincs	1	1,53
1	nincs	2	1,79
10	nincs	1	—
8	nincs	2	—

0,90

1,02

-8180881

		Vízeltávolító műveletek	Albuminmegkötő kapacitású
Példa eljárása	Hozzáadott összes, víz	aggregált	nem-aggregált

Nincs vízhozzáadás MIBPA-val; 1,0 ml víz hozzáadása DMAPA-val

11	1,0	1	1,35
1	1,0	2	1,63	—
10	1,0	1	—	0,87
8	1,0	2	—	1,28
		Z
1,5 ml víz	hozzáadása MIBPA	-val; 4,5 ml v	íz hozzáadása
DMAPA-'	/al
11	6,0	1	2,75	—
1	6,0	2	2,40	—
10	6,0	1	—	1,80
8	6,0	2	—	2,10

16. példa

A leírt típusú aggregált termékek a szintézisfolyamatnál nemcsak jobb szűrési tulajdonságokat mutatnak, hanem a 25 plazma-frakcionálás során jó folyási jellemzőkkel is rendelkeznek. így ha plazma-frakcionáláskor a kívánt fehérjéket a plazmaoldatokból nem-aggregált polimeren adszorbeáltat18 juk, a polimert az anyalúgtól centrifugálással kell elválasztani, mivel a szűrőpapír vagy szűrökendő azonnal eltömödik. A találmány szerinti aggregált termékek jó és stabil szűrési tulajdonságaik következtében alkalmazhatók plazma-frak5 cionálási célokra és az anyalúgtól szokványos vákuumszűrési eljárásokkal, rövid szűrési idő alatt, a szűrő jelentősebb eltömődése nélkül választhatók el a fehérjetartalmú anyag jelenlétében, ezáltal fölöslegessé téve a költséges centrifuga-jellegű készülékek használatát.

A leírt polielektrolitok gyors szűrési tulajdonságai töltött oszlopokon is kimutathatók, csak gravitációs átfolyást alkalmazva. Ebből a célból 2,2 cm belső átmérőjű, 30 cm hosszú üvegoszlopokat készítünk, melyeket az alsó kivezetésnél kis üveggyapot-dugóval megfelelően bedugaszolunk a 15 gyanta benntartása céljából. A következő táblázatban leírt gyantákat éjszakán át 0,04 mólos sóoldattal (pH 4) egyensúlyba hozzuk és az oszlopot 8,5—10 cm magasságig megtöltjük. Minden alkalmazott gyanta 5% MIBPA-t tartalmaz, így a keresztkötés-sűrűségi tényezőt állandó értéken tartjuk.

A duzzadásban megmutatkozó különbségek a hozzáadott víz és a vízeltávolítási műveletek különbségeiből ered, a fentebb leírtak értelmében.

Megmérjük a 0,04 mólos sóoldat folyási sebességét aggregált és nem-aggregált polielektrolit-típusok esetén. A „relatív folyási sebesség” értékét cm³ per óra per gyantaágyegységtérfogat alakjában adjuk meg a gravitációs áramlású oszlopra, a próba alatt a gyanta tetején 20 cm magas sóoldatszintet fenntartva.

Táblázat — 16. példa

Példa eljárása	Hozzáadott víz, ml	Vízeltáxolító műveletek	Duzzadási index	Albuminkapacitás	Folyási sebesség
MIBPA-val	DMAPA-val
8*	1,5***	4,5	2	9,4	2,10	0,22
11	nincs	1,0	1	9,3	1,70	0,59
1	1,5	4,5	2	11,5	2,14	0,88
1	3,4	3,0	2	13,1	2,89	1,39
1**	3,4***	3,0	2	16,4	3,31	1,75
9*	nincs	nincs	2	3,05	—	0,12
5	nincs	nincs	2	2,20	—	1,88

I Folyási sebesség - cm³/óra (gyantaágy-egység) cm³/térfogat * Nem aggregált minden többi aggregált ** 7 órán át aggregált - minden többi 1 órán át aggregált ··* 90 'C-on hozzáadott MIBPA minden többinél 120- 125 ’C-on hozzáadott MIBPA

17. példa

Több aggregált polielektrolitet állítunk elő a 4. példa módszerével, azzal a különbséggel, hogy az anhidridekkel reagáltatott harmadik amint változtatjuk, azaz a MIBPA és

DMAPA mellett a 4. példában használt HOEtA-t más aminokkal helyettesítjük. Ezen aggregált termékek összetételét és esetleges egyéb változásait a következő táblázatban foglal50 juk össze.

Próba···	összetétel, mól%	Termék formája
MIBPA	DMAPA	Harmadik amin
1	5(10,9 g)	5(7,66 g)	85(107,3 g) 3-hidroxi-propil-amin	Sz. A.
2	5	5	85(107,3 g) 3-hidroxi-propil-amin	HC1**
3	5	5	85(113 g) 2-hidroxi-propil-amin	Sz. A.
4	5	5	85(127 g) 3-metoxi-propil-amin	Sz. A.
5	5	5	85(127 g) 3-metoxi-propil-amin	HC1**
6	20(43,57 g)	5	55(86,9 g) 3-metoxi-propil-amin	Sz. A

* Hexametilén-diamin ** A 4. példa módszerével előállítva; az 5. példa eljárással feldolgozva.

*** Az l 11. próbában 1,5 mól (193 g) EMA-t használunk, a 4. példa szerint; a 12. próbában EMA helyett 0,5 mól (101 g) sztirol/maleínsavanhidrid kopolimert használunk; és a 13. próbában EMA helyett 1,0 mól (154 g) izobutilén-maleinsavanhidrid kopolimert alkalmazunk kiindulási polimer nyersanyagként

-9180881

20

Próba·	összetétel, mól⁰ ₀	Tennék formája
MIBPA	DMAPA	Harmadik amin
7	10(21,79 g)	5	75(113,7 g) 3-metoxi-propil-amin	Sz. A.
8	10	10(15,33 g)	70(107,0 g) 3-metoxi-propil-amin	Sz. A.
9	20	10	50(80,3 g) 3-metoxi-propil-amin	Sz. A.
10	10	5	75(95,8 g) 2-metoxi-etil-amin	Sz. A.
11	10	5	75(95,8 g) 2-metoxi-etil-amin	HC1**
12	5(2,91 g)*	10(5,1 g)	80(40,6 g) 3-metoxi-propil-amin	HC1**
13	5(7,26 g)	5(5,1 g)	85(84,7 g) 3-metoxi-propil-amin	HC1**

Mindezen polielektrolit készítmények az aggregált gyantákra jellemző gyors szűrési tulajdonságokkal rendelkeznek. Valamennyinél 1 órás aggregálási időt alkalmazunk.

18. példa

A számos előző példában használt DMAPA példaként szolgál a polielektrolit dialkil-amino-alkil-imid szubsztituensére. Egy másik ilyen szubsztituens a 2. és a 3. példában (3. próba) használt DEAEA (dietil-amino-etil-amin). E két aminnal előállított aggregált dialkil-amino-alkil-imid polielektrolitokat 5 mól% MIBPA-val szubsztituálva 5/90 összetételű, és 5 mól% HMDA-val és 85 mól% HOEtA-val szubsztituálva 5/5/85 összetételű termékeket kapunk.

A 9. példa eljárását használva más, nem-aggregált dialkilamino-alkil-imid készítményeket állítunk elő 5/5/85 összetétellel és a 8. példa eljárásával 5/90 összetétellel, a 8. és a 9. példához képest azzal az eltéréssel, hogy egyik aminnal sem adunk vizet a reakciókeverékhez. A használt aminok a kővetkezők: dimetil-amino-etil-amin, dietil-amino-etil-amin, dictil-amino-propil-amin, dimetil-amino-propil-ainin, di-nbutil-amino-propil-amin, di-hidroxi-etil-amino-propil-amin és 2-amino-5-dietil-amino-pentán. N-fenil-etilén-diamint is használunk a fenti nem-aggregált gyanták előállításához.

A 8. és a 9. példa eljárásával hasonló nem-aggregált készítményeket állítunk elő különböző heterociklusok aminokat alkalmazva. A heterociklusos amino-alkil-imid szubsztituensek bevitelére szolgáló aminok közé tartoznak például a következők: 2-(amino-metil)-etil-pinOlidin, 3-amino-N-etilpiperidin, N-(2-amino-etil)-piperidin, N-(3-amino-propil)-2pirrolidon, N-(2-amino-etil)-morfolin, N-(3-amino-propil)morfolin, N-(2-amino-etil)-pipcrazin és 2-(2-amino-etil)piridin.

E heterociklusos típusú aminok közül kettőt használunk 5/5/85 összetételű aggregált polielektrolit készítmények előállítására, a következő táblázatban felsorolt reagensek alkalmazásával. A 4. példában leírt eljárást követjük. Minden esetben a termékeket hidrokloridsó-formában kapjuk meg (az 5. példa eljárásával) és a termékek az aggregált származékokra jellemző gyors szűrési tulajdonságokkal rendelkeznek, ellentétben a fent leírt nem-aggregált készítmények rendkívül lassan szűrő természetével.

Táblázat — 18. példa

Próba	összetétel, mól%
MIBPA	Heterociklusos amin	Harmadik amin
1	5	5(9,62 g) 3-amino-N-etil-piperidin	85(87,05 g) HOEtA
2	5	5(9,62 g) 3-amino- -N-etil-piperidin	85(127 g 3-metoxi-propil-amin
3	5	5(10,82 g) N-(3amino-propil)morfolin	85(87,05 g) HOEtA
4	5	5(10,82 g)N-(3- -amino-propil)-morfolin	85(127 g) 3-metoxí-propil-amin

Claims

1. Eljárás olyan vízben oldhatatlan, térhálós polielektrolitok előállítására, amelyek előnyösen vér és fehérjék frakcio-

35 nálására használhatók, valamely 2—13 szénatomos telítetlen monomerből és 4—12 szénatomos telítetlen polikarbonsavból vagy anhidridből képzett kopolimerből, mely kopolimer reaktív helyeinek 2—100%-a di-(rövidszénláncú)-alkilamino-(rövidszénláncú)-alkilimid- és/vagy rövidszénláncú alki40 limino-di-(rövidszénláncú)-alkilimid-csoportokkal szubsztituált, azzal jellemezve, hogy a térhálósítás és a fenti aminimid funkciós csoportok egy részével való szubsztituálás előtt a kopolimert inért oldószerben vagy oldószerelegyben 115—160 ’C-on, azonban a kopolimer lágyulási pontja alat45 ti hőmérsékleten, legalább 15 percen át melegítve aggregáljuk.

2. Az 1. igénypont szerinti eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy inért szerves oldószerként xilolt, etil-benzolt, mono- és diklór-benzolt, kumolt vagy ezek keveré-

50 keit használjuk.

3. Az 1. igénypont szerinti eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy polimerként maleinsav vagy maleinsavanhidrid, valamint etilén, sztirol vagy izobutilén-monomer kopolimeijét használjuk.

55 4. A 3. igénypont szerinti eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy polimerként etilén és maleinsavanhidrid és/vagy maleinsav kopolimeijét használjuk.