KR860000559B1

KR860000559B1 - 신규 아크릴 공중합체의 제조 방법

Info

Publication number: KR860000559B1
Application number: KR8205233A
Authority: KR
Inventors: 아스피씨 크리스티앙; 칼라스 베르나르드; 도니스 작끄; 훨레 미셀; 쟈퀴에르 로베르; 빠렐로 죠셉
Original assignee: 제라르 보후르; 엑스빵시아
Priority date: 1981-11-19
Filing date: 1982-11-19
Publication date: 1986-05-14
Also published as: NO823864L; PL138979B1; FI70233B; NO823865L; ATE14890T1; PL137653B1; DK162651B; EP0079842A1; FI70233C; KR860000526B1; DK162532B; AU9067782A; JPH0236124B2; MX169477B; NO161978C; AU9067882A; ZA828370B; DE3265458D1; FI70234C; FI823905A0

Abstract

내용 없음.

Description

신규 아크릴 공중합체의 제조 방법

제 1(a)도, 제1(b)도, 제1(c)도, 제1(d)도, 제2도 및 제3도는 분석된 혼합물의 성분들 사이의 분리를 나타내는 크로마토그램이다.

본 발명은 이온 교환 크로마토그라피에 이용되며, 매우 광범위한 용매(물, 메틸렌클로라이드, 클로로포름, 메탄올, 에탄올, 디메틸포름아미드, 피리딘 등)에서 사용 가능한 신규의 망상 조직을 한 통개학적 아크릴 공중합체의 제조방법에 관한 것이다.

이온 교환 크로마토 그라피 기술에는 불용성 지지체(매트릭스)가 포함되는데, 이것에는 반대 부호의 이온과 복합되는 이온화기를 고정시킨다. 이 이온들은 동일부호의 다른 이온과 교환가능하며, 매트틱스와 접촉되어 있는 유동상에 함유되어 있다. 고정시킨 기가 산성인가 알카리성인가에 따라, 이 수지를 양이온 또는 음이 교환 수지라 명명하게 된다.

이 기술은 액체 혼합물의 여러 구성물의 분리에 적용된다. 비-이온화된 분자가 먼저 용리되며 이온화된 분자는 매트릭스와의 이온성 인력의 정도에 따라 다소 정체된다.

본 발명은 특히 양이온 교환제로 사용되는 신규 공중합체에 관한 것이다.

카복실산기를 포함하고 있는 여러 아크릴성 또는 메타크릴성 수지가 이온 교환 크로마토그라피 지지체(양이온 교환기)로서 알려져 있다. 이들은 일반적으로 비-기능 중합체로 부터 얻어지며, 가교제(reticulation agent, linker)의 아크릴 또는 메타크릴산 유도체의 라디칼 공중합에 의해 제조되며, 가교제로는 메틸렌-비스-아크릴아미드 N,N'-디아크릴로일 디아미노메탈(약자 : MBA), 또는 디비닐벤젠 등이 가능하다.

대부분의 경우, 산성 기능은 화학적 수정에 의한 중합 이후 매트릭스에 도입한다. 이러한 반응은 조절이 어려우며, 불균일하게 기능 부여된 생성물을 만들 수 있다(매트릭스나 가교제의 가수 분해).

따라서, 아크릴아미드와 메틸렌-비스-아크릴아미드(BIORAD 연구소에 속해 있는 BIOGEL P라는 상표로 판매)의 공중합으로, 수산화나트륨에 의한 부분적 가수분해 후 상표 BIOGEL 70 (INMAN과 DINTZIS, 생화학, 1969.8, 4074)으로 판매되고 있는 지지체를 얻는다.

이 수지의 화학구조(아래 일반식)를 보면 카복실기는 중합체 사슬에 인접해 있음을 알 수 있다. 따라서, 큰 분자가 관련될 때입체적 방해가 수지의 산성기의 반응에 영향을 주게 된다.

동일사항이 다른 수지들에도 적용된다. 즉 PHARMINDUSTRIE(프랑스 특허 2,378,808 및 2,482,112)에 속해있는 TRISACRYL 상표로 판매되며, 기능부여된 단량체와의 공중합에 의해 얻어진 수지들이다.

또한, 몇가지 폴리아크릴아미드 수지(BIOGEL, DUOLITE, TRISACRYL)는 아미드기의 카복실기로의 부분적 가수분해에 기인하여 알카리성 환경에서 화학적으로 불안정하다. 이것은 이들의 용도를 제한하는 특징이다(INMANDI과 NTZIS),

일차 아미드 기능을 가진 폴리아크릴 아미드의 빈약한 기계적 안정성 또는 고려된다(SCOUTEN, Affinity Chromattography ; bioselective absorption on inert matrices, Wiley, 1981).

SHEPPARD와 COLL (J.O.S. Perkins Trans Ⅰ, 1981, p.529와 538)은 N-아크릴로일디메틸아미드, N,N'-디아크릴토일 1,2-디아미노 에탄 그리고 N-아크릴로일사코신(Sarcosine)의 공중합 생성물인 수지에 대해 기술하고 있다. 그러나, 이 지지체는 양이온 교환기로 사용하기 위해, N-아크릴 로일디메틸아미드, N,N'-디아크릴로일 1,2-디아미노에탄 그리고 N-아크릴로일사코신의 공중합체로 전혀 가수분해된 적이 없다. 이 가수분해가 수행되어 그로 인해 얻어진 산성수지가 이온 교환 크로마토그라피에 시험될 경우 용리제의 이온강도에 관련하여 부치의 상당한 변화가 나타날 것이다. 따라서, 염화나트륨용액의 농도를 점차 증가시키면서 작업하여 수정된 SHEPPARD 수지를 50% 이상 부피 감소시켰다. 이것은 상분량을 불확실하게 하며 상당한 부피손실을 야기한다. 그리고 이러한 형태의 수지를 양이온 교환 크로마토그라피에 사용하는 것을 까다롭게 만든다.

이러한 공지의 단점을 피하는 신규의 공중합체를 제시하기 위해, 본 발명은 아래 정의된 3가지 상이한 단량체를 공중합하여 얻어진 신규의 다가형태(polyvalent type)의 망상조직의 통계학적 공중합체를 제공한다.

가) 이 단량체는 지지체(매트릭스)로서 정의되며 다음 일반식(1)의 N-아크릴로일 폴리메틸렌이민이나 일반식(2)의 N-아크릴로일 디알킬 아미드이다.

식중,

R₁은 H 또는 -CH₃이며,

Z는 -(CH₂)_n1-(N1은 4,5 또는 6)

식중,

R₁은 상기와 같고,

R₂는 -CH₃또는 -C₂H₅이다.

나) 이 단량체는 가교제로써 정의되며 일반식(3)의 N,N'-비스아크릴로일디아미노알칸이다.

식중,

[n₂는 1 또는 2이다]

다) 이 단량제는 기능 부여제로 정의하여 일반식(4)의 N-아크릴로일 아미노산 또는 에스테르이거나 일반식(5)의 L 계열의 비대칭 N-아크릴로일 아미노산(또는 에스테르) 또는 일반식(6)의 N-아크릴로일-L-프롤린 또는 그의 메틸형 에스테르이다.

식중,

R₁은 상기와 같고,

R₃는 R₁과 같고,

n₃는 1,2,3, 또는 5이다.

식중,

[R₁과 R₃는 상기와 같다.

이-치환 아미드 기능을 유도하는 매트릭스로서, 단량체 N-아크릴로일폴리메틸렌이미(1)또는 N-아크릴로일디알킬아미드(2)를 사용함에 의해 수소 결합 형성이 완전히 배제된다. 이러한 방법으로 제조된 수지는 다양한 pH의 수성 완충액에서 뿐만 아니라 광범위한 유기용매(protic과 aprotic)에서 상당히 팽창하게 된다.

N-아크릴로일아미노산(또는 에스테르(4),(5) 또는 (6)을 사용한 지지체의 기능부여는 상기산과 에스테르 기능과 중합체 매트릭스 사이의 사슬길이 및 화학적 성질을 수정하는 것을 가능하게 한다.

매트릭스에 사용되는 단량체 몇 가지는 공지되어 있다. 이들은 여러 간행물에 그들의 제조법과 함께 발표되어 있다.

예를 들어,

화합물(1) R₁=H Z=-(CH₂)₄-, -(CH₂)₅--Z=-(CH₂)₂-O-(CH₂)₂-

PARROD와 Coll., J. Polymer. Sci., 1958, 29, 111.

화합물 (2) : R₁=H R₂=-CH₃

PATCHFORD와 Coll., J. Amer. Chem. Soc., 1947, 69, 1911.

R₁=H R₂=-C₂H₅

미합중국 특허 2,683,741

화합물(3) :

일반식(3)의 작용제가 알려져 있다.

n₂=1(구입가능)

n₂=2

SHEPPARD와 Coll., J. Chem. Soc. Perkin Ⅰ, 1981, 529.

마지막으로, 일반식(4),(5)또는 (6)의 기능부여제 몇 가지가 문헌에 발표되어 있다.

화합물(4) :

R₁=R₃=H n₃=1,2,3 또는 5

BROWN과 Coll., C.R. Acad. Sci., 1978, 287C, 125.

R₁=CH₃R₃=H n₃=1,2,3 또는 5

BATZ와 KOLDEHOFF, Makromol. Chem., 1976, 177, 683.

WINSTON과 KIRCHNER Macromolecules 1978, 11, 89.

Loupek과 Coll., Bioch. Biophys.,Act, 1977, 481, 289.

화합물(5) :

R₁=H R₃=CH₃

SAKOTA, KOINE NIPPON ZAGAKIN ZASHI 1967, 88(10), 1087.

단량체(가)(매트릭스)와 (다)(기능부여제)를 (나)형태의 가교제로 공중합시키므로써 이온 교환 크로마토그라피에 적당한 물리적 성질, 특히 용리 속도에 관련하여 적당한 성질을 갖는 수지로 만든다. 이러한 새로운 공중합체를 사용하면 수성용리제의 이온강도와 관련하여 부피 수축이 15% 이상을 절대로 초과하지 않게 된다.

중합조건이 완벽하게 통제되고 수율이 증가되므로 기능부여의 정도가 넓은 범위에서 변화 가능하게 된다. 이것은 N-아크릴로일아미노산(또는 에스테르) (다)의 양을 다른 두 단량체에 관련하여 변경시키는 것만으로써 달성된다.

본 발명에 따라 얻어진 공중합체는 공중합 형태로 다음을 함유하는 3차원 망상구조의 통계학적 공중합체이다.

ㄱ) 일반식(1)의 N-아크릴로일폴리메틸렌이민 또는 일반식(2)의 N-아크릴로일디알킬아미드에 해당하는 단량체, 30% 내지 90%(중량)

ㄴ) 일반식(3)의 N,N'-디아크릴로일디아미노알칸에 해당하는 단량체 2% 내지 50%(중량)

ㄷ) 아크릴로일 아미노산 또는 에스테르로서 일반식(4)의 라세미체 또는 일반식(5) 또는 (6)의 광학활성체에 해당하는 단량체 2% 내지 65%(중량).

본 발명의 공중합체는 다음을 함유하는 것이 바람직하다.

- 일반식(1) 또는 (2)에 해당하는 단량체(가)(매트릭스) 70% 내지 90% :

- 일반식(3)에 해당하는 단량체(나)(가교제), 3% 내지 10%.

- 일반식(4), (5) 또는 (6)에 해당하는 단량체(다) (기능부여제), 10% 내지 20%.

건조한 지지체 단위그램당 0.2 내지 10밀리당량의 카복실기를 함유하는 지지체를 제조하며, (비누화 이후 또는 직접), 중합 과정동안 에스테르기능의 가수분해가 전혀 일어나지 않는다는 것이 주목된다.

산 형태의 공중합체는 뚜렷한 산성 또는 알카리성 환경에서 화학적으로 안정하다. 실온에서, 0.5몰 및 1몰 염산 또는 NaOH 용액으로 여러날 처리하여도 가수분해는 전혀 나타나지 않았다.

이것은 일반적으로 사용되는 일차 아미드보다 더욱 안정한 비교적 부피가 큰 이차아미드가 매트릭스를 이루는 단량체에 존재하는데 기인하는 것으로 본 지지체를 광범위한 pH(1내지 14)에서 사용하도록 한다.

얻어진 수지는 4.5 내지 5.0의 pka 값을 갖는다. 이 공중합체는 열적으로 안정하다. 예를 들어, 감압(0.1mm Hg)하에서 +90℃로 12시간 가열하여도 전혀 변화되지 않는다.

본 지지체는 또한 뛰어난 기계적 안정성을 제공한다. 여러날의 기계적 교란후 미립자가 전혀 형성되지 않았다(상등액에 혼탁이 전혀 없었음).

이러한 신규 망상구조 공중합체는 공지의 방법을 이용하여, 단량체(가), (나)를 라디칼 중합하여 제조할 수 있다.

예를 들어, 이 공중합 반응은 블럭형태로 또는 에틸형 알콜-물 또는 디메틸 포름아미드-물 혼합물에서, 완충조건(pH=6.0)에서 또는 현탁액으로, 물-파라핀 또는 폴리비닐 알콜-물 계등에서 수행될 수 있다. 이들 조작은 예를 들어 다음과 같은, 라디칼 공중합체에 흔히 사용되는 개시제에 의해 개시된다.

-N,N,N',N'-테트라메틸에틸렌디아민(TMEDA)+알카리성 퍼설페이트,

-암모니아 퍼설페이트 또는

-아조이소부티로니트릴.

건조 수위 단위 그램당 0.2 내지 5밀리당량의 카복실산 기능을 제공하도록(비누화 이후 또는 직접) 계산된 량의 기능부여제와 함께 3% 내지 10%(중량)의 가교제가 사용된다. 나머지는 매트릭스로 사용되는 단량체에 의해 100%(중량)까지 보충한다.

블럭형태로 중합반응시킬 경우, 여러 단량체와 개시제를 함유하는 수용액을 균일상 공중합 반응시킨다. 형성된 투명한 겔은 신속히 분말화하여, 세척하고 여과한다. 이러한 작업은 정량적인 생성, 특히 일정한 크기의 비드(bead)로 생성되게 한다.

현탁액에서의 중합반응은 수지를 직접 구형의 입자형태로 생성시킨다. 이것을 조심스럽게 세척하고 건조시킨다. 이들의 크기 또는 매우 일정하여 0.1mm 내지 0.25mm의 직경을 갖는다(현미경 관찰).

이 경우에, 개시제와 유탁제를 여러 단량체를 함유한 균일상 용액에 첨가한다.

이 혼합물을 물과 혼합하지 않는 유기액상에 부어, 교반상태를 유지한다. 교반속도를 조정하여 요구되는 크기의 액적(droplet)을 갖는 유탁액이 되도록 한다. 중합반응은 촉매제(TMEDA)의 첨가 또는 적당한 가열에 의해 개시된다. 그런 후 이 혼합물을 반응이 끝날때까지 교란시킨다. 얻어진 비드상 수지를 탄화수소, 용매, 물, 에탄올 그리고 에테르로 차례대로 세척한다. 이 수지를 실온에서 진공하여 건조시킨다.

액체 유기상이 사용될 수도 있다. 예를 들어, 식물성유(콩기름, 땅콩기름, 해바라기 기름 등등‥) 또는 광물성 기름(액체 파라핀, 실리콘유) 등이다.

유탁제는 0.1% 내지 4%(부피)의 농도로, SPAN, ARLACEL 또는 TWEEN으로 알려진 제품의 하나를 사용한다.

다음의 실시예는 여러 수지와 여러 중합방법을 예시하는 것이다.

A) 블럭형태로 공중합

[실시예 1]

아크릴로일피롤리딘(약자 : AP) N,N'-디아크릴로일 1,2 디아미노 에탄(약자 : EBA)으로도 알려진 에틸렌 비스 아크릴아미드 그리고 N-아크릴로일글리신 메틸에스테르(약자 : A Gly OCH₃)의 공중합.

0.12몰(15g)의 Ap, 7.8 10^-3몰(1.31g)의 EBA 그리고 1.631 10^-2몰(2.33g)의 N-아크릴로일 글리신 메틸 에스테르를 무수에탄올 34.2ml에 용해시킨다.소니케이터(sonicator)에서 탈-가스시킨다. 18ml의 물을 가하면 용액이 부투명해진다. 그런 후 2분간 더 탈-가스시키고 21.6ml의 인산염 완충액을 가한다(pH 6.0). 탈-가스는 용액이 다시 맑아질때까지 계속한다. 그런 후 31.6g의 암모니아 퍼설페이트를 가하고 탈-가스동안 용해하도록 방지한다. 0.53ml의 TMEDA (N,N,N',N-테트라메틸 1,2-디아미노엔탄)을 가한다. 그러면 온도가 급히 상승하고 용액은 투명한 겔이 된다. 30분후 겔을 THOMAS 그라인더에서 분말화하고, 상등액의 미립자를 제거하기 위해 물에서 방치시킨다. 이 조작을 여과 후 반복하고, 이 수지를 물, 물-아세톤 동일 혼합물, 아세톤 그리고 최종적으로 디에틸 에티르로 연속 세척한다. 얻어진 백색분말을 12시간동안+80℃에서 감압(2mmHg)하에서 건조시킨다. 이 조작으로 13.86g의 백색 수지가 얻어졌다. 수율 : 74.4%

이러한 에스테르수지를 산성수지로 변형시키기 위해 13.86g의 상기 생성물을 300ml의 물 NaOH에 넣고, 이 혼합물을 +25℃에서 2시간 동안 교반한다. 여과후, 이 수지를 중화가 달성될 때까지 물, 염산(10%), 물로, 연속 세척하고, 중화가 달성될 때까지 물 (500ml)로 그리고 다시 중화가 달성될때까지 염산(10%), 그리고 최종적으로 물로, 연속 세척한다. 얻어진 수지를 앞에서와 같이 +80℃에서 감압하에 (2mmHg) 건조시킨다. 그런 후 이 수지를 여과하여 직경이 0.25mm 이상인 입자를 제거하며 8.8g의 백색분말이 얻어진다. OH 형태의 pKa는 4.4이다.

[실시예 2]

Ap, EBA, N-아크릴노일 β알라닌(약자 : AβAla O CH₃)의 메틸에스테르의 공중합.

동일한 공중합 조건을 사용한다. 비누화 후, 15g(0.12몰)의 Ap. 1.31g(17.8 10^-3몰)이 EBA 그리고 2.55g(1.631 10^-2몰)의 N-아크릴로일 β알라닌 메틸에스테르를 사용하여 34.5ml의 에탄올내에서 동일량의 물(18ml), 인산염완충액(pH 6.0)(21.6ml), 암모니움 퍼설페이트 (31.6g) 및 TMEDA(0.53ml)로, 상기 단락에서 기술한 동일 조건에서 여과한 후 9.43g의 건조 백색 수지가 유리된다. OH 형태의 pKa는 4.8이다.

[실시예 3]

Ap, EBA, N-아크릴로일 ε-아미노 카프로인산의 메틸에스테르(AεCap·OCH₃)의 공중합.

중합조건은 상기 기재와 동일하며 다음 단량체를 사용한다.

-아크릴로일 피롤리딘(0.12몰, 15g). EBA(0.0078몰, 131g) 그리고 메틸 N-아크릴로일 ε아미노카프로에이트(16.31 10-3몰, 3g). 미립자를 제거한 후, 13g(68%)의 건조한 백색수지(에스테르 형태)를 얻었다.

상기와 동일조건에서 가수분해 후 여과하여 10.6g의 건조한 백색 산성수지가 얻어진다. OH 형태의 pKa는 5.1이다.

[실시예 4]

Ap, EBA, N-아크릴로일 γ아미노부티르산의 메틸에스테르(약자 : ArBut OCH₃)의 공중합.

15g의 Ap, 1.31g(7.8 10^-3몰)의 EBA 그리고 2.76g(0.01631몰)의 N-아크릴로일 γ아미노부티르산의 메틸에스테르를 사용하여 12g의 건조 에스테르수지를 유리시켰다. 300ml의 몰 NaOH에서 가수분해하고 여과한 후, 10.8g의 건조산성 수지가 얻어졌다. OH형태의 pKa는 9.0이다.

[실시예 5]

Ap, EBA, N-아크릴로일 L-류우신의 메틸에스테르(약자 : A(L) Leu OCH₃)의 공중합.

사용된 단량체의 양은 : 15g의 N-아크릴로일 피롤리딘, 1.31g의 EBA 그리고 3.24g의 N-아크릴로일 L-류우신의 매틸에스테르이다.

건조한 에스테르 수지(10.05g)을 300ml의 몰 NaOH로 가수분해시킨다. 상기와 같이 조작한 후 여과하여 8.49g의 산성수지를 얻었다. OH 형태의 pKa는 4.8이다.

[실시예 6]

Ap, EBA, N-아크릴로일 L-발린의 메틸에스테르(약자 : A(L) Val OCH₃)의 공중합.

이 실시예에서는 15g의 N-아크릴로일 피롤리딘, 1.31g의 EBA 그리고 3g의 N-아크릴로일 L-반린의 메틸에스테르를 사용한다. 표준적인 중합반응과 작업에 의해 9.96g의 건조 에스테르수지가 얻어졌다.

상기와 동일한 조건에서 300ml의 몰 NaOH로 가수분해하여 7.64g의 건조한 백색 산성수지가 얻어졌다. OH 형태의 pKa는 5.0이다.

[실시예 7]

Ap, EBA, N-아크릴로일 L-프롤린의 메틸 에스테르(약자 : A(L) Pro OCH₃)의 공중합.

이 실시예에서는 15g(0.12몰)의 N-아크릴로일 피롤리딘, 1.31g(0.0078몰)의 EBA 그리고 2.98g의 N-아크릴로일 L-프롤린의 메틸 에스테르(16.31 10_-3몰)을 사용한다. 그리하여 15.03g(77.7%)의 건조수지가 유된된다. 300ml의 몰 NaOH로 가수분해한 후 여과하여 11g의 건조산성 수지가 얻어졌다.

OH 형태의 pKa는 4.7이다.

[실시예 8]

아크리로일 모르폴린(약자 : AM), EBA 그리고 N-아크릴일로 ε 아미노 카프프로인산의 메틸에스테르의 공중합.

5g(0.0355몰)의 N-아크릴로이로르폴린, 0.38g(0.0023몰)의 EBA 그리고 0.995g(5.38 10^-3몰)의 메틸의 N-아크릴로일 ε 아미노 카프로인산염을 (0.4ml)의 에탄올에 용해시킨다. 탈-가스시킨 후 , 실시예 1에 기술한 것과 동일한 조건에서 다음을 연속 첨가한다. 6ml의 물, 7.2ml의 디소디움포스페이트 완충액 0.1몰, 1.05g의 암모니아 퍼설페이트 그리고 0.176ml의 TMEDA.

중합에 의해 4.93g(77.4%)의 건조한 백색 수지가 얻어졌다. 여과한 후, 가수분해하여 2.35g의 건조한 백색수지가 얻어졌다. OH 형태의 pKa는 5.1이다.

[실시예 9]

Ap, EBA, N-아크릴로일 β알라닌의 메틸에스테르의 공중합.

상기와 동일 조건하에서 수행한다. 다음의 단량체를 사용한다. 5g(0.355몰)의 N-아크릴로일모르폴린, 0.38g(0.023몰)의 EBA 그리고 0.844g(5.38 10^-3몰)의 N-아크릴로일 β 알라닌의 메틸에스테르. 그 결과 4.24g(68.2%)의 건조 에스테르 수지가 유리되며, 이것은 가수분해와 여과에 의해 2.18g의 건조 산성수지가 된다. OH 형태의 pKa는 4.8이다.

[실시예 10]

N-디메틸아크릴아미드(약자 : ADM), EBA, N-아크릴로일 아미노카프로인산의 메틸에스테르의 공중합.

4.653g(0.047몰)의 N,N-디메틸아크릴 아미드, 0.51g(0.003몰)의 EBA 그리고 0.955g(5.10 10-3몰)의 메틸의 N-아크릴로일 ε 아미노카프로인산염을 13.4ml의 에틸 알코올에 용해시킨다. 탈-가스 후, 다음을 상기 조건하에 연속 첨가한다 : 7.05ml의 물, 8.46ml의 디소디움포스페이트 완충액 0.1M, 1.237g의 암모니아 퍼설페이트와 0.2ml TMEDA. 그 결과 4.64g(73%)의 백색 에스테르 수지가 얻어지며, 이것은 가수분해와 여과후 2.44g의 산성수지가 된다. OH 형태의 pKa는 5.0이다.

[실시예 11]

AD, EBA, N-아크릴로일 β 알라닌의 메틸에스테르의 공중합.

상기 기재된 것과 동일한 조건하에서 4.653g(0.047몰)의 N-디메틸아크릴아미드, 0.51g(0.003몰)의 그리고 0.81g(5.16 10^-3몰)의 N-아크릴로일 알라닌의 메틸에스테르를 사용하여 중합시킨다. 4.51g(75.75%)의 건조한 에스테르 수지가 생성되며, 이것은 가수분해 및 여과 후에 2.36g의 산성수지가 된다.

[실시예 12]

OH 형태의 pKa는 4.7이다.

N,N-디에틸아크릴 아미드(약자 : ADE), EBA 그리고 N-아크릴로일 β 알라닌의 메틸에스테르의 공중합.

중합은 2g의 N-디에틸아크릴아미드, 0.17g의 EBA 그리고 0.32g의 N-아크릴로일 β알라닌을 사용하여 4.5ml의 에탄올 내에서 2.35ml의 물, 2.82ml의 디소디움포스페이트 완충액 0.1몰, 0.42g의 암모니아 퍼설페이트 그리고 .0.67ml의 TMEDA를 연속 첨가하여 수행한다. 가수분해 및 여과 후에, 1.31g의 건조한 산성수지가 유지된다. OH 형태의 pKa는 5.5이다.

[실시예 13]

ADE, EBA, N-아크릴로일 아미노프로인산의 공중합.

6g의 N-디에틸아크릴아미드, 0.5g의 EBA 그리고 1.12g의 N-아크릴로일 ε 아미노 카르로인산염의 메틸에스테르 사용하여 18.4ml의 알콜에서, 7.05ml의 물, 8.46ml의 디소디움 포스터이트 완충액 0.1M, 1.24g의 암모니아 퍼설페이트 그리고 0.2ml의 TMEDA를 연속 첨가하여 얻어진 것을 가수분해와 여과하여 4.77g의 건조수지를 얻었다. OH 형태의 pKa는 5.42이다.

[실시예 14]

N-아크릴로일 헥사메틸렌이민, EBA, N-아크릴로일 β 알라닌의 메틸에스테르의 공중합.

8.4ml의 알콜내에서 6g의 N-아크릴로일 헥사 메틸렌이민, 0.33g의 EBA, 0.65g의 N--아크릴로일 β 알타닌의 메틸에스테르를 사용하며, 통상적인 조건하에서 다음을 첨가한다. 5.6ml의 물, 6.9ml의 완충액, 1.0g의 암모니아 퍼 설페이트 그리고 0.18ml의 TMEDA.

[실시예 15]

N-아크릴로일 N'-메틸피페라진, EBA, N-아크릴로일 β알라닌의 공중합.

3.0g의 N-아크릴로일 N'-메틸피페라진 클로리드레이트. 0.16g의 EBA 그리고 0.3g의 N-아크릴로일 β 알라닌의 메틸에스테르을 4.2ml 에탄올내에서 2.8ml의 물. 3.5ml의 완충액, 0.5g의 암모니아 퍼설페이트 그리고 0.09ml의 TMEDA로 연속 처리한다.

이러한 모든 실시예에서, 얻어진 에스테르가 중합과정 동안 가수분해되지 않도록 그리고 수지가 CO₂H를 전혀 함유하지 않도록 점검한다.

[실시예 16]

Ap, 메틸렌 비스 아크릴 아미드(MEBA), N-아크릴로일 β 알라닌의 공중합.

25g(0.2몰)의 Ap. 2.15g(1.3 10^-2몰)의 메틸렌 비스 아크릴아미드 그리고 3.5g(32.4 10^-2몰)의 N-아크릴로일 β 알라닌을 57ml의 무수에탄올내에 용해시킨다. 30ml의 물을 가한 후 36ml의 포스페이트 완충액(pH 6.0)을 가한다. 맑은 액을 2분간 탈-가스한다. 5.27g의 암모니아 퍼설페이트를 가하고, 이어서 0.8ml의 TMEDA를 가한다. 이 혼합물을 30분 동안 중합시킨다. 투명한 겔을 THOMAS 그라인더에서 분말화시키고, 물로 세척한 후, 에탄올 그리고 최종적으로 에테르로 세척한다. 이 수지를 진공하에 건조시킨다. 수율(27.6g).

그런후, 수지를 여과하여 다음 크기의 입자들을 얻었다.

d>0.25mm ……………4.08

0.2>d>0.18 ……………15.18g

0.18>d>0.16 ……………5.37g

0.16>d>0.125 ……………0.72g

B) 현탁액내의 공중합

[실시예 17]

메틸아크릴로일 모르폴린, EBA, 메탄에스테르 N-아크릴로일 β 알라닌의 공중합.

18.6g(0.12몰)의 메틸아크릴로일 모르폴린, 1.31g(7.8 10^-3몰)의 EBA, 2.55g(1.63 10^-2몰)의 N-아크릴로일 β 알라닌의 메틸에스테르 그리고 100mg의 아조이소부티로 니트릴의 혼합물을 질소하에 폴리비닐 알콜(3g)과 물(250ml)의 용액에 교반하면서 가한다. 이 혼합물을 70℃로 3시간 가열한다. 중합체를 더운물, 에탄올, 아세톤, 에탄올 그리고 에테르로 연속 세척한다. 80℃, 감압(2mmHg)하에 건조하여, 직경이 0.1mm 내지 0.2mm인 입자를 얻었다.

[실시예 18]

메틸아크릴로일모르폴린, EBA, N-아크릴로일 ε 아미노카프로인산의 메틸에스테르의 공중합.

18.6g(0.12몰)의 메타크릴로일 모르폴린, 1.31g(7.8 10^-3몰)의 EBA, 3.24g(1.631 10^-2몰)의 N-아크릴로일 ε 아미노카프로 인산의 메틸에스테르 및 100mg의 아조이소부티로 니트릴을 사용하여 상기와 동일 조건으로 작업하여 12.6g의 중합체를 얻었다.

[실시예 19]

Ap, EBA 그리고 N-아크릴로일 β 알라닌 메틸에스테르의 공중합.

4g(3.2 10^-2몰)의 Ap, 8g(5.10^-2몰)의 N-아크릴로일 β 알라닌 메틸에스테르 및 1.2g(7.14 10^-3몰)의 EBA를 50ml 인산염 완충액(KH₂PO₄0.1M을 NaOH 1M로 pH 6.0으로 희석)과 50ml의 에탄올에 용해시킨다. 0.6g의 암모니아 퍼설페이드와 0.3ml SPAN 85를 얻어진 맑은 용액에 가한다. 이 혼합물을 400ml의 액체 파라핀에 넣고 요구되는 크기의 액적이 얻어질때까지 교반한다. 교반하는 동안 20분동안 용액내에 질소를 통과시켜 이 혼합물로부터 산소를 제거한다. 0.92ml의 TMEDA를 가한다. 30분 교반후, 이 혼합물을 석유 에테르로 희석하고 여과한다. 그런 후, 석유 에테르, 물, 물-아세톤 동일혼합물, 아세톤, 그리고 에테르로 세척한다.

그 결과 완전한 구형의 중합체 입자가 얻어지며, 회전속도를 조정하여 그의 크기는 0.05mm 내지 0.5mm가 되도록 한다. 수율은 약 90%이다.

이 반응은 인산염 완충액 대신 물에서 수행한다.

산성 수지 나트륨염은 이 중합체를 0.5몰 NaOH 용액에서 세척하여 용이하게 얻어진다. 팽창된 산성 수지 1ml당 30ml NaOH 용액을 사용한다. 물로 중성이 될때까지 세척하여 과량의 NaOH를 제거한다.

[표 1]

1g 수지의 부피(ml)

* 약자 A Gly OH는 N-아크릴로일글리신에 해당하며 이와 유사하게 모든 다른 아미노산에 적용되며, 그의 약자는 "OH"기를 함유한다.

** 약자 A Gly O Na는 N-아크릴로일글리신나트륨염에 해당하며, 이와 유사하게 모든 다른 아미노산 유도체에 적용되며, 그의 약자는 "ONa"기를 함유한다.

* 건조수지의 비용적의 배율

[표 2]

1g수지의 부피(ml)

제거된 폴리아크릴아미드를 3개의 기질에 대해 양이온 교환 크로마토그라피의 양이온 교환물질로서 시험한다.

-두개의 펩티드 혼합물.

-염기성 단백질들의 혼합물(송아지 흉선으로부터 얻은 히스톤).

상기 펩티드 혼합물은 그들의 하전량(charge)만을 달리하는, 동일한 연쇄를 가진 두개 펩티드로 구성된다.

* Ac Gly Lys Ala Leu Arg Val O Me 2하전>0

* Ac Gly Lys Ala Leu Arg Val OH 1하전>0

* Ac Gly Lys Leu Arg Val O Me 2하전>0

* Ac Gly Lys Leu Arg Val OH 1하전>0

이들은 다음의 공중합체에 해당하는 여과수지를 사용하여 일정한 pH(pH 5.0, 초산나트륨 10^-2M)로 염화나트륨 경사에 의해 분리한다.

-Ap+MEBA+Aβ Ala O Na

-Ap+EBA+Aε Cap O Na

-Ap+EBA+A(L) Pro O Na

-Ap+EBA+A Gly O Na

입자크기는 0.1mm 내지 0.25mm이다. 카복실기의 하전량은 약 건조수지의 0.8meq/g이다.

크로마토그램(다음의 제1도 및 제2도)에 의해 분석된 혼합물의 성분들 사이에 매우 훌륭한 분리가 달성됨을 알 수 있다.

송아지 흉선의 히스톤을 염화나트륨 경사(gradient)(0 내지 2몰)에서 크로마토그라피한다(제3도). 여러가지 성분들을 매우 짧은 분석 시간(5시간), 높은 용리속도(5ml/시간)그리고 UV 분석에 보다 적합한 완충액(NaCl)으로 분할시킨다.

유사한 분할의 하나로 히스톤 이온 교환 크로마토그라피를 12시간 내지 여러날의 분석시간으로, 매우 느린 속도로, 구아니디움클로라이드의 복잡한 경사에서 수행한다(J. BONNER COLL., "Method in Enzy mology", Vol.126, GROSSMAN L.과 MALDAVE K. 1968년, 뉴욕, Academic Press 발행).

본 발명의 수지는 단백질에 사용하기 적당하며 또한 분리를 용이하게 한다. 본 명세서에 발표한 지지체는 매우 높은 용리 속도를 수용할 수 있음이 또한 주목된다. 1×25cm 칼럼으로 최대 300ml/시간으로 작업하는 것이 가능하다.

본 발명의 수지를 사용하여 얻은 크로마토그램을 도면에 도시하였다.

도면에 도시된 1-(a),(b),(c),(d)의 내개의 도식에서, λ=210mm, 용리용액은 0.2M NaCl 그리고 광학밀도의 전눈금이 분획수에 대해 도시되어 있다. 분획은 15분마다 취한다.

제1(a)도는 아크릴로일 피롤리딘, 메틸렌 비스아크릴아미드 및 아크릴로일 β 알라닌 칼럼에서 Ac Gly Lys Ala Leu Arg Val OMI+Ac Gly Lys Ala Leu Arg Val OH의 크로마토그라피로서, 속도는 89ml/h이다.

제1(b)는는 아크릴로일 피롤리딘, 메틸렌 비스 아크릴아미드 및 아크릴로일 β 알라닌 칼럼에서 Ac Gly Lys Leu Arg Val OMI+Ac Gly Lys Leu Arg Val OH의 크로마토그라피로서, 속도는 80ml/h이다.

제1(c)도는 아크릴로일 피롤리딘, 메틸렌 비스아크릴아미드 및 아크릴로일프로인산 칼럼에서 Ac Gly Lys Leu Arg Val OMI+Ac Gly Lys Leu Arg Val OH의 크로마토그라피로서, 속도는 80ml/h이다.

제1(d)도는 아크릴로일 티롤리딘, 에틸렌 비스아크릴아미드 및 아크릴로일프롤린 칼럼에서 Ac Gly Lys Leu Arg Val OMI+Ac Gly Lys Leu Arg Val OH의 크로마토그라피로서, 속도는 50ml/h이다.

제2도는 아크릴로일 피롤리딘, 에틸렌 비스아크릴아미드 및 아크릴로일 글리신에서 Ac Gly Lys Leu Arg Val OMI+Ac Gly Lys Leu Arg Val OH의 크로마토그라피로서 광학밀도의 전눈금을 분획수에 대해 도시하였으며 용리용액은 0.2M NaCl이고 분획은 15분마다 취하였다. 속도는 80ml/h, 채류시간은 8시간, λ=220mm이다.

제3도는 아크릴로일 피롤리딘, 에틸렌 비스아크릴아미드 및 아크릴로일 β 알라닌 칼럼에서 히스톤 혼합물의 크로마토그라피로서, 광학밀도의 전눈금을 분획수에 대해 도시하였으며 용리용액은 2M NaCl이고, 분획은 15분마다 취하였다. 속도는 80ml/h, 체류시간은 5시간, λ=210mm이다.

Claims

일반식(1)의 N-아크릴로일폴리메틸아민 또는 일반식(2)의 N-아크릴로디알킬아미드인 단량체(메트릭스) 30 내지 90 중량% : 일반식 (3)의 N,N'-디아크릴로일디아미노알칸인 단량체(가교제) 2 내지 50중량% : 그리고 일반식(4)의 라세미체의 아크릴로일 아미노산 또는 에스테르, 또는 일반식(5)의 비대칭 N-아크릴로일 아미노산(또는 에스테르)(L계열) 또는 일반식(6)의 N-아크릴로일(L) 프롤린 또는 그의 메틸에스테르 2 내지 65중량%를 라디칼 중합하는 것으로 이루어진 아크릴 공중합체의 제조방법.
제1항에 있어서, 라디칼 중합의 개시제의 존재하에 온도 0℃-50℃에서, 수용액 내에서 중합을 행하는 것으로 이루어진 제조방법.
제2항에 있어서, 수용액내에서 블록형태로 중합을 행하는 것으로 이루어진 제조방법.
제1항에 있어서, 혼합되지 않는 유기액상에서, 유탁액 형태로 중합을 행하는 것으로 이루어진 제조방법.