NO153371B

NO153371B - Formet materiale av et chitinderivat.

Info

Publication number: NO153371B
Application number: NO803154A
Authority: NO
Inventors: Junichi Koshugi
Original assignee: Kureha Chemical Ind Co Ltd
Priority date: 1979-10-24
Filing date: 1980-10-23
Publication date: 1985-11-25
Also published as: DE3066862D1; JPH0151482B2; ES8107253A1; JPS5661401A; US4376199A; NO803154L; ES496679A0; EP0028126B1; CA1170255A; NO153371C; EP0028126A1

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører et nytt, formet materi-

ale som omfatter chitinderivater som gir utmerkede ytelser som materiale for kapsler, materiale for dialyse og materiale for ione-bytter etc. Mer spesielt vedrører foreliggende oppfinnel-

se et formet materiale med høy mekanisk fasthet fremstilt ved partiell behandling av en tverrbundet substans av ionisk chitinderivat som har ioniserbare grupper, så som chitosan, de-N-

acylert produkt av karboksyalkylchitin eller et salt derav,

med et organisk syreanhydrid eller en syre.

Fiber-dannende polysakkarider som forekommer i naturen er

grovt oppdelt i kollagen i høyerestående dyr, chitin i artro-

poder og laverestående dyr' og cellulose i høyerestående plan-

ter, og skjelettene til de levende gjenstander er dannet av produktene dannet ved sedimentering av henholdsvis apatitt, kalsiumkarbonat, lignin etc. på de ovennevnte polysakkarider.

Blant disse er chitin en høypolymer substans som omfatter 1, 4-/3-bindingen av N-acetyl-D-glukosamin, og dens mengde i naturen kan med fordel sammenlignes med mengden av cellulose.

Siden chitin er ytterst sterkt krystallinsk og den indre-molekylære binding mellom chitin-molekyler og amino-acetyl-

grupper er svært sterk og stabil, er det imidlertid ennå ikke funnet noe økonomisk løsningsmiddel som fortrinnsvis oppløser, dispergerer eller sveller chitin, så som alkali på cellulose.

Under disse omstendigheter har oppfinneren av foreliggende oppfinnelse tidligere tilveiebrakt en fremgangsmåte for frem-

stilling av et vannløselig chitinderivat i japansk patentsøk-

nad nr. 161391/78, og et formet materiale som stammer fra oven-

nevnte vannløselige chitinderivat i japansk patentsøknad nr.

161389/78. Spesielt har den sistnevnte patentsøknad gjort det mulig å oppnå forskjellige formede materialer som har evne som amfotære ione-byttere, og det er antatt at søknaden bidrar meget til en effektiv utnyttelse av chitin-forrådene.

I tillegg til problemet vedrørende den manglende evne hos

det formede materiale til å adsorbere visse slags høymoleky-

lære substanser gjennom overflaten av materialet, har det imid-

lertid vært ønsket med en forbedring av den mekaniske fasthet hos et slikt materiale, spesielt for visse utnyttelses-områder.

Som et produkt for å løse det ovennevnte problem og for-

bedre den mekaniske fasthet, har oppfinneren av foreliggende

oppfinnelse tilveiebrakt en amfotær ionebytter i japansk pa-tentsøknad nr. 41812/79, som er oppnådd ved å tverrbinde chitin, karboksyalkylere det tverrbundne chitin og så de-N-acetylere det således karboksyalkylerte tverrbundne chitin. Den således oppnådde amfotære ionebytter er utmerket til å adsorbere forskjellige substanser med høy molekylvekt.

Når den amfotære ionebytter anvendes som et adsorberingsmiddel ved blod-dialyse, adsorberer imidlertid ionebytteren også de høymolekylære substanser, så som de tilgjengelige protein -komponenter , som ikke bør fjernes sammen med de toksiske substanser som er det virkelige fjernings-objekt fra blodet ved dialyse, og resultatet er en redusert evne til å adsorbere substansen som skal fjernes fra blodet. Lignende resultater fremgår i det tilfelle hvor den amfotære ionebytter anvendes som fyllstoff i en kromatografisk kolonne, viser det seg at absorp-sjonsevnen for den substans som skal fjernes, reduseres, og som et resultat avtar den separerende evne hos substansen, f.eks. toksin, gradvis.

Oppfinneren av foreliggende oppfinnelse har antatt at de ovennevnte problemer ved den amfotære ionebytter skyldes de ioniske grupper på overflaten av ionebytteren, og har funnet at problemene kan løses ved å acylere eller syrebehandle ionebytteren for i det vesentlige å eliminere eller redusere de ioniske grupper på overflaten.

Med henblikk på den ovennevnte nåværende situasjon har foreliggende oppfinnelse som hovedformål å frembringe et nytt formet materiale som har tilfredsstillende mekanisk fasthet og egenskaper til adsorbering eller separering etc, ved ytter-ligere forbedring av oppfinnelsene i henhold til ovennevnte japanske patentsøknader nr. 161389/78 og 41812/79.

Foreliggende oppfinnelse tilveiebringer et formet materiale fremstilt ved partiell behandling av en tverrbundet substans av ionisk chitinderivat med et organisk syre-anhydrid eller en blanding derav med en organisk syre for å bevirke acylering, eller med en vandig mineralsur løsning for å bevirke syrebehandling. Det henvises forøvrig til medfølgende krav 1.

Siden det således dannede formede materiale i henhold til foreliggende oppfinnelse har en overflate-membran som omfatter et acylert produkt og/eller et deacetylert produkt, som senere omtalt, og har en indre del som omfatter den ovennevnte tverrbundne substans, har det formede materiale i henhold til foreliggende oppfinnelse utmerket mekanisk fasthet og er således svært nyttig som materiale for kapsler, for dialyse og for ione-byttere, og er anvendbart innen et bredt anvendelsesområde, så som materiale for biofunksjoner, for oppsamling av tungmetaller, basis-materiale for fikserte enzymer, for ultrafiltrering etc. Ved fremstillingen av det formede materiale i henhold til foreliggende oppfinnelse er dessuten materialet svært lett å be-handle, siden den gjensidige agglomerering blant de formede materialer, så som erfart med de ovennevnte amfotære ionebyttere med de funksjonelle grupper på overflaten av det formede materiale, ikke foregår i avsaltingstrinnet.

Den medfølgende tegning viser avhengigheten mellom trykket på vann som innføres i en kolonne pakket med det nye, formede materiale av chitinderivat i henhold til oppfinnelsen, som abscisse, og hastigheten av avløpsvann fra den annen ende av kolonnen, som ordinat, bestemt i henhold til eksempel 6.

Oppfinnelsen vil nå bli belyst mer detaljert som følger:

Den tverrbundne substans av ionisk chitinderivat har en hoved-struktur-enhet som angis med formelen (I):

hvor R"*" betyr et hydrogenatom, en alkylgruppe med 1-20 karbonatomer, en w-hydroksyalkylgruppe med 1-20 karbonatomer eller en acylgruppe med 2-21 karbonatomer, R <2>betyr et hydrogenatom, en alkylgruppe med 1-3 karbonatomer, en w-hydroksyalkylgruppe med 1-3 karbonatomer, en gruppe -(CH2)n~CH(OH)-CH20H hvor n er 1-3, eller en gruppe -(CH2)n-C00M hvor n er 1-3 og M er et hydrogenatom, et alkalimetall eller en atomekvivalent av jordalkalimetall.

Det ovennevnte ioniske chitinderivat inkluderer f.eks. karboksymetylchitin, karboksymetylchitosan, etylchitosan, glykol-chitosan, glyceridchitosan, N-monoetylglykolchitosan, N-mono-etylkarboksymetylchitosan, N-propylkarboksymetylchitosan, N-propyllauryl-karboksyetylchitosan etc. og er tverrbundet i

3- og 6'-stillingene eller 3-, N- og 6'-stillingene.

Tilstanden ved ovennevnte tverrbinding beskrives ytterli-gere som følger:

Tverrbindingen i 3- og 6'-stillingene betegner bindingstilstanden ved den nedenfor nevnte type I, og tverrbindingen i 3-, N- og 6'-stillingene, betegner bindingstilstanden av den nedenfor nevnte type II:

hvor Y og Z er respektive tverrbindingsmidler, og (|> og (J>' er respektive funksjonelle grupper.

Dessuten er tilstanden ved ovennevnte tverrbinding bestemt av typen av anvendt tverrbindingsmiddel, y og Z, og ved foreliggende oppfinnelse kan hvilken som helst av de to typer anvendes. Graden av tverrbinding er ikke spesifikt begrenset, men er vanligvis 0,01 til 0,3 pr. pyranose-enhet.

Det tverrbundne produkt som har bindingstilstanden av type I, oppnås for eksempel ved den følgende fremstillingsmeto-de:

Som råmateriale anvendes chitin med den følgende formel.

Etter pulverisering av chitinet til egnet størrelse (når det anvendes regenerert chitin kan formen bestemmes fritt), blir chitin-partiklene nedsenket i en vandig alkalisk løsning ved høy alkali-konsentrasjon for å svelle det intermicellulære rom. I dette tilfelle blir den vandige alkaliske løsning med en normalitet på 10 til 15 av natrluft-, kalium- eller litium-hydrok-syd, anvendt i en mengde på 3 til 10 ganger, fortrinnsvis 3 til 5 ganger, vekten av råmaterialet av chitin ved en nedsenknings-temperatur på 5 til 20°C.

For å gjøre tverrbindingen av chitin lettere, blir deretter det alkalinedsenkede chitin utsatt for sammenpressing eller frysing for å fjerne den overskytende mengde av den vandige alkaliske løsning. Spesielt virker frysebehandlingen fordelaktig ved tverrbindingsreaksjonen på grunn av at chitin-micellene blir åpnet ved frysebehandlingen og alkali holdt tilbake i de små mellomrommene mellom chitin-molekyler. Ved frysebehandlingen holdes, i avhengighet av graden av åpning på chitin-micellene, temperaturen ved -3 til -30°C, fortrinnsvis -10 til -20°C, i en tidsperiode på 3 til 24 timer.

Tverrbindingsreaksjonen utføres ved å tilsette et tverrbindingsmiddel med de generelle formler (II) til (V):

hvor X er et halogenatom og fl. er et helt tall på 1, 2 eller 3, i en•mengde på 0,1 til 3 ganger vekten av chitinråmaterialet, fortrinnsvis 0,5 til 2 ganger, til det ovennevnte chitin som har blitt frysebehandlet eller hvorfra overskuddet av alkali er blitt fjernet ved sammenpressing, ved en temperatur lavere enn romtemperaturen, fortrinnsvis ved en temperatur under 0°C og ved opprettholdelse av temperaturen i 5 til 48 timer.

Et eksempel på den tverrbundne tilstand hos det tverrbundne chitin som er oppnåelig ved ovennevnte omsetning, er vist nedenfor med en generell formel (VI):

Som det klart fremgår av den ovennevnte struktur-formel (VI), blir tverrbindingen utført via hydroksylgruppen(e) eller hydroksymetylgruppen(e) på samme måte som ved karboksyalkyleringen etc, vist senere. Graden av tverrbinding blir følge-lig avgjort i forbindelse med substitusjonsgraden ved karboksyalkylgruppen, og ved foreliggende oppfinnelse er graden av tverrbinding, som angitt, 0,01 til 0,3 pr. en enhet av N-acetyl-D-glukosamin, idet tverrbindings-graden fås fra elementær-analyse-data for det tverrbundne produkt.

Tverrbindingsmidlet angitt med de generelle formler (II) til (V) inkluderer epiklorhydrin, l-brom-3,4-epoksybutan, 1-brom-4,5-epoksypentan, l-klor-2,3-epitiopropan, l-brom-2,3-epitiopropan, l-brom-3,4-epitiobutan, l-brom-4,5-epitiopentan, 2,3-dibrompropanol, 2,4-dibrom-butanol, 2,5-dibrompentanol, 2,3-dibrompropantiol, 2,4-dibrombutantiol, 2,5-dibrompentan-tiol etc, og blant disse foretrekkes epiklorhydrin, 2,3-dibrompropanol og l-klor-2,3-epitiopropan. Dessuten, som det tverrbindingsmiddel som antar den tverrbundne tilstand som type il, kan nevnes cyanurklorid og cyanurbromid.

Deretter er derivatene av det ovennevnte tverrbundne chitin (innføring av substituenten R 2) oppnåelig ved de følgen-de fremgangsmåter: Det tverrbundne chitin blir brakt til omsetning med det tilsvarende foretringsmiddel for å danne et produkt med den tilsvarende substituent med 0,1 til 0,9, fortrinnsvis 0,3 til 0,9, pr. enhet av N-acetyl-glukosoamin, og produktet blir opp-varmet i en vandig alkalisk løsning av natriumhydroksyd eller kaliumhydroksyd. For eksempel er det tverrbundne karboksyalkylchitin tilgjengelig ved de følgende fremgangsmåter: Det alkaliholdige, tverrbundne chitin beskrevet ovenfor blir dispergert i et organisk løsningsmiddel som inneholder et foretringsmiddel, for å bringe det til omsetning med midlet ved en temperatur på 0 til 30°C i 1 til 72 timer, fortrinnsvis 5 til 12 timer. I dette tilfelle blir temperaturen, på grunn av utviklingen av varme på grunn av nøytralisering, fortrinnsvis først holdt ved 0 til 10°c, og så blir omsetningen utført ved den forhåndsbestemte temperatur. Etter at omsetningen er over, blir løsningsmidlet fradestillert, og residuet blir dispergert i vann, og dispersjonen blir nøytralisert. Den nøytraliserte dispersjon ble så filtrert for å oppsamle reaksjonsproduktet, og produktet ble avsaltet og tørket for å oppnå tverrbundet karboksyalkylchitin. Det organiske løsningsmiddel som anvendes ved karboksyalkyleringen ved foreliggende oppfinnelse, blir valgt fra gruppen bestående av metanol, etanol, propylal-kohol, isopropylalkohol, aceton og dimetylformamid.

Foretringsmidlet som anvendes ved ovennevnte karboksyal-kylering, er en forbindelse angitt med den generelle formel:

hvor X betyr et klor- eller bromatom og n et helt tall på 1, 2 eller 3, og forbindelsen kan eksemplifiseres som monokloreddik-syre, monobromeddiksyre, 13-monoklorpropionsyre, B-monobrompro-pionsyre, Y~mono'clorsm^rsYre» Y-monobromsmørsyre etc, anvendt i en mengde på 1 til 3 ganger, basert på molekylvekt, av chitinråmaterialet.

Ved den ovennevnte

fremgangsmåte oppnås vann-uløselig chitinderivat, så som tverrbundet karboksymetylchitin, tverrbundet karboksyetylchi-tin og tverrbundet karboksypropylchitin, med en karboksyalky-leringsgrad på generelt 0,1 til 0,9, fortrinnsvis 0,3 til 0,9. Karboksyalkylerings-graden ved foreliggende oppfinnelse fås fra elementær-analyse-dataene til produktet og titeren til en vandig saltsyreløsning med en spesifisert normalitet når produktet titreres etter at det er omdannet til sitt salt ved en pK-verdi på 4,3.

Det formede materiale i henhold til foreliggende oppfinnelse avledes fra et de-acetylert produkt av det tverrbundne karboksyalkylchitin, hvilket oppnås ved behandling av det tverrbundne karboksyalkylchitin med en vandig alkalisk løsning inneholdende alkali med høy konsentrasjon, fortrinnsvis med en normalitet på 4 til 15 ved 65 til 150°C, fortrinnsvis 65 til 110°C, i 0,1 til 48 timer for å bevirke de-acetylering.

Det tverrbundne karboksyalkylchitin anvendt som utgangs-materiale for ovennevnte de-acetylering, kan være et løsnings-middel-inkluderende produkt fra karboksyleringen i et organisk løsningsmiddel oppnådd ved filtrering og vasking, med etanol og aceton, av det tørkede produkt eller produktet inneholdende vann. Når det tverrbundne karboksyalkylchitin kan inneholde vann, bør normaliteten av alkali i reaksjonsblandingen ved de-acetyleringen korrigeres til det ovennevnte område. Når reak-sjonstemperaturen ved de-acetyleringen er lavere enn den utpek-te, går det med lang tid for å fullføre omsetningen, og når på den annen side temperaturen er høyere, så er dette ikke fordelaktig på grunn av at det foregår en reduksjon av molekylvekten til produktet.

Dessuten, siden karboksyalkylgruppen er bundet via eter-bindingen, så blir den ikke fjernet ved de-acetyleringen selv ved oppvarming i den vandige alkaliske løsning.

Graden av de-acetylering i det de-acetylerte produkt fås fra elementær-analyse-datåene til produktet, og er 0,1 til 1, fortrinnsvis 0,3 til 1.

I forbindelse med oppfinnelsen utføres deionise-

ringen av overflaten av den tverrbundne substans av ionisk chitinderivat med formel (I), på en meget enkel måte. Det vil si at bare ved å bringe den gelaktige substans av det ionisk tverrbundne derivat i kontakt med en løsning av et organisk syreanhydrid eller en blanding av anhydridet og den organiske syre eller med en damp av anhydridet, utføres deioniseringen ved acetylering i en svært kort tidsperiode, hvorved det formede materiale i henhold til oppfinnelsen oppnås. Mekanismen ved ovennevnte omsetning ved deionisering er ennå ikke blitt forklart, men omsetningen foregår øyeblikkelig på overflaten av den gelaktige substans med formel (i) etter kontakten med det organiske syreanhydrid.

Reaksjonsproduktet fra deioniseringen inkluderer et chitin, et N-acylert karboksyalkylchitosan med formel (VII), et de-karboksyalkylert og N-acylert chitosan med formel (VIII) og et N-, 0-acylert chitosan med formel (IX):

hvor R betyr -(CH^^HjOg m betyr et helt tall på 0 til 20.

Den mengde med struktur-enheter angitt med den generelle formel (VII) som opptas i overflaten av det formede materiale i henhold til oppfinnelsen, er nesten null, og i stedet opptar struktur-enhetene angitt med de generelle formler (VIII) og

(IX), spesielt de med formel (IX), den største del av overflaten .

På den annen side blir det værende, i den indre del av ovennevnte formede materiale, selvsagt avhengig av graden av deionisering ved acyleringen, ennå ikke omsatt ionisk tverrbundet derivat av chitin eller dets salt, som struktur-enheter.

Det formede materiale i henhold til foreliggende oppfinnelse er således et produkt hvor overflaten av den tverrbundne substans av det ioniske chitinderivat er blitt behandlet ved acylering eller med syre.

Den organiske syre og syreanhydridet er fortrinnsvis eddiksyre, propionsyre, smørsyre eller valeriansyre, eller deres syreanhydrider, men karbonkjeden i den ovennevnte organiske syre kan være enda lengre, opptil 21 karbonatomer, og disse syrer og syreanhydrider anvendes eller kan henholdsvis anvendes enkeltvis eller som en blanding av flere enn én uten noen fortynning eller etter-fortynning med et organisk løsningsmiddel som ikke omsettes med den organiske syre eller dens anhydrid. Temperaturen ved acyleringen er 5 til 80°c, fortrinnsvis 5 til 60°C, og i det tilfelle at det anvendes et organisk syreanhydrid som en gass, kan temperaturen være enda høyere enn den ovennevnte.

Med hensyn til stoff-tilstanden ved kontakten mellom den gelaktige substans av det ionisk tverrbundne chitinderivat og det organiske syreanhydrid, så kan det velges en egnet tilstand under hensyntagen til anvendelsen og formen på det formede materiale i henhold til foreliggende oppfinnelse.

For eksempel blir sfæriske partikler, som en av tilstands-formene, av den gelaktige substans, som inneholder vann, dispergert under agitasjon i det organiske syreanhydrid. I denne tilstand foregår acyleringen øyeblikkelig på overflaten av partiklene for å danne en membran bestående av acylert produkt.

I det tilfelle hvor omsetningen skal foregå videre, diffunderer det organiske syreanhydrid inn i den indre del av partiklene og danner et deionisert sjikt med ønsket tykkelse. Etter at omsetningen har foregått i en forhåndsbestemt tidsperiode, blir produktet separert fra reaksjonsblandingen, vasket med vann for å fjerne det uomsatte organiske syreanhydrid, og da oppnås sfæriske legemer av det formede materiale i henhold til foreliggende oppfinnelse. Tykkelsen og pakke-densiteten til den acylerte membran kan reguleres ved å forandre konsentrasjonen og mengden av acyleringsmiddel, reaksjonsperioden og reaksjons-temperaturen, og vanligvis er tykkelsen 0,1 til 1000 ^m og pakke-densiteten slik at den tilsvarer grensene for en molekyl-

vekt på 500 til 400.000 for molekyl-passasje gjennom membra-

nen .

I det tilfelle at det ionisk tverrbundne chitinderivat er

kationisk eller amfotært, oppnås det formede materiale i hen-

hold til foreliggende oppfinnelse ved behandling med acyle-

ringsmidlet, som vist ovenfor, og på den annen side i det til-

felle at det ionisk tverrbundne chitinderivat er anionisk, opp-

nås det formede materiale i henhold til foreliggende oppfin-

nelse ved behandling med en vandig fortynnet, sur løsning, så

som saltsyre, svovelsyre etc. Ved syrebehandlingen elimineres den anioniske karboksyalkylgruppe i karboksyalkylderivatet på

grunn av hydrolyse. Selvsagt kan den sure behandling utføres med ovennevnte acyleringsmiddel.

Produktet i henhold til foreliggende oppfinnelse kan få

hvilken som helst form i henhold til den tilsvarende form på

den gelaktige substans med formel (I) som kan ha hvilken som helst form, så som sfærisk, fibrøs, filmlignende form og hul-

form så som formen åpenbart i den japanske patentsøknaden nr.

161389/78.

Dessuten, siden det formede materiale i henhold til fore-

liggende oppfinnelse er dannet av det tverrbundne produkt av det ioniske chitinderivat og det acylerte produkt av det tverr-

bundne produkt, hvilket er gjennomtrengelig for substanser og kjemisk stabil og bio-forlikelig, er det formede materiale i henhold til foreliggende oppfinnelse anvendbart for et bredt anvendelsesområde.

Et eksemplifisert tilfelle av ovennevnte anvendelser er

rensing og separering av et glykoprotein, hvorved bare et gly-

koprotein med molekylvekt mindre enn en angitt verdi er disper-

gerbar i den indre del av de hule partikler av det formede ma-

teriale i henhold til foreliggende oppfinnelse når det hult formede materiale anbringes i en løsning av en blanding av gly-koproteiner med forskjellige molekylvekter. Videre er det mulig å anvende det formede materiale i henhold til forelig-

gende oppfinnelse i form av hule fibre eller med filmlignende form akkurat som det konvensjonelle materiale for dialyse.

Videre, siden proteiner ikke adsorberes så meget på overflaten av det formede materiale i henhold til foreliggende oppfinnelse, er det mulig å anvende det formede materiale i henhold til foreliggende oppfinnelse som en ionebytter mens man har fordel av den ubetydelige reduksjon av adsorpsjonshastig-heten ved anvendelse, regulerbarheten av gjennomtrengbarheten for substanser og de ioniske grupper på det formede materiale i henhold til foreliggende oppfinnelse. Siden dessuten det formede materiale i henhold til foreliggende oppfinnelse er meget stabilt og ufarlig for levende legemer, er det mulig å anvende det på det området som vedrører levende legemer, for eksempel ved blod-perfusjon, eller som et adsorberingsmiddel for intern administrasjon for å adsorbere og fjerne de gastro-intestinale toksiner eller som et dekkmateriale for adsorbe-ringsmidler og lignende.

Som angitt ovenfor er foreliggende oppfinnelse epokegjør-ende ved dannelse av chitin som er anvendbart på et ubegrenset bredt anvendelsesområde, idet anvendelsen av chitin hittil har vært begrenset til et svært snevert område.

Foreliggende oppfinnelse vil nå bli forklart mer detaljert, idet det henvises til de følgende eksempler..

Eksempel 1

Etter nøytralisering og avsalting ved vasking med vann, ble utgangsmaterialet for foreliggende oppfinnelse, det vil si en gel av et natriumsalt av tverrbundet chitinderivat i form av sfæriske partikler med diameter på 50 til 150 pm og med en tverrbindingsgrad med epiklorhydrin på 0,1, en karboksymetyleringsgrad på 0,7 og en deacetyleringsgrad på 0,9, separert ved filtrering, idet partiklene av gelen var blitt agglomerert ved ovennevnte avsaltings-behandling.

Så ble 200 g (tørr-vekt: 10 g) av ovennevnte gel dispergert i 2 liter av en 1 : 1 volum-blanding av toluen og eddiksyreanhydrid i en kolbe under agitering for å utsettes for acy-leringsbehandlingen i 5 minutter ved romtemperatur. Etter at omsetningen var over, ble gelen separert ved filtrering og vasket med etanol, og ble separat nøytralisert i en annen kolbe inneholdende 2 liter destillert vann.

Etter nøytraliseringen ble produktet igjen separert ved filtrering, vasket med destillert vann og utsatt for avsalting for å oppnå det formede materiale i henhold til foreliggende oppfinnelse. Størrelsen på de sfæriske partikler av det formede materiale i henhold til foreliggende oppfinnelse var den samme som for utgangsmaterialet, men noen interpartikulær agglomerering ved avsalting ble ikke iakttatt. Etter tørking fremviste det formede materiale i henhold til foreliggende oppfinnelse to infrarøde absorpsjons-spisser, henholdsvis ved 1680 og 1500 cm , og ved dette ble nærværet av karboksymetylgrupper og aminogrupper bekreftet. Resultater av bestemmelsen og sam-menligning av ionebytte-kapasiteten til det formede materiale og utgangsmaterialet i henhold til foreliggende oppfinnelse er vist i tabell 1. Som det fremgår av tabell 1, hadde det formede materiale den samme ionebyttekapasitet som utgangsmaterialet. Når utgangsmaterialet ble behandlet i en vandig 2 N saltsyreløsning i 5 timer ved 50°C, ble det løst fullstendig i løsningsmidlet, mens det formede materiale behandlet på samme måte, beholdt sin opprinnelige form. Det uløselige stoff i ovennevnte saltsyreløsning var 1 vekt% av den tørkede gel, og det ble identifisert som chitin ved I.R.-spektroskopi og elementær -analyse .

Eksempel 2 -

10 g av utgangsmaterialet, det vil si fibre av tverrbundet chitinderivat med diameter 200 ym og med tverrbindingsgrad 0,1 med cyanurklorid og deacetyleringsgrad 0,9, ble brakt til å svelle i vann. Den således oppnådde, fibrøse gel ble nedsenket i 1 liter propionsyreanhydrid ved 40°c i 10 minutter. Så ble de således behandlede fibre separert, vasket med etanol og tørket.

Utgangsmaterialet og de således behandlede fibre ble skå-ret til lengder på 10 mm, og respektive prøver ble behandlet i 500 ml av en vandig 2 N saltsyreløsning ved 50°c i 5 timer. Mens utgangsmaterialet ble fullstendig oppløst i løsningen, etterlot de behandlede fibre en uløselig substans. Etter separering av den uløselige substans ved filtrering, ble den vasket med vann, og dens tverrsnitt ble undersøkt under et mikro-skop, og det ble da funnet at den uløselige substans var en hul fiber. Av resultatet ble det ansett at utgangsmaterialet var uløselig bare på sin overflate.

Siden den uløselige substans ikke viste noen infrarød absorpsjon ved 1500 til 1530 cm som tilskrives aminogruppe, og i stedet viste infrarøde absorpsjoner nær henholdsvis 1650 og 1550 cm <\> ble nærvær av amidgruppe forutsatt, og ved elementær-analyse ble den uløselige substans identifisert som N-pro-pionylchitosan.

Når de ovenfor nevnte løsninger oppnådd ved nedsenking av utgangsmaterialet og det behandlede produkt (respektive med propionsyreanhydrid) i saltsyreløsningen, ble nøytralisert res-pektivt med en vandig 2 N natriumhydroksydløsning, ble det respektive oppnådd hvite gel-lignende substanser.

Etter behandling av disse respektive gel-lignende substanser ved avsalting ble de tørket og undersøkt ved infrarød-spek-troskopi og elementær-analyser. Som resultat fremviste begge de to gel-lignende substanser en infrarød absorpsjon ved 1500 til 1530 cm som tilskrives aminogruppe, respektive, og etter kombinering av dette med elementær-analysedata, ble de identifisert som chitosan, respektive. For å få en bekreftelse ble de ovennevnte saltsyreløsninger av utgangsmaterialet og det behandlede produkt (med propionsyreanhydrid) brakt til omsetning med jod i nærvær av svovelsyre, og lett purpuraktige farve-toner ble oppnådd i begge løsninger.

Eksempel 3

10 g av hver av sfæriske partikler av tverrbundet chitinderivat med tverrbindingsgrad med epiklorhydrin på 0,2, hydrok-syetyleringsgrad 0,7 og deacetyleringsgrad 0,9, og av gel-lignende tverrbundet chitinderivat med tverrbindingsgrad med epiklorhydrin 0,1, etyleringsgrad 0,5 og deacetyleringsgrad 0,8, ble respektive svellet i vann, og etter fjerning av overskytende vann, ble begge de respektive svellede geler dispergert i 1 liter av en 1 : 3 volum-blanding av kaprinsyreanhydrid og ben-zen ved 50°c i 10 minutter.

Så ble begge de respektive reaksjonsblandinger behandlet på samme måte som i eksempel 1 for å oppnå de formede materialer i henhold til foreliggende oppfinnelse, kalt henholdsvis formede materialer A og B. Det vil si at formet materiale A stammet fra tverrbundet de-N-acetylert glykol-chitin og formet materiale B stammet fra tverrbundet de-N-acetylert etylchitin. De infrarøde absorpsjons-data og resultatene av farve-reaksjo-ner for de løselige deler og uløselige deler av de to respektive produkter etter behandling med vandig saltsyre på samme måte som i eksempel 2, er vist i tabell 2. Av tabell 2 ble det bekreftet at de sfæriske produkter var blitt N-acylert på sin overflate.

Bemerkninger:

1) Løselig betyr den del av substansen som ble oppløst i den vandige saltsyre, etter utvinning fra saltsyreløsnin-gen. 2) Uløselig betyr den del av substansen som ikke ble opp-løst i den vandige saltsyre. 3) Nei viser at det ikke er tilstede noen absorpsjons-spiss. 4) Ja viser at det er en absorpsjons-spiss tilstede.

Eksempel 4

10 g av utgangsmaterialet, sfæriske partikler av karboksy-etylchitin med tverrbindingsgrad med epiklorhydrin 0,1 og kar-boksyetyleringsgrad 0,5, ble svellet med vann etter gjentatt vasking av partiklene med en 1 : 1 volum-blanding av etanol og toluen for å erstatte vann med løsningsmiddel-blandingen, og løsningsmiddel-blandingen i partiklene ble igjen erstattet med bare toluen. De således toluen-inkluderende partikler ble dispergert i 1 liter vandig 2 N saltsyreløsning under agitering og behandlet i 15 minutter ved 50°e. Etter separering av partiklene ved filtrering ble partiklene anbrakt i 100 ml av en vandig metanolisk løsning inneholdende 10 vekt% natriumhydroksyd (volum-forholdet vann/metanol var 1.: 2) . Etter separering av partiklene ved filtrering ble partiklene vasket med destillert vann. De således behandlede partikler og utgangsmaterialet ble respektive satt til destillert vann i hvilket 10 g av utgangsmaterialet fra eksempel 2, det vil si sfæriske partikler av glykol-chitin, var blitt dispergert, og partiklene av utgangsmaterialet i dette eksempel ble agglomerert, mens de sfæriske partikler ikke ble agglomerert, og det ble bekreftet at sistnevnte ikke hadde noen ioniske egenskaper på partikkel-overflaten.

Eksempel 5

De sfæriske partikler oppnådd i eksempel 1 ble fylt i en glasskolonne med diameter og lengde på henholdsvis 10 mm og 200 mm. Etter dispergering av utgangsmaterialet fra eksempel 1 i en vandig 2 %ig natriumklorid-løsning ble partiklene av utgangsmaterialet fra eksempel 1 separat fylt i en kolonne med de samme dimensjoner som angitt ovenfor, og destillert vann ble ført gjennom den således fylte kolonne inntil det ikke kunne påvises mer natriumklorid i avløpsvæsken i referansekolonnen.

Ett milligram av hvert av okse-serumfibrinogen (fraksjon 1) og okse-serumalbumin ble oppløst i hver 10 ml destillert vann, og de således fremstilte to løsninger ble godt blandet for å danne en kombinert løsning.

Etter at den kombinerte løsning var hellet inn i hver av de to ovennevnte kolonner i en mengde på hver 1 milliliter, ble kolonnene utviklet med destillert vann med en hastighet på

1 milliliter/min.

Mens det i avløpsvæsken på 4 til 5 ml fra kolonnen fylt med de sfæriske partikler i henhold til foreliggende oppfinnelse ble påvist en substans med absorpsjon i det ultrafiolette område, ble en slik substans ikke påvist i avløpsvæsken fra kolonnen fylt med utgangsmaterialet fra eksempel 1. Substansen med absorpsjon i det ultrafiolette område ble identifisert ved væske-kromatografi etc, som fibrinogen.

De samme forsøk ble imidlertid gjentatt ved anvendelse av en vandig 0,1 N natriumkloridløsning istedenfor destillert vann ved utviklingen. I dette tilfellet, i fra 10 til 12 ml av avløpsvæsken fra kolonnen fylt med de sfæriske partikler i henhold til foreliggende oppfinnelse, ble det påvist albumin som en substans som viser en ultrafiolett absorpsjon, uten.led-sagelse av noe. i avløpsvæsken fra kolonnen fylt med utgangsmaterialet fra eksempel 1 ble det påvist en forbindelse som viste ultrafiolett absorpsjon i hver av de respektive fraksjo-ner på 5 til 7 ml . og 10 til 12 ml, og de ble identifisert som henholdsvis fibrinogen og albumin.

Som sett ovenfor fremviser det formede materiale i henhold til foreliggende oppfinnelse en eksklusiv begrensning i avhengighet av protein-molekylvekten, og det formede materiale i henhold til foreliggende oppfinnelse er følgelig anvendbart ved fraksjonering av proteiner i avhengighet av deres molekylvekt.

Eksempel 6

Dette eksempel viser resultatene av målinger av mekanisk fasthet til det formede materiale i henhold til foreliggende oppfinnelse, fremstilt i eksempel 1.

Målingene ble utført på følgende måte:

Etter at det formede materiale i henhold til foreliggende oppfinnelse var fylt i en kolonne med diameter og høyde på henholdsvis 20 mm og 125 mm, til en høyde på 100 mm, ble det inn-ført destillert vann i innløpet til kolonnen via en pumpe for-synt med en trykkmåler for å undersøke forholdet mellom det innledende trykk og avløpshastigheten for destillert vann ved utløpet av kolonnen. Det ble utført en sammenlignende måling ved anvendelse av et de-acetylert produkt av ikke-tverrbundet

karboksymetylchitin som fyllmateriale i kolonnen, og det de-

acetylerte produkt ble fremstilt på følgende måte:

En vandig 2 vekt% løsning av et acetat av et deacetylert

produkt av karboksymetylchitin med en karboksymetyleringsgrad på 0,7 og en deacetyleringsgrad på 0,9, ble satt dråpevis til en 10 : 1 volumblanding av eddiksyreanhydrid og eddiksyre for å bringes til omsetning under agitering i 5 minutter ved rom-

temperatur. Etter at omsetningen var over, ble reaksjonsblan-

dingen nøytralisert,-og produktet ble separert ved filtrering,

og det ble vasket med vann for å oppnå det deacetylerte produkt av ikke-tverrbundet karboksymetylchitin.

Resultatene av testen på mekanisk fasthet er vist i den

medfølgende tegning. Som vist på tegningen, reduserte deforma-

sjonen av det formede materiale forårsaket av det økede trykk,

strømningshastigheten for destillert vann, når det dreier seg om sammenlignings-prøven, mens det når det dreier seg om det formede materiale i henhold til foreliggende oppfinnelse, ikke ble iakttatt noen reduksjon av strømningshastigheten på grunn av det økede trykk, og dette viser den overlegne mekaniske fast-

het hos det formede materiale i henhold til foreliggende opp-

finnelse .

Claims

1. Formet materiale av et tverrbundet derivat av ionisk chitin fremstilt ved tverrbinding av et derivat av ionisk chitin hvis hoved-struktur-enhet har formel (I): hvor R<1> betyr et hydrogenatom, en alkylgruppe med 1-2 0 karbon atomer, en æ-hydroksyalkylgruppe med 1-20 karbonatomer eller en acylgruppe med 2-21 karbonatomer; R betyr et hydrogenatom, en alkylgruppe med 1-3 karbonatomer, en w-hydroksyalkylgruppe med 1-3 karbonatomer, -(CH2)n~CH(OH)-CH2OH hvor n er et helt tall på 1 til 3, eller -(CH^COOM, hvor n er et helt tall på 1 til 3 og M er et hydrogenatom, et alkalimetall eller en atomekvivalent av et jordalkalimetall, med et tverrbindingsmiddel representert ved formel (II): hvor X betyr et halogenatom; Y betyr et oksygen- eller svovel-atom; Z betyr en hydroksylgruppe eller merkaptogruppe, og hvor l er et helt tall på 1, 2 eller 3, karakterisert ved at overflatelaget av det formede materiale av det tverrbundne derivat av ionisk chitin i en tykkelse av 1 til 1000 pm er gjort gjennomtrengelig for molekyler med molekylvekter på 500 til 400.000 ved acylering eller syrebehandling.

2. Formet materiale i henhold til krav 1, karakterisert ved at det ioniske chitinderivat er tverrbundet mellom stillingene 3 og 6' eller stillingene 3, N og 6' med en tverrbindingsgrad på 0,01 til 0,3.

3. Formet materiale i henhold til krav 1, karakterisert ved at den acylerte eller syrebehandlede del er én eller flere av chitin, 0-acylert chitin, N-acylert chitosan og N-,O-diacylert chitosan.