RU2761627C1 - Adsorbent polymethylsiloxane polyhydrate and method for its preparation - Google Patents

Adsorbent polymethylsiloxane polyhydrate and method for its preparation Download PDF

Info

Publication number
RU2761627C1
RU2761627C1 RU2020139330A RU2020139330A RU2761627C1 RU 2761627 C1 RU2761627 C1 RU 2761627C1 RU 2020139330 A RU2020139330 A RU 2020139330A RU 2020139330 A RU2020139330 A RU 2020139330A RU 2761627 C1 RU2761627 C1 RU 2761627C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
solution
adsorbent
hydrochloric acid
resulting
water
Prior art date
Application number
RU2020139330A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Олег Викторович Жеребцов
Ерануи Феликсовна Агаджанян
Яна Александровна Каменчук
Татьяна Александровна Котова
Егор Николаевич Чуприн
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Гротекс" (ООО "Гротекс")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Гротекс" (ООО "Гротекс") filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Гротекс" (ООО "Гротекс")
Priority to RU2020139330A priority Critical patent/RU2761627C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2761627C1 publication Critical patent/RU2761627C1/en

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K31/00Medicinal preparations containing organic active ingredients
    • A61K31/695Silicon compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B33/00Silicon; Compounds thereof
    • C01B33/113Silicon oxides; Hydrates thereof
    • C01B33/12Silica; Hydrates thereof, e.g. lepidoic silicic acid
    • C01B33/14Colloidal silica, e.g. dispersions, gels, sols
    • C01B33/155Preparation of hydroorganogels or organogels

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Pharmacology & Pharmacy (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Silicon Polymers (AREA)

Abstract

FIELD: pharmaceutical industry.
SUBSTANCE: invention relates to the pharmaceutical industry and can be used in medicine or veterinary medicine to produce an organosilicon adsorbent based on a hydrogel of methyl silicic acid (polymethylsiloxane polyhydrate). The resulting sorbent can be used as an enterosorbent and detoxifying agent. A method for obtaining an adsorbent by polycondensation of 5 parts by weight of an aqueous-alkaline solution of sodium methyl silicate (density 1.20-1.30 g/cm3) with 3 parts by weight of an aqueous solution of hydrochloric acid with a concentration of 12.0-14.0, wt. %, is proposed. The components cooled to a temperature of +2° + 5°C are mixed, further maturation of the target product is carried out at room temperature from 30 to 90 minutes without stirring. The resulting hydrogel is crushed, washed by decantation with purified water and 0.3-0.8 M hydrochloric acid solution to the pH of the washing water 5.0-7.0, after which the adsorbent is dried. An adsorbent obtained by the claimed method with an adsorption activity of 6.65-7.30 mmol/g is also proposed.
EFFECT: proposed method makes it possible to increase the adsorbent yield by 2%, increase the adsorption activity of the resulting adsorbent by 36% and reduce the volume of washing water 10 times, while the technology does not involve the use of ethyl alcohol and synthesis is carried out at a temperature no higher than +20°C.
2 cl, 3 dwg, 3 tbl, 8 ex

Description

Область техники, к которой относится изобретениеThe technical field to which the invention relates

Изобретение относится к фармацевтической промышленности и может быть использовано в медицине или ветеринарии для получения кремнийорганического адсорбента на основе гидрогеля метилкремниевой кислоты (полиметилсилоксана полигидрат). Получаемый сорбент может использоваться как энтеросорбирующее и дезинтоксикационное средство.The invention relates to the pharmaceutical industry and can be used in medicine or veterinary medicine to obtain an organosilicon adsorbent based on methylsilicic acid hydrogel (polymethylsiloxane polyhydrate). The resulting sorbent can be used as an enterosorbent and detoxifying agent.

Уровень техникиState of the art

Полиметилсилоксана полигидрат (ПМСПГ) - это гидрогель метилкремниевой кислоты с пористой структурой («молекулярная губка»), который обладает избирательным сорбционным действием по механизму молекулярной адсорбции к среднемолекулярным токсическим метаболитам и по механизму соосаждения в геле поглощает высокомолекулярные токсины. Физико-химические свойства определили использование полиметилсилоксана полигидрата в качестве лекарственного средства - энтеросорбента, который применяется для связывания и выведения из желудочно-кишечного тракта токсических веществ.Polymethylsiloxane polyhydrate (PMSPG) is a hydrogel of methylsilicic acid with a porous structure (“molecular sponge”), which has a selective sorption effect by the mechanism of molecular adsorption to medium molecular weight toxic metabolites and by the mechanism of coprecipitation in the gel absorbs high molecular weight toxins. Physicochemical properties determined the use of polymethylsiloxane polyhydrate as a drug - enterosorbent, which is used to bind and remove toxic substances from the gastrointestinal tract.

Полиметилсилоксана полигидрат является полимерным кремнийорганическим соединением в форме геля, который диспергирован в воде до частиц (размером менее 300 мкм). Электронно-микроскопические исследования показали глобулярное строение гелеобразующей матрицы, состоящей из ансамбля сросшихся глобул, связанных между собой силоксановыми связями, формируя поры. Поры - это пространства между глобулами, они заполнены водой, причем размеры пор ограничены. Наличие метильных групп на поверхности сорбента определяет его гидрофобные свойства. Обычно частицы полиметилсилоксана полигидрата образуют непрерывную сеть в растворе для сокращения межгруппового взаимодействия гидрофобных групп SiCH3 с водой, они подобны двумерным листам, а не трёхмерным твердым частицам. Растворы полиметилсилоксана полигидрата имеют высокую вязкость.Polymethylsiloxane polyhydrate is a polymeric organosilicon compound in the form of a gel, which is dispersed in water to particles (less than 300 microns). Electron microscopic studies have shown the globular structure of the gel-forming matrix, which consists of an ensemble of intergrown globules connected by siloxane bonds, forming pores. The pores are the spaces between the globules, they are filled with water, and the pore sizes are limited. The presence of methyl groups on the surface of the sorbent determines its hydrophobic properties. Usually, polymethylsiloxane polyhydrate particles form a continuous network in solution to reduce the intergroup interaction of hydrophobic SiCH 3 groups with water, they are like two-dimensional sheets rather than three-dimensional solid particles. Polymethylsiloxane polyhydrate solutions have high viscosity.

Промышленный выпуск препарата начался в начале 1990х годов, а впервые полиметилсилоксана полигидрат был синтезирован в 1970-1980х годах сотрудниками института физической химии имени Л. В. Писаржевского.The industrial production of the drug began in the early 1990s, and for the first time polymethylsiloxane polyhydrate was synthesized in the 1970-1980s by employees of the L.V. Pisarzhevsky Institute of Physical Chemistry.

Рассмотрим известные из уровня техники способы получения кремнийорганических адсорбентов.Let us consider the methods known from the prior art for producing organosilicon adsorbents.

В патенте RU2111979 (опубл. 27.05.1998 г.) раскрыт способ получения полиметилсилоксана полигидрат, включающий процесс поликонденсации раствора метилсиликоната натрия или калия концентрации 1,75 - 2,30 моль/л путем прибавления к нему раствора сильной кислоты до образования гидрогеля, который после выдерживания в течение 30 - 90 мин разламывают и активируют действием разбавленного раствора сильной кислоты концентрации 0,04 - 0,15 моль/л с последующей отмывкой водой до нейтральной реакции. Недостатком данного способа является низкая адсорбционная активность получаемого продукта (не более 2,5 мкмоль/г), выход целевого продукта составляет не более 36,7%.Patent RU2111979 (publ. 27.05.1998) discloses a method for producing polymethylsiloxane polyhydrate, including the process of polycondensation of a solution of sodium or potassium methylsiliconate with a concentration of 1.75 - 2.30 mol / l by adding a strong acid solution to it until the formation of a hydrogel, which after holding for 30 - 90 minutes break and activate the action of a dilute solution of a strong acid concentration of 0.04 - 0.15 mol / l, followed by washing with water until neutral. The disadvantage of this method is the low adsorption activity of the resulting product (no more than 2.5 μmol / g), the yield of the target product is no more than 36.7%.

Адсорбционная активность (в научной литературе используются синонимы - адсорбционная способность, сорбционная емкость, емкость адсорбции, сорбционный объем пор) является специфическим показателем качества для лекарственных средств группы энтеросорбентов и используется для характеристики поглощающей способности сорбента, определяющей количество адсорбата (реактива), которое может поглотить сорбент на единицу своей массы.Adsorption activity (in the scientific literature synonyms are used - adsorption capacity, sorption capacity, adsorption capacity, sorption pore volume) is a specific quality indicator for drugs of the enterosorbent group and is used to characterize the absorption capacity of the sorbent, which determines the amount of adsorbate (reagent) that the sorbent can absorb per unit of its mass.

Немного иной способ получения полиметилсилоксана полигидрат описан в патенте ЕА012985 (дата приоритета 30.10.2006 г.). По этому способу осуществляют добавление к раствору метилсиликоната натрия или калия раствора сильной кислоты до образования продукта с последующим выдерживанием, измельчением, активированием продукта путем добавления разбавленного раствора сильной кислоты и отмыванием продукта до нейтральной реакции, отличающийся тем, что используют раствор метилсиликоната натрия или калия в концентрации 2,35-2,95 моль/л. Данный способ предполагает длительный процесс, при этом получаемый продукт имеет недостаточную адсорбционную активность.A slightly different method for producing polymethylsiloxane polyhydrate is described in patent EA012985 (priority date 10/30/2006). According to this method, a solution of a strong acid is added to a solution of sodium methylsiliconate or potassium until the product is formed, followed by holding, grinding, activating the product by adding a dilute solution of a strong acid and washing the product until neutral, characterized in that a solution of sodium or potassium methylsiliconate is used in a concentration 2.35-2.95 mol / L. This method involves a long process, while the resulting product has insufficient adsorption activity.

В патенте ЕА020108 (дата приоритета: 16.12.2009 г.) описан способ получения гидрогеля метилкремниевой кислоты, включающий приготовление рабочей смеси из метилтриэтоксисилана и органического растворителя, приготовление гидролизующей смеси из хлористо-водородной кислоты и воды очищенной, приготовление щелочного раствора, гидролиз метилтриэтоксисилана в присутствии кислотного катализатора с последующей щелочной обработкой, выдержкой реакционной массы, измельчение полученного алкогеля метилкремниевой кислоты, его дальнейшее отмывание водой очищенной до образования гидрогеля метилкремниевой кислоты, отличающийся тем, что при приготовлении рабочей смеси в качестве органического растворителя применяют водный раствор этанола с объемной частью спирта этилового от 60 до 96,5%, а количественное объемное соотношение метилтриэтоксисилана и органического растворителя в виде водного раствора этанола составляет 1-1,2:2-2,7 соответственно, при этом метилтриэтоксисилан применяют с массовой частью основного вещества не менее чем 98%, а гидролиз метилтриэтоксисилана осуществляют при объемном соотношении рабочей смеси и гидролизующей смеси 3-3,5:0,7-1,5 соответственно, при этом время введения гидролизующей смеси в реакционную массу составляет 30-40 мин, а выдержку полученной реакционной массы осуществляют в течение 3-3,5 ч при значении рН не меньше чем 3, и после окончания гидролиза метилтриэтоксисилана в полученную реакционную массу вводят щелочной раствор, имеющий температуру 16-30 °C, после чего полученный алкогидрогель метилкремниевой кислоты выдерживают для вызревания в течение не менее чем 7,5 ч, при этом процесс вызревания алкогидрогеля метилкремниевой кислоты проводят до получения полупродукта бесцветного с легкой опалесценцией, а отмывание измельченного алкогидрогеля метилметакремниевой кислоты осуществляют путем введения в него очищенной воды со скоростью 2-4 л/ч. Данный способ также предполагает применение легковоспламеняющегося реагента - этилового спирта, что делает производственный процесс пожароопасным.The patent EA020108 (priority date: 12/16/2009) describes a method for preparing a hydrogel of methylsilicic acid, including the preparation of a working mixture of methyltriethoxysilane and an organic solvent, preparation of a hydrolysis mixture from hydrochloric acid and purified water, preparation of an alkaline solution, hydrolysis of methyltriethoxysilane in the presence of acid catalyst followed by alkaline treatment, holding the reaction mass, grinding the obtained methylsilicic acid alkoxel, its further washing with water purified to form methylsilicic acid hydrogel, characterized in that when preparing the working mixture as an organic solvent, an aqueous solution of ethanol is used with a volume fraction of ethyl alcohol from 60 to 96.5%, and the quantitative volumetric ratio of methyltriethoxysilane and an organic solvent in the form of an aqueous solution of ethanol is 1-1.2: 2-2.7, respectively, while methyltriethoxysilane is used with a mass fraction of the basic th substance is not less than 98%, and the hydrolysis of methyltriethoxysilane is carried out at a volume ratio of the working mixture and the hydrolyzing mixture of 3-3.5: 0.7-1.5, respectively, while the time for introducing the hydrolyzing mixture into the reaction mass is 30-40 minutes, and the holding of the resulting reaction mass is carried out for 3-3.5 hours at a pH value of not less than 3, and after the hydrolysis of methyltriethoxysilane is completed, an alkaline solution is introduced into the resulting reaction mass, having a temperature of 16-30 ° C, after which the obtained methylsilicic acid alcoholhydrogel is kept for aging for at least 7.5 hours, while the process of maturation of the methylsilicic acid alcohol hydrogel is carried out until a colorless intermediate product with a slight opalescence is obtained, and the crushed methylmetasilicic acid alcoholhydrogel is washed out by introducing purified water into it at a rate of 2-4 l / h. This method also involves the use of a flammable reagent - ethyl alcohol, which makes the production process fire hazardous.

Получение адсорбента известно также из патента UA72402 U (дата приоритета: 03.03.2010 г.). Способ получения сорбента на основе гидрогеля метилкремниевой кислоты общей формулы {(CH3 SiO1,5) ⋅mH2O}n, где m - количество молекул воды в звене {(CH3 SiO1,5) ⋅mH2O}, n - количество звеньев {(CH3 SiO1,5) ⋅mH2O} в гидрогеле, при котором из исходного вещества в присутствии сильной кислоты в среде спирта получают гидрогель путем гидролиза с последующей поликонденсацией в щелочной среде, который выдерживают и измельчают, и промывают полученный продукт до нейтральной реакции. Сильную кислоту используют в концентрации от 0,5 % до 1,2 %, а щелочной реагент для осуществления реакции поликонденсации используют в концентрации от 20 % до 27 %. Недостатком способа является использование легковоспламеняющегося реагента (этанола), что приводит к повышению опасности при производстве и снижению экологической безопасности.Obtaining an adsorbent is also known from patent UA72402 U (priority date: 03.03.2010). A method of obtaining a sorbent based on a hydrogel of methylsilicic acid of the general formula {(CH 3 SiO 1.5) mH 2 O} n, where m is the number of water molecules in the link {(CH 3 SiO 1.5) ⋅mH 2 O}, n - the number of units {(CH 3 SiO 1,5) ⋅mH 2 O} in a hydrogel, in which a hydrogel is obtained from the starting material in the presence of a strong acid in an alcohol medium by hydrolysis followed by polycondensation in an alkaline medium, which is kept and ground and washed the resulting product until neutral. A strong acid is used at a concentration of 0.5% to 1.2%, and an alkaline reagent for carrying out the polycondensation reaction is used at a concentration of 20% to 27%. The disadvantage of this method is the use of a flammable reagent (ethanol), which leads to an increased hazard in production and a decrease in environmental safety.

В заявке на патент EA202000102 (дата приоритета: 30.08.2017 г.) раскрыт способ получения гидрогеля метилкремниевой кислоты со свойствами супрамолекулярных структур, согласно которому используют раствор метилсиликоната натрия, отличающийся тем, что через раствор метилсиликоната натрия, загруженный в реактор, пропускают газообразный кислый агент для осуществления барботажа, образовавшийся продукт флотируют в горловине реактора, после окончания процесса продукт выгружают из реактора, вакуумируют для удаления остаточного газа и отмывают водой, очищенной до значений рН 6,5-7,0 и без остаточных количеств анионов, получая гидрогель метилкремниевой кислоты со свойствами супрамолекулярных структур. Недостатком является то, что при осуществлении данного способа необходимо обеспечить герметичность используемого оборудования, а также использование токсичных газообразных реагентов (сероводород, серных и сернистый ангидриды, хлороводород).Patent application EA202000102 (priority date: 08/30/2017) discloses a method for producing a methylsilicic acid hydrogel with properties of supramolecular structures, according to which a solution of sodium methylsiliconate is used, characterized in that a gaseous acidic agent is passed through the sodium methylsiliconate solution loaded into the reactor to carry out bubbling, the resulting product is floated in the throat of the reactor, after the end of the process, the product is unloaded from the reactor, evacuated to remove residual gas and washed with water purified to pH 6.5-7.0 and without residual amounts of anions, obtaining a methylsilicic acid hydrogel with properties of supramolecular structures. The disadvantage is that when implementing this method, it is necessary to ensure the tightness of the equipment used, as well as the use of toxic gaseous reagents (hydrogen sulfide, sulfuric and sulfurous anhydrides, hydrogen chloride).

Также известен способ получения полиметилсилоксана полигидрата из патента RU2714728 (дата приоритета: 29.03.2019 г.), заключающийся в гидролизе метилтриэтоксисилана в этаноле в присутствии катализатора с последующим созреванием и отмывкой гидрогеля, отличающийся тем, что используют щелочной катализатор и гидролиз проводят в щелочной среде, при этом компоненты берут в следующем мольном соотношении метилтриэтоксисилан : этанол : щелочной катализатор - 1:[1,7-3]:[0,3-0,7] и щелочной катализатор вводят в виде водного раствора, вода которого используется для реакции гидролиза, при этом мольное соотношение метилтриэтоксисилана и воды для гидролиза составляет 1:7,8-13,6. Данный способ также предполагает применение легковоспламеняющегося реагента - этилового спирта, что в значительной степени усложняет производственный процесс, делает его пожароопасным и снижает экологическую безопасность, а получаемый продукт имеет невысокую адсорбционную активность.There is also known a method for producing polymethylsiloxane polyhydrate from patent RU2714728 (priority date: 03/29/2019), which consists in the hydrolysis of methyltriethoxysilane in ethanol in the presence of a catalyst, followed by maturation and washing of the hydrogel, characterized in that an alkaline catalyst is used and the hydrolysis is carried out in an alkaline medium, the components are taken in the following molar ratio methyltriethoxysilane: ethanol: alkaline catalyst - 1: [1.7-3]: [0.3-0.7] and the alkaline catalyst is introduced in the form of an aqueous solution, the water of which is used for the hydrolysis reaction, the molar ratio of methyltriethoxysilane and water for hydrolysis is 1: 7.8-13.6. This method also involves the use of a flammable reagent - ethyl alcohol, which greatly complicates the production process, makes it fire hazardous and reduces environmental safety, and the resulting product has a low adsorption activity.

Прототипом заявляемого технического решения является способ получения кремнийорганического адсорбента, раскрытый в патенте RU2293744 (дата приоритета: 22.12.2005 г.). Для получения приводят во взаимодействие 19-20 ч. щелочного раствора диоксиметилкремниевокислого натрия (ДОМКН) плотностью 1,16-1,19 г/см3 с 6 ч. серной кислоты плотностью 1,195-1,205 г/см3 при перемешивании при температуре от 0°С до +5°С до созревания целевого продукта, в полученную смесь добавляют воду, перемешивают и измельчают полученный продукт, после чего в образовавшуюся суспензию вновь добавляют воду и отстаивают ее для осаждения продукта на дно, надосадочную жидкость удаляют декантацией, повторяют добавление воды, отстаивание и декантацию для полного удаления ДОМКН, после чего полученный продукт промывают раствором серной кислоты до рН промывной воды 4,0, а затем водой до рН промывной воды от 5,0 до 7,0 с последующей сушкой.The prototype of the proposed technical solution is a method for producing an organosilicon adsorbent disclosed in patent RU2293744 (priority date: 22.12.2005). To obtain, 19-20 hours of an alkaline solution of sodium dioxymethylsiliconate (DOMKN) with a density of 1.16-1.19 g / cm 3 with 6 hours of sulfuric acid with a density of 1.195-1.205 g / cm 3 with stirring at a temperature of 0 ° From to + 5 ° C until the target product ripens, water is added to the resulting mixture, the resulting product is stirred and ground, after which water is added to the resulting suspension and defended to precipitate the product to the bottom, the supernatant liquid is removed by decantation, the addition of water is repeated, settling and decantation for complete removal of DOMKN, after which the resulting product is washed with a solution of sulfuric acid until the pH of the wash water is 4.0, and then with water until the pH of the wash water is from 5.0 to 7.0, followed by drying.

Недостатками способа-прототипа являются:The disadvantages of the prototype method are:

- невозможность использования монозамещенного метилсиликоната натрия для синтеза адсорбента. В патенте RU2293744 используется диоксиметилкремниевокислый натрий CH3Si(OH)2ONa (тривиальное название метилсиликонат натрия), формула которого представлена в виде однозамещенного соединения с молекулярной массой 116 г/моль, но метилсиликонат представляет собой смесь олигомеров в щелочном растворе и 100% монозамещенный метилсиликонат натрия не может существовать в водном растворе (К.А. Андрианов, Л.М. Хананашвили Технология элементоорганических мономеров и полимеров / Москва, 1973).- the impossibility of using monosubstituted sodium methylsiliconate for the synthesis of the adsorbent. The patent RU2293744 uses sodium dioxymethylsilicate CH 3 Si (OH) 2 ONa (the trivial name for sodium methylsiliconate), the formula of which is presented as a monosubstituted compound with a molecular weight of 116 g / mol, but methylsiliconate is a mixture of oligomers in an alkaline solution and 100% monosubstituted methylsiliconate sodium cannot exist in an aqueous solution (K.A.Andrianov, L.M.Khananashvili Technology of organoelement monomers and polymers / Moscow, 1973).

- невысокая адсорбционная активность получаемого продукта - не более 4,9±0,7 мкмоль/г;- low adsorption activity of the resulting product - no more than 4.9 ± 0.7 μmol / g;

- выход продукта составляет не более 96±1%.- the product yield is no more than 96 ± 1%.

Таким образом, техническая проблема решение которой обеспечивается при осуществлении или использовании изобретения, и которая не могла быть решена при осуществлении или использовании аналогов изобретения, заключается в получении по известным из уровня техники способам полиметилсилоксана полигидрата с низкой адсорбционной активностью и использовании для синтеза легковоспламеняющихся реагентов и нестабильного сырья в водном растворе.Thus, the technical problem, the solution of which is provided in the implementation or use of the invention, and which could not be solved in the implementation or use of analogs of the invention, is to obtain polymethylsiloxane polyhydrate with low adsorption activity according to the methods known from the prior art and use for the synthesis of flammable reagents and unstable raw materials in aqueous solution.

Раскрытие сущности изобретенияDisclosure of the essence of the invention

Технический результат заявляемого изобретения заключается в получении адсорбента полиметилсилоксана полигидрата с высоким выходом и высокой адсорбционной активностью без использования легковоспламеняющихся веществ из стабильного в водном растворе сырья, сокращении количества промывной воды.The technical result of the claimed invention is to obtain an adsorbent polymethylsiloxane polyhydrate with high yield and high adsorption activity without the use of flammable substances from a stable in an aqueous solution of raw materials, reducing the amount of wash water.

Также, согласно изобретению, получен адсорбент, полученный согласно описанному способу. Полученный адсорбент отличается тем, что имеет более высокую адсорбционную активность и получается по усовершенствованной технологии без использования органических растворителей и легковоспламеняющихся веществ.Also, according to the invention, an adsorbent obtained according to the described method is obtained. The resulting adsorbent differs in that it has a higher adsorption activity and is obtained using an improved technology without the use of organic solvents and flammable substances.

Таблица 1. Сравнение характеристик адсорбентов, получаемых по способу-прототипу и заявляемому способуTable 1. Comparison of the characteristics of adsorbents obtained by the prototype method and the claimed method

ПрототипPrototype Заявляемое изобретениеThe claimed invention Улучшение характеристикImproving performance Выход продукта, %Product yield,% 96±196 ± 1 98±198 ± 1 увеличение на 2% increase by 2% Адсорбционная активность, мкмоль/гAdsorption activity, μmol / g 4,9±0,74.9 ± 0.7 6,7±0,66.7 ± 0.6 увеличение на 36%an increase of 36% Соотношение целевого продукта к объему промывной воды The ratio of the target product to the volume of wash water 1:1001: 100 1:101:10 уменьшение в 10 разdecrease by 10 times

Технический результат достигается за счет осуществления процесса синтеза адсорбента следующим образом: используют 5 частей водно-щелочного раствора метилсиликоната натрия (плотность 1,20-1,30 г/см3) с 3 частями водного раствора хлористоводородной кислоты с концентрацией 12,0-14,0 мас.%. Охлажденные до температуры +2…+5°C компоненты смешивают при перемешивании, дальнейшее созревание целевого продукта ведут при температуре не выше +20°C без перемешивания от 30 до 90 минут с последующим измельчением и промыванием конечного продукта сначала водой очищенной, затем 0,3-0,8 М соляной кислотой до pH промывных вод 5,0-7,0.The technical result is achieved due to the implementation of the process of synthesis of the adsorbent as follows: use 5 parts of an aqueous-alkaline solution of sodium methylsiliconate (density 1.20-1.30 g / cm 3 ) with 3 parts of an aqueous solution of hydrochloric acid with a concentration of 12.0-14, 0 wt%. The components cooled to a temperature of + 2 ... + 5 ° C are mixed with stirring, further maturation of the target product is carried out at a temperature not higher than + 20 ° C without stirring for 30 to 90 minutes, followed by grinding and washing the final product first with purified water, then 0.3 -0.8 M hydrochloric acid to pH of wash water 5.0-7.0.

Химическая схема реакции поликонденсации метилсиликоната натрия представлена ниже:The chemical scheme of the polycondensation reaction of sodium methylsiliconate is presented below:

Figure 00000001
Figure 00000001

где, [хNa] - соответствует количеству натрия (в пересчете на гидроксид натрия) в водном растворе метилсиликоната натрия с плотностью 1,20-1,30 г/см3, при х = 1; y = 0,1-0,2; z = 0,001-0,02; n = 52 - 94.where, [xNa] - corresponds to the amount of sodium (in terms of sodium hydroxide) in an aqueous solution of sodium methylsiliconate with a density of 1.20-1.30 g / cm 3 , at x = 1; y = 0.1-0.2; z = 0.001-0.02; n = 52 - 94.

В результате исследования было обнаружено, что можно повысить выход полиметилсилоксана полигидрата и его адсорбционную активность, если осуществлять получение способом, включающим стадии:As a result of the study, it was found that it is possible to increase the yield of polymethylsiloxane polyhydrate and its adsorption activity if the preparation is carried out by a method including the stages:

1. активация процесса поликонденсации за счёт введения соляной кислоты;1.activation of the polycondensation process due to the introduction of hydrochloric acid;

2. поликонденсация полимера за счет межмолекулярного взаимодействия метилсиликоната натрия;2. polycondensation of the polymer due to the intermolecular interaction of sodium methylsiliconate;

3. формирование структуры полимера и его очистка.3. the formation of the structure of the polymer and its purification.

Исходный продажный реагент «метилсиликонат натрия» является сильнощелочным водным раствором, его самопроизвольная поликонденсация невозможна. Для начала процесса поликонденсации необходимо провести частичную нейтрализацию щелочи раствором соляной кислоты. Сдвигая равновесие в системе, запускается процесс образования полимера. При смешении реагентов для синтеза проводится контроль изменения кислотности среды с pH 13-14 до pH 10-11.The initial commercial reagent "sodium methylsiliconate" is a strongly alkaline aqueous solution, its spontaneous polycondensation is impossible. To start the polycondensation process, it is necessary to partially neutralize the alkali with a solution of hydrochloric acid. By shifting the equilibrium in the system, the process of polymer formation starts. When mixing the reagents for the synthesis, the change in the acidity of the medium is monitored from pH 13-14 to pH 10-11.

Конечным продуктом по заявленному способу является адсорбент, имеющий структуру полиметилсилоксана полигидрата, которая подтверждается снятием ИК- и ЯМР-спектров с полученного продукта.The final product according to the claimed method is an adsorbent having the structure of polymethylsiloxane polyhydrate, which is confirmed by taking IR and NMR spectra from the resulting product.

Получение адсорбента, имеющего структуру полиметилсилоксана полигидрата, определяется контролированием в растворе реагента метилсиликонат натрия (плотность 1,20-1,30 г/см3) количества натрия и кремния через расчет массовой доли щелочи и кремния в растворе.Obtaining an adsorbent having the structure of polymethylsiloxane polyhydrate is determined by controlling the amount of sodium and silicon in the reagent solution (density 1.20-1.30 g / cm 3 ) by calculating the mass fraction of alkali and silicon in the solution.

Содержание натрия в пересчете на гидроксид натрия в готовом растворе должно находиться в диапазоне 7,5-8,6 мас.% и содержание кремния должно быть не менее 5,2% (определение кремния ведут гравиметрическим методом). Данные показатели являются необходимыми и достаточными условиями для осуществления синтеза адсорбента. При несоответствии данных показателей осуществить синтез полиметилсилоксана полигидрата не представляется возможным.The sodium content in terms of sodium hydroxide in the finished solution should be in the range of 7.5-8.6 wt.% And the silicon content should be at least 5.2% (the determination of silicon is carried out by the gravimetric method). These indicators are necessary and sufficient conditions for the synthesis of the adsorbent. If these parameters do not match, it is not possible to synthesize polymethylsiloxane polyhydrate.

Показатели «массовая доля кремния» и «массовая доля щелочи» введены для контролирования соотношения реагентов в реакционной смеси, т.к. если соотношения реагентов будут иными, то и состав и структура полимера будет иным.The indicators "mass fraction of silicon" and "mass fraction of alkali" were introduced to control the ratio of reagents in the reaction mixture, since if the ratios of the reagents are different, then the composition and structure of the polymer will be different.

Соотношение исходных компонентов 5:3 по массе найдено экспериментально, чтобы проходила поликонденсация с образованием адсорбента со структурой именно полиметилсилоксана полигидрата, без примесей иных продуктов.The ratio of the starting components 5: 3 by weight was found experimentally, so that polycondensation took place with the formation of an adsorbent with the structure of polymethylsiloxane polyhydrate, without impurities of other products.

Для процесса поликонденсации выбрана одна из сильных кислот - соляная кислота, именно соляной кислотой обеспечивается достижение технического результата. Для синтеза берется именно раствор соляной кислоты с концентрацией 12,0-14,0 мас. %. Данный диапазон подобран в результате ряда экспериментов, который обеспечивает частичную нейтрализацию гидроксида натрия в растворе метилсиликоната натрия, для запуска процесса поликонденсации. Для процесса поликонденсации важно провести охлаждение реагентов до температуры +2…+5°C, поскольку этим действием компенсируется температурный скачок, который возникает в процессе частичной нейтрализации гидроксида натрия.For the polycondensation process, one of the strong acids was chosen - hydrochloric acid; it is hydrochloric acid that ensures the achievement of the technical result. For the synthesis, it is the hydrochloric acid solution with a concentration of 12.0-14.0 wt. %. This range is selected as a result of a series of experiments, which provides partial neutralization of sodium hydroxide in a solution of sodium methylsiliconate, to start the polycondensation process. For the polycondensation process, it is important to cool the reagents to a temperature of + 2 ... + 5 ° C, since this action compensates for the temperature jump that occurs during the partial neutralization of sodium hydroxide.

Компоненты перемешиваются в момент смешивания для быстрого и равномерного распределения соляной кислоты во всем объеме раствора метилсиликоната натрия.The components are mixed at the time of mixing to quickly and evenly distribute hydrochloric acid throughout the entire volume of sodium methylsiliconate solution.

При проведении созревания адсорбента в условиях синтеза температура выдерживается на уровне не выше +20 °C, поскольку при температуре выше +20°C сорбционная емкость сорбента снижается.When maturing the adsorbent under synthesis conditions, the temperature is maintained at a level not higher than +20 ° C, since at temperatures above + 20 ° C the sorption capacity of the sorbent decreases.

Временной интервал 30-90 минут позволяет получить адсорбент полиметилсилоксан полигидрат с заявленными свойствами.A time interval of 30-90 minutes allows you to obtain an adsorbent polymethylsiloxane polyhydrate with the declared properties.

Отделение твердой фазы получаемого адсорбента от маточного раствора осуществляют методом декантации.The separation of the solid phase of the resulting adsorbent from the mother liquor is carried out by decantation.

Полученный адсорбент отмывают сначала водой очищенной, затем 0,3-0,8 М раствором соляной кислоты (до pH=3,0-4,5) для полного удаления гидроксида натрия из пор адсорбента и для экономия промывной воды за счет нейтрализации NaOH в растворе метилсиликоната натрия. После чего адсорбент подвергается финишной отмывке водой очищенной до pH = 5,0-7,0. Изменение кислотности промывной воды контролируют потенциометрическим методом. Соотношение целевого продукта к объему промывной воды составляет 1:10. Использование 0,3-0,8М соляной кислоты позволяет экономить значительное количество промывной воды.The resulting adsorbent is washed first with purified water, then with a 0.3-0.8 M solution of hydrochloric acid (to pH = 3.0-4.5) to completely remove sodium hydroxide from the pores of the adsorbent and to save wash water by neutralizing NaOH in the solution sodium methylsiliconate. Then the adsorbent is subjected to final washing with purified water to pH = 5.0-7.0. The change in the acidity of the wash water is controlled by the potentiometric method. The ratio of the target product to the volume of the wash water is 1:10. The use of 0.3-0.8M hydrochloric acid saves a significant amount of wash water.

После отмывания адсорбент подвергается вакуумной сушке, проводится контроль влажности на анализаторе влажности.After washing, the adsorbent is subjected to vacuum drying, moisture control is carried out on a moisture analyzer.

Краткое описание чертежейBrief Description of Drawings

На Фиг. 1 представлен ИК-спектр образца, снятый в диске с калия бромидом (около 3 мг сухого остатка растертого с 300 мг калия бромида) в области от 4000 до 400 см-1 по положению полос поглощения соответствует рисунку спектра полиметилсилоксана полигидрата.FIG. 1 shows the IR spectrum of the sample taken in a disk with potassium bromide (about 3 mg of dry residue triturated with 300 mg of potassium bromide) in the region from 4000 to 400 cm -1 according to the position of the absorption bands corresponds to the pattern of the spectrum of polymethylsiloxane polyhydrate.

На Фиг. 2 показан Спектры ВМУ ЯМР на ядрах 29Si, полученные методом прямой поляризации (29Si DP/MAS)FIG. 2 shows the 29 Si NMR spectra obtained by the direct polarization method ( 29 Si DP / MAS)

На Фиг. 3 показаны спектры ВМУ ЯМР на ядрах 29Si, полученные методом переноса поляризации с протонов на ядра кремния-29 (29Si СP/MAS)FIG. 3 shows the VMU NMR spectra on 29 Si nuclei obtained by the method of polarization transfer from protons to silicon-29 nuclei ( 29 Si СP / MAS)

Осуществление изобретенияImplementation of the invention

Для осуществления синтеза адсорбента берут следующие реагенты.To carry out the synthesis of the adsorbent take the following reagents.

Метилсиликонат натрия - бесцветный или светло-желтый прозрачный водный раствор с плотностью 1,20-1,30 г/см3 имеет сильнощелочную реакцию. Пожаро- и взрывобезопасен. В используемом водно-щелочном растворе метилсиликоната натрия контролируется плотность, массовая доли щелочи, кремния. Он хранится 2 года в упаковке согласно спецификации производителя.Sodium methylsiliconate - a colorless or light yellow transparent aqueous solution with a density of 1.20-1.30 g / cm 3 has a strongly alkaline reaction. Fire and explosion proof. In the used aqueous-alkaline solution of sodium methylsiliconate, the density, mass fraction of alkali and silicon are controlled. It can be stored for 2 years in packaging according to the manufacturer's specifications.

Соляная кислота (хлороводородная, хлористоводородная кислота, хлористый водород) - сильная одноосновная кислота. Бесцветная, прозрачная, едкая жидкость, «дымящаяся» на воздухе. Максимальная концентрация при 20 °C равна 38 мас. %, плотность такого раствора 1,19 г/см³.Hydrochloric acid (hydrochloric acid, hydrochloric acid, hydrogen chloride) is a strong monobasic acid. Colorless, transparent, caustic liquid, "fuming" in air. The maximum concentration at 20 ° C is 38 wt. %, the density of such a solution is 1.19 g / cm³.

Растворы соляной кислоты готовят из концентрированного раствора путем его разбавления, поскольку процесс экзотермический, то в процессе приготовления отводят теплоту, подачей в рубашку захоложенной воды. Для синтеза используют свежеприготовленный раствор.Hydrochloric acid solutions are prepared from a concentrated solution by diluting it, since the process is exothermic, then during the preparation process heat is removed by supplying cooled water to the jacket. A freshly prepared solution is used for synthesis.

Вода очищенная - это вода, получаемая из воды питьевой методами дистилляции, ионного обмена, обратного осмоса, комбинацией этих методов или другим способом, и предназначенную для производства или изготовления лекарственных средств, получения воды для инъекций, а также для проведения испытаний лекарственных средств.Purified water is water obtained from drinking water by distillation, ion exchange, reverse osmosis, a combination of these methods or in another way, and intended for the production or manufacture of medicines, obtaining water for injection, as well as for testing medicines.

Ниже приведены примеры синтеза адсорбента:Below are examples of adsorbent synthesis:

Пример 1Example 1

К 90 г водно-щелочного раствора метилсиликоната натрия (t=+2,0°C) при перемешивании добавляют водный 12,5 мас. % раствор соляной кислоты в количестве 54 г (t=+2,0°С). Растворы загружают в реактор по массе, контролируя тензометрическими датчиками. Созревание реакционной массы проводят в течение 30 минут при температуре не выше +20°С. Свежеосажденный гель измельчают до размера частиц 200 мкм при помощи верхнеприводной рамной мешалки со скребками и донным гомогенизатором. Контроль размера частиц ведут микроскопическим методом. После измельчения ведут отмывку водой очищенной и 0,5 М раствором хлористоводородной кислоты путем декантации до pH промывной воды 5,0-7,0. Внешний вид получаемого полиметилсилоксана полигидрата контролировался визуально, получали влажную массу белого или почти белого цвета, состоящую из желеобразных комочков различного размера, без запаха. Содержание влаги в продукте анализируется с помощью анализатора влажности гравиметрическим методом и составляет не менее 90%. Адсорбционная активность данного образца составила 6,65 мкмоль/г. Выход продукта 97%.To 90 g of an aqueous-alkaline solution of sodium methylsiliconate (t = + 2.0 ° C) with stirring, add aqueous 12.5 wt. % hydrochloric acid solution in an amount of 54 g (t = + 2.0 ° C). The solutions are loaded into the reactor by weight, controlled by strain gauges. The ripening of the reaction mass is carried out for 30 minutes at a temperature not higher than + 20 ° C. The freshly precipitated gel is ground to a particle size of 200 µm using an overhead frame mixer with scrapers and a bottom homogenizer. Particle size control is carried out by a microscopic method. After grinding, they are washed with purified water and a 0.5 M solution of hydrochloric acid by decantation until the pH of the wash water is 5.0-7.0. The appearance of the obtained polymethylsiloxane polyhydrate was monitored visually, a wet mass of white or almost white color was obtained, consisting of jelly-like lumps of various sizes, odorless. The moisture content in the product is analyzed using a moisture analyzer by the gravimetric method and is at least 90%. The adsorption activity of this sample was 6.65 μmol / g. The product yield is 97%.

Пример 2Example 2

К 120 г водно-щелочного раствора метилсиликоната натрия (t=+3,0°C) при перемешивании добавляют водный 13,0 мас.% раствор соляной кислоты в количестве 72 г (t=+3,0°С). Растворы загружают в реактор по массе, контролируя тензометрическими датчиками. Созревание реакционной массы проводят в течение 60 минут при температуре не выше +20°С. Свежеосажденный гель измельчают до размера частиц 200 мкм при помощи верхнеприводной рамной мешалки со скребками и донным гомогенизатором. Контроль размера частиц ведут микроскопическим методом. После измельчения ведут отмывку водой очищенной и 0,3 М раствором хлористоводородной кислоты путем декантации до pH промывной воды 5,0-7,0. Внешний вид получаемого полиметилсилоксана полигидрата контролировался визуально, получали влажную массу белого или почти белого цвета, состоящую из желеобразных комочков различного размера, без запаха. Содержание влаги в продукте анализируется с помощью анализатора влажности гравиметрическим методом и составляет не менее 90%. Адсорбционная активность данного образца составила 7,30 мкмоль/г. Выход продукта 99%.To 120 g of an aqueous alkaline solution of sodium methylsiliconate (t = + 3.0 ° C) with stirring add an aqueous 13.0 wt.% Hydrochloric acid solution in the amount of 72 g (t = + 3.0 ° C). The solutions are loaded into the reactor by weight, controlled by strain gauges. The ripening of the reaction mass is carried out for 60 minutes at a temperature not higher than + 20 ° C. The freshly precipitated gel is ground to a particle size of 200 µm using an overhead frame mixer with scrapers and a bottom homogenizer. Particle size control is carried out by a microscopic method. After grinding, they are washed with purified water and a 0.3 M solution of hydrochloric acid by decantation until the pH of the wash water is 5.0-7.0. The appearance of the obtained polymethylsiloxane polyhydrate was monitored visually, a wet mass of white or almost white color was obtained, consisting of jelly-like lumps of various sizes, odorless. The moisture content in the product is analyzed using a moisture analyzer by the gravimetric method and is at least 90%. The adsorption activity of this sample was 7.30 μmol / g. The product yield is 99%.

Пример 3Example 3

К 200 г водно-щелочного раствора метилсиликоната натрия (t=+5,0°C) при перемешивании добавляют водный 13,5% раствор соляной кислоты в количестве 120 г (t=+5,0°С). Растворы загружают в реактор по массе, контролируя тензометрическими датчиками. Созревание реакционной массы проводят в течение 90 минут при температуре не выше 20°С. Свежеосажденный гель измельчают до размера частиц 200 мкм при помощи верхнеприводной рамной мешалки со скребками и донным гомогенизатором. Контроль размера частиц ведут микроскопическим методом. После измельчения ведут отмывку водой очищенной и 0,8 М раствором хлористоводородной кислоты путем декантации до pH промывной воды 5,0-7,0. Внешний вид получаемого полиметилсилоксана полигидрата контролировался визуально, получали влажную массу белого или почти белого цвета, состоящую из желеобразных комочков различного размера, без запаха. Содержание влаги в продукте анализируется с помощью анализатора влажности гравиметрическим методом и составляет не менее 90%. Адсорбционная активность данного образца составила 6,70 мкмоль/г. Выход продукта 98%.To 200 g of an aqueous alkaline solution of sodium methylsiliconate (t = + 5.0 ° C) with stirring, add an aqueous 13.5% solution of hydrochloric acid in an amount of 120 g (t = + 5.0 ° C). The solutions are loaded into the reactor by weight, controlled by strain gauges. The ripening of the reaction mass is carried out for 90 minutes at a temperature not exceeding 20 ° C. The freshly precipitated gel is ground to a particle size of 200 µm using an overhead frame mixer with scrapers and a bottom homogenizer. Particle size control is carried out by a microscopic method. After grinding, they are washed with purified water and a 0.8 M hydrochloric acid solution by decantation until the pH of the wash water is 5.0-7.0. The appearance of the obtained polymethylsiloxane polyhydrate was monitored visually, a wet mass of white or almost white color was obtained, consisting of jelly-like lumps of various sizes, odorless. The moisture content in the product is analyzed using a moisture analyzer by the gravimetric method and is at least 90%. The adsorption activity of this sample was 6.70 μmol / g. The product yield is 98%.

Образцы полиметилсилоксана полигидрата полученные по примерам 1, 2, 3 были исследованы по следующим показателям: внешний вид; подлинность; адсорбционная активность.Samples of polymethylsiloxane polyhydrate obtained according to examples 1, 2, 3 were examined according to the following indicators: appearance; authenticity; adsorption activity.

Методики для определения адсорбционной активности разработаны в соответствии с ГФ РФ ОФС.1.2.3.0021.15 «Определение адсорбционной активности энтеросорбентов». Для данного типа сорбента ОФС рекомендует определять адсорбционную активность спектрофотометрическим методом с использованием таких красителей, как конго красный, метиленовый синий и метиловый оранжевый. Для исключения электростатических взаимодействий сорбента выбраны два анионных красителя различной молекулярной массы: конго красный (молекулярный вес 696,7 г/моль) и метиловый оранжевый (молекулярный вес 327,0 г/моль). Поскольку метиленовый синий относится к катионным красителям, он был исключен из метода определения сорбционной емкости адсорбента.Methods for determining the adsorption activity have been developed in accordance with the Russian Federation GF OFS.1.2.3.0021.15 "Determination of the adsorption activity of enterosorbents". For this type of sorbent, the OFS recommends determining the adsorption activity by a spectrophotometric method using dyes such as Congo red, methylene blue, and methyl orange. To exclude electrostatic interactions of the sorbent, two anionic dyes of different molecular weights were selected: Congo red (molecular weight 696.7 g / mol) and methyl orange (molecular weight 327.0 g / mol). Since methylene blue belongs to cationic dyes, it was excluded from the method for determining the sorption capacity of the adsorbent.

Пример 4Example 4

Образцы полиметилсилоксана полигидрата, полученные по примерам 1, 2, 3, имели гелевидную форму почти белого цвета, были практически нерастворим в воде и 95% этиловом спирте (исследование по методике ГФ РФ).Samples of polymethylsiloxane polyhydrate, obtained according to examples 1, 2, 3, had a gel-like form of almost white color, were practically insoluble in water and 95% ethanol (study by the method of the State Pharmacopoeia of the Russian Federation).

Пример 5Example 5

Адсорбционную активность определяли спектрофотометрическим методом (с использованием раствора конго красного).The adsorption activity was determined spectrophotometrically (using a Congo red solution).

0,02 М раствор натрия хлорида. В мерную колбу вместимостью 1000 мл помещают 1,170 г натрия хлорида, прибавляют 950 мл воды очищенной, доводят pH полученного раствора 0,1 М раствором натрия гидроксида или 0,1 М раствором хлористоводородной кислоты до 6,2 ± 0,1, доводят объем раствора водой очищенной до метки и перемешивают.0.02 M sodium chloride solution. Place 1.170 g of sodium chloride in a volumetric flask with a capacity of 1000 ml, add 950 ml of purified water, adjust the pH of the resulting solution with 0.1 M sodium hydroxide solution or 0.1 M hydrochloric acid solution to 6.2 ± 0.1, dilute the volume of the solution with water cleaned to the mark and mix.

Исходный раствор конго красного. Около 0,381 г (точная навеска) конго красного помещают в мерную колбу вместимостью 1000 мл, растворяют в 700 мл 0,02 М раствора натрия хлорида при постоянном перемешивании и слабом нагревании, охлаждают и доводят объем раствора тем же растворителем до метки и снова перемешивают.Congo red stock solution. About 0.381 g (accurately weighed) of Congo red is placed in a volumetric flask with a capacity of 1000 ml, dissolved in 700 ml of 0.02 M sodium chloride solution with constant stirring and weak heating, cooled and the volume of the solution is brought to the mark with the same solvent and stirred again.

Раствор конго красного. 2,0 мл исходного раствора конго красного количественно переносят в мерную колбу вместимостью 50 мл, доводят объем раствора 0,02 М раствором натрия хлорида до метки и перемешивают.Congo red solution. 2.0 ml of the original solution of Congo red is quantitatively transferred into a volumetric flask with a capacity of 50 ml, the volume of the solution is brought up to the mark with 0.02 M sodium chloride solution and stirred.

Испытуемый раствор. Около 1,00 г (точная навеска) субстанции помещают в коническую колбу с притертой пробкой вместимостью 100 мл, прибавляют 50,0 мл исходного раствора конго красного, энергично встряхивают в течение 1 ч на шейкере со скоростью 500 об./мин, затем фильтруют полученный раствор через фильтр «Синяя лента» отбрасывая первые порции фильтрата.Test solution. About 1.00 g (accurately weighed) of the substance is placed in a conical flask with a ground-in stopper with a capacity of 100 ml, add 50.0 ml of a stock solution of Congo red, shake vigorously for 1 hour on a shaker at a speed of 500 rpm, then filter the resulting the solution through the "Blue Ribbon" filter discarding the first portions of the filtrate.

2,0 мл фильтрата количественно переносят в мерную колбу вместимостью 50 мл, доводят объем раствора 0,02 М раствором натрия хлорида до метки и перемешивают.2.0 ml of the filtrate is quantitatively transferred into a volumetric flask with a capacity of 50 ml, the volume of the solution is brought up to the mark with 0.02 M sodium chloride solution and stirred.

Измеряют оптическую плотность раствора конго красного и испытуемого раствора в максимуме поглощения при длине волны 489 нм в кювете с толщиной слоя 10 мм, используя в качестве раствора сравнения 0,02 М раствор натрия хлорида.Measure the optical density of the Congo red solution and the test solution at the maximum absorption at a wavelength of 489 nm in a cuvette with a layer thickness of 10 mm, using 0.02 M sodium chloride solution as a reference solution.

Адсорбционную активность (Ак) препарата, в микромоль на грамм, вычисляют по формуле:The adsorption activity (A to ) of the drug, in micromoles per gram, is calculated by the formula:

Figure 00000002
Figure 00000002

где А where A оптическая плотность испытуемого раствора;the optical density of the test solution; А0 - A 0 - оптическая плотность раствора конго красного;the optical density of the Congo red solution; а0 - a 0 - навеска конго красного, г;weight of Congo red, g; а - a - навеска субстанции, г;weight of substance, g; М - M - молекулярная масса конго красного (696,7), г/моль;molecular weight of Congo red (696.7), g / mol; 50, 50,50 - 50, 50.50 - коэффициент разведения испытуемого раствора и раствора конго красного;the dilution factor of the test solution and the Congo red solution; 1000000 -1,000,000 - пересчет молей в микромоли.recalculation of moles to micromoles.

Пример 6Example 6

Адсорбционную активность определяли спектрофотометрическим методом (с использованием раствора метилового оранжевого).The adsorption activity was determined spectrophotometrically (using a methyl orange solution).

0,02 М раствор натрия хлорида. В мерную колбу вместимостью 1000 мл помещают 1,170 г натрия хлорида, прибавляют 950 мл воды очищенной, доводят pH полученного раствора 0,1М раствором натрия гидроксида или 0,1 М раствором хлористоводородной кислоты до 6,2 ± 0,1, доводят объем раствора водой очищенной до метки и перемешивают.0.02 M sodium chloride solution. In a volumetric flask with a capacity of 1000 ml, place 1.170 g of sodium chloride, add 950 ml of purified water, adjust the pH of the resulting solution with 0.1M sodium hydroxide solution or 0.1M hydrochloric acid solution to 6.2 ± 0.1, dilute the volume of the solution with purified water to the mark and mix.

Исходный раствор метилового оранжевого. Около 0,180 г (точная навеска) метилового оранжевого помещают в мерную колбу вместимостью 1000 мл, растворяют в 700 мл 0,02 М раствора натрия хлорида при постоянном перемешивании и слабом нагревании (40-50°С), охлаждают и доводят объем раствора тем же растворителем до метки и снова перемешивают.Methyl orange stock solution. About 0.180 g (accurately weighed) of methyl orange is placed in a volumetric flask with a capacity of 1000 ml, dissolved in 700 ml of 0.02 M sodium chloride solution with constant stirring and weak heating (40-50 ° C), cooled and the volume of the solution is adjusted with the same solvent to the mark and mix again.

Раствор метилового оранжевого. 5,0 мл исходного раствора метилового оранжевого количественно переносят в мерную колбу вместимостью 100 мл, доводят объем раствора 0,2 М раствором натрия хлорида до метки и перемешивают.Methyl orange solution. 5.0 ml of the stock solution of methyl orange is quantitatively transferred into a volumetric flask with a capacity of 100 ml, the volume of the solution is brought to the mark with 0.2 M sodium chloride solution and stirred.

Испытуемый раствор. Около 1,00 г (точная навеска) адсорбента помещают в коническую колбу с притертой пробкой вместимостью 100 мл, прибавляют 50,0 мл исходного раствора метилового оранжевого, энергично встряхивают в течение 1 ч на шейкере со скоростью 500 об./мин, затем фильтруют полученный раствор через фильтр «Синяя лента» отбрасывая первые порции фильтрата.Test solution. About 1.00 g (accurately weighed) of the adsorbent is placed in a conical flask with a ground-in stopper with a capacity of 100 ml, add 50.0 ml of a stock solution of methyl orange, shake vigorously for 1 hour on a shaker at a speed of 500 rpm, then filter the resulting the solution through the "Blue Ribbon" filter discarding the first portions of the filtrate.

5,0 мл фильтрата количественно переносят в мерную колбу вместимостью 100 мл, доводят объем раствора 0,02 М раствором натрия хлорида до метки и перемешивают.5.0 ml of the filtrate is quantitatively transferred into a volumetric flask with a capacity of 100 ml, the volume of the solution is brought to the mark with 0.02 M sodium chloride solution and stirred.

Измеряют оптическую плотность раствора метилового оранжевого и испытуемого раствора в максимуме поглощения при длине волны 464 нм в кювете с толщиной слоя 10 мм, используя в качестве раствора сравнения 0,02 М раствор хлорида натрия.Measure the optical density of the methyl orange solution and the test solution at the maximum absorption at a wavelength of 464 nm in a cuvette with a layer thickness of 10 mm, using a 0.02 M sodium chloride solution as a reference solution.

Адсорбционную активность (Ам) препарата, в микромоль на грамм, вычисляют по формуле:The adsorption activity (A m ) of the drug, in micromoles per gram, is calculated by the formula:

Figure 00000003
Figure 00000003

где А - where A - оптическая плотность испытуемого раствора;the optical density of the test solution; А0 - A 0 - оптическая плотность раствора метилового оранжевого;the optical density of the methyl orange solution; а0 - a 0 - навеска метилового оранжевого, г;weighed amount of methyl orange, g; а - a - навеска субстанции, г;weight of substance, g; М - M - молекулярная масса метилового оранжевого (327,0), г/моль;molecular weight of methyl orange (327.0), g / mol; 50,50,50 - 50.50.50 - коэффициент разведения испытуемого раствора и раствора конго красного;the dilution factor of the test solution and the Congo red solution; 1000000 1,000,000 пересчет молей в микромоли.recalculation of moles to micromoles.

Пример 7Example 7

Подлинность получаемого адсорбента определяли, снимая ИК-спектр (см. Фиг. 1). ИК-спектр адсорбента по положению полос поглощения должен соответствовать рисунку спектра полиметилсилоксана полигидрата.The authenticity of the obtained adsorbent was determined by taking the IR spectrum (see Fig. 1). The IR spectrum of the adsorbent according to the position of the absorption bands should correspond to the pattern of the spectrum of polymethylsiloxane polyhydrate.

ИК-спектр образца, снятый в диске с калия бромидом (около 3 мг сухого остатка растертого с 300 мг калия бромида) в области от 4000 до 400 см-1 по положению полос поглощения соответствует рисунку спектра полиметилсилоксана полигидрата, приведенному на Фиг. 1. (ГФ РФ, ОФС.1.2.1.1.0002.15 «Спектрометрия в инфракрасной области»).The IR spectrum of the sample, recorded in a disk with potassium bromide (about 3 mg of dry residue triturated with 300 mg of potassium bromide) in the region from 4000 to 400 cm -1 according to the position of the absorption bands, corresponds to the pattern of the spectrum of polymethylsiloxane polyhydrate shown in Fig. 1. (GF RF, OFS.1.2.1.1.0002.15 "Spectrometry in the infrared region").

Таблица 2. Характеристические полосы поглощения в области основных частот колебанийTable 2. Characteristic absorption bands in the region of the main vibration frequencies

Длина волны, см-1 Wavelength, cm -1 Характеристические полосыCharacteristic stripes 3340 - 32503340 - 3250 полосы валентных колебаний O-Hstretching vibration bands O-H 2975 - 28452975 - 2845 полосы валентных колебаний C-Hstretching vibration bands C-H 1250 - 8001250 - 800 полосы деформационных колебаний C-Hbending vibration bands C-H 1100 - 10001100 - 1000 полосы валентных колебаний O-SiO-Si stretching vibration bands 850 - 650850 - 650 полосы валентных колебаний C-Sistretching vibration bands of C-Si

Пример 8Example 8

Подлинность получаемого адсорбента определяли также, снимая ЯМР-спектры 29Si (см. Фиг. 2), которые должны содержать синглеты R-Si(OH)2(OSi), R-Si(OH)(OSi)2, R-Si(OSi)3.The authenticity of the obtained adsorbent was also determined by taking NMR spectra of 29Si (see Fig. 2), which should contain singlets R-Si (OH) 2 (OSi), R-Si (OH) (OSi) 2, R-Si (OSi ) 3.

В качестве внешнего стандарта для определения химического сдвига использовался Si(CH3)4 - 0 м.д. Спектры обработаны в программе Topspin 2.1 фирмы Bruker. Si (CH 3 ) 4 - 0 ppm was used as an external standard for determining the chemical shift. The spectra were processed using the Bruker Topspin 2.1 software.

Спектры были зарегистрированы с использованием двух спектральных методик.The spectra were recorded using two spectral techniques.

Первая - метод прямой поляризации (90-градусный импульс + полная релаксация) (англ. сокр. DP/MAS) - дает количественные данные и позволяет, при выполнении условия полной магнитной релаксации, обнаружить все возможные состояния атомов кремния, включая кремний в плотных безпротоных фазах. Недостатком этой методики является низкая чувствительность. Эта методика использовалась для определения количественного состава исследуемого материала.The first, the direct polarization method (90-degree pulse + full relaxation) (abbreviated DP / MAS), provides quantitative data and allows, under the condition of complete magnetic relaxation, to detect all possible states of silicon atoms, including silicon in dense proton-free phases ... The disadvantage of this technique is its low sensitivity. This technique was used to determine the quantitative composition of the test material.

Вторая методика - кросс-поляризация 1H-29Si (англ. сокр. CP/MAS), полуколичественный метод, который позволяет регистрировать сигналы от атомов кремния, в окружении которых находятся атомы водорода. Имеет высокую чувствительность. Без предварительной калибровки методом прямого переноса поляризации спектры CP/MAS не являются количественными. Также этот метод не позволяет регистрировать кремний, в окружении которого отсутствуют атомы водорода. При этом, при определенных, специально подбираемых для конкретных типов, параметрах регистрации спектра и с использованием процедур калибровки, метод CP/MAS позволяет получать количественные спектры с высоким соотношением сигнал-шум. Эта методика использовалась для уточнения количественных данных, полученных методом DP/MAS.The second technique is 1 H- 29 Si cross-polarization (CP / MAS), a semi-quantitative method that allows you to register signals from silicon atoms, which are surrounded by hydrogen atoms. Has a high sensitivity. CP / MAS spectra are not quantitative without prior direct polarization transfer calibration. Also, this method does not allow registering silicon, in the environment of which there are no hydrogen atoms. At the same time, with certain, specially selected for specific types, spectrum registration parameters and using calibration procedures, the CP / MAS method allows obtaining quantitative spectra with a high signal-to-noise ratio. This technique was used to refine the quantitative data obtained by the DP / MAS method.

На зарегистрированных спектрах твердофазного образца ЯМР на ядрах 29Si (Фиг. 2 и 3) представлены сигналы в (м.д.) для локального окружения атомов кремния: при -46 м.д. (синглет, R-Si(OH)2(OSi)), -56 м.д. (синглет, R-Si(OH)(OSi)2), -66 (синглет, R-Si(OSi)3), где R - органический радикал, в данном случае это метильная группа (CH3-).The recorded spectra of the solid-phase NMR sample on 29 Si nuclei (Figs. 2 and 3) show the signals in (ppm) for the local environment of silicon atoms: at -46 ppm. (singlet, R-Si (OH) 2 (OSi)), -56 ppm (singlet, R-Si (OH) (OSi) 2 ), -66 (singlet, R-Si (OSi) 3 ), where R is an organic radical, in this case it is a methyl group (CH 3 -).

Таблица 3. Доля обнаруженных типов атомов кремния в различном химическом окружении.Table 3. Fraction of detected types of silicon atoms in different chemical environments.

ОбразецSample Группа/ Хим. Сдвиг сигналаGroup / Chem. Signal shift R-Si(OSi)3 / -66 м.д.R-Si (OSi) 3 / -66 ppm R-Si(OH)(OSi)2/ -56 м.д.R-Si (OH) (OSi) 2 / -56 ppm R-Si(OH)2(OSi)/-46 м.д.R-Si (OH) 2 (OSi) / - 46 ppm Полиметилсилоксан полигидратPolymethylsiloxane polyhydrate 85.9 ± 0.4 %85.9 ± 0.4% 13.6 ± 0.3 %13.6 ± 0.3% 0.5 ± 0.2 %0.5 ± 0.2%

Наличие, зарегистрированных сигналов, подтверждает, что анализируемые образцы адсорбента имеют структуру кремнийорганического адсорбента - «Полиметилсилоксана полигидрата».The presence of registered signals confirms that the analyzed adsorbent samples have the structure of an organosilicon adsorbent - "Polymethylsiloxane polyhydrate".

Таким образом, предложенный способ, сочетающий оптимально подобранные условия и реагенты, позволяет достичь увеличения выхода полиметилсилоксана полигидрата на 2 %, адсорбционной активности получаемого адсорбента - на 36 %, сокращения объема промывной воды - в 10 раз, при этом технология не предполагает использование этилового спирта и синтез ведется при температуре не выше +20 °С.Thus, the proposed method, combining optimally selected conditions and reagents, makes it possible to achieve an increase in the yield of polymethylsiloxane polyhydrate by 2%, the adsorption activity of the resulting adsorbent by 36%, and a decrease in the volume of wash water by a factor of 10, while the technology does not imply the use of ethyl alcohol and the synthesis is carried out at a temperature not higher than +20 ° С.

Claims (2)

1. Способ получения адсорбента, заключающийся во взаимодействии охлажденных до температуры +2…+5 °C растворов метилсиликоната натрия и кислоты при перемешивании, созревании целевого продукта, в полученную смесь целевого продукта добавляют воду, перемешивают и измельчают, надосадочную жидкость удаляют декантацией, промывают водой очищенной и раствором кислоты до рН промывной воды от 5,0 до 7,0 с последующей сушкой, отличающийся тем, что соотношение водно-щелочного раствора метилсиликоната натрия с плотностью 1,20-1,30 г/см3 и водного раствора соляной кислоты с концентрацией 12-14 мас. % составляет 5:3 по массе, созревание проводят при температуре не выше +20 °С без перемешивания в течение 30-90 мин, полученный продукт промывают 0,3-0,8 М соляной кислотой.1. A method of obtaining an adsorbent, which consists in the interaction of solutions of sodium methylsiliconate and acid cooled to a temperature of + 2 ... + 5 ° C with stirring, maturation of the target product, water is added to the resulting mixture of the target product, stirred and crushed, the supernatant liquid is removed by decantation, washed with water purified and acid solution to pH of wash water from 5.0 to 7.0, followed by drying, characterized in that the ratio of an aqueous-alkaline solution of sodium methylsiliconate with a density of 1.20-1.30 g / cm 3 and an aqueous solution of hydrochloric acid with concentration of 12-14 wt. % is 5: 3 by weight, maturation is carried out at a temperature not higher than +20 ° C without stirring for 30-90 minutes, the resulting product is washed with 0.3-0.8 M hydrochloric acid. 2. Адсорбент, полученный согласно способу по п. 1 и имеющий адсорбционную активность 6,65-7,30 мкмоль/г.2. The adsorbent obtained according to the method according to claim 1 and having an adsorption activity of 6.65-7.30 μmol / g.
RU2020139330A 2020-12-01 2020-12-01 Adsorbent polymethylsiloxane polyhydrate and method for its preparation RU2761627C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020139330A RU2761627C1 (en) 2020-12-01 2020-12-01 Adsorbent polymethylsiloxane polyhydrate and method for its preparation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020139330A RU2761627C1 (en) 2020-12-01 2020-12-01 Adsorbent polymethylsiloxane polyhydrate and method for its preparation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2761627C1 true RU2761627C1 (en) 2021-12-13

Family

ID=79174980

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020139330A RU2761627C1 (en) 2020-12-01 2020-12-01 Adsorbent polymethylsiloxane polyhydrate and method for its preparation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2761627C1 (en)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2293744C1 (en) * 2005-12-22 2007-02-20 Ооо "Эсфарм" Adsorbent and a method for preparation thereof
EA012985B1 (en) * 2006-09-20 2010-02-26 Закритэ Акционэрнэ Товарыство "Екологоохоронна Фирма "Креома-Фарм" Method for producing a sorbent based on a methyl-silicic acid hydrogel

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2293744C1 (en) * 2005-12-22 2007-02-20 Ооо "Эсфарм" Adsorbent and a method for preparation thereof
EA012985B1 (en) * 2006-09-20 2010-02-26 Закритэ Акционэрнэ Товарыство "Екологоохоронна Фирма "Креома-Фарм" Method for producing a sorbent based on a methyl-silicic acid hydrogel

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Lin et al. Synthesis of boronic acid-functionalized molecularly imprinted silica nanoparticles for glycoprotein recognition and enrichment
Gao et al. Preparation and recognition performance of creatinine-imprinted material prepared with novel surface-imprinting technique
Lork et al. Role of the functional group in n-octydimethylsilanes in the synthesis of C8 reversed-phase silica packings for high-performance liquid chromatography
EP0207784B1 (en) Packing material for liquid chromatography
Wang et al. Silsesquioxane-based triphenylamine functionalized porous polymer for CO2, I2 capture and nitro-aromatics detection
RU2761627C1 (en) Adsorbent polymethylsiloxane polyhydrate and method for its preparation
Yang et al. Synthesis of modified chitosan-based molecularly imprinted polymers for adsorptive protein separation
Wang et al. Sequential assembly enabled surface precise imprinting on Janus nanosheets for highly specific separation of adenosine 5′-monophosphate
CA1222509A (en) Affinity chromatography matrix with built-in reaction indicator
Trofymchuk et al. Sol-gel synthesis of ordered β-cyclodextrin-containing silicas
US8153749B2 (en) Absorbent and a method of production thereof
Ciogli et al. Preparation of a high-density vinyl silica gel to anchor cysteine via photo-click reaction and its applications in hydrophilic interaction chromatography
WO2008061363A1 (en) Biomolecule compatible silica particles
Kubik et al. Characterization and chemical modification of amylose complexes
RU2111979C1 (en) Methylsilicic acid hydrogels as adsorbents of average molecular metabolites and a method of their producing
RU2293744C1 (en) Adsorbent and a method for preparation thereof
Roik et al. Mesoporous silicas with covalently immobilized β-cyclodextrin moieties: synthesis, structure, and sorption properties
WO2011075095A1 (en) Process for producing a methylsilicic acid hydrogel
RU2714728C1 (en) Method of producing polymethylsilsesquioxane hydrogel
CN111892670B (en) Modified cation exchange resin and preparation method and application thereof
RU2756828C2 (en) Method for producing methylasic acid hydrogel with properties of supramolecular structures and hydrogel obtained by this method
CN111138889A (en) Preparation method of hydrated silicon dioxide with high oil absorption
Muhamad et al. MOLECULARLY IMPRINTED POLYMERS FOR DOMOIC ACID DETECTION IN SELECTED SHELLFISH TISSUE
JPH0429652B2 (en)
Yu et al. Synthesis and Application of Starch 3, 5‐Dinitrobenzoate