Способ получения макросетчатыхполимеров стирола

Соеоз СоаетекихСоциалистическихтзеспублик ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИ БТИЛЬСТВУ 118 О 4647(51)Ы. Кл. С 08 Г 212/14 С 08 3 5/20 Государственный комитет СССР ио делвм изобретений и открытий.123(088,8) Дата опубликования опиСания 15. 02. 81 М.П. Цврроа И.А. Дааавнаа, И.А.ЯМОКОннВ НО:;,кки М. В. Буданов",; ПА.",тр 1 Я,д ев ава Иб. )т 1,Ордена Ленина институт элементоорганичсоединений АН СССР(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МАКРОСЕТЧАТЫХ ПОЛИМЕРОВСТИРОЛА Изобретение относится к синтезу сшитых .полимеров, а точнее к синтезу трехмерных полимеров стирола, обладающих развитой пористой структурой.Пористые полимеры стирола могут быть использованы в качестве сорбентов для хроматографических процессов и в качестве носителя для иммобилизации ферментов.Известен способ получения макро- пористых полимеров стирола, заключающийся в проведении реакции сополимеризации стирола с 20-40 дивинилбенэола в углеводородах, спиртах или толуоле. В зависимости от условий реакции сополимериэации объем макропористых сополимеров стирала меняется в пределах 0,1-1,5 см/г, а диаметр пор может достигать 10000 А 11.Известен также способ получения пористых полистирольных структур, заключакщийся в проведении сополимеризации стирола с дивинилбензолом внутри пористой матрицы 2 .Недостаток макропористых сополимеров стирола независимо от способа их получения состоит в том, что структура этих сополимеров представляет собой сильно сшитые образования,разделенные друг от друга порамии каналами. При этом лишь незначительная часть внутренней поверхностидоступна для белковых молекули низкомолекулярных полимеров.Известен способ получения макросетчатых полимеров стирола сшиванием цепей полистирола в растворе бифункциональными соединениями по реакции фриделя-Крафтса 3.Однако их структура принципиальноотличается от структуры макропористых сополимеров стирола. Эти разли чия объясняются равномерным распределением поперечных мостиков повсему объему полимера, и, следовательно, отсутствием плотно сшитыхобразований, Поверхность макросет чатых полимеров достигает 1000 м /г,суммарный объем пор 0,6-0,8 сми/г.При этом весь объем полимера доступен для ниэкомолекулярных веществ.Однако размер пор макросетчатыхполимеров стирола не превышает300 В, причем доля крупных пор оченьмала, что часто яаляется недостаточным для использования подобныхструктур в качестве носителей лля 30 иммобилизации Ферментов, окруженньвв водных растворах гидратнсй оболочкой, а также в качестве сорбентов для хроматографии высокомолекулярных соединений. Сравнительно узкие пары препятствуют "удобному" расположению иммобилизованного Фермента на внутренней поверхности носителя, что может затруднять транспорт субстрата и продуктов реакции вблизи активного центра связанного фермента.Цель изобретения - получение носителей для иммобилизации фермен тов, создающихвозможность повышения активности иммобилиэованных ферментов.Цель достигается тем, что реакцию сшивания проводят в присутствии не органических солей, выбранных из группы, содержащей йаС 1, КС 1, СаСО,со степенью дисперсности частиц 1000 1 мкм при объемном соотношении неорганическая соль:полистирол, равном - 20 0,25:1-1:1. Эти соли удаляются иэ образовавшегося в процессе реакции трехмерного полимера промывкой водой или разбавленными кислотами. При этом тот объем, который занимал в исходной смеси реагентов инертный. наполнитель, превращается в конечном полимере в пустоты. Размер этих пустот можно легко регулировать,используя наполнитель различной степени дисперсности: от 1000 А до 1,и, а суммарный объем пор - количеством наполнителяП р и м е р 1. 10,4 г (0,1 моль) полистирола и 0,875 г (0,005 моль) и-ксилилендихлорида растворяют в 35 80 мл сухого дихлорэтана.К раствору при перемешивании добавляют 80 мл йаС 1 с размером частиц 1,Ь При температуре - 15 С к полученной взвесигОдобавляют 2,6 г (0,01 моль) 5 С 4. Щ Сме 0 сь нагревают в течение 10 ч при 80 С, предохраняя от влаги воздуха. Образовавшийся гель дробят, промывают ацетоном, смесями ацетона с 0,5 н НС 1, 0,5 н НС 1, водой до отсутствия ионов хлора в промывных водах и высушивают, Суммарный объем пор полимеров 0,3 см/г.П р и м е р 2. К раствору 10,4 г(0,002 моль) 5 пС , Смесь нагревают6 ч при 60 С. Образующийся гель обо 4рабатывают аналогично примеру 1. Суммарный объем пор полимера 0,41 смэ/г,диаметр пор до 800 А,П р и м е р 3. Краствору 20,4 г 0(0,03 моль) хлорангидрида терефталевой кислоты в 50 мл нитробензола добавляют 30 мп КС с размером частиц10000 А. Смесь тщательно перемеши вают и добавляют 8,01 г (0,06 моль) АС в 10 мл нитробенэола.Смесь нагревают при 60 С 8 ч, Образовавошийся гель обрабатывают, как в примере 1, Суммарный объем пор полимера 0,5 см 5/г.П р и м е р 4. К раствору 10,4 ,(0,61 моль) полистирола и 2,79 г (0,01 моль) хлорангидрида дифенилдикарбоновой кислоты в 50 мл нитробензола добавляют 40 мл измельченного СаСО с размером частиц около 1 р. Смесь тщательно перемешивают и добавляют 2,67 г (0,02 моль) АС 3 в 30 мл нитробенэола. Смесь нагревают при 60 С в течение 8 ч. Образовавшийся гель дробят, промывают ацетоном, смесями ацетона с 0,5 н СНЗСООН, смесями ацетона с 0,5 н НС 1, 0,5 н НС 1, 0,5 н СНз СООН, водой до отсутствия ионов хлора и высушивают. Суммарный объем пор полимера 0,3 см 9/г.П р и м е р 5. К,раствору 20,4 г (0,1 моль) полистирола и 4,02 г (0,05 моль) монохлордиметилового эфира в 80 мл дихлорэтана добавляют 80 мл КаС 1 с размером частиц 1000 А. Смесь тщательно перемешивают,охлаждают до -15 и добавляют 13 г (0,05 моль) 5 пС 4 . Смесь нагревают в течение 10 ч при 80 С. Образовавшийся гель обрабатывают как в примере 1. Суммарный объем пор полимера 1,5 см/г, диаметр пор до 1000 А.Приме р 6. Попримеру 5, с использованием 20 мл аС 1. Суммарный объем пор полимера составляет 0,7 см/г, диаметр пор - до 1000 А,Пример 7. По примеру 5, в 250 мл дихлорэтана, Суммарный объем пор полимера составляет 2,0 см /г.П риме р 8По примеру 5, с использованием йаС 1 с размером частиц от 1000 А до 1,а Суммарный объем пор полимера составляет 1,6 см 5/г, диаметр пор - до 1,йТаким образом, предлагаемый способ позволяет увеличить суммарный объем пор макросетчатых полимеров стирола до 1,5-2 см -/г, а размер пор до 1,0, что обеспечивает высокую эффективность использования этих полимеров, например в афинной хро;матографии. Наличие очень крупных Жор обуславливает хорошую проницаемость таких полимеров для высокомолекулярных Ферментов, а отсутствие сильносшитых областей в самых макро- сетчатых полимерах делает проницаемым для низкомолекулярного субстрата весь объем полимера. В таблице приведены данные по исследованию свойств пенициллинамидогидролазы Кф 3.5.1,11 из Е со 1, иммобилиэованной как на известном полимере так и на полимерах, полученных предлагаемым спс собом,804647 30 формула изобретения звестый поимер 950 050 х в таблиование полино предлает в 2 раза вйость пре- пенициллинИз дце, следмеров,гаемомуувеличипаратов иведеннь использ х соглас позволя щую акти эованной ных, п ет, чт лученн пособукак о ммобил оставитель Г. Русскихехред М. Рейвес Коре едак Петрушко Г. Решетник Заказ 10813/ 541рствезобре-35,Тир ВНИИПИ Госуд по делам 35, Москва, Подписное омитета СССР открытий я наб., д. 4/ногоенийаушск 23 Мнчиал ППП "Патентфф, г. Ужгород, ул. Проектная,4 Активность препаратов иммобилизованного фермента определяют по скорости гидролиза 1.-М-фенацетилфенилглицина и выражают в мкмолях свободного 1.-фенилглицина, образующегося под действием 1 мг связанного белка в течение 1 ч. В качестве субстрата используют рацемический Н-фенацетилглицин. Фермент анантиоселективно гидролиэуют при этом только 1.-изомер, Приведенные в таблице полимеры получают сшиванием растворенного полистирола монохлордиметиловым эфиром (степень сшивки всех полимеров 66), В качестве инертных добавок используют различное количество МаС 1. амидогидролазы, так и процент сохранения ее активности при иммобилизации. Повышение удельной активностифермента с увеличением пористостиносителя позволит использовать но"сители предлагаемого типа для иммобилизации Ферментов, особенно в случаепроведение ферментативных реакцийв водно-органических средах. Способ получения макросетчатыхполимеров стирола путем сшиванияполистирола в среде органического15 растворителя бифункциональными соединениями по реакции фриделя-Крафтса,о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью получения носителей дляиммобилизации ферментов, создающих2 О возможность повышения активностииммобилиэованных Ферментов, сшиваниеполистирола осуществляют в присутствии неорганических солей, выбран"ных иэ группы, содержащей КаС,КС 1,СаС 03, со ступенью дисперсностичастиц 1000 А - 1 мкм при объемномсоотношении неорганическая соль:полистирол, равном 0,25:1-1:1,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент ВеликобританииР 849122, кл. 2(6) Р, опублик.21.09.60.2, Авторское свидетельство СССРУ 208942, кл.С 08 3 5/20,12.10,66.3. Авторское свидетельство СССРР 299165, кл, С 08 Е 7/04,12.09.69