Способ получения микросферического сульфокатионита

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и 883067по данаи нзобретеннй н открытнй,ФИркутский государственный медиц ский институти Сибирский институт физиологии и биохимии растенийСибирского отделения АН СССР(5 М СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ИИКРОСФЕРИЧЕСКОГО СУЛЬФОКАТИОНИТА Изобретение относится к технологии получения ионообменных смол и может быть использовано в аналитической химии, в частности при хромотографическом разделении аминокислот, углеводов и др.Известен способ получения стандартного сульфополистирольного катионита путем гранульной сополимеризации 92,5 вес,4 стирола и 7,5 Ф смеси мета-и парадивинилбензола ,15.Однако способ не позволяет получать катионит с малыми размерами гра-. нул, что необходимо для увеличения разделительной способности сорбента при использовании его в хромотографии. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ получения сульфополистирольного катионита путем полимераналогичных превращений сополимеров стирола и -или Ж -дивинилбензола (ДВБ), Процесс осуществляют с использованием деионизованной воды в аппаратуре из кварца, фарфора. Для проведения сополимеризации применяют перегнанный стирол, индивидуальные изомеры ДВБ перекристаллизованный инициатор - азодинитрил бис-изомасляной кислоты ДАК). Для того, чтобы кислород воздуха не оказывал влияния на стабильность процесса сополимеризации, реакционную смесь продувают очищенным азотом. В качестве стабилизатора используют сополимер метилметакрилата и метакриловой кислоты, Затем проводят сульфирование гранульного сополимера концентрированной серной кислотой с последующей промывкой водя ным паром. Смолу после получения подвергают двойному фракционированию - по удельному весу и размеру.Полимеризацию осуществляют в две стадии при 70 и 100 оС. Получение сополимеров проводят при скоростях перемешивания до1000 об/мин С 25.Однако известный способ позволяет получить микросферические сульфополистирольные катиониты с диаметром частиц от 10 до 500 мкм, Разброс в гранулометрическом составеравен +503, при этом доля микросферической фракции с диаметром частиц от 2 до 10 мкм составляет неболее 13,Цель изобретения - увеличение доли микросферической фракции катионита с диаметром гранул 2-10 мкм.Поставленная цель достигается тем,что при эмульсионной сополимеризациистирола и ДВБ в качестве стабилизатора эмульсии смесь крахмала и желатины при их весовом соотношении,равном 2:3.Предпочтительно, сополимеризациюосуществляют одностадийно при 80-90 С,Использование в качестве стабилизатора смеси крахмала и желатины,взятых в соотношении 2:3, обеспечивает возможность получения гранул диаметром сферы 2-10 мкм. При другихколичественных соотношениях крахмалаи желатины гранулы получаются болеекрупными. Использование только одного крахмала или только одной желатины приводит к слипанию гранул.Осуществление сополимеризации водну стадию при 80-90 С позволяетсократить время реакции до 2 ч, уменьшить потери мономеров и снизить энергетические и материальныерасходы.способаСущность предлагаемогозаключается в следующем,В титановый реактор помещают деионизированную воду, картофельный крахмал, предварительно очищенный промыванием деионизованной водой и пищевой желатиной. Смесь нагревают до 80-90 С при непрерывном перемешивании. Отдельно приготовленную смесь мономеров;стирола, метадивинилбензола, парадивинилбензола, перекристаллизованную из хлороформа перекись бензоила нагревают до 88- 90 ОС и выливают в реактор с водным раствором стабилизатора (крахмал и же латина) . Полученную смесь перемешивают мешалкой при 1500-2000 об/мин, затем через, 1,5-4 ч перемешивание дисперсионной среды прекращают и реакционную массу выливают в емкость с деиониЗованной водой для отстаивания от пылевиднь 1 х частиц (с диамет 55 ФПри фракционировании полученногокатионита флотационным методом выделя.ют фракции, приведенные в таблице. 3067ром менее 2 мкм). Неосевший сополимер сливают, а осадок на фильтре промывают метанолом и перегнанным ди"хлорэтаном. Набухший в дихлорэтанесополимер сульфируют в смеси сернойкислоты и олеума, При достиженииСОГ 5,1-5,3 мэкв/г реакцию сульфирования прекращают.и сульфомассу выливают в емкость с деионизованной во- О дой. Полученный катионит фракционируют методом, т.е. в восходящем потокедеионизованной воды с применениемфракционирующего сосуда, у которогостенки конусной части имеют наклон к 15 .осевой линии менее 7П р и м е р, В титановый реакторемкостью 2,7 л перемещают 1,5 л деионизованной воды, 2 г картофельногокрахмала и 3 г пищевой желатины,причем крахмал предварительно очищаютдесятикратным промыванием в деионизованной воде. Полученную смесь нагревают до 85 ОС при непрервном перемешивании многолопастной стеклянной 25 мешалкой со скоростью 1900 об/мин.Отдельно готовят смесь мономеров:205 г стирола, 15 г метадивинилбензола, б г парадивинилбензола и 2,5 гперекристаллизованной из хлороформа 3 О перекиси бензоила. Смесь мономерови катализатора нагревают до 85 С иовыливают в реактор с водным раствором стабилизатора (крахмал и желатина), Полученную смесь перемешивают мешалкой при 1900 об/мин. Через2 ч перемешивание дисперсионной среды прекращают и реакционную массу выливают в емкость с 10 л деионизованной воды для отстаивания от пылевидных частиц (с диаметром менее 2 мкм).,Через 30 ц после отстаивания не осевший сополимер сливают, а осадокна фильтре промывают 100 мл метанолаи 200 мл перегнанного дихлорэтана.45Набухший в дихлорэтане сополимер переносят в 1000 мл смеси, состоящий из920 мл серной кислоты и 80 мл олеума.О полноте реакции сульфирования судят по статической обменной емкости(СОЕ) в отобранных пробах, При достижении СОЕ 5,3 мэкв/г. реакцию сульфирования прекращают и сульфомассувыливают в емкость с 20 л деионизованной воды, Полученный катионит фракционируют флотационным методом.,Фракции 0,8 211,0 4 + 0,7 12,2 6+ 1,0 43,1 8+ 1,2 40 32,5 10 + 15 4,9 12 Формула изобретения 50 ВНИИПИ Заказ 10115/32 Тираж 533 Подписноее е е е е и ефилиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектнан, 4 Общий выход сухого сульфополистирольного катионита составляет 123 гили 54,5 г от теоретического,Таким образомпредлагаемый способпо сравнениюс известными позволяет З 0получить микросферический сульфополистирольный катионит, в которомдоля микросферической фракции с диаметром гранул 2-10 мкм составляет 953.Полученный микросферический сульфо полистирольный катионит можно использовать для хроматографии аминокислот,углеводов, нуклеиновых кислот, пептидов, фрагментов белков и т.п., в традиционных областях техники. , 40В частности, микросферический сульфокатионит .был использован для разделения аминокислот сыворотки крови водноколоночной схеме разделения,помощью катионита удалось разделить19 аминокислот,1. Способ получения микросферического сульфокатионита путем радикальной эмульсионной сополимеризации стирола и дивинилбензола в присутствии инициатора и стабилизатора эмульбсии при нагревании с последующим сульфированием сополимера и фракционированием катионита, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью увеличения доли микросферической фракции катионита с диаметром гранул 2-10 мкм, в качестве стабилизатора эмульсии используют смесь 2 вес.ч, крахмала и 3 вес,ч. желатина.2, Способ по п.1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что сополимеризацию осуществляют в одну стадию при 80-90 С. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Зуев С,Н. и др. Влияние добавокспиртов при хроматографии аминокислот на сульфополистирольных катионитах.-Журнаг аналитической химии, 1970,ХХЧ, с. 2039-2043.2. Егоров Е.В. и др. Ионообменныесмолы аналитического назначения.Журнал ВХО им. Менделеева, 1968,т. 13, с. 558-565 (прототип) .