Сшитые гели на основе хитозана

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТИЛЬСТВУСоюз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 2707.78 (21) 2650319/23-05 (51) М. КЛ. с присоединением заявки Йо(23)ПриоритетС 08 В 37/08 В 01,У 1/04 Государствениый комитет: С С С Р ио еям изобретений и открытий- -3.;.мс та,1 и .;Огт. ", . тт,аОРдена Ленина институт елементсорганическЫ " " лксоединений АН СССР(54) СШИТЫЕ ГЕЛИ НА ОСНОВЕ ХИТОЗАНА Известны сшитые гели на основе хктозана, которые образуются, например, при деацилировании предварительно сшитого хитина 2 . 15 Целью изобретения является получение новых сшитых гелей на основе хитозана о повышенной стабильностью в широком диапазоне рН, приготовляемых в виде сферических гранул и используеьых в качестве хроматографических сорбентов. Недостатками перечисленных носителей является неправильная форма В соответствии с предлагаемьй частиц. Кроме того, способы их полу- З 0 изобретением укаэанная цель достигаИзобретение относится,к химии высокомолекулярных соединений, конкретно к сшитым гелям на основе хитозана.,5Сшитые гели на основе хитоэана или на основе, его производных находят применение в качестве носителей для различных видов хроматографии (ионообменной, хелатной, биоспеци фической и др.) и для иммобилизации биомоЯекул (1. Известны также гели на основе хитозана, получаемые сшиванием его в растворе диальдегидами с последую" щим восстановлением боргидридом натрия (3, Полученный блок геля подвергают дроблению на небольшие кусочки для получения хроматографичес 25 ких носителей. чения многостадийны, Дробленный материал, имеющий неправильную формугранул, не является оптимальным вкачестве хроматографического сорбента,.так как не позволяет обеспечиватьравномерное сопротивление потокужидкости в колонке с таким сорбентом,а это сказывается на эффективностихроматографического процесса в целом,снижает его разрешающую способность,Кроме того, в сухом виде частицы неправильной формы сильнее электриэуются (иежелательное накапливание статического электричества) и сильнееподвержены абразивному износу во время таких операций, как пересыпание,фасование, эатаривание и т,д., чтоведет к потере продукта.ется новой структурой сшитых гелейна основе хитоэана общей формулеСН,О)1 )(2 Сн 10 ЗН 2 СОМН Аг-Юн НОНСНН СНОН-О-Д НОН-О-Аг -(2(ЕСН,СНОН-АЕ- СНСНОНСН- СНОНСН-Сн О-СНОНСН 2 гд ва С-(1ающий одной- алкилен сост арилен, отве иэ формул- С 6 Н 4-, С,Н( С 6 Н - ,-СН 4 С (СН )-С Н 4 учаемых в одну ст сферических грану1Сферически гранулированные сшгели на основе хитоэана укаэанновыше общей Формулы получают путесшивания хитозана или его соли вводном или водно-органическом раворе с помощью бифункциональногоагента при одновременном дисперг.вании в среде не смешивающейся сраствором полимера жидкости при100 С в течение 0,5-24 ч. огенфор В качестве бифункциональных а тов используют соединения общей мулы Х-АЕ-У- и Х-Аг-У, где Мхи Аг имеют вышеприведенные значения,Х и У предстаВляют собой дииэоцианаты (алиФатические и ароматические), бисэпоксиды (алифатические и ароматические), эпигалоидгидрины, диглицидные эфиры (алифатические и ароматические), бис-малеимиды (алифатические и ароматические), ди-оксисукцини-. мидные эфиры дикарбОновых кислот (алифатических и ароматических) дикар-боновые кислоты (алифатические и ароматические) с водорастворимыми карбодиимидами. с онной среды сла (вазелин растительн анические жи илоксановыеисперсиные маторноенийоргполи костижидкос Реакции поперечной ашивки проводят при значениях рН, обеспечивающих присутствие хитоэана или его соли в растворенном состоянии, причемвозможно применение добавок, изменяющих реологические свойства раствора полимера, например солей илихаотропных агентов. Бифункциональныйсшивающий агент вводят в растворполимера либо непосредственно, либов смешивающемся с водой органическом растворителе, например диметилФормамиде, диоксане, диметилсульфоксиде и др.Температура процесса определяется реакционной способностью конкретного бифункционального агента. Ограничения накладываются температурамикипения используемых жидкостей.Степень сшивки полимера в зависимости от назначения сорбента можетнаходится в широких пределах : отдолей до 100 по отношению к количеству аминогрупп хитозана (в молях.Ниже приводятся примеры конкрет-,ных сферически гранулированных сшитых гелей на основе хитозана.П р и м е р ы 1-20. Готовят раст-вор хитозана в водной кислоте(примеры 1, 7-9, 11-14, 16, 18, 20,таблица) или раствор соли хитоэанав воде (примеры 2,3,5,10,15,17,.19,таблица) или водной кислоте (приме"ры 4-6, табл,1), к которому добавляют бифункциональный агент (примеры 1-3,7-13, таблица), или его раствор в смешивающемся с водой органическом растворителе (примеры 4-6,14-20, таблица) н тщательно перемешивают реакционную массу, Гомогенизированную реакционную смесь приперемешивании вводят в дисперсионную среду и перемешивают дисперсиюв течение 0,5-24 ч при 0-100 дС. Полученные гранулы отфильтровывают,промывают и сушат. Конкретные усло-вия реакции, а также тип сшивающегоагента приведены в таблице.Эффективность применения предлагаемых сферически гранулированныхсшитых гелей на основе хитозана вкачестве хроматографических сорбентов подтверждается на примерах разделения смесей нуклеотидов, очисткибелка и полисахарида.А. Разделение смеси нуклеотидовна колонке со сферически гранулированным сшитым гелем на основе хито-.зана.,На колонку (5 ф 80 мм) с сорбентом(см. таблицу) в НС 1-форме наносят18,0 ОЕ смеси нуклеотидов : гуаноэин-фосфата уридин-фосфата и цитидин-фосфата. Колонку промывают, водой(20 мл), а затем линейным градиентом от 0 до О, 1 н . НС 1 (рН 1), регистрируя выход продуктов с колонкипри 254 нм, Наблюдают выход трехнеперекрывающихся пиков : 1(6,8 ОЕ)11(б,б ОЕ) и 111(4,4 ОЕ), Уф-спектры позволяют идентифицировать вещества пиков : 1 - цитидин-фосфат, 11 гуанозин-фосфат, 111 - урндин-фосфат.Б, Освобождение эдестина от хлорогеновой кислоты.На колонку (10 х 100 мм) с сорбентом (пример 4, таблица), уравновещенным буфером : 0,01 М Ба-фосфат, ОИ мочевина (рН 8,1) наносят раствор препарата эдестина, выделенного иэ конопли и содержащего в качестве трудноотделимой примеси хлорогеновую кислоту, Количество белка, нанесенного на колонку, по данным аминокислотного анализа, составляет 5,0 мг, Колонку промывают исходным буфером (25 мл), а затем градиентом НаС 6 от 0 до 2 М на фоне исходного буфера, регистрируя выход продуктов с колонки при 280 нм, Наблюдают пос ледовательный выход двух неперекрывающихся пиков 1 и и, Выход белка (пик 1), освобожденного от хлорогеновой кислоты (пик и , составляет 4,8 мг. Его Уф-спектр показывает отсутствие примеси.В, Очистка декстрана от примесифенола.На колонку (15 х 480 мм) с сообентом (пример 18, таблица) НСС-форма ( наносят раствор декстрана Т=2000Г РЬагвас 1 а Швеция , загрязненного в ходе экспериментальной работы827492 31 1 11О 1 1 л ъ Оо ф н ф мЬол 1 о ай о о 3 О 5 У Ц М оао Й Д 15 ч о о 38 а о ох хо Оо 3 3 а1 11 1 1 фоф3 о к 1 Ф юо ф о о сл фф о о чв о ЬЬ о о й о Ю М М 1 Ч о о. вс е, Ъ333 О1 Ч 3 Чг Ц 1 о ай о оо ф 33 О о ои о 1 ю 035 цВ аа оа 3333 Вф о вС фЦ 5. ЧО 3снОн ЧН 2,Составитель В.МкртычанТехредМ. Рейвес Корректор С. Щомак Редактор П.Горькова Заказ 5719/36 Тираж 530 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП фцатентф, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Как видно из приведенных прймеров, сшитые гели на основе хитоэана, полученные согласно предлагаемому изобретению, названные авторами ХИТО 1ГЕЛИ , обладают следующими положительными качествами1) они химически устойчивы в широком диапазоне рН (от 0 до 14);2) хорошо набухают в водной среде, что создает благоприятные условия проникновения макромолекул в поры геля(3) сферическая форма гранул обеспечивает равномерные потоки жидкой фазы через колонки с этими сорбентами, а в сухом виде абразивный износ частиц минимален;4) широкий ассортимент сшивающих группировок позволяет выбрать наиболее подходящую химическую структуру матрицы геля для решения конкретных задач по хроматографическому разделению веществ.Формула изобретенияСшитые гели на основе хитоэана общей Формулы- СОКИ-А К-НЦСО-, -СОНЦ-АгВНСО-, -СН 2 СНОй-АЕК-СЦОЦСН 2.-снснонсн-, -сц сцоц 0 АЕ) 0 СНОКСЦ 2 1 (.Н 2(.НОЦ0- Аго-С НОНС Н 2 А 81 - алкилен состава С - СФ 2Аг - арилен, отвечающими однойиэ формулСОН 4СИ (СНз) 1 С 4 Н 4СН 2-С Н 4 ф -Сб Н 4-Сб Н 1( - фС 6 Н 4-С (СН 9)2 -СВЦ 4-фв качестве сферически гранулированныххроматографических сорбентов1 Источники информаЦии,принятые во внимание при экспертизе1. Плиско Е.А. и др. Хитин и егохимические превращения, Успехи хи.мии, 1977, т.46, М 8, с. 1470.2, Патент Японии 9 39322,кл. 13(9) Р 1, опублик. 1971 (СЬеваЬвйг, т.76, 100682 1 п),3. Наьг М. Химическая модификация нерастворимых полимеров для некоторых целей, РоГувег Ргерг., 1975,т.16, М 2, с,70 (прототип).