PL137653B1 - Method of obtaining new acrylic copolymers - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarza¬ nia nowych kopolimerów akrylowych na bazie N^krylilopon^tyflenoimin lub N-akryfliiladwuaillki- loamldów,, N,N'-iakrylilodwuia!minoalka/nów i ,N- -akryliiloafmiinoikwasów (lub estrów).Wytwarzane sposobem wedlug wynalazku kopo¬ limery mozna stosowac w wielu róznych rozpusz¬ czalnikach,, np. w wodzie, chlorku metylenu, chlo¬ roformie, metanolu, etanolu, dwumetyloformami- dzie, pirydynie.Technika chromatografii jonowymiennej polega na stosowaniu nierozpuszczalnego -nosnika (matry¬ cy), na której umiejscowione sa grupy jonizujace, zwiazane z jonami przeciwnego znaku (przeciwjo- nami).Pirzeciwjony moga byc wymieniane na inne jo¬ ny o tym samym znaku, zawarte w fazie rucho¬ mej kontaktujacej z matryca. W zaleznosci od te¬ go, czy grupy jonizujace maja charakter kwaso¬ wy lub zasadowy, mówi sie o zywicy jonowymien¬ nej kationitowej lub amonitowej.Powyzsza technika mozna stosowac do rozdzie¬ lania róznych skladników mieszaniny w postaci roztworu; czasteczki niezjonizowane sa wypluki¬ wane szybko, natomiast czasteczki zjonizowane sa zatrzymywane, z rózna sila, wskutek wymiany z jonem zwiazanym ze zjonizowana grupa matry¬ cy.Wynalazek dotyczy nowych kopolimerów znaj¬ dujacych zastosowanie, zwlaszcza jako zywice ka- tionitowe.Obecnie istnieje pewna liczba zywic akrylowych lub metakrylowych z kwasowymi grupami karbo- * ksylowymi, które znajduja zastosowanie jako nos¬ niki w chromatografii jonowymiennej (kationity).Otrzymuje sie je zwykle z polimerów bez grup funkcyjnych, otrzymywanych w drodze wolnorod- nikowej kopolimeryzacji pochodnych kwasu akry- *0 lowego lub metakrylowego z czynnikiem sieciu¬ jacym, którym moze byc metylenodwuakrylamid (N^N^dwuakryloilodwuamiinometan, MBA) lub dwiuwinylobenzen.W wiekszosci przypadków funkcje kwasowe 1S wprowadza sie nastepnie do matrycy w drodze modyfikacji chemicznych, po polimeryzacji. Reak¬ cje te sa trudne do kontrolowania i moga prowa¬ dzic do braku jednorodnosci na poziomie grup funkcyjnych (hydroliza monomeru lub czynnika 20 sieciujacego).Kopolimer akrylamidu i metylenodwuakrylami- du (znany pod nazwa handlowa BIOGEL P, pro¬ dukcji BIORAD Laboratories) poddany czesciowej hydrolizie wodorotlenkiem sodu daje nosnik sta- 25 nowiacy czesciowo zhydrolizowana postac BIOGE- LU P znany pod nazwa handlowa BIOGEL 70 (In- man i Dintzis, Biochemistry, 196®, 8, 4J0J74).Struktura chemiczna tych zywic jest taka, ze grupa karboksylowa jest zwiazana z lancuchem 80 polimeru (wzór 1). W wyniku tego przeszkody ste- 137 6533 ryczne utrudniaja dostep czastek o duzej objetosci do punktów kwasowych.Te same wady maja równiez inne zywice, takie jak kopolimer na bazie N[tó/hydroksymetylo/-me- tyIo]-akrylamidu znany pod nazwa handlowa TRI- SACRYL produkcji PHARMlNDUSTRIE (francu¬ skie opisy patentowe nr 213718)803 i nr 2'482)lli2i), które otrzymuje sie przez kopolimeryzacje z mono¬ merem z grupami funkcyjnymi.Ponadto, pewne zele poliakrylamidowe jak BIO- GEL lub DUOLITE (zel poliakryloamidu) sa che¬ micznie nietrwale w srodowisku zasadowym, z powodu hydrolizy grup amidowych do grupy kar¬ boksylowej, co ogranicza zakres ich stosowalnosci (Iniman i Dinltzis, w cytowanym odnosniku).Nalezy odnotowac równiez ograniczenia spowo¬ dowane brakiem stabilnosci mechanicznej polia- krylaimidów z ipierwszorzedowa funkcja amidowa (Scouten, Affinity Ghromatography: Bioselective Absorption on Inert Matrices, Wiley, 1901).Sheippard i inni (J.C.S.Perkin Trans I, 1981,. stro¬ na 52© i 538) opisuja zywice otrzymana przez ko¬ polimeryzacje N-akrylilodwuimetyloamidu, N,N'- -dwuaikryli!lodwuamino-I,2-eitanu i estru metylowe¬ go N-akrylilosarkozyny. Nosnik ten jednakze ni¬ gdy nie byl hydrolizowany na kopolimer N-akry¬ lilodwumetyloamidu, N,N'-dwuakrylilodwuamino- -1,2-etanu i N-akrylilosarkozyny, do stosowania jako kationit. Transformacja i badanie kwasnej zywicy otrzymanej w powyzszy sposób w chroma¬ tografii jonowymiennej wykazuja znaczne zmiany objetosci w funkcji sily jonowej czynnika eluuja- cego. Pracujac z roiztworami chlorku sodu o ste¬ zeniu wzrastajacym stopniowo od O do 0,5 M mo¬ zna zauwazyc zmniejszenie objetosci o ponad 50D/o dla hydrolizowanego nosnika Sheipparda; wprowa¬ dza to znaczna objetosc martwa i znaczna niepew¬ nosc gradientu eiucji oraz trudnosci w stosowaniu tego typu nosnika w chromatografii jonowymien¬ nej.Przedmiotem wynalazku jest pozbawiony powyz¬ szych wad znanych kopolimerów sposób wytwa¬ rzania- nowego kopolimeru statycznie sieciowane- go, wielofunkcyjnego, otrzymywanego przez kopo¬ limeryzacje trzech monomerów, a mianowicie: I. Monomeru nazywanego dalej ogniwem pod¬ stawowym lancucha stanowiacego N-akrylilopoli- metylenoimine o wzorze 2, w którym Rj ozna¬ cza atom wodoru lub grupe —C(H3, a Z oznacza grupe —/CHg/ni—, gdzie ni oznacza liczbe 4, 5 lub 6 lufo Z oznacza grupe /—!/CH^2—X^aH2'/2—, gdzie X oznacza atom tlenu lufo grupe =N—CH3 lub N- -akrylilodwualkiloamid o wzorze 3, w którym Rj ma wyzej podane znaczenie, a R2 oznacza grupe -^GH3 lub —CdH.5.II. Monomeru nazywanego dalej czynnikiem sie¬ ciujacym stanowiacego NyN'^dwuakrylilodwuami- noalkan o wzorze 4, w którym n^ oznacza liczbe 1 lulb 2.III. Monomeru nazywanego dalej czynnikiem funkcjonalizujacym stanowiacego N-akryliloamino- kwas lufo ester o wzorze 5, w któryim Rj oznacza atom wodoru lufo grupe -hOH3, R3 oznacza atom wodoru lufo grupe -^OH3, a n3 oznacza liczbe 1, 2, 3 lub 5 lulb asymetryczny N-akryliloaminokwas 653 4 (lub ester) szeregu konfiguracji L o wzorze 6, w którym Rj oznacza atom wodoru lub grupe —CH3, R3 ma wyzej podane znaczenie, a R4 oznacza gru¬ pe —CH3, ^CH=/OH3/2, ^QH2^OH=^CH^2, gru- 5 pe o wzorze 7, grupe o wzorze 8, grupe —CH2— ^CH2^S-^OH3 luib grupe —/ICH2/4—NH2 albo tez stanowiacego N-akrylilo/Mproline lub jej ester me¬ tylowy, o wzorze 9, w którym Rj oznacza atom wodoru lub grupe —CH3, a R3 ma wyzej podane 10 znaczenie.Stosowanie jako monomeru N-akrylilopolimety- lerioiminy o wzorze 2 lub N-akrylilodwualkiloami- du o wzorze 3 z funkcja dwuipodstawionej aminy umozliwia calkowite wyeliminowanie wiazan wo- 15 dorowych. Wytworzone zywice maja wysoki wspól¬ czynnik pecznienia w szerokim zakresie organicz¬ nych rozpuszczalników (protonowych i bezproto- nowych) i w wodnych roztworach o róznej war¬ tosci pH.*• LFunkcjonalizacja czyli wprowadzenie grup funk¬ cyjnych do ogniw podstawowych lancucha doko¬ nana przy uzyciu N-akryliloaminokwasów (lufo estrów) o wzorze 5„ 6 lub 9 umozliwia modyfika¬ cje natury i dlugosci odgalezienia oddzielajacego 25 grupe kwasowa lub estrowa od polimerycznego szkieletu.Pewne monomery stanowiace podstawowe ogni¬ wa lancucha sa znane. Monomery te i sposoby ich wytwarzania sa opisane w róznych publikacjach, 30 i tak zwiazki o wzorze 2, w którym Rj oznacza atom wodoru, a Z oznacza grupe —/OHg/4—, -^C\H.z/s— lufo —(/ICH2/2—O—/GH2/2— opisuje Par- rod i inni, J. Polymer, Sci., 1958, 29, 11; zwiazki o wzorze 3, w którym Rj oznacza atom wodoru, a 15 R2 oznacza grupe —CH3 opisuje Ratchford i inni, J. Amer. Ghem. Soc, 619, 1911, a zwiazki o wzorze 3, w którym Ri oznacza atom wodoru, a R2 ozna¬ cza grupe —C2H5 sa przedstawione w opisie pa¬ tentowym St. Zjedn. Ameryki nr 2 683 741; zwiaz- 40 ki o wzorze 4, w którym n2 oznacza liczbe 2 sa produktem handlowym, a zwiazki o wzorze 4, w którym n2 oznacza liczbe 2 opisuje Sheppard i inni, J. Chem. Soc. Perkin I, 1981, 529.Pewne czynniki funkcj analizujace o wzorze 5, 4* 6 lub 9 sa opisane w literaturze i tak zwiazki o wzorze 5, w którym Rj i R3 oznaczaja atom wodo¬ ru, a n3 oznacza liczbe 1, 2, 3 lub 5 opisuje Brown i inni, CJl. Acad. Sci., 19718, 287c, 125, a zwiazki o wzorze 5, w którym Ri oznacza grupe CH3, R3 W oznacza atom wodoru,/ a n3 oznacza liczfoe 1, 2, 3 lufo 5 opisuja Batz i Koldehoff, Makromol. Chem., 1976, 177, 6813; Winston i Kirchner, Macromolecu- les, 19718, 11, 89 i Loupek i inni, Bioch. Biophys.Act. 1977, 481, 2189, a zwiazki o wzorze 6, w któ¬ ra rym Ej oznacza altom wodoru, R3 oznacza grupe CH& a R4 oznacza grupe —CH3, —CH/CH3/2, —CH2CfH/CH$/2, -^CH2 wzorze 7 opisuje Sakota, Koine Nippon Zagakin Zasili 19)67, 88 (10), 1007. 90 Kopoiimeryzacja dwóch kategorii monomerów, I i III, stosowanych jako podstawowe ogniwo lan¬ cucha i czynnik funkcjonalizujacy, z czynnikiem sieciujacym typu II, umozliwia uzyskiwanie zywic majacych wlasciwosci fizyczne umozliwiajace sto- •5 sowanie ich w chromatografii jonowymiennej,5 137 653 6 przy odpowiedniej wydajnosci elucji. Zmiany ob¬ jetosci w funkcji sily jonowej wodnego czynnika eluujacego nigdy nie przewyzszaja 15*/o.Poniewaz warunki polimeryzacji mozna znako¬ micie konltrolowac, a wydajnosc procesu jest wy¬ soka, mozna w szerokim zakresie zmieniac stopien zawartosci grup funkcyjnych. Wystarczy w tym celu zmienic wzgledny stosunek N-akryliloamino- kwasu (lub estru) (III) do dwu pozostalych mo¬ nomerów.Kopolimery wytwarzane sposobem wedlug wy¬ nalazku sa kopolimerami statystycznymi siecio- wanymi trójwymiarowo, zawierajacymi w posta¬ ci skojpolimeryzowanej: a) 30 do 90*/» wagowych monomeru N-akrylilo- polimetylenoiminy o wzorze 2 lub N-akrylilodwu- alkiloamidu o wzorze 3; ib) 2 do 50% wagowych monomeru N^N'-dwu- akrylilodwuaminoailkanu o wzorze 4; c) 2 do 6^*/o wagowych monomeru akryliloami- nokwasu lub estru. racemicznego, o wzorze 5 lub optycznie czynnego, o wzorze 6 lub 9.Kopolimery wytwarzane sposobem wedlug wy¬ nalazku zawieraja korzystnie 70 do 90*/o monome¬ ru I (stanowiacego podstawowy lancuch) o wzo¬ rze 2 i 3; 3 do lOtyo monomeru II (czynnika sie¬ ciujacego) o wzorze 4 i 10 do 20V« monomeru III (czynnika funkcjonalizujacego) o wzorze 5, 6 i 9.Sposobem wedlug wynalazku mozna wytwarzac kopolimery zawierajace 0,2 do 10 milirównowaz- ników grupy karboksylowej na gram suchego materialu (bezposrednio lub po zmydleniu). Za¬ uwazono, ze w trakcie polimeryzacji grupa estro¬ wa nie ulega hydrolizie.Kopolimery w formie kwasowej sa chemicznie trwale w srodowisku kwasowym i zasadowym.Dzialanie w ciagu kilkif dni 0,5 i 1 M roztwora¬ mi kwasu solnego i wodorotlenku sodu, w tempe¬ raturze pokojowej, nie spowodowalo hydrolizy, na¬ wet czesciowej.-Powyzsze zwiazane jest z obecnoscia w mono¬ merze stanowiacym ogniwa lancucha drugorzedo- wej grupy amidowej o stosunkowo duzej objeto¬ sci, znacznie stabilniejszej niz zwykle stosowane amidy pierwszorzedowe. Umozliwia tó stosowanie kopolimerów wytwarzanych sposobem wedlug wy¬ nalazku w bardzo szerokim zakresie pH (1 do 14).Wytwarzane zywice maja wartosc pK od 4,5 do 5,0. iKopolimery sa trwale termicznie; ogrzewanie w 90°C w ciagu 12 godzin, pod cisnieniem obnizo¬ nym do 13,3 Pa nie powoduje zadnej ich mody¬ fikacji. Maja równiez znakomita trwalosc mecha¬ niczna. Vo mieszaniu mechanicznym w ciagu kil¬ ku dni nie stwierdza sie powstawania pylu (brak metnosci plynu pokrywajacego).Sieciowane kopolimery mozna wytwarzac we¬ dlug wynalazku przez wolnorodniJkowa polimery¬ zacje monomerów I, II iIII. v Kopolimeryzacje mozna przeprowadzic blokowo, w mieszaninie alkohol etylowy-woda lub dwume- tydoformamid-woda, w srodowisku buforowanym (pH 6,0) lub w zawiesinie, w ukladach woda-pa- rafina lufo polialkohol winylowy-woda. Reakcje zapoczatkowuje sie za pomoca inicjatorów zwykle stosowanych w polimeryzacji wolnorodnikowej, takich jak N,N,N',N^zterometyloetylenodwuamina (TMEDA) + nadsiarczan metalu alkalicznego, nad¬ siarczan amonu lub azoizobutylonitryl.• Czynnik sieciujacy stosuje sie w ilosci 3 do 10°/e wagowych, a ilosc czynnika funkcjonalizujacego oblicza sie tak, by uzyskac 0,2 do 5 milirównowaz- ników grupy kwasu karboksylowego na gram su¬ chej zywicy (bezposrednio lub po zmydleniu); u- zupelnienie do 100*/t wagowych stanowi monomer majacy tworzyc lancuch.W przypadku polimeryzacji blokowej, roztwór wodny zawierajacy rózne monomery i inicjator poddaje sie polimeryzacji w jednorodnej fazie w temp. Of-^50°C Powstajacy przezroczysty zel szyb¬ ko kruszy sie, plucze i przesiewa; postepowanie takie daje wydajnosc ilosciowa, zwlaszcza w przy¬ padku kopolimerów jednorodnych.Polimeryzacja w zawiesinie daje bezposrednio zywice w postaci kulistych czastek, które staran¬ nie plucze sie i suszy. Ich wymiary równiez sa bardzo jednorodne; srednica wynosi od 0,1 do 0,26 mm (oznaczenie mikroskopowe).W tym przypadku, do jednorodnego roztworu zawierajacego rózne monomery dodaje sie czynni¬ ka inicjujacego polimeryzacje i czynnika emulgu¬ jacego, calosc wylewa sie do cieklej fazy orga¬ nicznej nie mieszajacej sie z woda, przy miesza¬ niu. Szybkosc mieszania reguluje sie w taki spo¬ sób, by uzyskac emulsje o zadanej wielkosci kro¬ pelek. Polimeryzacje inicjuje sie dodaniem "fcMBA lub przez lekkie podgrzanie.Mieszanine nastepnie miesza sie az do konca; otrzymane perelki zywicy przemywa sie rozpusz¬ czalnikiem weglowodorowym, a nastepnie woda, etanolem i eterem dwuetylowym. W koncu zywi¬ ce suszy sie w temperaturze pokojowej, poo\ zmniejszonym cisnieniem.Jako ciekla faze organiczna mozna stosowac np. oleje roslinne (sojowy, arachidowy, slonecznikowy it,p.) lub mineralne (parafinowy, silikonowy).Jako czynnik emulgujacy mozna stosowac pro¬ dukty powszechnie znane pod nazwami handlo¬ wymi „SPAN", „ARACEL" lub „TWEEN", w steT. zeniu 0,1 do 4°/« objetosciowych.Wynalazek jest ilustrowany ponizszymi przykla¬ dami, w których przedstawiono rózne sposoby po¬ limeryzacji i rózne zywice wedlug wynalazku.(A) Kopolimeryzacja blokowa Przyklad I. Kopolimeryzacja akrylilopiroli- dyny (AP), etyleno^dwuafcrylamidu ^N/lT-dwuakry- lilo-lljzi-etanu ZEBAi/1 i estru metylowego N-afcry- liloglicyny (A Gly OCHj) W 34,2 ml bezwodnego etanolu rozpuszcza sie 0,12 mola (H5 g) AP, 7,9-10-* mola {1,91 g) EBA i 1,631 -10"f mola (2,33 g) estru metylowego N-akry- liloglicyny. Bezbarwny roztwór odgazowuje sie w ciagu 2 minut. Po dodaniu 18 ml wody roztwór metnieje. Odgazowanie kontynuuje sie w ciagu dalszych 2 minut, po czym dodaje 21,6 ml buforu fosforanowego (pH 6,0). Odgazowywanie kontynu¬ uje sie do i ponownego uzyskania klarownego roz¬ tworu. Dodaje sie 3,16 g nadsiarczanu amonu i po¬ zostawia do rozpuszczenia, przy odgazowywaniu. u fco u u * 40 50 55 60mwte * Z kolei dodaje sie 0,33 ml TMEDA (rJ,N3',N'- -czterometylodwuamino-1,2-etan). Temperatura szybko podnosi sie, a roztwór 'przechodzi w prze¬ zroczysty zel. Po uplywie 0,5 godziny krUszy sie go w kruszarce ^PHOilN&AS i zdekahtóWuje w wo- 5 dzie, po oddzieleniu zawieszonych drobnych cza¬ stek. Operacje te powtarza sie po raz drugi. Po odsaczeniu zywice przemywa sie kolejno woda, mieszanina woda-aceton 5Ó1—90, acetonem i na koncu eterem. Otrzymany bialej barwy proszek *° suszy sie w ciagu 12 godzin w 80°C, pod cisnie¬ niem obnizonym do 26,6 Pa. Wydajnosc 74,4%.W celu przeksztalcenia powyzszej zywicy estro¬ we] w zywice kwasowa, 13,06 g wyzej otrzyma¬ nego materialu dodaje sie do 300 ml IN roztwo- 15 ru wodorotlenku sodu i miesza w ciagu 2 godzin w 25°C. Po odsaczeniu zywice przemywa si$ ko¬ lejno woda, kwasem solnym (10%), woda do od¬ czynu obojetnego, lM roztworem wodorotlenku so¬ du ('500 ml), woda do odczynu obojetnego, kwasem i0 solnym (10°/o) i na koncu woda do Odczynu obojet¬ nego. Material suszy sie jak poprzednio, w 80aC pod cisnieniem obnizonym do 216fi Pa. Po odsta¬ niu, w celii oddzielenia czastek o srednicy powyzej 0,25 mni, otrzymuje sie B,8 g bialej barwy prósz- &5 ku. Wartosc pKa postaci OH wynosi 4,4.Przyklad 11 Kopolimeryzacja AP, EBA i estru .metylowego N-akrylilo^-alaniny «A fi Ala ÓCH.3) Stosuje sie identyczne warunki polimeryzacji: *• z 15 g (0bil2 mola) AP, 1,31 g (7,8-10-* mola) EBA i 2,55 g (1,6311-10-2 mola) estru metylowego N^akry- lilo-j8-alaniny w 34,2 ml etahoflu i przy tej samej ilosci wody (18 nil), buforu fosforanowego GpH 6,0) (Zi,6 ml), nadsiarczanu amonu ($,1*6 g) i TMEDA 35 (0,53 md) wyodrebnia sie, po zmydleniu w warun¬ kach identycznych z opisanymi w poprzednim przykladzie i po przesianiu, '9,43 g suchej, bialej barwy zywicy. Wartosc pita postaci OH wynosi 4,S. 40 Przyklad lit. Kopolimeryzacja AP, ESA i estru metylowego kwasu N^akrylilb-e-aminokapro- nowego Polimeryzacje przeprowadza sie w takich wa¬ runkach, jak w poprzednich przykladach, stosu- 45 jac poszczególne monomery w nastepujacej ilosci: Ó42 mola (15 g) il-akrylilópirolidyny, 0,0(073 mola (1,31 g) EfeA i 16,31 «il0-* mola (3 g) estru metylo¬ wego kwasu N-akry^o-e-aminoka^ronowego. Po oddzieleniu pylu otrzymuje sie 13 g (Otftyo) suchej,, 50 bialej "barwy zywicy. itydrbliza w waruriikaoh jak poprzednio, przepro¬ wadzona i$o przesianiu, aaje 10,B g suchej, bialej barwy zywicy kwasowej. WartoSc pKa fotfmy 'OH. wynosi1,1. "M Przyklad tV. Kojpdlinteryzacja AlP, EBA i estru metylowego kwasu N-ate^ilb-^-amihbmaslo- Wego (A y Burt OCH^) IZ 15 g (0,14 mola) AP, 1,31 g (7,8-10** mola) EfeA i 2,76 g (O,Oll03tt mola) estru metylowego kwa- ™ su rt-akrylilo-y-ammomaslowego izoluje sie 12 g suchej zywicy estrowej. Po hydrolizie w 300 ml liM roztworu wodorotlenku sodu i przesianiu otrzymuje sie 10$ g suchej zywicy kwasowej. War¬ tosc pKa. postaci OH wynosi 5,0. •* Przyklad V. Kopolimeryzacja AP, LBA i estru metylowego N-akrylilo-L-leucyny (Ai(L)Leu OCH3) Monomery stosuje sie w nastepujacych ilosciach: 15 g N-akrylilopirolidyny, 1,31 g EBA, 3,^4 g estru metylowego N-akrylilo-L-leucyny.Sucha zywice estrowa (10,05 g) hydrolizuje sie za pomoca 300 ml IM wodorotlenku sodu. Po ob¬ róbce jak w poprzednich przykladach i przesianiu otrzymuje sie 8,49 g zywicy kwasowej. Wartosc pita postaci OH wynosi 4,6.Przyklad Vi. Ropolimeryzacja AP, LBA i estru metylowego N-akrylilo^Wailiny (A OOH3 Stosuje sie H5 g N-akryliilopirolidyny, 1,31 g EBA i 3 g estru metylowego N-akrylilo-L-Waliny. Poli¬ meryzacja i konwencjonalny przerób daja 9,96 g suchej zywicy estrowej. Hydroliza przeprowadzona za pomoca 300 ml lM wodorotlenku sodu, w wa¬ runkach jak w poprzednich przykladach, daje 7,84 g suchej bialej barwy zywicy kwasowej. Wartosc pKa postaci ÓH wynosi 5,0.Przyklad VII. kopolimeryzacja A£, EBA i estru metylowego N-aikrylilo=-LHproliny OCH3) IZ 15 g (0,12 mola) r^akrylilopirólidyny, 1,31 g (0,00(78 mola) LBA i 2,98 g estru metylowego N- -akrylilO-L^proliny |{li&,3il •!<)-* mola) otrzymuje sie 15,^3 g (77,Wo) suchej zywicy, fiyróliza w 300 ml IM roztworu wodorotlenku sodu daje, po prze¬ sianiu, 11 g suchej zywicy kwasowej. Wartosc pKa postaci kwasowej wynosi 4,7.Przyklad Vni. Kópoliimeryzacja akrylMornor- foliny (AM), EBA i estru metylowego kwasu N- -akrylilo-^-aniinokapronowego 5 g (0,03155 mola) N-akryUlomorfoliny, ^,58 g (0,00(23 mola) EBA i G,9'96 g (!5,3l&-lO** Wiola) K- -akrylilo-£-aminokapronianu metylu rozpuszcza sie W 10,4 ml etanolu. Po odgazowaniu, przy uzyciu sonikatora, dodaje sie kolejno, w warunkach po¬ danych w przykladzie I, tf ml wody, 7Jfc ml 0,1 M roztworu buforowego fosforanu dwusodowego, i#6 g nadsiarczanu amonu i 0,17<6 ml TMlSDA.Polimeryzacja daje 4,-93 g (77;4*/o) suchej, bia¬ lej barwy zywicy. Hydroliza daje, po przesianiu, 2,3i5 g suchej zywicy kwasowej. Wartosc pKa po¬ staci OH Wynosi 5,1.Przyklad 15t. KopolinieryzaCja AM, EBA i estru metylowego N-akrylilo-/?-alaniny Polimeryzacje przeprowadza sie. w warunkach jak w poprzednim przykladzie, stosujac jako mo¬ nomery: 5 g (0$3i5fc mola) N-akrylilomorfotihy, 0,M g (Oi,OOI23 mola) EBA i 0J844 g '(15,39-Hr* Wola) estru metylowego N-akryliló^-alaniny. Otrzymu¬ je sie 4,"24 g (©S^10/©) suchej zywicy estrowej, a z niej, po hydrolizie i przesianiu, 2„18 g suchej zy¬ wicy kwasowej. Wartosc pKa postaci OH wynosi Przyklad X. Kopolimeryzacja !N,N-dWumety- loakrylamldu (ADM), ESA i estru metylowego kWasu N-akTylilo-fe-amtook^prono^^e^o •4,t653 g 00^47 mola) H^^wumetyloakrylarnidu^ 0,M g (0,'OOS mota) EBA i 0,^36 g (5,1*6-1%-* mo¬ la) N-akrylilo-!p-alminokapronianu rnetjfru rozpusz¬ cza sie W 13,4 ml allkóno^lu etylowego. Po odgazo-137Ml to waniu, przy i*£;pcitt sfcnifcttora^ -dodaje si* kolej¬ no, W uprzednia fc#fónyeli warlinkach* 7,05 ml Wody, 8,46 ml 0,1 M buforowego roztworu fosfo¬ ranu dwusodowego, 1£37 g hadsiareaanu amonu i 0,2 ml T-M&DA. Ofefcymuje sie 4,64 g (73*/*) bia- « lej barwy zywicy estrowej, a po hydrolizie i prze¬ sianiu 244 g zywicy kwasowej. Wartosc pKa po¬ staci OH wynosi 5,0.Przyklad XI. Kopolimeryzacja ADM, EBA i estru metylowego N-akrylilo^ff-alaniny * PolimeryzacJt przeprowadza ~sse w warunkach podanych w poprzednich przykladach, stosujac 4,653 g (0,047 mola) N-dwumetyloakrylamidu, 0,5(1 g (0,003 mola) tófcA i 0,fcl g <5,16-10^* mola) estru metylowego N-afcrylilo-jff-alaniny. w lOtrzymuje sie 4,5(1 g (Tfiffl/a) suchej iywicy estrowej, a z niej, po hydrolizie i przesianiu, 2,96 g zywicy kwasowej, Wartosc pKa postaci OH wy¬ nosi 4,7.Przyklad Xli. Kopolianetyfcacja N,N-dwuety- *• loakrylamidu (ADE), EBA i estru metylowego N- -akrylilo-^-alanifljr Polimeryzacje przeprowadza sie stosujac 2 g N- -dwuetyloakrylamidu, 0,17 g EBA i 0,34 g estru metylowego N-akryiilo-^-alaniny w 4,5 ml etano- 25 lu, dodajac kolejtfo 2,36 ml wody, 2,82 i»l 0,1 M buforu fosforanli dwusodowego, 0,42 g nadsiar¬ czanu amonu i 0,067 ml TMEDA. Po hydrolizie i przesianiu otrzymuje sie 1,31 g suchej zywicy kwasowej. Wartosc pKa postaci OH wynosi 5,5. .w Przyklad 4&II. Kopolimeryzacja AM], EBA i estru metylowego kwasu N-akrylilo*€-aminoka- pronowego Z 6 g N-dwuetyloakrylamidu, 0,5 g EBA i 1,12 g N-akrylilo-€»«minokaprom«»iii metylu w 15,4 ml 35 alkoholu i przez kolejne tfo&aifcie 7,95 ml wody* 3,46 ml 0,1 M buforu fosforanu 'Swufcodowego, 1,24 g nadsiarczanu amonu i 0,2 ml TMEDA otrzymuje sie, po hydrolizie i przesianiu, 4,77 g suchej zy¬ wicy. Wartosc. pKa postaci OH wynosi 5,4)2. * *° Przyklad XIV. Kopolimeryzacja N-akrylilo- -szesciometylenoiminy, EBA i estru metylowego N- -akrylilo-^-alaniny Do 6 g N-akrylil(6Zes^iometylenoimiiny, $,33 g EBA i 0,66 g estru metylowego N-akrylilo-jff-ala- « niny w 8,4 ml alkoholu dodaje sie kolejno, w nor¬ malnych warunkach, 5,6 ml wody, -6,-9 ml buforu, 1,0 g nadsiarczanu amonu i 0,18 ml TMEDA.Przyklad .XV. Kopolimeryzacja N^akrylilo- -^nmetylopipfefr&tyny, EBA i «etetru metylowego N* *o -akrylilo^nalaniny 3,0 g chlorowodorku N-akrylilo-N'-metylopipera- zyny, 0,116 g E&A i 0»^ g estru metylowego N- -akrylilo^-alaMny w AJ2 ml etanolu zadaje sie ko¬ lejno 2,8 ml wody, 3,5 ml buforu, 0,5 g nttdsiarcza- $* nu amonu i 0,09 ml TMEDA.W powyzszych przykladach potwierdzono, ze otrzymane estry nie ulegaja hydrolizie w trakcie polimeryzacji; zywice nie zawieraja wolnych grup CO2H. & Przyklad XVI. Kopoliwryzacja AP, metyle- nodwuakrylamidu (MEBA) 1 ff^akrylilo-^-alaniny W 57 ml absolutnego etanolu rozpuszcza sie 25 g (0,2 mola) AP, 2,15 g ((1,3-110-* mola) metylenodwu- akrylamidu i 3,6 g (2,4-110-* mola) N-akrylilo-^- *5 -oiatiiny. Dodaje sie 90 ml wody, a nastejpaie 36 ml bufona fosforanowego twór odgazowuje sie w ciagu 2 minut, przy uzy¬ ciu- sóniikatom Dodaje sSe &J2R g nadsiarczanu arcootiu i 0,186 ml *BMEDA i prowadzi polimeryzacje w ciagu 30 minut. Przezroczysty zel kruszy sie w aparacie THOMAS,, przemywa woda, a nastep¬ nie etanolem i eterem. Zywice suszy sie pod zmniejszonym cisnieniem. Wydajnosc 27,6 g.Nastepnie zywice przesiewa sie. Otrzymuje sie produkt o nastepujacym rozkladzie wielkosci ziar¬ na: d0,26 mm 4,08 g 0,2 d0,18 16,18 g 0,18d0,16 0,37 g 0,16d0,125 0,712 g 8) Kopoinneryzacja w zawiesinie Przyklad XVII. Kopolimeryzacja N-metakry- lilomorfoliny, EBA i estru metylowego N-akrylilo- -^-alaniny Mieszanine 13,6 g (0^12 mola) N-metakrylilomor- foliny, 1$1 g EBA (7,9-10-» mola), fc,55 g (1,68-10"1 mola) estru metylowego N-akrylilo-jff-alaniny i 100 mg azoizofoutyronitrylu dodaje sie, pod azotem, do mieszanego roztworu polialkoholu winylowego (3 g) i wody {260 ml). Mieszanine ogrzewa sie w ciagu 3 godzin w 70°C. Polimer ftraemywa sie ko¬ lejno goraca woda, etanolem, acetonem, etanolem i eterem. Po wysuszeniu pod zmniejszonym cisnie¬ niem (B6J6 Pa), w 80°C, otrzymuje sie 14,8 g kulek o srednicy 0,1 do 0,2 mm^ Przyklad ^CVlil. Kopoliineryzacja N-meta- krylilomarMiny, EBA i estru metylowego kwasu N-akrylili^He^aininokapronowego Z mieszaniny A4fi % "(0,12 mola) N-nietakrylilo- morfoliny, 1,31 g (7,8-10-* mola) EBA, 3,24 g (1,691-10"2 mola) estru metylowego kwasu N-akry- lilo^e-aminokapronowego i 100 mg azoizobutyloni- tryla, taktowanej w warunkach podanych w po¬ przednim przykladzie, otrzymuje sie 12,6 g poli¬ meru.Przyklad XDC. Kopolimeryzacja AP„ EBA i estru metylowego N-akryliio-^-alaniny 4 g #,3-1^-* mola) AlP9 8 g (5.-I10--2 mola) estru metylowego N-akrylilo^(?-alaniny i 1,2 g (7„il4- •10-8 mola) EBA rozpuszcza sie W 50 ml buforu fosforanowego (KH2PO4, 0,1 M, doprowadzony do pH 6$ za pomoca IN wodorotlenku sodu) i 50 ml etanolu. Do otrzymanego klarownego roztworu do¬ daje sie 0,6 g nadsiarczanu anionu 1 0,3 ml SPAN 85. Mieszanine dodaje sie do 400 ml oleju para¬ finowego i miesza do otrzymania kropelek zada¬ nych wymiarów. Kontynuujac mieszanie, srodowi¬ sko pozbawia sie tlenu przez przepuszczanie w ciagu 20 minut azotu. Dodaje sie 0,92 ml TMEDA.Po 30 minutach mieszania rozciencza sie mieszani¬ ne eterem naftowym, przesacza, przemywa miesza¬ nina woda-aceton (50—50), acetonem i eterem.Otrzymuje sie doskonale kuliste czastki polime¬ ru, wielkosci, w zaleznosci od szybkosci mieszania, 0,06 do 0,5 mm. Wydajnosc jest zblizona do 90*/o.Zamiast buforu fosforanowego mozna w reakcji stosowac wode.11 137 653 Sole sodowe zywic kwasowych latwo otrzymu¬ je sie przemywajac polimery 0,5 molarnym roztwo¬ rem wodorotlenku sodu. Stosuje sie 30 ml roz¬ tworu wodorotlenku sodu na ml specznionej zywi¬ cy kwasowej. Nadmiar wodorotlenku eliminuje 12 sie przez przemycie woda do odczynu obojetnego.Zmierzono stopien specznienia polimerów w wo¬ dzie i róznych rozpuszczalnikach organicznych.Oznaczen dokonano na zywicach pokruszonych.Wyniki zestawiono w ponizszej tablicy.Tablica 1 Objejtosc 1 g zywicy, ml \^^ Zywica AP + EBA Srodowisko^^^^ sucha woda CH^OH CtflsPH CH2CI2 CHC13 C5H*N DMF * "^^ A.Gly.OH 1,9 11,7 (x6) *** 10,3 12,0 13,3 14,2 (x7,5) 15,2 (x8,0) 10,8 (x5,7) AP + EBA AP + EBA ** A.Gly.ONa A^.Ala.OH A^Ala.ONa AX^ap.OH 2,2 22 (xl0 *+* 19,8 (x9) 12,1 (x5,5) 2J* 11,0 (x5) 12,1 (x5,5) 14,3 (x6,5 11,0 (xB0 12,1 (x5,5) 18,7 (x8,5) 9,9 (x4,5) 2,1 26,2 (x!2,5) 20,0 (x0,5) 18,9 (x9) 2,2 8,8 8,8 (x4) 12,1 1x6,5) 11 12,1 (x5,5) 11 8,8 {x4) * Skrót A Gly OH oznacza N-akryliloglicyine. To samo dotyczy innych aminokwa¬ sów, których nazwa skrótowa zawiera „OH" ** Skrót A Gly GNa oznacza sól sodowa N-akryliloglicyny. To samo chodnych innych aminokwasów, których nazwa skrótowa zawiera *** Liczba, przez która mnozy sie objetosc wlasciwa zywicy suchej dotyczy po- „ONa" DMF Tablica 1 Cjd.Objejtosc 1 g zywicy, ml ~\^^ Zywica tAP + EBA Srodowisko ^^^-^ sucha woda OH^OH CsHgOH iGHajClj CHCI3 C5H5N ^^ A.eCap.ONa 1,6 10,5 (x!0,5) 10,5 9,5 (X9,5) (x9 6,0 (x6)l .A.Val.OH 1,8 9,4 (x5,2) 13,0 (x7,2) 13,5 (x7}5) 1(1,7 (x6,5) 19,8 (xli) AP + EBA A.Val.ONa 1,5 12,0 12,0 <(x8) 13,5 (x9) iAP + EBA A.Leu.OH 1,9 7,8 (x4) 11,6 10,7 (x6,5) 11,6 11,6 19,4 (x)10) AXeu.ONa 2,8 23,8 (x2,5) 22,4 8) 22,4 (x8) 8,5 7,8 13 /Taibilli cal 1 c.d.Objetosc 1 g zywicy, ml Zywica AP + EBA AP + EBA Srodowisko A.Pro.OH A.Pro.ONa A.Ala. AAla.OH ONa sucha woda OH3OH C^HgOH aH2Cl2 OHCls CffHgN DMF 3,0 18,0 (x6) 15,0 18,0 (x6) 15,0 (x5) 12,0 (x4) 30,0 (xliO) 12,0 (x4) 2,4 21,4 (x9) 16,8 (x7) 19,2 (x8 Tablica 2 Objetosc 1 g zywicy, 2,8 28 22,4 (x8) 22,4 ,(x8) 22,4 19,6 ,(x7) 16,8 (x6) 14 (x5) ml 2,0 26 16 (x8 14 Zywica ADM + EBA ADM + EBA Srodowisko A.fiCap. .A.eCap. A.^Ala. A.^Ala.OH ONa OH ONa sucha woda OHsOH C2H5OH OH2Cl2 GHC13 C5H5N DMF 3,1 15,5 i(x5) * 24,8 - 21,7 (xl) 2T7,9 (x9) 24,8 «(x8) 31 27,9 (x9) 3,5 56 26,26 (x7,5) 21 (x6) Tablica 2 CdJ.Objetosc 1 g zywicy, 2,9 20,3 23,2 (x8) 26,U (x9) 29 " 26,1 26,1 14,5 (x5) ml 4,1 05,6 (xl6) 312,8 28,7 (x7) Zywica AM + EBA AM + EBA Srodowisko^ 1< sucha A.sCap. v OH 12 4,5 A.eCap.ONa '3 7,1 , OH 4 2,6 A^Cap.-ONa 5 < 3,2 woda IB 78 20,8 91,2 (xl|6) 10 15 20 25 80 35 40 45 55 60 14 1 CH3OH C2H5OH CH2C12 OHCI3 C5H5N DMF 2 1,3,5 13,5 i(x3) (27 a/ <(x6) l(x6) '40,5 3 156,8 35,5 (x6) Tablica 2 cd.Objetosc 1 g zywicy, c.d. ,4 il(3 i(x5) 7,8 20,8 <(x8) 20 03,6 (xli) 31,2 ml tablicy 2 5 17,6 (x5,5) 8,0 Zywica ADE + EBA ADE + EBA Srodowisko A.sCap. A.eCap.OH ONa A.jflAte. A^Ala.OH ONa sucha woda CH3OH CzHgOH CH2C12 OHClj C5H5N DMF 4,2 16,8 211 i21 ,(x5) 50,4 46,2 16,8 i(x4) 25,2 i(x6) 6,6 46,2 26,4 «x4) .11,2 (x3) 3,0 .24 l(x8) 24 I(x8) 30 i(xlO) 33 ((xli) 30 (x!0) 00' 15 ((x5) 4,2 54,6 (xl3) 42 (xl0) 26,2 (x6) [Wytworzone poliakrylamidy zbadano jako wy¬ mieniacze jonowe w chromatografii jonowymien¬ nej,, na trzech substratach: — dwóch mieszaninach peptydów — mieszaninie bialek zasadowych (histony z grasicy cielecia)1 Mieszaniny peptydów skladaly sie z dwóch pep¬ tydów o tej samej sekwencji, rózniacych sie je¬ dynie ladunkiem: . Ac Gly Lys Ala Leu Arg Val O Me 2 ladunki 0 . Ac Gly Lys Ala Leu Arg Val OH 1 ladunek 0 . Ac Gly Lys Leu Arg Val O Me 2 ladunki 0 . Ac Gly Lys Leu Arg Val OH 1 ladunek 0 Rozdzialów dokonywano w gradiencie chlorku isodu o stalej wartosci pH (pH 5,0, 0,01' M octan15 137 6SS 16 sodu), przy uzyciu przesianych zywic odpowiadaja¬ cych nastepujacym kopolimerom: i— AiP .+ MEBA + A.£ Ala O Na y- AP + EBA.. + A S Cap O Na — AP + EBA ,+! AKL)Pro O Na 'Wielkosc czastek wyraoei od M do 0,2'5 mm. La- dunete grup karboksylowych wynosi okolo 0,8 mi- lirównowaznijka na gram zywicy suchej. Chroma- togramy przestawione na zalaczonych figurach wykazuja bardzo dobry rozdziai skladników anali¬ zowanych mieszanin.Równiez histony grasicy cielecia chromatografo- wano w gradiencie chlorku sodu (0 do 2 M) (fig. 6). Obserwuje sie rozdzielanie róznych skladni¬ ków, przy bardzo krótkim czasie analizy (5 go* dzin), duza wydajnosc (80 ml na. godzine) i lepsze dostosowania czynnika! eluujacego (NaCl) do ana¬ lizy w UV.•W opracowanych sposobach rozdzielania histo- nów chromaitQgffafia jonowymienna z uzyciem gra¬ dientu chlorku guanidyniowego szybkosc elucji jest bardzo mala, a czas analizy wynosi 12 godzin i wiecej (J. Bonner i inni, Methods in Ejnzymolo- gy'V tom 126* Grossman L. i Maldave IC, wydaw- cy„ Academic Press, New York, 19618).Zywice wedlug wynalazku umozliwiaja latwe rozdzielanie bialek. Nalezy ponadto zauwazyc, ze przepfcyw czynnika eluujacego przez nosniki jest bardzo szybki. Szybkosc przeplywu przez kolumne 1X25 cm moze, dochodzic do 3QiQ ml na godzine, Z as t/r ze zenia patentowe 1. Sposób wytwarzania nowych kopolimerów; akrylowych, znamienny tym, ze poddaje sie poli¬ meryzacji (mieszanine 3(0—00*/* wagowych pierw¬ szego monomeru, stanowiacego N-akrylilopolimety- lenoimine o wzorze 2, w którym Ri oznacza aftom wodoru lub grupe -*CH3, a Z oznacza grupe /-CfH^ni-, gdzie nj oznacza liczbe 4, 5 lub 6 lub * Z oznacza grupe -^GH^^-ZCH^-, gdzie X oz¬ nacza atom Ittenu luib grupe ="N*CHs lub N-akry- liladwualkiloainid o wzorze 3, w którym Rt ma wyzej podane znaczenie, a R2 oznacza grupe -CHa lub -C2H5, j2^-5W» wagowych drugiego moneme- ** ru, stanowiacego N^-dwuakryMlodwuaminoalkan o wzorze 4, w którym n2 oznacza liczbe 1 lub 2; oraz 2—6<5i°/<* i^agowyck trzeciego monomeru, sta¬ nowiacego N-akrylilQaminokwa$ lub ester o wzo¬ rze 5* w k;tc#ym R4 oznacza atom wodoru lub l* grupe -CHs, R3 oznacza atom wodoru lub grupe -CH3, a n3 oznacza liczbe 1, 2, 3 lub 6- albo asymetryczny N-akryliloaminokwas (lub ester) sze¬ regu o konfiguracji L o wzorze 6, w którym Rj oznacza atom wodoru lujt grupe -CH.% R$ w ma wyzej podane znaczenie, a R4 oznacza gru¬ pe -CHS, <3H=C3Hy2, -CHa-OH^/CHs/fc grupe o wzorze 7, grupe o wzorze 8, grupe -CH2-CH2-S^CHs lub grupe -i/lGH?/4HNH2 albo stanowiacego N- -akilylilo^Mprodine lub jej ester metylowy, o wso- * rze 9, w ktcjrym Rj oznacza atom wodoru lub grupe -CH3, a R3 ma wyzej podane znaczenie. 2. Sposób wedlug ^astrz, 1, znamienny tym, ze polimeryzacje prowadzi sie w rfcatworze wod¬ nym, w temperaturze 0—S0QC, w obeenpsei ini- 3* cjatoaa ©olinaeryzacji wgln^cotoikowej. 3. Sposób wedlug zastrz. 2, znamienny tym, ze roztwór wodny n^raeryzujie sie blokowo. 4. Sposób wedlug, zastrz. I, znamienna Lynv ze w przypadku polimeryzacji w emulsji s*o- S* suje sie roztwór wodny w postaci emulsji w cieklej- fazie organicznej nie mieszajacej sie 3 wo4a137 653 R r + CH —CH-h CH-CH I o=c I H2N HOOC m H-CH —CH-h 0=C NH2| R= H lub -CH3 WZdR 1 R-l i r~\ CH2=C—C-N Z L II ^S O WZCR 2 ?' / R2 CH2=C-jj-^ WZÓR 3 CH2=CH- C-NH-(CH2)n2-NH-C-CH=CH2 O O WZÓR A CH2 = C—C- N- (CH2U-C- ORo 2 I II | 3 II Rt O H O WZÓR 5 CH2=C-rC-NH-CH-C-0Rq ¦ I II I II 3 R-l O R4 O WZdR 6 -C"2-<0 WZdR 7 -CH2^0^°H WZdR 8 CH2-C—C—N I I II 0R3 R] O 10 20 30 40 50 Fig. 1 WZdR 9137 653 10 20 30 40 50 60 Fig. U Fig. 5 Fig. 6 Cena 100 zl DN-3, zam. 359/86 PL