165669. lajstromszámú szabadalom • Eljárás nagymolekulasúlyú anyagokat, különösen fehérjéket tartalmazó oldatok kezelésére alkalmas szorbensek készítésére

3 165669 4 toztatását, denaturálódását eredményezi. Ez bizonytalanná teszi a megkötést és a leoldási egyaránt. Az ismert eljárásokban a nagyobb molekulák megkötésének elősegítésére a gyanta szerkezetét oly mértékben lazítják, hogy a gyanta mechanikai szilárdsága a technikai méretű alkaU mazást kizárja (19 340 számú szovjet szabadalom). Ugyanakkor az ismert módon készített gyantákból a kötött fehérjék eluciója szintén csak iparilag alkalmatlan volumenben végezhető el. Kísérleteink azt mutatták, hogy az ismert eljárások szerint készített gyanták közül a fenol-formaldehid alapú karboxil ioncserélő ionkötő készsége nagy, a jó ioncserélő kapacitás azonban ezeknél a gyantáknál sem áll arányban a nagymolekulák megkötésének mértékével. Ennek a látszólagos ellentmondásnak a tisztázása céljából egyszerű módszert alkalmaztunk a gyanta-szintézis alkalmával végbemenő átalakulások követésére. Azt tapasztaltuk ugyanis, hogy egyéb vizsgálati módszerek mellett jelentős következtetések vonhatók le az oldékonyságra vonatkozó adatok értékelésével. Megfigyeltük ugyanis, hogy a fenol-alapú karboxilgyanták szintézise közben (a reakciót meghatározott időközönként megszakítva) a rendszerből különböző mennyiségű oldható komponens extrahálható vizes vagy lúgos kezeléssel és az extraktumból a fenolszármazékok sav hozzáadására kicsaphatok. A savas frakció melegítésével pedig a kisebb molekulasúlyú komponensek gyakran feloldódnak, míg a polimerek ilyen körülmények között kevésbé oldékonyak. így a csapadék melegítésével elkülöníthető egy polimer frakció is. A térhálósodás folyamatát is ellenőrizhetjük az extrakcióval, mivel ennek megindulásától kezdve egy, még lúgos közegben is oldható frakció jön létre. Várakozásunknak megfelelően a polikondenzáció előrehaladtával az oldhatatlan fázis mennyisége fokozatosan megnőtt az oldható komponensek rovására. A térhálós frakciók tulajdonságának tanulmányozásakor azt tapasztaltuk, hogy az ionkötő kapacitás a kikeményítés elősegítésével növelhető, ugyanakkor azonban a nagymolekulájú anyagokra vonatkozó szorbció-készség ezzel ellentétes irányzatú. A kiindulási anyagok összetételének rendszeres változtatásánál, amikoris különböző fenolok elegyét alkalmaztuk és azok egymáshoz viszonyított mennyiségét változtattuk, szintén hasonló jelenséget figyeltünk meg. A reakció lefolyását meghatározó tényezők (monomer-elegy összetétele, karboxilcsoport fajlagos mennyisége, katalizátor mennyisége, illetve minősége, reakcióidő, hőfok) változtatásával sokoldalúan tudjuk módosítani az oldható és oldhatatlan frakció arányát. Azt tapasztaltuk, hogy a nagymolekulák megkötésének mértéke akkor jelentős, ha a polikondenzációt viszonylag kis átalakulás elérésekor, általában 40-80% oldható és savval kicsapható komponens jelenlétekor, megszüntetjük és az oldható komponenseket a termékből kivonjuk. Ennek a felismerésnek alapján fejlesztettük ki a találmányunk szerinti eljárást, melynél a szorbensek készítése részben ionogén szubsztitúciót is tartalmazó bifunkciós és/vagy trifunkciós fenolok, 5 valamint aldehidek elegyének és katalizátoroknak jelenlétében polikondenzálással történik, amikoris a polikondenzáció első szakaszában lineáris polimert, a második szakaszában térhálós polimert képezünk oly módon, hogy a gélesedési folyama-10 tot kedvező időpontban megszakítjuk és a jelenlevő lineáris polimereket eltávolítjuk. A reakció lefolyásának szabályozásával változtattuk a kioldható mennyiséget és a következő összefüggést állapítottuk meg a kioldható mennyi-15 ség és egy adott fehérjére (ovalbumin) vonatkozó szorbció-képesség között. Kioldás Kötés (ovalbumin) % mg/g 66.7 250 57.8 167 54,0 156 50,0 131 25 43,6 120 A szorbciókészség találmányunk szerinti növelésének értelmezésére még számos részletkérdés tisztázása szükséges. Annyi azonban az eddigi 30 vizsgálataink alapján is kitűnik, hogy a nagymolekulák szorbciójára olyan anyagok alkalmasak, melyek a nagymolekulák számára is átjárhatók és amelyek belső szerkezete térbelileg nem gátolja meg a nagyobb molekulák áteresztését. 35 Találmányunk szerinti eljárás ilyen szerkezet kialakítását teszi lehetővé a térhálós rendszerrel még kémiailag nem kapcsolódó komponensek kioldásával. 40 A találmány szerinti eljárás kivitelezését már egyetlen fenol-monomer alkalmazásával is elvégezhetjük. Ha például rezorcilsavat és formaldehidet polikondenzálunk, a kikeményítésnél térhálós szerkezet alakul ki, melynél a monomer egységek 45 karboxil szubsztituenst is tartalmaznak. Fenol-elegyek alkalmazása a találmány szerinti eljárásnál nem csupán gazdasági jelentőségű. A bi-és trifunkciós monomerek arányának változtatásával ugyanis a fonalmolekula mennyisége és 50 mérete, míg az ionogén csoportok viszonylagos mennyiségének változtatásával az aktív csoportok térbeli elrendezése, egymáshoz viszonyított távolsága szabályozható. A találmány szerinti eljárás kivitelezéséhez 55 lúgos katalizátorokat alkalmazhatunk, de előnyös változatként lefolytathatjuk a polikondenzációt két lépésben oly módon, hogy az első lépésben savas, a második lépésben lúgos katalizátort használunk. 60 Ez a módszer azért előnyös, mert — mint arra már emlékeztettünk - a savas katalízis esetén csak fonal-molekulák keletkeznek, így az első munkafázisban a reakció körülményeinek alkalmas megválasztásával a fonalmolekulák méretét szabá-65 lyozni lehet. 2