DD296005A5 - METHOD FOR PRODUCING PERLFOERMERIC CELLULOSE PRODUCTS FOR USE AS SEPARATOR AND TRAITER MATERIALS - Google Patents
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Abstract
Description
Anwendungsgebiet der Erfindung . .Field of application of the invention. ,
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung perlförmiger Celluloseprodukte mit einstellbarer Porosität, die als Trenn- und Trägermaterialien in der Chemie, Biotechnologie, Medizin und Pharmazie für analytische und präparative Zwecke eingesetzt werden können.The invention relates to a process for the preparation of bead-shaped cellulose products with adjustable porosity, which can be used as separation and support materials in chemistry, biotechnology, medicine and pharmacy for analytical and preparative purposes.
Partikuläre Cellulosematerialien gewinnen in den letzten Jahren vor allem als stationäre Phasen bei chromatografischen Trenn- und Reinigungsprozessen, aber auch als selektive spezifische Adsorbentien, zunehmend an Bedeutung. Zur Herstellung solcher mehr oder weniger porösen Cellulosepartikel sind bereits eine Vielzahl von Verfahren vorgeschlagen worden. Eine wesentliche Zielstellung dieser Verfahren ist die Herstellung kugelförmiger poröser Teilchen, um die resultierenden Produkte in optimaler Weise den jeweiligen meist recht speziellen Trennaufgaben, beispielsweise der Trennung von Proteinen mittels Gelchromatografie, anzupassen.Particulate cellulosic materials have become increasingly important in recent years, especially as stationary phases in chromatographic separation and purification processes, but also as selective specific adsorbents. For producing such more or less porous cellulose particles, a variety of methods have been proposed. An essential objective of these methods is the production of spherical porous particles in order to optimally adapt the resulting products to the respective rather special separation tasks, for example the separation of proteins by gel chromatography.
Die Herstellung poröser kugelförmiger Celluloseteilchen erfolgt in den meisten Fällen durch Herstellung einer Cellulose- oder Cellulosederivatlösung, Verformung der Lösung zu Tröpfchen, Koagulation der Tröpfchen und Regenerierung der Cellulose. Unterschiede bestehen vor allem in der Art und Weise der Tröpfchenbildung, z.B. durch Eintropfen bzw. Einsprühen der Celluloselösung in ein geeignetes Fällbad oder durch Dispergieren der Celluloselösung in einem geeigneten Lösungsmittel, und der Art und Weise der Koagulation bzw. Regenerierung der Cellulose (vgl. US-PS 2543928, US-PS 3597350, DE-OS 2717965, DE-OS 2138905, DD-PS 118887, JP-PS 80-44312)The preparation of porous spherical cellulose particles occurs in most cases by preparation of a cellulose or cellulose derivative solution, deformation of the solution into droplets, coagulation of the droplets and regeneration of the cellulose. Differences exist mainly in the manner of droplet formation, e.g. by dropping the cellulose solution into a suitable precipitation bath or by dispersing the cellulose solution in a suitable solvent and the manner of coagulation or regeneration of the cellulose (see US Pat , DE-OS 2138905, DD-PS 118887, JP-PS 80-44312)
Problematisch bei allen diesen Verfahren ist die Einstellung einer definierten Porosität der Cellulosematrix. The problem with all these methods is the setting of a defined porosity of the cellulose matrix.
Aus diesem Grunde wurden verschiedene Verfahren vorgeschlagen, wie man z. B. über die Cellulosekonzentration (DE-OS 1792 230) oder durch Zusätze zur Cellulosederivatlösung als Porenbildner (US-PS 4312980) die Porengröße variieren kann. Gute Ergebnisse wurden erzielt, wenn die Porenstruktur durch zusätzliche Verwendung eines bifunktionellen Vernetzungsmittels der allgemeinen Formel X-R-Z fixiert wird, wobei X und Z Halogen- oder Epoxygruppen und R einen C3- bis C 10-Alkylenrest darstellen (US-PS 3598245). Die hierbei erhaltenen Produkte sind zwar prinzipiell für gelchromatografische Trennung von gelösten hochmolekularen Substanzen geeignet, doch weisen unmodifizierte Celluloseteilchen den generellen Nachteil auf, daß sie mit verschiedenen Proteinen eine unspezifische Wechselwirkung eingehen, wodurch ihre universelle Einsetzbarkeit eingeschränkt wird.For this reason, various methods have been proposed, such as z. B. on the cellulose concentration (DE-OS 1792 230) or by additions to the cellulose derivative solution as a pore former (US-PS 4312980), the pore size may vary. Good results have been obtained when the pore structure is fixed by the additional use of a bifunctional crosslinking agent of the general formula X-R-Z, where X and Z are halogen or epoxy groups and R is a C3 to C10 alkylene radical (US Pat. No. 3,598,245). Although the products obtained in this case are in principle suitable for gel chromatographic separation of dissolved high molecular weight substances, unmodified cellulose particles have the general disadvantage that they interact with various proteins in an unspecific interaction, which limits their universal applicability.
Günstigere Eigenschaften besitzen hydroxyethyl- bzw. hydroxypropylgruppenhaltige Produkte, die gemäß der US-PS 3598245 durch gleichzeitige Umsetzung von getrockneten Regeneratcelluloseteilchen mit einem Vernetzungsmittel hergestellt werden können. Diese Lösung weist jedoch mehrere Nachteile auf. So wird z.B. das Laufverhalten in chromatografischen Säulen durch den Einsatz faserförmiger Regeneratcellulosepartikel ungünstig beeinflußt. Ein weiterer Nachteil ist die ungenügende mechanische Stabilität der Gele, die insbesondere bei einem hohen Gehalt an Hydroxypropylgruppen und niedrigem Vernetzungsgrad zu verringerten Durchflußgeschwindigkeiten oder gar zu Verstopfungen der Säulen führen können. Auch ist von Nachteil, daß sich diese hochgequollenen Gele bereits in Wasser teilweise auflösen (J. S. Ayers, M. J. Petersen, B. E. Sheerin, G. S. Bethell: J.Chromatography 294 [1984], S. 195-205) und damit für chromatografische Zwecke nicht einsetzbar sind. Der für gelchromatografische Trennungen ausnutzbare Porositätsbereich ist relativ eng begrenzt und liegt unter 5 χ 104 Dalton.Cheaper properties have hydroxyethyl or hydroxypropylgruppenhaltige products which can be prepared according to US-PS 3598245 by simultaneous reaction of dried Regeneratcelluloseteilchen with a crosslinking agent. However, this solution has several disadvantages. Thus, for example, the running behavior in chromatographic columns is unfavorably influenced by the use of fibrous regenerated cellulose particles. Another disadvantage is the inadequate mechanical stability of the gels, which can lead to reduced flow rates or even clogging of the columns, in particular given a high content of hydroxypropyl groups and a low degree of crosslinking. It is also disadvantageous that these highly swollen gels already partially dissolve in water (JS Ayers, MJ Petersen, BE Sheerin, GS Bethell: J. Chromatography 294 [1984], pp. 195-205) and thus can not be used for chromatographic purposes , The porosity range which can be exploited for gel chromatographic separations is relatively narrow and is less than 5 × 10 4 daltons.
Ziel der ErfindungObject of the invention
Ziel der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung perlförmiger poröser Celluloseprodukte mit verbesserten Eigenschaften, insbesondere einer hydrophilen reversibel quellbaren Cellulosematrix mit einer in weiten Grenzen gezielt einstellbaren Porenstruktur bei gleichzeitiger Unterdrückung unspezifischer Wechselwirkungen mit Biomakromolekülen.The aim of the invention is a process for producing bead-shaped porous cellulose products having improved properties, in particular a hydrophilic reversibly swellable cellulose matrix with a pore structure which can be specifically adjusted within wide limits while simultaneously suppressing non-specific interactions with biomacromolecules.
Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch eine geeignete Vorbehandlung von Regeneratcelluloseteilchen verbunden mit einer chemischen Modifizierung zu perlförmigen Celluloseprodukten zu kommen, die vorteilhafte Eigenschaften, insbesondere eine hydrophile, reversibel quellbare Cellulosematrix mit definierter Porosität und guter mechanischer Stabilität besitzen und möglichst keine unspezifischen Wechselwirkungen mit Proteinen aufweisen.The invention has for its object to come by a suitable pretreatment of Regeneratcelluloseteilchen associated with a chemical modification to bead-shaped cellulose products having advantageous properties, in particular a hydrophilic, reversibly swellable cellulose matrix with defined porosity and good mechanical stability and possible no unspecific interactions with proteins respectively.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß wasserfeuchte perlförmige makroporöse Regeneratcellu loseperlen mit einem Wassergehalt von 85 bis 95g/100g Gesamtmasse zunächst bis auf einen definierten Wassergehalt zwischen 10 und 95 g/100g Gesamtmasse getrocknet und anschließend im alkalischen Medium mit einer bifunktionellen C2-C4-Halogen-und/ oder Epoxyverbindung als Vernetzungsmittel und einer monofunktionellen Halogen- oder Epoxyverbindung als Hydroxyalkylierungsmittel im geschlossenen System bei 313 bis 373K während 10 bis 360 min umgesetzt werden. Die Aufarbeitung bzw. Reinigung der resultierenden porösen Cellulosederivatteilchen erfolgt in bekannter Weise durch Neutralisation von überschüssigem Alkalihydroxid, gründliches Auswaschen der Nebenprodukte, Klassierung sowie ggf. Trocknung. Im Falle einer Trocknung erweist sich eine vorherige zumindest teilweise Verdrängung des Wassers durch Methanol, Ethanol oder Aceton bzw. eine Gefriertrocknung als vorteilhaft.According to the invention, this object is achieved in that water-wet beaded macroporous Regeneratcellu loose beads with a water content of 85 to 95g / 100g total mass initially dried to a defined water content between 10 and 95 g / 100g total mass and then in alkaline medium with a bifunctional C 2 -C 4 -halogen and / or epoxy compound as a crosslinking agent and a monofunctional halogen or epoxy compound are reacted as Hydroxyalkylierungmittel in a closed system at 313 to 373K for 10 to 360 min. The workup or purification of the resulting porous cellulose derivative particles is carried out in a known manner by neutralization of excess alkali hydroxide, thorough washing of the by-products, classification and optionally drying. In the case of drying, a previous at least partial displacement of the water by methanol, ethanol or acetone or a freeze-drying proves to be advantageous.
Erfindungsgemäß verwendet man als Celluloseausgangsmaterial wasserfeuchte makroporöse perlförmige Teilchen aus Regeneratcellulose mit einem Durchschnittspolymerisationsgrad (DP) von 150 bis 500, deren Ausschlußgrenze für Maromoleküle zwischen 106und 3 χ 107 Dalton liegen. Vorteilhaft für die spätere Anwendung z.B. in chromatografischen Säulen ist es, von sphärischen Celluloseteilchen auszugehen, deren Teilchengröße je nach Einsatzzweck im Bereich von 1 bis 2 000 μηι liegen kann, vorzugsweise jedoch 50 bis 250 pm beträgt.According to the invention, water-wet macroporous bead-shaped particles of regenerated cellulose having an average degree of polymerisation (DP) of from 150 to 500, the exclusion limit for which is between 10 6 and 3 × 10 7 daltons, are used as cellulosic starting material. It is advantageous for later use, for example in chromatographic columns, to start from spherical cellulose particles whose particle size can range from 1 to 2,000 μm, depending on the intended use, but is preferably from 50 to 250 μm.
Wesentlich für die gezielte Einstellung einer definierten Porosität der Cellulosematrix ist die partielle Trocknung der Celluloseteilchen bis auf einen Restwassergehalt von 10 bis95g/100g Gesamtmasse, wobei die Trocknung in üblicherweise z. B. durch Verdampfen des Wassers bei erhöhter Temperatur, ggf. auch durch Verdrängung mit einem mit Wasser mischbaren Lösungsmittel, wie z. B. C2-C3-Alkoholen, Aceton, Dioxan, Tetrahydrofuran, Dimethylformamid, Dimethylsulfoxid erfolgen kann. Das derart vorbehandelte Cellulosematerial wird dann in einem geschlossenen Gefäß unter Druck mit dem bifunktionellen Vernetzungsmittel und der monofunktionellen Halogen- oder Epoxiverbindung als Hydroxyalkylierungsmittel unter Zusatz von Alkalihydroxid umgesetzt. Als bifunktionelle Vernetzungsmittel können beispielsweise Epichlorhydrin, Dichlorhydrin, Dibrompropanol oder Diepoxibutan verwendet werden, während bevorzugte monofunktionelle Hydroxyalkylierungsmittel Ethylenoxid, Propylenoxid, 2-Chlorethanol und 2-Chlorpropanol sind. Außer durch das Ausmaß der Vortrocknung bzw. Wasserentfernung werden die Produkteigenschaften durch die eingesetzten Mengen an Vernetzungs- bzw. Hydroxyalkylierungsmittel bestimmt.Essential for the selective adjustment of a defined porosity of the cellulose matrix is the partial drying of the cellulose particles to a residual water content of 10 to 95 g / 100 g total mass, wherein the drying in usually z. B. by evaporation of the water at elevated temperature, optionally also by displacement with a water-miscible solvent such. As C 2 -C 3 alcohols, acetone, dioxane, tetrahydrofuran, dimethylformamide, dimethyl sulfoxide can be done. The cellulose material pretreated in this way is then reacted in a closed vessel under pressure with the bifunctional crosslinking agent and the monofunctional halogen or epoxy compound as hydroxyalkylating agent with addition of alkali metal hydroxide. As bifunctional crosslinking agents, for example, epichlorohydrin, dichlorohydrin, dibromopropanol or diepoxybutane can be used, while preferred monofunctional hydroxyalkylating agents are ethylene oxide, propylene oxide, 2-chloroethanol and 2-chloropropanol. In addition to the extent of pre-drying or water removal, the product properties are determined by the amounts of crosslinking or hydroxyalkylating agents used.
Erfindungsgemäß werden für die Erzielung der gewünschten Porositätseigenschaften 0,01 bis 0,5 Mol Vernetzungsmittel und 0 bis 2,5 Mol, vorzugsweise 0,01 bis 2,5 Mol, Hydroxyalkylierungsmittel pro Mol Monomereinheit der Cellulose eingesetzt. Als alkalisches Medium wird eine wäßrige 5 bis 45 Masseanteile in % enthaltende Lösung eines Alkalimetallhydroxids, vorzugsweise Natriumhydroxid, verwendet, wobei die einzusetzende Menge mindestens dem stöchiometrischen Verbrauch durch die Reaktanten, insbesondere jedoch 0,1 bis 10 Mol, vorzugsweise jedoch 0,5 bis 5 Mol pro Mol Monomereinheit der Cellulose entspricht.According to the invention, from 0.01 to 0.5 mol of crosslinking agent and from 0 to 2.5 mol, preferably from 0.01 to 2.5 mol, of hydroxyalkylating agent per mole of monomer unit of the cellulose are used to achieve the desired porosity properties. The alkaline medium used is an aqueous solution of an alkali metal hydroxide, preferably sodium hydroxide, containing 5 to 45% by mass, the amount to be used being at least equal to the stoichiometric consumption by the reactants, but in particular 0.1 to 10 mol, but preferably 0.5 to 5 Corresponds to moles per mole of monomer unit of cellulose.
Der Wassergehalt in der Reaktionsmischung wird zur Erzielung hoher Reagenzausbeuten möglichst gering gehalten. Dabei können auch inerte oder weitgehend inerte organische Lösungsmittel, wie z. B. Toluen, Benzen, Chlorbenzen, Ethanol, Propanol oder Aceton, zur besseren Durchmischung und zur besseren Verteilung der Reaktanten zugesetzt werden. Die Menge an zuzusetzendem Lösungsmittel beträgt vorzugsweise das 2- bis 50fache bezogen auf die eingesetzte Cellulosemasse.The water content in the reaction mixture is kept as low as possible in order to achieve high reagent yields. Inert or substantially inert organic solvents, such as. As toluene, benzene, chlorobenzene, ethanol, propanol or acetone, for better mixing and for better distribution of the reactants are added. The amount of solvent to be added is preferably 2 to 50 times, based on the cellulose mass used.
In einer speziellen Ausfuhrungsform des erfmdungsgemaßen Verfahrens werden zur Einfuhrung zusätzlicher funktioneller Gruppen weitere Veretherungsmittel zugesetzt Die Zugabe kann dabei gleichzeitig mit dem Vernetzungsmittel, dem Hydroxyalkylierungsmittel und der Natronlauge oder bereits vor der Trocknung der wasserfeuchten makroporosenPerlcellulose erfolgen Geeignete Veretherungsmittel zur Einfuhrung ionischer Gruppen sind Halogenalkylcarbonsauren, wie 2 B Monochloressigsaure, Halogenalkylsulfonsauren, wie ζ B Chlormethylphosphonsaure, Halogenalkylsulfonsauren, ζ Β 2-Chlorethylsulfonsaure, oder deren Salze sowie Halogenalkylamine wie ζ B 2-Chlorethyldiethylamin Die zur Erzielung üblicher Austauschkapazitaten benotigten Mengen an Veretherungsmittel betragen 0,2 bis 1,0 Mol pro Mol Monomereinheit der CelluloseIn a special embodiment of the method according to the invention, further etherifying agents are added to introduce additional functional groups. The addition can be carried out simultaneously with the crosslinking agent, the hydroxyalkylating agent and the sodium hydroxide solution or even before drying the water-moist macroporous cellulose. Suitable etherifying agents for introducing ionic groups are haloalkylcarboxylic acids such as 2 B monochloroacetic acid, haloalkylsulfonic acids, such as Chl B chloromethylphosphonic acid, haloalkylsulfonic acids, ζ Β 2-chloroethylsulfonic acid, or salts thereof, and haloalkylamines such as ζ B 2-chloroethyldiethylamine The amounts of etherifying agent required to achieve customary exchange capacities are from 0.2 to 1.0 mol per mole of monomer unit the cellulose
Die Vorteile des Verfahrens bestehen vor allem darm, daß durch die Verwendung der makroporosen Cellulosematrix als Ausgangsmatenal und deren gezielte partielle Trocknung das Porensystem der Cellulose in definierter Weise eingestellt werden kann Die hierbei erhaltenen perlformigen Cellulosematerialien sind auf Grund ihrer guten mechanischen Eigenschaften in besonderem Maße fur gelchromatografische Zwecke bis zu Molmassen von 106 Dalton geeignet Durch die gleichzeitige Einfuhrung der stark hydrophilen Hydroxyalkylgruppen wird die unspezifische Wechselwirkung mit Biomakromolekulen unterdruckt Außerdem sind die Produkte auf Grund ihrer stark hydrophilen Natur, im Gegensatz zu unmodifizierter Regeneratcellulose, nach geeigneter Trocknung nahezu vollständig reversibel quellbar, wodurch nicht nur die Handhabbarkeit verbessert wird, sondern auch die Einsatzmoglichkeiten erweitert werdenAbove all, the advantages of the process are that the pore system of the cellulose can be adjusted in a defined manner through the use of the macroporous cellulose matrix as the starting material and its targeted partial drying. The perlformed cellulose materials obtained in this way are particularly suitable for gel chromatography due to their good mechanical properties Purpose up to molecular weights of 10 6 Daltons suitable The simultaneous introduction of highly hydrophilic hydroxyalkyl groups suppresses the unspecific interaction with biomacromolecules In addition, the products are due to their highly hydrophilic nature, in contrast to unmodified regenerated cellulose, after suitable drying almost completely reversibly swellable Not only the handling is improved, but also the possible uses are extended
AusfuhrungsbeispieleExemplary embodiments
91 g wasserfeuchte perlformige Regeneratcellulose mit einem DP von 250 (= 10g = 62mmol Cellulose) mit einer Teilchengröße von 80 bis 200 μηι, einem Wassergehalt von 89g/100g Gesamtmasse und einer Ausschlußgrenze von 107 Dalton werden mit 15ml 30 Masseanteilen in % enthaltender Natronlauge (150 mmol), 5ml Propylenoxid (72mmol) und 0,4ml Epichlorhydrin (5mmol) intensiv vermischt und in einen druckfesten Stahlbecher mit einem Fassungsvermögen von 300ml übergeführt Nach dem Verschließen des Bechers wird das Reaktionsgemisch unter standiger Bewegung des Bechers in einem Wasserbad 1,5 h auf 333K erhitzt Anschließend wird der Becher auf ca 303 K abgekühlt, geöffnet und das Reaktionsgut in ein Becherglas mit 500 ml Wasser eingetragen Das Produkt wird auf einer Fritte abgesaugt, restliches Alkali mit verdünnter (1 N) Salzsaure neutralisiert und biszurChloridfreiheit mit Wasser gewaschen Es wird ein weißes perlformiges Cellulosederivat erhalten (10,4g Trockenmasse) mit einem Sedimentationsvolumen von 13,4ml/g und einem Wasserruckhaltevermogen von 485% Die mit Hilfe von Dextranen unterschiedlichen Molekulargewichten (MG) sowie mit Proteinen als Modellsubstanzen chromatografisch bestimmten Verteilungskoeffizienten (Kav) sind in Tabelle 1 dargestellt (Probe 1)91 g of moist perlformige Regeneratcellulose with a DP of 250 (= 10g = 62mmol cellulose) with a particle size of 80 to 200 μηι, a water content of 89g / 100g total mass and an exclusion limit of 10 7 daltons are 15ml 30% by weight containing in% sodium hydroxide ( 150 mmol), 5 ml of propylene oxide (72 mmol) and 0.4 ml of epichlorohydrin (5 mmol) are thoroughly mixed and transferred to a pressure-resistant steel cup with a capacity of 300 ml. After the cup has been closed, the reaction mixture is stirred in a water bath for 1.5 h while the beaker is being stirred heated to 333K Then the cup is cooled to about 303 K, opened and the reaction mixture in a beaker with 500 ml of water. The product is filtered off with suction on a frit, residual alkali with dilute (1 N) hydrochloric acid and washed until free from chloride with water obtained a white perlformiges cellulose derivative (10.4g dry matter) with a Sedi mentation volume of 13.4 ml / g and a water holding capacity of 485% The distribution coefficients (K av ) determined by means of dextranes of different molecular weights (MG) and of proteins as model substances are shown in Table 1 (sample 1)
Analog Beispiel 1 wird wasserfeuchte perlformige Regeneratcellulose denvatisiert, wobei anstelle von 0,4ml Epichlorhydrin 1,6ml Epichlorhydrin (20 mmol) eingesetzt werdenAs in Example 1, water-moist perlformige regenerated cellulose is denatured, wherein instead of 0.4 ml of epichlorohydrin 1.6 ml of epichlorohydrin (20 mmol) are used
Es wird ein weißes perlformiges Cellulosederivat (Probe 2) erhalten mit einem Sedimentationsvolumen von 14,9ml/g und einem Wasserruckhaltevermogen von 462%A white perlformiges cellulose derivative (sample 2) is obtained with a sedimentation volume of 14.9 ml / g and a water holding capacity of 462%.
Überraschendes Ergebnis ist, daß sich die Quellung der Produkte, die ein Maß fur das Porenvolumen ist, von Beispiel 1 und 2 praktisch kaum unterscheidet, obwohl die Menge an Vernetzungsmittel stark variiert wurde Auch die Kav-Werte liegen in der gleichen GrößenordnungSurprising result is that the swelling of the products, which is a measure of the pore volume, virtually no difference between Examples 1 and 2, although the amount of crosslinking agent has been widely varied. Also the K av values are of the same order of magnitude
Wasserfeuchte perlformige Regeneratcellulose mit einer Teilchengröße von 80-200 μηη und einem Wassergehalt von 89 g/100 g Gesamtmasse wird zunächst im Rotationsverdampfer bis auf einen Wassergehalt von 49g/100g Gesamtmasse getrocknet 20g des vorgetrockneten Materials werden wie in Beispiel 1 mit 15 ml 30 Masseanteilen in % enthaltender Natronlauge, 5 ml Propylenoxid und 0,4ml Epichlorhydrin umgesetzt und aufgearbeitetWater-wet perlformige regenerated cellulose having a particle size of 80-200 μηη and a water content of 89 g / 100 g total mass is first dried in a rotary evaporator to a water content of 49g / 100g total mass 20g of the predried material as in Example 1 with 15 ml 30 parts by weight in % containing sodium hydroxide solution, 5 ml of propylene oxide and 0.4 ml of epichlorohydrin reacted and worked up
Es wird ein weißes perlformiges Celluloseprodukt erhalten mit einem Sedimentationsvolumen von 16ml/g und einem Wasserruckhaltevermogen von 550% Die Kav-Werte sind in Tabelle dargestellt (Probe 3) Sie liegen verglichen mit Probe 1 deutlich niedriger.A white pearl-shaped cellulose product is obtained with a sedimentation volume of 16 ml / g and a water retention capacity of 550%. The K av values are shown in Table 3 (sample 3). They are markedly lower compared to sample 1.
Wasserfeuchte makroporose Perlcellulose mit einer Teilchengroße von 80-200 μνη und einem Wassergehalt von 89g/100g Gesamtmasse wird zunächst im Rotationsverdampfer bei 333 K bis auf einen Restwassergehalt von ca 10g/100 g Gesamtmasse getrocknet 11,0g des vorgetrockneten Perlcellulosematerials werden wie in Beispiel 1 mit 15ml 30 Masseanteilen in % enthaltender Natronlauge, 5 ml Propylenoxid und 0,4ml Epichlorhydrin umgesetzt und aufgearbeitet Es wird ein nahezu durchscheinendes gequollenes Cellulosederivat erhalten (11,0g Trockenmasse) mit einem Sedimentationsvolumen von 21,9ml/g und einem Wasserruckhaltevermogen von 655% Die Kav-Werte sind ebenfalls in Tabelle 1 dargestellt Sie liegen deutlich niedriger als bei den Proben 1 und 3Moisture macroporous cellulose with a particle size of 80-200 μνη and a water content of 89g / 100g total mass is first dried in a rotary evaporator at 333 K to a residual water content of about 10g / 100 g total mass 11,0g of the pre-dried Perlcellulosematerials as in Example 1 with 15 ml of 30 parts by mass in% sodium hydroxide solution, 5 ml of propylene oxide and 0.4 ml of epichlorohydrin reacted and worked up a nearly translucent swollen cellulose derivative obtained (11.0 g dry matter) with a sedimentation volume of 21.9 ml / g and a water holding capacity of 655% Die K av values are also shown in Table 1. They are significantly lower than in Samples 1 and 3
Analog Beispiel 4 wird Perlcellulose getrocknet und denvatisiert, wobei anstelle von 0,4ml Epichlorhydrin 1,6ml Epichlorhydrin (20 mmol) (Probe 5) bzw 0,2ml Epichlorhydrin (2,5 mmol) (Probe 6) eingesetzt werden Die Sedimentationsvolumina der resultierenden Produkte betragen 7,9 bzw 47,4ml/g und die Werte fur das Wasserruckhaltevermogen 294 bzw 894% Im Gegensatz zu den feucht eingesetzten makroporosen Perlcellulosen werden bei den vorgetrockneten Perlcellulosen mit abnehmender Vernetzermittelmenge die Quellwerte wesentlich erhöht Die Kav-Werte liegen jedoch trotz erhöhter Quellwerte deutlich niedriger dls bei den vorgetrockneten Celluloseperlen mit einem Wassergehalt von 10 und50g/100g Gesamtmasse (Tabelle 1)Perlcellulose is dried and denatured analogously to Example 4 using, instead of 0.4 ml of epichlorohydrin, 1.6 ml of epichlorohydrin (20 mmol) (sample 5) or 0.2 ml of epichlorohydrin (2.5 mmol) (sample 6). The sedimentation volumes of the resulting products are 7.9 and 47.4 ml / g and the values for water retention 294 and 894%, respectively. In contrast to the moist macroporous pearl celluloses, the swelling values of the predried pearl celluloses increase considerably as the amount of crosslinker decreases. However, the K av values are higher despite increased swelling values significantly lower dls for the predried cellulose beads with a water content of 10 and 50 g / 100 g total mass (Table 1)
91 g wasserfeuchte makroporöse Perlcellulose wird mit einer Lösung von 3g 2-Chlorethyl-diethylamin-Hydrochlorid in 30ml Wasser 30min im Rotationsverdampfer vermischt und dann bis auf einen Restwassergehalt von 10g/100g Gesamtmasse getrocknet. Die imprägnierten Celluloseperlen werden in einen Edelstahlbecher überführt, mit 15ml 30 Masseanteilen in% enthaltender Natronlauge, 5 ml Propylenoxid und 1,6 ml Epichlorhydrin vermischt und nach Verschließen des Bechers 1,5 h auf 353 K erhitzt. Die Aufarbeitung des Produktes erfolgt wie in Beispiel 1. Die erhaltene Diethylaminoethyl-Perlcellulose besitzt eine Austauschkapazität von 0,8 meq/g und ein Sedimentationsvolumen von 5,2 ml/g.91 g of water-wet macroporous cellulose Perlcellulose is mixed with a solution of 3g 2-chloroethyl-diethylamine hydrochloride in 30 ml of water for 30 min in a rotary evaporator and then dried to a residual water content of 10g / 100g total mass. The impregnated cellulose beads are transferred into a stainless steel beaker, mixed with 15 ml of sodium hydroxide containing 15 parts by mass in%, 5 ml of propylene oxide and 1.6 ml of epichlorohydrin and heated to 353 K for 1.5 h after closing the beaker. The work-up of the product is carried out as in Example 1. The diethylaminoethyl-perl cellulose obtained has an exchange capacity of 0.8 meq / g and a sedimentation volume of 5.2 ml / g.
Analog Beispiel 6 wird Perlcellulose modifiziert, wobei jedoch 6 g 2-Chlorethyl-diethylamin-Hydrochlorid, 0,4 ml Epichlorhydrin, aber kein Propylenoxid eingesetzt wird. Die erhaltene Diethylaminoethyl-Perlcellulose besitzt eine Austauschkapazität von 1,3meq/g und ein Sedimentationsvolumen von 7,2ml/g.Perl cellulose is modified analogously to Example 6, but 6 g of 2-chloroethyl-diethylamine hydrochloride, 0.4 ml of epichlorohydrin, but no propylene oxide is used. The resulting diethylaminoethyl perl cellulose has an exchange capacity of 1.3 meq / g and a sedimentation volume of 7.2 ml / g.
Analog Beispiel 6 wird Perlcellulose modifiziert, wobei jedoch anstelle von 2-Chlorethyl-diethylamin-Hydrochlorid 3g Natrium-Monochloroacetat als Veretherungsmittel verwendet werden. Die erhaltene Carboxymethyl-Perlcellulose besitzt eine Austauschkapazität von 1,0 meq/g und ein Sedimentationsvolumen von 10,1 ml/g.Perl cellulose is modified analogously to Example 6, but instead of 2-chloroethyl-diethylamine hydrochloride, 3 g of sodium monochloroacetate are used as etherifying agent. The obtained carboxymethyl perl cellulose has an exchange capacity of 1.0 meq / g and a sedimentation volume of 10.1 ml / g.
Analog Beispiel 6 wird Perlcellulose modifiziert, wobei anstelle von 2-Chlorethyl-diethylamin-Hydrochlorid 6g Natrium-Monochloroacetat als Veretherungsmittel, 0,4ml Epichlorhydrin, aber kein Propylenoxid verwendet wird. Die erhaltene Carboxymethyl-Perlcellulose besitzt eine Austauschkapazität von 1,5meq/g und ein Sedimentationsvolumen von 8,2ml/g.Perlcellulose is modified analogously to Example 6, using 6 g of sodium monochloroacetate as the etherifying agent, 0.4 ml of epichlorohydrin, but no propylene oxide instead of 2-chloroethyldiethylamine hydrochloride. The obtained carboxymethyl perl cellulose has an exchange capacity of 1.5 meq / g and a sedimentation volume of 8.2 ml / g.
Tabelle 1: Verteilungskoeffizienten (Kav) für vernetzte Hydroxypropyl-Perlcellulose (Bettvolumen: 20ml)Table 1: Distribution coefficients (K av ) for crosslinked hydroxypropyl perl cellulose (bed volume: 20 ml)
Glukoseglucose
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