Новые полистирол-дивинилбензольные анионообменники с повышенной гидрофильностью для ионной хроматографии

• Автор: Затираха, Александра Валерьевна
• Шифр специальности: 02.00.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 143 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. Обзор литературы

1.1. Матрицы анионообменииков для ионной хроматографии.

1.2. Функциональные группы анионообменииков.

1.3. Методы получения ковалентномодифицированных полимерных анионообменииков

1.3.1. Хлорметилирование.

1.3.2. Алкилирование по ФриделюКрафтсу

1.3.3. Ацилирование по ФриделюКрафтсу.

1.4. Методы получения агломерированных анионообменииков.

1.5. Удерживание неорганических анионов на полистирольпых анионообменниках

1.6. Способы заполнения хроматографических колонок
1.6.1. Заполнение колонок с использованием органического растворителя
1.6.2. Заполнение хроматографических колонок с использованием щелочных растворов.
ГЛАВА 2. Аппаратура, реактивы, материалы, синтез соединений и техника эксперимента
2.1. Аппаратура..
2.2. Реактивы и материалы.
2.3. Синтез анионообменников
2.3.1. Синтез анионообменников через стадию нитрования.
2.3.2. Синтез ацилированных анионообменников.
2.3.3. Синтез хлорацилированных анионообменииков.
2.4. Техника эксперимента.
2.4.1. Определение емкости анионообменников
2.4.2. Заполнение хроматографических колонок.
ГЛАВА 3. Анионообменники, полученные через стадию нитрования
ГЛАВА 4. Ацилированные анионообменники, полученные через стадию восстановительного аминирования.
4.1. Анионообменники, ацилированные уксусным ангидридом.
4.1.1. Выбор оптимальных условий синтеза.
4.1.2. Выбор функциональной группы анионообменников
4.1.3. Хроматографические свойства ацилированных анионообменников
4.1 ААцилированный сорбенте повышенной гидрофильностью.
4.1.4.1. Получение.
4.1.4.2. Хроматографические свойства.
4.1.5. Изучение механизма удерживания анионов
4.2. Анионообменники, ацилированные разветвленными ацилхлоридами
ГЛАВА 5. Хлорацилированные анионообменники.
5.1. Синтез хлорацилированных анионообменников.
5.2. Хроматографические свойства хлорацилированных сорбентов.
5.2.1. Влияние гидрофильности функциональной группы.
5.2.2. Влияние пространственного удаления функциональной группы от матрицы
ГЛАВА 6. Изучение стабильности хроматографических колонок
ГЛАВА 7. Анализ реальных объектов
7.1. Анализ вод
7.2. Определение неорганических анионов в зубной пастс.
7.3. Анализ почвенной вытяжки
ВЫВОДЫ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Среди синтетических полимеров ПСДВБ выделяется очень хорошими физическими и химическими свойствами. Он используется в пористых 3, 4 и нспористых формах 57 для определения белков, пептидов, олигонуклеотидов, фармацевтических препаратов и других биологически активных веществ. На рис. ПСДВБ. Рис. Электронные микроснимки пористых а и непористых б частиц ПСДВБ. Непористый ПСДВБ 2,5 мкм, 4 м2г пористый ПСДВБ 5 мкм, 0 м2г 8. Суспензионная полимеризация позволяет получать частицы диаметром 0 мкм, дисперсионная менее мкм, эмульсионная менее 0,5 мкм . Микропористые смолы имеют структуру геля, содержащую значительное количество воды, а содержание дивинилбензола в них 2 И. Сополимеры такого типа характеризуются пористостью только в набухшем состоянии и размер пор в таких структурах очень мал. Структура такого рода неоднородна и включает низкопористые участки, распределенные в более пористой структуре. Степень сшивки сополимера влияет на размер его пор . Для получения макропористого ПСДВБ необходимо высокое содержание в полимеризационной смеси сшивающего агента и инертного растворителя. По окончании полимеризации растворитель удаляется, в результате чего образуется губчатая струкгура, пронизанная порами большого диаметра . Изза высокого содержания сшивающего агента, полимеры макропористого типа механически устойчивы, их частицы имеют жесткую структуру и меньше различаются но степени набухания в полярных и неполярных растворителях, характеризуются меньшей потерей объема при высушивании и более устойчивы к окислению ,. В работе изучено влияние степени сшивки ПСДВБ на степень набухания в органических растворителях табл. Таблица 1. Степень сшивки, Площадь поверхности, м2г Объем пор, млг Степень набухания в орг. Размер частиц мкм. Степень набухания в определяется выражением Ун УсУс 0, где V,, и Ус объем набухших и сухих частиц соответственно. Благодаря высокой механической устойчивости и практически полному отсутствию набухания в органических растворителях сополимеры стирола и дивинилбензола с высокой степенью сшивки получили широкое распространение в качестве неподвижных фаз в современной ионной хроматографии и в последних работах , , предпочтение отдается именно таким матрицам. Ионообменные смолы с высокой степенью сшивки пригодны для хроматографирования малых ионов, тогда как смолы с низкой степенью сшивки 24 применяют в основном при хроматографировании макромолекул. Помимо степени сшивки свойства ионообменника зависят также от размера полимерных частиц. Обычно ионообмешшки представляют собой микропористые сферические частицы диаметром менее мкм, диаметр пор ср 5 нм. Влияние размера частиц макропористого ПСДВБ со степенью сшивки на эффективность хроматографической колонки изучено в работе . Результаты представлены в табл. Таблица 2. Из таблицы видно, что наибольшая эффективность достигается при использовании частиц с наименьшим диаметром. Это связано с тем, что при работе с ионообменной смолой, состоящей из мелких частиц, быстрее достигается равновесное состояние, повышается эффективность данного объема смолы, улучшается разделение. Поэтому в последнее время основное внимание уделяется разработке анионообменников с размером частиц не более мкм. Высокая эффективность колонки зависит также от монодисперсности частиц смолы . Недавно был разработан новый подход к синтезу полимерных матриц. В результате получается новый тип полистирольиых матриц с очень высоким содержанием сшивающего агента сверхсшитый полистирол ,
. Он имеет удельную площадь поверхности м г и диаметр пор 24 нм. Сорбенты на основе сверхсшитого полистирола получили широкое применение в различных вариантах хроматографического анализа обращеннофазовая, распределительная, ионная, эксюнозионная хроматография, а также в областях биомедицины и твердофазной экстракции . Рис. Структура сверхсшитого полистирола . Слабое удерживание сульфатиона может служить достоинством такого типа сорбентов, поскольку позволяет значительно сократить время анализа образцов воды, содержащих сульфат, который довольно сильно удерживается на традиционных анионообменниках .