Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ СВЯЗЫВАНИЯ ИОНОВ Fe3+ ВОДОРАСТВОРИМЫМИ ПОЛИМЕРАМИ В ВОДНОЙ СРЕДЕ
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ СВЯЗЫВАНИЯ ИОНОВ Fe3+ ВОДОРАСТВОРИМЫМИ ПОЛИМЕРАМИ В ВОДНОЙ СРЕДЕ

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ СВЯЗЫВАНИЯ ИОНОВ Fe3+ ВОДОРАСТВОРИМЫМИ ПОЛИМЕРАМИ В ВОДНОЙ СРЕДЕ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Использование: в медицине и пищевой промышленности для получения железосодержащих препаратов. Сущность изобретения: 0,05 М - 0,25 М раствор натриевой соли бис-2-этилгексилового эфира сульфоянтарной кислоты в н-алифатическом углеводороде C7-C10 при комнатной температуре смешивают с 0,86 - 1,79 мас.% водным раствором полимера, содержащего ковалентно присоединенную люминесцентную метку в количестве 0,09 - 0,30 мол.% при соотношении молярных концентраций воды и натриевой соли бис-2-этилгексилового эфира сульфоянтарной кислоты (ωo) , равном 9,6 - 10,3, полученную смесь гомогенизируют и измеряют J1o - интенсивность люминесценции раствора, затем к реакционной смеси добавляют 0,02 - 0,04 М водный раствор FeCl3 до концентрации последнего (2,0-4,0)·10-4 М и измеряют J1 - интенсивность люминесценции раствора, одновременно проводят измерение J2o - интенсивности люминесценции раствора антраценового стандарта, приготовленного растворением 9, 10-антрилендиметилен-бис-триэтиламмоний хлорида в н-алифатическом углеводороде C7-C10 совместно с 0,05 - 0,25 М раствором натриевой соли бис-2-этилгексилового эфира сульфоянтарной кислоты при концентрации антраценового стандарта 1,0·10-5- 1,8·10-6 М, затем измеряют J2 - интенсивность люминесценции раствора антраценового стандарта, к которому добавляют 0,02 - 0,04 М водный раствор FeCl3 до концентрации, совпадающей с таковой в растворе полимера, эффективность связывания иона Fe3+ измеряют величиной x= J1o/J1 : J2o/J2 . 1 табл.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2026547
Класс(ы) патента: G01N21/64, A61K33/26
Номер заявки: 4889814/05
Дата подачи заявки: 13.12.1990
Дата публикации: 09.01.1995
Заявитель(и): Ануфриева Елизавета Викторовна; Некрасова Татьяна Николаевна; Громова Раиса Александровна; Кабанов Александр Викторович; Краковяк Марк Григорьевич; Лущик Ванда Брониславовна
Автор(ы): Ануфриева Елизавета Викторовна; Некрасова Татьяна Николаевна; Громова Раиса Александровна; Кабанов Александр Викторович; Краковяк Марк Григорьевич; Лущик Ванда Брониславовна
Патентообладатель(и): Ануфриева Елизавета Викторовна; Некрасова Татьяна Николаевна; Громова Раиса Александровна; Кабанов Александр Викторович; Краковяк Марк Григорьевич; Лущик Ванда Брониславовна
Описание изобретения: Изобретение относится к физической химии высокомолекулярных соединений, точнее к определению эффективности химической модификации полимеров ионов Fe3+ в водные растворы полимеров.
Изобретение может найти использование в медицине и пищевой промышленности для получения железосодержащих препаратов, а также в металлургии при оптимизации состава закалочных сред.
В описании использованы следующие термины, сокращения и их расшифровка:
ЭГЭСЯК - натриевая соль бис-2-этилгексилового эфира сульфоянтарной кислоты;
ωo- степень гидратации мицелл, представляет собой отношение мольных концентраций Н2О и ЭГЭСЯК в растворе;
J - интенсивность люминесценции;
х - параметр, характеризующий эффективность связывания ионов Fe3+;
ro - радиус внутренней полости мицелл.
Известен способ определения эффективности связывания ионов Fe3+полимерами в водном растворе (1). Этот способ основан на способности иона Fe3+ тушить люминесценцию антраценовых групп, ковалентно присоединенных к полимеру, при этом проводятся измерения интенсивности люминесценции водных растворов антраценсодержащих полимеров.
Исследование тушения люминесценции антраценсодержащих полимеров различного химического строения в водных растворах ионами Fe3+ показало, что тушение люминесценции, определяемое длительностью пребывания иона тушителя вблизи антраценового ядра, зависит от макромолекулярного окружения иона и одновременно от взаимного расположения функциональных групп полимера, с которыми взаимодействует ион тушителя, то есть от расстояний между ними, которое изменяется при изменении химического строения полимера, термодинамического качества растворителя, а также при взаимодействии с ионом Fe3+.
Таким образом, основным недостатком известного способа определения эффективности связывания иона Fe3+ полимерами в водной среде является значительное влияние на величину определяемой эффективности связывания ионов Fe3+ размеров макромолекулярного клубка.
Целью изобретения является проведение измерения эффективности связывания полимерами ионов Fe3+ в стандартных условиях, исключающих влияние размера макромолекулярного клубка при более точном (истинном) определении величины связывания.
Поставленная цель достигается способом определения эффективности связывания ионов Fe3+ полимерами в водной среде, который характеризуется следующей совокупностью существенных признаков:
0,05-0,25 М раствор ЭГЭСЯК в н-алифатическом углеводороде С710при комнатной температуре смешивают с 0,86-1,79 мас.% водным раствором люминесцентно-меченого полимера; при этом отношение мольных концентраций Н2О и ЭГЭСЯК ωo= =9,6-10,3.
Полученную смесь гомогенизируют до образования прозрачного раствора и измеряют Jo1 - интенсивность люминесценции этого раствора.
Затем к этому раствору добавляют 0,02-0,04 М водный раствор FeCl3до концентрации FeCl3 (2,0-4,0) 10-4 М и измеряют J1 - интенсивность люминесценции раствора.
Измеряют Jo2 - интенсивность люминесценции раствора антраценового стандарта, приготовленного аналогично пп.1, 2, концентрация стандарта 1˙10-5 - 1,8˙10-6 М.
К раствору антраценового стандарта добавляют 0,02-0,04 М раствор FeCl3 до концентрации, совпадающей с таковой в растворе полимера, и измеряют интенсивность люминесценции J2.
Эффективность связывания ионов Fe3+ оценивают величиной
х = Jo1/J1 : Jo2/J2.
В качестве полимеров используют высокомолекулярные водорастворимые соединения, содержащие ковалентно присоединенные антраценовые метки в количестве 0,09-0,30 мол.%.
В качестве антраценового стандарта используют 9,10-антрилендиметилен-бис-(триэтиламмоний хлорид) формулы
C2HN+-CH2-- CH2-C2H 2Cl-.
Интенсивность люминесценции измеряют на установке, описанной ранее (2). Точность определения J составляет ±0,3 деления шкалы прибора.
Изобретение иллюстрируется примерами конкретного выполнения 1-19, приведенными в таблице.
П р и м е р 5 (таблица).
1 мг сополимера N-винилпирролидона с 15% (мол.) кротоновой кислоты (мол. м = 35000) с содержанием ковалентно присоединенных антраценовых групп 0,23% (мол. ) растворяют в 0,072 г воды. К водному раствору добавляют 4 мл 0,10 М раствора натриевой соли бис-2-этилгексилового эфира сульфоянтарной кислоты в н-октане.
Композицию гомогенизируют до получения однородной прозрачной нерасслаивающейся системы и измеряют Jo1 - интенсивность люминесценции, она равна 49,7 единиц деления шкалы прибора.
К системе добавляют 0,08 мл 0,02 М раствора FeCl3, т.о.конечная концентрация FeCl3 в системе 4˙10-4 М. После этого определяют J1, она равна 6,2. Таким образом Jo1/J1 = 8,0. 0,072 мл водного раствора 9,10-антрилендиметилен-бис(триэтиламмоний хлорида) концентрации 1,0˙10-4М смешивают с 4,0 мл 0,1 М раствора ЭГЭСЯК в октане. Измеряют Jo2 = 45,5. Затем добавляют 0,08 мл 0,02 М водного раствора FeCl3, концентрация FeCl3 равна 4˙10-4 М, измеряют J2 = 27,0. Таким образом получают Jo2/J2 = 1,7. Эффективность связывания иона Fe3+ определяется из соотношения
x= I1o/I1 : I2o/I2 = = 4,7
Примеры 1-19 таблицы выполнены в условиях примера 5.
П р и м е р 20. Синтез 9,10-антрилендиметилен-бис-триэтиламмоний хлорида (бис-ТЭА).
50 мг 9,10-бис-хлорметилантрацена (0,18 ммол) растворяют в 13 мл нитрометана при 80оС и добавляют 0,5 мл триэтиламина (364 мг, 3,6 ммоля). Нагрев осуществляют в течение 5 ч, затем реакционную смесь охлаждают, упаривают в вакууме и осаждают в эфир. Осадок отделяют фильтрованием, промывают эфиром, сушат и переосаждают из этанола в эфир, промывают эфиром и сушат. Выход 30 мг, т.е. 35%. продукт полностью растворим в воде и этиловом спирте.
Анализ примеров конкретного выполнения и таблица показывают, что в условиях способа стабилизируется размер полимерного клубка, что приводит к увеличению точности и воспроизводимости и существенному снижению ошибки при определении эффективности связывания иона Fe3+ полимерами за счет исключения влияния размера макромолекулярного клубка.
Уменьшение размеров макромолекулярного клубка, его компактизация подтверждается данными таблицы, в которой приведены времена релаксации τω,характеризующие внутримолекулярную подвижность цепей полимера в обращенных мицеллах ЭГЭСЯК в октане при степени гидратации мицелл ωo= 9,6-10,3 и в виде. Известно, что т. е.τω растут при компактизации макромолекулярного клубка, сопровождающейся уменьшением характеристической вязкости раствора полимера [η].Степень гидратации мицелл, ωoявляется параметром, который определяет размер обращенных мицелл. Соотношение между радиусом внутренней полости мицелл ЭГЭСЯК, ro, иωo дается эмпирическим соотношением:
ro()= 1,5ωo+ 4 (3)
Из таблицы видно, что при переходе от водного раствора к системе ЭГЭСЯК-Н2О-октана временаτω возрастают в 3-20 раз, и их значения указывают на формирование компактной структуры в макромолекуле (4). При этом значения rо остаются постоянными и равными 18,8-19,3 . Такое же возрастание временτω наблюдается в системе обращенных мицелл ЭГЭСЯК в гептане, декане.
Данные, представленные в примере конкретного выполнения решения и в таблице, подтверждают существенность заявленных количественных интервалов. Кроме того, заявленные количественные интервалы определяются условиями проведения измерений J на установке, описанной в (2), а именно
а) В интервале концентраций ЭГЭСЯК 0,05-0,25 М в н-алифатическом углеводороде при заданной степени гидратации радиусы мицелл не зависят от концентрации ЭГЭСЯК (5), что обеспечивает одинаковую компактность макромолекул. Уменьшение концентрации ЭГЭСЯК до 0,02 М в н-алкане сопровождается соответствующим уменьшением концентрации Н2О, а следовательно, и полимера в системе, что приводит к возрастанию погрешности при измерении J. Увеличение концентрации ЭГЭСЯК до 0,30 М не изменяет условия измерений, но приводит к увеличению расхода ЭГЭСЯК и полимера в эксперименте.
б) Концентрация полимера, содержащего ковалентно присоединенную люминесцирующую группу, в воде составляет в примерах конкретного выполнения 0,86-1,79 мас. %. Указанный интервал концентраций позволяет получать растворы, в которых концентрация антраценовых групп, присоединенных к полимеру, составляет 10-5 - 10-6 М, необходимая для измерения интенсивности люминесценции на описанной в (2) установке. При более высоких концентрациях полимера в водном растворе солюбилизация полимера в мицеллах может быть неполной, снижение концентрации полимера до 0,2-0,4% приводит к существенным затруднениям при взятии навески на имеющихся микровесах, при этом возрастает погрешность измерения.
в) Концентрация водного раствора FeCl3 0,02-0,04 М подбирается таким образом, чтобы добавляемые количества водного раствора FeCl3 (во всем исследуемом интервале концентраций FeCl3) не приводили к расслоению системы (ωo> 40). При высоких концентрациях используемого раствора FeCl3 добавляемые количества раствора FeCl3 малы, что приводит к увеличению погрешности измерений.
г) для определения эффективности связывания ионов Fe3+ величина Jо/J определяется в интервале концентраций ионов Fe3+ (2,0-4,0) 10-4 М, то есть в той области, где сохранятся линейная зависимость Jo1/J1 = f/Fe3+. При увеличении содержания ионов Fe3+ в растворе наблюдается реабсорбция люминесцентного свечения, что приводит к занижению измеряемых величин J1.
Ковалентное присоединение антраценовых групп к полимеру проводится по методикам, описанным в (6). Вводимое количество антрацена 0,09-0,3% (мольн) не влияет на структуру и молекулярно-массовые характеристики полимерных цепей в растворе (6).
Формула изобретения: СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ СВЯЗЫВАНИЯ ИОНОВ Fe3+ ВОДОРАСТВОРИМЫМИ ПОЛИМЕРАМИ В ВОДНОЙ СРЕДЕ путем добавления к водному раствору полимера, содержащего ковалентно присоединенную люминесцентную метку, иона Fe3+, отличающийся тем, что 0,05 - 0,25 М раствора натриевой соли бис-2-этилгексилового эфира сульфоянтарной кислоты в н-алифатическом углеводороде C7 - C10 при комнатной температуре смешивают с 0,86 - 1,79%-ным водным раствором полимера, содержащего ковалентно присоединенную люминесцентную метку в количестве 0,09 - 0,30 мол. %, при соотношении молярных концентраций воды и натриевой соли бис-2-этилгексилового эфира сульфоянтарной кислоты (ωo) , равном 9,6 - 10,3, полученную смесь гомогенизируют до образования однородного прозрачного раствора и измеряют I01 - интенсивность люминесценции раствора, затем к реакционной смеси добавляют 0,02 - 0,04 М водный раствор FeCl3 до концентрации последнего (2,0 - 4,0) · 10-4 М и измеряют I1 - интенсивность люминесценции раствора, одновременно проводят измерение I02 - интенсивности люминесценции раствора антраценового стандарта, приготовленного растворением с 9,10-антрилендиметилен-бис-триэтиламмоний хлорида формулы

в н-алифатическом углеводороде C7 - C10 совместно с 0,05 - 0,25 М раствором натриевой соли бис-2-этилгексилового эфира сульфоянтарной кислоты при концентрации антраценового стандарта 1,0 · 10-5 - 1,8 · 10-6 моль, затем измеряют I2 - интенсивность люминесценции раствора антраценового стандарта, к которому добавляют 0,02 - 0,04 М водный раствор FeCl3 до концентрации, совпадающей с таковой в растворе полимера, эффективность связывания иона Fe3+ измеряют величиной
X = I1o/I1 : I2o/I2.