Сильноосновный ионит на основе лигнина для детоксикации биологических жидкостей

(54) СИЛЬНООСНОВНЫЙ ИОНИТ НА ОСНОВЕ ЛИГНИНА ДЛЯ ДЕТОКСИКАЦИИ БИОЛОГИЧЕСКИХ ЖИДКОСТЕЙ(57) Изобретение относится к области ионообменных материалов, а именно к ионитам на основе лигнина и может быть использовано в медицине и ветеринарии для очистки биологических жидкостей от водо-,липидорастворимых токсических веществ. Сильноосновный ионит,полученный аминированием триэтиламином хлорпроизводного лигнина, имеет статическую обменную емкость по 0,1 н раствору 5,5 мг-экв/г и обладает детоксикационной активностью по отношению к сыворотке крови офтальмологических больных.(72) Муканов Канатбек Нуртазинович Чопабаева Назира Набиевна Тасмагамбет Амандык Туракулы(73) Республиканское государственное предприятие на праве хозяйственного ведения Казахский национальный технический университет им. К.И. Сатпаева Министерства образования и науки Республики Казахстан Изобретение относится к области ионообменных материалов, а именно к сорбентам на основе лигнина и может быть использовано в медицине и ветеринарии для очистки биологических жидкостей от водо-, липидорастворимых токсических веществ. Известен сильноосновный ионит на основе лигнина Яунземс В.Р., Можейко Л.Н., Сергеева В.Н. Азотсодержащие производные лигнина. . Ионообменная способность некоторых азотсодержащих производных лигнина // Химия древесины. 1968. 2. с.115-118, полученный взаимодействием хлорлигнина с триэтиламином(ТЭА). Ионит имеет статическую обменную емкость(СОЕ) 1,26-2,30 мг-экв/г. Недостатком ионита является низкая СОЕ. Сорбция эндогенных метаболитов не проведена и неизвестна. Наиболее близким по назначению и типу функциональных групп к заявленному объекту является сильноосновный ионит с четвертичными бензилтриметиламмониевыми группами на основе макропористого сополимера стирола и дивинилбензола Горчаков В.Д.,Сергиенко В.И., Владимиров В.Т. Селективные гемосорбенты. М.Медицина, 1989, с.133. Его сорбционная емкость (СЕ) по холестерину из сыворотки крови составляет 1,17 мкмоль/г. Недостатком ионита является низкая СЕ по холестерину. Задачей изобретения является расширение ассортимента сильноосновных ионитов на основе лигнина. Техническим результатом является повышение СЕ по холестерину. Технический результат достигается ионитом на основе лигнина с сильноосновными алкил аммониевыми группами Сильноосновный ионит получают хлоралкилированием лигнина олигомером эпихлоргидрина (ОЭХГ) в бензоле с последующим аминированием хлорпроизводного ТЭА. Ионит с рК 2,5 представляет собой нерастворимые темнокоричневые частицы с содержанием азота 5,129,20 и СОЕ по 0,1 н раствору 2,60-5,50 мгэкв/г. В ИК-спектре ионита наблюдаются частоты скелетных колебаний ароматических ядер лигнина при 1614 см-1, - аминогрупп при 1220 см-1, а также - и С- эфирных и гидроксильных групп при 1270, 1000-1200 см-1, возникающих при взаимодействии лигнина с ОЭХГ. Отсутствие частот -, ,хлорметильных групп (723 и 1432 см-1) указывает на их полное замещение амином. Сильноосновный ионит на основе лигнина извлекает холестерин из сыворотки крови. Опыты проведены аналогично прототипу в условияхпри времени контакта системы ионит-раствор 1 час. Концентрацию холестерина до и после сорбции определяли на УФ-спектрометре ( 210,2011) при длине волны 510 нм с использованием стандартных диагностических наборов реагентов Таблица 1 Сравнительная характеристика сорбционных свойств заявляемого ионита и прототипа. Примечание. В числителе - размерность концентрации до и после сорбции в знаменателе - размерность СЕ. Данные свидетельствуют, что СЕ предлагаемого ионита по отношению к холестерину составляет 10,25 мкмоль/г, что превосходит СЕ прототипа в 8,76 раз. Кроме того, ионит способен поглощать и другие водои липидорастворимые токсические компоненты - билирубин, триглицериды и глюкозу. При патологическом содержании токсических веществ СЕ ионита по всем компонентам, в том числе по холестерину возрастает до 10,2538,75 кмоль/г, и их концентрация в сыворотке снижается до физиологического показателя. Повышенная СЕ предлагаемого ионита обусловлена проницаемостью матрицы, высоким содержанием и доступностью сорбционно-активных гидроксильных, простых эфирных и четвертичных аммониевых групп в привитом звене. Высокая степень сшитости полимерного каркаса прототипа вследствие использования при их синтезе короткоцепного диена - дивинилбензола и отсутствие в составе ионита кислородсодержащих групп, способных образовывать Н-связи с липопротеидными комплексами холестерина,билирубином, триглицеридами и глюкозой, снижает его сорбционную способность по отношению к указанным крупномолекулярным токсическим веществам. Существенным отличием предлагаемого технического решения от прототипа является удачное сочетание простых эфирных,гидроксильных и четвертичных аммониевых групп в привитом сорбционно-активном звене. Эти существенные отличительные признаки позволяют по сравнению с прототипом увеличить СЕ по холестерину и другим эндогенным метаболитам за счет реализации электростатических взаимодействий с участием четвертичных атомов азота (как в прототипе), а также образования Н-связей с кислородсодержащими эфирными и гидроксильными группами ионита. Изобретение иллюстрируется следующими примерами, указывающими оптимальные условия получения сильноосновного ионита на основе лигнина с повышенной СЕ по отношению водо- и липидорастворимым веществам. Пример 1. Ионит синтезируют обработкой лигнина (10 г) 50-ным раствором ОЭХГ в бензоле(46 мл), что соответствует их массовому соотношению 1,04,0 в течение 2 часа при 60 С и аминированием полученного хлорпроизводного ТЭА при их массовом соотношении 13 в течение 3 часов при 80 С. СОЕ ионита по 0,1 н растворудостигает 5,50 мг-экв/г при содержании азота 9,20,в том числе титруемого 7,70. Ионит имеет рКа 2,5. Пример 2. Сильноосновный ионит на основе лигнина получают аналогично примеру 1 при температуре 80 С и массовом соотношении хлорпроизводного лигнина к ТЭА, равном 1,01,5. Его СОЕ по 0,1 н раствору- 2,60 мг-экв/г,содержание азота - 5,12, в том числе титруемого 3,64. Пример 3. Ионит на основе лигнина получают аналогично примеру 1 при температуре 60 С. Обменная емкость по 0,1 н растворудостигает 4,74 мг-экв/г, содержание общего азота 8,55,титруемого - 6,64. Пример 4. Сорбцию проводят ионитом на основе лигнина, синтезированным по примеру 1, из сыворотки крови офтальмологических больных. Исходная концентрация холестерина - 3,42 мкмоль/мл,билирубина 21,0 мкмоль/л,триглицеридов - 1,62 ммоль/л, глюкозы 5,8 ммоль/л после контакта с ионитом - 2,60 мкмоль/мл (СЕ 10,25 мкмоль/г), 0,08 мкмоль/л(СЕ 0,009 ммоль/г), 3,9 ммоль/л (СЕ 0,024 ммоль/г) соответственно. Остальные примеры приведены в таблице 2. Таблица 2 Детоксикация сыворотки крови сильноосновным ионитом на основе лигнина. Данные таблицы 2 свидетельствуют, что заявляемый сильноосновный ионит на основе лигнина обладает большей СЕ по холестерину(10,25-48,13 мкмоль/г), чем прототип. Заявляемый ионит обладает приемлемой детоксикационной активностью по отношению к сыворотке крови,снижая патологическое содержание водо-, 22.7/1.0 0,27 25.6/1.1 0,31 липидорастворимых токсических физиологического уровня. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Сильноосновный ионит на основе лигнина для детоксикации биологических жидкостей,полученный конденсацией лигнина с олигомером 3 эпихлоргидрина в бензоле при их массовом соотношении 1,04,0 в течение 2 часов при 60 С с последующим аминированием хлорпроизводного триэтиламином при их массовом соотношении 1(1,5-3) в течение 3 часов при 60-80 С, содержащий 5,12-9,20 азота, в том числе титруемого 3,64-7 70 и обладающий статической обменной емкостью по 0,1 н раствору хлорида натрия, равной 2,60-5,50 мг-экв/г, и сорбционной емкостью по отношению к холестерину,билирубину,триглицеридам и глюкозе,равной 10,2548,13 мкмоль/г, 0,26-0,31 мкмоль/г, 0,0090,021 ммоль/г, 0,024-0,038 ммоль/г соответственно.