Polimerización por injerto iniciada por ce(iv) en polímeros que no contienen grupos hidroxilo.

Procedimiento para la elaboración de materiales cromatográficos caracterizado porque materiales base poliméricos orgánicos,

los cuales no presentan grupos OH en la superficie, se polimerizan por injerto en solución acuosa en presencia de un catalizador de Ce(IV) y al menos un ácido inorgánico seleccionado del grupo de ácido nítrico, ácido sulfúrico y ácido clorhídrico.

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DESCRIPCIÓN

Polimerización por injerto iniciada por ce (iv) en polímeros que no contienen grupos hidroxilo.

La invención se refiere a un procedimiento para la elaboración de un nuevo material de separación, así como a los materiales de separación elaborados y su aplicación en la separación de biopolímeros cargados de líquidos.

Estado de la técnica Para el aislamiento de biopolímeros de líquidos, la cromatografía es uno de los métodos más adecuados. En particular, en la purificación de biofármacos se prefieren materiales cromatográficos basados en polímeros en comparación con materiales basados en sílica, puesto que los polímeros pueden elaborarse de forma que durante el procesamiento soporten la limpieza necesaria de la columna cromatográfica empaquetada mediante sosa cáustica.

A parte de la cromatografía de interacción hidrófoba (HIC, por sus siglas en inglés) , la cromatografía de exclusión por tamaño (SEC, por sus siglas en inglés) , la cromatografía de modo mixto y la cromatografía de afinidad, se utiliza muy a menudo la cromatografía de intercambio iónico (IEC, por sus siglas en inglés) . Además, también se conocen otros tipos de cromatografía como, por ejemplo, la cromatografía en fase reversa. Se presenta un resumen de los distintos medios cromatográficos y métodos cromatográficos preparativos en, por ejemplo, "Bioseparation and Bioprocessingâ??, 2007, Editor Ganapathy Subramanian, Wiley-VCH Verlag GmbH & Co KGaA.

Se conoce desde hace muchos años que para generar la funcionalidad deseada en los materiales cromatográficos son adecuados polímeros lineales que se obtienen mediante injerto de los correspondientes monómeros funcionalizados sobre una multitud de superficies distintas. Cuando en la funcionalización se trata de grupos iónicos enlazados químicamente, pueden emplearse los correspondientes materiales para la cromatografía de intercambio iónico (W. Müller, J. Chromatography 1990, 510, 133-140) . En las patentes EP 0 337 144 o US 5, 453, 186 se encuentran una gran cantidad de posibles estructuras de polímeros de injerto que están destinadas al fraccionamiento de biopolímeros. En la bibliografía de patentes también se conocen polímeros de injerto de más de un componente monomérico que se obtienen mediante copolimerización.

En la polimerización por injerto iniciada mediante iones Ce (IV) y conocida a partir de los documentos EP 0337144 o WO 9614151, se aprovecha la existencia de grupos hidroxilo en la superficie del material de soporte utilizado para crear enlaces covalentes en el soporte base con el polímero. Por eso, parece que este método solo es adecuado para materiales de soporte que presentan grupos hidroxilo en la superficie bajo las condiciones de reacción dadas, aunque no es adecuado para materiales que carecen de estos grupos. Por lo general, en el caso de los materiales de soporte empleados sobre los que se enlazan grupos cromatográficamente activos mediante una polimerización por injerto iniciada por Ce (IV) , se trata de materiales de soporte inorgánicos como, por ejemplo, SiO2, Al2O3, MgO, TiO2 o ZrO2. Para estos materiales, incluso es posible aumentar la cantidad de grupos OH que se encuentran en la superficie para lograr una distribución más densa con grupos reactivos en una reacción posterior (EP 1 051 254 B1) . A causa de las variadas posibilidades de reacción de estos materiales de soporte inorgánicos oxídicos, por lo general los materiales cromatográficos obtenidos se elaboran mediante polimerización por injerto utilizando los correspondientes materiales de soporte inorgánicos oxídicos, en particular silicatos o geles de sílice adecuados.

Para los problemas más diversos de separación cromatográfica, es ventajoso que se utilicen materiales cromatográficos en cuya elaboración se empleen materiales de soporte orgánicos. Esto vale especialmente la pena cuando se desean elaborar sorbentes para la cromatografía estables frente a los álcalis así como frente a la presión que se puedan emplear a flujos elevados. Estas propiedades de los materiales de soporte orgánicos también deben permanecer constantes tras una derivatización y no deberían deteriorarse.

A partir de los documentos EP 0337144 A1 o WO 96/31549 A1, para las polimerizaciones por injerto iniciadas por Ce (IV) para la elaboración de intercambiadores iónicos, se conoce el uso de materiales de soporte, los cuales presentan grupos hidroxilo en la superficie de los soportes base poliméricos. En el documento EP 0337144 A1 se describen sorbentes para la cromatografía de intercambio iónico en cuya elaboración se utilizan como materiales base, entre otros, polímeros reticulados con metacrilato sustituidos con dioles, sobre los cuales se injertan monómeros de acrilamida derivatizados. Los intercambiadores iónicos que se preparan de este modo muestran buenas propiedades de separación y una buena estabilidad frente a la presión, aunque su estabilidad frente a soluciones alcalinas es limitada. A partir del documento WO 03/031062 se conoce, por otra parte, el uso de un polímero de vinilo reticulado que contiene grupos diol como material base sobre el cual se aplican polímeros en una reacción de polimerización iniciada por Ce (IV) .

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Un inconveniente fundamental de las polimerizaciones por injerto sobre materiales de soporte consiste en que la cantidad de grupos OH accesibles en la superficie para la reacción es limitada. Si se quiere conseguir una mayor ocupación de las superficies con polímeros injertados, es necesario aumentar la cantidad de grupos OH reactivos mediante etapas de reacción adicionales y preparatorias, como se describe en el documento EP 1 051 254 B1.

A diferencia de esto, en el documento DE 41 29 901 A1 se describe el uso de partículas de poliamida como material base para materiales cromatográficos polimerizados por injerto. En este caso, la polimerización se realiza mediante inducción por radiación. Sin embargo, este procedimiento es caro y requiere tiempo para llevarse a cabo. Además, los materiales cromatográficos elaborados sobre esta base no son adecuados para todos los métodos de separación.

Objetivo a alcanzar Por tanto, el objetivo de la presente invención es proporcionar un procedimiento mediante el cual se ofrezca la posibilidad de elaborar de un modo sencillo y variado materiales cromatográficos polimerizados por injerto sobre la base de polímeros, los cuales en realidad no presentan grupos hidroxilo reactivos en la superficie pero se pueden derivatizar de forma sencilla mediante una reacción de polimerización por injerto iniciada por iones Ce (IV) . El objetivo de la presente invención también es proporcionar un procedimiento que se pueda llevar a cabo de un modo sencillo y económico, así como proporcionar materiales cromatográficos con un amplio espectro de aplicación, es decir, en cuanto a posibilidades de separación de mezclas de sustancias de distinta procedencia y también en cuanto a la estabilidad frente a la influencia de ácidos, bases, presión o condiciones de flujo.

Objeto de la invención La resolución de los presentes objetivos se consigue mediante un nuevo procedimiento para la elaboración de materiales cromatográficos polimerizando por injerto materiales base poliméricos orgánicos, los cuales no presentan grupos OH en la superficie, en presencia de un iniciador de Ce (IV) . Como material base polimérico pueden utilizarse polímeros en forma de partícula, compuestos de homo-o copolímeros, los cuales pueden formarse mediante la polimerización de monómeros que contienen grupos vinilo y los cuales no contengan grupos hidroxilo libres. Para ello, monómeros adecuados que contienen grupos polivinilo pueden ser, por ejemplo, divinilbenceno, trivinilbenceno, diviniltolueno, divinilpiridina, divinilnaftaleno, etilenglicoldimetacrilato, polietilenglicoldimetacrilato, polipropilenglicoldimetacrilato, N, N-metilen-bis-acrilamida, N, N-diviniletilenurea y N, Ndivinilpropilenurea. Monómeros que contienen grupos monovinilo como, por ejemplo, metilmetacrilato, etilmetacrilato, propilmetacrilato, butilmetacrilato, metilacrilato, etilacrilato, propilacrilato, butilacrilato, acrilonitrilo, Nvinilpirrolidona, N-metil-N-vinilacetamida, cloroestireno o aminoestireno, se transforman únicamente en combinación con uno de los compuestos polivinílicos mencionados previamente para la elaboración de los copolímeros adecuados correspondientes a esta publicación. En una reacción posterior, estas partículas poliméricas, las cuales no presentan grupos hidroxilo, se polimerizan por injerto de una forma... [Seguir leyendo]

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1. Procedimiento para la elaboración de materiales cromatográficos caracterizado porque materiales base poliméricos orgánicos, los cuales no presentan grupos OH en la superficie, se polimerizan por injerto en solución acuosa en presencia de un catalizador de Ce (IV) y al menos un ácido inorgánico seleccionado del grupo de ácido nítrico, ácido sulfúrico y ácido clorhídrico.

2. Proceso según la reivindicación 1 caracterizado porque como material base polimérico se utiliza un polímero en forma de partícula o un polímero modelado, el cual se prepara mediante polimerización o copolimerización de monómeros seleccionados del grupo de monómeros que contienen grupos polivinilo divinilbenceno, trivinilbenceno, diviniltolueno, divinilpiridina, divinilnaftaleno, etilenglicoldimetacrilato, polietilenglicoldimetacrilato, polipropilenglicoldimetacrilato, N, N-metilen-bis-acrilamida, N, N-diviniletilenurea y N, N-divinilpropilenurea y monómeros que contienen grupos monovinilo como, por ejemplo, metilmetacrilato, etilmetacrilato, propilmetacrilato, butilmetacrilato, metilacrilato, etilacrilato, propilacrilato, butilacrilato, N-vinilpirrolidona, N-metil-N-vinilacetamida, acrilonitrilo, cloroestireno y aminoestireno.

3. Procedimiento según la reivindicación 1 o 2 caracterizado porque como material base se utilizan partículas con un diámetro medio de partícula en el intervalo de 20 nm hasta 1000 μm.

4. Procedimiento según una o varias de las reivindicaciones de la 1 a la 3 caracterizado porque como material base se utilizan partículas con una superficie media de partícula en el intervalo de 20 hasta 1200 m2/g, preferentemente con una superficie media de partícula en el intervalo de 100 hasta 600 m2/g.

5. Procedimiento según la reivindicación 1 o 2 caracterizado porque se polimeriza por injerto un polímero base en forma de un cuerpo monolítico.

6. Procedimiento según una o varias de las reivindicaciones de la 1 a la 5 caracterizado porque la polimerización por injerto se realiza en presencia de nitrato de amonio y Ce (IV) como catalizador.

7. Procedimiento según una o varias de las reivindicaciones de la 1 a la 6 caracterizado porque la polimerización por injerto se realiza en un disolvente prótico.

8. Procedimiento según una o varias de las reivindicaciones de la 1 a la 7 caracterizado porque se utiliza agua como disolvente.

9. Procedimiento según una o varias de las reivindicaciones de la 1 a la 8 caracterizado porque

a) se disuelve en agua un monómero hidrófilo, el cual, dado el caso, se mezcla con otros monómeros, b) la solución obtenida se mezcla con el material de soporte de forma que se utilizan de 0, 05 hasta 100 mol de monómero total por litro de material polimérico sedimentado, c) a la suspensión obtenida se añade sal de Ce (IV) disuelta en un ácido mineral, con lo cual se ajusta un valor de pH en el intervalo de 0 â?" 5, y d) la mezcla de reacción se polimeriza por injerto en el transcurso de un periodo de tiempo de 0, 5 hasta 72 horas.

10. Materiales de separación elaborados según un procedimiento según una o varias de las reivindicaciones de la 1 a la 9.

11. Columna cromatográfica que contiene un material de separación según la reivindicación 10.

12. Uso de los materiales de separación según la reivindicación 10 en una columna cromatográfica.

13. Uso de los materiales de separación según la reivindicación 10 para la separación de biopolímeros de medios líquidos.