Спосіб одержання ксерогелю поліметилксилоксану

28800 Винахід має відношення до галузі хімії та може бути використаний в медицині, в біотехнології та інших галузях, де доцільно використання ксерогелю поліметилксилоксана (КПМС) як носія або сорбента. Найбільш близьким до способу, що пропонується, є спосіб одержання КПМС, який полягає в гідролізі водно-спиртового розчину органосилоксана, зокрема метилсилоксанату натрію, який здійснюють шляхом пропускання через зазначений водно-спиртовий розчин вуглекислого газу при температурі - 15°С з наступним витримуванням одержаної суміші при температурі 70-80°С протягом 20 хвилин до повного осаджування гелеподібного ПМС. Потім відомий спосіб передбачає дрібнення одержаного гелю, його промивку дистильованою водою та сушку при температурі 60°С (а. с. СССР № 168271). Внаслідок здійснення способу-прототипу одержують КПМС з розміром пор переважно більше за 100 нм. Одержаний КПМС може бути використаний, наприклад, як носій гентаміцину (а. с. СРСР № 1144699), але область його використання обмежена розміром пор, які одержують, що і є основним недоліком відомого способу. Задачею цього винаходу є вдосконалення способу одержання КПМС шляхом здійснення такої сукупності операцій, їх режимів та підбору реагентів, яка дозволила би регулювати пористість в діапазоні, який раніше не був одержаний, і тим самим розширити область використання КПМС. Поставлена задача вирішується тим, що в способі одержання КПМС, який полягає в гідролізі водноспиртового розчину органосилоксана, роздрібнення одержаного гелю, його промивка та сушка, згідно з винаходом, як органоксилоксан використовують метилтриетоксисилан (МТЕОС), а гідроліз його водноспиртового розчину здійснюють додаванням соляної або сірчаної кислоти до досягнення РН=3,5-4,5, після чого до одержаного розчину додають лужний компонент до досягнення рН=9-12 та витримують його до достигання гелю, потім роздрібнений гель промивають підкисленою водою до рН=1-6 та проводять сушку при 20-30°С. Авторами цього винаходу показано, що за вихідний продукт доцільно обирати МТЕОС, оскільки такий органоксилоксан дозволяє певним чином варіювати умови гелеутворення і тим самим створювати передумови для регулювання пористості КПМС, що получається. В свою чергу, варіювання умов, при яких протікає гідролітична поліконденсація, визначає особливості формування пористої структури продукту, який одержують. Умови проведення гідролізу, які полягають в установленні рН=3,5-4,5, визначені тим, що при рН менше за 3,5 можливе розщеплення Si-С-зв'язки, внаслідок чого зменшується кількість активних реакційно-здатних гідроксильних груп, внаслідок чого, в кінці-кінців, не досягаються необхідні для про- дукту, який одержують, властивості. При значеннях рН більше за 4,5 алкокси-групи повністю не гідролізуються, що також негативно впливає на властивості продукту. Додавання до одержаного розчину лужного компоненту до рН=9-12 обумовлено такими причинами: при рН менше за 9 має місце утворення в'язкого напівпродукту, а при рН більше за 12, тобто при надмірній лужності суміші, утворюються сполуки, які тяжко видаляються із суміші та негативно впливають на якість ПМС, який використовують як носій. Промивку гелю ПМС здійснюють дистильованою водою, підкисленою до рН=1-6. Наведений діапазон значень забезпечує найбільш повну промивку від лужних компонентів та сприяє формуванню тонкопористих структур. І остання операція способу, що пропонується, - сушка гелю ПМС при 20-30°С - сприяє процесам, які забезпечують формування мікро-, мезо-порис- тих структур. Хімічний аналіз одержаного продукту відповідає елементарному складу КПМС, мас. %: Sі - 40; С - 20; Н - 5; О - 35. В табл. 1 наведена залежність пористості КПМС від умов здійснення способу його одер- жання. Крім того, в цій таблиці під № 6 представлені аналогічні дані для КПМС, які одержані згідно зі способомпрототипом. Представлені в табл. 1 результати свідчать про одержання КПМС з мікро- та макро-порами, в той час як КПМС, одержаний згідно зі способом-прототипом, має ефективний розмір пор, що перевищує 100 нм. Слід зазначити, що в табл. 1 представлені не всі можливі сполучення умов здійснення способу, але при інших сполученнях досягається одержання КПМС з ефективним розміром пор аж до 100 нм. Суть рішення, що пропонується, пояснюється прикладом конкретного виконання. Приклад Водно-спиртовий розчин готували змішуванням 200 мл МТЕОС з 481 мл 96%-ного етилового спирту та при перемішуванні доливали до нього розчин концентрованої соляної кислоти до рН=4,5 (117,6 мл), суміш витримували протягом 2-х годин 28800 і при перемішуванні додавали водний розчин їдкого натру до досягнення рН=1-2. Одержану суміш витримували протягом 1 години при температурі 20°С, гель, який дозрів, розламували та промивали дистильованою водою від домішок іонів хлору, після чого продовжували промивку підкисленою до рН=6 дистильованою водою до зникнення іонів натрію (контроль промивних вод проводили на полум'яному фотометрі). Висушували гель при температурі 20°С. Внаслідок наведеного прикладу отримано КПМС з переважним ефективним розміром пор 7 нм. Для доказу області розширення застосування КПМС в табл. 2 наведені дані використання одержаного КПМС як носія для біологічно активних речовин, зокрема гентаміціну. На зразки КПМС, що одержані згідно з прикладами 1-5 (табл. 1) було нанесено гентаміцин (як наведено в описі до а. с. СРСР № 1144699). Зразки були занурені у водне середовище для визначення швидкості десорбції гентаміцину. Дані, наведені в табл. 2, підтверджують, що швидкість десорбції гентаміцину, що нанесений на КПМСносій, залежить від розміру пор носія; причому десорбція на макропористому носії здійснюється на 100% за 6 діб, тоді як мезопористі КПМСносії пролонгують визволення гентаміцину до 2-х тижнів. Вивчення адсорбції білків показало, що КПМС з радіусом менше за 20 нм (одержаний згідно із рішенням, що пропонується) не поглинає альбулін (Мм 68000) з плазми крові та буферних розчинів, оскільки дифузія білка в тонкі пори ускладнена. Для цього є придатними носії з радіусом пор більше за 100 нм. Але середньомолекулярні речовини, наприклад, білірубін (Мм 584) або бромсульфалеін (Мм 838), добре сорбуються на мезопористих КПМС-носіях, якщо вони не зв'язані з білковими молекулами. Таким чином, спосіб, що пропонується, має таку сукупність ознак, яка дозволяє отримувати КПМС у варійованому у мезо-, мікро- діапазоні пор, що складає велику перспективу у використанні КПМС як носія або адсорбенту. 28800 Таблиця 1 № рН рН прикладу гідролізу конденсації 1 2 3 4 5 6 4,5 3,5 4,5 4,0 4,5 12 10 9 11 11 Тривал. дозрів., год 1 3 5 1 3 рН промив. води 6 6 6 4 1 Т-ра сушки, °С 20 25 30 20 20 60 Об'єм пор, см3/г Граничн. МакроСумарн. сорбц. пори 0,80 0,60 0,2 0,90 0,70 0,2 1,00 0,60 0,3 0.95 0,93 1,40 1,40 1,61 0,01 1,6 Ефект. розмір пор, нм 7 7 20 5 4 > 100 Таблиця 2 Десорбція гентаміцину, який нанесено на КПМС-носій з різним ефективним радіусом пор Зразок, приклад (Табл. 1) 4-5 1-2 3 Контроль Ефективний радіус пор, нм 4-5 7 20 > 100 1 30 40 60 70 Десорбція гентаміцину, мг% доби 3 6 8 10 40 43 50 70 50 66 80 95 75 82 91 100 85 100 14 14 100