Вшить катализатор

[kika]

Здравствуйте, коллеги!
Есть катализатор - сложная молекула с достаточным количеством амидных групп.
Стоит задача - посадить ее (или вшить, не знаю, как лучше сказать) на смолу или что-то полимерное,
имыми словами - иммобилизовать.
Первый настрел до Гугла выдает главный вариант - полиакриловая кислота.
Поиск иммобилизации именно этого катализатора ничего не дал.
Может, у кого есть опыт с таким делом? Или посоветуете какую-нибудь литературу?
Заранее большое спасибо!

[Smol]

В свое время я пришивал то, что мне было надо к поливиниловому спирту. Но не напрямую, а вначале обрабатывал водный раствор ПВС малеиновым ангидридом (он легко пришивается к ПВС по ОН- группам), получался эфир малеиновой кислоты и поливинилового спирта, на вторую карбоксильную группу которого я уже пришивал то, что мне было надо. По амидной группе, я думаю, такая реакция должна пройти.
Но можно и полиакриловую кислоту взять, она должна сама собой к амидным группам присоединиться.
Тут скорее всего проблема будет в том, что и ПВС, и полиакриловая кислота - водорастворимые полимеры (кстати, среди них еще есть карбоксиметилцеллюлоза), то есть полимерная система будет водорастворимая (воднонабухающая), насколько Вам это подойдет - не знаю.

Вообще амидные группы легко взаимодействуют с формальдегидом, в результате на их месте образуются метилольные группы, а те, в свою очередь реагируют между собой (или с чем попало ) с образованием всяких смолообразных продуктов, может Вам это поможет?

[040500]

На полиамид пришивайте. Полиамид делают из капролактама, например так https://yandex.ru/patents/doc/SU651013A1_19790305

[Smol]

Да, правильно - у полиамида есть амидные группы. И у Вашего катализатора они есть. Стоит только связать эти группы между собой формальдегидом... Может, даже глиоксалем получится.

[Chemical Punk]

...
Может, у кого есть опыт с таким делом?...

Опыт есть, а вот литературы я в своё время подходящей не нашёл.
При каких-либо химических операциях со сложными молекулами всегда следует помнить, что они могут утратить свою каталитическую активность. Для первого опыты я бы попробовал активированный уголь в гранулах. Промойте его бидистиллятом с нагревом до 60С раз 5-7-10, отфильтруйте, просушите сначала на воздухе, потом в вакууме при +150...180С (иначе воду полностью не удалить).
Затем подберите подходящий растворитель для вашей молекулы, растворите, добавьте гранулы угля, просушите, испытайте.
Также поддержу Smol-а, ПВС с добавкой 1-5% двухосновных кислот (у меня хорошо подошли янтарная и адипиновая) образует хорошо "прозрачную" для многих мелких молекул структуру, так что разумно попробовать этот вариант.

[urchin]

Не совсем понятна цель, поскольку подробностей мало. Однако рискну предложить посмотреть на то как иммобилизуют ферменты на различные носители.

[urchin]

В свое время я пришивал то, что мне было надо к поливиниловому спирту. Но не напрямую, а вначале обрабатывал водный раствор ПВС малеиновым ангидридом (он легко пришивается к ПВС по ОН- группам), получался эфир малеиновой кислоты и поливинилового спирта, на вторую карбоксильную группу которого я уже пришивал то, что мне было надо.

И как чувствовал себя ПВС после обработки МА, не сшивался? Как контролировать степень пришивки при такой обработке и/или изменение ММ/ММР ПВС? И сколько МА пришилось к ПВС, а сколько просто гидролизнулось?

[Smol]

И как чувствовал себя ПВС после обработки МА, не сшивался? Как контролировать степень пришивки при такой обработке и/или изменение ММ/ММР ПВС? И сколько МА пришилось к ПВС, а сколько просто гидролизнулось?

Нет, не сшивался. Точнее - ПВС сшивался при дальнейшей термообработке всей этой каши при температуре порядка 240-260 гр.С. А до того представлял собой стабильный водный раствор (первичная пришивка производилась в 20% водном растворе при температуре до 80 гр.С). Степень пришивки я никак не контролировал. Какое-то количество малеинового скорее всего не пришилось, а гидролизнулось и находилось в системе в виде в виде свободной малеиновой кислоты, но мне это было не важно - при 240 гр.С что не пришилось - обязательно пришьется. Или улетит, это тоже возможно.
Особой деструкции ПВС я не замечал, он в общем-то кислотостоек, не стоек только к перекисям - они его деструктируют.
В любом случае, мне нужно было получить сшитое и водостойкое связующее на основе эфиров ПВС, я его получил.

[kika]

Не совсем понятна цель, поскольку подробностей мало. Однако рискну предложить посмотреть на то как иммобилизуют ферменты на различные носители.

Цель - водорастворимую молекулу катализатора посадить на носитель, носителем наполнить колонку, и процесс слелать непрерывным: через колонку с носителем (на котором будет катализатор) прогонять исходник в растворителе до тех пор, пока он полностью не прореагирует в продукт.
В сравнении с реактором смешения, тут была бы экономия катализатора, как один из множества плюсов.

Спасибо за статью! Хоть молекула катализатора не является ферментом, но, возможно, какая-то аналогия поможет в поиске.

[kika]

На полиамид пришивайте. Полиамид делают из капролактама, например так https://yandex.ru/patents/doc/SU651013A1_19790305

Спасибо большое за ссылку!

[kika]

Опыт есть, а вот литературы я в своё время подходящей не нашёл.
При каких-либо химических операциях со сложными молекулами всегда следует помнить, что они могут утратить свою каталитическую активность. Для первого опыты я бы попробовал активированный уголь в гранулах.

Огромное спасибо!
Обязательно попробую! Да, согласна, каталитическая активность может слегка быть затронута. Буду сравнивать.
А на силикагель, интересно, можно посадить?

[kika]

Тут скорее всего проблема будет в том, что и ПВС, и полиакриловая кислота - водорастворимые полимеры (кстати, среди них еще есть карбоксиметилцеллюлоза), то есть полимерная система будет водорастворимая (воднонабухающая), насколько Вам это подойдет - не знаю.

Вообще амидные группы легко взаимодействуют с формальдегидом, в результате на их месте образуются метилольные группы, а те, в свою очередь реагируют между собой (или с чем попало ) с образованием всяких смолообразных продуктов, может Вам это поможет?

Огромное спасибо за много мыслей и идей!
Конечно, хотелось бы выбрать самый простой способ, причем катализатор на носителе хорошо бы иметь нерастворимый.

С формальдегидом не знаю, но идея осень интересная.

Может, и на окисленную целлюлозу (ОЦ) получится нашить мой катализатор? ОЦ в воде нерастворима.

[Jokermaniak]

Опять kika пытается и решение получить, и детали не раскрыть. Потому что коммерческая тайна. Никогда такого не было, и вот опять.

Силикагель модифицируется через хлорсиланы, это неприятно. Я рекомендую брать готовые пористые носители, типа угля или макропористого ионита, и строить химию от их групп. Потому что формировать гранулы подходящего размера, пористости и т.д. - отдельная задача, которую нет смысла взваливать на себя. Какую именно химию строить - неизвестно, потому что вы не раскрываете строение молекулы.

[kika]

Спасибо, Jokermaniak, уголь, как носитель, забрала на заметку, как и советовали коллеги выше.
Мне казалось, что все необходимое по катализатору я пояснила, а это - наличие амидных групп.

[Jokermaniak]

Спасибо, Jokermaniak, уголь, как носитель, забрала на заметку, как и советовали коллеги выше.
Мне казалось, что все необходимое по катализатору я пояснила, а это - наличие амидных групп.

Там только амидные группы и всё? Других нет?

[Chemical Punk]

...А на силикагель, интересно, можно посадить?

Очень плохая идея, КСКГ разваливается при контакте с водой, да и вообще многие распространённые марки, если реакционная среда не водная, то подумать можно. Может быть подойдёт самоаврный силикагель, но тут никаких гарантий, самоварных методик уйма и их всегда подбирают под конкретное вещество и процесс.
А какая молекулярная масса катализатора и молекул которые он катализируют? сотни Да, кДа, МДа? В очень "плотную" матрицу, в которой хорошо держится катализатор, могут не проникать целевые молекулы, не зная масштабов тут вообще сложно рекомендовать конкретные методы.

[Jokermaniak]

Очень плохая идея, КСКГ разваливается при контакте с водой

Обращенно-фазовые сорбенты как-то не развалмваются при контакте с водой, хотя это модифицированный силикагель.

[Chemical Punk]

... хотя это модифицированный силикагель.

КСКГ действительно не выдерживает длительный контакт с водой, но никто не запрещает сварить свой собственный модифицированный сорбент. Подход не самый простой и не совсем понятно какая среда, pH, температура, молекулярная масса, даже наличие функциональных групп засекречено, так что рекомендовать что-то варить тут сложно. Самое очевидное - активированный уголь, он не идеален, но почти универсален.

[kika]

Спасибо, коллеги! Буду пробовать уголь.

[kika]

Самое очевидное - активированный уголь, он не идеален, но почти универсален.

Спасибо большое, Chemical Punk!
Уголь оказался отличным носителем!
Но после сравнения результатов работы с иммобилизированным на угле катализатором
и неиммобилизированным возник вопрос, почему эффективность в первом случае выше?
Это приятное удивление, но пока не могу объяснить причину.
Одинм словом, для достижения одного и того же результата, катализатора на носителе надо меньше.
Почему? Может, активные центры так более доступны становятся...