ХИМИЯ КРЕМНЕЗЕМА

Органические связанные ионообменные центры

В настоящее время представляется, что любой тип ионной или хелатной органической группы может быть присоединен к поверхности силикагеля с открытыми широкими порами или к поверхности кремнеземного порошка для того, чтобы получить пригодные ионообменные свойства. Унгер [6] обобщил различ­ные способы, посредством которых на поверхности пористого кремнезема можно образовать связи Si—С. Этот вопрос будет обсужден ниже в гл. 7. Здесь же приводится рассмотрение только специфических ионообменников данного типа.

Егоров и др. [551] прививали стирол, акриловую кислоту и винилфосфиновую кислоту к поверхности кремнезема посредст-

25 Заказ № 250

Вом облучения газовой фазы рентгеновскими лучами и быст­рыми электронами; и затем ионные группы вводили на поверх­ность в результате сульфирования, хлорметилирования и амини - рования. Обменная емкость таких ионообменников составляла 1—2 мг-экв/г.

Унгер и Берг [552] обработали силикагель CeHsSiCU и затем сульфировали фенильные группы, чтобы получить катионооб - менник с сульфогруппами на поверхности, емкость которого была равна 0,46 мг-экв/г. Унгер, Берг и Наймах [553, 554а] в дальнейшем описали свойства и возможное использование таких ионообменных порошков, полученных на основе кремне­зема, в хроматографии. Чтобы приготовить анионообменник, по­ристый кремнезем с удельной поверхностью 600 м2/г орошали раствором (З-хлорпропил)трихлорсилана в ксилоле и высуши­вали, после чего 3-хлоргруппы, образовавшиеся на поверхности кремнезема, вступали в реакцию с раствором дибутиламина в толуоле при 140°С. Такой продукт имел обменную емкость 0,5 мг-экв/г [5546]. Силикагель, содержащий аминогруппы, по­глощал сухой газ С02 из воздуха, но для возможности адсбрб - ции H2S и S02 в воздухе должна содержаться влага [554в]. Аминопропильные группы также можно прививать к поверхно­сти кремнезема посредством реакции с (З-аминопропил)триэто - ксисиланом [555а]. При использовании продукта в качестве ад­сорбента хелатного типа с целью улавливания ионов меди по­верхностные аминогруппы вводят в реакцию с л-нитробензоил - хлоридом, затем образовавшиеся группы N02 восстанавливают дитионатом до групп NH2. После этого л-аминобензиловые группы подвергают диазотированию и реакции с 8-гидрооксихи - нолином, представляющим собой вещество, способное образовы­вать хелатные соединения. Полученный обменник имеет темно - красный цвет и способен поглощать катионы тяжелых металлов вплоть до чрезвычайно низких концентраций.

Упоминается об обменнике, называемом «кремнелактат», ко­торый фактически может быть получен посредством этерифици- рования поверхности молочной кислотой с образованием групп SiOCH(CH3)COOH. Силикагель или кремнеземный порошок вначале нагревают до 230°С с целью дегидратации, а затем под­вергают воздействию молочной кислотой в автоклаве при тем­пературе 150°С. Катионная обменная емкость полученного про­дукта составляет 0,6 мг-экв/г [556].

Другой способ создания ионообменных центров, предложен­ный Павлик [5556], заключается в проведении реакции поверх­ности кремнезема с Cl2Si (СН3) CH2CH2CN с образованием по­крытия, состоящего из групп SiOSi(Cl)CH3CH2CH2CN, способ­ных гидролизоваться до групп СООН. В работе встречается утверждение, что гидроксильные группы лимонной или молоч­ной кислоты, находящейся в парообразном состоянии, способны этерифицировать поверхностные группы SiOH с образованием присоединенных групп СООН. Однако стабильность подобных покрытий вызывает сомнения, если только они не используются в ионообменных процессах в неводных хроматографических си­стемах.