СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ ФУЛЛЕРЕНОВ

СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ ФУЛЛЕРЕНОВ


--- Закажите полную версию данного патента ---
RU (11) 2107026 (13) C1

(51) 6 C01B31/02 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 18.07.2007 - прекратил действие 

--------------------------------------------------------------------------------

(14) Дата публикации: 1998.03.20 
(21) Регистрационный номер заявки: 95108592/25 
(22) Дата подачи заявки: 1993.09.03 
(31) Номер конвенционной заявки: P 42 30 915.8 
(32) Дата подачи конвенционной заявки: 1992.09.16 
(33) Страна приоритета: DE 
(45) Опубликовано: 1998.03.20 
(56) Аналоги изобретения: WO, заявка 92/04279, кл. C 01 B 31/00, 1992. 
(71) Имя заявителя: Хехст АГ (DE) 
(72) Имя изобретателя: Вольфганг Мюллер[DE]; Рихард Брелль[DE]; Экхард Вебер[DE]; Йоханн Даймер[DE]; Роланд Мюллер[DE] 
(73) Имя патентообладателя: Хехст АГ (DE) 
(86) Номер и дата международной или региональной заявки: EP 93/02378 (03.09.93) 

(54) СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ ФУЛЛЕРЕНОВ 

Способ может быть использован для выделения фуллеренов С60, С70 и более из фуллеренсодержащей сажи путем жидкофазной хроматографии. Основной компонент элюента - неполярный ароматический растворитель (толуол и/или бензол). Материал-носитель - кокс, антрацит и/или искусственный графит. Разделение ведут при 20 - 80oС. Выход С60 (чистота 99 - 100%) - до 97%, С70 (чистота 94 - 98%) - до 57%. 2 з.п.ф-лы, 1 табл. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к способу разделения фуллеренов путем хроматографии.

Исходя из фуллереновой сажи, например, из электродуговых установок фуллерены C60/C70 и следы более высоких фуллеренов могут быть выделены экстракцией предпочтительно с помощью тулуола (R. Haufler, J. Phys. Chem., 94, 8634 (1990)). В этом случае для отделения фуллеренов в препаративном масштабе прежде всего используется жидкостная хроматография (ЖХ). При этом в качестве неподвижной фазы используются силикагель, модифицированные силикагели, как, например, нормально-фазные или обращенно-фазные силикагели, окись алюминия или также графитовые колонки (A. Vassallo et al., J. Chem. Soc. Chem. Com, 1992, 60). Правда, удовлетворительное разделение на этих колонках может быть достигнуто с помощью смесей растворителей. Так, например, колонки с окисью алюминия, как и графитовые колонки, эксплуатируются со смесью из гексана (около 90%) и толуола (около 10%), напротив, колонки с обращенно-фазным кремнием элюируются с помощью смесей толуол/спирт или толуол/ацетонитрил.

Для экономичнкого общего процесса получения чистого C60 или C70 было бы предпочтительным, если бы экстракцию и хроматографическое разделение можно было осуществлять с помощью одного и того же растворителя. Предпочтительно использовать растворитель, в котором хорошо растворяются фуллерены, например, толуол.

Использование элюентов с низким содержанием толуола (например, толуол : гексан = 10: 90) часто бывает проблематичным, так как экстракты на колонке вскоре после нанесения могут выкристаллизовываться и в процессе хроматографии вряд ли вновь могут быть переведены в раствор, так как растворимость фуллеренов в толуоловых смесях, как, например, гексан : толуол = 9 : 1, явно ниже, чем в чистом толуоле. Поэтому в колонку можно подавать только относительно небольшое количество фуллерена.

Использование чистого толуола в качестве элюента значительно повысило бы загрузку разделительной колонки исходным фуллереном. Таким образом, эффективно можно было бы предотвратить выкристаллизовывание в колонке. Дополнительно загрузка разделительной колонки могла бы быть еще более увеличена, если бы удалось проводить хроматографию с помощью толуола в качестве элюента при повышенной температуре.

М. Майеру (ОС 1992, 57, 1924) удалось разделение C60/C70 с помощью системы: ультрастирагель (гельпроникающий материал)/100% толуол. Однако для этого способа необходим очень дорогой материал колонки, который обычно используется только для аналитических целей. Кроме того, диаграмма элюирования не имеет основных линий разделения.

Было обнаружено, что при использовании кокса, антрацита и/или графита в качестве материала-носителя хроматографическое отделение фуллерена может осуществляться с помощью неполярного растворителя, используемого в качестве элюента, в котором хорошо растворяется фуллерен.

Таким образом, изобретение касается способа хроматографического разделения фуллеренов с помощью неполярного ароматического растворителя, используемого в качестве элюента, который отличается тем, что в качестве материала-носителя используют кокс, антрацит и/или графит и в качестве основной составной части элюента -неполярный ароматический растворитель.

С помощью способа можно, в частности, отделять C60-фуллерены от C70-фуллеренов или C60 и/или C70 от других, предпочтительно более высоких фракций фуллеренов. Разделяемые фуллерены образуются при получении фуллереновой связи электродуговым способом и выделяются последующей экстракцией с помощью неполярного органического растворителя (исходные фуллерены), как описано, например, в WO 92/04279. Исходные фуллерены предпочтительно можно выделять с помощью декантера непрерывно или периодическим способом.

Материал-носитель - кокс, антрацит и графит по структуре, модификации кристаллов и пористости особенно пригодны для описанного отделения фуллеренов.

В этом смысле особенно пригодны следующие углеродные материалы:

I) коксы на основе нефтяных пеков и угольные пеки;

II) коксы, которые получаются с помощью мезофазы;

III) коксы на основе сажи;

IV) антрацит;

V) графиты на основе углеродных материалов, указанных в пунктах I - III);

VI) смеси приведенных выше веществ.

Зольность материалов-носителей из-за возможных обменных взаимодействий может быть ограничена, например, до величины менее 1 - 0,1%, причем могут быть допустимы также более высокие величины. Какие величины допустимы, можно определить простыми опытами без затрат на изобретательское творчество.

Углеродные материалы должны вводиться в измельченной форме, прием измельчение должно быть не слишком грубым (недостаточная разрешающая способность) и не слишком тонким (слишком большое сопротивление потока). Предпочтительно, например, подходит зернистость с размером зерен (50% ...) около 10 - 40 мкм при плотности засыпки примерно 0,4 - 0,6 г/см3 в плотности после уплотнения 0,8 - 1,1 г/см3.

В качестве растворителей используются ароматические растворители, предпочтительно ароматические углеводороды. Особенно предпочтительно используются бензол, толуол, ксилолы, мезитилен, (C2-C4)-алкилбензолы, тералин, нафталин, 1- и/или 2-метилнафталин, (C2-C4)-алкил-нафталин, анизол, фенетол, неролин, этоксинафталин, а также фторбензол, хлорбензол, дихлорбензол, трихлорбензол и бромбензол. Особенно предпочтительно используются толуол и/или бензол.

Указанные растворители могут смешиваться также с неароматическими растворителями, причем содержание ароматического растворителя всегда должно быть основной составной частью.

С одной стороны, экстракты исходных фуллеренов могут загружаться в форме насыщенных растворов (например, при температуре 22oC около 3 - 4 г/л C60 и 0,8 - 1,5 г/л C70). С другой стороны, непосредственно на колонку может вводиться промытый диэтиловым эфиром порошок исходного фуллерена. Эти варианты используются тогда, когда разделения должны осуществляться при высокой температуре и максимальной загрузке колонки.

Хроматография может проводиться в области низкого, среднего или высокого давления, предпочтительно в диапазоне температур от 20 до 80oC. Предпочтительно способ реализуется в области низкого давления максимум около 2 бар.

С помощью способа в соответствии с изобретением фуллерены могут разделяться без разложения. Поданные на колонку фуллерены обнаруживаются в разделенных фракциях до 98%.

Пример 1. 800 г SIGRI графита HR 70 (состоящего из 2/3 антрацита и 1/3 нефтяного графита со средним размером зерен 38 мкм, кажущейся плотностью 0,52 г/см3 и основной плотностью 0,89 г/см3) суспендируются в толуоле и после загрузки в колонку уплотняются при давлении 0,5 бар. На колонку подается 250 мл раствора исходного фуллерена. Раствор содержит 775 мг C60 и около 14 мг более высоких фуллеренов или окисей фуллеренов.

Затем осуществляется элюирование с помощью толуола при давлении 0,5 - 0,1 бар, причем смена фракции происходит соответственно после 1000 мл.

C60 (100% частоты) отделяют с общим выходом 97% в первых двух фракциях.

Последующая смешанная фракция содержит C60/C70 в соотношении 25 : 75.

Все другие фракции содержат C70 с чистотой 94 - 98%. Элюирование C70 дополнительно может быть ускорено путем подогревания колонки.

Пример 2. Хорошие результаты дает прокаленный нефтяной кокс. При измельчении средний размер зерен 25 мкм составлял при просеве 10% менее 3 мкм и 90% менее 80 мкм и при кажущейся плотности 0,54 г/см3. Материал колонки используется так же, как описано в примере 1.

Пример 3. Графитовый кокс, полученный из каменноугольного пека, измельчается до среднего размера зерен 20 мкм при просеве 10% менее 3 мкм и 90% менее 70 мкм и кажущейся плотности 0,48 г/см3. Используется материал колонки, как описано в примере 1.

Пример 4. На колонку емкостью 35 л (HR 70/толуол) подается 4 л раствора исходных фуллеренов (C60 2,7 г/л, C70 0,8 г/л) и в течение 65 ч этот раствор элюируется с помощью 150 л толуола. В целом было получено 26 л фракции C60 (с содержанием C60 более 99%), остальные 10 л получались в виде смешанной фракции низкой концентрации, в то время как C70 содержался в остальных 114 л (с содержанием C70 94%).

Пример 5. На колонку емкостью 35 л (пример 4) подают 10 л раствора исходных фуллеренов (C60 26,3 г и C70 13,8 г). Вся масса элюируется с помощью 180 л толуола в течение 81 ч. Скорость выхода составила 1 - 4 л/ч.

Выход: C60 62%, C70 40%.

Пример 6. В колонку емкостью 500 мл загружают описанные выше материалы в виде суспензии в толуоле и уплотняют с избыточным давлением 0,5 бар. После подачи раствора исходных фуллеренов проводят хроматографирование с помощью 100%-ного толуола. Результаты приведены в таблице.

Концентрация фракции C60 находится, например, в пределах от 2,3 до 3 г/л.

Такой высокой концентрации невозможно добиться с помощью других альтернативных хроматографических методов. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



1. Способ разделения фуллеренов путем хроматографии с помощью неполярного ароматического растворителя, используемого в качестве элюента, отличающийся тем, что в качестве материала-носителя используют кокс, антрацит и/или графит, за исключением природного графита, и неполярный ароматический растворитель - в качестве основной составной части элюента.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве растворителя используют толуол и/или бензол.

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что хроматографическое разделение осуществляют в диапазоне температур от 20 до 80oС.




ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал

Подборка патентов изобретений и технологий относящихся к медицине, а именно:
  • Все от зачатия и до рождения ребенка. Акушерство, гинекология, сексология и сексопатология

  • Гастроэнтерология, гепатология и панкреатология

  • Дерматология и дерматовенерология

  • Иммунология. Способы диагностики и лечения (ВИЧ) и приобретенного иммунодефицита (СПИД)

  • Кардиология и кардиохирургия

  • Фармацевтика. Лекарственные и косметические средства и композиции

  • Медицинская техника

  • Наркология. Средства выявления и профилактики различного вида зависимостей

  • Неврология, невропатология и неонатология

  • Онкология и радиология

  • Оториноларингология

  • Офтальмология

  • Вирусология, паразитология и инфектология

  • Педиатрия и неонатология

  • Психиатрия, психотерапия

  • Пульмонология и фтизиатрия

  • Стоматология

  • Способы диагностики функционального состояния организма человека

  • Травматология, артрология и ортопедия

  • Терапия. Мануальная терапия. Физиотерапия. Рефлексотерапия. Биотерапия и фитотерапия

  • Урология, нефрология и андрология

  • Физиотерапия

  • Хирургия

  • Эндокринология

  • Косметология. Санитария и гигиена


Медицина






СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "и" означает, что будут найдены только те страницы, где встречается каждое из ключевых слов. Например, при запросе "лечение бесплодия" будет найдено словосочетание "лечение бесплодия". При использовании режима "или" результатом поиска будут все страницы, где встречается хотя бы одно ключевое слово ("лечение" или "бесплодия").

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+лечение -бесплодия".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "бесплодие" будут найдены слова "бесплодия", "бесплодию" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу "бесплодие!".

Акушерство, гинекология, сексология и сексопатология | Гастроэнтерология, гепатология и панкреатология | Дерматология и дерматовенерология | Иммунология. Вирусология. Способы лечения синдрома приобретенного иммунного дефицита (спид) | Кардиология и кардиохирургия | Лекарственные и косметические средства и композиции | Медицинская техника | Наркология. Средства выявления и профилактики различного вида зависимостей | Неврология, невропатология и неонатология | Онкология и радиология | Оториноларингология | Офтальмология | Вирусология, паразитология и инфектология | Педиатрия и неонатология | Психиатрия, психотерапия и психофизиология | Пульмонология и фтизиатрия | Стоматология | Травматология. Артрология и ортопедия | Терапия. Мануальная терапия. Физиотерапия. Рефлексотерапия. Биотерапия и фитотерапия. Диагностика заболеваний и функционального состояния организма человека | Урология, нефрология, андрология | Хирургия | Эндокринология | Косметология


Rambler's Top100 Webalta Уровень доверия Цитирование