Аминирование полистирола персульфатом аммония

[NotChemist]

Уважаемые химики, подскажите пожалуйста, возможно ли аминирование полистирола при его обработке персульфатом аммония?

 

Условия обработки такие: в лунки полистирольного планшета  для ИФА заливали 30% раствор персульфата аммония и нагревали при 80⁰С в течение 6 часов. В результате происходило окисление полистирола и образование на его поверхности гидроксильных групп. Далее, на поверхности связывали  аминопропилтриэтоксисилан. В результате получали лунки покрытые аминогруппами, которые в дальнейшем служили  основой для связывания сополимера малеинового ангидрида (http://u.to/HLVdCg). Что бы оценить степень связывания сополимера малеинового ангидрида с поверхностью проводили гидролиз не прореагировавших с аминогруппой силана ангидридных групп 1М NaOH, а потом оценивали содержание карбоксильных групп по реакции с толуиденом синим. Однако я заметил, что малеиновый ангидрид активно связывается с поверхностью, обработанной персульфатом, но не обработанной аминосиланом. Причем  в контрольных лунках, не обработанных персульфатом, связывания ангидрида не происходило. 

Вот здесь http://goo.gl/XSpzGf описан способ введения аминогрупп в полистирол через его свободно-радикальное окисление УФ в растворе NH4OH в присутствии озона.  Окисление полистирола персульфатом аммония тоже идет по  свободно-радикальному механизму и тоже в присутствии NH4. Можно ли предположить, что и данном случае возможно аминирование полистирола? Спасибо.   

[химлаб]

Уважаемые химики, подскажите пожалуйста, возможно ли аминирование полистирола при его обработке персульфатом аммония?

 

Условия обработки такие: в лунки полистирольного планшета  для ИФА заливали 30% раствор персульфата аммония и нагревали при 80⁰С в течение 6 часов. В результате происходило окисление полистирола и образование на его поверхности гидроксильных групп. Далее, на поверхности связывали  аминопропилтриэтоксисилан. В результате получали лунки покрытые аминогруппами, которые в дальнейшем служили  основой для связывания сополимера малеинового ангидрида (http://u.to/HLVdCg). Что бы оценить степень связывания сополимера малеинового ангидрида с поверхностью проводили гидролиз не прореагировавших с аминогруппой силана ангидридных групп 1М NaOH, а потом оценивали содержание карбоксильных групп по реакции с толуиденом синим. Однако я заметил, что малеиновый ангидрид активно связывается с поверхностью, обработанной персульфатом, но не обработанной аминосиланом. Причем  в контрольных лунках, не обработанных персульфатом, связывания ангидрида не происходило. 

Вот здесь http://goo.gl/XSpzGf описан способ введения аминогрупп в полистирол через его свободно-радикальное окисление УФ в растворе NH4OH в присутствии озона.  Окисление полистирола персульфатом аммония тоже идет по  свободно-радикальному механизму и тоже в присутствии NH4. Можно ли предположить, что и данном случае возможно аминирование полистирола? Спасибо.   

Т.е. Ваш вопрос иначе: можно ли заменить озон персульфатом, так? Думаю, что вряд ли, т.к. персульфат сильно сольватирован в воде, в отличие от озона и поэтому не способен близко подойти к полистирольной стенке для реализации реакционного акта. Но всё равно я бы попробовал, чем чёрт не шутит

Если персульфат калия (натрия) не сработает, можно его огидрофобить, приготовив персульфат четвертичного аммония, у него сродство к полистиролу должно быть больше.

Ещё есть малоизвестная реакция Турского - прямое аминирование ароматики (раствор NH2OH*H2SO4 в H2SO4!, 140 град.), однако полистирол, скорее всего, будет ещё и побочно сульфироваться в этих условиях. Можно поколдовать с катализаторами (соли V, W, Mo ect.) или/и попытаться провести процесс в полифосфорной кислоте, чтобы избежать побочных реакций, но это целое исследование.

А зачем это нужно?

[NotChemist]

Т.е. Ваш вопрос иначе: можно ли заменить озон персульфатом, так? Думаю, что вряд ли, т.к. персульфат сильно сольватирован в воде, в отличие от озона и поэтому не способен близко подойти к полистирольной стенке для реализации реакционного акта. Но всё равно я бы попробовал, чем чёрт не шутит

Если персульфат калия (натрия) не сработает, можно его огидрофобить, приготовив персульфат четвертичного аммония, у него сродство к полистиролу должно быть больше.

Ещё есть малоизвестная реакция Турского - прямое аминирование ароматики (раствор NH2OH*H2SO4 в H2SO4!, 140 град.), однако полистирол, скорее всего, будет ещё и побочно сульфироваться в этих условиях. Можно поколдовать с катализаторами (соли V, W, Mo ect.) или/и попытаться провести процесс в полифосфорной кислоте, чтобы избежать побочных реакций, но это целое исследование.

А зачем это нужно?

Спасибо за ответ. В общем, да, но моя цель - модифицировать твердую фазу для проведения иммунно-ферментного анализа для более эффективной сорбции антител (или антигена). Поэтому модификация в агрессивных средах не подходит - необходимо сохранить форму и прозрачность изделия. С другой стороны, возможность окисления полистирола персульфатами в похожих условиях была показана в ряде работ (например http://goo.gl/6Bo4hJ и http://goo.gl/vIglUk). Т.е. я окисляю (гидроксилирую) полистирол персульфатом, цепляю за гидроксильные группы поверхности аминосилан, далее ангидрид за аминогруппы силана и, наконец, за не прореагировавший ангидрид цепляю антитело (антиген или все что угодно с NH2 группой).  Вопрос в том, что если персульфат аммония аминирует поверхность то в описанной последовательности выпадает стадия с аминосиланом, что есть хорошо. Но возможно ли это в принципе?

[химлаб]

Спасибо за ответ. В общем, да, но моя цель - модифицировать твердую фазу для проведения иммунно-ферментного анализа для более эффективной сорбции антител (или антигена). Поэтому модификация в агрессивных средах не подходит - необходимо сохранить форму и прозрачность изделия. С другой стороны, возможность окисления полистирола персульфатами в похожих условиях была показана в ряде работ (например http://goo.gl/6Bo4hJ и http://goo.gl/vIglUk). Т.е. я окисляю (гидроксилирую) полистирол персульфатом, цепляю за гидроксильные группы поверхности аминосилан, далее ангидрид за аминогруппы силана и, наконец, за не прореагировавший ангидрид цепляю антитело (антиген или все что угодно с NH2 группой).  Вопрос в том, что если персульфат аммония аминирует поверхность то в описанной последовательности выпадает стадия с аминосиланом, что есть хорошо. Но возможно ли это в принципе?

В принципе возможно, но необходимо эту идею разработать экспериментально, т.е. провести поисковую НИР. Химия - наука сугубо экспериментальная, теоретически ничего доказать нельзя, можно лишь предположить в общих чертах.