Способ получения макросетчатых анионитов

Способ получения макросетчатых анионитов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

2446I4

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 10ЛЧ.1968 (Ж 1232130/23-5) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 28.Ч.1969. Бюллетень № 18

Дата опубликования описания 16.Х.1969

Кл. 39с, 25i01

МПК С 081

УДК 678.745.2:661.183. .123.3(088.8) Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

Авторы изобретения

О. П. Коломейцев, Н. Н. Кузнецова и Г. В. Краидошенко

Институт высокомолекулярных соединений АН СССР

3аяьптель

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МАКРОСЕТЧАТЫХ АНИОНИТОВ

Известен способ получения макросетчатых анионитов, содержащих слабо- и сильноосновные группы ароматического характера, сополимеризацией амино- и диметиламинофенилметакриламида с дивинильными сшивающими агентами амидного типа, Полученные иониты содержат аминогруппу в ароматическом ядре, связанном с акрилильным остатком через )NH-группу.

Предлагается способ получения макросетчатых анионитов на основе алифатических аминов — производных метакриламида, а именно, N,N-диметиламиноалкилметакриламидов или их четвертичных солей сополимери,зацией указанных мономеров с ди винильными сшивающими агентами амидного типа, например с гексаметилендиметакриламидом или с .этилендиметакриламидом.

Предлагаемым способом получают иониты, обладающие повышенной проницаемостью к большим органическим ионам. Кроме того, в отличие от ранее полученных макросетчатых анионитов на основе аминов ароматического ряда, они содержат аминогруппы в более подвижных боковых алифатических цепях, что способствует улучшению кинетических свойств ионитов.

Получаемые по данному способу иониты являются монофункциональными, содержащими третичные либо сильноосновные аминогруппы, .причем слабоосновные аниониты обладают более высокой основностью, чем ранее полученные макросетчатые смолы на основе ароматических анионитов.

5 Мономеры, применяемые для синтеза смол, получают из доступных реагентов несложным опособом. Полученные иониты расширяют ассортимент макросетчатых смол,,широко используе10 мых для сорбции различных ионов органических -веществ.

N, N-диметиламиноэтилметакриламид при сополимеризации с N, N -этилен- и гексаметилендиметакриламидом в растворе диметил15 формамида дает прозрачный набухающий гель, уплотняющийся при дальнейшем нагревании в твердый продукт. После измельчения, обработки зерен растворителем, а затем водой, получают бесцветные, механически прочные зерна, набухающие в воде и водных растворах кислот.

Обменная емкость анионита по 0,1 н. НС1 составляет 4,8 — 5,0 мг-экв/г. Коэффициент набухания в воде 2 — 2,5.

Сильноосновный анионит получают сополимеризацией с сшивающим агентом алкилированного йодистым метилом N, N-диметиламиноэтилметакриламида. Полученный гель измельчают, экстрагируют 30с с-ной уксусной

30 кислотой, затем переводят в Сl-.форму обра244614 створяют в 15 мл диметилформамида. Раствор нагревают в ампулах при 70 С. Гель образуется через 15 мин. Дальнейшая обработка аналогична описанной в примере 1.

Выход смолы 13,5 г. Обменная емкость по

0,1 н. НСI 5,1 иг-экв/г. Коэффициент набухания в воде 2,5.

П р имер 3. В колбу, снабженную мешалкой, обратным холодильником и капельной воронкой вводят 15,8 г (0,1 моль) N, N-диметиламиноэтилметакриламида в .виде 30%-но го эфирного или ацетонового раствора. Последний охлаждают до 10 С и при этой температуре прикапывают в течение 1,5 — 2 час

15,51 г (0,11 моль) йодистого метила, после чего реакцию продолжают еще 1 час при комнатной температуре. Осадок отфильтровывают, сушат и перекристаллизовывают из . этанола.

20 Выход йодистого триметилметакриламидэтиламмония 24 г

Редактор А. Петрова Составитель Г. Русских Корректор Е Н Зубкова

Заказ 2696/1 Тираж 480 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открьпий при Совете Министров СССР

Москва, Центр, пр. Серова, д. 4

Типография, пр.

Сапунова, 2 боткой 1 н. НСI, промывают метиловым спиртом и сушат. Обменная емкость по 1 í. NaCI (после переведения смолы в ОН-форму) составляет 3,7 мг-экв/г, Коэффициент набухания в воде 2,4 — 2,5.

Пример 1. К 48,7 г (0,5 моль) хлоргидрата этаноламина добавляют 150 мл сухого дихлорэтана. В смесь при комнатной температуре и размешивании вводят постепенно в течение 30 — 40 мин 65,5 мл (0,6 моль) хлористого тионила, после чего реакционную смесь выдерживают при 50 — 60 С в течение

4 час. После охлаждения раствора осадок отфильтровывают, промывают дихлорэтаном и сушат. Выход хлоргидрата р-хлорэтиламина 58 г.

В ампулы загружают 50 г (0,43 моль) хлоргидрата Р-хлорэтиламина и 70 г (1,2 моль) 33%-ного водного .диметиламина и нагревают на водяной бане втечение15час.

После охлаждения содержащийся в ампулах раствор Обрабатывают 45 г твердого едкого натра. Выделившийся маслянистый слой отделяют, а водный — экстрагируют эфиром, Эфирные вытяжки присоединяют к маслянистому слою и сушат над твердым едким кали, после чего продукт фракционируют. Собирают фракцию при 104 — 106 С.

Выход N, N-диметилэтилендиамина составляет 23 г.

88 г (1 моль) последнего растворяют в в 650 мл эфира или ацетона. Затем в раствор добавляют 120 г (3 моль) твердого едкого натра. При интенсивном перемешивании и охлаждении раствора до 0 — 5 С вводят посте.пенно в течение 1,5 час 139,2 мл (1,25 моль) хлорангидрида метакриловой кислоты, после чего реакционную смесь выдерживают при комнатной температуре в течение 1 час. Осадок отфильтровывают, раствор фракционируют. Собирают фракцию при давлении 1 мм

Hg и температуре 83 С. Выход N, N-,äèìåтиламиноэтилметакриламида 105 г.

13,05 г (0,08 моль) последнего, 2,7 г (0,014 моль) гексаметилендиметакриламида, 0,08 г динитрила а-азодиизомасляной кислоты растворяют в 18 мл .диметилформамида.

Раствор нагревают в ампулах при 70 С. Через 20 мин наблюдается образование геля, после чего нагревание продолжают еще в течение 40 час. Продукт измельчают, обрабатывают этанолом и сушат. Выход смолы 14,5 г. Обменная емкость по

0,1 н. НСI 4,85 мг-экв/г. Коэффициент набухания в воде 2,0.

Пример 2. 11,54 г (0,074 моль) N, N-диметиламиноэтилметакриламида, 2,50 г (0,013 моль) этилен диметакриламида, 0,07 г динитрила а-азодиизомасляной кислоты ра11,9 г (0,4 моль) последнего, 1,76 г (0,0072 моль) гексаметилендиметакрилампда, 0,07 г динитрила а-азодиизомасляной кислоты растворяют:в 14 л л диметилформамида.

Раствор нагревают в ампулах при 70 С. Через 20 мин образуется гель, после чего нагревание продолжают еще в течение 40 час.

Продукт измельчают, зерна обрабатывают

30%-ной уксусной кислотой, затем в колонке

2 л 3 н. НСI; Cl-форму отмывают метиловым спиртом и сушат. Обменная емкость по 1 н.

NaCI (после переведения смолы в ОН-форму) 3,65 мг-экв/г. Коэф фициент,набухания

Cl-формы в воде 2,5.

Пример 4. 11,9 г (О;4 моль) йодистого триметилметакриламидэтиламмония, 1,38 г (0,007 моль) этилендиметакриламида, 0,07 г динитрила а-азодиизомасляной кислоты растворяют в 14 мл диметилформамида. Раствор нагревают в ампулах при 70 С. Гель образуется через 35 мин. Продолжительность нагревания 40 час. Обработка продукта аналогична описанной в примере 3.

Выход смолы 12,5 г. Обменная емкость по

1 н. NaCI 3,5 мг-экв/г.

Предмет из об р е тен и я

Способ получения макросетчатых анионитов путем сополимеризации производных метакриламида с дивинильными сшивающими агентами амидного типа, например с гексаметилендиметакриламидом, или с этилендиметакриламидом, отличающийся тем, что, с целью расширения ассортимента .макросетчатых ионитов и улучшения их кинетических свойств, в качестве производных метакриламида применяют N,N-диметиламиноалкилметакриламиды или их четвертичные соли.