Способ получения полиаллиламина

Способ получения полиаллиламина

Реферат

Изобретение относится к синтезу полиаллиламина, применяемому для получения ингибиторов коррозии, полиаминокислот и их солей.

Известен способ получения полиаллиламина, который заключается в удалении соли неорганической кислоты с помощью метанольного раствора щелочи (NaOH, KOH и NH₄OH) при температуре от 0 до 65°С и продолжительности этой реакции около 10 часов, а исходными веществами являются гидрохлориды, фосфаты или сульфаты полиаллиламина.

Выход 93-95% (US 4625577, МКИ С08С 19/00, 02.12.1986 г.).

Недостатком данного способа является использование метанола, длительность процесса.

Известен способ получения полиаллиламина полимеризацией хлорида моноаллиламина в водных растворах неорганических солей, включая хлорид цинка и азо-инициатор радикальной полимеризации в количестве от 1 до 8% от неорганической соли моноаллиламина. Полимеризацию проводят при 40-70°С в течение 100 часов. Выход 60-80% (JP 60192715, МКИ C08F 4/00, C08F 2/04, 10.01.1985 г.).

Недостатком данного способа является длительность процесса - 100 часов, использование дефицитного инициатора.

Известен способ получения солей полиаллиламина полимеризацией гидрохлоридов или фосфатов моноаллиламина при 50-60°С в течение 70 часов в присутствии азо-инициаторов радикальной полимеризации. Полиаллиламин получают пропуская полиаллиламин гидрохлорид через колонку с ионообменной смолой (Amberlite IRA - 402). Выход от 10.3 до 93.2% (US 4528347, МКИ C08F 4/04, 09.07.1985 г.).

Недостатком данного способа является длительность процесса, применение дефицитного инициатора полимеризации.

Известен способ получения полиаллиламина полимеризацией хлоридов или сульфатов моноаллиламина в присутствии перекиси водорода в качестве инициатора радикальной полимеризации и иона многовалентного металла с содержанием от 50 до 370 ppm и продолжительностью реакции от 47 до 92 часов. Выход 78-99.5% (US 4927896, МКИ С08F 4/04, С08F 4/04, 22.05.1990 г.).

Недостатком данного способа является продолжительность процесса до 92 часов и использование минеральных солей многовалентных металлов.

Как видно из вышеперечисленных источников информации, полиаллиламин получают реакцией полимеризации с предварительным получением инициаторов, которые готовят, в основном, перед реакцией полимеризации.

В результате проведенного поиска не найдено других способов получения полиаллиламина.

Задачей предлагаемого изобретения является разработка более простого и быстрого способа получения полиаллиламина.

Поставленная задача решается предлагаемым способом, позволяющим получать полиаллиламин по упрощенной технологии с выходом до 99,6% реакцией амида поливинилуксусной кислоты с гипохлоритом натрия в водном растворе гидроксида натрия при их мольном соотношении амид поливинилуксусной кислоты : гипохлорит натрия : гидроксид натрия соответственно 1:1.13:1.05 при температуре 40-80°С в течение 6-8 часов против 47-92 часов по прототипу.

Пример 1.

В круглодонную колбу, снабженную перемешивающим устройством, термометром для контроля температуры, обратным холодильником и капельной воронкой, приливают водный раствор 25.5 г (0.2997 моль) амида поливинилуксусной кислоты в 1.5 литрах воды, при перемешивании добавляют водный раствор 25 г (0.3356 моль) гипохлорита натрия и 12.5 г (0.3125 моль) гидроксида натрия в 1.2 л воды при мольном соотношении амид поливинилуксусной кислоты : гипохлорит натрия : гидроксид натрия = 1:1.12:1.04. Далее раствор нагревают до 40°C и перемешивают в течение 6 часов. После завершения реакции получают полимерный продукт, который высушивают при 45-60°C до остаточной влажности 1.5%.

Полученный твердый продукт измельчают до пылевидного состояния и анализируют. Выход 14.62 г (85.5%).

Для [С₃Н₅NH₂]_n найдено, %: С 65; Н 10; О 5; N 20.

ИК спектр (KBr, ν, см^-1): 1470, 1925, 2850, 3000 (СН₂); 1340, 2890 (СН); 3200, 3400 (NH₂).

Спектр ПМР (δ, м.д., D₂O): 1.58 (2 Н, CH₂), 2.29 (1H, СН).

Спектр ЯМР ¹³С (δ, м.д.): 36.7 (CH₂), 43.34 (СН).

Пример 2.

В условиях примера 1, но при использовании водного раствора 32.5 г (0.3819 моль) амида поливинилуксусной кислоты в 1.2 л воды при перемешивании добавляют водный раствор 30 г (0.4027 моль) гипохлорита натрия и 15 г (0.375 моль) гидроксида натрия в 1.1 литра воды при мольном соотношении амид поливинилуксусной кислоты : гипохлорит натрия : гидроксид натрия = 1:1.05:0.98.

Далее раствор нагревают до 45°C и перемешивают в течение 7 часов.

После завершения реакции получают твердый полимерный продукт, который высушивают при 45-60°C до остаточной влажности 1.5%.

Полученный твердый полимерный продукт измельчают до пылевидного состояния и анализируют. Выход 19.29 г (88.6%).

Для [С₃Н₅NH₂]_n найдено, %: С 65.84; Н 10.84; О 3.38; N 19.94.

Пример 3.

В условиях примера 1, но при использовании водного раствора 35.5 г (0.4172 моль) амида поливинилуксусной кислоты в 1.5 литрах воды при перемешивании добавляют водный раствор 35 г (0.4699 моль) гипохлорита натрия и 17.5 г (0.4375 моль) гидроксида натрия в 1.5 литрах воды при мольном соотношении амид поливинилуксусной кислоты : гипохлорит натрия : гидроксид натрия = 1:1.3:1.05. Далее раствор нагревают до 50°C и перемешивают в течение 8 часов.

После завершения реакции получают твердый полимерный продукт, который высушивают при 45-60°C до остаточной влажности 1.5%.

Полученный твердый полимерный продукт измельчают до пылевидного состояния и анализируют. Выход 25.2 г (94%).

Для [С₃Н₅NH₂]_n найдено, %: С 66.38; Н 10.97; О 2.71; N 19.94.

Пример 4.

В условиях примера 1, но при использовании водного раствора 40.5 г (0.4759 моль) амида поливинилуксусной кислоты в 1.6 литрах воды при перемешивании добавляют водный раствор 40 г (0.5370 моль) гипохлорита натрия и 20 г (0.5 моль) гидроксида натрия в 1.6 литрах воды при мольном соотношении амид поливинилуксусной кислоты : гипохлорит натрия : гидроксид натрия = 1:1.13:1.05.

Далее раствор нагревают до 55°C и перемешивают в течение 8.5 часов.

После завершения реакции получают полимерный продукт, который высушивают при 45-60°C до остаточной влажности 1.5%.

Полученный твердый полимерный продукт измельчают до пылевидного состояния и анализируют. Выход 27.06 г (99.6%).

Для [C₃H₅NH₂]_n найдено, %: С 66.74; Н 11.06; О 2.25; N 19.95.

Пример 5.

В условиях примера 1, но при использовании водного раствора 45.5 г (0.5347 моль) амида поливинилуксусной кислоты в 1.5 литрах воды при перемешивании добавляют водный раствор 45 г (0.6041 моль) гипохлорита натрия и 22.5 г (0.5625 моль) гидроксида натрия в 1.5 литрах воды при мольном соотношении амид поливинилуксусной кислоты : гипохлорит натрия : гидроксид натрия = 1:1.13:1.05. Далее раствор нагревают до 60°С и перемешивают при этой температуре в течение 8 часов.

После завершения реакции получают твердый полимерный продукт, который высушивают при 45-60°C до остаточной влажности 1.5%.

Полученный твердый продукт измельчают до пылевидного состояния и анализируют. Выход 29.3 г (96%).

Для [С₃Н₅NH₂]_n найдено, %: С 67.1; Н 11.15; О 1.79; N 19.96.

Пример 6.

В условиях примера 1, но при использовании водного раствора 50.5 г (0.5934 моль) амида поливинилуксусной кислоты в 1.5 литрах воды при перемешивании добавляют водный раствор 50 г (0.6712 моль) гипохлорита натрия и 25 г (0.625 моль) гидроксида натрия в 1.7 литрах воды при мольном соотношении амид поливинилуксусной кислоты : гипохлорит натрия : гидроксид натрия = 1:1.13:1.05. Далее раствор нагревают до 80°С и перемешивают при этой температуре в течение 8 часов.

После завершения реакции получают полимерный продукт, который высушивают при 45-60°С до остаточной влажности 1.5%.

Полученный твердый продукт измельчают и анализируют. Выход 33.12 г (97.8%).

Для [С₃Н₅NH₂]_n найдено, %: С 67.63; Н 11.28; О 1.13; N 19.96. ИК спектры полиаллиламина сняты на приборе UP-75 в вазелиновом масле.

Спектры ЯМР ¹H, ¹³С записаны на спектрометре Druker DPX-400 с рабочей частотой 400 МГц в дейтероформе, внутренний стандарт ГМДС.

Способ получения полиаллиламина реакцией взаимодействия амида поливинилуксусной кислоты со смесью гипохлорита натрия и гидроксида натрия при их мольном соотношении амид поливинилуксусной кислоты : гипохлорит натрия : гидроксид натрия соответственно 1:1.13:1.05 при температуре 40-80°C в течение 6-8 часов.