Способ получения полиэлектролитов содержащих четвертичный азот

Способ получения полиэлектролитов содержащих четвертичный азот

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕПЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<>956496 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (И)М Кл з

С 08 G б1/12

С 08 J 5/20 (22) Заявлено 18.12.80 (21) 3242831/23-05 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений, и открытий (331 УДК бб1. 183. .123(088.8) Опубликовано 07.09.82,Бюллетень № 33

Дата опубликования описания 07.09.82 (72) Авторы изобретения

В.В. Светкин и Ю.P. Колесник (71) Заявитель

Днепропетровский ордена Трудового Красного технологический институт им. Ф.Э.Дзерж (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИЭЛЕКТРОЛИТОВ, СОДЕРЖАЩИХ ЧЕТВЕРТИЧНЫИ АЗОТ

Изобретение относится к получению полиэлектролитов (ПЭ), содержащих-пиридинийхлоридные группы, которые находят широкое применение в различных областях промышленности, медицины, сельского хозяйства.

Известен способ получения ПЭ, со- держащих пиридинийхлоридные группы, спонтанной полимеризацией продуктов кватернизации пиридина aG -галоид акриловой кислотой (1) ., Наиболее близким к предлагаемому является поликонденсационный способ получения полимерных четвертичных аммониевых солей с регулярно расположенными катионными группами, основанный на реакции дифункциональных третичных аминов и дигалогенидов, в .среде органических растворителей при нагревании и длительности процесса

10-15 ч (2) .

К недостаткам этого способа следует отнести: длительность процесса, использование дорогостоящих растворителей (диметилформамида, диметилсульфоксида, диметилацетамида), дефицитность мономеров. Кроме того, дигалоидметильные реагенты обладают высокой токсичностью.

Целью изобретения является упрощение технологии получения полиэлектролитов.

Дпя достижения этой цели согласно способу получения полиэлектролитов, содержащих четвертичный азот, путем взаимодействия хлораодержащего соединения с азотсодержащим соединением в среде растворителя при нагрева " нии и перемешивании, в качестве хлорсодержащего соединения используют днхлорангидрид терефталевой кислоты в виде раствора в толуоле, в качестве азотсодержащего соединейия

15 1,3-бис-(1-пиридиний-3-(R,й )-пропилид1тетраметилдисилоксан общей фор мулы л

СН СН

2О,«- на-- сН- $1 — o -$r — (Н вЂ” СН,- с

Р СН (Н Р где Р„-N ß ; R - Н, Снз, 9. /

R - CN, C0NH, Сна ОН, соосн,, с н, Сн С6 Н, Сна Осб Hg в виде раствора в воде и взаимодействие осуществляют в присутствии неионогенного поверхностно-активного вещества, влитого в количестве

956496

I 4

1М6 — « .Н -1ЯЯ 1НВ

Н)7 О

О C — М1Й)«,— 0 — 51Ме,— «)- же,— Р— (Н,-«,НН

-8C1 ll ll i 2 ° i

0 0 Р0 7g

0,003-0,0075 r на 1 мп реакционной смеси, при 30-40 С н течение .1,5-2 ч.

ИК-.спектры поликатионон характеризуются наличием полос поглощения диметилсилильной группы SiMe (12751260, 800 см "), силоксановой связи

Si -0-Si (1060-1025 см «) карбоксильной группы С=О (1700-1660 см ).

Доступность бис-бетаинон определяется доступностью исходных веществ: пиридина, еновых соединений, 1,3- «О

-бис-(хлорметил)тетраметилдисилоксана; способ получения бис-ветаинон ,прост и характеризуется высокими выходами целевых продуктов. Как известно, пиридин и еноные соединения «5 ,(акрилонитрил, стирол, метилметакрилат и др.) широко используются в химической промышленности. 1,3-бис-(хлорметил)тетраметилдисилоксан является продуктом хлорирования и пос- О .ледующего гидролиэа триметилхлорсилана — вещества, которое получается при промышленном синтезе органилдихлорсиланов.

Пример 1. Поли-терефталат-1,2

3-бис(1-пйридинийхлорид-3-(нитрил)—

-пропилид)тетраметилдисилаксан. В трехгорлую колбу, снабженную мешалкой, обратным холодильником и термометром, загружают 2 г (4,73 r-ммоль)

1,3-бис(1-пиридиний-3)-тетраметил-дисилоксана в 30 мл дистиллированной воды, 0,9611 r (4,73 r-ммоль) хлорангидрида терефталеной кислоты (ХАТФК) в 10 мл толуола, 0,2 r ДС-10 и переМешивают при 30 С в течение Зз

1,5 ч. После этого реакционную массу выливают в пятикратный избыток ацетона. При этом нысаждается порошкообразный осадок полиэлектролита, который отфильтровывают, промывают 40 этанолом ацетоном и сушат в вакууI ме при 55-65 С в течение 4-5 ч..

Выход и характеристики полиэлектролита приведены н таблице.

Пример 2. Поли-терефталат- 45

-1,3-бис(1-пиридинийхлорид-3-(карбамид)-пропилид)тетраметилдисилоксан. Методика проведения опыта аналоги на примеру 1. В отличие от последней,загружают 2 r (4,36 r-ммоль)

1, 3-бис j1-пиридиний-3-(карбамид)пропилид тетраметилдисилоксана, 0,8856 г (4,36 г-ммоль) ХАТФК (см. таблицу).

Пример 3. Поли-терефталат-, -1,3-бис f1-пиридинийхлорид-3-(карбинол) -пропилид «тетраметилдисилоксан.

О - ) « НМ-61.M 05

ll

О 0 Р сР

Методика проведения опыта аналогична примеру 1. В отличие or последней з агружают 2 r (4, 89 г-ммоль ) 1, 3-бис i.1-пиридиний-3-(карбинол) пропилид)тетраметилдисилоксана 0,9941 г (4,89 r-ммоль) ХАТФК (cM. таблицу).

П р и и е р 4. Попи-терефталат-1,3-бис (1-пиридинийхлорид-3-(метилметакрил)пропилид тетраметилдисилоксан. Методика проведения опыта аналогична примеру 1. В отличие от последней загружают 2 r (4,,42 г-ммоль|

1,3-бис(1-пиридиний-3-(метилметакрил) пропилид)тетраметилдисилоксана в

40 мл дистиллированной воды, 0,8972 г (4,42 r-ммоль) ХАТФК и 10 мл толуола, 0,375 r. ДС-10 и перемешивают з течение 2 ч (см. таблицу).

Пример 5. Поли-терефталат-1,3-6zci1-пиридинийхлорид-3-(фенил). пропилид)тетраметилдисилоксан. Методика проведения опыта аналогична примеру 4. В отличие от последней загружают 2 r (3,81 r-ммоль) 1,3-бис )1-пиридиний-3-(фенил)пропилид тетраметилдисилоксана, 0,7740 г (3,81 r-ммоль) ХАТФК (см. таблицу).

Пример б. Поли-терефталат-1,. 3-бис j1-пиридинийхлорид-3- (бензил)-пропилид тетраметилдисилоксан.

Методика проведения опыта аналогична примеру 1. В отличие от последней ,загружают 2 г (3,62 г-ммоль) 1,3-бис — (1-пиридиний-3-(бензоил) пропилид тетраметилдисилоксана, 0,7347 г (3,62 r-ммоль) ХАТФК (см. таблицу).

Пример 7. Поли-тйрефталйт-1,3-бис (1-пиридинийхлорид-3-(4--фенокси)-бутилид)тетраметилдисилоксан.

Методика проведения опытА аналогична примеру 1. В отличие от последней загружают 2 r (3,42 r-ммоль)

1,2-бис «1-пиридиний-3-(4-фенокси)бутилид)тетраметилдисилоксана, 6945 r (3,42 r-ммоль) ХАТФК (см. таблицу).

Предлагаемый способ получения полиэлектролитов с регулярно расположенными пиридинийхлоридными группами отличается от известного кратковременностью синтеза, использованием деше.вых растворителей доступностью хлорУ ангидридов кислот и применением нового класса мономерон. Одним из основных признаков синтезированных ПЭ является их способность дегидрохлорироваться в щелочных средах до полиилидон (ПИ) по следующей схеме

956496

Сопоставлением концентрированной зависимости приведенной вязкости водных и Водно-солевих растворов ПЭ и

ПИ установлено, что обработка ПЭ основаниями не сопровождается деструктивными процессами основной цепи макромолекул.

Строение ПИ доказано химическими превращениями. ИК-спекрами и элементным анализом.

Наличие в цепи полимера IV илидных звеньев открывает пути их модификации различными функциональными соединениями и позволяет вовлекать их в характерные для илидов превращения с целью создания полимеров, в том числе и ПЭ, с комплексом заранее заданных свойств.

Указанным свойством ионены, ПЭ типа Ш и прочие известные до настоящего времени ПЭ не обладают.

Из таблицы следует, что синтезиро10 ванные согласно предлагаемому способу ПЭ по обменной емкости не уступают известным пиридинийхлоридным ПЭ.

ОбменТР о" ная ОС емкость мг-экв/г, Содержание, В

Пример, У

Выход,В по 0,1н

Ади03

0,58-0,62

0,31-0,47

0,28-0,31

G,20-0,27

0,44-0,54

0,33-0,40

0,37-0,48

CoNHO

СН4 ОН

СООСН сн> с н

СН С6Н

С Н ОСь Н . 70-74 сцд

С приведенная вязкость полиэлектролитов в Н О при концентрации

0,1 г/100 мл Н О.

Формула изобретения ае то иф,в и,cN,,â со.ооон,;сн,он, -соосн„-с,н,, н,(,н,;Cu,îñ,н,, в виде раствора в воде и взаимодействие осуществляют в присутствии неионогенного поверхностно-активного вещества, взятого в количестве

0,003-0,0075 r на 1 мл реакционной смеси, при 30-40 С в течение 1,52 ч.

Способ получения полиэлектролитов, содержащих четвертичный азот, путем взаимодействия хлорсодержащего соединения с азотсодержащим соединением в среде растворителя при нагревании 45 и перемешивании, о т л и ч а ю щ и йс я тем; что, с целью упрощения технологии получения полиэлектролитов, используют в качестве хлорсодержащего соединения дихлорангидрид терефталетовой кислоты в виде раствора в толуоле, в качестве азотсодержащего соединения 1,3-бис (1-пиридиний-3-(R,R)-пропилид -тетраметилдисилоксан общей формулы (й í, 1НР СН вЂ” $i i— q- g1 — ٠— Icy Д

18I I В у н, 1н, g

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Аскаров М.A. и др. Исследование процесса полимеризации, протекающий при взаимодействии винилбензихлорида с пиридином, ВМС, 1973, т. 196, 55 с. 592.

2. Цутида Э. и др. Поликатионные полимеры полученные реакцией третичных аминов сдигалоидными соединениями.

Kore, Кагаку Дзасси, 1971, т. 74, 60;М 4, с. 756.

ВНИИПИ Заказ 6511/2 Тираж 514 .Подписное

Ъ

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,4

79-84

80-83

74-77

70-75

61-65

67-72

265 3,24 11,47 9,44

140 2,96 10,49 8,61

225 3,19 11,32 9,35

250 2,82 9,98 7,62

280 2,85 10,12 7,59

280 2,71 9,62 7,50

220 2,56 9,06 7,43