Способ получения водорастворимого амфотерного полиэлектролита Советский патент 1976 года по МПК C08F120/54 C08F8/40 C08J5/20 

1

Изобретение относится к области синтеза водорастворимых амфотерных азотфосфорсодержащих полиэлектролитов на основе линейных амииополимеров.

Известен способ получения полиэлектролита с аминометилфосфоновыми группировками путем обработки полиэтиленимина в кислой среде фосфористой кислотой и формальдегидом при ПО-120°С.

Недостатком данного способа является низкая комплексообразующая способность полиэлектролитов и их малая растворимость.

Наиболее близко к предлагаемому способу получения водорастворимого полиэлектролита путем обработки полиэтиленполиамина фосфорной кислотой и формальдегидом в присутствии концентрированной соляной кислоты.

Элементарное звено полиэлектролита представляется следующей формулой ( .-П-г-СИНп

СИ.

р.о 1 ; )г о но

По данному способу 1 вес. ч. полиэтиленполиамина обрабатывают 1-4 вес. ч. фосфористой кислоты, 3-5 вес. ч. концентрированной соляной кислоты и 5-7 вес. ч. 37%-ного раствора формалина. Реакцию проводят в течение 1-7 час при 80-120°С. По окончании реакции продукт осаждают метанолом, очищают многократным переосаждением метанолом из водного раствора и сушат над пятнокисью фосфора.

Полученный нолиэлектролит образует устойчивые комплексы с ионами меди, цинка, никеля, однако комплексообразующая способность полиэлектролита с ионами тяжелых

и редких металлов, таких как UOa, , In, Sr+, незначительна.

С целью повышения комплексообразующей способности с ионами тяжелых металлов предлагается способ получения водорастворимого амфотерного полиэлектролита иутем обработки линейных аминополимеров фосфористой кислотой и формальдегидом в кислой среде, отличающийся от известного тем, что в качестве исходных аминополимеров используют

поли - (N - аминоалкил) - акриламиды обн1,ей

формулы

(-СН-СНг1л

Ш-(СНг)п,-МНг

eje .Л--2-6

По предлагаемому способу 1 вес. ч амино30 полимера обрабатывают 1,5-2 вес. ч. фосфористой кислоты, 2,5-3 вес. ч. концентрированной соляной кислоты и 1,5-2 вес. ч. 32%-ного формалина. Реакцию ведут нрн переменшваннн в течение 7-8 час нри 95- 100°С. После окончания реакции иродукт высаживают из реакционной массы этанолол1. Очистка ироизводится путем двухкратного переосаждения продукта из 20%-ного водного раствора. Продукт содержит 5-7% азота и 12-18% фосфора. Структура элементарного звена представляется следуюн1ей формулой С-СН -Cllj-li, ж-(.,г- ;11 скг--р;: о п ,Л1 гое У- Ь Продукт представляет собой белый гигроскопический порошок и хранится над пятиокисью фосфора. Исходные аминоиолимеры получены путем аминолиза лигшйного полиметилакрилата со Показатели

Элементарное .звено

Г10

Логарифм константы устойчивости с ионами металлов;

V()2

йуЗ.

s - Поликомплексоп, полученный предлагаемым способом, обладает большей комплексообразующей способностью, чем поликомплексон на основе нолиэтиленполиамина. Наибольшее увеличение константы устойчивости наблюдается для стронция.

Пример 1. 10 г поли-(1 -аминоэтил)-акриламида растворяют в 15 мл воды и загружают в реактор, снабженный мешалкой и обратным холодильником. Затем в реактор добавляют 25 г концентрированной соляной кислоты п 20 г фосфористой кислоты, температуру реакционной маесы доводят до 50°С н ири этой температуре в течение 0,5 чае в реактор вводят 15 г 32%-ного формалина.

Темнературу доводят до 100°С и реакцию ведзт в течеиие 7 час. После охлаждения реакционной .массы до 20°С в реактор вводят 50 мл этанола и высаживают иродукт реакции, представляющий собой полимер следующего строения

ОН

Ui--iCH2)2-yH-Cns-P 0

он

14,30

15,30

16,70

8,90

-CU-CHj О-С

ОН

NH-(CH;;)2 -NK-C Ii Р--О 0

Затем полимер растворяют в 30 мл воды и высаждают 50 мл этанола. Очистку иереосаждением производят дважды. Затем продукт высушивают пад пятиокисью фосфора.

В содержание азота 6,2%, еодержанис фосфора 17,5%.

Пример 2. К) г ноли-(Х-аминогексил)акрмла.мида обрабат.ывают ио примеру 1.

Структура элемеитарного звена иолучеиного полиэлектролита иредставляется следующей формулой

(-CU --СИ)п 0-С

ОН

К1 iCli2).-5lI-Clb--P L ОН средним молекулярным весом 15000-20000 алифатическими диаминами (этилендиамин, гекса мети лен диамин). Комилексообразующая епособпость поликсмнлексонов характеризуется логарифмом константы устойчивости jiOMiijieKCOB с ионами металлов. Для сравнения были определены константы устойчивости комплексов с уранил-ионом U02 ионом индия In, иттрия и стронция 5г2+ ;тля поликомплексонов, полученных известным н предлагаемым способами. {(систанты устойчир.сстн комилексов оиределя.чк модифи и- роваиным методом Бьеррума. В таблице приведены логарифмы констант устойчивости комплексов с ионами уранила, индия, иттрия, стронция для ноликомплексоиов, иолучепиых извеетным и предлагаемым способами. Римскими цифрами обозначены: I - ноликомплексон, полученный известиым сиособом па основе нолиэтиленнолиамина. П - ноликомплексоп, нолуче1:ный предлагаемым снособом па основе поли-(N-aмииoэтил)-aкpилa :идa.

Приведенные в Таблице высокие константы устойчивости комплексов, полученных с ионами и02 , , , Sr2+, позволяют рекомендовать синтезированные поликомплексоны для широких испытаний в качестве детексицирующих средств для выведения из организма указанных металлов.

Формула изобретения

1. Способ получения водорастворимого амфотерного полиэлектролита путем обработки линейных аминополимеров фосфористой кислотой и формальдегидом в кислой среде, отличающийся тем, что, с целью повышения комплексообразующей способности с ионами

6

тяжелых металлов, в качестве ампнополимеров применяют поли-(М-аминоалкил)-акриламиды общей формулы

l-CH-CHg-) .

Ш-(СНг),„-КН2 ,

гае ffl 2:-fi

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что 1 вес. ч. аминополимера обрабатывают 1,5-2 вес. ч. фосфористой кислоты, 2,5- 3 вес. ч. концентрированиой соляной кислоты и 1,5-2 вес. ч. 32%-ного формалина при 95- 100°С в течение 7-8 час.