Способ получения полимочевины Советский патент 1982 года по МПК C08G71/02 

(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИМОЧЕВИНЫ

I

Изобретение относится к синтезу высокомолекулярных соединений, а именно к синтезу полимочевины на основе природных диаминокарбоновых кислот, которые могут быть использованы в различных областях медицины в качестве биосовместимых полимеров.

Известен способ получения полимочевины путем взаимодействия диизоцианата с. диаминами в среде диметилформамида t

Однако неплавкость и значительная гидрофильность этих продуктов не позволяет применять получаемые полимочевины для производства пластических масс и волокон.

Наиболее близкий к предлагаемому по технической сущности является способ получения полимочевин путем взаимодействия N,N -бистриметилсилильных производных ткиров природных диаминокарбоновых кислот с карбонильными производными орранических соединений в среде апротонного растворителя 2.

Недостатками известного способа синтеза полимочевины являются; необходимость применения для их синтеза диизоцианатов на основе эфиров диаминокарбоновых кислот, которые получают в результате трудоемкого и нетехнологического процесса синтеза, заключающегося в применении абсолютных, легковоспламеняю1Е1Ихся растворителей (например серного эфира), охлаядения реакционной среды при фосгенировании N,N -бистриметилснлильных производных зфиров ot-диаминокарбоновых кислот , необходимость многократной высоковакуумной перегонки диизоцианатов с целью доведения их до необходимой кондиции; применение абсолютного спирта (метилового или этилового) для деблокирования силилированных аминогрупп; необходимость синтеза большого числа диизоцианатоБ ДЛЯ получения полиночевин различной структурьц например, для синтеза полимочевин на основе И.ЛИ ДЬ изомеров природной диамино«арбоновой кислоты, необходим синтез ка вдого диизоцианата в отдельности. Цель изобретения - получение по лимочевинь с широким диапазоном свойств при одновременном упрощеНИИ спс:-соба, Указанная цель достигается т; . |лто при получении полимочевины ну тем взаимодействия N,N-бистриметшг силильных производных эфиров природных диаминокарбоновых кислот с карбонильными производными органиче ких соединений в среде апротонного ;-:г. ../БОрителя в качестве карбонильных производных органических соединений используют бис-(п-нитрофенил)карбонат или бис-(254-динитpoфeнил.)кapбoнaт и реакцию проводят при 20--25С ч и при 80-JOO C . -3 ч ., последующим выделением поли мера-. Иод термином активированный ка |бонат подразумевается карбонат стро ОуН-(о)(j-2. 4o))-NO2 - blOi NOi Лслученные таким образом полимоченины имеют Ц 0,3-0,9 дл/г, а по остальным параметрам (ИК-спектрЫ растворимость, температура плавлени идентичны полимерам5 полученным по известному способу из соо.тветствующих диизодианатов, Пример I. В трехгорлой кол бе снабженной мешалкой, вводом и выводом для аргона, 3,28 г (0,01 мо этилового эфира N,N-бис-триметилсш1Ил-(1)-TMCL-лизина растворяют в 0 мл M,N диметилацетамида (ДМАА) при добавляют 3,94 г (0,01 мол бис 254-динитрофенилкарбоната (ДНФК наблюдается сильный экзотермический эффект) и включают мешалку. Через ЗГ - 40 мин раствор быстро загустеваiг и образуется студнеобразная масс лл обеспечения гомогенного течения реакции смесь нагревают до 90 с и пйремешивают 3 ч, все время продува ; опг.v аргоном. Образуется вязкий раствору который в горячем виде вь ливают в воду. Выпавший в виде порошка полимер отфильтровывают. тщатапьно промывают водой; сушат ii экстрагируют в аппарате Сокслепа ацетоне;-), Вы-ход 96% Ifip 0,95 дл/г в диметилсуяьфоксиде, г/дл -fc 25с. Пример 2.В трехгорлой колDEj снабженной мешалкой, вводом и вывoдo s для аргона, 3, 18 г (0,0 моль) этилового эфира N,N -бис-триметштсшшл-L-лизина растворяют в Ю мл диметиладетамида, при 25°С добавляют 3„04 г (OjO мо.чь) бис.: li-нитрофенилкарбоната (наЬлюд&атся экзотер мический эффект) включают мешалку и перемешивают 2 ч,. Вязкость раствора при комнатной температуре за этот период времени возрастает незначительно, поэтому включают обогрев и реакционную смесь выдерживают при 6 ч, все время продувая колбу аргоном. Раствор охлаждают до комнатной температуры (образование гелеобразной массы не наблюдалось) и выливают в воду. Полимер (в комплек се с И-нитрофенолом) выпадает в виде жидкой смолы, которая затвердевае по мере отьывки Ь-нитрофг :ла водой Тщательно промьЕтый поли,,. . сушат в вакууме и экстрагируют в аппарате Сокслетта ацетоном Выход полимера 97%, Inp - ДЛ/г в диметилсульфо..е5С 0 „ 5 г/дл, , Пример Зо Синтез полимера осуществляют в соответствии с методикой, приведенной в примере j с той разницей, что вместо -диметилацетй,; :ипа и:;:пользутот N-MeTmiлирролидон (N-Mn) о Выход полимера 95%, дл/г в диметилсульфоксиде. Пример 4 Синтез полимера осуществляют в соответствии с мето дикой приведенной в примере 1, с той разницей, что вместо этилового эфира N,К-бис триметилсилил-1-лизина берут этиловый эфир N,N-бис-триметилсилш1-01-лизина (ДЬ) TMCL. Выход полимера 97% ,76 дл/г в диметилсульфоксиде, ,5 г/дл, t -Пример 5, Синтез полимера осу1цествл5пот в соответствии с примером f с том разницей, что вместо этилового эфира N,N -бис-триметкп силил-1-личина используют этиловый эфир N,М-бис-триметш1силил-1-орнит Выходполимера 90% ,)р 0, 32 дл/г в диметилсульфоксиде, ,5 г/дл, С, Пример 6, Синтез полимера осуществляют в соответствии с мето дикой, приведенной в примере 1 , с той разницей, что вместо этилового эфира N,N -бис-триметилсилил-L-лиз на используют диэтиловый эфир N,N -бис-триметилсилил-L-цистина. Вы- ход полимера 96%, 0,85 дл/г в диметилсульфоксиде, ,5 г/дл, . Пример 7.В трехгорлую ко бу снабженную мешалкой, вводом и выводом для аргона помещают 1,59 г (0,005 моль) этилового эфира N,N-бис-метил-С-лизина растворяют в 10 мл N,N -диметилацетамида, добав ляют 3,94 г (0,01 моль) бис-2,4-динитрофенилкарбоната, включают мешалку и смесь перемешивают при комнатной температуре 2 ч. К реакционному раствору затем добавляют 2,20 г (0,005 моль) диэтилового эфи ра N,N -бис-триметилсилил-L-цистин (соотношение производных двух диаминокарбоновых кислот 1:1)включают обогрев и смесь нагревают до 90 С 3 ч. Реакционный раствор выливают в воду. Выпавший полимер отфильтровывают, тщательно промьшают ЕГрдой, сушат и экстрагируют этилаце татом в аппарате Сокслетта. Выход полимера 97%) 0,68 дл/г в диметилсульфоксиде, ,5 г/дл, Пример 8. Синтез полимера осуществляют в соответствии с методикой, приведенной в примере 7, с той разницей, что вначале вместо этилового эфира N,N -бис-триметилси лил-1-лизина используют диэтиловый эфир N, N -бис-триметилсшпш-Ь-цистина, а затем к регисционному раствору добавляют этиловый эфир N,N (L) ТМСЛ (О

ДНФК

(L) ТМСЛ (О

ПНФК

ДММА 25/0,5 96 0,95 90/3

97 0,4

ДМАА- 25/2 100/6 -бис-триметилсш1ил-1-лизина. Выход полимера 98%, 0,71 дл/л в диметилсульфоксиде, ,5 г/дл, t 25C. Пример 9. Синтез полимера осуществляют в соответствии с методикой, приведенной в примере 7, с той разницей, что вместо 0,005 берут 0,002 моль этилового эфира N,N -бис-триметилсилил-1-лизина, а вместо 0,005 моль берут 0,008 моль диэтилового эфира N,N -бис-триметилсилил-1-цистина. Выход полимера 96% ,70 дл/г в диметилсульфоксиде, ,5 г/дл, . Пример 10. Синтез полимера осуществляют в соответствии с методикой, приведенной в примере 7, с той разницей, что берут 0,008 моль этилового эфира N,N -бис-тримет1тсилил-1-лизина и 0,002 моль диэтилового эфира-L-цистина. Выход 97%,lfip 0,68 дл/г в диметилсульфоксиде, ,5 г/дл, . Пример П. Синтез полимера осуществляют в соответствии с методикой, приведенной в примере 7, с той разницей, что вместо этилового эфира N,N -бис-триметилсилил-L-лизина берут этиловый эфир N,N-бис-триметилсилил-Д1-лизина. Выход полимера 95%,К)рр 0,52 дл/г в диметилсульфоксиде, ,5 г/дл, . Пример 12. Синтез полимера осуществляют в соответствии с методикой, приведенной в примере 7,, с той разницей, что вместо этилового эфира N,N -бис-триметилсилил-L-лизина берут этиловый эфир N,N-биc-тpимeтилcилил-L-opнитинa. Выход полимера 89%, 0,28 дл/г в иметилсульфоксиде, ,5 г/дл, t 25C. Основные характеристики полуенных полимеров приведены в табли- е.

(L) -шел (1)

ДНФК

(Д1) шел (1)

ДНФК

(L) тасо (1)

ДИФК

(L) ТМСЦ (1)

ДНФК

{L) ТМСЛ (0,5)

(L) ТМСЦ (0,5)

ДНФК(L) ТМСЦ (0,5)

+

(L) ТМСЛ (0,5)

Примечание: ТМСО - этиловый эфир N,N -бис-триметилсилил-орнитина; ТМСЛ - этиловый эфир N,N-биc-тpимeтилcилиллизинa; ТМСЦ - диэтиловый эфир N,N -бис-триметилсилилцистина; ДНФК-бис-2,4-динитрофенилкар6онат, ПНФК-бис п-нитрофенилкарбонат; ДМАА - N,N -диметилацетамид; N-MII-N-метилпирролидон. Вязкость определена в диметилсульфоксиде при , ,5 г/дл.

Применение предлагаемого способа получения полимочевины на основе природных днаминокарбоновых кислот обеспечивает по сравнению с известными способами, следующие преимущества: легкость получения нысокомолекулярных гголимочевин на основе при905228

8 Продолжение таблицы

N-МП 25/0,5 95 0,95 90/3

ДМАА 25/0,5 97 0,76 90/3

ДМАА25/0,5 900,32

90/3

ДМАА 25/0,5 96 0,85 90/3

Д11АА 25/2

970,68 90/3

25/2

98

0,71

ДМАА

родных диаминокарбоновых кислот с использованием только их триметилсилильных производных и одного активированного карбоната, например бис-2,4-динитрофенилкарбоната, не прибегая к труднодоступным диизоци анатам отсутствие необходимости сня9тня трнметилсилилышх защитных груТТ пировок с аминогрупп,- широкие возмо ности синтеза сополимочевин различного состава на основе двух или более диаминокарбоновых кислот (в том числе или DL), используя для этой цели лишь N,N-бис-триметилсилильны производные их эфиров и один активировашсый карбонат, например бис-2,4-динитрофенилкарбонат; простота в обращении и легкость очистки активированных карбонатов, являкидихся кристаллическими соединениями. Формула изобретения Способ получения полимочевины путем взаимодействия N,N-биc-тpимeтилсилильных производных эфиров природных диаминокарбоновых кислот с карбонильными производными органических соединений в среде апротон28ного растворителя, отличающийся тем, что, с целью получения полимочевины с широким диапазоном свойств при одновременном упрощении способа, в качестве карбонильных производных органических соединений используют бис-(п-нитрофенип)карбонат или бис-(2,4-динитрофенил)карбонат и реакцию проводят при 20-25С 0,5-2 ч и при 80-100°С с последующим выделением поли Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Саундерс Дж.Х., Фриш К.К. Химия полиуретанов. М., Химия, 1968, с. 13-14. 2.Сенцова Т.И., Бутаева В.И„ Давидович Ю.А., Рогожин С.В., Коршак В.В. Синтез синтетических активных полимочевин на основе природных диаминокарбоновых кислот. Доклад АН СССР 232, 225, 1977 (прототип) .