Способ получения полиэлектролитов содержащих четвертичный азот Советский патент 1982 года по МПК C08G61/12 C08J5/20 

(54) СЦОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИЭЛЕКТРОЛИТОВ, СОДЕРЖАЩИХ ЧЕТВЕРТИЧНЫЙ АЗОТ

Изобретение относится к получению полиэлектролитов (ПЭ), содержащих-пиридинийхлоридные: группы, которые находят широкое применение в различньак областях промьпиленности, медицины, сельского хозяйства.. Известен способ получения ПЭ, содержащих пиридинийхлоридные группы, спонтанной полимеризацией продуктов кватернизации пиридина аб-галоид акриловой кислотой 13 .; Наиболее близким к предлагаемому является поликонденсационный способ получения полимерных четвертичных ам мониевых солей с регулярно расположенными катионными группами, основан ный на реакции дифункциональных тре тичных С1МИНОВ и дигалогенидов, в-ср де органических растворителей при нагревании и длительности процесса 10-15 ч 2.: К недостаткам этого способа следует отнести: длительность процесса использование дорогостоящих раствор телей (диметилформамида, диметилсул фок си да, д(иметилацетамида), дефицитность мономеров. Кроме того, дигалоидметильные реагенты обладают высокой токсичностью. Целью изобретения является упрощение технологии получения полиэлектролитбв. Для достижения этой цели согласно способу получения полиэлектролитов, содержащих четвертичный азот, путем взаимодействия хлорсодержащего соединения с азотсодержащим соединением в среде растворителя при нагрева НИИ и перемешивании, в качестве хлорсодержащего соединения используют дихлорангидрид терефталевой кислоты в виде раствора в толуоле, в качестве азотсодержащего соединения 1,3-бис- fl-пиридиний-З-(R,Ю-пропилид7тетраметилдисилоксан общей форм мулы л (HJ CHj p 5- iH2 CH- i-o4i-(;H-(:Hi- I ft , I m Pf СНз CH, PJ где-p -N R HI CH ) R - CN, CONHj , , , CHaOC Hg-. в виде раствора в воде и взаимодействие осуществляют в присутствии неионогенного поверхностно-активного вещества, взьтйго в количестве

0,003-0,0075 г на 1 мп реакционной смеси, при30-40°С в течение ,1,5-2 ч

ИК-.спектры поликатионов характеризуются наличием полос поглощения йиметилсилильной группы SiMe (12751260, 800 ), силоксановой связи Si-0-Si (1060-1025 см), карбоксильной Группы С 0 (1700-1660 ). Доступность бис-бетаинов определяется доступностью исходных веществ пиридина, еновых соединений, 1,3-бис-(хлорметил)тетраметилдисилоксана; способ получения бис-ветаинов .прост и характеризуется высокими выходами целевых продуктов. Как известно, пиридин и еновые соединения .{акрилонитрил, стирол, метилметакрилат и др.) широко используются в химической про№Лйленности. I, 3-бис-(хлорметил)тетраметилдисилоксан яв ляется продуктом хлорирования и пос.ледующего гидролиза.триметилхлорсилана - вещества, которое получается при промьппленном синтезе органилдихлорсиланов,

Пример 1, Поли-терефталат-1 3-бис(1-пйридинийхпорид-3-(нитрил)-пропилид)тетраметилдисилоксан. В трехгорлую колбу, снабженную мешалкой, обратным холодильником и термометром, загружают 2 г (4,73 г-ммоль) 1,3-бис( 1-пиридиний-3)-тетраметил-дисилоксана в 30 мл дистиллированно воды, 0,9611 г (4,73 г-ммоль) хлорангидрида терефталевой кислоты (ХАТФК) в 10 мл толуола, 0,2 г ДС-10 И перемешивают при в течение 1,5 ч. После этого реакционную массу выливают в пятикратный избыток ацетона. При этом высаждается порошкообразный осадок полиэлектролита, который отфильтровывают, промывают этанолом, ацетоном и сушат в вакууме при 55-65°С в течение 4-5 ч.Выход и характеристики полиэлектролита приведены в таблице.

Пример 2. Поли-терефталат-1,3-бис l-пиридинийхлорид-З-(кар-бамид)-пропилид тетраметилдисилоксан. Методика проведения опыта аналогична примеру 1. В отличие от последней, загружают 2 г (4,36 г-ммоль) 1,3-бис 1-пиридиний-3-(карбамид)пропилид тетраметилдисилоксана. О,8856 (4,36 г-ммоль) ХАТФК .(см. таблицу). Пример 3. Поли-терефталат-, -1,3-бис |1-пиридинийхлорид-3-(карбинол) -пропилидДтетраметилдисилоксан.

егО$1Ме2- Н-(Н2(ВВ

- i «2-«- iMe2- CH -CRR © I ф

Методика проведения опыта аналогична примеру 1. В отличие от последней загружают. 2 г (4,89 г-ммоль) 1,3-бис 1-пиридиний-3-(карбинол)пропилид тетраметилдисилоксана 0,9941 г (4,89 г-ммоль) ХАТФК (см. таблицу).

Пример 4. Поли-терефталат-1,3-бис l-пиридинийхлорид-З-(метилметакрил) пропилидЗтетраметилдисилоксан. Методика проведения опыта ана-, логична примеру 1. в отличие от последней загружают 2 г (4,42 г-ммoль 1,3-бис 1-пиридиний-3-(метилметакрилпропилид тетраметилдисилоксана в 40 мл дистиллированной воды,0,8972 г ( 4,42 г-ммоль) ХАТФК в 10 мл толуола, 0,375 .г; ДС-10 и перемешивают в течение 2 ч (см. таблицу).

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

П р и -м е р 6. Поли-терефталат-1,3-бис l-пиридинийхлорид-З-(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 J3,62.г-ммоль) ХАТФК (см. таблицу).

Пример 7. Поли-тёрефтала.т-1,3-бис 1-пиридинийхлорид-З-(4-фенокси) -бутилид тетраметилдисилоксан. Методика проведения опытА аналогична примеру 1. В отличие от последней загружают 2 г (3,42 г-ммоль) 1,2-бис 1-пиридиний-3-(4-фенокси)бутилид тетраметилдисилоксана, 6945 г (3,42 г-ммоль) ХАТФК (см. таблицу).

Предлагаемый способ получения полэлектролитов с регулярно расположен ными пиридинийхлоридными группами отличается от известного кратковременостью синтеза, использованием дешевых растворителей доступностью хлорангидридов кислот и применением нового класса мономеров. Одним из основных признаков синтезированных П является их способность дегидрохлорироваться в щелочных средах до полиилидов (пи) по следующей схеме

9

Сопоставлением концентрированной зависимости приведенной вязкости водных и йодно-солевых 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 синтезированные согласно предлагаемому способу ПЭ по обменной емкости не уступают известным пиридимийхлоридным ПЭ.