Способ получения неионогенных гидроксилсодержащих полимеров

 

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НЕИОНОГЕННЫХ ГВДРОКСИЛСОДЕРЖАЩИХ ПОЛИМЕРОВ обработкой макропористых хлорметилированкых сополимеров стирола и дивинилбензола щелочью в присутствии спирта, отличающийся тем, что, с целью повьшения гидрофильности полимеров и увеличения количества извлекаемых ими токсических веществ из биологических жидкостей, в качестве спирта используют гликоль формулы /СН2)р(ОН)2 , где и 1-4, и обработку ведут при 150-21о С. (Л С

СО1ОЭ COBETCHHX

РЕСПУБЛИН

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3611656/23-05 (22) 01.07.83 (46) 15.10.84. Бюл. 11 38 (72) Ю.А.Лейкин, В.Д. Горчаков, Т.А.Мрачковская, С.Б.Макарова и М.В.Денисова (71) Московский ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени химикотехнологический институт им, Д.И.Менделеева (53) 661.183.123(088.8) (56) 1 . Патент США N 3794584, кл. 210-24, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 134841, кл. С 08 F 212/14, 1956.

3. Безуевская С. И. Синтез и исследования свойств карбоксилсодержащих ионитов. Дис. на соиск. учен. степени канд. хим. наук. М., !979. с 184 (прототип).

„.SU„„118407 А

ЗШ В 01 J 20/30, С 08 F 212/14;

08 F 8/14 ° (54) (57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НЕИОНОГЕННЫХ ГИДРОКСИЛСОДЕРЖАЩИХ ПОЛИМЕРОВ обработкой макропористых хлорметилированных сополимеров стирола и дивинилбензола щелочью в присутствии спирта, отличающийся тем, что, с целью повышения гидрофильности полимеров и увеличения количества извлекаемых ими токсических веществ из биологических жидкостей, в качестве спирта используют гликоль формулы /СН2), (ОН), где и = 1-4, и обработку ведут при 150-210 С.

1 1118

Изобретение относится к области получения сорбентов, а именно к полу" чению неионогенных полимерных сорбен- тов, применяемых для очистки биологических жидкостей от токсических веществ.

Известен способ получения неионогенных полимерных сорбентов для очистки крови и других биологических жидкостей от токсических веществ методом 10 суспензионной сополимеризации стирола, этилвинилбензола и дивинилбензола (1) .

Основным недостатком известного способа является гидрофобность получаемых сорбентов, что снижает их сорбционные характеристики в процессах очистки биологических жидкостей.

Известен способ получения гидроксилсодержащих неионогенных полимеров 20 обработкой хлорметилированного сополимера стирола и дивинилбензола водным раствором щелочи при кипении (промежуточный продукт при синтезе катионитов) (2) .

Однако данный способ не обеспечивает конверсии вьппе 25 мол.Ж при замещении атомов хлора в хлорметильных группах на гидроксильные и соответственно не позволяет придать полимер«30 ной пористой матрице необходимую в процессах очистки биологических жидкостей гидрофильность.

Наиболее близким к предлагаемому является способ получения гидроксил- З5 содержащих неионогенных полимеров обработкой макропористых хлорметилированного сополимера стирола и дивинилбензола метанольным раствором щелочи при 80 С (3) .

Недостатком этого способа является то, что в ходе реакции образуется большое количество (до 40 мол.Е) групп простых эфиров в результате протекания побочной реакции алкого- 45 лиза.

Кроме того, степень конверсии суммарной реакции, включающей омыление и алкоголиз, не превьппает

70 мол. . В результате получаемый 50 полимер является гидрофобным, плохо смачивается биологическими жидкостями, что снижает его сорбционные ха, рактеристики и затрудняет реализацию колоночного варианта очистки 55 биологических жидкостей. Образующиеся в результате реакции группы простых эфиров одноатомных спиртов мало

407 1 эффективны в процессах сорбции токсических веществ. Большое количество остаточных хлорметильных групп (более ЗОЖ от исходного), обладающих высокой химической активностью, обуславливает плохую совместимость получаемого сорбенат с белковыми и клеточными элементами биологических жидкостей.Целью изобретения является повышение гидрофильности полимеров и увеличение количества извлекаемых ими из биологических жидкостей токсических веществ.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения иеионогенных гидроксилсодержащих полимеров обработкой макропористьпс хлорметилированных сополимеров стирола и дивинилбензола щелочью в присутствии спирта, в качестве спирта используют гликоль формулы /СН )„(ОН) где,YI = 1-4, и обработку ведут при

150-210 С.

При этом обеспечивается протекание с высокой скоростью и высокой конверсией (до 88 мол.Ж) целевой реакции алкоголиза:

-СН С1 + NaOH + (СН g) и (ОН) 2 -

-СН О(СН ), ОН + NaC1 + Н20 ,Ниже 150 С реакция резко замедляется, при температурах вьипе 210 С с замето ной скоростью начинает идти реакция дегидритации гликолей, приводящая к их осмолению. В качестве гликолей предпочтительным является использование наиболее доступного и дешевого этиленгликоля. Для повьппения степени конверсии в реакционную смесь целесообразно введение каталитических количеств иодидов щелочных металлов в количестве 0,1-0,25 М на 1 М хлорметильных групп полимера. Строение получаемых неионогенных полимерных сорбентов подтверждено данными эле.ментного анализа и ИК-спектроскопии.

Пример 1. 120 r макропористого хлорметилированного сополимера стирола и дивинилбензола (содержание дивинилбензола 12 иас.Ж, порообразователь синтии в количестве SOX от массы мономеров, содержание ковалентного хлора 5,83 мМ на 1 r сорбента) перемешивают в растворе, содержащем.

4,33 М ИаОН, 0,09 M KI и 22 М этиленгликоля при 150 С в течение 23 ч. о

Затем сорбент отделяют, промывают дистиллированной водой до нейтральной

1118407 4

Сорбент

Емкость, мг/г

Известный способ (обработка метанолом и

0,9

21 щелочью f3) ) 38

По примеру 1

По примеру 4

2,6

3 реакции и отсутствия ионов хлора в промывных водах, после чего сушат в вакууме над Р О« до постоянного веса. ИК-спектр полимера (в таблетке с КВг) имеет. широкую полосу поглощения в области 3200"3500 см, характерную для Сибсвязи в прос" тых эфирах. Содержание остаточного ковалентного хлора в полимерном сорбенте 0,087 мИ/г, степень конвер- 1р сии 86,9 мол.X.

Пример 2. 120 г макропорис- " того хлорметилнрованного сополимера стирола и дивинилбензола (содержание дивинилбензола 12 мас.Е), преобразователь синтии в количестве 803 от массы мономеров, содержание ковалент-. ного хлора 5,83 «И/г) перемешивают в растворе, содержащем 4,33 И NaOH, 22 М этиленгликоля при 210 С в течео .ние 20 ч. Затеи полимер отделяют, про«ывают дистиллированной водой до нейтральной реакции и отсутствия ионов хлора в проиавных водах, после чего сушат в вакууме над Р О до р5 постоянного веса. ИК-спектр (таблетка в KSx) 3200-3500 см, 1115 см,. содержание ковалетного остаточного хлора в полимерном сорбенте 0,082 мМ/г

I степень конверсии 88 мол.7.

П р и и е р -3. 120 г макропористого хлорметилированного сополимера стирола и дивинилбенэола (содержание дивинилбензола 12 мас.Х, порообразо-. .ватель синтии в количестве 80Х от мас. сы мономеров, содержание ковалентного хлора 5,83 «И/г) перемешивают в. астворе, содержащем 4,53 И КаОН,,08 И NaI и 20 М пропиленгликоля при 190 С в течение 20 ч. Затеи сор- 4О

О . бент отделяют, промывают дистиллированной водой до нейтральнойреакцыи и отсутствия ионов хлора в промывных водах, после чего сушат в вакууме над Р О1 до постоянного веса. ИК-1 45 спектр (таблетка в KBr) 3200-3600 см, 1110 см, содержание остаточного ковалентного хлора 0,099 мМ/г, степень конверсии 86 мол.Х.

Пример 4. 120 г макропорис- 5О того хлорметилированного сополимера стирола идивинилбенэола (содерзйние дивинилбензола 12 мас.Х, порообраэо-. ватель синтии в количестве 80Х от массы мономеров, содержание ковалектного55 хлора 5,83 мИ/г) перемешивают в растворе, содержащем 4,53 И NaÎH, 0,08 M KI и 19 И тетраэтиленглико щ в течение 23 ч прк 2 f0 0. Затем сорбент отделяют, промывают дистиллированной водой до нейтральной реакции.. и отсутствия ионов хлора в промывных водах, после чего сушат, в вакууме над Р О4 до постоянного веса. ИКспектр 3200"3600 см, 1110 см, содержание остаточного ковалентного хлора 0,113 мИ/г, степень конверсии 85 мол.X.

Пример 5. 5 г полимерного сорбента, полученного по методике, описанной в примере 1, заливают

1000 мл физиологического раствора, содержащего фенол в концентрации о

1 мг/мл н выдерживают прн 36 С в течение 2 ч при постоянном перемешивании. Сорбция фенола составляет 38 мг на 1 r сорбента.

П р и и е р 6. 5 г полимерного сорбента, полученного по методике, описа««ной в примере 4, заливают 50 мл сыворотки крови человека с концентрацией холестерина 2;4 мг/мл и выдерживают при 36 С в течение l 5 ч. Сорбо ция холестерина составляет 2,6 мг на 1 г сорбента.

Сравнение сорбционных характеристик сорбентов, получаемых по известному и предлагаемому способам, приведено в таблице (условия сорбции соответствуют примерам 5 и 6). по холестерину по фенолу

Предлагаемый способ по сравне-. нию с известным обеспечивает повышение конверсии в реакции замещения атомов хлора хлорметильных групп гидроксилсодержащими реагентами, увеличение гидрофильности. получаемых сорбентов и повышение емкости по токсическим соединениям, иэвлекаеиым из биологических жидкостей.

По сравнению с базовым объектом, представляющим собой сополнмер сти1 118407

Составитель Г.Русских

Техред А.Ач Корректор АЛяско

Редактор А.Гулько

Заказ 7319/6 Тираж 532 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делан изобретений и открытий

113035, Иосква, 3-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r.Óàãîðîä, ул.Проектная, 4 рола, этилвиннлбензола и дивинилбензола (13, сорбенты, получаемые по предлагаемому способу, имеют повышенное средство к токсическим соединениям в результате появления в структуре полимерной матрицы большого количества гидроксильных групп, способ» ных к образованию водородных связей с сорбируемыми соединениями и отделенных от матрицы подвижной алифати.ческой "ножкой". Преимуществом предлагаемого способа является также воэ» можность использования выпускаемых в промышленном масштабе стандартных макропористых хлорметилированных со- . полимеров стирола и дивинилбензола, являющихся промежуточным продуктом синтеза ряда ионообменных материалов.