Способ получения водорастворимого антисептического полимера

 

Изобретение относится к синтезу полимерных материалов и может быть использовано в медицине, ветеринарии, пищевой промышленности и др. в качестве антисептического и дезинфицирующего средства. Водорастворимый полимер со стабильными антисептическими свойствами получают путем сополимеризации 15-20 мас.ч. N-винилпирролидона и 30-45 мас.ч. N,N-диметил-N,N-диаллиламмоний хлорида под действием γ -излучения с дозой 10-30 кГр в 35-55 мас.ч. спирто-водной смеси с объемным соотношением спирта и воды как 1:1. 2 табл.

Изобретение относится к синтезу полимерных материалов, обладающих антимикробными свойствами, и может быть использовано в медицине, ветеринарии, пищевой промышленности и др. в качестве антисептического дезинфицирующего средства.

Известен способ получения водорастворимого очищающего полимера путем сополимеризации N-винилпирролидона с N,N-диметил-N,N-диаллиламмоний хлоридом в органических, водно-органических или водных средах [а.с. СССР N 1587056, кл. С 08 F 226/10, 1990] К недостаткам этого способа следует отнести длительность процесса сополимеризации (6-48 ч), необходимость вещественного инициатора сополимеризации (ДАК). Кроме того, достаточно высокие концентрации (1-10 моль/л) и аллергическая активность вещественного инициатора и продуктов его распада ограничивают область применения получаемого сополимера. Помимо того получаемый этим способом сополимер обладает недостаточными антисептическими свойствами.

Предлагаемым изобретением решается задача создания более технологичного способа получения водорастворимого полимерного материала с высокими антисептическими свойствами и нахождения условий сополимеризации.

Цель достигается получением водорастворимого антисептического полимера путем сополимеризации 15-20 мас.ч. N-винилпирролидона и 30-45 мас.ч. N,N-диметил-N, N-диаллиламмоний хлорида под действием γ -излучения с дозой 10-30 кГр в 35-55 мас.ч. спирто-водной смеси с объемным соотношением спирта и воды 1:1.

В процессе радиационного синтеза при определенных условиях (поглощенная доза, растворитель, концентрация мономеров и их соотношение) получают стабильный водорастворимый сополимер с линейной неразветвленной структурой, образованной прочными ковалентными связями.

В качестве среды для проведения синтеза предлагается использовать спирто-водную смесь (с объемным соотношением спирта и воды как 1:1), которая позволяет получить гомогенную реакционную смесь мономеров, и ингибирует процессы структурирования сополимера.

Нижняя граница концентрации N, N-диметил-N,N-диаллиламмоний хлорида и соответственно верхняя граница концентрации N-винилпирролидона определяются исходя из сохранения антисептических свойств сополимера и его водорастворимости, а верхняя граница концентрации N,N-диметил-N,N-диаллиламмоний хлорида и соответственно нижняя граница концентрации N-винилпирролидона определяются тем, что при относительно более высоком содержании N,N-диметил-N, N-диаллиламмоний хлорида, и, следовательно, более низком содержании N-винилпирролидона получают нерастворимый сополимер.

Нижняя граница концентрации растворителя определяется тем, что при более низких концентрациях растворителя невозможно получить гомогенную реакционную смесь мономеров вследствие нерастворимости N,N-диметил-N,N-диаллиламмоний хлорида в N-винилпирролидоне, что в свою очередь ведет к получению гомополимеров, а верхняя граница концентрации растворителя определяется технологичностью и экономичностью процесса сополимеризации.

Нижняя граница поглощенной дозы определяется выходом сополимера, а верхняя граница определяется тем, что при более высокой поглощенной дозе излучения получают пространственно-сшитый сополимер.

Способ осуществляется следующим образом: 30-45 мас.ч. N,N-диметил-N,N-диаллиламмоний хлорида растворяют в 35-55 мас. ч. смеси спирта и воды (плотность 0,897 г/см³) и добавляют к полученному раствору 15-20 мас.ч. N-винилпирролидона. Раствор фильтруют, разливают в ампулы, вакуумируют и запаивают. Затем ампулы подвергают действию g -излучения с дозой 10-30 кГр на установке MPX- g -20 с Co⁶⁰ в качестве источника. Сополимер выделяют из реакционной массы и очищают переосаждением в ацетон.

Пример 1. В колбе на 350 мл готовят раствор 135 г (45 мас.ч.) N,N-диметил-N, N-диаллиламмоний хлорида в 134 мл (40 мас.ч.) смеси спирта и воды (плотность 0,897 г/см³) и после полного растворения мономера добавляют к полученному раствору 41 мл (15 мас.ч.) N-винилпирролидона (плотность 1,0847 г/см³). После перемешивания раствор фильтруют, разливают в ампулы, вакуумируют и запаивают. Затем ампулы подвергают при 20-25^oC действию g -излучения в течение 2,0 ч для достижения поглощенной дозы 10 кГр. В качестве источника излучения используют установку MPX- g -20 с Co⁶⁰, мощность дозы 5 кГр/ч. Сополимер выделяют из реакционной массы и очищают переосаждением в ацетон. После сушки получают 126 г водорастворимого целевого продукта (70,0% от теоретического) в виде мелкого сыпучего гранулята белого цвета.

Отсутствие гомополимеров N,N-диметил-N,N-диаллиламмоний хлорида и N-винилпирролидона в полученном продукте сополимеризации доказывают золь-гель и дифференциально-термическим анализами. Строение сополимера доказывают по результатам элементного анализа и ИК-спектроскопии.

Примеры 2-4 осуществляют аналогично примеру 1, но при иных условиях, указанных в табл.1.

Бактериологические испытания 1%-ного раствора сополимера представлены в табл.2.

Из табл.2 следует, что сополимер, получаемый предлагаемым способом, обладает высокими бактерицидными свойствами (в течение суток наблюдается 100% -ная гибель микроорганизмов стафилококка и бактерий группы кишечной палочки, находящихся в растворе в патологических концентрациях). Использование предлагаемого способа позволяет получить водорастворимый сополимер и моюще-дезинфицирующие средства на его основе со стабильными свойствами и длительным сроком хранения, не оказывающие отрицательного воздействия на организм человека и животных в силу макромолекулярной структуры получаемого вещества. Радиационная технология получения сополимера предопределяет особую чистоту продукта, отсутствие в нем посторонних примесей и его стерильность без дополнительной специальной обработки. Кроме того, поскольку предложенный способ получения целевого продукта осуществляется в одну стадию от исходных низкомолекулярных реагентов и под действием g -излучения, то общее время получения конечного продукта сокращается до 2-4 ч против 6-48 ч по прототипу.

Формула изобретения

Способ получения водорастворимого антисептического полимера путем сополимеризации N-винилпирролидона с N,N-диметил-N,N-диаллиламмоний хлоридом в водно-органической среде, отличающийся тем, что осуществляют сополимеризацию 15 20 мас.ч. N-винилпирролидона и 30 45 мас.ч. N,N-диметил-N,N-диаллиламмоний хлорида под действием гамма-излучения с дозой 10 30 кГр в 35 55 мас.ч. спиртоводной смеси с объемным соотношением спирта и воды 1 1.

РИСУНКИ

Рисунок 1