Ароматические этаноламины в качестве мономера для получения водорастворимых амфолитных полиэлектролитов

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (i

Союз. Советскик

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 23.07.76 (21) 2393036/23-04 (51) М. Кл. С 07С 87/50 с присоединением заявки №

Государствеииый комитет

Совета Министров СССР ло делам изобретений и открытий (23) Приоритет (43) Опубликовано 30 05.78, Бюллетень № 20 (53) УДК 547.233,07 (088.8) (45) Дата опубликования описания 12.05.78 (72) Авторы изобретения

Х. А, Абдурахимов, У. К. Ахмедов и К. С. Ахмедов

Ташкентский политехнический институт имени А. P. Беруни (71) Заявитель (54) АРОМАТИЧЕСКИЕ ЭТАНОЛАМИНЪ| В КАЧЕСТВЕ

МОНОМЕРА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ВОДОРАСТВОРИМЪ|Х

АМФОЛ ИТНЪ|Х ПОЛ ИЭЛЕКТРОЛ ИТОВ сн сн он (>) Изобретение относится к новым химическим соединениям — ароматическим этаноламинам общей формулы где R — Н, СН СН2ОН, которые являются мономерами для получения линейных водорастворимых ионообменных полимеров.

Водорастворимые полимеры в настоящее время находят широкое применение в народном хозяйстве в качестве флокулянта, экстрагента, комплексона, коагулянта, стабилизатора и эмульгатора. Наличие ряда ценных свойств, таких как высокая концентрация активных функциональных групп, термостойкость, устойчивость к агрессивной среде, возможность целенаправленного действия их на различные растворы технических дисперсий (в гидрометаллургии, текстильной, целлюлозно-бумажной промышленности, строительстве и т. д.), предопределило успех синтетических водорастворимых полимеров. Многообразие их свойств проявляется именно в водной среде, так как вода как растворитель при взаимодействии с функциональными группами макромолекул создает иопизированную среду с высокой диэлектрической проницаемостью.

Многие из известных поликонденсационноспособных мономеров не обладают ионообменной способностью (фенол, анилин, N-этаноланилин) и неионизируются в воде (1).

Наличие лишь NH-, ОН-функциональных групп не позволяет достигнуть ионного обме10 на по катиону, поэтому N-этаноланилин не растворяется в воде и на его основе получают нерастворимые в воде полимеры.

Известные растворимые в воде мономеры (например, бензойная кислота) не способны

15 к реакции поликонденсации и не образуют полимеры.

Цель изобретения — синтез ароматических этаноламинов общей формулы (I), которые могли бы быть использованы для получения

20 водорастворимых амфолнтных полиэлектролитов.

Совокупность СООН-, )N-, ОН-групп придает мономеру амфотерность и способность

25 к ионному обмену по катиону СОЕ„. 6,024 и

4,739 мг-экв/г и по аниону СОЕ, 7,35 и

5,555 мг-экв/г. Это свойство полностью отсутствует у известных мономеров.

Этаноламины получают алкилированием

30 ароматического аминосоединения с этилен608798

Пример 2. В трехгорлую колбу, снабженную механической мешалкой и обратным холодильником, помещают 13,7 г (0,1 моль) оаминобензойной кислоты, 100 мл воды, 5,3 г (0,05 моль) углекислого натрия и перемешивают до получения гомогенного раствора. 3атем добавляют 16,2 г (0,02 моль) этиленхлоргидрина и порциями раствор 11 г (0,10 моль) углекислого натрия в 50 мл воды в течение

10 6 ч при 95 — 97 С. По окончании реакции содержимое колбы охлаждают до 20 — 25 С, переливают в фарфоровую чашку и подкисляют раствором соляной кислоты до рН 2.

Через некоторое время выпадает бесцветный

15 игольчатый осадок, который перекристаллизовывают из 40 — 50 мл воды. Осадок отделяют, промывают водой и сушат в вакуум-эксикаторе. Получают N,N-диэтаноламинофенил-2-карбоновую кислоту, выход 90 /о, мол.

20 вес 225, т. пл. 116 С, СОЕ„4,739 мг-экв/г, СОЕ, 5,555 мг-экв/г.

Ик-спектры. Полосы поглощения, см — .

3360 и 3625 (vOH), 1425 и 1410 (СН вЂ” N().

Найдено, %. С 58,64; Н 6,60; О 28,50;

25 N 6,20.

С1i H

N 6,22.

Na-, К-, NH4-соли полученных мономеров

30 хорошо растворяются в воде и проводят электрический ток. Характеристики водных растворов Na-солей при 25 С приведены в таблице.

Концентрация (y) водных растворов Na-солей кислот

Показатель, единица измерения

N-этаноламинофенил-0-карбоновой

0,01

0,25

0,1

0,1

0,25

0,01

0,5

0,5

0,098

0,0046

0,007

0,038

0,046

3,80

0,173

0,16

0,69

0,32

Удельная электропроводность, Ом 1.см 10.Коэффициент поверхностного натяжения, див/см

64,53

62,180

60,19 63,210

65,720

61,01

63,35

61,01

57,69

55,18 — 0,31 — 0,020 — 0,128 — 0,044

0,37

0,0106 — 1,49 — 17,1

Вязкость, сП проявляет амфолитные свойства, водные ра35 створы полимера проводят электрический ток, тогда как полученный в аналогичных условиях полимер на основе известного мономера N-этаноланилина не растворяется в воде, не проводит электрического тока, не обла40 дает ионообменной способностью.

Полученный полимер обладает новым полезным свойством — ионообменной способностью как по аниону, так и по катиону (амфолитностью): СОЕ, для полимера 6,53 мг45 экв/г, СОЕ„для полимера 5,9 мг-экв/г. хлоргидрином, где в качестве аминосоедипсния используют о-аминобензойную кислоту.

Пример 1. В трехгорлую колбу, снабженную механической мешалкой, делительной воронкой и холодильником, загружают 13,7 г (0,1 моль) о-аминобензойной кислоты, 100 мл воды, 5,3 г (0,05 моль) углекислого натрия и перемешивают до получения гомогенного раствора. Затем добавляют 8,1 г (0,1 моль) этиленхлоргидрина и по каплям раствор 6 0 r (0,053 моль) углекислого натрия в 100 мл воды в течение 2 ч при 95 — 97 С. По окончании реакции содержимое колбы охлаждают до комнатной температуры (20 — 25 С), переливают в фарфоровую чашку и подкисляют раствором соляной кислоты до рН 2. Через некоторое время выпадает бесцветный осадок в виде игл, которые перекристаллизовывают из большого количества воды. Осадок отделяют, промывают дистиллированной водой и сушат в вакуум-эксикаторе. Получают N-этаноламинофенил-о-карбоновую кислоту, выход

90 — 92%, мол. вес 181, т. пл. 110 С, СОЕ„

6,024 мг-экв/г, СОЕ, 7,35 мг-экв/г.

ИК-спектры полосы поглощения, см — .

3430 (Ar — NHR), 3660 (валентные колебания

ОН групп), 1410 (СНя — N().

Найдено, /о. С 59,56; Н 6,00; О 26,55;

N 7,70.

СэН) i aN.

Вычислено, о/о. С 59,66; Н 6,08; О 26,55;

N 7,74.

Пример получения полимеров на основе предлагаемых мономеров.

В трехгорлую колбу, снабженную механической мешалкой, холодильником, термометром, вводят 22,5 г (0,1 моль) мономера, 20 мл воды и 11 — 22 г 37%-ного водного раствора формалина. Смесь перемешивают и подкисляют соляной кислотой до рН 1, нагревают на водяной бане до 95 — 97 С и выдерживают

1,5 — 2,0 ч. Полученный продукт обрабатывают щелочью и промывают ацетоном. Полученный полимер хорошо растворяется в воде, N, N-диэтаноламинофенил-о-карбоновой

608798

Формула изобретения

Редактор В. Мирзаджанова

1(орректоры: E. Хмелева и Т. Добровольская

Заказ 818/9 Изд. М 451 Тираж 568

НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, К-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Типография, пр, Сапунова, 2

Ароматические этаноламины общей мулы где R — Н, СН СН20Н, в качестве мономера для получения водофор- растворимых амфолптных полиэлектролитов.

5 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Препаративная органическая химия. М., «Госхимиздат», 1959, с. 402.

Составитель Л. Иоффе

Техред Л. Гладкова