Способ получения анионитов

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (И) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЦТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР.(21) 2494234/05 (22) 08,06,77 (46) 15.03.92 ° Бюл, N 10 (71) Институт химических наук АН Казахской ССР (72) Е.Е, Ергожин, Л,Н. Продиус, Н.А. Асанов и M.È, Якушкин (53) 661. 183 . 123,3 (088,8) (56) Патент,СНА N 2725361, кл, 260-2.1, опублик. 1955, Патент Великобритании V 1050207, кл. С3Р, опублик, 1966.

Изобретение относится к синтезу высокопроницаемых полифункциональных анионитов, которые могут найти применение для выделения и очистки антибиотиков, ферментов, алкалоидов, сорбции, концентрирования и разделения металлов в гидрометаллургии.

Известен способ получения анионитов путем аминирования галогенметилированных сополимеров моно- и дивинильных соединений алкилзамещенными диаминами.

В качестве полимерной матрицы использован сополимер стирала и дивинилбензола (ДВБ), которая в лучшем случае в результате модификации может стать макропористой с органиченной набухаемостью, а следовательно, и ограниченной проницаемостью, Кроме того, аминирование проводят при температуре кипения аминов (такие

653891 А1 (51)5 С 08 F 212/14, С 08 Г 8/32,, 1. 08 J 5/20, B 01 J 41/14

2 (54)(57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АНИОНИТОВ путем аминирования галогенметилированных сополимеров стирола с дивинильными ,мономерами, отличающийся тем, что, с целью получения высокопроницаемых полифункциональных аниони ов с повышенной селективностью и улучшенными кинетическими характеристиками, в качестве исходных сополимеров используют галогенметилированные сополимеры стирола с длинноцепными диенами и аминирование осуществляют

N,N -диметилпропандиамином или N-метилпропандиамином, амины кипятят при 120-140 С) в течение 2 ч в случае N,N -тетраметилэтилендиамина и 8 ч в случае диметиламиноэтилтриметиламмониевого йодида . После аминирования и дистилляции в обоих случаях пропускают под давлением

35 мм рт.ст, при 45 С хлористый метилен в течение 4 ч, что усложняет весь процесс синтеза ионитов. Общая проФве 4. должительность синтеза таких ионитов

6-12 ч.

Известен также способ полуЧения анионитов путем аминирования этилендиЬмином или пропилендиамином хлорметилированных сополимеров стирола с диви) илбензолом, Для этого способа характерны про1 должительность синтеза ("-10 ч); сравнительно низкая обменная емкость получаемых анионитов, неспособность образовывать комплексные соединения с ио3 653891 нами металлов, что связано с отсутствием комплексообразующих свойств у

Функциональных групп этих ионитов, а также низкой проницаемостью полимерной матрицы.

Цель изобретения. - получение высокопроницаемых полифункциональных анионитов с повышенной селективностью и улучшенными кинетическими характерис- 10 тиками.

Поставленная цель достигается тем, что в качестве исходных сополимеров применяют галогенметилированные сополимеры стирола с длинноцепными диена- 1$ ми, ионогенные группы вводят аминированием указанных сополимеров N,N äè-метИлпропандиамином или N-метилпропандиамином, Аминогруппы N,N -диметил и N-метилпропандиамина разделены тре- 20 мя метиленовыми группами, что снижает эффект сопряжения, в результате чего усиливается их способность к донорноакцепторному взаимодействию с сорби«25 руемыми ионами с реализациеи как ионной, так и координационной связи. Высокая проницаемость исходных галогенметилированных сополимеров позволяет провести реакцию аминирования за

1,5-2,0 ч.

Синтезированные аниониты отличаются достаточно высокой химической и термической стойкостью, Химическую стойкость ионитов исследовали, действуя 5 н, растворами Н SO< или NaOH 35 при 100 С в течение 30 мин, а также

103-ным раствором Н О при комнатной-. температуре в течение 48 ч, Потери oGменной емкости анионитов после контакта с раствором кислоты не превышают 3,7i, а с раствором щелочи 4 23.

Перекись водорода снижает обменную емкость ионита íà 21/,, Пример 1, В реактор загружают.

10 г хлорметилированного сополимера стирола с 83 диизопропенилпроизводных дифенилоксида или дифенилметана и

30 мл диоксана. После набухания сополимера в течение 2 ч в. реактор добавляют 50 мл N,N --диметилпропандиамина и при перемешивании смесь нагревают до

100 С в течение 1,5 ч, После охлаждения до комнатной температуры анионит отделяют фильтрованием, промывают дистиллированной водой, обрабатывают

54-ным раствором NaOH и отмывают дис,тиллированной. водой до нейтральной реакции фильтрата, Содержание азота в полимере составляет 10,99, обменная емкость по 0,1 н. раствору НС1

6,8 мг. экв/г, коэффициент набухания в воде равен 2,3, Пример ?. В реактор загружают .10 г хлорметилированного сополимера стирола с 8 диизопропенилпроизводных дифенилоксида или дифенилметана и 30 мл диоксана. После набухания в течение 2 ч в реактор добавляют 50 мл

N-метилпропандиамина и при перемешио вании нагревают до 100 С в течение

1,5 ч, После охлаждения до комнатной температуры а.нионит отделяют Фильтрованием, промывают дистиллированной водой, обрабатывают 53-ным раствором

NaOH и отмывают дистиллированной водой до нейтральной реакции промывных вод, Содержание азота в полимере составляет

11,34, обменная емкость по 0,1 н, раствору НС1 6,66 мг,.экв/г, коэффициент набухания в воде равен 2.2, Аналогично примерам 1 и 2 проводят реакцию аминирования галогенметилированных сополимеров стирола с диизопропенилпроизводными дифенила, дифенилсульфида или дифенилсульфона; галогенметилированных сополимеров стирола с N,N -алкилендиметакриламидом с

1 бис-(n-винилфенил)алканами, с N,N— арилендиметакриламидами диметакриловых эфиров диоксидифенилсульфоксида, диоксидифенилсульфона, гидрохинона, диоксидифенилпропана или диоксидифенилметана.

Физико-химические ха ра ктеристи ки синтезированных ионитов приведены в табли це.

Как видно из данных, приведенных в таблице, продолжительность аминирования в предлагаемом способе составляет

1,5 ч. Синтезированные аниониты способны сорбировать ионы никеля и кобальта с достаточно высокой емкостью (до

3,5 мг: экв/г). Сорбцию этих ионов проводили из 0,05 н. растворов сернокислого никеля или кобальта в статических условиях при комнатной температуре. Следует отметить, что предлагаемые полифункциональные аниониты характеризуются высокой емкостью по ионам металлов при низких степенях набуха мил, 653891 йкость ф

ОЕ, м со

СОЕ,, мг. эквlг

СОЕ,, мг. эквlг

АниоПродолжительность аминирования, ч

Na0H

Рцу1А 1,5 7,8 6,8 3,3 3 3 2,3 79,0 96,3 95,8

МППА 1, 5 8, 1 6, 5 3 3,3 2,2 78,8 96,4 95.3

Примечание: СОЕ< рассчитана по содержанию азота, СОЕ опоеделена из кривых потенциометрического титрования. ДИПДА - анионит на основе N,N диметилпропандиамина, ИПДА - на основе N-метилпропандиамина.

Редактор M. Ленина Техред А,Кравчук Корректор И. Зрдейи

«»»

Заказ 1312 Тираж Подписное

8Н лп я

НКП Ч Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 101