Способ получения анионитов

 

/ (72) Авторы изобретения

Н. Б. Галицкая, И. Г. Стебенева, В. Б. Кар и Н. А. Хачапуридзе J 1 ! (7l ) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АНИОНИТОВ. Изобретение относится к области получения анионитов вннилпирндннового ря да, предназначенных для извлечения аннонов и органических продуктов кислого характера из кислых сред, и может найти применение в химической, фармацевтичес .Ф .кой и других отраслях промышленности.

Известен способ получения низкооснов ных аннонитов сополимеризацней винилпнридинов с дивнннльными соединениями (1)

Этн анионнты способны к . селектнвно му извлечению анионов из кислых сред, легко регенерируются, способны к извлечению катионов метал. ов и органических продуктов кислого характера за счет об15 разования координационной связи. Обмен ная емкость анионита по 0,1 s. раствору

HCR 5,2-6,0 мг акв/г, сорбциокная емкость по катиону серебра 3-3,2 мг акв/г;

Однако существенным недостатком известных аннонитов являются их низкие кинетические свойства в обменных и сорбционных процессах. Так, степень обмена

2 на копите за 5 мин контакта с 0,1 н. раствором НС3 не превышает 40%, за

10 мин контакта 70%.

Наиболее близким к изобретению яв ляется способ получения высокооснов киламн сополимеров виннлпирндинов с дквикилькыми соедкнекиями (2) . Прк этаж для обеспечения полноты алкклировання на 1 мож сополимера берут ке менее 1 моль галоидалкила, Высокоосновные аииониты ие могут быть использованы взамен ккзкоосковкых вккилпиркднковых акиоиктов во МНорНК процессах так как s силу своей природы оки не ма гут разделять склыые и слабые анионы (например, в spoaecce очистки раствора родакида от хлоридов), не способны к нэвлечмппо соединений эа счет образования координационной связи с атомом азота пиркднкового коаьца из-за отсу1 ствия неподеленной электронной пары и т.д.

910

Бель изобретения — улучшение кинематических свойств анионитов.

Для этого предлагается способ получения анионитов обработкой сополимеров винилпиридинов с дикпшльными мономерами гадоидсодержашим соединением, в качестве которого используют ъ-хлоргидринаглицерина в количестве 0,050,2 моль на 1 моль сополимера.

Преимушеством предлагаемого способа, является повышение кинетических свойств анионита в 1,5-2 раза за счет, повышения гидрофильности полимерной матрицы при сохранении сорбциониых свойств, характерных для низкоосновных анионитов, Предлагаемый способ заключается в следующем. Сополимеры винильных производных пиридинов с дивинильными соединениями алкилируют cL -хлоргидринаглицерином в количестве 0,05-0,2 моль на 1 моль сополимера в среде полярного растворителя при 80-100 С в течео ние 4-6 ч.

Использование меньшего количества

cL -хлоргидринаглицерина практически не оказывает влияния на кинетические свойства анионита; использование с -.хлоргидринаглицерина в соотношении более 0,2 моль на 1 моль сополимера приводит к значительному повышению количества высокоосновных групп.

Использование в качестве алкилируюших агентов галоидалккиов, не содержаших гидроксильных групп, в предлагаемых соотношениях приводит к повышению кинетических свойств не более, чем на

15-20%, что не имеет практического значения.

В качестве исходим сополимеров виEHJIIIttpHllHHoB используют сополимеры "..

2,4-винклпиридинов, 2,5-6,2- и 2,4-ме-тилвинилпиридина с дивинклбензолом, 2, 5-дивинилпиридином, диизопропеню -. бензолом, диакриламидом, дивинилпиридинпиперазииом гелевой, макропористой: . и макросетчатой структур.

Пример 1. 20 г (lмоль) cottoлимера 2-меткп-S-вищрширидина с 15% дивинилбенэола макропористой структуры (60 об. %. бензина) подвергают набуханию, в смеси 40 мл диметилформамида и 3,70 r (0,2 моль) Д, »хлоргидринаглицерина в течение 30 мин, затем прово= дят нагревание реакционной смеси при

80 С в течение 6 ч. Алкилированный продукт отмывают от растворителя водой и от ионов хлора 3-4%-ным раствором

665 4 едкого натра, затем водой. Отмытый анионит анализируют. Содержание гидроксильных групп 2,0%. СОЕ по 0,1 н. раствору соляной кислоты 5,6 мг экв/г обменная емкость за 5 мин контакта

5,4 мг экв/г (95%). Сорбционная емкость по серебру иэ 0,1 н. раствора азотнокислого серебра 3,2 мг экв/г за 2 ч контакта 2,55 мг экв/г (80%).

10 Пример 2. 20 r высушенного сополимера 2-винилциридина с 8% дивинилпиридина гелевой структуры подвергают набуханию в растворе 3,1 г е(, -хлоргидринаглицерина иэ расчета 0,15 моль

15 на 1 моль сополимера в 50 мл диметщ формамида в течение 50 мин, затем проводят нагревание реакционной смеси при 90 С в течение 4 ч.

Алкклированный продукт отмывают от

20 растворителя и обрабатывают 5%-иым раствором едкого катре до удаления ионов хлора. Обработанный анионит анализируют. Содержание гидроксильных групп

2,8%, влагоемкость 1,6 мг/г, .СОЕ по

25 0,1 н. раствору соляной кислоты

5,2 мг экв/г, обменная емкость за

5 мин контакта 4,2 мг экв/г (степень обмена 80%), за 10 мин контакта

4,8 мг эквlг (степень обмена 92%).

Зй Сорбционная емкость по серебру иэ 0,1 н., раствора А "0 3,1 мг экв/г, за 2 ч контакта 1,6 . мг экв/г (50%) .

Пример 3. 20 r высушенного сополимера 2-метил-5-винилпиридина с

8 мол.% дивинилпиридиндиэтиленпипераэнном макросетчатой структуры подвергают. набухаиию в. растворе 1,6 г А -хлоргидринаглицерина (из расчета 0,05 моль на 1 моль сополимера) в 40 мл диме4Э тилформамида в течение 30 мин, затем нагревают реакционную смесь при 80оС в течение 6 ч. Алкилированный продукт отьывают от растворителя и обрабатывают 4%-ным раствором едкого натра до удаления ионов хлора. Обработанный анионит анализируют. Содержание гидроксильных групп 2,2%, СОЕ по 0,1 н. раствору соляной кислоты 6,4 мг экв/г, обменная емкость эа 5 мин контакта

5,9 мг эквlг (степень обмена 92%), за 10 мин контакта 6,25 мг эквlг (степень обмена 98%). Сорбционная емкость по серебру из 0,1 н. раствора AqmOg

4,1 мг эквlг, за 2 ч контакта 3,12 мг экв/г (76%).

П р и. м е р 4. В этом примере для сравнения описывается получение анионита по известному способу (2) 5 910665 6

20 r сопопимера 2-метил-5-виниппи- ных групп 14%. Влагоемкость 2,1 мг. ридина с 15% дивинилбензола макропорис- СОЕ по 0,1 н. раствору сониной кислоты той структуры подвергают набуханию в 2,9 мг эквlг, обмення емкость эа 5 смеси 18,5 r d,-хлоргилринаглицерина мии контакта 2,2 мг экв/r (75,0%), за (из расчета 1 моль на 1 моль соцолиме- S 10 мин 2,5 мг экв/г (86%). СОЕ по ра) и 40 мл, диметипформамида в тече- 0,1 н. раствору хлористого натра ние 30 мин. Затем нагревают реакцион- 1, 08 мг экв/г: ную смесь при 90оС в течение 5 ч. Ал- Сорбциоиная емкость по cepe6py агкилированный продукт отмывают от раст- сутствует. ворителя, обрабатывают 4Ъ-ным растворомв Сравнительные свойства аннонитов, едкого патра до отсутствия ионов хлора, иопученных по предлагаемому способу, промывают водой до нейтральной реакции и известных анионитов приведены в таби анализируют. Содержание гидроксиль- лице.

Ю

Сорбционные кинематические свойства аниопитов

5 мин

1 ч

2 ч

24 ч, 24ч, % - мг экв/г, мг экв/г %. мг экв/г мг эквlг %

24 ч, мг экв/ мг экв/г предлагаемому 5,6

31 80 53 52 . 98

5,4

95 3,8 йэвестному. (1) 5,6

1,9 50 5,3 3,6 68

40 3,8

2,3

0 О 28 25 89 известному (2) 4,6

85 0

3,9

Источники информации,,принятые во внимание при экспертизе

1 Салдадзе К М и др Ионообмен ные высокомопекулярные соединения.

М., Госхимиздат, 1960, с. 80.

2. Лурье А. А. Сорбецты и хромато» графические носители. М., Химия, 1972, с. 62 (прототип).

Составитель Г Русских

Редактор О. Юркова Техред С.Мигунова Корректор H., Степ

Заказ 1023/27 Тираж 512 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул..Проектная, 4

Аниониты, имеюшие сорбционную емкость по серебру, обладают комппексообразуюшими свойствами и способны .сорбировать органические соединения кислого характера, например, ванякин, фенов. Испытания предлагаемого анионита в процессе извлечения ванилина показали его преимушество по сравнению с анионитом AH-251 макропористой структуры. Повышение кинетических свойств приводит к установлению равно» весия в 2 раза быстрее, что повысит эффективность испопьзования сорбпионноя технопогии.

Формупа изобр ет ения

Способ попучения анионитов обработкой сополимеров винилпиридинов с дивинильными мономерами галоидсодержашим соединением, о т и и ч а ю ш и и с я

js тем, что, с цепью улучшения кинетических свойств анионитов, в качестве галоидсодержашего соединения используют а. -хлоргидринаглицерина в копичестве

0,05-0,2 мопь иа 1 мопь сопопимера.

4Е