@ -( @ -оксиэтил)-глюкамин в качестве исходного продукта для синтеза борселективного сорбента

 

М-(р)-Оксиэткл)-глюкамин формулы (ОН)4-СН2-Ш-СН2-СН2-ОН в качестве исходного продукта для синтеза борселективного сорбента.

СООЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„I 122644 (5р С 07 С 91 02

- ) Н ABT0PCHGMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР пО делАм изОБРетений и ОтнРытий (21) 3577857/23-04 (22) 07.04.83 (46) 07.11.84. Бюл. № 41 (72) M.È. Якушкин, Т.П. Смаева, Н;Г. Акулова, Н.Б. Галицкая и Л.Д. Слабкая (53) 547.253(088.8) (56) 1. Патент США № 2813838, кл. 260-2.1, опублик. 1957.

2. Патент Швейцарии № 428751, кл. 12 q 5, опублик, 1967. (54) 1ч-(f3-ОКСИЭТИЛ)-ГЛЮКАИИН В КАЧЕСТВЕ ИСХОДНОГО ПРОДУКТА ДЛЯ СИНТЕ3А БОРСЕЛЕКТИВНОГО СОРБЕНТА. (57) М-(р — Оксиэтил)-глюкамин формулы

СН ОН-(СН(ОН)) -СН -NH-СН -СН -ОН

2 4 2 2 2 в качестве исходного продукта для синтеза борселективного сорбента.

1122644

Изобретение относится к новому, не описанному в литературе соединению М-(р-оксиэтил)-глюкамину формулы

СН ОН-(СН(ОН)) -СН.-НН-СН -СН -îí, 5

2 2 2 2 которое может быть использовано в качестве исходного продукта для получения борселективного сорбента, который, в свою очередь, находит применение в процессах очистки природной и технической воды от соеди" нений бора..

Известно использование М -метилглюкамина в качестве исходного продукта для синтеза сорбента 1 .

Однако сорбент, полученный íà его основе, имеет пониженную емкость по бору.

Целью изобретения является изыскание нового исходного продукта для получения сорбента с улучшенной сорбционной емкостью по бору.

Поставленная цель достигается новым соединением N -(р-оксиэтил)25 глюкамином.

М -(р-оксиэтил)-глюкамин получают известным методом (2t в две последовательные стадии.

На перйой стадии проводят конденсацию глюкозы с моноэтанолами" ном в водной среде. Реакцию осуществляют при комнатной температуре и атмосферном давлении в течение 1-1,5 ч при постоянном перемешивании. Полученный таким образом конденсат, содержащий водный раствор М-(p-оксиэтил)-глюкамина, на второй стадии гидрируют во вторичный амин при 70-80 С и давлении 5,0-10,0 МПа в присутствии скелетного никеля. Обе стадии процесса осуществляют периодически в стеклянном и стальном реакторе. Про дукт реакции И-(1 -оксиэтил)-глюкамин.получают после отгонки воды, пе- .

45 рекристаллизации из насыщенного спиртового раствора и сушки чистотой до 94,3%.

Полученный М-(p-оксиэтил)-глюкамин представляет собой рыхлые кристаллы желтоватого цвета и имеет следующие характеристики: мол.м.

225; температура плавления 89-91 С; суммарное содержание азота 6,08Х; 55 вторичного и третичного азота соответственно 5,9? и 0,16Х; содержание основного вещества 94,37.

Новое соединение М-(p-оксиэтил)глюкамин может найти применение в качестве исходного продукта для синтеза нового борселективного сорбента.

Синтез заключается в аминировании

М-,(р-оксиэтил)-глюкамином хлорметилированного сополимера стирола с цивинилбензолом.

Пример 1. В стеклянный реактор емкостью 3 л, снабженный обратным холодильником, воронкой и мешалкой, загружают водный раствор моноэтаноламина (450 г моноэтаноламина в 1050 г воды). При перемешивании через воронку присыпают 1327 глюкозы. После добавления всей порции глюкозы перемешивание продолжают в течение 1,5 ч.

Полученный водныи раствор М-(I) оксиэтил)-глюкамина в количестве

2827 г направляют на гидрирование в реактор периодического действия с электромагнитным приводом. Сюда же переносят выщелоченный скелетный никелевый катализатор в количестве

4% от массы гидрируемого соединения.

Скелетный никелевый катализатор готовят выщелачиванием сплава (ТУ 485-76-73) марки Н 45А-55, содержащего 45% никеля и 557 алюминия. В трехгорлую колбу, снабженную обратным холодильником, мешалкой и воронкой, заливают 2,5 л 20Х-ного водного раствора едкого натра и присыпают в течение 1 ч 1000 r сплава, активацию проводят до выщелачивания 20% алюминия, которое коптролируется по количеству выделяющегося водорода с помощью газовых часов.

Реакцию гидрирования проводят в интенсивном гидродинамическом режиме при 75) С и давлении 10,0 GIa до полного поглощения водорода. При этих условиях реакции конечный продукт образуется в количестве 1257,9 г с выходом 87,5Х, 179,7 г (12;5%) полиаминосоединения. Еатализат под) вергают вакуумной дистилляции с целью отгонки воды, твердый кубовый остаток перекристаллизовывают из на-. сыщенного спиртового раствора, отфильтровывают и сушат в вакуум-эксикаторе при 50 С. Получают светлые рыхлые кристаллы в количестве 1150,1 г содержащие 94,57 основного вещества N-{p-оксиэтил)-глюкамина и 5,5 третичного амина.

Il p и м е р 2. Конденсацию глюкозы с водным раствором моноэтанол4 4 ствии 100 об.Х н-декана, выдерживают для набухания в 30 мл диметилформамида в течение 1 ч. К получен- ной смеси добавляют 30 г N-ìåòèëглюкамина.

Реакцию аминирования проводят

15 ч при 90 С. Готовый сорбент отфильтровывают, отмывают водой и анализируют. Содержание азота 4,42 .

Сорбционная емкость при извлечении бора иэ растворов с концентрацией бора С 100 мг/л 25 мг/г, из растворов с С 10 мг/л 8,0 мг/г.

Таким образом испытания показали, что сорбент, полученный на основе 8 †(p-îêñèýòèë)-глюкамина, имеет повьппенную емкость по бору.. Определение сорбционной емкости по бору проводят в соответствии с ТУ 6-05211-1221-81. Методика основана на комплексообразовании бора с маннитом.

Методика определения концентрации борной кислоты.

100 мл раствора борной кислоты титруют 0,1 н. раствором соляной кислоты в присутствии метилового красного до изменения окраски индикатора, затем добавляют еще 0,5мл.

Колбу кипятят 10 мин с обратным холодильником. Затем избыток соляной кислоты нейтрализуют 0,02 н.

NaOH до появления желтой окраски.

Затем добавляют 4 капли раствора фенолового красного и продолжают нейтрализацию до красной окраски.

Вносят в колбу 1 r маннита и перемешивают. Если окраска изменилась, производят титрование раствором NaOH до красной окраски, Затем снова добавляют 1 г маннита и проводят титрование. Добавки новых порций маннита и титрование продолжают до тех пор, пока раствор перестанет менять окраску а Т 1000

С

25

Анионит загружают в колонку, заполненную дистиллированной водой и соединенную с напорной емкостью, 3 112264 амчна проводят в условиях по примеру 1. Полученный водный раствор

И-(P-оксиэтил-глюкамина в количестве 2827 г гидрируют в автоклаве в присутствии скелетного никелевого катализатора при 80 С и давлении водорода 5,0 МПа до полного поглощения водорода. Гидрогенизат содержит вторичного амина 1178,8 г (82 ).

258,8 г (l8 ) полиаминосоединения.

Катализат после отгонки воды и перекристаллизации из насьпценного спиртового раствора сушат в вакуумэксикаторе при 50 С. Получают светлые рыхлые кристаллы в количестве

1006,3 г, содержащие 89,9Х основного вещества и 10, 1Х третичных аминов.

Пример 3. 10 г хлорметилированного сополимера стирола с 10 . дивинилбензола, полученного в присутствии 100 об. q-декана, выдерживают в течение 1 ч в 40 мл диметилформамида (ДМФА) для набухания.

К полученной смеси добавляют 30 г

f4-(P-оксиэтил)-глюкамина, растворенного в 50 мл ДМФА. Реакцию ами- о нирования проводят 10 ч при 90 С.

Готовый анионит отфильтровывают, отмывают водой и анализируют. Содержание азота 4,69 . Сорбционная емкость при извлечении бора из растворов с концентрацией бора С8

100 мг/л 32 мг/г, из растворов с

С 10 мг/л - 10,5 мг/г.

Пример 4. 10 r хлорметили35 рованного сополимера стирола с 12 . дивинилбензола, полученного в присутствии 80 об.Х бензина БН-1,выдерживают в течение 1 ч в 30 мл диметилсульфоксида (ДМСО) для набухания. К полученной смеси добавляют

30 г N-(p-оксиэтил)-глюкамина, растворенного в 40 мл ДМСО. Реакцию аминирования проводят 10 ч при

90 С. Готовый анионит отфильтровывают, отмывают водой и анализируют.

Содержание азота 4,54 .. Сорбционная емкость при извлечении бора из растворов с концентрацией бора С

100 мг/л 35 мг/г, из растворов с

С 10 мг/л 8,7 мг/г.

Пример 5 (для сравнения).

Проводят синтез сорбента с использованием известного продукта ы-метилглюкамина (на основе сополимера 55 примера 3). 10 r хлорметилированного сополнмера стирола с 10 дивинилбензола, полученного в присутгде а — суммарное количество 0,02 н. раствора NaOH, мл;

Т вЂ” титр 0,02 н.раствора Na08, мгВ/мл;

V — объем воды, взятый на определение.

Проведение испытания анионита в динамических условиях.

1122644

Составитель Л. Иоффе

Редактор Н. Джуган Техред С.Мигунова Корректор С. Шекмар

Заказ 8311

Тираж 409 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 содержащей раствор борной кислоты концентрации 10 мг В/л. Раствор пропускают сверху вниз с удельной нагрузкой 5 мл/мл.г. В фильтрате, который собирают порциями по 250 мл, определяют содержание бора по описанной методике. Суммируя количество порций, в которых бор не обнаруживается, определяют объем фильтрата до проскока Ч„.

Динамическую сорбционную емкость до проскока, мг/мл, анионита определяют по формуле

c vo

DCE = — —, åH где С вЂ” концентрация раствора борной кислоты в пересчете ыа бор, мг/л;

Ча — объем пропущенного через анионит раствора борной кислоты л

71 „ - объем анионита.

Проведение испытания анионита в статических условиях.

1 r анионита в колбе заливают

100 мл раствора борной кислоты и выдерживают 24 ч. Затем отделяют раствор и определяют в нем концентрацию бора. По разности исходной и конечной концентрацией определяют количество извлеченного бора и соответственно сорбционную емкость анионита в мг-экв/г.

Как видно аз примеров 3-5, сорбент, полученный на основе N- rccvэтил)-глюкамина, имеет повыщенную емкость по бору.