Способ получения тетразолсодержащих полимеров



Способ получения тетразолсодержащих полимеров
Способ получения тетразолсодержащих полимеров

 


Владельцы патента RU 2423389:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Иркутский государственный университет (RU)

Изобретение относится к способу получения тетразолсодержащих сополимеров, обладающих физиологической и каталитической активностью, а также повышенной энергоемкостью. Данные сополимеры могут быть использованы для создания лекарственных форм, химических источников тока, каталитических систем, а также в качестве энергоемких связующих компонентов газогенерирующих систем и порохов специального назначения. Способ получения тетразолсодержащих сополимеров заключается в смешении гидроксилсодержащих высокомолекулярных соединений в диметилформамиде с акрилонитрилом и каталитическим количеством гидроксида натрия, нагревании реакционной смеси до температуры 50-60°С с последующим добавлением суспензии азида натрия и хлорида аммония в диметилформамиде и дальнейшем проведении реакции при температуре 100-110°С. Технический результат - получение на основе гидроксилсодержащих высокомолекулярных соединений новых сополимеров, обладающих ценными физико-химическими свойствами и повышенной энергоемкостью наряду с низкой чувствительностью к механическим и тепловым нагрузкам. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

 

Изобретение относится к способу получения новых многоцелевых (со)полимеров, обладающих физиологической и каталитической активностью, а также повышенной энергоемкостью.

Полученные соединения могут быть использованы для создания лекарственных форм, химических источников тока, каталитических систем и в качестве энергоемких связующих компонентов газогенерирующих систем и порохов специального назначения.

Данное изобретение относится к получению гетеро - и карбоцепных полимерных продуктов содержащих в качестве боковых заместителей оксиэтилтетразольные фрагменты со свободной N-H функцией. Указанные (со)полимеры и способы их получения неизвестны. Можно ожидать, что введение в полимерную цепь этилтетразолильного заместителя, связанного с последней через простой эфирный мостик, приведет к образованию (со)полимеров, обладающих новыми полезными свойствами по сравнению с известными тетразолсодержащими полимерными соединениями. Появление в полимерной системе кислородного атома в составе эфирного мостика должно в целом улучшить комплекс физико-механических и физико-химических характеристик заявляемых полимерных продуктов. Придавая полимеру пластичность, обеспечивать лучшую совместимость их с другими компонентами в газогенерирующих композициях, не снижая энергоемкости, оказывать стабилизирующее влияние на процессы термического разложения композиций на основе предложенных высокомолекулярных соединений. Таким образом, использование полученных полимерных соединений выглядит более привлекательно по сравнению с подобными компонентами штатных высокоэнергетических газогенерирующих композиций.

Известны способы получения поли-5-винилтетразола, являющегося наиболее близким аналогом предлагаемого изобретения. Поли-5-винилтетразол получают либо при взаимодействии полиакрилонитрила с азидом натрия в растворе диметилформамида (Ronald A. Henry, Polymers and copolymers of 5-vinyltetrasole // United States Patent Offise - 1964, №3 3096312), либо полимеризацией 5-винилтетразола (Кижняев В.Н., Круглова В.А., Ратовский Г.В., Протасова Л.Е., Верещагин Л.И., Гареев Г.А. Синтез, исследование и химическая модификация полимеров винилтетразолов // Высокомолек. Соед. А. 1986. Т.28. №4. С.765-771). Если в первом случае в качестве исходного соединения используют коммерческий продукт -полиакрилонитрил, то во втором случае необходим дорогостоящий и труднодоступный винилтетразол.

Существенным недостатком получаемого полимера являются присущие ему физико-механические свойства, что выражается в плохой совместимости его с другими компонентами рабочих составов смесевых ракетных топлив и порохов. Улучшение же физико-механических свойств поли-5-винилтетразолаза за счет метилирования тетразольного цикла приводит к снижению его энергоемкости, потере комплексообразующей способности и к тому же связано с использованием крайне токсичного диметилсульфата.

Задачей настоящего изобретения является разработка способа получения новых тетразолсодержащих полимеров на основе промышленно доступного сырья многоцелевых, высокоэнергоемких полимеров, обладающих физиологической и каталитической активностью, а также повышенной энергоемкостью.

Технический результат изобретения - получение на основе гидроксилсодержащих высокомолекулярных соединений новых (со)полимеров, обладающих ценными физико-химическими свойствами и повышенной энергоемкостью наряду с низкой чувствительностью к механическим и тепловым нагрузкам.

Технический результат достигается тем, что согласно способу получения тетразолсодержащих (со)полимеров (III) в основе синтеза лежит проведение двух последовательных модификационных превращений:

1) цианэтилирование природных и синтетических гидроксилсодержащих высокомолекулярных соединений (I),

2) последующая модификация цианоэтильных эфиров (II) путем трансформации нитрильных групп в тетразольные циклы.

Согласно предлагаемому способу в диметилформамид вносят поливиниловый спирт, или целлюлозу, или крахмал, добавляют эквимольное количество акрилонитрила относительно взятого гидроксилсодержащего прекурсора и каталитическое количество гидроксида натрия, после 7-10-часового нагревания при 50-60°С к реакционной смеси добавляют раствор азида аммония в диметилформамиде, после чего температуру поднимают до 110°С и поддерживают в течение 5-10 часов. Целевые соединения (III) выделяют высаживанием в 0,1 М раствор соляной кислоты.

Предмет изобретения иллюстрируется примерами 1-3, приведенными в таблице.

Пример 2. В круглодонной колбе, оснащенной механической мешалкой, при комнатной температуре к 10 мл диметилформамида при перемешивании добавляют 1,7 г (0,01 моль) тонко измельченной целлюлозы, 0,1 г (0,0025 моль) гидроксида натрия и 1,5 г (0,028 моль) акрилонитрила, затем температуру реакционной смеси в течение 5 минут поднимают до 60°С и перемешивают при этой температуре 9 часов. Далее, не прекращая перемешивания, в реакционную смесь вносят подогретую до 60°С суспензию 0,5 г (0,0095 моль) хлорида аммония и 0,6 г (0,0095 моль) азида натрия в 5 мл диметилформамида, температуру реакционной смеси поднимают до 60°С и продолжают реакцию при этой температуре еще 7 часов, после чего содержимое колбы охлаждают до комнатной температуры и выливают в 100 мл 0,1 М раствора соляной кислоты. Выпавший полимер промывают три раза дистиллированной водой и сушат в вакууме до постоянной массы. Целевые соединения III на основе крахмала и поливинилового спирта синтезированы по аналогичной методике. Оптимальные условия получения тетразолсодержащих полимеров на базе различных гидроксилсодержащих высокомолекулярных соединений представлены в таблице.

Получение тетразолсодержащих полимеров на основе поливинилового спирта (1), целлюлозы (2) и крахмала(3) в среде диметилформамида
Исх. Стадия цианэтилирования Стадия азидирования
Вр., ч. Т, °С Конверсия
- ОН групп, %
Содержание N, % Вр., ч. Т, °С Конверсия
-C=N групп, %
Содержание N, % Внешний вид Растворимость
1 7 50 95 15,2 5 100 98 39,1 Стекло ДМФА, ДМСО, водные растворы NaOH, NH4CNS
2 9 60 84 13,2 7 110 98 29,5 Белый порошок
3 10 60 50 9,3 10 110 95 20,3 Желтый порошок

1. Способ получения тетразолсодержащих сополимеров, включающих структурный фрагмент общей формулы:

путем смешения гидроксилсодержащих высокомолекулярных соединений в диметилформамиде с акрилонитрилом и каталитическим количеством гидроксида натрия и нагревания реакционной смеси в течение 7-10 ч до температуры 50-60°С, с последующим добавлением к реакционной смеси суспензии азида натрия и хлорида аммония в диметилформамиде и дальнейшим проведением реакции при температуре 100-110°С в течение 5-10 ч с последующим высаживанием целевого продукта в 0,1 М раствор соляной кислоты.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве гидроксилсодержащих высокомолекулярных соединений используют поливиниловый спирт, или крахмал, или целлюлозу.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к технологии получения материалов для изготовления каталитических слоев в низкотемпературных топливных элементах с твердополимерным протонопроводящим электролитом.
Изобретение относится к способу получения термостойких гетероциклических полимеров, предназначенных для использования в качестве связующих для термостойких угле-, стекло- и органопластиков, в качестве основы для клеев, герметиков, заливочных компаундов, лакокрасочных покрытий.

Изобретение относится к способу получения полимерного материала из полимеров или из композиции, содержащей полимеры, представляющих собой смеси плавящихся эфиров олиготриазина с 4-18 кольцами линейной и разветвленной структуры, к полимерному материалу, и к его использованию, к продуктам в виде изделий, и к способу их производства.

Изобретение относится к сопряженным полимерам, а именно к сополимерам пиридинов и виниловых эпоксидных соединений, обладающих электропроводными и парамагнитными свойствами, и способу их получения.

Изобретение относится к полимерам, содержащим в основной цепи пиррольные фрагменты, которые могут быть использованы для изготовления термостойких волокон, пленок, адгезионных материалов и других изделий для электронной и полупроводниковой промышленности, и к способу их получения.

Изобретение относится к области химии полимеров, а именно к области получения жидкого модифицированного 2,2-бис(4-цианатофенил)-пропана, блочная полициклотримеризация которого в процессе термообработки приводит к формированию высокопрочной теплостойкой полициануратной полимерной матрицы, содержащей в узлах полимерной сетки 1,3,5-триазиновые циклы.

Изобретение относится к области высокомолекулярной химии, а именно к области получения гетероциклического термореактивного полимера, содержащего в основной цепи 1-(о-цианофенил)-3-иминоизоиндольные фрагменты, обеспечивающие образование высокопрочной, тепло- и термостойкой полимерной матрицы в процессе термообработки полимера при 200-400°С.

Изобретение относится к области получения высокопрочных термостойких негорючих композиционных материалов - стекло и углепластиков на основе полимерного связующего, которые могут быть использованы для изделий авиационной техники - лопаток компрессоров, огнезащитных экранов, теплоизолирующих прокладок, воздухозаборников и т.п.

Изобретение относится к смеси блок-олигомеров, содержащей по меньшей мере три разных соединения формулы (I), отличающихся значением n, где n=3-15, R1 означает водород или C1-C8 алкил, R2 означает C2-C12 алкилен, А означает -N(R4)(R5) или группу формулы (II), R4 и R5 означают водород, C1-C18 алкил или C2-C4 алкил, замещенный группой OH-, C1-C8 алкокси, или -N(R4)(R5) означает группу формулы (III); Y означает -O-; X означает >N-R6, R6 означает C1-C18 алкил или группу формулы (IV), R=R6, B=A, в индивидуальных структурных единицах соединения формулы (I) радикалы B, R, R1 и R2 имеют одинаковые или разные значения.
Изобретение относится к составу полимерного поливинилтетразольного связующего, которое может быть использовано для получения энергонасыщенных композиционных материалов различного назначения.
Гидрогель // 2341539
Изобретение относится к сетчатому гидрогелю, используемому во многих областях применения, таких как повязки на раны, устройства для регулированного высвобождения лекарственного средства, включая устройства для трансдермальной доставки лекарственного средства, косметические средства, биодатчики или электроды, покрытия или мембраны, кожные клеи и предохранители для случая стомы и ухода при недержании и т.п.

Изобретение относится к способу получения новых высокоэнергетических (со)полимеров с повышенным содержанием азота, которые могут быть использованы на практике в качестве газогенераторов и энергоемкого связующего компонента твердого реактивного топлива.

Изобретение относится к способу получения полимеров винилнитротриазолов, которые могут найти применение в качестве газогенераторов и энергоемкого связующего компонентов ТРТ.

Изобретение относится к химии полимеров и позволяет получить полимерные гидрогели с повышенной водопроницаемостью - коэффициент водопроницаемости (53-79)<SP POS="POST">.</SP>10<SP POS="POST">-4</SP> м<SP POS="POST">3.</SP>м<SP POS="POST">-2.</SP>ч<SP POS="POST">-1</SP>, что достигается радикальной сополимеризацией смеси состава, мас.ч.: оксиалкилметакрилат 80 поливинилпирролидон мол.м.

Изобретение относится к области синтеза полимерных гидрогельных материалов для изготовления контактных линз (КЛ), применяемых в офтальмологии. .

Изобретение относится к способу получения новых высокоэнергетических (со)полимеров с повышенным содержанием азота, которые могут быть использованы на практике в качестве газогенераторов и энергоемкого связующего компонента твердого реактивного топлива.
Наверх