Поли-n, n-диаллиламиноэтановая кислота

Изобретение относится к ионогенным водорастворимым полимерам диаллильной природы. Предложена поли-N,N-диаллиламиноэтановая кислота, полученная в водном растворе реакцией радикальной полимеризации N,N-диаллиламиноэтановой кислоты в присутствии радикального инициатора персульфат аммония (ПСА) при температуре 60-80°С в течение 5-8 часов. Технический результат - полученная поли-N,N-диаллиламиноэтановая кислота является полиэлектролитом диаллильной природы с высокой молекулярной массой и превосходными комплексообразующими свойствами, получаемым доступным способом. 1 ил.

 

Изобретение относится к ионогенным водорастворимым полиэлектролитам диаллильной природы и способу ее получения.

Известны полимерные системы производных диаллиламина и четвертичных аммониевых оснований диаллильной природы, полученные на основе хлористого аллила и производных диаллиламина [1-3], на основе которых были получены полиэлектролиты с невысокими значениями молекулярных масс.

В качестве наиболее близкого аналога приняты способы получения полимеров на основе замещенных диаллиламинов [4], которые получают реакцией радикальной полимеризации N-замещенных диаллиламинов.

Недостатком способа получения полимеров являются необходимость проведения реакции в атмосфере азота при 80-130°С в течение 16 часов, а также низкие значения молекулярных масс получения полимеров. Отмечено, что способны полимеризоваться лишь те замещенные диаллиламины, у которых электронно-акцепторные группы (СО, CN, SO₂) заместителей непосредственно связаны с атомом азота. При удалении этих групп от атома азота на один или два углеродных атома N-замещенные диаллиламины не полимеризуются.

Задачей изобретения является получение полиэлектролита диаллильной природы с высокой молекулярной массой, обладающего высокими комплексообразующими свойствами, и упрощение способа получения.

Поставленная задача решается получением нового полимера реакцией радикальной полимеризации N,N-диаллиламиноэтановой кислоты (ДАУ) в обычных условиях (без использования азота и вакуума).

Сущность способа заключается в том, что в водном растворе проводят реакцию радикальной полимеризации N,N-диаллиламиноэтановой кислоты в присутствии радикального инициатора персульфат аммония (ПСА) при температуре 60-80°С и синтез проводят при данной температуре в течение 5-8 часов, что приводит к получению поли-N,N-диаллиламиноэтановой кислоты (пДАУ). После окончания реакции реакционную смесь постепенно вливают в сухой ацетон порциями. Получаемые хлопья отфильтровывают на воронке Бюхнера, тщательно промывают сухим ацетоном, затем в эксикаторе сушат над оксидом фосфора (V) до постоянного веса.

Пример 1. В одногорлую колбу, снабженную мешалкой, термометром, обратным холодильником, помещают 1.55 г (1 моль) N,N-диаллиламиноэтановой кислоты, 10 мл бидистиллированной воды и 5.0*10^-3 моль/л персульфата аммония (ПСА). Реакционную смесь нагревали при температуре 80°С в течение 8 часов. После окончания реакции реакционную смесь постепенно вливают в сухой ацетон порциями. Поли-N,N-диаллиламиноэтановая кислота в виде хлопьев выпадает в осадок. Хлопья отфильтровывают на воронке Бюхнера, тщательно промывают сухим ацетоном, затем в эксикаторе сушат над оксидом фосфора (V) до постоянного веса. Поли-N,N-диаллиламиноэтановая кислота - полимер светло-желтого цвета, с разложением при 280±2°С. Выход полимера 65%, η_прив=0,25 дл/г.

Пример 2. В одногорлую колбу, снабженную мешалкой, термометром, обратным холодильником, помещают 3.10 г (2 моль) N,N-диаллиламиноэтановой кислоты, 10 мл бидистиллированной воды и 1.0*10^-2 моль/л персульфата аммония (ПСА). Реакционную смесь нагревали при температуре 60°С в течение 5 часов. После окончания реакции реакционную смесь постепенно вливают в сухой ацетон порциями. Поли-N,N-диаллиламиноэтановая кислота в виде хлопьев выпадает в осадок. Хлопья отфильтровывают на воронке Бюхнера, тщательно промывают сухим ацетоном, затем в эксикаторе сушат над оксидом фосфора (V) до постоянного веса. Поли-N,N-диаллиламиноэтановая кислота - полимер светло-желтого цвета, с разложением при 280±2°С. Выход полимера 70%, η_прив=0.29 дл/г.

Пример 3. В одногорлую колбу, снабженную мешалкой, термометром, обратным холодильником, помещают 3.10 г (2 моль) N,N-диаллиламиноэтановой кислоты, 10 мл бидистиллированной воды и 1.0*10^-2 моль/л персульфата аммония (ПСА). Реакционную смесь нагревали при температуре 80°С в течение 8 часов. После окончания реакции реакционную смесь постепенно вливают в сухой ацетон порциями. Поли-N,N-диаллиламиноэтановая кислота в виде хлопьев выпадает в осадок. Хлопья отфильтровывают на воронке Бюхнера, тщательно промывают сухим ацетоном, затем в эксикаторе сушат над оксидом фосфора (V) до постоянного веса. Поли-N,N-диаллиламиноэтановая кислота - полимер светло-желтого цвета, с разложением при 280±2°С. Выход полимера 70%, η_прив=0.35 дл/г.

Технический результат изобретения заключается в получении полиэлектролитов с высокой молекулярной массой и в расширении ассортимента полимеров диаллильной природы. Предлагаемый полиэлектролит обладает высокими комплексообразующими свойствами, в молекуле которых содержатся как отрицательно заряженные, так и положительно заряженные функциональные группы, с регулируемым кислотно-основным и гидрофильно-гидрофобным балансом, который может быть использован в качестве флокулянтов, коагулянтов, структураторов почв, пролонгаторов лекарственных средств.

ЛИТЕРАТУРА

1. Hoover M.F. Cationic Quartemery Polyelectrolytes-A Literature Review. // J. Macromol. Sci.-Chem., 1970. A4(6). P 1293-1300.

2. Lancaster L.E., Bassei L., Panzer H.P. The Structure of Poly (Diallyl dimethylammonium) Chloride by ¹³C-NMR spectroscopy. // J. Polym. Sci. 1976. V.14. P.549-554.

3. Johns S.R., Willing R.L., Middleton S., Ong A.K. Cyclopoplymerization. VII. The ¹³C-NMR Spectra of Cyclopolymers obtained from N,N-Diallylamines. // J. Macromol. Sci.-Chem., A, 1976. V.10. №5. P.875-891.

4. Мацоян С.Г., Погосян Г.М., Джагамян А.О., Мушегян А.А. Исследование в области циклической полимеризации и сополимеризации. 13. Изучение циклической полимеризации N-замещенных диаллиламинов.//Высокомолекул. соединения. 1963. Т.5. №6. С.854-860.

Поли-N,N-диаллиламиноэтановая кислота в качестве полиэлектролита диаллильной природы, полученная в водном растворе реакцией радикальной полимеризации в присутствии радикального инициатора персульфат аммония (ПСА), отличающийся тем, что синтез проводят при температуре 60-80°С в течение 5-8 ч, после чего реакционную смесь постепенно вливают в сухой ацетон порциями, получаемые хлопья отфильтровывают на воронке Бюхнера, тщательно промывают сухим ацетоном, затем в эксикаторе сушат над оксидом фосфора (V) до постоянного веса.