Способ получения олигомера глиокарб



Способ получения олигомера глиокарб
Способ получения олигомера глиокарб

 


Владельцы патента RU 2612257:

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии нефти Сибирского отделения Российской академии наук (ИХН СО РАН) (RU)

Изобретение относится к способу получения олигомера мочевины с глиоксалем. Способ включает взаимодействие глиоксаля с мочевиной. При этом мочевину растворяют в 40%-ном водном растворе глиоксаля и нагревают при 50-70°С в нейтральной среде до выпадения осадка при мольном соотношении компонентов: мочевина 1-3; глиоксаль 1-2. Изобретение позволяет создать экологичный способ получения олигомера мочевины с глиоксалем с возможностью управлять свойствами конечного продукта. 1 табл., 4 пр.

 

Изобретение относится к способу получения олигомера глиоксаля и мочевины, который может применяться в сельском хозяйстве и химической промышленности.

Известен способ получения глиоксальсодержащей карбамидоформальдегидной смолы (пат. №2413737). Использование агрессивных кислот, проведение реакции при очень высокой температуре, приводит к образованию побочных продуктов и частичной полимеризации глиоксаля (скорость которой увеличивается при повышении температуры), что снижает выход гликолурила при проведении процесса конденсации глиоксаля с мочевиной.

Известен способ получения 2,4,6,8-тетраазобисцикло-(3.3.0)-октан-3,7-диона (гликолурила) при взаимодействии водного раствора глиоксаля с водным раствором мочевины в присутствии серной кислоты при кипении. Образующийся продукт гликолурил используется в качестве промежуточного продукта в синтезе различных соединений (пат. №2063970). Недостаток способа - невозможность синтеза целевого продукта в вышеописанных условиях с удовлетворительным выходом и нужными свойствами, образование побочных продуктов.

Наиболее близким к предлагаемому является способ по пат. №2439072, в котором конденсацию мочевины с глиоксалем проводят при нагревании в присутствии концентрированной серной кислоты в водной среде, реакцию ведут при 80°С, в течение 60 минут, при мольном соотношении реагентов:

Глиоксаль 2,0
Мочевина 4,0
Серная кислота 0,4
Вода 12

Недостатком способа является использование концентрированной серной кислоты

Задача изобретения - создание экологичного способа получения олигомера мочевины с глиоксалем с возможностью управлять свойствами конечных продуктов.

Заявляемое изобретение позволяет получить олигомер ГЛИОКАРБ методом ступенчатой полимеризации бифункциональных мономеров (глиоксаля и мочевины) в нейтральной среде при нагревании.

Технический результат достигается тем, что проводят реакцию мочевины и глиоксаля в 40% водном растворе глиоксаля при температуре 50-70°С в нейтральной среде с постепенным испарением воды до выпадения осадка, при мольном соотношении компонентов:

Мочевина 1-3
Глиоксаль 1-2

Реакция протекает путем ступенчатого присоединения (ступенчатая полимеризация) молекул мочевины к глиоксалю. Промежуточные продукты устойчивы и их реакционная способность такая же, как у исходных мономеров. Присоединение молекул друг к другу и к промежуточным продуктам происходит с миграцией атомов водорода от мочевины к глиоксалю.

Большое влияние на протекание реакции оказывает концентрация реагирующих мономеров в водном растворе. В водных растворах глиоксаль находится в виде гидратов, которые неустойчивы и при добавлении мочевины, сильного нуклеофила в нейтральной среде, атомы водорода от молекулы мочевины мигрируют к карбонильной группе глиоксаля и вытесняют воду, которая постепенно испаряется. Таким образом, реакция протекает ступенчато с образованием олигомера. Образующийся олигомер хорошо растворяется в воде, при высыхании образуется прозрачная пленка. В зависимости от соотношения исходных мономеров образующийся олигомер содержит различное количество азота.

Пример 1. 58 г мочевины (1 моль) растворяют в 145 мл 40%-ного водного раствора глиоксаля (1 моль). Полученный раствор нагревают и перемешивают до выпадения осадка при температуре 50°С. Полученный олигомер охлаждают, промывают спиртом и анализируют. Очистку олигомера можно осуществлять переосаждением из водного раствора в спирт. Полученный олигомер аморфный, желтого цвета. Он хорошо растворяется в воде и не растворяется в спирте. Результаты анализа олигомера представлены в таблице.

Пример 2. 58 г мочевины (1 моль) растворяют в 290 мл 40%-ного водного раствора глиоксаля (2 моль). Полученный раствор нагревают и перемешивают до выпадения осадка при температуре 60°С. Полученный олигомер охлаждают, промывают спиртом и анализируют. Очистку олигомера можно осуществлять переосаждением из водного раствора в спирт. Полученный олигомер аморфный, желтого цвета. Он хорошо растворяется в воде и не растворяется в спирте. Результаты анализа олигомера представлены в таблице.

Пример 3. 116 г мочевины (2 моль) растворяют в 145 мл 40%-ного водного раствора глиоксаля (1 моль). Полученный раствор нагревают и перемешивают до выпадения осадка при температуре 70°С. Полученный олигомер охлаждают, промывают спиртом и анализируют. Очистку олигомера можно осуществлять переосаждением из водного раствора в спирт. Полученный олигомер аморфный, желтого цвета. Он хорошо растворяется в воде и не растворяется в спирте. Результаты анализа олигомера представлены в таблице.

Пример 4. 174 г мочевины (3 моль) растворяют в 145 мл 40%-ного водного раствора глиоксаля (1 моль). Полученный раствор нагревают и перемешивают до выпадения осадка при температуре 60°С. Полученный олигомер охлаждают, промывают спиртом и анализируют. Очистку олигомера можно осуществлять переосаждением из водного раствора в спирт. Полученный олигомер аморфный, желтого цвета. Он хорошо растворяется в воде и не растворяется в спирте. Результаты анализа олигомера представлены в таблице.

Как и следовало ожидать, при избытке глиоксаля образуется олигомер белого цвета с меньшим содержанием азота, что говорит об обрыве цепи на молекуле глиоксаля, а при избытке мочевины образуется олигомер желтого цвета с большим содержанием азота, что подтверждает обрыв цепи, происходящий на молекуле мочевины.

Во всех образцах олигомера в ИК-спектрах хорошо просматривается область поглощения гидроксильной группы и карбонильной группы C=O 1600-1711 см-1 и широкая полоса водородной связи в области 3330-3390 см-1, причем в образце №2 она проявляется слабее и отсутствует полоса в области 1551-1556 см-1 деформационные колебания амидной NH-группы.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет управлять процессом получения олигомеров глиоксаля и мочевины с различными концевыми группами, что может определять различные свойства и области применения получаемых олигомеров.

Способ получения олигомера путем взаимодействия глиоксаля с мочевиной, отличающийся тем, что мочевину растворяют в 40%-ном водном растворе глиоксаля и нагревают при 50-70°С в нейтральной среде до выпадения осадка при мольном соотношении компонентов:

Мочевина 1-3
Глиоксаль 1-2



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способу получения карбамидомеламиноформальдегидной смолы, карбамидомеламиноформальдегидной смоле, полученной таким способом, применению такой смолы, композиционному материалу, содержащему указанную смолу, и изделию, содержащему такой композиционный материал.

Изобретение относится к способу получения карбамидоформальдегидного концентрата с мольным отношением карбамид:формальдегид 1:(4,9-5). Способ включает окислительное дегидрирование метанола в формальдегид на серебряном или железомолибденовом катализаторе в одном или нескольких реакторах трубчатого или полочного типа и хемосорбцию формальдегидсодержащего газа в двух последовательно расположенных колонных аппаратах.
Изобретение относится к способу получения карбамидоформальдегидной смолы, используемой для изготовления древесностружечных плит. Способ проводят в несколько стадий в среде с переменной кислотностью.

Изобретение относится к деревообрабатывающей промышленности и может быть использовано при изготовлении карбамидоформальдегидных олигомеров, используемых для изготовления древесно-стружечных плит.
Изобретение относится к деревообрабатывающей промышленности, в частности к изготовлению карбамидоформальдегидных олигомеров, используемых для изготовления древесно-стружечных плит.
Изобретение относится к полимерной химии и к получению компонентов аминопластов для изготовления пленок и других полимерных изделий с особыми свойствами. Способ получения водной дисперсии аминопластов заключается в том, что дисперсию получают путем приготовления концентрированного 50-70%-ного раствора мочевины или смеси мочевины и меламина с формальдегидом при мольном соотношении 1:2,0-2,2.

Изобретение относится к способу непрерывного производства водных растворов аминоформальдегидных смол, предпочтительно, меламиноформальдегидной смолы (MF) или мочевиноформальдегидной смолы (UF), включающему в себя этапы приготовления реакционной смеси аминосоединения и водного раствора формальдегида, добавления катализатора к реакционной смеси и проведения реакции с участием реакционной смеси в присутствии катализатора.

Изобретение относится к способу получения карбамидоформальдегидного концентрата. .

Изобретение относится к способу получения карбамидоформальдегидной смолы. .
Изобретение относится к способу получения карбамидоформальдегидной смолы, которая может быть использована в деревообрабатывающей промышленности в производстве древесно-стружечных и древесно-волокнистых плит, фанеры, клееных деревянных конструкций.
Наверх