Способ получения дезинфицирующего средства на основе фосфорсодержащих солей полигексаметиленгуанидина

Изобретение относится к способу получения дезинфицирующего средства, которое может быть использовано в медицине, ветеринарии, сельском хозяйстве, при очистке сточных вод, а также в отраслях, где требуются биоцидные препараты. Способ получения дезинфицирующего средства заключается в том, что загружают гексаметилендиамин и гуанидина гидрохлорид при мольном соотношении компонентов, соответствующем от 1 до 5% избытка гуанидина гидрохлорида, и производят нагрев компонентов при работающей мешалке до температуры 120°С. Далее выдерживают реакционную массу при указанной температуре в течение 2 часов. Затем температуру реакционной массы постепенно повышают до 140°С и выдерживают при указанной температуре в течение 1 часа. После этого температуру реакционной массы повышают до 160°С и выдерживают при этой температуре 2 часа. Далее температуру реакционной массы постепенно повышают до 180°С и выдерживают при указанной температуре в течение 1,5 часов. По окончании выдержки температуру реакционной массы постепенно повышают до 215°С, после чего включают вакуумный насос и продолжают процесс в течение от 0,5 до 0,7 часа под вакуумом с остаточным давлением 0,1-0,9 атм. После этого вакуумный насос отключают, повышают давление в сосуде до атмосферного. Полученный расплав сливают в поддон, охлаждают до комнатной температуры с получением прозрачной стеклообразной массы полигексаметиленгуанидина гидрохлорида. Далее стеклообразную массу измельчают и растворяют в горячей воде. К полученному раствору при перемешивании добавляют 40%-ный раствор едкого натра или гидроксида калия, сливают отслаивающийся водный раствор. Полученное основание полигексаметиленгуанидина промывают теплой водой и добавляют при перемешивании по каплям орто-фосфорную кислоту, или фосфористую кислоту, или оксиэтилидендифосфоновую кислоту, или нитрилометилтриенфосфоновую кислоту. Полученную фосфорсодержащую соль полигексаметиленгуанидина используют в виде раствора или высушивают на воздухе или в вакууме, а затем измельчают. Изобретение позволяет повысить дезинфицирующие свойства фосфорсодержащей соли полигексаметиленгуанидина и одновременно снизить ее токсичность и коррозионную активность.

 

Изобретение относится к области химии, а именно к синтезу дезинфицирующих средств на основе производных гексаметиленгуанидинов, и может быть использовано как эффективное дезинфицирующее средство в медицине, ветеринарии, сельском хозяйстве, при очистке сточных вод, а также в отраслях, где требуются биоцидные препараты.

Известен способ получения дезинфицирующего средства путем поликонденсации соли гуанидина с гексаметилендиамином при нагревании с последующим получением соли полигексаметиленгуанидина, причем к полученной сырой соли полигексаметиленгуанидина добавляют воду до получения раствора 10-40%-ной концентрации с последующим введением эквимолярного количества кислоты или ее соли, или, в случае необходимости, к полученному водному раствору 10-40%-ной концентрации добавляют 1,0-1,2 моля щелочи, отделяют труднорастворимое основание полигексаметиленгуанидина, промывают его 1-3 раза водой в количестве, равном или меньшем количества полигексаметиленгуанидина, при 20-80°С и после отделения воды вводят эквимолярное количество кислоты или ее соли (см. патент RU №2052453, кл. С07С 279/02, опубл. 20.01.1996).

Однако данный способ требует очистки гидрохлорида полигексаметиленгуанидина (ПГМГ), что связано с наличием токсичного гексаметилендиамина (ГМДА) в продукте, но и предложенная обработка не полностью освобождает конечный продукт от ГМДА, как не избавляет от включений неорганических реагентов, непрореагировавшего полимера и исходных соединений, и как результат получаемый продукт не является чистым конечным продуктом, что сужает области его использования.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ получения дезинфицирующего средства на основе производных гексаметиленгуанидинов, заключающийся в том, что дезинфицирующее средство получают в расплаве гексаметилендиамина и производного гуанидина с дальнейшей конденсацией готового продукта (см. патент RU №2170743, кл. A61L 2/16, опубл. 20.07.2001).

Однако известный способ позволяет получить продукт только в виде водных растворов, что сужает возможность использования полученного продукта в безводных средах.

Технической проблемой, на решение которой направлено настоящее изобретение, является устранение указанных выше недостатков.

Технический результат заключается в том, что достигается повышение дезинфицирующих свойств при одновременном понижении токсичности и коррозионной активности полученного продукта.

Указанная техническая проблема решается, а технический результат достигается за счет того, что способ получения дезинфицирующего средства на основе фосфата полигексаметиленгуанидина заключается в том, что дезинфицирующее средство получают в расплаве гексаметилендиамина и производного гуанидина с дальнейшей конденсацией готового продукта, причем в герметичный сосуд, снабженный механической мешалкой, термометром, холодильником и ловушкой, через которую полость сосуда соединена с вакуумным насосом, загружают гексаметилендиамин и в качестве производного гуанидина - гуанидина гидрохлорид при мольном соотношение компонентов, соответствующем от 1 до 5% избытка гуанидина гидрохлорида, при этом полученную таким образом реакционную массу нагревают при работающей мешалке до температуры 120°С и выдерживают при указанной температуре в течение 2 часов, затем температуру реакционной массы постепенно повышают до 140°С и выдерживают при указанной температуре в течение 1 часа, после этого повышают температуру до 160°С и выдерживают при этой температуре 2 часа, затем температуру реакционной массы постепенно повышают до 180°С и выдерживают при указанной температуре в течение 1,5 часа, а по окончании выдержки температуру реакционной массы постепенно повышают до 215°С, после чего включают вакуумный насос и продолжают процесс еще в течение от 0,5 до 0,7 часа под вакуумом с остаточным давлением 0,1-0,9 атм, после чего вакуумный насос отключают, повышают давление в сосуде до атмосферного и полученную таким образом в результате описанной выше обработки реакционную массу сливают в поддон, где она остывает или ее охлаждают до комнатной температуры с получением в процессе охлаждения прозрачной стеклообразной массы полигексаметиленгуанидина гидрохлорида (ПГМГ гидрохлорида), далее после остывания полученную стеклообразную массу ПГМГ гидрохлорида измельчают и растворяют в горячей воде, к полученному раствору при перемешивании добавляют 40%-ный раствор едкого натра или гидроксида калия, сливают отслаивающийся водный раствор и промывают полученное основание ПГМГ теплой водой, затем к основанию ПГМГ добавляют при перемешивании по каплям орто-фосфорную кислоту, или фосфористую кислоту, или оксиэтилидендифосфоновую кислоту, или нитрилометилтриенфосфоновую кислоту, а полученный фосфат ПГМГ используют в виде раствора или высушивают на воздухе или в вакууме и затем измельчают.

В ходе проведенного исследования было выявлено, что последовательность действий при производстве продукта оказывает существенное значение на качество получаемого продукта. Как результат полученный фосфат ПГМГ наиболее полно освобожден от ГМДА, поскольку наличие высокотоксичного ГМДА в конечном продукте резко снижает область использования полученного конечного продукта.

Описанная выше последовательность действий в сочетании с описанным ступенчатым нагревом позволяет увеличить степень конверсии гексаметилендиамина (ГМДА), что в конечном счете позволяет значительно уменьшить количество токсичного ГМДА.

Более подробное описание способа приведено в приведенном ниже примере его реализации.

В круглодонную колбу объемом 0,5 дм³, снабженную механической мешалкой, термометром, обратным холодильником, соединенным с вакуумным насосом через ловушку, и помещенную в колбонагреватель, загружают гексаметилендиамин и гуанидина гидрохлорид (мольное соотношение компонентов соответствует 1-5% избытку гуанидина гидрохлорида).

Реакционную массу нагревают при работающей мешалке до температуры 120°С и выдерживают при указанной температуре в течение 2 часов. Затем температуру реакционной массы постепенно повышают до 140°С и выдерживают при указанной температуре в течение 1 часа. После чего повышают температуру до 160°С и выдерживают при этой температуре 2 часа. Затем температуру реакционной массы постепенно повышают до 180°С и выдерживают при указанной температуре в течение 1,5 часов. По окончании выдержки температуру реакционной массы постепенно повышают до 215°С, к колбе подключают вакуумный насос и продолжают процесс еще в течение получаса под вакуумом с остаточным давлением 0,1-0,9 атм, после чего вакуумный насос отключают.

После сбрасывают вакуум и реакционную массу сливают в поддон для охлаждения до комнатной температуры. При остывании расплав реакционной смеси постепенно загустевает, превращаясь в прозрачную стеклообразную массу полигексаметиленгуанидина гидрохлорида.

Затем гидрохлорид ПГМГ (180 г) растворяют в 350 мл горячей воды. К полученному раствору при перемешивании добавляют 100 г 40%-ного раствора едкого натра (можно добавлять гидроксид калия). Сливают отслаивающийся водный раствор хлористого натрия (300 мл) и промывают основание ПГМГ 3 раза порциями по 300 мл теплой воды. К полученному основанию добавляют при перемешивании по каплям 40 г концентрированной орто-фосфорной кислоты. Полученный фосфат ПГМГ либо используют в виде раствора, либо высушивают на воздухе или в вакууме и измельчают. Выход 140 г.

После остывания продукт легко подвергается измельчению. Полученный продукт представляет собой прозрачную стеклообразную массу, растворимую в воде. Выход продукта 95-97%.

Таким образом, предложенный способ позволяет получить фосфорсодержащие соли ПГМГ практически без высокотоксичного исходного сырья, что позволяет резко снизить токсичность фосфата ПГМГ и получать дезинфицирующее средство с улучшенными характеристиками.

Способ получения дезинфицирующего средства на основе фосфата полигексаметиленгуанидина, заключающийся в том, что дезинфицирующее средство получают в расплаве гексаметилендиамина и производного гуанидина с дальнейшей конденсацией готового продукта, отличающийся тем, что в герметичный сосуд, снабженный механической мешалкой, термометром, холодильником и ловушкой, через которую полость сосуда соединена с вакуумным насосом, загружают гексаметилендиамин и в качестве производного гуанидина - гуанидина гидрохлорид при мольном соотношении компонентов, соответствующем от 1 до 5% избытка гуанидина гидрохлорида, полученную таким образом реакционную массу нагревают при работающей мешалке до температуры 120°С и выдерживают при указанной температуре в течение 2 часов, затем температуру реакционной массы постепенно повышают до 140°С и выдерживают при указанной температуре в течение 1 часа, после этого повышают температуру до 160°С и выдерживают при этой температуре 2 часа, затем температуру реакционной массы постепенно повышают до 180°С и выдерживают при указанной температуре в течение 1,5 часов, а по окончании выдержки температуру реакционной массы постепенно повышают до 215°С, после чего включают вакуумный насос и продолжают процесс еще в течение от 0,5 до 0,7 часа под вакуумом с остаточным давлением 0,1-0,9 атм, после чего вакуумный насос отключают, повышают давление в сосуде до атмосферного и полученную таким образом в результате описанной выше обработки реакционную массу сливают в поддон, где она остывает или ее охлаждают до комнатной температуры с получением в процессе охлаждения прозрачной стеклообразной массы полигексаметиленгуанидина гидрохлорида (ПГМГ-гидрохлорида), далее после остывания полученную стеклообразную массу ПГМГ гидрохлорида измельчают и растворяют в горячей воде, к полученному раствору при перемешивании добавляют 40%-ный раствор едкого натра или гидроксида калия, сливают отслаивающийся водный раствор и промывают полученное основание ПГМГ теплой водой, затем к основанию ПГМГ добавляют при перемешивании по каплям орто-фосфорную кислоту, или фосфористую кислоту, или оксиэтилидендифосфоновую кислоту, или нитрилометилтриенфосфоновую кислоту, а полученную фосфорсодержащую соль ПГМГ используют в виде раствора или высушивают на воздухе или в вакууме и затем измельчают.