Патент ссср 332101

 

ОПИСАН И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

332101

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 17.VII.1970 (№ 1470291/23-5) с присоединением заявки №

Приоритет

М. Кл. С 08f 19/00

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

Опубликовано 14.III.1972. Бюллетень № 10

УДК 661 183.123.2 (088.8) Дата опубликования описания 17 1У.1972

Авторы изобретения

Н. Н. Кузнецова и Г. В. Крайдашенко

Институт высокомолекулярных соединений АН СССР

Заявитель

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КАРБОКСИЛЬНЫХ КАТИОНИТОВ

Изобретение относится к синтезу карбоксильных катионитов полимеризационного тина.

Известен способ получения карбоксильных катионитов путем сополимеризации метакриловой кислоты с поливинильными соединениями, например двинилбензолом, N,N -алкилендиметакриламидом, алкилендиметатсрилатами и др. Одной изособенностей карбоксильных смол является их склонность избирательно поглощать ионы двухвалентных металлов, а также ионы металлов высшей валентности из растворов, содержащих смеси одно- и поливалентных ионов, Для селективной сорбции поливалентных ионов значительный интерес представляют полиэлектролиты, у которых карбоксильные группы расположены у соседних углеродных атомов.

Основной целью изобретения является ipaaработка способа синтеза карбоксильного катионита, содержащего смежные карбоксильные группы в ароматическом ядре, на основе ненасыщенных N-замещенных производных фталевой кислоты. В качестве ненасыщенной кислоты предлагается применять N-метакрилил-и-аминофталевую кислоту. Такой мономер, содержащий активную двойную связь в метакрилильной группе, легко вступает в сополимеризацию с дивпнпльнымп соединениями различного типа.

N — метатсрилил - и — аминофталевая кислота синтезирована с хорошим выходом восстанов5 лением и-нитрофталевой кислоты сульфатом железа в аммиачном растворе с последующим ацилирован нем и-аминофталевой кислоты.

По предлагаемому способу, с целью полу10 чения не растворимого в органпческпх растворителях и щелочах продукта, Х-метакрилил-и-ампнофталевую кислоту подвергают сополимеризацип с различными ди- и тривинильными соединениями в растворе дпметил15 формамида, водной уксусной кислоты, спирта и других,в,присутствии инициатора pazIII;aльного тина.

Полученная смола представляет собой прочные, набухающие в воде п,водных щелочах

20 зерна с обменной емкостью по 0,1 н. раствору

NaOH 7,0 — 73 мг.экв/г и различным коэффициентом набуханпя в зависимости от соотношения моно- и дпвпнпльного соединения в исходной смеси.

25 Пример.

1. Получение и-аминофталевой кислоты.

10 г и-нитрофталевой кислоты растворяют при 50 С в 50 мл 10о о-ного водного аммиака.

Раствор приливают постепенно к кипящему

30 раствору 22,2 г сульфата железа,в 100—

332101

Составитель Г. Русских

Техред Е. Борисова

Редактор Л. Ушакова

Корректор Т. Бабакина

Заказ 929/10 Изд. М 407 Тираж 448 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Я-35, Раушская иаб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

120 мл воды. К полученной смеси приба вляют небольшими порциями концентрированный водный аммиак (70 — 75 мл) при температуре

80 — 90 С. Затем смесь нагревают быстро до кипения и кипятят в течение 5 мин для коагуляции гидрата закиси-окиси железа.

По охлаждении гидрат закиси-окиси железа отфильтровывают, фильтраг подкисляют

50 /о-ной серной кислотой до рН 3 — 4. При этом постепенно выпадает и-аминофталевая кислота, которую перекристаллизовывают из

5 — 10 /о-ной водной уксусной кислоты. Выход

70 /о от теории.

II. Получение N-метакрнлил-и-аминофталевой кислоты (N-МАФК).

В четырехтубусную колбу, снабженную мешалкой, двумя капельнымч воронками и термометром, загружают 10,9 г (0,06 моль) иаминофталевой кислоты 41,4 мл Зн. NOH u

0,06 г ингибитора (NaNO ). К раствору при — 5 — 0 С попеременно добавляют 7,1 мл (0,072 моль) хлорангидрида метакриловой кислоты и 45 мл 3 н. раствора NaOH для связывания выделяющегося хлористого водорода. Температуру реакционной смеси поддерживают около — 5—

0 С, рН раствора 9 — 10. Продолжительность реакции 3 час. Затем реакционную смесь подкисляют 20 /о-ной НС1 до рН 1,5-2. Осадок отфильтровывают, промывают разбавленной

НС1 и сушат в вакууме. Перекристаллизовывают из 20 /о-ного водного этанола. Выход

70/о. Содержание двойных связей 90 /о.

III. Получение катионита.

Сополимеризацию N — метакрилил-и-аминофталввой кислоты с ноливинильными соедипениями проводят в растворах диметилформамида илк водной уксусной кислоты в ампулах. а) В ампулы в токе аргона вводят 14,55 г

5 (0,058 моль) N-МАФК, 2,59 г (0,010 моль) гексагидро-1,3,5-триакрилилтриазина, 0,043 г динитрила азоизомасляной кислоты и 27,3 мл диметилформамида. Содержимое растворяют при 50 С. Полимеризацию проводят при 80 С

10 (продолжительность гелеобразования 10 мин).

Затем гель нагревают при 80 С 20 час и при

100 С 2 час. Продукт обрабатывают 1 н.

NaOH, 0,5 н. НС1, промывают водой и сушат.

Кнаб, в воде 2, в 1 н. NaOH 4,5. СОЕ по 0,1н.

15 раствору NaOH 7,0 мг экв/г. б) 1,28 г (0,0513 моль) N-МАФК, 1,436 г (0,0057 моль) гексаметилендиметакриламида, 0,035 г динитрила азоизомасляной кислоты, 22,5 мл диметилформамида в ампулах в ат20 мосфере аргона нагревают до полного растворения п ри 50 С, Полимеризацию проводят при 80 С в течение 20 час и при 100 С 2 час.

Затем продукт обрабатывают 1 н. раствором

NaOH н, 0,5 н. НС1, промывают водой и сушат.

25 К аб в воде 3,0, в 1 í. NaOH 4,2. СОЕ по 0,1н. раствору NaOH 7,0 мг экв/г.

Предмет изобретения

Способ получения карбоксильных катиони30 тов путем сополимеризации ненасыщенной кислоты и поливинильных соединений, отличающийся тем, что, с целью получения ионита, селективного к ионам поливалентных металлов, в качестве ненасыщенной кислоты

35 применяют N - метакрилил-и-аминофталевую кислоту.