Способ получения комплексообразующего ионита с группами аминокарбоновых кислот

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

СОюз Собетскмв

Социалистических

Республик

<1>679593

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свмд-ву— (22) Заявлено 20.07,77 (21) 2512396/23-05 (51)М. Кл.2 с присоединением заявки Йо

С 08 F 220/34

С 08 F 8/30 //

В 01 3 1/04

Государственный комитет

СССР но делам нзобретеннй н открытнй (23) Приоритет

Опубликовано 15 0879.. Бюллетень Йо 30

Дата опубликования описания 150L79 (53) УДК 661. 183.. 123 (088. 8) (72) Авторы изобретения

Ю.A.Ëåéêèí, T.A.×åðêàñîâà, A.È.Çîðèíà и Е.В.Костылева (71) Заявитель (5 4 ) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОИПЛЕКСООБРАЗУЮЩЕГО

ИОНИТА С ГРУППАИИ АИИНОКАРБОНОВЫХ КИСЛОТ

Изобретение относится к области получения комплексообразующего ионита с группами N-полиуксусных кислот, используемых для сорбции и разделения металлов переменной валентности.

Известны способы получения комплексообраэующих ионитов с группами аминокарбоновых кислот иэ хлорметилированного сополимера стирола и дивинилбенэола (ДВБ). Хлорметилированный сополимер стирола и ДВБ обрабатывают иминодиацетонитрилом с последующим омылением нитрильных групп (1), либо обРабатывают эфиРами иминодиуксусной кислоты с последующим омылением (2), либо обрабатывают полиалкиленполиамином с последующим гидролизом продуктов реакции кисло:той или щелочью для получения соответствующих комппексообразующих 20 групп (3).

Известен способ получения комплексообраэующих ионитов с группами иминодиуксусной кислоты путем обра. ботки хлорметилированного сополимера стирола и ДВБ этиловым эфиром аминоуксусной кислоты (4). Способ состоит иэ хлорметилирования сополимера стирала и ДВБ, получения тылового эфира иминодиуксусной кислоты, обработки хлорметилнрованного сополимера этиловым эфиром иминоднуксусной кислоты,. ощяления эфирных групп аминированного сополимера. Хлорметилнрование проводят в среде дихлорэтана действием параформа и хлористого водорода в присутствии хлорида цинка при 65-70оС в течение 8-14 ч. Содержание хлора 13-153. Этиловый эфир иминодиуксусной кислоты получают пропусканием сухого хлористого водорода в суспензию нминодиуксусной кислоты в абсолютном зтаноле. Аминирование проводят при 60 С в течение 5 ч.

Содержание азота 1,4-1,7%. Опыление эфирных групп аминированного сополимера осуществляют кипящим

0,5н.этанольным раствором щелочи в течение 10-12 ч. Указанный способ технологически труден, многоста- . диен, сопровождается побочными процессами, отрицательно сказывающимися на комплексообразующнх свойствах конечного продукта. Кроме того, применение исходного для этих превращений хлорметилированного сополнмера связано, как правило, с использованием токсического монохлорметилового эфира.

679593

50

Целью предлагаемого способа является упрощение технологии для получения ионита с высокой комплексообразующей способностью, с высокой гидролитической и термической стабильностью.

Поставленная цель достигается 5 обработкой макропористого сополимера акролеина и ДВБ, содержащего реакционноспособные альдегидные группы, имииодиуксусной или иминодипропионовой кислотой в присутствии муравьиной кислоты в интервале температур от 100 до 160 С в течение 10»14 ч. {Могут быть использованы производные иминодиуксусной . или иминодипропиоиовой кислоты) 15 или аминоуксусной кислотой,в присутствии щелочи при 45-50 С в течение 10-12 ч.

Пример 1. В реакционную смесь, состоящую из 3 г (0,0377 моль) 20 макропористого сополимера акролеина и ДВБ 10Ъ (порообраэователь— синтии, содержание альдегидных групп 4 МГ-экв/г) и 50 мл диметил Формамида., вводят 40 мл (Й1,2 г/см) муравьиной кислоты, поддерживая температуру 20ОС. Смесь перемешивают .10 мин и вводят 3 г (0,022 моль) иминодиуксусной кислоты. Перемешивают и нагревают до 100 С. Выдерживают при этой температуре 14 ч.

Полимер отделяют фильтрованием и промывают последовательно водой, ЗЪ-ной HCl водой до отсутствия

Cl-иона в элюате. Содержание азота в ионите 2,7Ъ при степени превращения 65Ъ.

Пример 2. Проводят реакцию по примеру 1 (содержание альдегидных групп в исходном сополимере 8,25 NF-экв/г) с такими же загруз- 40 ками, с выдержкой при температуре

140ОC в течение 10 ч. Обрабатывают полимер по примеру 1. Содержание азота в ионите 4,95Ъ пои степени превращения 81Ъ. 45

: П р и и е р 3. В реакционную смесь, состоящую иэ 3 г (0,0377 моль) макропористого сополимера акролеина и ДВБ 10Ъ (порообразователь синтин, содержание альдегидных групп, 8 ИГ-экв/г) и 30 мл формамида вводят 3,5 мл (d 1,2 г/см ) муравьиной кислоты, поддерживая температуру 20"С, и перемешивают

10 мин. Эатеи вводят 5 г (0.,0377 моль)55 иминодиуксусной кислоты. Перемешивают и нагревают до 160 С. Выдерживают при этой температуре 14 ч.

Полимер отделяют фильтрованием и обрабатывают, как описано в примере 1. Содержание азота в ионите 5,28Ъ при степени превращения

94,3Ъ.

Пример 4. В реакционную смесь, состоящую из 3 r (0,0377 моль) макропористого сополимера акролеина

65 и ДВБ 10Ъ (порообразователь - синтин-, содержание альдегидных групп

8,00 МГ-экв/r) и 30 мп диметилформамида, вводят 3,5 мл (d=1,2 г/см) муравьиной кислоты, поддерживая температуру 20 С, и перемешивают о

10 мин. Затем вводят 5 г (0,034 моль) иминодипропионовой кислоты. Перемешивают, нагревают до 140 C и выдерживают при этой температуре 14 ч.

Полимер отделяют фильтрованием и промывают водой, ЗЪ-ной HCl, водой до отсутствия Cl -иона в элюате. Содержание азота в ионите 4,8Ъ при степени превращения 78Ъ.

Пример 5. В реакционную смесь, состоящую из 2 г (0,025 моль) макропористого сополимера акролеина и ДВБ

10Ъ (порообраэователь - синтии,содержание альдегидных групп 4 МГ-экв/г), вводят 2,68 г (0,035 моль) аминоуксусной кислоты, 1,43 r

{0,035 моль) Na0H и 26 мл воды, нагревают до 45-50 С и выдерживают при этой температуре 10-12 ч. После чего полимер отделяют фильтрованием и промывают водой. Содержание азота в ионите 4,00Ъ при степени превращения 88Ъ.

Пример 6. 1 г {0,0038 моль) комплексообразующего ионита с группами иминодиуксусной кислоты. (полученного как описано в примере 3) заливают

50 мп 1 í.NaOH, нагревают и выдеркивают при кипении в течение б ч.

Охлаждают, ионит отделяют фильтроваванием, прощивают в колонке водой, ЗЪ-ной НС1 водой до отсутствия

Сl -иона в элюате. Сушат. Содержание азота в ионите до гидролиза 5,28Ъ.

Содержание азота в ионите после гидролиэа 5,2Ъ. Обменная емкость по

0,1н.йаОЙ до гидролиза « «3,7 МГ-экв/г, обменная емкость после гидролиза4,65 МГ-экв/г. Изменения в весе не наблюдали.

Использование в качестве реакциоиноспособного полимера макропористого сополимера акролеина и ДВБ позволяет проводить реакцию получения комплексообразующего ионита в одну стадию.

Предлагаемую реакцию можно проводить в широком интервале температур, в частности при более высоких температурах, чем это возможно дпя сополимера стирола и ДВБ, так как сополимер акролеина и ДВБ более термически стабилен. Чем больше в исходном сополимере реакционноспособных альдегидных групп, тем,больше вводится групп аминокарбоновых кислот, т.е. тем саьым увеличивается комплексообразующая способность ионита.

Таким образом, предлагаежий способ позволяет значительно увеличить степень превращения эа счет реакционноспособных альдегидных групп полимера, значительно упростить технологию

5 679593 получения комплексообразующих,ионитов.

Формула. изобретения

Составитель Г.Русских

Редактор С.Лазарева ТехредЛ. алферова Корректор С.Патру иева

Вакаэ 4740/24 Тнраа 585 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП Патент, г.увгород, ул. Проектная, 4

Способ получения комплексообразующего ионита с группами аминокарбоновых кислот путем аминирования сопоримера с реакционноспособными группами, отличающийся тем, что, с целью упрощения технологии и повышения гидролитической и терми- 10 ческой стабильности ионита, в качестве сополимера с реакционноспособными группами используют макропористый сополимер акролеина и дивинилбензола, содержащий альдегидные группы, и ами» 15 ,нирование осуществляют обработкой, ймннодиуксусной, иминодипропио6 новой кислотой или нх производными в присутсвин муравьиной кислоты при 100-160 С в течение 10-14 ч. или аминоуксусной кислотой в присутствии щелочи при 45-50.С в течение

10-12 ч.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Великобритании @767821, опублик. 1957.

2. Wo?f Ь., Hering R., Chem Tech@.

10,1958, с 661.

3. Патент Великобритании 91447944, опублик. 1976.

4. Макарова С.Б., Беэуевская С.И., Егоров Е.В. Сб. Методы получения химических реактивов и препаратов, Вып.22, М., 1970, с. 108-111.