Способ получения сополимера на основе азотсодержащего мономера акрилового ряда - SU1053758A3

Описание

ел

&9

сд

00

Изобретение относится к способу получения полимеров на основе производных мочевины, которые применяют в качестве коагулянтов или седиментирующих средств.

Известен способ получения сополимера на основе азотсодержащего мономера акрилового ряда (2-диметиламиноэтилметакрилата ) сополимеризацией данного мономера с другими мономерами , способными к сополимеризации С1 J. ,

Однако известный способ не позволяет получить сополимеры с достаточно хорошими коагулирующими седиментационными , обезвоживающими и ретенционными свойствами.

Целью изобретения является получение сополимеров с улучшенными эксплуатационно-техническими свойствами при их применении в качестве коагулирующего , седиментирующего, обезвоживающего и удерживающего средства.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения сопо-. лимера на основе азотсодержащего мономера акрилового ряда сополимеризацией азотсодержащего мономера акрилового ряда со вторым мономером, в качестве азотсодержащего мономера акриг лового ряда используют соединение общей формулы

JC О о eH2- i- -30i-C-2ilH-((ll2)fr3f«f Z®

где X - Н или СНд; п - 2-3; R - CHg; 2 - CS или J, в качестве второго мономера - акрилймид,, и сополимеризацию- проводят при массовом соотношении азотсодержащего мономера и акриламида 1:9 - 3:7.

Полимеризация осуществляется по известным способам. Ее можно инициировать термически, фотохимически, с помощью облучения или с помощью обычных радикальных инициаторов. При .этом полимеризацию можно проводить в растворе, суспензии или эмульсии. Пригодными инициаторами являются, например неорганические перекиси, например перекись водорода, или органические гидроперекиси, например гидроперекись трет-бутила, гидроперекись кумола или перекись дибензоила, расщепляющиеся на радикалы алифатические азосоединения, например 2,2 -азо-бис-изобутиронитрил , системы окислитель но- восс т дновительных инициаторов , как системы персульфата или хлората с дисульфитом или солями железа (и) известные в качестве источников радикалов хелаты переходных металлов . Инициаторы используются в количестве 0,001-1 весД в расчете на количество мономеров. Оптимальное количество и оптимально активный инициатор легко можно определить экспериментально .

Полимеризация осуществляется предпочтительно с радикальным инициатором , а также в присутствии растворителя или разбавителя. .Для предлагаемых полимериз атов также пригодны обычные для других мономеров способы суспензионной,, эмульсионной полимеризации и полимеризации в растворителе . При известных условиях можно применять вспомогательные средства, как буферные вещества,, диспергаторы, защитные коллоиды и тому подобные.

Предлагаемые продукты можно исползовать в качестве коагулянтов, седиментируюцих средств, обезвоживающих средств и удерживающих (ретенционных средств. Они отличаются растворимостью в воде. Далее, эти водные растворы обладают только незначительными вязкостями, что очень выгодно для применения. Из-за наличия очень стабильных группировок мочевины в полимерах последние отличаются также .устойчивостью к гидролизу.

В качестве сомономера можно использовать акриламид.

Д.. Получение мочевин.

Пример К М-Акрил-Н-{2-хлорэтил )-мочевина.

Смесь из 71,1 г (1,0 моль) акриламида , 0,5 г триэтиламина, 0,5 г 2,6-ди-трет-бутил-4-метил-фенола и 250 мл бензола смешивают с 110,8 г (1,05 моль) 2-хлорэтилизоцианата и нагревают в течение 10 м в автоклаве при 110°С. Осаждающийся при охлаждении мелкокристаллический осадок отфильтровывают. Получают г вещества , которое перекристаллизуют из 700 мл ацетонитрила, причем в результате получают 115 г (О,65 моль 65 от теории) белых кристаллических игл с т.пл. 156-158 С,

Рассчитано,: СЕ 20,07; N 15,86

СлНоСР NjOo

Найдено,: С 19,80 15,90

Молекулярный вес 176,00

ЯМР-н-спеитр (в СДСе): 3,5-3,8 ( мультиплет, k), 5,,8 (мультиплет , З), 9,05 (мультиплет, 1), 10,4 (мультиплет, 1). Пример 2. М-Акрил-Н -(2бромэтил )-мочевина. Аналогично примеру 1 .получают, из 165 г (1,1 моль) 2-бромэтилизоцианата после 10 ч при 110 С, 184 г неочищенного продукта., который посл перекристаллизации из 600 мл ацетс нитрила дает 10 г (0,7 моль, 70 от теории) белых кристаллических игл с т.пл. 157-159°С. РассчитаноД: Вг 36,15; N 12,б7 C HgBrN O Найдено,%: Вг 35,90; 12,90 молекулярный вес 221,06. ЯМР-Н-спектр (в ): ,3-4 ,0 (мультиплет, 4), 5,7-6,8 (мультиплет , 3), 9,0 (мультиплет, 1), 10,2 (мультиплет, 1). Пример 3. М-Акрил-Н-(3-хлорпропил )-мочевина. По примеру 1 получают из 131,6 (1,1 моль) 3 хлорпропилизоцианата, после 16 ч при ПО°С 130 г неочище ного продукта, который после перекристаллизации из 400 мл ацетонитр дает 86 г (0,45 моль 45 от теории белых кристаллических игл с т.пл. 107°С. Рассчитано,: СИ 18,60; N 14,70 С H CeN202 Найдено,: СЕ 18,33; N 14,49 Молекулярный вес 190,63. . ЯМР-Н-спектр (в СДСез):сГ 1, 2,3 (мультиплет, 2), 3,25-3,8 (мул типлет, 4), 5,7-6,8 (мультиплет, 3 8,8 (мультиплет, 1),10,55 (мультиплет , 1).

Пример 4. М-(2-Хлорэтил)-N-метакрилилмочевина . . По примеру 1 получают, из 85,1 г (1,0 моль) метакриламида и 110,8 г (1,05 моль) 2-хлорэтилизоцианата, после перекристаллизации из 600 мл ацетонитрила, 104 г (Q,7 моль, 701 от теории) белых кристаллических игл с т.пл. 157-159°С.

Рассчитано,%: Вг Зб,15; N 12,6

CgHgBrN202

Найдено,%: Вг 35,90; N 12,90

Молекулярный вес 221,06.

ЯМР-Н-спектр (в СДСе): с 3,34 ,0 (мультиплет, 4), 5,7-6,8 (мультиплет , 3), 9,0 (мультиплет, 1), 10,2 (мультиплет, 1).

К раствору 71,1 г (1,0 моль) акриламида в 150 мл 1,2-диметоксиэтана прикапывают 125,5 г (1,05 моль) 2-хлорацетилизоцианата при 25-30С

и перемешивают затем 24 ч. Фильтрация дает 140 г неочищенного продукта , который перекристаллизуют из 540 мл ацетонитрила. В результате получают 106 г (0,5б моль, 5б% от

теории) белых кристаллов с т,пл. 144145°С .

Рассчитано,%: Об 18,60; N 24,70 СлН СгК20з

Найдено,: СЕ 18,70; N 14,90 Молекулярный вес 190,59ЯМР-Н-спектр (в de-ДМСО): (Г 4,65 (синглет, 2), 5,8-6,7 (муль .Пример 5. N-Aкpил.-N -(З-хлорпропил )-мочевина. По примеру 1 получают из 131,6 г (1,1. моль) 3-хлорпропилизоцианата, после 16 ч при 110°С 130 г неочищенного продукта, который после перекристаллизации из 400 мл ацетонитрила дает 86 г (0,45 моль, 45% от теории) белых кристаллических игл с т.пл, 105 107°С. Рассчитано,%: се 18,60; N 14,70 сем,о. Найдёно, 18,33; N 14,49 Молекулярный вес 190,63 ЯМР-Н-спектр (в СДСез):сГ 1,752 ,3 (мультиплет, 2), 3,25-3,8 (мультиплет , 4), 5,7-6,8 (мультиплет, 3), 8,8 (мультиплет, 1 , 10,55Ммультиплет , 1). Пример 6. Ы-(2-Хлорэтил)-N-метакрилилмочевина . По примеру 1 получают из 85,1 f (1,0 моль) метакриламида и 110,8 г (1,05 моль) 2-хлорэтилизоцианата, после 10 ч при 110°С, 140 г неочищенного продукта, который после перекристаллизации из 350 мл ацетонитрила дает 105 г (0,55 моль, 55% от теории) белых кристаллических- игл с т.пл. 122-123С. Рассчитано ,%: СР 18,60; N 14,70 СтН СРНзО Найдено,%: Се 18,73; Nl4,78 Молекулярный вес 100,63. ЯМР-Н-спектр (в СДСвз): сГ 2,05 (дублет, 3), 3,7 (дублет, 4), 5,56 ,2(мультиплет, 2), 9,0 (мультиплет , 95), (мультиплет, 1). Пример 7. Н-Акрилил-М- (2-хлорэтил)-мочевина.

типлет, З), 11,0, 11,35 (мультиплет , ) .

Б. Получение мочевин формулы (I)

Пример 8. Акрилил-уреилен-этилен-триметиламмониихлорид .

35,3 г (0,2 моль) М-акрилил-Н-{2-хлорэтил )-мочевины с 0,2 г 2,6-ди-трет-бутил-«-метилфенола в 400 мл ацетона охлаждают до О С и добавляют 23,6 г (0,4 моль) жидкого триметиламина. Нагревают в автоклаве В течение 20 ч при , охлаждают и выпавший осадок отфильтровывают. После промывки ацетоном и эфиром по{лучают 33 г (0,14 моль, 70% от теории ) белого кристаллического порошка

Рассчитано,I: С2 15,04; N 17,83

с н всензОг

Н айдено,: СС 14,30; 17,12

Яолекулярный вес 235,71ЯМР-Н-спектр (в ДгО): сГ 3,25. (синглет, 9), 3,5-4,0 (мультиплет,4) 5,8-6,5 (мультиплет, 3).

Пример 9. Метакрилил-уреилен ,этилен-триметил-аммонийхлорид.

По примеру 6 получают из 38,1 г (.0,2 моль) N-(2-хлорэтил)-N -метакрилил-мочевины , 34 г (0,14 моль, 68 от теории) белого кристаллического порошка.

Рассчитано,: СЕ 14,20; N 16,83

с оН сеМзОг

Найдено,: Се 14,56; N 16,76

Молекулярный вес 249,74.

ЯМР-спектр (Н) (в Д20):.сГ- 1,95 (дублет, 3), 3,2 (синглет, 9), 3,54 ,0 (мультиплет, 4), 5,6-5,9 (мультиплет , 2) .

Пример 10. Акрилил-уреилен-пропилентриметиламмонийхлорид .

По методике примера 6, из 38,1 г (0,2 моль) N-aкpилил-N -(3-xлopпpoпил )-мoчeвины, получают 47 г (0,19 моль, 94 от теории) белого кристаллического порошка, который содержит еще кристаллизационный ацетон .

Рассчитано,: С 14,20; N 16,83

C HgoCPNjOg

Найдено,: Cf 12,87; N 14,59

Молекулярный вес 249,74. ЯМР-Н -спектр (в сГ 1,72 ,4 (мультиплет, 2), 3,15 (синглет,9), 3,1-3,8 (мультиплет, 4), 5,8-6,7 (мультиплет, 3). .

Пример П. Акрилил-уреилен-этилен-триметиламмонийиодид .

26,8 г (0,1 моль) N-Aкpилил-N - (2-иодэтил)-мочевины с 0,2 г 2,6-ди-трет-бутил-4-метил-фенола в 300 мл ацетона охлаждают до и добавляют 11,8 г (0,2 моль) жидкого триметиламина. Перемешивают 24 ч и отфильтровывают образовавшийся осадок. После промывки ацетоном и эфиром получают 30 г (0,092 моль, 92 от теории) белого кристаллического порошка.

Рассчитано,: се 38,79; N 12,84

СдН вСРМз02

Найдено,: С€ 39,24; N 12,55.

. ЯМР-н-спектр (в ):сГ 3,3 (с 1нглет, 9), 3,6-4 (мультиплет, 4), 5,9-6,7 (мультиплет, 3).

В. Получение и применение полимеризатов формулы (V).

П р .и м е р ы 12-16. Сополимеризаты из акриламида и предлагаемых согласно изобретению мономеров (общая методика).

Акриламид, а также катионные мономеры растворяют в воде и устанавливают температуру раствора при и рН при 3,0. Раствор путем продувки,

азота освобождают от кислорода (1 ч), Инициируют с помощью указанных в табл., 1 количеств 2 ,2-азо-бис-изобутиронитрила , (AJBN), персульфата калия, а также дитионита натрия и

сульфата железа (М)-, после чего тотчас протекает полимеризация (табл. 1).

Таблица 1

Реферат

Формула