Ароматические этаноламины в качестве мономера для получения водорастворимых амфолитных полиэлектролитов

(51) М. Кл. С 07 С 87/50 с присоединением заявкиГосударствеииый комитетСовета Министров СССРло делам изобретенийи открытий(45) Дата опубликования описания 12,05.78(72) Авторы изобретения Х. А, Абдурахимов, У, К. Ахмедов и К. С. Ахмедов Ташкентский политехнический институт имени А. Р. Беруни(54) АРОМАТИЧЕСКИЕ ЭТАНОЛАМИНЫ В КАЧЕСТВЕМОНОМЕРА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ВОДОРАСТВОРИМЪХАМФОЛ ИТНЫХ ПОЛ ИЭЛЕКТРОЛ ИТОВ(т) Изобретение относится к новым химическим соединениям - ароматическим этаноламинам общей формулы где К - Н, СНСН 2 ОН,которые являются мономерами для получения линейных водорастворимых ионообменных полимеров.Водорастворимые полимеры в настоящее время находят широкое применение в народном хозяйстве в качестве флокулянта, экстрагента, комплексона, коагулянта, стабилизатора и эмульгатора. Наличие ряда ценных свойств, таких как высокая концентрация активных функциональных групп, термостойкость, устойчивость к агрессивной среде, возможность целенаправленного действия их iа различные растворы технических дисперсий (в гидрометаллургии, текстильной, целлюлозно-бумажной промышленности, строительстве и т. д.), предопределило успех синтетических водорастворимых полимеров. Многообразие их свойств проявляется именно в водной среде, так как вода как растворитель при взаимодействии с функциональными группамимакромолекул создает иопизированную средус высокой диэлектрической проницаемостью.Многие из известных поликонденсационноспособных мономеров не обладают ионообменной способностью (фенол, анилин, 1 ч-этаноланилин) и неионизируются в воде 1 Ц,Наличие лишь 1 ч Н-, ОН-функциональныхгрупп не позволяет достигнуть ионного обме 10 на по катиону, поэтому 1 ч-этаноланилин нерастворяется в воде и на его основе получают нерастворимые в воде полимеры.Известные растворимые в воде мономеры(например, бензойная кислота) не способны15 к реакции поликонденсации и не образуютполимеры.Цель изобретения - синтез ароматическихэтаноламинов общей формулы (1), которыемогли бы быть использованы для получения20 водорастворимых амфолнтных полиэлектролитов,Совокупность СООН-, )И-, ОН-групп придает мономеру амфотерность и способность 25 к ионному обмену по катиону СОЕ. 6,024 и4 739 мг-экв/г и по аниону СОЕа 7 35 и 5,555 мг-экв/г. Это свойство полностью отсутствует у известных мономеров.Этаноламины получают алкилированием 30 ароматического аминосоединения с этилен608798 П р и м е р 2. В трехгорлую колбу, снабженную механической мешалкой и обратным холодильником, помещают 13,7 г (0,1 моль) оаминобензойной кислоты, 100 мл воды, 5,3 г 5 (0,05 моль) углекислого натрия и перемешивают до получения гомогенного раствора. Затем добавляют 16,2 г (0,02 моль) этиленхлоргидрина и порциями раствор 11 г (0,10 моль) углекислого натрия в 50 мл воды в течение 10 6 ч при 95 - 97 С. По окончании реакции содержимое колбы охлаждают до 20 - 25 С, переливают в фарфоровую чашку и подкисляют раствором соляной кислоты до рН 2.Через некоторое время выпадает бесцветный 15 игольчатый осадок, который перекристаллизовывают из 40 - 50 мл воды. Осадок отделяют, промывают водой и сушат в вакуум-эксикаторе. Получают К,И-диэтаноламинофенил-карбоновую кислоту, выход 90%, мол.20 вес 225, т. пл, 116 С, СОЕ 4,739 мг-экв/г,СОЕ, 5,555 мг-экв/г.Ик-спектры. Полосы поглощения, см - .3360 и 3625 (ОН), 1425 и 1410 (СН - И,Найдено, %. С 58,64; Н 6,60; О 28,50;25 Х 6,20.С 1 Нд 04 КВычислено, %. С 58,67; Н 6,67; О 28,44;И 6,22.Ха-, К-, ИН 4-соли полученных мономеров 30 хорошо растворяются в воде и проводятэлектрический ток. Характеристики водных растворов Иа-солей при 25 С приведены в таблице. Концентрация (Ж) водных растворов Ма-солей кислот Показатель,единица измерения И-этаноламинофенил-о-карбоновой 0,01 0,25 0,1 0,1 0,25 0,01 0,6 0,5 0,098 0,0046 0,007 0,038 0,046 3,80 0,173 0,16 0,69 0,32 Удельная электропроводность, Ом 1 см т 10.Коэффициент поверхностногонатяжения,див/смф 64,63 62,180 60,19 63,210 65,720 61,01 63,35 61,01 57,69 55,18- 0,31- 0,020- 0,128 - 0,044 0,37 0,0106- 1,49- 17,1 Вязкость, сП проявляет амфолитные свойства, водные ра створы полимера проводят электрическийток, тогда как полученный в аналогичных условиях полимер на основе известного моно- мера И-этаноланилина не растворяется в воде, не проводит электрического тока, не обла дает ионообменной способностью.Полученный полимер обладает новым полезным свойством - ионообменной способностью как по аниону, так и по катиону (амфолитностью): СОЕдля полимера 6,53 мг экв/г, СОЕдля полимера 5,9 мг-экв/г. хлоргидрином, где в качестве аминосоедипсния используют о-аминобензойную кислоту.П р и м е р 1. В трехгорлую колбу, снабженную механической мешалкой, делительной воронкой и холодильником, загружают 13,7 г (0,1 моль) о-аминобензойной кислоты, 100 мл воды, 5,3 г (0,05 моль) углекислого натрия и перемешивают до получения гомогенного раствора. Затем добавляют 8,1 г (0,1 моль) этиленхлоргидрина и по каплям раствор 6,0 г (0,053 моль) углекислого натрия в 100 мл воды в течение 2 ч при 95 - 97 С. По окончании реакции содержимое колбы охлаждают до комнатной температуры (20 - 25 С), переливают в фарфоровую чашку и подкисляют раствором соляной кислоты до рН 2, Через некоторое время выпадает бесцветный осадок в виде игл, которые перекристаллизовывают из большого количества воды, Осадок отделяют, промывают дистиллированной водой и сушат в вакуум-эксикаторе. Получают Ы-этаноламинофенил-о-кар боновую кислоту, выход 90 - 92/ мол. вес 181, т. пл. 110 С, СОЕК 6,024 мг-экв/г, СОЕ 7,35 мг-экв/г. ИК-спектры полосы поглощения, см - .3430 (Аг - КНК), 3660 (валентные колебания ОН групп), 1410 (СНя - И.Найдено, %: С 59,56; Н 6,00; О 26,55; Х 7,70.СэНО,Х.Вычислено, о/О. С 59,66; Н 6,08; О 26,55; М 7,74. Пример получения полимеров на основе предлагаемых мономеров.В трехгорлую колбу, снабженную механической мешалкой, холодильником, термометром, вводят 22,5 г (0,1 моль) мономера, 20 мл воды и 11 - 22 г 37%-ного водного раствора формалина, Смесь перемешивают и подкисляют соляной кислотой до рН 1, нагревают на водяной бане до 95 - 97 С и выдерживают 1,5 - 2,0 ч. Полученный продукт обрабатывают щелочью и промывают ацетоном, Полученный полимер хорошо растворяется в воде,М, И-диэтаноламинофенил-о-карбоновой608798 Формула изобретения Редактор В. Мирзаджанова Корректоры: Е, Хмелева и Т. Добровольская Заказ 818/9 Изд, Ь"з 451 Тираж 568 НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Подписное Типография, пр, Сапунова, 2 Ароматические этаноламины общеймулы 1 вСООН СНСИт 01 тЖ где й - Н, СНСНзОН, в качестве мономера для получения водо.фор- растворимых амфолптных полиэлектролитов. 5 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Препаративная органическая химия. М.,Госхимиздат, 1959, с. 402. Составитель Л. Иоффе Техред Л. Гладкова