Способ получения хелатообразующихионитов

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик) 2801690 07 с присо йо аяв нение Госу С 08 арствениый к СССР елам изобрете и открытий,81 Бюллетень Йо 2 описания 30. 05.81 Опубликова Дата опубли о 30 ан 2) Авторыизобретен. А, Х(убЕ. Ерг ов, Т.Я,ин, Б.А,мирнова, К ухитдинова ЕргазиевБ А Уте ской СС.Ят,аяви итут химических наук АН Каз(54) СПО ЛУЧЕНИЯ ХЕЛАТООБРАЗУЮЩИХ ИОНИТОВ рассчитанная из приведенной формулы,составляет 0,82-1,50 мг экв/г, вслучае использования сополимера онаеще ниже, так как возрастает массанеактивной полимерной матрицы. Термическая устойчивость ионитов не превышает 80-100 С.Известен способ получения комплексообразующих полимеров, содержащихоксихинолиновую группу, сополимеризацией стирола и дивинилбензола с5-аллилоксиметил-хинолинолом вприсутствии перекиси бензоила, Сополимер образуется лишь в присутствиибольшого количества стирола и дивинилбенэола. Оптимальными условиямидля синтеза ионита является соотношение 5-аллилоксиметил-хинолинол:,стирол:дивинилбензол 1;1:12 мол,Ф при 80 оС ение относится к синоримых ионообменныхсодержащих комплексоихинолиновую группу,для извлечения и раодных и драгоце Изоортезу рас бразу ис- деле- ных ющую 0-окс пользуемыхния ионов перех металлов.Известен спо 11) гомополимер формулы об получения ионитовзацией соединений 31 азветвленный 20 г СООРили роалкил,ведут в присутствииора при 80-110 Синициатора прие 3-4 ч. Выход поет 50. Используютацию этих мономеакрилонитрилом ии соединениями.ость по ионам меди,Недостатками указанного метода являются сложные способы получения исходного мономера, включающие несколько стадий: хлорметилирование 8-оксихинолина и последующую конденсацию хлоргидрата 5-хлорметил- -оксихинолина с аллиловым эфиром в присутствии бикарбоната натрия с выходом 65%. де Х = О, НН;К = Н, СООНй ,кН, СНйз - линейныйлкил Се, циклПолимеризациюонного катализатли радикального0-116 оС в течениимера не превышаанже сополимериэов со стиролом,ругими винильнымеоретическая емк834003 Продукты сополимеризации обладают низкой сорбционной способностью (СОЕ по Сц+, при рН 7 - 0,15; СОЕ по Сц +, при рН 100;4), обусловленной большой массой неактивной полимерной матрицы. Кроме того,сополимеры стирола с диенами устойчивы только до 100-120 С.Цель изобретения - получение термически устойчивого ионита, упрощение технологии получения, увеличение сорбционной емкости.Поставленная цель достигается тем, что синтез хелатообразующего ионита осуществляется нагреванием смеси и-родананилина и хлоргидрата 5-хлорметил-оксихинолина в при сутствии катализатора - этилцинкацетанилида при 180-220 С в течение 0,5- 1 ч.В результате одновременного протекания двух процессов - полимериза ции с раскрытием -СЕЯ-связей и конденсации аминогруппы и-родананилина и хлорметильной группы хлоргидрата 5-хлорметил-оксихинолина с выделением НС происходит образование хе- д 5 латообразующего ионита. Реакция проо текает в одну стадию при 180-220 С в течение 0,5-1 ч при мольном соотношении и-родананилин:хлоргидрат:5-хлор- метил-оксихинолин 1:1, концентрации катализатора 0,1-10 мол.В.Образование хелатообразующего ионита происходит по схеме 0,15 7 4,732 10 4 10 Как видно из таблицы,СОЕ ионитов,полученных предлагаемым способом,на порядок выше и близка к теоретической, что позволяет в значительнойстепени интенсифицировать процессысорбции и разделения ионов переход ных металлов и концентрирования микрограммовых количеств драгоценныхметаллов.П р и м е р 1. В реакционный сосуд загружают смесь из 1 г(0,006 моль) хлоргидрата 5-хлорметил-оксихинолина (соотношение1:1 моль), 0,1504 г этилцинкацетанилида (10 мол.%), продувают аргоном 5и нагревают при 180 в течение1 ч. По окончании процесса полимерэкстрагируют спиртом с целью удаления непрореагировавших мономерови сушатПолученный продукт представляет собой порошок коричневого О цвета, растворимый в ДМФА, ДМСОи др. Выход полимера 1,89 г (75),Температура начала разложенияполимера на воздухе 360 С. ИК-спектрпоказывает поглощение при 1640 см ", 5 соответствующее -С=И-сопрякенным О в Данные элементного и химического анализов, ИК-спектроскопии и способ ности сорбировать ионы металлов из водных растворов подтверждают эту структуру. В ИК-сПектрах полимера имеются полосы поглощения -С=И-сопряженных связей (1640 см ), нафталинового цикла (1380 см ). Интен сивая полоса поглощения в области 790 смхарактерна для неплоскостн деформационных колебаний СН-групп в нафталиновом цикле, содержащем три расположенных по соседству незамещенных атома водорода.Наличие -С=К-сопряженных связей полимере обеспечивает высокую термическую и термоокислительную усто чивость (температура начала размяг чения 240 ОС, а начала разложения н воздухе 360 С). Полученный ионит растворяется в полярных органических растворителях - диметилформамиде (ДМФА), диметилсульфоксиде (ДМСО) н лр, Использование в .качестве мономера п-родананилина, получаемого из анилина и роданистого йа в одну стадию с выходом 97, в значительной степени повышает эффективность процесса синтеза ионита.Статическая обменная емкость (СОЕ) комплексообразующего ионита на основе и-родананилина и хлоргидрата 5-хлорметил-оксихинолина (А) по ионам меди, никеля и магния по сравнению с известным сополимером стирола и дивинилбензола с 5-аллилоксиметилхинолином (Б) представлена в таблице.ВЗ 4 ООЗ Формула изобретения Составитель Г. РусскихТехред А.Савка Корректор М. Ш.роши Редактор Т. Мермелштайн Тираж 530 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, М(-35, Раушская наб., д. 4/5Заказ 3998/41 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4 связям, а также полосы поглощения,характерные для нафталинового цикла.Элементный анализ полимера следующий.Найдено,%; С -52,7, Н - 4,18;Н -11,9; 5-9,4,Вычислено,; С,3; Н,07,й - 12, 21; 59, 3.СОЕ по ионам Со 4,7 мг экв/г,рН 10.П р и м е р 2. В реакционныйсбсуд загружают смесь из 0,652 г(0,004 моль) хлоргидрата 5-хлорметилоксихинолина и 0,098 г (10 мол,)этилцинкацетанилида. Реакцию проводят аналогично примеру 1 при 200 Св течение 0,5 ч. Выход полимера1,35 г (82). СОЕ по ионам Сц+3,62 мг, экв/г, рН 3,9.П р и м е р 3. В реакционныйсосуд загружают смесь из 0,85 г(10 мол.) этилцинкацетанилида.Реакцию проводят аналогично примеру 1 при 220 С в течение 1 ч.Выход полимера 1,01 г (94) . СОЕпо ионам Сиф 2,3 мг экв/г,рН 3,8.П р и м е р 4. В реакционныйсосуд загружают смесь из 1 г.(0,006 моль) хлоргидрата 5-хлорметил-оксихинолина и 0,015 г (1 мол.)этилцинкацетанилида. Реакцию провоОдят аналогично примеру 1 при 220 Св течение 1 ч. Выход полиглера 1,6 г(63,4). СОЕ по ионам Си+3,27 мг экв/г, рН 10.Хелатообразующие иониты, полученные предлагаемым способом, отличаются от известных повышенной термической устойчивостью, обеспечивающейвоэможность работы при высоких температурах. Доступность и дешевизнаисходного мономера и-родананилинапозволяет снизить стоимость конечного продукта. Упрощается технология процесса эа счет того, что в однустадию протекает реакция полимеризации по -СБМ-связи и реакция конденсациимежду аминогруппой и-родинанилина и хлорметильной группой 5 хлоргидрата 5-хлорметил-оксихинолина и отпадает необходимость в проведении таких трудоемких и сложныхопераций, как хлорметилирование 8-оксихинолина и конденсация хлор-. о гидрата 5-хлорметил-оксихинолинас аллиловым эфиром. Повышаетсяв значительной степени сорбционнаяспособность, обусловленная уменьшением массы неактивной полимернойматрицы. Такие иониты используются 5 для концентрирования микрограммовых количеств ионов драгоценггых металлов, в металлургическйх процессахразделения близких по свойствам элементов и т.д. Способ получения хелатообраэующих 25 ионитов взаимодействием соединения,содержащего оксихинолиновую группу,о т л и ч а ю щ и й с я тем,что,с целью получения термически устойчивого ионита, упрощения технологииего получения, увеличения сорбционнойемкости, взаимодействию подвергают5-хлорметил-оксихинолин с и-родананилином в присутствии этилцинкап,.:танилида при 180-220 С в течениеоО, -д1 сточники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Заявка ФРГ Р 2407307,кл. С 08 Г 20/34, опублик. 1975.40 2. Орлова Н.Н. и Толмачев В.Н.Исследование комплексообразующихполимеров, содержащих оксихинолятнуюгруппировку, - Вестник Харьковскогоуниверситета. Сер. химическая, 1970,вып. 1, У 46, с. 90-93 (прототип).