SU1122644A1 - @ -( @ -Оксиэтил)-глюкамин в качестве исходного продукта дл синтеза борселективного сорбента - Google Patents

Abstract

М-(р)-Оксиэткл)-глюкамин формулы (ОН)4-СН2-Ш-СН2-СН2-ОН в качестве исходного продукта дл  синтеза борселективного сорбента.

Description

1

Изобретение относитс  к новому, не описанному в литературе соединению N-(p-oкcиэтил)-глюкaминy формулы

CH20H- CH(OH)4-CH,2-NH-CH -CH2-O

которое может быть использовано в качестве исходного продукта дл  получени  борселективного сорбента, который, в свою очередь, находит применение в процессах очистки природной и технической воды от соединений бора.

Известно использование 4 -метилглюкамина в качестве исходного продукта дл  синтеза сорбента 15.

Однако сорбент,полученный на его основе, имеет пониженную емкость по бору.

Целью изобретени   вл етс  изыскание нового исходного продукта дл  получени  сорбента с улучшенной сорбционной емкостью по бору.

Поставленна  цель достигаетс  новым соединением N-(|J-oкcиэтил)глюкaминoм .

М -(р)-оксиэтил)-глюкамин получают известным методом С 23 в две последовательные стадии.

На первой стадии провод т конденсацию глюкозы с моноэтаноламином в водной среде. Реакцию осуществл ют при комнатной температуре и атмосферном давлении в течение 1-1,5 ч при посто нном перемешивании . Полученный таким образом конденсат, содержащий водный раствор N - (|1 -оксизтил) -глюкамина, на второй стадии гидрируют во вторичный амин при 70-80°С и давлении 5,0-10,0 МПа в присутствии скелетного никел . Обе стадии процесса осуществл ют периодически в стекл нном и стальном реакторе. Продукт реакции Ы-(р-оксиэтил)-глюкамин получают после отгонки воды, прекристаллизации из насыщенного сптового раствора и сушки чистотой до 94,3%.

Полученный М-(/1-оксиэтил)-глюкамин представл ет собой рыхлые кристаллы желтоватого цвета и имеет следующие характеристики: мол.м 225; температура плавлени  89 91С суммарное содержание азота 6,08%; вторичного и третичного азота соответственно 5,92 и 0,16%; содержани основного вещества 94,3%.

26442

Новое соединение К1-(/1-оксиэтил)глюкамин может найти применение в качестве исходного продукта дл  синтеза нового борселективного сорбента. Синтез заключаетс  в аминировании NT (1-оксиэтил) -глюкамином хлорметилированного сополимера стирола с дивинилбензолом .

Пример 1. В стекл нный реQ актор емкостью 3 л, снабженный обратным холодильником, воронкой и мешалкой, загружают водный раствор моноэтаноламина (450 г моноэтаноламина в 1050 г воды). При перемешиg вании через воронку присыпают 1327 г глюкозы. После добавлени  всей порции глюкозы перемешивание продолжают в течение 1,5 ч.

Полученный водный раствор М-(роксизтил )-глюкамина в количестве

2827 г направл ют на гидрирование в реактор периодического действи , с электромагнитным приводом. Сюда же перенос т выщелоченный скелетный

5 никелевый катализатор в количестве 4% от массы гидрируемого соединени .

Скелетный никелевый катализатор готов т выщелачиванием сплава (ТУ 485-76-73 ) марки Н 45А-55, содержащего 45% никел  и 55% алюмини . В трехгорлую колбу, снабженную обратным холодильником, мешалкой и воронкой, заливают 2,5 л 20%-ного водного раствора едкого натра и присыпают в течение t ч 1000 г сплава, активацию

5 провод т до выщелачивани  20% алюмини , которое контролируетс  по количеству вьщел ющегос  водорода с помощью газовых часов.

Реакцию гидрировани  провод т в

интенсивном гидродинамическом режиме при 75°С и давлении 10,0 МПа до полного поглощени  водорода. При этих услови х реакции конечный продукт образуетс  в количестве 1257,9 г

5 с выходом 87,5%, 179,7 г (12,5%) полиаминосрединени , Катализат подвергают вакуумной дистилл ции с целью отгонки воды, твердьй кубовый остаток перекристаллизовывают из на-сыщенного спиртового раствора, отфильтровывают и сушат в вакуум-эксикаторе при 50°С. Получают светлые рыхлые кристаллы в количестве 1150,1 г содержащие 94,5% основного вещестза М-(|3-оксиэтил)-глюкамина и 5,5% третичного амина.

П р и м е р 2, Конденсацию глюкозы с водным раствором моноэтанол3

амина провод т в услови х по примеру 1. Полученный водный раствор 4-(р1-оксиэтил-глюкамина в количестве 2827 г гидрируют в автоклаве в присутствии скелетного никелевого катализатора при 80°С и давлении водорода 5,0 МПа до полного поглощени  водорода. Гидрогенизат содержит вторичного амина 1178,8 г (82%), 258,8 г (18%) полиаминосоединени . Катализат после отгонки воды и перекристаллизации из насьщенного спиртового раствора сушат в вакуумэксикаторе при . Получают светлые рыхлые кристаллы в колш естве 1006,3 г, содержащие 89,9% основного вещества и 10,1% третичных аминов .

Примерз. Юг хлорметилированного сополимера стирола с 10% дивинилбензола, -полученного в присутствии 100 об.%H-декана, выдерживают в течение 1 ч в АО мл диметилформамида (ДМФА) дл  набухани . К полученной смеси добавл ют 30 г М-(р -оксиэтил)-глюкамина, растворенного в 50 мл ДМФА. Реакцию аминировани  провод т 10 ч при 90°С, Готовый анионит отфильтровывают, отмьшают водой и анализируют. Содержание азота 4,69%. Сорбционна  емкость при извлечении бора из растворов с концентрацией бора Cg 100 мг/л 32 мг/г, из растворов с Cg 10 мг/л -10,5 мг/г.

Пример А. Юг хлорметилированного сополимера стирола с 12% дивинилбензола, полученного в присутствии 80 об.% бензина БН-1,выдерживают в течение 1 ч в 30 мл диметилсульфоксида (ДМСО) дл  набухани . К полученной смеси добавл ют 30 т М-(р)-оксиэтил)-глюкамина, растворенного в 40 мл ДМСО. Реакцию аминировани  провод т 10 ч при 90°С. Готовый анионит отфильтровывают , отмывают водой и анализируют Содержание азота 4,54%. Сорбционна  емкость при извлечении бора из растворов с концентрацией бора С 100 мг/л 35 мг/г, из растворов с Си 10 мг/л 8,7 мг/г.

П р и м е р 5 (дл  сравнени ). Провод т синтез сорбента с использованием известного продукта f -метилглюкамина (на основе сополимера примера 3). 10 г хлорметилированного сополимера стирола с 10% дивинилбензола , полученного в присут226444

ствин 100 об.% н-декана, выдерживают дл  набухани  в 30 мл диметилформамида в течение 1 ч. К полученной смеси добавл ют 30 г N-метилглюк амин а.

Реакцию аминировани  провод т 15 ч при 90С. Готовый сорбент отфильтровывают , отмывают водой и анализируют . Содержание азота 4,42%. JQ Сорбционна  емкость при извлечении бора из растворов с концентрацией бора С 100 мг/л 25 мг/г, из растворов с С 10 мг/л 8,0 мг/г.

Таким образом испытани  показа г ли, что сорбент, полученный на основе Н-(р,-оксиэтил)-глюкамина, имеет повышенную емкость по бору..Определение сорбционной емкости по бору провод т в соответствии с ТУ 6-05- 211-1221-81. Методика основана на комплексообразовании бора с маннитом .

Методика определени  концентрации борной кислоты.

25 100 мл раствора борной кислоты титруют 0,1 н. раствором сол ной кислоты в присутствии метилового красного до изменени  окраски индикатора , затем добавл ют еще 0,5мл. Колбу кип т т 10 мин с обратным холодильником. Затем избыток сол ной кислоты нейтрализуют 0,02 н. NaOH до по влени  желтой окраски. Затем добавл ют 4 капли раствора фенолового красного и продолжают нейтрализацию до красной окраски. Внос т в колбу 1 г маннита и пере мешивают. Если окраска измениласБ, производ т тит1)ование раствором NaOH до красной окраски, Затем снова добавл ют 1 г маннита и провод т титрование . Добавки новых порций маннита и титрование продолжают до тех пор, пока раствор перестанет мен ть окраску

а -Т -ЮОО

s V

где а - суммарное количество 0,02 н,

раствора NaOH, мл; Т - титр 0,02 н.раствора NaOH,

мгВ/мл; V - объем воды, вз тый на опре-

деление.

Проведение испытани  анионита в динамических услови х.

Анионит загружают в колонку, заполненную дистиллированной водой и соединенную с напорной емкостью.

содержащей раствор бор ой кислоты концентрации 10 мг В/л. Раствор пропускают сверху вниз с удельной нагрузкой 5 мл/мл.г. В фильтрате, который собирают порци ми по 250 мл определ ют содержание бора по описанной методике. Суммиру  количество порций, в которых бор не обнаруживаетс , определ ют объем фильтрата до проскока VP.

Динамическую сорбционную емкость до проскока, мг/мл, анионита определ ют по формуле

npF - - °DCE -,

«н

где С - концентраци  раствора

борной кислоты в пересчете на бор, мг/л;

-объем пропущенного через анионит раствора борной кислоты, л;

V,

-объем анионита.

аи

чп

Проведение испытани  анионита в статических услови х.

1 г анионита в колбе заливают 100 мл раствора борной кислоты и выдерживают 24 ч. Затем отдел ют раствор и определ ют в нем концентрацию бора. По разности исходной и конечной концентрацией определ ют количество извлеченного бора и соответственно сорбционную емкость аиионита в мг-зкв/г.

Как видно из примеров 3-5, сорбент , полученный на основе -(ргскс этил )-глюкамина, имеет повышенную емкость по бору.