Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
Патент на изобретение №2458045

(19)

RU

(11)

2458045

(13)

C2

(51) МПК C07C227/18 (2006.01)

C07C229/30 (2006.01)

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ Статус: по данным на 27.08.2012 - действует Пошлина: учтена за 3 год с 10.03.2012 по 09.03.2013

(21), (22) Заявка: 2010108879/04, 09.03.2010

(24) Дата начала отсчета срока действия патента:

09.03.2010

Приоритет(ы):

(22) Дата подачи заявки: 09.03.2010

(43) Дата публикации заявки: 20.09.2011

(45) Опубликовано: 10.08.2012

(56) Список документов, цитированных в отчете о

поиске: GB 1178371 А, 01.21.1970. US 3457302 А, 07.22.1969. Speziale, A.J.; Jaworski, E.G. «N-Substituted glycinate and alaninate esters» Journal of Organic Chemistry 1960, т.25, 728-321. Harris, Paul W.R. et al. "Synthesis of Cyclic Proline-Containing Peptides via Ring-Closing Metathesis." Organic Letters 2003, 5(11), 1847-1850. Ким Д.Г. и др. Введение в органическую химию. Учебное пособие. - Челябинск 2009, изд-во ЮУрГУ.

Адрес для переписки:

360004, КБР, г.Нальчик, ул. Чернышевского, 173, КБГУ, патентный отдел

(72) Автор(ы):

Бегиева Мадина Биляловна (RU),

Хараев Арсен Мухамедович (RU),

Малкандуев Юсуф Ахматович (RU),

Микитаев Абдуллах Казбулатович (RU),

Бажева Римма Чамаловна (RU),

Альмова Аннета Ахмедовна (RU)

(73) Патентообладатель(и):

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова"(КБГУ) (RU)

(54) N,N-ДИАЛЛИЛАМИНОЭТАНОВАЯ КИСЛОТА И СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ

(57) Реферат:

Изобретение относится к новому способу получения N,N-диаллиламиноэтановой кислоты, используемой для синтеза водорастворимых полиэлектролитов. Способ заключается в том, что реакцию ведут взаимодействием хлористого аллила с охлажденной до 0-5°С реакционной смесью из -аминоуксусной кислоты и гидроксида натрия в водно-спиртовом растворе в течение 15-30 мин, затем температуру реакции доводят до 60-75°С и выдерживают в течение 3-5 часов, после окончания реакции реакционную смесь постепенно вливают в сухой ацетон порциями, N,N-диаллиламиноэтановая кислота в виде хлопьев собирается на поверхности ацетона, при этом соли выпадают в осадок. 2 ил., 4 пр.

Изобретение относится к ионогенным мономерам и способу их получения, которые могут быть использованы для синтеза водорастворимых полиэлектролитов.

Известны мономерные системы производных диаллиламина и четвертичных аммониевых оснований диаллильной природы, полученные на основе хлористого аллила и производных диаллиламина [1-4], на основе которых были получены полиэлектролиты с невысокими значениями молекулярных масс.

В качестве наиболее близкого аналога принят патент США 3457302, из которого известен N,N-диаллилглицин (C 8 H 13 NO 2 ) и его способ получения, синтезированный взаимодействием хлоруксусной кислоты с диаллиламином.

Недостатками метода получения являются необходимость проведения реакции в атмосфере азота при 100°С в течение 16 часов, затем после добавления раствора щелочи фильтрат необходимо упаривать в вакууме.

Задачей изобретения является расширение ассортимента мономеров диаллильной природы, в молекулах которых содержатся как отрицательно заряженные, так и положительно заряженные функциональные группы, которые способны вступать в реакции радикальной полимеризации для получения новых полиэлектролитов с регулируемым кислотно-основным и гидрофильно-гидрофобным балансом, используемых в качестве флокулянтов, коагулянтов, структураторов почв, пролонгаторов лекарственных средств, и упрощение способа.

Поставленная задача решается получением нового мономера формулы

имеющего элементный состав (табл.1)

Таблица 1

Элементный состав N,N-диаллиламиноэтановой кислоты (ДАУ)

мономер

формула

Элементный анализ

Теоретический состав, %

Практический состав, %

С, %

Н, %

N, %

С, %

Н, %

N, %

ДАУ

C 8 H 13 NO 2

61.91

8.44

9.03

60.94

8.34

9.08

Структура синтезированного мономера - N,N-диаллиламиноэтановой кислоты подтверждена 13 С-ЯМР спектроскопией (фиг.1, табл.2).

Таблица 2

Данные 13 С-ЯМР спектроскопии в D 2 O

Образец

6 С или 6' C

3 C

4 C или 4' C

1 C

2 C

5 C или 5' C

7 C или 7' C

ДАУ

-

58.76

58.27

122.12

135.76

180.47

-

Аналитическим сигналом, служащим подтверждением реакции получения N,N-диаллиламиноэтановой кислоты, является присутствие на ИК-спектре интенсивности полосы поглощения, характерное для C=C-группы в области 1580-1660 см -1 , и присутствие интенсивности полосы поглощения в области 3485-3500 см -1 , характерное для деформационных колебаний N + HR 3 -группы (фиг.2).

Сущность способа заключается в том, что в водно-спиртовом растворе -аминоуксусную кислоту превращают в натриевую соль воздействием раствора щелочи, затем при температуре 0-5°С прикалывают хлористый аллил в течение 15-30 мин, температуру синтеза доводят до 60-75°С и синтез проводят при данной температуре в течение 3-5 часов, что приводит к получению N,N-диаллиламиноэтановой кислоты (ДАУ). После окончания реакции реакционную смесь постепенно вливают в сухой ацетон порциями. N,N-диаллиламиноэтановая кислота в виде хлопьев собирается на поверхности ацетона, при этом соли выпадают в осадок. Хлопья отсасывают на воронке Бюхнера, тщательно промывают сухим ацетоном, затем в эксикаторе сушат над оксидом фосфора (V) до постоянного веса.

Пример 1. В четырехгорлую колбу, снабженную мешалкой, термометром, капельной воронкой и обратным холодильником с насадкой для использования сухого льда в ацетоне, вносят 7.5 г (1 моль) -аминоуксусной кислоты, растворяют в 45 мл воды и добавляют 45 мл изопропилового спирта, затем прикалывают 8 мл 50%-ного раствора гидроксида натрия. Реакционную смесь охлаждают до 0°С, для отвода избыточного тепла используют водяную баню со льдом. Затем прикапывают медленно 16.32 мл (2 моль) хлористого аллила в течение 15 мин. После добавления 16 мл 50%-ного раствора гидроксида натрия реакционную массу медленно подогревают до 60°С, выдерживают в течение 3 часов. После окончания реакции реакционную смесь постепенно вливают в сухой ацетон порциями. N,N-диаллиламиноэтановую кислоту в виде хлопьев собирают на поверхности ацетона, при этом соли выпадают в осадок. Хлопья отсасывают на воронке Бюхнера, тщательно промывают сухим ацетоном, затем в эксикаторе сушат над оксидом фосфора (V) до постоянного веса. N,N-диаллиламиноэтановая кислота - мономер светло-желтого цвета. Мономер плавится с разложением при 282±2°С. (Т пл -аминоуксусной кислоты 262°С с разложением). Выход мономера 65%.

Пример 2. В четырехгорлую колбу, снабженную мешалкой, термометром, капельной воронкой и обратным холодильником с насадкой для использования сухого льда в ацетоне, вносят 7.5 г (1 моль) -аминоуксусной кислоты, растворяют в 45 мл воды и добавляют 45 мл изопропилового спирта, затем прикалывают 8 мл 50%-ного раствора гидроксида натрия. Реакционную смесь охлаждают до 5°С, для отвода избыточного тепла используют водяную баню со льдом. Затем прикалывают медленно 16.32 мл (2 моль) хлористого аллила в течение 15 мин. После добавления 16 мл 50%-ного раствора гидроксида натрия реакционную массу медленно подогревают до 60°С, выдерживают в течение 3 часов. После окончания реакции реакционную смесь постепенно вливают в сухой ацетон порциями. N,N-диаллиламиноэтановую кислоту в виде хлопьев собирают на поверхности ацетона, при этом соли выпадают в осадок. Хлопья отсасывают на воронке Бюхнера, тщательно промывают сухим ацетоном, затем в эксикаторе сушат над оксидом фосфора (V) до постоянного веса. N,N-диаллиламиноэтановая кислота - мономер светло-желтого цвета. Мономер плавится с разложением при 282±2°С. (Т пл -аминоуксусной кислоты 262°С с разложением). Выход мономера 55%.

Пример 3. В четырехгорлую колбу, снабженную мешалкой, термометром, капельной воронкой и обратным холодильником с насадкой для использования сухого льда в ацетоне, вносят 7.5 г (1 моль) -аминоуксусной кислоты, растворяют в 45 мл воды и добавляют 45 мл изопропилового спирта, затем прикалывают 8 мл 50%-ного раствора гидроксида натрия. Реакционную смесь охлаждают до 5°С, для отвода избыточного тепла используют водяную баню со льдом. Затем прикалывают медленно 16.32 мл (2 моль) хлористого аллила в течение 30 мин. После добавления 16 мл 50%-ного раствора гидроксида натрия реакционную массу медленно подогревают до 75°С, выдерживают в течение 5 часов. После окончания реакции реакционную смесь постепенно вливают в сухой ацетон. N,N-диаллиламиноэтановую кислоту в виде хлопьев собирают на поверхности ацетона, при этом соли выпадают в осадок. Хлопья отсасывают на воронке Бюхнера, тщательно промывают сухим ацетоном, затем в эксикаторе сушат над оксидом фосфора (V) до постоянного веса. N,N-диаллиламиноэтановая кислота - мономер светло-желтого цвета. Мономер плавится с разложением при 282±2°С. (Т пл -аминоуксусной кислоты 262°С с разложением). Выход мономера 65%.

Пример 4. В четырехгорлую колбу, снабженную мешалкой, термометром, капельной воронкой и обратным холодильником с насадкой для использования сухого льда в ацетоне, вносят 7.5 г (1 моль) -аминоуксусной кислоты, растворяют в 45 мл воды и добавляют 45 мл изопропилового спирта, затем прикалывают 8 мл 50%-ного раствора гидроксида натрия. Реакционную смесь охлаждают до 0°С, для отвода избыточного тепла используют водяную баню со льдом. Затем прикалывают медленно 16.32 мл (2 моль) хлористого аллила в течение 30 мин. После добавления 16 мл 50%-ного раствора гидроксида натрия реакционную массу медленно подогревают до 75°С и выдерживают в течение 5 часов. После окончания реакции реакционную смесь постепенно вливают в сухой ацетон порциями. N,N-диаллиламиноэтановую кислоту в виде хлопьев собирают на поверхности ацетона, при этом соли выпадают в осадок. Хлопья отсасывают на воронке Бюхнера, тщательно промывают сухим ацетоном, затем в эксикаторе сушат над оксидом фосфора (V) до постоянного веса. N,N-диаллиламиноэтановая кислота - мономер светло-желтого цвета. Мономер плавится с разложением при 282±2°С. (Т пл -аминоуксусной кислоты 262°С с разложением). Выход мономера 75%.

Технический результат изобретения заключается в расширении ассортимента мономеров диаллильной природы. Предлагаемый мономер обладает высокой активностью в реакциях радикальной полимеризации, в молекулах которых содержатся как отрицательно заряженные, так и положительно заряженные функциональные группы, для получения новых полиэлектролитов с регулируемым кислотно-основным и гидрофильно-гидрофобным балансом, используемых в качестве флокулянтов, коагулянтов, структураторов почв, пролонгаторов лекарственных средств и упрощения способа достигается за счет снижения температуры реакции и уменьшения времени синтеза.

Литература

1. Мацоян С.Г., Погосян Г.М., Джагамян А.О., Мушегян А.А. Исследование в области циклической полимеризации и сополимеризации. 13. Изучение циклической полимеризации N-замещенных диаллиламинов. // Высокомолекул. соединения. 1963. Т.5. 6. С.854-860.

2. Hoover M.F. Cationic Quarternery Polyelectrolytes-A Literature Review. // J. Macromol. Sci.-Chem., 1970. A4 (6). P 1293-1300.

3. Lancaster L.E., Bassei L., Panzer H.P. The Structure of Poly (Diallyl dimethylammonium) Chloride by 13 C-NMR spectroscopy. // J. Polym. Sci. 1976. V.14. P.549-554.

4. Johns S.R., Willing R.L., Middleton S., Ong A.K. Cyclopolymerization. VII. The 13 C-NMR Spectra of Cyclopolymers obtained from N,N-Diallylamines. // J. Macromol. Sci. - Chem., A, 1976. V.10. 5. P.875-891.

5. Патент США 3457302 «Способ получения третичных аминокислот», РЖХ, 13Н355 П., 1970.

Формула изобретения

Способ получения N,N-диаллиламиноэтановой кислоты, заключающийся в том, что реакцию ведут взаимодействием хлористого аллила с охлажденной до 0-5°С реакционной смесью из -аминоуксусной кислоты и гидроксида натрия в водно-спиртовом растворе в течение 15-30 мин, затем температуру реакции доводят до 60-75°С и выдерживают в течение 3-5 ч, после окончания реакции реакционную смесь постепенно вливают в сухой ацетон порциями, N,N-диаллиламиноэтановая кислота в виде хлопьев собирается на поверхности ацетона, при этом соли выпадают в осадок.

РИСУНКИ