Поли-лактат N,N-диаллилакриламид
POLY-LACTATE OF N,N-DIALLYLACRYLAMIDE

Изобретение относится к ионогенным водорастворимым полиэлектролитам диаллильной природы.
Известны полимерные системы производных диаллиламина и четвертичных аммониевых оснований диаллильной природы, полученные на основе хлористого аллила и производных диаллиламина [1-3], на основе которых были получены полиэлектролиты с невысокими значениями молекулярных масс.
2
0
В качестве наиболее близкого аналога приняты полимеры на основе замещенных диаллиламинов [4], способные полимеризоваться лишь те замещенные диаллиламины, у которых электронно-акцепторные группы (СО, CN, SO) заместителей непосредственно связаны с атомом азота. При удалении этих групп от атома азота на один или два углеродных атома N– замещенные диаллиламины не полимеризуются. Недостатком, являются длительность проведения реакции в атмосфере азота при 80- 130 С в течение 16 часов, а также их низкие значения молекулярных масс.
Задачей изобретения является получение полиэлектролита диаллильной природы с высокой молекулярной массой, обладающего высокими комплексообразующими свойствами.
Поставленная задача решается получением нового полимера реакцией радикальной полимеризации лактат N,N-диаллилакриламида (ПЛДАА).
формулы:
где n= 93 - 112 ,имеющий элементный состав (табл.1)
Элементный состав поли-лактат N,N-диаллилакриламида (ПЛДАА).
Таблица 1
полимер
формула
Элементный анализ
Теоретический состав,%
Практический состав,%
С,%
Н,%
N,%
С,%
Н,%
N,%
ПЛДАА
C<sub>12</sub>H<sub>19</sub>NO<sub>3</sub>
64.00
8.44
6.22
64.96
9.09
7.26
-1
-1
-1
-1
-1
2
3
Структура синтезированного полимера – поли-лактат N,N-диаллилакриламида  подтверждена ИК-спектроскопией (фиг.) ИК-спектры регистрировались на спектофотометре Spekord M-82 в области 4000−400 см. Тонко измельченный образец полимера смешивали с порошком KBr  и прессовали под большим давлением в прозрачные тонкие диски. Толщина прессуемого диска 1 мм, диаметр 12 мм, пропускание 95%. Волновые числа полос поглощения в ИК-спектре ПЛДАА в твердом состоянии  соответствует валентным колебаниям алифатических С-Н групп в области 2923−2853 см; полоса поглощения С=О амидных групп проявляется в виде интенсивных максимумов поглощения при 1662 см; полоса поглощения группы –СН=СН  смещается и фиксируется в области 1554 см; присутствует интенсивная полоса поглощения в области 1444− 1403 см   характерная для деформационных колебаний −NR , что согласуется с литературными данными [5].
0
Способ получения заключается в том, что в водном растворе проводят реакцию радикальной полимеризации лактат N,N-диаллилакриламида (ЛДАА) (Mr=139) в присутствии радикального инициатора персульфат аммония (ПСА) при температуре 60-80 С и синтез проводят при данной температуре в течение 5-8 часов, что приводит к получению поли- лактат N,N-диаллилакриламида (ПЛДАА). После окончания реакции реакционную смесь постепенно вливают в сухой ацетон порциями, отфильтровывают на воронке Бюхнера, тщательно промывают сухим ацетоном, затем в эксикаторе сушат над оксидом фосфора (V) до постоянного веса.
-3
0
0
прив.
Пример 1. В одногорлую колбу снабженную мешалкой, термометром, обратным холодильником помещают 2.25г (0.1моль) ЛДАА, 10 мл бидистиллированной воды и 5.0×10 моль/л (0.00114 г)  персульфата аммония (ПСА).  Реакционную смесь нагревали при температуре  80С в течение 8 часов. После окончания реакции реакционную смесь  постепенно  вливают в сухой ацетон порциями, отфильтровывают на воронке Бюхнера, тщательно промывают сухим ацетоном, затем в эксикаторе сушат над  оксидом фосфора (V) до постоянного веса. Поли-лактат N,N-ДАА - полимер бежевого цвета с разложением при 406.6  2С. Выход полимера 65%, η=0.32 дл/г (0.5 N растворе NaCl), что соответствует молекулярной массе (ММ)  равное 23900.
-2
0
0
прив.
Пример 2. В одногорлую колбу снабженную мешалкой, термометром, обратным холодильником  помещают 4.5 г (0.2 моль) лактат N,N- ДАА, 30 мл бидистиллированной воды и 1.0×10 моль/л (0.00228 г)  персульфата аммония (ПСА). Реакционную смесь нагревали при температуре  60С в течение 5 часов. После окончания реакции реакционную смесь  постепенно  вливают в сухой ацетон порциями. ПЛДАА отфильтровывают на воронке Бюхнера, тщательно промывают сухим ацетоном, затем в эксикаторе сушат над  оксидом фосфора (V) до постоянного веса. Поли- лактат N,N-ДАА - полимер бежевого цвета с разложением при 406.6  2С. Выход полимера 75%, η=0.38 дл/г
(0.5 N растворе NaCl), что соответствует молекулярной массе ММ≈24873.
-3
0
0
прив.
Пример 3. В одногорлую колбу снабженную мешалкой, термометром, обратным холодильником помещают 4.5г (0.2 моль) ЛДАА, 30 мл бидистиллированной воды и 5.0×10 моль/л(0.00228 г)   персульфата аммония (ПСА). Реакционную смесь нагревали при температуре  80С в течение 5 часов. После окончания реакции реакционную смесь  постепенно  вливают в сухой ацетон порциями. ПЛДАА отфильтровывают на воронке Бюхнера, тщательно промывают сухим ацетоном, затем в эксикаторе сушат над  оксидом фосфора (V) до постоянного веса. Поли-лактат N,N-ДАА - полимер бежевого цвета с разложением при 406.6  2С. Выход полимера 85%, η=0.45 дл/г
(0.5 N растворе NaCl), ММ≈25568.
прив
+3
+2
+2
0
Комплексообразующие свойства поли-лактат N,N-диаллилакриламида (ПЛДАА) [η.=0.35 дл/г] были исследованы фотоколометрическим способом на катионы (Fe), меди (Сu), кобальта (Со). Значения концетрации ионов металлов в образующихся комплексах при добавлении 0,1% -водного раствора гомополимера ПЛДАА в растворы солей металлов, при рН= 5,5, t=25C, а также рабочие значения λ приведены в таблице 2.
Значение концентрации  ионов металлов  в комплексе
Таблица 2
Катион металла, Ме<sup>n+</sup>
λ,нм
Концентрация ионов металлов в комплексе, мг-ион/л
Fe<sup>+3</sup>
625
3,68x10<sup>-5</sup>
Сu<sup>+2</sup>
625
4,15x10<sup>-5</sup>
Со<sup>+2</sup>
490
2,28x10<sup>-5</sup>
Технический результат изобретения заключается в получении полиэлектролитов с высокой молекулярной массой и в расширении ассортимента  полимеров диаллильной природы. Предлагаемый  полиэлектролит обладает высокими комплексообразующими свойствами, с регулируемым кислотно-основным и гидрофильно-гидрофобным балансом, который может быть использован в качестве флокулянтов, коагулянтов, структураторов почв, пролонгаторов лекарственных средств.
Фиг. ИК-спектр  поли-лактат N,N –диаллилакриламида