СПОСОБЫ СИНТЕЗА ПОЛИ-1,4-ЭТИЛЕНПИПЕРАЗИНА, СОПОЛИМЕРА N-ОКСИДА 1,4-ЭТИЛЕНПИПЕРАЗИНА И (N-КАРБОКСИМЕТИЛ)-1,4-ЭТИЛЕНПИПЕРАЗИНИЙ БРОМИДА И ИХ ПРОИЗВОДНЫХ, ПРОДУКТЫ, ПОЛУЧЕННЫЕ УКАЗАННЫМИ СПОСОБАМИ, И РЕАКТОР СИНТЕЗА

1. Pеактор для полимеризации конической формы, включающий цилиндр (1), снабженный загрузочным фланцем с пазами для установки прокладки, прокладку (2), верхнюю крышку реактора (3), резьбу (4), штуцер для подключения реактора к линии вакуума (5), причём в качестве материала для реактора используют титан и химически-инертные сплавы, применяющиеся в химической промышленности.
-8
2. Способ получения поли-1,4-этиленпиперазина (ПЭП), предусматривающий смешивание мономера ТЭДА с катионным катализатором, загрузку полученной реакционной смеси в  реактор синтеза и  деаэрацию реакционной смеси при комнатной температуре и вакууме 1⋅10 мбар в течение 30-60 минут, выдержку реакционной смеси при температуре от 215 до 295°С на 3-22 часа с последующим измельчением полученных стержней поли-1,4-этиленпиперазина до однородной микронизированной субстанции с размером частиц менее 300 мкм.
3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что измельчение полученных стержней поли-1,4-этиленпиперазина до однородной микронизированной субстанции с размером частиц менее 300 мкм осуществляют путём охлаждения стержней ПЭП в жидком азоте с последующим погружением в очищенную воду с температурой 90-100°С, затем измельченный микронизированный (ПЭП) центрифугируют и высушивают.
4. Способ по п. 3, отличающийся тем, что стержни ПЭПа погружают в жидкий азот на 45-60 мин.
5. Способ по п. 3, отличающийся тем, что стержни выдерживают в водяной бане с очищенной водой 2-4 часа.
6. Способ по п. 3, отличающийся тем, что измельченный микронизированный (ПЭП) высушивают под вакуумом при температуре 50-70°С или в сушилке псевдоожиженного слоя при температуре 30-50°С.
7. Способ по п. 2, отличающийся тем, что мономер ТЭДа смешивают с катионным катализатором в мольном соотношении 1:0,0001-0,0005.
8. Способ по п. 2, отличающийся тем, что катализатор выбирают из группы, включающей соли металлов, способных к комплексообразованию, галогениды, кислоты Льюиса, бензосульфоновую кислоту, аммонийные и четвертичные аммонийные соли, соли переходных металлов и их гидраты, сильные неорганические кислоты.
9. Способ по п. 8, отличающийся тем, что катализатором является бромид аммония.
10. Продукт, полученный способом по п. 2.
11. Поли-1,4-этиленпиперазин (ПЭП) общей формулы
,
где n составляет от 180 до 1100, со средней молекулярной массой от  20 до 120 кДа.
12. Способ получения сополимера N-оксида 1,4-этиленпиперазина и (N-карбоксиметил)-1,4-этиленпиперазиний бромида, состоящего из двух структурных звеньев, предусматривающий алкилирование измельченного описанным выше способом ПЭПа до менее 300 мкм  в гетерогенной водной или водно-органической среде галогенпроизводными уксусной кислоты или их эфирами циклического или ациклического строения до достижения гомогенности раствора полимера при температуре от 45 до 85°С и мольном соотношении звеньев ПЭП и алкилирующего агента, равном 1:0,2-0,5, в течение 7-12 часов с получением в качестве промежуточного продукта алкилированного производного ПЭПа (сополимера (N-карбоксиметил)-1,4-этиленпиперазиний бромида и  1,4-этиленпиперазина), добавление к проалкилированному указанным выше способом полимеру  водного раствора пероксида водорода и уксусной кислоты при температуре 55-75°С и мольном соотношении звеньев алкилированного производного ПЭПа и пероксида водорода, равном 1:0,75-0,95 в течение 8-12-ти часов с последующей очисткой полученного водного раствора при рН менее 7.
13. Продукт, полученный способом по п. 12.
14. Сополимер N-оксида 1,4-этиленпиперазина и (N-карбоксиметил)-1,4-этиленпиперазиний бромида, состоящего из двух структурных звеньев, общей формулы
где х=(0,03-0,4); у=(0,6-0,97), n составляет  от 150 до 800, с узким молекулярно-массовым распределением и средней молекулярной массой от 20 до 120 кДа.
15. Способ по п. 12, отличающийся тем, что алкилирование поли-1,4-этиленпиперазина проводят хлоруксусной кислотой с получением сополимера N-оксида 1,4-этиленпиперазина и (N-карбоксиметил)-1,4-этиленпиперазиний хлорида.
16. Способ по п. 12, отличающийся тем, что очистку осуществляют методом ультрафильтрации или диализа при pH менее 8 от низкомолекулярных примесей.
17. Способ по п. 12, отличающийся тем, что окисление проводят в гомогенной среде.
18. Промежуточный продукт способа по п. 12, представляющий собой алкилированное производное ПЭПа.
19. Сополимер (N-карбоксиметил)-1,4-этиленпиперазиний бромида и 1,4-этиленпиперазина общей формулы
,
где х=(0,03-0,9); у=(0,1-0,97), n составляет от 150 до 800, со средней молекулярной массой от  20 до 100 кДа.
20. Способ получения сополимера N-оксида 1,4-этиленпиперазина и (N-карбоксиметил)-1,4-этиленпиперазиния, состоящего из двух структурных звеньев, в форме цвиттер-иона, предусматривающий алкилирование измельченного описанным выше способом ПЭПа до менее 300 мкм  в гетерогенной водной или водно-органической среде галогенпроизводными уксусной кислоты или их эфирами циклического или ациклического строения до достижения гомогенности раствора полимера при температуре от 45 до 85°С при мольном соотношении звеньев ПЭПа и алкилирующего агента, равном 1:0,2-0,5, в течение 7-12 часов с получением в качестве промежуточного продукта алкилированного производного ПЭПа  (сополимера (N-карбоксиметил)-1,4-этиленпиперазиний бромида и 1,4-этиленпиперазина), добавление к проалкилированному указанным выше способом полимеру  водного раствора пероксида водорода и уксусной кислоты при температуре 55-75°С при мольном соотношении звеньев ПЭПа и пероксида водорода, равном 1:0,75-0,95, причём проводят реакцию окисления в течение 8-12-ти часов с последующей очисткой полученного водного раствора методом ультрафильтрации или диализа при pH более 8.
21. Продукт, полученный способом по п. 20.
22. Сополимер N-оксида 1,4-этиленпиперазина и (N-карбоксиметил)-1,4-этиленпиперазиния, состоящего из двух структурных звеньев, в виде цвиттер-иона общей формулы
,
где х=(0,03-0,4); у=(0,6-0,97), n составляет от 150 до 800, со  средней молекулярной массой от 20 до 120 кДа.
23. Способ получения сополимера N-оксида 1,4-этиленпиперазина, (N-карбоксиметил)-1,4-этиленпиперазиний бромида и  1,4-этиленпиперазина, который имеет в своей структуре третье звено с незамещенными атомами азота общей формулы, предусматривающий  алкилирование измельченного  описанным выше способом ПЭПа до менее 300 мкм  в гетерогенной водной или водно-органической среде галогенпроизводными уксусной кислоты или их эфирами циклического или ациклического строения до достижения гомогенности раствора полимера при температуре от 20 до 40°С при мольном соотношении звеньев ПЭПа и алкилирующего агента, равном 1: 0,05-0,2, в течение 2-6 часов с получением в качестве промежуточного продукта алкилированного производного ПЭПа  (сополимера (N-карбоксиметил)-1,4-этиленпиперазиний бромида и 1,4-этиленпиперазина), добавление к проалкилированному полимеру  водного раствора пероксида водорода и уксусной кислоты при мольном соотношении звеньев алкилированного ПЭП:пероксид водорода 1: 0,6-0,75 и  температуре 15-50°С, причём проводят реакцию окисления в течение 4-7-ми часов с последующей очисткой полученного водного раствора при рН менее 7.
24. Способ по п. 23, отличающийся тем, что очистку от низкомолекулярных примесей осуществляют методом ультрафильтрации или диализа при pH менее 8.
25. Продукт, полученный способом по п. 23.
26. Сополимер N-оксида 1,4-этиленпиперазина, (N-карбоксиметил)-1,4-этиленпиперазиний бромида и 1,4-этиленпиперазина, который имеет в своей структуре третье звено с незамещенными атомами азота общей формулы
,
где х=(0,03-0,2); у=(0,6-0,78); z=(0,02-0,63), n составляет от 150 до 800, со средней молекулярной массой  от 20 до 120 кДа и  узким молекулярно-массовым распределением.
27. Способ получения сополимера N-оксида 1,4-этиленпиперазина, (N-карбоксиметил)-1,4-этиленпиперазиния и 1,4-этиленпиперазина, который имеет в своей структуре третье звено с незамещенными атомами азота, в форме цвиттер-иона, предусматривающий  алкилирование измельченного описанным выше способом ПЭПа до менее 300 мкм в гетерогенной водной или водно-органической среде галогенпроизводными уксусной кислоты или их эфирами циклического или ациклического строения до достижения гомогенности раствора полимера при температуре от 20 до 40°С и мольном соотношении звеньев ПЭПа и алкилирующего агента , равном 1:0,05-0,2, в течение 2-6 часов с получением в качестве промежуточного продукта алкилированного производного ПЭПа (сополимера (N-карбоксиметил)-1,4-этиленпиперазиний бромида и 1,4-этиленпиперазина), добавление к проалкилированному полимеру водного раствора пероксида водорода и уксусной кислоты при температуре 15-50°С, причём проводят реакцию окисления в течение 4-7-ти часов при мольном соотношении звеньев алкилированного производного ПЭПа и пероксида водорода, равном 1:0,6-0.75, с последующей  очисткой полученного водного раствора методом ультрафильтрации при pH более 8.
28. Продукт, полученный способом по п. 27.
29. Сополимер N-оксида 1,4-этиленпиперазина, (N-карбоксиметил)-1,4-этиленпиперазиния и 1,4-этиленпиперазина в форме цвиттер-иона, который имеет в своей структуре третье звено с незамещенными атомами азота общей формулы
,
где х=(0,03-0,2); у=(0,6-0,78); z=(0,02-0,63), n составляет от 150 до 800, с узким молекулярно-массовым распределением и  средней молекулярной массой от 20 до 120 кДа.