Патент на изобретение №2258064
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИМЕРНЫХ ПРОДУКТОВ ДЛЯ ОБРАБОТКИ КОЖИ
(57) Реферат:
Изобретение относится способу получения полимерных продуктов, которые используют в процессах выделки кожи либо в процессах выделки меха, при очистке и обеззараживании природных и сточных вод. Способ получения включает процесс гидроксиметилирования хлорида полигексаметиленгуанидина формальдегидом и арилирование полученного продукта ароматическим соединением, содержащим о-амино- или о-гидроксигруппы. Гидроксиметилирование ведут в присутствии уксусной или муравьиной кислоты до образования триметилольного производного хлорида полигексаметиленгуанидина. Продукт арилирования в некоторых случаях подвергают комплексообразованию с солью переходного металла или азосочетанию с солью диазония, выбранной из группы, включающей сульфаниловую кислоту, нафтионовую кислоту, j-нафтилы, n-нитроанилин, 2,6-дихлор-4-нитроанилин. Изобретение позволяет упростить, ускорить и повысить эффективность процесса выделки кож производными полигексаметиленгуанидина, проявляющими дубящее действие, красящие свойства, флоккулирующую способность и высокую противомикробную активность. 2 з.п. ф-лы, 1 табл.
Изобретение относится к области биологически активных полимерных соединений, синтезируемых химическим путем, в частности сополимерам солей алкиленгуанидина, и может быть использовано в процессах выделки кожи и меха, а также при очистке и обеззараживании природных и сточных вод. Известно применение хлорида полигексаметиленгуанидина (ПГМГ) формулы в качестве флокулянта для очистки хромсодержащих сточных вод (Патент RU 2033394, 20.04.95). Недостатком флокулянта является низкая флокулирующая способность и противомикробная активность, отсутствие дубящих и красящих свойств. Известен сополимер солей алкиленгуанидина формулы где х – Cl– или ОН–, в качестве биоцидного флокулянта (Авторское свидетельство SU 1728256 А1, 23.04.92). Однако известный сополимер не проявляет дубящих и красящих свойств. Известен способ получения полимерных продуктов для обработки кож, включающий обработку хлорида полигексаметиленгуанидина формальдегидом в 0.01 н. растворе буры и последующее добавление в реакционную смесь ароматических аминов (Патент RU 2151192, 20.06.2000 г.). Недостатками полимерных продуктов, полученных известным способом, являются низкая дубящая способность и противомикробная активность. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является (прототип) способ получения полимерного продукта для обработки кож гидроксиметилированием производного полигексаметиленгуанидина формальдегидом в 0.01 н. растворе буры, последующими арилированием производного гидроксиметилирования ароматическими соединениями с донорными заместителями и азосочетанием производного арилирования и соли диазония, выбранной из группы, включающей сульфаниловую кислоту, Недостатком известного способа получения полимерных продуктов является большая продолжительность (6 часов) гидроксиметилирования хлорида полигексаметиленгуанидина формальдегидом и сложная реакция азосочетания компонентов красителя, требующая тщательного соблюдения режима синтеза. Полимерные продукты, полученные известным способом имеют недостаточную дубящую способность и низкую противомикробную активность. Технический результат, достигаемый предлагаемым изобретением, заключается в упрощении, ускорении и повышении эффективности процесса выделки кож производными полигексаметиленгуанидина, проявляющими дубящее действие, красящие свойства, флокулирующую способность и высокую противомикробную активность. Сущность изобретения заключается в способе получения производного ПГМГ химическим путем для обработки кожи, отвечающего структурной формуле где Х=ОН или Ar или ArN=HAr’ или ArMy, My – соль переходного металла, n – число звеньев, хлорида ПГМГ, m – число звеньев триметилольного производного, k – число звеньев арилтриметилолыюго блоксополимера. Отличительная особенность способа получения производного ПГМГ, включающего такие известные приемы синтеза, как гидроксиметилирование хлорида полигексаметиленгуанидина формальдегидом, арилирование продукта гидроксиметилирования ароматическим соединением, содержащим о-амино- или о-гидроксигруппы, заключается в том, что гидроксиметилирование формальдегидом ведут в присутствии уксусной или муравьиной кислоты до образования триметилольного производного хлорида полигексаметиленгуанидина, (триметилольный блоксополимер) предлагаемого в качестве бактерицидного дубителя и флокулянта, структурной формулы (при Х=OH) продукт арилирования подвергают комплексообразованию с солью переходного металла или азосочетанию с солью диазония, выбранной из группы, включающей сульфаниловую кислоту, нафтионовую кислоту, j – нафтиламин, n – нитроанилин, 2,6-дихлор-4-нитроаналин. Взаимодействие хлорида полигексаметиленгуанидина с формальдегидом имеет характер нуклеофильного присоединения. Оно может происходить как в кислой (предлагаемый способ), так и щелочной среде (патент RU 2151192 С1, опубликованный 20.06.2000 г. и патент RU 2191787 С2, опубликованный 20.05.2002 г.). Поскольку гуанидиновое ядро в молекуле хлорида ПГМГ содержит три вторичные аминогруппы, с ней могут прореагировать до трех молекул CH2O, образовав звенья производного хлорида ПГМГ с разным содержанием метилольных групп, от моно- до триметилольных в зависимости от числа вступивших в реакцию NH групп. Известные способы получения полимерных продуктов основаны на обработке хлорида полигексаметиленгуанидина формальдегидом в щелочной среде 0.01 н. раствора буры. В этих условиях реакция присоединения карбонильного углерода формальдегида происходит после депротопировапия вторичных аминогрупп, протекающего в результате их непосредственного взаимодействия с молекулой формальдегида. Беспрепятственное взаимодействие молекулы формальдегида и вторичных аминогрупп, исходя из структуры хлорида ПГМГ, возможно только с двумя вторичными аминогруппами, связанными с углеродом одинарной связью. Реакционная способность вторичной аминогруппы, связанной с углеродом двойной связью, экранируется протоном аддукта гуанидина (однокислотного основания) и HCl, который в слабощелочной среде, создаваемой 0.01 н. раствором буры, локализован у азота названной аминогруппы. Поэтому в известном способе получения полимерных продуктов происходит образование диметилольного производного хлорида ПГМГ, которое по массе может содержать до 26% метилольных групп. Что касается триметилольного производного хлорида ПГМГ, то его образование в этих условиях невозможно. Проведение синтеза в кислой среде способствует усилению электрофильности углеродного атома формальдегида за счет протонирования атома кислорода и выравниванию электронной конфигурации аддукта гуанидина и HCl, что ведет к образованию карбокатиона -С+H2-ОН с одной стороны и водородной связи между кислотой и основанием, с другой, на которой и ограничивается, без передачи протона основанию, протолитическая реакция в кислой среде. Под влиянием индукционного эффекта, свойственного электрофильным реакциям, формальдегидный карбокатион в кислой среде активно присоединяется азотом всех трех вторичных аминогрупп гуанидинового ядра молекулы хлорида ПГМГ с образованием звена триметилольного производного хлорида ПГМГ структурной формулы Количество метилольных групп, содержащихся в звене триметилольного производного хлорида ПГМГ, составляет 34.8% от его массы. Для варьирования соотношения звеньев хлорида ПГМГ с его триметилольным производным и соответственно содержание метилольных групп в триметилольном блоксополимере необходимо изменять соотношения взятых в реакцию исходных веществ и время синтеза. Большее количество метилольных групп, присоединенных в ходе гидроксиметилирования хлорида полигексаметиленгуанидина в кислой среде, придает триметилольному блоксополимеру усиленные дубящие свойства по сравнению с известным аналогом, синтезированным в щелочной среде. Электрофильный атом углерода в метилольных группах блоксополимера -C+ Аратриметилольный блоксополимер, предлагаемый в качестве бактерицидного дубителя, красителя и флокулянта, отвечающий структурной формуле получают арилированием триметилольного олоксополимера. Арилирование ведут ароматическими соединениями с донорными заместителями (фенол, Металлокомплексный арилтриметилольный блоксополимер, предлагаемый в качестве бактерицидного дубителя и красителя, отвечающий, например, структурной формуле получают добавлением к раствору арилтриметилольного блоксополимера соли переходного металла My. Арилтриметилольный блоксополимер вступает в комплексообразование c хлоридом переходного металла, катион которого обладает незаполненными электронными уровнями. В отличие от известного металлокомплексного производного (патент RU 2191787 С2, опубликованный 20.05.2002 г.) в металло-комплексном арилтриметилольном блоксополимере в качестве лигандов выступают орто-амино- или орто-оксигруппы ароматических ядер и атомы азота вторичных аминогрупп гуанидинового ядра хлорида полигексаметиленгуанидина. Азопроизводное арилтриметилольного блоксополимера, предлагаемое в качестве бактерицидного дубителя и красителя, отвечающее формуле получают азосочетанием арилтриметилольного блоксополимера с солями диазония. Соли диазония ползают предварительно на основе сульфаниловой кислоты, нафтионовой кислоты, Поэтапная модификация хлорида ПГМГ сопровождается изменением физических свойств полимера. Присоединение трех метилольных групп в процессе получения триметилольного производного вызывает рост молекулярной массы (определенной с использованием вискозиметрии) хлорида ПГМГ на 28÷33%. Растворимость в воде полимера после гидроксиметилирования не меняется. Основной технический результат, достигаемый триметилольным блоксополимером – увеличение температуры сваривания голья в результате дубления предлагаемым продуктом. Арилтриметилольные блоксополимеры представляют собой смолы разной степени вязкости, без запаха, в большинстве случаев слабоокрашенные. Введение в макромолекулы триметилольного блоксополимера ароматических ядер снижает растворимость производных в воде, однако при нагревании все они, за исключением сульфанил- и нафтионатпроизводных, в воде растворимы. Сохраняется растворимость в спиртах, появляется сродство к бензолу, толуолу (они здесь набухают). Основной технический результат, достигаемый арилтриметилольным блоксополимером – одновременный прирост толщины и температуры сваривания полуфабриката, обработанного предлагаемым продуктом в процессе додублирования – наполнения белковых структур. Одновременное улучшение функций наполнителя и дубителя связано с наличием в составе полимерного продукта арилтриметилольных (r) и триметилольных звеньев(m). Азокрасители на основе арилтриметилольного блоксополимера – порошкообразные вещества, плохо растворимые в воде, ограниченно растворяются в спиртах, хорошо – в диметилсульфоксиде. Растворимость и цветовую гамму азокрасителей изменяют сочетанием различных комбинаций производных арилтриметилольного блоксополимера и солей диазония. Основной технический результат, достигаемый азопроизводными арилтриметилольного блоксополимера – прирост толщины и температуры сваривания в процессе окрашивании полуфабриката «на волокне», для чего полуфабрикат погружают в раствор арилтриметилольного блоксополимера, затем производят его обработку солью диазония. Предлагаемый продукт обладает повышенной молекулярной массой по сравнению с полученным продуктом известным способом. Арилтриметилольный блоксополимер в результате комплексообразования с солью переходного металла приобретает магнитные свойства, что подтверждает получение металлокомплексного красителя. Наличие магнитных свойств продукта устанавливают классическим определением, средней магнитной восприимчивости – методом Фарадея и резонансными ЭПР-методами. Основной технический результат, достигаемый металлокомплексным арилтриметилольным блоксополимером – прирост толщины и температуры сваривания в процессе окрашивания полуфабриката «на волокне» при сохранении высокой устойчивости к свету, сухому и мокрому трению окрашенных образцов, упрощение технологического процесса получения металлокомплексного красителя. Эффект наполнения, сопровождающий крашение полуфабрикатов, позволяет говорить о совмещении этих процессов. Пример 1. Берут необходимое количество гранул хлорида полигексаметиленгуанидина и 38%-ного раствора формалина. Гранулы хлорида полигексаметиленгуанидина (ПГМГ) измельчают в порошок. Синтез метилольного блоксополимера проводят в круглодонной реакционной колбе, расположенной на подогревателе с терморегулятором. Колбу оснащают мешалкой и обратным холодильником. В реакционную колбу вносят 17.8 г порошка хлорида ПГМГ. Затем в колбу добавляют 29.2 мл раствора формалина, после чего 2.6 мл ледяной уксусной кислоты. Синтез ведут при постоянном перемешивании. Температуру реакционной смеси поддерживают на уровне 80°С. Процесс ведут до достижения равновесного состояния, пока количество метилольных групп в продукте реакции перестает изменяться в течение 30 мин. Равновесное состояние достигают через 2 ч. Количество метилольных групп в продукте реакции составляет 33% от массы образца. Это отвечает содержанию в триметилольном блоксополимере: 5 мол.% звеньев хлорида ПГМГ (звенья n) и 95 мол. % звеньев триметилольного производного хлорида ПГМГ (звенья m). Его используют для дубления мехового полуфабриката и очистки сточной воды от белка. Температура сваривания кожевенной ткани овчин после дубления указанным блоксополимером составляет 85°С, пористость 56%. Степень очистки сточной воды от белка (исходная концентрация 480 мг/л) при использовании его в качестве флокулянта с дозой 2 мг/л в присутствии коагулянта (200 мг/л сульфата алюминия) достигает 81%, Минимальная бактериостатическая концентрация (МБСк) триметилольного блоксополимера, задерживающая рост грибов Aspergillus niger и Candida geotrichim составляет 11.0 и 5.7 мкг/мл соответственно. Для сравнения, МБСк хлорида ПГМГ, задерживающая рост грибов Aspergillus niger и Candida geotrichim составляет 14.7 и 9.8 мкг/мл соответственно. Пример 2. Триметилольный блоксополимер получают согласно примеру 1. В реакционной колбе устанавливают температуру 60°С и вносят в нее 18 г Пример 3. Триметилольный блоксополимер получают согласно примеру 1. В реакционной колбе устанавливают температуру 60°С и вносят в нее 18 г Пример 4. Получают Пример 5. Получают Пример 6. Получают Пример 7. Получают Пример 8. Получают Пример 9. Получают Данные, характеризующие производные хлорида ПГМГ, полученные предлагаемым и известным (прототип) способами, приведены в таблице.
Данные таблицы показывают, что триметилольное производное хлорида ПГМГ содержит на 10% больше метилольных групп по сравнению с полимерным продуктом, полученным известным способом, что обеспечивает увеличения температуры сваривания голья после дубления предлагаемым продуктом. Причем на получение дубящего полимерного продукта выделки кож по предлагаемому способу затрачивается в 3 раза меньше времени, чем в известном. Кроме того, из представленных в таблице данных видно, что обработка полуфабриката предлагаемым полимерным продуктом в процессе наполнения додубливания обеспечивает по сравнению с прототипом одновременный прирост температуры сваривания и толщины. Что касается красильных процессов, то указанный эффект одновременного прироста температуры сваривания и толщины полуфабриката воспроизводится в процессе окрашивания полуфабриката «на волокне», поскольку его вначале, перед обработкой солью диазония или переходного металла пропитывают арилтриметилольным блоксополимером, вызывающим этот эффект. Что касается отличительных признаков предлагаемого способа по сравнению с известным, то из таблицы хорошо видно, что помимо затрачиваемого времени имеется существенное отличие последовательности операции синтеза и участвующих в них производных хлорида ПГМГ.
Формула изобретения
1. Способ получения полимерных продуктов для обработки кожи, включающий гидроксиметилирование производного полигексаметиленгуанидина формальдегидом и арилирование продукта гидроксиметилирования ароматическим соединением, содержащим о-амино-или о-гидроксигруппы, отличающийся тем, что в качестве производного полигексаметиленгуанидина используют хлорид полигексаметиленгуанидина, а гидроксиметилирование ведут в присутствии уксусной или муравьиной кислоты до образования триметилольного производного хлорида полигексаметиленгуанидина. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что продукт арилирования подвергают комплексообразованию с солью переходного металла. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что продукт арилирования подвергают азосочетанию с солью диазония, выбранной из группы, включающей сульфаниловую кислоту, нафтионовую кислоту, j-нафтиламин, n-нитроанилин, 2,6-дихлор-4-нитроаналин.
MM4A – Досрочное прекращение действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Дата прекращения действия патента: 20.03.2008
Извещение опубликовано: 27.03.2010 БИ: 09/2010
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||



-нафтиламин, n-нитроанилин или нафтионовую кислоту, в котором затем полученное азосоединение подвергают комплексообразованию с участием катионов переходных металлов, где в качестве лигандов выступают азогруппы и орто-окси-о-аминогруппы производного азосочетания (Патент RU 2191787, 27.10.2002 г.).


H2-ОН, одновременно с дубящей активностью, повышает флокулирующее действие блокеополимера при очистке желатин, хром и нефтесодержащих сточных вод. За счет синергизма гуанидиновых и метилольных групп, полученный блоксополимер характеризуется повышенным бактерицидным действием в отношении наиболее распространенных условно патогенных микроорганизмов Staph. Aureus, Proteus vulgaris, Pseudomonas aeruginosa, E.Coli и фунгицидным в отношении плесневых и дрожжеподобных грибов родов Aspergillus, Penicillum и Candida.
– нафтолы, резорцин, анилин, 

триметилольное производное + ароматическое соединение