Політіосечовина, яка виявляє сорбційну активність у відношенні до золота та срібла і спосіб її одержання

1 Політюсечовина загальної формули [-C(S)NHCH2C6H4OC6H4CH2NHC(S)NH(CH2)6NH-]n (1) де п=5-7, яка виявляє сорбційну активність у відношенні до золота та срібла 2 Спосіб одержання політіосечовини формули (1) по п 1, який відрізняється тим, що діамін взаємодіє із 4,4'дмзотюціанатометилендифенілоксидом у присутності вуглекислого газу в ацетоні Винахід належить до нових ХІМІЧНИХ сполук, зокрема до політіосечовини загальної формули [-C(S)NHCH2C6H4OC6H4CH2NHC(S)NH(CH2)6NH-]n (1) де п=5-7, , яка виявляє сорбційні властивості до благородних металів, зокрема до золота та срібла, а також до способу їїдобування ВІДОМІ співполімери целюлози з акрилонітрилом, які містять щепленні тюсечовинні фрагменти -C(S)NH2, які використовуються як сорбенти благородних металів і ртуті в кислих розчинах (Толмачев В Н , Губенко Е П , Лишевская М О , Ищенко И К Исследование некоторых свойств привитого сополимера целлюлозы с полиакриламидом // Изв ВУЗов Хим и хим технол-1975- Т 1 8 с 1460-1463) Недоліком такого типу сорбентів є неможливість сорбції золота і срібла у нейтральному середовищі Відомий спосіб добування щепленого співполімеру целюлози з поліакрилтюамідом з наступним полімераналопчним перетворенням співполімеру з поліакрилонітрилом [А С №230738 СССР Способ очистки сточных вод от металлов// Б И 1968-№34] Недоліком способу синтезу є багатостадіиність і коливання КІЛЬКОСТІ тюсечовинних фрагментів у полімері у значних межах залежно від умов синтезу по причині проведення синтезу за схемою полімераналопчних перетворень Відомий сорбент ПСС-волокно з тюамідними групами -C(S)NH2, який є співполімером ПВС з акрилонітрилом і вибірково концентрує паладій, платину, рутеній, але не концентрує золото та срібло [Симонова С А , Бобрицкая Л С , Кукушкин Ю Н , Калонтаров И Я , Марупов Р М О механизме сорбции платиновых металлов модифицированными ЛВС волокнами //ЖПХ1981 -Т 54-№4-С 764-771] Недоліком такого полімерного сорбенту є те, що він не концентрує золото та срібло Відомий спосіб добування сорбенту методом щепленої співполімеризації ПВС із поліакрилонітрилом з наступною полімераналопчною реакцією утвореного співполімеру з розчином сульфіду натрію [Симанова С А , Боб-рицкая Л С , Кукушкин Ю Н , Калонтаров И Я , Марупов Р М О механизме сорбции платиновых металлов модифицированными ПВС волокнами //ЖПХ-1981 -Т 54 -№4 С 764-771] Недоліком способу добування є багатостадіиність синтезу і неконкретизований вміст активних сорбційних груп внаслідок цього Відомий сорбент типу ПОЛЮРГС для концентрування благородних металів на основі поліакрилонітрилу з групами —с c=s [Мясоедова Г В , Антокольская И И Комплексообразующие сорбенты ПОЛИОРГС для концен ю 51120 трирования благородных металлов // ЖАХ 1991 -Т46-Вып6-С 1068-1075] Недоліком такого полімерного сорбенту є те, що він виявляє сорбційну здатність лише у кислих розчинах Відомий спосіб добування сорбенту, який виражається у попередньому синтезі полімерних матриць на основі акрилонітрильного волокна з подальшими полімераналопчними реакціями із ВІДПОВІДНИМИ гетероциклічними сполуками [Мясоедова Г В , Антокольская И И Комплексообразующие сорбенты ПОЛИОРГС для концентрирования благородных металлов //ЖАХ-1991 -Т 46ВЫП6-С 1068-1075] Недоліком способу добування є багатостадійність і складність синтезу, нерегульована і непрогнозована КІЛЬКІСТЬ функціональних сорбційноактивних груп Найближчим до заявленого винаходу за ефектом, який досягається, є силікагель із ковалентно зв'язаними з поверхнею молекулами N-anin-N'пропілтюсечовини (АПТМС) загальної формули -SIOSINH(C3H7)C(S)NH(CH2CH=CH^ (2) який використовується для сорбційно-атомноабсорбційного способу визначення золота в рудах і породах (Лосев В Н , Трофимчук А К, Кузенко С В Сорбционно-атомно-абсорбционное определение золота с использованием силикагеля с привитой К-алкил-М-пропилтиомочевиной // ЖАХ 1977-Т52-№1 -С 11-16) (прототип) До недоліків прототипу АПТМС формули (2) слід віднести те, що він використовується лише у вузькому діапазоні рН (кислі розчини) Найближчим за вирішуваною задачею до заявленого винаходу є спосіб добування АПТМС шляхом взаємодії кремнезему із триетоксісиліл-Nаліл-г\Г-пропілтюсечовиною, яку отримували змішуванням толуол ьних розчинів уамшопропілтриетоксісилану із алілізотюціанатом у співвідношенні 1 1 1 Отримані полімери відфільтровували і промивали в апараті Сокслета толуолом протягом декількох годин, відганяли розчинник і сушили у вакуумі при 100°С [Трофимчук А К , Жукова Л Н , Тряшин А С , Брускина И М , Чернова Н А Синтез и кислотно-основные свойства силикагелей с привитыми молекулами М-бензоил-N'пропилтиомочевины //Докл АН УССР Сер Б 1989-№11 -С 51-54] (прототип) До недоліків прототипу слід віднести складність технологічного процесу, зумовленого багатостадійністю і тривалістю в часі В основу винаходу покладено завдання - розробити простий спосіб добування нових сорбентів у відношенні до золота та срібла як у стічних, так і природних водах та золотоносних рудах Поставлене завдання вирішується полтосечовиною загальної формули [-C(S)NHCH2C6H4OC6H4CH2NHC(S)NH(CH2)6NH-]n (1) де п=5-7, , Також вирішується поставлене завдання запропонованим способом добування полімерної Nзаміщеної тюсечовини загальної формули (1) взаємодією дмзотюціанату SCNCH2C6H4OC6H4CH2NCS із гексаметилендіаміном H2N(CH2)6NH2 у безводному ацетоні у присутності вуглекислого газу Подаємо конкретні приклади Приклад 1 До розчину 7 76г (0 08 моль) роданіду калію у безводному ацетоні при кімнатній температурі при перемішуванні прикапують розчин 10 68г (0 04 моль) дихлордиметилдифенілового ефіру у безводному ацетоні Після закінчення реакції відфільтровують осад хлористого калію, до фільтрату додають сліди хлориду цинку і нагрівають до 50°С з одночасним пропусканням через розчин вуглекислого газу протягом 1год Після пожовтіння розчину до нього додають при перемішуванні 4 64г (0 04 моль) розчину гексаметилендіамшу в ацетоні Утворену політюсечовину ВІДДІЛЯЮТЬ, промивають ацетоном від залишків низькомолекулярних сполук і сушать на повітрі Білий порошок Вихід 14 87г (82 53% по дифеніловому ефірі) Приклад 2 До розчину 2 91г (0 03 моль) роданіду калію у безводному ацетоні при кімнатній температурі при перемішуванні прикапують розчин 4 0г (0 015 моль) дихлордиметилдифенілового ефіру у безводному ацетоні Після закінчення реакції відфільтровують осад хлористого калію, до фільтрату додають сліди хлориду цинку і нагрівають до 50°С з одночасним пропусканням через розчин вуглекислого газу протягом 1год Після пожовтіння розчину до нього додають при перемішуванні 1 74г (0 015 моль) розчину гексаметилендіамшу в ацетоні Утворену політюсечовину ВІДДІЛЯЮТЬ, промивають ацетоном від залишків низькомолекулярних сполук і сушать на повітрі Білий порошок Вихід 5 46г (85 1%) Приклад З До розчину 0 97г (0 01 моль) роданіду калію у безводному ацетоні при кімнатній температурі при перемішуванні прикапують розчин 1 33г (0 005 моль) дихлордиметилдифенілового ефіру у безводному ацетоні Після закінчення реакції відфільтровують осад хлористого калію, до фільтрату додають сліди хлориду цинку і нагрівають до 50°С з одночасним пропусканням через розчин вуглекислого газу протягом 1год Після пожовтіння розчину до нього додають при перемішуванні 0 58г (0 005 моль) розчину гексаметилендіамшу в ацетоні Утворену політюсечовину ВІДДІЛЯЮТЬ, промивають ацетоном від залишків низькомолекулярних сполук і сушать на повітрі Білий порошок Вихід 1 74г (81 32%) Будова запропонованої сполуки доведена спектральними методами і елементним аналізом В ІЧ спектрі полтосечовини спостерігаються смуги поглинання, характерні для NH-зв'язку в області 2900-2950 см \ для тюуреатної групи NHC(S)NH в області 1440 см \ валентних коливань водневих атомів ароматичних кілець в області 2850 см 1 Дані по визначенню сорбційної активності представлені в таблиці Порівняльна таблиця сорбційної активності запропонованої полтосечовини (1) і прототипу (2) 51120 Таблиця Сполука Сорб-ційна Час сорємкість сорбції, хв бенту (мг/г) Структурна формула ланки рН Ступінь вилучення Аи, % 1 (політюсечовина) [-C(S)NHCH2C6H4OC6H4CH2-NHC(S)NH(CH2)6NH-]57 88 5 1-8 99 2 (прототип) SIOSI(CH2)3NHC(S)NHCH2CH=CH2 5 5 1-6,5 99 Як видно із таблиці, сорбційна ємкість запропонованої сполуки вища і дещо ширший діапазон розчину Таким чином, запропонована політюсечовина і спосіб м добування дає можливість виключити полімери складного методу добування, а також розширює асортимент високоефективних сорбентів золота та срібла у присутності багатократних кількостей кольорових металів (1 103-1 10 ) та заліза, розширити діапазон рН сорбції від кислого до нейтрального і навіть слабколужного, при цьому мож лива десорбція золота із полімеру, а також багаторазове використання полімеру в протічноінжекційному варіанті аналізу, в той же час отримана політюсечовина може служити в ролі сорбента-індикатора присутності ІОНІВ золота у стічних промислових водах і рудах при швидкому встановленні сорбційної рівноваги з високою сорбційною ємкістю Запропонована політюсечовина має чітко встановлене число тіосечовинних сорбціиних груп, яке визначається ступенем поліконденсації ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна ( 0 4 4 ) 4 5 6 -2 0 - 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71