Спосіб отримання полігексаметиленгуанідин гідрохлориду

Номер патенту: 46651

Опубліковано: 25.12.2009

Автори: Лемешенко Світлана Леонідівна, Моісеєнко Ігор Михайлович

Завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

1. Спосіб отримання полігексаметиленгуанідин гідрохлориду, в якому проводять конденсацію гуанідингідрохлориду з гексаметилендіаміном в молярному співвідношенні 1:0,85-1:0,99 в діапазоні температур від 50-60 °С до 185-230 °С, який відрізняється тим, що змішування компонентів проводять при 50-60 °С, далі температуру суміші протягом 2-4 години доводять до 115-125 °С і витримують суміш при цій температурі протягом 0,5-1,5 години, далі суміш витримують протягом 4,5-7 годин при 145-160 °С, далі температуру піднімають до 185-230 °С, після цього суміш вивантажують і охолоджують.

2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що змішування компонентів проводять шляхом додавання твердого гексаметилендіаміну до нагрітого до 50-60 °С гуанідингідрохлориду.

3. Спосіб за будь-яким з пп. 1, 2, який відрізняється тим, що молярне співвідношення гуанідингідрохлорид:гексаметилендіамін складає 1:0,9-1:0,93.

4. Спосіб за будь-яким з пп. 1-3, який відрізняється тим, що співвідношення гуанідингідрохлорид:гексаметилендіамін складає 1:0,99.

Текст

1. Спосіб отримання полігексаметиленгуанідин гідрохлориду, в якому проводять конденсацію гуанідингідрохлориду з гексаметилендіаміном в молярному співвідношенні 1:0,85-1:0,99 в діапазоні температур від 50-60 °С до 185-230 °С, який відрізняється тим, що змішування компонентів проводять при 50-60 °С, далі температуру суміші протягом 2-4 години доводять до 115-125 °С і 3 Цей спосіб також має суттєві недоліки: 1. Двохстадійна схема синтезу; 2. Велика кількість домішок, що підвищує його токсичність, зокрема, високий вміст високотоксичного ГМДА (понад 1%). 3. Поступове введення ГМДА в розтоп ГГХ призводить до протікання процесу поліконденсації в умовах далеких від вказаного співвідношення компонентів, що, у свою чергу, призводить до утворення значної кількості низькомолекулярних фракцій, які мають підвищену токсичність та низьку біоцидність. 4. Проведення процесу поліконденсації при високій температурі 240°С не тільки підвищує енергозатрати, але й призводить до утворення домішок нерозчинного у воді гелю ПГМГ-ГХ. З патенту RU 2122866 також відомий спосіб отримання дезинфікуючого засобу з підвищеною антимікробною активністю, що містить ПГМГ-ГХ та знижену кількістю токсичних домішок. Спосіб включає взаємодію диціандиаміду з ГМДА, до суміші яких додатково вводять гексаметилендиамін дигідрохлорид при 150°С протягом 5 годин, потім температуру піднімають до 170°С і витримують ще 5 годин при цій температурі. Одержаний полімер додатково очищають переосадженням з водного розчину солей калію та натрію. До недоліків такого способу можна віднести такі: 1. Високі затрати часу на синтез, оскільки спосіб містить додаткову стадію отримання гексаметилендиамін дигідрохлориду та стадію очистки продукту; 2. Низький вихід цільового продукту внаслідок втрат на стадії переосадження, які досягають 3050%. 3. Одержання стічних вод, що містять солі лужних металів, ГМДА, низькомолекулярну фракцію ПГМГ-ГХ і мають високу токсичність. З патентів UA 28125, UA 34327, UA 60878, RU 2191606 відомі способи отримання ГМДГ-ГХ конденсацією ГГХ та ГМДА, в яких попередньо отримують очищений ГГХ взаємодією гуанідинкарбонату з соляною кислотою. Недоліком цих способів є ускладнення синтезу ГМДГ-ГХ введенням додаткової стадії. З патенту UA 61215 відомий спосіб отримання ГМДГ-ГХ змішуванням ГГХ та ГМДА в співвідношенні 1:1-1:1,08 при температурі, нижчій від температури початку поліконденсації, а останню далі проводять при тиску нижчому від атмосферного, причому використовують такі режими регулювання тиску та нагрівання, які забезпечують одержання кінцевого продукту із вмістом ПГМГ-ГХ не нижче 99,7% мас, що має молекулярну масу не меншу, ніж 8000, а також, по суті, лінійну структуру. Описаний спосіб має такі недоліки: 1. Використання вакууму під час синтезу, що значно підвищує складність процесу та вартість кінцевого продукту. 2. При використаних співвідношеннях компонентів продукт зазвичай містить значно більшу кількість високотоксичного ГМДА, ніж вказано для прикладів, наведених у винаході (понад 0,05%). 3. Немає зручних та надійних способів кількос 46651 4 ті ПГМГ-ГХ, його молекулярної маси, та структури (лінійної чи розгалуженої), тому застосування способу зводиться до повторювання режимів, що вказані в прикладах в описі до патенту. Найближчим до запропонованої корисної моделі є спосіб одержання ПГМГ-ГХ, описаний в WO9954291. Він передбачає змішування гуанідингідрохлориду (ГГХ) і гексаметилендиаміну (ГМДА) в співвідношенні 1:1 та проведення їх поліконденсації при нагріванні і постійному перемішуванні. Повільно змішують розтопи ГГХ та ГМДА при температурі близькій до 120°С, а поліконденсацію проводять при атмосферному тиску і такому температурному режимі: спочатку після завершення змішування розтопів ГГХ та ГМДА реакційну суміш витримують протягом 5 годин при температурі 120°С, а потім протягом 10 годин при температурі 150°С. Цей спосіб також має недоліки: 1. Цей спосіб є достатньо часозатратним, оскільки передбачає конденсацію вихідних речовин на протязі загалом до 15 годин; 2. Заявлені (найкращі) показники токсичності та бактерицидної активності досягаються лише при специфічних умовах виконання способу за винаходом, а саме якщо гуанідингідрохлорид отримують шляхом реакції хлориду амонію з гуанідинкарбонатом в поліетиленгліколі, що значно ускладнює процес та веде до необхідності використання додаткової стадії в виробництві та дорогих вихідних речовин. В іншому випадку продукт зазвичай містить значно більшу кількість високотоксичного ГМДА, ніж вказано для прикладів, наведених у винаході (понад 0,05%). Таким чином, усі відомі способи отримання полігексаметиленгуанідин-гідрохлориду (ПГМГ-ГХ) та отриманий цими способами ПГМГ-ГХ мають подібні, істотні недоліки - або кінцевий продукт має значну кількість домішки високотоксичного ГМДА, або спосіб його отримання є складним, затратним і потребує дорогих вихідних речовин та обладнання. Пропонований нами винахід дозволяє отримати полігексаметиленгуанідин-гідрохлориду, що містить низьку кількість ГМДА, є простим та зручним. Основою корисної моделі є те, що при конденсації застосовують спеціальний температурний режим. Він полягає в тому, що змішування ГГХ та ГМДА проводять при 50-60°С, при чому, ПГМГ загружають у твердому стані, далі температуру суміші протягом 2-4 годин, при періодично працюючій мішалці, доводять до 120-130°С і витримують суміш при температурі протягом 1,0-1,5 години, далі суміш витримують протягом 5-7 годин при 155-165°С, далі температуру піднімають до 195220°С, після чого суміш і охолоджують Таким чином, об'єктом цієї корисної моделі є спосіб отримання полігексамителенгуанідин гідрохлориду, в якому проводять конденсацію гуанідингідрохлориду з гексамитнлендіаміном в молярному співвідношенні 1:0,81-1:0,98 в діапазоні температур від 50-60°С до 195-220°С. Отримання полігексамителенгуанідин гідрохлориду проводять наступним чином: до частково розплавленого ГГХ при температурі 50-60°С до 5 дають нерозплавлений ГМДА. Отриманий цим способом полігексамителенгуанідин гідрохлорид може бути використаний як біоцидний, дезинфікуючий або стерилізуючий засіб, або для отримання інших солей полігексамителенгуанідингідрохлориду. Дезинфікуючі властивості отриманого цим способом полігексамителенгуанідингідрохлориду можна використовувати, зокрема, для дезинфекції води в басейнах або питної води. Нижче проведені приклади конкретної реалізації способу отримання. Загальна методика. В сухий реактор з неіржавіючої сталі, що має зворотній холодильник та мішалку, завантажують (при зупиненій мішалці) ГГХ і повільно нагрівають до температури 50-60°С, включають мішалку і перемішують масу 5-10 хвилин. По закінченню перемішуванні температура реакційної маси, як правило, досягає 60-65°С. Після цього виключають мішалку і починають подачу ГМДА ( в твердому стані) в реакційну масу. Потім піднімають температуру реакційної маси до 120-130°С таким чином: при працюючій мішалці піднімають температуру до 65-75°С і витримують суміш при цій температурі на протязі 1,0-2,0 години, потім повільно, періодично вмикаючи і вимикаючи мішалку, на протязі 2,0-3,0 годин доводять температуру до 93-98°С, після цього вмикають мішалку на постійну роботу і доводять температуру до 120-130°С, витримують суміш при цій температурі на протязі 1-1,5 години. Після цього температуру піднімають до 155-165°С і витримують на протязі 5,0-7,0 годин. Після цього температуру піднімають при працюючий мішалці до 198-220°С і виливають суміш на неіржавіючий сталевий піддон або на барабан, що обертається, для отримання ПГМГ-ГХ у вигляді лусочок. Отримують ПГМГ-ГХ від безбарвного до жовтуватого кольору у вигляді прозорої, скловидної маси з вмістом: ПГМГ-ГХ - 95,0-97,0% ГМДА - 0,01-0,03% ГГХ - 1,0-1,5% Н2О - 1,5-4,0% Отриманий ПГМГ-ГХ як правило має лінійну будову та молекулярну вагу від 6000 до 10000, рН 5% водного розчину від 9 до 7, приведену в'язкість 0,0526-0,0612. Приклад 1. В реактор ємністю 430л завантажують ГГХ (кг), підігрівають суміш до 50-60°С (мішалка виключена), вмикають мішалку і перемішують 5-10 хвилин при температурі 50-60°С, потім виключають мішалку і загружають твердий ГМДА. Співвідношення ГГХ:ГМДА = 1:0,81. Включають мішалку. Далі при працюючий мішалці піднімають температуру до 65-75°С і витримують суміш при цій температурі на протязі 1,0-2,0 години, потім повільно, на протязі 2,0-3,0 години, доводять температуру до 93-98°С (періодично вмикаючи і вимикаючи мішалку), після цього вмикають мішалку на постійну роботу і доводять температуру до 120130°С, витримують суміш при цій температурі на протязі 1-1,5 години. Після цього температуру піднімають до 155-165°С і витримують на протязі 5-7 46651 6 годин. Після цього температуру піднімають при працюючий мішалці до 198-200°С і виливають суміш на барабан, що обертається. Приклад 2 В реактор ємністю 430л завантажують ГГХ (кг), підігрівають суміш до 50-60°С (мішалка виключена), вмикають мішалку і перемішують 5-10 хвилин при температурі 50-60°С, потім виключають мішалку і загружають твердий ГМДА. Співвідношення ГГХ:ГМДА = 1:0,92. Включають мішалку. Далі при працюючий мішалці піднімають температуру до 65-75°С і витримують суміш при цій температурі на протязі 1-2 години, потім повільно, на протязі 2-3 годин, доводять температуру до 9398°С (періодично вмикаючи і вимикаючи мішалку), після цього вмикають мішалку на постійну роботу і доводять температуру до 120-130°С, витримують суміш при цій температурі на протязі 1,5-2 години. Після цього температуру піднімають до 155-165°С і витримують на протязі 5-7 годин. Далі температуру піднімають при працюючий мішалці до 193195°С і виливають суміш на неіржавіючий сталевий піддон. Приклад 3 В реактор ємністю 430л завантажують ГГХ (кг), підігрівають суміш до 50-60°С (мішалка виключена), вмикають мішалку і перемішують 5-10 хвилин при температурі 50-60°С, потім виключають мішалку і загружають твердий ГМДА. Співвідношення ГГХ:ГМДА = 1:0,95. Включають мішалку. Далі при працюючий мішалці піднімають температуру до 75-75°С і витримують суміш при цій температурі на протязі 1-2 години, потім повільно, на протязі 2-3 годин, доводять температуру до 93-98°С (періодично вмикаючи і вимикаючи мішалку), після цього вмикають мішалку на постійну роботу і доводять температуру до 120-130°С, витримують суміш при цій температурі на протязі 1,5-2 години. Після цього температуру піднімають до 155-165°С і витримують на протязі 5-7 годин. Далі температуру піднімають при працюючий мішалці до 194°С і виливають суміш на неіржавіючий сталевий піддон. Приклад 4 В реактор ємністю 430л завантажують ГГХ (кг), підігрівають суміш до 50-60°С (мішалка виключена), вмикають мішалку і перемішують 5-10 хвилин при температурі 50-60°С, потім виключають мішалку і загружають твердий ГМДА. Співвідношення ГГХ:ГМДА = 1:0,98. Далі при працюючий мішалці піднімають температуру до 65-75°С і витримують суміш при цій температурі на протязі 1-2 години, потім повільно, на протязі 2-3 годин, доводять температуру до 93-98°С (періодично вмикаючи і вимикаючи мішалку), після цього вмикають мішалку на постійну роботу і доводять температуру до 120130°С, витримують суміш при цій температурі на протязі 1,5-2 години. Після цього температуру піднімають до 155-165°С і витримують на протязі 5-7 годин. Далі температуру піднімають при працюючий мішалці до 220°С і виливають суміш на неіржавіючий сталевий піддон. Приклад 5 Результати біологічних досліджень зведено в таблицю. В таблиці наведені основні показники, 7 46651 що впливають на можливість застосування отриманого ПГМГ-ГХ: вміст ГМДА в кінцевому продукті, його LD50 (білі щури, в шлунок), а також мінімальні 8 біоцидні (бактерицидні та фунгіцидні) та інгібуючи концентрації. Таблиця № ГГХ:ГМДА 1 2 3 4 1:0,85 1:0,9 1:0,93 1:0,99 Вміст ГМДА, мас. % 0,06 0,04 0,02 0,06 3 LD50 (білі щури, в шлунок), мг/кг 2000 2500 3000 2000 Результати біологічних досліджень свідчать, що отримані продукти можуть бути використані як Комп’ютерна верстка А. Крулевський Мінімальна концентрація, мг/дм біоцидна інгібуюча St. aureus С. albicans St. aureus С. albicans 0,77 0,39 0,38 0,048 0,70 0,39 0,19 0,048 0,38 0,19 0,095 0,048 0,77 1,55 0,77 1,55 біоцидні, дезинфікуючі або стерилізуючи засоби. Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601

Дивитися

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

Process for the preparation of polyhexamethylene guanidine hydrochloride

Автори англійською

Lemeshenko Svitlana Leonidivna, Moiseenko Ihor Mykhailovych

Назва патенту російською

Способ получения полигексаметиленгуанидин гидрохлорида

Автори російською

Лемешенко Светлана Леонидовна, Моисеенко Игорь Михайлович

МПК / Мітки

МПК: C08F 38/00

Мітки: спосіб, отримання, полігексаметиленгуанідин, гідрохлориду

Код посилання

<a href="https://ua.patents.su/4-46651-sposib-otrimannya-poligeksametilenguanidin-gidrokhloridu.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Спосіб отримання полігексаметиленгуанідин гідрохлориду</a>

Подібні патенти