n,n-диаллиламиноэтановая кислота и способ получения

Классы МПК:C07C227/18 реакциями, протекающими с участием амино- или карбоксильных групп, например гидролизом сложных эфиров или амидов с образованием галогенидов, солей или сложных эфиров
C07C229/30 ациклического и ненасыщенного углеродного скелета
Автор(ы):, , , , ,
Патентообладатель(и):Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова"(КБГУ) (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2010-03-09
публикация патента:

Изобретение относится к новому способу получения N,N-диаллиламиноэтановой кислоты, используемой для синтеза водорастворимых полиэлектролитов. Способ заключается в том, что реакцию ведут взаимодействием хлористого аллила с охлажденной до 0-5°С реакционной смесью из n,n-диаллиламиноэтановая кислота и способ получения, патент № 2458045 -аминоуксусной кислоты и гидроксида натрия в водно-спиртовом растворе в течение 15-30 мин, затем температуру реакции доводят до 60-75°С и выдерживают в течение 3-5 часов, после окончания реакции реакционную смесь постепенно вливают в сухой ацетон порциями, N,N-диаллиламиноэтановая кислота в виде хлопьев собирается на поверхности ацетона, при этом соли выпадают в осадок. 2 ил., 4 пр.

n,n-диаллиламиноэтановая кислота и способ получения, патент № 2458045 n,n-диаллиламиноэтановая кислота и способ получения, патент № 2458045

Формула изобретения

Способ получения N,N-диаллиламиноэтановой кислоты, заключающийся в том, что реакцию ведут взаимодействием хлористого аллила с охлажденной до 0-5°С реакционной смесью из n,n-диаллиламиноэтановая кислота и способ получения, патент № 2458045 -аминоуксусной кислоты и гидроксида натрия в водно-спиртовом растворе в течение 15-30 мин, затем температуру реакции доводят до 60-75°С и выдерживают в течение 3-5 ч, после окончания реакции реакционную смесь постепенно вливают в сухой ацетон порциями, N,N-диаллиламиноэтановая кислота в виде хлопьев собирается на поверхности ацетона, при этом соли выпадают в осадок.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к ионогенным мономерам и способу их получения, которые могут быть использованы для синтеза водорастворимых полиэлектролитов.

Известны мономерные системы производных диаллиламина и четвертичных аммониевых оснований диаллильной природы, полученные на основе хлористого аллила и производных диаллиламина [1-4], на основе которых были получены полиэлектролиты с невысокими значениями молекулярных масс.

В качестве наиболее близкого аналога принят патент США № 3457302, из которого известен N,N-диаллилглицин (C 8H13NO2) и его способ получения, синтезированный взаимодействием хлоруксусной кислоты с диаллиламином.

Недостатками метода получения являются необходимость проведения реакции в атмосфере азота при 100°С в течение 16 часов, затем после добавления раствора щелочи фильтрат необходимо упаривать в вакууме.

Задачей изобретения является расширение ассортимента мономеров диаллильной природы, в молекулах которых содержатся как отрицательно заряженные, так и положительно заряженные функциональные группы, которые способны вступать в реакции радикальной полимеризации для получения новых полиэлектролитов с регулируемым кислотно-основным и гидрофильно-гидрофобным балансом, используемых в качестве флокулянтов, коагулянтов, структураторов почв, пролонгаторов лекарственных средств, и упрощение способа.

Поставленная задача решается получением нового мономера формулы

n,n-диаллиламиноэтановая кислота и способ получения, патент № 2458045

имеющего элементный состав (табл.1)

Таблица 1
Элементный состав N,N-диаллиламиноэтановой кислоты (ДАУ)
мономер формула Элементный анализ
Теоретический состав, % Практический состав, %
С, %Н, % N, %С, % Н, %N, %
ДАУ C8H13NO2 61.918.44 9.0360.94 8.349.08

Структура синтезированного мономера - N,N-диаллиламиноэтановой кислоты подтверждена 13С-ЯМР спектроскопией (фиг.1, табл.2).

Таблица 2
Данные 13С-ЯМР спектроскопии в D2O
Образец 6С или 6'C 3C4 C или 4'C 1C 2C5 C или 5'C 7C или 7'C
ДАУ- 58.7658.27 122.12 135.76180.47 -

Аналитическим сигналом, служащим подтверждением реакции получения N,N-диаллиламиноэтановой кислоты, является присутствие на ИК-спектре интенсивности полосы поглощения, характерное для C=C-группы в области 1580-1660 см-1, и присутствие интенсивности полосы поглощения в области 3485-3500 см-1 , характерное для деформационных колебаний N+HR 3-группы (фиг.2).

Сущность способа заключается в том, что в водно-спиртовом растворе n,n-диаллиламиноэтановая кислота и способ получения, патент № 2458045 -аминоуксусную кислоту превращают в натриевую соль воздействием раствора щелочи, затем при температуре 0-5°С прикалывают хлористый аллил в течение 15-30 мин, температуру синтеза доводят до 60-75°С и синтез проводят при данной температуре в течение 3-5 часов, что приводит к получению N,N-диаллиламиноэтановой кислоты (ДАУ). После окончания реакции реакционную смесь постепенно вливают в сухой ацетон порциями. N,N-диаллиламиноэтановая кислота в виде хлопьев собирается на поверхности ацетона, при этом соли выпадают в осадок. Хлопья отсасывают на воронке Бюхнера, тщательно промывают сухим ацетоном, затем в эксикаторе сушат над оксидом фосфора (V) до постоянного веса.

Пример 1. В четырехгорлую колбу, снабженную мешалкой, термометром, капельной воронкой и обратным холодильником с насадкой для использования сухого льда в ацетоне, вносят 7.5 г (1 моль) n,n-диаллиламиноэтановая кислота и способ получения, патент № 2458045 -аминоуксусной кислоты, растворяют в 45 мл воды и добавляют 45 мл изопропилового спирта, затем прикалывают 8 мл 50%-ного раствора гидроксида натрия. Реакционную смесь охлаждают до 0°С, для отвода избыточного тепла используют водяную баню со льдом. Затем прикапывают медленно 16.32 мл (2 моль) хлористого аллила в течение 15 мин. После добавления 16 мл 50%-ного раствора гидроксида натрия реакционную массу медленно подогревают до 60°С, выдерживают в течение 3 часов. После окончания реакции реакционную смесь постепенно вливают в сухой ацетон порциями. N,N-диаллиламиноэтановую кислоту в виде хлопьев собирают на поверхности ацетона, при этом соли выпадают в осадок. Хлопья отсасывают на воронке Бюхнера, тщательно промывают сухим ацетоном, затем в эксикаторе сушат над оксидом фосфора (V) до постоянного веса. N,N-диаллиламиноэтановая кислота - мономер светло-желтого цвета. Мономер плавится с разложением при 282±2°С. (Тпл n,n-диаллиламиноэтановая кислота и способ получения, патент № 2458045 -аминоуксусной кислоты 262°С с разложением). Выход мономера 65%.

Пример 2. В четырехгорлую колбу, снабженную мешалкой, термометром, капельной воронкой и обратным холодильником с насадкой для использования сухого льда в ацетоне, вносят 7.5 г (1 моль) n,n-диаллиламиноэтановая кислота и способ получения, патент № 2458045 -аминоуксусной кислоты, растворяют в 45 мл воды и добавляют 45 мл изопропилового спирта, затем прикалывают 8 мл 50%-ного раствора гидроксида натрия. Реакционную смесь охлаждают до 5°С, для отвода избыточного тепла используют водяную баню со льдом. Затем прикалывают медленно 16.32 мл (2 моль) хлористого аллила в течение 15 мин. После добавления 16 мл 50%-ного раствора гидроксида натрия реакционную массу медленно подогревают до 60°С, выдерживают в течение 3 часов. После окончания реакции реакционную смесь постепенно вливают в сухой ацетон порциями. N,N-диаллиламиноэтановую кислоту в виде хлопьев собирают на поверхности ацетона, при этом соли выпадают в осадок. Хлопья отсасывают на воронке Бюхнера, тщательно промывают сухим ацетоном, затем в эксикаторе сушат над оксидом фосфора (V) до постоянного веса. N,N-диаллиламиноэтановая кислота - мономер светло-желтого цвета. Мономер плавится с разложением при 282±2°С. (Тпл n,n-диаллиламиноэтановая кислота и способ получения, патент № 2458045 -аминоуксусной кислоты 262°С с разложением). Выход мономера 55%.

Пример 3. В четырехгорлую колбу, снабженную мешалкой, термометром, капельной воронкой и обратным холодильником с насадкой для использования сухого льда в ацетоне, вносят 7.5 г (1 моль) n,n-диаллиламиноэтановая кислота и способ получения, патент № 2458045 -аминоуксусной кислоты, растворяют в 45 мл воды и добавляют 45 мл изопропилового спирта, затем прикалывают 8 мл 50%-ного раствора гидроксида натрия. Реакционную смесь охлаждают до 5°С, для отвода избыточного тепла используют водяную баню со льдом. Затем прикалывают медленно 16.32 мл (2 моль) хлористого аллила в течение 30 мин. После добавления 16 мл 50%-ного раствора гидроксида натрия реакционную массу медленно подогревают до 75°С, выдерживают в течение 5 часов. После окончания реакции реакционную смесь постепенно вливают в сухой ацетон. N,N-диаллиламиноэтановую кислоту в виде хлопьев собирают на поверхности ацетона, при этом соли выпадают в осадок. Хлопья отсасывают на воронке Бюхнера, тщательно промывают сухим ацетоном, затем в эксикаторе сушат над оксидом фосфора (V) до постоянного веса. N,N-диаллиламиноэтановая кислота - мономер светло-желтого цвета. Мономер плавится с разложением при 282±2°С. (Тпл n,n-диаллиламиноэтановая кислота и способ получения, патент № 2458045 -аминоуксусной кислоты 262°С с разложением). Выход мономера 65%.

Пример 4. В четырехгорлую колбу, снабженную мешалкой, термометром, капельной воронкой и обратным холодильником с насадкой для использования сухого льда в ацетоне, вносят 7.5 г (1 моль) n,n-диаллиламиноэтановая кислота и способ получения, патент № 2458045 -аминоуксусной кислоты, растворяют в 45 мл воды и добавляют 45 мл изопропилового спирта, затем прикалывают 8 мл 50%-ного раствора гидроксида натрия. Реакционную смесь охлаждают до 0°С, для отвода избыточного тепла используют водяную баню со льдом. Затем прикалывают медленно 16.32 мл (2 моль) хлористого аллила в течение 30 мин. После добавления 16 мл 50%-ного раствора гидроксида натрия реакционную массу медленно подогревают до 75°С и выдерживают в течение 5 часов. После окончания реакции реакционную смесь постепенно вливают в сухой ацетон порциями. N,N-диаллиламиноэтановую кислоту в виде хлопьев собирают на поверхности ацетона, при этом соли выпадают в осадок. Хлопья отсасывают на воронке Бюхнера, тщательно промывают сухим ацетоном, затем в эксикаторе сушат над оксидом фосфора (V) до постоянного веса. N,N-диаллиламиноэтановая кислота - мономер светло-желтого цвета. Мономер плавится с разложением при 282±2°С. (Тпл n,n-диаллиламиноэтановая кислота и способ получения, патент № 2458045 -аминоуксусной кислоты 262°С с разложением). Выход мономера 75%.

Технический результат изобретения заключается в расширении ассортимента мономеров диаллильной природы. Предлагаемый мономер обладает высокой активностью в реакциях радикальной полимеризации, в молекулах которых содержатся как отрицательно заряженные, так и положительно заряженные функциональные группы, для получения новых полиэлектролитов с регулируемым кислотно-основным и гидрофильно-гидрофобным балансом, используемых в качестве флокулянтов, коагулянтов, структураторов почв, пролонгаторов лекарственных средств и упрощения способа достигается за счет снижения температуры реакции и уменьшения времени синтеза.

Литература

1. Мацоян С.Г., Погосян Г.М., Джагамян А.О., Мушегян А.А. Исследование в области циклической полимеризации и сополимеризации. 13. Изучение циклической полимеризации N-замещенных диаллиламинов. // Высокомолекул. соединения. 1963. Т.5. № 6. С.854-860.

2. Hoover M.F. Cationic Quarternery Polyelectrolytes-A Literature Review. // J. Macromol. Sci.-Chem., 1970. A4 (6). P 1293-1300.

3. Lancaster L.E., Bassei L., Panzer H.P. The Structure of Poly (Diallyl dimethylammonium) Chloride by 13C-NMR spectroscopy. // J. Polym. Sci. 1976. V.14. P.549-554.

4. Johns S.R., Willing R.L., Middleton S., Ong A.K. Cyclopolymerization. VII. The 13C-NMR Spectra of Cyclopolymers obtained from N,N-Diallylamines. // J. Macromol. Sci. - Chem., A, 1976. V.10. № 5. P.875-891.

5. Патент США № 3457302 «Способ получения третичных аминокислот», РЖХ, 13Н355 П., 1970.

Скачать патент РФ Официальная публикация
патента РФ № 2458045

patent-2458045.pdf

Класс C07C227/18 реакциями, протекающими с участием амино- или карбоксильных групп, например гидролизом сложных эфиров или амидов с образованием галогенидов, солей или сложных эфиров

способ получения асимметричной этилендиамин-n,n-дипропионовой кислоты -  патент 2507195 (20.02.2014)
способ получения сложного алкилового эфира бендамустина, бендамустина, а также его производных -  патент 2505533 (27.01.2014)
n,n-диаллиласпарагиновая кислота и способ ее получения -  патент 2473539 (27.01.2013)
способ получения ацетатной соли метилового сложного эфира (2r,3s)-3-фенилизосерина -  патент 2459802 (27.08.2012)
производные фенилуксусной кислоты, как ингибиторы цог-2 (циклооксигеназы-2) -  патент 2454402 (27.06.2012)
способ получения радиоактивного фтор-меченного органического соединения -  патент 2434846 (27.11.2011)
смешанный ангидрид дихлоруксусной и аминоуксусной кислот и способ его получения -  патент 2429224 (20.09.2011)
способ синтеза органического соединения, предотвращающего развитие стрессовых реакций в организме животных -  патент 2409556 (20.01.2011)
способы получения производных бицикло [3.1.0]гексана и промежуточные соединения для этой цели -  патент 2388747 (10.05.2010)
интегрированные химические способы промышленного применения растительных масел из семян -  патент 2352549 (20.04.2009)

Класс C07C229/30 ациклического и ненасыщенного углеродного скелета

энантиоселективный синтез производных гамма-амино-альфа, бета-ненасыщенных карбоновых кислот -  патент 2512499 (10.04.2014)
альфа-замещенные омега-3 липиды, которые являются активаторами или модуляторами рецептора, активируемого пролифераторами пероксисом (ppar) -  патент 2507193 (20.02.2014)
n,n-диаллиласпарагиновая кислота и способ ее получения -  патент 2473539 (27.01.2013)
способ получения фторсодержащего производного ацилуксусной кислоты, способ получения фторсодержащего производного сложного эфира пиразолкарбоновой кислоты и способ получения фторсодержащего производного пиразолкарбоновой кислоты -  патент 2456275 (20.07.2012)
способ асимметрического алкинилирования сложных альфа-иминоэфиров -  патент 2434847 (27.11.2011)
синтез 4-амино-2-бутеноилхлоридов и их использование при получении 3-цианохинолинов -  патент 2345984 (10.02.2009)
способ получения производного бензоксазина, способы получения его промежуточного соединения и промежуточные соединения -  патент 2258069 (10.08.2005)
способ получения производных гиперидона-4(варианты) и производные низших алкиловых эфиров 3-[n-низший алкил-n-[3- (2-карбнизший алкокси низший алкил)]амино]-2,3-еновых кислот -  патент 2089543 (10.09.1997)
Наверх