FI58787B - Foerfarande foer framstaellning av linjaer ofoergrenad icke-tvaerbunden polymer - Google Patents

Description

f-TmSiFT-l ΓηΊ KUULUTUSJULKAISU C ft 7 ft 7 3®Γα [BJ (11) UTkÄGGNINOSSKRIFT böfö/ C .... Patentti myönnetty 10 04 1931 ^5¾¾ ” Patent m - l ie lit ^ ^ (51) Kr.m.3/tat.a.3 c 06 & 73/04·, A 61 K 31/785

SUOMI—FINLAND (21) p**«tm«k*nH/«-p««nt«n.8knMi 1661/7U

(22) Hmk*ml»pUvi — Antttknlngidai 30.05.7U

(13) AlkupUvt—Glltl|htt*dtf 30.05.7U

(41) Tullut lulklMlcri — Bllvlt offamlig 12.12.7U

PktMitfci. ja reklrterlhallltut (44) NlhtIvUulpV)0nkuuMulluhun _

Patent· och ragiatarstyralaan ' Arneiom utltgd och utl.*krift«n pubik«nd 31.12.80 (32)(33)(31) Pyydetty «uoiit·»*—B«|ird prioritut 11.06.73 19.0U.7U usa(us) 3690U2, U62263 (71) Merck & Co., Inc., 126 E. Lincoln Avenue, Rahway, New Jersey, USA(US) (72) Nathaniel Grier, Englewood, New Jersey, Arthur Franklin Wagner,

Princeton, New Jersey, USA(US) .(7U) Oy Roister Ab (5U) Menetelmä lineaarisen, haarautumattoman, ei-ristisidotun polymeerin valmistamiseksi - Förfarande för framstallning av linjär, oförgrenad, icke-tvärbunden polymer

Esillä olevan keksinnön kohteena on menetelmä lineaarisen, haarautumattoman, ei-ristisidotun polymeerin valmistamiseksi, jossa on toistuvia monomeeriyksiköitä, joilla on kaava f" V.

R,X~ R„X~

I I

--N--Q N—-Q— (I·)

I I

CH- CH, jossa X on halogenidi, sulfaatti tai sulfonaatti tai z, joka on jokin muu yksiarvoinen tai moniarvoinen vasta-anioni, Q on etyleeni tai trimetyleeni, ja '»ä-merkitsee sidosta useihin ryhmiin 2 58787 R1X~ ^2X~ -N—-Q-- tai -N —-Q-

I I

CH3 CHj jossa X ja Q merkitsevät samaa kuin edellä, ja R1 ja ovat samoja tai erilaisia ja ovat alempi alkyyli; monohydroksi-substituoitu alempi-alkyyli; karboksi-alempi-alkyyli; C^-C^-alkenyyli; C^-C^-alkynyyli; bentsyyli; alempi-alkyyli-tio-alempi-alkyyli; ammonio-alempi-alkyyli, alempi-alkyyli-ammonio-alempi-alkyyli; di-alempi-alkyyli-ammonio-alempi-alkyyli; tri-alempi-alkyyli-ammonio-alempi-alkyyli; sillä edellytyksellä että vain toinen ryhmistä R1 ja R2 voi olla alempi alkyyli silloin kun ammoniokationi on anionin X vasta-kationi.

Näitä polymeerejä käytetään edullisesti bakteerinvastaisina aineina, höytälöimisaineina, sähköäjohtavina aineina paperin päällystyksessä, antistaattisina aineina, kelaatteja muodostavina aineina ja sappihappoa sitovina aineina samoin kuin vastaavanlaisissa käyttötarkoituksissa, joissa niiden suurta varausta painosuhteeseen nähden ja typen läsnäoloa voidaan edullisesti käyttää hyväksi.

Erikoisesti ne ovat käyttökelpoisia ei-absorboituvina, maha-suoliston sappihappoa sitovina aineina, koska sellainen sitominen tunnetusti pienentää veren kolesterolipitoisuutta. Kaikki käytettävissä olevat todisteet osoittavat, että veren normaalia suuremmat kolesterolipitoisuudet ihmisissä (erikoisesti niin kutsutut tyyppi II Frederickson-potilaat) liittyvät valtimon haurauskovetustautiin ja muihin kolesteroliverisyyssairaus-oireislin. Valtimon haurauskovetustautiin liittyy veren kiertokulun tukkeutumien vaikutukset johtaen sepelvaltimo-, aivoverisuonisto-ja muihin verisuonisairauksiin ja se on pääsyynä kuolemaan useissa maissa.

Valtimon haurauskovetustaudin vähentämiseksi on veren kohonneeseen kolesterolipitoisuuteen kohdistettu erilaisia säätötoimenpiteitä, mukaanluettuna rajoitettu spesifinen ruokavalio, kolesteroli-synteesin estäminen, aineenvaihdon kiihdyttäminen, absorption estäminen suolistossa samoin kuin sappihappojen sitominen suolistossa. Viimeksimainittu on erittäin suosittu, koska se ei vaadi kirurgista toimenpidettä eikä äkillisiä ja ankaria muutoksia ruokavaliotavoissa 3 58787 tai elintavan tottumuksissa.

Mistä syystä sappihapon sitominen suolistossa vähentää veren kolesterolipitoisuutta ei ole kuitenkaan tunnettu; uskotaan että ravitsemusmekanismin muuttuminen vaikuttaa kolesterolin hapettumiseen, mikä pienentää veren kolesterolipitoisuutta tarkoituksella palauttaa sappihapon pitoisuus ennalleen. Riippumatta mekanismin epävarmuudesta on tekniikka täysin hyväksytty. Sen sijaan puuttuu sopiva, tehokas, ei-myrkyllinen ja helposti siedettävä sitomisaine.

Aikaisemmin on käytetty erilaisia sappihappoa sitovia aineita. Näihin kuuluvat rautasuolat, jotka muodostavat liukenemattomia sakkoja sappihappojen kanssa, orgaaniset emäkset, jotka toimivat samalla tavalla, ja polymeerit, jotka voivat muodostaa suolaa. Absorboituvat saostusaineet voivat kuitenkin aikaansaada akuuttista ja kroonillista myrkyllisyyttä. Ei-absorboituvien polymeerien käytöllä sellaisten myrkyllisyysprobleemojen välttämiseksi ei ole aikaansaatu sopivaa vaihtoehtoa, koska sellaisten polymeerien keskimääräinen tehokas päivittäinen annos aikuiselle on tähän saakka ollut aina 40 g:aan saakka. Sellaisen annoksen massa, erikoisesti silloin kun käytetään veteenliukenematonta ristikytkettyä hartsia voi aikaansaada suoliston osittaisen tukkeutumisen ja epämiellyttävän raskaan tunnon. Lisäksi niin suuren annoksen hajua ja makua on vaikeata naamioida.

Geelimäiset koostumukset, joissa on vähemmän ristisidoksia ja haarasidoksia, jotka myöhemmin määritellään, paisuvat huomattavasti vedessä ja vaikkakin ne ovat vapaita kulumisärsytyksestä, aikaansaavat ne painehäiriöitä.

Tähän saakka sappihapon sitomisaineeksi ehdotetut vesiliukoiset polymeerit aikaansaavat erittäin suuria viskositeetteja liuoksessa ja niillä on huomattava kokoonvetävä vaikutus suuontelossa. Lisäksi niiden annos on massaltaan suuri ja ne vaativat yhtäsuuren paino-määrän vettä. Suurimpana haittana on kuitenkin se, että ne hajoavat suolistossa.

Näinollen niillä on ollut ainoastaan rajoitettua etua, vaikkakin liikakolesterolipitoisuuteen liittyvä sairaus on erittäin yleinen ja kasvaa jatkuvasti hälyttävästi.

Useita käsityksiä on esitetty tähän saakka ehdotettujen hartsien kykenemättömyydestä käytettäessä niitä liikakolesterolipitoi-suustapauksissa sovittaa sappihapon sitominen ja kloridisitominen yhteen. Erään käsityskannan mukaan pienemmät epäorgaaniset anionit 4 58787 voivat helposti päästä sidoskohtiin. Siten tehokkaamman hartsin saamiseksi pitäisi muodostaa sidoskohtien suurempi erottaminen toisistaan suurimolekyylipainoisia happoja varten. Toisen käsityskannan mukaan hartsien täytyy olla enemmän lipoidien kaltaisia tunkeu-tuakseen in vivo miselle-muodostumiin, joissa on rasvantapaisia sappihappoja, jolloin on päädytty siihen, että hartsien pienentynyt vesiliukoisuus olisi edullista.

Pahaksi onneksi näillä ehdotuksilla on ollut vain vähän parannusta polymeerien käytölle liikakolesterolipitoisuuden hoitamiseksi.

Nyt on todettu, että myöhemmin kuvattavat uudet polymeerit ovat poikkeuksellisen tehokkaita sappihappojen sitomiseksi mahasuo-listossa ja kolesterolipitoisuuden alentamiseksi veressä.

Sanonnalla "suolaa muodostava typpi" tarkoitetaan typpiatomia, esim. iminoryhmää tai substituoitua iminoryhmää, jotka ovat riittävän emäksisiä, jotta niitä on läsnä joko kvaternäärisenä tai happoaddi-tiosuoloina tai ne voivat muodostaa sellaisen happojen kanssa.

Sanonta "lineaarinen polymeeri-päärunko" tarkoittaa polymeeriä, jossa on ainoastaan asyklisiä ryhmiä, so. metyleeni- tai trimetyleeni-ryhmiä, jotka yhdistävät typpiatomit yksinkertaisessa jatkuvassa ketjussa.

Sanonta "haarautumaton" tarkoittaa polymeeriä, jossa ei ole toistuvia monomeeri-yksikköjä, jotka ulottuvat ulos polymeeripäärun-gosta, ja sanontaa "ristisidottu" käytetään tavanomaisessa mielessä merkitsemään kahden päärungon sitoutumista.

Sillä seikalla että keksinnön mukaiset polymeerit ovat lineaarisia ja haaraantumattomia, on mitä tärkein merkitys koskien keksinnöllä aikaansaatua etua. Tällöin kun eräät referaatit, esim. US-pat.julkaisu 3 308 020, kuvaavat monomeeriyksiköitä, jotka ovat samankaltaisia kuin esillä olevat monomeeriyksiköt, on muistettava, että nämä aikaisemmin tunnetut polymeerit ovat voimakkaasti haarautuneita. Lisäksi mikäli tiedetään niin Gibbs et ai, Journal of American Chemical Society, 57 (1935), 1137 ja Noguchi et ai, Macromolecules, 5 (1972), 261 ovat oikeassa esittäessään, että yritykset polymeroida dimetyyliaminoetyleenihalogenideja antaa tulokseksi ainoastaan syklisiä dimeerejä, mikä myöskin sopii yhteen saksalaisissa patenteissa DE 1,131,694 ja DE 1,125,396 esitettyjen määrittelyjen kanssa.

Keksinnön mukaisesti valmistettuja polymeerejä voidaan esittää kaavalla I

N

58787

fr·:). ML

Ti nnn/^-Q sihisi* n——q τ i

l I | C

CH3 CH3 / jossa R1, R2, Q, Z ja merkitsevät samaa kuin edellä tai Z vas taa symbolia X kaavassa (I1); n on kokonaisluku, jonka keskimääräinen molekyylipaino on 300-50 000.

ja T2 ovat polymeerin pääteryhmiä ja T1 on

Ml Ml .

R -N---Q ja T on —N-Q-OR

I I

CH3 CH3 2 tai dihydro-1,3-oksatsinium- tai Δ -oksatsolinium-kompleksi ini- tiaattorin anionin kanssa, jolloin R,, Z, m ja Q merkitsee samaa kuin • * edellä, R^ on sama kuin tai CH^, ja R on segmentti, joka on johdettu liuottimesta, jossa renkaan avautuminen aikaansaatiin, esim. vety käytettäessä vesikäsittelyä tai alkyyli käytettäessä alkoholi-käsittelyä. T:n tarkka luonne tai identifisyys on itse asiassa merkityksetön esillä olevaan keksintöön tai kuvattujen polymeerien käyttökelpoisuuteen nähden.

Edellä käytetty sana "alempi" merkitsee ryhmää, jossa on 1-4 hiiliatomia, ja koskien alkyyliryhmiä ne voivat olla suoraketjuisia.

Mikäli edellä m on 1, Q on trimetyleeni ja R^, R2, R3 ja R^ on alempi alkyyli, ovat kuvatut yhdisteet tunnettuja. Kuitenkin menetelmä niiden valmistamiseksi on uusi.

Tässä selostuksessa Z tarkoittaa anionia, joka vastaa varausta kvaternoidussa tai protonoidussa iminoryhmässä ja siten se voi olla yksiarvoinen anioni. On kuitenkin ymmärrettävä, että Z käsittää myös moniarvoisia anioneja, joissa yksi anioni voi vastata varausta useammassa kuin yhdessä varatussa iminoryhmässä. Siten Z voi olla epäorgaanisten happojen anioni samoin kuin orgaanisten happojen anioni, kuten esim. halogenidi, esim. kloridi, bromidi tai jodidi, sulfaatti, bisulfaatti, fosfaatti, asetaatti, askorbaatti, sitraatti, hydroksititraatti, karbonaatti, bikarbonaatti, nikotinaatti, glysi- 6 58787 naatti, taurinaatti, salisylaatti, ja se voi olla jokin muu anioni, joka on johdettu fysiologisesti ei-myrkyllisistä hapoista, erikoisesti fysiologisesti aktiivisten happojen suoloista, kuten suoloista, jotka on johdettu kLcfibraatista ja halogenaatista, esim. 2-(p-kloori-fenoksi)-2-metyylipropioni- ja 3-trifluorimetyylifenoksi-(4-kloori-fenyyli)etikkahapoista. Käytettäessä fysiologisesti aktiivisten yhdisteiden sellaisia anioneja neutraloimaan kvaternoituja tai pro-tonoituja iminoryhmiä on ilmeistä, että ainoastaan osa varatuista iminoryhmistä voidaan siten neutraloida. Fysiologisesti aktiivisesta yhdisteestä johdetun anionin määrä on sellaisessa suhteessa, että polymeeriannoksen kanssa annosteltu määrä on fysiologisesti aktiivisen yhdisteen halutulla alueella.

Keksinnön mukainen menetelmä edellä kuvattujen polymeerien valmistamiseksi on tunnettu seuraavista vaiheista: (1) 2R‘ - A^~oksatsoliini tai 2-R'-5,6-dihydro-4H-1,3- oksatsiini, jossa R' on vety, alempi alkyyli, fenyyli, naftyyli tai naftyylietyyli, polymeroidaan sinänsä tunnetulla tavalla polymeerin saamiseksi, jossa on toistuvia monomeeriyksiköitä, joilla on kaava s \ L (vj,) I· k / jossa R' ja Q merkitsee samaa kuin edellä; (2A) kaavaa VI' vastaava polymeeri hydrolysoidaan asyyliryhmän poistamiseksi hapolla tai emäksellä polymeerin saamiseksi, jossa on toistuvia monomeeriyksiköitä, joilla on kaava f s _(rl k H } jossa m on 0 tai 1 ja Q ja Z merkitsee samaa kuin edellä, tai (2B) kaavaa VI' vastaava polymeeri pelkistetään diboraanilla polymeeriksi, jolla on toistuvia monomeeriyksiköitä, joilla pn';käava 7 58787 («Λ --N—Lq-- (VIII'l CH0 I 2 R' ^ y jossa m, Q, Z ja R' merkitsee samaa kuin edellä, tai (2C) kaavaa VI' vastaava polymeeri, jossa R' on vety, sekoitetaan ainakin yhden ekvivalentin kanssa sekä formaldehydiä että muurahaishappoa ja saatua seosta kuumennetaan lämpötilassa 30-100°C korkeintaan 100 tuntia polymeerin saamiseksi, jossa on toistuvia monomeeriyksiköitä, joilla on kaava

Or) \ + /m {ix · > CH.» jossa m, Q ja Z merkitsee samaa kuin edellä; (3) vaiheessa (2A) saatua kaavaa VII' vastaava polymeeri jossa m on 0, metyloidaan ainakin yhden ekvivalentin kanssa sekä formaldehydiä että muurahaishappoa ja saatua seosta kuumennetaan lämpötilassa 30-100°C korkeintaan 100 tuntia polymeerin saamiseksi, jossa on toistuvia monomeeriyksiköitä, joilla on vaiheessa (2C) esitetty kaava IX'; (4) . polymeerin valmistamiseksi, jossa on toistuvia monomeeriyksiköitä, joilla on kaava " \ (r:). (";).

--N——-Q N--Q (X') ch3 ch3 k ) jossa m, Q ja Z merkitsevät samaa kuin edellä ja merkitsee sidosta useihin ryhmiin 8 58787 (γ;) (γ;).

_2NJv4n_Q_ tai —N -Q — CH3 CH3 jossa Z, Q ja m merkitsevät samaa kuin edellä, kaavaa XII' vastaa-· van polymeerin jossa m = 0, annetaan reagoida ainakin 1,5 ekvivalentin kanssa yhdistettä CH^X, jossa X on halogenidi tai sulfonaatti tai sulfaatti, inertissä liuottimessa lämpötilassa 30-100°C, kaavaa X' vastaavan polymeerin saamiseksi, jossa m = 1 ja Z on X , ja haluttaessa kaavaa X' vastaavan polymeerin saamiseksi, jossa m = 0, käsitellään kaavaa X' vastaavaa polymeeriä, jossa m = 1, tarkalleen yhdellä ekvivalentilla emästä; (5) vaiheessa (2B) saatu kaavaa VIII' vastaava polymeeri, vaiheesta (2C) tai (3) saatu kaavaa IX' vastaava polymeeri tai vaiheesta (4) saatu kaavaa X' vastaava polymeeri, tarvittaessa sen jälkeen kun polymeeri, jossa m = 1, on muutettu polymeeriksi, jossa m = 0, kvaternisoidaan kaavan 1' yhteydessä määriteltyjen substitu-enttien ja R2 liittämiseksi polymeeriin, siten että polymeerin, joka käsittää toistuvia mononiceriyksiköitä, joilla on kaava

s S

— N -Q —N--Q--

C»3 CH

/ jossa Q merkitsee samaa kuin edellä ja merkitsee sidosta jouk koon ryhmiä — N--Q- -N-Q — tai ch3 ch3 .VV,·· 9 58787 annetaan reagoida (a) silloin kun R^ ja ovat samoja ainakin yhden ekvivalentin kanssa RX, jossa R ja R^ ja X on halogenidi, sulfo-naatti tai sulfaatti; ib) kun R^ ja R^ ovat erilaisia annetaan polymeerin ensinnä reagoida 5-95 %:n kanssa R^X:n yhtä ekvivalenttia ja sen jälkeen annetaan reagoida ainakin yhden ekvivalentin kanssa R2X; (6) ja että haluttaessa anioni X muutetaan anionivaihtohart-sin avulla anioniksi Z .

Siten polymeerejä saadaan perättäisten vaiheiden avulla, 2 joissa ensimmäisessä polymeroidaan £ -oksatsoliini, jolla on kaava: CH^ \C-R· IV tai

CH2-N

5,6-dihydro-4H-1,3-oksatsiini, jolla on kaava: ^°\ CH2 C-R' v C«2 / ch2 joissa R' on vety, alempi-alkyyli, fenyyli, naftyyli tai naftyyli-metyyli. Edullisesti R' on vety.

Vaihe 1 - Polymeroiminen 2 2-R'- -oksatsoliinien polymeroiminen on tunnettua ja se on kuvattu julkaisussa Polymer Journal, 3 (1972), 35. Kuitenkin on todettu, että saadaan luotettavampi polymeroituminen käyttämällä tri-fluorimetyylisulfonihappoa mainitussa julkaisussa kuvattujen initi- aattorien asemesta. Yleensä käytetään 0,005 - 0,1 moolia trifluori- 2 metyylisulfonihappoa kutakin moolia kohti 2-R'- & -oksatsoliinia, jolloin 0,01 moolia trifluorimetyylisulfonihappoa moolia kohti 2 2-R'-£k -oksatsoliinia on edullista.

2-R'-5,6-dihydro-4H-1,3-oksatsiinin polymeroiminen on myös tunnettua ja on kuvattu julkaisussa Macromolecules, 6 (1973), 495.

58787 10

Tunnetuista initiaattoreista on edullinen initiaattori metyylijodidi.

2

Yleisesti sanoen 2-R'- ^ -oksatsoliinien ja 2-R'-5,6-dihydro-4H-1,3-oksatsiinien polymeroiminen suoritetaan suljetussa järjestelmässä inertissä atmosfäärissä, kuten typessä paineessa 1-100 atm. ja kuumentamalla lämpötilassa 30-120°C 1-12 tuntia. Inertillä liuottimena tarkoitetaan tässä ja selityksen muussa osassa liuotinta, joka ei reagoi näissä olosuhteissa reaktiokomponenttien ja saatujen tuotteiden kanssa, jolloin dimetyyliformamidi on edullinen liuotin.

Sen jälkeen kun reaktio on päättynyt, mikä voidaan todeta -C=N-kaksoissidoksen häviämisellä, polymeroimisen reaktioseos, joka nyt käsittää polymeerin VI

' \ A-N-Q - -N-Q---T-.

Il J VI

I M Jn c=o c=o

I I

R' R' jossa R', Q ja n merkitsee samaa kuin edellä ja on R' 3| -N-n c=o : ♦; .Y-

•γ I * tai JL I

-N-Q-OR

R' 0 R

jossa Y on initiaattorista peräisin oleva anioni, A on vety tai initiaattoriosa, kuten metyyli, joka on peräisin metyylijodidista, ja Q ja R* merkitsee samaa kuin edellä, käsitellään vedettömällä liuottimena edullisesti alkoholilla tai eetterillä, kuten metano-lilla tai etyylieetterillä. Sen jälkeen kun on suodatettu ja pesty vedettömällä liuottimella otetaan polymeeri talteen ja kuivataan.

Erottamisen jälkeen polymeeri saatetaan johonkin kolmeen vaihtoehtoisista toisen vaiheen käsittelyistä: hydrolyysi, suora pelkistäminen tai pelkistävä metyloiminen.

Vaihe 2A - Hydrolyysi

Hydrolyysi, jossa lohkaistaan pois asyyliryhmä, suoritetaan antamalla polymeerin VI reagoida vesipitoisen hapon kuten vesipitoisen mineraalihapon, esim. kloorivetyhapon tai emäksen kuten alkali-hydroksidin kanssa, jolloin saadaan polymeeri VII

11 58787 < \ (HZ ^ (ΗΖΛ ' +/ m \ I +/ m \l + / m *

A-N-Q--N- Q--N-Q-OR VII

H H H

n ^ ) * jossa A, i, Q, Z, R ja n merkitsee samaa kuin edellä ja Z on edullisesti halogenidi.

Alkaalinen hydrolyysi suoritetaan sekoittamalla polymeeri emäksen, sopivasti alkalihydroksidin ja edullisesti natriumhydroksidin kyllästetystä 0,IN:ään vaihtelevan vesiliuoksen kanssa. Happohydro-lyysi suoritetaan käyttäen 1-2N mineraalihappoa, esim. HC1 tai I^SO^.

Hydrolyysi suoritetaan sekoittaen ja lämmittäen ainakin 3-30 tuntia. Edullisesti täydellisen hydrolyysin aikaansaamiseksi samalla uhraten hiukan molekyylipainosta suoritetaan hydrolyysi suljetussa astiassa lämpötilassa 40-180°C. Hydrolysoimisliuoksen määrä ei ole kriitillinen, mikäli sekoittaminen on hyvä ja käytetään ainakin kaksinkertainen teoreettinen määrä alkaalia tai happoa hydrolyysin aikaansaamiseksi.

Emäs-hydrolyysista saadaan polymeeri VII, jossa m on 0, ja happo-hydrolyysi tai emäs-hydrolysoidun polymeerin sen jälkeen suoritettava käsittely hapolla antaa tulokseksi polymeerin VII, jossa m on 1 ,

Vaihe 2B - Suora pelkistäminen

Polymeeri VI pelkistetään suoraan polymeeriksi VIII pelkistämällä asyyliryhmä.

12 58787

S "N

f HZ“\ ( HZ~\ /HZ_\ \ +/m M \ Jm *

A-N-Q--N-Q--N-Q-OR

CH. CH_ CH0

I. I I

R R' R' n

S S

ie jossa A, Z, Q, R', R , Z, m ja n merkitsee samaa kuin edellä.

Edullisesti polymeeri liuotetaan inerttiin liuottimeen ja sekoitetaan hitaasti ainakin molaarisen ekvivalentin kanssa kemiallista pelkistysainetta kuten diboraania, joka myös liuotetaan inerttiin liuottimeen. Edullisia liuottimia ovat tetrahydrofuraani ja sen seokset etyleeniglykolidimetyylieetterin kanssa. Lisäyksen jälkeen reaktioseosta kuumennetaan paluujäähdyttäen 1-12 tuntia, jäähdytetään ja tehdään happameksi. Muut pelkistysaineet, joita voidaan käyttää diboraanin asemesta, ovat aluminiumhydridi, litiumaluminium-hydridi ja litium-trimetoksialuminiumhydridi.

Vaihtoehtoisesti polymeerin VI amidiryhmät muutetaan alkyloi-malla iminoestereiksi trietyylioksonium-tetrafluoriboraatti-komplek-sin avulla metyleenikloridissa 25°C:ssa. Sen jälkeen iminoesteri-yksiköt pelkistetään helposti tertiäärisiksi amiini-yksiköiksi käyttäen natriumboorihydridiä etanolissa 0-25°C:ssa.

Vaihe 2C - Pelkistävä metyloiminen Tässä menetelmässä polymeeriä VI, jossa R' on vety, kuumennetaan seoksen kanssa, jossa on enemmän kuin yksi ekvivalentti sekä formaldehydiä että muurahaishappoa, sen jälkeen käsitellään hapon vesiliuoksella ja väkevöidään kuiviin vähennetyssä paineessa polymeerin IX saamiseksi.

f N.

( HZ~\ ( HZ~\ (ΗΖ~λ \l +/m \| +/ m \| +/ m *

Rc-N-Q--N-Q--N-Q-OR IX

I I I

CH3 ch3 CH3 n \ / 13 58787 ie jossa R^, Q, Z, R , m ja n merkitsee samaa kuin edellä.

Polymeeri, joka metyloidaan pelkistävästi, lisätään seokseen, jossa on 97-100 %:sta muurahaishappoa ja edullisesti formaldehydin 38 %:sta vesiliuosta, ja reaktioseos kuumennetaan lämpötilaan 30-100°C 20-100 tuntia. Vaikkakin voidaan käyttää korkeampia reak-tiolämpötiloja niin muurahaishapon lämpöhajoamisen kasvanut nopeus ja polymeerin hajoamisen vaara tekevät korkeampien lämpötilojen käytön vähemmän edulliseksi. Sen jälkeen seosta käsitellään mineraali-hapon, edullisesti kloorivetyhapon vesiliuoksella ja ylimäärä muurahaishappoa, formaldehydiä ja mineraalihappoa poistetaan väkevöimällä vähemmän vähennetyssä paineessa.

Vaihe 3 - Suora metyloiminen

Polymeeri VII, jossa m on 0, metyloidaan suoraan kuumentamalla polymeeriä seoksessa, jossa on enemmän kuin 1 ekvivalentti sekä formaldehydiä että muurahaishappoa vaiheessa 2C kuvatuissa olosuhde teissä polymeerin IX saamiseksi, jossa R,., Q, Z, R , m ja n merkitsee samaa kuin edellä.

Vaihe 4 - Substituenttien CH^ liittäminen polymeeriin VII

Kaavan X mukaisten polymeerien saamiseksi polymeeriä VII, jossa m on 0, käsitellään ylimäärällä 1,5-8 ekvivalenttia ja edullisesti 4 ekvivalenttia alkyloimisainetta CH^X inertissä liuottimessa lämpötilassa 30-100°C. Reaktio suoritetaan liuottamalla polymeeri inert-tiin liuottimeen kuten alkoholiin, ketoniin tai dimetyyliformamidiin. Edullisia liuottimia ovat metanoli, asetoni ja dimetyyliformamidi

ja edulliset lämpötilat ovat 50-75°C. Tälläin saadaan kaavan X

* mukainen polymeeri, jossa A, Q, Z, R ja n merkitsee samaa kuin edellä ja m on 1 ja Z on X . Käsiteltäessä polymeeriä X tarkalleen yhdellä ekvivalentilla emästä saadaan polymeeri X, jossa m on 0.

14 58787 * ^ / HZ ] (HZ ] f HZ" ] fHZ“ ] VJ + ^ \| + / m V. | +/ m V| + / m

A—N— Q--N — Q/UXN— Q/t'VZlN— Q-OR* X

I I I I

ch3 ch3 ch3 ch3 l in

Vaihe $ - Kvaternoiminen - ΒΊ, Rg:n liittäminen

Vaiheesta 2B saatu polymeeri VIII, vaiheesta 2C tai vaiheesta 3 saatu polymeeri IX tai vaiheesta U saatu polymeeri X saadaan tavallisesti happoadditio-suolan muodossa (m»l) ja muutetaan vapaaksi emäkseksi (m*0) käsittelemällä ekvivalentilla määrällä emästä. Tässä vaiheessa on edullista vaikkakaan ei välttämätöntä poistaa jäijellä olevat epäorgaaniset suolat ultrasuodatuksella. Tällä on se etu, että samalla voidaan myös poistaa mikä muu tahansa ei-haluttu pienimole-kyylipainoinen aines. Sen jälkeen polymeerin vesiliuos väkevöidään vähennetyssä paineessa ja tuote kuivataan ennen kvaternoimisreaktiota, jossa saadaan kaavan I mukainen polymeeri. Kvatemoimisreaktio suoritetaan inertissä liuottimessa kuten alkoholissa, ketonissa tai dimetyyliformamidissa. Metanoli, asetoni ja dimetyyli-formamidi ovat edullisia liuottimia. Kvaternoimisaineet ovat tavallisesti haloge-nidin sisältäviä yhdisteitä, edullisesti bromiyhdisteitä; muita alkyloimisaineita kuten tolueenisulfonaattiestereitä tai trikloorimetyylisulfonaattiestereitä voidaan myös käyttää. Kun R^ ja merkitsevät samaa käytetään kohtullinen ylimäärä alkyloimisainetta RX; kun ja merkitsevät eri ryhmiä käsitellään polymeeriä ensinnä rajoitetulla määrällä (5“95 % ekvivalenssiaryosta) yhdistettä R^X. Sen jälkeen kun reaktio on päättynyt tuotetta käsitellään ylimäärällä reagenssia RgX. Kun reagenssin R^X ja RgX alkyloimis-reaktiokykvyt ovat samoja, voidaan reaktio suorittaa R^tän ja RgX:än seoksessa yhdessä vaiheessa. R^X ja RgX voivat olla yksinkertaisia alkyylihalogenideja tai niissä voi olla muita funktionaalisia ryhmiä, jotka eivät häiritse kvaternoimisreaktiota. Yksinkertainen mutta ei tyhjentävä luettelo hyväksyttävistä kvaternoimisaineista käsittää halogeenialkyyli-happoesterin, halogeenialkyylihappoamidit, halogeeniketonit, fluorialkyylitrikloo-rimetyylieulfonaatit, alkyylihalogeenihydridit, aralkyylihalogenidit, ammonioal-kyylihalogenidit, alempi-alkyyli-substituoidut ammonio-alkyyli-halogenidit, alkok-sialkyylihalogenidit, alkyylitioalkyylihalogenidit, allyylihalogenidit ja pro-par gyylibromi din .

Reaktio suoritetaan tavallisesti kuumentamalla polymeeriliuosta ja alkyloimisainetta metanolissa, asetonissa tai dimetyyliformamidissa 35~100°C:ssa 3-16 tun- 15 58787 tia. Käytettäessä erikoisen reaktiokykyistä alkyloimisainetta on reaktiolämpötila 50°C. Tuote erotetaan tavallisesti suoraan suodattamalla, mutta eräissä tapauksissa laimennetaan reaktioseos useilla tilavuuksilla eetteriä ennen suodattamista. Tavallisesti tuote kuivataan osittain, jauhetaan jauheeksi ja sen jälkeen kuivataan vähennetyssä paineessa lämpötilassa 25“6o°C.

Vaihe 6 - Ioninvaihto

Polymeerissä I olevat anionit ovat yleensä halogenideja johtuen aikaisempien vaiheiden tekniikasta. Polymeerit, joissa anioni Z on muu kuin halogenidi, voidaan saada liuottamalla polymeeri I, jossa on halogenidi-anioni, veteen, alkoholiin tai niiden seoksiin missä tahansa suhteessa ja johtamalla liuos anionin-vaihtohartsin lävitse, joka on joko synteettistä tai tseoliitti-lajia, jolloin halogenidi-ioni muuttuu ja korvautuu Z :11a. Anioninvaihtomenetelmä voi olla suora, so. halogenidi-ioni vaihdetaan Z :ksi, tai ensinnä halogenidi-ioni vaihdetaan OH :ksi ja sen jälkeen käyttäen ioninvaihtoa tai neutraloimista vaihdetaan OH ryhmäksi Z .

Lisäksi voidaan käyttää kemiallista vaihtotekniikkaa silloin kun metalli-halogenidin sakka on vähemmän liukenevaa kuin metallisuola MZ. Saostunut metalli-halogenidi voidaan sen jälkeen suodattaa liukenevasta polymeeristä I.

Viimeksimainittua tekniikkaa kuvaavassa yksinkertaisessa esimerkissä käsitellään polymeerin I liuosta, joka sisältää bromidi-vasta-ionin, ylimäärällä juuri seostettua hopeakloridia. Sen jälkeen kun halogenidi-anioninvaihto on tapahtunut poistetaan hopeakloridin ja hopeäbromidin seos suodattamalla, jolloin jäljelle jää polymeerin I liuos, joka sisältää kloridi-vasta-ionin. Vaihtoehtoisesti polymeeriä 1, jossa Z on sulfaatti, voidaan käsitellä kalsiumin tai bariumin veteen liukenevien suolojen liuoksilla. Tällöin sulfaatti voidaan korvata nitraatilla ja barium-sulfaatin sakka poistaa.

Esimerkki I

poly-/Tformimino)etyleeni/

Liuos, jossa on W g ^ -oksatsoliinia ja 870 mg juuri tislattua booritri-fluoridieteraattia 175 ml:ssa puhdistettua dimetyyliformamidia, pannaan painereak-toriin, jossa on lasivuoraus, ja järjestelmä huuhdotaan puhtaaksi typellä. Seosta kuumennetaan 80°C:ssa 5 tuntia ja sen jälkeen laimennetaan metanolilla ja suodatetaan, jolloin saadaan 30 g poly-^Tformimino)etyleeni7-polymeeria. Käytettäessä 5 tunnin reaktioaikaa 80°C:ssa ja booritrifluoridieteraatti-katalyyttia 0,01 mooli-suhteessa -oksatsoliiniin nähden saadaan kiinteätä polymeeriä 13,2-68 %.

58787 16

Esimerkki II Poly-/T formimino)etyleeni^

Liuosta, jossa on 217 g (3,0b moolia) A. -oksatsoliinia ja U,6 g (0,03 moolia) trifluorimetyylisulfonihappo- 800 ml:saa puhdistettua dimetyyliformamidia suljetussa putkessa ja typpiatmosfäärissä, kuumennetaan 90°C:ssa ja sekoitetaan 5 tuntia. Jäähdyttämisen jälkeen seos laimennetaan 1200 ml:lla vedetöntä metanolia ja tuote erotetaan suodattamalla. Tuote pestään metanolilla ja sen jälkeen eetterillä ja kuivataan vähennetyssä paineessa. Saadaan 150 g poly-£(formimino)ety-leenia^.

Esimerkki III Poly-/T asetimino)etyleenj^ 2 1 g 2-metyyli-y\ -oksatsoliinia pannaan Carius-polttoputkeen kahden pisaran kanssa booritrifluoridieteraattia (U8 %). Putki huuhdotaan hyvin typellä, suljetaan liekin avulla ja putki pannaan uuniin l60°C:seen 20 tunnin ajaksi. Poly-^(asetimino)etyleen^7-polymeeri on lasimaista, melkein väritöntä hartsia, jonka sulamisalue on 155-175°C. Polymeeri liukenee helposti metyleenikloridiin.

Esimerkki IV

Poly-/Ibutyrimino)etyleeni^ Tässä esimerkissä N-asetyleeni-imiini polymeroidaan käyttäen yksinkertaista katalyyttijärjestelmää, joka myös aikaansaa uudelleenryhmityksen välituote-oksatso-liinin muodostuessa.

10 ml N-butyryylietyleeni-imiiniä ja 0,05 ml BF^EtOita ilmasta tyhjennetyssä putkessa kuumennetaan 60°C:ssa 1+ tuntia. Saatu aine liuotetaan 100 ml:aan CHCl^ai saostetaan lisäämällä petrolieetteriä, liuotetaan uudelleen CHCl^een ja saostetaan uudelleen petrolieetterillä. Sakka kuivataan, jolloin saadaan 6,3 g poly-^(butyrimino)etyleeniä^, jonka muunnettu viskositeetti on 0,l6 bentseenin 1 £:ssa liuoksessa ja sulamispiste 150°C.

Analogisella tavalla mutta käyttäen: N-bentsoyylietyleeni-imiiniä, 2-‘isopropyyli-2 Λ -oksatsoliinia, 2-syklo-heksvvli-y^-oksatsoliinia. 2~naftyyli- Z^-oksatsoliinia ja 2-p-tolyyli-iA2-oksat-soliinia saadaan vastaavasti 0oly-/Tbentsoyyli-imino Jetyleeni? poly-^[ isobutyrimino)etyleeni7 poiy-^Tsykloheksanoyyli-iminoJetyleenO poly-/(Tnaftoyyli-imino)etyleeni? poly-^Ttoluoyyli-imino )etyleeni,7 · 58787

Esimerkki V

Poly—/tbentsoyyli-imino )etyleenjj,/

m, O

2-fenyyli-2-oksatsoliinia (1,1322 g, 7,60 x 10 moolia) pannaan Carius-polttoputkeen yhdessä 7,69 x 10 ^ moolin kanssa booritrifluoridia dimetoksietaani-liuoksen muodossa. Sen jälkeen kun ilma on poistettu huuhtomalla typellä ja putki suljettu kuumennetaan sitten 150°C:ssa 2 tuntia. 1 g saatua vaaleankeltaista lasi-maista polymeeriä jauhetaan hienoksi jauheeksi ja liuotetaan 25 ml:aan metyleeni-kloridia. Tämä liuos lisätään 75 ml:aan n-heksaania, jota sekoitetaan voimakkaasti, jolloin saadaan paksu valkoinen sakka. Aine suodatetaan ja seostetaan uudelleen kahdesti samalla tavalla, jolloin saadaan hienoa valkoista jauhetta. Puhdasta poly-^Tbentsoyyli-imino)*tyleeni?polymeeria saadaan 80 % ja sen molekyylipaino on 7500.

Esimerkki VI

2-fenyyli-2-oksat8oliinin ja muiden 2-substituoitujen 2-oksatsoliinien ekvimolaaristen seoksien kopolymeroiminen

Ekvimolaarisia monomeeri-väkevyyksiä 2-fenyyli-2-oksatsoliinia ja vastaavasti 2-bentsyyli-2-oksatsoliinia tai 2-metyyli-2-oksatsoliinia tai 2-isopropyyli-2-oksatsoliinia kuumennetaan väkevyyksissä 1,5 moolia/litra N,N-dimetyyliasetamidissa 135°C:ssa suunnilleen 2 tuntia käyttäen 2-fenyyli-2-oksatsoliniumperkloraat-tia initiaattorina. Saadu poly-^asyyli-imino)etyleenj^-kopolymeerit vaihtelevat sekalaisesti mitä tulee niiden N-asyyliryhmien pitoisuuksiin. 2-fenyyli-2-oksatso-liini antaa tulokseksi N-bentsoyyli-johdannaisen; 2-bentsyyli-2-oksatsoliini muodostaa N-fenyyliasetyyli-johdannaisen ja 2-metyyli-analogi muodostaa N-asetyyli-jehdannaisen. Kopolymeerien sekalaiseen koostumukseen vaikuttaa erilaisten mono-meerien suhteelliset reaktionopeudet. Koska saadut polymeerit voidaan käyttää lineaaristen poly-(etyleeni-imiinien) valmistukseen, niin erilaisia asyyliryhmiä sisältävät koostumukset ovat ilman merkitystä, koska asyyliryhmät poistuvat hydrolyysin aikana. Ne voidaan luonnollisesti pelkistää suoraan seuraavassa esimerkissä kuvattavalla tavalla.

Esimerkki VII Poly-(iminoetyleeni)

Poly-^Tasyyli-imino)etyleenin? hydrolyysi suoritetaan käyttäen happoa tai emästä.

(a) Kuvaavassa emäs-hydrolyysissä liuosta, jossa on 3 g poly-^Tformimino)-etyleeni^? ja 3 g natriumhydroksidia 35 ml:ssa vettä, kuumennetaan samalla sekoittaen 98 C:ssa 3 tuntia. Liuos jäähdytetään huoneen lämpötilaan ja saostunut valkoinen aine erotetaan suodattamalla, pestään hyvin vedellä ja kuivataan tyhjössä, 18 58787 jolloin saadaan 1,6 g poly-(iminoetyleeniä).

(b) 1,29 g poly-^Tasetimino)etyleeniip lisätään 50 ml:aan noin IN natrium-hydroksidia. Polymeeri on liukenematon emäkseen huoneenlämpötilassa^ kuitenkin sen jälkeen kun on kuumennettu paluujäähdyttäen 26 tuntia tulee reaktioseos homogeeniseksi. Jäähdytettäessä huoneenlämpötilaan reaktioseos geeliytyy valkoiseksi massaksi. Hydrolyysi tapahtuu suunnilleen 65 5?:sesti. Ei-asyloitunut poly-(imino-etyleeni) puhdistetaan suorttamalla seostaminen uudelleen, so. liuos tehdään happa-meksi, suodatetaan pois osittain asetyloitunut poly-(iminoetyleeni) ja neutraloidaan suodos.

(c) 1 g poly-^asetimino)etyleeni|) liuotetaan 50 ml:aan IN rikkihappoa. Saadaan homogeeninen seos, jota kuumennetaan paluujäähdyttäen 3,5 tuntia, jolloin etikkahapon haju tulee esille. Sen jälkeen titrataan osa IN natriumhydroksidilla, joka osoittaa hydrolyysin tapahtuneen 27 £:sesti. Sen jälkeen kun on kuumennettu paluujäähdyttäen 21 tuntia on hydrolyysi tapahtunut 38 Jfrsesti.

Yleensä saadaan olennaisesti täydellinen hydrolyysi suorittamalla hydrolyysi edellä kuvatulla tavalla mutta suljetussa putkessa 120°C:ssa tai korkeammassa lämpötilassa.

Poly-/tasyyli-imino)etyleeni^ pelkistetään N-alkyyli- ja N-aralkyyli-johdannaisikei ilman edeltävää hydrolyysiä vapaaksi emäkseksi. Pelkistysaineena käytetään diboraania, kuten seuraavansa esimerkissä. Myös voidaan käyttää litium-aluminiumhydridiä ja litiumtrimetoksialuminiumhydridiä.

Esimerkki VIII

Poly -f{ etyyli -imino) etyleenj}1

Liuokseen, jossa on 200 ml (33^ millimoolia) 1,67M diboraania tetrahydro-furaanissa 500 ml:n pullossa, joka on varustettu paluujäähdyttäjällä, tiputuseup-pilolla, magneettisella sekoitussauvalla ja jota ylläpidetään typpiatmosfäärissä, lisätään 17 g (200 millimoolia/monomeeri-yksikköä) poly-/(asetimino)etyleeniä/ 100 ml:ssa tetrahydrofuraania 15 minuutin aikana. Lämpötila pidetään noin 0°C:ssa lisäyksen aikana. Sen jälkeen reaktioseosta kuumennetaan paluujäähdyttäen 6 tuntia. Seoksen annetaan jäähtyä huoneen lämpötilaan ja lisätään hitaasti tiputussuppi-lon kautta 50 ml 6N kloorivetyhappoa. Tetrahydrofuraani poistetaan tislaamalla ilmakehän paineessa kun vetyä kehittyy (15,5 1, 0,6 moolia) amiini-boraani-kompleksin hydrolyysissä. N at riumhydroke i di a lisätään poly-^T etyyli-imino)etylee-niij? saostamiseksi.

Analogisella tavalla annetaan esimerkissä IV saatujen polymeerien reagoida, jolloin saadaan vastaavasti: poly-^(bentsyyli-imino)etyleeni^j poly-£(isobutyyli- 19 58787 imi no) etyleeni)"; poly-^*(naftyyli-metyyli-imino)etyleeni?.

Esimerkki IX

Poly-/t me tyyli-imino)etyleeni-hydro kloridi)' 2 5/10 g poly-(iminoetyleeniä) lisätään hitaasti 12 g:aan 90 £:sta muurahaishappoa ja 5,5 g:aan 38 %:st& formaldehydiä. Sen jälkeen kun seosta on kuumennettu 100°C:ssa 72 tuntia se jäähdytetään ja lisätään 5»5 ml väkevää HC1. Seos väkevöidään kuiviin vähennetyssä paineessa, jolloin saadaan 5 g poly-ffmetyyli-imino)etyleeni-hydroklori di a).

Esimerkki X

Poly-/( dimetyyli-imino)etyleenikloridi7 500 mg (5,U millimoolia) poly-£fmetyyli-iminoJetyleenihydrokloridi^? liuotetaan 50 ml:aan metanolia, joka sisältää 291 mg (5»^ millimoolia) natriummetoksidia. Liuos jäähdytetään asetoni-kuivajää-hauteella ja 10 g metyylikloridia tiivistetään liuokseen. Seosta kuumennetaan suljetussa putkessa 80°C:Bsa 5 tuntia. Sen jälkeen seos väkevöidään kuiviin vähennetyssä paineessa ja tuote otetaan 3 ml:aan vedetöntä metanolia ja suodatetaan ja liuos väkevöidään kuiviin. Tuote liuotetaan uudelleen metanoliin, suodatetaan ja sai jälkeen väkevöidään kuiviin useita kertoja. Suodos väkevöidään vähennetyssä paineessa, jolloin saadaan UOO mg poly-^di-metyyli-imino)etyleenikloridif^.

Esimerkki XI

Poly-/Tdimetyyli-iminoJetyleeni-bromidi?

Liuosta, jossa on 860 mg (20 milliekvivalenttia) poly-(iminoetyleeniä) 30 ml:ssa metanolia, käsitellään 9»5 g:11a (100 millimoolia) metyylibromidia 50°C:ssa 3 tuntia. Reaktioseos väkevöidään kuiviin vähennetyssä paineessa. Jäännöstä käsitellään 1,08 g:lla (20 millimoolia) natriummetoksidia 10 ml:ssa metanolia ja väkevöidään kuiviin. Jäännös otetaan 30 ml:aan vedetöntä metanolia ja käsitellään 9,5 g:lla (100 millimoolia) metyylibromidia; liuosta kuumennetaan 50°C:ssa 3 tuntia. Väkevöimisen jälkeen tuote otetaan veteen ja liuos saatetaan ultrasuoda-tukseen käyttäen VM 2 Diaflo uitrasuodatintä. Suodos väkevöidään vähennetyssä paineessa, jolloin saadaan 2,8 g poly-^tdimetyyli-imino)etyleenibromidi^).

Esimerkki XII

Poly-/( dimetyyli-imino)etyleeni-metosulfaatti7 0,5 g poly-^metyyli-imino)etyleeni-hydrokloridi§} liuotetaan 50 ml:aan metanolia, joka sisältää 0,29 g natriummetoksidia. Liuos väkevöidään tilavuuteen 20 5 8 7 8 7 noin 20 ml ja lisätään 0,7 g dimetyylisulfaattia. Sen jälkeen liuosta kuumenne-taan 6 tuntia 50 C:ssa ja tuote saostetaan kaatamalla liuos suureen tilavuuteen asetonia tai haihduttamalla metanoli pois ja sen jälkeen pesemällä asetonilla.

Tuote kuivataan ympäristön lämpötilassa vähennetyssä paineessa.

Esimerkki XIII

Poly(2-hydroksietyyli)metyyli-imino)etyleeni-klori dj)

Seurataan esimerkin X mukaista menetelmää, mutta käytetään 15,3 g etyleeni-kloridia 10 g:n asemesta metyylikloridia. Seosta kuumennetaan 80°C:ssa 5”T tuntia ja sen jälkeen vapautetaan liuottimista ja ylimäärästä reagensseja haihduttamalla vähennetyssä paineessa. Jäännös on poly-£{ (2-hydroksietyyli)metyyli-imino)ety-leenikloridi).

Analogisella tavalla käyttämällä ekvivalenttinen määrä propyleenikloori-hydriiniä tai sek-propyleenikloorihydriiniä etyleenikloorihydriinin asemesta saadaan poly-^((l-metyyli-2-hydroksietyyli)metyyli-imino)etyleenikloridi) ja poly-(2-hydroksipropyyli)metyyli-imino)etyleenikloridi}.

Esimerkki XIV

Poly-/(2-hydroksietyyli-imino)etyleenl·^ 0,5 g esimerkin VII mukaista poly-(iminoetyleeniä) liuotetaan 50 ml:aan metanolia ja kuumennetaan 0,35 g:n kanssa etyleenioksidia suljetussa putkessa ty- A O · · · . . · · » pessa 60 C:ssa 3 tuntia. Liuotin ja ylimäärä epoksidia poistetaan haihduttamalla vähennetyssä paineessa. Jäännös on poly-/(2-hydroksietyyli-imino)etyleeni/.

Esimerkki XV

Poly((2-hydroks ibutyyli)-2-hydroks i etyyli-imino)etyleenihromi dQ

Edellisestä esimerkistä saatu poly-/(2-hydroksietyyli-imino)etyleenj/ kuumennetaan 50 ml:ssa asetonia 20 g:n kanssa 2-hydroksihutyylibromidia 80-90°C:sea suljetussa putkessa 6-8 tuntia.

Tuote otetaan talteen poistamalla liuotin ja ylimäärä reagenssia vähennetys-sä paineessa. Jäännös on poly-^((2-hydroksibutyyli)-2-hydroksietyyli-imino)etylee-nibromid^/.

Esimerkki XVI

Pölymme tyyli -imi no) etyleeni-hydroklori di )

Seosta, jossa on 25 g poly-( formiminoetyleeniä), 50U g 97”100 3S:sta muurahaishappoa ja 118 g 38 5t:sta formaldehydiä (formaliinia), kuumennetaan 100°C:ssa 60 tuntia. Reaktioseos jäähdytetään, lisätään 210 ml väkevää kloorivetyhappoa ja seos väkevöidään kuiviin vähennetyssä paineessa 50°C:ssa. Sen jälkeen kun tuote 21 58787 on pesty metanolilla, eetterillä ja kuivattu saadaan 3^,6 g poly-/(raetyyli-imino)-etyleeni-hydrokloridia/.

Esimerkki XVII

Poly-J (metyyli-imino) etwli.7

Valmistetaan liuos, joka sisältää 0,325 moolia natriumhydroksidia, liuottamalla 17,55 g natriummetoksidia U00 ml:aan vettä. Tähän liuokseen lisätään 28,6 g (0,31 moolia) poly-£’(metyyli-imino)etyleeni-hydrokloridia5' ja lisätään vettä liuokseen kokonaistilavuuteen 500 ml saakka. Sen jälkeen liuoksesta poistetaan suolat ja myös jokainen tuote, jonka molekyylipaino on alle 1000, käyttämällä Amicon suodatinkennoa, joka on varustettu UM2 Diaflo ultrasuodattimella. Sen jälkeen liuos väkevöidään vähennetyssä paineessa 50°C:ssa, jolloin saadaan 16 g poly-^"( metyyli-imino )etyleeniä^.

Esimerkki XVIII

Poly-/T dimetyyli-imino)etyleenibromidi7 Liuos, jossa on 21,7 g (0,38 moolia) poly-^(metyyli-imino)etyleeniä? 130 ml:ssa vedetöntä metanolia, jäähdytetään ja lisätään 36ä g (3,8 moolia) tiivistettyä metyylibromidia. Seosta kuumennetaan lasilla vuoratussa painereaktorissa 50°C:ssa 5 tuntia. Sen jälkeen kun seos on jäähdytetty tuote erotetaan suodattamalla, pestään eetterillä ja kuivataan vähennetyssä paineessa, jolloin saadaan 58 g poly-/^dimetyyli-imino)etyleenibromidia^·

Esimerkki XIX

Poly-/!dimetyyli-imino)etyleenikloridi)

Liuos, jossa on 58 g poly-£(dimetyyli-imino)etyleenibromidi*7 (0,38 moolia) 3 litrassa vettä johdetaan hitaasti (10 ml/min.) 770 ml käsittävän kolonnin lävitse, joka on täytetty 200-1*00 mesh'in AG1-X8 kvaternäärisellä ammoniumkloridihart-silla (1078 milliekvivalenttia Cl ). Sen jälkeen kun on otettu talteen U200 ml läpijuoksua, väkevöidään vähennetyssä paineessa 50-55°C:ssa ja kuivataan, jolloin saadaan 37 g poIy-^(dimetyyli-imino)etyleenikloridie^.

Esimerkki XX

Poly-^Tdimetyyli-imino)etyleeni-askorbaatiq7 valmistus 5,0 g poly-^dimetyyli-imino)etyleenikloridi¾), liuotetaan 75 ml:aan tislattua vettä ja johdetaan kolonnin lävitse, jossa on 100 g (0,5 moolia Cl vaih-tokapasiteetti) polystyreenihartsia, jonka bentseenirengas on substituoitu U-me-toksitrimetyyliammoniumhydroksidilla (Bio Rad AG 1 x 8). Otetaan talteen 6 kolonnin tilavuutta eluaattia (1*50 ml), joka sisältää poly-^Tdimetyyli-iminoJetyleeni- 22 58787 hydroksidi^, väkevöidään tilavuuteen 150 ml, jäähdytetään 15°C:seen ja neutraloidaan 8,8 g:lla (0,05 moolia) askorbiinihappoa U.S.P. Kirkas neutraloitu liuos jäähdytetään ja lyofilisoidaan, jolloin saadaan valkoinen kiinteä aine, joka voidaan helposti jauhaa.

Muut keksinnön mukaiset polymeerit voidaan muuttaa askorbaattisuolaksi tai käyttämällä muita happoja, jotka sisältävät fysiologisesti hyväksyttäviä anioneja askorbiinihapon asemesta, voidaan saada muut aikaisemmin kuvatut suolat.

Esimerkki XXI

5,6-dihydro-l*H-l,3-okaatsiini

Seosta, jossa on 9** g (1,13 moolia) t-butyyli-isonitriiliä, 85 g (1,13 moolia) juuri tislattua 3"aminopropanolia ja 7,U g (0,055 moolia) hopeasyanidia, sekoitetaan 90°C:ssa typpikaasussa 16 tuntia. Tuote erotetaan reaktioseoksesta tislaamalla paineessa 1*5 mm ja puhdistetaan fraktioimalla uudelleen. Tavallisesti kahdella fraktioimisella saadaan puhdas tuote. Tällä tavalla saadaan UI* g puhdas-ta 5,6-dihydro-l+H-l,3-oksatsiinia, kp. 5Ö°C/58 mm, n^ = 1,UU85· Tuote varastoidaan molekulaarisen seulan lajia 1*A päällä ja typpiatmosfäärissä.

Esimerkki XXII

Poly-/fformimino)trimetyleeni,7

Liuos, jossa on 1*1» g (0,52 moolia) 5,6-dihydro-UH-l,3~oksatsiinia ll*0 ml:ssa puhdistettua dimetyyliformamidia, pannaan paineputkeen ja lisätään 1,52 g (0,011 moolia) jodimetaania. Järjestelmä puhdistetaan typellä, suljetaan ja kuumennetaan 80°C:ssa 5 tuntia. Seos jäähdytetään ja laimennetaan 10 tilavuudella eetteriä ja tuote erotetaan suodattamalla. Tuote pestään eetterillä ja kuivataan vähennetyssä paineessa 75°C:ssa, jolloin saadaan Uo g poly-£(formimino)trimetyleeniä7', hajoaa lll-112°C:ssa.

Esimerkki XXIII

Poly~/fmetyyli-imino)trimetyleeni-hydrokloridi)

Seosta, jossa on 53 g poly-(forraiminotrimetyleeniä), 1320 g 97*100 i:sta muurahaishappoa ja 308 g 38 #:sta formaldehydiä, kuumennetaan 100°C:ssa 120 tuntia. Sen jälkeen kun liuos on jäähdytetty lisätään 650 ml väkevää kloorivetyhappoa ja seos väkevöidään kuiviin 50°C:ssa vähennetyssä paineessa. Jäännös sekoitetaan 1*00 ml:n kanssa metanolia, erotetaan suodattamalla, pestään eetterillä ja kuivataan vähennetyssä paineessa, jolloin saadaan 67 g poly-£(metyyli-imino)tri-metyleeni-hydrokloridi^?.

23 5 8 7 8 7

Esimerkki XXIV

. Poly-/! metyyli-imino)trimetyleenj^

Liuosta, jossa on 67 g (630 milliekvivalenttia) poly-/Imetyyli-imino)trime-tyleeni-hydrokloridi$7 600 ml:ssa vettä, käsitellään 39 g.'lla (0,72 moolia) nat-riummetoksidia. Tällä tavoin voidaan yksinkertaisesti valmistaa natriumhydroksi-din liuos, jolla on tarkka normaalisuus. Vastaava tilavuus natriumhydroksidin standardisoitua liuosta voidaan myös käyttää. Liuoksesta poistetaan suolat ja polymeeri, jonka molekyylipaino on alle 1,000, käyttäen Amicon suodatinkennoa, joka on varustettu UM2 Diaflo uitrasuodattimellä. Lopuksi liuos väkevöidään 50°C:ssa vähennetyssä paineessa, jolloin saadaan U5 g poly-£j[metyyli-iinino)triraetyleeni^·

Esimerkki XXV

Poly-/T dimetyyli-imino)trimetyleenibromidi}

Liuosta, jossa on lU g (200 milliekvivalenttia) poly-^Tmetyyli-imino)tri-metyleeni^? ja j6 g (0,8 moolia) bromimetaania 90 ml:ssa metanolia, kuumennetaan 50°C:ssa suljetussa reaktorissa 5 tuntia. Tuote erotetaan suodattamalla, pestään metanolilla ja sen jälkeen eetterillä ja kuivataan vähennetyssä paineessa, jolloin saadaan 28 g poly-^(dimetyyli-imino) trimetyleenibromi di a^.

Esimerkki XXVI

Poly-fldimetyyli-imino)trimety leeniklori di)

Liuos, jossa on 28 g (170 milliekvivalenttia) poIy-^Tdimetyyli-imino)-t rimety leenibr omi di 1^*00 ml:ssa vettä, johdetaan hitaasti kolonnin lävitse, joka sisältää 1000 ml Dovex 1-X2 (Cl vaihe) hartsia (0,8 moolia). Sen jälkeen kun liuos on kulkenut lävitse, johdetaan vettä kolonnin lävitse siihen saakka kunnes saadaan poistoaineesta negatiivinen hopeanitraattikoe. Poistoaine väkevöidään kuiviin ja tuote kuivataan vähennetyssä paineessa, jolloin saadaan 17,2 g poly-^ΐ dimetyyli-imino)trimetyleeniklori di .

Esimerkki XXVII

Poly-/Tmetyyli-(3-hydroksipropyyli)imino)trimetyleenibromidj?

Liuosta, jossa on ll*2 mg (2 milliekvivalenttia) pölyätmetyyli-imino)-trimetyleeniä? ja 1,12 g (8 millimoolia) 3-bromipropanolia 5 ml:ssa puhdistettua dimetyyliformamidia, kuumennetaan 75°C:ssa 2U tuntia. Tuote erotetaan suodattamalla, pestään asetonilla ja kuivataan vähennetyssä paineessa, jolloin saadaan 330 mg poly-^Imetyyli-(3“hydroksipropyyli)imino)trimetyleenibroraidia/.

24 5 8 7 8 7

Esimerkki XXVIII

Poly-metyyli-(3-hydroksipropyyli)imino)trimetyleenikloridi^

Liuos, jossa on 315 mg (1,5 milliekvivalenttia) poly-^tmetyyli-(3~hydroksi-propyyli)imino)trimetyleenibromidia 16 ml:ssa vettä, johdetaan hitaasti kolonnin lävitse, jossa on 9 ml Dowex 1-X2 ioninvaihtohartsia (7,2 millimoolia kloridi-ionia), ja sen jälkeen vettä johdetaan siihen saakka kunnes poistoaine antaa negatiivisen kokeen kloridi-ionille. Yhdistetty poistoaine väkevoidään kuiviin 50°C:ssa vähennetyssä paineessa, jolloin saadaan 230 mg poly-^Tmetyyli-(3-hydroksi-propyyli)imino)trimetyleenikloridiaj.

Edellisessä esimerkissä kaavan III mukainen polymeeri syntetisoidaan, jolloin R1 ja on kumpikin 3-hydroksi-propyyli. Seuraavat 3 esimerkkiä kuvaavat kuinka kaavan III mukaiset polymeerit voidaan syntetisoida silloin kun R^ on 3~hyd 3-hydroksipropyyli ja R2 on CH^. Näissä esimerkeissä R^ ja muodostavat 5~95 % ja 95~5 % vastaavasti R^:n ja R^n summasta ja jakaantuvat sekalaisesti pitkin polymeerirunkoa.

Esimerkki XXIX

Kaavan III mukainen polymeeri, jossa = 3~hydrokBipropyyli ja Rg = CH^ (sekaisin jakaantunut suhteessa 5:95).

Liuosta, jossa on k62 mg (6 milliekvivalenttia) poly-^tmetyyli-imino)tri-metyleeniä^ ja Ui mg (300 ^umoolia) 3-bromipropanolia 12 ml:ssa dimetyyliformami-dia, kuumennetaan 75°C:ssa 2h tuntia. Seos jäähdytetään ja lisätään 2,9 g (30 millimoolia) metyylibromidia. Reaktioseos kuumennetaan 50°C:ssa 3 tuntia. Tuote erotetaan väkevöimällä reaktioseos vähennetyssä paineessa ja pestään eetterillä ja kuivataan vähennetyssä paineessa. Bromidi-vastaionin vaihtaminen kloridi-ioniin suoritetaan tavallisella tavalla käyttämällä edellä kuvattua ioninvaihtohartsia.

Esimerkki XXX

Kaavan III mukainen polymeeri, jossa on R^ a 3~hydroksipropyyli ja Rp=CH^ (sekaisin jakaantunut suhteessa 50:50)

Liuosta, jossa on 213 mg (3 milliekvivalenttia) poly-^tmetyyli-imino)tri-metyleeniä^ ja 209 mg (1.5 millimoolia) 3-bromi-propanolia, kuumennetaan 75°C:ssa 2h tuntia. Reaktioseos jäähdytetään ja lisätään 1,5 g metyylibromidia. Reaktio-seosta kuumennetaan 50°C:ssa 3 tuntia ja käsitellään edellä kuvatulla tavalla.

Esimerkki XXXI

Kaavan III mukainen polymeeri, jossa R^ = 3~hydroksipropyyli ja fi? ° CH^ (sekaisin jakaantunut suhteessa 95:5) b ------ ........ I· —.1

Liuosta, jossa on 1U2 mg (2 milliekvivalenttia) poly-/Jmetyyli-imino)tri- 25 58787 metyleeniä/- ja 26b mg (1,9 millimoolia) 3-bromipropanolia, kuumennetaan 75°C:ssa 16 tuntia. Sen jälkeen kun seos on jäähtynyt lisätään 1 g metyylibromidia ja seosta kuumennetaan 50°C:ssa 12 tuntia. Reaktioseosta käsitellään edellä kuvatulla tavalla.

Esimerkki XXXII

Poly-/fmetyyli-(3-metoksipropyyli)imino)t rimetyleeniklori di)

Liuosta, jossa on 28U mg (U milliekvivalenttia) poly-£(metyyli-imino)tri-metyleeni|7 ja 2,*+5 g (16 millimoolia) 3-metoksipropyylibromidia 15 ml:ssa dime-tyyliformamidia, kuumennetaan 75°C:ssa 16 tuntia. Tuote erotetaan suodattamalla, pestään eetterillä ja kuivataan vähennetyssä paineessa. Tuote liuotetaan 25 ml:aan vettä ja bromidi-vastaioni vaihdetaan kloridi-ioniin edellä kuvatulla ioninvaihdolla. Tällä tavalla saadaan U50 mg poly-^Jmetyyli-(3-metoksipropyyli)-trimetyleeniklori di $.

Kaavan III mukaisten polymeerien saamiseksi, joissa R^ ja on 3-metoksipropyyli ja metyyli vastaavasti suhteissa vaihdellen arvosta 5:95 arvoon 95:5, käytetään olennaisesti edellä kuvattua menetelmää, jossa poly-^metyyli-iminojtri-metyleeniQ^ annetaan reagoida rajoitetun määrän kanssa 3-metoksipropyylibromidia ja sen jälkeen ylimäärän kanssa metyylibromidia.

Esimerkki XXXIII

Poly/Tmetyyli-(3-metyylitiopropyyli)iraino)trimetyleenikloridi/

Liuosta, jossa on k26 mg (6 milliekvivalenttia) poly-^metyyli-imino)tri-metyleeniä7 ja *+,06 3-metyylitiopropyylibromidia 15 ml:ssa dimetyyliformamidia, kuumennetaan 75°C:ssa 2k tuntia. Tuote erotetaan suodattamalla, otetaan 30 raitaan vettä ja johdetaan kolonnin lävitse, jossa on 1+5 »1 Dowex 1-X2 ioninvaihtohartsia (36 millimoolia kloridi-ionia). Väkevoitäessä vesipitoinen eluaatti saadaan 65Ο mg poly^metyyli-(3-metyylitiopropyyli)imino)trimetyleenikloridi.

Kaavan III mukaisten polymeerien saamiseksi, joissa R^ ja on 3-metyylitiopropyyli ja metyyli vastaavasti suhteessa vaihdellen arvosta 5:95 arvoon 95:5> menetelmä on olennaisesti sama kuin mitä edellä on kuvattu, jolloin poly-^Jmetyyli-imino)trimetyleeni) saatetaan reagoimaan rajoitetun määrän kanssa 3-metyylitiopropyylibromidia ja sen jälkeen ylimäärän kanssa metyylibromidia.

Esimerkki XXXIV

Poly metyyli-(3-ammoniopropyyli)imino)trimetyleenidikloridi^

Liuosta, jossa on 568 mg (8 milliekvivalenttia) poly-£(metyyli-imino)tri-metyleeniä7 ja 8,6 g (30 millimoolia) 3-ftalimidopropyylibromidia 25 ml:ssa dimetyyliformamidia, kuumennetaan 75°C:ssa 18 tuntia. Tuote erotetaan suodatta- 26 5 8 7 8 7 maila, suspensoidaan 10 ml metanolia ja käsitellään 1 g:11a vedetöntä hydratsii-nia 50°C:ssa 3 tuntia. Seos väkevöidään vähennetyssä paineessa, tehdään happamek-si laimeall- HCl:llä, sekoitetaan eetterin kanssa ja erotetaan suodattamalla.

Tuote otetaan veteen ja johdetaan 1»5 ml kolonnin lävitse, joka sisältää Dovex 1-X2 ioninvaihtohartsia (36 millimoolia kloridi-ionia). Väkevöitäessä vesipitoinen eluaatti saadaan poly-^Tmetyyli-(3-ammoniopropyyli)imino)trimetyleenidi-kloridi?.

Vaihtoehtoisesti liuosta, jossa on 568 mg (8 milliekvivalenttia) poly-^Tme-tyyli-imino)trimetyleeni%^ ja 6,3 g (^0 millimoolia) l-bromi-3-klooripropaania 20 ml:ssa dimetyylifonnamidia, kuumennetaan 75°C:ssa 18 tuntia. Reaktioseos väkevöidään vähennetyssä paineessa ja kuumennetaan 30 ml:n kanssa nestemäistä ammoniakkia 50°C:ssa 5 tuntia. Ammoniakin annetaan haihtua ja tuote muutetaan kloridi-ionin sisältävään muotoon johtamalla 1+5 ml:n kolonnin lävitse jossa on Dovex 1-X2 ioninvaihtohartsia kloridi-ioni-vaiheessa.

Kaavan III mukaisen polymeerin valmistamiseksi, jossa R^ ja R2 on 3-ammoniopropyyli ja metyyli vastaavasti suhteessa vaihdellen arvosta 5:95 arvoon 95:5j käytetään olennaisesti edellä kuvattua menetelmää, jolloin poly-^(metyyli-imino)trimetyleeni^ saatetaan reagoimaan rajoitetun määrän kanssa joko 3-ftalimi-dopropyylibromidia tai l-bromi-3“klooripropaania ja sen jälkeen ylimäärän kanssa me t yy 1 ib r omi di a.

Esimerkki XXXV

Poly~/Tmetyyli-(3-metyyliammoniopropyyli)imino)-trimetyleenidikloridi^

Liuosta, jossa on 710 mg (10 milliekvivalenttia) poly-£(metyyli-imino)-trimetyleenia^ ja 8 g l-bromi-3“klooripropaania 30 ml:ssa dimetyyliformamidia, kuumennetaan 75°C:ssa 16 tuntia. Seos väkevöidään vähennetyssä paineessa, suspensoidaan 10 ml:aan etanolia ja käsitellään 3 g:11a metyyliamiinia 50°C:ssa suljetussa putkessa. Reaktioseos väkevöidään vähennetyssä paineessa, otetaan veteen ja johdetaan 50 ml:n kolonnin lävitse, jossa on Dovex 1-X2 ioninvaihtohartsia, halutun tuotteen saamiseksi.

Kaavan III mukaisten polymeerien valmistamiseksi, joissa R^ ja R2 on 3-metyyliammoniopropyyli ja metyyli vastaavasti suhteissa vaihdellen arvosta 5:95 arvoon 95:5* käytetään olennaisesti edellä kuvattua menetelmää, jolloin poly-^Tmetyyli-imino)-trimetyleenin7 annetaan ensinnä reagoida rajoitetun määrän kanssa l-bromi-3-klooripropaania ja sen jälkeen ylimäärän kanssa metyylibromi-dia.

1 ·' " 27 58787

Esimerkki XXXVI

Poly-/(metyyli-(3-dimetyyliammoniumpropyyli)imino)trimetyleeni- dikloridi/

Liuosta, jossa on 710 mg (10 milliekvivalenttia) poly^1(metyyli-imino)trimetyleeniä/ ja 7,9 g 1-bromi-3-klooripropaania 35 mlrssa dimetyyliformamidia, kuumennetaan 75°C:ssa 16 tuntia. Seos väkevöi-dään vähennetyssä paineessa, suspensoidaan 10 ml:aan metanolia ja käsitellään 2,3 g:11a (50 millimoolia) dimetyyliamiinia 50°C:ssa suljetussa putkessa. Reaktioseos väkevöidään vähennetyssä paineessa, otetaan veteen ja johdetaan 50 ml kolonnin lävitse, jossa on Dowex 1-X2 ioninvaihtohartsia (40 millimoolia kloridi-ionia), jolloin saadaan poly-/^[metyyli-(3-dimetyyliammoniumpropyyli)imino)trimety-leenikloridia/.

Kaavan III mukaisten polymeerien valmistamiseksi, joissa ja R2 on 3-dimetyyliammoniopropyyli ja metyyli vastaavasti suhteessa vaihdellen arvosta 5:95 arvoon 95:5, käytetään olennaisesti edellä kuvattua menetelmää, jolloin poly^(metyyli-imino)-trimetyleeniä/ käsitellään joko rajoitetulla määrällä 1-bromi-3-klooripropaania ja sen jälkeen ylimäärällä metyylibromidia.

Esimerkki XXXVII

Poly-^metyyli-(3-trimetyyliammoniopropyyli)imino)trimetyleeni- dibromidi/^

Liuosta, jossa on 710 mg (10 milliekvivalenttia) poly-^(me-tyyli-(3-trimetyleeniä/ ja 10,4 g (40 millimoolia) 3-bromipropyyli-trimetyyliammoniumbromidia 40 ml:ssa puhdistettua dimetyyliformamidia, kuumennetaan 75°C:ssa 12 tuntia. Tuote erotetaan suodattamalla, pestään asetonilla ja kuivataan vähennetyssä paineessa, jolloin saadaan 1,8 g poly-^(metyyli-(3-trimetyyliammoniopropyyli)imino)-tri-metyleenidibromidia^.

Esimerkki XXXVIII

Poly-/lmetyyli-(3-trimetyyliammoniopropyyli)imino)trimetyleeni- dikloridi^

Liuos, jossa on 1,66 g ( 5 milliekvivalenttia) poly-^"(metyyli-(3-trimetyyliammoniopropyyli)imino)trimetyleenidibromidia^ 85 ml:ssa vettä, johdetaan hitaasti kolonnin lävitse, joka sisältää 50 ml (40 millimoolia) Dowex 1-X2 hartsia kloridi-ionivaiheessa. Sen jälkeen johdetaan vettä siihen saakka kunnes eluaatissa ei enää voida todeta kloridi-ionia. Väkevöitäessä yhdistetty eluaatti kuiviin 50°C:ssa saadaan 1,1 g poly-^(metyyli-(3-trimetyyliammoniopropyyli)- 28 5 87 87 imino)trimetyleenidikloridia).

Kaavan III mukaisten polymeerien valmistamiseksi, joissa ja R on 3-trimetyyliammoniopropyyli ja metyyli vastaavasti suhteessa vaihdellen arvosta 5:95 arvoon 95:5, käytetään olennaisesti esimerkissä XXXVII kuvattua menetelmää, jolloin poly-^(metyyli-imino)tri-metyleeni) saatetaan reagoimaan rajoitetun määrän kanssa 3-bromi-propyylitrimetyyliammoniumbromidia ja sen jälkeen ylimäärän kanssa metyylibromidia.

Esimerkki XXXIX

Poly-^fmetyyli-(karboetoksimetyyli)imino)trimetyleenikloridi^

Liuosta, jossa on 1 g (14 milliekvivalenttia) poly-^(metyyli-imino)trimetyleeniä^ ja 8,8 g (56 millimoolia) etyyli-^-bromiasetaat-tia 20 mlrssa dimetyyliformamidia, kuumennetaan 50°C:ssa 12 tuntia. Seos laimennetaan viidellä tilavuudella eetteriä ja tuote erotetaan suodattamalla. Tuote otetaan veteen ja johdetaan 75 ml:n kolonnin lävitse, jossa on Dowex 1-X2 ioninvaihtohartsia (60 millimoolia kloridi-ionia), ja eluaatti väkevöidään vähennetyssä paineessa, jolloin saadaan poly-^(metyyli-(karboetoksimetyyli)imino)trimetyleeni-kloridi^.

Esimerkki XL

Poly-/7metyyli-(karbamyylimetyyli)imino)trimetyleenikloridi}

Liuosta, jossa on 355 mg ( 5 milliekvivalenttia) poly-^(metyyli-imino)trimetyleeniä^ ja 3,5 g (25 millimoolia) 2-bromiasetamidia 10 mlrssa dimetyyliformamidia, kuumennetaan 60°C:ssa 15 tuntia. Tuote erotetaan suodattamalla, otetaan veteen ja johdetaan 25 ml:n kolonnin lävitse, jossa on Dowex 1-X2 ioninvaihtohartsia (20 millimoolia kloridi-ionia), jolloin saadaan poly-^imetyyli-(karbamyylimetyyli)-imino)trimetyleenikloridia^.

Kaavan III mukaisten polymeerien saamiseksi, joissa R^ 3a R2 on karbamyylimetyyli ja metyyli vastaavasti suhteissa vaihdellen arvosta 95:5 arvoon 5:95, käytetään olennaisesti edellä kuvattua menetelmää, jolloin poly-^(metyyli-imino)-trimetyleeniä^ käsitellään ensinnä rajoitetulla määrällä 2-bromiasetamidia ja sen jälkeen ylimäärällä metyylibromidia.

58787 29

Esimerkki XLI

Poly/lmetyyli- (2-oksopropyyli) imino) trimetyleenikloridi,}

Liuosta, jossa on 355 mg (5 milliekvivalenttia) poly-^(metyyli-imino)trimetyleeniä/ ja 2,3 g (25 millimoolia) klooripropanoni-2:ta, O ' kuumennetaan 50 C:ssa 16 tuntia. Tuote erotetaan suodattamalla, trituroidaan eetterillä ja kuivataan vähennetyssä paineessa.

Kaavan III mukaisten polymeerien valmistamiseksi, joissa R1 ja 1*2 on 2-cksopropyyli ja metyyli vastaavasti suhteessa vaihdellen arvosta 95:5 arvoon 5:95, seurataan edellä kuvattua menetelmää, jolloin poly-^(metyyli-imino)trimetyleeniä) käsitellään ensinnä rajoitetulla määrällä klooripropanoni-2:ta ja sen jälkeen ylimäärällä metyleenibromidia. Tuotetta käsitellään Dowex 1-2X hartsilla kloridi-ioninvaiheessa, jolloin saadaan haluttu tuote, joka sisältää yksinomaan kloridi-ionin.

Esimerkki XLII

Poly-^[metyyli-(bentsyyli)imino)trimetyleeni-kloridi)

Liuosta, jossa on 710 mg (10 milliekvivalenttia) poly-^imetyy-li-imino)trimetyleeniä} ja 6,8 g (40 millimoolia) bentsyylibromidia 15 ml:ssa dimetyyliformamidia, kuumennetaan 50°C:ssa 16 tuntia. Tuote erotetaan väkevöimällä reaktioseos vähennetyssä paineessa ja uuttamalla veteen. Liuos johdetaan 25 ml:n kolonnin lävitse, jossa on Dowex 1-X2 ioninvaihtohartsia (40 millimoolia kloridi-ionia), jolloin saadaan haluttu tuote, joka sisältää kloridi-vastaionin.

Kaavan III mukaisten polymeerien valmistamiseksi, joissa ja R9 on bentsyyli ja metyyli vastaavasti, käytetään edellä kuvattua menetelmää, jolloin poly/(metyyli-imino)trimetyleeni/ saatetaan en-sinnä reagoimaan rajoitetun määrän kanssa bentsyylibromidia ja sen jälkeen ylimäärän kanssa metyylibromidia.

Esimerkki XLIII

Poly-/(metyyli-(1-propeenl-3-yyli)imino)trimetyleenikloridi}

Liuosta, jossa on 426 mg (6 milliekvivalenttia) poly-^(metyyli-imino)trimetyleeniä} ja 3,7 g (30 millimoolia) 3-bromipropeeni-1:tä (allyylibromidi) 12 ml:ssa dimetyyliformamidia, kuumennetaan 50°C:ssa 16 tuntia. Tuote erotetaan suodattamalla ja liuotetaan veteen.

Liuos johdetaan 40 ml:n kolonnin lävitse, jossa on Dowex 1-X2 ioninvaihtohartsia (32 millimoolia kloridi-ionia), ja eluaatti väkevöidään vähennetyssä paineessa halutun tuotteen saamiseksi, joka sisältää kloridi-vastaionin.

58787 30

Kaavan III mukaisten yhdisteiden valmistamiseksi, joissa ja R£ on 1-propeeni-3-yyli ja metyyli vastaavasti suhteessa vaihdellen arvosta 95:5 arvoon 5:95, käytetään edellä kuvattua menetelmää, jolloin poly-^(metyyli-imino)trimetyleeni) saatetaan reagoimaan rajoitetun määrän kanssa 3-bromipropeeni-1:tä ja sen jälkeen ylimäärän kanssa metyylibromidia.

Esimerkki XLIV

Poly-^fmetyyli-(1-propyyni-3-yyli)imino)trimetyleenikloridi-7

Liuosta, jossa on 710 mg (10 milliekvivalenttia) poly-^metyy-li-imino)-trimetyleeniäj) ja 3,6 g (30 millimoolia) 3-bromipropyyni-1 (propargyylibromidi) 12 ml:ssa dimetyyliformamidia, kuumennetaan 50°C:ssa 16 tuntia. Tuote erotetaan suodattamalla, liuotetaan veteen ja johdetaan 40 ml:n kolonnin lävitse, jossa on Dowex 1-X2 ionin-vaihtohartsia (32 millimoolia kloridi-ionia) halutun tuotteen saamiseksi, joka sisältää kloridi.-vasta-ionin. ,

Kuten edellisissä esimerkeissä voidaan kaavan III mukaiset polymeerit syntetisoida, joissa R^ on 1-propyyni-3-yyli ja on CH^ suhteessa alueella 5:95 - 95:5, käsittelemällä ensinnä poly-^Tmetyyli-imino)trimetyleeniä) rajoitetulla määrällä propargyyli-bromidia ja sen jälkeen ylimäärällä metyylibromidia.

Esimerkeissä XXVIII-XLIV kuvattuja menetelmiä voidaan yhtä hyvin soveltaa poly-^imetyyli-imino)etyleenin) muuttamiseksi vastaaviksi kvaternäärisiksi analogeiksi, jolloin käytetään vastaavia milli-ekvivalentteja poly-^metyyli-imino)-etyleeniä} poly-^(metyyli-imino)-trimetyleenin^ asemesta siten kuin esimerkissä XLV on esitetty.

Esimerkki XLV

Poly-/(metyyli-(2-trimetyyliammonioetyyli)imino)etyleenidi- bromidi)

Liuosta, jossa on 570 mg (10 milliekvivalenttia) poly-^7metyyli-imino)etyleeniä^ ja 9,9 g (40 millimoolia) 2-bromietyylitrimetyyli-ammoniumbromidia 40 ml:ssa dimetyyliformamidia, kuumennetaan 75aC:ssa 12 tuntia. Jäähdyttämisen jälkeen reaktioseos laimennetaan 5 tilavuudella eetteriä ja tuote erotetaan suodattamalla ja kuivataan vähennetyssä paineessa.

Veren kolesterolipitoisuuksien tehokas alentaminen saadaan annostelemalla suun kautta merkittävän pieniä annoksia keksinnön mukaisia polymeerejä. Tämä tekee mahdolliseksi erilaisten annosmuoto-jen valmistamisen, mikä tähän saakka on ollut mahdotonta. Polymeerit 31 58787 voivat olla hienojakoisia jauheita ja sopivasti käytetään sellaisenaan tai edullisesti sekoitettuna erilaisten määrien kanssa kiinteitä kantoaineita, kuten kolloidaalista piidioksidia, tärkkelyksiä, sakkaroosia, talkkia, laktoosia, selluloosaa tai modifioitua selluloosaa, kuivamaito jauhetta, proteiinijauheita, kuten soijajauhoa ja sen kaltaisia. Niistä tehdään edullisesti yksikköannosmuotoja, kuten tabletteja, täytettyä gelatiinikapseleita tai kalvo- tai paperipusseja, jotka sisältävät ennakolta mitatun annoksen, jossa voi olla lisänä vitamiineja ja mineraaleja ja joka voidaan helposti repäistä auki ja lisätä nautittaviin nesteisiin, kuten hedelmämehuihin ja muihin virvoitusjuomiin. Yksikköannos voi sisältää 10-99 paino-% polymeeriä lopun ollessa kantoaineita, makuaineita, lisäaineita, juoksevuutta edistäviä aineita ja senkaltaisia. Sellaisessa yksikkö-annoksessa aktiivista polymeeriä voi olla 0,1-10 g jauhemaisessa pakkauksessa.

Myöskin sopivia ovat vesiliuokset tai- suspensiot, jotka voidaan valmistaa ja edullisesti makeuttaa tai hajustaa. Vaikkakaan ei ole täysin haluttua, niin polymeerit voidaan sekoittaa erilaisiin väliaineisiin, kuten saflori- tai maissiöljyyn suun kautta annettavaksi sellaisenaan tai vesiemulsiona. Ne voivat myös olla suljettuna kapseleihin.

Kuten aikaisemmin on esitetty niin sappihappoa sitovan polymeerin päivittäinen kokonaisannos jaetaan edullisesti osiin ja otetaan ennen jokaista ateriaa ja ennen nukkumista. Tällä tavoin aikaansaadaan hartsin mahdollisimman suuri kosketusaika suolistossa olevan sappihapon suurimpien väkevyyksien aikana.

Keksinnön mukaisia polymeerejä voidaan käyttää yksinään tai haluttaessa yhdessä triglyseridi-synteesin estoaineiden tai muiden sappihappoja sitovien aineiden kanssa erikoiskäsittelyjä varten. Lisäksi kuten on tunnettua kuvatut polymeerit muodostavat suoloja klofibraatin ja halofenaatin happojen kanssa, jotka suolat ovat käyttökelpoisia valtimosuoniston sairauden hoidossa.

Keksinnön mukaiset polymeerit ovat lisäksi erikoisen käyttökelpoisia koko niiden molekyylipainoalueella käytettäessä niitä kolloidaalisten hiukkasten höytälöimisaineina nesteessä, kuten esim. tuoreessa ja jätevedessä. Niitä voidaan myös käyttää pidättymisen apuaineina paperiin lisättäväksi paperinvalmistuksen yhteydessä. Lisäksi polymeerit ovat käyttökelpoisia bakteerinvastaisina ja anti-staattisina aineina ja viimeksimainittuina niitä voidaan käyttää puuvillan, villan ja synteettisten kuitujen käsittelemiseksi. Näitä 32 58787 polymeerejä voidaan myös käyttää kankaiden pehmitysaineina ja värien apuaineina, erikoisesti anionintyyppisten värien sitomiseksi. Lisäksi niitä voidaan käyttää viskositeetti-builderaineina samoin kuin bakteerien vastaisten ominaisuuksien aikaansaamiseksi ei-ionisiin ja kationisiin pesuainekoostumuksiin, kosmeettisiin aineisiin, hius-suihkeaineisiin ja senkaltaisia käyttötarkoituksia varten. Tällöin keksinnön mukaisia polymeerejä käytetään samassa määrässä ja analogisella tavalla kuin mitä on tavanomaista sellaisia tarkoituksia varten.

Käytettäessä kirkastus- tai höytälöimisaineena keksinnön mukaiset polymeerit edullisesti liuotetaan tai dispersoidaan vesipitoiseen väliaineeseen ja lisätään käsiteltävään veteen määrässä 0,23 -0,91 kg polymeeriä kutakin 3786 litraa kohti käsiteltävää vettä.

Yleensä keksinnön mukaisten polymeerien molekyylipaino on alueella 300-50 000 tai enemmän. Vaikkakin polymeeriä, joiden mole-kyylipainot ovat alle 1500, voidaan käyttää höytälöimisaineina ja senkaltaisina, niin ne eivät ole sopivia sappihapon sitomisaineena ja sellaiset polymeerimolekyylit voidaan erottaa korkeampipainoisista molekyyleistä sinänsä tunnetulla tavalla.

Claims (3)

1. 33 58787 Patenttivaatimus: Menetelmä lineaarisen, haarautumattoman, ei-ristisidotun polymeerin valmistamiseksi, jossa on toistuvia monomeeriyksiköitä, joilla on kaava ^ |lX R2X~ --N--Q N --Q-- (I·) ch3 ch3 ^ S jossa X on halogenidi, sulfaatti tai sulfonaatti tai Z, jotei on jokin muu yksiarvoinen tai moniarvoinen vasta-anioni, Q on etyleeni tai trimetyleeni, ja merkitsee sidosta useihin ryhmiin R.,x” R2X~ + ^ + — N-Q— tai —N-Q- I I “3 L3 jossa X ja Q merkitsevät samaa kuin edellä, ja R^ ja R2 ovat samoja tai erilaisia ja ovat alempi alkyyli; monohydroksi-substituoitu alempi alkyyli; karboksi-alempi-alkyyli; C-j-C^-alkenyyli; C^-Cj-alkynyyli; bentsyyli; alempi-alkyyli-tio-alempi-alkyyli; ammonio-alempi-alkyyli, alempi-alkyyli-ammonio-alempi-alkyyli; di-alempi-alkyyli-ammonio-alempi-alkyyli; tri-alempi-alkyyli-ammonio-alempi-alkyyli; sillä edellytyksellä että vain toinen ryhmistä ja R2 voi olla alempi alkyyli silloin kun ammoniokationi on anionin X vastakationi, tunnettu seuraavista vaiheista; (1) 2R' - A.2-oksatsoliini tai
2. 2-R'-5,6-dihydro-4H-1,3- oksatsiini, jossa R' on vety, alempi alkyyli, fenyyli, naftyyli tai naftyylietyyli, polymeroidaan sinänsä tunnetulla tavalla polymeerin saamiseksi, jossa on toistuvia monomeeriyksiköitä, joilla on kaava 34 / n 58787 --N-Q-- c.0 (VI'> >» s jossa R' ja Q merkitsee samaa kuin edellä; (2A) kaavaa VI' vastaava polymeeri hydrolysoidaan asyyliryhmän poistamiseksi hapolla tai emäksellä polymeerin saamiseksi, jossa on toistuvia monomeeriyksiköitä, joilla on kaava S N _(d __ N Q k H > jossa m on 0 tai 1 ja Q ja Z merkitsee samaa kuin edellä, tai {2B) kaavaa VI' vastaava polymeeri pelkistetään diboraanilla polymeeriksi, jolla on toistuvia monomeeriyksiköitä, joilla on kaava 7. Λ 1 --ib—— Q— (Vili·) l"2 L * J jossa m, Q, Z ja R' merkitsee samaa kuin edellä, tai (2C) kaavaa VI' vastaava polymeeri, jossa R' on vety, sekoitetaan ainakin yhden ekvivalentin kanssa sekä formaldehydiä että muurahaishappoa ja saatua seosta kuumennetaan lämpötilassa 30-100°C korkeintaan 100 tuntia polymeerin saamiseksi, jossa on toistuvia monomeeriyksiköitä, joilla on kaava (,,) \ +ym dx') ---C.-Q-- 1 CH, jossa m, Q ja Z merkitsee samaa kuin edellä; : 35 5 8 7 8 7 (3) vaiheessa (2A) saatua kaavaa VII' vastaava polymeeri jossa m on 0, metyloidaan ainakin yhden ekvivalentin kanssa sekä formaldehydiä että muurahaishappoa ja saatua seosta kuumennetaan lämpötilassa 30-100°C korkeintaan 100 tuntia polymeerin saamiseksi, jossa on toistuvia monomeeriyksiköitä, joilla on vaiheessa (2C) esitetty kaava IX'; (4) polymeerin valmistamiseksi, jossa on toistuvia monomeeriyksiköitä, joilla on kaava "" N. (r). (r:). --N— -Q ^>2— N--Q (X') I I CH CH k J jossa m, Q ja Z merkitsevät samaa kuin edellä ja merkitsee sidosta useihin ryhmiin (r;) (r). Vm Q tai —N-Q— CH3 CH3 jossa Z, Q ja m merkitsevät samaa kuin edellä, kaavaa XII' vastaavan polymeerin jossa m = 0, annetaan reagoida ainakin 1,5 ekvivalentin kanssa yhdistettä CH^X, jossa X on halogenidi tai sulfonaatti tai sulfaatti, inertissä liuottimessa lämpötilassa 30-100°C, kaavaa X' vastaavan polymeerin saamiseksi, jossa m = 1 ja Z on X , ja haluttaessa kaavaa X' vastaavan polymeerin saamiseksi, jossa m = 0, käsitellään kaavaa X' vastaavaa polymeeriä, jossa m = 1, tarkalleen yhdellä ekvivalentilla emästä; (5) vaiheessa (2B) saatu kaavaa VIII' vastaava polymeeri, vaiheesta (2C) tai (3) saatu kaavaa IX' vastaava polymeeri tai vaiheesta (4) saatu kaavaa X' vastaava polymeeri, tarvittaessa sen jälkeen kun polymeeri, jossa m = 1, on muutettu polymeeriksi, jossa m = 0, kvaternisoidaan kaavan 1' yhteydessä määriteltyjen substitu-enttien R1 ja R2 liittämiseksi polymeeriin, siten että polymeerin, joka käsittää toistuvia monomeeriyksiköitä, joilla on kaava 58787 36 ✓ ' -- N-Q Slsis- —N-Q- — CH^ CH_ L 3 3 > jossa Q merkitsee samaa kuin edellä ja merkitsee sidosta joukkoon ryhmiä — N-Q- -N--Q — tai CH3 CH3 annetaan reagoida (a) silloin kun ja R2 ovat samoja ainakin yhden ekvivalentin kanssa RX, jossa R on R^ ja X on halogenidi, sulfo-naatti tai sulfaatti; (b) kun R^ ja R2 ovat erilaisia annetaan polymeerin ensinnä reagoida 5-95 %:n kanssa R^X:n yhtä ekvivalenttia ja sen jälkeen annetaan reagoida ainakin yhden ekvivalentin kanssa V; (6) ja että haluttaessa anioni X muutetaan anionivaihtohart-sin avulla anioniksi Z . P , 58787 37 Förfarande för framställning av en linjär, oförgrenad, icke-tvärbunden polymer med upprepade monomerenheter med formeln R-Ix R2X~ N-Q N-Q-- (I') CH3 CH3 ^ S där X är halogenid, sulfat eller sulfonat eller Z, som är nägon annan envärdig eller flervärdig motanjon, Q är etylen eller tri-metylen, och f*'-' betyder bindning tili ett flertal grupper R2X" + J - Q eller —N —-- Q- CH
3. 3 CH3 där X och Q betyder samma som ovan, och R-^ och är lika eller oliku och är lägre alkyl; monohydroxi-substituerad lägre alkyl; karboxi-lägrc alkyl; C^-C^-alkeny1; C^-C^-alkynyl; bensyl; lägre-alky1-tio-lägre-alkyl; ammonio-lägre-alky1, lägre-alkyl-ammonio-lägre-alkyl; di-lägre-alky1-ammonio-lägre-alky1; tri-lägre-alky1-ammonio-1ägre-alky1; under förutsättning att endast den ena av grupperna R-^ och R2 kan vara lägre alkyl da en ammoniokatjon är anjonens X motkatjon, kännetecknatav följande st eg: (1) 2R' - ^-oxazolin eller 2-R*-5>6,-dihydro-llH-l,3-oxazin, där R' är väte, lägre alkyl, fenyl, naftyl eller naftyletyl, polyme-riseras pä ett i och för sig känt sätt för erhällande av en polymer med upprepade monomerenheter med formeln 38 58787 S \ --N-Q- - c=0 (VI') I· ^ s l där R* och Q betyder samma som ovan; (2A) en mot formeln VI' svarande polymer hydrolyseras för av-]ägsnande av acylgruppen med en syra eller en bas för erhallande av en polymer med upprepade monomerenheter med formeln ^ N (r.l --N-Q-- k H > där m är 0 eller 1 och Q och Z betyder samma som ovan, eller (2B) en mot formeln VI' savarande polymer reduceras med diboran tili en polymer med upprepade monomerenheter med formeln (f) --N-o-- (VIII·) CH0 I 2 R' S där m, Q, Z och R’ betyder samma som ovan, eller (2C) en mot formeln VI' svarande polymer, där R' är väte, blandas med ätminstone en ekvivalent av bide formaldehyd och myrsyra och den erhällna blandningen uppvärmes vid en temperatur av 30-100°C högst under 100 timmar för erhillande av en polymer med upprepade monomerenheter med formeln (f) --VIZeLq-- dx’) CH 39 58787 där m, Q och Z betyder samma som ovani (3) den i steg (2A) erhällna mot formeln VII' svarande poly-meren, där m är 0, metyleras ätminstone med en ekvivalent av bade formaldehyd och myrsyra och den erhällna blandningen uppvärmes vid en temperatur av 30-100°C under högst 100 timmar för erhällande av en polymer med upprepade monomerenheter med den i steg (2C) visade formeln IXf 5 (JJ) för framställning av en polymer med upprepade monomerenheter med formeln (!·:). (r;). --N —--Q N--Q (X') I I CH3 CH3 k ^ där m, Q och Z betyder samma som ovan och betyder bindning tili ett flertal grupper (“.) (r:). —eller —N—I-Q— CH3 CH3 där Z, Q och m betyder samma som ovan, fär en mot formeln XII' svarande polymer, där m = 0, reagera ätminstone med 1,5 ekvivalenter av för-eningen CH^X, där X är halogenid eller sulfonat eller sulfat, i ett inert lösningsmedel vid en temperatur av 30-100°C, för erhällande av en mot formeln X' svarande polymer, där m = 1 och Z är X , och om sä önskas för erhällande av en mot formeln X' svarande polymer, där m = 0, behandlas en mot formeln X' svarande polymer, där m = 1, exakt med en ekvivalent av bas;