RU2781156C1 - Способ получения N,N-диаллилглутаминовой кислоты - Google Patents

Способ получения N,N-диаллилглутаминовой кислоты Download PDF

Info

Publication number
RU2781156C1
RU2781156C1 RU2021116525A RU2021116525A RU2781156C1 RU 2781156 C1 RU2781156 C1 RU 2781156C1 RU 2021116525 A RU2021116525 A RU 2021116525A RU 2021116525 A RU2021116525 A RU 2021116525A RU 2781156 C1 RU2781156 C1 RU 2781156C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
acid
diallylglutamic
monomer
flakes
producing
Prior art date
Application number
RU2021116525A
Other languages
English (en)
Inventor
Мадина Биляловна Бегиева
Анета Ахмедовна Кокоева
Милана Хазритовна Бегиева
Юсуф Ахматович Малкандуев
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова» (КБГУ)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова» (КБГУ) filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова» (КБГУ)
Application granted granted Critical
Publication of RU2781156C1 publication Critical patent/RU2781156C1/ru

Links

Images

Abstract

Изобретение относится к способу получения N,N-диаллилглутаминовой кислоты, которая может найти применение для синтеза водорастворимых полиэлектролитов. Способ заключается во взаимодействии натриевой соли α-глутаминовой кислоты с хлористым аллилом в водно-спиртовом растворе. Технический результат: синтез мономера диаллильной природы, который обладает высокой активностью в реакциях радикальной полимеризации для получения полиэлектролитов с регулируемым кислотно-основным и гидрофильно-гидрофобным балансом. 1 ил., 2 табл., 8 пр.

Description

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 работе [5] авторами было показано, что основные и кислые аминокислоты не реагируют с бромистым аллилом и не образуют продукты замещения.
В качестве наиболее близкого аналога принят патент США №3457302, из которого известен N,N-диаллилглицин (C8H13NO2) и его способ получения третичной аминокислоты, синтезированный взаимодействием 0.8-1.2 моля щелочи на моль галоидзамещенной карбоновой кислоты в полярном растворителе. Смесь 18.9 ч. хлоруксусной кислоты и 58.2 ч. диаллиламина нагревают в атмосфере азота при 100°С в течение 16 часов, охлаждают до 20°С, прибавляют раствор 11.2 ч. КОН в 200 ч. МеОН, встряхивают 5 мин., фильтруют, фильтрат упаривают в вакууме, остаток растворяют в 300 ч. CHCI3, фильтруют и получают диаллилглицин.
Недостатком метода получения являются необходимость проведения реакции в атмосфере азота при 100°С в течение 16 часов, затем обрабатовать метиловым раствором едкого калия, после добавления раствора щелочи, фильтрат необходимо упаривать в вакууме и остаток растворять в хлороформе.
Задачей изобретения является синтез мономера 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, а также упрощение способа. Поставленная задача решается получением нового мономера формулы (C11H17NO4 ):
Figure 00000001
имеющий элементный состав (табл. 1)
Элементный состав N,N-диаллилглутаминовой кислоты (ДАГлК).
Таблица 1
мономер формула Элементный анализ
Теоретический состав,% Практический состав,%
С,% Н,% N,% С,% Н,% N,%
ДАГлК C11H17NO4 58.15 7.48 6.17 58.61 7.89 6.60
Структура синтезированного мономера- N,N-диаллилглутаминовой кислоты подтвержден 1 Н-ЯМР спектроскопией (фиг. 1, табл. 2).
Данные 1 Н -ЯМР спектроскопии в D2O.
Таблица 2
Образец 6C или 6’C 4C или 4’C 5C или 5'C 7C или 7'C
ДАГлК 2.729 4.176 3.729 5.305 5.945 3.343 -
Сущность способа заключается в том, что в водно-спиртовом растворе α-глутаминовую кислоту превращают в натриевую соль воздействием раствора щелочи, затем при температуре 0-5°С прикапывают 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-диаллилглутаминовой кислоты (ДАГлК). После окончания реакции реакционную смесь постепенно вливают в сухой ацетон порциями. N,N-диаллилглутаминовая 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 14.7 г (1 моль) α-глутаминовой кислоты, растворяют в 45 мл воды и добавляют 45 мл изопропилового спирта, затем прикапывают 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-диаллилглутаминовая кислота 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-диаллилглутаминовая кислота - мономер светло-желтого цвета. Мономер плавится с разложением при 292±2°С. (Тпл α-глутаминовой кислоты 160°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 14,7 г (1 моль) α-глутаминовой кислоты, растворяют в 45 мл воды и добавляют 45 мл изопропилового спирта, затем прикапывают 8 мл 50%-ного раствора гидроксида натрия. Реакционную смесь охлаждают до 5°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-диаллилглутаминовая кислота в виде хлопьев собираются 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-диаллилглутаминовая кислота - мономер светло-желтого цвета. Мономер плавится с разложением при 292±2°С. (Тпл α-глутаминовой кислоты 160°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 14,7 г (1 моль) α-глутаминовой кислоты, растворяют в 45 мл воды и добавляют 45 мл изопропилового спирта, затем прикапывают 8 мл 50%-ного раствора гидроксида натрия. Реакционную смесь охлаждают до 5°С, для отвода избыточного тепла используют водяную баню со льдом. Затем прикапывают 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-диаллилглутаминовая кислота в виде хлопьев собираются 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-диаллилглутаминовая кислота - мономер светло-желтого цвета. Мономер плавится с разложением при 292±2°С. (Тпл α-глутаминовой кислоты 160°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 14,7 г (1 моль) α-глутаминовой кислоты, растворяют в 45 мл воды и добавляют 45 мл изопропилового спирта, затем прикапывают 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 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-диаллилглутаминовая кислота в виде хлопьев собираются 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-диаллилглутаминовая кислота - мономер светло-желтого цвета. Мономер плавится с разложением при 292±2°С. (Тпл α-глутаминовой кислоты 160°С с разложением). Выход мономера 75%.
Ниже приводимыми примерами подтверждаем возможность получения водорастворимого полиэлектролита из N,N-диаллилглутаминовой кислоты путем реакции радикальной полимеризации в присутствии персульфата аммония в качестве радикального инициатора.
Пример 1. В одногорлую колбу снабженную мешалкой, термометром, обратным холодильником помещают 2.27 г (1 моль) N,N-диаллилглутаминовой кислоты, 10 мл бидистиллированной воды и 5.0×10-3 моль/л персульфата аммония (ПСА). Реакционную смесь нагревали при температуре 80°С в течение 8 часов. После окончания реакции реакционную смесь постепенно вливают в сухой ацетон порциями. Поли-N,N- диаллилглутаминовая кислота в виде хлопьев выпадает в осадок. Хлопья отфильтровывают на воронке Бюхнера, тщательно промывают сухим ацетоном, затем в эксикаторе сушат над оксидом фосфора (V) до постоянного веса. Поли-N,N-диаллилглутаминовая кислота - полимер светло-желтого цвета, с разложением при 330±2°С. Выход полимера 65%, ηприв. =0.15 дл/г n=98 (Mr=22310)
Пример 2. В одногорлую колбу снабженную мешалкой, термометром, обратным холодильником помещают 4.54 г (2 моль) N,N-диаллилглутаминовой кислоты, 10 мл бидистиллированной воды и 1.0×10-2 моль/л персульфата аммония (ПСА). Реакционную смесь нагревали при температуре 60°С в течение 5 часов. После окончания реакции реакционную смесь постепенно вливают в сухой ацетон порциями. Поли-N,N-диаллилглутаминовая кислота в виде хлопьев выпадают в осадок. Хлопья отфильтровывают на воронке Бюхнера, тщательно промывают сухим ацетоном, затем в эксикаторе сушат над оксидом фосфора (V) до постоянного веса. Поли-N,N-диаллилглутаминовая кислота - полимер светло-желтого цвета, с разложением при 330±2°С. Выход полимера 70%, ηприв. =0.19 дл/г, n=108(Mr=24582)
Пример 3. В одногорлую колбу снабженную мешалкой, термометром, обратным холодильником помещают 4.54 г (2 моль) N,N-диаллиласпарагиновой кислоты, 10 мл бидистиллированной воды и 1.0×10-4 моль/л персульфата аммония (ПСА). Реакционную смесь нагревали при температуре 80°С в течение 8 часов. После окончания реакции реакционную смесь постепенно вливают в сухой ацетон порциями. Поли-N,N-диаллилглутаминовая кислота в виде хлопьев выпадают в осадок. Хлопья отфильтровывают на воронке Бюхнера, тщательно промывают сухим ацетоном, затем в эксикаторе сушат над оксидом фосфора (V) до постоянного веса. Поли-N,N-диаллилглутаминовая кислота - полимер светло-желтого цвета, с разложением при 330±2°С. Выход полимера 70%, ηприв. =0.25 дл/г, n=112 (Mr=25566)
Пример 4. В одногорлую колбу снабженную мешалкой, термометром, обратным холодильником помещают 4.54 г (2 моль) N,N-диаллилглутаминовой кислоты, 10 мл бидистиллированной воды и 2.5×10-3 моль/л персульфата аммония (ПСА). Реакционную смесь нагревали при температуре 80°С в течение 8 часов. После окончания реакции реакционную смесь постепенно вливают в сухой ацетон порциями. Поли-N,N-диаллилглутаминовая кислота в виде хлопьев выпадают в осадок. Хлопья отфильтровывают на воронке Бюхнера, тщательно промывают сухим ацетоном, затем в эксикаторе сушат над оксидом фосфора (V) до постоянного веса. Поли-N,N-диаллилглутаминовая кислота - полимер светло-желтого цвета, с разложением при 330±2°С. Выход полимера 72%, ηприв. =0.45 дл/г,n=112 (Mr=25992)
Технический результат изобретения заключается в синтезе мономера диаллильной природы, который 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 упрощении способа, за счет снижения температуры реакции, уменьшения времени синтеза, применения в качестве исходных реагентов менее вредных веществ.
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. Cyclopoplymerization. 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. Канао С., Сакаери Я. «Якугаку дзасси, Yakugaku zasshi, J. Phrmac. Soc. Japan»1966, 86, №11б1105-1108, РЖХ, 23Ж670, 1967.
6. Патент США № 3457302 «Способ получения третичных аминокислот», РЖХ, 13Н355 П., 1970.

Claims (1)

  1. Способ получения N,N-диаллилглутаминовой кислоты, заключающийся в том, что реакцию ведут взаимодействием натриевой соли α-глутаминовой кислоты в водно-спиртовом растворе с хлористым аллилом.
RU2021116525A 2021-06-08 Способ получения N,N-диаллилглутаминовой кислоты RU2781156C1 (ru)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2781156C1 true RU2781156C1 (ru) 2022-10-06

Family

ID=

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2473539C2 (ru) * 2010-07-27 2013-01-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова" (КБГУ) N,n-диаллиласпарагиновая кислота и способ ее получения

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2473539C2 (ru) * 2010-07-27 2013-01-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова" (КБГУ) N,n-диаллиласпарагиновая кислота и способ ее получения

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
/acs.langmuir.0c00455. Z. A. JAMIU et al., Alternate cyclopolymer of diallylglutamic acid and sulfur dioxide, RSC ADVANCES, 2016, 6, pp. 31019-31030: DOI: 10.1039/C6RA03635J. *
P. BIEHL et al., Weak polyampholytes at the interface of magnetic nanocarriers: A facile catch and release platform for dyes, LANGMUIR, 2020, 36(22), pp. 6095-6105; *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107383236B (zh) 一种新型水溶性天然多糖抗菌材料及其制备方法
EP0095233B1 (en) Process for producing monoallylamine polymer
US4680360A (en) Process for producing poly(allylamine) derivatives
CN108752542B (zh) 以偶氮键作连接键的具有乏氧、pH双重响应性两亲性嵌段聚合物及其制备方法
RU2781156C1 (ru) Способ получения N,N-диаллилглутаминовой кислоты
JP6262334B2 (ja) ポリ(グルタミル−グルタマート)結合体を製造するための大規模な方法
CN107987032B (zh) 一种含酚羟基氨基酸-n-硫代羧酸酐单体及其合成和聚合方法
JPS62256801A (ja) ポリアミン類から誘導される新規な機能性樹脂及びその製造方法
CN110092849B (zh) 一种阳离子链转移剂及其应用
RU2473539C2 (ru) N,n-диаллиласпарагиновая кислота и способ ее получения
CN114989337B (zh) 一种侧链含缬氨酸和甘露糖聚合物及其制备方法
RU2781155C1 (ru) Лактат N,N-диаллилакриламида и способ его получения
RU2439086C1 (ru) Поли-n, n-диаллиламиноэтановая кислота
RU2533835C1 (ru) N, n-диаллилвалин
RU2529028C1 (ru) N, n-диаллиллейцин
RU2458045C2 (ru) N,n-диаллиламиноэтановая кислота и способ получения
Han et al. Synthesis of new spherical and hemispherical oligosaccharides with polylysine core scaffold
CN112979981B (zh) 一种纤维素接枝聚肽刷形共聚物的合成方法
US3943150A (en) Salt of b-diethylaminoethyl ester of p-aminobenzoic acid with acetal of polyvinyl alcohol and glyoxalic and method of preparing same
JP3904670B2 (ja) ラクトン環含有重合体の製造方法
CN108558705B (zh) 一种含酚羟基氨基酸的氨基甲酸芳酯单体、制备方法及应用
KR20000029594A (ko) 치환된발린아미드유도체의제조방법
JP2681669B2 (ja) 新規なキトサン化合物、その製造方法および保湿剤としての用途
RU2772216C1 (ru) Поли-N,N- диаллилглутаминовая кислота
RU2372333C1 (ru) Способ получения поли-n,n-диметил-3,4-диметиленпирролидиний хлорида