146523. lajstromszámú szabadalom • Eljárás anioncserélő gyanta előállítására

Megjelent: 1960. április 1. ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL SZABADALMI LEÍRÁS 146.523. SZÁM 39. c. OSZTÁLY — MI—139. ALAPSZÁM Eljárás anioncserélő gyanta előállítására Dr. Mikes János vegyészmérnök, Budapest A bejelentés napja: 1955. «prilis 6. Ismeretesek olyan anioncserélő gyanták, melyek savakat képesek megkötni és olyanok, melyek neutrális sókból OH'-tra cserélik ki az anionokat. Amennyiben ez utóbbiak kondenzációs felépítésűek, mint jelen bejelentés tárgya is, akkor rendszerint metilezéssel vagy más szubsztitúcióval kvaternerizált amincsoportokat tartalmaznak. A" kondenzációs felépítésű, neutrális sók bontására alkalmas anioncserélők másik csoportja olyan nitrogénvegyületekre épül, melyek már eleve erősen bázikusak, pl. guanidinfélékre. Ezeknek a vegyületeknek közös vonásuk, hogy stabil- kondenzátummá alakítva kisebb-nagyobb mértékben csökken a bázikusságuk. Pl. a guanidin-formaldehid gyanták bontják a neutrális sókat, de savakban oldódnak, a diciándiamid-formaldehid kondenzátumok stabilak, de nem hasítanak sókat. Jelen bejelentés tárgyát olyan kondenzátum képezi, mely stabil, teljesen oldhatatlan, ellenálló gyantát ad és sóhaisító képessége kommenzurábilis a modern gyöngy alakú kvaterneribázis anioncserélőkkel. Előállítása egyszerű, működése megfelelő. Azt találtam ugyanis, hogy guanidinféleségeknek polioxiketonokkal alkotott kondenzátumai teljesítik a fenti követelményeket. Az oxiketon kondenzációja alkalikus közegben zajlik le és a primmer alkoholos OH-ok is részt vesznek benne. Szükséges, hogy négynél több szénatomot tartalmazzon a poliol, mert különben morzsalékony lesz a gyanta. Általában jól vezethető le a kondenzáció a karbonüboz kapcsolódó ciosi-izopropll csoportok primer hidroxiljain. A guanidinféleségekkel való kondanzálás céljára a stabilitás és bázikusság szempontjából legmegfelelőbb oxiketon típus olyan R—CO—R' sérnájú vegyület, melyben legalább egy R csoport di-primer-hidroxi izobutil, vagy di-primerhidroxi izopropil gyök, a fentmaradó rész pedig aromás, vagy alifás gyök, azzal a megkötéssel, hogy aromás maghoz kapcsolódó OH-csoportot nem tartalmazhat, ez ti. lerontaná a termék ibázikusságát. A kondenzáció mólarányát úgy állítjuk be, hogy szabad amin ne maradjon a termékben, tehát guanidin és trial esetében 1:1 és 1:2 molarány között maradunk, túlsúllyal az oxiketon javára. Az alkalikus katalizátor szerepe az, hogy a pH értéket mindvégig 8 felett tartsa, tehát guanidin kondenzálásakor külön lúgosításról nem kell gondoskodni. Biguanid, guanamid, guanazid, diciándiamid, ciánguanidin, alkilairilguanidinok, guanazol, guanilmelamin, melamin és (ill. ezek szerves vagy szervetlen savakkal alkotott sói stb.) származékok esetén a fenti molarányt az aktív amid-nitrogének számához igazítjuk és az oxi-Jkomponens mennyiségét is a fenti előírásnak megfelelően választjuk, a karbonil csoporthoz legalább béta-thelyzetben levő primer alkoholos OH-ok számát véve alapul. A kondenzációt oldatban végezzük, a legtöbb guanidinszármazék esetében vizes közeggel dolgozhatunk. A kondenzáláshoz szükséges melegítés befejeztével a fölös oldószermennyiséget lefúvatjuk, a terméket kiszárítjuk és szárazon melegítjük a kívánatos C-fázis eléréséig. Erre a célra 130— 150 C° elegendő. Az esetben, ha a ketonalkohol egyik R-csoportja szénhidrogén gyök, pl.' alkilcsoport vagy fenilcsoport, á C-fázis elérése céljából a kondenzációhoz aldehidet is adagolunk, vagy az oxiketon mennyiségét választjuk nagyobbra az 1 :2 aránynál. Ennek a megoldásnak a hátránya a termék ioncserélő kapacitásénak a csökkenésében rejlik, bár bizonyos célokra éppen ezúton érhető el a kívánt hatás. Az eljárást bemutatom a következő' példán, mely kiragadott esetet képvisel a fenti elvek alapján. 1000 literes keverős duplitkátorban, melyen hőmérő, mintavevő és kondenzátor van, 240 liter vizes oldatban, mely 100 kg dioxiizopropil oxetilketont és 2,2 kg NaOH-t tartalmaz, feloldunk melegítéssel, keverés közben 62 kg guanidinnitrátot. Az oldás után 80 C° körül hőmérsékleten beadagolunk 30 liter 15,5%-os nátronlúgot és enyhe szívással 80—105 C° között ledesztillálunk 40—50 liter vizet. Az egész művelet 3—5 órát vesz igénybe. Ezután tálcába engedjük a kondenzátum oldatot és 80—100 C°-on beszárítjuk, majd felaprítás után 125—140 C°-on bakelizáljuk. A készterméket 0,5—2 iram nagyságrendűre daráljuk és a porát kiszitáljuk. Nedvesítés után kimossuk savval, majd lúggal regeneráljuk. A ^termék 1 g-ja