Додекагидро-клозо-додекаборат поліетиленіміну та спосіб його одержання

 

Винахід відноситься до хімії полиэдрических боргидридних сполук та поліетиленіміну (ПЭИ), а саме до додекагидро-клозо-додекаборату поліетиленіміну та способом його одержання. Отримане з'єднання може знайти застосування в якості енергоємних компонентів різних складів, наприклад піротехнічних.

Елементний склад додекагидро-клозо-додекаборатного аніонавідкриває певні перспективи для отримання сполук, придатних в якості енергоємних компонентів енергонасичених матеріалів різного призначення.

Так, запропоновано використовувати солі-аніону з катіонами наступних металів: K, Ca, La, Zr, Mo, Fe, Co, Ag, Cd, Al, Pb, Bi в якості пального у складі фізичних сумішей з низкою окислювачів: CsNO3, NaNO3, Pb3O4, KCl3, KClO4, KMnO4, Na2Cr2O7·2H2O, BaO2, Na2S2O3(Pat. US №3126305, опубл. 24.03.1964 р.).

Недоліком вищенаведених солей-аніону є їх висока розчинність у воді (за винятком солей срібла і свинцю), складність та енерговитратність їх виділення з розчинів у чистому вигляді. Важкорозчинні солі срібла і св�зна солі срібла та екологічна небезпека свинцю.

Відомі подвійні солі M2B12H12×MN3, де M-Rb, Cs, які запатентовані в якості енергоємних легкозаймистих речовин (Pat. US №3184286, опубл. 18.05.1965 р.).

Подвійні солі M2B12H12×MN3одержують взаємодією у водному розчині речовин, що містять у своєму складі-аніони,-аніони і Rb+-, Cs+-катіони. Утворився труднорастворімий осад подвійних солей M2B12H12×MN3відфільтровують і, з метою очищення від домішок, проводять перекристаллизацию (Канаєва О. А., Кузнецов Н.Т., Сосновська О. О., Гоєва Ст. Л. // Журн. неорг. хім. 1980. N 9. С. 2380-2383).

Недоліком M2B12H12×MN3як енергоємних компонентів є дорожнеча входять до їх складу рубідію і цезію.

Найбільш близьким технічним рішенням до заявляється з'єднанню є сіль додекагидро-клозо-додекаборной кислоти H2B12H12і хітозану C6O4H9NH2- додекагидро-клозо-додекаборат хитозания (C6O4H9NH3)2B12H12(Пат. РФ №2158221, опубл. 27.10.2000).

Освіта цього з'єднання відбувається завдяки наявності в с�ють з вільної 1 S орбиталью H+-катіона кислоти H2B12H12з освітою за донорно-акцепторної механізму катіона хитозания, який у поєднанні з-аніоном дає важкорозчинну сіль.

Сіль (C6O4H9NH3)2B12H12одержують взаємодією хітозану з кислотою H2B12H12або солей хітозану з H2B12H12або її солями. Утворився нерозчинний (C6O4H9NH3)2B12H12відокремлюють фільтруванням або центрифугуванням, відмивають від залишків маточного розчину і сушать при 105°C до постійної маси. В результаті одержують твердий компактний продукт (у вигляді плівок, пластин, об'ємних матеріалів), який може бути подрібнений в порошок. Недоліком солі (C6O4H9NH3)2B12H12є відносно низький вміст боргидридного компонента (не більше 30,6 мас. %). Крім того, на сьогоднішній день відсутнє промислове виробництво хітозану, як вихідного продукту, що позначається на його вартості.

Завданням винаходу є отримання нового хімічного сполуки з більш високим вмістом боргидр�ием, утворюється при взаємодії додекагидро-клозо-додекаборной кислоти та поліетиленіміну, що містить 56,4 мас. %-аніону. Отримане нове з'єднання складу C2H4NH×0,4 H2B12H12є малорастворимим.

Відомо, що полиэтиленимин, як і хітозан, завдяки наявності в його складі аміногрупи, проявляє яскраво виражені властивості основи. З багатьма кислотами він утворює такі солі: перхлорати, нітрати та інші. ПЭИ і його модификати широко використовуються у багатьох галузях промисловості, як іонітів, комплексоутворювачів, флокулянтів (наприклад, для очищення скидних вод целюлозно-паперового виробництва). Це досить дешевий хімічний продукт, що випускається в промисловому масштабі (Гембицький П. А. Шляхи практичного використання поліетиленіміну та його модифікаторів, М.: 1986).

Виконаний аналіз науково-технічних і патентних джерел інформації показав, що заявляється з'єднання складу C2H4NH×0,4 H2B12H12у рівні техніки на даний момент не виявлено, відповідно, його синтез та властивості не описані.

В результаті проведених досліджень розроблений спосіб отримання Сого продукту C2H4NH×0,4 H2B12H12здійснюють взаємодією водних розчинів ПЭИ і H2B12H12з подальшим виділенням цільового продукту. Дослідним шляхом встановлено, що оптимальний варіант мольного співвідношення ПЭИ до H2B12H12становить 1 до (0,5-0,6), що відповідає 25-50%-ному надлишку кислоти H2B12H12.

Утворюється сполука випадає в осад у вигляді жовтувато-білого смолообразного, не змішується з водою продукту. Водний розчин, що містить надлишок H2B12H12, зливають з осаду і промивають його свіжою порцією води. Обидва водних розчину об'єднують і використовують для синтезу чергової порції цільового з'єднання. Тягучий осад цільового продукту виливають на фторопластову пластину і сушать при температурі 105-110°C. Висохлий цільовий продукт знімають з фторопластовою пластини, перемелюють у порошок (наприклад, в ручний млині) і проводять остаточну сушки при 105-110°с до постійної маси.

Таким чином, технічним результатом винаходу є отримання нового хімічного сполуки з більш високим вмістом боргидридного компонента з доступного і дешевого вихідної сировини. Доповнить За даними РФА з'єднання містить власний набір відбиттів, не належать вихідним компонентам, що підтверджує утворення сполуки, а не фізичного (механічного) суміші.

Про входження боргидридного аніона до складу цільового з'єднання говорить наявність смуги поглинання в області 2480 см-1, що характеризує валентні коливання B-H-зв'язку боргидридного аніонана тлі основних смуг поглинання ПЭИ.

Для визначення вмісту-аніону наважку речовини розкладають в лужному середовищі і осаджують з отриманого розчину Ag2B12H12(Кузнєцов Н.Т., Куликова Л. Н., Канаєва О. А. //Журн. аналіт. хімії. 1976. Т. 31. № 7. С. 1382-1383).

Термогравіметричні дослідження показали, що з'єднання починає окислюватися на повітрі при температурі вище 150°C, тобто воно досить стійко.

Розкладання заявляється з'єднання на повітрі починається при температурі вище 150°C. У суміші з окислювачами, наприклад, з перхлорату амонію, калію, утворює легко займисті матеріали з високою температурою полум'я. З цього випливає, що такі суміші будуть відрізнятися стабільністю полум'я і їх можна використовувати в енергетичних конденсованих системах різного функціонального призначення.

� розчиняють в 100 мл води і додають при інтенсивному перемішуванні 200 мл розчину, містить 2,68800 р (18,68 мг-моль) H2B12H12, що відповідає їх мольна співвідношенню 1 до 0,58. Утворюється при цьому молочно-білому розчину дають відстоятися. Прояснений водний шар відокремлюють від цільового продукту, що осів на дно склянки у вигляді клейкої речовини жовтувато-коричневого кольору, не змішується з водою. Далі осад промивають водою, яку зливають і об'єднують з першим розчином, що містить надлишок кислоти. Потім тягучий осад переносять на фторопластову пластину і сушать при температурі 105-110°C. Для прискорення сушіння продукт перемелюють в порошок і досушують при тій же температурі до постійної маси. В результаті отримують 3,17445 р цільового з'єднання, що відповідає виходу 98,0% полиэтиленимину.

Обчислено для 2C2H4NH×0,8 H2B12H12, мас. %:- 56,4.

Знайдено за 2C2H4NH×0,8 H2B12H12, мас. %:- 55,9.

1. Додекагидро-клозо-додекаборат поліетиленіміну C2H4NH×0,4 H2B12H12.

2. Спосіб отримання додекагидро-клозо-додекабората поліетиленіміну складу C2H4NH×0,4 H2B12H12, що полягає у взаимоде 12), з подальшим виділенням цільового продукту, при цьому H2B12H12кислоту беруть з надлишком 25-50%.

3. Спосіб за п. 2, який відрізняється тим, що розчин, що містить надлишок кислоти H2B12H12, зливають з осаду, промивають його свіжою порцією води, після чого обидва водних розчину об'єднують і використовують в обороті.

4. Спосіб за п. 2, який відрізняється тим, що висохлий при температурі 105-110°C цільовий продукт перемелюють в порошок і проводять остаточну сушки при 105-110°с до постійної маси.



 

Схожі патенти:

Аддукти додекагидро-клозо-додекабората хитозания з хлорною кислотою або перхлоратом амонію

Винахід відноситься до аддуктам додекагидро-клозо-додекабората хитозания з хлорною кислотою або перхлоратом амонію складу (C6O4H9NH3)2B12H12×nMClO4де n - ціле число, рівне 1÷8, а М - Н+, NH4+, які можуть знайти застосування в якості енергоємних компонентів різних складів, наприклад піротехнічних

Спосіб отримання фторзамещенних додекагидро-клозо-додекаборатов цезію

Винахід відноситься до отримання фторзамещенних додекагидро-клозо-додекаборатов цезію складу Cs2B12H12-mFm2-, де m=2, 4, 5, 6, 7, 8, 10, які можуть застосовуватися в якості вихідних речовин при створенні багатофункціональних композитних матеріалів, в якості твердих електролітів

Спосіб отримання хімічних сполук з додекагидро-клозо-додекаборатним аніоном

Винахід відноситься до хімії бору, конкретно до одержання хімічних сполук з додекагидро-клозо-додекаборатним аніоном, які знаходять застосування в якості твердих електролітів, хімічно і термічно стійких полімерних матеріалів, катионообменних смол, енергоємних компонентів, радіопротекторів в медицині і т.д
Винахід відноситься до отримання клозо-боратних кластерів додекабората триэтиламмония [(C2H5)3NH]2B12H12, декабората трибутиламмония [(C4H9)3NH]2B10H10, гексабората трибутиламмония [(C4H9)3NH]2B6H6

Спосіб отримання солей додекагидро-клозо-додекаборной кислоти

Винахід відноситься до хімії бору, конкретно до способу одержання різних солей додекагидро-клозо-додекаборной кислоти, які знаходять застосування в якості твердих електролітів, хімічно і термічно стійких полімерних матеріалів, катионообменних смол, енергомістких сполук тощо

Перхлорат хитозания, спосіб його одержання і енергоємний складу, його містить

Винахід відноситься до хімії хітозану та полиэдрических клозо-гидроборатов, які можуть застосовуватися як активні компоненти енергоємних складах, способу їх отримання і застосування

Додекагидро-клозо-додекаборат уротропіну та спосіб його одержання

Винахід відноситься до хімії бору, конкретно до солей полиэдрических боргидридних кислот, які можуть знайти застосування в якості твердих електролітів, хімічно і термічно стійких полімерних матеріалів, катионообменних смол і т

Аддукти хітозану та спосіб їх отримання (варіанти)

Винахід відноситься до хімії полиэдрических боргидридних сполук, а саме до аддуктам хітозану складу (XH)2B12H12(4-х)Y2B12H12, де X (хітозан)= C6O4H11N, Y = H+NH4+, а 0x < 4, які можуть бути використані в якості висококалорійного бистрогорящего компонента піротехнічних матеріалів і способів їх одержання
Up!