ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 11.04.2024
Просмотров: 173
Скачиваний: 1
пользуются для идентификации гексаметилендиамина. Температуры плавления некоторых солей гексаметилендиамина приведены ниже:
Соль |
|
NH2 —(СН,)6 —NH2 |
• НС1 |
NH,—(СН2 )6 —NH2 |
• 2H„S04 • Н 2 0 . |
N H 2 - ( C H 2 ) 6 — N H , - H 2 S 0 4 . . . .
NH2 —(CH2 )e —NH2 -2HNO, . . . .
NH2 —(CH2 )e —NH2 .C6 H2 (NO,)3 OH
+ H 3 N — ( C H 2 ) 6 — N H - C O O " . . .
Д и а м и |
" |
Т. пл., °C |
Литература |
кислота |
|
|
|
1:1 |
|
248 |
27 |
1:2 |
|
72 |
28 |
2:1 |
|
200 |
28 |
|
|
(разложение) |
28 |
2:1 |
|
115 |
|
Избыток |
220 |
1 |
|
кислоты |
|
29 |
|
— |
|
170—174 |
Если через раствор гексаметилендиамина в азотной кислоте пропускать двуокись углерода, выпадает соль следующего состава:
HN03 -H2 N—(СН2 )6 —NHCOCT H3 N—(СН2 )„—NH2 -HN03
При насыщении двуокисью углерода спиртового раствора гек саметилендиамина выпадает соль карбаминовой кислоты, хорошо растворимая в воде, плохо — в метаноле. В водном растворе карбамат частично переходит в карбонат3 1 .
Из солей гексаметилендиамина с органическими кислотами осо бо важное значение имеют соли двухосновных кислот, которые при нагревании подвергаются поликонденсации с образованием полиами дов. Эти соли обычно готовят смешением спиртовых растворов гек саметилендиамина и соответствующей кислоты. Для солей диами нов и дикарбоновых кислот возможны две структуры I и I I :
+ + |
H 3 N -R - N H 3 |
|
H3 NRNH3 OOCRCOO~ ~ |
"ОС— R'—СО~ |
|
|
||
|
I! |
I! |
г |
О |
О |
|
н |
В работе3 2 предполагается, что соли имеют строение I . Такой же вывод сделан на основании вискозиметрических измерений и рент геновских исследований кристаллов солей3 3 . В то же время имеются
данные2 5 - ы ' з в > |
заставляющие |
считать |
более вероятным |
существова |
ние продуктов строения I I . Подтверждением структуры |
IS является |
|||
тот факт, что |
дикарбоновые |
кислоты |
(за исключением |
щавелевой) |
независимо от отношения взятых реагентов образуют соли, в которых на 1 моль гексаметилендиамина приходится 1 моль кислоты. Щаве левая кислота образует, очевидно, соль строения I , так как полу чается кислая соль, в которой на 1 моль гексаметилендиамина при ходится 2 моль кислоты. В табл. 41 приведены температуры плавле ния и выходы солей гексаметилендиамина с простейшими дикарбоновыми кислотами.
189
Т а б л и ц а 41. |
Температуры плавления |
и выход солей |
гексаметилендиамина |
|||||
|
и дикарбоновых кислот |
|
|
|
|
|||
Кислота |
Состав соли, |
|
Температура |
Выход соли, |
Литература |
|||
моль/моль |
плавления соли, |
% |
||||||
|
|
"С |
|
|
|
|||
|
|
, |
|
|
|
|
|
|
Щавелевая |
2 |
|
177 |
84—86 |
25, |
37 |
||
Малоновая |
1 |
1 |
|
138—141 |
65,6 |
|
37 |
|
Фумаровая |
1 |
1 |
|
213—215 |
87 |
|
37 |
|
Янтарная |
1 |
1 |
|
188—192 |
82—83 |
25, |
33 |
|
Дибромянтарная |
1 |
1 |
|
131 — 133 |
92 |
|
37 |
|
Адипиновая |
1 |
1 |
|
190—191 |
80—90 |
25, |
32—34 |
|
Себациновая |
1 |
1 |
|
172—173 |
92—94 |
32—34 |
||
Азелаиновая |
1 |
1 |
|
146—147 |
65—68 |
33, |
34 |
Наибольшее практическое значение имеет соль гексаметилен диамина и адипиновой кислоты — гексаметилендиаммонийадипинат,
известная под техническим названием АГ-соли. |
Предложено три |
|||||||
варианта получения АГ-соли. По первому |
в качестве |
растворителя |
||||||
используют |
этиловый |
спирт2 7 - 32> 3 8 3 9 . Адипиновую |
кислоту |
и |
||||
гексаметилендиамин, |
взятый с 4%-ным |
избытком, |
нагревают |
в |
||||
81,4%-ном |
спирте до полного растворения кислоты. |
После охлаж |
||||||
дения выпадает АГ-соль (выход 80—84%). Более |
высокий |
выход |
||||||
(до 95—98%) |
получается при смешении |
адипиновой кислоты и |
||||||
гексаметилендиамина в растворе метилового |
спирта3 6 ' 4 0 . Предложен |
|||||||
также способ |
получения АГ-соли в водном растворе3 5 . |
|
|
|||||
|
|
|
|
Образование |
амидов |
При нагревании соли первичного амина и карбоновой кислоты (или смеси этих веществ) происходит отщепление воды с образова нием амида:
|
|
RNH2 -HOOCR' |
|
|
> RNHCOR' |
|
|
||||
|
|
|
|
|
- н 2 о |
|
|
|
|
||
При |
использовании в |
качестве |
|
реагентов |
гексаметилендиамина |
||||||
и дикарбоновых кислот |
образуются |
высокомолекулярные |
продук |
||||||||
ты — полиамиды. |
Если молекулу |
гексаметилендиамина |
обозна |
||||||||
чить условно а—А—а, |
а дикарбоновой кислоты б—Б—б, |
то про |
|||||||||
цесс |
поликонденсации |
изобразится |
схемой: |
|
|
|
|||||
|
|
+ б—Б—б |
|
+а—А—а |
|
|
|
|
|||
|
а—А—а |
-—*- аАБб |
|
|
-—*- аАБа |
• • • и т. д. |
|
|
|||
|
|
—аб |
|
|
аб |
|
|
|
|
||
Теоретически |
такой |
рост |
цепи неограничен, но практически из- |
||||||||
|
— |
|
|
|
|
|
|
||||
за |
одновременно |
протекающих |
реакций |
гидролиза, |
ацидолиза, |
||||||
аминолиза и некоторых |
других |
процессов |
происходит |
обрыв цепи. |
В результате поликонденсации образуется полимер относительно однородного состава, содержащий 85% и более вещества с примерно одинаковым молекулярным весом4 1 . Схема реакции поликонденса ции гексаметилендиамина и адипиновой кислоты и процессов, при водящих к обрыву цепи, представлена на следующей странице:
190
—(2л: — 1)НоО
хНООС— ( С Н 2 ) 4 - С О О Н + xH2 N—(СН2 )6 —NH, < |
НО—[—ОС—(СН2 )4 —CONH—(СН2 )6 —NH—]х —Н |
+ н2 о
|
+ НООС—(СН2)4—СООН |
H O - I - O C - (CH2 )4 -CONH-(CH2 ) e - N H - ] , - Н |
+ H 2 N - ( C H 2 ) e - N H 2 |
|
1<х
H O - [ - O C - t C H 2 ) 4 - C O N H - ( C H 2 ) 6 - N H - ] m - C O - ( C H 2 ) 4 - C O O H
т <^ х
H 2 N - ( C H 2 ) 6 - N H - [ - O C - ( C H 2 ) 4 - C O N H - ( C H 2 ) 6 - N H - ] « - H
H O - t - O C — ( С Н 2 ) 4 — C O N H — ( C H 2 ) 6 - N H — ] р — Н + НО—[—ОС—(СН2 )4 —CONH—(СН2 )6 —NH—]q —Н
,+
iX
о
|
о + q = х + и
>
Изучение кинетики полимеризации показало, что процесс обра зования полиамидов является реакцией второго порядка4 2 . В на чальной стадии процесса образуется относительно низкомолекуляр ное соединение, содержащее концевые реакционноспособные груп пы. При взаимодействии этих групп между собой молекулярный вес полимера постепенно увеличивается. Энергия активации процесса не зависит от молекулярного веса реагирующих молекул и состав ляет около 24 ккал/моль. Практического применения процесс поли конденсации сплавлением смеси амина и кислоты не получил, так как этим путем трудно получить полиамид с высоким молекулярным весом. Обычно полиамиды готовят при нагревании соответствующих
солей. Этот вопрос подробно обсуждается |
в |
специальных работах, |
посвященных получению полиамидов3 6 ' 4 3 , |
и |
здесь не рассматри |
вается. |
|
|
Детально изучена поликонденсация солей гексаметилендиамина
со щавелевой4 4 , |
янтарной4 5 ' 4 6 , |
глутаровой 4 5 - 4 7 , |
адипиновоЙ4 8 - 5 3 , |
|||
пимелиновой4 5 ' 5 2 , |
пробковой4 6 ' 6 1 •5 2 - В 4 , азелаиновой4 5 ' 4 6 - 5 1 - 5 2 ' |
6 4 - 5 8 , |
||||
себациновой4 8 - 5 0 ~ 5 2 . 5 1 ~ 5 9 и |
фталевыми5 1 - 5 9 - 6 3 |
кислотами. |
Другие |
|||
примеры поликонденсации |
гексаметилендиамина |
с алифатическими |
||||
и ароматическими |
дикарбоновыми |
кислотами |
приведены в работе4 3 . |
Образование амидов происходит также при взаимодействии гексаметилендиамина с некоторыми производными органических кислот: сложными эфирами, ангидридами и галогенангидридами. Реакция гексаметилендиамина с галогенангидридами монокарбоновых кислот в общем виде выражается уравнением:
H2 N—(СН,)6 —NH2 + RCOC1 |
> |
•> RCONH—(СН2 )6 —NHCOR + 2HCI
Реакцию проводят при обычной или пониженной температуре в присутствии свободной щелочи, которая связывает выделяющуюся соляную кислоту. В качестве примера можно привести получение фармацевтического препарата 1,6-бис-(о-оксибензамидо)-гексана пу тем нагревания бензольного раствора гексаметилендиамина с хлорангидридом салициловой кислоты6 4 :
При взаимодействии гексаметилендиамина с галогенангидридами дикарбоновых кислот образуются полиамиды. Эта реакция широко используется д л я л получения полиамидов методом так называемой межфазной конденсации6 5 . Впервые метод межфазной конденсации описан в работе6 8 , согласно которой реакцию проводят при минус 15— минус 50 °С смешением водного раствора амина с органическим растворителем (например, бензолом), содержащим хлорангидрид
192
Т а б л и ц а 42.
Хлорангидрид
СОСЦ
С10С—СОС1
С10С—СН,—СОС1 С10С—(СН,)4 —СОС1
СЮС—(СН2 )7 —СОС1 С10С—(СН2 )8 —СОС1
С10С—СН,—СН=СН—СН3 —СОС1 С 1 С С — ^ / - C O C l
,СОС1
С10С—
Примеры реакций межфазной конденсации с участием гексаметилендиамина
Щелочной
агент
NaOH
NaOH
NaOH
Na2 C03
NaOH
NaOH
Na2 C03
NaOH
NaOH
Растворитель хлоран- |
Выход |
Т. разм. |
Литература |
||
|
гидрида |
полимера, |
полимера |
||
|
|
% |
|
|
|
|
CC!4 |
70 |
|
72, |
73 |
Без |
растворителя, |
48 |
|
74 |
|
в |
газовой фазе |
|
|
|
|
|
То же |
|
260—270 |
81 |
|
|
с6н6 |
|
69, 71, |
72, |
|
|
|
|
|
75—80 |
|
|
» |
|
212—215 |
41 |
|
|
|
— |
71, |
7779 , 80, |
|
|
|
|
82 |
||
|
» |
|
72, |
83 |
|
|
о-С0 Н6 СН3 |
330—340 |
84, |
85 |
|
|
С,Н6 ОН |
55 |
185—220 |
72, 79, 85 |
NaOH |
То же |
89 |
150 |
86 |
^/\coci
С 1 0 С — \ ^ у — С 0 С 1 |
Na2 C03 |
2 |
С1 |
2 |
78 |
— |
72 |
СН |
|
|