RU2374268C2 - Method of producing polyvinyl pyrrolidone - Google Patents
Method of producing polyvinyl pyrrolidone Download PDFInfo
- Publication number
- RU2374268C2 RU2374268C2 RU2007145403/04A RU2007145403A RU2374268C2 RU 2374268 C2 RU2374268 C2 RU 2374268C2 RU 2007145403/04 A RU2007145403/04 A RU 2007145403/04A RU 2007145403 A RU2007145403 A RU 2007145403A RU 2374268 C2 RU2374268 C2 RU 2374268C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- polymer
- copper
- monomer
- weight
- parts
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 19
- 229920000036 polyvinylpyrrolidone Polymers 0.000 title claims abstract description 13
- 239000001267 polyvinylpyrrolidone Substances 0.000 title claims abstract description 13
- 235000013855 polyvinylpyrrolidone Nutrition 0.000 title claims abstract description 13
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N hydrogen peroxide Substances OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 32
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims abstract description 30
- WHNWPMSKXPGLAX-UHFFFAOYSA-N N-Vinyl-2-pyrrolidone Chemical compound C=CN1CCCC1=O WHNWPMSKXPGLAX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 15
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims abstract description 14
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims abstract description 6
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 239000003999 initiator Substances 0.000 claims abstract description 5
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims abstract description 5
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 claims abstract description 5
- XPPKVPWEQAFLFU-UHFFFAOYSA-J diphosphate(4-) Chemical class [O-]P([O-])(=O)OP([O-])([O-])=O XPPKVPWEQAFLFU-UHFFFAOYSA-J 0.000 claims abstract 4
- 239000000178 monomer Substances 0.000 claims description 26
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 22
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 claims description 21
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 14
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 claims description 11
- YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N Dichloromethane Chemical compound ClCCl YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 9
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims description 7
- HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N Chloroform Chemical compound ClC(Cl)Cl HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 235000011180 diphosphates Nutrition 0.000 claims description 6
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000008139 complexing agent Substances 0.000 claims description 2
- -1 iron ions Chemical class 0.000 claims description 2
- 229910000398 iron phosphate Inorganic materials 0.000 claims description 2
- WBJZTOZJJYAKHQ-UHFFFAOYSA-K iron(3+) phosphate Chemical compound [Fe+3].[O-]P([O-])([O-])=O WBJZTOZJJYAKHQ-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 2
- 238000002955 isolation Methods 0.000 claims description 2
- 230000000379 polymerizing effect Effects 0.000 claims description 2
- 150000001299 aldehydes Chemical class 0.000 abstract description 7
- 239000012535 impurity Substances 0.000 abstract description 7
- HNJBEVLQSNELDL-UHFFFAOYSA-N pyrrolidin-2-one Chemical compound O=C1CCCN1 HNJBEVLQSNELDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 abstract 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- ORTQZVOHEJQUHG-UHFFFAOYSA-L copper(II) chloride Chemical compound Cl[Cu]Cl ORTQZVOHEJQUHG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 5
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 5
- IKHGUXGNUITLKF-UHFFFAOYSA-N Acetaldehyde Chemical compound CC=O IKHGUXGNUITLKF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- XPPKVPWEQAFLFU-UHFFFAOYSA-N diphosphoric acid Chemical compound OP(O)(=O)OP(O)(O)=O XPPKVPWEQAFLFU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 4
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N Benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 3
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 3
- 229940048084 pyrophosphate Drugs 0.000 description 3
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 3
- OZAIFHULBGXAKX-UHFFFAOYSA-N 2-(2-cyanopropan-2-yldiazenyl)-2-methylpropanenitrile Chemical compound N#CC(C)(C)N=NC(C)(C)C#N OZAIFHULBGXAKX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M Acetate Chemical compound CC([O-])=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 239000008346 aqueous phase Substances 0.000 description 2
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 description 2
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000002505 iron Chemical class 0.000 description 2
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 150000002978 peroxides Chemical class 0.000 description 2
- 210000002381 plasma Anatomy 0.000 description 2
- 238000010526 radical polymerization reaction Methods 0.000 description 2
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 2
- 229940048086 sodium pyrophosphate Drugs 0.000 description 2
- 235000019818 tetrasodium diphosphate Nutrition 0.000 description 2
- 239000001577 tetrasodium phosphonato phosphate Substances 0.000 description 2
- NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N Ammonium chloride Substances [NH4+].[Cl-] NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-M Bicarbonate Chemical class OC([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229910021592 Copper(II) chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VTLYFUHAOXGGBS-UHFFFAOYSA-N Fe3+ Chemical compound [Fe+3] VTLYFUHAOXGGBS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RAOSIAYCXKBGFE-UHFFFAOYSA-K [Cu+3].[O-]P([O-])([O-])=O Chemical compound [Cu+3].[O-]P([O-])([O-])=O RAOSIAYCXKBGFE-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 150000001242 acetic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 239000012190 activator Substances 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 1
- 150000004996 alkyl benzenes Chemical class 0.000 description 1
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 description 1
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 description 1
- 239000012736 aqueous medium Substances 0.000 description 1
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 1
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 1
- 150000004649 carbonic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 150000001805 chlorine compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001879 copper Chemical class 0.000 description 1
- OPQARKPSCNTWTJ-UHFFFAOYSA-L copper(ii) acetate Chemical compound [Cu+2].CC([O-])=O.CC([O-])=O OPQARKPSCNTWTJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 229920001519 homopolymer Polymers 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 150000004679 hydroxides Chemical class 0.000 description 1
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 description 1
- 150000001451 organic peroxides Chemical class 0.000 description 1
- 231100000614 poison Toxicity 0.000 description 1
- 229920000191 poly(N-vinyl pyrrolidone) Polymers 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- XAEFZNCEHLXOMS-UHFFFAOYSA-M potassium benzoate Chemical compound [K+].[O-]C(=O)C1=CC=CC=C1 XAEFZNCEHLXOMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229940005657 pyrophosphoric acid Drugs 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- FQENQNTWSFEDLI-UHFFFAOYSA-J sodium diphosphate Chemical compound [Na+].[Na+].[Na+].[Na+].[O-]P([O-])(=O)OP([O-])([O-])=O FQENQNTWSFEDLI-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 1
- 239000001488 sodium phosphate Substances 0.000 description 1
- VZWGHDYJGOMEKT-UHFFFAOYSA-J sodium pyrophosphate decahydrate Chemical compound O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.[Na+].[Na+].[Na+].[Na+].[O-]P([O-])(=O)OP([O-])([O-])=O VZWGHDYJGOMEKT-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 150000003467 sulfuric acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- 239000003440 toxic substance Substances 0.000 description 1
- RYFMWSXOAZQYPI-UHFFFAOYSA-K trisodium phosphate Chemical compound [Na+].[Na+].[Na+].[O-]P([O-])([O-])=O RYFMWSXOAZQYPI-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 229910000406 trisodium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019801 trisodium phosphate Nutrition 0.000 description 1
Landscapes
- Polymerization Catalysts (AREA)
- Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области получения заменителя плазмы крови человека.The invention relates to the field of obtaining a substitute for human blood plasma.
Известен способ получения поливинилпирролидона, применяемого в качестве заменителя плазмы крови [Радиационная химия. Под ред. Г.Моллера. М., «Госатомиздат», 1963; Кирш Ю.Э. Поли-N-винилпирролидон и другие поли-N-виниламиды. М., «Наука», 1998], путем гомополимеризации 30-60%-ного водного раствора N-винилпирролидона при температуре 50-80°С под действием 0,05-2,5%-ной перекиси водорода в присутствии аммиака, причем половина раствора мономера добавлялась в начале процесса, а вторая его часть добавлялась постепенно в течение 2-3 часов. Выделение полимера производится в распылительной или барабанной сушилке. Высушенный полимер очищается от примесей остатков мономера экстракцией органическим растворителем.A known method of producing polyvinylpyrrolidone, used as a substitute for blood plasma [Radiation chemistry. Ed. G. Moller. M., "Gosatomizdat", 1963; Kirsh Yu.E. Poly-N-vinylpyrrolidone and other poly-N-vinylamides. M., "Science", 1998], by homopolymerization of a 30-60% aqueous solution of N-vinylpyrrolidone at a temperature of 50-80 ° C under the influence of 0.05-2.5% hydrogen peroxide in the presence of ammonia, and half the monomer solution was added at the beginning of the process, and the second part was added gradually over 2-3 hours. Isolation of the polymer is carried out in a spray or drum dryer. The dried polymer is purified from impurities of monomer residues by extraction with an organic solvent.
Таким образом, получается поливинилпирролидон с широким молекулярно-массовым распределением (ММР), молекулярная масса (ММ) 340-50 тысяч. Широкое ММР затрудняет применение полимера для медицинских целей, так как низкомолекулярные продукты являются токсичными, а высокомолекулярные, с ММ более 12000, - трудно выводятся из организма.Thus, the obtained polyvinylpyrrolidone with a wide molecular weight distribution (MMP), molecular weight (MM) 340-50 thousand. Wide MMP makes it difficult to use the polymer for medical purposes, since low molecular weight products are toxic, and high molecular weight products with an MM of more than 12,000 are difficult to remove from the body.
Известен способ получения низкомолекулярного поливинилпирролидона путем радикальной полимеризации в массе или растворе в присутствии регулятора молекулярной массы, в качестве которого используют вещества общей формулы R-OOH, где R-Н, С1-4 - алкил с ароматическим заместителем или без него, C8-10 - циклоалкил с конденсированным ароматическим кольцом или без него при температуре 20-100°С при использовании регулятора молекулярной массы в количестве 1-10 мас.% на мономер [Авт. свид. СССР №755800, БИ №30, с.138, 1980 г., кл. C08F 26/10, C08F 2/38].A known method of producing low molecular weight polyvinylpyrrolidone by radical polymerization in bulk or in the presence of a molecular weight regulator, using substances of the general formula R-OOH, where R-H, C 1-4 is alkyl with or without aromatic substituent, C 8- 10 - cycloalkyl with a condensed aromatic ring or without it at a temperature of 20-100 ° C using a molecular weight regulator in an amount of 1-10 wt.% Per monomer [Auth. testimonial. USSR No. 755800, BI No. 30, p.138, 1980, class. C08F 26/10, C08F 2/38].
Существенным недостатком данного способа является использование в качестве инициатора полимеризации азодиизобутиронитрила в количестве 2 мас.ч. на 100 мас.ч. мономера. Как известно, азодиизобутиронитрил и продукты его распада являются токсичными веществами [Маслова И.П., Золотарева К.А. и др. Химические добавки к полимерам. Справочник. М., «Химия», 1973 г., с.237], и очистка от них представляет собой сложную задачу.A significant disadvantage of this method is the use as an initiator of polymerization of azodiisobutyronitrile in an amount of 2 parts by weight per 100 parts by weight monomer. As you know, azodiisobutyronitrile and its decomposition products are toxic substances [Maslova IP, Zolotareva K.A. and others. Chemical additives to polymers. Directory. M., "Chemistry", 1973, p.237], and cleaning them is a difficult task.
Известен способ получения поливинилпирролидона в органическом растворителе, в качестве которого используют бензол, алкилбензол, спирт с С1-4, в присутствии органической перекиси и активатора - соли тяжелого металла с порядковым номером 23-29 (например, ацетат меди) [Заявка ФРГ №2439196, 1976 г., кл. С 08 126/10]. Полимеризация проходит за 6-8 часов с конверсией мономера в полимер 99,5%.A known method of producing polyvinylpyrrolidone in an organic solvent, which is used benzene, alkylbenzene, alcohol with C 1-4 , in the presence of organic peroxide and an activator is a heavy metal salt with serial number 23-29 (for example, copper acetate) [Application Germany No. 2439196 , 1976, class C 08 126/10]. The polymerization takes place in 6-8 hours with a conversion of monomer to polymer of 99.5%.
Растворитель из полимеризата отгоняют до 70%-ной концентрации по полимеру, разбавляют водой до 30%-ной концентрации и полимер выделяют сушкой в распылительной сушилке.The solvent from the polymerizate is distilled off to a polymer concentration of 70%, diluted with water to a 30% concentration and the polymer is isolated by drying in a spray dryer.
Таким образом, получают поливинилпирролидон с содержанием воды на уровне 5 мас.% и константой Фикентчера (К), равной 17 (MM, равной 9200).Thus, polyvinylpyrrolidone is obtained with a water content of 5% by weight and a Fikentcher constant (K) of 17 (MM equal to 9200).
Недостатки данного способа состоят в применении больших количеств органического растворителя, что серьезно повышает пожаро-взрывоопасность производства.The disadvantages of this method are the use of large quantities of organic solvent, which seriously increases the fire and explosion hazard of production.
Известен также способ получения водных растворов низкомолекулярных гомополимеров N-винилпирролидона с молекулярной массой 5000-60000 с концентрацией более 45 мас.%, путем свободнорадикальной полимеризации в водной среде с использованием инициатора - перекиси водорода в количестве 0,5-5,0 мас.% на мономер в присутствии в качестве регуляторов молекулярной массы спиртов с алкильным радикалом С1-4 в количестве 0,1-30 мас.% на мономер. [Пат. США 6187884 B1, 2001 г., кл. C08F 2/38].There is also a method of producing aqueous solutions of low molecular weight homopolymers of N-vinylpyrrolidone with a molecular weight of 5000-60000 with a concentration of more than 45 wt.%, By free radical polymerization in an aqueous medium using an initiator - hydrogen peroxide in an amount of 0.5-5.0 wt.% monomer in the presence as regulators of the molecular weight of alcohols with an alkyl radical of C 1-4 in an amount of 0.1-30 wt.% per monomer. [Pat. U.S. 6187884 B1, 2001, CL C08F 2/38].
В рецепте полимеризации используют также соль металла переменной валентности, например хлорид меди и аммиак. Возможно также применение серосодержащих регуляторов молекулярной массы.The polymerization recipe also uses a salt of a metal of variable valency, for example copper chloride and ammonia. It is also possible to use sulfur-containing molecular weight regulators.
Основным достоинством данного известного способа является получение раствора полимера с высокой концентрацией - более 45 мас.%.The main advantage of this known method is to obtain a polymer solution with a high concentration of more than 45 wt.%.
Недостатки известного способа состоят в применении значительных количеств органических продуктов - спиртов, а также очень сложное технологическое исполнение (компоненты в полимеризационную систему подаются в 9 приемов).The disadvantages of this method are the use of significant quantities of organic products - alcohols, as well as a very complex technological design (components in the polymerization system are served in 9 stages).
Наиболее близким к заявляемому является способ получения поливинилпирролидона с константой Фикентчера К, равной 14-95, путем полимеризации винилпирролидона в водном растворе при температуре 50-95°С с использованием инициатора - перекиси водорода, ионов тяжелых металлов из ряда: медь, железо, серебро, кобальт в количестве 2·10-6-2·10-3 мас.ч. на 100 мас.ч. мономера и комплексообразующий агент в количестве 0,5·10-4-0,1 мас.ч. на 100 мас.ч. мономера, поддерживая рН среды в диапазоне 7-11 ед. добавлением гидроксидов, карбонатов или бикарбонатов калия или натрия [Пат. США №4786699, 1988 г., кл. C08F 20/44].Closest to the claimed is a method for producing polyvinylpyrrolidone with a Fikentcher constant K equal to 14-95, by polymerizing vinylpyrrolidone in an aqueous solution at a temperature of 50-95 ° C using an initiator - hydrogen peroxide, heavy metal ions from the series: copper, iron, silver, cobalt in an amount of 2 · 10 -6 -2 · 10 -3 wt.h. per 100 parts by weight monomer and complexing agent in an amount of 0.5 · 10 -4 -0.1 wt.h. per 100 parts by weight monomer, maintaining the pH of the medium in the range of 7-11 units. the addition of hydroxides, carbonates or bicarbonates of potassium or sodium [US Pat. US No. 4786699, 1988, CL C08F 20/44].
Данный способ позволяет получить поливинилпирролидон с регулируемой молекулярной массой и хорошо управляемой скоростью полимеризации.This method allows to obtain polyvinylpyrrolidone with a controlled molecular weight and well-controlled polymerization rate.
Основным недостатком данного способа получения поливинилпирролидона является наличие в полимере большого количества нежелательных примесей - α-пирролидона и альдегидов. Особенно возрастает содержание α-пирролидона при получении полимера с молекулярной массой от 6000 до 10000.The main disadvantage of this method of producing polyvinylpyrrolidone is the presence in the polymer of a large number of undesirable impurities - α-pyrrolidone and aldehydes. Especially increases the content of α-pyrrolidone upon receipt of the polymer with a molecular weight of from 6000 to 10000.
Между тем, количество их жестко регламентируется действующей в нашей стране фармакопейной статьей ФС 42-3678-98: содержание α-пирролидона - не более 5,0 мас.% и альдегидов - не более 0,3 мас.%.Meanwhile, their number is strictly regulated by the pharmacopeia article FS 42-3678-98 in force in our country: the content of α-pyrrolidone is not more than 5.0 wt.% And aldehydes not more than 0.3 wt.%.
Технической задачей заявляемого изобретения является разработка способа получения поливинилпирролидона с молекулярной массой 6000-10000 и снижение содержания нежелательных примесей - α-пирролидона и ацетальдегида.The technical task of the invention is to develop a method for producing polyvinylpyrrolidone with a molecular weight of 6000-10000 and reduce the content of undesirable impurities - α-pyrrolidone and acetaldehyde.
Поставленная задача решается тем, что используют предварительно приготовленный медный или железный фосфатный или пирофосфатный комплекс, содержащий 10-6-1,5·10-5 мас.ч. ионов металла и 0,5·10-3-10-1 мас.ч. фосфата или пирофосфата на 100 мас.ч. мономера, полимеризацию проводят при температуре 20-70°С при рН, равном 7,5 - 8,5 ед., поддерживаемым непрерывным или дробным дозированием аммиака, до конверсии N-винилпирролидона в полимер 90-95 мас.%, незаполимеризовавшийся мономер экстрагируют хлороформом или хлористым метиленом до остаточного содержания свободного N-винилпирролидона 0-0,1 мас.%, в полимеризат подают водорастворимую соль меди или железа в количестве 0,5·10-5-1,5·10-5 мас.ч. ионов металла на 100 мас.ч. мономера, подают аммиак до рН, равного 8-9,5 ед., и нагревают полимеризат при температуре 65-80°С до содержания остаточной перекиси водорода не более 0,02 мас.%.The problem is solved in that they use pre-prepared copper or iron phosphate or pyrophosphate complex containing 10 -6 -1.5 · 10 -5 wt.h. metal ions and 0.5 · 10 -3 -10 -1 wt.h. phosphate or pyrophosphate per 100 parts by weight monomer, polymerization is carried out at a temperature of 20-70 ° C at a pH of 7.5 - 8.5 units, supported by continuous or fractional dosing of ammonia, until the conversion of N-vinylpyrrolidone into a polymer of 90-95 wt.%, the non-polymerized monomer is extracted with chloroform or methylene chloride to a residual content of free N-vinylpyrrolidone of 0-0.1 wt.%, a water-soluble salt of copper or iron in an amount of 0.5 · 10 −5 −1.5 · 10 · 5 wt. metal ions per 100 parts by weight monomer, ammonia is fed to a pH of 8-9.5 units, and the polymerizate is heated at a temperature of 65-80 ° C until the content of residual hydrogen peroxide is not more than 0.02 wt.%.
Такой способ позволяет получать полимер с молекулярной массой 6000-10000, содержащий примесь α-пирролидона менее 5 мас.%, альдегидов - менее 0,3 мас.%, считая на полимер. Полимеризация протекает с хорошо регулируемой скоростью. Изменяя дозировки перекиси водорода и комплекса, можно легко управлять молекулярной массой.This method allows to obtain a polymer with a molecular weight of 6000-10000, containing an admixture of α-pyrrolidone less than 5 wt.%, Aldehydes - less than 0.3 wt.%, Based on the polymer. The polymerization proceeds at a well-regulated speed. By varying the dosages of hydrogen peroxide and the complex, one can easily control the molecular weight.
Заявляемый диапазон дозировок комплекса (содержание ионов металла 10-6-1,5·10-5 мас.ч. на 100 мас.ч. мономера, содержание фосфата или пирофосфата 0,5·10-3-10-1 мас.ч. на 100 мас.ч. мономера) обеспечивает проведение полимеризации без резкого начального экзотермического эффекта и с технически приемлемой скоростью. Время полимеризации составляет 2-6 часов в зависимости от конкретной температуры и дозировки комплекса. Проведение полимеризации при низких температурах (20-50°С) требует проведения полимеризации в инертной атмосфере. Диапазон рН, равный 7,5-8,5 ед., обеспечивает нормальную скорость полимеризации и снижает гидролиз мономера. Оптимальный диапазон конверсии мономера в полимер 90-95 мас.%. При более низкой конверсии нерационально теряется значительная часть мономера, при более высокой конверсии - происходит повышение содержания нежелательных примесей - α-пирролидона и альдегидов. Для приготовления комплекса используют водорастворимые соли меди и железа: хлориды, сульфаты, ацетаты.The claimed dosage range of the complex (metal ion content of 10 -6 -1.5 · 10 -5 parts by weight per 100 parts by weight of monomer, phosphate or pyrophosphate content of 0.5 · 10 -3 -10 -1 parts by weight per 100 parts by weight of monomer) provides polymerization without a sharp initial exothermic effect and with a technically acceptable speed. The polymerization time is 2-6 hours, depending on the specific temperature and dosage of the complex. The polymerization at low temperatures (20-50 ° C) requires polymerization in an inert atmosphere. A pH range of 7.5-8.5 units ensures a normal polymerization rate and reduces the hydrolysis of the monomer. The optimal range for the conversion of monomer to polymer is 90-95 wt.%. At a lower conversion, a significant part of the monomer is irrationally lost; at a higher conversion, the content of undesirable impurities — α-pyrrolidone and aldehydes — increases. To prepare the complex, water-soluble salts of copper and iron are used: chlorides, sulfates, acetates.
Для полимеризации используют предварительно приготовленный в отдельном аппарате комплекс. Готовят его путем смешения 0,01%-ного раствора соли меди или железа с 1%-ным раствором натриевой или калиевой соли фосфорной или пирофосфорной кислоты. После экстракции непрореагировавшего мономера остаточную перекись водорода разрушают путем термообработки полимеризата, подачи в него водорастворимой соли меди или железа (хлорид, сульфат, ацетат). Такое сочетание дозировки соли (0,5·10-5-1,5·10-5 мас.ч. на 100 мас.ч. мономера), температуры (65-80°С) и рН, равного 8-9,5 ед., позволяет провести процесс быстро (0,5-1,0 час) и без образования нежелательных примесей.For polymerization, a complex previously prepared in a separate apparatus is used. It is prepared by mixing a 0.01% solution of copper or iron salt with a 1% solution of sodium or potassium salt of phosphoric or pyrophosphoric acid. After extraction of the unreacted monomer, the residual hydrogen peroxide is destroyed by heat treatment of the polymerizate, feeding it a water-soluble salt of copper or iron (chloride, sulfate, acetate). This combination of salt dosage (0.5 · 10 -5 -1.5 · 10 -5 parts by weight per 100 parts by weight of monomer), temperature (65-80 ° C) and a pH of 8-9.5 units, allows you to conduct the process quickly (0.5-1.0 hours) and without the formation of unwanted impurities.
В таблице приведены рецепты, режимы проведения полимеризации и характеристика получаемых полимеров.The table shows the recipes, modes of polymerization and the characteristics of the resulting polymers.
Изобретение иллюстрируется примерами конкретного исполнения.The invention is illustrated by examples of specific performance.
Пример 1.Example 1
В реактор загружают 100 мас.ч. N-винилпирролидона, 192 мас.ч. воды и предварительно приготовленный раствор комплекса, состоящего из 0,32 мас.ч. 0,01%-ного раствора двухводного хлорида меди (II) и 1,31 мас.ч. 1%-ного раствора десятиводного пирофосфата натрия. Смесь нагревают при перемешивании до температуры 65°С, прибавляют 20%-ный раствор аммиака до рН, равного 7,5 ед., и загружают 12 мас.ч. 30%-ной перекиси водорода. Поддерживая рН 7,5 ед. дробным добавлением аммиака проводят полимеризацию до конверсии мономера 92%. Полимеризат охлаждают и подают в аппарат для экстракции непрореагировавшего N-винилпирролидона хлористым метиленом. После отделения водную фазу возвращают в реактор, добавляют 0,16 мас.ч. 0,01%-ного раствора хлорида меди и раствор аммиака до рН - 9,0 ед. и выдерживают при температуре 70°С и перемешивании до содержания остаточной перекиси водорода не более 0,02 мас.%. Полимер получают высушиванием раствора в распылительной сушилке при температуре 150-180°С. Результаты анализа полимеризата и характеристика сухого полимера приведены в таблице.100 parts by weight are charged to the reactor. N-vinylpyrrolidone, 192 parts by weight water and a pre-prepared solution of the complex, consisting of 0.32 wt.h. 0.01% solution of two-water copper (II) chloride and 1.31 parts by weight 1% solution of decahydrate sodium pyrophosphate. The mixture is heated with stirring to a temperature of 65 ° C, a 20% ammonia solution is added to a pH of 7.5, and 12 parts by weight are charged. 30% hydrogen peroxide. Maintaining a pH of 7.5 units fractional addition of ammonia is carried out polymerization to the conversion of the monomer 92%. The polymerizate is cooled and fed to an apparatus for extraction of unreacted N-vinylpyrrolidone with methylene chloride. After separation, the aqueous phase is returned to the reactor, add 0.16 wt.h. 0.01% solution of copper chloride and a solution of ammonia to a pH of 9.0 units and incubated at a temperature of 70 ° C and stirring to a residual hydrogen peroxide content of not more than 0.02 wt.%. The polymer is obtained by drying the solution in a spray dryer at a temperature of 150-180 ° C. The results of the analysis of the polymerizate and the characteristics of the dry polymer are shown in the table.
Примеры 2-4.Examples 2-4.
В соответствии с примером 1 получают низкомолекулярные полимеры с уменьшенным содержанием α-пирролидона и ацетальдегида.In accordance with example 1 receive low molecular weight polymers with a reduced content of α-pyrrolidone and acetaldehyde.
Рецепты, режимы проведения полимеризации и характеристика полученных полимеров приведены в таблице.Recipes, polymerization modes and characteristics of the obtained polymers are shown in the table.
Пример 5.Example 5
В термостатированный при температуре 20°С реактор в атмосфере азота подают предварительно приготовленный медно-фосфатный комплекс и компоненты инициирующей системы. Поддерживая рН на уровне 8,5 ед. дробным добавлением аммиака, проводят полимеризацию при температуре 20°С в инертной среде до конверсии мономера 90 мас.%. Свободный мономер экстрагируют хлороформом до остаточного содержания 0,10 мас.%. К водной фазе добавляют соль меди и аммиак, выдерживают при температуре 80°С до содержания перекиси 0,02 мас.%. Высушиванием полимеризата в распылительной сушилке выделяют полимер.In a temperature-controlled reactor at a temperature of 20 ° C in a nitrogen atmosphere serves pre-prepared copper-phosphate complex and components of the initiating system. Maintaining a pH of 8.5 units. fractional addition of ammonia, polymerization is carried out at a temperature of 20 ° C in an inert medium until the conversion of the monomer 90 wt.%. The free monomer is extracted with chloroform to a residual content of 0.10 wt.%. Copper salt and ammonia are added to the aqueous phase, kept at a temperature of 80 ° C until the peroxide content is 0.02 wt.%. By drying the polymer in a spray dryer, the polymer is isolated.
Рецепт, режимы полимеризации и характеристика полимера приведены в таблице.The recipe, polymerization modes and polymer characteristics are shown in the table.
Пример 6 (по прототипу).Example 6 (prototype).
Раствор 100 мас.ч. винилпирролидона в 192 мас.ч. воды нагревают до температуры 65°С, добавляют последовательно 0,32 мас.ч. 0,01%-ного раствора хлорида меди и 1,31 мас.ч. 1%-ного раствора пирофосфата натрия. Корректируют рН на уровне 7,5 ед. дробным дозированием 5%-ного водного раствора гидроксида натрия, добавляют при перемешивании 12 мас.ч. 30%-ного раствора перекиси водорода. Поддерживая рН на уровне 7,5 ед., с интервалом в 3 часа добавляют два раза по 4 мас.ч. перекиси водорода. По достижении концентрации остаточной перекиси водорода 0,02 мас.% полимеризат подают в распылительную сушилку.A solution of 100 parts by weight vinylpyrrolidone in 192 parts by weight water is heated to a temperature of 65 ° C, 0.32 parts by weight are added sequentially. 0.01% solution of copper chloride and 1.31 parts by weight 1% sodium pyrophosphate solution. Adjust pH at 7.5 units. fractional dosing of a 5% aqueous solution of sodium hydroxide, add with stirring 12 wt.h. 30% hydrogen peroxide solution. Maintaining a pH of 7.5 units, with an interval of 3 hours, two times 4 parts by weight are added. hydrogen peroxide. Upon reaching a concentration of residual hydrogen peroxide of 0.02 wt.% The polymerizate is fed into a spray dryer.
Результаты анализа полимеризата и выделенного полимера приведены в таблице.The results of the analysis of the polymerizate and the selected polymer are shown in the table.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007145403/04A RU2374268C2 (en) | 2007-12-07 | 2007-12-07 | Method of producing polyvinyl pyrrolidone |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007145403/04A RU2374268C2 (en) | 2007-12-07 | 2007-12-07 | Method of producing polyvinyl pyrrolidone |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2007145403A RU2007145403A (en) | 2009-06-20 |
| RU2374268C2 true RU2374268C2 (en) | 2009-11-27 |
Family
ID=41025301
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2007145403/04A RU2374268C2 (en) | 2007-12-07 | 2007-12-07 | Method of producing polyvinyl pyrrolidone |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2374268C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2833718C1 (en) * | 2024-02-22 | 2025-01-28 | Акционерное общество "Институт фармацевтических технологий" | Method of producing dry powders of low-molecular weight poly-n-vinylpyrrolidones to obtain pharmaceutical substances for preparing injectable and infusion preparations |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002155108A (en) * | 2000-11-20 | 2002-05-28 | Dai Ichi Kogyo Seiyaku Co Ltd | Method for producing vinylpyrrolidone polymer |
| RU2005124818A (en) * | 2005-08-03 | 2007-02-10 | Алексей Борисович Седов (RU) | METHOD FOR PRODUCING LOW-MOLECULAR N-POLYVINYLPYROROLIDONE |
-
2007
- 2007-12-07 RU RU2007145403/04A patent/RU2374268C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002155108A (en) * | 2000-11-20 | 2002-05-28 | Dai Ichi Kogyo Seiyaku Co Ltd | Method for producing vinylpyrrolidone polymer |
| RU2005124818A (en) * | 2005-08-03 | 2007-02-10 | Алексей Борисович Седов (RU) | METHOD FOR PRODUCING LOW-MOLECULAR N-POLYVINYLPYROROLIDONE |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2833718C1 (en) * | 2024-02-22 | 2025-01-28 | Акционерное общество "Институт фармацевтических технологий" | Method of producing dry powders of low-molecular weight poly-n-vinylpyrrolidones to obtain pharmaceutical substances for preparing injectable and infusion preparations |
| RU2834014C1 (en) * | 2024-02-22 | 2025-02-03 | Акционерное общество "Институт фармацевтических технологий" | Method of purifying dry powders of low-molecular poly-n-vinylpyrrolidones to obtain pharmaceutical substances for preparing injectable and infusion preparations |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2007145403A (en) | 2009-06-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3773408B2 (en) | Method for producing vinylpyrrolidone polymer | |
| JPH0443925B2 (en) | ||
| JPS5850604B2 (en) | Production method of low molecular weight poly-N-vinylpyrrolidone-2 | |
| AU752860B2 (en) | Process for producing high-purity vinylpyrrolidone polymer | |
| RU2374268C2 (en) | Method of producing polyvinyl pyrrolidone | |
| JP3672489B2 (en) | Method for producing vinylpyrrolidone polymer | |
| US5159033A (en) | Polymerization process using PVP-H2 O2 as free radical initiator | |
| RU2833718C1 (en) | Method of producing dry powders of low-molecular weight poly-n-vinylpyrrolidones to obtain pharmaceutical substances for preparing injectable and infusion preparations | |
| RU2834014C1 (en) | Method of purifying dry powders of low-molecular poly-n-vinylpyrrolidones to obtain pharmaceutical substances for preparing injectable and infusion preparations | |
| Chernikova et al. | Controlled radical polymerization of acrylonitrile in the presence of trithiocarbonates as reversible addition-fragmentation chain transfer agents | |
| CA2943935C (en) | Method for producing vinylamine unit-containing polymer and polymerization product | |
| JPS6050813B2 (en) | Method for producing tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer | |
| Gorbunova et al. | New N-allylmaleimide-based copolymers: Synthesis and thermal properties | |
| US9598521B2 (en) | Method for manufacturing hydrophilic polymer particle | |
| EP0450317B1 (en) | Vinyl acetate/vinyl alcohol copolymer, production process and use thereof | |
| RU2627264C1 (en) | Acrylonitrile copolymer production method | |
| WO2008090153A2 (en) | Method for producing homopolymers and copolymers of vinylphosphonic acid | |
| US11964042B2 (en) | Additive for medicinal agents | |
| JP4917342B2 (en) | Method for producing vinylpyrrolidone polymer solids | |
| US5691430A (en) | Process for making vinyl ether polymers | |
| RU2412950C2 (en) | Method of producing polymethylmethacrylate via radical polymerisation in methylmethacrylate mass | |
| JP6506072B2 (en) | Process for producing N-vinyl lactam polymer and N-vinyl lactam polymer | |
| EP3777826A1 (en) | Water-absorbing exfoliator, method for producing same, and cosmetic | |
| EP4441106A1 (en) | Preparation of n-vinylpyrrolidone polymers, containing less than 0.5 wt% of 2-pyrrolidone | |
| RU2335509C1 (en) | Method of obtaining low-molecular n-polyvinylpyrrolidone |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20161208 |