[00114992]一种基于3-羟基-4-吡啶酮类化合物的高分子铁（III）螯合剂及其制备方法

【摘要】本发明公开了一种基于3-羟基-4-吡啶酮类化合物的高分子铁（III）螯合剂及其制备方法,将含有环氧基团的甲基丙烯酸缩水甘油醚酯通过自由基聚合得到聚甲基丙烯酸缩水甘油醚酯,再加入含有胺基的3-羟基-4-吡啶酮类化合物与环氧基团发生开环反应,共价连接到聚甲基丙烯酸缩水甘油醚酯侧链得到高分子铁（III）螯合剂,避免了其它副反应,反应条件温和,生产安全,工艺简单,提纯方便,产率高（最高可达100％）,便于工业化生产。解决了目前高分子铁（III）螯合剂不溶不熔、铁（III）螯合容量小等问题,三价铁离子的螯合容量最大可达1196μmol/g。 本发明基于 3-羟基-4-吡啶酮类化合物的高分子铁（III）螯合剂的制备方法,是将含有环氧基团的甲基丙烯酸缩水甘油醚酯通过自由基聚合得到聚甲基丙烯酸缩水甘油醚酯,再加入含有胺基的 3-羟基-4-吡啶酮类化合物与环氧基团发生开环反应,共价连接到聚甲基丙烯酸缩水甘油醚酯侧链得到高分子铁（III）螯合剂;高分子铁（III）螯合剂的制备包括自由基聚合——聚甲基丙烯酸缩水甘油醚酯的制备以及聚甲基丙烯酸缩水甘油醚酯与含有胺基的 3-羟基-4-吡啶酮类化合物发生的开环反应两步组成;其中自由基聚合过程为可逆加成-断裂链转移聚合方法或普通自由基聚合方法。 通过可逆加成-断裂链转移聚合方法制备聚甲基丙烯酸缩水甘油醚酯的具体操作步骤如 下： 将物质的量之比为 65-100:1:0.3 的甲基丙烯酸缩水甘油醚酯、2-氰基-2-丙基苯并二硫和偶氮二异丁腈加入到反应器中,然后加入与甲基丙烯酸缩水甘油醚酯体积相同的无水甲苯作为溶剂,去除氧气后在氮气气氛中于 55-70℃反应 2-6 小时,加入无水甲苯 10-20 倍体积量的冷乙醚（-20℃）沉降,离心（3000-5000 转/分钟）后过滤干燥去除未反应的甲基丙烯酸缩水甘油醚酯单体;再加入无水甲苯等体积的 N,N-二甲基甲酰胺溶解高分子,加入无水甲苯 10-20倍体积量的冷乙醚沉降,离心并干燥固体后反复溶解、沉降过程 3-5 次,得到聚甲基丙烯酸缩水甘油醚酯。 通过普通自由基聚合制备聚甲基丙烯酸缩水甘油醚酯的具体操作步骤如下： 将物质的量之比为 100-350:1 的甲基丙烯酸缩水甘油醚酯和偶氮二异丁腈加入到反应器中,然后加入与甲基丙烯酸缩水甘油醚酯体积相同的无水甲苯作为溶剂,在 55-70℃反应 2-6小时后,加入无水甲苯 10-20 倍体积量的冷乙醚（-20℃）沉降,离心（3000-5000 转/分钟） 后除去上清液,然后干燥;再加入无水甲苯等体积的 N,N-二甲基甲酰胺溶解高分子,加入无水甲苯 10-20 倍体积量的冷乙醚沉降,离心并干燥固体后反复溶解、沉降过程 3-5 次,得到说 明 书4聚甲基丙烯酸缩水甘油醚酯。 所述开环反应包括如下步骤：将 100 质量份的聚甲基丙烯酸缩水甘油醚酯（Mn=1000-10000）加入到单口瓶中,然后加入 200-300 质量份无水 N,N-二甲基甲酰胺溶解,然后加入 50-100 质量份三乙胺和 100-1000质量份含有胺基的 3-羟基-4-吡啶酮类化合物,保持 55-80℃反应 2-36 小时,向反应液中加入2000-3000 质量份的乙醚沉降产物,过滤沉淀后干燥,然后加入 200-300 质量份无水 N,N-二甲基甲酰胺溶解,放入透析袋中透析 3-5 天（每天换四次蒸馏水,透析袋截留数均分子量为3000-5000）去除过量的含有胺基的 3-羟基-4-吡啶酮类化合物,得到高分子铁（III）螯合剂。 所述含有胺基的 3-羟基-4-吡啶酮类化合物选自 1-（氨基-4,7,10-三氧十三烷基）-2-甲基-3-羟基-4-（1H）-吡啶酮（1）、1-氨基乙基-2-甲基-3-羟基-4-（1H）-吡啶酮（2）、1-甲氨基丙基-2-甲基-3-羟基-4-（1H）-吡啶酮（3）或 2-甲基-3-羟基-4-（1H）-5-甲氨基甲基-吡啶酮（4）