CC BY
47УДК 547.592:313
В.И. Абдрахманов**, В.Р. Сахипов**, В.Л. Краснов*, А.В. Краснов*
УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ПРОМЫШЛЕННОЙ ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ МЕБИКАРА
(* Дзержинский политехнический институт (филиал) Нижегородского государственного технического университета им. Р.Е. Алексеева, ** ООО «Гамма-Хим НН») e-mail: [email protected]
Разработана усовершенствованная промышленная технология получения 2,4,6,8-тетраметил-2,4,6,8-тетраазабицикло[3,3,0]октан-диона-3,7 (субстанция лекарственного препарата мебикар). Процесс включает взаимодействие NN'-диметилмочевины с глиоксалем в водном растворе в присутствии серной кислоты, нейтрализацию реакционной массы в ионообменной колонне на сильноосновном анионите АВ-17-8ЧС с последующей азеотропной отгонкой воды с бутилацетатом.
Ключевые слова: мебикар, технология получения, ^№-диметилмочевина, глиоксаль, анионит
Синтетические лекарственные препараты, содержащие в структурной формуле уреиленовый фрагмент, получают конденсацией замещенных карбамидов с дикарбонильными соединениями [1,2]. Одним из таких продуктов является субстанция психотропного препарата мебикар (III), способ получения которого основан на реакции диметилмочевины (I) с водным раствором глиоксаля (II) в кислой среде [3-5].
H
H
„N
O.
V
H /
2 H3C'
CH
C—C / \
H2O, H+
0
1
H
O
HC
CH
O=C
/
N
/ CH \
1 Р
\ /
N N
/ \
C=O
2H2O
HC
CH
III
Мебикар или 2,4,6,8-тетраметил-2,4,6,8-тетраазабицикло-[3,3,0]-октандион -3,7 (III) относится к классу бициклических бис-мочевин би-циклооктанового ряда, имеющих тривиальное название - гликольурилы. Поэтому этот препарат известен также под названием 2,4,6,8-тетраметил-гликольурил [6,7]. Мебикар обладает транквилизирующей активностью, не оказывает миорелак-сантного действия и не нарушает координации движения. Снотворным эффектом не обладает, но усиливает действие снотворных средств и улучшает течение сна при его нарушениях. Мебикар обладает также коронароактивным действием и применяется в качестве средства для лечения кар-диалгий и легких форм ишемической болезни сердца [8].
Однако на Российском рынке в настоящее время данный препарат представлен, в основном, АО «ОЫ^агт» (Латвия), поскольку в России эта субстанция фактически не выпускается. Одной из причин создавшегося положения, на наш взгляд, является отсутствие приемлемой промышленной технологии производства мебикара, в полной мере обладающей комплексом необходимых качеств, в том числе: относительной простотой реализации, малой опасностью применяемых реагентов при их безусловной доступности, минимальным количеством затрачиваемых энергоресурсов и получаемых опасных отходов.
В известных способах получения мебикара [3-5] в качестве катализатора используется соляная кислота, нейтрализация которой осуществляется затем 10% водным раствором гидроксида натрия. На стадии выделения продукта для азео-тропной отгонки воды в качестве растворителя используется бутанол. При этом для получения целевого продукта, отвечающего требованиям фармакопеи, требуется его дополнительная очистка перекристаллизацией из 2-пропанола или абсолютированного этанола с горячей фильтрацией раствора через друк-фильтр (для отделения от хлористого натрия и механических примесей). Осветление получаемого продукта осуществляется путем применения активных углей на стадии выделения и перекристаллизации. Основным недостатком известных способов получения меби-кара [3-5] является: низкий выход готового препарата (47%). Экстракционные способы выделения мебикара из реакционной смеси непосредственно после нейтрализации, предлагаемые в патентах [9,10], требуют использования значительных объемов взрывопожароопасных или токсичных растворителей (диэтиловый эфир, хлороформ).
Нами реализована усовершенствованная
+
C
+
промышленная технология получения мебикара, согласно которой ^№-диметилмочевина используется в виде водного раствора, а в качестве катализатора вместо соляной применяется серная кислота. Выбранный порядок смешивания реагентов, а именно, прибавление водного раствора гли-оксаля к смеси растворов ^№-диметилмочевины и серной кислоты позволяет в течение всего времени синтеза поддерживать необходимый избыток ^№-диметилмочевины. Нейтрализацию реакционной смеси осуществляют согласно способу, описанному нами недавно в работе [2], путем ионного обмена на сильноосновном анионите АВ-17-8ЧС в ОН-форме. Для азеотропной отгонки воды из нейтрализованного раствора наилучшим из четырех апробированных растворителей (бута-нол, толуол, нефтяной ксилол, бутилацетат) нами признан бутилацетат. По сравнению с бутанолом он в меньшей мере растворяет целевой продукт при приемлемой степени очистки мебикара от примесей. После отгонки азеотропной смеси бу-тилацетат-вода получаются достаточно крупные кристаллы продукта, чего не удается достичь при использовании толуола или нефтяного ксилола в качестве растворителя.
В соответствии с предложенным нами способом, процесс получения мебикара осуществляют следующим образом:
1. В аппарат емкостью 630 л, снабженный рубашкой, мешалкой и нижним сливом, загружают 180 л дистиллированной воды и 180 кг (2,05 кмоль) ^№-диметилмочевины, перемешивают до полного растворения и добавляют при перемешивании 2,25 л концентрированной серной кислоты до получения значения рН 1,9-2,0.
2. К полученному раствору ^№-диметил-мочевины медленно прибавляют 120,6 л 40% водного раствора глиоксаля (0,79 кмоль). Затем реакционную массу нагревают до температуры 92-95°С и выдерживают при этой температуре 1,5 часа, после чего реакционную массу охлаждают до комнатной температуры.
3. Реакционную массу нейтрализуют, пропуская ее через ионообменную колонну диаметром 200 мм, высотой 3000 мм, объемом смолы 72 л, наполненную сильноосновным анионитом АВ-17-8 ЧС. Контроль процесса осуществляют путем анализа фракций, определяя отсутствие в растворе сульфат-ионов. Одновременно с нейтрализацией в данных условиях происходит значительное осветление реакционной массы. Получают светло-желтый раствор с показателем рН 7-9.
4. Для выделения мебикара из нейтрализованного раствора под вакуумом (остаточное давление 0,2 атм.) при температуре 110°С отгоняют
220 л воды. Затем к охлажденной до 50°С реакционной массе добавляют 300 л бутилацетата и осуществляют азеотропной отгонку оставшейся воды, прекращая процесс при достижении температуры паров 135°С, после чего суспензию мебикара в бутилацетате охлаждают до 10-15°С и фильтруют. После окончания фильтрации продукт на фильтре промывают охлажденным изопропиловым спиртом (70 л). После сушки при температуре 40-65°С получают 118 кг мебикара (выход 75%) технической квалификации, отвечающего требованиям фармакопейной статьи по большинству показателей, за исключением показателей, связанных с загрязнением механическими примесями из аппаратуры. Для получения субстанции мебикара фармакопейного качества полученный технический продукт очищают перекристаллизацией из 2-пропанола.
ЛИТЕРАТУРА
1. Ересько В.А., Епишина Л.В., Лебедев О.В., Хмельницкий Л.И., Новиков С.С., Повстяной М.В., Кулик А.Ф. // Изв. АН СССР. Сер.хим.-1979. № 5. С.1073-1080; Eresko V.A., Epishina L.V., Lebedev O.V., Khmelnitskiy L.I., Novikov S.S., Povstyanoiy M.V., Kulik A.F. // Izv. Acad. Nauk USSR.1979. N 5. P. 1073-1080 (in Russian).
2. Абдрахманов В.И., Сахипов В.Р., Краснов А.В., Краснов В.Л., Никитина Н.В., Квашенников А.И. // Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2011. Т. 54. Вып. 6. С. 118120;
Abdrakhmanov V.I., Sakhipov V.R., Krasnov A.V., Krasnov V.L. Nikitina N.V., Kvashennikov A.I. // Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol. 2011. V. 54. N 6. P. 118-120 (in Russian).
3. Новиков С.С., Хмельницкий Л.И., Лебедев О.В., Епи-шина Л.В., Крылов В.Д., Лапшина Л.В., Фридман А.Л., Срибная Л.Л., Сурков В.Д., Беньяш В.И., Филатова В.В., Меркулова А.А., Завадье В.А. АС. СССР № 491619.1976;
Novikov S.S., Khmelnitskiy L.I., Lebedev O.V., Epishina L.V., Krylov V.D., Lapshina L.V., Fridman A.L., Sribnaya L.L., Surkov V.D., Benyash V.I., Filatova V.V., Merkulova A.A., Zavadie V.A. Auth. certif.. USSR N 491619.1976 (in Russian).
4. Яхонтов Л.И., Глушков Р.Г. Синтетические лекарственные средства. М.: Медицина. 1983. 272 с.;
Yakhontov L.I., Glushkov R.G. Synthetic medicinal remedy. M.: Meditsyna. 1983. 272 p. (in Russian).
5. Зимакова И.Е., Вамемухаметова Д.Н., Заиконникова И.В., Богоявленский В.Ф., Камбург Р.А., Карпов A.M., Каверина Н.В., Новиков С.С., Хмельницкий Л.И., Лебедев О.В., Епишина Л.В, Лапшина Л.В., Суворова ЛИ., Царинский Н.В. А.С. СССР № 1095491.1985; Zimakova I.E., Vamemukhametova D.N., Zaikonnikova I.V., Bogoyavlenskiy V.F., Kamburg R.A., Karpov A.M., Kaverina N.V., Novikov S.S., Khmelnitskiy L.I., Lebedev O.V., Epishina L.V., Lapshina L.V., Suvorova L.I., Tsa-rinskiy N.V. Auth. certif. USSR N 1095491. 1985 (in Russian).
6. Кравченко А.И. Бициклические бисмочевины, их предшественники и аналоги: синтез, стереохимические особенности и свойства. Дис.... д.х.н. Москва. ИОХ РАН им. Н.Д. Зелинского. 2007;
Kravchenko A.I Bicyclic bisureas, their precursors and analogues: synthesis, stereochemical features and properties. Doctor dissertation for chemical science. M. Inst. Org. Chem. Russian Academy of Science by named N.D. Zelinskiy. 2007.
7. Кравченко А.И., Чикунов И.Е. // Усп. химии. 2006. Т. 75. Вып. 3. С. 217-233;
Kravchenko A.I., Chikunov LE. // Ucpekhi Khimii. 2006. V. 75. N 3. P. 217-233 (in Russian).
8. Зимакова И.Е. // Фармакол. и токсикология. 1977. Т. 40. Вып. 6. С. 684-687;
Zimakova I.E. Farmakol. and toxikolgiya. 1977. V. 40. N 6. P. 684-687 (in Russian).
9. Шелудяков О.А., Яговкин А.Ю., Бакибаев А.А., Филимонов В.Д., Сологуб А.П., Бычков И.А., Новожеева
Т.П. Патент РФ № 2063970.1996;
Sheludyakov O.A., Yagovkin A.Yu., Bakibaev А.А., Fili-monov V.D., Sologub A.P., Bychkov I.A., Novozheeva T.P. Patent of Russian Federation N 2063970.1996 (in Russian).
10. Кутепов А.М., Лебедев Ю.А., Свиридов Б.Д. Патент РФ № 2108098. 1998;
Kutepov A.M., Lebedev Yu.A., Sviridov B.D. Patent of Russian Federation N 2108098. 1998. (in Rusian).
Кафедра химии
УДК 678-492.2:678.053.2 Л.С. Дуросов, М.Е. Соловьев, В.И. Сальникова, А.Г. Киреев, А.А. Кириков
РАЗРАБОТКА СОСТАВОВ И ТЕХНОЛОГИИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЭЛАСТОМЕРНЫХ КОМПОЗИЦИЙ ИЗ РЕЗИНОВОЙ КРОШКИ И ОЛИГОМЕРНОГО СВЯЗУЮЩЕГО
(Ярославский государственный технический университет) e-mail: [email protected], [email protected]
Исследована возможность создания новых композиций на основе резиновой крошки и изоцианатного форполимера. Определены оптимальные рецептурные и технологические параметры, обеспечивающие соответствие свойств композиций требованиям, предъявляемым к материалам для напольных покрытий открытых спортивных площадок. Методом конечных элементов аппроксимировано деформационное поведение конечного продукта - плиты напольного покрытия.
Ключевые слова: вторичное сырье, измельчение, резина, крошка, модификация, композиционные материалы
Установлено, что резина как конструкционный материал ко времени выхода изделия из эксплуатации претерпевает незначительные структурные изменения [1]. С учетом постоянно возрастающего дефицита первичного сырья проблема переработки отходов шинного производства рассматривается не только как экологическая, но и технико-экономическая [2, 3]. Исследования повторного использования резины в измельченном состоянии ведутся давно [4], и на сегодняшний момент наиболее перспективным представляется использование измельченного вулканизата в качестве основного компонента композиций. Мелкодисперсная резиновая крошка активно применяется в качестве модификатора асфальтобиту-ма [5, 6], а более крупная используется для засыпки спортивных полей, в качестве сырья для производства формовых резиновые деталей, железно-
дорожных и трамвайных переездов, ограничителей скорости движения автотранспорта. Современным и востребованным материалом для изготовления полей спортсооружений, кровель и беговых дорожек являются отверждаемые на месте проведения работ полиуретановые покрытия.
В связи с вышеизложенным, в настоящей работе была предпринята попытка экспериментального исследования возможностей создания новых композиций на основе резиновой крошки и изоцианатного форполимера с содержанием NCO -групп от 2 до 3%, выступающего в качестве связующего. Для реализации данной цели необходимо выбрать тип и дозировку сшивающего агента и условия сшивания олигомера, изучить деформационно-прочностные свойства композиции в зависимости от дозировки связующего, а также провести моделирование процесса эксплуатации ко-
