Procedimiento de producción de polifenileno por polimerización de fenoles,

caracterizado porque comprende utilizar hidroquinona como fenol, que se predisuelve en agua o en solución alcohólica, añadir peróxido de hidrógeno en presencia de acuo-iones de metales de transición, y controlar la temperatura durante la polimerización manteniéndola no mayor que el punto de ebullición, y controlando el pH en el intervalo de 2-7, por lo que se utilizan acuo-iones de Cr, Mn, Fe, Cu, Ni, Co, Zn o una combinación de los mismos como acuo-iones de metales de transición

Procedimiento para la producción de polifenileno.

Campo de la invención

La invención se refiere a química de polímeros, en particular a un procedimiento para producir polifenileno que posee propiedades antihipóxicas, antioxidantes y anti-radicales.

Se eligió el procedimiento para producir polihidroquinona como prototipo [el Certificado de Inventor de la URSS 598911, publicado el 02-03-78]. Este procedimiento se realiza polimerizando p-benzoquinona en un medio de alcoholes alifáticos a 20-50ºC, en presencia de un catalizador alcalino, en particular 0,5-1,0% de álcali potásico, que se añade a la mezcla de reacción como solución alcohólica (en metanol o etanol) después de disolver la benzoquinona en un alcohol. La polihidroquinona producida mediante dicho procedimiento se utiliza en medicina y posee una alta actividad antihipóxica, propiedades antioxidantes y anti-radicales. La principal desventaja de la polihidroquinona obtenida conforme al procedimiento prototipo es su alta toxicidad. Habiendo realizado experimentos conforme al procedimiento conocido [Buenas Prácticas de Laboratorio en Estudios de Laboratorio no Clínicos (GLP), FDA, 1979], los inventores han determinado el índice de toxicidad para el producto producido mediante el procedimiento prototipo - LD₅₀ ~ 650,0 mg/kg. de peso corporal, lo que no hace posible utilizarlo en la industria alimenticia.

El problema técnico a ser resuelto por la presente invención es disminuir la toxicidad del polifenileno que se produce.

El problema indicado se resuelve según lo descrito más abajo.

El procedimiento de producción de polifenileno se lleva a cabo mediante la polimerización de fenoles. Este procedimiento difiere del procedimiento prototipo en que se utiliza hidroquinona como fenol, que se predisuelve en agua o en solución alcohólica, añadiendo peróxido de hidrógeno en presencia de acuo-iones de metales de transición, y controlando la temperatura durante la polimerización en un intervalo que no supere el punto de ebullición, y controlando el pH en el intervalo de 2-7. El metal de transición se selecciona entre Cr, Mn, Fe, Cu, Ni, Co, Zn o una combinación de los mismos. El proceso de polimerización se lleva a cabo utilizando solución acuosa de hidroquinona al 10-20%.

La esencia de la presente invención se describe en más detalle en los siguientes ejemplos de sus realizaciones.

En todos los ejemplos se utilizan los siguientes reactivos: agua destilada conforme a la Norma Estatal 6709-72, hidroquinona conforme a la Norma Estatal 19627-74, peróxido de hidrógeno H₂O₂ conforme a la Norma Estatal 10929-76. Las reacciones se realizaron en medios neutros o ácidos, y se utilizaron como fuentes de acuo-iones soluciones acuosas de hidratos de sales de metales de transición (Cr, Mn, Fe, Cu, Ni, Co, Zn), en particular vitriolos, acetatos, etc.

Ejemplo 1

A un recipiente de reacción equipado con un agitador, un intercambiador de calor y un elemento de calentamiento con un controlador de temperatura se añaden 270 ml de agua destilada. A una temperatura en el recipiente de reacción de 30ºC, se añaden 30 g de hidroquinona con agitación. Se prepara solución de vitriolo ferroso, FeSO₄.7H₂O, al 1% (Norma Estatal 4148-78), y se añade 1 ml de solución de FeSO₄.7H₂O al 1% al recipiente de reacción. La temperatura en el recipiente de reacción se eleva hasta 40ºC. Después se añaden 100 ml de H₂O₂ al 30% poco a poco durante 2 horas, manteniendo la temperatura de reacción no mayor que 90ºC, y el nivel de pH no menor que 2.

La mezcla de reacción obtenida se seca en una estufa de secado hasta un contenido de humedad residual de 1%, y se muele en un molino de bolas. El polvo formado se coloca en un equipo Soxhlet y se extrae lavando con éter dietílico durante 4 horas hasta la eliminación completa de la hidroquinona sin reaccionar. El producto purificado se lava con agua destilada, se seca en un horno de secado hasta un contenido de humedad residual de 1%, y se muele en un molino de bolas para dar un polvo con tamaño de partícula de 200 µm.

El rendimiento del producto deseado es 29 g. Su índice de toxicidad LD₅₀ ~ 1950 mg/kg de peso corporal.

Ejemplo 2

A un recipiente de reacción equipado con un agitador, un intercambiador de calor y un elemento de calentamiento con un controlador de temperatura se añaden 250 ml de agua destilada. A una temperatura en el recipiente de reacción de 30ºC, se añaden 50 g de hidroquinona con agitación. Se prepara solución de FeSO₄.7H₂O al 1%, y se añade 1 ml de solución de FeSO₄.7H₂O al 1% al recipiente de reacción elevando la temperatura en el recipiente de reacción hasta 40ºC. Después se añaden 100 ml de H₂O₂ al 30% poco a poco durante 2 horas, manteniendo la temperatura de reacción no mayor que 90ºC, y el nivel de pH no menor que 2. La mezcla de reacción obtenida se seca en una estufa de secado hasta un contenido de humedad residual de 1% y se muele en un molino de bolas. El polvo formado se coloca en un equipo Soxhlet y se lava con éter dietílico durante 4 horas hasta la eliminación completa de la hidroquinona sin reaccionar. El producto purificado se lava con agua destilada, se seca en una estufa de secado hasta un contenido de humedad residual de 1%, y se muele en un molino de bolas para dar un polvo con tamaño de partícula de 200 µm.

El rendimiento del producto deseado es 40 g. Su índice de toxicidad LD₅₀ ~ 1560 mg/kg de peso corporal.

Ejemplo 3

Al recipiente de reacción descrito más arriba se añaden 270 ml de agua destilada. A una temperatura en el recipiente de reacción de 30ºC, se añaden 30 g de hidroquinona con agitación. Se prepara solución de FeSO₄.7H₂O al 1%, y se añade 1 ml de solución de FeSO₄.7H₂O al 1% al recipiente de reacción elevando la temperatura en el recipiente de reacción hasta 40ºC. Después se añaden 150 ml de H₂O₂ al 30% poco a poco durante 2 horas, manteniendo la temperatura de reacción no mayor que 90ºC, y el nivel de pH no menor que 2. La mezcla de reacción obtenida se seca en una estufa de secado hasta un contenido de humedad residual de 1%, y se muele en un molino de bolas.

El polvo formado se coloca en un equipo Soxhlet y se lava con éter dietílico durante 4 horas hasta la eliminación completa de la hidroquinona sin reaccionar. El producto purificado se lava con agua destilada, se seca en una estufa de secado hasta un contenido de humedad residual de 1%, y se muele en un molino de bolas para dar un polvo con tamaño de partícula de 200 µm.

El rendimiento del producto deseado es 29 g. Su índice de toxicidad LD₅₀ ~ 1320 mg/kg. de peso corporal.

Ejemplo 4

A un recipiente de reacción se añaden 270 ml de agua destilada. A una temperatura en el recipiente de reacción de 30ºC, se añaden 30 g de hidroquinona con agitación. Se prepara solución de FeSO₄.7H₂O al 1%, y se añade 1 ml de solución de FeSO₄.7H₂O al 1% al recipiente de reacción elevando la temperatura en el recipiente de reacción hasta 40ºC. Después se añaden 100 ml de H₂O₂ al 30% poco a poco durante 2 horas, siendo la temperatura en el recipiente de reacción no mayor que el punto de ebullición. La mezcla de la reacción se seca en una estufa de secado hasta un contenido de humedad residual de 1%, y se muele en un molino de bolas. El polvo formado se coloca en un equipo Soxhlet y se lava con éter dietílico durante 4 horas hasta la eliminación completa de la hidroquinona sin reaccionar.

El producto purificado se lava con agua destilada, se seca en un horno de secado hasta un contenido de humedad residual de 1%, y se muele en un molino de bolas para dar un polvo con tamaño de partícula de 200 µm.

El rendimiento del producto deseado es 29 g. Su índice de toxicidad LD₅₀ ~ 1540 mg/kg de peso corporal.

Ejemplo 5

A un recipiente de reacción se añaden 270 ml de agua destilada. A una temperatura en el recipiente de reacción de 30ºC, se añaden 30 g de hidroquinona con agitación. Se prepara solución de Cu (CH₃COO)₂.4H₂O al 1% (hidrato de acetato de cobre), y se añade 1 ml de solución de Cu(CH₃COO)₂.4H₂O al 1% al recipiente de reacción elevando la temperatura en el recipiente de reacción hasta 40ºC....

1. Procedimiento de producción de polifenileno por polimerización de fenoles, caracterizado porque comprende utilizar hidroquinona como fenol, que se predisuelve en agua o en solución alcohólica, añadir peróxido de hidrógeno en presencia de acuo-iones de metales de transición, y controlar la temperatura durante la polimerización manteniéndola no mayor que el punto de ebullición, y controlando el pH en el intervalo de 2-7, por lo que se utilizan acuo-iones de Cr, Mn, Fe, Cu, Ni, Co, Zn o una combinación de los mismos como acuo-iones de metales de transición.

2. El procedimiento conforme a la reivindicación 1, caracterizado porque el proceso de polimerización se lleva a cabo utilizando solución de hidroquinona al 10-20%.