Способ синтеза гидрогелей на основе полигексаметиленгуанидин гидрохлорида

Изобретение относится к области синтеза геля на основе полигексаметиленгуанидин гидрохлорида и может быть использовано для получения водонабухаемых гидрогелей как основы для новых лекарственных форм.

Известен [Воинцева И.И., Гембицкий П.А. Полигуанидины - дезинфекционные средства и полифункциональные добавки в композиционные материалы. М.: ЛКМ-пресс, 2009, с. 304] способ получения гидрогелей на основе полигексаметиленгуанидин гидрохлорида реакцией поликонденсации гексаметилендиамина и гуанидин гидрохлорида при температуре 165°С в течении 10 ч.

Недостатками приведенного способа являются низкий выход гидрогеля, до 45% от загрузки, а также большая длительность процесса.

Прототипом заявляемого изобретения является патент РФ 2394110, касающийся способа получения полимерного гелевого сорбента для золотодобывающей промышленности. Способ включает растворение полигексаметиленгуанидин гидрохлорида в водном растворе аммиака, к которому добавляют фенолы и по частям приливают формалин. Затем нагревают до температуры кипения в течение 1-5 ч. Образующуюся по всему объему эмульсию выливают в водный щелочной раствор. При этом выпавшую в осадок смолу отмывают от щелочи и сушат. Техническим результатом является получение водонерастворимого полигексаметиленгуанидина (гелевая форма), используемого при производстве золота.

Недостатком способа является то, что в процессе получения водонерастворимой формы полигексаметиленгуанидина, при использовании фенола и формальдегида, образуется фенолформальдегидная смола, при этом сам полигексаметиленгуанидин частично взаимодействует с формальдегидом, образуя нерастворимую в воде форму. Однако выходы целевого продукта в гелевой форме не существенны.

Технической задачей изобретения является упрощение технологического процесса гелеобразования полигексаметиленгуанидин гидрохлорида и повышение выхода продукта.

Технический результат изобретения осуществляется путем получения полигексаметиленгуанидин гидрохлорида с разветвленной структурой в результате взаимодействия гексаметилендиамина и гуанидин гидрохлорида в мольном соотношении 1.4 к 1 соответственно при температуре 165°С в течение 3 часов и дальнейшего смешивания водных растворов полигексаметиленгуанидин гидрохлорида концентрацией 25 мас. % с количеством аминогрупп 0.03 моль и средневязкостной молекулярной массой 5000 и раствора формальдегида концентрацией 10% до получения геля при комнатной температуре с дальнейшей промывкой дистиллированной водой для удаления остатков альдегида.

Сущность предлагаемого технического решения иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1.

100 мл раствора полимера, содержащего полигексаметиленгуанидин гидрохлорид концентрации 15 мас. % с количеством аминогрупп 0.03 моль и средневязкостной молекулярной массой 5000, помещали в стеклянный стакан, добавляли 10 мл 10% раствора формальдегида с количеством альдегида, эквивалентного количеству концевых аминогрупп полимера, и перемешивали до получения гелеобразной массы. Полученный гель переносили на воронку Бюхнера с последующим многократным промыванием водой и сушкой при температуре 40°С в течение 1 часа. Выход гидрогеля составил 50%.

Пример 2.

100 мл раствора полимера, содержащего полигексаметиленгуанидин гидрохлорид концентрации 20 мас. % с количеством аминогрупп 0.03 моль и средневязкостной молекулярной массой 5000, помещали в стеклянный стакан, добавляли 14 мл 10% раствора формальдегида с количеством альдегида, эквивалентного количеству концевых аминогрупп полимера, и перемешивали до получения гелеобразной массы. Полученный гель переносили на воронку Бюхнера с последующим многократным промыванием водой и сушкой при температуре 40°С в течение 1 часа. Выход гидрогеля составил 58%.

Пример 3.

100 мл раствора полимера, содержащего полигексаметиленгуанидин гидрохлорид концентрации 25 мас. % с количеством аминогрупп 0.03 моль и средневязкостной молекулярной массой 5000, помещали в стеклянный стакан, добавляли 17 мл 10% раствора формальдегида с количеством альдегида, эквивалентного количеству концевых аминогрупп полимера, и перемешивали до получения гелеобразной массы. Полученный гель переносили на воронку Бюхнера с последующим многократным промыванием водой и сушкой при температуре 40°С в течение 1 часа. Выход гидрогеля составил 65%.

Пример 4.

100 мл раствора полимера, содержащего полигексаметиленгуанидин гидрохлорид концентрации 25 мас. % с количеством аминогрупп 0.03 моль и средневязкостной молекулярной массой 5000, помещали в стеклянный стакан, добавляли 35 мл 10% раствора формальдегида с количеством альдегида, в два раза превышающего количество концевых аминогрупп полимера, и перемешивали до получения гелеобразной массы. Полученный гель переносили на воронку Бюхнера с последующим многократным промыванием водой и сушкой при температуре 40°С в течение 1 часа. Выход гидрогеля составил 75%.

Пример 5.

100 мл раствора полимера, содержащего полигексаметиленгуанидин гидрохлорид концентрации 25 мас. % с количеством аминогрупп 0.03 моль и средневязкостной молекулярной массой 5000, помещали в стеклянный стакан, добавляли 86 мл 10% раствора формальдегида с количеством альдегида, эквивалентного количеству концевых аминогрупп полимера, и перемешивали до получения гелеобразной массы. Полученный гель переносили на воронку Бюхнера с последующим многократным промыванием водой и сушкой при температуре 40°С в течение 1 часа. Выход гидрогеля составил 62%.

Таким образом, оптимальным по выходу геля является способ 4.

Полученные гели в сухом виде представляют гранулы (порошки), которые не растворяются в воде и органических растворителях, но многократно увеличиваются в объеме при добавлении воды.

Предлагаемое изобретение может быть использовано в качестве способа получения гидрогелей на основе полигексаметиленгуанидин гидрохлорида.

Следует отметить, что тестирование гелей на наличие антимикробной активности, полностью подавляет жизнедеятельность микроорганизмов (Е. coli, В. cereus) в питательной среде.