Способ выделения сульфата метакриламида

Способ выделения сульфата метакриламида

Реферат

 

Изобретение относится к амидам карбоновых кислот, в частности к выделению сульфата метакриламида, который используется в производстве метакриловых мономеров. Цель - повышение частоты целевого продукта. Выделение сульфата метакриламида, полученного из ацетонцианангидрина с Н₂SO₄ при их молярном соотношении, равном 1:1,6 - 1,8 и 85 - 135^oC ведут путем разбавления реакционной массы водой в массовом соотношении, равном 100 : (5 - 25), с последующим ее охлаждением до 20-(-10)^oC. Образовавшийся целевой продукт отфильтровывают. Способ обеспечивает получение продукта высокого качества (содержание основного вещества 99,85%). 1 табл.

Изобретение относится к органической химии, а именно к усовершенствованному способу выделения сульфата метакриламида (САМК), используемого в производстве метакриловых мономеров. Целью изобретения является повышение чистоты сульфата метакриламида. САМК представляет собой раствор метакриламида (АМК) в серной кислоте, причем каждый из компонентов хорошо растворяется в воде (серная кислота неограниченно растворима в воде, растворимость АМК при 30^oС составляет 42%). При добавлении к САМК воды образуются кристаллы, представляющие собой комплекс, содержащий АМК, серную кислоту и воду в соотношении, обеспечивающем получение метакриловых мономеров высокого качества. Причем молярное соотношение АМК и серной кислоты в кристаллах близко к 1 1, что является оптимальным при получении метакриловых мономеров. Примеси и избыточная серная кислота при фильтровании переходят в фильтрат, который содержит также и АМК, а количество последнего определяется расходом воды и температурой кристаллизации. Полученный фильтрат можно использовать для синтеза метакриловой кислоты. Гидролизом фильтра с последующим выделением известными приемами получается метакриловая кислота (МАК) высокого качества. Это объясняется тем, что большой избыток серной кислоты в продуктах гидролиза создает благоприятные условия для выделения МАК. Использовать же фильтрат для получения эфиров МАК нецелесообразно, так как получаемые эфиры содержат большое количество летучих примесей. П р и м е р 1. В реактор с мешалкой и капельной воронкой загружают 705,6 г моногидрата серной кислоты и 0,6 г фентиазина. Затем при перемешивании и охлаждении приливают в течение 60 мин и температуре 85-90^oC 340 г ацетонциангидрина (АЦГ) (молярное соотношение АЦГ и Н₂SO₄ 1:1,8). Реактор помещают в термостат с температурой 130^oC и выдерживают при этой температуре 30 мин. Получают 1045,6 г САМК состава, АМК 29,30; серная кислота 62,46; бисульфат аммония 2,69; МАК 0,61; ацетон 0,33; метил--оксиизобутирамид 1,40; уксусная кислота 0,31; изомасляная кислота 0,16; сульфированные продукты 2,47. Выход АМК 90,1% К 800 г САМК приливают 120 г воды (при массовом соотношении 100 15), полученный раствор охлаждают до 0^oC и выдерживают при этой температуре 2 ч. Выпавшие белые кристаллы отфильтровывают. Получают 480,4 г очищенного САМК состава, АМК 42,30; серная кислота 53,60; вода 4,1. Выход очищенного САМК 86,7% (в пересчете на АМК). Летучие органические примеси и сульфированные продукты в полученном САМК отсутствуют. К фильтрату добавляют 200 мл воды, 1,0 г гидрохинона и 1,0 г медного купороса и полученный раствор нагревают при 95 100^oС в течение 4 ч. После охлаждения реакционную массу выливают в делительную воронку и верхний слой отделяют. Получают 26,8 г МАК-сырца. После вакуумной перегонки (остаточное давление 51 52 мм рт.ст. температура 63 65^oC) получают МАК с содержанием основного вещества 99,85% Суммарное содержание летучих органических примесей 0,07% воды 0,08% Суммарный выход САМК и МАК 97,5% П р и м е р 2. К 800 г САМК, синтезированного по примеру 1, (молярное соотношение АЦГ и Н₂SO₄ 1 1,7) приливают при перемешивании 40 мл воды (массовое соотношение САМК и Н₂O 100 5). Полученный раствор охлаждают до 20^oC и выдерживают при этой температуре 2 ч. Выпавшие кристаллы отфильтровывают. Получают 479,6 г (86,5%) очищенного САМК. Сульфированные продукты и легколетучие примеси в очищенном САМК не обнаружены. К фильтрату добавляют 200 мл воды, 1,0 г гидрохинона, 1,0 г медного купороса, после чего проводят гидролиз и выделяют МАК как описано в примере 1. Получают 27,7 г МАК-сырца. После вакуумной перегонки получают МАК с содержанием основного вещества 99,8% Суммарный выход САМК и МАК 97,3% П р и м е р 3. К 800 г САМК, синтезированного по примеру 1, (молярное соотношение АЦГ и Н₂SO₄ 1 1,6) приливают при перемешивании и охлаждении 200 мл воды (массовое соотношение САМК и Н₂O 100 25). Полученный раствор охлаждают до -10^oC и выдерживают при этой температуре 2 ч. Образовавшиеся кристаллы отфильтровывают и получают 486,6 г САМК, не содержащего сульфированных продуктов и летучих органических примесей. Фильтрат обрабатывают по примеру 1 и получают 27,3 г МАК-сырца. После вакуумной перегонки получают МАК с содержанием основного вещества 99,83% Суммарный выход САМК и МАК 98,1% П р и м е р 4 (для сравнения). К 400 г САМК, синтезированного по примеру 1, приливают 4 мл воды (массовое соотношение САМК и Н₂O 100 1). Раствор охлаждают до 20^oC и выдерживают при этой температуре 2 ч. Образуется густая масса, содержащая мелкие кристаллы САМК. После фильтрования получают 200 г (72,2% ) САМК, в котором содержатся 1,6% сульфированных продуктов и 0,7% летучих органических примесей. П р и м е р 5 (для сравнения). К 400 г САМК, синтезированного по примеру 3, приливают 120 мл воды (массовое соотношение САМК и Н₂O 100 30). После кристаллизации при -10^oC получают 149,6 (54%) САМК, не содержащего сульфированных продуктов и летучих примесей. Полученные данные сведены в таблицу. Из приведенных данных следует, что выход очищенного САМК и его качество зависят от количества взятой для очистки воды и температуры кристаллизации. Наилучшие результаты были получены при массовом соотношении САМК и Н₂O 100 (5 25) и температуре 20-(-10)^oС. С уменьшением расхода воды до 1 мас.ч. на 100 мас. ч. САМК, выход очищенного продукта и его качество падают (см. пример 4). При расходе воды больше 25 мас.ч. на 100 мас.ч. САМК, качество САМК не снижается, но резко падает его выход (см. пример 5). Например, при соотношении САМК и Н₂О 100 60 и температуре 20^oC кристаллизации САМК не идет. Проводить процесс ниже -10^oC нецелесообразно, т.к. выход продукта увеличивается незначительно, но резко возрастает вязкость смеси, что затрудняет ведение процесса. С повышением температуры выход очищенного САМК заметно падает и, например, при температуре 40^oC и выше (массовое соотношение САМК и Н₂О 100 25) САМК не кристаллизуется. Таким образом, предлагаемый способ позволяет повысить качество САМК кристаллизацией его из водных растворов. Получаемый продукт не содержит сульфированных продуктов и летучих органических примесей. Содержание серной кислоты в нем близко к теоретически необходимому и оптимальному при синтезе метакриловых мономеров. Кроме того, в результате гидролиза фильтрата получают одновременно метакриловую кислоту высокого качества (содержание основного вещества 99,85%). Очищенный САМК можно использовать для синтеза высококачественных метакриловых мономеров, таких как метилметакрилат, бутилметакрилат и других.

Формула изобретения

Способ выделения сульфата метакриламида, полученного взаимодействием ацетонциангидрина с серной кислотой при их молярном соотношении, равном 1:1,6 1,8, и температуре 85 135^oС путем разбавления реакционной массы водой с последующим ее охлаждением, отличающийся тем, что, с целью повышения чистоты целевого продукта, реакционную массу разбавляют водой в массовом соотношении, равном 100:(5 25), полученный раствор охлаждают до температуры 20 -10^oС с последующим отфильтровыванием образовавшегося целевого продукта.

РИСУНКИ

Рисунок 1