Способ очистки органического вещества

Способ очистки органического вещества

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Использование изобретения: повышение чистоты конденсата и выхода наиболее чистого вещества при добавлении адсорбента к исходному веществу. Еще больший эффект достигается при добавлении смеси двух и более адсорбентов. В конкретном случае очистки Дифенила Ч при добавлении нейтральной двуокиси алюминия или силикагелей чистота конденсата по примесям , близким по своим физико-химическим свойствам к основному веществу, повышается на 10-35%, а выход наиболее чистого вещества увеличивается в 1,,2-2,5 раза в зависимости от адсорбентов. А ил., 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 В 01 0 7/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4853931/26 (22) 25,07,90 (46) 30.12.92. Бюл, 3Ф 48 (71) Физико-энергетический институт АН

ЛатвССР (72) С.Б.Александров и Г.Ф,Гришина (56) Александров С. и Гришина Г. Монокристаллы чистых органических полупроводников, Рига, ЛатНИИНТИ, с,23. (54) СПОСОБ ОЧИСТКИ ОРГАНИЧЕСКОГО

ВЕЩЕСТВА (57) Использование изобретения: повышение чистоты конденсата и выхода наиболее

Изобретение относится к способам разделения, а более конкретно, к способам сублимационйой очистки и может быть использовано для очистки органических

-веществ от различных примесей в лабораторных и промышленных условиях.

Известен способ очистки органического вещества сублимацией с конденсацией его паров на поверхности с линейным градиентом температуры.

Недостатком способа-прототипа является невысокая чистота конденсата и сравнительно малый выход наиболее чистого вещества, Целью настоящего изобретения является повышение чистоты конденсата и увеличение выхода наиболее чистого вещества.

Указанная цель достигается добавлением к очищаемому веществу адсорбента или смеси различных адсорбентов, взаимодействующих с примесями вещества.

Для достижения положительного эффекта адсорбенты должйы быть химически нейтральными к веществу, то есть основное вещество не должно претерпевать химических превра„„Я „„1784255 А1 чистого вещества при добавлении адсорбента к исходному веществу. Еще больший эффект достигается при добавлении смеси двух и более адсорбентов. В конкретном случае очистки Дифенила "Ч" при добавлении нейтральной двуокиси алюминия или силикагелей чистота конденсата rio примесям, близким по своим физико-химическим свойствам к основному веществу, повышается на 10-35 Д, а выход наиболее чистого вещества увеличивается в 1„2-2,5 раза в зависимости от адсорбентов. 4 ил., 2 табл. щений в присутствии адсорбентов при заданных условиях процесса сублимации.

На фиг.1 показана хроматограмма исходного Дифенила "Ч" до очистки (цифрами на фиг,1 и фиг.3 пронумерованы примеси); на фиг.2 — хроматограммы нечетных зон конденсата Дифенила после очистки способом-прототипом (а) и предлагаемым способом с добавлением двуокиси алюминия (б) и силикагеля (в).

Цифры у хроматограмм на фиг.2 и фиг.4— номера зон конденсата, разделявшегося по длине слоя на 6 равных частей. Зона 1 располагается в интервале максимальных температур конденсации. На фиг.3 — хроматограммы конденсатов Дифенила для зоны

1 после очистки способом-прототипом (а) и предлагаемым способом с добавлением силикагеля (б), двуокиси алюминия (в) и их смеси (г); на фиг.4 — хроматограммы нечетных зон конденсатов Дифенила после очистки способом-прототипом (а) и с добавлением двуокиси алюминия (б) при одинаковой скорости и времени испарения, соответственно 140 мг ч и 5 ч.

1784255

Для сравнения очищали сублимацией с конденсацией паров на поверхности с линейным градиентом температуры ароматический углеводород Дифенил (ДФ) квалификации "ч" без добавления адсорбента 5 (no прототипу) в присутствии адсорбента и смеси иэ двух адеорбентов (по предлагаемому способу). :

П р и-м е р 1. В кварцевую ампулу с внутренним диаметром 1,9 см эагружалось 10 исходное вещество ДФ без адсорбента (по прототипу) и с различными адсорбентами и их смесями. Зона загрузки 5 см (от запаянного конца ампулы). Масса ДФ и адсорбентов составляли — 1 г; при изготовлении 15 смесей двух адсорбентов массы каждого из них равнялись 05 г. Исходные ДФ и его смеси с адсорбентами заливались 10 мл бензола in при интенсивном перемешивании в ультразвуковой вайне типа УМ-0,5 20 мощностью 2, Вт бензол.полностью испарялся.

Ампула помещалась в медную трубку с внутренним диаметром 3,2 см, толщиной стенки 0,5см и длиной 55 ем, на одном конце 25 которой размещен нагреватель, а на другом— . холодильник (длина каждого из них 10 см). - .

Устройство надвигалось на ампулу, так чтобы очищаемое вещество находилось в зоне нагревателя, и при этом запаянный 30 конец ампулы располагался в центре печи, Поверхностью с линейным градиентом температуры служила внутренняя стенка ампулы на протвкении m конца эоны загрузки до начала холодильника.: . 35

Во всех случаях сублимацйи ДФ и его смесей с адсорбентами температура печи была 50+2 С; температура холодильника составляла 12+.10 С; Величина градиента температуры — 0,7 С см ". Степень разря- 40 жения воздуха в ампуле — 10 мм рт.ст, Время сублимации — 5 ч.

ДФ без адсорбентов сублимировался в течение 3 ч; при температуре нагревателя

42 С вЂ” в течение 5 ч. В последнем случае 45 скорость сублимации ДФ без адсорбента была равна скорости сублимации ДФ в смеси с двуокисью алюминия, а -именно

140 мг ч . При указанных условиях субли мировалось 80 — 85% ДФ. 50

После очистки слой конденсата.разделяли на 6 равных частей (фракций), Нумерация зон 1 — 6 начинается со стороны испарителя. Наиболее чистое вещество — в .зоне 6. Взвесив каждую из фракций и on- 55 ределив их примесный состав, получали распределение вещества по. массе и примесному составу вдоль поверхности конденсации.

Весовой анализ фракций выполнялся на аналитических весах ПРА ТА13 (Польша) с точностью й210 r, Анализ примесей в веществе выполнялся методом высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ) в обращенно-фазовом режиме на хроматографе ЛИКВОХРОМ 2010 (Венгрия) с ультра-: фиолетовым спектрофотометрическим детектором 308/1. Результаты анализа регистрировались на самописце Т3 4620 (ЧСФР) и на ленте вычислительного интегратора С1-100А (ЧСФР). Относйтельные количества примесей сравнивались по площадям или высотам их пиков на.хроматограммах на уровне абсолютных значе- . ний 3-10 мас.%. Анализы выполнялись на

-з стеклянных хроматографических колонках с внутренним диаметром 3,3 и длиной 150 мм, заполненных фазой Сепарон СГХ С18 зернением 7 мкМ (ЧСФР).

Элюэнтом служил раствор воды и ацетонитрила (1:4); скорость элюэнта—

0,5 мл мин 1 при давлении в колонке 55 бар; длина волны детектирования — 297 нМ на шкале 1 ед. поглощения света; скорость записи хроматограмм на ленте самописца—

0 6 см мин ", Концентрация проб и их объем вводимый в хроматограф:, составляли соответственно 5 мг мл 1 и 20 мкл.

Йсходный ДФ квалификации "Ч" содержит не менее шести различных примесей (фиг.1).

Наибольшие трудности при очистке связаны с удалением примесей, близкими по своим физико-химическим свойствам к основному веществу, и поэтому располагающимися на хроматограмме возле пика основного вещества. Таковыми в нашем случае являются примеси 3 и 4. Последняя наиболее четко проявляется при выбранных условиях анализа. Оценка абсолютной концентрации примеси 4 путем сравнения высоты ее пика с высотой пика 1%-ного раствора ДФ дает 2,5%.

Для корректности все ниже приведенные числовые оценки сравнения эффективности предлагаемого способа относятся к примеси 4. Численные значения ее концентрации выражены высотой ее пика на хроматограммах в мм. За наиболее чистый ДФ условно принимаем такой, у которого высота пика примеси 4 не и ревышает 2 мм.

Хроматограмма сублимата наиболее чистого ДФ в зоне 1, очищавшегося без адсорбента, с двумя различными адсорбентами и их смесью показана на чертеже, 1784255

Таблица 1

Распределение примеси 4 (C4) и массы (м) по зонам конденсата Дифенила "Ч" после

его применения очистки сублимацией без адсорбента и в случае применения различных адсорбентов.

* — Точность + 1 мм.

** — Точность 2 . из которых видно, что при сублимации ДФ с различными адсорбентами или их смесью общее количество различных примесей значительно меньше, чем при сублимации ДФ без адсорбента.

В табл.1 сравниваются количественные данные по чистоте конденсатов относительно примеси 4 в зонах конденсата для четырех различных адсорбентов, а также процентный состав зон по отношению к массам соответствующих конденсатов, Из табл.1 видно, что применение адсорбентов уменьшает концентрацию примеси

4 почти во всех зонах и увеличивает выход наиболее чистого вещества, На чертежах показано, что концентрации и других примесей существенно понижаются при использовании адсорбентов.

Более наглядно сказанное следует из табл.2. в которой обобщены данные по примесному и весовому составу конденсатов, полученных без адсорбента и в присутствии различных адсорбентов.

Из табл,2 видно, что средняя концентрация примеси 4 в конденсатах в зависимости от вида адсорбента уменьшается,на

10- .35;, а выход наиболее чистого вещества увеличивается в 1,2 — 2,5 раза по сравнению с конденсатом, полученном при сублимации ДФ без адсорбента.

На чертеже видно, что наиболее чистый

5 . .конденсат ДФ с учетом всех выявляемых его примесей получают при сублимации с добавлением к исходному ДФ смеси адсорбентов.

Способ позволяет очищать конденсаты

10 веществ от примесей с различными физикохимическими свойствами, прй этом чистота конденсата повышается на 1 0-35, а выход наиболее чистого вещества увеличивается в

1,2-2,5 раза в зависимости от применяемых

15 адсорбентов, Формула изобретения

Способ очистки органического вещества, включающий сублимацию вещества с

20 конденсацией его паров на поверхности с линейным градиентом температуры, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения чистоты конденсата и увеличения выхода наиболее чистого вещества, к очищаемому

25 веществу добавляют адсорбент или смеси различных адсорбентов, взаимодействующих с примесями вещества.

Таблица 2

Сравнение данных по чистоте и выходу наиболее чистого вещества Дефинила "Ч", полученных при его сублимационной очистке без адсорбента и в случае применения различных адсорбентов

* — Точность +5, *+ — точность +10, *** — точность +20 мг ч

О 2 4 6 8 t.мцн

0 2 4 6t,ìUHÎ 2 4 61,мuн 0 2 4 61,мцн

0 2 4 6t,âîí О 2 4 Gt,мцн 0 2 4 б,юан .j Ф

0 2 4 бt àUH О 2 4 6tмUH О 2 4 бtpes

Фиг. 2.

О . 2 4 6 t,ìUí

О 2 4 6 INURE

О 2 4 6 teus г)

О 2 4 6 t,мин

Фиг. 3, 1784255

Редактор Т. Горячева

Заказ 4329 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.. 4/5 !

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 х з

CO 3

Составитель Е; Широва

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор С. Юско и 1(ч 9