Способ очистки ароматических аминов

Способ очистки ароматических аминов

Реферат

 

Изобретение относится к органической химии, а именно к технологии получения ароматических аминов. Разработан способ очистки ароматических аминов, состоящий в том, что к водным растворам аминов добавляют соли металлов I или II группы Периодической системы, например, сульфиты, тиосульфиты, фосфиты. После добавления этих солей в количестве 0,1 - 1% раствор нагревают и фильтруют, после чего охлаждают и отделяют выпавшие кристаллы очищенного продукта, который затем сушат. Получают светлый продукт высокой степени чистоты, стабильный при хранении не менее года. Способ пригоден как для обработки сырых продуктов, полученных непосредственно со стадии синтеза, так и для продуктов, изменивших цветность при хранении.

Изобретение относится к области органической химии, точнее к химии ароматических соединений, и, в частности, к очистке и стабилизации. Ароматические аминосоединения используются в качестве промежуточных соединений для синтеза различных красителей и полиамидов. Вследствие этого к ним предъявляются весьма высокие требования по качеству содержание основного вещества должно быть не менее 99,5% Известны способы очистки ароматических аминов, и, в частности, метафенилендиамина (м-ФДА), позволяющие получать чистый, стабильный к действию света, тепла и воздуха м-ФДА.

Одним из таких способов является способ обработки ароматических м-диаминов активными адсорбентами /1/. Раствор м-фенилендиамина при температуре 90^o-120^oC пропускают через колонну, заполненную силикагелем. Получают продукт, очищенный от изомерных примесей орто- и парадиаминов, содержащихся в техническом продукте.

Известен способ очистки моно- и диаминоароматических углеводородов с помощью алифатических растворителей гексана, гептана, октана /2/. Этот способ включает растворение аминоароматических углеводородов при температуре кипения растворителя до образования насыщенных растворов. Недостатком этого способа является то, что используемые растворители ограниченно растворяют продукт (в 100 мл растворителя растворяется только около 1 гр.) Другой способ состоит в перегонке исходных ароматических аминов в токе газообразного диоксида серы /3/. В результате получают бесцветные продукты, в течение года не меняющие цветности, тогда как при обычной отгонке они окрашиваются через три месяца. Был разработан способ очистки ароматических соединений /4/, заключающийся в их измельчении, перемешивании с органическим растворителем, который берется в количестве 5 20% Процесс проводят при температуре, которая не превышает температуру плавления амина и меньше температуры кипения растворителя. В качестве таких растворителей могут использоваться низшие спирты, ацетон, бензол, толуол, хлороформ. После растворения растворитель отгоняют, а верхний слой, обогащенный примесями, удаляют механическим способом.

Для предотвращения окрашивания при хранении ароматических соединений с основными свойствами (ОАС) их предлагается хранить в емкостях, изолированных от внешней атмосферы при помощи веществ, способных поглощать кислород, но без контакта с ОАС /5/. В качестве таких поглотителей используются оксиды железа, сульфат натрия и другие восстановители, которые помещают либо внутри, либо вне емкости для хранения ОАС.

Известен способ очистки ароматических аминов, который включает обработку технических ароматических аминов различными неорганическими солями /6, 7/.

Прототипом данного изобретения является способ очистки ароматических аминов, а именно ряда фенилендиаминов от следов примеси изомерного диамина посредством добавления к их водным растворам при температуре 30^o-150^oC ферроцианидов металлов I и II группы. В рассматриваемом изобретении использовались в основном ферроцианиды калия, натрия, кальция (K₂Fe(CN)₆; Na₂Fe(CN₆)H₂O, Ca₂[Fe(CN)₆]₂H₂O). Необходимое количество ферроцианидного реагента варьируется в широких пределах в зависимости от уровня загрязнения исходного фенилендиамина, условий проведения процесса очистки (температура и длительность очистки). Обычно количество ферроцианида берется из расчета 0,15 15 вес. частей на каждые 100 вес. частей исходного фенилендиамина и вводится в реакционную зону в виде водного раствора. Следует отметить, что рассмотренный способ очистки, также как и рассмотренные ранее способы, неудобен тем, что в водный раствор амина добавляется большое количество водорастворимой соли от 15 до 20% от веса исходного ароматического амина. При этом продукт чистится практически только от измеренных примесей.

Задача, поставленная перед разработчиками данного технического решения, нахождение условий проведения стадии очистки, позволяющих получать продукт требуемой чистоты и стабильный при хранении. Сущность предлагаемого способа состоит в том, что в водный раствор продукта, полученного на стадии синтеза (моно- или диароматические амины), добавляют водорастворимую соль металла I и II групп Периодической системы в количестве 0,1 1,0% вес. и активированный уголь (5 10%), после чего раствор нагревают до 40^o-90^oC в течение 30 минут. Затем проводят горячее фильтрование, охлаждение и повторное фильтрование. Отфильтрованный кристаллический продукт сушат под вакуумом при температуре не более 40^oC. Полученный продукт анализируется на содержание основного вещества (например, с помощью дериватографа марки Perkin Elmer) и определяют температуру плавления. При неудовлетворительных результатах перекристаллизацию можно повторить без добавления активированного угля. В результате такого проведения стадии очистки получают продукт, соответствующий требованиям по качеству (содержание основного вещества не менее 99,5%), стабильный при хранении, не меняющий показателя цветности в течение года и более.

Этим же способом можно обрабатывать готовые продукты, хранившиеся в течение какого-либо времени и утратившие необходимые показатели цветности. В этом случае готовят 10 15%-ный водный раствор продукта, добавляют в него одну из указанных выше солей в количестве 0,1 1,0% вес. (т.е. так, как описано выше), нагревают раствор в течение 30 минут, охлаждают и отфильтровывают выпавшие кристаллы, которые затем сушат под вакуумом при температуре не выше 40^oC. В качестве стабилизаторов могут использоваться те же водорастворимые соли металлов I и II групп Периодической системы: фосфиты, сульфиты, тиосульфиты.

Способ позволяет проводить очистку ароматических аминов, содержащих такие заместители, как ионы Cl^-, OH^-, Ar. Введение такой добавки на стадии очистки не влияет на свойства обработанных таким способом продуктов и не мешает их использованию в известных областях в синтезе красителей и полиамидов.

Примеры проведения заявляемого способа очистки- и диароматических аминов сведены в таблицу. Порядок их проведения аналогичен примеру 1, который описан подробнее.

Пример 1. В водный 10%-ный раствор технического 2-хлор-парафенилендиамина (10 гр соединения и 90 гр воды) нагревают до температуры 45^oC и вводят 0,09 гр сульфита калия K₂SO₃. Раствор перемешивают до растворения продукта (п-ХФДА), после чего добавляют 0,5 гр активированного угля и поднимают температуру до 70^oC. Раствор перемешивают в течение 30 минут, после чего его отфильтровывают от угля, а затем охлаждают и маточный раствор подвергают повторной фильтрации. Выпавшие кристаллы сушат под вакуумом при температуре менее 40^oC. Полученный продукт бесцветен, имеет температуру плавления 65,0^oC, содержание основного вещества 99,89% Выход составляет 75% от теоретического.

Аналогичным образом чистили готовые продукты после появления окрашивания.

Анализ данных, представленных в таблице, показывает, что проведение стадии очистки с использованием указанных соединений позволяет получать продукты с высоким содержанием основного вещества, стабильные при хранении в течение года и более. Контрольные образцы тех же продуктов, подвергшиеся очистке без добавления этих соединений, меняют показатели цветности уже через неделю.

Формула изобретения

Способ очистки ароматических аминов, полученных гидрированием нитросоединений, нагреванием водного раствора амина при 40 90^oС с водорастворимой солью металла I или II группы Периодической системы, фильтрацией и сушкой, отличающийся тем, что в качестве водорастворимой соли используют сульфит, тиосульфит или фосфит металла I или II группы, взятый в количестве 0,1 1% от массы исходного амина.

РИСУНКИ

Рисунок 1