Способ получения меллитовой кислоты

ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советскнк Социалистических Республик(23) Приоритет 51)М, Кл,С 07 С 63/32 1 осударственный комитет СССР но делам изобретений и открытий(088.8) Дате опубликования описания 23. 04. 81 В,А. Сапунов, В.В. Шапранов, Е.С. Ткаченко,А.И, Шаповалов и А.Л. Еремейчик(72) Авторы изобретения Донецкое отделение физико-органической химииИнститута физической химии йм, Л.В. Писаржевского(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МЕЛЛИТОВОЙ КИСЛОТЫ Изобретение относится к способу получения меллитовой кислоты, применяемой в производстве термостойки 1 полимеров и эпоксидных смол.Известен способ получения меллитовой кислоты окислением угля или графита кипящей азотной кислоТой, содержащей добавку катализатора пятиокиси ванадия.Раствор отфильтровывают и нейтрализуют аммиаком. Полученную аммонийную соль меллитовой кислоты очищают перекристаллизацией.Чистую меллитовую кислоту получают. из соли известным способом. Вы ход целевого продукта достигает 40 при времени реакции 100 ч 1 .Недостатком этого способа является низкий выход продукта и его недостаточная чистота, в связи с чем проводят неоднократную перекристаллизацию соли с последующим переводом ее в меллитовую кислоту.Кроме того, известен способ получения меллитовой кислоты (в виде нат риевой соли) путем электрохимичес" кого окисления графита при плотности тока 41-330 А/м 2, температуре 55 фС в щелочном электролите. Выход натриевой соли меллитовой кислоты чистотой 30 65 вес. составляет 30 при времени электролиза 160 ч. Очистку меллитовой кислоты проводят перекрнсталлизацией натриевой соли; целевой продукт выделяют действием сильных кислот на соль 21 .К недостаткам известного способа относится низкими выход и частота меллитовой кислоты. Для выделения чистой меллитовой кислоты необходима трудоемкая операция кристаллизации.С целью увеличения выхода и чистоты меллитовой кислоты в предлагаемом способе электрохимическое окисление графита ведут при 80-98 оС в среде водного 0,2-0,5-ного раствора сульфата натрия. Полученную сырую меллитовую кислоту, .содержащую примеси окислов, дополнительно окисляют кипящей азотной кислотой, желательно в присутствии пятиокиси ванадия (0,05 вес.) в качестве катализатОра. Целевой продукт выделяют после отгонки избытка азотной кислоты перекристаллизацией. Выход целевого продукта чистотой 97 составляет 62.Использование водного раствора сульфата натрия и более высокой558494 20 ОС н количестве 84,2 г, что составляет 62,6 нес,Ъ от потери весаграфитового анода.П р и м е р 2. Графитоный ановесом 235 г и поверхностью 0,45 мокисляют электрохимически при плотности тока 82 А/м в течение 192 чпри 98 еС. В качестве электролитаиспользуют 0,2-ный раствор сульфата натрия. По окончании электролизаэлектролит обрабатывают аналогичнопримеру 1. Затем сырую меллитонуюкислоту. смешивают с 1,5 кг азотнойкислоты и кипятят в течение 5 ч;отгоняя 1,2 кг азотной кислоты. Весчистой меллитовой кислоты после 15 кристаллизации составляет 74,2 г,что соответствует выходу 63 вес.%.На прореагиронавший графит потери азотной кислоты не превышают100 г на 100 г меллитоной кислоты. ро Чистота полученной меллитовой кислоты йодтнерждается данными элементного анализа,В: С 41,14, О 59,7,Н 2,1, а также совпадением молекулярного веса, т,пл. и ИК-спектровс известными из литературы.;ературы при электрохимическомокислении позволяет увеличить выходмеллитовой кислоты за счет снижениясодержания примеси окислов графита,что видно из данных, приведенных втаблице (электролиз при плотноститока 55 А/м , время 150 ч). П р и м е р 1. Графитовую пластину (анод) весом 235 гс поверхностью 0,18 м окисляют электрохимически при плотности тока 55 А/м" в течение 150 ч при 80 С. В качестве электролита используют 0,5%-ный раствор сульфата натрия. Количество элек".ролита, загружаемого в электролизер, составляет 2 л, По окончании электро лиза электролит отфильтровывают от частиц осыпавшегося шлама. Фильтрат упаринают досуха. К сухому остатку несом 171 г добавляют 3420 г азотной кислоты (д = 1,48 г/сМ ),содер 3жащей 0,05% 90. Смесь нагреваю до кипения и отгоняют 95 от исход. ного количества азотной кислоты.Чистую меллитоную кислоту выделяют кристаллизацией из раствора при/ Окислы графита 89 55 53 79 18 47 Меллитовая кислота 47 21 53 31 , 45 2. Способ по п.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что процесс окисления ведут в присутствии катализаторапятиокиси ванадия в количестве 45 0,05 вес.Ъ. Формула изобретения 1. Способ получения меллитовой кислоты путем электрохимического окисления графита при нагревании в электролите с выделением целевого продукта, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью увеличения выхода и чистоты целевого продукта, процесс электрохимического окисления ведут при 80-93 С в водном 0,2-0,5 Ъ-ном растворе сульфата натрия, н качестве электролита, с последующим окислением сырой меллитовой кислоты азотной кислотой при кипении. источники информации,принятые во внимание при экспертизе 0 1. Н. Иеуег, Н. Кацдпг, "Меллитовая кислота и ее производные",ВегсЬйе, 63 В, 1930, с. 2010.2. Патент Германии 9 318200,.сл. 12 о, 14, опублик. 1920 (прототип 1. Тираж 443 Подписное ВНИИПИ Государственого комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5