Способ получения 4, 4-азобензолдикарбоновой кислоты

(11) 5 335 90 Союз СоветскихСоциалистицескихРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕПЬСТВУ(61) Дополнительное (22) Заявлено 25.11,вт Дс 4 (21) 2077757/04 51) М. Кл С 07 С 107/ единением заявки Гасударственный комитет Сонета Министроа СССР по делам изобретений и открытий(088.8)10.76 Бюллетень Л%4 45) Дата опубликования описания 08,08.7) Авторы изобретени П. Ковсман,Ч эцак Солдат еидлин и Всесоюзный научно-исследовательский и проектный пнстптут мономеров 1) Заявитель 54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ 4,4-АЗОБЕНЗОЛДИКАРБОНОВОЙКИСЛОТЫ нзо осой лек б- сест лэ Изобретение относится к усовершенство 1ванному способу получения 4,4 - азобензолдикарбоновой кислоты, используемой вкачестве мономера для синтеза полимерныхматериалов с рядом ценных физико-механических свойств, для получения термостойких волэкнээбразующих полимеров,Известен способ получения 4,4 -азобен 1золдикарбоновой кислоты электрохимическимвосстановлением 1 -нитробензойной кисло- оты в периодическом режиме до 4,4 - гидразобензолдикарбоновой кислоты с последующим ее окислением в целевой продукт химическими методами.Известен также непрерывный метод синтеза 4,4 -азобензолдикарбоновой кислоты,согласно которому сначала проводят злектровосстановление Ъ -нитробензойной кислоты в растворе щелочи, в присутствии ионов свинца на твердых катодах, в протоке 20электролита в каскаде злектролизеров с диафрагмой из ионэобменного материала, азатем электролит, выходящий из третьегоэлектролизера, продувают воздухом дляокисления образовавшейся 4,4-гидразобен/ золдикарбоновой кислоты в 4,4 - азэбе дикарбоновую кислоту, кэторую выделяю подкислением раствора соляной кислото следующим выделением выпавшего эсадка и его сушкэи.Недостатками злектрэлитическогэ спба получения 4,4 -азэбензэлдикарбэнэвкислоты являются сложная кэнструкциятролизера, использование для разделеникатэдногэ и аноднэгэ пространств ионэменной мембраны и необхэдимость ее чтой смены, а также использование в каве анолита сернэй кислоты. Кроме тэгэ,синтезе 4,4 -азэбензолдикарбоновой кис ты кэнечным продуктом стадии электролиза является 4,4 -гидразобензолдикарбэнэвйя1кислота, которую необходимэ окислять химически на следующей стадии процесса в целевой продукт, например кислородом воздуха при 70-80 С в водношелочной среде.Целью предлагаемого изобретения является упрощение процесса злектросинтеза4,4 -азобензолдикарбоновой кислоты. Для этого проводят восстановление и окисление электрохимически в двух бездиафрагменных533590 51,4 78,6 89,5 93,0 96,2 97,2 100,0 50,0 84,2 76,2 93,2 97,4 98,5 98,8 992 86,8 90,2 94,4 97,0 99,8 где г( -НБК-г(- нитробензойная кислота; АБДК - 4,4-азобензолдикарбоновая кислота, ( электролизерах, в которых поток электролита направляют следующим образом. В первом электролизере от анода к катоду, а во втором - наоборот, кроме того, электроокисление 4,4 -гидразобензолдикарбоновой кис- " 5флоты проводят на анодах из платины, никеля или другого коррозионноустойчивого материала при 20-90 оС и анодной плотности2тока 5-50 а/дмДля получения 4,4 -азобензолдикарбоно вой кислоты-нитробензойную кислоту электрохимичесхи восстанавливают на твердых катодах с использованием в качестве электролита водного раствора щелочи в присутствии ионов свинца с последующим элех гроокислением образовавшейся 4,4 -гидразобензолдикарбоновой кислоты, используя каскад из двух бездиафрагменных электролизеров в протоке электролита по следующей схеме. 20Исходный электролит, содержащий -нитробензойную кислоту, поступает в анодную зону первого электролизера, откуда переходит в хатодную зону этого же электролизера, где частично восстанавливается И -ни тробензойная кислота, выходящий из первого электролизера электролит поступает в катодную зону второго электролизера, где полностью восстанавливается 11 -нитробензойная кислота и все промежуточные про дукты в 4,4 -гидразобензолдихарбоновую П р и м е р 1. В первый электролизер каскада из 2 электролизеров заливают электролит состава 0,14 м/л-нитробензой ной кислоты и 0,008 м/л РО в водном растворе 2/о-ного раствора щелочи (б ОН Электролизер представляет собой цилиндрический горизонтально расположенный термостатируемый сосуд объемом 700 мл, 60 кислоту. После этого электролит переходитв анодную зону этого же электролизера,в которой 4,4- гидразобензолдикарбоноваякислота окисляется в 4,4-азобензолдикар(боновую кислоту.Первый электролизер заполняют раствором исходного электролита, затем начинаютпропускать электрический ток и одновременно непрерывно подают исходный растворэлектролита в анодную зону этого же элекгролизера. Второй элехтролизер перед началом синтеза не заполнен, Электролиз вовтором электролизере начинают псле заполнения его электролитом из первого электролизера, Время электролиза считают отначала выхода из второго электролизерараствора 4,4 -азобензолдикарбоновой кислоты. Пелевой продукт из раствора выделяют известными приемами, выход достигает97%; содержание основного вещества (чистота целевого продукта) 100%,В таблице приведены результаты синтеза (4,4-азобензолдикарбоновой кислоты непрерывным способом в каскаде из двух безди-, афрагменных электролизеров в следующих условиях: объем каждого электролизера 700 мл, скорость протока электролита 250 мл/час, температура в электролизерах 80 3 оС, сила тока 5 а, катодная и анодная плотности тока 20 а/дмХ снабженный мешалками в катодной и анодной зонах, барботером для инертного газа,катодом из стали 0,25 дм и анодом из2платины 0,25 дмПосле заполнения электролизера начинают пропускать постоянный ток силой 5 а, а в анодное пространство подают исходный электролит со скоростью 250 мл/час. ВыЗаказ 1750/164 Тираж 553 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета "овета Министров СССР по делам изэб:е-.,ений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4 ходящий из первого электролизера растворподают в катодное пространство второгоэлектролизера. После заполнения второгоэлектролизера начинают пропускать ток также силой 5 а,Температура в электролизерах 80 +3 эС.Через 7 час после начала выхода электролита из второго электролизера выделенный продукт состоит из 100%-ной 4,4-азобензолдикарбоновой кислоты. Выход 97,0%.П р и м е р 2. В условиях, аналогичных описанным в примере 1, скорость протока поддерживают равной 300 мл/час. Через 9 час электролиза выделенный продуктсостоит из 100%-ной 4,4-азобензолдикарбоновэй кислоты с выходом 96,5%.П р и м е р 3. В условиях, аналогичныхописанным в примере 1, электролиз проводят с силой тока 7 а. Через 5 час продуктсостоит из 100/о-ной 4,4-азобензэлдикаро - 1 20боновой кислоты с выходом 96,8%,Формула изобретенияСпособ получения 4,4-азэбензолдикарбоновой кислоты электрэхимическим восстановлением П -нитробензойной кислоты в каскаде электролизеров на твердых катодах с использованием в качестве электролита водного раствора щелочи, в присутствии ионов свинца, в протоке электролита с последующим окислением образующейся 4,4-гидразобензолдикарбэновэй кислоты, э т л и ч а ю.щ и й с я тем, что, с целью упрощения процесса, восстановление и окисление прэвэдят электрохимически в двух бездиафрагменных электролизерах, в которых поток направляют: в первом электролизере эт анэда к катоду, а вэ втором - наоборот, причем электроокисление 4,4-гидразобензолдикарбоновой кислоты проводят на анодах из платины, никеля или другэгэ кэррэзиэнноустойчивогэ материала при температуре 20-90 эС и анодной плотности тока 5-50 а/дм