Способ получения меллитовой кислоты

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоаетскинСоциалистическихРеспублик и)34189(72) Авторы изобретения Институт органической химии АН Киргизской ССР(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МЕЛЛИТОВОЙ КИСЛОТЫ Изобретение относится к области органической химии, конкретно к способу по. лучения (бензолгексакарбоновой) меллитовой кислоты, которая является перспективным сырьем для синтеза тепло- и радиационно. стой.5 ких полимерных материалов и волокон. Мел-: литовая кислота и ее соли могут использоваться в медицине в качестве лекарственных препара. тов как диуретические и желчегонные средства; в литографии для анодирования поверх 1 О ности алюминиевых сплавов и др.Известны способы получения меллитовой кислоты окислением углей различной стадии метаморфизма и продуктов их термообработки 1 К 41. Наиболее близким по технической15 сущности н достигаемым результатам является способ, заключающийся в получении мел литовой кислоты из угля, подвергнутого термообработке при температуре выше 600 С, с последующим кипячением полученного продукта с азотной кислотой в соотношении 1:15 в течение 48 - 72 ч, после чего отгоняют азотную кислоту, приливают 25%-ный раствор МаОН (1:10) и окисляют хлором при 120 С. Из полученного раствора, после его подкисления концентрированной НЯ 04, меллитовую кислоту и сопутствующие ей кислоты зкстрагируют метилэтилкетоном (МЭК), отгоняют МЭК, меллитовую кислоту осаждают количественно 25%.ным раствором аммиака, а остальные орга. нические кислоты (после вторичного подкисле. ния концентрированной серной кислотой) извлекают МЭКом и высушивают. Осажденньщ меллитат аммония разлагают ННОЕ и несколь ко раз перекристаллизовывают из азотной кис. лоты. Получают меллитовую кислоту в виде тон .ких мелких блестящих игл с выходом 25%ф,Недостатком известного способа является низкий выход меллитовой кислоты даже в случае использования продуктов термообработки, полученных из высокометаморфиЗованнмх . углей, использование органических растворите. лей для экстракцни кислот, многостадийность процесса, трудность выделения меллитовой кислоты из ее солей, большие потери.Цель изобретения - увеличение выходацелевого продукта и упрощение процесса,734189 Поставленная цель достйгается описываемымспособом, заключающимся в получении меллитовой кислоты из угля, подвергнутого термо.обработке в присутствии 1,5 - 2% А 1, С 1 з, притемпературе 600 - 650 С, с последующим окислением азотной кислотой и хлором в щелочнойсреде при нагревании. Слабошелочной растворсолей органических кислот пропускают черезсульфосополистирольный катионит (КУ - 2) вН -форме. Элюат упаривают на водяной бане, 10ндибо отгоняют воду в вакууме до объема50 мл. К оставшемуся раствору приливаютдвухкратное количество концентрированнойазотной кислоты. 11 ри этом меллитовая кислота, нерастворимая в НКОз, выпадает в осадок. После отстаивания выпавшую меллитовуюкислоту отфильтровывают. Для получения чистой кислоты ее перекристаллизовывают такимже путем из концентрированной НМО, и высушивают в вакуум сугцильном шкафу. Выход 20меллитовой кислоты 33 - 34%.Отличительными признаками процесса является проведение термообработки угля в присутствии 1,5 - 2% А 1 С 1, при температуре 600 -650 С и выделение целевой кислоты из оксидага на сульфосополисэирольном кдтионите вН-форме, что позволяет увеличить выход целе.вого продукта и упростить процесс.П р и м е р. Уголь и 1,5% А 1 С, перемешивают, загружают в реторту и нагреваютдо 650 С. 100 г полученного таким образомтермопродукта помещают в трехлитровую колбу, снабженную обратным холодильником, заливают 30%-ной азотной кислотой (уд.вес.1.18),взятой в соотношении 1:15. Полученную смесь 35перемешивают и нагревают при температурекипения смеси 108 - 110 С в гечение 18 ч.Затем отгоняют азотную кислоту, остаток обрабатывают. 1000 мл 25%.ного раствора МаОНои в реакционную смесь, нагретую до 80 С,пропускают газообразный хлор до желто-зеленого цвета раствора и нейтральной реакции.Полученный оксидат пропускают через сильнокислотный катионит марки КУ - 2 (сульфосололистирольный) в Нф форме, Элюдт, снятый 45с колонки, упаривают до 50 мл, меллитовуюкислоту осаждают азотной кислотой и отфиль.тровывают. Очищают меллитовую кислоту перекристаллизацией из концентрированной НЙОзи высушивают в вакуум-сушильном шкафу. 50Выход меллитовой кислоты 33,9% с 99,599,7% степенью чистоты,Найдено,%: С 42,1; Н 1,75; С 56,15.Н ОСодержание примеси дзота 0,2 - 0,3%, золы 550,1 - 0,2%.Мол.вес, 342, Т. пл, 289 С (с разложением)Кислотное число: найдено, 971, Вычислено,982. 1Эквивдлсн нейтрализации: найдено 57,02(теоретический 57,0).После отделения меллитовой кислоты изфильтрдтд отгоняют НИОз в вакууме и полу.чают дополнительно сопутствующие поликарбоновые кислоты.П р и м е р 2. Берут 100 г, того же угляи 2 г АСз, перемешивают; загружают в реторту и нагревают до 600 С. Из этого термо.угля после окисления получают 30,2% меллитовой кислоты.П р и м е р 3. Берут 100 г того же угляи 1,5 г АС 1 з, перемешивают, загружают вреторту и нагревают до 650 С. Полученныйтаким образом термопродукт обрабатывают,как в примере 1. Выход меллитовой кислоты 30,3%.В процессе термообработки угля происходит,расщепление элементов ядерной части со слабыми связями и оттцепление алифатическихбоковых цепей. Одновременно протекают процессы конденсации и образования новых структур со стабильными С - С-связями, В присут.ствии хлористого алюминия процессы конденсации усиливаются, так как увеличиваетсяположительный заряд атома углерода алкильного остатка, вступающего в связь с ароматическим ядром, Таким образом создаютсяусловия образования структур, из которыхпри окислении получают бевэолгексакарбоно.вую (меллитовую) кислоту. Кроме того, бла.годаря присутствию хлористого алюминия кон.денсация смещается в область более низкихтемператур и увеличивается выход твердогоостатка,Для получения меллитовой кислоты былоиспытано три типа углей: каменный уголь мес.торождения Таш-Кумыр марки Д, бурый сдпропелитовый уголь месторождения Кашка-Суи бурый гумусовый уголь марки БЗ место.рождения Агулак, отличающихся степеньюметаморфизма, петрографическим и элементным составом,Каменный уголь месторождения Таш.Кумырсостоит преимущественно из клдрена с прослойками дюрена, витрена и редкофюзена,Бурый сапропелитовый уголь месторожденияКашка.СУ состоит в основном из витреца снебольшими включениями фюзенд, Бурыйгумусовый уголь месторождения Агулдк состоит из витрена и фюзена. Характеристика углей и влияние добавок А 1 С 1 з при термообработке на выход мел. литовой кислоты показаны в тдбшще,Как видно из данных таблицы, выход .".:ел литовой кислоты при окислении исходных углей составляет 3,1 - 4,5%. При окислении термопродуктов выход кислоты увеличивд734189 ется до 16,0 - 18,7%. При окислении термопродуктов, полученных в присутствии добавок1,5 и 2% АСэ, во всех пробах выход меллитовой кислоты повышается соответственнос 16,0 до 30,3 - 33,9% (месторождение ТашКумыр), с 18,7 до 31,0 - 34,1% (месторожде. Состав угля и выход меллитовой кислоты Месторож Маркадение угля Состав утля, Выход метилливой кислоты из: Ягф 0 Термопро- Термопродукта 650 С дукта +2% АС э +1,5%А Оэ 650 С Исходно го угля 11, Таш - Ку; Длиннопла.мыр менныйгумусовый 37,7 79,5 4,9 4 14,2 4,5 30,3 160 33,9 Кашка - БурыйСУ сапропелитовый 54,4 79,9 5,5 1,0 13,6 . 3,1 18,7 34,1 31,0 Агулак Бурь 1 й гумусовый" 36,0 76,5 52 1,2 17,1 4,2 16,3 32,2 29,8 Фч - летучие вещества, С, Н, й, Я, О - Элементный состав, рассчитанный на горючую(органическую) массу. Формула изобретения 33 иттпег В. Ю. Опз СЬетп. Яос 59, р. 208 - 213,40 и 1472-4, 1937,4. Орлов Н, А Мустафин И. С., Химиятвердого топлива, 7, 877, стр 1937.5. 1 цттпег В. ВгеппзтоЛ - Спете 42,Но 10, р. 320, 1961. Составитель Е. УткинаРедактор Т. Емельянова Техред Н, Ковалева Корректор М. Вигула Тираж 495 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 45.Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4 1, Способ получения меллитовой кислоты из угля путем термообработки его с последующим окислением азотной кислотой и хлором в щелочной среде, при нагревании, и по. следующим выделением кислоты из оксидата, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью увеличения выхода целевого продукта и упро-щения процесса, термообработку угля ведут в присутствии 1,5 - 2% АСэ при 600 - 650 С и выделяют кислоту из оксидата на сульфосополистирольном катионите в Н -форме,6ние Кашка-Су), с 16,3% до 29,8 - 32,2% (мес. торождение Агулак), Это свидетельствует о том, что выход меллитовой кислоты уве. личивается при окислении продуктов, термообработанных при 650 С в присутствии 1,5 - 2% АСэ независимо от марки угля,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе ,1. Меуег НВаа 1 птг НВег. 63, р, 2010-2018, 1930.2. Яачсп Т. В., Новагс 1 Н., Епд. Епо. СЬегп.44, У 6, р. 1409, 1952.