Способ получения монофторфосфатов щелочноземельных металлов

ОП ИКАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕИЬСТВУ Союз СоветскикСоцналистичесинкреспублик о 85487С 01 В 25/26 ЬвударетввнЫ 1 камитет СССР ав двлам взебратеннй а вткрмтв 11Дата опубликования описания 25.08.81 С.П.Мартынчик, М.И.Кузьменков, В.В.Печковский и Е.Н.Мандрукевич(2) Авторы изобретения Белорусский технологический институт им..М.Кирова В(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МОНОФТОРФОСФАТОВ ЩЕЛОЧНОЗЕМЕЛЬНЬЕ МЕТАЛЛОВИзобретение относится к способам получения .монофторфосфатов щелочнозе-мельных металлов, используемых в качестве шихтных компонентов при производстве оптических стекол и в зубоврачебной технике в качестве противокариозных компонентов в различных средствах профилактики зубов.Известен способ получения монофторфосфатов щелочных и щелочноземельных металлов путем термического разложения смеси кислых фосфатов соответствующих металлов и фторида или бифторида аммония 11 ,Недостатком этого способа является необходимость осуществления15 прокалки смеси, приводящей к образованию спека. Это вызывает необходимость в трудоемкой операции по его нзмельчению и помолу, что в свою20 очередь неизбежно приводит к загрязнению продукта аппаратурными примесями, что является совершенно недопустимым в связи с использованием монофторфосфатов в качестве шихтных компонентов в оптическом стекловарении.Известен также способ получения монофторфосфатов щелочноземельных металлов, заключающийся в осуществлении обменной реакции между растворами соли щелочноземельного металла, например хлористого кальция, и раствором монофторфосфата,натрия, взятых в стехиометрических соотношениях, Осаждение осуществляют ступенчато при добавлении сначала раствора хлорида кальция в количестве 15 Х от общего объема в растворе монофторфосфата натрия. Плохо растворимую аморфную фазу, образующуюся сразу, отделяют фильтрацией. Добавление остатка хлорида кальция в фильтрат позволяет получить кристаллический монофторфосфат кальция. Соль промывают несколько раз декантацией в минимальном количестве дистиллированнойводы .до .отсутствия ионов С 1; в промывсбль: монофторфосфат натрия в соотношении 1;1.051,10. При более низком избытке Иа,РО Г, чем М от сте,киометрии наблюдается более низкий выход продукта. Избыток ИаРО Г 07 от стехиометрии обеспечивает высокий выход продукта, а повышение избытка свыше 103 ведет к расходу Иа РОЗГ, не повышая существенно выход продукта, 1 О Проведение процесса осаждения монофторфосфата щелочноземельного ме 0талла при 0-5 С обеспечивает протекание реакции без гидролиза, понижение температуры ниже 0 С нецелеосообразно ввиду трудности ведения реакции, при проведении реакции при температуре выше 5 С снижается чисто.та продукта.Предлагаемый способ позволяетувеличить выход продукта до 99,5- .99,97 повысить его чистоту (содержанне основного вещества 99,5-99,87 и упростить пооцесс за счет исключения стадии вакуумной сушки.П Р и м е р 1. Берут 50 мл 1 Мраствора кальция азотнокислого (что соответствует 23,6 г Са (ИО)4 Н О),оохлажденного до 5 С и 52,5 мл 2 М, охлажденного до 5 С раствора натрияо монофторфосфорнокнслого, что соответствует 15,12 г Иа РО Г, т.е. в 57.-ном избытке к стехиометрическому отношению. Реакцию обмена проводят при 5 С. В качестве высаливателяоиспользуют 199,9 мл ацетона, что в 1,95 раза больше объема исходного раствбра, что соответствует соотношению 1:1,95. В результате обменной реакции выпадают в осадок кристаллы гидрата монофторфосфата СаРО,-Г 2 НО, которые промывают в минимальном количестве воды и ацетона и сушат на воздухе. Выход готового продукта 17,26 г, т.е. 99,23 от теоретического количества. П,р и и е р 2. Берут 50 мл охлажденного до 3 С 2 М раствора кальция зотнокислого, что соответствует 23,Ф г Са (ИОЗ)ф Н О, и постепенно приливают к 54 мл 2 М охлажденному до 3 С раствору монофторфосфата натрия, что соответствует 15,55 г Иа РОГ, т,е. Иа РОР берут в 8 Х-ном избытке к стехиометрии. Температуру проведения реакции поддерживают равной 30 С. Растворенный в воде моно - фторфосфат кальция высаливают 215,25 мл ацетона, т.е. взятого в соотношении 3 854877ной воде и затем сушат в вакуумэксикаторе над безводным хлоридомкальция. При этом выход продукта90 23.Однако может быть полуЧен и болеевысокий выход (96,23) при высаливании осадка спиртом, но при этом чистота конечного продукта (содержаниеосновного компонента) 753 3 .Недостатком этого способа. является сравнительно невысокий выходцелевого продукта, вследствие ис-пользования низких концентраций исходных веществ, низкое качество целевого продукта вследствие проведения процесса при комнатной температуре, что приводит к гидролизу монофторфосфата натрия,Цель изобретения - увеличение выхода продукта, повышение его чистоты и упрощение процесса.Поставленная цель достигается тем,что согласно способу получения монофторфосфатов щелочноземельных металлов, заключающемуся во взаимодействии в водной среде при 0-5 С монофторфосфата щелочного металла, взя, того с избытком 5-103 к стехиометрии,и растворимой соли щелочноземельного металла с последующим осаждением в среде органического высаливателя, в качестве которого используютацетон, который берут в соотношении1:1,95-2,05 по отношению к объемурастворов исходных веществ, с дальнейшей промывкой и сушкой полученного продукта.Для оптимального проведения процесса выбирают высаливатель - ацетон, как наиболее эффективный, прииспользовании которого наблюдаетсямаксимальный выход продукта ( Я 8-99 Ц.Применениев качестве высаливателей таких органических соединений,как спирт, изопропанол, .диметилформалид дает выход 90-973. Для оптимального проведения реакции осаждения монофторфосфата берут ацетон всоотношении 111,95-2,05 к общемуобъему растворов исходных смесей. 50Расход ацетона, взятого в, соотношении менее, чем 11,95, не обеспечивает полноты высаливания продукта, а соотношение ацетона к объемуисходного раствора более чем 1;2,05 55не приводит к существенному увеличению выхода целевого продукта. Дляоптимального проведения процесса берут исходные реагенты - азотнокислая854877 Формула изобретения Составитель В.Кириленко Редактор М.Дылын ТехредН.Ковалева Корректор А, ГриценкоЗаказ 6796/30 Тираж 505 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 1:2,05. В осадок выпадают кристаллы СаРОГ 2 НО, которые тщательно промывают в минимальном количестве дистиллированной воды и ацетоне и сушат на воздухе. Ацетон быстро уле тучивается. Выход осадка СаРО Гэ42 НО 17,31 г, т.е. 99,5% от теоретического количества.П р и м е р 3. Аналогично примерам 1 и 2, только ИаРОЕ берут в 10%-ном избытке, а реакцию ведут при 0 С. Высаливатель - ацетон беорут в количестве 210 мл, т,е. в соотношении 1;2. Выход продукта17,38 г, 99,9% от теоретического со держания, Из примеров видно, что применение исходных растворов сизбытком монофторфосфата натрия 5- 10% и высаливателя - ацетона в количестве 195-205% по отношению к ис ходному объему способствует повышению выхода продукта за счет более высокого содержания целевого соединения, а проведение реакции при пониженных температурах препятствует протеканию гидролиза, что способствует получению чистого монофторфосфата. 1. Способ получения монофторфос- З 0Фатов щелочноземельных металлов путем взаимодействия в водной среде монофторфосфата щелочного металла и растворимой соли щелочноземельного металла с последующим осаждением в среде органического высаливателя,.промывкой и сушкой полученного продукта, о т л и ч а ю щ н Й- с я тем, что, с целью увеличения выхода продукта, повышения его чистоты и упрощения процесса, моноФторфосфат щелочного металла берут с избытком 5-10% к стехиометрни, а в качестве органического высаливателя используют ацетон.и процессоведут при температуре 0-5 С.2. Способ по и. 1, о т л и ч аю щ и й ся тем, что ацетон берут в соотношении 1:1,95-2,05 по отношению к объему растворов исходных веществ. Источники информации,принятые во внимание при экспертизеКузьменков И.И., Печковский В.В.Мартынчик С.П. Способ получениямонофторфосфатов щелочных и щелочноземельных металлов.2. Авторское свидетельство СССРВ 512171, кл. С 01 В 25/26, 1976.3, 2 . Впе г. Селеш3 ос 1956,78, У 7, с. 4262-4363 (прототип),