Способ получения гидрида магния

Номер патента: 1109047

Автор: Борислав

ZIP архив

Текст

::"Фф 5. Ф 1,(Я ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯН ПАТЕНТУ еГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(54)(57) 1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГИДРИДАМАГНИЯ путем гидрирования магнияводородом в среде органического растворителя в присутствии катализатора,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что сцелью повышения. качества целевогопродукта, гидрирование осуществляютпри температуре от 0 до 200 С и давлении от 1 до 300 бар и в качестве катализатора используют систему, состоящую из соединения переходного металла 4-8 побочных групп периодической системы и гидрида металла или металлоорганического соединения металла 1-3 групп как такового, так и полученного п вСо путем взаимодействия соответствующего металла и антрацена, при соотношении магния и переходного металла О - 1 О(: и переходного металла и металлоорганического соединения или гидрида металла 0,1 - 10 :1.2. Способ по пп, 1 и 2, о т л ич а ю щ и й с я тем, что процесс ведут в присуствии активатора, в качестве которого используют поли- циклическое ароматическое соединение или третичный амин формулы ЙР, где (2 - алкил или циклоалкил, или арил, или пиридилы, или смесь каждого из указанных соединений с галогенидом магния формулы МсЧ, где Х -С(, ,ВФ ,, при соотношении магния и галогенида магния: 1.11 эобретеиие относится к способам получения гидрида магния каталити-. ческим методом.Для получения гидрида магния по известным способам необходимы 5 высокие температуры и высокие давления.Известно получение гидрида магния при 140-170 С и давлении 135 бар в присутствии триэтилалюминия 11 приО температуре 150 фС и давлении 200 бар 21; температуре 380-450 С и давленииь00-200 бар Г 32Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигае 5 мому результату является способ получения гидрида магния, заключающийся в гидрировании магния водородом в среде тетрагидрофурана в присутствии в качестве катализатора четыреххлористого ванадия при 20 С и давлении 1 бар 141.Недостатком данных способов является быстрое снижение каталитической активности системы. Кроме того, . в укаэанных условиях магний поглощает водород не в достаточных количестнах.Цель изобретения - повышение качества целевого продукта. . 30Поставленная цель достигается тем, что согласно известному способу гидрирование осуществляют при температуре от 0 до 200 С й давлении от 1 до 300 бар,в качестве катализатора используют систему, состоящую иэ соединения переходного металла 4-8 побочных групп периодической системы и гидрида металла или металлоорганического соединения металла 1-3 гРУпп 40 как такового, так и полученного дп з 1 йо путем взаимодействия соответствующего металла и антрацена, при соотношении магния и переходного металла 10 - 10 :1 и переходного 45Ч.металла и металлоорганического соединения или гидрида металла 0,1-10:1Процесс гидриронания может быть осуществлен в присутстнии активатора 50 в качестве которого используют поли- циклическое ароматическое соединение или третичный амин формулыгде К -алкил или циклоалкил, илиарнл, или пиридилы, или смесь каждого из указанных соединений с. галогенидом магния формулы МИ 1 где Ъ .С 6Вг, при соотношении магния и галогенида магния 1:1. Согласно изобретению для получения гпдрида магния металлическиймагний приводят во взаимодействие сводородом в присутствии катализатора,при необходимости может быть добавленактиватор. Для получения растворимыхгалогенидов гидрида магния в реакционную среду дополнительно вводятбезводные галогениды магния, Процесспроводят в среде растворителя, который одновременно может служить активатором. В качестне растворителяпреимущественно используют тетрагидро.фуран.В качестве соединений переходныхметаллов 4-8 побочных групп, входящих в состав каталитической системы,преимущественно используют галогениды, алкоголяты, эноляты, производные карбононых кислот, аллильныеи циклопентадиенильные соединенияуказанных металлов,Предпочтительными для использования соединениями переходных металловявляются галогениды хрома, железаи титана.В качестве металлооргаиических соединений преимущественно используют магнийантрацеи или соединения магния и бутадиена.В качестве активаторов используют такие полициклические ароматические углеводороды .как нафталин, тетрацен, пентацен, феналтрен, перилен, антрацен и третичные амины, например триэтиламин, трибутиламин.. Изобретение делает возможным промышленное получение гидрида магния каталитическим путем в мягких условиях.Гидрид магния, полученный согласно предлагаемому способу, превосходит по своей функции аккумулятора водорода гидриды магния, полученные по известным способам, Он может быть количественно дегидрирован и затем полученный магний может быть снова подвергнут гидрированию, причем изменений в скорости или способности накопления водорода не наблюдается.Полученный согласно изобретению гидрид магния можно использовать в. качестве восстановителя вместо ЯЖйц: .П р и м е р 1. Суспензию из 972. г(4 моль)порошка магния(50 меш в 400 млабсолютного тетрагидрофурана(ТГФ 1 смешинают с 1 мл бромистогоэтила и после перемешивания в течение получаса - с 8 г 45 ммоль 1 антрацена. После 3-часового перемешивания смеси(при этом образуется магнийантрацен)прибавляют 7 г(44 моль) СЯСЬ и затем перемешивают еще25-30 мин. Полученную оливково-,зеленую суспензию гидрируют водородом в 2-литвором .автоклаве с мешалкой при 25 С и начальном давлении135 бар. По истечении 5 ч давлениеводорода составляет 92 бар, через8 ч - 82 бар и после 20 ч поотеканияпроцесса давление остается постоянным и составляет примерно 72 бар.Падение давления соответствуетпоглощению 100 л водорода или количественному превращению Мо, в МсН,Гидрид магния от раствора катализатора можно отделить путем фильтрирования полученной суспензии с последующим промыванием тетрагидрофураном или пентаном и вакуумной сушкой. В результате получают гидрид магния в твердой пирофорной форме, Выход продукта - количественный.П р и м е р 2. 97,2 г(4 моль) порошка магния в 250 мл абсолютного ТГФ помещают в 2-литровый автоклав с мешалкой и с помощью добавки 0,4 г йода активируют его. Суспензию из 3,8 г(9 ммольмагнийантрацена и 0,5 г(20 ммольпорошка магния в180 мл ТГФ смешивают с раствором,состоящим из 3 г 17,5 ммоль 1 РеСД и 20 мл ТГФ, смесь перемешивают в течение 20 мин и прибавляют ее к со . держимому автоклаВа. Загруженную смесь гидрируют водородом при 52 С и начальном давлении 120 бар. После 24 ч протекания процесса давление водорода 80 бар и после 48 ч давление водорода остается постоянным, около 62 бар.Падение давления соответствует общему поглощению 3,4 моль водородаили полному превращению Мя в МЯЧд..П р и м е р 3-1. Суспензию из4,86 г(0,2 моль) порошка магния50 меш) в 50 мл абсолютного ТГФсмешивают с 0,05 мл бромистого этила и после перемешивания в течениеполучаса - с 0,36 г(2 ммаль антрацена. После 3-часового перемешиванияисходной смеси в это время образуется магнийантрацен, который можнообнаружить по выделению оранжевогоосадкак суспензии прибавляют2 ммоль соответствующих соединений переходных металлов 1 см. табл, )иеще перемешивают 5-20 мин. Реакционный сосуд при нормальном давлениинаполняют водородом, и поглощение5 водорода при 20 С при перемешиванииизмеряют с помощью газовой бюретки.Поглощение водорода протекает втечение нескольких дней практическис постоянной скоростью.Данные по количеству водорода,поглощенного через 48 ч., или процентпревращения И в Мсй приведены втабл. 1.П р и м е р ы 12-15. Процесс осу 5 ществляют аналогично примеру 4, причем мольное соотношение ГеЮ. магнийантрацен варьируется от 1:0,5 до1:О.Величины поглощенного через 48 ч20 количества 1 или процент превращения М вМН приведены в табл,2.П р и м е р ы 16-8. Процесс осуществляют аналогично примеру 4,причем исходные смеси до пропуска-.25 ния водорода смешивают с 10 ммольаминасм. табл. 3).Величины поглощенного через 48 чводорода и процент превращения МС вМСНт приведены в табл. 3.П р и м е р ы 19. Процесс проводятаналогично примеру 4, причем в качестве растворителя применяют смесь,состоящую из 40 мл толуола и 10 млТГФ. Поглощение водорода через 48 чсоставляет 500 мл.П р и м е р 20, Процесс проводят,аналогично примеру 4, причем вместоТГФ в качестве растворителя применяют 1,2-диметоксиэтан(50 мл) . Поглощение водорода через 48 ч составляет220 мл,П р и м е р ы 21-27. Процесс осуществляют аналогично примеру 4, при-.чем в качестве компонента катализатора вместо магнийантрацена применя.ют металлоорганические соединенияМ-С(2 ммоль 1 .Данные по поглощению водородачерез 48 ч приведены в табл. 4.П р и м е р 28. Суспензию из 0,6 г 1,25 ммоль) порошка магния в 10 мл абсолютного ТГФ смешивают с 0,02 мл бромистого этила и после перемешивания в течение получаса - с 0,6 г 0,37 ммоль антрацена, После трехчасового перемешивания к суспензии прибавляют 0,06 г(0,37 ммоль 1 , С 1.Я и еще через 15 мин прибавляют раствор из 4,9 г 27 моль 1 МЬ(без1109047 ПримерыГ 1 Показатели 3 14 5 68 9 10 11 СгЯ РеСЕЗ Ре 1 в 1 Т 1 СЬ ЧСЦ МоСЙз МпСФ, СоСФ 0,32 0,32 0,71 0,38 0,39 0,56 0,25 0,26 Х 1 С 1 я 0,26 Соединение переходного металла(1) Поглощение Н 2 через48 ч мл 1300 1500 850 850 900 Превращение в МН 2через 48 ч,% 18 18 31 19 водного 1 в 120 мл ТГФ. Смесь гидрируют водородом в 500 мл автоклаве с мешалкой, снабженном стеклянной насадкой, в течение 12 ч при 15 С и давлении 100 бар.Суспензии дают отстояться в течение 20 ч; 25 млиз общих 130 мл 1 прозрачного отстоявшегося раствора при дейтеролизе дают 140 мл Н 0, раствор, кроме того, содержит 1,15 г(47 ммоль)и 4,29 г(53,6 мгатом 1 И. Этот состав соответствует выходу растворимого ИМВв смеси с МВ), равно" му примерно 607П р и м е р 29. 97 г (4 моль) порошка магния в 370 мл абсолютного ТГФ помещают в двухлитровый автоклав с мешалкой и с помощью добавки 1 мл бромистого этила активируют его. В . суспенэию вводят 2 л(83 ммольгазообразного бутадиена и содержимое автоклава в течение 1,5 ч нагреваютдо 80 С(при этом образуется магнийорганическое соединение) . Послеохлаждения до комнатной температуры 5 к содержимому автоклава прибавляют3, 2 г (19 ммоль) ФеС 6 в 30 мл ТГФ. Загруженную смесь гидрируют водородомпри 20-22 С и начальном давлении120 бар. По истечении 20 ч давление 10 водорода падает до 97 бар и после44 ч давление остается постоянным,примерно 92 бар, Падение давлениясоответствует общему поглощению2 моль водорода или превращению М 15 в Мс)Н,равному примерно 50 Е.П р и м е р 30, Процесс проводятаналогично примеру 3, причем вкачестве компонента катализаторавместо СгСЦ используют(П-СН)Сф,36 г =2 ммоль. Поглощение водорода через48 ч составляет 850 мл.Таблица 1(СН)М (СНЗ) ЮСНСНМ(СН)1,01 (1 О) ,16 (О) Амин г(ммоль) 1,2 (10) Поглощение Нчерез 48 ч, мл 700 2000 1100 Превращение вМН через 48 ч,Х 23 5 42 Таблица 4 Примеры Показатели 21 27 26 24 25 23. 22 БаССНе ЫВц Ба-наф- ЕМ С 8тил0,2 О,3 0,3 0,26 Поглощение Н через 48 ч,мл Х 70 450 300 Х 20 570 400.ХХО Составитель Т.ВасильеваРедактор М.Дылын Техред М.Гергель Корректор А.Тяско Заказ 5895/4 Х Тираа 464 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий3035, Москва, Ж-ЗХ, Раушская наб., д.4/5Я филиал ППП "Патент", г. Уагород, ул. Проектная, 4 М-С, г соответ- А 1 Е ВЕСствеино 2 ммоль0,23 0,2 БпЕ 0,25

Смотреть

Заявка

2719151, 02.02.1979

Штудиенгезельшафт Коле мбХ(ФРП

БОРИСЛАВ БОГДАНОВИЧ

МПК / Метки

МПК: C01B 6/04

Метки: гидрида, магния

Опубликовано: 15.08.1984

Код ссылки

<a href="https://patents.su/5-1109047-sposob-polucheniya-gidrida-magniya.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Способ получения гидрида магния</a>

Похожие патенты