Способ получения фталимидов щелочных металлов

,г7 д ИЗОБРЕ ДЕТЕЛЬСТВУ НИЯ ПИС В 18ельский инстимерных материСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ВТОРСНОМУ СВИ(54)(57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФТАЛИМИДО ЩЕЛОЧНЫХ МЕТАЛЛОВ путем взаимодействия фталимида со спиртовым раство ром гидрата окиси и/или алкоголятом щелочного металла при 50-140 С, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с це лью упрощения и интенсификации процесса, взаимодействие ведут под вак умом и выделяющиеся пары спирта и воды удаляют со скоростью, обеспечи вающей в реакционной массе в процесподачи спиртового раствора концентр цию спирта 10-60 мас,%.1 13Изобретение относится к усовершенствованному способу получения фталимидов щелочных металлов, используемых в качестве промеж точных продуктов при синтезе замедлителей подвулканизации каучуков.Известен способ получения фталимида калия взаимодействием 57.-ного раствора фталимида в абсолютном этаноле с 257=ным этанольным раствором гидрата окиси калия. После сливания растворов реакционную массу быстро охлаждают, отфильтровывают фталимид калия, осадок суспендируют в ацетоне, фильтруют и сушат при умеренном нагревена воздухе. Выход продукта около 903. Недостаток способа заключается в невысоком выходе целевого продукта,значительном расходе этанола и ацетона, взрыво- и пожароопасности используемых растворителей.Известен также способ получения фталимидов щелочных металлов взаимодействием суспензии тонкоизмельченного фталимида в обезвоженных алифатических спиртах, содержащих в молекуле от 1 до 4 атомов углерода, сраствором гидрата окиси или алкоголята щелочного металла в тех же спиртах. Процесс проводят при 35-50 Св течение 1-6 ч, После выдержки суоспензию охлаждают до 20 С, осадокпромывают спиртом и сушат. Выход целевого продукта 853.Недостатком способа является низкий выход целевого продукта,Наиболее близким к изобретению потехнической сущности и достигаемомурезультату является способ полученияфталимидов щелочных металлов, заключающийся в том, что к суспензии фта.лимида в органическом растворителепри 50-110 С в течение 60-70 мин дозируют смесь растворов бутилата игидрата окиси щелочного металла в органическом растворителе при мольномсоотношении бутилат щелочного металла: гидрат окиси щелочного металла,равном 0,5:0,5-0,99:0,01. Синтез проводят в емкостном аппарате, снабженном мешалкой и обратным холодильником .для возврата паров растворителя. После полного смещения реагентов реакционную массу выдерживают 20 мин, охлаждают, фильтруют и высушивают, Для приготовления суспензии фталимида в качестве органического растворителя используют бутанол, бензол, хлорбен 10392 2 5 Ю 15 20 25 30354050 зол, уайт-спирит. Для приготовленияраствора бутилата и гидрата окиси щелочного металла используют бутанолили его смесь с перечисленными растворителями. Выход продукта 97-997,содержание основного вещества 95-997.Недостаток способа заключаетсяв сложности и длительности вспомогательных стадий фильтрования и сушкипродукта от органического растворителя, Суспензия продукта, полученногоуказанным способом, неудовлетворительно фильтруется, осадок плохо отжимается и содержит значительное количество растворителя. Отфильтрованная паста склонна к тиксотропномуразжижению при воздействии механических воздействий, налипает на металлические поверхности, что существенноусложняет транспортировку пасты отфильтра к сушилке. Налипание продуктана стенки и ротор вакуумгребковой сушилки затрудняет процесс сушки, делает его длительным и малоэффективным,Длительность сушки 5-6 ч, а всегопроцесса 6,5-8,5 ч,Цель изобретения - упрощение и интенсификация процесса,Поставленная цель достигается способом получения фталимидов щелочныхметаллов путем взаимодействия фталимида со спиртовым раствором гидратаокиси и/или алкоголятом щелочного металла при 50-140 ОС,отлича-ющимся тем, что взаимодействиеведут под вакуумом и выделяющиеся пары спирта и воды удаляют со скоростью, обеспечивающей в реакционной массе в процессе подачи спиртового раствора концентрацию спирта 10- 60 мас.Е,Согласно данному способу синтез фталимидов щелочньг металлов проводят в смесителях, приспособленных для перемешивания пастообразных продуктов,например в смесителях типа ВернерПфлейдерер. Процесс проводят при 50 О О 140 С, предпочтительно при 70-80 С,При температуре реакционной массыовьппе 100 С существенно снижается содержание основного вещества в целевом продукте, при температуре менееО50 С увеличивается продолжительность процесса и снижается качество продукта. В качестве органического растворителя для приготовления раствора гидрата окиси или алкоголята щелочного металла используют алифатические3 1310392 4 спирты, содержащие 1-4 атома углерода снабженный рубашкой для обогрева, в молекуле. Спиртовый раствор при герметичной крышкой со штуцерами для перемешивании постепенно подают в загрузки реагентов и отсоса паров, смеситель на предварительно нагретый прямым холодильником и приемником до 50-100 С фталимид, Пары спирта и 5 конденсата, загружают 294,26 г (2 моль) воды, выделяющейся в процессе взаи- фталимида и при перемешивании нагремодействия, удаляют из зоны реакции, вают до 75 С. Температуру реакционной создавая в смесителе разрежение в массы измеряют при помощи .хромель,3-0,8 атм, Скорость подачи спирто- копелевой термопары, укрепленной на вого раствора и скорость удаления па- О крышке смесителя и погруженной в реров спирта и воды регулируют таким акционную массу. К нагретому фталиобразом, чтобы содержание жидкой фазы миду при перемешивании со скоростью в реакционной массе во время придачи 15 г/мин подают раствор, состоящий раствора составляло 10-60 мас.%, из 115,59 г(2,06 моль) гидрата окиси предпочтительно 30-40 мас.%, При соб калия и 650 г бутанола. Одновременно людении указанного условия не наблюда- в смесителе устанавливают разрежение ется налипания реакционной массы на в 0,5-0,7 атм, Пары бутанола и воды, стенки илопасти смесителя иобразова- выделяющейся в процессе взаимодейния комков целевого продукта. По окон- ствия фталимида с гидратом окиси качании дозирования спиртового раствора 20 лия, конденсируют в холодильнике и из реакционноймассы отгоняютостатки собирают в приемник. В процессе приспирта до содержания летучих не более дачи спиртового раствора и отгонки 0,5% и охлаждают полученный продукт бутанола в реакционной массе поддеро до комнатной температуры. живают температуру 70-75 С. При собЦелевой продукт получают в виде 25 людении указанных условий реакционсухого тонкодисперсного порошка, со- ная масса в процессе придачи раствора держащего 95-99% основного вещества. представляет пластичную пасту и соВлияние количества щелочи на состав держит 35-40% бутанола. К концу продукта приведено в таблице. дозировки бутанольного раствора изИз приведенных в таблице данных 30 реакционной массы отгоняется 400- видно, что наличие в целевом продук г бутанола. При неремешивании ио те свободной щелочи не увеличивает температуре 70-75 С в течение 40- гигроскопичность продукта и содержа мин отгоняют оставшийся бутанол, ние летучих соединений в процессе выдерживают 10-20 мин и охлаждаюто хранения остается неизменным. Про реакцпонную массу до 20-30 С, Отогдукт, полученный при стехиометрнчес- нанный бутанол регенерируют и испольком количестве и избытке щелочи зуют для проведения следующей опера- менее 0,03 моль, нестабилен при хра- ции.нении. Продукт, полученный при иэбыт- Получают 374,22 г мелкокристаллике щелочи 0,03 моль и выше, стабилен 40 ческого порошка белого цвета, содерпри хранении и по истечение 120 сут жащего 98,5 Ж основного вещества и содержание основного вещества в нем 0,3 летучих соединений, Выход пропрактически не изменяется, Продукт, дукта 99,5 от теории, считая на полученный в условиях примеров 1 и 100% фталимид калия, Длительность 5, по содержанию основного йещества, 45 процесса 100-120 мин. содержанию непрореагировавшего фта- П р и м е р 2. В смесительзагрулимида и стабильности при хранении жают 294,26 г (2 моль) фталимида, не уступают продукту, полученному , герметизируют смеситель, при перемев условиях известного способа, шивании нагревают фталимид до 100 оТаким образом, иэ приведенных 50 105 С, устанавливают в смесителе разданных следует, что небольшой избы- режение в 0,3-0,5 атм и со скоростью ток свободной щелочи (0,03 моль или 17-18 г/мин подают раствор, состоящий 0,6 мас. ) не только не ухудшает ка- иэ 115,59 г гидрата окиси калия и чество целевого продукта, но и спо г бутанола, В процессе дозировасобствует его лучшей сохранности при 55 ния раствора и отгонки бутанола в длительном хранении. реакционной массе поддерживают 95 оП р и м е р 1, В смеситель типа 100 С, реакционная масса представляет Вернер-Пфлейдерер емкостью 1,5 л, сыпучую пасту, содержащую 10-15% бу 5 13танола, К концу дозировки отгоняется580-610 г бутанола. В течение 2030 мин при перемешивании отгоняютоставшийся бутанол, 10 мин выдерживают и охлаждают реакционную массу до20-30 С,Получают 378,26 г порошка белогоцвета, содержащего 95 основного вещества и 0,2 летучих соединений, Выход продукта 97%, считая на 100 фталимид калия,Длительность процесса 75-85 мин,П р и м е р 3. В смеситель загружают 294,26 г (2 моль) фталимида,герметизируют смеситель, при перемешивании нагревают фталимид до 5560 С, устанавливают в смесителе разорежение в 0,7-0,8 атм, исо скоростью 12-13 г/мин подают раствор, состоящий из 115,59 г гидрата окиси калия и 650 г бутанола. В процессе дозировки раствора и отгонки бутанолатемпературу реакционной массы поддерживают в пределах 50-55 С. К концудозировки раствора из реакционноймассы отгоняют 150-200 г бутанола имасса представляет пасту, содержащую55-60 . бутанола. По окончании дозировки в течение 120-150 мин отгоняютоставшийся бутанол, 30 мин выдержиовают и охлаждают массу до 20-30 С.Получают 366,67 г порошка белого .цвета, содержащего 98 основного вещества и 0,5 летучих. Выход 97,5%считая на 100 фталимид калия. Длительность процесса 210-220 мин.П р и м е р 4, В условиях примера 1 иэ 294,26 г (2 моль) фталимидаи 731,17 г раствора, содержащего231,17 г (2,06 моль) бутилата калияои 500 г бутанола и нагретого до 70 С,получают 373,45 г порошка белого цве та, содержащего 99,1 основного вещества и 0,5 . летучих. Выход 99,9%считая на 100% фталимид калия.П р и м е р 5, В условиях примера 1 иэ 294,26 г фталимида и 771,37 г 10392ораствора, состоящего иэ 109,81 г гидрата окиси калия, 11,56 г бутилатакалия и 650 г бутанола, получают372,7 г порошка белого цвета, содержащего 99,3% основного вещества и0,1% летучих.Выход 99,9 . считая на 100 . фталимид калия,П р и м е р 6. В условиях приме 10 ра 1 из 294,26 г (2 моль) фталимидаи раствора 82 г гидрата окиси натрияв 600 г бутанола получают 346,95 гпорошка белого цвета, содержащего97 фталимида натрия и 0,3 летучих,15 Выход 99,5 считая на 100 фталимид натрия,П р и м е р 7, В условиях примера 1 из 294,26 г фталимида и 115,59 ггидрата окиси калия, растворенного в20 650 г этилового спирта, получают374,27 г порошка белого цвета, содержащего 97 основного вещества и 0,3 летучих.Выход 98 считая на 1004 та-лимид калия.П р и м е р 8. В условиях примера 1 из 294,26 г фталимида и 115,59 ггидрата окиси калия, растворенного в650 г изопропилового спирта, получают30 372,35 г порошка белого цвета, содержащего 98 основного вещества и О, 1%летучих.Выход 98,5 считая на 100 фталимид калия.Таким образом, предлагаемый способполучения фталимидов щелочных металлов позволяет существенно упроститьи интенсифицировать процесс, исключить стадии фильтрования суспензии40 и сушки пасты, ликвидировать межоперационную транспортировку липкой мажущейся пасты, значительно упроститьаппаратурное оформление процесса, механизировать и автоматизировать про 45 цесс. При этом длительность процессаполучения сокращается с 6-8 ч до 1,53,5 ч,(известныйспособ) Составитель В.СапуновТехред Н.Глущенко Корректор И.Эрдейи Редактор И,Сегляник Заказ 1865/24 Тираж 372 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5