Способ разделения ароматических аминов

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик(61) Дополнительное к авт. саид-ву 1)М. Кл. аявлено 31. 07. 78 (21) 2651551/23-04 присоединением заявки Й23) Приоритет С 07 С 8 арственный комитетСССРедам изобретенийи открытий публиковано 3004.81, Бюллетень Йо 16 атаопубликования описания 30.04. 81 53) УДК 547.233.Г. Пахомов, Л.Н, Алексеев и Е.И. Даценко Научно-исследовательский институт хи государственном университете им. Н.И ри Рорьковскоачевского.(71) Заявитель 4) СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ АРОМАТИЧЕСКИХ АМИНОВ к ние эфощение одисперсут при темпераю твер- чизе,Изобретение относится к усовершенствованному способу разделения ароматических аминов, близких по физико-химическим свойствам, .в частности изомеров, и может быть использовано для выделения индивидуального органического соединения из сложной смеси.Известен способ разделения ароматических аминов и удаления из них примесей экстракцией растворителями типа спирт, хлороформ и др. 1 1.Однако степень разделения изомеров укаэанным способом ограничена.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ разделения аминов экстракцией и сокристаллизацией с другими ве ществами, согласно которому смесь изомеров 4,4-, 2,2- и 4,2-диаминодифенилметана растворяют в подходящем растворителе, например октане, добавляют бензил до образования пересыщенного раствора и после этого производят кристаллизацию. После отстаивания осадок отфильтровывают и проводят соответствующими методами анализ твердой и жидкой фаз. При этом 4,4-диаминодифенилметан переходит в осадок, а изомеры 2,2- и 4,2-диаминодифенилметана практичес иполностью остаются в растворе 2.Недостатками этого способа являются методические трудности осуществления процесса, приводящие к многоэтапности разделения, вследствиечего наблюдается плохая воспроиэводимость результатов.Цель изобретения - повышефективности разделения,и упрпроцесса.Поставленная цель достигаетсятем, что в качестве растворителяэкстрагента применяют соединения изряда 1,4-дихлорбензола, бромтолуола,дибензила, 2-метилнафталина в твердом состоянии, предварительно легированные добавками нафталина, антрацена, дифенила в количестве до 20 2 мас аЭкстрагенты берут в мелкном состоянии и процесс ведтемпературе на 0,5-15 нижетуры плавления экстрагентаУказанные экстрагенты в большинстве случаев изоморфны по отношениюк выделяемому веществу и, следовательно, способны к образованидых растворов с ним. Они незнательйо растворяются в жидкои фа,5 о же Бром 0 2 о анилин луол о же То ле 1 ж о-Бром анипин с 0,1 0,5 То из которой производится экстракция,в частности в воде, и, кроме того, обладают удобной для проведения процесса температурой плавления (;100 С), В качестве легирующих добавок используют органические вещества, меняющие структуру твердого растворителя,как фазы. Они ограниченно растворимы в основном экстрагенте ( ( 10 мас.Ъ) и незначительно ( ( 10 мас.В) - в жидкой фазе, из которой производится экстракция.Сами добавки обычно не10 растворяют ароматические амины.Приготовление легированного раствори.селя осуществляют сплавлением соответствующих компонентов в заданном соотношении с последующей быст рой кристаллизацией полученногорасплава. Для получения строго однородного состава экстрагента проводят отжиг в течение 48 ч при температурах, близких к температурам плавления. Разделение ароматических аминов проводят следующим образом.Смесь ароматических аминов растворяют в воде. В термостатированную ячейку помещают навеску тонкодисперсного легированного твердого растворителя и приливают определенный объем раствора смеси ароматических аминов. Общую смесь перемешивают магнитной мешалкой в течение 30- 60 мин при температуре на 0,5-15 С ниже температуры плавления экстрагента. После этого твердую и жидкую фазы разделяют любым удобным методом (фильтрованием, центрифугированием и т.п.), При этом в жидкой и твердой фазах получают соответствующие очищенные компоненты. В табл.1 приведены коэффициенты распределения (Кр) некоторых ароматических аминов между водой и твердыми экстрагентами.(О 1 4,4-Ди/ амино- дифенилметан,.45 Ди- бензил То же 1,8 0.2 То же То же 45 1,1 Дибензил4,4-Ди- аминоди- фенилме- тан Дифенил То же 4,5 То же То же То же 0 Нафталин 2,2.-ДиаминодиФенилметан 2,4 ДифенилТо же 4,2 То же 8,5 80 25 0 2-МеАнтрацен 2-Наф- тиламин тил- нафталин То же 270 То же То же То же 0,5 2-Наф- тиламин 0 5Н То же Экстракционная способность экстрагента по отношению к извлекаемомусоединению характеризуется Кр,. который определяет полноту извлеченияи степень концентрирования экстрагируемого соединения и равен отношению концентрации извлекаемого вещества в твердой фазе и его концентрации в жидкой фазе в условиях .установившегося равновесия,Из таблицы видно, что введениелегирующих добавок в твердый органи-.ческий растворитель приводит к повы- .шению его экстракционной способности (растет Кр), что позволяетповысить эффектйвность разделения,выделения и степень концентрированияароматических аминов.Например, при использовании легированного твердого растворителя ,Оэффективность разделения изомеровнафтиламинов возрастает в 3,4 раза,а изомеров броманилина в 5 раз. Свведением 1 мас.В дифенила в дибензил появляется возможность.разделения изомеров диаминодифенилметана ( о= -"- становится равной 4),КрП р и м е р 1. (Иллюстрирует применение способа в аналитической химии).. Дифениламин, получающийся из анилина, содержит в качестве примесей акридин, бензидин, нафтиламин и анилин. Для количественного определения загрязнений в воздухе и сточных водах необходимо определить количественное содержание дифениламина. Оно производится с помощью отделения дифениламина от сопутствующих примесей и концентрирования его. Водный раствор ,(объем 20-50 мл) дифениламина и сопутствующих ему аминов (анилин, акридин, бензидин, нафтиламины и др.) приводят в контакт с твердым экстрагентом (и-днхлорбензол легированный 0,5 мас,% нафталио на)и перемешивают при 50 С в течение 30-60 мин. Затем твердую фазу отделяют от жидкой, Навеску (0,3 г).Таблица 2 Зада конц ция фени г/мл м 0 0(Я = 20 мл)м, легиро1 мл),тельном содержании в смеси изомеров 5е в твердой фазе п водного растворатвердым 2-метилйафванным антраценомсоставляет97,сл алиноб 5 (т твердой фазы растворяют в 1-3 мл октана и в этом растворе определяют содержание дифениламина по иэвестной методике,Концентрация дифениламина в исходном водном растворе (СдфА) рассчитывается из выражения, г/мл Таким образом, используя в качестве твердого экстрагента и-дихлорбензол, можно определить дифениламины в концентрациях 1 10- 5. 10 7 г/мл- 8и до 4,8 10 г/мл,повысить чувстви-.тельность анализа дифениламина всмесях ароматичских аминов, еслииспользовать п-дихлорбензол, легированный 0,5 мас. нафталина.П р и м е р 2. Водный растворсмеси изомеров п,о,м - броманилинов(У = 10-30 мл) приводят в контактс мелкодисперсным твердым экстрагентом п-бромтолуолом, легированнымнафталином (0,5 мас.) и перимешивают при 20 ОС в течение 30-60 мин.Твердую фазу отделяют от жидкой.В твердой фазе при этом остаетсятолько п-броманилин, в жндкой толькосмесь о- и м-иэомеров,Коэффициенты разделения и- он м-изомеров броманилина при экстракции и-бромтолуолом и п-бромтолуолом,легированным нафталином (0,5 мас.),составляют Ы Ъ 200 и с10 соответственно. Для сравнения при экстракции данных изомеров жидкимирастворителями (бензол, хлороформ,четыреххлористый углерод и др.) о(.3,При исходном процентном содержании и-броманилина в смеси л 50 егосодержание в твердой фазе послеэкстракции иэ водного раствора(Ч = 20 мл) п-бромтолуолом, легированным нафталином (У = 1 мл),составляет 98. Ч обьем водной фазы; в и д - масса и плотностьэкстрагента. В табл,2 приведены концентрации дифениламина, найденные после разделения и концентрирования твердыми органическими. растворителями. С фА после разделения с и-дихлорбенэолом + 0,5 нафталина Максимальное количество выделяемого в твердую фазу и-броманилина (0,7-0,9) 5 Ь Ч при Б - 2 10 г/млП р и м е р 3. Водный раствор т нического 1-нафтиламина объемом 10-30 мл приводят в контакт с мелкодисперсным твердым экстрагентом 2-метилнафталином, легированным 1 мас. антрацена.оСмесь перемешивают при 25 С в течение 30-60 мин. В жидкой фазе получается чистый 1-нафтиламин, а 2-нафтиламин полностью переходит в твердую фазу.Коэффициенты разделения 1 и 2-наф тиламинов при экстракции твердыми 2-метилнафталином и 2-метилнафталином, легированным антраценом ю (1 мас .), составляют с.,Э 160 и с 540. Для сравнения коэффициенты разделения указанных иэомеров при использовании традиционных жидких растворителей, таких как амиловый спирт, дибутилфосфат, хлороформ, бенэол, октан (которые представляют практически все группы растворителе по классификации Эвелла), близки к единице.825503 10 Формула изобретения Составитель И. АндриановРедактор Т. Мермелштайн Техред А,Ач Корректор О. Билак Тираж 443 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Заказ 2474/60 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4 Способ разделения ароматических аминов путем экстракции, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повьпаения эффективности разделения и упрощения процесса, в качестве растворителя-экстрагента исполЬзуют соединения из ряда 1,4-дихлорбензола,бромтолуола, дибензила, 2-метил- нафталина в твердом состоянии, предварительно легированные добавками нафталина, антрацена, дифенила в ко.личестве до 2 мас.В.2. Способ по п.1, о т л и ч а ю-. щ и й с я тем, что экстрагенты берут в мелкодисперсном состоянии и процесс проводят при температуре,Рна 0,5-15 ниже температуры плавления экстрагента. 5 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Патент США Р 3149162,кл 260-582, опублик. 15.09.64.302. Пахомов Л.П., Митрофанов В.А.и Востоков И.А. Разделение изомеровдиаминодифенилметана сокристаллизацией с бензилом, - "ЖОХ", 1977,47, с. 1103 (прототип),