EA001369B1 - Способ получения поликапролактама - Google Patents

Abstract

Описывается способ получения поликапролактама путем нагревания смеси, содержащей 6-аминокапронитрил и воду, при температуре 200-300°С, который заключается в том, что процесс проводят в присутствии производного тетрагидроазепина формулы (I)

Description

Настоящее изобретение касается технологии производства поликапролактама, в частности, способа получения поликапролактама.

Известен способ получения поликапролактама путем нагревания 6-аминокапронитрила в виде водного раствора в присутствии фосфорсодержащего катализатора при температуре 200

- 300°С и под давлением (см. патент США № 4568736, МПК: С 08 С 69/00 1986).

Наиболее близким изобретением по технической сущности и достигаемому эффекту является способ получения линейных полиамидов, в частности поликапролактама, который заключается в том, что исходную смесь, содержащую полиамидообразующие компоненты и воду, нагревают в автоклаве при температуре 150-300°С до образования низкомолекулярного полиамида, образовавшийся аммиак и избыток воды удаляют и затем продолжают нагрев при температуре выше точки плавления полиамида, в частности при 200-255°С (см. патент США № 2245129, кл. 260-2, 1941г.).

Недостатком известного способа является его двустадийность.

Задачей изобретения является разработка упрощенного способа получения поликапролактама, который также обеспечивает расширение технологических возможностей получения поликапролактама.

Поставленная задача решается предлагаемым способом получения поликапролактама путем нагревания смеси, содержащей 6аминокапронитрил и воду, при температуре 200

- 300°С, за счет того, что процесс проводят в присутствии производного тетрагидроазепина формулы (I).

ζλ ^Ν Ν (Η.) - (СЯ₂) зСМ

Нагрев предпочтительно проводят при температуре 200-280°С.

Процесс преимущественно проводят в атмосфере инертного газа, такого как, например, азот.

Процесс можно проводить в среде органического растворителя, в качестве которого можно использовать, например, алканолы, такие как метанол, этанол, н- и изопропанол, н-, изо- и трет-бутанол и многоатомные спирты, такие как диэтиленгликоль и тетраэтиленгликоль, углеводороды, такие, как петролейный эфир, бензол, толуол, ксилол, лактамы, такие как пирролидон или капролактам, или алкилзамещенные лактамы, такие как Ν-метилпирролидон, Νметилкапролактам или Ν-этилкапролактам, или сложные эфиры карбоновых кислот, преимущественно карбоновые кислоты с 1 до 8 атомами углерода. Разумеется, можно также применять смеси органических растворителей.

Процесс осуществляют в автоклаве, в частности, при самоустанавливающемся давлении.

На моль производного тетрагидроазепина вышеприведенной формулы (I) используют в общем не менее 0,01 моль, преимущественно от 0,1 до 20, в частности от 1 до 5 моль воды.

Предлагаемый способ предпочтительно проводят следующим образом.

В снабженном мешалкой автоклаве смесь, содержащую 6-аминокапронитрил, производное тетрагидроазепина вышеприведенной формулы (I) и воду, в атмосфере азота нагревают до температуры 200-3 00°С, которую поддерживают еще определенное время при самоустанавливающемся давлении. После снижения давления до более низкой величины реакцию продолжают еще до получения поликапролактама желаемой характеристики. После сброса давления до атмосферного продукт можно держать еще на дополнительной конденсации.

Предлагаемый способ иллюстрируется следующим примером.

Пример.

В снабженный мешалкой (60 об/мин) автоклав подают 280 г 6-аминокапронитрила, 195 г воды и 25 г производного тетрагидроазепина формулы (I). После создания в автоклаве атмосферы азота мешалку включают и реакционную смесь нагревают до температуры 255°С, на которой держат в течение часа при самоустанавливающемся давлении (примерно 78 бар). Затем в течение 30 мин давление в автоклаве снижают до 30 бар. При этом давлении реакционную смесь держат еще в течение двух дальнейших часов, после чего давление сбрасывают до атмосферного. После 2-часовой дополнительной конденсации образовавшийся расплав поликапролактама выпускают в виде жгута, который гранулируют и экстрагируют с последующим анализом на относительную вязкость и содержание концевых аминогрупп и карбоксильных групп. При этом экстракцию осуществляют следующим образом.

00 вес. ч. поликапролактама и 400 вес. ч. полностью обессоленной воды перемешивают с обратным холодильником при температуре 1 00°С в течение 24 ч, и после удаления воды сушат при температуре 1 00°С в вакууме.

Относительную вязкость, свидетельствующую о молярной массе и степени полимеризации, определяют в 1%-ном по весу растворе в 96 %-ной серной кислоте при 25°С с помощью вискозиметра по Уббелоде.

Определение концевых аминогрупп и концевых карбоксильных групп в экстрагированном поликапролактаме осуществляется с помощью ацидиметрического титрования. При этом концевые аминогруппы титруют надхлорной кислотой в смеси фенола и метанола в весовом соотношении 70 : 30, а концевые карбоксильные группы титруют раствором едкого кали в среде бензилового спирта.

При этом получают следующие результаты

Относительная вяз-	2,14
кость
Содержание концевых аминогрупп, мэкв/кг	50
Содержание концевых карбоксильных групп, мэкв/кг	29

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Claims (1)

1. Способ получения поликапролактама путем нагревания смеси, содержащей 6аминокапронитрил и воду, при температуре 200-300°С, отличающийся тем, что процесс проводят в присутствии производного тетрагидроазепина формулы (I)