NO145337B - Analogifremgangsmaate for fremstilling av farmakologisk aktive metylamin-derivater - Google Patents

Abstract

Analogifremgangsmåte for fremstilling av farmakologisk aktive metylamin-derivater.

Description

Fremgangsmåte til fremstilling av siliciumkarbid eller blandinger som inneholder dette.

Oppfinnelsen vedrører en ny fremgangsmåte til fremstilling av siliciumkarbid, spesielt til fremstilling av finkornet siliciumkarbid, idet fremgangsmåten gjen-nomføres i gassfase.

Den tekniske fremstilling av silicium-karbid foregår ved reduksjon av kvartssand med koks under tilsetning av koksalt og sagmel således at en opplagring av disse stoffer oppvarmes ved hjelp av elektrisk motstandoppvarmning ved en temperatur på ca. 2000° C. Ved denne temperatur omsetter utgangsblandingen seg i sterk en-doterm reaksjon ifølge bruttoligningen Si02 + 3C=SiC + 2CO til siliciumkarbid og karbonmonoksyd. Driften foregår diskontinu-erlig og det unnvikende karbonmonoksyd avbrennes. Etter ovnens avkjøling og av-dekning av de øvre skikt samles det stykk - formede siliciumkarbid og underkastes for sin anvendelse en rekke prosesser som opp-brytning, siktning, maling, vasking, luting, tørkning og klassifisering.

Oppfinnelsen vedrører en fremgangsmåte til fremstilling av siliciumkarbid eller blandinger av siliciumkarbid med ikke omsatt siliciumoksyd og fremgangsmåten er karakterisert ved at man overfører en eller flere oksydiske siliciumforbindelser i gassfase og omsetter med minst én eller flere likeledes i gassfase befinnende karbonholdige forbindelser under mest mulig fullstendig utelukkelse av luft og fuktighet og eventuelt atskiller det dannede siliciumkarbid på i og for seg kjent måte.

Ved gjennomføring av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen kan det fordelaktig gåes frem således at man først overfører den oksydiske siliciumforbindelse og den karbonholdige forbindelse i gassformet tilstand så sant de ikke allerede foreligger i gassformet tilstand og i denne tilstand, altså ved høye temperaturer, blander de seg med hverandre hurtig og intenst i et reaksjonsrom under luftutelukkelse idet det er uvesentlig om omsetningen finner sted helt eller delvis i gassfasen. Det er bare viktig at de to utgangsstoffer ved prosessens begynnelse primært overføres i gassformig tilstand. Det derved dannede finfordelte siliciumkarbid bortføres ved hjelp av de ved reaksjonen dannede gasser såvel som de eventuelt ikke omsatte gassformede karbonholdige forbindelser eller andre tilsetningsgasser og atskilles etter avkjøling ved hjelp av vanlige utskillings-innretninger fra gasstrømmen.

Siliciumkarbidets utbytte er desto høy-ere jo bedre sammenblandingen av den gassformede oksydiske siliciumforbindelse og den gassformede karbonforbindelse fo-retas. Sammenblandingen av reaksjons-deltakerne foregår hensiktsmessig direkte ved gasstrømmens utgangssted fra ovnen eller reaksjonskaret hvori disse frembringes, da den ved dette sted har sin høyeste temperatur. Fremadskridende avkjøling før avslutning av reaksjonen med den karbonholdige forbindelse fører til et mer eller mindre stort innhold av ikke omsatt siliciumoksyd i sluttproduktet.

Ikke omsatte deler av siliciumoksyder

i sluttproduktet lar seg, hvis det ønskes en mest mulig ren siliciumkarbid som sluttprodukt, fjerne på kjent måte, f. eks. ved behandling med oppløsningsmiddel som natronlut og lignende hvorved alle de i prosessen ifølge oppfinnelsen opptredende siliciumforbindelser foruten SiC bringes i oppløsning. Etter utvaskning med vann blir det tilbake rent siliciumkarbid.

Som oksydiske siliciumforbindelser kommer det ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen til anvendelse f. eks. siliciummonoksyd, siliciumdioksyd eller en blanding av begge oksyder. Siliciummonoksyd anvendes foretrukket. Gassformet siliciummonoksyd kan frembringes på kjent måte ved oppvarmning av en blanding av et SiO.-holdig råstoff som kvarts, kvartssand eller et silikat, som f. eks. et alumi-niumsilikat og et reduserende stoff som f. eks. koks, sot, silicium, aluminium, mag-nesium ved temperaturer over 1400° C. Gassformet siliciumdioksyd kan fremstilles ved oppvarmning av kvarts til temperaturer over 2000° C. En blanding av gassformet siliciummonoksyd og gassformet siliciumdioksyd fåes f. eks. når en blanding av kvarts og koks oppvarmes med et over-skudd av kvarts i elektrisk lysbue.

Det er også i den senere tid beskrevet et siliciumoksyd med sammensetningen SL03. Om dette danner seg intermediært

i en SiO- og SiO-holdig gasstrøm er ennu ikke kjent. Det synes imidlertid ved fore-liggende oppfinnelse ikke ha noen betyd-ning om det dannes et slikt eller også et annet lavere siliciumoksyd da det som sluttprodukt slik det ble fastslått etter omsetningen av den siliciumoksydholdige gasstrøm med en karbonholdig forbindelse oppstår siliciumkarbid.

Som karbonholdige forbindelser kan det ikke bare anvendes alifatiske og/eller aromatiske og/eller blandet alifatisk-aromatiske hydrokarboner, men også slike som inneholder oksygen i molekylet. Ved under-søkelsen av et stort antall karbonholdige forbindelser, har det vist seg at dannelsen av siliciumkarbid alltid inntrer foretrukket når forholdet mellom karbon og oksygen minst er lik 1 eller større. Som spesielt egnet har de lavere alifatiske hydrokarboner vist seg.

Eksempler på karbonholdige forbindelser er alifatiske eller aromatiske hydrokarboner, alkoholer, ketoner, etere, karbonmonoksyd, lett- og tungolje osv.

De i høytemperaturreaksjonsrommet dannede gassformede siliciumoksyder kan uttre fra gassrommet under det egnede reaksjonstrykk og utføres ved hjelp av en på et egnet sted inn i reaksj onsrommet innmatet gasstrøm som selvsagt ikke bør tre i uønsket reaksjon med siliciumoksy-dene.

Mens fordampningen av kvarts krever meget høye temperaturer lar gassformet siliciumoksyd seg som bekjent allerede fremstille ved temperaturer over 1400° C. Det er kjent tekniske anordninger som til-later ved kontinuerlig tilførsel av f. eks. en blanding av kvarts og kull å frembringe en kontinuerlig strøm av gassformet siliciummonoksyd. Av denne grunn gir man siliciummonoksydet fortrinn ved gjennom-føring av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen.

En spesiell fordel ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen ligger deri at den gjen-nomføres kontinuerlig hvilket ikke kunne oppnås ved de tidligere i teknikken an-vendte fremgangsmåter til silicium-karbid fremstilling, tross forskjellige anstrengel-ser. En annen fordel ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen ligger deri at karbon-monoksydet som opptrer ved prosessen, ut-vinnes uten ytterligere omkostninger og kan benyttes for oppvarmning- eller kje-miske formål hvilket ikke var mulig ved de tidligere teknisk gjennomførte fremgangsmåter. En ytterligere fordel ved fremgangsmåten ligger deri at siliciumkarbidet med en gang ved dets dannelse opptrer i en finkornet form hvorved de tidligere nød-vendige og omstendelige oppbrytnings-, malings- og siktningsprosesser kan bort-falle. Dessuten er det siliciumkarbid som er fremstilt ifølge den nye fremgangsmåte, praktisk talt fri for jern- og aluminium-forbindelser av hvilken grunn den under-tiden ved de tidligere fremgangsmåter gjennomførte vasking med svovel ikke er nødvendig.

Det siliciumkarbid som fremkommer ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen har følgende data:

Spesifikk overflate:

50—300 nr/g (målt ifølge B.R.T.)

Volumtetthet:

10—50 g/l

Sammenrystet tetthet (Riitteldichte)

15—80 g/l

Krystallstruktur:

kubisk (3 - SiC

(Det handelsvanlige SiC, «karborund», er a-SiC med heksagonal og rhombo-

edriske strukturer. Man kan imidlertid eksperimentelt også fremstille kubisk

p-SiC)

Fuktbarhet:

meget godt fuktbart med polare og upolare uorganiske og organiske væs-ker.

Partikkelform og partikkelstørrelse:

1) Tynne fiberlignende partikler for det meste krummet f. eks. ofte forgre-net. Lengde inntil 1500 millimikron, for det meste mellom 50 og 800 millimikron. Tykkelse inntil 60 millimikron, for det meste mellom 5 og 15 millimikron. 2) Runde partikler med diametere inntil 600 millimikron, for det meste mellom 10 og 200 millimikron, 3) Krystallografisk begrensede partikler av dimensjoner inntil 500 millimikron, for det meste inntil 250 millimikron. Under tiden foreligger krystal-lene (monokrystaller) i form av gan-ske tynne elektrontransparante små

plater.

For det meste foreligger alle 3 partikkel-former ved siden av hverandre. Man kan imidlertid influere på reaksjonen således at f. eks. fiberdelen eller den krystallinske del overveier. Prosentuelle vektsangivelser hertil er ikke mulig.

Det fineste siliciumkarbid som fåes i handelen for tiden har følgende data:

Partikkelstørrelse:

inntil 6000 millimikron for det meste mellom 500 og 3000 millimikron. Partikkelform: Uregelmessige bruddstykker (male-prosess).

Krystallstruktur:

heksagonal a-SiC.

Spesifikk overflate:

2 m<3>/g (B.E.T.).

Sammenrystet tetthet: (Riitteldichte)

955 g/l.

Eksempel 1.

Fra en blanding av kvartssand og koks i vektforhold 5:1 frembringes i en elektrisk lysbueovn en blanding av gassformet siliciummonoksyd og karbonoksyd. Gass-mengden som trer ut fra ovnen utgjør 4,0 kg SiO pr. time og 2,5 kg CO pr. time. SiO/CO-gasstrålens temperatur ligger ved ca. 2000—2500° C. Ved hjelp av en avkjølt dysering innblåses i SiO/CO-gasstrålen under god sammenblanding og under utelukkelse av luft, 3,0 kg 100 pst.-ig metan. Reaksj onsproduktet som oppstår i fineste for-deling føres bort fra reaksjonen ved hjelp av det fra ovnen uttredende karbonmonoksyd ved hjelp av de ved reaksjonen dannede gasser, såvel som ved ikke omsatt metan og utskilles etter avkjøling i en var-meutveksler i en gruppe på to sentrifugal-utskillere. Fra utskillerne utføres pr. time 3,78 kg material som inneholder 2,28 kg SiC, 1,49 kg ikke omsatt SiO og 0,01 kg sot.

Produktet har lysegrå farve og den spesifikke overflate er 120 mVg, en volumtetthet på 36 g/l og viser i røntgendia-gram linjene for det kubiske (3-SiC (ved siden av elementært silicium og amorft siliciumdioksyd, som stammer fra den del-vise disproporsjonering av det faste SiO). Elektronemikroskopiske undersøkelser viser fiberformede partikler som under tiden er krummede og forgrenede med lengder inntil 1000 millimikron og diametere inntil 20 millimikron såvel som runder partikler med diameter inntil 400 millimikron og dessuten krystallografisk begrensede partikler med dimensjoner inntil 400 millimikron. De forskjellige partikler foreligger i omtrent sammenlignbare mengder.

Eksempel 2.

5,0 kg av det ifølge eksempel 1 dannede produkt behandles i fire timer under omrøring ved 90—100° C med 13 liter 30 pst.-ig natronlut. Herved går det ikke omsatte siliciummonoksyd i oppløsning under dannelse av vannglassoppløsning og utvikling av hydrogen. Det tilbakeblivende siliciumkarbid frafiltreres, vaskes og tør-kes. Det fåes 2,8 kg siliciumkarbid.

Det rene produkt er en lysegrå farve og har spesifikk overflate på 205 m2 pr. g og viser i røntgendiagram bare linjene av kubisk (5-SiC. Den elektronemikroskopiske undersøkelse viser at et lignende funn som ved råproduktet som fåes ifølge eksempel 1 imidlertid overveier nå deler av fiber-formet og krystallinske partikler.

Eksempel 3.

En ifølge eksempel 1 anbragt gass-strøm og 0,4 kg SiO pr. time og 2,5 kg CO pr. time bringes under utelukkelse av luft til reaksjon med en blanding av 3,5 Nm<3 >metan pr. time og 3,0 Nm<3> reaksjonsavgass pr. time. Reaksjonsavgassen uttas fra av-gassen bak sentrifugalutskilleren etter ut-skillelse av de faste reaksjonsprodukter og inneholder 28 pst. metan, 21 pst. karbonmonoksyd og 51 pst. hydrogen. Det fremstilles pr. time 3,8 kg reaksjonsprodukt med et innhold av 2,1 kg siliciumkarbid.

Produktets farve er grå, den spesifikke overflate utgjør 104 m<2> pr. gram.

Eksempel 4.

Av en blanding av malt kvarts og ned-brutt silicium i vektsforhold 2,1 : 1 frembringes i en elektrisk lysbueovn, gassformet siliciummonoksyd. Gasstrålen som trer ut av den elektriske ovn med temperatur på 2500° C og som inneholder 8,5 kg SiO pr. time omsettes med en gassblanding av 4,5 Nn<r> metan pr. time og 2,0 Nm<3> hydrogen pr. time. Fra utskillerne fåes pr. time 8,08 kg produkt med 5,25 kg siliciumkarbid.

Eksempel 5.

En ifølge eksempel 1 frembragt gass-strøm av 4,0 kg SiO pr. time og 2,5 kg CO pr. time omsettes under utelukkelse av luft med 14,5 Nm<3> etylen pr. time. Det fåes pr. time 4,92 kg produkt med 2,16 kg siliciumkarbid, 1,63 kg ikke-omsatt siliciummonoksyd og 1,13 kg sot.

Produktet er sort, har en spesifikk overflate på 57 m<2> pr. g og en sammenrystet tetthet på 80 g pr. 1. Det inneholder hovedsakelig krystallinske og runde partikler med dimensjoner inntil 250 millimikron. Delen av fiberformede partikler er meget liten. SiC er ifølge røntgendiagram-met kubisk (3-SiC.

Eksempel 6.

En ifølge eksempel 1 frembragt gass-strøm av 4,0 kg SiO pr. time og 2,5 kg CO pr. time bringes under utelukkelse av luft til reaksjon med en gassblanding av 4 Nm<3 >propylen pr. time og 8 Nm<3> hydrogen pr. time. Propylen som tas fra en bombe over-føres ved hjelp av ytre varmetilførsel fra flytende i gassformet tilstand. Reaksjons-produktet pr. time fremkommer med en mengde på 4,52 kg inneholder 1,68 kg siliciumkarbid, 2,16 kg ikke omsatt siliciummonoksyd og 0,68 kg sot.

Produktet er mørkegrått, har en spesifikk overflate på 91 m<2> pr. g og en sammenrystet tetthet på 49 g pr. liter.

Eksempel 7.

En ifølge eksempel 1 frembragt gass-strøm på 4,0 SiO pr. time og 2,5 CO pr. time omsettes under luftutelukkelse med en gassblanding som ble frembragt ved for-dampning av Cs/C, flytende gass og hydrogen. Mengden av C/d-gass utgjør 5 Nm<3 >pr. time, mengden av hydrogen 10 Nm<3 >pr. time. Det fåes pr. time 4,12 kg produkt med 1,77 kg. siliciumkarbid, 2,06 kg ikke omsatt siliciummonoksyd og 0,29 kg sot.

Produktets farve er brungrå, dets spesifikke overflate utgjør 90 m<2> pr. g og sammenrystet tetthet 40 g pr. liter.

Eksempel 8.

I en ifølge eksempel 1 frembragt gass-strøm av 4,40 kg SiO pr. time og 2,75 kg CO pr. time innblåses ved en temperatur på ca. 1900—2200° C 7,5 Nm<3> metan pr. time. Fra atskilleren fjernes pr. time 4,25 kg produkt som inneholder 1,58 kg siliciumkarbid og 2,67 kg ikke omsatt siliciummonoksyd.

Produktets farve er lysegrå, den spesifikke overflate utgjør 174 m<2> pr. g og sammenrystet tetthet er 30 g pr. liter.

Eksempel 9.

6,5 kg av det ifølge eksempel 7 dannede produkt befries med 18 liter 30 pst. natronlut under omrøring ved 90° C i 3 timer for ikke omsatt siliciummonoksyd. Det fåes etter frafiltrering, vasking og tørking 2,3 kg siliciumkarbid.

Produktet har en lysegrå farve og en spesifikk overflate på 283 m2 pr. g. Rønt-gendiagrammet er det samme som for kubisk (3-SiC. Elektronemikroskopiske under-søkelser viser hovedsakelig fiberformede partikler med lengder inntil 500 millimikron og diametre inntil 15 millimikron. Ved siden av de fiberformede partikler er det tilstede i mindre mengder krystallinske og kuleformede partikler med dimensjoner inntil 300 millimikron, for det meste inntil 100 millimikron.

Eksempel 10.

En ifølge eksempel 1 frembragt gass-strøm, inneholdende 4,0 kg SiO pr. time bringes under luftutelukkelse til reaksjon med en gassblanding av 3,1 Nm3 aceton pr. time og 6,0 Nm<3> reaksj onsavgass pr. time (bestående av hydrogen, karbonoksyd, ikke omsatt aceton og mindre mengder ved krakking dannet hydrokarboner). Det fåes pr. time 3,9 kg produkt med 1,1 kg SiC.

Produktet er av lysegrå farve og har en spesifikk overflate på 110 m<2> pr. g, en sammenrystet tetthet på 41 g pr. liter og viser i røntgendiagrammet linjene for kubisk p-SiC. Det viser overfor vann hydro-fobe forhold.

Claims (5)

1. Fremgangsmåte til fremstilling av

siliciumkarbid eller blandinger av silicium-karbid med ikke omsatt siliciumoksyd,karakterisert ved at man overfører en eller flere oksydiske siliciumforbindelser i gassfase og omsetter med en eller flere likeledes i gassfase befinnende karbonholdige forbindelser under mest mulig fullstendig utelukkelse av luft og fuktighet og eventuelt adskiller det dannede silicium-karbid på i og for seg kjent måte.

2. Fremgangsmåte ifølge påstand 1, karakterisert ved at man som ok- sydisk siliciumforbindelse anvender sili ciumdioksyd eller fortrinnsvis siliciummonoksyd.

3. Fremgangsmåte følge påstandene 1 eller 2, karakterisert ved at man som karbonholdige forbindelser anvender alifatiske og/eller aromatiske og/eller blan-dede alifatisk-aromatiske hydrokarboner eller karbonmonoksyd.

4. Fremgangsmåte ifølge påstandene 1—3, karakterisert ved at man for-tynner de gassformede karbonholdige forbindelser før deres omsetning med en inert gass, f. eks. med en del av reaksjonsav-gassene.

5. Fremgangsmåte ifølge påstandene 1—4, karakterisert ved at reaksjonen utføres ved temperaturer over 1400° C.