RU1784255C - Способ очистки органического вещества - Google Patents

Abstract

Использование изобретени : повышение чистоты конденсата и выхода наиболее чистого вещества при добавлении адсорбента к исходному веществу. Еще больший эффект достигаетс  при добавлении смеси двух и более адсорбентов. В конкретном случае очистки Дифенила Ч при добавлении нейтральной двуокиси алюмини  или силикагелей чистота конденсата по примес м , близким по своим физико-химическим свойствам к основному веществу, повышаетс  на 10-35%, а выход наиболее чистого вещества увеличиваетс  в 1,,2-2,5 раза в зависимости от адсорбентов. А ил., 2 табл.

Description

Изобретение относитс  к способам разделени , а более конкретно, к способам сублимационной очистки и может быть использовано дл  очистки органических веществ от различных примесей в лабораторных и промышленных услови х.

Известен способ очистки органического вещества сублимацией с конденсацией его паров на поверхности с линейным градиентом температуры.

Недостатком способа-прототипа  вл етс  невысока  чистота конденсата и сравнительно малый выход наиболее чистого вещества.

Целью насто щего изобретени   вл етс  повышение чистоты конденсата и увеличение выхода наиболее чистого вещества. Указанна  цель достигаетс  добавлением к очищаемому веществу адсорбента или смеси различных адсорбентов, взаимодействующих с примес ми вещества.

Дл  достижени  положительного эффекта адсорбенты должйы быть химически нейтральными к веществу, то есть основное вещество не должно претерпевать химических превращений в присутствии адсорбентов при заданных услови х процесса сублимации.

На фиг.1 показана хроматограмма исходного Дифенила Ч до очистки (цифрами на фиг.1 и фиг.З пронумерованы примеси); на фиг.2 - хроматограммы нечетных зон конденсата Дифенила после очистки способом-прототипом (а) и предлагаемым способом с добавлением двуокиси алюмини  (б) и силикагел  (в),

Цифры у хррм атограмм на фиг,2 и фиг.4 - номера зон конденсата, раздел вшегос  по длине сло  на 6 равных частей. Зона 1 располагаетс  в интервале максимальных температур конденсации. На фиг.З - хроматограммы конденсатов Дифенила дл  зоны 1 после очистки способом-прототипом (а) и предлагаемым способом с добавлением силикагел  (б), двуокиси алюмини  (в) и их смеси (г): на фиг.4 - хроматогрзммы нечетных зон конденсатов Дифенила после очистки способом-прототипом (а) и с добавлением двуокиси алюмини  (б) при одинаковой скорости и времени испарени , соответственно 140 и 5 ч.

СЛ

С

ч

00

ю ел ел

Дл  сравнени  очищали сублимацией с конденсацией паров на поверхности с линейным градиентом температуры ароматический углеводород Дифенил (ДФ) квалификации ч без добавлени  адсорбента (по прототипу) в присутствии адсорбента и смеси из двух адсорбентов (по предлагаемому способу).1 - ,

Пример1.В кварцевую ампулу с внутренним диаметром 1,9 см загружалось исходное вещество ДФ без адсорбента (по прототипу) и с различными адсорбентами и их смес ми. Зона загрузки 5 см (от запа нного конца ампулы). Масса ДФ и адсорбентов составл ли - 1 г; при изготовлении смесей двух адсорбентов массы каждого из них равн лись 0,5 г. Исходные ДФ и его смеси с адсорбентами заливались 10 мл бензола и при интенсивном перемешивании в ультразвуковой ванне типа УМ-0,5 мощностью 2, Вт бензол полностью испар лс . .„. „

Ампула помещалась в медную трубку с внутренним диаметром 3,2 см, толщиной стенки 0,5 см и длиной 55 см, на одном конце которой размещен нагреватель, а на другом - холодильник (длина каждого из них 10 см).

Устройство надвигалось на ампулу, так чтобы очищаемое вещество находилось в зоне нагревател , и при этом запа нный конец ампулы располагалс  в центре печи.

Поверхностью с линейным градиентом температуры служила внутренн   стенка ампулы на прот жении от конца зоны загрузки до начала холодильника.

Во всех случа х сублимации ДФ и его смесей с адсорбентами температура печи была 50±2° С; температура холодильника составл ла 12±1° С. Величина градиента температуры - 0,7° С . Степень разр жени  воздуха в ампуле - 10 мм рт.ст. Врем  сублимации - 5 ч.

ДФ без адсорбентов сублимировалс  в течение 3 ч, при температуре нагревател  42 ±2° С - в течение 5 ч. В последнем случае скорость сублимации ДФ без адсорбента была равна скорости сублимации ДФ в смеси с двуокисью алюмини , а именно 140 мг-ч . При указанных услови х сублимировалось 80-85% ДФ.

После очистки слой конденсата раздел ли на 6 равных частей (фракций). Нумераци  зон 1-6 начинаетс  со стороны испарител . Наиболее чистое вещество - в зоне 6. Взвесив каждую из фракций и определив их примесный состав, получали распределение вещества па массе и примесному составу вдоль поверхности конденсации .

Весовой анализ фракций выполн лс  на аналитических весах ПРА ТА13 (Польша) с точностью г.

Анализ примесей в веществе выполн лс  методом высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ) в обращенно-фазовом режиме на хроматографе ЛИКВОХРОМ 2010 (Венгри ) с ультрафиолетовым спектрофотометрическим

детектором 308/1. Результаты анализа регистрировались на самописце ТЗ 4620 (ЧСФР) и на ленте вычислительного интегратора С1-100А (ЧСФР). Относительные количества примесей сравнивались по

площад м или высотам их пиков на хрома- тограммах на уровне абсолютных значений мас.%. Анализы выполн лись на стекл нных хроматографических колонках с внутренним диаметром 3,3 и длиной 150мм.

заполненных фазой Сепарон СГХ С18 зернением 7 мкГИ (ЧСФР).

Элюэнтом служил раствор воды и ацетонитрила (1:4); скорость элюэнта - 0,5 мл при давлении в колонке 55 бар;

длина волны детектировани  - 297 нМ на шкале 1 ед. поглощени  света; скорость записи хроматограмм на ленте самописца - 0,6 см . Концентраци  проб и их объем вводимый в хроматограф, составл ли соответственно 5 мг-мл 1 и 20 мкл.

Исходный ДФ квалификации Ч содер-, жит не менее шести различных примесей (фиг.1).

Наибольшие трудности при очистке св заны с удалением примесей, близкими по своим физико-химическим свойствам к основному веществу, и поэтому располагающимис  на хроматограмме возле пика основного вещества. Таковыми в нашем случае  вл ютс  примеси 3 и 4. Последн   наиболее четко про вл етс  при выбранных услови х анализа. Оценка абсолютной концентрации примеси 4 путем сравнени  высоты ее пика с высотой пика 1%-ного

раствора ДФ дает 2,5%.

Дл  корректности все ниже приведенные числовые оценки сравнени  эффективности предлагаемого способа

относ тс  к примеси 4. Численные значени  ее концентрации выражены высотой ее пика на хроматограммах в мм. За наиболее чистый ДФ условно принимаем такой , у которого высота пика примеси 4 не

превышает 2 мм.

Хроматограмма сублимата наиболее чистого ДФ в зоне 1, очищавшегос  без адсорбента, с двум  различными адсорбентами и их смесью показана на чертеже,

из которых видно, что при сублимации ДФ с различными адсорбентами или их смесью общее количество различных примесей значительно меньше, чем при сублимации ДФ без адсорбента.

В табл.1 сравниваютс  количественные данные по чистоте конденсатов относительно примеси 4 в зонах конденсата дл  четырех различных адсорбентов, а также процентный состав зон по отношению к массам соответствующих конденсатов.

Из табл.1 видно, что применение адсорбентов уменьшает концентрацию примеси 4 почти во всех зонах и увеличивает выход наиболее чистого вещества. На чертежах показано, что концентрации и других примесей существенно понижаютс  при использовании адсорбентов.

Более нагл дно сказанное следует из табл.2, в которой обобщены данные по при- месному и весовому составу конденсатов, полученных без адсорбенту и в присутствии различных адсорбентов.

Из табл.2 видно, что средн   концентраци  примеси 4 в конденсатах в зависимо- сти от вида адсорбента уменьшаетс  на 10- 35%. а выход наиболее чистого вещества увеличиваетс  в 1,2-2,5 раза по сравнению с конденсатом, полученном при сублимации ДФ без адсорбента.

На чертеже видно, что наиболее чистый конденсат ДФ с учетом всех вы вл емых его примесей получают при сублимации с добавлением к исходному ДФ смеси адсорбентов .

Способ позвол ет очищать конденсаты веществ от примесей с различными физико- химическими свойствами, при этом чистота конденсата повышаетс  на 10-35%, а выход наиболее чистого вещества увеличиваетс  в 1,2-2,5 раза в зависимости от примен емых адсорбентов.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Способ очистки органического вещества , включающий сублимацию вещества с конденсацией его паров на поверхности с линейным градиентом температуры, отличающийс  тем, что, с целью повышени  чистоты конденсата и увеличени  выхода наиболее чистого вещества, к очищаемому веществу добавл ют адсорбент или смеси различных адсорбентов, взаимодействующих с примес ми вещества.

   Таблица 1

   Распределение примеси 4 (Сз) и массы (м) по зонам конденсата Дифенила Ч после его применени  очистки сублимацией без адсорбента и в случае применени  различных адсорбентов.

   - Точность ± 1 мм. -Точность ±2%.

   Таблица 2 i

   Сравнение данных по чистоте и выходу наиболее чистого вещества Дефинила Ч, полученных при его сублимационной очистке без адсорбента и в случае применени  различных адсорбентов

   - Точность ±5%, - точность ±10%, - точность ±20

   1 2 3,

   Л-р-

   02468 t.MUH Фиг. I.

   ii

   а)

   Л О

   a

   8

   сО CD

   246 t,wuH 0246 t./лин 0246 t,MUH

   С D

   CD

   I

   0246 t./лин 0246 1,мин 0 2 46 t,MUH

   I

   2 4 6t, 024 6t,MUH 024 6t/«JH

   Фиг. 2,

   Q)

   2 3

   t i

   0246 t,MUH

   6)

   3

   « IJ

   0246 t,MUH

   W

   0 2 Д 6 t,MUH

   0246 t,MUH Фиг. 3.

   A

   I

   СО

   st

   см о

   I

   СО

   го

   см о

   X

   0

   fr м

   $ wQodu goqg

   X

   i

   СО

   1Л

   СМ

   -

   со

   ч4- -ф

   Сч

   3

   см QX

   I

   со

   см

   {3 iqgodu QOQg