RU2061690C1

RU2061690C1 - Method for production of n-methyl morpholine-n-oxide

Info

Publication number: RU2061690C1
Application number: RU93058219A
Authority: RU
Inventors: М.С. Бродский; А.П. Макаров
Original assignee: Московское научно-производственное объединение "НИОПИК"
Priority date: 1993-12-29
Filing date: 1993-12-29
Publication date: 1996-06-10

Abstract

FIELD: organic chemistry. SUBSTANCE: monohydrate of N-methyl morpholine-N-oxide is used as reagent 1. Said reagent is melt and then is placed as drops on uninterrupted moving surface. Said surface passes through zone having temperature 120-170 C within 1-5 min. Desired product has melting point 182-183 C, its yield being 98.7-99.6 %. EFFECT: improves efficiency of method.

Description

Изобретение относится к области промышленного органического синтеза, а именно к способу получения N-метилморфолин-N-оксида (ММО), который находит применение как химикат-добавка в лакокрасочной промышленности, а также в качестве растворителя для натуральных и синтетических полимеров. В последнее время наиболее важной областью применения ММО является использование его в качестве растворителя целлюлозы для производства нового типа волокна. The invention relates to the field of industrial organic synthesis, and in particular to a method for producing N-methylmorpholine-N-oxide (MMO), which is used as a chemical additive in the paint industry, as well as as a solvent for natural and synthetic polymers. Recently, the most important field of application of IMO is its use as a cellulose solvent for the production of a new type of fiber.

Известно, что ММО может существовать, как основание с Тпл. 184,2^oС, а также в виде гидратов: MMO•0,5-0,9H₂O с Тпл.120 -102^oС, MMO•H₂O с Тпл 75,6^oС и MMO•2,5H₂O с Тпл. 40,5^oС(1).It is known that IMO can exist as a base with mp. 184.2 ^o C, and also in the form of hydrates: MMO • 0.5-0.9H ₂ O with Mp. 120 -102 ^o C, MMO • H ₂ O with Mp 75.6 ^o C and MMO • 2.5H ₂ O with mp. 40.5 ^o C (1).

В технологии производства волокна предпочтительно использование в качестве растворителя целлюлозы ММО в виде высокоплавкой формы как с точки зрения экономики, так и технологии. In fiber production technology, it is preferable to use MMO cellulose as a solvent in the form of a high-melting form as a solvent both in terms of economics and technology.

Известен способ получения N-метилморфолин-N-оксида в виде основания путем обезвоживания моногидрата при остаточном давлении 133 Па и температуре 70-105^oС в течение 20 ч. Выход основания по предложенному способу 90% (2).A known method of producing N-methylmorpholine-N-oxide in the form of a base by dehydration of the monohydrate at a residual pressure of 133 Pa and a temperature of 70-105 ^o C for 20 hours. The base yield of the proposed method is 90% (2).

Недостатком этого способа является длительность сушки и очень низкая величина остаточного давления (133 Па), что делает невозможным применение его в промышленности. Кроме того, описанный способ не обеспечивает достаточно высокого выхода продукта. The disadvantage of this method is the drying time and a very low residual pressure (133 Pa), which makes it impossible to use it in industry. In addition, the described method does not provide a sufficiently high yield.

Задачей изобретения является создания способа получения ММО, который бы мог использоваться в промышленном масштабе и обеспечивал бы получение достаточно высокого выхода ММО. The objective of the invention is to provide a method for producing IMO, which could be used on an industrial scale and would ensure a sufficiently high yield of IMO.

Для решения этой задачи предложен способ, в котором ММО в виде основания получают обезвоживанием его моногидрата путем его плавления с последующим помещением в виде капель на непрерывно движущуюся поверхность, проходящую через зону с температурой 120-170^oС в течение 1-5 мин.To solve this problem, a method is proposed in which IMO in the form of a base is obtained by dehydration of its monohydrate by melting it, followed by placement in the form of drops on a continuously moving surface passing through an area with a temperature of 120-170 ^o C for 1-5 minutes.

Использование температуры ниже 120^oС приводит к значительному увеличению времени пребывания продукта в зоне нагрева, а использование температуры выше 170^oС вызывает частичное разложение продукта и, как следствие, снижение выхода.The use of temperatures below 120 ^o With leads to a significant increase in the residence time of the product in the heating zone, and the use of temperatures above 170 ^o With causes a partial decomposition of the product and, as a consequence, a decrease in yield.

При времени пребывания продукта в зоне нагрева менее 1 мин невозможно получить ММО в виде основания, а увеличение времени пребывания выше 5 мин, приведет к снижению выхода продукта. When the residence time of the product in the heating zone is less than 1 min, it is impossible to obtain MMO in the form of a base, and an increase in the residence time above 5 min will lead to a decrease in the yield of the product.

Известно, что моногидрат ММО обладает малой термической стойкостью и при нагревании разлагается с выделением кислорода. Поэтому получение основания ММО из его моногидрата путем термообработки представлялось невозможным. Однако неожиданно оказалось, что при помещении расплава моногидрата ММО в виде капель на непрерывно движущуюся ленту, которая проходит через зону с температурой 120-170^oС в течение 1-5 мин, получается ММО в виде основания с достаточно высоким выходом 98,7-99,6%
Способ иллюстрируют примеры, приведенные ниже.It is known that MMO monohydrate has low thermal stability and decomposes with heating to produce oxygen. Therefore, obtaining the base of the IMO from its monohydrate by heat treatment seemed impossible. However, it unexpectedly turned out that when placing the melt of MMO monohydrate in the form of drops on a continuously moving belt, which passes through a zone with a temperature of 120-170 ^o C for 1-5 minutes, it turns out MMO in the form of a base with a sufficiently high yield of 98.7-99 6%
The method is illustrated by the examples below.

Пример 1. 38,6 мас.ч. моногидрата ММО, полученного окислением ММ перекисью водорода,содержащей трилон Б,с последующими разложением остаточной перекиси водорода с помощью диоксида марганца, отгонкой воды и перекристаллизацией из ДМФА(З) расплавляют при температуре 76-78^oС и расплав в виде капель помещают на непрерывно движущуюся металлическую ленту, которая проходит через зону с температурой I5O^oC в течение 3 мин и получают 33,3 мас.ч. основания ММО, т.пл. 182-183^oС.Example 1. 38.6 parts by weight MMO monohydrate obtained by oxidation of MM with hydrogen peroxide containing Trilon B, followed by decomposition of residual hydrogen peroxide with manganese dioxide, distillation of water and recrystallization from DMF (3) is melted at a temperature of 76-78 ^o C and the melt in the form of drops is placed on a continuously moving a metal tape that passes through the zone with a temperature of I5O ^o C for 3 minutes and get 33.3 wt.h. founding of IMO, so pl. 182-183 ^o C.

Выход 99,6%
Пример.2. 38,6 мас.ч. моногидрата ММО, полученного как указано в примере 1, расплавляют и в виде капель помещают на ленту, которую пропускают через зону с температурой 170^oС при времени пребывания 1 мин, и получают 33,0 мас. ч. основания ММО, т.пл. 182-183^oС.Yield 99.6%
Example 2. 38.6 parts by weight MMO monohydrate, obtained as described in example 1, is melted and placed in the form of drops on a tape, which is passed through a zone with a temperature of 170 ^o With a residence time of 1 min, and get 33.0 wt. including the foundation of IMO, so pl. 182-183 ^o C.

Выход 98,7%
Пример 3. 38,6 мас.ч. моногидрата ММО, полученного как указано в примере 1, расплавляют и в виде капель помещают на ленту, пропускают через зону с температурой 120^oС с временем пребывания 5 мин и получают 33,2 мас.ч. основания ММО, т.пл. 181-182^oС.Yield 98.7%
Example 3. 38.6 parts by weight MMO monohydrate obtained as described in example 1 is melted and placed in the form of droplets on a tape, passed through a zone with a temperature of 120 ^o With a residence time of 5 minutes and get 33.2 wt.h. founding of IMO, so pl. 181-182 ^o C.

Выход 99,3%
Пример 4. 50 мас.ч. моногидрата ММО, полученного окислением ММ перекисью водорода с последующим разложением остаточной перекиси водорода экзимом каталазой, отгонкой воды азеотропной дистилляцией с бензолом (4) расплавляют и в виде капель помещают на непрерывно движущуюся металлическую ленту и пропускают через зону с температурой 150^oС в течение 3 мин и получают 43,1 мас.ч. основания ММО, т.пл. 182-183^oС.Yield 99.3%
Example 4. 50 parts by weight MMO monohydrate obtained by oxidation of MM with hydrogen peroxide followed by decomposition of residual hydrogen peroxide by exim catalase, water distillation by azeotropic distillation with benzene (4) is melted and placed in the form of droplets on a continuously moving metal tape and passed through a zone with a temperature of 150 ^o С for 3 min and get 43.1 parts by weight founding of IMO, so pl. 182-183 ^o C.

Выход 99,6%
Пример 5 (сравнительный по прототипу). 50 мас.ч. моногидрата ММО, полученного как указано в примере 1, помещали в вакуумсушильный шкаф и выдерживали 20 часов при температуре 70-105^oС при остаточном давлении 133Па и получали 38,9 мас.ч. основания ММО, т.пл. 179-180^oС.Yield 99.6%
Example 5 (comparative prototype). 50 parts by weight MMO monohydrate obtained as described in example 1 was placed in a vacuum oven and kept for 20 hours at a temperature of 70-105 ^o With a residual pressure of 133Pa and received 38.9 wt.h. founding of IMO, so pl. 179-180 ^o C.

Выход 95,0%
Таким образом, предложенный способ позволяет получать ММО в виде основания (т.пл. 181-183^oС) с достаточно высоким выходом 9877-99,6%Yield 95.0%
Thus, the proposed method allows to obtain IMO in the form of a base (mp. 181-183 ^o C) with a sufficiently high yield of 9877-99.6%

Claims

A method of producing N-methylmorpholine-N-oxide in the form of a base from monohydrate by dehydration, characterized in that the N-methylmorpholine-N-oxide (monohydrate) is melted and placed in the form of droplets on a continuously moving surface passing through a zone with a temperature of 120- 170 ° C for 1-5 minutes.