RU2194034C1 - Method of synthesis of benzenepolycarboxylic acids - Google Patents

Method of synthesis of benzenepolycarboxylic acids Download PDF

Info

Publication number
RU2194034C1
RU2194034C1 RU2001111501/04A RU2001111501A RU2194034C1 RU 2194034 C1 RU2194034 C1 RU 2194034C1 RU 2001111501/04 A RU2001111501/04 A RU 2001111501/04A RU 2001111501 A RU2001111501 A RU 2001111501A RU 2194034 C1 RU2194034 C1 RU 2194034C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
oxidation
solution
synthesis
graphite
acids
Prior art date
Application number
RU2001111501/04A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2001111501A (en
Inventor
Н.П. Шапкин
В.Ю. Поляков
Н.Б. Кондриков
Original Assignee
Дальневосточный государственный университет
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Дальневосточный государственный университет filed Critical Дальневосточный государственный университет
Priority to RU2001111501/04A priority Critical patent/RU2194034C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2194034C1 publication Critical patent/RU2194034C1/en
Publication of RU2001111501A publication Critical patent/RU2001111501A/en

Links

Images

Abstract

FIELD: organic chemistry, chemical technology. SUBSTANCE: invention relates to the improved method of synthesis of benzenepolycarboxylic acids, namely, pyromellitic and mellitic acids. Method is performed by electrochemical oxidation of graphite or coal in suspended state and oxidation is carried out in all volume of electrolyte with electrochemically generating "active chloride" as oxidizing agent forming in electrolysis of 10-20% sodium chloride solution, at currant density 0.3-0.5 A/cm2 and temperature 50-90 C, from initial pH value of solution 7 using oxide-ruthenium-titanium anode and following isolation of the end product. Proposed ecologically pure method ensures to intensify electrochemical process of synthesis of benzenepolycarboxylic acids by 6-8.5-fold and to simplify process of extraction of the end product from electrolyte. End products are used in industry for production of polyesters, in part, alkyd resins and fibers, chelating agents, drugs, polyimides and pyrrones, electroinsulting covers. EFFECT: improved method of synthesis. 2 cl, 2 tbl, 3 ex

Description

Изобретение относится к способу получения бензолполикарбоновых кислот: пиромеллитовой и меллитовой, используемых в промышленности для производства полиэфиров, в частности алкидных смол и волокон, а также комплексообразователей, лекарственных веществ, полиимидов и пирронов, электроизоляционных покрытий. The invention relates to a method for producing benzenepolycarboxylic acids: pyromellitic and mellitic, used in industry for the production of polyesters, in particular alkyd resins and fibers, as well as complexing agents, drugs, polyimides and pyrrons, electrical insulating coatings.

Известен способ получения меллитовой (бензолгексакарбоновой С6(СООН)6) кислоты двухстадийным окислением предварительно измельченных ископаемых углей или продуктов их термообработки (А.С. СССР 734189, опубл. 18.05.80). Для этого ископаемый уголь или уголь, подвергнутый термообработке при 600-650oС в присутствии 1,5-2%-ной АlСl3, окисляют сначала концентрированной азотной кислотой в соотношении 1:15 при температуре 108-110oС в течение 18 ч. Затем азотную кислоту отгоняют, к сухому остатку добавляют 25%-ный водный раствор NaOH. На второй стадии окисления в реакционную смесь подают ток газообразного хлора до нейтральной реакции раствора, окрашенного в желто-зеленый цвет. Меллитовую кислоту выделяют на сульфополистирольном катионите, элюат упаривают на водяной бане, сухой остаток перекристаллизовывают из азотной кислоты. Выход меллитовой кислоты 4,5-33,9% при содержании в ней 0,3% примеси азота и 0,2% минеральных примесей.A known method of producing mellitic (benzenehexacarboxylic C 6 (COOH) 6 ) acid by two-stage oxidation of pre-ground fossil fuels or products of their heat treatment (AS USSR 734189, publ. 18.05.80). For this, fossilized coal or heat-treated coal at 600-650 o C in the presence of 1.5-2% AlCl 3 , first oxidized with concentrated nitric acid in a ratio of 1:15 at a temperature of 108-110 o C for 18 hours Then nitric acid is distilled off, 25% aqueous NaOH solution is added to the dry residue. In the second stage of oxidation, a stream of chlorine gas is supplied to the reaction mixture until the solution colored yellow-green is neutral. Mellitic acid is isolated on polystyrene cation exchange resin, the eluate is evaporated in a water bath, the dry residue is recrystallized from nitric acid. The yield of mellitic acid is 4.5-33.9% with a content of 0.3% nitrogen impurity and 0.2% mineral impurities in it.

Основными недостатками этого способа являются:
- многостадийностъ окислительного процесса, происходящего в кислой, щелочной и нейтральных средах;
- высокая коррозионная активность окислителя азотной кислоты и необходимость работы с токсичными газами - хлором и окислами азота;
- необходимость дополнительной термообработки угля при 600-650oС для получения выходов меллитовой кислоты более 4,5%;
- наличие в целевом продукте примесей.
The main disadvantages of this method are:
- multi-stage oxidation process that occurs in acidic, alkaline and neutral environments;
- high corrosivity of the nitric acid oxidizer and the need to work with toxic gases - chlorine and nitrogen oxides;
- the need for additional heat treatment of coal at 600-650 o With to obtain the outputs of mellitic acid more than 4.5%;
- the presence in the target product of impurities.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению по технической сущности и достигаемому результату является способ, заключающийся в электрохимическом анодном окислении углеграфитовых материалов до меллитовой кислоты (ЖПХ, 1990, т. 63, 10, с.2301-2307). Процесс проводят при непосредственном окислительном разрушении углеграфитового анода в 0,05-1 М растворе H2SO4, температуре 75-95oС, потенциале 1,05-1,3 В. При этом скорость образования целевого продукта составляет в среднем 0,17 г/ч в литре раствора. После завершения процесса окисления раствор отфильтровывают от шлама, упаривают до 1/10-й объема, центрифугируют, отфильтровывают осадившийся оксид графита, обрабатывают раствором аммиака для получения нерастворимой аммонийной соли меллитовой кислоты, из которой при подкислении концентрированной азотной кислотой получают чистую меллитовую кислоту в виде бесцветных игольчатых кристаллов с выходом по веществу 20-30%.Closest to the claimed technical solution according to the technical essence and the achieved result is a method consisting in the electrochemical anodic oxidation of carbon graphite materials to mellitic acid (ZhPKh, 1990, v. 63, 10, pp. 2301-2307). The process is carried out with direct oxidative degradation of the carbon-graphite anode in a 0.05-1 M solution of H 2 SO 4 , a temperature of 75-95 o C, a potential of 1.05-1.3 V. In this case, the formation rate of the target product is on average 0.17 g / h in a liter of solution. After completion of the oxidation process, the solution is filtered off from the sludge, evaporated to 1 / 10th volume, centrifuged, the precipitated graphite oxide is filtered off, treated with an ammonia solution to obtain insoluble ammonium salt of mellitic acid, from which pure mellitic acid is obtained in the form of colorless acidified with concentrated nitric acid needle crystals with a yield of 20-30%.

Основными недостатками этого способа являются:
- необходимость использования в процессе предварительно сформированного углеграфитового анода, так как целевой продукт получается при его непосредственном разрушении в электролите;
- невозможность использования в качестве сырья для электрохимического окисления ископаемых углей и подобных им материалов, обладающих низкой электропроводностью, так как сформированные из них аноды практически не подвергаются электрохимической оксидеструкции;
- длительность электрохимического процесса, так как окисляется только открытая поверхность углеграфитового анода, находящаяся в электролите;
- многостадийность и сложность выделения целевого продукта;
- использование в качестве электролита коррозионно-активного раствора серной кислоты.
The main disadvantages of this method are:
- the need to use a preformed carbon graphite anode in the process, since the target product is obtained when it is directly destroyed in the electrolyte;
- the impossibility of using fossil coals and similar materials having low electrical conductivity as raw materials for the electrochemical oxidation, since the anodes formed from them practically do not undergo electrochemical oxidation;
- the duration of the electrochemical process, since only the open surface of the carbon-graphite anode in the electrolyte is oxidized;
- multi-stage and the complexity of the selection of the target product;
- the use of a corrosive solution of sulfuric acid as an electrolyte.

Для устранения указанных недостатков предлагается способ, задачей которого является получение пиромеллитовой (1,2,4,5-бензолтетракарбоновой С6Н2(СООН)4) и меллитовой кислот в процессе электрохимического окисления ископаемых углей или графита.To eliminate these drawbacks, a method is proposed whose task is to obtain pyromellitic (1,2,4,5-benzenetetracarboxylic C 6 H 2 (COOH) 4 ) and mellitic acids in the process of electrochemical oxidation of fossil coal or graphite.

Поставленная задача решается путем окисления суспензии угля или графита электрохимически генерируемым окислителем "активным хлором", образующимся при электролизе 10-20%-ного раствора хлорида натрия, плотности тока 0,3-0,5 А/см2, температуре 50-90oС и постоянном перемешивании угольной суспензии. Под термином "активный хлор" понимают суммарное содержание в растворе гипохлорит-ионов СlO-, хлорноватистой кислоты НСlO и свободного хлора Сl2.The problem is solved by oxidizing a suspension of coal or graphite with an electrochemically generated oxidizer "active chlorine" formed during the electrolysis of a 10-20% solution of sodium chloride, current density 0.3-0.5 A / cm 2 , temperature 50-90 o C and constantly stirring the coal suspension. The term "active chlorine" means the total content in the solution of hypochlorite ions ClO - , hypochlorous acid HclO and free chlorine Cl 2 .

Способ осуществляется следующим образом. В бездиафрагменную электрохимическую ячейку помещают 0,5 л 10-20%-ного раствора хлорида натрия и 50 г измельченного до размера зерна <0,1 мм ископаемого угля или графита, характеристика которых приведена в таблице 1. The method is as follows. In a diaphragmless electrochemical cell, 0.5 l of a 10-20% sodium chloride solution and 50 g of fossilized coal or graphite crushed to a grain size <0.1 mm are placed, the characteristics of which are given in table 1.

Проводят электрохимическое окисление суспензии ископаемого угля или графита во всем объеме электролита при постоянном перемешивании, плотности тока 0,3-0,5 А/см2, температуре 50-90oС. Анод оксиднорутениево-титановый (ОРТА), катод титан (ВТ10). Процесс электрохимического окисления ведут в течение 15-17 ч от начального рН 7 до получения раствора светло-желтого цвета имеющего рН 11-12. При этом скорость образования целевого продукта составляет в среднем 0,86-1,20 г/ч в литре раствора, что в 6-8,5 раз интенсивнее по сравнению с прототипом. Полученный раствор отфильтровывают от шлама, фильтрат подкисляют соляной кислотой до рН 1. Образовавшиеся бензолполикарбоновые кислоты извлекают экстракцией этилцетатом, которую проводят трижды при объеме порции этилацетата 100 мл. Растворитель отгоняют, сухой остаток перекристаллизовывают из воды и получают целевой продукт в виде бесцветных игольчатых кристаллов. Оставшийся электролит после его нейтрализации вновь используют для следующего цикла электрохимического окисления угля. В таблице 2 приведены данные зависимости выходов по веществу бензолполикарбоновых кислот от условий электрохимического окисления исходного сырья.Electrochemical oxidation of a suspension of fossil coal or graphite is carried out in the entire volume of the electrolyte with constant stirring, a current density of 0.3-0.5 A / cm 2 , a temperature of 50-90 o C. Anode oxide-titanium ruthenium (ORTA), titanium cathode (VT10) . The process of electrochemical oxidation is carried out for 15-17 hours from an initial pH of 7 to obtain a light yellow solution having a pH of 11-12. The rate of formation of the target product is on average 0.86-1.20 g / h in a liter of solution, which is 6-8.5 times more intense compared to the prototype. The resulting solution was filtered off from the sludge, the filtrate was acidified with hydrochloric acid to pH 1. The resulting benzene polycarboxylic acids were recovered by extraction with ethyl acetate, which was carried out three times with a volume of 100 ml portion of ethyl acetate. The solvent is distilled off, the dry residue is recrystallized from water and the desired product is obtained in the form of colorless needle crystals. The remaining electrolyte after neutralization is again used for the next cycle of coal electrochemical oxidation. Table 2 shows the data on the dependence of the yields of benzene polycarboxylic acids on the conditions of electrochemical oxidation of the feedstock.

Из таблицы 2 видно, что при окислении ископаемых углей Липовецкого и Партизанского угольных разрезов образуется пиромеллитовая кислота, при окислении графита образуется меллитовая кислота, что объясняется различным химическим строением этих материалов. Ископаемые угли, в частности липтобиолиты и гумиты, представляют собой природный макромолекулярный сополимер неоднородной структуры и состава, в котором преобладают различные конденсированные ароматические структуры, при оксидеструкции которых образуется пиромеллитовая кислота. Графит имеет гексагональную слоистую упаковку, являющуюся аналогам ароматических соединений, при оксидеструкции которой образуется меллитовая кислота. From table 2 it can be seen that during oxidation of fossil coals of the Lipovetsky and Partizansky coal sections, pyromellitic acid is formed, while graphite is oxidized, mellitic acid is formed, which is explained by the different chemical structure of these materials. Fossil coals, in particular liptobiolites and humites, are a natural macromolecular copolymer of an inhomogeneous structure and composition, in which various condensed aromatic structures predominate, during the oxidation of which pyromellitic acid is formed. Graphite has a hexagonal layered package, which is an analogue of aromatic compounds, during the oxidation of which mellitic acid is formed.

И в том, и в другом случае образующиеся в малом количестве сопутствующие поликарбоновые кислоты и различные примеси отделяются от целевого продукта в процессе перекристаллизации из воды. In both cases, the concomitant polycarboxylic acids and various impurities formed in small quantities are separated from the target product during recrystallization from water.

При анализе данных таблицы 2 видно, что наибольший выход бензолполикарбоновых кислот достигается при плотности тока 0,4 А/см2, температуре 90oС и концентрации раствора хлорида натрия 15% (пример 3). В зависимости от сырья выход пиромеллитовой кислоты при указанных параметрах электрохимического окисления составляет от 26,7 до 30,1% на органическую часть угля, выход меллитовой кислоты 37,2% на органическую часть графита. Повышение плотности тока до 0,5 А/см2 (пример 5) незначительно уменьшает выход целевого продукта из-за его частичной деструкции, которая начинает происходить при повышении этого электрохимического параметра. При плотности тока, равной 0,7 А/см2 (пример 6), происходит резкое падение выхода целевого продукта, что обусловлено коррозией анода, происходящей в данной гетерогенной системе при больших плотностях тока. При плотности тока ниже 0,4 А/см2 (пример 7) происходит снижение выхода целевого продукта, обусловленное неполным взаимодействием исходного сырья с генерируемым при такой плотности тока окислителем.When analyzing the data of table 2 it is seen that the highest yield of benzenepolycarboxylic acids is achieved at a current density of 0.4 A / cm 2 , a temperature of 90 o C and a concentration of sodium chloride solution of 15% (example 3). Depending on the raw material, the yield of pyromellitic acid at the indicated parameters of electrochemical oxidation is from 26.7 to 30.1% of the organic part of coal, the yield of mellitic acid is 37.2% of the organic part of graphite. Increasing the current density to 0.5 A / cm 2 (example 5) slightly reduces the yield of the target product due to its partial destruction, which begins to occur when this electrochemical parameter is increased. When the current density equal to 0.7 A / cm 2 (example 6), there is a sharp drop in the yield of the target product, which is due to corrosion of the anode that occurs in this heterogeneous system at high current densities. When the current density is below 0.4 A / cm 2 (example 7), the yield of the target product decreases due to incomplete interaction of the feedstock with the oxidizing agent generated at this current density.

Приведенные в примерах 3, 5, 6, 7 таблицы 2 данные свидетельствуют о том, что оптимальным интервалом плотности тока для достижения технического результата являются заявленные значения 0,3-0,5 А/см2.The data presented in examples 3, 5, 6, 7 of Table 2 indicate that the optimal range of current density to achieve a technical result are the declared values of 0.3-0.5 A / cm 2 .

Уменьшение температуры с 90 до 70 и 50oС (пример 2 и 1 соответственно) также уменьшает выход целевого продукта, что обусловлено меньшей реакционной способностью при такой температуре окислителя "активного хлора". Повышение же температуры до 95oС и выше (пример 4) резко снижает выход целевого продукта, что обусловлено локальным вскипанием электролита в приэлектродном пространстве, вследствие чего тормозятся основные электрохимические процессы.A decrease in temperature from 90 to 70 and 50 o C (example 2 and 1, respectively) also reduces the yield of the target product, which is due to the lower reactivity at this temperature of the oxidizer "active chlorine". The increase in temperature to 95 o C and higher (example 4) dramatically reduces the yield of the target product, which is due to local boiling of the electrolyte in the electrode space, as a result of which the basic electrochemical processes are inhibited.

Следовательно, оптимальным температурным интервалом электрохимического окисления ископаемых углей или графита для получения бензолполикарбоновых кислот является интервал температур, заявляемый в способе, а именно 50-90oС.Therefore, the optimal temperature range of the electrochemical oxidation of fossil coals or graphite to obtain benzene-polycarboxylic acids is the temperature range claimed in the method, namely 50-90 o C.

Оптимальная концентрация раствора хлорида натрия составляет 15%. Снижение концентрации до 10% незначительно уменьшает выход целевого продукта (пример 8), что объясняется снижением выхода генерируемого окислителя "активного хлора", повышение концентрации раствора хлорида натрия до 20% (пример 9) также уменьшает выход целевого продукта из-за эффекта высаливания (высаждения) промежуточных продуктов окисления гуминовых и полифункциональных кислот. The optimal concentration of sodium chloride solution is 15%. A decrease in concentration to 10% slightly reduces the yield of the target product (example 8), which is explained by a decrease in the yield of the generated “active chlorine” oxidizing agent, an increase in the concentration of sodium chloride solution to 20% (example 9) also reduces the yield of the target product due to the salting out (precipitation) effect ) intermediate products of the oxidation of humic and polyfunctional acids.

Идентификация и чистота полученных пиромеллитовой и меллитовой кислот подтверждается несколькими физико-химическими и аналитическими методами:
- по литературным данным для пиромеллитовой и меллитовой кислот температуры плавления равны соответственно tпл=275 и tпл=288oC, для полученных продуктов окисления соответственно tпл=274,5 и tпл=287oC;
- ИК-спектры стандартных ч.д.а. образцов и ИК-спектры полученных продуктов окисления, снятые на приборе Spektrum BX FT-IR System фирмы Perkin Elmer в таблетках KBr, имеют аналогичные полосы поглощения;
- элементный анализ на углерод. Для пиромеллитовой кислоты вычислено С 47%, найдено для продукта окисления С 46,2%. Для меллитовой кислоты вычислено С 42%, найдено для продукта окисления С 41,1%;
- проведенный хромато-масс-спектрометрический анализ на системе HP 5972 MSD/HP 5890 series 2 GS фирмы Hewlett Packard показывает, что основными продуктами согласно масс-спектру являются пиромеллитовый диангидрид, молекулярный ион 218 и триангидрид меллитовой кислоты, молекулярный ион 288.
The identification and purity of the obtained pyromellitic and mellitic acids is confirmed by several physicochemical and analytical methods:
- according to published data for pyromellitic and mellitic acids, the melting points are respectively t PL = 275 and t PL = 288 o C, for the obtained oxidation products, respectively, T PL = 274.5 and T PL = 287 o C;
- IR spectra of standard bhp the samples and IR spectra of the obtained oxidation products taken on a Perktron Elmer Spektrum BX FT-IR System instrument in KBr pellets have similar absorption bands;
- elemental analysis for carbon. For pyromellitic acid, C 47% was calculated; found for the oxidation product C C 46.2%. For mellitic acid, C 42% was calculated; found for the oxidation product C 41.1%;
- performed chromatography-mass spectrometric analysis on an HP 5972 MSD / HP 5890 series 2 GS system from Hewlett Packard company shows that the main products according to the mass spectrum are pyromellitic dianhydride, molecular ion 218 and mellitic acid trianhydride, molecular ion 288.

Существенными отличительными признаками заявляемого изобретения по отношению к прототипу являются:
- электрохимическое окисление ископаемых углей или графита в суспендированном состоянии во всем объеме электролита, что исключает необходимость предварительного формирования анода для его окисления по прототипу;
- возможность использования в качестве легкодоступного сырья для окисления ископаемых углей, обладающих низкой электропроводностью, в частности природных липтобиолитов и гумитов;
- использование в качестве окислителя "активного хлора", образующегося при электролизе 10-20%-ного раствора хлорида натрия на оксидно-рутениево-титановом аноде при плотности тока 0,3-0,5 А/см2 и температуре 50-90oС;
- проведение процесса от первоначального рН раствора, равного 7, с последующим выделением целевого продукта.
Salient features of the claimed invention in relation to the prototype are:
- electrochemical oxidation of fossil coals or graphite in a suspended state in the entire volume of the electrolyte, which eliminates the need for preliminary formation of the anode for its oxidation according to the prototype;
- the possibility of using as readily available raw materials for the oxidation of fossil coals with low electrical conductivity, in particular natural liptobiolites and humites;
- use as an oxidizing agent of “active chlorine” formed during electrolysis of a 10-20% solution of sodium chloride on an oxide-ruthenium-titanium anode at a current density of 0.3-0.5 A / cm 2 and a temperature of 50-90 o C ;
- carrying out the process from the initial pH of the solution equal to 7, followed by the selection of the target product.

Отличительные признаки в совокупности с известными обеспечивают решению новое техническое свойство, заключающееся в интенсификации электрохимического процесса получения бензолполикарбоновых кислот за счет окисления суспендированного графита или ископаемого угля электрохимически генерируемым окислителем в 6-8,5 раз. Distinctive features, together with the known ones, provide the solution with a new technical property, which consists in intensifying the electrochemical process for producing benzene-polycarboxylic acids by oxidizing suspended graphite or fossil coal with an electrochemically generated oxidizing agent 6-8.5 times.

Преимуществом способа является и то, что значительно упрощается процесс извлечения целевого продукта из электролита после завершения процесса окисления, причем электролит может быть вновь использован после нейтрализации для следующего цикла электрохимического окисления. Способ является экологически чистым, так как в нем не применяются токсичные окислители, подобные азотной кислоте. Электрохимически генерируемый в растворе хлорида натрия окислитель "активный хлор", окисляя ископаемый уголь или графит, преобразуется в ту же соль. Таким образом процесс окисления угля является циклическим. An advantage of the method is that the process of extracting the target product from the electrolyte after the completion of the oxidation process is greatly simplified, and the electrolyte can be reused after neutralization for the next cycle of electrochemical oxidation. The method is environmentally friendly, since it does not use toxic oxidizing agents, such as nitric acid. The oxidizing agent "active chlorine" electrochemically generated in a sodium chloride solution, oxidizing fossil coal or graphite, is converted to the same salt. Thus, the process of coal oxidation is cyclical.

На основании изложенного можно заключить, что совокупность существенных признаков заявляемого изобретения имеет причинно-следственную связь с достигаемым техническим результатом. Указанные выше отличительные признаки не обнаружены в доступных источниках информации. Следовательно, заявляемое техническое решение обладает новизной и имеет изобретательский уровень, так как оно явным образом не следует из уровня техники. Based on the foregoing, we can conclude that the set of essential features of the claimed invention has a causal relationship with the achieved technical result. The above distinguishing features are not found in available sources of information. Therefore, the claimed technical solution has novelty and has an inventive step, since it does not explicitly follow from the prior art.

Возможность осуществления изобретения подтверждается следующими примерами. The possibility of carrying out the invention is confirmed by the following examples.

Пример 1. В стеклянную бездиафрагменную электрохимическую ячейку помещают 50 г измельченного на шаровой мельнице до размера зерна <0,1 мм графита. В нее же приливают 0,5 литра 15%-го раствора хлорида натрия. Нагревают раствор до 50oС при постоянном перемешивании. После образования суспензии проводят ее электролиз при плотности тока 0,4 А/см2. Анод ОРТА, катод титан ВТ10. Окисление графита во время всего электролиза проводят во всем объеме электролита при постоянном перемешивании его суспензии. Через 17 ч электролиза светло-желтый раствор, имеющий рН 12, отфильтровывают от шлама, фильтрат подкисляют соляной кислотой до рН 1. Далее образовавшуюся меллитрвую кислоту извлекают экстракцией этилацетатом, которую проводят трижды при объеме этилацетата в каждой порции 100 мл. Затем растворитель отгоняют, сухой остаток перекристаллизовывают из дистиллированной воды. В результате получают чистую меллитовую кислоту в виде бесцветных игольчатых кристаллов. Выход 27,1% в пересчете на органическую часть графита. Оставшийся электролит (фильтрат после его нейтрализации и корректировки концентрации раствора хлорида натрия) может быть использован для следующего цикла электрохимического окисления угля или графита.Example 1. In a glass diaphragm-free electrochemical cell, 50 g of crushed by a ball mill is placed to a grain size of <0.1 mm graphite. 0.5 liters of a 15% sodium chloride solution are poured into it. The solution is heated to 50 o With constant stirring. After the formation of the suspension, its electrolysis is carried out at a current density of 0.4 A / cm 2 . Anode ORTA, cathode VT10 titanium. The oxidation of graphite during the entire electrolysis is carried out in the entire volume of the electrolyte with constant stirring of its suspension. After 17 hours of electrolysis, a light yellow solution having a pH of 12 is filtered off from the sludge, the filtrate is acidified with hydrochloric acid to pH 1. Next, the formed mellitric acid is extracted by extraction with ethyl acetate, which is carried out three times with a volume of ethyl acetate in each portion of 100 ml. Then the solvent is distilled off, the dry residue is recrystallized from distilled water. The result is pure mellitic acid in the form of colorless needle crystals. Yield 27.1% in terms of the organic part of graphite. The remaining electrolyte (filtrate after its neutralization and adjustment of the concentration of sodium chloride solution) can be used for the next cycle of electrochemical oxidation of coal or graphite.

Пример 2. Пример осуществляют аналогично примеру 1 за исключением того, что в качестве сырья для окисления берут гумиты Партизанского угольного разреза (таблица 1) и поддерживают температуру раствора во время электролиза 70oС. Выход пиромеллитовой кислоты 24,6% в пересчете на органическую часть угля.Example 2. The example is carried out analogously to example 1 except that the Partisan coal mine humites are taken as the raw material for oxidation (table 1) and the solution temperature is maintained at 70 ° C during electrolysis . The yield of pyromellitic acid is 24.6%, calculated on the organic part coal.

Пример 3. Пример осуществляют аналогично примеру 1, только в качестве сырья для окисления берут липтобиолиты Липовецкого угольного разреза (таблица 1) и поддерживают температуру раствора во время электролиза 90oС. Выход пиромеллитовой кислоты 30,1% в пересчете на органическую часть угля.Example 3. The example is carried out analogously to example 1, only as a raw material for oxidation take lipobiolites of the Lipovetsky coal mine (table 1) and maintain the temperature of the solution during electrolysis 90 o C. The yield of pyromellitic acid 30.1% in terms of the organic part of coal.

Claims (2)

1. Способ получения бензолполикарбоновых кислот - пиромеллитовой и меллитовой путем электрохимического окисления, отличающийся тем, что электрохимическому окислению подвергают графит или ископаемые угли, находящиеся в суспендированном состоянии, и окисление проводят во всем объеме электролита электрохимически генерируемым окислителем "активным хлором", образующимся при электролизе 10-20%-ного раствора хлорида натрия, плотности тока 0,3-0,5 А/см2 и температуре 50-90oС, от первоначального рН раствора, равного 7, с использованием оксидно-рутениево-титанового анода с последующим выделением целевого продукта.1. The method of producing benzenepolycarboxylic acids - pyromellitic and mellitic by electrochemical oxidation, characterized in that graphite or fossil coals in suspended state are subjected to electrochemical oxidation and oxidation is carried out in the entire electrolyte volume by the "active chlorine" electrochemically generated oxidizer formed during electrolysis 10 -20% solution of sodium chloride current density of 0.3-0.5 a / cm 2 and a temperature of 50-90 o C, the initial pH of 7, using the ruthenium oxide- in the titanium anode with subsequent isolation of the desired product. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве ископаемых углей используют липтобиолиты, гумиты. 2. The method according to p. 1, characterized in that as fossil coals use liptobiolites, humites.
RU2001111501/04A 2001-04-25 2001-04-25 Method of synthesis of benzenepolycarboxylic acids RU2194034C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001111501/04A RU2194034C1 (en) 2001-04-25 2001-04-25 Method of synthesis of benzenepolycarboxylic acids

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001111501/04A RU2194034C1 (en) 2001-04-25 2001-04-25 Method of synthesis of benzenepolycarboxylic acids

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2194034C1 true RU2194034C1 (en) 2002-12-10
RU2001111501A RU2001111501A (en) 2003-02-10

Family

ID=20249045

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2001111501/04A RU2194034C1 (en) 2001-04-25 2001-04-25 Method of synthesis of benzenepolycarboxylic acids

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2194034C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101469431B (en) * 2007-12-24 2011-01-19 清华大学 Method for preparing nano oxidized graphite particle or flake graphite and benzene hexacarbonic acid simultaneously
CN109896948A (en) * 2019-04-17 2019-06-18 太原理工大学 A method of benzene carboxylic acid is prepared using middle low-order coal as raw material
CN113668003A (en) * 2021-09-07 2021-11-19 太原理工大学 Method for preparing trimesic acid by taking waste biomass as raw material

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Рудаков Е.С. и др. Анодное окисление графита в меллитовую кислоту в водных растворах электролитов. Химия твердого топлива. - 1988, № 2, с. 66-70. *
Шапранов В.В. и др. Электрохимическая оксидекструкция углеграфитовых материалов до меллитовой кислоты. Журнал прикладной химии. Т. 63. 1990, № 10, с.2301-2307. *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101469431B (en) * 2007-12-24 2011-01-19 清华大学 Method for preparing nano oxidized graphite particle or flake graphite and benzene hexacarbonic acid simultaneously
CN109896948A (en) * 2019-04-17 2019-06-18 太原理工大学 A method of benzene carboxylic acid is prepared using middle low-order coal as raw material
CN113668003A (en) * 2021-09-07 2021-11-19 太原理工大学 Method for preparing trimesic acid by taking waste biomass as raw material

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2194034C1 (en) Method of synthesis of benzenepolycarboxylic acids
CN109896948A (en) A method of benzene carboxylic acid is prepared using middle low-order coal as raw material
US4334967A (en) Method for preparing 1,2-dichloroethane
FR2673423A1 (en) Process for removing sulphates contained in alkali metal chlorate solutions and production of the said alkali metal chlorates
EP0199413A2 (en) Process for preparing azetidine derivatives and novel intermediates therein
Willard et al. The electrolytic oxidation of iodine and of iodic acid
CN109824550B (en) Hydrazine hydrate treatment method after synthesis of benzyl carbazate
US2270376A (en) Process of treating alkali metal hydroxide solutions
SU1664789A1 (en) Method for obtaining p-aminobenzoic acid
SU1312121A1 (en) Method for producng cuprous oxide
US680543A (en) Process of producing piperidin.
RU2202002C2 (en) Process of production of arsenic acid by electrochemical oxidation of aqueous suspension of arsenic oxide (iii)
RU2780562C1 (en) Method for preparing potassium iodate from potassium iodide
EP0174142A2 (en) Recovery of squaric acid
SU1030355A1 (en) Process for recovering and purifying polyglycerins and salt from bottoms of glycerin production
RU2125120C1 (en) Method of electrolysis of aqueous solution of salt
US722506A (en) Sulfonic-acid salt and process of making same.
SU1313891A1 (en) Method of producing magnesium oxide
KR100390588B1 (en) Process for preparing cuprous oxide
JPH01104790A (en) Electrolytic reduction-separation method of eurobium
EP0618312A1 (en) Process for obtaining n-acetyl homocysteine thiolactone from DL-homocystine by electrochemical methods
JPH01113338A (en) Production of hydroxybenzoic acid
BG99245A (en) Method for the purification of phosphoric acid
RU2105828C1 (en) Method of preparing electrolytic manganese dioxide
FR2584704A1 (en) PROCESS FOR PREPARING STAINLESS SALT SOLUTIONS

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20130426