RU2414451C1 - METHOD OF PRODUCING MANGANESE (II) n-AMINOBENZOATE - Google Patents

METHOD OF PRODUCING MANGANESE (II) n-AMINOBENZOATE Download PDF

Info

Publication number
RU2414451C1
RU2414451C1 RU2009127684/04A RU2009127684A RU2414451C1 RU 2414451 C1 RU2414451 C1 RU 2414451C1 RU 2009127684/04 A RU2009127684/04 A RU 2009127684/04A RU 2009127684 A RU2009127684 A RU 2009127684A RU 2414451 C1 RU2414451 C1 RU 2414451C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
manganese
metal
aminobenzoate
mol
peroxide
Prior art date
Application number
RU2009127684/04A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Анатолий Михайлович Иванов (RU)
Анатолий Михайлович Иванов
Светлана Дмитриевна Пожидаева (RU)
Светлана Дмитриевна Пожидаева
Татьяна Александровна Маякова (RU)
Татьяна Александровна Маякова
Лариса Юрьевна Пашкова (RU)
Лариса Юрьевна Пашкова
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Юго-Западный государственный университет"(ЮЗГУ)
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 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Юго-Западный государственный университет"(ЮЗГУ) filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Юго-Западный государственный университет"(ЮЗГУ)
Priority to RU2009127684/04A priority Critical patent/RU2414451C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2414451C1 publication Critical patent/RU2414451C1/en

Links

Landscapes

  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: invention relates to a method of producing manganese (II) n-aminobenzoate through direct reaction of metal with carboxylic acid in the presence of an oxidising agent. The oxidising agent used is manganese peroxide in molar ratio to metal equal to 1:1-1:3 in total molar load of metal-containing reagents equal to 0.75-1.25 mol/kg and in molar ratio with acid equal to 1:(1.95-2.0). The liquid-phase solvent used is butyl acetate. The stimulating additive used is molecular iodine and solid manganese n-aminobenzoate, taken in amount of 0.01-0.10 mol/kg and 0-0.035 mol/kg respectively. Loading is done successively: glass beads in weight ratio to the rest of the load equal to 1.5:1, butyl acetate, carboxylic acid, metal, peroxide thereof and molecular iodine, after which the components are stirred and solid manganese carboxylate is added. The process is carried out with spontaneously increasing temperature in the range of 20-45°C and monitoring via sample collection and analysing the samples for content of the end product until achieving output of the calculated value of 98% or more. The process is then stopped, the reaction mixture is separated from the glass beads, cooled to 10-15°C, kept at that temperature for 1.5-2.0 hours and then filtered. The residue is then removed from the filter and taken for purification through recrystallisation. The filtrate then accumulates and then undergoes simple distillation; the distilled solvent is then returned to the reverse process and an additional amount of the end product is then extracted from the still after cooling and filtration.
EFFECT: high output of the end product, improved environmental properties of the process and low power consumption.
2 cl, 16 ex, 1 tbl

Description

Изобретение относится к технологии получения карбоксилатов марганца (II) и может быть использовано в различных областях лабораторной и промышленной практики, в научных исследованиях, а также в аналитическом контроле.The invention relates to a technology for producing manganese (II) carboxylates and can be used in various fields of laboratory and industrial practice, in scientific research, as well as in analytical control.

Известен способ получения основного формиата или ацетата индия прямым взаимодействием металла с соответствующей жирной кислотой в присутствии пероксида водорода как окислителя металла с последующим выделением целевого карбоксилата известными приемами (А.С. СССР №454198).There is a method of producing the basic formate or indium acetate by direct interaction of the metal with the corresponding fatty acid in the presence of hydrogen peroxide as a metal oxidant, followed by the isolation of the target carboxylate by known methods (AS USSR No. 454198).

Недостатками этого способа являются:The disadvantages of this method are:

1. Нет никаких оснований считать наличие прямой аналогии в системах металл-окислитель-карбоновая кислота при переходе от индия-пероксида водорода-уксусной кислоты к марганцу-пероксиду марганца-n-амино-бензойной кислоте. Здесь каждый компонент системы может внести настолько существенные вклады в макрокинетические и иные характеристики процесса, что вполне работоспособный процесс в одном варианте превратится в совершенно неработоспособный во втором. Иными словами, каждый компонент рассматриваемой брутто-системы должен быть оценен по многим характеристикам отдельно и в комплексе, причем не только на качественном, но и на строгом количественном уровне. В такой сложной брутто-системе перенос, тем более автоматический, характеристик одной пары реагентов на другую, не говоря уже о тройках реагентов, практически невозможен и недопустим.1. There is no reason to believe that there is a direct analogy in metal-oxidizer-carboxylic acid systems in the transition from indium-hydrogen peroxide-acetic acid to manganese-manganese peroxide-n-amino-benzoic acid. Here, each component of the system can make such significant contributions to the macrokinetic and other characteristics of the process that a fully operational process in one embodiment will turn into completely unworkable in the second. In other words, each component of the gross system under consideration should be evaluated for many characteristics separately and in combination, not only on a qualitative, but also on a strict quantitative level. In such a complex gross system, transfer, especially automatic, of the characteristics of one pair of reagents to another, not to mention the triplets of reagents, is practically impossible and unacceptable.

2. В рассматриваемом процессе не сформулированы какие-либо конкретные требования к реакционному аппарату, в котором он проводится. Тем не менее именно правильный выбор реакционного аппарата в рассматриваемом типе гетерогенных гетерофазных процессов является тем обязательным условием, которое и предопределяет работоспособность процесса как такового.2. In the process under consideration, no specific requirements for the reaction apparatus in which it is conducted are formulated. Nevertheless, it is the correct choice of the reaction apparatus in the considered type of heterogeneous heterophase processes that is the prerequisite that determines the operability of the process as such.

3. В цитируемом процессе используются температуры 80-100°C, которые нужно поддерживать за счет подвода внешнего тепла. Это существенно повышает энергоемкость процесса и ухудшает его экологические характеристики.3. In the cited process, temperatures of 80-100 ° C are used, which must be maintained by supplying external heat. This significantly increases the energy intensity of the process and degrades its environmental performance.

Наиболее близким к заявляемому является способ получения салицилата марганца (II) (патент РФ №2331629, опубл. 20.08.2008, БИ №23) путем взаимодействия марганца с салициловой кислотой в присутствии диоксида марганца как окислителя, стимулирующей добавки йода и органической жидкой фазы, в частности гептана, или м-ксилола, или хлорбензола, или уайт-спирита, или бутилацетата в бисерной мельнице при том что массовое соотношение загрузки и стеклянного бисера 1:1,5, диоксид марганца загружают в мольном соотношении с кислотой 1:(4,0÷4,2) и с металлом 1:(1,9÷2,3), а содержание салициловой кислоты и йода в загрузке составляет 0,8÷2,2 моль/кг и 0,04÷0,07 моль/кг соответственно. Загрузку ведут в последовательности: стеклянный бисер, растворитель жидкой фазы, кислота, йод и далее металл и его диоксид. Процесс начинают с включения перемешивания и ведут до практически полного расходования диоксида марганца как реагента в недостатке. Далее реакционную смесь отделяют от стеклянного бисера, после чего выделяют основную массу продукта путем фильтрования.Closest to the claimed is a method of producing manganese (II) salicylate (RF patent No. 2331629, publ. 08.20.2008, BI No. 23) by reacting manganese with salicylic acid in the presence of manganese dioxide as an oxidizing agent, stimulating the addition of iodine and organic liquid phase, in in particular heptane, or m-xylene, or chlorobenzene, or white spirit, or butyl acetate in a bead mill, while the mass ratio of loading to glass beads is 1: 1.5, manganese dioxide is loaded in a molar ratio with acid of 1: (4.0 ÷ 4.2) and with metal 1: (1.9 ÷ 2.3), and soda neigh salicylic acid and iodine in the feed is 0.8 ÷ 2.2 mol / kg and 0.04 ÷ 0.07 mol / kg, respectively. The loading is carried out in the sequence: glass beads, a solvent of the liquid phase, acid, iodine and then the metal and its dioxide. The process begins with the inclusion of mixing and lead to almost complete consumption of manganese dioxide as a reagent in the deficiency. Next, the reaction mixture is separated from glass beads, after which the bulk of the product is isolated by filtration.

Недостатками описанного способа являются:The disadvantages of the described method are:

1. Хотя диоксид и пероксид марганца имеют одну и ту же брутто-формулу MnO2, это совершенно разные по свойствам окислители. При этом при превращении в целевой карбоксилат марганец в диоксиде должен уменьшить степень окисления с 4 до 2, в то время как марганец пероксида свою степень окисления менять не должен.1. Although manganese dioxide and peroxide have the same gross formula of MnO 2 , these are completely different oxidizing agents. In this case, when converted to the target carboxylate, manganese in dioxide should reduce the oxidation state from 4 to 2, while manganese peroxide should not change its oxidation state.

2. n-Аминбензойная и салициловая кислоты по своим свойствам разные: у них разные заместители, которые расположены в разных местах в отношении карбоксильной группы. Нет никаких оснований считать, что они будут близки по рабочим характеристикам в рассматриваемом брутто-окислительно-восстановительном процессе.2. n-Aminbenzoic and salicylic acids are different in their properties: they have different substituents, which are located in different places in relation to the carboxyl group. There is no reason to believe that they will be close in performance to the gross redox process under consideration.

3. Нет оснований считать, что конкретная реакционная среда (растворитель жидкой фазы) и стимулирующая добавка в обоих случаях окажутся благоприятными, не говоря уже о количественных характеристиках данных вопросов.3. There is no reason to believe that a specific reaction medium (solvent of the liquid phase) and a stimulating additive in both cases will be favorable, not to mention the quantitative characteristics of these issues.

4. Нет оснований считать, что салицилат и n-аминобензоат по своим физическим свойствам, в частности, по адгезии к поверхности металла, растворимостям в реакционных смесях и в растворителях жидкой фазы и т.д. будут похожими друг на друга и иметь близкие динамики изменений ключевых характеристик по ходу процесса. Как следствие, нет никаких оснований считать, что n-аминобензоат марганца будет подобно салицилату марганца накапливаться преимущественно в суспендированной твердой фазе, которую удастся легко отделять путем простого фильтрования.4. There is no reason to believe that salicylate and n-aminobenzoate in their physical properties, in particular, on adhesion to the metal surface, solubility in reaction mixtures and in solvents of the liquid phase, etc. will be similar to each other and have close dynamics of changes in key characteristics during the process. As a result, there is no reason to believe that manganese n-aminobenzoate, like manganese salicylate, will accumulate mainly in the suspended solid phase, which can be easily separated by simple filtration.

5. В цитируемом способе фильтрат и промывной растворитель без какой-либо переработки возвращается в повторный процесс, что является удобным способом утилизации основной массы реакционной смеси. Нет оснований считать, что такой способ утилизации окажется возможным при получении n-аминобензоата марганца.5. In the cited method, the filtrate and the washing solvent are returned to the repeated process without any processing, which is a convenient way to utilize the bulk of the reaction mixture. There is no reason to believe that such a method of disposal will be possible upon receipt of manganese n-aminobenzoate.

Задачей предлагаемого решения является подобрать такую загрузку реакционной смеси и диапазоны варьирования мольных соотношений компонентов в ней, а также прочие условия проведения брутто-окислительно-восстановительного процесса, которые бы обеспечили практически количественные превращения марганца и его пероксида, а также загруженной n-аминобензойной кислоты в соответствующий карбоксилат, преимущественно накапливающийся в твердой фазе и отделяемый от остальной реакционной смеси путем простого фильтрования.The objective of the proposed solution is to select such a load of the reaction mixture and ranges of variation of the molar ratios of the components in it, as well as other conditions for the gross oxidation-reduction process, which would ensure practically quantitative transformations of manganese and its peroxide, as well as loaded n-aminobenzoic acid into the corresponding carboxylate, predominantly accumulating in the solid phase and separated from the rest of the reaction mixture by simple filtration.

Поставленная задача достигается тем, что в предлагаемом способе получения n-аминобензоата марганца путем прямого взаимодействия металла с карбоновой кислотой в присутствии окислителя, органической жидкой фазы и стимулирующей добавки в бисерной мельнице в качестве окислителя используют пероксид марганца в мольном соотношении с металлом 1:1-1:3 при суммарной мольной загрузке металлсодержащих реагентов 0,75-1,25 моль/кг и их мольном соотношении с кислотой 1:(1,95÷2,0), растворителем жидкой фазы берут бутилацетат, а в качестве стимулирующей добавки молекулярный йод и твердый n-аминобензоат марганца в количестве соответственно 0,01-0,10 0-0,035 моль/кг; загрузку ведут в последовательности: стеклянный бисер в массовом соотношении с остальной загрузкой 1,5:1, бутилацетат, карбоновая кислота, металл, его пероксид и молекулярный йод, после чего включают механическое перемешивание, вводят твердый карбоксилат марганца и процесс проводят при самопроизвольно повышающейся температуре в диапазоне 20-45°C и контроле методом отбора проб и их анализе на содержание целевого продукта до достижения 98%-ного и более выхода от расчетного значения, после чего процесс прекращают, реакционную смесь отделяют от стеклянного бисера, охлаждают до 10-15°C, выдерживают при такой температуре в течение 1,5-2,0 ч, после чего фильтруют; осадок снимают с фильтра и направляют на очистку путем перекристаллизации, а фильтрат накапливают и подвергают простой перегонке, отогнанный растворитель возвращают в обратный процесс, а из куба после охлаждения и фильтрования выделяют дополнительное количество целевого продукта.The problem is achieved in that in the proposed method for producing manganese n-aminobenzoate by direct interaction of a metal with a carboxylic acid in the presence of an oxidizing agent, an organic liquid phase and a stimulating additive in a bead mill, manganese peroxide in a molar ratio of 1: 1-1 is used as an oxidizing agent : 3 with a total molar loading of metal-containing reagents 0.75-1.25 mol / kg and their molar ratio with acid 1: (1.95 ÷ 2.0), butyl acetate is taken as the solvent of the liquid phase, and as a stimulating additive molecular iodine and solid manganese n-aminobenzoate in an amount of 0.01-0.10 0-0.035 mol / kg, respectively; The loading is carried out in the sequence: glass beads in a mass ratio with the remaining loading of 1.5: 1, butyl acetate, carboxylic acid, metal, its peroxide and molecular iodine, then they are mechanically mixed, solid manganese carboxylate is introduced and the process is carried out at a spontaneously rising temperature in the range of 20-45 ° C and control by sampling and analyzing them for the content of the target product until reaching 98% or more yield from the calculated value, after which the process is stopped, the reaction mixture is separated from glass beads, cooled to 10-15 ° C, kept at this temperature for 1.5-2.0 hours, and then filtered; the precipitate is removed from the filter and sent for purification by recrystallization, and the filtrate is accumulated and subjected to simple distillation, the distilled solvent is returned to the reverse process, and an additional amount of the target product is isolated from the cube after cooling and filtering.

При этом добавку твердого n-аминобензоата марганца вводят спустя 0,5-3,5 мин после включения перемешивания в бисерной мельнице.In this case, the addition of solid manganese n-aminobenzoate is introduced after 0.5-3.5 min after stirring in the bead mill.

Характеристика используемого сырьяCharacteristics of the raw materials used

Марганец реактивный по ГОСТ 6008-90.Reactive manganese according to GOST 6008-90.

Пероксид марганца по ГОСТ 4470-48Manganese peroxide according to GOST 4470-48

Йод кристаллический по ГОСТ 4159-79.Crystalline iodine according to GOST 4159-79.

Бутилацетат по ГОСТ 8981-78.Butyl acetate according to GOST 8981-78.

n-Аминобензойная кислота по ТУ 6-14-655-80.n-Aminobenzoic acid according to TU 6-14-655-80.

n-Аминобензоат марганца получен в предшествующих опытах, очищен путем перекристаллизации из раствора n-аминобензойной кислоты в бутилацетате и высушен до постоянной массы.Manganese n-aminobenzoate was obtained in previous experiments, purified by recrystallization from a solution of n-aminobenzoic acid in butyl acetate, and dried to constant weight.

Проведение процесса заявляемым способом следующее. В бисерную мельницу вертикального типа, снабженную обратным холодильником-конденсатором, высокооборотной механической мешалкой лопатного типа и принудительным охлаждением корпуса проточной холодной водой, вводят расчетные количества стеклянного бисера, бутилацетата, n-аминобензойной кислоты, марганца, его пероксида, а также молекулярного йода. Включают механическое перемешивание бисерной мельницы и подают проточную холодную воду в обратный холодильник-конденсатор и на охлаждение реактора через боковые стенки корпуса. Вводят добавку твердого n-аминобензоата марганца и ведут процесс таким образом, чтобы температура по его ходу находилась в диапазоне 20-45°C. По ходу процесса отбирают пробы реакционной смеси, которые анализируют на содержание в них продукта и остаточных количеств кислоты. Как только содержание продукта превысит 98% от расчетного значения, процесс прекращают: останавливают механическое перемешивание бисерной мельницы, прекращают подачу охлаждающей воды. Отсоединяют корпус реактора от его крышки, вынимают из гнезда каркасной рамы, после чего его содержимое выливают в приемную воронку узла фильтрования с сеткой с размерами ячеек 0,3×0,3 мм в качестве фильтровальной перегородки. Суспензия реакционной смеси проваливается в приемную емкость, а бисер остается на сетке. Его аккуратно снимают и возвращают в реактор, снова собирают установку, вводят некоторое количество бутилацетата, включают механическое перемешивание на 5-10 мин и отмывают бисер, мешалку и прочие элементы реактора от остатков реакционной смеси. Параллельно емкость с суспензией реакционной смеси отправляют в холодильную камеру на охлаждение, а вместо нее ставят другую емкость, в которую собирают промывной растворитель при повторном отделении бисера от него. Емкость с промывным растворителем отделяют от узла фильтрования и направляют в холодильную камеру.The process of the claimed method is as follows. The vertical bead mill, equipped with a reflux condenser, a high-speed shovel-type mechanical stirrer and forced cooling of the casing with running cold water, introduces the calculated quantities of glass beads, butyl acetate, n-aminobenzoic acid, manganese, its peroxide, and molecular iodine. Mechanical stirring of the bead mill is turned on, and cold running water is supplied to the reflux condenser and to cool the reactor through the side walls of the casing. An additive of solid manganese n-aminobenzoate is added and the process is conducted so that the temperature along its course is in the range of 20-45 ° C. During the process, samples of the reaction mixture are taken, which are analyzed for their product content and residual acid. As soon as the product content exceeds 98% of the calculated value, the process is stopped: mechanical stirring of the bead mill is stopped, and the supply of cooling water is stopped. The reactor vessel is disconnected from its cover, removed from the socket of the frame frame, after which its contents are poured into a receiving funnel of the filtering unit with a mesh with mesh sizes of 0.3 × 0.3 mm as a filter partition. A suspension of the reaction mixture falls into the receiving tank, and the beads remain on the grid. It is carefully removed and returned to the reactor, the installation is reassembled, a certain amount of butyl acetate is introduced, mechanical stirring is activated for 5-10 minutes and the beads, stirrer and other elements of the reactor are washed from the residual reaction mixture. In parallel, a container with a suspension of the reaction mixture is sent to a cooling chamber for cooling, and instead of it, another container is placed in which the washing solvent is collected when the beads are again separated from it. The container with the washing solvent is separated from the filtration unit and sent to a refrigerating chamber.

После охлаждения до температуры 10-15°C и выдержки в таком состоянии 1,5-2 часа реакционную смесь фильтруют, осадок снимают с фильтра и направляют на перекристаллизацию. А фильтрат накапливают до некоторого количества, после чего подвергают простой перегонке. Остаточный растворитель возвращают на загрузку повторного процесса, а кубу дают возможность медленно остыть. Выпавшую из него твердую фазу фильтруют и очищают путем перекристаллизации, а фильтрат из куба объединяют с фильтратом последующих опытов в рамках накопления для очередной простой перегонки.After cooling to a temperature of 10-15 ° C and holding in this state for 1.5-2 hours, the reaction mixture is filtered, the precipitate is removed from the filter and sent to recrystallization. And the filtrate is accumulated to a certain amount, after which it is subjected to simple distillation. The residual solvent is returned to the loading of the repeated process, and the cube is allowed to cool slowly. The solid phase which has precipitated from it is filtered and purified by recrystallization, and the filtrate from the cube is combined with the filtrate of subsequent experiments as part of accumulation for another simple distillation.

Твердую фазу охлажденного промывного растворителя также фильтруют и объединяют с осадком фильтрования основной реакционной смеси до направления его на перекристаллизацию. А полученный при этом фильтрат используют повторно (и многократно) для отмывки бисера, мешалки и прочих элементов реактора от остатков реакционной смеси.The solid phase of the cooled wash solvent is also filtered and combined with the filter cake of the main reaction mixture until it is recrystallized. And the filtrate thus obtained is used repeatedly (and repeatedly) to wash the beads, stirrer and other elements of the reactor from the residues of the reaction mixture.

Пример №1.Example No. 1.

В бисерную мельницу вертикального типа со стеклянным корпусом в виде стакана с плоским дном с внутренним диаметром 54,3 мм, толщиной стенки 3,7 мм и высотой 147 мм, снабженную высокоскоростной (1560 об/мин) лопастной мешалкой с размерами лопасти 53,3×49×3,5 мм из текстолита, обратным холодильником-конденсатором, карманами для пробоотборника и измерения температуры (выполнены в пластмассовой крышке), а также охлаждающей водяной баней с проточной холодной водой, последовательно загружают 150 г стеклянного бисера, 61,00 г бутилацетата в качестве растворителя жидкой фазы, 29,86 г n-аминобензойной кислоты, 3,02 г марганца, 4,78 г пероксида марганца, 1,27 г молекулярного йода. Корпус реактора соединяют с крышкой и крепят в соответствующем гнезде каркасной рамы. Подают воду в обратный холодильник-конденсатор, подводят снизу охлаждающую водяную баню, включают механическое перемешивание, этот момент принимают за начало процесса. Спустя 1,5 мин, не прекращая перемешивания, в реактор вводят 0,07 г очищенного и высушенного твердого n-аминобензоата марганца и продолжают процесс, контролируя его ход методом отбора проб и определения в них количеств накопившегося карбоксилата марганца и непрореагировавшей кислоты. На основе данных указанного контроля строят зависимость выхода продукта во времени протекания процесса, которая в данном случае соответствовала следующим данным.In a vertical type bead mill with a glass case in the form of a glass with a flat bottom with an inner diameter of 54.3 mm, a wall thickness of 3.7 mm and a height of 147 mm, equipped with a high-speed (1560 rpm) paddle mixer with a blade size of 53.3 × 49 × 3.5 mm from PCB, a reflux condenser, pockets for a sampler and temperature measurement (made in a plastic cover), as well as a cooling water bath with cold running water, 150 g of glass beads, 61.00 g of butyl acetate are sequentially loaded into as a solvent eating liquid, 29.86 g of n-aminobenzoic acid, 3.02 g of manganese, 4.78 g of manganese peroxide, 1.27 g of molecular iodine. The reactor vessel is connected to the lid and mounted in the corresponding socket of the frame frame. Water is supplied to the reflux condenser, a cooling water bath is brought in from below, mechanical stirring is turned on, this moment is taken as the beginning of the process. After 1.5 minutes, without stopping stirring, 0.07 g of purified and dried solid manganese n-aminobenzoate was introduced into the reactor and the process was continued, controlling its progress by sampling and determining the amount of accumulated manganese carboxylate and unreacted acid in them. Based on the data of the specified control, the dependence of the product yield on the time course of the process is built, which in this case corresponded to the following data.

Выход продукта в % от расчетного значенияProduct yield in% of the calculated value. 2525 50fifty 7575 98,798.7 Время достижения, минTime to reach, min 33 77 2121 4343 Температура реакционной смеси, °CThe temperature of the reaction mixture, ° C 2222 3333 4141 3737

По достижении последнего значения выхода продукта процесс получения n-аминобензоата марганца прекращают, для чего останавливают механическое перемешивание и отключают подачу воды на обратный холодильник-конденсатор и в охлаждающую баню. Последнюю опускают вниз и вынимают из гнезда каркасной рамы корпус бисерной мельницы с бисером и реакционной смесью. Сначала его отсоединяют от крышки и несколько опускают, давая возможность реакционной смеси стечь с лопасти и вала мешалки. Затем содержимое реактора выливают в приемную воронку узла отделения реакционной смеси от бисера с сеткой с размерами ячеек 0,3×0,3 мм в качестве фильтровальной перегородки. Суспензия реакционной смеси проваливается, а затем стекает в приемную емкость, а бисер остается на сетке. Его аккуратно снимают и возвращают в корпус реактора. Последний помещают в свое гнездо в каркасной раме, собирают установку вновь, в реактор вносят 40 г бутилацетата и включают перемешивание на 5 мин. За это время меняют приемную емкость узла отделения стеклянного бисера на новую. Далее перемешивание прекращают и повторяют операцию по отделению стеклянного бисера, но уже от промывного растворителя и остатков реакционной смеси. Во время нее от остатков реакционной смеси освобождается и фильтровальная перегородка рассматриваемого узла в виде сетки, да и сама приемная воронка узла.Upon reaching the last value of the product yield, the process of producing manganese n-aminobenzoate is stopped, for which mechanical stirring is stopped and the water supply to the reflux condenser and to the cooling bath are turned off. The latter is lowered down and the bead mill body with beads and the reaction mixture is removed from the nest of the frame frame. First, it is disconnected from the lid and slightly lowered, allowing the reaction mixture to drain from the blade and shaft of the mixer. Then the contents of the reactor are poured into a receiving funnel of the node for separating the reaction mixture from beads with a mesh with mesh sizes of 0.3 × 0.3 mm as a filter partition. The suspension of the reaction mixture fails, and then flows into the receiving container, and the beads remain on the grid. It is carefully removed and returned to the reactor vessel. The latter is placed in its nest in a frame frame, the installation is reassembled, 40 g of butyl acetate are introduced into the reactor and stirring is continued for 5 minutes. During this time, the receiving capacity of the glass bead separation unit is changed to a new one. Then, the stirring is stopped and the operation of separating glass beads is repeated, but already from the washing solvent and the residues of the reaction mixture. During it, the filter baffle of the node in question in the form of a grid and the receiving funnel of the node itself are freed from the residual reaction mixture.

Отделенную от стеклянного бисера реакционную смесь помещают в холодильную камеру, где охлаждают до 13°C и выдерживают при такой температуре в течении 2 часов. Далее ее фильтруют. Осадок тщательно отжимают, снимают с фильтра и отправляют на очистку путем перекристаллизации. Все работы выполняют таким образом, что на каждом этапе возможно составление материального баланса. Это дает четкое представление о распределении продукта между отдельными фазами.The reaction mixture separated from glass beads is placed in a refrigerator, where it is cooled to 13 ° C and maintained at this temperature for 2 hours. Then it is filtered. The precipitate is carefully squeezed out, removed from the filter and sent for purification by recrystallization. All work is performed in such a way that at each stage it is possible to draw up a material balance. This gives a clear idea of the distribution of the product between the individual phases.

Аналогичным образом поступают и с промывным растворителем. Эти операции проводят отдельно. Фильтраты реакционной смеси (PC) и промывного растворителя не смешивают. А осадки объединяют перед их очисткой.Do the same with the wash solvent. These operations are carried out separately. The filtrates of the reaction mixture (PC) and the wash solvent are not mixed. And precipitation is combined before they are cleaned.

Фильтраты PC накапливают из нескольких аналогичных по составу опытов, после чего подвергают простой перегонке. Отгоняют примерно 70% присутствующего в них растворителя, который после проверки на чистоту возвращают на загрузку повторного процесса. Кубу дают возможность медленно охладиться до комнатной температуры и остаться в таких условиях в течение 10 часов. После этого твердую фазу продукта отфильтровывают, отжимают на фильтре и отправляют на очистку путем перекристаллизации, а фильтрат отправляют на накопление для следующей простой перегонки.PC filtrates are collected from several similar experiments and then subjected to simple distillation. About 70% of the solvent present in them is distilled off, which, after checking for cleanliness, is returned to the batch process again. Cuba is allowed to slowly cool to room temperature and remain in such conditions for 10 hours. After that, the solid phase of the product is filtered off, squeezed on the filter and sent for purification by recrystallization, and the filtrate is sent to accumulation for the next simple distillation.

Фильтрат промывного растворителя используют для промывки бисера и реактора после очередного опыта.The wash solvent filtrate is used to wash the beads and the reactor after another experiment.

Выход отделенного путем фильтрования продукта составил 91% от расчетного значения. При фильтровании куба от простой перегонки он увеличился до 95%. По результатам анализа полученной реакционной смеси он составил 98,5%. Расчетное значение при практически полном превращении n-аминобензойной кислоты в карбоксилат как реагента в недостатке должен быть 99% от

Figure 00000001
(в молях).The yield of product separated by filtration was 91% of the calculated value. When filtering the cube from simple distillation, it increased to 95%. According to the analysis of the resulting reaction mixture, it amounted to 98.5%. The calculated value for the almost complete conversion of n-aminobenzoic acid to a carboxylate as a reagent in the deficiency should be 99% of
Figure 00000001
(in moles).

Примеры №2-16.Examples No. 2-16.

Реактор, исходные реагенты, растворитель жидкой фазы, стимулирующие добавки, последовательность операций при загрузке компонентов реакционной смеси, соотношение масс реакционной смеси и стеклянного бисера, последовательности операций проведения процесса, отделения реакционной смеси от бисера, выделения продукта из реакционной смеси и контроля за ними аналогичны, описанным в примере 1. Отличаются мольным соотношением содержаний марганца и его пероксида, т.е.

Figure 00000002
, а также суммой мольных дозировок марганецсодержащих реагентов, т.е.
Figure 00000003
в исходной загрузке, мольным соотношением n-аминобензойной кислоты и суммы металла и его пероксида, диапазонами варьирования йода и твердого n-аминобензоата марганца в качестве стимулирующих добавок, температурой PC по ходу процесса, температурой охлажденной реакционной смеси и выдержкой при такой температуре перед фильтрованием, а также временем ввода стимулирующей добавки твердого карбоксилата марганца. Указанные различия и другие характеристики таких вариантов сведены в таблице.The reactor, the starting reagents, the solvent of the liquid phase, stimulating additives, the sequence of operations when loading the components of the reaction mixture, the ratio of the masses of the reaction mixture and glass beads, the sequence of operations of the process, separating the reaction mixture from beads, isolating the product from the reaction mixture and controlling them are similar, described in example 1. They differ in the molar ratio of the contents of manganese and its peroxide, i.e.
Figure 00000002
as well as the sum of molar dosages of manganese-containing reagents, i.e.
Figure 00000003
in the initial charge, the molar ratio of n-aminobenzoic acid to the sum of the metal and its peroxide, ranges of variation of iodine and solid n-aminobenzoate of manganese as stimulating additives, the PC temperature during the process, the temperature of the cooled reaction mixture and holding at that temperature before filtering, and also the time of administration of the stimulating additive of solid manganese carboxylate. These differences and other characteristics of such options are summarized in the table.

Положительный эффект предлагаемого решения состоит в:The positive effect of the proposed solution is:

1. В рассматриваемом процессе достигается высокий процент перехода масс исходных реагентов (металла, его пероксида и кислоты) в массу целевого продукта. Сопутствующим продуктом является вода, которая загрязнением окружающей среды не считается и по своим количествам никак не может превратиться в сточную воду. Все это с учетом низких температур протекания характеризует предлагаемый процесс как малоотходный, малоэнергоемкий и в целом экологически безопасный.1. In the process under consideration, a high percentage of the mass transfer of the starting reagents (metal, its peroxide and acid) to the mass of the target product is achieved. A related product is water, which is not considered to be environmental pollution and cannot be turned into wastewater in its quantities. All this, taking into account low flow temperatures, characterizes the proposed process as low-waste, low-energy and generally environmentally friendly.

2. В предлагаемом решении основная масса продукта накапливается в твердой фазе и отделяется путем простого фильтрования, что способствует повышению экологических характеристик процесса и снижению его энергоемкости. Упрощается технологическая схема процесса и ее аппаратурное оформление.2. In the proposed solution, the bulk of the product accumulates in the solid phase and is separated by simple filtering, which helps to increase the environmental characteristics of the process and reduce its energy intensity. The technological scheme of the process and its hardware design are simplified.

3. Образующаяся в качестве сопутствующего продукта вода не требует своего выделения и утилизации.3. The water formed as a by-product does not require its isolation and disposal.

4. В аппаратурном оформлении процесса нет котлонадозорного оборудования. Длительность процесса в большинстве случаев находится в пределах 1 часа.4. There is no boiler monitoring equipment in the hardware design of the process. The duration of the process in most cases is within 1 hour.

5. Используются довольно простые методы текущего контроля и легко определяется момент прекращения процесса.5. Use fairly simple methods of current control and easily determine the moment of termination of the process.

ТаблицаTable Характеристики загрузки, проведения процесса, полученной реакционной смесиCharacteristics of the load, process, the resulting reaction mixture Пример №Example No. 22 33 4four 55 66 77 88 99 1010 11eleven 1212 1313 14fourteen 15fifteen 1616

Figure 00000004
, моль/моль
Figure 00000004
mol / mol 1:1,51: 1,5 1:2,51: 2.5 1:31: 3 1:11: 1 1:11: 1 1:11: 1 1:1,21: 1,2 1:1,21: 1,2 1:1,21: 1,2 1:1,21: 1,2 1:1,21: 1,2 1:31: 3 1:31: 3 1:31: 3 1:31: 3
Figure 00000005
, моль/кг
Figure 00000005
mol / kg
UU 1,11,1 1,11,1 0,750.75 0,900.90 1,251.25 1,01,0 1,01,0 1,01,0 1,01,0 1,01,0 1,21,2 1,21,2 1,21,2 1,21,2
Figure 00000006
, моль/кг
Figure 00000006
mol / kg
2,172.17 2,182.18 2,202.20 1,501,50 1,801.80 2,502,50 1,991.99 1,981.98 1,971.97 1,961.96 1,951.95 2,312,31 2,332,33 2,352,35 2,362,36
Figure 00000007
, моль/кг
Figure 00000007
mol / kg
0,050.05 0,050.05 0,050.05 0,050.05 0,050.05 0,050.05 0,000.00 0,010.01 0,030,03 0,050.05 0,100.10 0,040.04 0,040.04 0,040.04 0,040.04
Figure 00000008
, моль/кг
Figure 00000008
mol / kg
0,0210,021 0,0210,021 0,0210,021 0,030,03 0,030,03 0,030,03 0,030,03 0,030,03 0,030,03 0,030,03 0,010.01 0,0000,000 0,0150.015 0,0290,029 0,0350,035
Время ввода добавки твердого продукта, мин от начала перемешивания в бисерной мельницеThe input time of the addition of solid product, min from the beginning of mixing in a bead mill 1,51,5 1,51,5 1,51,5 2,02.0 2,02.0 2,02.0 2,52.5 2,52.5 1,01,0 1,01,0 0,080.08 -- 3,53,5 2,32,3 0,50.5 Время достижения выхода продукта (в %) от теоретического, мин The time to reach the product yield (in%) from theoretical, min 2525 33 33 4four 55 4four 33 99 55 33 33 33 55 4four 4four 4four 50fifty 77 88 88 1212 99 66 5555 2929th 77 77 1010 2626 88 88 88 7575 2424 2525 2222 4040 2626 1919 200200 8282 18eighteen 14fourteen 4040 8888 2323 1717 20twenty

98 и более (указан в скобках)98 and more (indicated in brackets) 53 (98,5)53 (98.5) 57 (99)57 (99) 41 (99)41 (99) 88 (99)88 (99) 63 (99)63 (99) 51 (99)51 (99) 413 (98)413 (98) 143 (98)143 (98) 48 (98)48 (98) 36 (98)36 (98) 95 (97)95 (97) 174 (96)174 (96) 66 (97)66 (97) 37 (98)37 (98) 48 (98)48 (98) Температура в зоне реакции в момент достижения выхода продукта (в %) от теоретического, °CThe temperature in the reaction zone at the time of reaching the product yield (in%) from the theoretical, ° C 2525 2424 2222 2222 20twenty 2323 2626 2121 2424 2727 2828 2727 2323 2323 2424 2323 50fifty 3131 3333 3434 2626 2929th 4141 2323 2626 3636 3737 3131 2525 30thirty 3232 3131 7575 4040 4242 4343 3434 3737 4545 2323 2828 4444 4545 3838 2626 3636 3939 3838 98 и более98 and more 3535 3636 3737 2929th 3131 4040 2323 2626 3838 4040 3333 2424 3333 3939 3636 Длительность процесса получения карбоксилата марганца, минThe duration of the process for producing manganese carboxylate, min 5555 5959 4343 9292 6565 5454 425425 155155 50fifty 4242 100one hundred 182182 7272 4343 5555 Масса промывного растворителя, гThe mass of the washing solvent, g 4141 4343 4545 3939 4343 4242 3838 3737 4444 4343 4242 4040 4141 4343 4242 Длительность отмывки бисера и элементов реактора от остатков реакционной смеси, минThe duration of washing the beads and reactor elements from the remains of the reaction mixture, min 88 77 99 88 55 1010 99 66 88 99 66 55 88 77 88 Температура охлажденной PC, °CChilled PC temperature, ° C 1010 1212 1010 1313 15fifteen 1010 11eleven 1212 1313 14fourteen 1313 15fifteen 11eleven 1313 14fourteen

Выдержка охлажденной PC при стабильной температуре перед фильтрованием, часThe exposure of the cooled PC at a stable temperature before filtering, hour 1,51,5 1,61,6 1,51,5 1,71.7 2,02.0 1,51,5 1,61,6 1,71.7 1,71.7 1,81.8 1,81.8 2,02.0 1,81.8 1,91.9 1,91.9 Выход отделенного путем фильтрования продукта, % от расчетного значенияThe output of the product separated by filtration,% of the calculated value 9090 8989 9191 8383 8989 9292 8181 8686 8888 9191 8484 8484 9191 9292 9292 Выход продукта с учетом извлеченного из куба, % от расчетного значенияThe product yield, taking into account extracted from the cube,% of the calculated value 9595 9393 9595 8787 9494 9696 8888 9393 9494 9595 9090 8888 9595 9595 9494 % достижения расчетного значения по результатам текущего контроля и балансовых измерений% of achievement of the calculated value according to the results of current control and balance measurements 98,598.5 9999 9999 9999 9999 9999 9898 9898 9898 9898 9797 9696 9797 9898 9898

Claims (2)

1. Способ получения n-аминобензоата марганца (II) путем прямого взаимодействия металла с карбоновой кислотой в присутствии окислителя, отличающийся тем, что в качестве окислителя используют пероксид марганца в мольном соотношении с металлом в диапазоне 1:1-1:3 при суммарной мольной загрузке металлсодержащих реагентов 0,75-1,25 моль/кг и их мольном соотношении с кислотой 1:(1,95÷2,0), растворителем жидкой фазы берут бутилацетат, а в качестве стимулирующей добавки - молекулярный йод и твердый n-аминобензоат марганца в количестве соответственно 0,01-0,10, 0-0,035 моль/кг, загрузку ведут в последовательности: стеклянный бисер в массовом соотношении с остальной загрузкой 1,5:1, бутилацетат, карбоновая кислота, металл, его пероксид и молекулярный йод, после чего включают механическое перемешивание, вводят твердый карбоксилат марганца и процесс проводят при самопроизвольно повышающейся температуре в диапазоне 20-45°С и контроле методом отбора проб и их анализе на содержание целевого продукта до достижения 98%-го и более выхода от расчетного значения, после чего процесс прекращают, реакционную смесь отделяют от стеклянного бисера, охлаждают до 10-15°С, выдерживают при такой температуре в течение 1,5-2,0 ч, после чего фильтруют; осадок снимают с фильтра и направляют на очистку путем перекристаллизации, а фильтрат накапливают и подвергают простой перегонке; отогнанный растворитель возвращают в обратный процесс, а из куба после охлаждения и фильтрования выделяют дополнительное количество целевого продукта.1. The method of producing manganese (II) n-aminobenzoate by direct interaction of a metal with a carboxylic acid in the presence of an oxidizing agent, characterized in that manganese peroxide is used as an oxidizing agent in a molar ratio with the metal in the range of 1: 1-1: 3 with a total molar loading metal-containing reagents 0.75-1.25 mol / kg and their molar ratio with acid 1: (1.95 ÷ 2.0), butyl acetate is taken as the solvent of the liquid phase, and molecular iodine and solid manganese n-aminobenzoate are taken as a stimulating additive in the amount of respectively 0.01-0.10, 0-0, 035 mol / kg, the loading is carried out in the sequence: glass beads in a mass ratio with the remaining loading of 1.5: 1, butyl acetate, carboxylic acid, metal, its peroxide and molecular iodine, after which they include mechanical stirring, solid manganese carboxylate is introduced and the process is carried out when the temperature rises spontaneously in the range of 20-45 ° С and is controlled by the sampling method and analyzing them for the content of the target product until 98% or more of the calculated value is reached, after which the process is stopped, the reaction mixture is separated they ate from glass beads, cooled to 10-15 ° C, kept at this temperature for 1.5-2.0 hours, and then filtered; the precipitate is removed from the filter and sent for purification by recrystallization, and the filtrate is accumulated and subjected to simple distillation; the distilled solvent is returned to the reverse process, and an additional amount of the target product is isolated from the bottom after cooling and filtering. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что добавку твердого n-аминобензоата марганца вводят спустя 0,5-3,5 мин после включения перемешивания в бисерной мельнице. 2. The method according to claim 1, characterized in that the addition of solid manganese n-aminobenzoate is introduced after 0.5-3.5 minutes after stirring in the bead mill.
RU2009127684/04A 2009-07-17 2009-07-17 METHOD OF PRODUCING MANGANESE (II) n-AMINOBENZOATE RU2414451C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009127684/04A RU2414451C1 (en) 2009-07-17 2009-07-17 METHOD OF PRODUCING MANGANESE (II) n-AMINOBENZOATE

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009127684/04A RU2414451C1 (en) 2009-07-17 2009-07-17 METHOD OF PRODUCING MANGANESE (II) n-AMINOBENZOATE

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2414451C1 true RU2414451C1 (en) 2011-03-20

Family

ID=44053669

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009127684/04A RU2414451C1 (en) 2009-07-17 2009-07-17 METHOD OF PRODUCING MANGANESE (II) n-AMINOBENZOATE

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2414451C1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ZHANG KELI et al, SYNTHESIS AND THERMAL DECOMPOSITION MECHANISM OF MANGANESE BENZOATE, WUHAN DAXUE XUEBAO, ZIRAN KEXUEBAN, 1998, 44 (6), 669-672 (реферат). BALAREV КН. et al, THERMOGRAVIMETRICAL STUDY ON SOME CRYSTAL HYDRATES OF METAL (II) BENZOATES, THERMOCHIMICA ACTA, 1985, 92, 719-721 (реферат). *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2630310C1 (en) Method for preparing tin benzoate (ii)
CN103694147B (en) Preparation method of sulfonate detergent
RU2414451C1 (en) METHOD OF PRODUCING MANGANESE (II) n-AMINOBENZOATE
RU2398758C1 (en) Lead (ii) acetate synthesis method
RU2412152C2 (en) Method of producing manganese (ii) m-nitrobenzoate
CN107875990A (en) A kind of continuous alkaline cleaner and technique
RU2316536C1 (en) Method of production of the formiate of manganese (ii)
RU2735433C1 (en) Method of producing tin (iv) salt with anions of nitric and benzoic acids
RU2807759C1 (en) Method for producing lead acetate or oxalate from its oxide (ii)
RU2713840C1 (en) Method of producing tin fluoride (ii) from a metal and its dioxide
RU2424225C1 (en) Method of producng basic copper (ii) acetate
RU2373186C2 (en) Method of producing basic phthalate of iron (iii)
CN102070200B (en) Method for preparing ferrous nitrate solution by adopting liquid-solid phase moving bed reaction device
RU2331629C1 (en) Method of obtaining manganese salicylate (ii)
RU2376277C1 (en) Iron (ii) oxalate synthesis method
RU2670199C1 (en) Method of producing tin (ii) carboxylates
RU2567384C1 (en) Method of producing zinc formate
RU2371430C1 (en) Method of producing manganese (ii) fumarate from manganese metal and manganese (iii) oxide
RU2673470C1 (en) Method of producing benzoate and substituted tin (iv) benzoates from secondary raw materials
CN108164443A (en) Ester-interchange method antioxidant pentaerythrite four(3- lauryl thiopropionates)Method
RU2376278C1 (en) Manganese (ii) fumarate synthesis method
RU2744006C1 (en) Method of producing tin nitrate (ii) during metal oxidation
RU2377245C1 (en) Method of producing manganese alcoholates
RU2373182C2 (en) Method of producing malonate and manganese (ii) succinate
RU2294921C1 (en) Method for preparing manganese (ii) acetate

Legal Events

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

Effective date: 20110718