RU2671197C1 - Method of producing tin (ii) carboxylates - Google Patents

Method of producing tin (ii) carboxylates Download PDF

Info

Publication number
RU2671197C1
RU2671197C1 RU2017139721A RU2017139721A RU2671197C1 RU 2671197 C1 RU2671197 C1 RU 2671197C1 RU 2017139721 A RU2017139721 A RU 2017139721A RU 2017139721 A RU2017139721 A RU 2017139721A RU 2671197 C1 RU2671197 C1 RU 2671197C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
acid
tin
mol
solvent
metal
Prior art date
Application number
RU2017139721A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Анатолий Михайлович Иванов
Лилия Сергеевна Агеева
Светлана Дмитриевна Пожидаева
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего 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 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ)
Priority to RU2017139721A priority Critical patent/RU2671197C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2671197C1 publication Critical patent/RU2671197C1/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C51/00Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides
    • C07C51/41Preparation of salts of carboxylic acids
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01GCOMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G19/00Compounds of tin
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07FACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
    • C07F7/00Compounds containing elements of Groups 4 or 14 of the Periodic Table
    • C07F7/22Tin compounds

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

FIELD: technological processes.
SUBSTANCE: invention relates to a process for the preparation of tin (II) carboxylates by reacting a metal, its dioxide and a carboxylic acid in the presence of an organic solvent and a stimulating iodine additive in a vertical bead mill with a glass bead as a milling agent, where at the beginning the reactor is loaded with a wiping agent in a weight ratio with the remaining charge of 1:1, a liquid phase solvent and an acid in an amount of 1.68 mol/kg, include mechanical stirring and a slurry of acid is prepared, then 0.4 mol/kg of tin dioxide is introduced and, in some cases, 10-2 mol/kg p-aminoazobenzene as a tribochemical catalyst, and with the current control of the consumption of the acid, a tin (IV) salt and an introduced acid are obtained, 10 % of the rest of the metal charge and 0.05 mol/kg of molecular iodine are introduced, and the desired carboxylate is obtained by monitoring the accumulation of tin (II) compounds, and then the mechanical stirring is stopped, the grinding agent and the unreacted metal are extracted from the product slurry separated by subsequent filtration, washing the precipitate with a liquid phase solvent, drying it and purification by recrystallization. As an acid, benzoic, salicylic, p-oxybenzoic, anthranilic, p-aminobenzoic, o-chlorobenzoic, m-nitrobenzoic, 5-aminosalicylic, gallic, p-nitrobenzoic, anisic, acetic, propionic, trichloroacetic, benzene propionic are used.
EFFECT: method makes it possible to obtain the product in high yield.
4 cl, 4 tbl, 18 ex

Description

Изобретение относится к технологии получения солей олова(II) и органических кислот и может быть использовано в химической и в ряде других областей практик, в переработке вторичного сырья металлов, в аналитическом контроле и в научно-исследовательской и технологической работе.The invention relates to a technology for the production of tin (II) salts and organic acids and can be used in the chemical and in several other areas of practice, in the processing of recycled metals, in analytical control and in research and technological work.

Известен способ получения салицилата марганца(II) путем взаимодействия металла, его диоксида с кислотой в присутствии стимулирующей добавки в среде гептана, м-ксилола, хлорбензола, уайт-спирита или бутилацетата в бисерной мельнице вертикального типа со стеклянным бисером в качестве перетирающего агента в отсутствии подвода внешнего тепла (Пат. РФ 2331629, опубл. 20.08.2008, Бюл. №23). Загрузку ведут в последовательности: стеклянный бисер, растворитель, кислота, стимулирующая добавка и далее металл и его диоксид. При этом содержание кислоты и йода в загрузке 0,8-2,2 и 0,04-0,07 моль/кг соответственно, мольное соотношение МпО2 и кислоты 1:(4,0÷4,2) и с металлом 1:(1,9÷2,3), массовое соотношение загрузки и стеклянного бисера 1:1,5. Процесс проводят при комнатной температуре до практически полного расходования диоксида марганца. Далее проводят отделение перетирающего агента и непрореагировавшего металла от суспензии продукта, последний фильтруют, осадок промывают растворителем и направляют на очистку путем перекристаллизации, а фильтрат и промывной растворитель направляют на загрузку повторного процесса.A known method of producing manganese (II) salicylate by reacting a metal, its dioxide with acid in the presence of a stimulating additive in the environment of heptane, m-xylene, chlorobenzene, white spirit or butyl acetate in a vertical type bead mill with glass beads as a grinding agent in the absence of supply external heat (Pat. RF 2331629, publ. 08/20/2008, bull. No. 23). The loading is carried out in the sequence: glass beads, solvent, acid, stimulating additive and then the metal and its dioxide. The content of acid and iodine in the load of 0.8-2.2 and 0.04-0.07 mol / kg, respectively, the molar ratio of MnO 2 and acid 1: (4.0 ÷ 4.2) and with metal 1: (1.9 ÷ 2.3), the mass ratio of the load and glass beads 1: 1.5. The process is carried out at room temperature until the consumption of manganese dioxide is almost complete. Next, the grinding agent and unreacted metal are separated from the product suspension, the latter is filtered, the precipitate is washed with a solvent and sent for purification by recrystallization, and the filtrate and washing solvent are sent to charge a second process.

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

1. Диоксид марганца как окислитель значимо более эффективный в сравнении с диоксидом олова. Следовательно, то, что возможно с диоксидом марганца, совсем не обязательно должно реализовываться в аналогичных процессах с диоксидом олова.1. Manganese dioxide as an oxidizing agent is significantly more effective in comparison with tin dioxide. Therefore, what is possible with manganese dioxide does not necessarily have to be realized in similar processes with tin dioxide.

2. Карбоксилаты марганца(II) и олова(II) имеют разные физические свойства и прежде всего растворимости в конкретных средах. Здесь какие-либо аналогии непредсказуемы, тем более, если речь идет о солях с разными по природе анионами. Только конкретный целенаправленный эксперимент может подтвердить или опровергнуть сделанные предположения и конкретизировать вывод и рекомендации.2. Carboxylates of manganese (II) and tin (II) have different physical properties and, above all, solubility in specific environments. Here, any analogies are unpredictable, especially if we are talking about salts with different anions in nature. Only a specific purposeful experiment can confirm or refute the assumptions made and specify the conclusion and recommendations.

3. Несмотря на довольно высокие эффективности марганца как восстановителя и его диоксида как окислителя, цитируемый процесс проводят при комнатной температуре без подвода внешнего тепла. В случае олова и его диоксида обозначенные характеристики значимо более скромные, что ставит под сомнение возможность проведения аналогичного процесса при близких температурах и прочих условиях как таковых.3. Despite the rather high efficiencies of manganese as a reducing agent and its dioxide as an oxidizing agent, the cited process is carried out at room temperature without supplying external heat. In the case of tin and its dioxide, the indicated characteristics are significantly more modest, which casts doubt on the possibility of carrying out a similar process at close temperatures and other conditions as such.

Известен способ получения бензоата железа(III) путем взаимодействия металла и его оксида Fe3O4 с бензойной кислотой в среде на основе смеси ДМФА и н-бутилового спирта в присутствии молекулярного брома или йода в качестве стимулирующей добавки (Пат. РФ 2326861, опубл. 20.06.2008, Бюл. №17). В соответствии с ним используют 2,5÷3,5 моль/кг раствор бензойной кислоты в смеси ДМФА и н-бутанола в объемном соотношении 2:3, массовое соотношение жидкой фазы со стеклянным бисером 1:1, а с раздробленным чугуном (3,3÷4,0):1, мольное соотношение магнетита и кислоты 1:(14÷20), а содержание стимулирующей добавки 0,1 моль/кг. Реактор - бисерная мельница вертикального типа. Процесс начинают с приготовления раствора кислота при нагревании, в который вводят стимулирующую добавку и затем раздробленный чугун и магнетит. Процесс проводят при 70-90°С до практически количественного расходования загруженной кислоты. Далее проводят отделение суспензии продукта от перетирающего агента и непрореагировавшего чугуна, далее фильтруют, осадок промывают охлажденным растворителем и направляют на очистку путем перекристаллизации.A known method of producing iron (III) benzoate by reacting a metal and its oxide Fe 3 O 4 with benzoic acid in a medium based on a mixture of DMF and n-butyl alcohol in the presence of molecular bromine or iodine as a stimulating additive (Pat. RF 2326861, publ. 06/20/2008, Bull. No. 17). In accordance with it, a 2.5 ÷ 3.5 mol / kg solution of benzoic acid in a mixture of DMF and n-butanol in a volume ratio of 2: 3, the mass ratio of the liquid phase with glass beads is 1: 1, and with crushed cast iron (3, 3 ÷ 4.0): 1, the molar ratio of magnetite and acid 1: (14 ÷ 20), and the content of the stimulating additive is 0.1 mol / kg. The reactor is a vertical type bead mill. The process begins with the preparation of an acid solution by heating, into which a stimulant is added and then crushed cast iron and magnetite. The process is carried out at 70-90 ° C until practically the quantitative expenditure of the loaded acid. Then, a suspension of the product from the grinding agent and unreacted cast iron is separated, then filtered, the precipitate is washed with a cooled solvent and sent for purification by recrystallization.

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

1. Железо и магнетит как восстановитель и окислитель в сравнении с марганцем и его диоксидом менее эффективны. К тому же степень дробления марганца более сильная. Поэтому аналогичные процессы удается проводить при разных температурах (70÷90° против ~20°С). Тем не менее, это не означает, что такой принцип можно реализовать в случае олова и его диоксида.1. Iron and magnetite as a reducing agent and an oxidizing agent in comparison with manganese and its dioxide are less effective. In addition, the degree of crushing of manganese is stronger. Therefore, similar processes can be carried out at different temperatures (70 ÷ 90 ° against ~ 20 ° C). However, this does not mean that such a principle can be implemented in the case of tin and its dioxide.

2. Железо магнетитом окислено в соль железа(III) само по себе быть не может. Молекулярный йод и бром окисляют железо до степени окисления(II). Следовательно, в рассматриваемом процессе задействован еще один окислитель. Последним может быть молекулярный кислород: никаких препятствий на контакт реакционной смеси с воздухом по ходу процесса не оговорено. В случае марганца это не проявлялось, поскольку наиболее стабильны соли со степенью окисления металла(II). У железа более стабильными являются соли железа(III). У олова доминирующей степени окисления металла в солях нет. Следовательно, роль контакта реакционной смеси по ходу процесса с воздухом неочевидная и должна быть уточнена на опыте.2. Iron magnetite is oxidized to a salt of iron (III) in itself can not be. Molecular iodine and bromine oxidize iron to the oxidation state (II). Consequently, another oxidizing agent is involved in the process under consideration. The last may be molecular oxygen: no obstacles to the contact of the reaction mixture with air during the process are specified. In the case of manganese, this did not occur, since salts with the oxidation state of metal (II) are most stable. In iron, iron (III) salts are more stable. Tin does not have a dominant degree of metal oxidation in salts. Therefore, the role of contact of the reaction mixture during the process with air is not obvious and should be clarified experimentally.

3. Соединения железа(III) сами являются окислителями металла, что неоднократно подтверждено на опыте и известно из литературы. Будут ли аналогичные продукты окислителя в системах олово-диоксид олова- молекулярный йод не ясно и требует дополнительного подтверждения или опровержения.3. Iron (III) compounds themselves are metal oxidizing agents, which has been repeatedly confirmed by experience and is known from the literature. Whether there will be similar oxidizing products in tin-tin-molecular-iodine systems is not clear and requires additional confirmation or refutation.

Наиболее близким к заявляемому является способ получения ацетата свинца(II) (патент РФ №2398758, опубл. 10.09.2010, Бюл. №25), путем прямого взаимодействия металла, диоксида с карбоновой кислотой в присутствии органической жидкой фазы и стимулирующей добавки йода в бисерной мельнице вертикального типа, в котором реагентом в недостатке берут диоксид свинца в количестве 0,4-0,6 моль/кг, уксусную кислоту дозируют в 4,1÷4,2 раза больше, металл вводят в количестве 0,6-1,5 моль/кг, а йод 0,01-0,05 моль/кг. В качестве растворителя жидкой фазы используют спирты (изопропиловый, изобутиловый, этилцеллозольв), либо диметилформамид или бутилацетат. Перетирающим агентом выбран стеклянный бисер в массовом соотношении с загрузкой 1,5:1. Процесс начинают при комнатной температуре и ведут при 30-50°С в условиях принудительного охлаждения и текущего контроля за накоплением соли, расходования окислителя и уксусной кислоты до практически полного расходования окислителя. Затем его прекращают, отделяют перетирающий агент и непрореагировавший металл от суспензии реакционной смеси, которую далее фильтруют, продукт промывают на фильтре и отправляют на очистку путем перекристаллизации, а фильтрат с промывным растворителем направляют на загрузку повторного процесса.Closest to the claimed is a method for producing lead (II) acetate (RF patent No. 2398758, publ. 09/10/2010, Bull. No. 25), by direct interaction of metal, dioxide with carboxylic acid in the presence of an organic liquid phase and a stimulating additive of iodine in bead mill vertical type, in which the reagent in the deficiency take lead dioxide in an amount of 0.4-0.6 mol / kg, acetic acid is dosed in 4.1 ÷ 4.2 times more, the metal is introduced in an amount of 0.6-1.5 mol / kg, and iodine 0.01-0.05 mol / kg. Alcohols (isopropyl, isobutyl, ethyl cellosolve), or dimethylformamide or butyl acetate are used as the solvent of the liquid phase. Grinding agent selected glass beads in a mass ratio with a load of 1.5: 1. The process starts at room temperature and is carried out at 30-50 ° C under conditions of forced cooling and current control over the accumulation of salt, the consumption of the oxidizing agent and acetic acid until the oxidizer is almost completely consumed. Then it is stopped, the grinding agent and unreacted metal are separated from the suspension of the reaction mixture, which is further filtered, the product is washed on the filter and sent for purification by recrystallization, and the filtrate with the washing solvent is sent to the loading process again.

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

1. Диоксид олова как окислитель в сравнении с диоксидом свинца более слабый. Поэтому вряд ли количественные соотношения реагентов и стимулирующей добавки, а также проведение процесса в условиях повышенных температур при использовании принудительного охлаждения возможны для механического переноса на аналогичный процесс с оловом и его диоксидом.1. Tin dioxide as an oxidizing agent in comparison with lead dioxide is weaker. Therefore, it is unlikely that the quantitative ratios of reagents and stimulating additives, as well as carrying out the process at elevated temperatures using forced cooling, are possible for mechanical transfer to a similar process with tin and its dioxide.

2. Не оснований ожидать, что растворимости и характеристики других физических свойств солей свинца(II) и олова(II) в аналогичных системах и условиях будут близки, либо, по крайней мере, соизмеримы по своим численным значениям. Поэтому, даже если аналогичный процесс с оловом и его диоксидом окажется работоспособным, нельзя надеяться, что продукт будет преимущественно накапливаться в твердой фазе (в суспендированном виде) и легко отделяться путем простого фильтрования.2. There is no reason to expect that the solubilities and characteristics of other physical properties of lead (II) and tin (II) salts in similar systems and conditions will be close, or at least comparable in their numerical values. Therefore, even if a similar process with tin and its dioxide proves to be workable, it cannot be hoped that the product will mainly accumulate in the solid phase (in suspended form) and can be easily separated by simple filtration.

3. В цитируемом способе приведены отработанные характеристики для ацетата свинца(II). При переходе к солям с иными анионами они, естественно, будут меняться. Перемены могут быть еще большими и непредсказуемыми, если одновременно будет меняться и анион, и катион соли-продукта. И предсказать такие изменения даже в качественном плане на данный момент времени практически невозможно.3. The cited method shows the tested characteristics for lead (II) acetate. Upon transition to salts with other anions, they will naturally change. Changes can be even larger and unpredictable if both the anion and cation of the product salt change simultaneously. And to predict such changes even in qualitative terms at a given time is almost impossible.

4. Окислительно-восстановительные процессы рассматриваемого типа очень чувствительны к последовательности загрузки реагентов, стимулирующей добавки, прочих компонентов и ее временных характеристик. На данный момент времени даже качественно предсказать это невозможно, в том числе и из-за отсутствия должного массива опытных данных разных металлов и их производных. Поэтому получить оценку поставленного вопроса можно целенаправленным экспериментом.4. The redox processes of this type are very sensitive to the sequence of loading of reagents, stimulating additives, other components and its time characteristics. At the given time, it is impossible to predict even qualitatively, including due to the lack of a proper array of experimental data of various metals and their derivatives. Therefore, an assessment of the question posed can be a purposeful experiment.

Задачей предлагаемого решения является подобрать количественные соотношения реагентов, стимулирующей добавки и других компонентов в системе Sn- SnO2 - карбоновая кислота-молекулярный йод-растворитель жидкой фазы - перетирающий агент, а также последовательность и временные характеристики их ввода в зону протекания процесса, при которых имело бы место практически количественное превращение диоксида олова в целевой продукт в четком стехиометрическом соотношении с металлом и карбоновой кислотой, с высокой избирательностью по продукту и возможностью его выделения из реакционных смесей путем простого фильтрования с высокими выходами.The objective of the proposed solution is to select the quantitative ratio of reagents, stimulating additives and other components in the system Sn-SnO 2 - carboxylic acid-molecular iodine-solvent of the liquid phase - grinding agent, as well as the sequence and timing of their entry into the process zone, in which there would be a practically quantitative conversion of tin dioxide into the target product in a clear stoichiometric ratio with metal and carboxylic acid, with high selectivity for the product and the possibility of its separation from the reaction mixtures by simple filtration with high yields.

Поставленная задача достигается тем, что получении карбоксилатов олова(II) путем взаимодействия металла, его диоксида и карбоновой кислоты в присутствии органического растворителя и стимулирующей добавки йода в бисерной мельнице вертикального типа со стеклянным бисером в качестве перетирающего агента вначале в реактор загружают перетирающий агент в массовом соотношении с остальной загрузкой 1:1, растворитель жидкой фазы и кислоту в количестве 1,68 моль/кг, включают механическое перемешивание и готовят раствор-суспензию кислоты, после чего вводят 0,4 моль/кг диоксида олова и в отдельных случаях 10-2 моль/кг п-аминоазобензола как трибохимического катализатора и при текущем контроле за расходованием кислоты получают соль олова(IV) и введенной кислоты, далее 10% от остальной загрузки металла и 0,05 моль/кг молекулярного йода и при текущем контроле за накоплением соединений олова(II) получают искомый карбоксилат, после чего механическое перемешивание прекращают, проводят отделение перетирающего агента и непрореагировавшего металла от суспензии продукта, выделяемого последующим фильтрованием, промывкой осадка растворителем жидкой фазы, его сушкой и очисткой путем перекристаллизации. При этом в качестве кислоты используют бензойную, салициловую, п-оксибензойную, антраниловую, п-аминобензойную, о-хлорбензойную, м-нитробензойную, 5-аминосалициловую, галловую, п-нитробензойную, анисовую, уксусную, пропионовую, трихлоруксусную, гидрокоричную, в качестве растворителя жидкой фазы используют уайт-спирит, керосин, сольвент, о-ксилол, смесь ксилолов, хлорбензол, а трибохимический катализатор вводят в тех случаях, когда взаимодействие диоксида олова с выбранной кислотой идет очень медленно (низкомолекулярные жирные кислоты) и (или) прекращается до достижения количественного превращения реагента в недостатке.This object is achieved in that the production of tin (II) carboxylates by the interaction of a metal, its dioxide and carboxylic acid in the presence of an organic solvent and a stimulating additive of iodine in a vertical type bead mill with glass beads as a grinding agent, the grinding agent is first loaded into the reactor in a mass ratio with the remaining charge of 1: 1, the solvent of the liquid phase and acid in an amount of 1.68 mol / kg, include mechanical stirring and prepare a solution of a suspension of acid, after four 0.4 mol / kg of tin dioxide is introduced, and in some cases 10 -2 mol / kg of p-aminoazobenzene as a tribochemical catalyst, and with current monitoring of acid consumption, a salt of tin (IV) and introduced acid are obtained, then 10% of the remaining metal charge and 0.05 mol / kg of molecular iodine, and under the current control of the accumulation of tin (II) compounds, the desired carboxylate is obtained, after which the mechanical stirring is stopped, the grinding agent and unreacted metal are separated from the suspension of the product secreted by the subsequent ltrovaniem, the liquid solvent phase by washing the precipitate, drying and purification by recrystallization. In this case, benzoic, salicylic, p-hydroxybenzoic, anthranilic, p-aminobenzoic, o-chlorobenzoic, m-nitrobenzoic, 5-aminosalicylic, gallic, p-nitrobenzoic, anisic, acetic, propionic, trichloroacetic, acid are used as acid the liquid phase solvent is used in white spirit, kerosene, solvent, o-xylene, a mixture of xylenes, chlorobenzene, and a tribochemical catalyst is introduced when the interaction of tin dioxide with the selected acid is very slow (low molecular weight fatty acids) and ( Whether) ceases until quantitative conversion reagent in the negative.

Характеристика используемого сырья:Characteristics of the raw materials used:

Олово белое (гранулированное, полоса) по ГОСТWhite tin (granular, strip) according to GOST

Оксидо олова(IV)Tin Oxide (IV)

КасситеритCassiterite

Молекулярный йод по ГОСТMolecular iodine according to GOST

Кислоты:Acids:

БензойнаяBenzoic

СалициловаяSalicylic

п-оксибензойнаяp-hydroxybenzoic

АнтраниловаяAnthranilova

п-аминобензойнаяp-aminobenzoic

о-хлорбензойнаяo-chlorobenzoic

м-нитробензойнаяm-nitrobenzoic

5-аминосалициловая5-aminosalicylic

ГалловаяGall

п-нитробензойнаяp-nitrobenzoic

анисоваяaniseed

уксуснаяvinegar

пропионоваяpropionic

трихлоруксуснаяtrichloroacetic

гидрокоричнаяhydrocinnamic

Растворители:Solvents:

уайт-спирит ГОСТ 3134-78white spirit GOST 3134-78

керосинkerosene

сольвентsolvent

о-ксилолo-xylene

смесь ксилоловxylene mixture

хлорбензол.chlorobenzene.

Проведение процесса заявляемым способом следующее. В бисерную мельницу вертикального типа со стеклянным корпусом, высокооборотной мешалкой лопастного типа загружают расчетные количества перетирающего агента, растворителя объемной фазы и кислоты. Включают механическое перемешивание и готовят раствор-суспензию кислоты. После этого, не прекращая перемешивания, вводят расчетные количества диоксида олова и при необходимости трибохимического катализатора и при текущем контроле расходования кислоты ведут превращение диоксида олова в карбоксилат олова(IV). По завершении этой операции без каких-либо перемен в перемешивании реакционной смеси вводят металл и молекулярный йод и начинают окисление металла в карбоксилат олова(II). Эту операцию проводят при текущем контроле за накоплением соли олова(II) и прекращают, когда определяемое значение этой характеристики достигает расчетного значения.The process of the claimed method is as follows. The vertical bead mill with a glass casing, a high-speed paddle-type mixer is charged with the calculated amounts of grinding agent, bulk phase solvent and acid. Mechanical stirring is turned on and an acid suspension solution is prepared. After that, without stopping mixing, the calculated amounts of tin dioxide are introduced and, if necessary, a tribochemical catalyst and, with the current control of acid consumption, they convert tin dioxide to tin (IV) carboxylate. Upon completion of this operation, without any changes in the stirring of the reaction mixture, metal and molecular iodine are introduced and the metal is oxidized to tin (II) carboxylate. This operation is carried out under the current control of the accumulation of tin (II) salt and is stopped when the determined value of this characteristic reaches the calculated value.

Далее процесс прекращают, сначала отделяют стеклянный бисер и непрореагировавший металл от суспензии продукта в реакционной смеси, которую фильтруют, осадок продукта промывают растворителем жидкой фазы и подвергают воздушной сушке либо направляют на дополнительную очистку путем перекристаллизации. А фильтрат и промывной растворитель возвращают на загрузку повторного процесса.Then the process is stopped, first the glass beads and unreacted metal are separated from the product suspension in the reaction mixture, which is filtered, the product precipitate is washed with a solvent of the liquid phase and subjected to air drying or sent for further purification by recrystallization. And the filtrate and wash solvent are returned to the loading of the repeated process.

Пример №1.Example No. 1.

В бисерную мельницу вертикального типа со стеклянным корпусом в виде цилиндра внутренним диаметром 53 мм, высотой 157 мм и входным отверстием 50 мм, закрываемым автономной с сальниковой коробкой для высокооборотной (3000 об/мин) механической мешалкой лопастного типа с лопастью из текстолита 49×25×2,5 мм, а также гнездами для датчика температуры, пробоотборника и дозагрузок реагентов и прочих компонентов по ходу процесса вводят 150 г стеклянного бисера, 108,28 г уайт-спирита в качестве растворителя объемной фазы, 30,77 г бензойной кислоты. Корпус реактора, помещают в гнездо каркасной рамы, соединяют с крышкой, проверяют работоспособность мешалки вручную, включают механическое перемешивание и начинают готовить раствор-суспензию кислоты. Через 15 мин, не прекращая перемешивания, вводят 9,04 г оксида олова, т.е. (0,4 моль/кг) и ведут процесс превращения диоксида олова в бензоат олова(IV) с текущим контролем за расходованием кислоты. Результаты текущего контроля представлены в таблице 1.In a vertical type bead mill with a glass case in the form of a cylinder with an inner diameter of 53 mm, a height of 157 mm and an inlet of 50 mm, which is closed by a paddle-type mechanical stirrer with a packing box for a high-speed (3000 rpm) with a paddle blade of 49 × 25 × 2.5 mm, as well as nests for the temperature sensor, sampler and reloading reagents and other components, 150 g of glass beads, 108.28 g of white spirit as a volumetric phase solvent, 30.77 g of benzoic acid are introduced during the process. The reactor vessel is placed in the nest of the frame frame, connected to the lid, the mixer is checked for operability manually, mechanical stirring is turned on, and an acid suspension solution is prepared. After 15 minutes, without stopping stirring, 9.04 g of tin oxide, i.e. (0.4 mol / kg) and lead the process of converting tin dioxide to tin (IV) benzoate with the current control of acid consumption. The results of the current control are presented in table 1.

Figure 00000001
Figure 00000001

На 250 мин без прекращения перемешивания вводят 15 г измельченного до максимального размера 5 мм олова и 1,91 г (0,05 моль/кг) молекулярного йода и продолжают процесс при текущем контроле за накоплением соединений олова(II). Полученные данные сведены в таблицу 2.For 250 min, without stopping mixing, 15 g of tin, crushed to a maximum size of 5 mm and 1.91 g (0.05 mol / kg) of molecular iodine, are introduced and the process is continued under the current control of the accumulation of tin (II) compounds. The data obtained are summarized in table 2.

Figure 00000002
Figure 00000002

Таким образом, общая длительность процесса 500 мин. ПО существу она на 1 час меньше, если полагаться на расчетное значение избытка загруженной кислоты и проводить загрузку металла и стимулирующей добавки не на 250 мин получения соли олова(IV), а на 200-й минуте или раньше.Thus, the total duration of the process is 500 minutes. In essence, it is 1 hour less, if you rely on the calculated value of the excess of loaded acid and load the metal and stimulating additive not at 250 minutes to obtain the tin (IV) salt, but at the 200th minute or earlier.

По достижении расчетного содержания соединений олова(II) процесс прекращают, останавливают механическое перемешивание, отсоединяют корпуса реактора от крышки с мешалкой и опускают вниз настолько, чтобы нижня кромка лопасти оказалась чуть выше уровня содержимого, давая возможность в течение 5 мин остаткам реакционной смеси (PC) стечь с лопасти и вала мешалки. Затем содержимое реактора переносят в воронку для отделения суспензии PC от перетирающего агента и непрореагировавшего металла с мелкой сеткой в качестве фильтровальной перегородки. После завершения этой операции бисер и непрореагировавший металл возвращают в корпус реактора, собирают бисерную мельницу вновь, добавляют 40 г уайт-спирита, включают механическое перемешивание и в течение 10 мин отмывают возвращенные твердые фазы и элементы реактора от остатков PC. По завершении этой операции отделение перетирающего агента и металла проводят вновь, собирая промывной растворитель в предназначенную для него емкость. Далее биеср и металл разделяют, сушат и взвешивают. Потерь стеклянного бисера не обнаружено, убыль массы металла хорошо соответствовала расчетной величине.Upon reaching the calculated content of tin (II) compounds, the process is stopped, mechanical stirring is stopped, the reactor vessels are disconnected from the lid with a stirrer and lowered down so that the lower edge of the blade is slightly higher than the content, allowing residual reaction mixture (PC) for 5 minutes drain from the blade and shaft of the mixer. The contents of the reactor are then transferred to a funnel to separate the suspension of PC from the grinding agent and unreacted metal with a fine mesh as a filter screen. After this operation is completed, the beads and unreacted metal are returned to the reactor vessel, the bead mill is reassembled, 40 g of white spirit are added, mechanical stirring is turned on and the returned solid phases and reactor elements are washed from PC residues for 10 minutes. At the end of this operation, the separation of the grinding agent and the metal is carried out again, collecting the washing solvent in a container designed for it. Next, biesr and metal are separated, dried and weighed. Losses of glass beads were not detected, the decrease in the mass of the metal was in good agreement with the calculated value.

Суспензию реакционной смеси фильтруют, осадок на фильтре обрабатывают промывным растворителем, хорошо отжимают, снимают с фильтра и сушат на воздухе до постоянной массы. Она оказалась равной 41,58 г. Следовательно, выход выделенного продукта составил 96, 0%. Эквивалентная масса 361±1.The suspension of the reaction mixture is filtered, the filter cake is treated with a washing solvent, squeezed well, removed from the filter and dried in air to constant weight. It turned out to be 41.58 g. Therefore, the yield of the isolated product was 96.0%. Equivalent mass 361 ± 1.

Непрореагировавший металл, фильтра PC и промывной растворитель возвращают на загрузку повторного процесса.Unreacted metal, PC filter, and wash solvent are returned to the batch process.

Примеры №2-9Examples No. 2-9

Масса загрузки, мольные загрузки реагентов, порядок их загрузки, массовые соотношения перетирающего агента, металла и остальной загрузки, моменты дозагрузок отдельных компонентов и прекращения процесса, проведение процесса и его текущего контроля за ходом, операции по разделению PC и выделению целевого продукта аналогичны описанным в примере 1.The mass of the load, the molar load of the reagents, the order of their loading, the mass ratios of the grinding agent, metal and the rest of the load, the moments of reloading of the individual components and termination of the process, the process and its current control over the course, the separation of the PC and the selection of the target product are similar to those described in the example one.

Отличаются природой используемой кислоты и растворителя жидкой фазы. Характеристики загрузок, процесса в целом и текущего контроля за его ходом сведены в таблицу 3.They differ in the nature of the acid and solvent used in the liquid phase. The characteristics of the downloads, the process as a whole and the current control over its progress are summarized in table 3.

Figure 00000003
Figure 00000003

Figure 00000004
Figure 00000004

Примеры №10-18Examples No. 10-18

Масса загрузки в реактор, мольные загрузки реагентов, массовые соотношения перетирающего агента, металла и остальной загрузки, последовательность загрузки и порядок проведения процесса, текущий контроль за его ходом, моменты дозагрузок отдельных компонентов, прекращение процесса, операции по разделению PC и выделению целевого продукта аналогичны описанным в примере 1. Отличаются вводом в загрузку п-аминоазобензола как трибохимического катализатора получения промежуточного карбоксилата олова(IV), использованием вместо реактивного диоксида олова касситерита, природой загружаемой кислоты и растворителя. Характеристики загрузок и процесса в целом сведены в таблицу 4.The mass of loading into the reactor, molar loading of reagents, mass ratios of the grinding agent, metal and the rest of the loading, loading sequence and the procedure for carrying out the process, current monitoring of its progress, moments of reloading of individual components, termination of the process, PC separation and isolation of the target product are similar to those described in example 1. They are distinguished by introducing p-aminoazobenzene into the charge as a tribochemical catalyst for the production of tin (IV) intermediate carboxylate, using instead of reactive dic tin cassiterite soda, the nature of the chargeable acid and solvent. The characteristics of the downloads and the process as a whole are summarized in table 4.

Figure 00000005
Figure 00000005

Figure 00000006
Figure 00000006

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

1. Используется гораздо менее эффективный, но более доступный окислитель оксид олова(IV). Превращение его в более эффективныйокислитель соль олова(IV) введено в виде отдельной операции в процессе, которая разделена только во времени, выполняется в той же самой среде и в том же самом реакторе, не требуя ни выделения карбоксилатов олова(IV), ни его сушки и очистки.1. A much less effective but more affordable tin (IV) oxide oxidizer is used. The conversion of it to a more effective oxidizing agent, the tin (IV) salt, was introduced as a separate operation in a process that is separated only in time, is carried out in the same medium and in the same reactor, without requiring neither the isolation of tin (IV) carboxylates, nor its drying and cleaning.

2. В рассматриваемом процессе можно использовать в качестве окислителя и природный минерал касситерит.2. In the process under consideration, the natural mineral cassiterite can also be used as an oxidizing agent.

3. Предлагаемое решение допускает довольно широкий выбор кислот (причем как жирных, так и ароматических), превращение которых в карбоксилаты не требует ни подвода внешнего тепла, ни охлаждения реакционной смеси по ходу протекания процесса.3. The proposed solution allows a fairly wide selection of acids (both fatty and aromatic), the conversion of which into carboxylates does not require either supplying external heat or cooling the reaction mixture during the course of the process.

4. Довольно широкий выбор и оганических растворителей, в том числе и промышленных композиций. Основное требование сводится к малой растворимости в нем и заметной растворимости кислоты-реагента.4. A fairly wide selection of organic solvents, including industrial compositions. The main requirement is reduced to a low solubility in it and a noticeable solubility of the acid reagent.

5. Неизрасходованный металл (берущийся для ускоренного завершения конечных стадий в избытке), а также фильтраты и промывные растворители возвращаются на загрузку повторных процессов.5. Unspent metal (taken to accelerate the completion of the final stages in excess), as well as filtrates and washing solvents are returned to the loading of the repeated processes.

6. Аппаратурное оформление процесса довольно простое и не содержит котлонадзорного оборудования, а также элементов для подвода внешнего тепла и организации охлаждения по ходу процесса.6. The hardware design of the process is quite simple and does not contain boiler monitoring equipment, as well as elements for supplying external heat and organizing cooling during the process.

Claims (4)

1. Способ получения карбоксилатов олова (II) путем взаимодействия металла, его диоксида и карбоновой кислоты в присутствии органического растворителя и стимулирующей добавки йода в бисерной мельнице вертикального типа со стеклянным бисером в качестве перетирающего агента, отличающийся тем, что в начале в реактор загружают перетирающий агент в массовом соотношении с остальной загрузкой 1:1, растворитель жидкой фазы и кислоту в количестве 1,68 моль/кг, включают механическое перемешивание и готовят раствор-суспензию кислоты, после чего вводят 0,4 моль/кг диоксида олова и в отдельных случаях 10-2 моль/кг п-аминоазобензола как трибохимического катализатора и при текущем контроле за расходованием кислоты получают соль олова (IV) и введенной кислоты, далее вводят 10% от остальной загрузки металл и 0,05 моль/кг молекулярного йода и при текущем контроле за накоплением соединений олова (II) получают искомый карбоксилат, после чего механическое перемешивание прекращают, проводят отделение перетирающего агента и непрореагировавшего металла от суспензии продукта, выделяемого последующим фильтрованием, промывкой осадка растворителем жидкой фазы, его сушкой и очисткой путем перекристаллизации. 1. A method of producing tin (II) carboxylates by reacting a metal, its dioxide and carboxylic acid in the presence of an organic solvent and a stimulating additive of iodine in a vertical type bead mill with glass beads as a grinding agent, characterized in that the grinding agent is initially loaded into the reactor in a mass ratio with the rest of the load 1: 1, the solvent of the liquid phase and the acid in an amount of 1.68 mol / kg include mechanical stirring and prepare a solution of a suspension of acid, after which it is introduced 0.4 mol / kg of tin dioxide and, in some cases, 10 -2 mol / kg of p-aminoazobenzene as a tribochemical catalyst, and with the current control of acid consumption, a salt of tin (IV) and introduced acid are obtained, then 10% of the remaining metal charge is introduced and 0.05 mol / kg of molecular iodine and, under current monitoring of the accumulation of tin (II) compounds, the desired carboxylate is obtained, after which the mechanical stirring is stopped, the grinding agent and unreacted metal are separated from the suspension of the product secreted by the subsequent fil trovaniem, the liquid solvent phase by washing the precipitate, drying and purification by recrystallization. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве кислоты используют бензойную, салициловую, п-оксибензойную, антраниловую, п-аминобензойную, о-хлорбензойную, м-нитробензойную, 5-аминосалициловую, галловую, п-нитробензойную, анисовую, уксусную, пропионовую, трихлоруксусную или гидрокоричную. 2. The method according to claim 1, characterized in that the acid used is benzoic, salicylic, p-hydroxybenzoic, anthranilic, p-aminobenzoic, o-chlorobenzoic, m-nitrobenzoic, 5-aminosalicylic, gallic, p-nitrobenzoic, anisic, acetic, propionic, trichloroacetic or hydrocinnamic. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве растворителя жидкой фазы используют уайт-спирит, керосин, сольвент, о-ксилол, смесь ксилолов, хлорбензол.3. The method according to claim 1, characterized in that white spirit, white spirit, kerosene, solvent, o-xylene, a mixture of xylenes, chlorobenzene are used as the solvent of the liquid phase. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что п-аминоазобензол используют в тех случаях, когда взаимодействие диоксида олова с выбранной кислотой идет очень медленно (низкомолекулярные жирные кислоты) и (или) прекращается до достижения количественного превращения реагента в недостатке. 4. The method according to claim 1, characterized in that p-aminoazobenzene is used in cases where the interaction of tin dioxide with the selected acid is very slow (low molecular weight fatty acids) and (or) stops until the quantitative conversion of the reagent to a deficiency is achieved.
RU2017139721A 2017-11-15 2017-11-15 Method of producing tin (ii) carboxylates RU2671197C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017139721A RU2671197C1 (en) 2017-11-15 2017-11-15 Method of producing tin (ii) carboxylates

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017139721A RU2671197C1 (en) 2017-11-15 2017-11-15 Method of producing tin (ii) carboxylates

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2671197C1 true RU2671197C1 (en) 2018-10-30

Family

ID=64103238

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017139721A RU2671197C1 (en) 2017-11-15 2017-11-15 Method of producing tin (ii) carboxylates

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2671197C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110330423A (en) * 2019-07-22 2019-10-15 云南锡业研究院有限公司 The method that pressurization prepares stannous octoate

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0644223A2 (en) * 1993-09-22 1995-03-22 General Electric Company Melt process for the synthesis of tin (II) terephthalate
RU2326861C1 (en) * 2007-01-10 2008-06-20 Курский государственный технический университет (КГТУ) Method of obtaining iron benzoate (iii)
RU2331629C1 (en) * 2007-01-09 2008-08-20 Курский государственный технический университет (КГТУ) Method of obtaining manganese salicylate (ii)
RU2398758C1 (en) * 2008-12-22 2010-09-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Курский государственный технический университет (КурскГТУ) Lead (ii) acetate synthesis method
RU2630310C1 (en) * 2016-11-22 2017-09-07 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) Method for preparing tin benzoate (ii)

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0644223A2 (en) * 1993-09-22 1995-03-22 General Electric Company Melt process for the synthesis of tin (II) terephthalate
RU2331629C1 (en) * 2007-01-09 2008-08-20 Курский государственный технический университет (КГТУ) Method of obtaining manganese salicylate (ii)
RU2326861C1 (en) * 2007-01-10 2008-06-20 Курский государственный технический университет (КГТУ) Method of obtaining iron benzoate (iii)
RU2398758C1 (en) * 2008-12-22 2010-09-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Курский государственный технический университет (КурскГТУ) Lead (ii) acetate synthesis method
RU2630310C1 (en) * 2016-11-22 2017-09-07 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) Method for preparing tin benzoate (ii)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110330423A (en) * 2019-07-22 2019-10-15 云南锡业研究院有限公司 The method that pressurization prepares stannous octoate
CN110330423B (en) * 2019-07-22 2022-02-18 云南锡业研究院有限公司 Method for preparing stannous octoate under pressure

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2671197C1 (en) Method of producing tin (ii) carboxylates
RU2630310C1 (en) Method for preparing tin benzoate (ii)
US2863914A (en) Process for converting phthalic acid into terephthalic acid
RU2670199C1 (en) Method of producing tin (ii) carboxylates
RU2655142C1 (en) Method for obtaining tin nitrate (iv)
EP4100386A1 (en) Carbonate-promoted carboxylation at high rates
CN115611803B (en) Synthesis method of 2, 3-dichloropyridine
RU2316536C1 (en) Method of production of the formiate of manganese (ii)
US2864871A (en) Method of producing dinitro-tetra alkyl benzenes
CN103842324A (en) Process for oxidizing an alkyl-aromatic compound
RU2673470C1 (en) Method of producing benzoate and substituted tin (iv) benzoates from secondary raw materials
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
CN101519339B (en) Method for preparing 1,2-diphenylethane by coupling reaction of benzyl chloride and reduced iron powder with copper chloride as latent catalyst
RU2398758C1 (en) Lead (ii) acetate synthesis method
RU2294921C1 (en) Method for preparing manganese (ii) acetate
RU2650893C1 (en) Method for producing tin benzoate (ii)
RU2412152C2 (en) Method of producing manganese (ii) m-nitrobenzoate
RU2678092C1 (en) Two-stage method for obtaining metal tin (ii) carboxylates
RU2717810C1 (en) Method of producing tin (iv) nitrate by oxidising tin (ii) nitrate
RU2424225C1 (en) Method of producng basic copper (ii) acetate
RU2326861C1 (en) Method of obtaining iron benzoate (iii)
RU2376278C1 (en) Manganese (ii) fumarate synthesis method
RU2414451C1 (en) METHOD OF PRODUCING MANGANESE (II) n-AMINOBENZOATE
RU2373186C2 (en) Method of producing basic phthalate of iron (iii)

Legal Events

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

Effective date: 20191116