RU2798466C1 - Method for producing para-aminophenol and zinc acetate by reduction of para-nitrosophenol with metallic zinc in acetic acid medium - Google Patents

Method for producing para-aminophenol and zinc acetate by reduction of para-nitrosophenol with metallic zinc in acetic acid medium Download PDF

Info

Publication number
RU2798466C1
RU2798466C1 RU2023103528A RU2023103528A RU2798466C1 RU 2798466 C1 RU2798466 C1 RU 2798466C1 RU 2023103528 A RU2023103528 A RU 2023103528A RU 2023103528 A RU2023103528 A RU 2023103528A RU 2798466 C1 RU2798466 C1 RU 2798466C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
para
zinc acetate
acetic acid
solution
aminophenol
Prior art date
Application number
RU2023103528A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Фёдор Алексеевич Кучеров
Игорь Геннадьевич Резекин
Кирилл Александрович Амочкин
Игорь Олегович Константинов
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "МЕНДЕЛЕЕВСКИЙ ХИМИЧЕСКИЙ ЗАВОД"
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "МЕНДЕЛЕЕВСКИЙ ХИМИЧЕСКИЙ ЗАВОД" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "МЕНДЕЛЕЕВСКИЙ ХИМИЧЕСКИЙ ЗАВОД"
Application granted granted Critical
Publication of RU2798466C1 publication Critical patent/RU2798466C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: new method for the production of para-aminophenol and zinc acetate by reducing para-nitrosophenol with metallic zinc in an acetic acid medium. This method includes the following steps: a) preparing a solution of para-nitrosophenol in acetic acid; b) feeding the solution from step a) into the reactor with an inert atmosphere with stirring and forced maintenance of the temperature in the range from 40 to 55°C; c) dosing zinc metal powder into the reactor at a controlled feed rate; d) stirring the reaction mixture until the reaction is complete while maintaining the temperature in the range from 40 to 55°C; e) cooling the reaction mixture to 3-7°C for complete isolation of finely crystalline zinc acetate from the reaction solution; f) withdrawing the reaction mixture from the reactor into a nutsche filter; g) separating solid zinc acetate as retentate and a solution of para-aminophenol in acetic acid as permeate; h) washing the zinc acetate on the filter with glacial acetic acid; i) withdrawing the solution of para-aminophenol in acetic acid from the nutsche filter and obtaining the final product of para-aminophenol either individually or as a solution; j) drying the solid zinc acetate and discharging it from the nutsche filter to obtain the final zinc acetate product.
EFFECT: cheap and readily available reagents, as well as a decrease in the amount of waste for disposal, and allows, without the use of special equipment, to obtain and isolate several economically significant products that are hardwarily and technologically simple, providing high purity and modern yield.
6 cl, 1 dwg, 2 ex

Description

Настоящее изобретение относится к области химической технологии, в частности к новому способу получения пара-аминофенола и ацетата цинка посредством восстановления пара-нитрозофенола металлическим цинком в среде уксусной кислоты.The present invention relates to the field of chemical technology, in particular to a new method for the production of para-aminophenol and zinc acetate by reducing para-nitrosophenol with zinc metal in an acetic acid medium.

Пара-аминофенол является ценным продуктом органического синтеза. Данное соединение служит сырьем для производства лекарств (парацетамола), красителей, применяется в качестве антиоксиданта в производстве резин. Поэтому до сих пор в научно-исследовательских и производственных областях сохраняется значительный интерес к разработке и внедрении новых эффективных способов синтеза пара-аминофенола, отвечающих современным реалиям постоянно дорожающего сырья и ужесточающихся требований к обеспечению экологичности производства.Para-aminophenol is a valuable product of organic synthesis. This compound serves as a raw material for the production of drugs (paracetamol), dyes, and is used as an antioxidant in the production of rubber. Therefore, there is still considerable interest in the research and production areas in the development and implementation of new effective methods for the synthesis of para-aminophenol that meet the modern realities of constantly rising raw material prices and tightening requirements for ensuring environmental friendliness of production.

В настоящее время в уровне техники существует несколько подходов к промышленному производству пара-аминофенола, где основным методом синтеза является восстановление пара-нитро- или пара-нитрозофенола.At present, there are several approaches to the industrial production of para-aminophenol in the prior art, where the main method of synthesis is the reduction of para-nitro- or para-nitrosophenol.

Figure 00000001
Figure 00000001

Описано несколько подходов к осуществлению данного химического превращения.Several approaches to the implementation of this chemical transformation have been described.

Достаточное распространение получило каталитическое гидрирование водородом (RU2461543, CN104356007A, CN104447362A, WO2021219647A, CN112279781A, SU536167A1, Green Chem., 2019, 21, 6381-6389). Восстановление водородом пара-нитро или пара-нитрозофенола приводит к продукту высокого качества и протекает сравнительно легко, однако требует дорогих катализаторов гидрирования. Предлагается использовать нанесенный палладий на угле, платину или активированный металлический никель. Подобные катализаторы выдерживают ограниченное количество синтетических циклов, после чего требуется их замена. Регенерация подобных катализаторов крайне затруднена. Никель Ренея пирофорен, учитывая, что восстановление предлагается проводить в среде органических растворителей (спирты, этилацетат), то к работе предъявляются повышенные требования в отношении безопасности. Для описанных процессов используется газообразный водород под давлением до 20-30 атм, что также требует специальных мер предосторожности и специального аппаратного оформления.Catalytic hydrogenation with hydrogen has become widespread (RU2461543, CN104356007A, CN104447362A, WO2021219647A, CN112279781A, SU536167A1, Green Chem., 2019, 21, 6381-6389). Hydrogen reduction of para-nitro or para-nitrosophenol results in a high quality product and is relatively easy, but requires expensive hydrogenation catalysts. It is proposed to use deposited palladium on carbon, platinum or activated metallic nickel. Such catalysts withstand a limited number of synthetic cycles, after which they need to be replaced. The regeneration of such catalysts is extremely difficult. Raney nickel is pyrophoric, given that the reduction is proposed to be carried out in an environment of organic solvents (alcohols, ethyl acetate), then increased safety requirements are imposed on the work. For the processes described, gaseous hydrogen is used under pressure up to 20-30 atm, which also requires special precautions and special hardware design.

Описано восстановление пара-нитрозофенола электролитическим способом в слабом растворе серной кислоты (DE2256003A1). В результате может быть получен продукт высокого качества при относительно низких затратах. Однако для данного метода требуется сложное аппаратное оформление, подбор оптимальных технологических параметров (плотность тока, концентрации реагентов) в процессе реакции затруднен. На результат сильно влияет выбор материала для электродов.The electrolytic reduction of para-nitrosophenol in a weak solution of sulfuric acid (DE2256003A1) is described. As a result, a high quality product can be obtained at a relatively low cost. However, this method requires complex hardware design, and the selection of optimal technological parameters (current density, reagent concentrations) during the reaction is difficult. The result is strongly influenced by the choice of material for the electrodes.

В качестве реагентов для «сульфидного» метода могут использоваться сульфиды и полисульфиды натрия, сероводород, диоксид серы, дитионит, бисульфит или метабисульфит натрия (CN103772217A, CN104356007A, US377256, US3223727). Применение сульфидов имеет ряд преимуществ: дешевизна реагентов и технически не сложное выделение продукта. Однако, вследствие низкой химической активности восстановителя для осуществления данного превращения требуется его значительный избыток. Как следствие, образуется большое количество жидких отходов, которые требуется утилизировать. Также реакция сопровождается выделением заметного количества токсичного сероводорода, из-за чего нужны дополнительные аппараты для его улавливания и нейтрализации, и строгий контроль за состоянием окружающей среды.As reagents for the "sulfide" method, sodium sulfides and polysulfides, hydrogen sulfide, sulfur dioxide, dithionite, sodium bisulfite or metabisulfite (CN103772217A, CN104356007A, US377256, US3223727) can be used. The use of sulfides has a number of advantages: the cheapness of reagents and the technically uncomplicated isolation of the product. However, due to the low chemical activity of the reducing agent, a significant excess of the reducing agent is required to carry out this transformation. As a result, a large amount of liquid waste is generated, which must be disposed of. Also, the reaction is accompanied by the release of a noticeable amount of toxic hydrogen sulfide, which requires additional devices to capture and neutralize it, and strict control over the state of the environment.

Восстановление металлами в кислой среде - хорошо зарекомендовавший себя лабораторный метод восстановления ароматических нитро- и нитрозосоединений. Описано и промышленное применение данной методики (CN1562959A, CN105218406A, CS203892B1). В качестве металлов обычно используется карбонильное железо и порошок цинка.Reduction with metals in an acidic medium is a well-established laboratory method for the reduction of aromatic nitro and nitroso compounds. The industrial application of this technique is also described (CN1562959A, CN105218406A, CS203892B1). The metals commonly used are carbonyl iron and zinc powder.

При проведении реакции восстановления пара-нитрофенола с железом (CN1562959A) или цинком (CN105218406A) в соляной кислоте целевой пара-аминофенол образуется в виде гидрохлорида. При необходимости выделить продукт в форме свободного основания нужна дополнительная стадия нейтрализации. Это требует использования дополнительных реагентов и создает избыточные отходы.When carrying out the reduction reaction of para-nitrophenol with iron (CN1562959A) or zinc (CN105218406A) in hydrochloric acid, the target para-aminophenol is formed as a hydrochloride. If it is necessary to isolate the product in the form of a free base, an additional neutralization step is needed. This requires the use of additional reagents and creates excess waste.

При использовании железа в уксусной кислоте для восстановления нитроароматических соединений реакция протекает с большим разогревом, сильно загустевает, а в качестве отходов образуется аморфная масса из солей железа, что крайне затрудняет полное выделение продукта (WO2004014382A1). Данные факторы делают проблематичным масштабирование подобного процесса.When using iron in acetic acid to reduce nitroaromatic compounds, the reaction proceeds with great heating, thickens strongly, and an amorphous mass of iron salts is formed as a waste, which makes it extremely difficult to completely isolate the product (WO2004014382A1). These factors make it problematic to scale up such a process.

Пара-нитрозофенол в качестве исходного соединения для получения пара-аминофенола применяется заметно реже, так как является недостаточно стабильным веществом. В патенте CS203892B1 предлагается восстанавливать пара-нитрозофенол железом в соляной кислоте, однако в данном случае также образуются трудно отделимые на данной стадии соединения железа, и поэтому не производится выделение пара-аминофенола в индивидуальном виде, а реакционную смесь подвергают дальнейшим превращениям.Para-nitrosophenol as a starting compound for the production of para-aminophenol is used much less frequently, since it is not a sufficiently stable substance. Patent CS203892B1 proposes to reduce para-nitrosophenol with iron in hydrochloric acid, however, in this case, iron compounds that are difficult to separate at this stage are also formed, and therefore para-aminophenol is not isolated individually, and the reaction mixture is subjected to further transformations.

Таким образом в уровне техники не описано использование металлического цинка в среде уксусной кислоты для восстановления нитрозосоединений. Хотя при использовании данной методики образуется полезный побочный продукт - ацетат цинка.Thus, the prior art does not describe the use of metallic zinc in an acetic acid medium for the reduction of nitroso compounds. Although using this technique, a useful by-product, zinc acetate, is formed.

Ацетат цинка дигидрат ценное вещество, используется в качестве пищевой добавки как усилитель вкуса и аромата (E650), как источник цинка, незаменимого микроэлемента для организма, а также является компонентом при производстве косметики. Кроме того, ацетат цинка используется в качестве исходного соединения для получения нано-структурированного оксида цинка и получения других солей цинка.Zinc acetate dihydrate is a valuable substance used as a food additive as a flavor and aroma enhancer (E650), as a source of zinc, an essential trace element for the body, and is also a component in the production of cosmetics. In addition, zinc acetate is used as a starting compound for obtaining nano-structured zinc oxide and obtaining other zinc salts.

Основным методом получения двухводного ацетата цинка является растворения оксида или гидрооксида цинка в уксусной кислоте в присутствии воды (RU2483056C2, CN1059196C, CN1696099A, TWI243814B). Для технического осуществления данного процесса описано специализированное оборудование (CN212041433U, CN209714555U).The main method for obtaining dihydrate zinc acetate is the dissolution of zinc oxide or hydroxide in acetic acid in the presence of water (RU2483056C2, CN1059196C, CN1696099A, TWI243814B). For the technical implementation of this process, specialized equipment is described (CN212041433U, CN209714555U).

Таким образом, в настоящее время все еще остается значительная потребность в разработке новых способов получения ценного в химической технологии продукта пара-аминофенола, совмещенных с получением других ценных продуктов, отличающихся уменьшенным количеством утилизируемых отходов, энергоэффективным осуществлением процесса, а также исключающих или по меньшей мере минимизирующих указанные выше недостатки предшествующего уровня техники и предоставляющих специалисту в данной области более широкий выбор средств и технологий для достижения необходимых характеристик пара-аминофенола, в частности для использования в дальнейших синтетических цепочках.Thus, at present, there is still a significant need to develop new methods for obtaining a para-aminophenol product valuable in chemical technology, combined with the production of other valuable products, characterized by a reduced amount of recyclable waste, an energy-efficient process, and also eliminating or at least minimizing the above disadvantages of the prior art and providing the person skilled in the art with a wider choice of means and technologies for achieving the necessary characteristics of para-aminophenol, in particular for use in further synthetic chains.

Поэтому задача настоящего изобретения состояла в предоставлении нового способа комбинированного получения пара-аминофенола и ацетата цинка, характеризующегося простотой осуществления с аппаратной и технологической точек зрения, доступностью и низкой стоимостью исходных реагентов и низкими затратами по энергопотреблению, а также более выгодной экономической рентабельностью за счет одновременного получения нескольких ценных продуктов, который при этом обеспечивал бы воспроизводимое получение конечных продуктов с современными выходами и высокой чистотой без дополнительных стадий очистки.Therefore, the objective of the present invention was to provide a new method for the combined production of para-aminophenol and zinc acetate, characterized by ease of implementation from the hardware and technological points of view, the availability and low cost of the starting reagents and low energy consumption, as well as more favorable economic profitability due to the simultaneous production several valuable products, while providing reproducible end products with modern yields and high purity without additional purification steps.

Указанную задачу удалось решить посредством нового способа комбинированного получения пара-аминофенола и ацетата цинка посредством восстановления пара-нитрозофенола металлическим цинком в среде уксусной кислоты, включающего следующие стадии:This problem was solved by a new method for the combined production of para-aminophenol and zinc acetate by reducing para-nitrosophenol with metallic zinc in an acetic acid medium, which includes the following stages:

a) приготовление раствора пара-нитрозофенола в уксусной кислоте;a) preparation of a solution of para-nitrosophenol in acetic acid;

b) подача раствора со стадии а) в реактор с инертной атмосферой при перемешивании и принудительном поддержании температуры в диапазоне от 40 до 55°С;b) feeding the solution from step a) into the reactor with an inert atmosphere with stirring and forced maintenance of the temperature in the range from 40 to 55°C;

c) дозирование металлического цинка в виде порошка в реактор с контролируемой скоростью подачи;c) dosing zinc metal powder into the reactor at a controlled feed rate;

d) перемешивание реакционной смеси до полного прохождения реакции при поддержании температуры в диапазоне от 40 до 55°С;d) stirring the reaction mixture until the reaction is complete while maintaining the temperature in the range from 40 to 55°C;

e) охлаждение реакционной смеси до 3 - 7°С для полного выделения мелкокристаллического ацетата цинка из реакционного раствора;e) cooling the reaction mixture to 3 - 7°C for complete isolation of fine crystalline zinc acetate from the reaction solution;

f) выведение реакционной смеси из реактора в нутч-фильтр;f) withdrawing the reaction mixture from the reactor into a suction filter;

g) отделение твердого ацетата цинка в качестве ретентата и раствора пара-аминофенола в уксусной кислоте в качестве пермеата;g) separating solid zinc acetate as retentate and a solution of para-aminophenol in acetic acid as permeate;

h) промывка ацетата цинка на фильтре ледяной уксусной кислотой;h) washing the zinc acetate on the filter with glacial acetic acid;

i) выведение раствора пара-аминофенола в уксусной кислоте из нутч-фильтра и получение готового продукта пара-аминофенола, либо в индивидуальном виде, либо в виде раствора;i) withdrawing the solution of para-aminophenol in acetic acid from the suction filter and obtaining the final product of para-aminophenol, either individually or as a solution;

j) сушка твердого ацетата цинка и его выгрузка из нутч-фильтра с получением готового продукта дигидрата ацетата цинкаj) drying the solid zinc acetate and discharging it from the suction filter to obtain the finished product zinc acetate dihydrate

Как ранее было показано в обзоре уровня техники известно несколько подходов к промышленному производству пара-аминофенола, причем основным предшественником для его получения является пара-нитрофенол. Использование же пара-нитрозофенола имеет весьма ограниченное распространение.As previously shown in the review of the prior art, several approaches are known for the industrial production of para-aminophenol, with para-nitrophenol being the main precursor for its production. The use of para-nitrosophenol has a very limited distribution.

Это связано с тем, что пара-нитрофенол в качестве исходного вещества для реакции восстановления в пара-аминофенол выглядит более привлекательно вследствие большей химической стабильности. Однако, пара-нитрофенол является менее доступным и более дорогим сырьем для производства, так как не может быть получен с высоким выходом напрямую из фенола реакцией нитрования из-за низкой региоселективности данной реакции.This is due to the fact that para-nitrophenol as a starting material for the reduction reaction to para-aminophenol looks more attractive due to its greater chemical stability. However, para-nitrophenol is a less accessible and more expensive raw material for production, since it cannot be obtained in high yield directly from phenol by the nitration reaction due to the low regioselectivity of this reaction.

пара-Нитрозофенол в свою очередь может быть получен с высоким выходом и селективностью напрямую из фенола, однако обладает меньшей химической стабильностью, что предъявляет особые требования для осуществления процесса его восстановления: должны быть обеспечены достаточно мягкие условия процесса, чтобы исключить образование побочных продуктов и как следствие гарантировать необходимую чистоту конечного продукта. Поэтому при обнаружении такого способа восстановления общий синтетический подход, основанный на нитрозировании фенола и восстановлении пара-нитрозофенола до пара-аминофенола становится существенно более выгодным в силу возрастающего практически вдвое общего выхода конечного продукта.para-Nitrosophenol, in turn, can be obtained directly from phenol in high yield and selectivity, but it has a lower chemical stability, which imposes special requirements for the implementation of the process of its reduction: sufficiently mild process conditions must be provided to exclude the formation of by-products and, as a result, guarantee the required purity of the final product. Therefore, when such a reduction method is discovered, the general synthetic approach based on the nitrosation of phenol and the reduction of para-nitrosophenol to para-aminophenol becomes significantly more profitable due to the almost doubling of the total yield of the final product.

Авторам изобретения удалось обнаружить способ восстановления пара-нитрозофенола, отвечающий необходимым требованиям.The inventors have succeeded in finding a method for the reduction of para-nitrosophenol that meets the necessary requirements.

Предложенный способ согласно изобретению основан на реакции восстановления пара-нитрозофенола водородом, выделяющимся при взаимодействии металлического цинка с уксусной кислотой, сопровождающимся образованием ацетата цинка.The proposed method according to the invention is based on the reduction reaction of para-nitrosophenol with hydrogen released during the interaction of metallic zinc with acetic acid, accompanied by the formation of zinc acetate.

Указанный способ, согласно изобретению, позволяет реализовать следующие преимущества:This method, according to the invention, allows you to realize the following advantages:

• использование металлического цинка позволяет проводить управляемую экзотермическую реакцию без риска возникновения опасного перегрева, при проведении реакции нагрев химического аппарата необходим только на начальном этапе, таким образом общая энергоэффективность процесса повышается. В отличие от использования металлического железа в качестве восстановителя, в процессе реакции с использованием порошка металлического цинка не возникает критических скачков плотности в реакционной среде, что позволяет эффективно протекать процессам массо- и теплообмена, образующийся кристаллический осадок ацетата цинка коагулирует в достаточно крупные агрегаты, не происходит остудневания реакционной массы, что значительно облегчает фильтрование и обеспечивает полное отделение жидкой фазы без потери растворенного пара-аминофенола.• the use of metallic zinc allows for a controlled exothermic reaction without the risk of dangerous overheating; during the reaction, heating of the chemical apparatus is only necessary at the initial stage, thus increasing the overall energy efficiency of the process. In contrast to the use of metallic iron as a reducing agent, during the reaction using metallic zinc powder, there are no critical density jumps in the reaction medium, which allows the mass and heat transfer processes to proceed efficiently, the resulting crystalline precipitate of zinc acetate coagulates into fairly large aggregates, no cooling of the reaction mass, which greatly facilitates filtration and ensures complete separation of the liquid phase without loss of dissolved para-aminophenol.

• процесс восстановления пара-нитрозофенола ускоряет взаимодействие металлического цинка с уксусной кислотой, таким образом ацетат цинка как ценный побочный продукт в рамках синтеза пара-аминофенола может быть получен значительно быстрее, чем в случае проведения отдельного синтеза, в котором металлический цинк реагирует с уксусной кислотой без присутствия каких-либо других веществ.• the reduction process of p-nitrosophenol accelerates the interaction of zinc metal with acetic acid, so zinc acetate as a valuable by-product in the synthesis of para-aminophenol can be obtained much faster than in the case of a separate synthesis, in which metal zinc reacts with acetic acid without the presence of any other substances.

• пара-аминофенол в ходе процесса может быть получен, как в индивидуальном виде, так и в виде раствора, что облегчает его введение на последующие стадии химических превращений.• para-aminophenol during the process can be obtained both in individual form and in the form of a solution, which facilitates its introduction to subsequent stages of chemical transformations.

• возможно введение в реакцию влажного пара-нитрозофенола. Влажный пара-нитрозофенол обладает большей химической стабильностью, так как ингибируются процессы олигомеризации.• it is possible to introduce wet para-nitrosophenol into the reaction. Wet para-nitrosophenol has greater chemical stability, as oligomerization processes are inhibited.

• способ позволяет параллельно получать два ценных продукта: пара-аминофенол и ацетат цинка, что снижает количество утилизируемых отходов и повышает экономическую рентабельность способа.• the method allows to obtain two valuable products in parallel: para-aminophenol and zinc acetate, which reduces the amount of waste to be disposed of and increases the economic viability of the method.

Таким образом, представленный новый способ, согласно изобретению, характеризуется дешевыми и легкодоступными реагентами, а также снижением количества отходов, направляемых на утилизацию, позволяет без применения специального оборудования осуществлять простое с аппаратной и технологической точки зрения получение и выделение нескольких экономически значимых продуктов, обеспечивающее высокую чистоту и современный выход.Thus, the presented new method, according to the invention, is characterized by cheap and readily available reagents, as well as a decrease in the amount of waste sent for disposal, allows, without the use of special equipment, to obtain and isolate several economically significant products, which ensures high purity, without the use of special equipment. and modern outlet.

Подробное описание сущности технического решенияDetailed description of the essence of the technical solution

На фигуре 1 представлен один из вариантов возможной схемы установки для осуществления способа согласно изобретениюThe figure 1 shows one of the options for a possible installation scheme for implementing the method according to the invention

Представленное далее подробное описание способа для наглядности дается со ссылкой на показанный на фиг. 1 вариант установки, однако не накладывает никаких ограничений на аппаратную реализацию предложенного в изобретении способа.The following detailed description of the method is given for the sake of clarity with reference to FIG. 1 installation option, however, does not impose any restrictions on the hardware implementation of the method proposed in the invention.

На стадии а) способа согласно изобретению в емкости (Е2.1) приготавливают раствор пара-нитрозофенола в уксусной кислоте. Предпочтительно готовят насыщенный раствор пара-нитрозофенола в уксусной кислоте, чтобы максимально повысить производительность и понизить количество жидких отходов, однако, согласно изобретению, использование более разбавленного раствора также возможно. Кроме того, для получения раствора может быть использован пара-нитрозофенол, как в сухом, так и во влажном состоянии. Однако слишком большое количество воды в пара-нитрозофеноле снижает общую растворимость пара-нитрозофенола в уксусной кислоте, что понижает общую эффективность процесса; поэтому приемлемым с точки зрения настоящего изобретения диапазоном влажности используемого пара-нитрозофенола является диапазон содержания воды от 0 до 50% масс., в пересчете на массу пара-нитрозофенола. Причем использование пара-нитрозофенола во влажном состоянии является предпочтительнее, поскольку он обладает большей химической стабильностью, поскольку в данном случае ингибируются процессы олигомеризации.In step a) of the process according to the invention, a solution of p-nitrosophenol in acetic acid is prepared in a container (E2.1). Preferably, a saturated solution of p-nitrosophenol in acetic acid is prepared to maximize productivity and reduce liquid waste, however, according to the invention, the use of a more dilute solution is also possible. In addition, para-nitrosophenol can be used to obtain a solution, both in a dry and wet state. However, too much water in p-nitrosophenol reduces the overall solubility of p-nitrosophenol in acetic acid, which lowers the overall efficiency of the process; therefore, acceptable in terms of the present invention, the range of moisture used para-nitrosophenol is the range of water content from 0 to 50 wt. -%, based on the mass of para-nitrosophenol. Moreover, the use of para-nitrosophenol in the wet state is preferable, since it has greater chemical stability, since in this case oligomerization processes are inhibited.

На следующей технологической стадии b) с помощью перистальтического насоса (Н2.1) из емкости (Е2.1) загружают в реактор (Р2.1) приготовленный на стадии а) раствор. Подключают слабый ток инертного газа для продувки системы, чтобы исключить скапливание выделяющегося при взаимодействии водорода и возможное образование опасной водородно-воздушной смеси в свободном пространстве над жидкостью.At the next technological stage b) using a peristaltic pump (H2.1) from the tank (E2.1) is loaded into the reactor (P2.1) prepared in stage a) solution. A weak current of inert gas is connected to purge the system to prevent the accumulation of hydrogen released during the interaction and the possible formation of a dangerous hydrogen-air mixture in the free space above the liquid.

При активном перемешивании мешалкой М2.1, предпочтительно с верхним приводом, приступают к осуществлению стадии с), на которой с помощью дозирующего шнека из бункера (Б2.1) дозируют порошок металлического цинка с контролируемой скоростью, ориентируясь на интенсивность протекания начавшегося взаимодействия, скорость тепловыделения и количество твердой фазы в реакционной смеси. При дозировании порошка металлического цинка необходимо обеспечить его равномерное распределение по реакционному объему, исключить комкование реактива, т.е. избежать большого градиента концентраций и возникновения местного перегрева. Кроме того, поскольку взаимодействие происходит с разогревом реакционной смеси в реакторе осуществляют принудительное поддержание температуры в диапазоне от 40 до 55 °С. Контроль температуры производится с помощью датчика (ТТ2.1), при повышении температуры выше 50°С подключается охлаждение с помощью охлаждающего змеевика. В процессе реакции наблюдается обильное выпадение мелкокристаллического осадка ацетата цинка.With active stirring with a stirrer M2.1, preferably with a top drive, stage c) is started, at which, using a dosing screw, zinc metal powder is dosed from the hopper (B2.1) at a controlled rate, focusing on the intensity of the flow of the initiated interaction, the rate of heat release and the amount of solid phase in the reaction mixture. When dosing metal zinc powder, it is necessary to ensure its uniform distribution over the reaction volume, to exclude reagent clumping, i.e. to avoid a large concentration gradient and the occurrence of local overheating. In addition, since the interaction occurs with heating of the reaction mixture in the reactor, forced maintenance of the temperature in the range from 40 to 55 °C is carried out. Temperature control is carried out using a sensor (TT2.1), when the temperature rises above 50 ° C, cooling is connected using a cooling coil. During the reaction, an abundant precipitation of a finely crystalline precipitate of zinc acetate is observed.

После полного прибавления расчетного количества цинка на стадии d) реакционную смесь в реакторе (Р2.1) дополнительно перемешивают до полного прохождения реакции, не позволяя температуре подниматься выше 55°С.After complete addition of the calculated amount of zinc in stage d), the reaction mixture in the reactor (R2.1) is further stirred until the reaction is complete, not allowing the temperature to rise above 55°C.

На далее следующей стадии е) реакционную смесь охлаждают до 3-7 °С для полного осаждения ацетата цинка из раствора, и выдерживают смесь при данной температуре в течение 20 - 90 минут при постоянном перемешивании, причем интенсивность перемешивания и конструкция лопастей мешалки должны быть такими, чтобы в течение всего процесса не позволить образоваться слою осадка на дне реактора. Авторами было установлено, что для наилучшего противодействия оседанию твердой фракции во время осуществления способа согласно изобретению на дно реактора восходящий поток, создаваемый мешалкой, должен быть направлен вертикально вдоль оси реактора. В частности, такой режим работы авторам удалось обеспечить посредством лопастной мешалки с плоскими наклоненными под углом от 30° до 60° к вертикали лопастями. В предпочтительном варианте осуществления наклон лопастей в 45° создает достаточную интенсивность потока при меньших затратах энергии. Диаметр мешалки при этом предпочтительно составляет от 25 до 60% от диаметра реакционного сосуда, особо предпочтительно 40%. Количество лопастей мешалки определяется как округленное в большую сторону отношение высоты уровня реакционной жидкости в реакторе к диаметру мешалки, и варьируется от 3 до 6, предпочтительно 3. Высота лопасти мешалки составляет 0,2 от значения диаметра мешалки.At the next stage f) the reaction mixture is cooled to 3-7 °C to completely precipitate zinc acetate from the solution, and the mixture is kept at this temperature for 20-90 minutes with constant stirring, and the intensity of mixing and the design of the stirrer blades should be such so as not to allow the formation of a layer of sediment at the bottom of the reactor during the entire process. The authors found that in order to best counteract the settling of the solid fraction during the implementation of the method according to the invention to the bottom of the reactor, the upward flow created by the agitator should be directed vertically along the axis of the reactor. In particular, the authors managed to ensure such an operating mode by means of a paddle mixer with flat blades inclined at an angle of 30° to 60° to the vertical. In the preferred embodiment, the 45° pitch of the blades creates sufficient flow with less energy. The stirrer diameter is preferably 25 to 60% of the reaction vessel diameter, particularly preferably 40%. The number of agitator blades is defined as the ratio of the height of the reaction liquid level in the reactor to the diameter of the agitator, rounded up, and ranges from 3 to 6, preferably 3. The height of the agitator blade is 0.2 of the agitator diameter.

Затем на стадии f) холодную реакционную смесь самотеком перегружают из реактора (Р2.1) в нутч-фильтр (Ф2.1), посредством открытия крана 1.Then, in step f), the cold reaction mixture is transferred by gravity from the reactor (R2.1) to the suction filter (F2.1) by opening tap 1.

Открытием крана 3 нижняя часть нутч-фильтра подключается к вакуумной системе, осуществляется фильтрование. При этом раствор пара-аминофенола в уксусной кислоте переходит в качестве пермеата в нижнюю часть фильтра, в верхней части остается твердый остаток мелкокристаллического ацетата цинка в качестве ретентата.By opening tap 3, the lower part of the suction filter is connected to the vacuum system, and filtration is carried out. In this case, a solution of para-aminophenol in acetic acid passes as a permeate to the lower part of the filter, and a solid residue of finely crystalline zinc acetate remains in the upper part as a retentate.

Используемая в разработанной установке распределительная система позволяет легко и с большой гибкостью перенаправлять потоки рабочих жидкостей, используя при этом всего лишь один насос (Н2.2).The distribution system used in the developed installation allows easy and flexible redirection of the flow of working fluids, using only one pump (H2.2).

На стадии h) системой кранов емкость с ледяной уксусной кислотой (Е2.2) соединяют с верхней частью нутч-фильтра (положение кранов: 9 открыт; 10 закрыт; 2 открыт слева-направо; 5 открыт; 6 закрыт; 7 открыт; 8 закрыт) и с помощью насоса (Н2.2) для промывки ацетата цинка от остаточного пара-аминофенола из емкости (Е2.2) подают тремя отдельными порциями ледяную уксусную кислоту. Во время подачи уксусной кислоты для промывки вакуум от фильтра (Ф2.1) отключают краном 3, производят перемешивание осадка мешалкой с ручным приводом (МР2.1) и вновь подключают вакуум краном 3, осуществляя фильтрование.At stage h) a container with glacial acetic acid (E2.2) is connected with a system of taps to the upper part of the suction filter (position of taps: 9 open; 10 closed; 2 open from left to right; 5 open; 6 closed; 7 open; 8 closed ) and using a pump (H2.2) to wash the zinc acetate from the residual para-aminophenol from the tank (E2.2), glacial acetic acid is served in three separate portions. During the supply of acetic acid for washing, the vacuum from the filter (F2.1) is turned off by tap 3, the precipitate is mixed with a manual stirrer (MP2.1) and the vacuum is reconnected by tap 3, filtering.

Образовавшийся раствор пара-аминофенола на стадии способа i) из нижней части нутч-фильтра (Ф2.1) выводят с помощью насоса (Н2.2) по внешней линии, ведущей к аппарату упаривания уксусной кислоты (положение кранов: 2 открыт слева-наверх; 5 открыт; 6 закрыт; 7 закрыт; 8 открыт).The resulting solution of para-aminophenol at the stage of method i) is removed from the bottom of the suction filter (F2.1) using a pump (H2.2) along the external line leading to the acetic acid evaporation apparatus (position of taps: 2 open from left to top; 5 open; 6 closed; 7 closed; 8 open).

В аппарате упаривания (не показан на фигуре 1) раствор в уксусной кислоте концентрируют до концентрации >80% пара-аминофенола посредством упаривания при пониженном давлении и температуре, твердый продукт высаживают посредством добавления к остатку после упаривания холодной воды, твердый пара-аминофенол технической чистоты отделяют фильтрованием и перекристаллизовывают из этилового спирта, получая в результате пара-аминофенол в качестве готового очищенного продукта.In an evaporator (not shown in Figure 1), the acetic acid solution is concentrated to a concentration of >80% p-aminophenol by evaporation at reduced pressure and temperature, the solid product is precipitated by adding cold water to the evaporation residue, the technical grade solid para-aminophenol is separated by filtration and recrystallized from ethyl alcohol, resulting in para-aminophenol as the finished purified product.

Отделенная уксусная кислота может быть повторно использована на стадии а) для приготовления раствора пара-нитрозофенола или для промывки осадка ацетата цинка на стадии h).The separated acetic acid can be reused in step a) to prepare a para-nitrosophenol solution or to wash the zinc acetate precipitate in step h).

Кроме того пара-аминофенол может быть использован без выделения в виде раствора в уксусной кислоте для последующих превращений, в том числе для реакции ацилирования, для которой раствор пара-аминофенола в уксусной кислоте является наиболее предпочтительным. В этом случае раствор из нижней части нутч-фильтра выводят с помощью насоса (Н2.2) по внешней линии, ведущей к следующей стадии химических превращений.In addition, para-aminophenol can be used without isolation as a solution in acetic acid for subsequent transformations, including for the acylation reaction, for which a solution of para-aminophenol in acetic acid is most preferred. In this case, the solution from the bottom of the suction filter is removed using a pump (H2.2) along an external line leading to the next stage of chemical transformations.

После стадии i) остаток влажного ацетата цинка может быть при необходимости дополнительно промыт органическим растворителем для удаления остатков уксусной кислоты, дополнительной очистки, и ускорения последующей сушки. Для этого распределительной системой соединяют верхнюю часть нутч-фильтра с емкостью с растворителем для промывки (Е2.3) (положение кранов: 9 закрыт; 10 открыт; 2 открыт слева-направо; 5 открыт; 6 закрыт; 7 открыт; 8 закрыт). Для удаления растворителя из нижней части нутч-фильтра (Ф2.1) ее соединяют с емкостью для хранения жидких отходов (Е2.4) (положение кранов: 2 открыт слева-наверх; 5 открыт; 6 открыт; 7 закрыт; 8 закрыт). Перекачивают растворитель для промывки насосом (Н2.2) в емкость (Е2.3).After step i), the wet zinc acetate residue can be optionally washed with an organic solvent to remove residual acetic acid, further purification, and accelerate subsequent drying. To do this, the distribution system connects the upper part of the suction filter with a container with a solvent for washing (E2.3) (position of valves: 9 closed; 10 open; 2 open from left to right; 5 open; 6 closed; 7 open; 8 closed). To remove the solvent from the bottom of the suction filter (F2.1), it is connected to a container for storing liquid waste (E2.4) (the position of the taps: 2 is open from the left-up; 5 is open; 6 is open; 7 is closed; 8 is closed). Pump the flushing solvent (H2.2) into a container (E2.3).

В качестве растворителя для промывки могут быть использованы смешиваемые с водой органические растворители, в которых мало растворим ацетат цинка, таковыми, в частности, являются метиловый спирт, ацетон, диоксан и их смеси.Water-miscible organic solvents in which zinc acetate is sparingly soluble, such as methyl alcohol, acetone, dioxane and mixtures thereof, can be used as the washing solvent.

Далее на стадии способа j) промытый ацетат цинка на фильтре высушивают либо в токе воздуха (положение кранов: 2 закрыт; 3 открыт; 4 открыт) или c использованием вакуума (положение кранов: 2 закрыт; 3 открыт; 4 закрыт; 7 закрыт), и выгружают из нутч-фильтра с получением твердого ацетата цинка в качестве готового продукта.Next, in process step j), the washed zinc acetate on the filter is dried either in a stream of air (tap position: 2 closed; 3 open; 4 open) or using vacuum (tap position: 2 closed; 3 open; 4 closed; 7 closed), and discharged from the suction filter to obtain solid zinc acetate as a finished product.

В рамках настоящего изобретения используемый термин «ацетат цинка» включает как безводный ацетат цинка, так и его любые гидратные и/или сольватные формы. Предпочтительно в способе, согласно изобретению, ацетат цинка получают в гидратной форме, в частности в виде дигидрата ацетата цинка.As used herein, the term "zinc acetate" includes both anhydrous zinc acetate and any of its hydrate and/or solvate forms. Preferably, in the process according to the invention, the zinc acetate is obtained in hydrated form, in particular as zinc acetate dihydrate.

Условные обозначения:Legend:

Р2.1 РеакторP2.1 Reactor

Ф2.1 Нутч-фильтрF2.1 Nutsch filter

Б2.1 Бункер с дозирующим шнекомB2.1 Hopper with dosing auger

Л2.1 Люк загрузочный для обслуживания реактора Р2.1L2.1 Loading hatch for maintenance of the reactor R2.1

М2.1 Механическая мешалкаM2.1 Mechanical stirrer

МР2.1 Мешалка с ручным приводом для ворошения осадка в нутч-фильтреMP2.1 Agitator with manual drive for stirring sediment in the suction filter

Н2.1 Перистальтический насос для подачи раствора пара-нитрозофенола в реактор Р2.1H2.1 Peristaltic pump for supplying a solution of para-nitrosophenol to the reactor P2.1

Н2.2 Перистальтический насос для подачи жидкостей и растворов в распределительную гребенкуH2.2 Peristaltic pump for supplying liquids and solutions to a distributor manifold

E2.1 Емкость для хранения раствора пара-нитрозофенолаE2.1 Storage container for para-nitrosophenol solution

E2.2 Емкость для хранения ледяной уксусной кислотыE2.2 Glacial acetic acid storage container

E2.3 Емкость для хранения растворителя для промывки осадка в нутч-фильтреE2.3 Solvent storage container for washing the sediment in the suction filter

E2.4 Емкость для хранения технологических сливов для последующей обработки и утилизацииE2.4 Container for storing process drains for further processing and disposal

ТТ2.1 Датчик температуры реактораТТ2.1 Reactor temperature sensor

1 Кран полного слива содержимого реактора в нутч-фильтр1 Valve to completely drain the contents of the reactor into the suction filter

2 Трехходовой кран для регулировки выходных потоков из нутч-фильра и транспортировки жидкостей из емкостей Е2.2, Е2.3, Е2.42 Three-way valve for adjusting the outlet flows from the suction filter and transporting liquids from containers E2.2, E2.3, E2.4

3 Кран подключения нижней части нутч-фильтра к вакуумной системе3 Valve for connecting the lower part of the suction filter to the vacuum system

4 Кран подключения к атмосфере верхней части нутч-фильтра4 Valve for connection to the atmosphere of the upper part of the suction filter

5 Кран отключения насоса Н2.2 от распределительной гребенки5 Valve for disconnecting the pump H2.2 from the distribution manifold

6 Кран распределительной гребенки, направляющий поток в сливную емкость Е2.46 Distributor manifold valve directing the flow to the drain tank E2.4

7 Кран распределительной гребенки, направляющий поток в верхнюю часть нутч-фильтра Ф2.17 Distributor valve, directing the flow to the top of the suction filter F2.1

8 Кран распределительной гребенки, направляющий поток на дальнейшее хранение или следующую технологическую стадию8 Distributor manifold valve directing flow to further storage or next process step

9 Запорный кран на емкости хранения ледяной уксусной кислоты Е2.29 Shut-off valve on the storage tank for glacial acetic acid E2.2

10 Запорный кран на емкости хранения растворителя для промывки осадка в нутч-фильтре Е2.310 Shut-off valve on the solvent storage tank for washing the sediment in the suction filter E2.3

Далее изобретение более подробно поясняется с помощью примеров осуществления, которые, однако, не накладывают ограничений на объем данного изобретения.The invention is further explained in more detail with the help of exemplary embodiments, which, however, do not limit the scope of the present invention.

ПРИМЕРЫEXAMPLES

Пример 1 Комбинированный синтез пара-аминофенола и дигидрата ацетата цинка с получением индивидуальных кристаллических веществExample 1 Combined synthesis of para-aminophenol and zinc acetate dihydrate to obtain individual crystalline substances

Для осуществления синтеза использовали лабораторную установку, созданную в соответствии со схемой, представленной на фигуре 1.To carry out the synthesis, a laboratory setup was used, created in accordance with the scheme shown in figure 1.

Использовали следующие рабочие параметры и потоки:The following operating parameters and flows were used:

Общий объем реактора 35 лTotal reactor volume 35 l

Рабочий объем реактора 27 лReactor working volume 27 l

Объем емкости Е2.1 30 лCapacity E2.1 30 l

Объем емкости Е2.2 20 лCapacity E2.2 20 l

Объем емкости Е2.3 20 лCapacity E2.3 20 l

Объем емкости Е2.4 50 лCapacity E2.4 50 l

Производительность насоса Н2.1 ~1 л/минPump capacity H2.1 ~1 l/min

Производительность насоса Н2.2 ~1 л/минPump capacity H2.2 ~1 l/min

Производительность шнека Б2.1 42 г/минScrew capacity B2.1 42 g/min

В качестве исходных реагентов использовали пара-нитрозофенол, полученный лабораторным способом посредством нитрозирования фенола (чистота 97% (ВЖЭХ)), коммерческий порошок металлического цинка (марки ПЦР-1), ледяную уксусную кислоту и деионизированную воду.The initial reagents used were p-nitrosophenol obtained in a laboratory by phenol nitrosation (purity 97% (HPLC)), commercial zinc metal powder (PCR-1 grade), glacial acetic acid, and deionized water.

Методика синтеза:Synthesis technique:

В емкости Е2.1 растворяли 1183 г влажного пара-нитрозофенола (содержание воды 1.5 л) в 14 л ледяной уксусной кислоты. Посредством перистальтического насоса (Н2.1) приготовленный раствор подавали в реактор (Р2.1), снабженный мешалкой с верхним приводом (М2.1), охлаждающим змеевиком с контролем температуры при помощи датчика (ТТ2.1), подводом инертного газа и связью с внешней атмосферой для возможности продувки, загрузочным люком (Л2.1). После полного введения раствора пара-нитрозофенола включали активное перемешивание и с помощью дозирующего шнека из бункера (Б2.1) дозировали 1260 г порошка металлического цинка марки ПЦР-1 со скоростью 42 г/мин. При повышении температуры выше 50°С подключали охлаждение с помощью охлаждающего змеевика и принудительно поддерживали температуру в диапазоне 45 - 51 °С. Наблюдали обильное выпадение мелкокристаллического осадка ацетата цинка. После полного прибавления расчетного количества цинка (30 мин) реакционную смесь в реакторе (Р2.1) перемешивали дополнительно в течение 1 часа для полного прохождения реакции, не позволяя температуре подниматься выше 55°С. После этого реакционную смесь охлаждали до 5°С для более полного извлечения ацетата цинка из раствора, и выдерживали реакционную смесь при этой температуре 30 минут.In vessel E2.1, 1183 g of wet p-nitrosophenol (water content 1.5 l) were dissolved in 14 l of glacial acetic acid. By means of a peristaltic pump (H2.1), the prepared solution was fed into the reactor (R2.1), equipped with a top-driven agitator (M2.1), a cooling coil with temperature control using a sensor (TT2.1), an inert gas supply and communication with external atmosphere for the possibility of purge, loading hatch (L2.1). After the complete introduction of the para-nitrosophenol solution, active mixing was turned on and 1260 g of PCR-1 metal zinc powder were dosed from the hopper (B2.1) using a dosing screw at a rate of 42 g/min. When the temperature rose above 50°C, cooling was connected using a cooling coil and the temperature was forcibly maintained in the range of 45–51°C. Abundant precipitation of a finely crystalline precipitate of zinc acetate was observed. After complete addition of the calculated amount of zinc (30 min), the reaction mixture in the reactor (P2.1) was stirred for an additional 1 hour to complete the reaction, not allowing the temperature to rise above 55°C. After that, the reaction mixture was cooled to 5°C for a more complete extraction of zinc acetate from the solution, and the reaction mixture was kept at this temperature for 30 minutes.

Охлажденную реакционную смесь самотеком перегружали из реактора (Р2.1) в нутч-фильтр (Ф2.1). Подключали нижнюю часть нутч-фильтра к вакуумной системе и осуществляли фильтрование. При этом раствор пара-аминофенола в уксусной кислоте переходил в нижнюю часть фильтра, в верхней части оставался твердый остаток мелкокристаллического ацетата цинка. Отключали нутч-фильтр от вакуумной системы и тремя отдельными порциями (2 л, 2 л, 1л) с помощью насоса (Н2.2) подавали ледяную уксусную кислоту из емкости (Е2.2) для промывки ацетата цинка от остаточного пара-аминофенола. После каждой партии производили перемешивание осадка мешалкой с ручным приводом (МР2.1), и подключая вакуум краном 3, производили фильтрование. Затем нутч-фильтр отключали от вакуумной системы, восстанавливали связь с внешней атмосферой и образовавшийся раствор пара-аминофенола из нижней части нутч-фильтра (Ф2.1) выводили с помощью насоса (Н2.2) в промышленный роторный испаритель с объемом испарительной колбы 10 л и возможностью дозагрузки раствора в процессе упаривания для непрерывного режима работы. В роторном испарителе уксусную кислоту удаляли при температуре не более 60°С, остаток после упаривания перекристаллизовывали из минимально необходимого количества чистой обескислороженной воды для образования чистого раствора (11 л) с добавлением 3 г дитионита натрия. После полного растворения, раствор охлаждали до 5°С, осадок чистого пара-аминофенола отфильтровывали и высушивали в вакуумном шкафу. Отделенную уксусную кислоту (13 л) собирали и направляли в емкость Е2.1 для приготовления нового раствора пара-нитрозофенола.The cooled reaction mixture was transferred by gravity from the reactor (R2.1) to the suction filter (F2.1). The lower part of the suction filter was connected to the vacuum system and filtering was carried out. In this case, a solution of para-aminophenol in acetic acid passed into the lower part of the filter, and a solid residue of finely crystalline zinc acetate remained in the upper part. The suction filter was disconnected from the vacuum system and three separate portions (2 L, 2 L, 1 L) were supplied with glacial acetic acid from the tank (E2.2) using a pump (H2.2) to wash zinc acetate from residual para-aminophenol. After each batch, the sediment was stirred with a manual stirrer (MP2.1), and by connecting the vacuum with tap 3, filtration was performed. Then the suction filter was disconnected from the vacuum system, the connection with the external atmosphere was restored, and the resulting para-aminophenol solution was removed from the bottom of the suction filter (F2.1) using a pump (H2.2) into an industrial rotary evaporator with an evaporation flask volume of 10 L and the possibility of reloading the solution in the process of evaporation for continuous operation. In a rotary evaporator, acetic acid was removed at a temperature not exceeding 60°C, the evaporation residue was recrystallized from the minimum required amount of pure deoxygenated water to form a pure solution (11 L) with the addition of 3 g of sodium dithionite. After complete dissolution, the solution was cooled to 5°С, the precipitate of pure para-aminophenol was filtered off and dried in a vacuum oven. The separated acetic acid (13 L) was collected and sent to the container E2.1 to prepare a new solution of p-nitrosophenol.

В результате было получено 938 г кристаллического пара-аминофенола (чистота >99% (ВЭЖХ), выход 89,6% от теор.).As a result, 938 g of crystalline para-aminophenol was obtained (purity >99% (HPLC), yield 89.6% of theory).

1H ЯМР (300 МГц, ДМСО-d6) δ 4,36 (c, 2H), 6,46 (д, J = 8,7 Hz, 2Н), 6,52 (д, J = 8,7 Hz, 2Н), 8,32 (c, 1H). 1 H NMR (300 MHz, DMSO-d6) δ 4.36 (s, 2H), 6.46 (d, J = 8.7 Hz, 2H), 6.52 (d, J = 8.7 Hz, 2H), 8.32 (s, 1H).

13C ЯМР (300 МГц, ДМСО-d6) δ 115,8, 116,1, 141,0, 148,8. 13 C NMR (300 MHz, DMSO-d6) δ 115.8, 116.1, 141.0, 148.8.

Остаток влажного ацетата цинка дополнительно промывали 1,5 л холодного метилового спирта для удаления остатков уксусной кислоты и повторно фильтровали с использованием вакуума.The wet zinc acetate residue was washed with an additional 1.5 L of cold methanol to remove residual acetic acid and re-filtered using vacuum.

Остаток на фильтре высушивали в токе воздуха в течение 30 мин и выгружали из фильтра.The filter residue was dried in a stream of air for 30 min and unloaded from the filter.

В результате получали 4030 г твердого ацетата цинка дигидрата (чистота >95% по данным ЯМР и элементного анализа, выход 95,3% от теор.).This yielded 4030 g of solid zinc acetate dihydrate (>95% pure by NMR and elemental analysis, 95.3% of theory yield).

1H ЯМР (300 МГц, D2O) δ 1,79 (c, 6H). 1 H NMR (300 MHz, D 2 O) δ 1.79 (s, 6H).

Пример 2 Комбинированный синтез пара-аминофенола и дигидрата ацетата цинка с получением пара-аминофенола в виде раствора в уксусной кислотеExample 2 Combined synthesis of para-aminophenol and zinc acetate dihydrate to obtain para-aminophenol as a solution in acetic acid

Пример осуществляли в соответствии с режимами и методикой, представленными в примере 1, с той лишь разницей, что образовавшийся раствор пара-аминофенола в уксусной кислоте из нижней части нутч-фильтра (Ф2.1) выводили с помощью насоса (Н2.2) по внешней линии в емкость для хранения, из которой в дальнейшем направляли в дополнительный реактор для осуществления реакции ацилирования пара-аминофенола с получением парацетамола.The example was carried out in accordance with the modes and methodology presented in example 1, with the only difference that the resulting solution of para-aminophenol in acetic acid was removed from the bottom of the suction filter (F2.1) using a pump (H2.2) along the outer lines into a storage vessel, from which they were subsequently sent to an additional reactor for carrying out the acylation reaction of para-aminophenol to obtain paracetamol.

В результате было получено 14 л раствора пара-аминофенола в уксусной кислоте (содержание пара-аминофенола 1038 г, 7,5% масс., выход 99,0% от теор.) и 3985 г твердого ацетата цинка дигидрата (чистота >95%, выход 94,2% от теор.).The result was 14 L of a solution of para-aminophenol in acetic acid (para-aminophenol content 1038 g, 7.5% wt., yield 99.0% of theory) and 3985 g of solid zinc acetate dihydrate (>95% purity, yield 94.2% of theory).

Таким образом, как можно видеть из представленных примеров предложенный способ, согласно изобретению, приводит к одновременному получению экономически значимых продуктов: пара-аминофенола и ацетата цинка, с современными выходами и отличными показателями чистоты с использованием простых в исполнении стадий, осуществляемых на стандартных химических аппаратах, подходящих для дальнейшего промышленного масштабирования, при этом количество выводимых отходов сведено практически к минимуму.Thus, as can be seen from the examples presented, the proposed method according to the invention leads to the simultaneous production of economically significant products: para-aminophenol and zinc acetate, with modern yields and excellent purity indicators using easy-to-perform stages carried out on standard chemical apparatuses, suitable for further industrial scale-up, while the amount of waste removed is reduced to a near minimum.

Claims (16)

1. Способ получения пара-аминофенола и ацетата цинка посредством восстановления пара-нитрозофенола металлическим цинком в среде уксусной кислоты, включающий следующие стадии:1. A method for producing para-aminophenol and zinc acetate by reducing para-nitrosophenol with metallic zinc in an acetic acid medium, comprising the following steps: a) приготовление раствора пара-нитрозофенола в уксусной кислоте;a) preparation of a solution of para-nitrosophenol in acetic acid; b) подача раствора со стадии а) в реактор с инертной атмосферой при перемешивании и принудительном поддержании температуры в диапазоне от 40 до 55°С;b) feeding the solution from step a) into the reactor with an inert atmosphere with stirring and forced maintenance of the temperature in the range from 40 to 55°C; c) дозирование металлического цинка в виде порошка в реактор с контролируемой скоростью подачи;c) dosing zinc metal powder into the reactor at a controlled feed rate; d) перемешивание реакционной смеси до полного прохождения реакции при поддержании температуры в диапазоне от 40 до 55°С;d) stirring the reaction mixture until the reaction is complete while maintaining the temperature in the range from 40 to 55°C; e) охлаждение реакционной смеси до 3-7°С для полного выделения мелкокристаллического ацетата цинка из реакционного раствора;e) cooling the reaction mixture to 3-7°C for complete separation of fine crystalline zinc acetate from the reaction solution; f) выведение реакционной смеси из реактора в нутч-фильтр;f) withdrawing the reaction mixture from the reactor into a suction filter; g) отделение твердого ацетата цинка в качестве ретентата и раствора пара-аминофенола в уксусной кислоте в качестве пермеата;g) separating solid zinc acetate as retentate and a solution of para-aminophenol in acetic acid as permeate; h) промывка ацетата цинка на фильтре ледяной уксусной кислотой;h) washing the zinc acetate on the filter with glacial acetic acid; i) выведение раствора пара-аминофенола в уксусной кислоте из нутч-фильтра и получение готового продукта пара-аминофенола либо в индивидуальном виде, либо в виде раствора;i) withdrawing the solution of para-aminophenol in acetic acid from the suction filter and obtaining the final product of para-aminophenol either individually or as a solution; j) сушка твердого ацетата цинка и его выгрузка из нутч-фильтра с получением готового продукта ацетата цинка.j) drying the solid zinc acetate and discharging it from the suction filter to obtain the final zinc acetate product. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что раствор на стадии а) готовят из влажного пара-нитрозофенола и ледяной уксусной кислоты.2. Method according to claim 1, characterized in that the solution in step a) is prepared from wet para-nitrosophenol and glacial acetic acid. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что температуру на стадии с) поддерживают в диапазоне от 45 до 50°С.3. The method according to p. 1, characterized in that the temperature in stage c) is maintained in the range from 45 to 50°C. 4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что после стадии i) дополнительно осуществляют промывку ацетата цинка органическим растворителем для удаления остатков уксусной кислоты.4. The method according to claim 1, characterized in that after step i) the zinc acetate is additionally washed with an organic solvent to remove residual acetic acid. 5. Способ по п. 4, отличающийся тем, что в качестве органического растворителя используют смешиваемые с водой органические растворители, в которых мало растворим ацетат цинка, предпочтительно метиловый спирт, ацетон, диоксан или их смеси.5. The method according to claim 4, characterized in that water-miscible organic solvents are used as the organic solvent, in which zinc acetate is sparingly soluble, preferably methyl alcohol, acetone, dioxane or mixtures thereof. 6. Способ по одному из пп. 1-5, отличающийся тем, что ацетат цинка получают в гидратной форме, в частности в виде дигидрата ацетата цинка.6. The method according to one of paragraphs. 1-5, characterized in that zinc acetate is obtained in hydrated form, in particular in the form of zinc acetate dihydrate.
RU2023103528A 2023-02-16 Method for producing para-aminophenol and zinc acetate by reduction of para-nitrosophenol with metallic zinc in acetic acid medium RU2798466C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2798466C1 true RU2798466C1 (en) 2023-06-23

Family

ID=

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1280258B (en) * 1963-11-22 1968-10-17 Monsanto Chemicals Process for the preparation of p-aminophenolates
CN1562959A (en) * 2004-03-21 2005-01-12 陆海彬 Method for producing p-aminophenol
RU2461543C1 (en) * 2011-06-10 2012-09-20 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" Method for producing paracetamol
RU2483056C2 (en) * 2011-08-31 2013-05-27 Открытое акционерное общество "Производственное объединение Электрохимический завод" (ОАО "ПО ЭХЗ") Method of producing zinc acetate dihydrate
CN105218406A (en) * 2015-10-31 2016-01-06 丁玉琴 A kind of synthetic method of 2-amino-5-methoxy benzenesulfonic acid

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1280258B (en) * 1963-11-22 1968-10-17 Monsanto Chemicals Process for the preparation of p-aminophenolates
CN1562959A (en) * 2004-03-21 2005-01-12 陆海彬 Method for producing p-aminophenol
RU2461543C1 (en) * 2011-06-10 2012-09-20 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" Method for producing paracetamol
RU2483056C2 (en) * 2011-08-31 2013-05-27 Открытое акционерное общество "Производственное объединение Электрохимический завод" (ОАО "ПО ЭХЗ") Method of producing zinc acetate dihydrate
CN105218406A (en) * 2015-10-31 2016-01-06 丁玉琴 A kind of synthetic method of 2-amino-5-methoxy benzenesulfonic acid

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
HARRY E.ALBERT. Some New Amino Alkylphenols. J. Am. Chem. Soc., 1954, 76, 19, 4985-4988. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8268284B2 (en) System and method for producing iodine compound
US20080051600A1 (en) Process for producing trans-1, 4-cyclohexanedicarboxylic acid
EP3294667B1 (en) Methods and devices for storage and release of hydrogen
RU2798466C1 (en) Method for producing para-aminophenol and zinc acetate by reduction of para-nitrosophenol with metallic zinc in acetic acid medium
CN115215306A (en) Preparation method and preparation equipment of high-purity bis (chlorosulfonyl) imide
CA2544323A1 (en) Method and apparatus for manufacturing lignophenol derivative
CN108752415A (en) A kind of Finasteride chiral impurity(5 β-Finasterides)Synthesis and purification process
CN103694094A (en) 5-chloro-2-pentanone preparation method
TWI343372B (en) Process for producing high-purity terephthalic acid
JP4980753B2 (en) Method for stopping liquid phase reaction
RU2818763C1 (en) Method and apparatus for producing paracetamol from para-nitrosophenol and/or para-nitrophenol in acetic acid medium
RU2814270C1 (en) Method and apparatus for producing paracetamol from phenol
CN105461518B (en) A kind of synthetic method of 2,3,5 Trimethyl Hydroquinone
RU2801692C1 (en) Method and unit for obtaining para-aminophenol from phenol by sequential nitrosating and reduction with ammonium sulfide
CN111848517A (en) Preparation method of edaravone
CN110229075A (en) A kind of preparation process of Indobufen intermediate
EP3572397B1 (en) Method for producing n-(alpha-hydroxyethyl)formamide and method for producing n-vinylformamide
CN100400507C (en) Modafinil synthesis process.
US4061646A (en) Process for purification of crude 2-mercaptobenzothiazole
CN111225902A (en) Process for producing dihydroxyindoles
RU2797410C1 (en) Method for obtaining para-aminophenol by reduction of para-nitrosophenol with ammonium sulfide
JP4513256B2 (en) Process for producing trans-1,4-cyclohexanedicarboxylic acid
CN109134455A (en) A kind of preparation method of 3 β -ol of 6,6,9- trimethyl -9- azabicyclic [3,3,1] nonyl- and its salt
JP2010163439A (en) Method for producing trans-1,4-cyclohexane dicarboxylic acid
EP3326993B1 (en) Method for producing high-purity terephthalic acid