SU1735290A1

SU1735290A1 - Способ получени N-метилморфолин-N-оксида

Info

Publication number: SU1735290A1
Application number: SU894741335A
Authority: SU
Inventors: Марк Семенович Бродский
Original assignee: Московское научно-производственное объединение "НИОПИК"
Priority date: 1989-09-27
Filing date: 1989-09-27
Publication date: 1992-05-23

Abstract

Изобретение касаетс гетероциклических веществ, в частности получени N-ме- тилморфолин-М-оксида, используемого в качестве добавки в лаках и красках. Цель - повышение выхода целевого продукта и упрощение процесса. Синтез ведут окислением N-метилморфолина перекисью водорода, котора содержит трилон Б в количестве 0,035-0,175 мас.% в расчете на 100%-ную Н202, с последующим разложением остаточной перекиси водорода в присутствии диоксида марганца и выделением целевого продукта с использованием отгонки воды и перекристаллизации из N.N-диме- тилформамида. Эти услови повышают выход целевого продукта с 78 до 95% при исключении необходимости применени ка- талазы и снижении расхода растворителей. СП с

Description

Изобретение относитс к области промышленного органического синтеза, а именно к улучшенному способу получени N-метилморфолин-М-оксида (ММО), который относитс к классу свободных иминок- сильных радикалов, и находит применение как химикат-добавка в лакокрасочной и полимерной промышленности, а также как растворитель дл натуральных и синтетических полимеров.

Известен способ получени ММО окислением N-метилморфолина (ММ) 30%-ной при температуре 67-72°С, после охлаждени реакционную смесь промывают ацетоном, отдел ют масл ный слой, из которого азеотропной дистилл цией с бензолом удал ют воду и получают ММО, т.пл. 7476°С . Выход 75,4%. ММО с т.пл. 74-76°С вл етс моногидратом, т.е. 1 моль ММО содержит 1 моль Н20.

Отличительной особенностью этого способа вл етс проведение реакции окислени ММ с 2-3%-ным недостатком Н202 от стехиометрически необходимого количества , с целью полного использовани Н202 в ходе реакции и последующего исключени стадии разложени Н202 перед выделением товарного продукта.

Недостатком этого способа вл етс сравнительно низкий выход ММО, который вл етс следствием использовани недостатка исходной Нз02.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому рем

CJ

ел ю о о

зультату вл етс способ получени ММО окислением ММ 35%-ной Н202 при температуре 67-72°С, затем реакционную смесь охлаждают и обрабатывают энзимом - ката- лазой дл разложени остаточной N262, удал ют из нее воду с помощью азеотроп- ной дистилл ции с бензолом и из полученного масла после добавлени ацетона выдел ют ММО. Получают целевой продукт, имеющий т.пл. 74-76°С, с выходом 77,7%. Особенностью этого способа вл етс необходимость предварительного перед дальнейшей переработкой разложени остаточной перекиси водорода с помощью каталазы. Это вызвано тем, что при концентрировании водных растворов ММО, содержащих остаточную перекись водорода на уровне даже 0,1-0,2%, может инициироватьс взрыв всей массы ММО в результате распада перекиси водорода. При этом надо учитывать, что проводить разложение перекиси водорода необходимо в таких услови х , чтобы исключить возможность отщеплени кислорода в молекуле ММО. Последнее в известном способе достигаетс с помощью применени каталазы.

К недостатком этого способа получени ММО относ тс относительно невысокий выход ММО (78%) и низка технологичность из-за применени больших количеств органических растворителей (ацетон, бензол) и использовани дефицитной и дорогосто щей каталазы.

Целью изобретени вл етс повышение выхода ММО и упрощение технологии процесса.

Поставленна цель достигаетс тем, что на стадии окислени ММ в качестве окислител примен ют перекись водорода, содержащую 0,035-0,0675 мас.% трилона Б в расчете на 100%-ную перекись водорода, разложение остаточной Н202 осуществл ют в присутствии диоксида марганца и перекристаллизацию ММО провод т из N.N-ди- метилформамида (ДМФА).

Использование дл окислени ММ перекиси водорода без добавок трилона Б или добавки в количестве менее 0,035 мас.%, счита на 100%-ную перекись водорода, понижает выход ММО до 75%. Увеличение концентрации трилона Б в перекиси водорода выше 0,175 мас.%,счита на 100%-ную перекись водорода, нецелесообразно, так как при этом не наблюдаетс повышени выхода ММО.

Использование дл разложени остаточной Н202 в качестве катализатора диоксида .марганца (пиролюзита) дает возможность осуществить при комнатной температуре практически полное разложение перекиси водорода в реакционной смеси при отсутствии деструктивного распада ММО. Диоксид марганца дл этой цели можно примен ть в виде порошка или гранул.

В отсутствие диоксида марганца полное

разложение остаточной перекиси водорода происходит только при выдержке реакционной массы в течение 6-7 ч при 50-60°С. При этом происходит снижение выхода ММО до

78-80% за счет частичного отщеплени кислорода у ММО.

Использование дл перекристаллизации ММО в качестве растворител ДМФА дает возможность получать чистый товарный ММО (т.пл. 74-76°С) и исключить применение легколетучих растворителей.

П р и м е р 1. В реактор с размешиванием загружают 30,6 вес.ч. ММ, 3,3 вес.ч. воды и при температуре 65-70°С порци ми в течение 1 ч прибавл ют 32,6 вес.ч. 35%-ной перекиси водорода, содержащей 0,087 мас.% трилона Б, счита на 100%-ную перекись водорода. Массу выдерживают 1 ч при температуре 65-70°С, охлаждают до 20°С и

пропускают через слой диоксида марганца (пиролюзита) со скоростью 0,4 об.ч. в 1 ч на 1 г пиролюзита (до отрицательной реакции на Н202 по йодкрахмальной бумаге). Полученный раствор загружают в реактор с размешиванием и отгон ют воду до образовани кристаллов, прибавл ют 53 вес.ч. ДМФА и после перекристаллизации получают 38,8 вес.ч. моногидрата ММО с т.пл. 74-76°С. Выход 95%.

П р и м е р 2. Окисление ММ провод т по примеру 1 перекисью водорода, содержащей 0,021 мас.% трилона Б, счита на 100%-ную перекись водорода, обрабатывают аналогичным образом и получачают 29,2

вес,ч. моногидрата ММО с т.пл. 74°С. Выход 75%.

П р и м е р 3. Окисление ММ провод т по примеру 1 перекисью водорода, содержащей 0,035 мас.% трилона Б, счита на

100%-ную перекись водорода, обрабатывают аналогичным образом и получают 36,6 вес.ч. моногидрата ММО, т.пл. 74-76°С. Выход 93%.

П р и м е р 4. Окисление ММ провод т

по примеру 1 перекисью водорода, содержащей 0,175 мас.% трилона Б, счита на 100%-ную перекись водорода, обрабатывают аналогичным образом и получают 38,8 вес.ч. моногидрата ММО с т.пл. 74-76°С.

Вы ход 95%.

П р и м е р 5. Окисление ММ провод т по примеру 1 перекисью водорода, содержащей 0,21 мас.% трилона Б, счита на 100%-ную перекись водорода, обрабатывают аналогичным образом и получают 38,7

вес.ч. моногидрата ММО с т.пл. 74-7б°С. Выход 94,8%.

Таким образом, предлагаемый способ по сравнению с известным обеспечивает увеличение выхода ММО (95 против 78%), упрощение технологии процесса за счет исключени необходимости применени дефицитной и дорогосто щей каталазы, а также за счет уменьшени количества примен емых растворителей.

Claims

Формула изобретени Способ получени М-метилморфолин- N-оксида окислением N-метилморфолина

0

перекисью водорода, разложением остаточной перекиси водорода и выделением целевого продукта путем отгонки воды с последующей его перекристаллизацией, о т- личающийс тем, что, с целью повышени 1 выхода целевого продукта и упрощени технологии процесса, берут перекись водорода , содержащую трилон Б в количестве 0,035 - 0,175 мас.% в расчете на 100%-ную перекись водорода, разложение остаточной перекиси водорода осуществл ют в присутствии диоксида марганца и перекристалла- цию провод т из М,М-диметилформамида.