SU212847A1 - Способ получения гидразина или гидразингидрата, - Google Patents

Description

Известен способ получени  гидразина или Ридразингидрата, или его солей из гипохлорита щелочного металла и водного раствора аммиака при температуре до 40°С в присутствии карбонильного соединени  и желатины с последующим гидролизом образующегос  при этом карбонилгидразина до гидразина или гидразингидрата, или его солей известным способом, например обработкой кислотой , дл  получени  соли гидразина или перегонкой под давлением дл  получени  гидразингидрата . Однако при использовании гипохлорита требуютс  значительные объемы жидкости, кроме того, он способен переходить в хлорит и хлорат - малоэффективные дл  данной реакции соединени . Выход азинов 95%.

Было установлено, что азины можно получать с высоким выходом из аммиака и хлора в присутствии сильного основани  и карбонильного соединени  простым и экономичным способом, если обеспечить определенное соотнощение хлора и сильного основани . Соотношение хлора и сильного основани  играет большую роль: при недостатке хлора могут образовыватьс  изогидразоны и азины. Сравнительно нестойкие изогидразоны труднее выдел ть и превращать в гидразингидрат, чем азины; при избытке сильного основани 

разлагаетс  образовавщийс  в процессе реакции хлорамин.

Предлагаетс  способ получени  гидразина или гидразингидрата, или его солей, заключающийс  во взаимодействии газообразного хлора с водным аммиаком в присутствии карбонильного соединени  и сильного основани  По этому способу хлор и сильное основание подают в реакционную смесь одновременно

в мол рном соотношении от 1 : 1,5 до 1:4, а аммиак и хлор от 10 : 1 до 50 : 1. Наиболее выгодно примен ть на 1 моль хлора 2-Змоль сильного основани . Предпочтительное соотношение хлора и сильного основани  1 : 2.

Один из способов регулировани  мол рного соотнощени  хлора и сильного основани  поддержание рН реакционной смеси на соответствующем уровне. Например, при мол рном соотношении хлора и сильного основани 

1:2 рН среды должно быть от 12,8 до 13,0 при температуре 30-40°С.

Дл  получени  высокого выхода азина необходимо примен ть избыток аммиака по сравнению с хлором, предпочтительное соотношение от 20 : 1 до 40 : 1.

В качестве карбонильного соединени  можно использовать кетон или альдегид общей формулы

где Ri - водород или алкил, содержащий от 1 до 4 атомов углерода, например метил, этил, пропил или бутил;

R2 - алкил, содержащий от 1 до 4 атомов углерода, например метил, этил, пропил или бутил, или арил, например фенил, или Rj и R2 вместе с углеродным атомом карбонильной группы образуют циклоалифатическое кольцо. Примерами карбонильных соединений служат ацетальдегид, пропиональдегид, метилизобутилкетон , диэтилкетон, бензальдегид и циклогексанон, предпочтительны ацето  или метилэтилкетон. Целесообразно примен ть на I моль хлора от 2 до 6 моль карбонильного соединени .

В качестве основани  предпочтительны гидроокиси щелочных металлов, например едкий натр или едкое кали. Можно использовать также гидроокись «альци , гидроокись тетраметиламмони , и др., но целесообразнее примен ть едкий натр.

Реакцию можно проводить при атмосферном или при повышенном давлении. В последнем случае давление ие должно превышать 20 атм.

Температура реакции не играет роли, она может быть любой вплоть до температуры кипени  карбонильного соединени . Обычно реакцию ведут при 20-40°С.

Процесс можно проводить непрерывно или периодически. При непрерывном способе можно примен ть Цилиндрический или трубчатый реактор.

Дл  поглощени  ионов, мешающих реакции , в реакционную смесь можно вводить желатину или этилендиаминтетрауксусную кислоту, хот  это не существенно. При желании хлор можно разбавл ть таким инертным газом, как азот, например 1-4 моль азота на 1 моль хлора, однако это не об зательно, так как даже с чистым хлором реакци  протекает спокойно.

Образующийс  при осуществлении предлагаемого способа азин легко превращаетс  в гидразин, гидразингидрат или соли гидразина гидролизом. Азины можно перевести в соли гидразина обработкой, например, сол ной или серной кислотой, или можно перевести в гидразингидрат перегонкой под давлением.

Предлагаемый способ получени  гидразина или гидразингидрата, или его солей экономичный , поскольку второй продукт гидролиза - карбонильное соединение-можно повторно использовать в реакции.

Пример 1. -В перемещиваемый раствор из 0,6 моль метилэтилкетона, 6 моль аммиака и 1 мл 1%-ного раствора желатины в 400 мл воды подают в течение 1 час 0,2 моль хлора, разбавленного 0,8 моль азота. При перемешивании в смесь добавл ют постепенно 0,4 моль едкого натра в виде 50%-ного раствора в мол рно.м соотношении 2:1 (к хлору ). Температура реакции 35°С. Выход азина 98%, выход изогидразина незначительный.

Пример 2. В перемешива емый раствор из 0,6 моль ацетона, 6 моль аммиака и 1 мл 1%-ного раствора желатины в 400 мл воды в течение 1 час -подают 0,2 моль хлора, разбавленного 0,8 моль азота. Дл  поддержани  рН 12,8 в смесь добавл ют 50%-ный едкий натр. Температура реакции 30°С. Выход азина 97%, изогидразон практически не образуетс .

Пример 3. Услови  и соотношени  реагентов такие же, как в примере 2, но рН 13,5 поддерживают едким натром. Это соответствует соотношению хлора и едкого натра,

равному 1:2,5. Выход азина 98%, изогидразон не образуетс .

Пример 4. Услови  и соотношени  реагентов такие же, как в примере 2, но рН 12,5 поддерживают едким натром, что соответствует соотношению хлора и едкого натра 1 : 1,8. Выход азина 88%, выход изогидразон а 8%.

Пример 5. В раствор из 0,8 моль ацетона , 5 моль аммиака и 1 мл 2%-ного раствора этилендиаминтетрауксусной кислоты в 350 мл воды в течение 1 час пропускают 0,2 моль хлора, разбавленного 0,6 моль азота.

Одновременно в раствор добавл ют 0,4 моль едкого кали в виде 50%-ного водного раствора , что соответствует соотношению хлора и едкого кали 1 : 2. Температура реакции 30°С. Выход азина 95%, азогидразон не образуетс .

Пример 6. В перем-ещиваемую смесь из 0,4 моль диэтилкетона, 5 моль аммиака и 300 мл воды пропускают в течение I час

0,2 моль хлора. Одновременно в раствор равномерно добавл ют 0,4 моль едкого натра в виде 50%-ного раствора, что соответствует соотношению хлора и едкого натра 1 : 2. Температура реакции 40°С. Выход азина 90%.

При проведении сравнительных экспериментов в услови х и при соотношении ингредиентов таких же, как в примере 1, за исключением того, что мол рное соотношение хлора и едкого натра в одном случае было равно

1 : 1, в другом 1 : 4,5. Выход азина в обоих случа х 50%, вь1ход изогидразона в первом случае 47%.

Предмет изобретени 

Способ получени  гидразина или гидразингидрата , или его солей взаимодействием газообразного хлора с водным раствором аммиака в присутствии сильного основани , карбонильного соединени  и желатины при температуре до 40°С с последующим гидролизом образовавшегос  при этом карбонилгидразина до гидразина или гидразингидрата, или 5 работкой кислотой дл  получени  соли гидразина или перегонкой под давлением дл  получени  гидразингидрата, отличающийс  тем, что, с целью упрощени  процесса, хлор и 6 сильное основание ввод т в реакционную зону одновременно в соотношении 1 : 1,5-1 : 4 при соотношении аммиака и хлора 10:1 - 50:1.