0000
СПSP
со Изобретение относитс к усовершенствованному способу получени фталимидов щелонньк металлов,, которые вл ютс промежуточными продуктами при синтезе производных фталиМИДа , используемых в качестве замедлителей подвулканизации каучуков Известен способ получени фталимида кали взаимодействием этанольного -раствора гидрата окиси кали и фталимида. При этом после смешени реагентов реакционную массу в течение 10-15 мин охлаждают и отфильтровывают полученный продукт. Выход 90% lj. Недостаток этого способа заключаетс в том, что растворимость фталимида в этаноле не превьш1ает 5% и дл проведени синтеза требует с очень большое количество этилово го спирта. Кроме того, вода, в щел юща с в процессе реакции фтали-МИДа с гидратом окиси кали , вызывает гидролиз целевого продукта. Дл предотвращени этого требуетс быст рое охлаждение реакционной массы, что трудно осуществить в производст ве при работе с большими объемами. Наиболее близким к описываемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату вл етс способ получени фталимидов щелочных металлов взаимодействием суспен зии тонкоизмельченного фталимида в обезвоженных алифатических спиртах, содержащих в молекуле от 1 до 4 ато мов углерода, с гидратом окиси щелочного металла в виде.раствора в тех же спиртах 2. Процесс провод т при температуре до 60 С в течение 1-6 часов. Выход продукта 85%. Недостатками этого способа вл ютс низкий выход фталимидов щелочных металлов. Целью изобретени вл етс увели чение выхода целевого продукта. Поставленна цель достигаетс описываемым способом получени фтал мидов щелочных металлов, отличитель ными признаками которого вл етс то, что суспензию фталимида в органическом растворителе подвергают взаимодействию.со смесью бутилата щелочного металла и гидрата окиси щелочного металла при их мольном соотношении 0,5:0,5-0,99:0,01 при температуре 70-110С. Синтез осуществл ют за врем не более 20 мин после полного смешени реагентов. По окончании реакции по- лученную суспензию охлаждают, готовый продукт отфильтровывают и сушат. Выход 97-99%, содержание основного вещества 95-100%. Дл приготовлени суспензии фталимида в качестве органического растворител используют бутанол, хлорбензол , бензол, уайт-спирит, а дл приготовлени смеси бутилата и гидрата окиси щелочного металла - бутанол или его смесь с перечисленньтми растворител ми. В случа х, когда .фталимид щелочного металла используют в виде суспензии в растворител х, не содержащих спиртов, после завершени реакции бутанол отгон ют из суспензии в виде азеотропа с используемым растворителем при атмосферном давлении или под вакуумом в зависимости от температуры кипени используемого растворител . Отогнанную смесь бутанола с растворителем используют неограниченное число раз на стадии получени раствора смеси бутилата щелочного металла и гидрата окиси того же металла. Целесообразность использовани смеси бутанола с другими растворител ми обусловлена тем, что при использовании таких смесей ускор етс процесс получени раствора смеси бутилата игидрата окиси щелочного металла. Это объ сн етс тем, что при азеотропной отгонке воды из реактора , снабженного обратным холодильником с насадкой типа Дина Старка, верхний органический слой непрерывно возвращаетс в реактор. Если в этом слое раствор етс вода, то процесс идет медленно. Растворимость воды в бутаноле в зависимости рт температуры может достигать 30% и более, а органический растворитель , который отгон етс и конденсируетс вместе с бутанолом, существенно понижает ее растворимость в органическом слое, и процесс, таким образом, ускор етс . При получении смеси бутилата и гидрата окиси щелочного металла одновременно происходит обезвоживание бутанола путем азеотропной отгонки .воды, содержащейс в исходных реагентах и вьщел ющейЬ в ходе реакции между бутанолом и гидратом окиси щелочного металла. При наличии в исходной смеси бутилата и гидрата окиси щелочного металла более 50% свободного гидрата окиси снижаетс содержание основ ного вещества в целевом продукте, что обусловлено образованием .побочного продукта - соли фталаминовой кислоты (см. пример 10). Пример 1. В четырехгорлую колбу вместимостью 250 мл, снабженную мешалкой, термометром, капельной воронкой и обратным холодильником , загружают 75 мл бутанола и 22,1 г (0,15 г-мол ) фталимида. Суспензию нагревают до 70-75 и в течение 60-70 мин при данной температуре дозируют смесь 8,4 г (6,075 г-мол ) бутилата кали и 4,2 г (0,075 г мол ) гидрата окиси кали , растворенных в 41 г бутанола Суспензию размешивают 10 мин, охлаж дают, фильтруют и высушивают. Выход фталимида кали - 27,5 г (99%, счита на фталимид). Содержание основного вещества.95%. Продукт представл ет собой кристаллический порошок белого цвета. .Пример 2. Синтез провод т .в услови х примера 1 с тем отличием что в суспензию дозируют смесь 16,6 ( 0,0148 г-мол ) бутилата кали и 0,11 г (0,002 г-мол) гидрата окиси кали , растворенных в 41 г бутанола . Выход фталимида кали 27,5 г (99%, счита на фталимид). Содержание . основного вещества 98%. Продукт белый кристаллический порошок. Пример 3. Синтез провод т в услови х примера 1 с тем отличием что в суспензию дозируют смесь 16,7 г (0,149 г-мол ) бутилата каЛИЯ и 0,9 г (0,016 г-мол ) гидрата окиси кали , растворенных в 44 г бутанола. Получают 27,5 г фталимида кали (99% от теоретического, счита на фталимид). Бельш кристаллический порошок с содержанием основного вещества 95%. Пример 4. В четырехгорлую колбу вместимостью 250 мл, снабженную мешалкой, термометром, капель- )ной воронкой и обратным холодильником , загружают 22,1 г (0,15 г-мол ) фталимида и 75 мл хлорбензола, нагревают до 100-110°, загружают в течение 60-70 мин смесь 16 г (0,143 г-мол ) бутилата кали и 0,4 г (0,007 г-мол) гидрата окиси кали , растворенных в 41 г бутанола. Дают вьщержку 20 мин. Суспензию охлаждают , фильтруют и сушат. Выход фталимида кали - 27,2 г (98% от теоретического, счита на фтал1 1ид). Фталимид кали - белый кристаллический порошок с содержанием основного вещества 96%. Пример 5. Синтез провод т в услови х примера 4 с тем отличием, что смесь бутилата кали и гцдрата окиси кали в бутаноле дозируют к суспензии 22,1 г (0,15 г-мол ) фталимида в 75 мл бензола, нагретой до 75-78 . После окончани загрузки раствора смеси бутилата. кали и гидрата окиси кали дают вьщержку 10 мин. Суспензию, охлаждают, фильтруют и сушат. Получают 27,5 г (99%, счита на фталимид) белого кристаллического фталимида кали с содержанием основного вещества 97%. Пример 6. Синтез провод т в услови х примера 4 с тем отЛичием, что раствор смеси бутилата кали и гидрата окиси кали дозируют к суспензии 22,1 (О,15г-мол ) фталимида в 80 мл уайт-спиритаj нагретой до 105-110 . После окончани загрузки раствора бутилата и гидрата окиси кали суспензию охлаждают и фильтруют . Получают 27,5 г (99%, счита на фталимид) фталимида кали - (белый кристаллический порошок с содержанием основного вещества 98%). Пример 7. Синтез провод т в услови х примера 6 с тем отличием, что вместо бутилата кали и гидрата окиси кали используют соответствующие количества бутилата натри и гидрата окиси натри . Получают 24,6 г (97%, счита на фталимид) фталимида натри - (белый кристаллический порошок с содержанием основного вещества 95%). Пример 8. Синтез провод т в услови х примера 6 с тем отличием, что смесь 16 г (0,143 г-мол ) бутилата кали и 0,4 г (0,007 г-мол) гидрата окиси кали используют в виде раствора в смеси 17 г бутанола и 23 г уайт-спирита. 5. 8 Получают 27,5 г (99%, счита на фталимид) белого кристаллического фталимида кали с содержанием основ ного вещества 99%. Пример 9. Синтез провод т в услови х примера 8с тем отличием что после окончани загрузки раство , ра смеси бутилата кали и гидрата окиси кали обратный холодильник замен ют на пр мой, создают разр жбние в системе (остаточное давление 150-200 мм рт.ст.) и отгон ют бутанол с уайт-спиритом. По мере от гонки смеси растворителей в реакционную , колбу добавл ют 70 мл свежего уайт-спирита так, чтобы количество массы оставалось примерно посто нным . Объем погона составл ет 8090 мл и возвращаетс на стадию полу чени смеси бутилата кали и гидрата окиси кали . Получают суспензию-27,2 г фталимида кали в уайт-спирите.. Выход 98%. Содержание основного вещества 98%. Пример 10. Синтез провод т в услови х примера 1 с тем отличием , что в суспензию дозируют смесь 7,8 г (0,07 Мол ) бутилата кали и 4,5 г (0,08 мол ) гидрата окиси кали (мольное соотношение 0,466: 0,534), растворенных в 41 г бутанола . Выход фталимида кали 27,2 г (98% от теоретического). Содержание основного вещества 92%. Таким образом, описываемый способ получени фталимидов щелочных металлов позвол ет получать целевые продукты с выходом 97-99% и содержанием основного вещества .95-99%.The invention relates to an improved process for the preparation of phthalimides of alkali metals, which are intermediate products in the synthesis of phthalimide derivatives used as retardants for the vulcanization of rubbers. A method for the preparation of potassium phthalimide by the interaction of an ethanol solution of potassium hydroxide and phthalimide is known. After mixing the reagents, the reaction mass is cooled for 10–15 min and the resulting product is filtered off. Exit 90% lj. The disadvantage of this method is that the solubility of phthalimide in ethanol does not exceed 5% and requires a very large amount of ethanol to carry out the synthesis. In addition, water, which is split during the reaction of phthal-MIDA with potassium hydroxide, causes hydrolysis of the target product. To prevent this, it is necessary to rapidly cool the reaction mass, which is difficult to achieve in production when working with large volumes. The closest to the described invention to the technical essence and the achieved result is a method for producing alkali metal phthalimides by reacting a suspension of finely divided phthalimide in dehydrated aliphatic alcohols containing 1 to 4 carbon atoms in a molecule with an alkali metal hydrate as a solution in those the same alcohols 2. The process is carried out at temperatures up to 60 ° C for 1-6 hours. The product yield is 85%. The disadvantages of this method are the low yield of alkali metal phthalimides. The aim of the invention is to increase the yield of the target product. This goal is achieved by the described method for producing alkali metal phthal midides, the distinguishing features of which is that the suspension of phthalimide in an organic solvent is subjected to interaction with a mixture of alkali metal butylate and alkali metal oxide hydrate at their molar ratio of 0.5: 0.5- 0.99: 0.01 at a temperature of 70-110C. Synthesis is carried out within no more than 20 minutes after complete mixing of the reactants. At the end of the reaction, the resulting suspension is cooled, the finished product is filtered and dried. The output is 97-99%, the content of the basic substance is 95-100%. For the preparation of a suspension of phthalimide, butanol, chlorobenzene, benzene, white spirit are used as an organic solvent, and butanol or its mixture with the listed solvents is used to prepare a mixture of butylate and alkali metal oxide hydrate. In cases where the alkali metal phthalimide is used as a suspension in solvents that do not contain alcohols, butanol is distilled off from the suspension as an azeotrope with the solvent used at atmospheric pressure or under vacuum, depending on the boiling point of the solvent used. The distilled mixture of butanol with a solvent is used an unlimited number of times at the stage of obtaining a solution of a mixture of an alkali metal butylate and an oxide of the same metal hydrate. The expediency of using a mixture of butanol with other solvents is due to the fact that using such mixtures accelerates the process of obtaining a solution of a mixture of an alkali metal oxide butoxide mixture. This is due to the fact that during azeotropic distillation of water from a reactor equipped with a Dean Stark type reflux condenser, the upper organic layer is returned to the reactor continuously. If water dissolves in this layer, the process is slow. Depending on the temperature of the water, the solubility of water in butanol can reach 30% or more, and the organic solvent, which is distilled off and condensed together with butanol, significantly reduces its solubility in the organic layer, and the process is thus accelerated. In the preparation of a mixture of butylate and alkali metal oxide hydrate, butanol is simultaneously dehydrated by azeotropic distillation of the water contained in the initial reagents and gels during the reaction between butanol and alkali metal oxide hydrate. If more than 50% of the free hydroxide is present in the initial mixture of butylate and alkali metal oxide hydrate, the content of the main substance in the target product decreases, which is caused by the formation of a by-product, phthalamic acid salt (see Example 10). Example 1. In a four-necked flask with a capacity of 250 ml, equipped with a stirrer, thermometer, dropping funnel and reflux condenser, load 75 ml of butanol and 22.1 g (0.15 g-mol) of phthalimide. The suspension is heated to 70-75 and a mixture of 8.4 g (6.075 g-mol) of potassium butylate and 4.2 g (0.075 g mol) of potassium hydroxide dissolved in 41 g of butanol is dosed at 60-70 minutes at this temperature. Suspension Stir for 10 minutes, cool, give, filter and dry. The yield of potassium phthalimide is 27.5 g (99%, calculated as phthalimide). Content of the main substance. 95%. The product is a white crystalline powder. Example 2. The synthesis was carried out under the conditions of Example 1 with the difference that a mixture of 16.6 (0.0148 g-mol) potassium butylate and 0.11 g (0.002 g-mol) of potassium hydroxide dissolved in 41 g of butanol. The yield of potassium phthalimide is 27.5 g (99%, calculated as phthalimide). Content. basic substance 98%. The product is white crystalline powder. Example 3. The synthesis is carried out under the conditions of example 1 with the difference that a mixture of 16.7 g (0.149 g mol) of potassium butylate and 0.9 g (0.016 g mol) of potassium oxide hydrate dissolved in 44 g are metered into the suspension. butanol. 27.5 g of potassium phthalimide are obtained (99% of the theoretical value, calculated as phthalimide). Belsh is a crystalline powder with a basic substance content of 95%. Example 4. In a four-necked flask with a capacity of 250 ml, equipped with a stirrer, a thermometer, a dropping funnel, and a reflux condenser, 22.1 g (0.15 gmol) of phthalimide and 75 ml of chlorobenzene are charged and heated to 100-110 °, load within 60-70 minutes a mixture of 16 g (0.143 g-mol) of potassium butylate and 0.4 g (0.007 g-mol) of potassium hydroxide dissolved in 41 g of butanol. Give 20 min. The suspension is cooled, filtered and dried. The yield of potassium phthalimide is 27.2 g (98% of the theoretical value, calculated as phthal1 1 in). Phthalimide potassium is a white crystalline powder with a basic substance content of 96%. Example 5. The synthesis is carried out under the conditions of example 4 with the difference that the mixture of potassium butylate and potassium oxide potassium in butanol is dosed to a suspension of 22.1 g (0.15 g-mol) of phthalimide in 75 ml of benzene heated to 75- 78 After completion of loading the solution of the butylate mixture. potassium and potassium oxide hydrate give 10 min. Suspension, cool, filter and dry. 27.5 g (99%, phthalimide) of white crystalline potassium phthalimide with a basic substance content of 97% is obtained. Example 6. The synthesis is carried out under the conditions of Example 4 with the fact that a solution of a mixture of potassium butylate and potassium hydroxide is dosed to a suspension of 22.1 (O, 15 g-mol) phthalimide in 80 ml of white spirit heated to 105-110. After the loading of the solution of butylate and potassium hydroxide is complete, the suspension is cooled and filtered. This gives 27.5 g (99%, phthalimide counted) potassium phthalimide - (white crystalline powder with 98% basic substance). Example 7. The synthesis was carried out under the conditions of Example 6 with the difference that, instead of potassium butylate and potassium hydroxide, appropriate amounts of sodium butylate and sodium hydroxide were used. 24.6 g (97%, based on phthalimide) sodium phthalimide is obtained (white crystalline powder with a basic substance content of 95%). Example 8. The synthesis is carried out under the conditions of example 6 with the difference that a mixture of 16 g (0.143 g mol) of potassium butyllate and 0.4 g (0.007 g mol) of potassium hydroxide is used as a solution in a mixture of 17 g butanol and 23 g of white spirit. 5. 8 27.5 g (99%, phthalimide) of white crystalline potassium phthalimide with a basic substance content of 99% is obtained. Example 9. The synthesis was carried out under the conditions of Example 8 with the difference that after the solution was loaded, the potassium butylate and potassium hydroxide mixture was replaced with a direct cooler, creating a discharge in the system (residual pressure 150-200 mmHg .) and distilled butanol with white spirit. As the mixture of solvents race to the reaction, a flask of 70 ml of fresh white spirit is added so that the amount of mass remains approximately constant. The volume of the shoulder strap is 8090 ml and returns to the stage of obtaining a mixture of potassium butylate and potassium hydroxide. A suspension of 27.2 g of potassium phthalimide in white spirit is obtained .. Yield 98%. Content of the main substance is 98%. Example 10. The synthesis is carried out under the conditions of example 1 with the difference that a mixture of 7.8 g (0.07 Moles) of potassium butylate and 4.5 g (0.08 mole) of potassium hydroxide is metered into the suspension (molar ratio 0.466 : 0.534), dissolved in 41 g of butanol. The output of potassium phthalimide 27.2 g (98% of theoretical). Content of the main substance is 92%. Thus, the described method for producing alkali metal phthalimides allows to obtain the desired products with a yield of 97-99% and a basic substance content of .95-99%.