СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КАПРОЛАКТАМАТА НАТРИЯ Российский патент 1995 года по МПК C07D201/14 B01J31/02 

Описание патента на изобретение RU2030401C1

Изобретение относится к способам получения капролактамата натрия, используемого в качестве катализатора анионной полимеризации лактамов, для получения поликапрамида и его сополимеров.

Известен способ (1) получения капролактамата натрия, взаимодействием металлического натрия с капролактаматом при 100-120оС
Na+KлH __→ NaKл+0,5H2 где Kл=H=0 . Этот способ при его кажущейся простоте имеет ряд недостатков. Помимо пожароопасности выделяющийся водород частично восстанавливает лактам до циклогексилимина, циклогексанола и других соединений, которые в целом снижают каталитическую активность капролактамата натрия. Следствием этого является невоспроизводимость ряда физико-химических и прочностных характеристик поликапрамида.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является способ получения (2) капролактамата натрия взаимодействием гидрида натрия с капролактамом по реакции в среде органических растворителей
NaH+H=0 __→ NA=0+H
Однако и этот способ не лишен недостатков.

Гидрид натрия, получаемый в СССР, по чистоте не превышает 90%. Значительную часть примесей составляют алкильные производные натрия, которые являются инициаторами протекания побочных реакций, с образованием различных продуктов восстановления и конденсации, снижающих каталитическую активность капролактамата натрия.

Целью изобретения является способ получения капролактамата натрия.

Поставленная цель достигается тем, что для получения капролактамата натрия используют смешанный гидрид натрия и алюминий, выбранный из группы NaH˙AlH3, NaH˙ (AlH3)2 или (NaH)3 ˙AlH3, а в качестве растворителя применяют диэтиловый эфир.

Исходные гидриды NaH˙AlH3, NaH ˙(AlH3) или (NaH)3 ˙AlH3 получают по известному способу (3).

Химический анализ полученных смешанных гидридов представлен ниже.

Найдено,%: Na 42,3; Al 49,5; H 7,25.

NaH ˙AlH3
Вычислено,%: Na 42,5; Al 50; H 7,4.

Найдено,%: Na 27,5; Al 70,9; H 7,3.

NaH ˙(AlH3)2
Вычислено,%: Na 27,3; Al 71,4; H 7,2.

Найдено,%: Na 70,72; Al 25,9; H 5,85.

(NaH)3 ˙AlH3
Вычислено,%: Na 70,6; Al 26,5; H 5,92.

Затем полученные исходные смешанные гидриды NaH ˙(AlH3)nиспользуют для получения капролактамата натрия.

Взаимодействие их с ε-капролактамом проводят в среде диэтилового эфира, при комнатной температуре и перемешивании по реакции при соотношении реагентов:
NAH·AlH3+=0=1:1
NAH·(AlH3)2+=0=1:1
(NAH)3·AlH3+N=0=1:3 в течение 2-5 ч, осветленный раствор отделяют от осадка упаривают при Т-200оС/вак.

Процесс отражается уравнениями
NAH·AlH3+O __→ NAO+AlH3+H2 (1)
NAH·(AlH3)2+O __→ NAO+2AlH3+H2 (2)
(NAH)3·AlH3+O __→ NAN-(CH2)5-CO+AlH3+3H2 (3)
Например, в синтезе по уравнению (1)
к суспензии 2 г (0,0037 моля) NaH ˙AlH3 в Et2O дозируют 100 мл раствора Et2O, содержащего 4,2 г (0,037 моля ε-капролактама).

Реакционную смесь отфильтровывают от NaH˙AlH3 и упаривают в вакууме при 20оС. Получено 49 г (98%) капролактамата натрия, представляющего собой белое кристаллическое вещество, расплывающееся на открытом воздухе, поэтому синтезированный капролактамат натрия хранят в закрытых ампулах в атмосфере аргона.

Найдено,%: С 52,5; Н 7,3; N 10,2; Na 16,5.

NAO
Вычислено,%: С 52,9; Н 7,4; N 10,3; Na 16,9.

В табл. 1 и 2 приведены результаты синтеза капролактамата натрия и его физико-химические свойства.

Таким образом, получен капролактамат натрия с выходом 95-98%, чистотой 99,5%. Процесс прост в исполнении и для синтеза используют доступные исходные вещества, позволяющие повысить качество капролактамата натрия, т. е. его каталитическую активность.

Одним из важнейших преимуществ предлагаемого способа является получение в качестве побочного продукта гидрида алюминия, который нейтрализует отрицательное действие Н2 на получаемый капролактамат натрия, выражающееся в восстановлении капролактамата натрия, что приводит к снижению его каталитической активности. Кроме того, гидрид алюминия используют в качестве реагента для получения исходных водородных соединений алюминия и натрия.

Другим преимуществом рассматриваемого метода по сравнению с прототипом и аналогом состоит в том, что производство капролактамата натрия по предлагаемому способу дает возможность обеспечить выполнение следующих требований:
получить наиболее чистый и высокоэффективный катализатор полимеризации лактаматов;
повысить уровень безотходности за счет сведения к минимум бракованных партий поликапрамида, вследствие повышения чистоты капролактамата натрия, применяемого в качестве катализатора анионной полимеризации при его производстве.

Похожие патенты RU2030401C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КАТАЛИЗАТОРА ПОЛИМЕРИЗАЦИИ ЭПСИЛОН-КАПРОЛАКТАМА 2012
  • Поляков Дмитрий Константинович
  • Кирюхин Юрий Иванович
  • Чвалун Сергей Николаевич
  • Чердынцева Светлана Владимировна
  • Григорьев Тимофей Евгеньевич
  • Шнепа Сергей Вячеславович
  • Демидёнок Константин Владимирович
RU2522540C1
Способ получения катализаторов полимеризации лактамов 1990
  • Гавриленко Вячеслав Васильевич
  • Чекулаева Любовь Александровна
  • Васильева Татьяна Юрьевна
  • Котельников Виктор Александрович
  • Данилевская Лия Борисовна
  • Курашев Валентин Викторович
  • Ефимов Николай Константинович
  • Климов Сергей Григорьевич
  • Вахрушина Тамара Васильевна
  • Фролов Василий Григорьевич
  • Демина Маргарита Ивановна
SU1779245A3
Способ получения катализатора анионной полимеризации лактамов 1990
  • Гавриленко Вячеслав Васильевич
  • Чекулаева Любовь Александровна
  • Васильева Татьяна Юрьевна
  • Котельников Виктор Александрович
  • Данилевская Лия Борисовна
  • Курашев Валентин Викторович
  • Ефимов Николай Константинович
  • Климов Сергей Григорьевич
  • Вахрушина Тамара Васильевна
  • Фролов Василий Григорьевич
  • Демина Маргарита Ивановна
SU1754203A1
Способ получения алюмогидридов щелочноземельных металлов 1981
  • Мирсаидов Ульмас
  • Гатина Роза Фатыховна
  • Пулатов Махмуд Саиджанович
  • Дымова Татьяна Николаевна
SU1043105A1
Способ получения лактамоалюминатов натрия 1976
  • Богуслав Часенскы
  • Йири Махачек
  • Отомар Криж
  • Владимир Кубанек
SU739070A1
Способ получения катализаторов полимеризации лактамов 1990
  • Гавриленко Вячеслав Васильевич
  • Чекулаева Любовь Александровна
  • Васильева Татьяна Юрьевна
  • Котельников Виктор Александрович
  • Данилевская Лия Борисовна
  • Курашев Валентин Викторович
SU1774940A3
МЕТАЛЛИРОВАННЫЙ ЛИГАНД, КАТАЛИТИЧЕСКАЯ КОМПОЗИЦИЯ И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ ПРИ ОЛИГОМЕРИЗАЦИИ ЭТИЛЕНА 2014
  • Эл-Хазми Мухаммед Х.
  • Элкатанти Абдула
  • Розенталь Увэ
  • Мюллер Бэрнд
  • Пуэлеке Нормэн
  • Хэрфф Марко
  • Воль Анина
  • Майсвинкел Андреас
  • Болт Хайнц
  • Мюллер Вольфганг
RU2658831C2
БИС-ИМИН-ТИТАНОВЫЙ КОМПЛЕКС, КАТАЛИТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА, ВКЛЮЧАЮЩАЯ ЭТОТ БИС-ИМИН-ТИТАНОВЫЙ КОМПЛЕКС, И СПОСОБ (СО)ПОЛИМЕРИЗАЦИИ СОПРЯЖЕННЫХ ДИЕНОВ 2018
  • Пампалони, Гвидо
  • Риччи, Джованни
  • Соммацци, Анна
  • Гюельфи, Массимо
  • Леоне, Джузеппе
  • Мази, Франческо
RU2772242C2
Способ получения гидрида натрия 1980
  • Дубровин Александр Васильевич
SU905190A1
ЗАМЕЩЕННЫЕ ФТАЛОЦИАНИНЫ ЖЕЛЕЗА В КАЧЕСТВЕ КАТАЛИЗАТОРА ОКИСЛЕНИЯ ЛЕЙКОСОЕДИНЕНИЙ ТРИАРИЛМЕТАНОВЫХ КРАСИТЕЛЕЙ И СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТРИАРИЛМЕТАНОВЫХ КРАСИТЕЛЕЙ 1993
  • Королев Б.А.
  • Осмоловская Л.А.
  • Кашковская Е.И.
  • Кузьмин С.Г.
  • Субботин А.А.
  • Гузий С.Н.
RU2045531C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 030 401 C1

Реферат патента 1995 года СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КАПРОЛАКТАМАТА НАТРИЯ

Использование: капралактамат натрия, катализаторы анионной полимеризации лактамов. Сущность изобретения: капролактамат натрия получают металлированием гидридом натрия ε-капролактама в среде апротонного растворителя при 20-80 °С и перемешивании в течение 2-5 ч, при этом используют смешанный гидрид алюминия и натрия, выбранный из группы NaH·AlH3, NaH·(AlH3)2 : (NaH)3·AlH3. Продукт отделяют, упаривают, сушат в вакууме. 2 табл.

Формула изобретения RU 2 030 401 C1

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КАПРОЛАКТАМАТА НАТРИЯ металлированием Е-капролактама гидридом металла при 20 - 80oС путем перемешивания в среде апротонного растворителя в течение 2-5 ч, отделения осветленного раствора с последующим упариванием и сушкой в вакууме, отличающийся тем, что в качестве гидрида металла используют смешанный гидрид натрия и алюминия, выбранный из группы NaH · AlH3, NaH · (AlH3) или (NaH)3 · AlH3, а в качестве растворителя используют диэтиловый эфир.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 1995 года RU2030401C1

Гарбузова И.А
и др
Известия АН СССР сер
хим
Способ приготовления консистентных мазей 1919
  • Вознесенский Н.Н.
SU1990A1

RU 2 030 401 C1

Авторы

Гатина Р.Ф.

Башилова Л.С.

Мирсаидов У.

Климов С.Г.

Ефимов Н.К.

Даты

1995-03-10Публикация

1991-12-09Подача