СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АЛКОГОЛЯТОВ ЩЕЛОЧНЫХ МЕТАЛЛОВ Российский патент 2002 года по МПК C07C29/70 C07C31/30 

Описание патента на изобретение RU2178402C1

Изобретение относится к усовершенствованию способа получения алкоголятов щелочных металлов, которые находят применение в химической промышленности.

Известны следующие аналоги изобретения: патент США 2965663 и патент Швейцарии 396902, по которым алкоголяты щелочных металлов получают многократной циркуляцией спирта через слой щелочного металла. Недостатком способов является их взрывоопасность; патент США 3479381, по которому алкоголят получают при смешивании гидроксида щелочного металла со спиртами в присутствии поглотителей образующейся в процессе получения алкоголята воды. Недостатком способа является применение дополнительных химических реагентов (цеолитов); патент ГДР 100701, по которому алкоголяты щелочных металлов получают смешиванием с гидроксидом щелочного металла с использованием азеотропной отгонки образующейся воды. Недостатками способа являются аппаратурная усложненность и применение органических растворителей в качестве составляющих азеотропной смеси.

Наиболее близким аналогом (прототипом) по совокупности существенных признаков является авторское свидетельство ЧССР 213119, по которому вначале получают бутилат щелочного металла по реакции гидроксида щелочного металла с бутиловым спиртом посредством многократной циркуляции бутанола через слой гидроксида. При этом генерируемый бутилат вместе с образующейся водой стекает в кипятильную колбу. Далее водную фазу отгоняют, используя ректификационную колонку. Затем бутильный радикал в алкоголяте меняют на этильный или метильный кипячением в течение нескольких часов в соответствующем спирте. Недостатками способа являются многоступенчатость и применение ректификационной колонки специальной конструкции.

По способу, описанному Сейфер Г. Б. в ЖНХ, М. : Наука, 1957, т. 2, вып. 5, стр. 1055-1056 взаимодействие карбонатов (Li2CO3, Na2CO3, K2CO3, Rb2CO3,
Cs2CO3) с метиловым спиртом осуществляют насыщением кипящего абсолютного спирта карбонатами при перемешивании.

Далее спиртовые растворы быстро отфильтровывали и охлаждали. Результат гравиметрического анализа осадков показал наличие координационного соединения Cs2CO3•6CH3OH. В случае других карбонатов подобных соединений не обнаружено. Недостатком работы является отсутствие анализа жидкой фазы. Известно так же, что алкоголяты щелочных металлов хорошо растворимы в "собственных" спиртах.

Сущность изобретения:
Изобретение представляет собой безопасный, аппаратурно упрощенный, не требующий применения дополнительных реактивов, способ получения алкоголятов щелочных металлов из алифатических спиртов и карбонатов щелочных металлов (Li, Na, К).

Техническим результатом предлагаемого изобретения является получение алкоголятов щелочных металлов по реакции, не сопровождающейся выделением воды, которая вызывает гидролиз алкоголятов. В основе известных аналогов изобретения лежит химическая реакция
MOH + ROH ⇆ ROM + H2O.

Образующаяся вода смещает равновесие влево и резко снижает содержание алкоголята, поэтому применяют различные методы и вещества для удаления образующейся воды (цеолиты, отгонка и т. п. ). В основе предлагаемого изобретения лежит химическая реакция
M2CO3 + ROH ⇆ ROM + MHCO3,
в которой отсутствует выделение воды. Образующийся гидрокарбонат не вызывает значительного разложения алкоголята.

Дан чертеж установки для получения алкоголятов щелочных металлов, состоящей из насадки, охлаждаемой водяной рубашкой, 1; кипятильной колбы 2; холодильника 3, снабженного хлоркальциевой трубкой 5; крана 4.

Патентуется способ получения алкоголятов щелочных металлов формулой ROM, где M - щелочной металл; R = CH3, C2H5.

В нижнюю часть насадки 1 помещают патрон с предварительно прокаленным карбонатом щелочного металла в виде слоя высотой около 5 см. В колбу 2 заливают спирт с содержанием воды не более 1%. Пары, образующиеся при кипении спирта, охлаждаются в холодильнике 3 и попадают в виде конденсата в насадку на патрон с карбонатом щелочного металла. При прохождении спирта через слой карбоната происходит реакция по уравнению
M2CO3+ROH ⇆ ROM+MHCO3
Образующийся в патроне алкоголят щелочного металла в виде раствора в спирте стекает в кипятильную колбу, а гидрокарбонат щелочного металла остается в патроне. Объем конденсата в насадке регулируется с помощью крана таким образом, чтобы жидкость полностью покрывала патрон с карбонатом щелочного металла. Эффективность работы установки и распределение компонентов между твердой (содержимое насадки 1) и жидкой фазами (кипятильная колба 2) оценивалась по данным титриметрии. Для этого анализируемая фаза разбавлялась водой и подвергалась титрованию 0,1 н. раствором HCl с использованием кислотно-основных индикаторов. Методика титрования [7] , использованная в настоящей работе, позволяла совместно определять карбонат щелочного металла в присутствии алкоголята (в виде гидроксида) и гидрокарбоната соответствующего металла в присутствии карбоната щелочного металла.

Были применены следующие спирты и карбонаты щелочных металлов: CH3OH, C2H5OH; Li2CO3, K2CO3, Na2CO3.

Пример. В нижнюю часть насадки 1, охлаждаемой проточной водой, помещают патрон с предварительно прокаленным K2CO3 в виде слоя высотой около 5 см. В колбу 2 заливают сухой метанол, с содержанием воды не более 1%. Пары, образующиеся при кипении метанола, конденсируются в холодильнике 3 и попадают в патрон, охлаждаемый проточной водой, с K2CO3 в виде конденсата. При прохождении метанола через слой K2CO3 происходит реакция метанола с карбонатом калия по приведенному выше уравнению. Образующийся в патроне CH3OK в виде раствора в метаноле стекает в кипятильную колбу, а KHCO3 остается в патроне.

Выход метилата калия за 2 часа рециркуляции конденсата метанола через слой K2CO3 составляет 85%. При использовании загрузки K2CO3 массой 5 г и 20 мл CH3OH получают примерно 30 ммолей CH3OK (таблица) в виде раствора в метаноле концентрацией 1,5 ммоль/мл или 105 мг/мл. Алкоголят, полученный данным способом, после отгонки спирта, можно использовать в твердом виде. Продукт в качестве примеси содержит карбонат калия в количестве до 15%.

Распределение компонентов при применении циркуляционной установки (за 2 часа) приведено в таблице.

Алкоголяты, полученные данным способом, применялись в следующих реакциях:
1. Переэтерификация сложных эфиров.


R1= Et (1), Pr (2, 6), i-Am (3), Ph (4, 7), i-Pr (5), Me (8);
R2= Me (1-4), Ph= (5-7), MeO (8); R3= Me, Et; M= Li, Na, К.

2. Гидрофосфорилирование карбонильных соединений.


Ar= Ph (9), p-F-C6H4 (10), p-Cl-C6H4 (11), p-Br-C6H4 (12), p-MeO-C6H4 (13), 3,4-(MeO)2C6H3 (14); R= Et; M= K, Na.

Выходы продуктов составили 66-82%.

3. Гидрофосфорилирование активированных алкенов.


R1 = H (15), COOEt (16), i-Pr (17), Ph (18, 19); R2 = H (15, 16), COOEt (17), CN (18, 19): R3 = CN (15, 19), COOEt (16-18).

Выходы продуктов составили 85-90%.

4. Алкоксилирование активированных алкенов.


R1 = H (20, 21), Ph (22), COOMe (23), COOEt (24); R2 = H (20, 21, 23, 24), COOMe (22); R3 = COOMe (20, 22, 23), CN (21), COOEt (24); R4 = Me, Et.

Выходы продуктов составили 51-62%.

5. Фосфорилирование галогенопроизводных.


R1 = Et (25, 26), Me (27); R2 = EtOOC (25), CH2 = CH (26), Ph (27); Hal = Cl (25, 27), Br (26).

Выходы продуктов составили 8-30%.

6. O-Дифторметилирование фенолов

R1 = H (28, 37, 38), OCH3 (29, 31-36), OH (30), COOEt (39); R2 = H (28-30, 39), CH2CH = CH2 (31), CH = CHCH3 (32), CH2OH (33), CH(OH)Et (34), CHO (35), COCH3 (36), NO2 (37), COOMe (38); R = Me, Et; M = K, Na.

Выходы продуктов составили 35-87%.

7. Олефинирование ароматических альдегидов по реакции Виттига.



R1 = C6H3(OCH3)2, Ph; R2 = C6H3(OCH3), C6H4OCH3, CH = CHPh, C6C4(OH)OCH3; R = Et, Me; M = K, Na.

Выходы продуктов составили 43-76%.

8. Олефинирование ароматических альдегидов по реакции Хорнера.



R1 = C6H3(OCH3)2, Ph; R2 = C6H3(OCH3), C6H4OCH3, CH = CHPh; R = Et, Me; M = K, Na.

Выходы продуктов составили 50-72%.

Проведенные исследования показали, что присутствие карбоната в алкоголяте, полученном настоящим способом (до 15%), не снижает эффективности действия алкоголята в представленных выше реакциях.

Похожие патенты RU2178402C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ АЭРОДИНАМИЧЕСКОГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ КАРТОНА И ПИСЧЕЙ ИЛИ ПЕЧАТНОЙ БУМАГИ 1994
  • Терентьев О.А.
  • Дробосюк В.М.
RU2100508C1
СПОСОБ ОЧИСТКИ СЕРНИСТО-ЩЕЛОЧНЫХ РАСТВОРОВ ПРОИЗВОДСТВА ЦЕЛЛЮЛОЗЫ 1999
  • Аким Э.Л.
  • Никитин Я.В.
  • Зорин И.Ф.
  • Трясцина Н.П.
  • Борисенкова С.А.
  • Калия О.Л.
  • Будницкий Г.А.
RU2144039C1
СПОСОБ ПОВЕРХНОСТНОЙ ОБРАБОТКИ БУМАГИ 1999
  • Аким Э.Л.
  • Махотина Л.Г.
  • Сирота А.Г.
RU2142531C1
ВОЛОКНИСТЫЙ МАТЕРИАЛ ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ БЫТОВЫХ НАСЕКОМЫХ 2002
  • Аким Э.Л.
  • Стебунова Т.А.
  • Бибер Б.Л.
RU2200216C1
СПОСОБ ЭКСТРАКЦИИ РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ 1998
  • Барам А.А.
  • Куров В.С.
  • Полевченко И.В.
  • Рощин В.И.
RU2135254C1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГЕНЕРАЦИИ ТЕПЛА И ХИМИКАТОВ ИЗ ПАРОГАЗОВЫХ ВЫБРОСОВ РАСТВОРИТЕЛЯ ПЛАВА СОДОРЕГЕНЕРАЦИОННОГО АГРЕГАТА СУЛЬФАТЦЕЛЛЮЛОЗНОГО ПРОИЗВОДСТВА 2001
  • Романова Л.В.
  • Суслов В.А.
  • Якимова И.В.
  • Гогонин И.И.
RU2190714C1
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МНОГОСЛОЙНОЙ БУМАГИ ДЛЯ ОСНОВНЫХ СЛОЕВ ДЕКОРАТИВНОГО БУМАЖНО-СЛОИСТОГО ПЛАСТИКА 1996
  • Аким Э.Л.
  • Стебунова Т.А.
  • Коваленко М.В.
  • Плоткин Л.Г.
  • Сушков С.Н.
RU2101410C1
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МНОГОСЛОЙНОЙ БУМАГИ ДЛЯ ОСНОВНЫХ СЛОЕВ ДЕКОРАТИВНОГО БУМАЖНО-СЛОИСТОГО ПЛАСТИКА 1996
  • Аким Э.Л.
  • Стебунова Т.А.
  • Коваленко М.В.
  • Плоткин Л.Г.
  • Сушков С.Н.
RU2101411C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ 5-ЗАМЕЩЁННЫХ 1,2,4-ТРИАЗОЛ-3-КАРБОНОВЫХ КИСЛОТ И ИХ ПРОИЗВОДНЫХ ИЗ УНИВЕРСАЛЬНОГО ПРЕДШЕСТВЕННИКА 2015
  • Матвеев Андрей Валерьевич
  • Прутков Александр Николаевич
  • Чудинов Михаил Васильевич
RU2605414C1
СПОСОБ ВВЕДЕНИЯ НАПОЛНИТЕЛЯ В БУМАГУ 2010
  • Малиновская Галина Кирилловна
  • Литвинова Лидия Владимировна
  • Дробосюк Виктор Михайлович
RU2426828C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 178 402 C1

Реферат патента 2002 года СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АЛКОГОЛЯТОВ ЩЕЛОЧНЫХ МЕТАЛЛОВ

Изобретение относится к улучшенному способу получения алкоголятов щелочных металлов, которое находит применение в химической промышленности. Способ включает многократную циркуляцию алифатического спирта с содержанием воды не более 1%, выбранного из СН3ОН и C2H5OH, через патрон с соединением щелочного металла. При этом в качестве соединения щелочного металла используют предварительно прокаленный карбонат щелочного металла, выбранный из Li2CO3, Na2CO3, К2СО3. Для получения метилатов лития, натрия или калия используют метанол и соответствующий карбонат щелочного металла. Для получения этилатов лития, калия или натрия, используют этанол и соответствующий карбонат щелочного металла. Способ позволяет исключить выделение воды в результате реакции и гидролиз образующихся алкоголятов. В известных условиях не удавалось получить алкоголяты из спиртов и соответствующих карбонатов. 2 з. п. ф-лы, 1 табл. , 1 ил.

Формула изобретения RU 2 178 402 C1

1. Способ получения алкоголятов щелочных металлов, включающий многократную циркуляцию алифатического спирта с содержанием воды не более 1%, выбранного из СН3ОН и С2Н5ОН, через патрон с соединением щелочного металла, отличающийся тем, что в качестве соединения щелочного металла используют предварительно прокаленный карбонат щелочного металла, выбранный из Li2СО3, Nа2СО3, К2СО3. 2. Способ получения метилатов лития, натрия или калия, согласно п. 1 из метанола и соответствующего карбоната щелочного металла. 3. Способ получения этилатов лития, калия или натрия согласно п. 1 из этанола и соответствующего карбоната щелочного металла.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2002 года RU2178402C1

ГОРЕЛОЧНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЖИДКОГО ТОПЛИВА 0
SU213119A1
СЕЙФЕР Г.Б
О кристаллоалкоголяте углекислого цезия с метиловым спиртом
ЖНХ
- М.: Наука, 1957, т
Аппарат для очищения воды при помощи химических реактивов 1917
  • Гордон И.Д.
SU2A1
Кипятильник для воды 1921
  • Богач Б.И.
SU5A1
ВСПОМОГАТЕЛЬНАЯ МАШИНА ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ СКОРОСТИ ТРЕХФАЗНОГО АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ 1924
  • Шенфер К.И.
SU1055A1
US 4948878 A, 14.08.1990
Генератор импульсов 1984
  • Лебедев Рудольф Степанович
SU1251297A1
DE 3702052 C1, 14.07.1988.

RU 2 178 402 C1

Авторы

Евдокимов А.Н.

Курзин А.В.

Майорова Е.Д.

Платонов А.Ю.

Сиваков А.А.

Чистоклетов В.Н.

Даты

2002-01-20Публикация

2000-10-23Подача