СПОСОБ ОБЕЗВРЕЖИВАНИЯ ЖИДКИХ ОТХОДОВ ПРОЦЕССА ПОЛУЧЕНИЯ ОРГАНИЧЕСКИХ АЗИДОВ, СОДЕРЖАЩИХ АЗИДЫ ЩЕЛОЧНЫХ МЕТАЛЛОВ Российский патент 2016 года по МПК C01B21/08 

Описание патента на изобретение RU2598434C2

Предлагаемое изобретение относится к области химии и может найти применение в производстве органических азидов.

Органические азиды получают действием азида натрия на алифатические и ароматические галогенсодержащие соединения (Азиды органические. Химическая энциклопедия. Т.1. М.: Изд-во «Советская энциклопедия», 1998. - С.74):

RHal+NaN3→RN3+NaHal

В связи с этим органические азиды можно получить, например, путем взаимодействия хлорорганического соединения с азидом натрия в среде органического растворителя по реакции

RCl+NaN3→RN3+NaCl

При проведении процесса, с целью повышения его эффективности, азид натрия берется с определенным избытком (10…100% от теоретически необходимого). По окончании реакции в осадке образуется смесь солей, состоящая из кристаллического хлорида натрия и раствора избыточного азида натрия, которая не может быть сброшена в канализацию в составе сточных вод без предварительного разложения азида натрия ввиду его высокой токсичности.

Существуют различные способы обезвреживания азид-иона. Как правило, все способы основаны на разложении азид-иона. Так, например, в патенте РФ №2123211 от 20.12.1996 г. разрушение азид-иона проводят с помощью электрохимической обработки жидких отходов, а в патенте РФ №2194320 от 28.11.2000 г. азид-ион разрушают с помощью перманганатов, и/или бихроматов, и/или ферратов щелочных металлов в кислой среде. К недостаткам этих способов относятся токсичность применяемых реагентов и потеря азид-иона при его разрушении.

Наиболее близким способом обезвреживания азид-ионов в растворах по своей простоте и надежности является способ, основанный на обработке жидких отходов раствором азотной или серной кислот в присутствии нитрита натрия (Химия и технология инициирующих взрывчатых веществ. Багал Л.И. - М.: Машиностроение, 1975. С.224-225). Однако этот способ обезвреживания, подобно другим, основан на разрушении азид-иона, т.е. его безвозвратной потере, что экономически невыгодно ввиду высокой стоимости азидов щелочных металлов. Для разрушения азид-иона в данном способе применяются достаточно токсичные и вредные реагенты - азотная кислота и нитрит натрия. Кроме того, в процессе разрушения азид-иона существует опасность выделения чрезвычайно взрывчатой и токсичной азотистоводородной кислоты, что повышает опасность самого процесса обезвреживания жидких отходов.

Технический результат, на решение которого направлено изобретение, заключается в повышении безопасности процесса обезвреживания и утилизации азид-ионов в отходах производства органических азидов с одновременным повышением экономической эффективности их производства.

Технический результат достигается тем, что в способе обезвреживания жидких отходов процесса получения органических азидов, содержащих азиды щелочных металлов, путем удаления азид-ионов перед окончанием процесса азидирования органического хлорида азидом щелочного металла в органическом растворителе в реакционную массу вводят хлорид четырехзамещенного аммония, после чего реакционную массу выдерживают при температуре 95…99°С в течение 2,5…3,5 часов, а затем охлаждают до 25…30°С и отфильтровывают образовавшийся осадок хлорида щелочного металла, а из фильтрата отгоняют 2/3…3/4 органического растворителя и добавляют толуол или бензол в соотношении к оставшемуся органическому растворителю 3:5…5:1, при этом из раствора выпадает осадок азида четырехзамещенного аммония, который отфильтровывают и используют в процессе азидирования, а раствор органического азида направляют на выделение целевого продукта.

В качестве примеров приводится методика обезвреживания азид-иона в процессе азидирования различных алифатических и ароматического галогенсодержащих соединений азидами натрия и калия.

Пример 1

В раствор 0,1 моль (27 г) формаля дихлоргидрина глицерина в 108 мл диметилформамида загружают 0,44 моль (28,6 г) азида натрия (избыток азида натрия 10%). Затем добавляют 0,04 моль (6,06 г) хлорида метилтриэтиламмония, после чего для завершения процесса реакционную массу выдерживают при температуре 97…99°С в течение трех часов, охлаждают до 25…30°С, отфильтровывают осадок хлорида натрия, из фильтрата под вакуумом отгоняют 81 мл диметилформамида, добавляют 108 мл толуола и отфильтровывают выпавший осадок азида метилтриэтиламмония. Выход азида метилтриэтиламмония 5,688 г (0,036 моль), а содержание в нем основного вещества составляет 97…99%. Выделенный азид метилтриэтиламмония используют в следующей операции получения органических азидов.

Пример 2

В раствор 0,1 моль (27 г) формаля дихлоргидрина глицерина в 118 мл диметилформамида загружают 0,48 моль (38,9 г) азида калия (избыток азида калия 20%). Затем добавляют 0,08 моль (12,12 г) хлорида метилтриэтиламмония, после чего для завершения процесса реакционную массу выдерживают при температуре 95…98°С в течение трех часов, охлаждают до 25…30°С, отфильтровывают осадок хлорида калия, из фильтрата под вакуумом отгоняют 90 мл диметилформамида, добавляют 108 мл бензола и отфильтровывают выпавший осадок азида метилтриэтиламмония. Выход азида метилтриэтиламмония 5,688 г (0,036 моль), а содержание в нем основного вещества составляет 98…99%. Выделенный азид метилтриэтиламмония используют в следующей операции получения органических азидов.

Пример 3

В раствор 0,027 моль (5 г) бис-(β-хлорэтил)-нитрамина в 25 мл диметилсульфоксида загружают 0,0594 моль (3,86 г) азида натрия (избыток азида натрия 10%). Затем добавляют 0,0054 моль (0,813 г) хлорида метилтриэтиламмония, после чего для завершения процесса реакционную массу выдерживают при температуре 97…99°С в течение 2,5 часов, охлаждают до 25…30°С, отфильтровывают осадок хлорида натрия, из фильтрата под вакуумом отгоняют 16 мл диметилсульфоксида, добавляют 36 мл толуола и отфильтровывают выпавший осадок азида метилтриэтиламмония. Выход азида метилтриэтиламмония 0,851 г (0,0054 моль), а содержание в нем основного вещества составляет 97…98%. Выделенный азида метилтриэтиламмония используют в следующей операции получения органических азидов.

Пример 4

В раствор 0,1 моль (17,66 г) бензолсульфохлорида в 75 мл ацетонитрила загружают 0,11 моль (7,128 г) азида натрия (избыток азида натрия 10%). Затем добавляют 0,0099 моль (1,505 г) хлорида метилтриэтиламмония, после чего для завершения процесса реакционную массу выдерживают при температуре 96…99°С в течение трех часов, охлаждают до 25…30°С, отфильтровывают осадок хлорида натрия, из фильтрата под вакуумом отгоняют 56 мл ацетонитрила, добавляют 76 мл бензола и отфильтровывают выпавший осадок азида метилтриэтиламмония. Выход азида метилтриэтиламмония 1,575 г (0,01 моль), а содержание в нем основного вещества составляет 98…99%. Выделенный азид метилтриэтиламмония используют в следующей операции получения органических азидов.

Важно отметить, что удаляемый из отходов азид-ион в виде азида четырехзамещенного аммония ускоряет процесс азидирования при получении органических азидов, поскольку азиды четырехзамещенного аммония более реакционно-способны, чем, например, азиды натрия или калия (Влияние катиона соли азотистоводородной кислоты и типа растворителя на скорость реакции азидирования / И.К. Кукушкин, В.Т. Косолапов, В.А. Злобин // Известия вузов: Химия и химическая технология - Т. XVIII. - 1975. - Вып. 7.- С. 1043-1047).

Похожие патенты RU2598434C2

название год авторы номер документа
ГИДРАЗИННЫЙ СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АЗИДОВ ЩЕЛОЧНЫХ И ЩЕЛОЧНОЗЕМЕЛЬНЫХ МЕТАЛЛОВ 2009
  • Кукушкин Иван Куприянович
  • Пыжов Александр Михайлович
  • Мокров Александр Александрович
  • Рекшинский Владимир Андреевич
  • Злобин Владимир Александрович
  • Гидаспов Александр Александрович
  • Иоганов Константин Михайлович
RU2472700C2
Способ получения 1,3-или 1,4-фенилендиизоцианатов 1976
  • Косолапов Василий Тарасович
  • Злобин Владимир Александрович
  • Кукушкин Иван Куприянович
  • Иоганов Константин Михайлович
  • Тарасов Александр Константинович
SU592820A1
Способ получения органических изоцианатов 1974
  • Косолапов Василий Тарасович
  • Злобин Владимир Александрович
  • Иоганов Константин Михайлович
  • Офицерова Валентина Григорьевна
  • Кукушкин Иван Куприянович
SU550381A1
Способ выделения азид-иона из солевой смеси 1975
  • Косолапов Василий Тарасович
  • Злобин Владимир Александрович
  • Иоганов Констанантин Михайлович
  • Кукушкин Иван Куприянович
  • Тарасов Александр Константинович
SU635039A1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ 3'-АЗИДО- 2', 3'-ДИДЕЗОКСИТИМИДИНА 1997
  • Островский В.А.(Ru)
  • Поплавский В.С.(Ru)
  • Шербинин М.Б.(Ru)
  • Малин А.А.(Ru)
  • Кошталева Т.М.(Ru)
  • Хохрякова Н.Р.(Ru)
  • Безклубная Е.В.(Ru)
  • Кононов А.В.(Ru)
RU2135512C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ N-НИТРО-5-АЗИДОМЕТИЛОКСАЗОЛИДИНА-1,3 2011
  • Хисамутдинов Гильмутдин Хисамутдинович
  • Виноградов Дмитрий Борисович
  • Шаронова Валентина Михайловна
  • Шарыпова Светлана Григорьевна
  • Капранова Ирина Викторовна
  • Кондюков Иван Зиновьевич
  • Валешний Сергей Иванович
  • Петров Евгений Юрьевич
  • Ильин Владимир Петрович
RU2461548C1
Способ получения фенилизоцианата 1977
  • Косолапов Василий Тарасович
  • Злобин Владимир Александрович
  • Иоганов Константин Михайлович
  • Тарасов Александр Константинович
SU657018A1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ N-ФОСФОНОМЕТИЛГЛИЦИНА И ПРОМЕЖУТОЧНЫЙ ПРОДУКТ ДЛЯ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ 2000
  • Вульфф Кристиан
  • Орстен Штефан
  • Офтринг Альфред
RU2260010C2
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ 3'-АЗИДО-2', 3'-ДИДЕЗОКСИТИМИДИНА 1997
  • Суржиков С.А.(Ru)
  • Румянцева Н.Г.(Ru)
  • Кононов А.В.(Ru)
  • Краевский А.А.(Ru)
RU2130942C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОРГАНИЧЕСКИХ АЗИДОВ 2000
  • Классен Хенрикус Корнелис Йозефус
RU2241714C2

Реферат патента 2016 года СПОСОБ ОБЕЗВРЕЖИВАНИЯ ЖИДКИХ ОТХОДОВ ПРОЦЕССА ПОЛУЧЕНИЯ ОРГАНИЧЕСКИХ АЗИДОВ, СОДЕРЖАЩИХ АЗИДЫ ЩЕЛОЧНЫХ МЕТАЛЛОВ

Изобретение относится к области химии и может найти применение в производстве органических азидов. Предлагаемый способ обезвреживания азид-ионов в жидких отходах процесса получения органических азидов путем их перевода в азид четырехзамещенного аммония и последующего удаления из реакционной массы. Для этого незадолго до окончания процесса азидирования в реакционную массу вводят хлорид четырехзамещенного аммония. Полученный азид четырехзамещенного аммония в дальнейшем может быть эффективно использован для получения органических азидов. Техническим результатом изобретения является повышение безопасности процесса обезвреживания и утилизации азид-ионов в отходах производства органических азидов с одновременным повышением экономической эффективности их производства. 4 пр.

Формула изобретения RU 2 598 434 C2

Способ обезвреживания жидких отходов процесса получения органических азидов, содержащих азиды щелочных металлов, путем удаления азид-ионов, отличающийся тем, что перед окончанием процесса азидирования органического хлорида азидом щелочного металла в органическом растворителе в реакционную массу вводят хлорид четырехзамещенного аммония, после чего реакционную массу выдерживают при температуре 95-99°C в течение 2,5-3,5 часов, а затем охлаждают до 25-30°C и отфильтровывают образовавшийся осадок хлорида щелочного металла, а из фильтрата отгоняют 2/3-3/4 органического растворителя и добавляют толуол или бензол в соотношении к оставшемуся органическому растворителю 3:5-5:1, при этом из раствора выпадает осадок азида четырехзамещенного аммония, который отфильтровывают и используют в процессе азидирования, а раствор органического азида направляют на выделение целевого продукта.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2016 года RU2598434C2

СПОСОБ УТИЛИЗАЦИИ ЖИДКИХ ОТХОДОВ, СОДЕРЖАЩИХ АЗОТИСТОВОДОРОДНУЮ КИСЛОТУ 1996
  • Митрошин И.Е.
  • Машкин А.Н.
  • Полунин А.К.
  • Дзекун Е.Г.
  • Шевцев П.П.
RU2123211C1
Способ разложения азида щелочного металла 1980
  • Кошоков Александр Батунович
  • Никитин Олег Александрович
  • Осадчая Елена Васильевна
  • Целинский Игорь Васильевич
SU981209A1
СПОСОБ УТИЛИЗАЦИИ ЖИДКИХ ОТХОДОВ, СОДЕРЖАЩИХ АЗИДЫ МЕТАЛЛОВ И АЗОТИСТО-ВОДОРОДНУЮ КИСЛОТУ 2000
  • Кузин А.Ю.
  • Дзекун Е.Г.
  • Гергенрейдер Н.А.
RU2194320C2
US 4439326 A1, 27.03.1984
Способ получения интеркалированной поли-N-винилкапролактамом наноразмерной η-модификации оксида титана(IV) 2017
  • Тимаева Олеся Иршатовна
  • Кузьмичева Галина Михайловна
  • Чихачева Ирина Петровна
RU2666441C1

RU 2 598 434 C2

Авторы

Кукушкин Иван Куприянович

Злобин Владимир Александрович

Пыжов Александр Михайлович

Викулина Елена Леонидовна

Даты

2016-09-27Публикация

2014-05-05Подача