Ацетиленовые этоксидиоксоланы-1,3 в качестве реагентов для флотации углей и способ их получения Советский патент 1985 года по МПК C07D317/22 B03B5/28 

f

Изобретение относится к органичес кой химии, а именно к новому способу получения новых соединений (ацетиленовых токсидиоксоланов), которые находят применение как флотореагенты в угольной промышленности.

Цель изобретения - вьивление флотационных свойстщ в ряду ацетиленовых 1,3-диоксолайов.

П р и м е р 1. 4,4,5-Триметил-2этокси-5-(3-метил-3-окси-1-бутинш1)1,3-диоксолан.

а. Реакционную смесь, состоящую из 10,85 г (0,058 г-моль,) 2,5,6-триметил-3-гептин-2,5,6-триола, 8,6 г (0,058 г-моль) этилового ортомуравьиного эфира и 0,3 г (0,0024 г-моль) бензойной кислоты, помещают в, колбу Кляйзена, снабженную термометром и нисходящим холодильником..Затем смесь нагревают при температуре бани , одновременно отгоняя из зоны реакции образующийся этиловый спирт. Реакцию останавливают с началом выделения двуокиси углерода (фиксируется помутнением баритовой воды), образование которой свидетель ствует о начале разложения целевого продукта.

Далее реакционную смесь охлаждают, разбавляют абсолютным эфиром и нейтрализуют поташом. Осадок отфильтровывают, а из фильтрата ректификацией вьщеляют 8,91 г (выход 72%) 4,4,5-триметил-2-этокси-5(3-метил-З-окси-t-бутинил)-1,3-диоксолана с т.кип. 113-116 С/3 мм рт.ст п 1,4635, d О,9789. Чистота по ГЙ(Х 99,5%.

Найдено, %: С 64,16; Н 9,39.

, .

Вычислено, %: С 64,46; Н 9,09.

ИК-спектр: валентные колебания (-С-5С-) в области 2220 см , валентные колебания (ОН-группы) в области

л/

3400 см

сильное поглощение в области 1200-950 , характерное для ортоформильной группы.

б. По методике примера 1а при нагревании до 155 С из 10,85 г (0,058 г-моль) 2,5,6-триметил-3гептин-2,5,6-трйола, 8,6 г (0,058г-моль) этилового ортомуравьиного эфира и 0,3 г (0,0024 г-моль) бензойной кислоты получают 8,4 г (выход 63%) 4,4,5-триметил-2-этокси-5(3-метил-З-окси-1-бутинил)-1,3,-диоксолана с т.кип. ПЗ-Пб С/

1980742

/3 мм рт.ст., nj4,4635, ,9787. Чистота по ГЖХ 99,3%.

П р и м е р 2. 4 5-Диметил-4этил-2-этокси-5-(3-метил-3-окси-15 бутинил)-1,3-диоксолана.

По методике примера 1а при нагревании до из 30 г (0,15 г-моль) 2,5,6-триметил-З-октин-2,5,6-триола, 23 г (0,15 г-моль) этилового орто10 муравьиного эфира и 0,96 г (0,0078 гмоль) бензойной кислоты получают 20 г (выход 60%) 4,6-диметШ1-4-этил2-этокси-5-(3-метил-3-окси-1-бутинил )-1, 3-диоксолана с т.кип. 125 с/ 15 /6 мм рт.ст., п 1,4692, d 0,9654. Чистота по ГЖХ 99%.

Найдено, %: С 65,30; Н 9,06. Сад Hj4 0 .

Вычислено, %: С 65,62; Н 8,36. 20 ИК-спектр: валентные колебания () в области 2120 , валентные колебания (ОН-группы) в области 3400 см , деформационные и валентные колебания ортоформильной группы 25 в .области 1200-950 см .

Примерз. 4,5-Диметил-4-пропил2-этокси-5-( З-метил-З-окси-1-бутинил)-1 ,3-диоксолан.

Аналогично методике примера ta из 5,35 г (0,025 г-моль) 2,5,6-тримвтйл-З-нонин-2,5,6-триола, 3,7 г (0,025 г моль) этилового ортомуравьиного эфира и 0,16 г (0,0013 г-моль) бензойной кислоты получают 4,41 г (выход 66,6%) целевого 4,5-диметил 5 4-П1: ошш-2-этокси-5- (3-метил-З-окси1-бутинил)-1,3-диоксолана с т.кип. 140-142с/5 мм рт.ст., а 1,4689, df 0,9904, Чистота по ГЖХ 99,5%.

Найдено,%: ,С 66,46; Н 9,51;

С.уН,,0«.

Вычислено, %: G 66,66; И 9,63.

ИК-спектр: валентные колебания (-CsC-) в области 2220 см , валентные колебания (ОН-группы) в области 3400 , деформационные и валентные колебания ортоформильной группы в области 1200-950 см .

Пример 4. 4,5-ДимeтшI-4изo-бyтшI-2-этoкcи-5-(3-мeтшI-3-oк50 си-1-бутинил)-1,3-диоксолан.

По методике примера 1а из 11,4 г (0,05 г-моль) 2,5,6,8-тетраметил-Знонин-2,5,6-триола, 7,4 г (0,05 гмоль) этилового ортомуравьиного 55 эфира и 0,34 г (0,0027 г-моль) бензойной кислоты получают 7,8 г (выход 55%) 4,5-диметил-4-изо-бутил2-ЭТОКСИ-5-(3-метш1-3-окси-1-бути31

нил)-1,3-диоксолана с т.кип. 135С/ /4 мм рт.ст., ,4650, ,9798. Чистота по ГЖК 99,6%. Найдено,%: С 67,38; Н 9,94. .

С«6 HjjO.

Вычислено,%. С 67,64; Н 9,85.

ИК-спектр: валентные колебания (-СэС-) в области 2270 , валентные колебания (ОН-группы) в области 3450 см , деформационные и валентные колебания ортоформильной группы в области 1200-950 см .

Предпочтительный интервал температуры 100-110 с. .Проведение процесса при температуре более высокой (), чем не приводит к увеличению выхода ацетиленовых этоксидиоксоланов по сравнению с выходами, полученными в оптимальных условиях, и поэтому поднимать температуру нецелесообразно, чтобы не увеличивать расход электроэнергии. При более низкой температуре, например 85-90 с, происходит снижение выхода целевых продуктов (большой возврат исходного продукта). .

Влияние температуры на выход целевого продукта (в условиях примера 1) следукяцее:

Температура Выход целевого процесса, С продукта, %

. 100

72 63 155 85-90

45

В табл. 1 приведены результаты опытов, осуществленных в условиях примера 1, с различными соотношениями компонентов- реакции.

Из табл. 2 видно, что если взять катализатор (бензойную кислоту) в меньших количествах (0,0014 г-моль) то выход целевого продукта падает с 72 до 47%, Увеличение же количества катализатора (0,0040 г-моль) нецелесообразно, так как не сказывается на выходе целевых продуктов (вы

98074

ход остается в тех же пределах - 70%), тем самым экономически не оправдано.

Данные сравнительных испытаний показывают, что оптимальные технико5 экономические показатели процесса флотации угольной мелочи достигаются уже при расходе 100 г предлагаемого реагента на 1 т угля, в то время как для получения аналогичных результатов при флотации применяемого на обогатительной фабрике реагента Т-66 (смесь одно и двух атомных спиртов диоксанового и пиранового ряда), расход его должен составлять не меТ5 нее 1000 г/т, т.е. в 10 раз .

Исследование флотационных свойств реагентов проводилось согласно методике флотации угольного шлама при индивидуальном использовании соединений формулы (1).

Методика испытаний. 100 г угля замачивают в 1000 мл воды и при комнатной температуре флотируют в лабораторной машине механо-пневматическо25 го типа. Флотация велась на угольном шламе ЦОФ Карагандинская.

Результаты проведенных сравнительных испытаний флотационной активности вышеуказанных -ацетиленовых этокси-

,Q диоксоланов-1,3 приведены в табл. 2.

Данные сравнительных испытаний показывают, что флотационную активность проявляют все ацетиленовые этоксидиоксоланы-1,3 формулы 1. Как видно из табл. 2, лучшие результаты получены при применении в качестве собирателя-вспенивателя этоксидиоксолана-1,3 с этильным радикалом. Последний позволяет повысить эффективность флотации углей по сравнению с известным реагентом Т-66, выход концентрата увеличивается на 4,75%, зольность его снижается на 1,64%, а зольность отходов растет на 12,77%.

Соединения формулы 1 с R-CHj, ,

CiН. способны снизить.зольность флоI

токонцентрата на 2,7-4% и поднять

зольность отходов на 1,5-6,-4%, что является подтверждением высокой флотационной активности указанных соединений.

1. Ацетилейовые этоксидиоксоланы-1,3 общей формулы 1 СНз сн. €Н, I C-R СН, с- I о он / и OCzHs :где R - метил, этил, пропил, изобутил. SU.,.. 1198074 В 5/28