@ -Окси- @ -фениламиноэтилидендифосфоновая кислота в качестве полупродукта для синтеза ионита, обладающего сорбционными свойствами к ионам железа в сильнокислых средах Советский патент 1989 года по МПК C07F9/38 C08G16/02 

Изобретеиие с тносится к химии фос- фороргаиических соединений, а именно к ui-окси- -фениламиноэтилидендиЬос- фоновой кислоте формулы

-NH-CHrC-OH

POft

.(I)

которая используется в качестве полупродукта для синтеза ионита, обла- дакяцего сорбционнм и свойствами к ионам железа в сипьнокислых средах. Получаемый на основе кислоты формулы (I) ионит может найти применение в металлургии для разделения металлов. Целью изобретения является создание полупродукта для синтеза ионита

«л.

с повьшенньми сорбционными свойствамиСинтез соединения формулы (I)

к ионам железа в сштьнокислых средах, включает три стадии:

ОзН2/0

а) асн соонФНзРОз+Рсгз- сьсн -с-о-с-снг-с

РОзН

.,

б) ClCH2.-C-0-C-CH2Ct-i 3ii ci-CH7,-C-OH-i-Cl-CH2COOH рОзН2РОзНг

РОзН2РОзН

б) O NH i- -C CH -C-OH 0з)2. Q-NH-CH2-C--OH

Изобретение касается химии фосфорорганических соединений, в частности α-окси-β-фениламиноэтилидендифосфоновой кислоты - полупродукта для синтеза ионита, обладающего сорбционными свойствами к ионам железа в сильнокислых средах, и может найти применение в металлургии для разделения металлов. Цель - создание нового полупродукта для синтеза более эффективного ионита. Синтез включает следующие стадии: а) реакцию хлоруксусуной кислоты с PCL₃ и фосфористой кислотой

б) гидролиз образующегося продукта и в) обработку α-окси-β-хлорэтилидендифосфоновой кислоты анилином в присутствии катализатора нитрата меди. Выход 98,4%

т.пл.187°С

брутто-ф-ла C₈H₁₃NO₇P₂. Конденсацией полученного выше продукта с формальдегидом получают ионит с выходом 93%

брутто-ф-ла C₉H₁₃NO₇P₂. По сравнению с известными ионитами, новый ионит обладает более высокой сорбционной способностью к ионам железа (3+) в сильнокислых средах. Так, в 5н. H₂SO₄ емкость его выше в 2 - 3 раза, в 5н. HCL в 1,5 - 3,5 раза, в 5н. H₃PO₄ в 4 раза, в 5н.HNO₃ в 1,3 - 1,6 раза. 1 табл.

РОзН

и используют его для получения иони- та:

НЫ-СН7С(ОН)(РОзНг )2 + lO

приме р I. Получение соединения формулы (I).

В трехгорлый термостатируемый реактор загружают 76,6 г (0,8 моль) мо- нохлоруксусной кислоты, 32,8 г (0,4 моль) фосфористой кислоты в 50 мл хлорбензола. Смесь нагревают до , прикапывают 17,5 г (0,2 моль треххлористого фосфора. Смесь продолжают нагревать в течение 3 ч, затем Iтемпературу поднимают до и пе- |ремешивают 3 ч. смесь охлаадают |до и проводят гвдролиз 7,2 г |(0,4 моль) П-0, Реакционную массу от- |фШ1ьтровьюают, к фильтрату добавляют 1400 мл хлороформа, смесь расслаивает- |ся, нижннло часть отделяют и перекрис- |таллизовьтают в уксусной кислоте. Получают 36,8 г (82% от теории) «i ок- icи- xлopэтилидelздифocфoнoвQй кислоты

Найдено, %: Р 24,85; 01 14,89.

.

Вычислено, %: Р 25,78; 01 14,76.

Полученную кислоту при и перемешивании нагревают 3 ч с 27,91 г 1(0,3 моль) анилина в 50 мл спирта в (присутствии 0,187 г (0,001 моль) pu(NOj)-, Реакционную массу охлаж- ают выпадает .белый осадок, который

НС1

НЫ-СН2С(ОН)(РОзН7)7

-СН2-

5

0

5

0

5

промывают несколько раз спиртом и получают 44,7 г (98,4% от теории) «б-ок- фениламиноэтилидевдифосфонов й кислоты1

Найдено, %: Р 20,50; N 4,70..

.

Вычислено, %: Р 20,88; ;N 4,71.

Температура плавления полученной кислоты . В Ж-спектрах присутствуют полосы поглощения 1200 - . j J210 см соответствующие валентньм колебаниям связи Р), в области 1020- 1040 и 930 см соответствунздие деформационным колебаниям связи Р-(Я1.

Пример 2. Получение азотфос- форсодержацего ионита.

В реактор загружают 3,95 г (0,15 моль) « -окси-/3-фенипаминозти- лидендифосфоновой кислоты в 2 мл 36Z- ной НС1 и 50 мл воды и при перемешивании добавляют 9 г (0,3 моль) формальдегида в вцде 30%-ного раствора формалина, через 5-10 мин образуется гель, который отверждают при в течение 5 ч. Оранжевый продукт измельчают, просеивают, отбирают фракцию 0,25 мм, последовательно промывают водой, 5%-ными растворами NaOH и НС1. Выход 93%.

Найдено, %: С 35,81; Н 4,38; N 4,45; Р 20,00; О 35,96.

СЗН,,,ЫО,Р.

Вычислено, %: С 34,95; Н 4,21; N 4,53; Р 20,06; О 36,25.j

В ИК-спектрах полученного ионита наблюдаются полосы поглощения для связи при 1210 и связи Р-ОН при 1040 и 940 см . Обменная емкость ионнта составляет 8,0-9,2 мг-экв/г.

Новый ионит испытан на сорбционную способность ионов железа из сипьно- кислых сред (5 н. , 5 н. ШО,, 5 н. НС1, 5 н. HjP04). Сорбционные свойства изучались атомно-абсорбцион- ным методом из растворов, содержащих 1 г/л JCO,05 н. раствор) Fe(NOj,)j . при массовом соотношении ионит:раствор, равном li1000, времени контакта 48 ч.

Сравнение предложенного ионита с известными аналогами и прототипом приведено в таблице.

i.

Как вццно из таблицы, предлагаемый ионит в сипьнокислых средах обладает

ИсхоАкые ве«ества для получевия ионита

1

ФекнпэмииометвшЬос- Карбоксильный/лилии, Лос/ю

фоновая яяслота, полимерристая кислота,

фенол, формальдегидАормальдегид

Синтез Структура иоинта

ЮО - 170«С 6 ч

Р, Z

N. Z

СОЕ НаОН,нг-экв/г

СОЕ К# (П1),

иг-зкв/г

из S и f растворов

H|SO

НС1

RtfO

NBOj

более высокой сорбционной способностью по отношению к ионам Fe (III), Так в 5 н. емкость увеличивается в 243 раза, в 5 н. НС1 - в 1,5- 3,5 раза, в 5 н. . - в 4 раза, в 5 н. ШО, - в 1,3-1,6 раза.

По сравнению с наиболее близким структурным аналогом предлагаемый

ионит обладает более высокой обменной емкостью (СОЕ) и содержанием фосфора. СОЕ у предлагаемого полиэлектролита в i,5-2,0 раза выше.

Формула и ;з обретения

й -Окси- &-фениламиноэтилвдендифос-; фоновая кислота формулы

IfOjH

O)-NH-CH -C-OH

,

в качестве полупродукта для синтеза ,

ионита, обладакяцего сорбционными свой ствами к ионам железа в сильиокислых:

средах.:

Карбоксильный/лилии, Лос/ю

полимерристая кислота

Аормальдегид

100 - 160 С

LV --(I)(П)

60 -

г-Зч

Y-{OH)

.(Hjp.pVl

9,410,7

4,9 4,7

N OHPOiH,i JS) TO OH) ,1,

НЫСНгрСсжКРОзНг )

:огсн26-10 20,5 6,9-7.74 4,70 3,26-6,35 8,0-9,2

2,3 1.9 2.5 1.4