Способ получения трет-бутил-дихлорамина Советский патент 1992 года по МПК C07C211/15 C25B3/06 

Изобретение относится к способу получения трет-бутилдихлорамина, который находит применение в качестве реагентов для синтеза различных классов органических соединений а -аминокетонов, М,М-дибро- маминов и др .

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является способ получения трет-бутилдихлорамина при электролизе водного раствора хлорида натрия в присутствии трет-бутиламина и бикарбоната натрия в электролизере с, разделенными стеклянной диафрагмой катодным и анодным пространствами, В анодное отделение ячейки помещают 4 м раствор хлорида натрия, трет-бутиламин и бикарбонат натрия и проводят электролиз при силе тока 1 А (анодная плотность тока ЮООА/м2). После пропускания 4,8 А-ч электричества на 1 моль амина электролиз прекращают, реакционную смесь перемешивают 0,5 ч и продукт реакции экстрагируют эфиром. Выход трет-бутиламина по данным иодометриче- ского анализа 79,6-93 %. После отгонки эфираостатокперегоняют, Трет-бутилдихлорамин получен с выходом на выделенный продукт 76,8% (при 91,5% по анализу).

Недостаток данного способа заключается в проведении электролиза с разделением диафрагмой катодного и анодного пространств, что вызывает необходимость использования двух растворов: католита и анолита, усложняет конструкцию электролизера, в процессе электролиза приводит к изменению рН растворов и концентрации хлорида натрия. Последнее не позволяет многократко использовать катодный и анодный растворы и они являются отходами при получении трет-бутилдихлорамина.

XI

N

О

Јь

СП

Образовавшийся трет-бутилдихлора- мин после электролиза отдельной операцией выделяют экстракцией органическим растворителем.

Цель изобретения-упрощение процес- са за счет стадии выделения и обеспечения возможности многократного использования раствора хлорида натрия.

Поставленная цель достигается путем проведения электролиза водного раствора хлорида натрия и трет-бутиламина в электролизере без разделения катодного и анодного пространств в присутствии соляной кислоты, взятой в стехиометрическом соотношении к трет-бутиламину, и органическо- го растворителя, в качестве которого используют четыреххлористыйуглерод, взятый в объемном соотношении к раствору хлорида натрия 3-4,5:7.

Стехиометрическое соотношение соля- ной кислоты и трет-бутиламина, равное по уравнению реакции

tBuNH2 + 2HCI- - tBuNCIa + 2Н2 + 4 е- 2 моль соляной кислоты на 1 моль амина, обеспечивает необходимое количество хлорид-ионов для образования дихлорамина и оптимальное рН раствора. Экстракция образующегося трет-бутилдихлорамина органическим растворителем, происходящая в ходе электролиза, позволяет повысить выход целевого продукта. При этом нет необходимости в разделении катодного и анодного пространств, так как экстракция продукта предохраняет его от участия в ка- тодном процессе. Высокий выход продукта обеспечивается также за счет определенного объемного соотношения водной фазы и органического растворителя. Только использование в качестве растворителя четы- реххлористого углерода позволяет получить высокий выход продукта.

П р и м е р 1. В электролизер без диафрагмы заливают 70 мл раствора хлорида натрия с концентрацией 300 г/л, к которому добавляют 2 г (0,027 моль) трет-бутиламина и 4,8 мл 38%-ной соляной кислоты (0,06 моль HCI), затем 30 мл четыреххлористого углерода, помещают электроды - ллатиноваый аноде поверхностью0,510 м ититановый катод. Энергично перемешивают электролит. Электролиз ведут при анодной плотности тока 300 А/м и температуре 20°С, пропуская 3,4 А-ч. По окончании электролиза раствор еще перемешивают 0,5 ч в элек- тролизере, затем выливают в делительную воронку. Отделяюторганичесий слой от водного. По данным иодометрического анализа в органическом растворе содержится 3,35 г трет-бутилдихлорамина, что соответствует

выходу по веществу 86%. Органический раствор сушат плавл. CaCla. После отгонки четыреххлористого углерода остаток перегоняют. Получено 3,00т (77%) трет-бутилдихлорамина с т.кип. 54°С (48 мм), по 1,4625 литературные данные т, кип. 30°С (16мм), по19 1,4639. Водный слой, в котором концентрация хлорида натрия, остается неизменной и может быть использован многократно.

Результаты исследований по примерам 1-20 приведены в табл. 1.

Пример 21. Состав раствора не отличается от примера 1. Электролиз проводят с анодом ОРТА при плотности тока 600 А/м2, пропуская 3,4 А.ч. Остальные операции проводят по примеру 1. Получено 3,4 г трет-бутилдихлорамина, что соответствует выходу 87%.

После первого опыта к водному раствору добавляют еще 2 г трет-бутиламина, 7,4 мл концентрированной соляной кислоты (уд. вес 1,19), 30мл четы реххлористого углерода и повторяют второй опыт в аналогичных условиях.

Таким образом, проведено пять опытов, результаты которых сведены в табл. 2.

При многократном использовании раствора хлорида натрия не отмечается изменения показателей процесса.

Как видно из табл. 1, уменьшение или увеличение количества добавляемой соляной кислоты относительно стехиометриче- ского соотношения приводит к снижению выхода продукта (опыты 1-6). При 2,5 моль соляной кислоты на 1 моль трет-бутиламина (опыт 2) выход еще достаточно высокий, однако увеличивается содержание хлорид- ионов.

Из испытанных органических растворителей (гексан, хлороформ, хлористый метилен, четыреххлористый углерод - опыты 1 и 1.0-13) только последний обеспечивает высокий выход продукта. В отсутствие органического растворителя (опыт 20) выход также снижается. Уменьшение объемного соотношения органический растворитель-водный раствор хлорида натрия 3:7 вызывает падение выхода продукта (опыты 7 и 8). Увеличение соотношения выше 4,5:7 нецелесообразно, так как выход продукта не изменяется, а расход органического растворителя возрастает (опыты 9 и 10). Концентрацию хлорида натрия не следует уменьшать ниже 250 г/л (опыты 8, 14 и 15), так как выход продукта падает. Концентрация хлорида натрия 300 г/л близка к пределу растворимости.

Могут быть использованы различные анодные материалы: платина, платинированный титан, ОРТА (опыты 1, 8, 16-19). В качестве катодов применяют титан и различные марки сталей (опыт 16).

Использование предлагаемого способа получения трет-бутилдихлорамина обеспечивает по сравнению с известным следующие преимущества: позволяет упростить осуществление процесса (один раствор, нет необходимости в поддержании рН) и конструкцию электролизера за счет исключения диафрагмы; сокращаются расходы реагентов и хлоридные стоки, так как один и тот же раствор хлорида натрия может быть использован многократно; отсутствует операция экстракции органическим растворителем после электролиза.

0

Формула изобретения Способ получения трет-бутилдихлорамина электролизом водного раствора хло рида натрия и трет-бутиламина с выделением конечного продукта экстракцией в органический растворитель, о т л и- ч а ю щ и и с я тем, что, с целью упрощения процесса, электролиз проводят в бездиаф- рагменном электролизере в присутствии соляной кислоты, взятой в стехиометрическом соотношении к трет-бутиламину, и органического растворителя, в качестве которого используют четыреххлористый углерод, взятый в объемном соотношении к водному раствору хлорида натрия, равном 3-4,5:7.

Т а

Изобретение касается замещенных аминов, в частности получения трет-бутилдихлорамина для синтеза различных веществ. Цель - упрощение процесса. Его ведут электролизом водного раствора хлорида натрия и трет-бутиламина в бездиафрагмен- ном электролизере в присутствии соляной кислоты, взятой в стехиометрическом соотношении к амину, и четыреххлористого углерода, взятого в объемном соотношении к водному оаствору NaCI, равном (3-4):7(CCU является экстрагентом целевого продукта). В этом случае упрощается процесс за счет исключения необходимости поддержания определенного рН среды, сокращения расходов реагентов и образования хлоридных стоков, а также выделения в отдельную операцию экстракции целевого продукта из смеси после электролиза. 2 табл. (/ С

Примечание: кятпд Ti, t e 10 С

Катод - сталь Х18Н10Т Катод - сталь 08КП 91$

Продолжение табл. I

Таблица 2