Способ получения фторида мышьяка /III/ Советский патент 1992 года по МПК C01G28/00 

Изобретение относится к препаративной химии и может быть использовано для синтеза фторида мышьяка (SI).

В современной препаративной химии для получения многих органических и неорганических веществ применяются фториды мышьяка (III). Существующие методы синтеза AsFs аппаратурно сложны и опасны. Это связано в первую очередь с высокой токсичностью как применяемых для синтеза веществ, так М продуктов реакции.

Известен способ получения фторида мышьяка (III), включающий загрузку мышь- яксодержащего соединения А$20з в реакционную камеру, нагревание камеры до 140°С, введение е камеру безводного HF, отвод фторида мышьяка (III) из реакционной камеры и его конденсацию.

Однако получение фторида мышьяка (III) с использованием высокотоксичных соединений Аз20з и HF требует специальной аппаратуры и тщательного соблюдения мер предосторожности.

В известном способе реакцию Аз20з с HF приходится проводить в приборе, изготовленном целиком из железа, т.к. безводный HF самопроизвольно вступает в реакцию со многими веществами уже при комнатной температуре. Полученный таким методом AS2F3 требует очистки с помощью серной кислоты и повторной перегонки, что значительно затрудняет технологию его получения;

Кроме того, А$20з и HF - сильнодействующие яды. Пары HF разрушают верхние дыхательные пути, вызывают хроническое отравление образующимся идном фтора - протоплазменным ядом, действующим на ферменты. Предельно допустимая концентрация этих веществ в воздухе составляет 5-10 4мг/л.

Известен способ получения фторида мышьяка (Hi), включающий загрузку элементарного мышьяка в реакционную камеру, введение в камеру фтора, нагревание камеры, отвод фторида мышьяка (III) из реакционной камеры и его конденсацию.

Однако способ получения мышьяка (III) из элементарных мышьяка и фтора аппара- турно сложен и чрезвычайно опасен.

Из-за высокой химической активности фтора при работе с ним приходится отказываться от приборов и аппаратуры, выполненных из стекла и кварца. Приборы изготовляют из никеля и меди, устойчивых по отношению к фтору при температурах 200-300°С вследствие образования защитной пленки из фторидов. Но эти материалы могут мгновенно разрушаться в присутствии следов масла, влаги, окалины.

В связи с экзотермическим характером реакции мышьяка с элементарным фтором всегда следует также считаться с возможностью взрывного протекания процесса. Технология усложняется и тем, что фтор перед фторированием следует пропускать при 350°С через никелевую трубку для разложения взрывоопасных примесей, состав которых до сих пор неизвестен.

Кроме того, фтор чрезвычайно ядовит (предельно допустимая концентрация в воздухе составляет мг/л, оказывает действие на слизистые оболочки верхних дыхательных путей, легкие, центральную нервную систему и другие органы. Контакт с кожей вызывает труднозаживаемые ожоги. Работу с фтором следует проводить в условиях сильной вентиляции с применением средств индивидуальной защиты.

Целью изобретения является упрощение аппаратурного оформления и повышение безопасности процесса получения фторида мышьяка (III).

Для достижения поставленной цели в способе получения фторида мышьяка (III), включающем взаимодействие мышьяка с фторсодержащим реагентом при нагрева5 нии с последующим отводом газообразного продукта и его конденсации, элементарный мышьяк подвергают взаимодействию с политетрафторэтиленом (-CF2-CF2-)n, где п - количество звеньев цепи (5000 п 20000),

0 при температуре 450-480°С с последующей выдержкой реакционной смеси при этой температуре в течение 24 час.

Использование в качестве фторирующего компонента шихты политетрафторэти5 лена упрощает аппаратурное оформление получения фторида мышьяка (III) и значительно повышает безопасность процесса.

Принципиальное отличие предлагаемой операции фторирования мышьяка политет0 рафторэтиленом (CF2-CF2-)n, наиболее химически стойким материалом из всех известных, от применяемой в прототипе с использованием мышьяка и газообразного высокотоксичного фтора, заключается в

5 том, что нагревание смеси твердых нетоксичных веществ - мышьяка и (-CF2-CF2)n до 450-480°С в запаянной реакционной камере, выполненной из кварцевого стекла, приводит к образованию фторида мышьяка (III)

0 и нетоксичного углерода, в результате чего значительно упрощается аппаратурное оформление и повышается безопасность процесса.

Отличительный признак является суще5 ственным и позволяет достичь поставленной цели.

П р и м е р 1. Для получения 20 г фторида мышьяка (III) в реакционную камеру, выполненную из кварцевого стекла в виде двух

0 сосудов, соединенных трубкой, загружали 11,3598 г мышьяка и 11,3724 г политетрафторэтилена и герметизировали. Сосуде компонентами шихты нагревали до температуры 450°С и выдерживали в тече5 ние 24 часов. Образующийся газообразный продукт AsFa конденсировали во втором сосуде, в котором с помощью охладительной смеси (лед-вода) поддерживалась температура 0°С, и отпаивали Выход AsFa в расчете

0 на мышьяк составляет 87%.

П р и м е р 2. Для получения 20 г фторида мышьяка (III) в реакционную камеру, выполненную из кварцевого стекла в виде двух сосудов, соединенных трубкой, загружали

5 11,3598 г мышьяка и 11,3724 г политетрафторэтилена и герметизировали. Сосуд с ком- понентами шихты нагревали до температуры 470°С и выдерживали в течение 24 часов. Образовавшийся газообразн ь1й продукт AsFa конденсировали во

втором сосуде, в котором с помощью охладительной смеси (лед-вода) поддерживалась температура 0°С, и отпаивали. Выход АзРз в расчете на мышьяк составляет 89%.

П р и м е р 3. Для получения 20 г фторида мышьяка (III) в реакционную камеру, выполненную из кварцевого стекла, в виде двух сосудов, соединенных трубкой, загружали 11,3597 г мышьяка и 11,3724 г политетрафторэтилена и герметизировали. Сосуде компонентами шихты нагревали до температуры 480°С и выдерживали в течение 24 часов. Образовавшийся газообразный продукт АзРз конденсировали во втором сосуде, в котором с помощью охладительной смеси (лед-вода) поддерживалась температура (ГС, и отпаивали. Выход АзРз в расчете на мышьяк составляет 89%.

Использование предлагаемого способа синтеза фторида мышьяка (III)обеспечивает по сравнению с прототипом следующие преимущества:

Упрощение аппаратурного оформления: за счет замены химически активного

газообразного фтора твердым химически стойким полимером (-СР2-СР2)п, за счет сокращения числа операций, необходимых при работе с газообразным фтором, за счет упрощения оборудования и мер предосторожности, необходимых при работе с газообразным фтором. Повышение безопасности процесса за счет замены высокотоксичного и взрывоопасного фтора химически инертным политетрафторэтиленом (-CF2-CF2-)n.

Формула изобретения Способ получения фторида мышьяка

(III), включающий взаимодействие элементарного мышьяка с фторсодержащим реагентом при нагревании, отвод газообразного продукта и его конденсацию, отличающийся тем, что, с целью

упрощения аппаратурного оформления процесса и повышения его безопасности, мышьяк подвергают взаимодействию с политетрафторэтиленом при температуре пиролиза последнего.

Изобретение относится к неорганической химии, в частности к способам получения фторида мышьяка (III), который может быть использован в качестве реагента для получения органических и неорганических веществ. Для получения фторида мышьяка (ill) в реакцискную камеру, выполненную из кварцевого стекла в виде двух сосудов, соединенных трубкой, загружали As (марки В-3) и -CF2-CF2- n (фторопласт-4), плотностью 2 15 г/см и герметизировали. Сосуд с компонентами шихты нагревали до температуры 45С-480°С (пиролиз политетрафторэтилена начинается при температуре выше 415°С и ускоряется при дальнейшем повышении температуры и выдерживали в течение 24 ч. Образующийся газообразный АзРз, конденсировали в сосуде, в котором с помощью охладительной смеси (лед-вода) поддерживалась температура 0°С, и отпаи- ззли. Выход AsFa в расчете на мышьяк - 87-89%. Использование предлагаемого способа синтеза фторида мышьяка (III)обеспечивает по сраг- нению с прототипом следу- ющ ие преимущества: упрощение аппаратурного оформления процесса за счет замены химически активного газообразного фтора твердым химически стойким полимером (-СРа-СР2-)п, за счет сокращения чис;;3 операций, необходимых гфи работе с газообразным фтором. Повышение безопасности процесса за счет замены высокотоксичнсго и взрывоопасного газообразного фтора химически инертным полимером (-СР2-СР2-)п, где 5СОО п 20000. 00 С XI ч О ю 00