Способ получения оксида хлора (VII) Советский патент 1993 года по МПК C01B11/02 

Изобретение относится к химической технологии, в частности к способам получения оксида хлора (VII) (дихлоргептоксида), и может быть использовано в области органического и неорганического синтеза в качестве доступного и сильного перхлори- лирующего агента.

Целью изобретения является интенсификация процесса и расширение области применения оксида хлора (VII).

Поставленная цель достигается тем, что оксид хлора (VII) получают путем взаимодействия солей хлорной кислоты (NH CIO/j, и др.) и олеума концентрации 20-60% ЗОз при мольном соотношении 1:1 (против теор. 1:0,5) в среде четыреххлористого углерода или хлороформа. Реакция осуществляется при комнатной температуре, перемешивании с последующим выделением целевого продукта путем декантации, который растворяется в CCI4 или СНС1з в результате экстракции. Оксид хлора (VII) выделяют через 0,5-1,5 ч. Раствор СЬОу в CCI/j или в анализируют йодометрически по известному методу. Концентрация CteO в указанных растворителях составляет 152- 162,6 г/л, а выход 90-95- от теории, что

соответствует уровню выхода продукта по прототипу.

В заявляемом объекте ССЦ проявляет свойство экстрагирующего средства с одновременным ингибирующим действием растворителя на взрывоопасные свойства СЫЭт. что отвечает критерию Существенные отличия. Неизвестны технические решения, в которых бы CCU проявлял такие свойства и участвовал бы в таких системах, как олеум - перхлораты.

Процесс отличается наибольшей эффективностью и производительностью, если использовать в способе олеум концентрации 30-40%, как и в прототипе.

Поэтому способу иллюстрируется примерами на указанной оптимальной концентрации олеума и табл. 1-4.

.Пример1.В плоскодонную колбу объемом 250 мл, снабженную мешалкой, помещают 26 г KCI04. 100 мл CCI4. Затем медленно дозируют 28 мл 30% олеума. По окончании прикалывания проводят анализ раствора ClzOv в CCI/j на содержание в нем целевого продукта во времени.

П р и м е р 2, Реакцию осуществляют, как в примере 1, но вместо KCI04 берут . В синтезе между реагентами выs

Ё

00

ч

00

4

ч

полняется мольное соотношение 1:1. Анализ на содержание ClaO в CCU проводится через 10, 20, 30 мин и далее через каждые 30 мин.

П р и м е р 3. Проводят синтез, как в примере 1, но уже в реакцию вводят 35%- ный олеум в количестве 22 мл. Соблюдается то же мольное соотношение соль:олеум 1:1. Анализируют раствор CteO в CCU в течение 2,5 ч. Концентрация целевого продукта уже через 0,5ч приближается к максимальной.

П р и м е р 4. Проводят реакцию, как в примере 1 или 2, но дозируют олеум концентрации 40%, соблюдая мольное соотношение реагентов 1:1. Затем через каждые 0,5ч регистрируют накопление CteO в CCU. концентрация которого через 0,5 ч составила 160 г/л (выход продукта 93.2%). Далее значительного роста концентрации не наблюдается, а именно через 1 ч, увеличение концентрации только на 3 г/л, т.е. на 1,8%. По истечении большего времени ( 1,5 ч) концентрация не меняется, т.е. выход продукта 95%.

П р и м е р 5. Осуществляют реакцию, как в примере 1, но вместо ССЦ берут 100 мл хлороформа. После окончания введения реагентов реакционную массу выдерживают при энергичном перемешивании и выполняют анализ во времени.

Выделяют целевой продукт в виде раствора через 0,5 ч, т.к. достигается уже высокая концентрация целевого продукта, равная 154,7 г/л, и отсутствуют примеси в виде иона СГт.е. процесс заканчивается за 0,5 ч, дальнейший рост концентрации незначителен, и чистота целевого продукта падает - появляется С1Г

Экспериментально установлено, что. запуская в реакцию олеум других концентраций, находящихся за пределами оптимальной 30-40%. эффективность процесса не повышается, а наоборот, выход целевого продукта ClaO становится несколько ниже, а процесс в одних случаях ( 30%) продолжительнее, в других ( 40%) - технологически сложнее, что полностью аналогично процессу, описанному в прототипе на CH2CI2. Применение солей Nt-UCIO и КСЮд равнозначно.

Отличительным признаком заявляемого способа является меньшая продолжительность процесса 0,5-1,5 ч, когда достигается достаточно высокая эффективность, а процесс становится производительнее.

Оксид хлора (VII), полученный на основе растворителей CCI 4 и по своим качественным характеристикам аналогичен оксиду хлора (VII), выделенному на CH2CI2.

Согласно изобретению, CteOv, полученный на CCU, в течение достаточно длительного времени сохраняет высокое качество продукта, в то время как CI20 на CH2CI2 (по прототипу) уже в течение последующих поеле синтеза 4-8 ч накапливают низшие оксиды хлора желтоватого цвета, тем самым снижая качество целевого продукта. Таким образом, CteO на хлористом метилене следует вводить в реакцию только свежеприготовленным. a. CteO на четыреххлористом углероде допускает хранение в течение 2-3 суток, что естествен но создает удобства для исследователя и применения,

Преимущество метода получения CteO

на ССЦ заключается в том, что расширяется область применения оксида хлора (VII), например в реакциях, протекающих в положительным пределах температур (до + 60-70°С), чему способствуют выбранные растворители СНСЬ с т.кип. 62°С.и CCU с т.кип. +76°С, при а том не снижая уровня безопасности процесса. Кроме того, следует отметить доступность растворителей - экстрагентов, выпускаются промышленностью и практически всегда имеются в лаборатории исследователя.

Фор мула изобретения

Способ получения оксида хлора (VII). включающий взаимодействие солей хлорной кислоты с олеумом концентрации 20- 60% 50з при молярном соотношении 1:1 в среде органического растворителя с псследующим выделением целевого продукта в виде раствора декантацией, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса и расширения области применения оксида хлора (VII), в качестве экстрагента используют четыреххлористый углерод или хлороформ.

Таблица 1

Оксид хлора (VII) получают взаимодействием солей хлорной кислоты с олеумом концентрации 20-60% 50з при мольном соотношении 1:1 в среде четыреххлористого углерода или хлороформа и выделение целевого продукта проводят через 0,5-1,5 ч. 4 табл.

Примечание: на 30%-ном олеуме.

Примечание: на 30%-ном олеуме.

Примечание: на 35%-ном олеуме.

Таблица 2

Таблица 3

Таблица 4