СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ трихлоруксусной кислоты Советский патент 1970 года по МПК C07C53/16 C25B3/02 

Изобретение относится к способам получения трихлоруксусной кислоты, натриевая соль которой находит широкое применение в качестве гербицида.

Известен способ получения трихлоруксусной кислоты окислением хлораля или хлоральгидрата концентрированной азотной кислотой. Но этот способ имеет ряд существенных недостатков. Так, вследствие высокой экзотермичности реакции (60 ккал/люль), выделяется большое количество окислов азота, улетучивается много непрореаг 1ровавшей азотной кислоты, образуются побочные продукты реакции, в результате чего выход трихлоруксусной кислоты не превышает 70-80%. Кроме того, в качестве побочного продукта образуется хлорпикрин, который является сильным ядом, что суидественно усложняет технологический режим. Одиовременно приходится преодолевать значительные трудности вследствие сильной коррозии аппаратуры в агрессивной реакционной среде, содержаш,ей азотную, соляную и трихлоруксусную кислоты.

Для ликвидации образования лобочных токсичных продуктов предлагают способ получения трихлоруксусной кислоты нутем непрямого электрохимического окисления хлораля в сильно кислой среде с использованием соединений марганца как катализаторов-переносчиков.

Первичная . электрохимическая реакция, протекающая на электроде, заключается в окислении марганца до семивалентного, а в растворе семивалентный марганец окисляет хлоральгидрат до трихлоруксусной кислоты. Прямое окисление хлораля без соединений марганца приводит к ряду превращений хлора и трихлоруксусной кислоты на аноде.

Введение медиатора в значительной мере устраняет эти недостатки. В присутствии медиаторов, солей марганца, процесс окисления MO«vHO вести в интервале плотности тока от 2 до 10 а/дм- при температуре от О до QifC. Однако оптимальными условиями являются температура 25°С п плотность тока 2,5 а/дл. Анодный потенциал поддерживают равным 1,77-1,87 в.

Процесс окисления проводят также с добавками промоторов (сернокислого церия) в количестве от 4 до 10 г/л.

В качестве соединен1 Й марганца используют MnS04-5H2O в количестве 2-60 г/л. Процесс электрохимического окисления проводят в пр 1сутствии анодов из свинца.

На процесс окисления расходуется свыше 90% всего тока. Получение трихлоруксусной кислоты электрохимическим способом ликвидирует коррозию аппаратуры, образование побочных токсичных продуктов и упрощает в значительной мере производство.

Пример 1. В стеклянный электролизер емкостью 300 мл наливают 290 мл серной кислоты (1:4), вносят 0,12 г-экв. хлоральгидрата и 2 г MnS04-5H2 (0,0083 г-же. Анод свинцовый с 5 106,18 сж, предварительно иодвергнутый анодной полнровке в электролите состава: 60 г CHsCOONa (безводный), 315 мл ледяной СНзСООН н 80 мл воды.

Катод платиновый точечный с . Анодное и катодное пространство отделены керамической диафрагмой. В катодное пространство заливают серную кислоту (1:4). Анодная плотность тока составляет 5,69 а/(3ж-, тсмиература 25°С, анодный потенциал при этой плотности тока поддерживают равным 1,87+0,01 в. Опыт длится 5 час. В процессе опыта проводят анализ газа на аппараге Орса.

Количественный анализ на образующуюся трихлоруксусную кислоту прОВодят на хроматографической распределительной колонке из силикагеля. Анализ показывает, что в процессе электролиза образуется 0,091 г-экв. кислоты. Выход составляет 75,8%.

Пример 2. В стеклянный электролизер емкостью 700 мл наливают 690 мл 4 н серной кислоты, вносят 40 г хлоральгидрата (0,48 г-экв) и 40 г Мп504-5П2О (0,171 г-эке). Анодное и катодное пространство отделены керамической диафрагмой. Анод свинцовый, 5 98,7 еж-; катод платиновый точечный с см. В катодное пространство наливают 4 н серную кислоту, температура , анодный нотенциал при этой плотности тока поддерживают на уровне 1,77 в.

В процессе опыта проводят анализ газа на аииарате Орса. Количественный анализ кислоты нроводят на хроматографической распределительной колонке из силикагеля. Анализ показывает, что в процессе электролиза

образовывается 0,307 г-экв кислоты. Выход составляет 63,9%. В процессе электролиза в анодное пространство в качестве промотэра добавляют сернокислый церий Се2(564)3 В количестве 4 г.

Предмет изобретения

1.Способ получения трихлоруксусной кислоты окислением хлораля, отличающийся тем,

что, с целью ликвидации образования побочных токсичных продуктов, окисление проводят электрохимическим путем в водном растворе серной кислоты в присутствии соединений марганца лри температуре от О до 60°С и

анодной плотности тока 2,0-10,0 ajdm.

2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве соединений марганца используют MnSO4-5H2O в количестве 2-60 г/л.

3.Способ по п. 1, отличающийся тем, что Процесс электрохимического окисления проводят -в присутствии анодов из свинца.