Способ получения 4,4"-азобензолдикарбоновой кислоты Советский патент 1976 года по МПК C07C107/04 

1

Изобретение относится к синтезу ароматических дикарбоновых кислот с азосвязью. которые используют для получения полимеров с ценными физико-механическими свойствами.

Известны методы синтеза 4,4-азобензолдикарбоновой кислоты электрохим1гческим восстановлением -нитробензойной кислогы (НБК) в католите, водно-щелочном растворе с добавкой солей двухвалентного свинца, и анолите, растворе минеральной кислоты, на катодах из различных материалов до 4,4-гидрааобензолдикарбоновой кислоты с ее последующим окислением до 4,4-азобен:золдикарбоновой кислоты и выделением последней известными методами.

Процесс ведут в электролизере с диафрагмой из катионообменного материала.

Однако электровосстановление П -НБК, ведут периодически. При этом значительное количество времени расходуется на разборку и промывку электролизера, очистку анодных

камер, новерхностей диафрагмы и катодов, что де.лает процесс малоэффективным.

Производительность электролизера составдяет не более 4,2 г/ч-л католита. Попытка осуществить непрерывный процесс эпектровосстановления П -НБК в одном электролизере в известных условиях не привела к положительным результатам.

Если проводить электролиз с непрерывной подачей электролита в электролизер при различных скоростях потока и времени электролиза до протока 3,5 ч при условии, что проток электролита через электролизер осуществляют при достижении полного восстановления п -НБК в 4,4-гидразобензолдикарбоновую кислоту, то содержание 4,4-азо- бензолдикарбоновой кислоты (АБДК) в конечном продукте падает во времени за счет увельгчения содержания 4,4-азоксибензолдикарбоновой кислоты. Результаты представлены в табл. 1. Исследование меньших чем 1 л/ч скоростей протока не является целесообразным из-за крайне низкой эффективности процесса в целом.

Таблица 1

Как видно из приведенных опытов, получение на выходе чистой АБДК практически не достигается.

С целью интенсификации процесса в предлагаемом способе электрОБОСстановление

П -НБК проводят в протоке электролита в последовательно расположенных электролизерах, преимущественно в каскаде, причем неКонцентрация п-НБК на входе в электролизер, моль/л

0,14 0,О4 0,02 0,01 0,О04

Как видно из табл. 2, при концентрации П -НБК на входе в электролизер выше 0,01 моль/л, содержание АБДК в конечном продукте ниже 100%, т.е. целевой продукт загрязнен как 4,4-азоксибензолдикарбоноВОЙ кислотой, так и возможно другими 1фИмесями.

При этом лучщий эффект с точки зрения интенсификации процесса получения чисто 4,4-АБДК достигается в каскаде, состоящем не менее, чем из трех электролизеров. Б этом случае при прочих равных условиях удается поддерживать на входе в первый электролизер достаточно высокую концентрацию П -НБК, а на входе в последний Л ный электролизер каскада (где П 3) концентрацию П -НБК $ 0,01 моль/л. Проведение процесса в указанных условиях поз-воляет увеличивать производительность усобходимо, чтобы концентрация П -НБК в Электролите, поступающем в последний электролизер, не превышала 0,01 моль/л.

В табл. 2 представлены результаты , показывающие зависимость содержания от концентрации П -НБК в электролите на входе в последний электролизер.

Таблица2 Содержание вес %

14,0 87,0 98,0 100 100

тановки прямо пропорционально количеству электролизеров в каскаде.

П р и м е р. Б первый электролизер (с ,объемом катодного пространства 6 л) каскада, состоящего из трех электролизеров, через 1 ч после начала синтеза в стационарном режиме поступает электролит, состоящий из 0,1425 моля/л П-НБК, 0,00313 моля/л РВО в 2%-ном растворе щелочи, со скоростью 6 л/ч. Быходящий электролит, содержащий 0,037 моля/л П -НБК, поступает во второй электролизер, проработавщий до подачи без протока 2 ч. Из второго электролизера выходит электролит с содержанием ,ПНБК 0,01 моля/л, который поступает в третий электролизер, проработавщий предварительно в стационарном режиме 3 ч.

Электролит, выходящий из третьего электролизера, продувают воздухом и образующзтося АБДК в конечном продукте, 4,4-АБДК выделяют подкислением раствора соляной кислоты с последующей фильтрацией выпавшего осадка и его сушкой. Выход на загруженную П -НБК 97-98%. Продукт состоит практически из 100%-ной 4,4-АБДК. Производительность одного электррлизера в каскаде 6,1 г/ч электролита. Формула изобретени 1. Способ получения 4,4-азобензолдикарбоновой кислоты электрохимическим восстановлением П -нитробензойной кислоты в электролизере с диафрагмой из катионообменного материала на твердых катодах с использованием в качестве анолита раствора минеральной кислоты и в качестве католита - водного раствора щелочи в присутствии свинца с последующим окислением и выделением целевого продукта известными приемами, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса, последний проводят в последовательно расположенных электролизерах, в протоке элект-г ролита с последовательной передачей реакционной массы из одного электролизера в другой и поддерживанием концентрации tiнитробензойной кислоты на входе в |юследний электролизер не более 0,01 моль/л, 2. Способ по п. 1, отличающийс я тем, что восстановление проводят в трех электролизерах, расположенных каска-г дом один за другим.