Способ получения 4,4-азобензолдикарбоновой кислоты Советский патент 1976 года по МПК C07C107/06 

1

Изобретение относится к усовершенствованному способу получения 4,4 азобензолдикарбоновой кислоты, используемой в качестве мономера для синтеза полимерных материалов с рядом ценных физико-механических свойств, для получения термостойких волокнообразующих полимеров.

Известен способ получения 4,4-азобен- золдикарбоновой кислоты электрохимическим восстановлением Т1 -нитробензойной кисло- ты в периодическом режиме до 4,4 - ги- дразобензоддикарбоновой кислоты с последующим ее окислением в целевой продукт химическими методами.

Известен также непрерьтный метод синтеза 4,4 .-азобензолдикарбоновой кислоты, согласно которому сначала проводят электровосстановление Т1 -нитробензойной кислоты в растворе щелочи, в присутствии ионов свинца на твердых катодах, в протоке электролита в каскаде электролизеров с диафрагмой из ионообменного материала, а затем электролит, выходящий из третьего электролизера, продувают воздухом для окисления образовавшейся 4,4-гидразобен-

золдикарбоновой кислоты в 4,4 - азобензолдикарбоновую кислоту, кэтор то выделяют подкислением раствора соляной кислотой с последуюЩИМ выделением выпавшего осадка и его сушкой.

Недостатками электролитического способа получения 4,4 -азобензолдикарбонэвой кислоты являются сложная конструкция электролизера, использование для разделения катодного и анодного пространств ионообменной мембраны и необходимость ее частой смены, а также использование в качестве анолита серной кислоты. Кроме того, при синтезе 4,4-азобензолдикарбоновой кислоты конечным продуктом стадии электролиза является 4,4 -гидразобензолдикарбоновйя кислота, которую необходимо окислять химически на следующей стадии процесса в целевой продукт, например кислородом воздуха при 70-80°С в воднощелочной среде.

Целью предлагаемого изобретения является упрощение процесса электросинтеза 4,4 -азобензолдикарбоновой кислоты. Для этого проводят восстановление и окисление электрохимически в двух бездиафрагменных

электролизерах, в которых поток электролита направляют следующим образом. В первом электролизере от анода к катоду, а во втором - наоборот, кроме того, электроокис ление 4,4 -гидразобензолдикарбоновой кис- лоты проводят на анодах из платины, никеля или другого коррозионноустойчивого материала при 20-90 °С и анодной плотности тока 5-50 а/дм .

Для получения 4,4 -азобензолдикарбоно- БОЙ кислоты И -нитробензойную кислоту электрохимически восстанавливают на твердых катодах с использованием в качестве электролита водного раствора щелочи в при.сутствии ионов свинца с последующим элекгроокислением образовавшейся 4,4 -гидразо бензолдикарбоновой кислоты, используя каскад из двух бездиафрагменных электролизеров в протоке электролита по следующей схеме.

Исходный электролит, содержащий Tl-нитробензойную кислоту, поступает в анодную зону первого электролизера, откуда переходит в катодную зону этого же электролизера, где частично восстанавливается -ц -нитробензойная кислота, выходящий из первог электрс лизера электролит поступает в катодную зону второго электролизера, где полностью восстанавливается 1i -нитробен- зойная кислота и все промежуточные продукты в 4,4 -гидразобензолдикарбоновую

кислоту. После этого электролит переходит в анодную зону-этого же электролизера, в которой 4,4-гидразобензолдикарбоновая кислота окисляется в 4,41 зобензолдикарбоновую кислоту.

Первый электролизер заполняют раствором исходного электролита, затем начинают пропускать электрический ток и одновременно непрерывно подают исходный раствор электролита в анодную зону этог же электролизера. Второй электролизер перед началом синтеза не заполнен. Электролиз во втором электролизере начинают п:сле заполнения его электролитом из первого электролизера. Время электролиза считают от начала выхода из второго электролизера раствора 4,4 -азобензолдикарбоновой кислоты. Целевой продукт из раствора выделяют известными приемами, выход достигает 97%; содержание основного вещества (чистота целевого продукта) 10О%.

В таблице приведены результаты синтез 4,4-азобензолдикарбоновой кислоты непрерывным способом в -каскаде из двух безди- афрагменных электролизеров в следующих условиях: объем каждого электролизера 700 мл, скорость протока электролита 250 мл/час, температура в электролизерах 80 3°С, сила тока 5 а, катодная и анодная плотности тока 2О а/дм .

где П -НБК-Т1- нитробензойная кислота;

АБДК - 4,4 зобензолдикарбоновая кислота.

Пример. В первый электролизер каскада из 2 электролизеров заливают электролит состава 0,14 м/л TJ -нитробензой- ной кислоты и 0,008 м/л в водном растворе 2%-ного раствора щелочи NolOHЭлектролизер представляет собой цилиндрический горизонтально расположенный термостатируемый сосуд объемом 700 мл.

снабженный мешалками в катодной и анодной зонах, барботером для инертного газа, катодом из стали 0,25 дм и анодом из

платины 0,25 дм .

После заполнения электрЪЛизера начинают пропускать постоянный ток силой 5 а, а в анодное пространство подают исходный электролит со скоростью 250 мл/час. Выходящий из первого электролизера раствор подают в катодное пространство второго электролизера. После заполнения второго электролизера начинают пропускать ток так же силой 5 а. Температура в электролизерах 8О ±3°С Через 7 час после начала выхода электролита из второго электролизера выделенный продукт состоит из-100%-ной 4,4-аз бензолдикарбоновой кислоты. Выход 97,0%. Пример2.В условиях, аналогичных описанным в примере 1, скорость протока поддерживают равной 300 мл/час. Че рез 9 час электролиза выделенный продукт состоит из 10О%-ной 4,41-азобензолдикарбоновой кислоты с выходом 96,5%. Прим ер З.В условиях, аналогичны описанным в примере 1, электролиз проводят с силой тока 7 а. Через 5 час продукт состоит из 100%-ной 4,4 зобензолдикарбоновой кислоты с выходом 96,8%. 6 Формула изобретения I Способ получения 4,4- зобензолдикарбоновой кислоты электрохимическим восстановлением И -нитробензойной кислоты в каскаде электролизеров на твердых катодах с использованием в качестве электролита водного раствора щелочи, в присутствии ионов свинца, в протоке электролита с последующим окислением образующейся 4,4.гидразобензолдикарбоновой кислоты, о т л и ч а ющ и и с я тем, что, с целью упрощения процесса, восстановление и окисление проводят электрохимически в двух бездиафрагменных электролизерах, в которых поток направляют: в первом электролизере от анода к катоду, а во втором - наоборот, причем электроокисление 4,4-гидразобензолдикарбоновой кислоты проводят на анодах из платины, никеля или другого коррозионноустойчивого материала при температуре 20-90 С и анодной плотности тока 5-50 а/дм .