Способ модифицирования высокодисперсного кремнезема Советский патент 1982 года по МПК C01B33/18 C09C3/08 

(54 ) СПОСОБ МОДИФИЦИРОВАНИЯ ВЫСОКОДИСПЕРСНОГО

1

Изобретение относится к способам модифицирования высокодисперсных кремнеземов органическими соединениями, а именно, имидазолом, и может быть использовано в производстве координационных соединений - переносчиков молекулярного кислорода.

Известен жидкофазный способ модифицирования высокодисперсного кремнезема имидазолом, осуществляег-ий в водной ореде при рН л vB,- путем обработки ЗГ-хлорпропилметоксисилана имидазолом .

Недостатков этого способа является необходимость отмывки полученного препарата от избытка реагентов и побочных продуктов реакции.

Наиболее близким к предлагаемому по тенической сущности и достигаемому результату является способ мо.дифицирования высокодисперсного кремнезема j в соответствии с которым в м-ксилоле кипятят силикагель и . 3-хлорпропилтриметоксисилан с имидазолом. В зависимости от степени покрытия поверхности время реакции составляет от 45 мин до 9 ч. Затем продукт после.цовательно промывают сухим бензолом и ацетоном, после чего дегидрохлорируют путем обработки

КРЕМНЕЗЕМА

модифицированного кремнезема окисью этилена при 0°С, вторично промывают ацетоном и высушивают при E2j.

Недостатками известного способа являются уменьшение удельной поверхности вследствие агрегирования частиц, а также необходимость отмывки полученного препарата органическими растворителями.

10

Целью изобретения является упрощение процесса при сохранении удельной поверхности кремнезема.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу глэдифици15 рования высокодисперсного кремнезема обработку кремнезема имидазолом проводят в вакууме при 150-400С и весовом соотношении кремнезем:- имидазол 10:( 1-5).

20

В качестве кремнезема используют кремнезем, содержащий поверхностные соединения общей формулы

R j Si-o-5i-R Hai

I

R

где R и R - Hal ,С„На,. , 0;

Hal - F, Cl, Br, J; ,.. - ;

30n 1-5.

Предлагаемый способ модифицирова ния. можно описать следующей схемой химической реакции:

R

I ,,, .

ESi-0-Si-K HQl+p ll- 1 H

R

rl

- si 0-si-R -:N4-H-HQV

.

Использование кремнезема, содержащего указанные поверхностные соединения, дает возможность химически привить имидазол в газовой фазе, в отличие от известного способа при ВИВКЦ его в жидкой фазе.

Способ осуществляется следующим .образом.

В герметический реактор помещаю-х аэросил, модифицированный хлорметилметилдихлорсиланом, и тлидазол в

мольном соотношении 1:3, создают вакуум порядка 1-10 мм рт. ст. и .нагревают смесь до 10О-300 С в течение 1 ч. После этого при этой же температуре откачивают пары непрореагировавшего имидазола и побочные продукты реакции. Полученный модифицирован ный имидазолом кремнезем охлаждают до комнатной температуры и выгружают.

Содержание привитого имидазола ОП ределяют титрованием 0,1 н. НС1 в ледяной уксусной кислоте с индикатором кристаллическим фиолетовым.

Пример 1. В лабораторный герметичный реактор загружают 10 г аэросила, содержащего на поверхности хлорметилметилхлорсилильные группы (концентрация 0,32 ммоль/г, и 1 г имидазола. Создают вакуум порядка мм рт. ст. и нагревают смесь до , поддерживая эту температуру в течение 1ч. После этого при этой же температуре откачивают пары непрореагировавшего имидазола и побочные продукты реакции. Полученный модифицированный имидазолом кремнезем охлаждают до комнатной ; температуры и выгружают.

Содержание привитого имидазола 0,1 ммоль/г. Удельная поверхность полученного продукта 270 .

Пример 2. В лабораторный герметичный реактор помещают 10 г аэросила марки А-300 с удельной поверхностью 280 м /г, содержащего на поверхности хлорметилметилметоксисилильные группы (0,32 М1«юль/г), и 2,5 г имидазола. Создают вакуум порядка 1-10 глм рт. ст., нагревают смесь до 30 Ос, поддерживая эту

температуру в течение 1 ч. После этого при этой же температуре откачивают пары непрореагировавшего имидазола и побочные продукты реакции. 11олученный модифицированный имидазолом кремнезем охлаждают до комнатной температуры и выгружают.

Содержание прибитого имидазола 0,30 ммоль/г. Удельная поверхность полученного продукта 280 .

Пример 3. В лабораторный герметичный реактор загружают 10 г аэросила А-300 с удельной поверхностью 280 , содержащего на поверхности иодметилметилметоксисилильные группы LO, 32 ммоль/г, и 3j4 г имидазола. Создают вакуум порядка IlO мм рт. ст, и нагревают смесь до , поддерживая эту температуру в течение 1 ч. После

этого при этой же температуре откачивают пары непрореагировавшего имидазола и побочные продукты реакции. Полученный модифицированный имидазолом кремнезем охлаждают до комнатной

температуры и выгружают. ,

Содержание привитого имидазола 0,30 ммоль/г. Удельная поверхность полученного продукта 265 мг/г.

Пример 4. В лабораторный герметичный реактор помещают 10 г аэросила марки А-300 с удельной поверхностью 280 , содержащего на поверхности иодметилметилэтоксисилильные группы (0,32 ммоль/г), и

5,0 г имидазола. Создают вакуум по|рядка рт. ст. и нагревают до 400 С, поддерживая эту температуру в течение 1 ч. После этого при же температуре откачивают пары непрореагировавшего имидазола и побочные продукты реакции. Полученный модифицированный имидазолом кремивзем охлаждают до комнатной температуры и выгружают.

Содержание привитого имидазола

0,32 ммоль/г аэросила. Удельная поверхность полученного продукта 280 м2-/г.

Оптимальность выбранных границ

температурного интервала и весового соотношения кремнезем: имидазол подтверждают следующие примеры.

Пример 5. В лабораторный гергАетичный реактор загружают 10 г

аэросила, содержащего на поверхности хлорметилметилхлорсилильные группы (концентрация 0,32 ммоль/г, и 1 г имидазола. Создают вакуум по-- рядка I-IO мм рт. ст. и нагревают

смесь до 90 С, поддерживая эту температуру в течение 1 ч. После этого при этой же температуре откачивают пары непрореагировавшего имидазола и побочные продукты реакции. ПолуЧенный модифицированный кремнезем