Ацетиленовые этоксидиоксоланы-1,3 в качестве реагентов для флотации углей и способ их получения

 

1. Ацетилейовые этоксидиоксоланы-1 ,3 общей формулы 1 СНз сн. €Н, I C-R СН, с- I о он / и OCzHs :где R - метил, этил, пропил, изобутил . SU.,.. 1198074 В 5/28

СООЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

09} (и}ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

К АВТОРСНОЬЮ СВИДЕТЕЛЬСТВ. (21) 3 706528123-04 (22) 16. 12.83 (46) 15. 12.85. Бюл. У 46 (71) Институт органического синтеза и углехимии АН.КазССР (72) А.В.Щелкунов, И.iO.Кибина, Ш.М.Мусантаева, А.A.Äàí÷èíà и Н.М.Овчинникова (53) 547.841.09(088.8) (56) Яновская Л.А., Юфит С.С., Кучеров В.Ф. Химия ацеталей. . N. Наука, 1975, с. 150, 177.

Пиккат-Ордынский Г.А., Острый В.А.

Технология флотационного обогащения углей. М..: Недра, 1972, с. 24. (54) АЦЕТИЛЕНОЕЬП . ЭТОКСИДИОКСОЛАНЫ-1,3 В КАЧЕСТВЕ РЕАГЕНТОВ ДЛЯ ФЛОТАЦИИ УГЛЕЙ И СПОСОБ ИХ ПОЛУЧЕНИЯ. (57) 1. Ацетиленовые этоксидиоксоланы-1,3 общей формулы l

СН3 3

СН;С вЂ” C==C- С вЂ” С-R

1 1

ОН 0 0 б

С

@" 2 5 где К вЂ” метил, этил, пропил, изобутил, в качестве реагентов для флотации углей.

2. Способ получения ацетиленовых этоксидиоксоланов-1,3 общей форму—

Щ с- 4

СН вЂ” С вЂ” С=С вЂ” С вЂ” С вЂ” R

l

0Н О О б

С б 1 к ос,н, где К вЂ” метил, этил, пропил, изобу- а тилэ отличающиеся тем, что, соответствующий триол общей формулы П: Сц С Сн

3 3 3 и — с — с — с= — с — с — сн, 1 1

ОН ОН 0Н где К имеет указанные значения, подвергают взаимодействию с эквимолярным количеством триэтилового эфира ортомуравьииой кислоты в присутствии в качестве катализатора бензойной кислоты при 100-1 10 С и молярном соотношении реагентов и катализатора 1:1..(0,041-0,052) соответственно.

1198074 2

Изобретение относится к органической химии, а именно к новому способу получения новых соединений (ацетиленовых ток идиоксоланов), которые находят применение как флотореагенты в угольной промышленности.

Цель изобретения - выявление флотационных свойств в ряду ацетиленовых 1,З-диоксолайов.

Пример 1. 4,4,5-Триметил-2" этокси-5 -(3-метил-3-окси-1-бутинил)1,3-диоксолан. а, Реакционную смесь, состоящую из 10,85 г (0,058 r-моль) 2,5,6-триметил-3-гептин-2,5,6-триола, 8,6 г (О,058 r-моль) этилового ортомуравьиного эфира и 0,3 г (0,0024 г-моль) бензойной кислоты, помещают в„ колбу

Кляйзена, снабженную термометром и нисходящим холодильником. Затеи смесь нагревают при температуре бани 100"С, одновременно отгоняя из зоны реакции образующийся этиловый спирт. Реакцию останавливают с началом выделения двуокиси углерода (фиксируется помутнением баритовой воды), образование которой свидетель ствует о начале разложения целевого продукта.

Далее реакционную смесь охлаждают, разбавляют абсолютным эфиром и нейтрализуют потавом. Осадок отфильтровывают, а из фильтрата ректификацией выделяют 8.,91 r (выход 72Х) 4,4,5-триметил-2-этокси-S(3-метил-3-окси-1-бутинил)-1,3-диоксолана с т.кип. 113-116 С/3 мм рт.ст и> 1,4635 д, 0,9789 Чистота по

ГЖХ 99,5Х.

Найдено, Х: С 64, 16; Н 9,39. с„н„о„.

Вычислено, Х: С 64,46; Н 9,09.

ИК-спектр: валентные колебания (-СвС-) в области 2220 см, валентные колебания (ОН-группы) в области

3400 eM, сильное поглощение в об ласти 1200-950 см, характерное для ортоформильной группы. б. По методике примера 1а при нагревании до 155 С из 10,85 г (0,058 r-моль) 2,5,6 триметил-3гептин-2,5,6-трйола, 8,6 г (0,058r-моль) этилового ортомуравьиного эфира и 0,3 r (0,0024 r-моль) бензойной кислоты получают 8,4 г (выход 63X) 4,4,5-триметил-2-этокси-5(З-метил-3«окси-1-бутинил)-1,3,-диоксолана с т.кип. 113-116 С/

/3 мм рт.ст., nf, 1,4635, 6„ 0,9787.

Чистота по ГЖХ 99,3Х.

П р и м. е р 2. 475-Диметил-4этил-2-этокси-5-(3-метил-3-окси"1" бутинил)-1,3-диоксолана.

По методике примера 1а при нагревании до 110 С из 30 г (0,15 r-моль)

2,5,6-триметил-3-октин-2,5,6-триола, 23 r (0,15 r-моль) этилового ортомуравьиного эфира и 0,96 г (0,0078 гмоль) бензойной кислоты получают

20 r (выход 60Х) 4, 6-диметил-4-этил2-этокси-5-(3-метил"3-окси-f-бутинил)-1,3-диоксолана с т.кип. 125 С/

/6 мм рт.ст., пь 1.,4692, d„ 0,9654.

Чистота по ГЖХ 99Х.

Найдено, Х: С 65,30; Н 9,06.

С% Hah ОФВычислено, Х: С 65,62; Н 8,36.

ИК-спектр: валентные колебания

f0

20 бензойной кислоты получают 7,8 г (выход 55X) 4, 5-диметил-4-из о-бутил2-этокси-5-(3-метил-3-окси-1-бути" гФ (-C==Ñ-) в области 2120 см, валентные колебания (ОН-группы) в области

3400 см, деформационные и валентные колебания ортоформильной группы в .области 1200-950 см

Пример 3. 4, 5-Диметил-4-пропил2-этокси-5-(3-метил-3-окси-f-бутинил)-1,3-диоксолан.

Аналогично методике примера 1а из 5,35 г (0,025 г-моль) 2,5,6-триметил-3-ионин-2,5,6-триола, 3,? г (0,025 r моль) этилового ортомуравьиного эфира и О, 16 г (0,0013 г-моль) бензойной кислоты нолучают 4,41 г (выход 66,6X) целевого 4,5-диметил4-пропил-2-этокси-5-(3-метил-3-окси1-бутинил)-1,3-диоксолана с т.кип.

140-142 С/5 мм рт.ст., n> 1,4689, dz 0,9904, Чистота по ГЖХ 99,5Х.

2Т

Найдено,X:,C 66,46; Н 9,513

С4Ф Ö2à 04

Вычислено, Xl C 66,66; Н 9,63.

ИК-спектр: валентные колебания (-CsC-) в области 2220 см, валентиые колебания (OH-группы) в области

3400 см", деформационные и валентине колебания ортоформильной группы в области 1200-950 см" .

П р. и м е р 4. 4,5-Диметил-4изо-бутил-2-этокси-5-(3-метил-3-ок5О си-1-бутинил)-1,3-диоксолан. По методике примера 1а из 11,4 r (0,05 г-моль) 2,5,6,8-тетраметил-3ионин-2,5,6-триола, 7,4 r (0,05 гмоль) этилового ортомуравьиного эфира и 0,34 г (0,0027 г-моль) 198074

Выход целевого продукта, Х

100

155

85-90 45

3 1 нил)-1,3-диоксолана с т.кип. 135 С/

/4 мм рт.ст., n yР 1,4650, 0 0,9798.

Чистота по ГЖК 99.,6Х.

Найдено,X: С 67,38; Н 9,94.

С,Н 0„.

Вычислено,X ° С 67,64; Н 9,85.

ИК-спектр: валентные колебания (-C==C-) в области 2270 см, валентные колебания (ОН-группы) в области

3450 см 1, деформационные и валентные колебания. ортоформильной группы в области 1200-950 см .

Предпочтительный интервал температуры 100-110 С.-.Проведение процесса при температуре более высокой (155 С), чем 110 С не приводит к увеличению выхода ацетиленовых этоксидиоксаланов по сравнению с выходами, полученными в оптимальных условиях, и поэтому поднимать температуру нецелесообразно., чтобы не увеличивать расход электроэнергии. При более низкой температуре, например 85-90 .С, происходит снижение выхода целевых продуктов (большой возврат исходного продукта) °

Влияние температуры на выход целевого продукта (в условиях примера 1) следующее:

Температура процесса, С

В табл. 1 приведены результатыопытов, осуществленных в условиях примера 1, с различными соотношениями компонентов. реакции.

Иэ табл. 2 видно, что если взять катализатор (бенэойную кислоту) в меньших количествах (0,0014 r-моль) то выход целевого продукта падает с 72 до 47Х, Увеличение же количества катализатора (0,0040 г-моль) нецелесообразно, так как не сказывается на выходе целевых продуктов (выФ ход остается в тех же пределах — 70X), тем самым экономически не оправдано.

Данные сравнительных испытаний показывают, что оптимальные техникоэкономические показатели процесса флотации угольной мелочи достигаются уже при расходе 100.г предлагаемого реагента на 1 т угля, в то время как для получения аналогичных результаfp тов при флотации применяемого на обогатительной фабрике реагента Т-66 (смесь одно и двух атомных спиртов диоксанового и пиранового ряда), расход. его должен составлять не ме15 нее 1000 г/т, т.е. в 10 раз бопьше.

Исследование флотационных свойств реагентов проводилось согласно методике флотации угольного шлама при индивидуальном использовании соеди2О нений формулы (1).

Методика испытаний. 100 г угля замачивают в 1000 мл воды и при комнатной температуре флотируют в лабораторной машине механо-пневматическо25 ro типа. Флотация велась на угольном шламе ЦОФ "Карагандинская".

Результаты .проведенных сравнительных испытаний флотационной активности вышеуказанных -ацетиленовых этоксидиоксоланов- 1,3 приведены в табл. 2.

Данные сравнительных испытаний показывают, что флотационную активность проявляют все ацетиленовые этоксидиоксоланы-1,3 формулы 1. Как

35 видно иэ табл. 2, лучшие результаты получены при применении в качестве собирателя-вспенивателя этоксидиоксолана-1,3 с этильным радикалом. Последний позволяет повысить эффективность флотации углей по сравнению с известным реагентом Т-66, выход концентрата увеличивается на 4,?5X, зольность его снижается на 1,64Х, а зольность отходов растет на 12,77Х.

Соединения формулы 1 с к-СН5 С Н

Ъю 3 рч

С Í способны снизить. зольность фло1 токонцентрата на 2,7-4Х и поднять зольность отходов на 1,5-6,-4Х, что является подтверждением высокой флотационной активности указанных соединений.

1198074

Та блин а1

Количество бензойно" кислоты

Количество орто" муравьинового эфи ра

Количество триола, Выход целевого продукта, У. г г моль г r-моль г г моль

0,3

0,0024

10 85 0 058

8,6 0,058

8,6 0 058! 0,171 0,0014

10185 01058

0,488 0,0040

8,6 0,058

4,3 0,029

12,88 0,087

0,3 0,0024

О, 0024

Та блица 2

I .Расход реагента, г/т угля

Результаты флотации

Реагент

Выход,Х

Зольность, Х сходный Концентрат Отходы Исходный Концентрат Отходы

Т-66

29, 76 22,89

24,01 22,89

100

100

11,90

10, 26

50, 10

100

62,87

1.00

R-CH

44,81 22,89

100

100

50, 14 22,89

48,24 22,89

100

7,9

100

R-С И к-с„н

100

100

8,1

10 85 0,058

10,85 0,058

10 85 0 058

71,24

75,99

55, 19

49,86

51, 76

Составитель Т.Кашина

Редактор Н.Киштулинец Техреду.Мартяшова Корректор В.Синицкая

Заказ 7686/26 Тираж 383 Подписное.ВНИИПИ Государственного комитета СССР

rio делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", г.Ужгород, ул.Проектная, 4

56,53

49,86

51,62