Способ получения диацетонакриламида

 

Изобретение относится к амидам карбоновых кислот, в частности к получению диацетонакриламида, который используют в качестве мономера для получения полимерных соединении в производстве фотоматериалов. Цель - упрощение процесса и повышение выхода целевого продукта. Получение ведут смешением акрилонитрила с диацетоновым спиртом в присутствии конц„ H2SO 4. при молярном соотношении 1:1: :2,35 в течение 1,3-1,5 ч при 10- 15°С, при этом . предварительно охлаждают до 10-11°С, Промежуточный продукт 5,6-дигидро 6-гидрокси 4,4,6 триметил-2-винил1 ,3 (Н)-оксазинсульфат выделяют осаждением метилэтилкетоном с последующими охлаждением смеси до , фильтрованием, растворением и нейтрализацией 25%-ным водным раствором аммиака при до рН Целевой продукт выделяют осаждением петролейным эфиром при 0- 5°С и сушкой при 18-25°С, Время процесса до 1,,5 ч„ 1 табл„ 1Л С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я>з С 07 С 233/31!

®ЫЮЗЕ3, .;ИНИЯ9- TEKHN%0Nf. .. И Л>-, " : "

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕ ННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) (21 ) 4696649/04 (22) 24, 05. 89 (46) 23.04.93. Бюл. h" 15 (71) Казанский научно-исследовательский технологический и проектный институт химико-фотографической промышленности и Ярославский политехнический институт (72) Р.И.Карницкая, B.A.Подгорнова, В.И.фарафонтова, Н,А.Шпехт, Г.К.Вальшин и Т„М.Мошкина (56) Технологический регламент производства диацетонакриламида М 03-25883. - Казань: 03 Казниитехфотопроекта. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ДИАЦЕТОНАКРИЛ"

АМИДА (57) Изобретение относится к амидам карбоновых кислот, в частности к получению диацетонакриламида, который .используют в качестве мономера для .

„„SU „„1о51523 А1 получения полимерных соединений в. производстве фотоматериалов. Цель упрощение процесса и повышение выхо" да целевого продукта. Получение ведут смешением акрилонитрила с диаце" тоновым спиртом в присутствии конц.

Н БО при молярном соотношении 1:1:

;2,35 в течение 1,3-1,5 ч при 1015 С, при этом Н SO предварительно охлаждают до 10-11 С., Промежуточный продукт 5,6-дигидро-б-гидрокси-4,4,6триметил"2-винил1,3(4Н)-оксазинсульфат выделяют осаждением метилэтилкетоном с последующими охлаждением смеси до 5-10 С, фильтрованием, растворением и нейтрализацией 25 -ным водо ным раствором аммиака при 20-22 С до рН 7-8. Целевой продукт выделяют осаждением петролейным эфиром при 05 С и сушкой при 18-25 С, Время процесса до 1,3-1,5 ч. 1 табл. 1651523

Изобретение относится к химической промышленности, а именно к способу получения диацетонакриламида.

Диацетонакриламид (ДАА) использу" ется в качестве мономера для получения полимерных соединений в производ" стве фотографических материалов„

Целью изобретения является упрощение процесса и повышение выхода целе- 1О вого продукта, Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1 (прототип). В капельную воронку емкостью 10 л зали" вают 2,557 кг (3,2 л) акрилонитрила (HAK) и 5,6 кг (6,02 л) диацетонового спирта (ДАС). В реактор емкостью

50 .л, снабженный скоростной мешалкой, обратным холодильником и капельной gg воронкой, заливают 11,7 кг (6,5 л) концентрированной серной кислоты (95" °

96 мас, ) . Кислоту в реакторе охлаис" дают до 0-5 С в течение 1 ч. В захоложенную серную кислоту при переме- 25 шивании в течение 10 ч вводят смесь акрилонитрила и диацетоноваго спирта с такой скоростью, чтобы температура смеси в реакторе не превышала 7-8 С, Необходимо медленное прикапывание 3О смеси НАК и ДАС, чтобы избежать резкого повышения температуры и выброса реакционной смеси из реактора, Ilo окончании введения реагентов полученную смесь перемешивают еще 0,5 ч при о

7-8 С, Затем температуру смеси в ре- . аккре в течение.1 ч поднимают от

7-8 до 40-45оС. При этой температуре продолжают перемешивание реакционной массы в течение 4-4,5 ч, после чего О ее охлаждают до 15-20 С в течение ч, Далее при этой же температуре для осаждения промежуточного соединения из серной кислоты в реактор из капельной воронки вводят 15,86 кг (19,73 л) метилэтилкетона в течение

1 ч. Смесь в реакторе охлаждают до

5-10 С и перемешивают при этой темпе" ратуре еще 0,5 ч. Полученную суспензию переносят в стеклянный реактор емкостью 50 л и ставят в холодильник на 6-7 ч при 5-10 С. Затем промежуточный продукт отфильтровывают на нут«-фильтре и промывают на фильтре метилэтилкетоном, Количество метилэтилкетона; используемого для промыв- 5 ки, 41,54 кг (5 1,6 a).

После сушки отмытых кристаллов на воздухе при комнатной температуре в течение 2-3 ч получают 5,6-дигидроб-гидрокси-4,4,6-триметил-2-винил1,3(4Н)-оксазинсульфат ТМВОС (72ф на загруженный НАК), 6,5 кг. Промежуточный продукт переносят в реактор емкостью 50 л, куда из капельной воронки при перемешивании поочередно вводят 1,63-1,5 л дистиллированной воды и 12,56-12,73 кг (14,5-14,7 л) толуола. Всю смесь перемешивают в течение 1Ñ-15мин при комнатной температуре. E полученную суспензию при перемешивании вводят из капельной воронки

6 3 кг (7 л) 25л -ного водного аммиака при 20-22 С в ."течение 2 ч до рН

7-8. Затем полученную массу перемешивают еще в течение 30 мин при той же температуре, Нейтрализованную смесь переносят в стеклянный реактор с нижним спуском для разделения на водный и органический слои, Органический слой отделяют, добавляют к нему 0,6-0,85 кг активированнои окиси алюминия выдерживают при комнатной температуре в течение

5"6 ч ддя обесцвечивания и сушки толуольного раствора диацетонакриламида от влаги. Осушенный и осветленный раствор отфильтровывают на нутч-фильтре от окиси алюминия, переносят в кристаллизатор и захолаживают до 05 С, При перемешивании вводят 4,834,69 кг (7,0-6,8 л) захоложенного петролейного эфира, Кристаллизацию проводят в течение 5-6 ч при 0-5 С.

Выпавшие кристаллы ДАА отфильтровывают на нутч-фильтре, промывают 1-2 л захоложенного петролейного эфира и отжимают, После сушки в вакуумном эксикаторе при 18-25 С получают 3,5 кг ДАА (40,53 на загруженный НАК). Продукт представляет собой белое кристаллическое вещество с температурой плавления 56 5 С, содержание основного вещества 97,83, содержание сульфата аммония 0,144.

Содержание основного вещества определяют методом потенциометрического титрования.

Содержание сульфата аммония определяют методом прямого титрования раствором гидроокиси натрия.

П р и и е р 2. В капельную воронку емкостью 10 л заливают 2,557 кг (3,2 л) акрилонитрила и 5,6 кг (6,02 л) диацетонового спирта. В реактор емкостью 50 л, снабженный ско23 6 и органический слои. Органический слой отделяют, добавляют к нему 0,6"

0,85 кг активированной окиси алюминия,выдерживают при комнатной температуре 5-6 ч для обесцвечивания и осушки толуольного раствора диацетонакриламидв от влаги. С".ущенный и ос" ветленнМй раствор отфиль1ровываЬт на нутч»фильтре от окиси алюминия, пе" реносят в кристаллизатор и эахоланй»вают до 0"5 С. При перемешивании вводят 4 83"4,69 кг (7,0-6,8 л) эахоложенного петролейного эфира. Кристаллизацию проводят 5-6 ч при С-5 С. Гыпав" о шие кристаллы ДДА отфильтровывают на нутч-фильтре, промывают 1-2 л захоложенного петролейного эфира и отжимают.

После сушки в вакуумном эксикаторе при 18-25 С получают 4,83 кг ДАИ (56,353 на загруженный HAK) . Продукт представляет собой белое кристаллическое вещество с температурой плавления. 56 7 С, содержание основного вещества 98,03, содержание сульфата аммония 0 у 1 23 р

П р и и е р ы 3-10. По примеру 2 синтезируют диацетонакриламид в условиях, приведенных,в таблице.

Примеры 3-8 проводят по примеру 2.

В них показана целесообразность выбо" ра предлагаемого предела температуры и времени смешения.

Примеры 9-10 показывают нецелесообразность выхода за пределы выбранных условий температуры и времени смешения реагентов.

По предлагаемому способу получения ДАА упрощается технологический процесс, сокращается время смешения реагентов с .концентрированной серной кислотой с 10 до 1,3-1,5 ч и температура смешения составляет 10-15 С.

При этом не наблюдается резкого повы. шения температуры, реакция протекает более равномерно в безопасных условиях работы.

Из данных таблицы также следует, что по предлагаемому способу увеличивается выход ДАА, при этом не ухудша» ется качество продукта. формула изобретения

Способ получения диацетонакриламида взаимодействием акрилонитрила с диацетоновым спиртом в присутст =ии концентрированной серной кислоты, включающий смешение акрилонитрила и

5 16515 ростной мешалкой, обратным холодиль" ником и капельной воронкой, заливают

11,7 кг (6, 5 л) концентрированной (95-963) серной кислоты. Кислоту в реакторе охлаждают до 10-11 С в тече- ние 1 ч. В эахоложенную серную кислоту при перемешивании в течение

1,5 ч вводят смесь акрилонитрила и диацетонового спирта с такой скорос- 10 тью, чтобы температура смеси в реакторе не превышала 10-11 С. По окончании введения реагентов полученную смесь перемешивают еще О, 5 ч при 1011 С, Затем температуру смеси в реак" 15 торе в течение 2 ч поднимают до 4045 С. При этой температуре продолжа" ют перемешивание реакционной смеси в течение 4-4,5 ч, после чего ее охлаждают до 15-20 С в течение 1 ч,. 20

Далее при этой же температуре для осаждения промежуточного соединения, 5,6-дигидро-б-гидрокси-4,4,6"триметил"2-винил-1,3(4Н)-оксазинсульфата (ТИВОС), из серной кислоты в реактор 25 иэ капельной воронки вводят 15,86 кг (19,73 л) метилэтилкетона в течение

1 ч. Смесь в реакторе охлаждают до

5-10 С и перемешивают при этой температуре еще 0,5 ч. 30

Полученную суспензию переносят в стеклянный реактор емкостью 50 л и ставят в холодильник на 6-7 ч при 510 С. Затем промежуточный продукт отфильтровывают на нутч"фильтре и про- 35 мывают на фильтре метилэтилкетоном. б

Количество метилэтилкетона, исполь-; зуемого для промывки, 41,54 кг (51,6 л), После сушки отмытых кристаллов на воздухе при комнатной температуре в течение 2-3 ч получают 8,12 кг ТМВОС (90,03 на загруженный НАК).

Промежуточный продукт переносят в реактор емкостью 50 л, куда из капельной воронки при перемешивании поочередно вводят 1,63-1,5 л дистил" лированной воды и 12,56»12,73 кг (14,5-14,7 л) толуола. Всю смесь перемешивают 10-15 мин при комнатной температуре, В полученную суспенэию при перемешивании вводят из капельной воронки 6,3 кг (7 л) 253-ного водного . аммиака при 20-22 С в течение 2 ч до рН 7-8, Затем полученную массу пере" мешивают еще 30 мин при той же температуре, Нейтрализованную смесь пе" реносят в стеклянный реактор с нижним спуском для разделения на водный

165I523

22 С до рН 7-8, выделением целевого продукта осаждением петролейным эфиром при 0-5 С и последующей его сушкой при 18 25 С, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью упрощения процесса и повышения выхода целевого продукта, смешение акрилонитрила и диацетонового спирта с концентрированной серной кислотой ведут при перемешивании в течение 1,3-1,5 ч и 1015 С, при этом серную кислоту предварительно охлаждают до 10-11 С, диацетонового спирта с предварительно охлажденной серной кислотой при молярном собтношении 1:1:2,35 с выделе-. нием промежуточного продукта 5,6-дигидро-б-гидрокси-4,4,6-триметил-2винил- 1 3(4Н) оксазинсульфата из реакционной смеси осаждением метилэтилкетоном с последующим охлаждением смеси до 5-10 С, фильтрованием проме- 10 жуточного продукта с последующим его растворением и нейтрализацией 253ным водным раствором аммиака при 20Усповия проведения способа получения диацетонакриламида

Молярное соотношение НАК:

:ДАС:серная кислота

Выход ДАА на загруженный НАК

Содержание основного

Примечание

Температура смешения, С

Время смеше" ния, ч

Пример мас. 3 вещества, Ф кг

97,8

40,5

10,0 0-5.

0-8

7-8

1:1:2,35

3,50

1 (прототип) 98,0

98,2

1,5 10-11 4,83 55,8

1,5 11-12 4,77 55 1

1:1:2,35

1:1-3,35

0-5

0-8

7-8

Составитель B.Ìÿêóøåâà

Редактор В.Иванова Техред М.Моргентал Корректор М.Максимишинец

Заказ 3090 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35 Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул, Гагарина, 101

1;1:2935

1: 1: 2135

l:1:2 35

1:1:2 35

1: I:2,35

1:1:2,35

1:1:2,35

1,5

l,4

1,3

1,3

1,5

lO 0

1,5

12-13

10-11

10-11

12-13

13 15

10-11

4,71

4,70

4,78

4,83

4,80

3,72

2,9

54„4

54,3

55,3

55,8

55,4

43 0

33,2

98,4

98,0

98,3

98,0

97,9

97 2

96,6

При смешении

HAK и ДАС с серной кислотой наблюдается рез" кое повышение температуры - трудность регулирования температуры

Смешение HAK и ДАС с серной кислотой не сопровождается повы" шением температуры, реакция проте" кает более равномерно, в безопасных условиях работы