Способ получения фторида тетраоктиламмония

 

Сущность изобретения: продукт - фторид тетраоктиламмония, выход 90%. Реагент 1: ~ 0.1 0,1 м раствор бромида тетраоктиламмония в хлористом метилене. Реагент 2: 30 - 35%-ный водный раствор бифторида аммония. Условия реакции: обработка с последующей промывкой органической фазы водным 10 - 12% -ным раствором аммиака, содержащим 15 - 25% фторида аммония.

Изобретение относится к получению четвертичных аммониевых солей (ЧАС), а именно к способам получения фторида тетраоктиламмония (ТОА), который может применяться в качестве экстрагента анионного типа, титранта различных анионов, катализатора в органическом синтезе.

В литературе (1) описан метод получения фторида ТОА, который может служить прототипом заявляемого решения. Сущность его заключается в двукратной обработке сухим фтористым калием раствора бромида ТОА в метаноле с фильтрацией после каждой обработки, затем фильтрат упаривают на 50% и отфильтровывают. Процесс выпаривания проводят трижды, проводя промежуточные фильтрации. К полученному продукту приливают толуол, раствор фильтруют и фильтрат трижды экстрагируют водой. В результате получается водный раствор ЧАС с концентрацией 0,026 М.

Недостатком данного метода является низкий выход целевого продукта (менее 50%), длительность процесса получения фторида ТОА, а также невозможность получения целевого продукта в концентрированном виде и незагрязненного органическими растворителями (метанолом), что является недостатком, проявляющимся при использовании фторида ТОА в качестве титранта различных анионов с индикацией точки эквивалентности пленочным ионоселективным электродом.

Целью изобретения является повышение выхода целевого продукта и упрощение процесса получения фторида ТОА из бромида ЧАС путем применения анионообменной экстракции.

Поставленная цель достигается тем, что раствор бромида ТОА (до 0,1 М) в хлористом метилене обрабатывают 30-35%-ным водным раствором бифторида аммония с последующей промывкой органической фазы 10-12%-ным водным раствором аммиака, содержащим 15-25% фтористого аммония. Затем отгоняют растворитель под вакуумом при температуре не выше 35^оС. При этом получают водный концентрат фторида ТОА с содержанием основного вещества до 70%. Выход целевого продукта составляет не менее 90%.

Сравнительный анализ заявляемого решения с прототипом позволяет сделать вывод о том, что заявляемый способ получения фторида ТОА отличается от известного использованием в качестве фторсодержащего неорганического соединения бифторида аммония с последующей промывкой органической фазы водным раствором аммиака, содержащим фторид аммония. Таким образом, заявляемое техническое решение соответствует критерию "новизна".

В литературе отсутствуют сведения об использовании бифторида аммония для получения фторида ЧАС. Применение его обеспечивает высокий выход целевого продукта. На основании изложенного можно сделать вывод о соответствии заявляемого решения критерию "существенные отличия".

Верхняя граница концентрации исходного бромида ТОА обусловлена тем, что при увеличении концентрации его выше 0,1 М резко увеличивается число экстракционных обработок, что значительно увеличивает время получения фторида ТОА и, как следствие, снижает эффективность процесса. Нижний уровень концентрации исходного бромида ТОА не лимитирован, но при этом для получения одного и того же количества целевого продукта необходимо затратить значительно большие количества органического растворителя.

Использование концентрированного раствора бифторида аммония (30-35%) обусловлено тем, что применение менее концентрированного раствора приводит к увеличению числа экстракционных обработок.

Применение раствора аммиака с концентрацией менее 10-12% снижает выход конечного продукта, а при использовании более концентрированного раствора возможно образование побочных примесей.

Концентрация фтористого аммония 15-25% обусловлена тем, что применение более разбавленных растворов ведет к уменьшению выхода целевого продукта, а использование более концентрированных растворов нецелесообразно.

П р и м е р 1. 100 мл раствора бромида ТОА в хлористом метилене с концентрацией 0,11 М обработали 4 раза 30%-ным водным раствором бифторида аммония. Затем органическую фазу промыли 10%-ным водным раствором аммиака, содержащим 15% фтористого аммония, отогнали растворитель под вакуумом при температуре не выше 35^оС. Получили концентрат ЧАС. Анализ на содержание основного продукта был выполнен по катиону ТОА (66,5%) и по фторид-иону (64,8% ). Содержание бромида ТОА - 1,9%. Остальное - вода. Выход целевого продукта составил 90,6%.

П р и м е р 2. 1000 мл раствора бромида ТОА в хлористом метилене с концентрацией 0,103 М обработали 4 раза 35%-ным водным раствором бифторида аммония. Концентрация ионов бромида в органической фазе стала 5,25х10^-4 М. Обработали органическую фазу 12%-ным водным раствором аммиака, содержащим 25% фтористого аммония, отогнали растворитель под вакуумом, получили водный концентрат фторида ТОА. Анализ на содержание основного продукта был выполнен по катиону ТОА (69,9%) и по фторид-иону (69,7%). Содержание бромида ТОА - 0,35%. Остальное - вода. Выход целевого продукта - 91,1%.

Содержание основного вещества по фторид-иону определено титрованием водного раствора фторида ТОА раствором азотнокислого калия с индикацией точки эквивалентности пленочным нитрат-селективным электродом. Точность определения составила +1,5%. Содержание основного вещества по катиону ТОА определено по экстракционно-спектрофотометрической методике с пикратом натрия. Точность определения - +5%. Содержание бромид-ионов определено аргентометрически. Точность определения - +1%.

Таким образом, заявляемый способ позволяет увеличить выход целевого продукта до 90%, характеризуется при этом простотой и экспрессностью.

Формула изобретения

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФТОРИДА ТЕТРАОКТИЛАММОНИЯ путем обработки раствора бромида тетраоктиламмония неорганическим фторсодержащим соединением с последующим выделением целевого продукта, отличающийся тем, что, с целью повышения выхода конечного продукта и упрощения процесса, в качестве неорганического фторсодержащего соединения используют бифторид аммония, 30 - 35%-ным водным раствором которого обрабатывают раствор бромида тетраоктиламмония в хлористом метилене с последующей промывкой органической фазы водным 10 - 12%-ным раствором аммиака, содержащим 15 - 25% фторида аммония.