Способ получения 4-аминобензамида

 

Изобретение относится к способу получения 4-аминобензамида, являющегося полупродуктом в производстве светопрочных и термостойких пигментов. Предлагается получать 4-аминобензамид путем электрохимического восстановления 4-нитробензамида в присутствии гептаэтиленгликолевого эфира 2-нафтолсульфоновой кислоты при плотности тока 510 А/дм² и температура 50-60^oC с последующим выделением целевого продукта высаливанием. Предложенный способ обеспечивает выход продукта по веществу 89-92% и выход по току 60-66,4%.

Предлагаемое изобретение касается способа получения 4-аминобензамида, являющегося полупродуктом для производства светопрочных и термостойких пигментов.

Известен и нашел применение в промышленности способ получения 4-аминобенхамида путем восстановления 4-нитробензамида железной стружкой при температуре 98-100^oC в присутствии электролита соляной кислоты, с последующим выделением продукта из раствора высаливанием хлористым натрием, создав его концентрацию в растворе 2% [1] В этих условиях получают 4-аминобензамид с выходом 90-91% и содержанием основного вещества в высушенном до постоянного веса продукте 97% Температура плавления полученного 4-минобензамида 178-183^oC.

Недостатками описанного способа являются: большое количество твердых неутилизируемых отходов в виде железного шлама, трудоемкая фильтрация от твердых отходов, необходимость подготовки железной стружки для восстановления.

Задачей предлагаемого изобретения является разработка способа получения 4-аминобензамида, позволяющего упростить технологию.

Для решения этой задачи предложен способ, в котором восстановление 4-нитробензамида осуществляют электрохимически в присутствии гептаэтиленгликолевого эфира-2-нафтол-сульфоновой кислоты при плотности тока 5 10 А/дм² и температуре 50-60^oC.

Дальнейшее повышение плотности тока нецелесообразно, так как это приводит к снижению выхода по току и, следовательно, к увеличению расхода электроэнергии. Так, с возрастанием плотности тока до 12 А/дм² выход по току снижается до 52% При плотностях тока менее 5 А/дм² снижается производительность электролизера.

Температура, при которой проводят электросинтез 4-аминобензамида, с одной стороны, ограничивается термической устойчивостью катионообменной мембраны, а с другой стороны, растворимостью исходного нитросоединения.

Электрохимическое восстановление производных нитробензола проводят в кислой среде на катодах с высоким перенапряжением выделения водорода (свинец, ртуть, кадмий, амальгамированная медь) как в водной среде, так и в присутствии растворителя [2,3] Однако получение 4-аминобензамида электрохимическим путем не описано. Кроме того, невозможно было предсказать, как будет протекать процесс восстановления в присутствии гептаэтиленгликолевого эфира 2-нафтолсульфоновой кислоты.

Процесс электрохимического восстановления 4-нитробензамида проводят в мембранном электролизере при плотности тока 5 10 А/дм² и температуре 50-60^oC в водной среде. При осуществлении электросинтеза в реакционную массу добавляют гептаэтиленгликолевый эфир 2-нафтосульфоновой кислоты. Выделение продукта проводят высаливанием хлористым натрием при температуре 10-15^oC. по предлагаемому способу получают продукт с суммарным выходом по веществу 89-92% и по току 60-66,4% Нижеследующие примеры иллюстрируют предлагаемое изобретение.

Пример 1. В мембранный электролизер загружают: в катодное пространство - 60 мл дистиллированной воды, 3 г хлористого аммония, 0,11 г гептаэтиленгликолевого эфира 2-нафтосульфоновой кислоты (ТУ 5-14-19-404-81) и 9 г пасты 4-нитробензамида с содержанием основного вещества 80,6% в анодное пространство 20 мл 10%-ного раствора серной кислоты. В качестве катодного материала используют нержавеющую сталь марки Х18Р10Т, а анодного свинец.

Католит перемешивают магнитной мешалкой, нагревают до температуре 60^oC и пропускают ток плотностью 10 А/дм².

Восстановление проводят в течение 130 мин до полной конверсии исходного нитросоединения. После электролиза в полученный аминораствор добавляют 0,22 г сульфата натрия и выгружают его из электролизера в термостатируемый аппарат с рубашкой и мешалкой, где нагревают до температуры не более 90^oC. В раствор при перемешивании постепенно загружают поваренную соль в количестве 14 г, что составляет 20% от объема аминораствора, и затем реакционную массу охлаждают до температуры 10-15^oC. Образующийся осадок 4-аминобензамида отфильтровывают и сушат до постоянного веса при температуре 80^oC. После сушки получают 5,39 г продукта с содержанием основного вещества 98,1% что соответствует выходу по веществу 89% считая на загруженный 4-нитробензамид, а выход по току 60% Температура плавления выделенного продукта составляет 179,9^oC (лит. t_пл. 178-183^oC).

Пример 2. Процесс восстановления и выделения образующегося 4-аминобензамида проводят аналогично примеру 1, но при плотности тока 5 А/дм² и температуре 50^oC. При этом получают 5,52 г продукта с содержанием основного вещества 98,8% что составляет выход по веществу 92% а выход по току 66,4% Температура плавления выделенного продукта составляет 180,0^oC.

Пример 3. Процесс восстановления и выделения образующегося 4-аминобензамида проводят аналогично примеру 1, но без гептаэтиленгликолевого эфира-2-нафтолсульфоновой кислоты. При этом получают 4,53 г продукта с содержанием основного вещества 92,7% что соответствует выходу по веществу 77% а выход по оку 49,4% Температура плавления выделенного продукта 177^oC.

Пример 4. Процесс восстановления и выделения образующегося 4-аминобензамида проводят аналогично примеру 1, но при плотности тока 8,5 А/дм². При этом получают 5,4 г продукта с содержанием основного вещества 99,0% что соответствует выходу по веществу 90,0% а выход по току 62% Температура плавления выделенного продукта 180,5^oC.

Пример 5. Процесс восстановления образующегося 4-аминобензамида проводят аналогично примеру 1 при добавлении в католит 0,2 г гептаэтиленгликолевого эфира-2-нафтолсульфоновой кислоты. При этом получают 5,40г продукта с содержанием основного вещества 98,5% что соответствует выходу по веществу 89,7% считая на загруженный 4-нитробензамид, а выход по току 61,2% Температура плавления выделенного продукта составляет 180^oC.

Таким образом, предложенный электрохимический способ получения 4-аминобензамида позволяет упростить технологию за счет исключения операций подготовки железной стружки и фильтрации железного шлама, а также сделать процесс экологически чистым благодаря исключению твердых неутилизируемых отходов.

Формула изобретения

Способ получения 4-аминобензамида восстановлением 4-нитробензамида в водной среде с последующим выделением продукта из раствора высаливанием, отличающийся тем, что восстановление 4-нитробензамида осуществляют электрохимически в присутствии гептаэтиленгликолевого эфира-2-нафтол-сульфоновой кислоты при плотности тока 5 10 А/дм² и температуре 50 60^oС.