Способ получения нитрометана

 

Описывается способ получения нитрометана из производных хлоруксусной кислоты, щелочного реагента и нитрата натрия в водной среде и повышенной температуре, отличающийся тем, что хлоруксусную кислоту применяют в свободном виде, а щелочной реагент берут в количестве, необходимом для обеспечения кислотности среды в пределах pH 6 - 8 (лучше 7,5), и процесс ведут в условиях постоянной отгонки образующегося нитрометана в виде азеотропа с водой. Технический результат - повышение выхода целевого продукта. 1 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к технологии органических соединений, а именно к разработке способа получения нитрометана, который широко используется как полупродукт в химической и фармацевтической промышленности.

Одним из старых и широко применяемых на практике методов получения нитрометана является взаимодействие хлоруксусной кислоты и нитрата натрия в водной среде и повышенной температуре. Этот метод получения нитрометана известен как метод Кольбе.

Процесс осуществляется следующим образом.

К водному раствору хлоруксусной кислоты добавляется щелочной агент /углекислый натрий, углекислый калий, аммиак и т.д./ до полной нейтрализации хлоруксусной кислоты. К полученной массе вводится водный раствор нитрита натрия, и смесь компонентов постепенно нагревается до начала отгонки нитрометана и выдерживается до прекращения отгонки нитрометана.

В ходе технологического процесса возникает щелочная среда, приводящая к снижению выхода нитрометана.

Недостатком описанного выше способа является низкий выход нитрометана, составляющий по наиболее достоверным источникам не более 40% от теории /Гареев Г. А, Свирская Л. Г, Химия нитрометана, Изд. Наука, Новосибирск, 1995/.

Те же недостатки характерны для процесса получения нитрометана /Патент African ZA, 8908681, 29.08.1990/, принятого в качестве прототипа. По прототипу процесс осуществляется путем перемешивания 50% водного раствора натриевой соли хлоруксусной кислоты с 50% водным раствором нитрита натрия. Выход продукта составляет 45% от теории при чистоте 99%.

Целью изобретения является повышение выхода нитрометана.

Поставленная цель достигается путем использования свободной хлоруксусной кислоты и ввода щелочного реагента в контролируемых количествах. Количество щелочного агента определяется необходимостью поддержания в массе pH в пределах 6-8, лучше 7,5.

При значениях pH ниже 6 происходит образование нитрозных газов, вызывающих деструкцию исходных и конечных продуктов.

При значениях pH выше 8, т.е. в щелочной среде, как было сказано выше, происходит разрушение нитрометана и осмоление реакционной массы.

Таким образом, использование свободной хлоруксусной кислоты взамен ее солей и поддержание оптимальной кислотности среды в технологическом процессе позволяет повысить выход нитрометана до 60-65% от теории.

Экспериментальная часть К раствору 20,7 г /0,3 моля/ нитрита натрия, 3,18 г /0,03 моля/ углекислого натрия в 25 мл воды при температуре 110-118^oС прикапывали раствор 18,9 г (0,2 моля) хлоруксусной кислоты в 28,4 мл воды. Величину pH в пределах 6-8 в отгоне нитрометана держали, управляя дозировкой раствора хлоруксусной кислоты.

Процесс смешения компонентов сопровождается отгонкой образующегося нитрометана в смеси с водой. После смешения исходных компонентов выдержку продолжали до достижения температуры в парах отгоняемой жидкости 99^oC.

Выход нитрометана 60-65% от теории /метод ГЖХ/.

Формула изобретения

1. Способ получения нитрометана из производных хлоруксусной кислоты, щелочного реагента и нитрита натрия в водной среде и повышенной температуре, отличающийся тем, что хлоруксусную кислоту применяют в свободном виде, а щелочного реагента берут в количествах, необходимых для обеспечения кислотности среды в пределах pH 6 - 8 (лучше 7,5), и процесс ведут в условиях постоянной отгонки образующегося нитрометана в виде азеотропа с водой.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что отделение нитрометана от воды осуществляется путем азеотропной сушки, а отделение от других примесей - путем ректификации на перегонной установке.