Способ получения 4,4-азобензолдикарбоновой кислоты

 

O П е1 С А т й5701

ИЗОБРЕТЕН

Союз Соввтсккз

Соцмалмстимескмх

Распублмк

К АВТОРСКОМУ СВИДЙТИЛ (6l) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено03.11.76 (21) 2416

1} М. Кл. с присоединением заявки № г (23) ПриоритетС 07 С 107/04

Гвсударствееем аенвтет

СССР ае делам взебретееее в еткрытей

Опубликовано 05.04.79бю å

Дата опубликования описани

) УЙК 547.233. .07 (088.8) Е. П. Ковсман, Г; H. Фрейдлин, Б. Г. Солдатов и Г. В. Модах (72) Авторы изобретения

Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт мономеров (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ 4,4 -АЗОБЕНЗОЛДИКАРБОНОВОЙ

КИСЛОТЫ

Изобретение относится к усовершен-. ствованному способу получения 4,4I азобензолдикарбоновой, кислоты, используемой для синтеза полимерных материалов.

Известно несколько способов полу- 5 чения 4,4 -азобеизолдикарбоновой кислоты электровосстановлением соли и-нитробензойной кислоты.

Так, например, известен способ. получения 4,4 - азобенэолдикарбоновой кислоты, заключаюшийся в том, что провоцят электровосстановление соли и-ни- . тробенэойной кислоты в щелочном растворе в электролиэерах с диафрагмой с последуюшим окислением образуюшейся со:ли 4,4 -. гидраэобензолцикарбоновой кисI лоты, в соль 4,4 — азобензолцикарбоновой кислоты и выделением целевого продукта известными приемами.

Электровосстановление проводят при постоянной плотности тока на катодах иэ нержавеюшей стали с осажденной на них свинцовой губкой, которая обраэуется в результате разряда на поверхности катода предварительно вносимых в исходный католит ионов двухвалентного свинца (1).

По другому способу электровосстановление соли и-нитробензойной кислоты проводят в катодах из пористых мбгаллов, так же как и в первом случаепри постоянной плотности тока, равной

20 а/цм (2).

Однако несмотря на высокий выход целевого продукта (95-97Ъ) оба эти способа имеют сушественные недостатки: использование в качестве дополнительного сырья соединений двухвалентного свинца загрязнение. целевого продукта и сточных вод ионами свинца> что требует их дополнительной очистки; дополнительный расход электроэнергии на осаждение свинцовой губки и въшеление водорода; дефицит пористых металлов, их низкая механическая прочность и падение активности катоцов в хоце электролиза.

65570 1

Все это значительно усложняет указанные способы получения 4,4 - азобенэол- цикарбон ов ой кисл рты.

Известно электровосстановление соли и-нитробензойной кислоты в электролизере с диафрагмой с применением щелочного католнта и анолита из раствора минеральной кислоты при постоянной плотности тока 10-40 а/цм2 на катонах из гладких металлов без добавления ионов свинца в раствор.

При этом образуется смесь азо- и азоксицикарбоновых кислот с суммарным выходом 85-90% (3).

13

Расход электроэнергии м335 А-ч на 1 кг п-нитробензойной кислоты, причем расхоц электроэнергии на побочную реакцию— выцеление водорода - составляет около .

16%.

При проведении электролиза при постоянной плотности тока потенциал алектрода в течение синтеза смещается в отрицательную область до такой степени, что начинает протекать конкурирующая реакция — выделение воцороца, а восстановление 44 — азоксибенз олцикарбоноI вой кислоты цо 4,4 — аэобензолцикарI боновой кислоты замедляется..

Это приводит к загрязнению целевого продукта смесью азо- и азоксикислот и к дополнительному расходу электроэнергии на выделение водорода.

Недостатком атого способа является высокий расход электроэнергии и невоз35

/ можность получения индивидуальной азобензолцикарбоновой кислоты.

Целью изобретения является умень-, шение расхода электроэнергии и повыше

40 ние селективности процесса. Поставлен, ная цель достигается за счет того, что алектролиз ведут с постепенным снижением плотности тока со скоростью 1,7-6,7

A/äì . ч.

Предлагаемый способ получения 4,4 —, аэобензолцикарбоновой кислоты заключается втом, чтовкатоцном пространстве электролизера с диафрагмой из катионообменного материала, снабженного катодом из гладкого металла, проводят алектровосстановление соли п-нитробензойной кислоты в щелочном растворе. Электролиэ начинают при плотности тока 1040 Аlцм и процесс ведут с постоян2 ным снижением плотности тока со скоростью 1,7-6,7 А/цм .. ч.

Проведение электролиза при постепенном снижении плотности тока позволяет восстановить соль и-нитробензойной кислоты и все промежуточные продукты цо 4,4 — гицраэобензолцикарбо/ новой кислоты. После окисления последней известными приемами и выделения целевого; процукта получают практически 100%-ную 4,4 — азобензолдикарбоновую кислоту с выхоцом 97-98%.

Пример 1. В катоцное пространство электролизера, разделенного катионообменной диафрагмой МК-40л, снабженного катодом из гладкой стали

Х18Н10Т. заливают 450 мл 2%-ного воцного раствора едкого натра соцержащего 10,7 r п-нитробензойной кислоты.

В аноцное пространство, снабженное платиновым или свинцовым анодом, заливают 15%-ный раствор серной кислоты. Электролиз начинают при плотности тока 25 Аlдм н процесс ведут с посте2. пенным снижением плотности тока со скоростью 4, 0-4,2 А /цм " ч цо пол2 ного восстановлении р-нитробензойной кислоты в течение 5,5 ч. После окончания электролиза образовавшуюся соль 4,41 гицразобензолцикарбоновой кислоты окис/

1 ляют воздухом в соль 4,4 — .азобензолци- карбоновой кислоты, которую переводят в целевой продукт поцкислением минеральной кислотой с последующей фильтрацией и сушкой. Выход 97,5% при 190%ной чистоте.

В примерах 2 и 3 проводят опыт, как в примере 1.

Пример 2, Начинают электролиэ при плотности тока 4.0 А/цм и процесс ведут с постоянным снижением плотности тока со< скоростью 6,5-6,7 A/öì . в течение 4,5 ч. Выход 4,4- -азобейэол-: цикарбоновой кислоты 96,8%..

Пример 3. Начинают электролиз при плотности тока 15 А/цм и процесс ведут с постоянным снижением плотности тока со скоростью 1,6-1,8 А/дм -; ч в течение 8,5 ч. Выход 4,4 -азоб "нзойдикаобоновой кислоты 97,0%.

Формула изобретения

Способ получения 4,4 -азобензол-<

/ цикарбоновой кислоты электрохимическим восстановлением п-нитробензойной кисло-. ты в электролизере с диафрагмой из катионообменного материала, при плот» ности тока 10-40 Aläì, с примене-.

655701 6 нием в качестве анолита.раствора ми- Источники информации, принятые во неральной кислоты, à в качестве католи- внимание при экспертизе та — водного раствора шелочи, на твердых 1. Авторское свидетельство СССР. катодах, споследуюшим окислением4,4 - No 415969, кл. С 07 С 107/04, «гидразобензолдикарбоновой кислоты и S 05. 10.76. выделением целевого продукта извесь- 2.. Заявка l4 2163915/04, ными приемами, о т л и ч а ю ш и й» кл. С 07 С 107/04, 1975, по котос я тем, что, с целью уменьшения рас- рой вынесено решение о выдаче авторхода электроэнергии и повышения селек- ского свидетельства. тивности процесса, последний ведут c no- tO 3. Авторское свидетельство СССР степенным снижением плотности тока со М 384330, кл. С 07 С 105/00

2. скоростью 1,7-6,7 А/дм ч. 05.07.71.

Составитель С. Плужков

Редактор Т. Шарганова Техред О. Андрейко Корректор А. Кравченко

Заказ 1453/19 Тираж 512 Подписное

UHHHHH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж35, Раушская наб д. 4/5

Филиал ППП Патент r. Ужгород, ул, Проектная, 4