Способ получения монофторфосфатов щелочноземельных металлов

 

ОПИСЛНИИ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕИЬСТВУ

Союз Советскик

Соцналистичесннк республик (F11 85487? (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 11. 11. 79 (21) 2837622/23-26 с присоединением заявки М (5l)M. Кл.

С 01 В 25/26

Ввударвтвввай квмитет

СССР ав авлвм взебрвтвннй н вткрмтв11 (23 } Приоритет

Опубликовано 15.08.81 Бюллетень Эй 30 (53) УДК661.635 (088.8) Дата Опубликования описания 25.08.81

С.П.Мартынчик, М.И.Кузьменков, В.В.Печковский и Е.Н.Мандрукевич (72) Авторы изобретения

Белорусский технологический институт им. IL,М.Кирова (7l) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МОНОФТОРФОСФАТОВ

ЩЕЛОЧНОЗЕМЕЛЬНЬЕ МЕТАЛЛОВ

Изобретение относится к способам получения -монофторфосфатов щелочнозе- мельных металлов, используемых в качестве шихтных компонентов при производстве оптических стекол и в зубоврачебной технике в качестве противокариозных компонентов в различных средствах профилактики зубов.

Известен способ получения монофторфосфатов щелочных и щелочноземельных металлов путем термического разложения смеси кислых фосфатов соответствующих металлов и фторида или бифторида аммония (1 ), Недостатком этого способа является необходимость осуществления

t5 прокалки смеси, приводящей к образованию спека. Это вызывает необходимость в трудоемкой операции по его нзмельчению и помолу, что в свою

20 очередь неизбежно приводит к загрязнению продукта аппаратурными примесями, что является совершенно недопустимым в связи с использованием монофторфосфатов в качестве шихтных компонентов в оптическом стекловарении.

Известен также способ получения монофторфосфатов щелочноземельных металлов, заключающийся в осуществлении обменной реакции между растворами соли щелочноземельного металла, например хлористого кальция, и раствором монофторфосфата.натрия, взятых в стехиометрических соотношениях. Осаждение осуществляют ступенчато при добавлении сначала раствора хлорида кальция в количестве 15Х от общего объема в растворе монофторфосфата натрия. Плохо растворимую аморфную фазу, образующуюся сразу, отделяют фильтрацией. Добавление остатка хлорида кальция в фильтрат позволяет получить кристаллический монофторфосфат кальция. Соль промывают несколько раз декантацией в минимальном количестве дистиллированной

I I воды до -отсутствия ионов CK в промыв сбль: монофторфосфат натрия в соотношении 1;1.05т1,10. При более низком избытке йа,РОэF, чем 5Х от сте.,киометрии наблюдается более низкий выход продукта. Избыток Na PO F !ОХ от стехиометрии обеспечивает высокий выход продукта, а повышение избытка свыше 10Х ведет к расходу Йа РО F, не повышая существенно выход продукта, 1ð Проведение процесса осаждения монофторфосфата щелочноземельного ме0 талла при 0-5 С обеспечивает протекание реакции без гидролиза, понижение температуры ниже О С нецелео сообразно ввиду трудности ведения реакции, при проведении реакции при температуре выше 5 С снижается чистота продукта.

Предлагаемый способ позволяет р увеличить выход продукта до 99,5- .99,9Х повысить его чистоту (содер4 жанне основного вещества 99, 5-99,8Х и упростить процесс за счет исключения стадии вакуумной сушки.

Пример 1. Берут 50 мл 1И раствора кальция азотнокислого (что соответствует 23,6 г Са {ЙО ) 4Н20), о охлажденного до 5 С и 52,5 мл 2М, охлажденного до 5 С раствора натрия о монофторфосфорнокнслого, что соответствует 15,12 г Na P0 F, т.е. в

5Х-ном избытке к стехиометрическому отношению. Реакцию обмена проводят при 5 С. В качестве высаливателя о используют 199,9 мл ацетона, что в 1,95 раза больше объема исходного раствбра, что соответствует соотношению 1:1 95. В результате обменной реакции выпадают в осадок кристаллы гидрата монофторфосфата СаРО,-F 2H 0, которые промывают в минимальном количестве воды и ацетона и сушат на воздухе. Выход готового продукта 17,26 г, т.е. 99,2Х от теоретического количества.

П р и и е р 2. Берут 50 мл охлажденного до 3 С 2И раствора кальция

«зотнокислого, что соответствует

23,Ф г Са (КОЗ) Н О, и постепенно приливают к 54 мл 2М охлажденному до 3 С раствору монофторфосфата натрия, что соответствует 15,55 г

ЯааРОЗГУ т е ИааРОЗР берут в 8Х-ном избытке к стехиометрии. Температуру проведения реакции поддерживают равной 30С. Растворенный в воде монофторфосфат кальция высаливают 215,25мл ацетона, т.е. взятого в соотношении

3 854877 . ной воде и затем сушат в вакуумэксикаторе над безводным хлоридом кальция. При этом выход продукта 90Х Е22.

Однако может быть получен и более высокий выход (96,2X) при высаливании осадка спиртом, но при этом чистота конечного продукта (содержание основного компонента) 75Х (3).

Недостатком этого способа. является сравнительно невысокий выход целевого продукта, вследствие ис- пользования низких концентраций исходных веществ, низкое качество целевого продукта вследствие проведения процесса при комнатной температуре, что приводит к гидролизу монофтор фосфата натрия.

Цель изобретения — увеличение выхода продукта, повышение его чистоты и упрощение процесса.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения монофтррфосфатов щелочноземельных металлов, заключающемуся во взаимодействии в водной среде при О-5 С монофторфосфата щелочного металла, взя. того с избытком 5-10Х к стехиометрии, и растворимой соли щелочноземельного металла с последующим осаждени- 30 ем в среде органического высаливателя, в качестве которого используют ацетон, который берут в соотношении

1:l,95-2,05 по отношению к объему растворов исходных веществ, с дальнейшей промывкой и сушкой полученного продукта.

Для оптимального проведения процесса выбирают высаливатель — ацетон, как наиболее эффективный, при использовании которого наблюдается максимальный выход продукта (98-99Х).

-Применение в качестве высаливателей таких органических соединений, как спирт, изопропанол, .диметилфор- 4s малид дает выход 90-97Х. Для оптимального проведения реакции осаждения монофторфосфата берут ацетон в соотношении 1:1,95-2,05 к общему объему растворов исходных смесей.

Расход ацетона, взятого в, соотношении менее, чем 1:1,95, не обеспечивает полноты высаливания продукта, а соотношение ацетона к объему исходного раствора более чем 1:2,05 не приводит к существенному увеличению выхода целевого продукта. Для оптимального проведения процесса берут исходные реагенты — азотнокислая

854877

Формула изобретения

Составитель В.Кириленко

Редактор М.Дылын ТехредН.Ковалева Корректор А. Гриценко

Заказ 6796/30 Тираж 505 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

1:2,05. В осадок выпадают кристаллы

CaP0+F- 2Н О, которые тщательно промывают в минимальном количестве дистиллированной воды и ацетоне и сушат на воздухе. Ацетон быстро улетучивается. Выход осадка СаРО Р"

Э

42Н О 17,31 г, т.е. 99,5% от теоретического количества.

Пример 3. Аналогично примерам 1 и 2, только Иа РО Е берут в 10%-ном избытке, а реакцию ведут при 0 С. Высаливатель — ацетон бео рут в количестве 210 мл, т,е. в соотношении 1:2. Выход продукта

17,38 г, 99,9Х от теоретического со- 1 держания. Из примеров видно, что применение исходных растворов с избытком монофторфосфата натрия 510Х и высаливателя — ацетона в количестве 195-205% по отношению к ис- 20 ходному объему способствует повышению выхода продукта за счет более высокого содержания целевого соединения, а проведение реакции при пониженных температурах препятствует протеканию гидролиза, что способствует получению чистого монофторфосфата.

1. Способ получения монофторфосфатов щелочноземельных металлов путем взаимодействия в водной среде монофторфосфата щелочного металла и растворимой соли щелочноземельного металла с последующим осаждени« ем в среде органического высаливателя,.промывкой и сушкой полученного продукта, о т л и ч а ю щ и Йс я тем, что, с целью увеличения выхода продукта, повышения его чистоты и упрощения процесса, монофторфосфат щелочного металла берут с избытком 5-10% к стехиометрии, а в качестве органического высаливателя используют ацетон.и процесс о ведут при температуре 0-5 С.

2. Способ по и. 1, о т л и ч аю шийся тем, что ацетон берут в соотношении 1:1,95-2,05 по отношению к объему растворов исходных веществ.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

Кузьменков И.И., Печковский В.В.

Мартынчик С.П. Способ получения монофторфосфатов щелочных и щелочноземельных металлов.

2. Авторское свидетельство СССР

У 512171, кл. С 01 В 25/26, 1976.

3. J .Amer. Chem.. Soc. 1956, 78, У 7, с. 4262-4363 (прототип).