Способ получения фталимидов щелочных металлов

 

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФТАЛИМИДОВ ЩЕЛОЧНЫХ МЕТАЛЛОВ с использованием суспензии фталимида и гидрата окиси щелочного металла в органическом растворителе при нагревании, отличающийся тем, что, с целью повышения.выхода целевого продукта , суспензию фталимида подвергают взаимодействию со смесью бутилата щелочного металла и гидрата окиси щелочного металла при их мольном соотношении 0,5:0,5-0,99:0,01 при температуре 70-110 С.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

PECrlYS JlHH (l 9) (11) 4(51) С 07 D 209/48

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 2804903/23-04 (22) 31.07.79 (46) 15.06.85. Бюл. Р 22 (72) В.В. Конов, Б.Н. Горбунов, Е.С. Макарова, И.В. Балакирева, P Â. Глотова, М.Б. Локтюшкина и К.В. Полякова (53) 547.584.07(088.8) (56) 1. Вейганд-Хильгетаг. Методы эксперимента в органической химии.

М., "Химия", 1969, с. 415.

2. Патент Великобритании

N- 1420523, кл. С 2 С, опубл. 1976 (прототип). (54)(57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФТАЛИМИДОВ

ЩЕЛОЧНЫХ МЕТАЛЛОВ с использованием суспензии фталимида и гидрата окиси щелочного металла в органическом растворителе при нагревании, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения, выхода целевого продукта, суспензию фталимида подвергают взаимодействию со смесью бутилата щелочного металла и гидрата оки.си щелочного металла при их мольном соотношении 0,5:0,5-0,99:0,01 при температуре 70-110 С.

875794

Изобретение относится к усовершенствованному способу получения фталимидов щелочных металлов,, которые являются промежуточными продуктами при синтезе производных фталимида, используемых в качестве замедлителей подвулканизации каучуков.

Известен способ получения фталимида калия взаимодействием этанольного .раствора гидрата окиси калия и 10 фталимида. При этом после смешения реагентов реакционную массу в течение 10-15 мин охлаждают и отфильтровывают полученный продукт. Выход 90Х (1 . 1$

Недостаток этого способа заключается в том, что растворимость фталимида в этаноле не превышает

5Х и для проведения синтеза требуется очень большое количество этилово- щ

ro спирта. Кроме того, вода, вуделяющаяся в процессе реакции фталимида с гидратом окиси калия, вызывает гидролиз целевого продукта. Для предотврашения этого требуется быст- д рое охлажцение реакционной массы, что трудно осуществить в производстве при работе с большими объемами.

Наиболее близким к описываемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ получения фталимидов щелочных металлов взаимодействием суспензии тонкоизмельченного фталимида в обезвоженных алифатических спиртах, содержащих в молекуле от 1 до 4 атомов углерода, с гидратом окиси щелочного металла в виде. раствора в тех же спиртах (2) . Процесс проводят при температуре до 60 С в течение 1-6 часов. Выход продукта 85Х.

Недостатками этого способа являютСя низкий выход фталимидов щелочных металлов.

Целью изобретения является увеличение выхода целевого продукта.

Поставленная цель достигается описываемым способом получения фталимидов щелочных металлов, отличитель- 50 ными признаками которого является то, что суспензию фталимида в органическом растворителе подвергают взаимодействию.со смесью бутилата щелочного металла и гидрата окиси 55 щелочного металла при их мольном соотношении 0,5:0,5-0,99:0,01 при температуре 70-110 С.

Синтез осуществляют за время не более 20 мин после полного смешения реагентов. По окончании реакции полученную суспензию охлаждают, готовый продукт отфильтровывают и сушат.

Выход 97-99Х, содержание основного вещества 95-100Х.

Для приготовления суспензии фталимида в качестве органического растворителя используют бутанол, хлорбензол, бензол, уайт-спирит, а для приготовления смеси бутилата и гидрата окиси щелочного металла - бутанол или его смесь с перечисленными. растворителями.

В случаях, когда фталимид щелочного металла используют в виде суспензии в растворителях, не содержащих спиртов, после завершения реакции бутанол отгоняют из суспензии в виде азеотропа с используемым растворителем при атмосферном давлении или под вакуумом в зависимости от температуры кипения используемого растворителя. Отогнанную смесь бутанола с растворителем используют неограниченное число раз на стадии получения раствора смеси бутилата щелочного металла и гидрата окиси того же металла.

Целесообразность использования смеси бутанола с другими растворителями обусловлена тем, что при использовании таких смесей ускоряется процесс получения раствора смеси бутилата и гидрата окиси щелочного металла. Эта объясняется тем, что при азеотропной отгонке воды из реактора, снабженного обратным холодильником с насадкой типа Дина

Старка, верхний органический слой непрерывно возвращается в реактор.

Если в этом слое растворяется вода, то процесс идет медленно. Растворимость воды в бутаноле в зависимости от температуры может достигать ЗОХ и более, а органический растворитель, который отгоняется и конденсируется вместе с бутанолом, существенно понижает ее растворимость в органическом слое, и процесс, та ким образом, ускоряется.

При получении смеси бутилата и гидрата окиси щелочного металла одновременно происходит обезвоживание бутанола путем азеотропной отгонки воды, содержащейся в исходных реагентах и выделяющейся в ходе реак875794

20 ции между бутанолом и гидратом окиси щелочного металла.

При наличии в исходной смеси бутилата и гидрата окиси щелочного металла более 50Х свободного гидрата окиси снижается содержание основного вещества в целевом продукте, что обусловлено образованием побочного продукта — соли фталаминовой кислоты (см. пример 10).

Пример 1. В четырехгорлую колбу вместимостью 250 мл, снабженную мешалкой, термометром, капельной воронкой и обратным холодильником, загружают 75 мл бутанола !

5 и 22, 1 г (О, 15 г-моля) фталимида.

Суспензию нагревают до 70-75 и в течение 60-70 мин при данной температуре дозируют смесь 8,ф г (0,075 г-моля) бутилата калия и

4,2 r (0,075 r моля) гидрата окиси калия, растворенных в 4 1 г бутанола.

Суспензию размешивают 10 мин, охлаждают, фильтруют и высушивают. Выход фталимида калия — 27,5 r (99X, считая на фталимид). Содержание основного вещества,95Х.

Продукт представляет собой крис= таллический порошок белого цвета.

Пример 2 ° Синтез проводят в условиях примера 1 с тем отличием, что в суспензию дозируют смесь 16,6 r (0,0148 г-моля) бутилата калия и

О, 11 г (0,002 г-мол) гидрата окиси калия, растворенных в 41 г бутанола.

Выход фталимида калия 27,5 г (99X, считая на фталимид). Содержание основного вещества 98Х. Продукт— белый кристаллический порошок.

П р. и м е р 3. Синтез проводят в условиях примера 1 с тем отличием, что в суспензию дозируют смесь

16,7 r (О, 149 г-моля) бутилата калия и 0,9 г (0,016 г-моля) гидрата 4 окиси калия, растворенных в 44 г бутанола;

Получают 27,5 г фталимида калия (99X от теоретического, считая на фталимид). Бельпз кристаллический порошок с содержанием основного вещества 95Х. Пример 4. В четырехгорлую колбу вместимостью .250 мл, снабженную мешалкой, термометром, капель кой воронкой и обратным холодильником, загружают 22,1 r (0,15 r-моля) фталимида и 75 мл хлорбензола, о нагревают до 100-110, загружают в течение 60-70 мин смесь 16 г (О, 143 г-моля) бутилата калия и

0,4 г (0,007 г-мол) гидрата окиси калия, растворенных в 41 г бутанола.

Дают выдержку 20 мин. Суспензию охлаждают, фильтруют и сушат.

Выход фталимида калия — 27,2 г (98X от теоретического, считая на фталимид). Фталимид калия — белый кристаллический порошок с содержанием основного вещества 96Х.

Пример 5 ° Синтез проводят в условиях примера 4 с тем отличием, что смесь бутилата калия и гидрата окиси калия в бутаноле дозируют к суспензии 22, 1 г (О, 15 г-моля) фталимида в 75 мл бензола, нагретой до

75-78 . После окончания загрузки раствора смеси бутилата. калия и гидрата окиси калия дают выдержку

10 мин. Суспензию.охлаждают, фильтруют и сушат.

Получают 27,5 г (99X, считая на фталимид) белого кристаллического фталимида калия с содержанием основ-! ного вещества 97Х.

П р и и е р 6. Синтез проводят в условиях примера 4 с тем отличием, что раствор смеси бутилата калия и гидрата окиси калия дозируют к суспензии 22, 1. (О, 15 г-моля) фталимида в 80 мл уайт-спирита, нагретой до

105-110 . После окончания загрузки раствора бутилата и гидрата окиси калия суспензию охлаждают и фильтруют.

Получают 27,5 г (992, считая на фталимид) фталимида калия — (белый кристаллический порошок с содержанием основного вещества 98X).

Пример 7. Синтез проводят в условиях примера 6 с тем отличием, что вместо бутилата калия и гидрата окиси калия используют соответствующие количества бутилата натрия и гидрата окиси натрия.

Получают 24,6 г (97X, считая на фталимид) фталимида натрия - (белый кристаллический порошок с содержанием основного вещества 95X).

Пример 8. Синтез проводят в условиях примера 6 с тем отличием, что смесь 16 г (0,143 г-моля) бутилата калия и 0,4 г (0,007 г-мол) гидрата окиси калия используют в виде раствора в смеси 17 r бутанола и 23 г уайт-спирита.

875794

Корректор В. Синицкая

Редактор С. Титова Техред A.Áàáèíåö

Заказ 4470/1 Тираж 384 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Ра,шская наб., д. 4/5

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

Получают 27,5 г (99%, считая на фталимид) белого кристаллического фталимида калия с содержанием основного вещества 99%.

Hp и м е р 9. Синтез проводят в условиях примера 8 с тем отличием, что после окончания загрузки раствора смеси бутилата калия и гидрата окиси калия обратный холодильник \ заменяют на прямой, создают разряжение в системе (остаточное давление 150-200 мм рт.ст.) и отгоняют бутанол с уайт-спиритом. По мере отгонки смеси растворителей в .реакционную.,колбу добавляют 70 мл свежего уайт-спирита так, чтобы количество массы оставалось примерно постоянным. Объем погона составляет 8090 мл и возвращается на стадию получения смеси бутилата калия и гидрата окиси калия.

Получают суспензию -27, 2 r фталимида калия в уайт-спирите.

Выход 98%. Содержание основного вещества 98%.

S П р и м. е р 10. Синтез проводят в условиях примера 1 с тем отличием, что в суспензию дозируют смесь

7, 8 r (0,07 моля) бутилата калия н 4,5 r (0,08 моля) гидрата окиси калия (мольное соотношение 0,466:

0,534), растворенных в 41 r бутанола.

Выход фталнмида калия 27,2 r (98% от теоретического). Содержание

15 основного вещества 92%.

Таким образом, описываемый способ получения фталимндов щелочных металлов позволяет получать целевые продукты с выходом 97-99% и

20 содержанием основного вещества

95-99%.