Способ выделения диацетонакриламида

 

Союз Советсник

Социапнстичесник

Республии

ОП ИСАЙ ИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и910607 (61) Дополнительное к авт. спид-ву— (22)Заявлено 05.09.78 (21) 2662192/23-04 с присоединением заявки .1тк— (23) Приоритет—

Опубликовано 07. 03. 82. Бюллетень Фт 9

Дата опубликования описания 07.03.82 (5 l ) M. Кл.

С 07 С 103/56

Вс1ллРст®ккыв

ЕССР вв даяатт вэебрвтеай в еткрмтвй (53) УЙК 547.398..1 (088. 8) В.А.Подгорнова, В.И.Фарафонтова, Б.ф.уставщиков, В.И.Симонцев и Т.П.Белова (72) Авторы изобретения (7l ) Заявитель

Ярославский политехнический институт (54) СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ ДИАЦЕТОНАКРИЛАИИДА

Изобретение касается усовершенствования способа выделения диацетонакриламида из реакционной массы, полученной при взаимодействии ацетона с нитрилом акриловой кислоты в присутствии серной кислоты. Диацетонакриламид находит применение в составе смазочных композиций, эмульсий для обработки дерева и кожи, в производстве пластиков, красителей, стойких к свету, а также как заменитель желатины в фотопромышленности.

Известен способ получения диацетонакриламида взаимодействием ацетона и нитрила акриловой кислоты в присутствии серной кислоты при

0-70 С. Для выделения целевого продукта реакционную массу разбавляют водой, нейтрализуют гидроокисью натрия или калия, экстрагируют диацетонакриламид не смешивающимся с водой растворителем, разделяют образующиеся слои и выделяют целевой продукт дистилляцией (13.

Этот способ характеризуется нйзким выходом целевого продукта -12/ от теории), образованием значительного количества побочных продуктов форона, i -форона, смол- продуктов более глубокой конденсации ацетона), трудно отделяемых от диацетонакриламида даже при многократной перекристаллизации. Кроме того, нейтрализация реакционной масте сы гидроокисями металлов способствует дальнейшей конденсации продуктов превращения ацетона до смол. Процесс характеризуется также большим количеством сточных вод, образующихся

15 при разбавлении реакционной массы водой и нейтрализации водными растворами гидроокисей щелочных металлов.

Цель изобретения - увеличение вы. хода целевого продукта и повышение его качества.

Поставленная цель достигается тем, что при выделении диацетон10607 4

50

3 9 акриламида из реакционной массы, полученной при взаимодействии ацетона с нитрилом акриловой кислоты, нейтра лиэацию осуществляют 20-25 вес.4-ным водным раствором аммиака, отделяют водный слой от органического и последний обрабатывают водой при 4045 С и весовом соотнс ении органио ческого слоя и воды, равном 1:3,0

3,5, после чего осуществляют экстракцию целевого продукта.

Нейтрализацию осуществляют с одновременной продувкой через реакционную массу газообразного аммиака.

Способ осуществляют следующим образом.

Диацетонакриламид получают при температуре 55-57 С, мольном соотноо шении нитрил акриловой кислоты: ацетон: серная кислота, равном 1: 2,12,3:2,3-2,8, концентрации исходной серной кислоты 94-96 мас.1, времени реакции 4-4,5 ч.

Нейтрализацию реакционной массы проводят при 25сС 20-25 вес.3-ным водным раствором аммиака до рН 7-8.

Процесс можно осуществлять при одновременном введении газообразного аммиака, что позволяет снизить растворимость ненасыщенных амидов в образующемся насыщенном растворе сульфата аммония до минимальной.

Верхний углеводородный слой отделяют от водного и далее с целью наиболее полного отделения диацетонакриламида от побочных продуктов (окиси мезитила, форона, i-форона, смол) последний отмывают в дой из органического слоя при температуре

40-45б С и соотношении органический слой : вода, равном 1: 3-3,5. Выделенные смолы направляют на фракционирование и используют в качестве растворителя. Степень извлечения целевого продукта после нейтрализации и отмывки составляет 90-95 мас.Ф.

Из водного слоя после отмывки диацетонакриламид экстрагируют не смешивающимся с водой органическим растворителем (бензолом, толуолом, хлороформом, треххлористым этиленом) и избыток отгоняют. Диацетонакриламид выпадает в виде осадка, который отфильтровывают и сушат; его можно использовать без дальнейшей очистки. Водный слой после экстракции возвращают в рецикл на отмывку.

Акриламид по мере накопления его в

1S

40 водном слое направляют на полимеризацию его в виде водного раствора.

Пример 1.Ê 70мл 96 вес.б!-ной серной кислоты добавляют при перемешивании смесь 32 мл нитрила акриловой кислоты и 35 мл ацетона при температуре 50 С в течение

30 мин, после чего перемешивание продолжают еще 4 ч при 60 С. Получают 227,1 г реакционной массы, содержащей 31, 153 ненасыщенных амидов (диацетонакриламида 25,543, акриламида 5,61i), определяемых хроматографически. Конверсия нитрила составляет 1001, выход диацетонакриламида в расчете на нитрил акриловой кислоты 65,11 мас.3, акрил-амида 14,3 мас.3. Реакционную массу (111,8 r) нейтрализуют 25 вес.4-ным раствора аммиака до рН 7,0 при температуре 25О С и получают 41,52 r органического слоя состава, Ф диацетонакриламид 62,37; акриламид

13,60; смолы 11,60; окись мезитила

4,33; Форон 3,77; вода 6,09.

Степень извлечения диацетонакриламида при нейтрализации составляет 90 . Отмывку его из органического слоя проводят 138,4 мл воды при весовом соотношении органический слой:вода,равном 1:3,3 и температуре 45 С. Состав водного слоя, полученного после отмывки, 4 : диацетонакриламид 14, 13, акриламид

3,34, окись мезитила 0,67, форон

0,08, вода 81,77. Степень отмывки диацетонакриламида водой 95,2i

Иономер экстрагируют иэ водного слоя 132,4 мл хлороформа при 25ОС.

Содержание диацетонакриламида в хлороформном экстракте 10,52, акриламиде 0,05ã.. Степень извлечения диацетонакриламида при экстракции хлороформом 96,5i. После отгонки экстрагента маточный раствор при охлаждении кристаллизуется, выпавшие кристаллы сушат и получают

23, 8 г готового продукта. Содержание, г, основного вещества 98,54, акриламида 0,45, окиси мезитила и форона 1,01.

Пример 2. Реакционную массу (120 г), полученную аналогично примеру 1,нейтрализуют 20 вес.l-ным раствором аммиака до рН 8 (для достижения заданного значения рН В вводят газообразный аммиак) при

25 С и получают 40;5 г органического слоя, содержащего 60,4 мас,".

5 91060 диацетонакриламида. Степень извлечения последнего при нейтрализации

79,8 мас.3. Отмывку диацетонакриламида из органического слоя проводят 135 мл воды при весовом соотношении органический слой : вода, равном 1:3,3 и температуре 45 С.

Степень отмывки диацетонакриламида

96,6 мас.3. Мономер экстрагируют из водного слоя 135 мл хлороформа при о

25 С. После отгонки экстрагента мао точный раствор при охлаждении кристаллизуется, выпавшие кристаллы сушат и получают 22,0 г готового продукта, содержащего 98,5 мас.i 1s основного вещества.

Пример 3; Реакционную массу (120 г), полученную аналогично примеру 1,нейтрализуют 25 вес.1-ным раствором аммиака до рН 7,5 при .го

25 С. Получают 42,5 г органического слоя. Степень извлечения диацетонакриламида при нейтрализации 90 мас.3.

Отмывку последнего из органического слоя проводят при 50 С 149, 1 мл воды 25 при весовом соотношении органический слой : вода = 1:3,5. Степень отмывки диацетонакриламида 95 мас./. Иономер экстрагируют из водного слоя 35 мл хлороформа при 25 С.После отгонки зо экстрагента маточный раствор при охI

Найдено, 3

Температура плавления, ОС

Содержание основного

Вычислено, С kl N

Н N

Способ вещества, мас.Ф

65,5 8,95 7,99 63,9 8,33 8,29

81,54

Прототип

53,5 62,45 8,65 9,32 63,9 8,33 8,29

Предлагаемый 97,5-98,4

Формула изобретения водным раствором аммиака, отделяют органический слой и его обрабатывают водой при 40-45 С и весовом соотно4> шении органического слоя и воды, равном 1:3,0-3,5, и экстрагируют целевой продукт.

2. Способ по п.1, о т л и ч а ю шийся тем, что нейтрализацию

5о осуществляют при одновременном пропускании газообразного аммиака.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США 1 3277056, 55 кл.260-63, опублик.1966.

ВНИИПИ Заказ 1019/24

Филиал ППП "Патент", г.

Тираж 448 Подписное

Ужгород, ул,Проектная,4

1. Способ выделения диацетонакриламида из реакционной массы, полученной при взаимодействии ацетона с нитрилом акриловой кислоты в присутствии серной кислоты, включающий нейтрализацию реакционной массы и экстракцию целевого продукта органическим растворителем, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью увеличения выхода целевого продукта и повышения его качества, нейтрализацию осуществляют 20-25 вес.1-ным

7 6 лаждении кристаллизуется, кристаллы сушат и получают 23,4 г готового продукта с содержанием основного вещества, 97,5 мас.б.

Пример 4 (по прототипу) .

111,8 r реакционной массы, полученной в примере 1, выливают в 335,4 г льда и нейтрализуют 453, 7 мл 20 -ногораствора едкого кали до рН 7 при

25 -30 С, Получают 806,1 r водного слоя состава, 1: диацетонакриламид

3,54; акриламид 0,78; смолы 0,6. Диацетонакриламид экстрагируют из водного слоя 299,7 мл бензола при 2530 С. Получают 309,7 г бензольного о экстракта следующего состава, 4 диацетонакриламид 4,79; акриламид

0,43; смолы 0,79; окись мезитила

0,6:, форон 0,7. После отгонки экстрагента полученный плав диацетонакриламида охлаждают, выпавшие кристаллы сушат и получают 19,63 r готового продукта. Содержание, 1, основного вещества 81,54; акриламида

6, 38; смол 10,25; окиси метизила

0,57; форона 1, 18. Выход диацетонакриламида при выделении 51,9/.

В таблице приведены элементарный состав и показатели диацетонакриламида, полученного по предлагаемому способу и прототипу.