Файл: Андрианов К.А. Технология элементоорганических мономеров и полимеров учеб. пособие.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 09.04.2024
Просмотров: 210
Скачиваний: 6
Г л а в а 17
ОЛОВООРГАНИЧЕСКИЕ СОЕДИНЕНИЯ
Среди олово-органических соединений наибольшее практическое при менение нашли различные органические соли диалкилолова — ди-
каприлаты |
диэтил- и ди-н-бутилолова, дилаурат |
ди-м-бутилолова, |
||||
дистеарат ди-к-бутилолова и др. Эти соединения, как правило, |
полу |
|||||
чают через |
алкилгалогениды |
олова. |
|
|
||
Алкилгалогениды олова можно получить несколькими методами, |
||||||
важнейшими из которых |
являются прямой синтез и магнийоргани- |
|||||
ческий' синтез. |
|
|
|
|
|
|
Прямой |
синтез основан |
на |
взаимодействии |
алкилгалогенида |
||
с окисью |
олова: |
|
|
|
|
|
|
4SnO + 5RX ü ü - R 2 S n X 2 |
+ R S n X 3 + 2 S n 0 2 + R — R |
|
|||
Этот метод представляет практический интерес в основном для |
||||||
синтеза метилгалогенидов |
олова, ибо для получения высших алкил- |
|||||
галогенидов |
со сколь-либо значительными выходами по этой |
реак |
||||
ции пока не удалось подобрать соответствующих |
условий. |
|
||||
В качестве исходного сырья для прямого синтеза можно исполь |
||||||
зовать не только окись олова, |
но и металлическое |
олово: |
|
|||
|
3Sn + 6RX |
> RSnX3 + R 2 S n X 2 + R 3 S n X |
|
Реакция протекает довольно легко как в присутствии катализа тора — кристаллического иода (химический метод), так и под дей ствием ионизирующего ^-излучения (радйационно-химический ме тод). При использовании металлического олова можно получать и высшие алкилгалогениды олова.
Получение октилбромидов олова химическим методом
Синтез октилбромидов олова осуществляется методом прямого син теза — взаимодействием металлического олова и бромистого октила в присутствии кристаллического иода и триэтил амина:
3Sn + 6 C 8 H 1 7 B r |
> C 8 H 1 7 S n B r 3 + ( C 8 H 1 7 ) 2 S n B r 2 + ( C 8 H 1 7 ) 3 S n B r |
Исходное сырье: металлическое олово (седшй порошок с 99,5% основного вещества), бромистый октил (т. кип. 201—204 °С), кри сталлический иод (т. пл. 112,5—114 °С) и триэтиламин (т. кип. 89 - 90 °С).
Производство октилбромидов олова состоит из трех основных стадий: синтеза октилбромидов олова и фильтрования реакционной
Оловоорганические соединения 309-
массы для отделения непрореагировавгдего олова; отгонки избытка бромистого октила; фильтрования смеси октилбромидов олова и ее разгонки. Принципиальная технологическая схема получения ок
тилбромидов |
олова |
приведена |
на рис. 112. |
|
|
|
|
|
|
|||||||||
В |
реактор 4, |
представляющий |
|
собой |
цилиндрический |
аппарат, |
||||||||||||
снабженный |
рубашкой, |
мешалкой с экранированным |
электроприво |
|||||||||||||||
дом и обратным |
холодильником 3, из мерника 1 |
подают |
заданное |
|||||||||||||||
количество бромистого октила. Через люк из переносного бункера Z |
||||||||||||||||||
загружают в реактор |
порош |
Бромистый, |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
кообразное |
олово |
и |
подают |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
октил |
Олово |
|
|
|
|
|
||||||||||||
триэтиламин (3—4% от коли |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
чества реакционной |
смеси) и |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
иод (0,3—0,4%). Люки закры |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
вают и включают |
|
мешалку. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
Содержимое |
реактора |
нагре |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
вают |
до |
170—180 °С и вы |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
держивают |
при |
этой темпе |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
ратуре в течение 4—5 ч. Затем |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
охлаждают |
реакционную |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
массу до 20 °С и |
направляют |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
ее на фильтр 5 для отделения |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
непрореагировавшего |
олова. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
Фильтрат |
азотом |
передавли |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
вают |
в куб |
7 для |
отгонки |
Рис. 112. Схема производства октилброми |
||||||||||||||
избытка |
бромистого |
октила. |
||||||||||||||||
дов |
олова: |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
Твердый |
остаток — непроре- |
1 — |
м е р н и к ; |
S — |
б у н к е р ; |
з, 9 — |
х о л о д и л ь н и к и |
|||||||||||
агировавшеё |
олово — на |
4 — р е а к т о р ; |
5, |
8 — фильтры; |
в, 10 — |
с б о р |
||||||||||||
н и к и ; |
7 — о т г о н н ы й к у б . |
|
|
|
|
|
||||||||||||
фильтре дважды |
промывают |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6, |
|||||||
ацетоном. |
Ацетон |
после |
промывки |
передавливают |
в |
сборник |
а промытое олово снова используют в производстве. Отгонку броми стого октила в кубе 7 ведут при 60—80 °С и остаточном давлении 4—
5 мм рт. ст. |
Бромистый октил собирают |
в сборнике |
10 и потом |
|||||
снова используют |
в синтезе |
октилбромидов |
олова. После |
отгонки |
||||
бромистого |
октила |
смесь |
октилбромидов |
олова и |
твердого ос |
|||
татка — комплексной соли |
триэтиламина, |
выпадающей в |
осадок |
|||||
во время отгонки, охлаждают в кубе |
до 20—30° С и |
направляют |
||||||
на фильтр |
8 |
для |
отделения твердого |
осадка. Осадок |
(комплекс |
ную соль) растворяют в ацетоне и собирают в сборник 6, а фильт рат — смесь октилбромидов олова — в случае необходимости на правляют на разгонку для выделения индивидуальных соединений.
Смесь октилбромидов олова представляет собой жидкость ог желтого до коричневого цвета, в которой содержится 70—80% диоктилоловодибромида, 15—25% октилоловотрибромида и 5—10% триоктилоловобромида. Содержание олова в смеси 22,5—23,5%; плотность d2l = 1,360-1,390; т. заст. от 0 до —6 °С.
|
|
Оловоорганические |
соединения |
|
|
311 |
||
или |
к. п. д. реактора |
по |
излучению, |
колеблется |
от |
17 |
до 19%. |
|
Все оборудование установки заключено в специальный |
бокс из |
|||||||
нержавеющей стали |
и |
органического стекла; в |
боксе |
предусмо |
||||
трена |
интенсивная вентиляция. |
|
|
|
|
|||
В реактор под тягой загружают соответствующие |
количества |
|||||||
бромистого |
бутила, |
олова и бутилового спирта. |
Затем реактор |
|||||
закрывают |
крышкой, |
в которой вмонтирована мешалка, |
переносят |
в рабочую камеру и подсоединяют к нему все коммуникации. После этого в рубашку реактора дают теплоноситель (90—95 °С), нагре вают содержимое аппарата при работающей мешалке до 85—90 °С, закрывают рабочую камеру защитной пробкой и вводят в камеру источники ^-излучения. Через определенные промежутки времени специальным пробоотборником отбирают пробы смеси из реактора. Спустя 8—10 ч после начала облучения реакцию заканчивают и источники излучения выводят из камеры. Реакционную массу выгру жают и готовят аппарат к следующей операции.
Процесс производства дибутилоловодибромида этим методом можно прово дить и в так называемом псевдонепрерывном режиме. В этом случае, после того как реакция разовьется и концентрация целевого продукта в смеси достигнет 60—70% , периодически останавливают мешалку на короткий срок, чтобы олово осело; затем часть реакционной массы отсасывают и загружают в аппарат до полнительное количество реагентов.
По окончании операции реакционную массу фильтруют в ваку уме для очистки от частиц олова и сливают в приемник. Реакционная смесь после отделения твердых частиц имеет следующий состав: 65—80% дибутилоловодибромида, 1—2% бутилоловотрибромида и 4—7% трибутилоловобромида, остальное — непрореагировавший бромистый бутил и бутиловый спирт.
Максимальный выход дибутилоловодибромида 80—85% дости гается при использовании активатора — бутилового спирта в коли честве 3% от реакционной смеси; довольно хорошим активатором является также вода. Увеличение выхода и скорости образования дибутилоловодибромида в присутствии этих гидроксилсодержащих соединений объясняется, по-видимому, тем, что они являются хоро шими сольватирующими агентами, ослабляющими связь углерод—га логен и повышающими тем самым реакционную способность алкилгалогенида, в частности бромистого бутила. Кстати говоря, действие излучения, вероятно, также сводится к ослаблению связи углерод— галоген в молекулах алкилгалогенида.
Существенное влияние на скорость накопления и выход целевого продукта оказывает соотношение исходных реагентов. Оптималь ным соотношением Sn : С 4 Н 9 Вг является 1 : 1,2. При осуществлении
псевдонепрерывного |
процесса получения |
дибутилоловодибромида |
||
продолжительность |
синтеза |
увеличивается |
от 8—10 до |
40—50 ч |
(при дальнейшем увеличении |
производительность процесса |
падает). |