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: 205

Скачиваний: 6

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

312 Гл. 17. Оловоорганические соединения

Радиационно-химический метод производства алкилгалогенидов олова в настоящее время представляется мало перспективным из-за экономических соображений (требуется специальная аппаратура) и требований техники безопасности (необходимы дополнительные меры предосторожности от действия излучения).

Практический интерес для производства алкилгалогенидов оло­ ва представляет магнийорганический синтез, основанный на взаи­ модействии алкилмагнийгалогенидов с четыреххлористым оловом. Так могут быть получены и тетраалкилпроизводные олова. По­ скольку эти соединения являются полупродуктами в производстве органических солей диалкилолова, получение их магнийорганиче­ ским синтезом рассмотрено при описании производства дикаприлата диэтилолова.

Получение дикаприлата диэтилолова

Производство дикаприлата диэтилолова состоит из четырех основ­ ных стадий: получения тетраэтилолова и его ректификации; полу­ чения диэтилоловодихлорида; получения окиси диэтилолова; полу­ чения дикаприлата диэтилолова.

Синтез тетраэтилолова методом Гриньяра осуществляют в две стадии. Сначала взаимодействием металлического магния с бромистым

этилом в среде диэтилового эфира получают реактив

Гриньяра —

тэтилмагнийбромид, а при последующем взаимодействии

этилмаг-

нийбромида с четыреххлористым

оловом образуется тетраэтилолово:

 

4C 2 H 5 MgBr + S n C l 4 —>•

 

Sn(C 2 H 5 )4 +

2MgBr2 -j-2MgCl2

 

Синтез диэтилоловодихлорида

основан на реакции тетраэтилолова

с четыреххлористым

оловом:

 

 

 

 

 

 

 

 

Sn(C 2 H 5 )4 + S n C l 4

—-> 2 ( C 2 H 5 ) 2 S n C l 2

 

 

Для синтеза окиси диэтилолова осуществляют взаимодействие

диэтилоловодихлорида

с едким

 

кали:

 

 

 

 

 

( C 2 H 5 ) 2 S n C l 2 + 2 K O H

 

>• ( C 2 H 5 ) 2 S n O + 2 K C l + H 2 0

 

Окись диэтилолова вступает затем в реакцию с каприловой

кислотой с

образованием

дикаприлата

диэтилолова:

 

 

(C2 H5 )2 SnO + 2 C H 3 - ( C H 2 ) 6

~ C O O H

(C 2 H 5 ) 2 Sn[OCO(CH 2 ) 6 CH 3 ] 2

Исходное сырье: магниевая стружка, бромистый этил (темпера­

тура

начала

кипения

не менее

35 °С; df =

1,420—1,445),

диэтило-

вый

эфир

(df = 0,714—0,715), бензол

(плотность

0,8770—

0,8791 г/см3),

четыреххлористое

 

олово

(безводное; т. кип. 114—

115 °С), каприловая

кислота

(т. кип.

239—240 °С;

df

= 0,9089)

и едкое кали (технический продукт). Бромистый этил, диэтиловый эфир и бензол перед применением осушают хлористым кальцием.


Оловоорганические

соединения

313

Принципиальная технологическая

схема производства

дикапри-

лата диэтилолова приведена на рис. 114. Перед началом синтеза всюсистему промывают бензолом, сушат и опрессовывают азотом (из­ быточное давление 0,5 am). После этого в реактор 1 через люк за­ гружают магний и несколько граммов кристаллического иода (ини­

циатор

реакции),

включают

мешалку и дают воду

в

обратный

Смесь

Раствор .

 

 

 

 

 

- S n

C

l 4

S

i

i C I 4

Микаприлат диэтилолова

Рис. 114. Схема производства дикаприлата диэтилолова:

1, 5, 16, 27, 33 — р е а к т о р ы ; 2, 3, в, 1S, 18, 26, 29, 32, 35 — м е р н и к и ; 4, 7, 11, 17, 20,.

23, 28, 34 — х о л о д и л ь н и к и ; 8, 21 — с б о р н и к и ; 9

о т г о н н ы й к у б ; 10

р е к т и ф и

к а ц и о н н а я !

к о л о н н а ;

12— в ь ш о р а ж и в а т е л ь ;

13, 14— п р и е м н и к и ;

19, 22 — а п п а р а т ы

с м е ш а л к

а м и ; 24 —

м а с л я н ы й

з а т в о р ; 25 — о г н е п р е г р а д и т е л ь ; 30, 37 — нутч - фильтры; 31

п о л о ч н а я

с у ш и л к а ; .

36 — осушитель;

38

емкость .

 

 

 

 

холодильник

4.

Затем

в реактор при комнатной температуре из мер­

ника 2 для «вызова» реакции подают часть реакционной смеси (бро­ мистый этил, диэтиловый эфир и бензол).

После «вызова» реакции, о чем свидетельствует повышение тем­ пературы до 40—60 °С, начинают подавать остальное количество смеси с такой скоростью, чтобы температура в реакторе не поднима­

лась выше 70 °С. По окончании подачи смеси реактор

выдерживают

при 65—75 °С еще 1,5—2 ч, затем в рубашку

аппарата

дают воду

и охлаждают содержимое

до 15—20 °С.

 

реакторе 1.

Синтез тетраэтилолова

осуществляется в

том же

Для этого из мерника 3 в реактор, в котором

теперь

имеется этил-

магнийбромид, при работающей мешалке и включенном

обратном.


314 Гл. 17. Оловоорганические соединения

холодильнике 4 подают раствор четыреххлористого олова в бензоле (соотношение 1 : 1) с такой скоростью, чтобы температура в реак­ торе не превышала 75—80 °С. По окончании подачи раствора четы­ реххлористого олова содержимое реактора выдерживают 3 ч при этой температуре, а затем охлаждают до 15—20 °С. Реакционную мас­ су через нижний штуцер перегружают в эмалированный реактор 5 для разложения непрореагировавшего этилмагнийбромида раство­ ром соляной кислоты.

В рубашку реактора 5 дают холодную воду, включают мешалку и обратный холодильник 7 и после достижения температуры 10— 15 °С в аппарат подают необходимое количество воды с такой ско­ ростью, чтобы температура не поднималась выше 40 °С. Затем из мерника 6 в реактор 5 подают раствор соляной кислоты тоже посте­

пенно, чтобы не превысить 40 °С. Перемешивание

продолжают еще

5—10 мин,

затем останавливают мешалку и отстаивают массу в те­

чение

15—20 мин.

Отстоявшийся

нижний слой — водный раствор

солей

магния — через

нижний

штуцер сливают

в

канализацию,

а

верхний

слой — раствор

тетраэтилолова в бензоле —- остается

в

реакторе

5 для

отгонки

бензола.

 

 

 

Перед отгонкой обратный холодильник 7 переключают на пря­

мой — пары

бензола

поступают

в холодильник

7,

где конденси­

руются, и собираются в сборнике 8. Отгонку ведут до температуры 100—120 °С в аппарате 5 (в зависимости от давления пара, подава­ емого в рубашку). Отогнанный бензол после осушки хлористым кальцием может быть вновь использован для приготовления исходной смеси в магнийорганическом синтезе, а сконцентрированный рас­ твор тетраэтилолова в бензоле из аппарата 5 подают в отгонный куб 9.

Ректификацию тетраэтилолова осуществляют в вакууме. Перед началом ректификации всю систему опрессовывают азотом (избы­ точное давление 1 am), в холодильник 11 дают воду, а в вымораживатель 12 — рассол, после чего в сухой куб подают из реактора 5 раствор тетраэтилолова. Включают вакуум-насос и, когда остаточ­ ное давление в системе достигнет 40—50 мм рт. ст., начинают отгонку бензола, собирая его в вымораживателе. После прекращения отгонки в рубашку куба дают пар. До установления постоянной температуры в парах колонна работает без отбора флегмы. После установления постоянной температуры начинают отбирать первую фракцию в приемник 13. Эту фракцию (смесь этилбромидов олова) отбирают до 54 °С (при остаточном давлении 40—50 мм рт. ст.), а целевую фракцию — тетраэтилолово — отбирают при температуре выше 54 °С в приемник 14.

Техническое тетраэтилолово — жидкость, кипящая при 174—

178 °С;

плотность 1,19—1,20 г/см3; допустимое содержание хлора

не более

1 % .

Тетраэтилолово из приемника 14 передавливают в весовой мер­ ник 15, откуда его загружают в реактор 16. Включают мешалку,


Оловоорганические соединения 315

в обратный холодильник 17 дают воду и из мерника 18 начинают подавать четыреххлористое олово с такой скоростью, чтобы темпе­

ратура в реакторе постепенно, за 20—30 мин, поднялась

до 190—

200 °С. После загрузки

всего количества SnCl4 включают

обогрев

реактора и выдерживают

его ~ 1 , 5 ч при 200—210 °С. Затем из ре­

акционной массы отгоняют чистый диэтилоловодихлорид, для чего сначала обратный холодильник 17 переключают на прямой. Отгонку диэтилоловодихлорида ведут в токе азота до 235 °С. Пары конден­ сируются в холодильнике 17, в котором поддерживается температура

100 °С, так как

диэтилоловодихлорид

плавится

при 84—85 °С.

Конденсат поступает в аппарат 19, куда

предварительно

заливают

этиловый спирт. Отбор конденсата ведут при включенном

обратном

холодильнике 20 и работающей мешалке

с

такой скоростью; чтобы

температура в аппарате 19 не превышала

40 °С.

из реактора 16

После завершения отгонки кубовый

 

остаток

при 200 °С в токе

азота сливают в аппарат 22, куда

предварительно

залили ацетон. Слив проводят при работающей мешалке и вклю­ ченном обратном холодильнике 23. Все аппараты на этой стадии должны работать в токе азота; они соединяются с атмосферой череа масляный затвор 24 и огнепреградитель 25. Из аппарата 19 спирто­ вой раствор диэтилоловодихлорида поступает в реактор 27. Вклю­ чают мешалку и обратный холодильник 28 и из мерника 29 подают 30%-ный раствор едкого кали с такой скоростью, чтобы температура в реакторе не превышала 6 0 0 С (щелочь подают из расчета 10%-ного избытка от стехиометрического количества). По окончании загрузки едкого кали перемешивают реакционную смесь еще 20—30 мин при 60—70 °С. Полученную взвесь окиси диэтилолова сливают на нутчфильтр 30, а реактор промывают водой, которую также сливают на фильтр. Продукт на фильтре отжимают и тоже промывают до нейтральной реакции промывных вод. Промытый продукт из фильтра перегружают на металлические противни для сушки в полочной сушилке 31 до постоянной массы при 60—80 °С. Высушенный про­ дукт поступает в мерник-дозатор 32 со шнековым дозером.

Из мерника 35 в реактор 33 загружают каприловую кислоту и нагревают реактор до 65—75 °С при включенных мешалке и об­ ратном холодильнике 34. Затем из мерника 32 при этой же темпера­ туре в реактор подают окись диэтилолова. По окончании ее подачи перемешивают содержимое реактора еще 4—5 ч при той же темпера­ туре, после чего охлаждают аппарат до 20—25 °С. Полученный тех­ нический дикаприлат диэтилолова сливают в аппарат 36, где его сушат безводным сульфатом натрия. Сушка длится 20—30 ч, после

чего сухой дикаприлат

диэтилолова фильтруют на нутч-фильтре 37

и собирают в емкости

38.

Дикаприлат диэтилолова представляет собой высококипящую жидкость желтого цвета (d22 = l,14—1,15; допустимое содержаниехлора не более 0,2%).