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: 194

Скачиваний: 6

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

340

Гл.

19.

Фосфор органические

соединения

а-Нафтиловый

эфир

пирокатехинфосфористой

кислоты предста­

вляет

собой белое

кристаллическое

вещество

(т. пл. 86—87 °С),

хорошо растворимое в хлороформе, дихлорэтане, бензоле и диэтило-

вом эфире

и легко гидролизуемое водой. Он может

быть

применен

в

качестве

неокрашивающего стабилизатора для многих

полимеров,

в

частности полиолефинов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Аналогично а-нафтиловому эфиру

могут быть получены

ß-нафти-

ловый эфир, фениловый эфир и ряд других ароматических

эфиров

пирокатехинфосфористой кислоты.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

При получении же некоторых

алкилариловых эфиров,

например

4-метил-2,6-ди-трег?г-бутилфенилового эфира

пирокатехинфосфори­

стой

кислоты

 

 

СіЩ-трет

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Q

 

 

 

 

 

 

О

 

СіН9-трет

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

\

 

 

 

 

 

/?\/

\

РС1 +

 

,.

 

//\/

\

 

 

 

 

 

 

'

"

 

H O - < f

Х > - С Н 3

- H C l

I I

P - 0 - < ^ ^ J * > - C H 3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

О

 

 

CiHg-mpem

 

 

 

О

 

GiHs-mpem

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

этерификацию

можно

осуществлять в

инертном растворителе (бен-

золе)

в

присутствии

акцептора

хлористого

водорода — пиридина,

 

Алкил-

Пиридин

 

 

 

 

что

позволяет

значительно

сни­

 

 

Пирокатехин-

 

зить

температуру.

 

 

 

 

 

сренол

 

Бензол

 

 

 

 

 

 

 

/роарормонохлорид

 

 

Технологическая

схема

про­

 

 

 

 

 

 

" 5

 

 

цесса

этерификации

пирокате-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

хинфосформонохлорида 4-метил-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2,6-ди-т/>ето-бутилфенолом

в

 

 

 

 

 

 

 

 

 

среде

растворителя

приведена

 

 

 

 

 

 

 

 

 

на рис. 126. В

стальной эмали­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

рованный

реактор

6,

 

снабжен­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ный пропеллерной

мешалкой и

 

 

 

 

 

 

 

 

 

обратным холодильником 1, при

 

 

 

 

 

 

 

 

 

30—40 °С загружают

 

4-метил-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2,6-ди-торет7і-бутилфенол, пири­

 

 

 

 

 

 

 

Эфир

дин и бензол. Туда

же из

мер­

Рис.

126.

Схема

 

производства 4-ме-

ника 5 при работающей мешалке

 

постепенно подают пирокатехин-

тил-2,6-ди-тпрсто-бутилфенилового эфира

фосформонохлорид.

 

Выпавший

пирокатехинфосфористой

кислоты:

 

 

1, 9 — холодильники;

2, 3, 4, 5 — мерники;

в осадок солянокислый

пиридин

6 — реактор;

7 — нутч-фильтр; S — вакуум-

отфильтровывают

на

 

нутч-

отгонный

куб; 10 — приемники.

 

 

 

фильтре

7, а

раствор

подвер­

 

 

 

 

 

 

 

в кубе 8.

 

гают вакуум-разгонке

Сначала

отгоняется

бензол,

затем

не вступившие в реакцию продукты и, наконец, целевой продукт — эфир.

4-Метил-2,6-ди-трет-бутилфениловый эфир пирокатехинфосфо­ ристой кислоты — белое кристаллическое вещество (т. пл. 86—89 °С), хорошо растворимое в органических растворителях и легко гидроли­ зуемое водой.


Фосфор органические

соединения

341

Получение органических производных фосфонитрилхлорида

В последнее время органические производные фосфонитрилхлорида

//P R 2

N

N

 

I

II

R — O A l k , О А г , N H A l k , N H A r и др.

R 2 P

P R 2

 

\

N/

 

нашли применение как пластификаторы для различных полимеров, лаков, эластомеров и клеев, добавки к гидравлическим жидкостям и олифам, модификаторы органических и кремнийорганических поли­ меров, как смазочные масла и пропитывающие составы для придания огнестойкости' пленкам и волокнам из целлюлозных материалов.

Основным сырьем для производства органических фосфонитрилхлоридов является тример фосфонитрилхлорида.

Получение тримера фосфонитрилхлорида. Тример фосфонитрилхлорида синтезируют частичным аммонолизом пятихлористого фосфора хлористым аммо­ нием:

ЗРСІ5 + ЗГШ4СІ ГІ^НСР [ p N C l 2 ] 3

Эту реакцию катализирует хинолин. Фактически процесс протекает слож­

нее — с образованием, наряду с тримером, и маслообразного продукта,

предста­

вляющего собой смесь высших олигомер-гомологов состава [ P N C l 2 ] n ,

где и > 4 .

Тетрамер же образуется в незначительном количестве (менее 4%), в

основном

в виде примеси к тримеру.

Производство тримера фосфонитрилхлорида состоит из двух основных ста­ дий: частичного аммонолиза пятихлористого фосфора; разделения, очистки и кристаллизации тримера. Принципиальная технологическая схема процесса приведена на ^эис. 127.

В эмалированный реактор 4, снабженный обратным холодильником 5, мешалкой и рубашкой, из смесителя 3 подают раствор хинолина в хлорбензоле, а через люк загружают в аппарат хлористый аммоний и пятихлористый фосфор. Синтез ведут при 128—130 °С до заметного снижения количества выделяющегося хлористого водорода, который поглощается водой в насадочной колонне 7. После завершения процесса реакционную смесь охлаждают и отфильтровывают на нутч-фильтре 8 для отделения солянокислого хинолина и избытка хлористого аммония. Синтез фосфонитрилхлорида можно вести и в среде тетрахлорэтана; в этом случае процесс осуществляют при 135—140 °С.

Фильтрат из нутч-фильтра поступает в приемник 9, а оттуда в обогреваемый паром куб 10 для отгонки хлорбензола в вакууме (хлорбензол возвращают на синтез). Охлажденный маслянистый остаток из куба поступает на нутч-фильтр 13 и там разделяется на кристаллы (тример фосфонитрилхлорида-сырец) и масля­ нистую жидкость (олигомеры фосфонитрилхлорида). Кристаллы тримера из нутч-фильтра подают в сборник 14 (туда же дают петролейный эфир, в котором маслянистые олигомеры не растворяются). Образовавшуюся в сборнике эмуль­ сию подают в экстрактор 16. В этом аппарате поддерживают температуру, рав­ ную т. кип. петролейного эфира.

Полученный насыщенный раствор фильтруют на фильтр-прессе 18, обогре­ ваемом паром во избежание выпадания кристаллов. Оставшуюся на фильтрующей



342

Гл. 19. Фосфорорганические

соединения

 

ткани

маслянистую

жидкость собирают и присоединяют

к продукту в сбор­

нике

15, а горячий

отфильтрованный раствор

кристаллов

поступает в куб 19

для частичной отгонки петролейного эфира и получения пересыщенного раствора, который в горячем состоянии переводят из куба в кристаллизатор 22.

Хинолин Хлорбензол

Рис. 127. Схема производства тримера фосфонитрилхлорида:

1,2

м е р н и к и ;

з •— с м е с и т е л ь ; 4 — р е а к т о р ; 5, 11, 17, 20

х о л о д и л ь н и к и ;

в — с е п а р а т о р ; ,

7

н а с а д о ч н а я

к о л о н н а ; 8, із

н у т ч - ф и л ь т р ы ;

9, 12, 21

п р и е м н и к и ;

ю,

19

— о т г о н н ы е

к у б ы ;

14, 15

с б о р н и к и ; 16

э к с т р а к т о р ;

18 — ф и л ь т р - п р е с с ; 22

к р и

с т а л л и з а т о р ;

23 — ц е н т р и ф у г а .

Кристаллизатор охлаждают рассолом (—15 °С) с целью кристаллизации три­ мера фосфонитрилхлорида; при этом смесь некоторое время выдерживают для роста кристаллов и их полного выпадания. Кристаллы отделяют затем на центрифуге 23, а маточный раствор возвращают в куб 19. Полученные кристаллы

тримера фосфонитрилхлорида

могут быть дополнительно очищены — перекри­

сталлизацией из свежего петролейного эфира

или вакуумной

дистилляцией

при 127 °С и остаточном давлении 13 мм рт.

ст.

 

Тример фосфонитрилхлорида,

содержащий примесь тетрамера,

представляет

собой кристаллический продукт (т. пл. 108—114 °С) со слабым запахом. Оказы­ вает незначительное раздражающее действие на слизистые оболочки. Тример


1 — а п п а р а т д л я п е р е о с а ж д е н и я ; 2, 3,4 — м е р н и к и ; 5 , 7 — х о л о д и л ь н и к и ; 6 — отгонный к у б ; * — с б о р н и к .

Фосфорорганические

соединения

343

и тетрамер можно разделять фракционной вакуумной перегонкой,

фракционной

кристаллизацией или возгонкой в вакууме.

 

 

При описанной схеме образуются примерно равные количества тримера и маслообразного продукта. Поскольку маслообразный продукт представляет собой смесь высших олигомер-гомологов фосфонитрилхлорида, его после очистки

можно

использовать

для получения

различных замещенных

фосфонитрилхло-

рпдов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Олигомеры

Зшир

 

 

 

Очистку

маслообразного

продукта

 

 

 

Бензол 1

 

 

можно

осуществлять методом

переосажде-

 

 

\3

 

 

 

ння

(рис.

128). Переосаждение

ведут в ап­

 

 

 

 

 

 

 

парате 1.

Туда сначала

загружают

 

масло­

 

 

 

 

образные

олигомеры,

потом

при

переме­

 

 

 

 

шивании

подают

бензол

для их

раство­

 

 

 

 

рения,

а

через

некоторое время — петро-

 

 

 

 

лейный

эфир для

«высаживания». Смесь

 

 

 

 

отстаивают в течение 6 ч.

В нижней

части

 

 

 

 

аппарата

собираются олигомеры, а в верх­

 

 

 

 

ней — смесь растворителей и примеси. Оли­

 

 

 

 

гомеры

сливают

в

куб

б,

где от них отго­

 

 

 

 

няют остатки растворителей. При отгонке

 

 

 

 

необходимо

поддерживать

 

температуру

 

 

 

 

80—100 °С,

чтобы

избежать

 

полимериза­

 

 

 

 

ции

фосфонитрилхлоридов.

 

 

 

 

 

 

 

 

рида

Смесь

 

олигомеров

 

фосфонитрилхло­

 

 

 

 

— густая

 

маслянистая

жидкость

 

 

 

 

от

темно-желтого

 

до

коричневого

 

цвета.

I S

 

 

 

Хорошо

растворяется

в

бензиле,

 

толу­

 

Олигомеры

Растворители

оле,

ксилоле,

ацетоне

и

некоторых дру­

 

 

 

гих

органических

 

растворителях;

 

нера­

 

 

 

на ректификацию

створима

в

воде,

уксусной

кислоте

и пе-

Рис. 128.

Схема

 

очистки оли­

тролейном

эфире.

 

 

 

 

 

 

 

 

гомеров

фосфонитрилхлорида:

Этерификацией фосфонитрилхло­ ридов спиртами, фенолами и нафтолами можно получить соответственно

различные алкокси-, фенокси- и нафтилоксипроизводные фосфони­ трилхлорида, а взаимодействием этих производных с аминами или анилином получают различные фосфонитриламины и фосфонитриланилид.

Получение фосфорорганических ядохимикатов

Фосфорорганические ядохимикаты представляют собой эффективные специфические инсектициды и акарициды контактного и системного (внутрирастительного) действия (стр. 385). Таковы, например, 0,0- диметил-(1-окси-2,2,2-трихлорэтил)-фосфонат (хлорофос) *, 0,0-ди- этил-0-(4-нитрофенил)-тиофосфат (тиофос) **, 0,0-диметил-0-2-(этил- тиоэтил)-тиофосфат (метилмеркаптофос) *** и др. Кроме того, некоторые

*Диптерекс (ФРГ); дилокс (США).

**Паратион, Е-605, фолидол (ФРГ); ниран, генитион (США); фосферно (Англия); SNP (Франция).

***Метасистокс, метилдеметон (ФРГ).