Разработка технологии и синтеза производного нитрозамещенного азо-фенола и его свойства | Статья в журнале «Молодой ученый»

Библиографическое описание:

Назиров З. Ш. Разработка технологии и синтеза производного нитрозамещенного азо-фенола и его свойства // Молодой ученый. — 2012. — №3. — С. 108-111. — URL https://moluch.ru/archive/38/4225/ (дата обращения: 23.07.2018).

The technology of reception and synthesis derivative nitrosubstitution azo-phenol 4-nitrophenyl-azo-2',4'-dinitrophenol-r on reaction diazotization (SE) p-aniline with HCI +NaN02 is developed at temperature 0-5°C, and then with 2,4-dinitro-phenol.

Анализ мировых научных статей и патентных материалов показал, что синтез и технологии получения высокоэффективных малотоксичных красителей на основе производных азо-фенолов является предметом активного исследования фирм более 20 стран мира [1-4]. Наметилась мировая тенденция технологии синтеза производных селективных, высокоэффективных, малотоксичных красителей на основе замещенного азо-фенола. Среди патентуемых производных азо-фенолов преобладают разнообразные замещенные заместители структуры, причем предпочтение отдаётся соединениям, содержащим атомы разного местоположения нитрогрупп в бензольном кольце. География применения производных нитрозамещенных азо-фенолов очень широка. Поэтому поиск и синтез, а также технологии получения производных нитрозамещенных являются мировой актуальной задачей современной органической химии и технологии продуктов основного органического синтеза.

Разработанный нами метод получения 4-нитрофенил-азо-2',4'-динитро-фенола-1' заключается во взаимодействии п-нитроанилина с 2,4-динитрофе-нолом в присутствии диазотирующей смеси (HCl+NaNО2) по следующей схеме:












затем фильтровании и сушке при температуре 1100С

В процессе получения 4-нитрофенил-азо-2',4'-динитрофенола-Г газо­образные и твердые отходы не образуются. В качестве жидкого отхода образуются водные слабые растворы NaCl, H2O.

Конечный готовый продукт 4-нитрофенил-азо-2',4'-динитрофенол-Г представляет собой светло-желтоватый порошок с температурой плавления 194-195°С, растворяется во многих органических растворителях - ацетоне, диэтилкетоне, ДМФА, ДМЭО, нитробензоле и других. В воде не растворим. Описание технологического процесса и схемы

Предполагаемый метод получения красителя керамических изделий АГМ-7 включает получение 4-нитрофенил-азо-2',4'-динитрофенола-1' взаимодействием 4-нитроанилина с 2,4-динитрофенолом "в присутствии диазоти-рующей смеси 25%-ной соляной кислоты и азотнокислого натрия при охлаждении (0-5°С) в течение трех часов. Эта реакция, называемая азосочетанием, имеет большое практическое значение в промышленном производстве азокрасителей - красители на основе азофенола и его производных. По механизму эта реакция является электрофильным замещением (SE) ароматического ядра фенола катионом диазония



Рис. 1. Принципиальная технологическая схема производства 4-нитрофенил-азо-2',4'-динитрофенола-1'

Еь Е2, Е3, Е4 - емкости для 4-нитроанилина, НС1, NaN02, 2,4-динитрофенола; Н5 - насос; Р6 - реактор; Ф7 - нутч-фильтр; Е8 - емкость для отхода NaCl и Н20; Т9 -барабанная сушилка; Дю - дробилка; Си - вибросито; Ei2 - емкость для готового продукта.

Описание технологического процесса производства 4-нитрофенил-азо-2',4'-динитрофенола-Г. Технологическая схема производства 4-нитрофенил-азо-2',4'-динитро-фенола-Г приведена на рис. 1.

В реактор поз. Рб загружаются из ёмкости поз. Ei- Е4 операционные количества п-нитроанилина, НС1, NaN02, 2,4-динитрофенола. -4Смесь перемешивают при температуре 0-5°С в течение трех часов. Выпавший порошок отфильтровывают в нутч-фильтре поз. Ф7. Смесь Н20, NaCl собирают поз. Е8. Конечный продукт реакции сушат в барабанной сушилке поз. Т9, далее направляют в дробилку поз. Дю и отсеивают на вибросите поз. Сц. Готовый продукт упаковывают в полиэтиленовые бочки вместимостью 10-200 дм3.

Математическое описание технологических процессов и аппаратов. Синтез 4-нитрофенил-азо-2',4'-динитрофенола-Г проводится в аппарате периодического действия. Продолжительность операции, т.е. время от начала загрузки исходных веществ предыдущей операции до начала загрузки исходных веществ последующей операции, является суммой продолжи­тельности отдельных этапов. Эти операции следующие:

- подготовка сырья - загрузка водного раствора п-нитроанилина, НС1, NaN02+( Н20), 2,4-динитрофенола+(10% NaOH).......................................ть

- перемешивание................................................................................т2.

- химическое превращение сырья, отвод тепла реакции...............тз = тп = тр.

- подготовка реакционной смеси к выделению продукта:

осаждение реакционной массы..................................т4

выгрузка реакционной массы.....................................т5

сушка, дробилка и отсеивание...................................т6 f тш

продолжительность операции....................................топ

Продолжительность работы реакционного аппарата в ходе выполнения операции меньше общей продолжительности операции. Степень (коэффи­циент) использования реактора по прямому его назначению выражается

отношением: ή= ть / топ=<1, где <1+ ть= тш.

Для реакционного пространства: ή= тр/ топ= тр/1+ тр.

Образование 4-нитрофенил-азо-2',4'-динитрофенола-1' взаимодействием п-нитроанилина, НС1, NaNО2 с 2,4-динитрофенолом в общем виде описывается уравнением:

или в условных обозначениях А + В + С —> Д,

где А - п-нитроанилин; В - HCl+NaNCl; С - 2,4-нитрофенол, Д - 4-нитро-

фенил-азо-2',4'-динитрофенола-Г.

Скорость реакции образования 4-нитрофенил-азо-2',4'-динитрофено-ла-1 выражается уравнением:

V = K-[A]-[B]'[C] (1.1)

Из уравнения (1.1) видно, что скорость образования 4-нитрофенил-азо-2',4'-динитрофенола-Г прямо пропорционально к концентрациям 4-нитро-анилина, НС1, NaNО2 и 2,4-динитрофенола.

4-нитрофенил-азо-2',4'-динитрофенола-Г получают по следующим стадиям: перемешивание, охлаждение (0-5°С), фильтрация, сушка, очистка, что занимает 3 часа.

Для доказательства строения полученного вещества, кроме элементного анализа, сняты ИК- и ПМР-спектры.

ИК- спектры сняты на приборе "Spekord-75" в таблетках КВг. ПМР-спектры сняты на спектрометре протонного магнитного резонанса "Irol С- 60 Н 1" с частотой 60 МГц.

В ИК-спектре имеются полосы поглощения в области 1310-1360 см"1 (-NО2), 1580 см ■1(-N=N-), 3448 см-1 (-ОН).

В ПМР-спектре протоны п-замещенного ароматического ядра резонируют в области 6,8-7,0 м.д. (НАНА) и 8,31-8,6 м.д. (НВНВ)


Краситель 4-нитрофенил-азо-2',4'-динитрофенола-Г использован для окраши­вания полистирола, полипропилена и керамических изделий.

Изделия произведены на литьевой машине "Мономат-165". Подготовка композиции произведена по следующей методике: компонент загружают в смеситель и перемешивают в течение 10 минут, подготовленная композиция поступает на переработку.

Состав композиции, кг:

I. 1) полистирол общего назначения.....................................................10,0

2) краситель 4-нитрофенил-азо-2',4'-динитрофенола-Г (АГМ-7)……..0,003

II. 1) полипропилен...................................................................................10,0

2) краситель 4-нитрофенил-азо-2',4'-динитрофенола-Г (АГМ-7)……...0,003.

Условия изготовления деталей из пластмасс приведены в таблице.

Изделия окрасились в светло-салатовый цвет.

Полученные изделия испытаны на миграцию красителя путем пяти­кратной протирки белой х/б тканью, смоченной теплой водой (30-40°С), уксусной кислотой.

Химическую стойкость изделий проверяли путем погружения изделий на 10 мин в нагретый до 60 ± 5°С с 1%-ным раствором уксусной кислоты. При этом раствор остался бесцветным, прозрачным без осадка, а цвет изделий не изменился.

Таблица

Пластмасс

Текучесть

Выдержка, °С

Температура по зонам, °С

под дав­лением

охлаж­дение

I

II

III

IV

V

полистирол

3-6 ч/Юм

20

21

170

180

190

180

190

полиэтилен

2-10ч/10м

18

17

170

180

190

180

191


Затем изделие промыли холодной водой, вытерли насухо и погрузили на 20 мин в нагретый до 60 ± 5°С 2%-ный мыльно-содовой раствор (сода питьевая -1%, мыло туалетное - 10%). Изделие при этом не набухало и не деформи­ровалось, а раствор не окрашивался.

Впервые синтезированный краситель 4-нитрофенил-азо-2',4'-динитро-фенол-Г оказался более устойчивым к высокой температуре, полученные изделия окрасились в салатно-оранжевый цвет.

В результате ранее проведенных испытаний было выявлено, что предлагаемый новый краситель малотоксичен (LD5o = 3966 мг/кг).

Литература:
  1. Lai-Bao-Kum, Song Derchin. Композиция активных красителей //Патент США, 617349 МПК7 С 09 В 67/24, заявл. 02.07.1999, НПК 8/549. Опубл. 09.01.2001.

  2. Deutschland K.G., Dannlein Jorg. Новые фтортриазинсодержащие ярко-желтые красители, способ получения, применение для окрашивания гидрокси- и аминосодержащих материалов //Заявка 1992825 Германия, МПК С 09 В 62/085. Заявл. 19.05.1999; опубл. 23.11.2000.

  3. Leung Wai-Yee, Cheung Ching-Ying, Yue Stephen. Модифицированные карбоцианиновые красители и их конъюгаты //Патент США 6974873, МПК С 07 В 209/02. Заявл. 01.10.2001; опубл. 13.12.2005, НПК 548/455.

  4. Reiher Uwe, Rede-monte Ron. Азокрасители, активные к волокну, процессы для их получения, использование //Заявка 28.12.1999; опубл. 23.01.2001.

Основные термины (генерируются автоматически): изделие, краситель, продолжительность операции, взаимодействие п-нитроанилина, HCI, III, уксусная кислота, реакционная масса, готовый продукт.


Похожие статьи

Изучение коррозии железа в уксусной кислоте в присутствии...

Удаление ржавчины и других продуктов коррозии — обязательный процесс в реставрации изделий из черного металла [1, с.155].

Выявлена линейная зависимость уменьшения массы железа при взаимодействии с уксусной кислотой.

Значение и получение терефталевой кислоты | Статья в сборнике...

уксусная кислота, кислота, удельная нагрузка, повышение температуры, волокно, реакционный растворитель, реакционная масса, молекулярный кислород, бензойная кислота, время пребывания.

Синтез и вероятный механизм образования...

Получили 24 г красителя 2-хлорфенил-азо-4-гидроксифенил-карбокси-3.

В качестве жидкого отхода образуются водяные слабые NaCI, Н2О, конечный готовый продукт.

Обычно реакцию азосочетания ведут таким образом, чтобы к её концу в реакционной массе оставался...

Методы получения терефталоилхлорида и пути...

На основе хлорангидридов хлорзамещенных фталевых кислот получают красители для

По окончании процесса гидролиза от реакционной массы «отдувают» растворенный хлорид

Так при взаимодействии её с тионилхлоридом происходит образование целевого продукта и...

Изучение процесса получения цианистого натрия как...

Далее идет абсорбция цианистого водорода раствором едкого натра, с дальнейшим охлаждением готового продукта.

Далее реакционная смесь тонким слоем стекает по внутренней поверхности трубок абсорберов.

Амперометрическое титрование Bi(III), Pd(II), Ag(I), Cu(II) ТАА...

III, уксусная кислота, АТ ионов металлов, раствор, металл, перхлорат лития, АТ палладия, ацетат калия, исследуемый раствор, левая ветвь.

Исследование реакции окислительного хлорфосфорилирования...

Результаты расчетов по количеству PCl3 и продолжительности реакции.

Исследование влияния гуминовых кислот и их модификаций на процесс электровосстановления кислорода.

Спектрофотометрическое исследование взаимодействия скандия(III) с 1-фенил-2...

Анализ физико-химических свойств альфа- и бета-нафтолов...

Важную роль играет кислотность реакционной среды, поскольку ионы диазония относительно устойчивы лишь в кислой среде, однако кислота подавляет

1. Ворожцов Н.Н. Основы синтеза промежуточных продуктов и красителей. ГХТИ ОНТИ М. 1934, 539 с. 2. Дональдсон.

Рафинация хлопкового масла непрерывного действия...

Отсюда вся реакционная масса переходит в дисковый смеситель, в котором при взаимодействии с раствором едкой и алюминная натрия щелочи происходит нейтрализация свободных кислот — жирных и фосфорной.

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle

Похожие статьи

Изучение коррозии железа в уксусной кислоте в присутствии...

Удаление ржавчины и других продуктов коррозии — обязательный процесс в реставрации изделий из черного металла [1, с.155].

Выявлена линейная зависимость уменьшения массы железа при взаимодействии с уксусной кислотой.

Значение и получение терефталевой кислоты | Статья в сборнике...

уксусная кислота, кислота, удельная нагрузка, повышение температуры, волокно, реакционный растворитель, реакционная масса, молекулярный кислород, бензойная кислота, время пребывания.

Синтез и вероятный механизм образования...

Получили 24 г красителя 2-хлорфенил-азо-4-гидроксифенил-карбокси-3.

В качестве жидкого отхода образуются водяные слабые NaCI, Н2О, конечный готовый продукт.

Обычно реакцию азосочетания ведут таким образом, чтобы к её концу в реакционной массе оставался...

Методы получения терефталоилхлорида и пути...

На основе хлорангидридов хлорзамещенных фталевых кислот получают красители для

По окончании процесса гидролиза от реакционной массы «отдувают» растворенный хлорид

Так при взаимодействии её с тионилхлоридом происходит образование целевого продукта и...

Изучение процесса получения цианистого натрия как...

Далее идет абсорбция цианистого водорода раствором едкого натра, с дальнейшим охлаждением готового продукта.

Далее реакционная смесь тонким слоем стекает по внутренней поверхности трубок абсорберов.

Амперометрическое титрование Bi(III), Pd(II), Ag(I), Cu(II) ТАА...

III, уксусная кислота, АТ ионов металлов, раствор, металл, перхлорат лития, АТ палладия, ацетат калия, исследуемый раствор, левая ветвь.

Исследование реакции окислительного хлорфосфорилирования...

Результаты расчетов по количеству PCl3 и продолжительности реакции.

Исследование влияния гуминовых кислот и их модификаций на процесс электровосстановления кислорода.

Спектрофотометрическое исследование взаимодействия скандия(III) с 1-фенил-2...

Анализ физико-химических свойств альфа- и бета-нафтолов...

Важную роль играет кислотность реакционной среды, поскольку ионы диазония относительно устойчивы лишь в кислой среде, однако кислота подавляет

1. Ворожцов Н.Н. Основы синтеза промежуточных продуктов и красителей. ГХТИ ОНТИ М. 1934, 539 с. 2. Дональдсон.

Рафинация хлопкового масла непрерывного действия...

Отсюда вся реакционная масса переходит в дисковый смеситель, в котором при взаимодействии с раствором едкой и алюминная натрия щелочи происходит нейтрализация свободных кислот — жирных и фосфорной.

Задать вопрос