Способ получения органического изоцианата

 

Сущность изобретения: способ получения органического изоцианата, выбранного из группы, включающей полифениленполиметиленполиизоцианаты и толуилендиизоцианаты, путем фосгенирования соответствующего амина заключается во введении раствора амина в раствор фосгена при отводе тепла в течение 60 280 с при начальной температуре (-3) (-9)°С и конечной температуре 15-25°С, последующем нагревании реакционной смеси для завершения реакции и выделении изоцианата из раствора. Проведение стадии холодного фосгенирования в соответствии с указанным температурно-временным режимом приводит к сокращению продолжительности стадии нагревания реакционной смеси с 120 130 до 25 55 мин. 1 табл.

Изобретение относится к способам получения органических изоцианатов, являющихся исходными материалами для получения полиуретановых полимеров и различных пестицидов.

Известен способ получения органического изоцианата путем введения pаствоpа амина в раствор фосгена при отводе тепла и пpи давлении, близком к атмосферному, последующего нагревания реакционной смеси для завершения реакции и выделения изоцианата из pаствоpа. Введение раствора амина в раствор фосгена (стадия холодного фосгенирования) проводят 10-15 мин при температуре в пределах 8-50^оС, нагревание реакционной смеси (стадия горячего фосгенирования) при 70-130^оС. Выделение изоцианата из раствора осуществляют известными пpиемами (отгонка фосгена и хлористого водорода, а также растворителя, ректификация изоцианата).

Недостатком известного способа является большая длительность стадии нагревания pеакционной смеси для завершения реакции (2-3 ч).

Изобретение направлено на получение технического результата, заключающегося в сокращении продолжительности стадии нагревания реакционной смеси, а следовательно, в сокращении продолжительности всего процесса получения изоцианата.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе получения органического изоцианата путем введения раствора амина в раствор фосгена при отводе тепла и при давлении, близком к атмосферному, последующего нагревания реакционной смеси для завершения реакции и выделения изоцианата из раствора, при получении полифениленполиметиленполиизоцианатов и толуилендиизоцианатов введение раствора амина в раствор фосгена начинают при (-3) (-9)^оС и заканчивают в течение 60-280 с, а отвод тепла ведут таким образом, чтобы температура смеси по окончании введения раствора амина составляла 15-25^оС.

Известно, что реакция получения изоцианата протекает через следующие стадии: R(NH₂)_n + nCOCl₂ ->> R(NHCOCl)_n + nHCl (1) R(NH₂)_n + nHCl ->> R(NH₂ HCl)_n (2) R(NHCOCl)_n ->> R(NCO)_n + nHCl (3) R(NH₂ HCl)_n + nCOCl₂ ->> R(NCO_)n + +3nHCl. (4) Реакции (1) и (2) протекают в основном на стадии холодного фосгенирования (с образованием суспензии), а реакции (3) и (4) в процессе нагревания смеси для завершения реакции (с превращением суспензии в прозрачный раствор).

Было установлено, что необходимая продолжительность нагревания реакционной смеси зависит от содержания в ней гидрохлорида амина: чем оно больше, чем длительнее нагревание, так как реакция (4) является более медленной, чем реакция (3). Оказалось, что предложенные условия холодного фосгенирования указанные выше интервалы температуры и времени смешения позволяют свести к минимуму образование гидрохлорида амина по реакции (2) и тем самым сократить необходимую длительность нагревания реакционной смеси.

Сущность изобретения иллюстрируется приведенными ниже примерами (данные сведены в таблицу).

П р и м е р ы 1-15. В четырехгорловый реактор, снабженный мешалкой, обратным холодильником и капельной воронкой, помещенный в баню с охлаждающей смесью из снега и соли, помещают заданное количество растворителя, включают мешалку и обратный холодильник, а затем через барботер пропускают газообразный фосген. После получения в реакторе раствора заданного количества фосгена в реактор через капельную воронку под слой жидкости подают заданное количество раствора смеси полифениленполиметиленполиаминов, содержащей 16,0 мас. первичных NH₂ групп, в том же растворителе с такой скоростью, чтобы температура в реакторе не превышала 15-25^оС. По окончании подачи раствора амина баню с охлаждающей смесью заменяют на масляную и включают нагрев. Нагрев продолжают до тех пор, пока в реакционной смеси не исчезнет осадок. После этого из реакционной смеси известными способами (отгонкой вакуумной) удаляют фосген, растворитель и выделяют изоцианат. Результаты синтезов приведены в таблице. Получают полиизоцианат (смесь полифениленполиметиленполиизоциана- тов), содержащий 31,7 32,3% NCO-групп (в сравнительных примерах 30,0 31,7%) и 0,10 0,18% гидролизуемого и ионного хлора (в сравнительных примерах 0,20 0,35%).

П р и м е р 16. Процесс ведут аналогично примеру 1 с тем отличием, что фосгенированию подвергают толуилендиамин, содержащий 80% 2,4 и 20 2,6-изомера. Получают толуилендиизоцианат, содержащий 99,6% основного вещества и 0,006% ионного и гидролизуемого хлора. Выход 97,8% от теории. Данные приведены в таблице.

Таким образом, предлагаемый способ по сравнению с прототипом позволяет сократить продолжительность нагревания реакционной смеси со 120 130 до 25-55 мин.

Формула изобретения

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОРГАНИЧЕСКОГО ИЗОЦИАНАТА путем введения раствора амина в раствор фосгена при отводе тепла и при давлении, близком к атмосфеному, последующего нагревания реакционной смеси для завершения реакции и выделения изоцианата из раствора, отличающийся тем, что при получении полифениленполиметиленполиизоцианатов и толуилендиизоцианатов введение раствора амина в раствор фосгена начинают при 3 9^oС и заканчивают в течение 60-280 с, а отвод тепла ведут так, чтобы температура смеси по окончании введения раствора амина составляла 15 25^oС.

РИСУНКИ

Рисунок 1