способ получения красителя хинолинового желтого

Формула изобретения

Способ получения красителя хинолинового желтого посредством твердофазного взаимодействия хинальдина с фталевым ангидридом и последующего сульфирования образующегося промежуточного продукта - хинофталона олеумом, отличающийся тем, что процесс твердофазного взаимодействия осуществляют в течение 4 - 5 ч с постепенным повышением температуры от 190 - 195^oС в его начале до 215 - 220^oС в его конце.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области получения пигментов и красящих веществ и может быть реализовано в химической, медицинской и пищевой промышленности.

Известен способ получения красителя хинолинового желтого посредством жидкофазного взаимодействия хинальдина и фталевого ангидрида в дихлорбензоле при 180 - 200^oC и последующего сульфирования образующегося промежуточного продукта - хинофталона олеумом [1]. Недостатком данного известного способа является продолжительное время процесса (не менее 10 час), а также необходимость использования довольно токсичного и дорогостоящего растворителя - дихлорбензола.

Известен также способ получения красителя хинолинового желтого посредством твердофазного взаимодействия хинальдина с фталевым ангидридом в присутствии хлорида цинка при 182 - 187^oC и последующего сульфирования образующегося промежуточного продукта - хинофталона олеумом [2]. Недостатком данного известного способа, который по совокупности признаков и достигаемому техническому эффекту наиболее близок к заявляемому нами объекту, является сравнительно низкий выход целевого продукта, а также то, что получаемый продукт оказывается загрязненным твердыми соединениями цинка, от которых его приходится дополнительно очищать обработкой растворами кислоты, а потом - щелочи.

Цель данного изобретения - упрощение процесса и повышение выхода целевого продукта.

Декларируемая цель достигается тем, что в известном способе получения красителя хинолинового желтого посредством твердофазного взаимодействия хинальдина с фталевым ангидридом и последующего сульфирования образующегося промежуточного продукта - хинофталона олеумом, процесс твердофазного взаимодействия осуществляют в течение 4-5 ч с постепенным повышением температуры от 190 - 195^oC в его начале до 215 - 220^oC в его конце. В результате использования заявляемого нами способа имеет место повышение выхода целевого продукта до 70 - 75% (против 60 - 65% у способа-прототипа [2]), а также упрощение процесса, поскольку исчезает необходимость в какой-либо дополнительной очистке полученного целевого продукта.

Ранее способ получения красителя хинолинового желтого с поименованной выше совокупностью признаков в литературе не описывался. В этой связи можно утверждать, что заявляемый нами объект попадает под первый критериальный признак изобретения, установленный патентным законодательством РФ - новизна. Кроме того, знание известных характеристик способа-прототипа [2] и совокупности признаков вносимых в него изменений (постепенное повышение температуры процесса с 190 - 195^oC в его начале до 215 - 220^oC в его конце) не позволяет априори предсказать отмеченного выше положительного эффекта - повышения выхода целевого продукта. Данное обстоятельство дает нам все основания считать, что сущность заявляемого нами объекта не вытекает явным образом из известного на сегодняшний день в данной области техники уровня, и, следовательно, он соответствует второму критериальному признаку изобретения - изобретательский уровень. Заявляемый способ достаточно прост в исполнении, не требует каких-либо дополнительных реагентов и аппаратуры и, равно как и известный способ получения красителя хинолинового желтого [2], может быть осуществлен в промышленном масштабе. Только что сказанное позволяют заключить, что заявляемому объекту присущ также и третий критериальный признак изобретения - промышленная применимость.

Заявляемый способ получения красителя хинолинового желтого демонстрируется посредством нижеследующих примеров.

Пример 1

Смесь 143,0 г (1,0 моль) хинальдина и 177,6 г (1,2 моль) фталевого ангидрида нагревают в течение 20 мин до 195^oC, в течение 1 ч с 195^oC до 200^oC, в течение еще 1 ч - с 200^oC до 210^oC и в течение последующих 2 ч - с 210^oC до 220^oC, отгоняя при этом 17 - 18 мл воды с примесью хинальдина, затем охлаждают реакционную массу до 100 - 120^oC и растворяют при кипении в 2,0 л уксусной кислоты. Полученный горячий раствор фильтруют и затем охлаждают фильтрат. Образовавшийся осадок хинофталона отфильтровывают, промывают 800 мл уксусной кислоты и 1,0 л воды и высушивают при 50 - 60^oC. К полученному полуфабрикату постепенно прибавляют 700 мл 65%-ного олеума с температурой 40^oC. По завершении этой процедуры смесь перемешивают 30 мин при 40^oC и 1 ч - при 60^oC, охлаждают до комнатной температуры и выливают ее в холодную воду объемом 4 л. Краситель высаливают добавлением 500 г хлорида натрия, отфильтровывают и промывают 2 л холодной воды и затем растворяют в 3,5 л дистиллированной воды. К полученному раствору прибавляют измельченный карбонат(IV) кальция, образующийся осадок сульфата(VI) кальция отфильтровывают. В полученный фильтрат далее вводят 55 г карбоната(IV) натрия и вновь отфильтровывают раствор от осадка. Затем отфильтрованный раствор охлаждают до 15^oC и вводят в него 500 г хлорида натрия, через 12 ч отфильтровывают осадок, промывают ее 500 мл 5%-ного раствора NaCl, растворяют при нагревании в 1,5 л 5%-ного раствора хлорида натрия, фильтруют в горячем состоянии и затем охлаждают фильтрат до 15 - 20^oC. В заключение отфильтровывают выделившийся осадок целевого продукта, промывают холодной водой и высушивают при 50 - 60^oC. Полученный препарат представляет собой желтый порошок, умеренно растворимый в воде (280 - 300 г/л), максимум поглощения водного раствора в видимой области при 413 нм; Rf 0,65, 0,28 и 0,17 (ТСХ; пластина силуфол; система изопропанол-ацетон-водный раствор аммиака (25%) = 8:5:2). Данные о выходе целевого продукта для описанного случая представлены в таблице.

Пример 2

Выполняют по общей технологической схеме примера 1, но процесс твердофазного взаимодействия осуществляют в течение 4,5 ч, нагревая указанную там смесь хинальдина и фталевого ангидрида в течение 1 ч с 192^oC до 198^oC, в течение еще 1 ч - с 198^oC до 208^oC и в течение последующих 2,5 ч - с 208^oC до 217^oC. Данные о выходе целевого продукта для указанного варианта синтеза также приведены в таблице.

Пример 3

Выполняют по общей технологической схеме примера 1, но процесс твердофазного взаимодействия осуществляют в течение 5 ч, нагревая указанную там смесь хинальдина и фталевого ангидрида в течение 1 ч с 190^oC до 195^oC, в течение еще 1,5 ч - с 195^oC до 205^oC и в течение последующих 2,5 ч - с 205^oC до 215^oC.

Пример 4

Выполняют по общей технологической схеме примера 1, но процесс твердофазного взаимодействия осуществляют в течение 4 ч, равномерно нагревая указанную там смесь хинальдина и фталевого ангидрида с 195^oC до 220^oC.

Пример 5

Выполняют по общей технологической схеме примера 1, но процесс твердофазного взаимодействия осуществляют в течение 4,5 ч, равномерно нагревая указанную там смесь хинальдина и фталевого ангидрида с 192^oC до 217^oC.

Пример 6

Выполняют по общей технологической схеме примера 1, но процесс твердофазного взаимодействия осуществляют в течение 5 ч, равномерно нагревая указанную там смесь хинальдина и фталевого ангидрида от 190^oC до 215^oC.

Пример 7

Выполняют по общей технологической схеме примера 1, но процесс твердофазного взаимодействия осуществляют в течение 4 ч, нагревая указанную там смесь хинальдина и фталевого ангидрида в течение 2 ч с 195^oC до 200^oC, в течение еще 1,5 ч - с 200^oC до 210^oC и в течение последующих 0,5 ч - с 210^oC до 220^oC.

Пример 8

Выполняют по общей технологической схеме примера 1, но процесс твердофазного взаимодействия осуществляют в течение 4,5 ч, нагревая указанную там смесь хинальдина и фталевого ангидрида в течение 3 ч с 195^oC до 200^oC, в течение последующих 1,5 ч - с 200^oC до 220^oC.

Пример 9

Выполняют по общей технологической схеме примера 1, но процесс твердофазного взаимодействия осуществляют в течение 5 ч, нагревая указанную там смесь хинальдина и фталевого ангидрида в течение 3 ч с 190^oC до 195^oC, в течение еще 1,5 ч - с 195^oC до 205^oC и в течение последующих 0,5 ч - с 205^oC до 215^oC.

Пример 10 (сравнительный)

Выполняют по общей технологической схеме примера 1, но процесс твердофазного взаимодействия осуществляют в течение 3 ч, равномерно нагревая указанную там смесь хинальдина и фталевого ангидрида от 195^oC до 220^oC.

Пример 11 (сравнительный)

Выполняют по общей технологической схеме примера 1, но процесс твердофазного взаимодействия осуществляют в течение 6 ч, равномерно нагревая указанную там смесь хинальдина и фталевого ангидрида с 195^oC до 220^oC.

Пример 12 (сравнительный)

Выполняют по общей технологической схеме примера 1, но процесс твердофазного взаимодействия осуществляют в течение 4 ч, равномерно нагревая указанную там смесь хинальдина и фталевого ангидрида с 182^oC до 187^oC.

Пример 13 (сравнительный)

Выполняют по общей технологической схеме примера 1, но процесс твердофазного взаимодействия осуществляют в течение 5 ч, равномерно нагревая указанную там смесь хинальдина и фталевого ангидрида с 182^oC до 187^oC.

Пример 14 (сравнительный)

Выполняют по общей технологической схеме примера 1, но процесс твердофазного взаимодействия осуществляют в течение 4 ч, равномерно нагревая указанную там смесь хинальдина и фталевого ангидрида от 220^oC до 240^oC.

Пример 15 (сравнительный)

Выполняют по общей технологической схеме примера 1, но процесс твердофазного взаимодействия осуществляют в течение 5 ч, равномерно нагревая указанную там смесь хинальдина и фталевого ангидрида от 220^oC до 240^oC.

Пример 16 (по прототипу [2])

Смесь 30 г хинальдина, 40 г фталевого ангидрида и 7 г хлорида цинка нагревают в течение 5 ч при 182 - 187^oC. Образовавшийся в ходе реакции твердый продукт измельчают до порошкообразного состояния, обрабатывают разбавленным (5%) раствором соляной кислоты и далее 5%-ным раствором гидроксида натрия, промывают водой и высушивают при 50 - 60^oC. Полученный таким образом полуфабрикат - хинофталон сульфируют 38%-ным олеумом в массовом соотношении 1: 4 в течение 5 час при 80 - 90^oC, после чего выливают полученную реакционную массу в 1 л холодной воды. Образовавшийся целевой продукт далее высаливают добавлением 200 г хлорида натрия, отфильтровывают, промывают 300 мл 5%-ного водного раствора NaCl и высушивают при 50 - 60^oC.

Данные о выходе целевого продукта для этого случая также представлены в таблице.

Пример 17 (сравнительный, по прототипу [2])

Выполняют по общей технологической схеме примера 16, но процесс твердофазного взаимодействия осуществляют, равномерно нагревая указанную там смесь хинальдина, фталевого ангидрида и хлорида цинка от 195^oC до 220^oC.

Как можно видеть из приводимых в таблице данных, использование заявляемого нами способа позволяет заметно повысить выход целевого продукта - красителя хинолинового желтого, исключив в то же время необходимость использования в синтезе хлорида цинка и тем самым - проблему очистки полученного красителя от цинксодержащих соединений. Следует особо отметить в этой связи, что указанный нами выше температурновременной диапазон синтеза (190 - 195^oC в начале процесса, 215 - 220^oC в его конце при продолжительности процесса 4 - 5 ч) является существенным и при выходе за эти пределы отмечается существенное снижение выхода целевого продукта (см. данные примеров 1 - 10 и 11 - 15).

Литература

1. Патент 389035 Франции (1933)

2. Патент 1963374 США (1929) (ПРОТОТИП)г