Способ получения 5-хлорпентановой кислоты

Способ получения 5-хлорпентановой кислоты

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к карбоновым кислотам, в частности к получению 5-хлорпентановой кислоты, которая является полупродуктом в органическом синтезе. С целью повышения выхода целевого продукта и упрощения процесса циклопентанон . окисляют 30%-ной перекисью водорода при молярном соотношении I:(4-7) и 0-30°С. Процесс ведут с последующей обработкой реакционной массы хлоридом меди(2+) при молярном соотношении циклопентанона и хлорида меди(2+) 1:(0,7-1,0) и 5-3U°C, после чего рН среды доводят до 1,7-3,0 и выделяют целевой продукт. С целью многократного использования хлорида меди (2+) остаток после отделения целевого продукта дополнительно обрабатывают гидроокисью щелочного металла до рН 1,7-3,5. Изобретение позволяет повысить выход продукта на 35-38%. 1 з.п. ф-лы, 1 табл. 9 ko

СОЮЗ СОВЕТСКИХ социАлистичесних

РЕСПУБЛИК

®) С 07 С 51/31, 53/19

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫГИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4617706/04 (22) 07, 12.88 (46) 07.02,91. Бюл. Ф 5

{71) Институт органической химии им. Н.Д. Зелинского (72) Г.И. Никишин, Е.К. Старостин, А.В. Александров и В.В. Гущин (53) 547.464.3(088.8) (56) Несмеянов А.Н. и др. Исследование реакции теломеризации этилена и четыреххлористого углерода и химических превращений р(ф ф,О-тетрахлоралканов. — C5. Химическая переработка нефтяных углеводородов". M.: Иэд-во

АН СССР, 1956, с, 303-327. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ 5-ХЛОРПЕНТАНОВОИ КИСЛОТЫ (57) Изобретение относится к карбоновым кислотам, в частности к получению

Изобретение относится к органической химии и касается, в частности, способа получения 5-хпорпентановой кислоты, которая находит применение в качестве полупродукта в органическом синтезе.

Целью изобретения является повьппение выхода целевого продукта и упрощение процесса.

Пример 1. К 84 г (1 моль) циклопентанона при перемешивании прибавляют при 20 С 570 мл (5 моль) ЗОХ-нои водной перекиси водорода (пергидроля).

После выперживания при комнатной температуре в течение 48 ч полученный раствор прикалывают в течейие 2 ч при перемешивании к раств >ру 150 r (0,88 моль) СпС1y ° 2HgO в 300 мл

„.80 1625866 A 1

5-хпорпентановой кислоты, которая является полупродуктом в органическом синтезе. С целью повьппения выхода целевого продукта и упрощения процесса

° циклопентанон . окисляют ЗОХ-ной перекисью водорода прн молярном соотношении 1:(4-7) и 0-30 С. Процесс ведут с последующеи обработкой реакционной массы хлоридом меди(2+) при молярном соотношении циклапентанона и хлорида иеди(2+) 1:(0,7- 1,0) и 5-30 С, после чего рН среды доводят до 1,7-3,0 и выделяют целевой продукт. С целью многократного использования хлорида меди(2+) остаток после отделения целевого продукта дополнительно обрабатывают гидроокисью щелочного металла до рН 1,7-3,5. Изобретение позволяет повысить выход продукта на 35-381.

1 з.п. ф-лы, 1 табл. С: воды, поддерживая температуру реакционной массы 18-20 (; охлаждением водя,нои банеи, После окончания прикапыва ния реакционную массу перемешивают ,1 ч, подкисляют 1н. НС1 до рН 2 и продукты реакции экстрагируют хлоpomopMoM (Зх200 мп). После отгонки хлороформа остаток перегоняют и получают 20,8 г (0,25 моль) циклопентанона, т.кип, 2d 0 (10 мм рт.ст.), и

106,3 г 5-хлорпентановой кислоты, т.кип. 126-128 (; (10 мм рт.ст.). IIo данньм ГИХ чистота продукта составляет 85Ы. Выход 5-хлорпентановой кислоты приведен с учетом ее чистоты (выход от теоретического на прореагьровангиа циклопентанон составляет Bbi. P.

1625866

ПМР-спектр (CDCl, g, м.д.);

11,3 уш.с. (1H, -ОН); 3,52 т (2Н, СН С1-, J 6,5 Гц); 2,32 т (2Н, -CH COO, J=7,4 Гц); 1,6-1,9 м (4H, 2-CH -).

Пример 2. Проводят аналогично примеру 1, но вместо свежеприготовленного раствора 150 г CuC1< ° 2Н O в 300 мп воды используют водный раст- 10 вор двухлористой меди (оставшийся от опыта по примеру 1 после экстракции

его хлороформом). Этот раствор нейтрализуют 1 н. раствором КОН до рН 2,8, упаривают до первоначального объема (300 мл) и используют по методике примера 1. 11олучают 5-хлорпентановую кислоту с выходом 877 от теоретического на прореагировавший циклопентанон, т. кип. 126-128 С (10 мм рт.ст.). .20

II р и м е р ы 3-5. 11роводят аналогично примеру 1. Условия проведения и выход 5-хлорпентановой кислоты приведены в таблице.

Пример ы 6 и 7. Проводят ана 25 логично примеру 2, используя растворы двухлористой меди, оставшиеся от опытов по примерам 3 и 4 соответственно, предварительно нейтрализованные 1 н. раствором NaOH. 30

Пример ы 8 — 13 (сравнительные) . Проводят для подтверждения выбранных интервалов молярного соотношения реагентов, рН среды и температуры.

Как видно из таблицы, использование более, чем семикратного избытка

Н О и более, чем стехиометрического количества хлорида двухвалентной меди (пример 10) не целесообразно Пос 40 кольку не приводит к увеличению выхода целевого продукта.

Использование менее чем четырехкратного избытка Н О и проведение реакции при молярном соотношении цик- 45 лопентанон: хлорид двухвалентной меди, меньшем 0,7 (примеры 8 и 9), приводит к резкому падению выхода 5-хлорпентановой кислоты за счет уменьшения конверсии исходного циклопентано- р на.

Проведение обработки реакционной массы раствором двухлористой меди при рН (1,7 (при рН (1,5 реакция практически не протекает) и рН 0 3,5

55 (примеры 11 и 12) ведет к уменьшению скорости реакции и снижению выхода конечного продукта.

Проведение окисления циклопентанона при температуре ниже О С и обработки реакционной массы раствором хлорида двухвалентной меди при температуре ниже 5 С затруднено, так как в этих условиях реакционная смесь перестает быть гомогеннои, а при проведении реакции при температурах выше 30 С (пример 13) заметно снижается выход

5-хлорпентановой кислоты из-за сильного осмоления реакционной массы.

Примеры 14 и 15 иллюстрируют многократность использования водного раствора СиС1 (двух- и трехкратная рециркуляция).

11 р и м е р 14. Проводят аналогично е примеру 1, но вместо свежеприготовленного раствора 150 г CuC1< ° 2Н 0 в

300 мл воды используют водный раствор двухлористой меди, оставшийся от опыта по примеру 2 после экстракции его хлороформом. Этот раствор нейтрализу» ют 1 н. раствором КОН до рН 2,6, упаривают до первоначального объема (300 мл), отфильтровывают выпавший кристаллический осадок KCl (4,8 г) и используют по методике примера 1. Получают 5-хлорпентановую кислоту с выходом 89/ от теоретического на прореагировавший циклопентанон, т.кип.

127-128 С (10 мм рт.ст.).

Пример 15. 11роводят аналогично примеру 14, но используют раствор двухлористой меди, оставшийся от опыта по примеру 14. Рециркуляцию раствора проводят по методике примера 14, но отфильтровывают 5,0 r твердого

КС1. Выход 5-хпорпентановой кислоты

86/ от теоретического, т.кип. 126128 С (10 мм рт.ст.). Iàêèì образом предлагаемый способ получения 5-хлорпентановой кислоты позволяет существенно упростить процесс: снизить температуру (по известному способу процесс проводят при 90

95ОС, а по предлагаемому — при комнатной температуре) и осуществить процесс беэ использования агрессивного реагента (серной кислоты) и уменьшить количества сильнокорродирующего реагента НС1 (выделяется 3 моль НС1 на

1 моль исходного реагента при температурах более 90 С), что позволяет значительно упростить аппаратурное оформление. Кроме того, процесс является более экологически чистым, так как позволяет многократно испольэовать двухлористую медь (рециклизация), 6

6 тем, что, с целью повышения выхода целевого продукта и упрощения процес, са,циклопентанон окисляют ЗОХ-ной перекисью водорода при молярном соотношении циклопентанон: перекись водорода = 1:(4-7) и температуре 0-30 С с последующей обработкой реакционной массы хлоридом двухвалентной меди при молярном соотношении циклопеитанон!

:хлорид двухвалентной меди 1:(О ° 7-1,0) и температуре 5-30 С, после чего рН среды доводят подкислением до 1 ° 7-3,0 с последующим отделением целевого продукта.

2. Способ по и. 1, отличаюшийся тем, что, с целью многократного использования хлорида двухвалентной меди остаток после отделения целевого продукта дополнительно обрабатывают гидроокисью щелочного металла до рН 1,7-3,5.

5 162586 которая уактически используется в каталитических количествах.

Исходными реагентами являются широко доступные реактивы: циклопентанон, пергидроль (30 -ный водный растC °

5 вор H

При проведении процесса по предлагаемому способу в оптимальных условиях по сравнению с известным достигается повышение выхода на 4-)Х. Однако, учитывая, что в производственных условиях по известному спосббу 5-хлорпентановуи кислоту получают с выходом всего до 51Х, то предлагаемый способ позволяет повысить выход продукта на

35-38Х.

Формула изобретения

1. Способ получения 5-хлорпентановой кислоты, о т л и ч а ю ш, и и с я

Температура окисления, С

Выход

5-хлорпентановой кислоты,Х

Пример

Молярное соотношение циклопентанон:

° НХОФ СцС12

Присутствие хлоТемпература обработки рН среды рида щелочного металла оксиданта, С

КС1

NaC1

NaC1

КС1

КС1

Хлорид щелочного металла образуется за счет введения в остаток, полученный после выделения целевого продукта иэ реакционнсй массы, щелочи.

Составитель E. Уткина

ТехРед А.КРавчук КоРРектоР H. Зрдейи

Редактор И. Дербак

Тирак 255

Заказ 260

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ушгород, ул. Гагарина, 1О1

2

4

6

8

11

12

1:5:0,88

1:5:0 88

1:4:0,7

136;0 8

1: ю .1,0

1:4:0,г

1:6 :0,8

13330 7

1:3:0,6

1:8:1,1

1:4:0,7

1! 7e1t0

1:S:0,8

2,5

2,8

3,0

2,5

1,9

197

3,5

2,8

2,5

2,8

1,6

3,7

3,0

О

2S

18-20

18-20

5-10

27-30

18-2О

5-10

25-28

18-20

5-10

5-10

18-20

25-28

38-40

88

87

86

88

89

86

87

62

89

56

61