Способ получения сложного эфира антраниловой кислоты

Способ получения сложного эфира антраниловой кислоты

Реферат

 

Изобретение относится к области получения сложных эфиров ароматических карбоновых кислот, а именно эфиров антраниловой кислоты, которые используются в парфюмерной и пищевой промышленности, а также для получения химических средств защиты растений. Цель - сокращение солевых стоков и затрат на сырье. Синтез ведут этерификацией антраниловой кислоты спиртом в избытке минеральной или сульфокислоты, затем из реакционной массы выделяют соль сложного эфира антраниловой кислоты общей формулы: R₁NH₂ C₆H₄ COOR (где R - этил, -метил; R₁- сульфокислота), которую растворяют в воде и из полученного раствора экстрагируют целевой продукт неполярным растворителем в присутствии антраниловой кислоты, взятой в мольном соотношении к соли эфира 1 : 1, а из водного слоя после отделения экстракта выделяют соль антраниловой кислоты общей формулы R₁NH₂ C₆H₄ COOH, которую используют на стадии этерификации в качестве исходного продукта. 1 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к области получения сложных эфиров ароматических карбоновых кислот, а именно эфиров антраниловой кислоты, которые используются в парфюмерной и пищевой промышленности, а также для получения химических средств защиты растений и др.

Известны способы получения эфиров ароматических карбоновых кислот путем этерификации этих кислот спиртами в присутствии кислых катализаторов. Возможность использования известных способов получения сложных эфиров для этерификации антраниловой кислоты ограничена наличием у последней аминогруппы в ортоположении к карбоксильной группе, в результате чего при этерификации наряду с основной реакцией протекают побочные (в частности, N-метил, -этилирование, декарбоксилирование, образование анилидов и т. д.). По этой причине для получения эфиров антраниловой кислоты этерификацию ведут в избытке минеральных или сульфокислот в присутствии растворителей или без них, причем минеральные или сульфокислоты служат одновременно катализатором, защитой аминогруппы и растворителем солей, образующихся после обработки антраниловой кислоты минеральными или сульфокислотами [1,2] Кроме того, отдельные кислоты (серная кислота, бензолсульфокислоты и т.д.) связывают образующуюся в процессе этерификации воду и тем самым смещают процесс в сторону образования сложного эфира. После проведения процесса этерификации реакционную массу нейтрализуют щелочным или содовым раствором, экстрагируют эфир неполярным растворителем, отделяют органическую фазу от водорастворимых примесей. Целевой продукт выделяют из органической фазы ректификацией. Для применения метилового и этилового эфира антраниловой кислоты в парфюмерной промышленности полученный продукт дополнительно перекристаллизовывают. Недостатком этого способа является то, что для нейтрализации реакционной массы требуется большое количество нейтрализующего агента и после нейтрализации образуется большое количество солевых стоков (дурнопахнущих), процесс связан со значительными затратами на сырье минеральную кислоту (или сульфокислоту), соду или щелочь, необходимые для их нейтрализации.

Наиболее близким к заявляемому изобретению является способ получения метилантранилата, описанный в работе [3] Согласно этому способу в этерификатор загружают 30 мас.ч. антраниловой кислоты и 39 мас.ч. метилового спирта и при постоянном перемешивании прибавляют в течение 6-7 ч 60 мас.ч. серной кислоты, поддерживая температуру 60-70^oC. Затем всю реакционную смесь нагревают в течение 6-8 ч с обратным холодильником. После охлаждения реакционную массу нейтрализуют раствором соды, выделяющийся метилантранилат экстрагируют толуолом. Из толуольного экстракта отгоняют растворитель, остаток передают на ректификацию. Выход полученного метилантранилата в пересчете на антраниловую кислоту -81% Для применения метилантранилата в парфюмерии полученный продукт перерабатывают путем перекристаллизации его из этилового спирта. Для данного процесса серная кислота является катализатором, защищает аминогруппу, является растворителем для сернокислой соли антраниловой кислоты и связывает образующуюся при этерификации воду.

Основным недостатком этого способа также является большое количество солевых стоков, значительные расходы, связанные с затратами на сырье серную кислоту, соду для нейтрализации реакционной массы.

Целью изобретения является сокращение солевых стоков и затрат на сырье.

Указанная цель достигается тем, что согласно предложенному способу первоначально проводят этерификацию антраниловой кислоты соответствующим спиртом в избытке сульфокислоты, затем из реакционной массы фильтрацией отделяют осадок, который представляет собой соль эфира антраниловой кислоты и сульфокислоты общей формулы: где R метил, -этил; R₁ сульфокислота.

Указанную соль эфира растворяют водой и в присутствии антраниловой кислоты, взятой в мольном соотношении 1:1 к соли эфира, неполярным растворителем экстрагирует целевой эфир, экстракт отделяют от водного слоя, отгоняют растворитель и передают на ректификацию для очистки полученного эфира антраниловой кислоты. Из водного слоя отделяют соль антраниловой кислоты общей формулы: где R₁- сульфокислота, которую используют в качестве исходного продукта на стадии этерификации.

Предложенный способ отличается от прототипа тем, что после этерификации из реакционной смеси выделяют соль сложного эфира антраниловой кислоты и сульфокислоты, которую затем растворяют водой из водного раствора в присутствии антраниловой кислоты, взятой в мольном соотношении к соли эфира 1:1, экстрагируют целевой эфир. Причем первоначально подвергают этерификации свободную антраниловую кислоту, а затем соль антраниловой кислоты и сульфокислоты, которая образуется в процессе экстракции и выделяется из водного слоя после отделения экстракта.

Использование указанных отличительных признаков в сочетании с признаками, общими с прототипом, позволяет исключить солевые стоки, связанные с нейтрализацией кислот, используемых в процессе, содой или щелочными растворами, а также сократить затраты на сырье (сульфокислоту и щелочной реагент).

Проведение экстракции при содержании антраниловой кислоты более 1 моля на моль соли эфира приводит к загрязнению целевого продукта и соответственно и снижению его качества, а уменьшение количества антраниловой кислоты приводит к снижению выхода целевого продукта. Оптимальное соотношение антраниловой кислоты и соли эфира 1 1.

Пример 1. Синтез метилового эфира антраниловой кислоты.

В реактор вместимостью 20 л загрузили 8,6 кг бензолсульфокислоты, нагрели до 65^oC и в расплав добавили 2,6 кг антраниловой кислоты. Процесс этерификации вели при 115^oC, непрерывно дозируя метанол, взятый в количестве 4,8 кг в течение 2-х ч. Затем реакционную массу разбавили метанолом в мольном соотношении к загруженной антраниловой кислоте 50:1, выдержали при температуре 60-62^oC 1ч и охладили до комнатной температуры. Образовавшийся осадок бензолсульфокислой соли метилантранилата отфильтровали, растворили в 11,6 кг воды, добавили 11,6 кг толуола и антраниловую кислоту в мольном соотношении к бензолсульфокислой соли метилантранилата 1:1. Массу выдержали при 65^oC и перемешивании 1 ч и охладили до комнатной температуры. Реакционная масса расслоилась на толуольный и водный слои. Толуольный слой отделили и ректификацией из него выделили 2,3 кг метилового эфира антраниловой кислоты с содержанием основного вещества 99,3% и Т_пл. 25,0-25,5^oC. Выход 80,5% Из суспензии, оставшейся после отделения толуольного слоя, отфильтровали осадок в количестве 11,2 кг, состоящий из бензолсульфокислой соли антраниловой кислоты и незначительного количества бензолсульфокислой соли метилового эфира антраниловой кислоты (2,1 мас.).

Пример 2. Полученный в примере 1 осадок бензолсульфокислой соли антраниловой кислоты поместили в реактор и провели процесс этерификации, экстракции и выделение целевого продукта в условиях примера 1. Получили 2,38 кг метилового эфира антраниловой кислоты с содержанием основного вещества 99,2% и Т_пл. 25,0-25,5^oC.

Пример 3. Синтез этилового эфира антраниловой кислоты.

В реактор вместимостью 20 л загрузили бензолсульфокислоту в количестве 8,6 кг. Нагрели до температуры 65^oC и в расплав добавили 2,6 кг антраниловой кислоты. Процесс этерификации вели при 120^oC непрерывно в течение 1,5 ч, дозируя этанол в количестве 6,9 кг. Затем массу разбавили этанолом в мольном соотношении к загруженной антраниловой кислоте 50:1, выдержали при 60-62^oC 1 ч и охладили до комнатной температуры. Осадок отфильтровали и получили 5,74 кг бензолсульфокислой соли этилового эфира антраниловой кислоты.

Полученный осадок смешали с водой и толуолом, взятыми по 11,6 кг, в полученную смесь добавили антраниловую кислоту в мольном соотношении к бензолсульфокислой соли этилового эфира 1:1. Массу выдержали 1 ч при 65^oC и перемешивании и охладили до комнатной температуры. Толуольный слой отделили и ректификацией из него выделили 3 кг этилового эфира антраниловой кислоты с содержанием основного вещества 99,2% и Т_пл. 25,0-25,5^o. Выход 95,8% Пример 4. Из оставшейся суспензии после отделения толуольного слоя в примере 3 отфильтровали осадок бензолсульфокислой соли антраниловой кислоты, поместили его в реактор и провели этерификацию и выделение целевого эфира аналогично примеру 3. Получили 3,5 кг этилового эфира антраниловой кислоты с содержанием основного вещества 99,1 мас. и Т_пл. 25,0-25,5^oC.

Пример 5. Получение этилового эфира антраниловой кислоты.

Процесс этерификации вели как в примере 3.

Процесс экстракции вели без добавления антраниловой кислоты. В толуольном слое получили следы эфира антраниловой кислоты. В водном слое осадка бензолсульфокислой соли антраниловой кислоты не образовалось.

Пример 6. Синтез метилового эфира антраниловой кислоты.

В качестве катализатора этерификации и защиты аминогруппы используется п-толуолсульфокислота.

В реактор вместимостью 20 л загрузили п-толуолсульфокислоту в количестве 9,2 кг, нагрели до температуры 96^oC и в расплав добавили антраниловую кислоту в количестве 2,6 кг. Процесс этерификации вели при температуре 120^oC дозируя непрерывно метанол в количестве 4,8 кг в течение 2-х ч, после чего массу разбавили метанолом в мольном соотношении к загруженной антраниловой кислоте 50:1 соответственно, выдержали при температуре 60 - 62^oC в течение 1 ч, охладили до комнатной температуры. После выделения п-толуолсульфокислой соли метилантранилата, смешения этой соли с водой, толуолом и антраниловой кислотой в условиях примера 1 из толуольного экстракта выделили 2,6 кг метилового эфира антраниловой кислоты с содержанием основного вещества 99,3% и Т_пл. 25-25,5^oC. Выход 89,5% Осадок п-толуолсульфокислой соли антраниловой кислоты загрузили в реактор и провели этерификацию в тех же условиях. После отделения осадка п-толуолсульфокислой соли метилантранилата, смешения водно-толуольного раствора этой соли с антраниловой кислотой из толуольного экстракта выделено ректификацией 2,6 кг метилового эфира антраниловой кислоты с содержанием основного вещества 99,1% Т_пл. 25-25,5^oC.

Формула изобретения

1. Способ получения сложного эфира антраниловой кислоты общей формулы H₂NC₆H₄ COOR, где R Me, Et, этерификацией соответствующего спирта в избытке серусодержащей кислоты, экстракцией неполярным растворителем с образованием водного и органического слоев и выделением целевого продукта из органического слоя, отличающийся тем, что этерификацию спирта ведут антраниловой кислотой или ее солью, используя в качестве серусодержащей кислоты сульфокислоту, с последующим выделением из реакционной массы соли сложного эфира антраниловой кислоты общей формулы R¹H₂NC₆H₄COOR, где R Me, Et; R¹ сульфокислота, растворением последней в воде и проведением экстракции в присутствии антраниловой кислоты, с возвратом выделенной из водного слоя соли антраниловой кислоты общей формулы R¹H₂NC₆H₄COOH, где R¹ сульфокислота, на стадию этерификации.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что для экстракции используют антраниловую кислоту в мольном соотношении к соли эфира равном 1 1.