Способ получения глутаровой кислоты

Способ получения глутаровой кислоты

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(72) Авторы изобретения

Л. В. Алексанян, Н. П. Евтеева, А. А. Григорян, К. Г. Акопян, И. Н. Матевосян, Н. М. Морлян н Р. О. Матевосян!

Армянский филиал Ордена Трудового Красного Знаменй всесоюзного научно-исследовательского института химических. реактивов и особо чистых химических веществ (7l ) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГЛУТАРОВОЙ КИСЛОТЫ

Изобретение относится к усовершенствованию способов получения двухосновных карбоновых кислот, конкретно способов получения глутаровой кислоты, которая находит применение в производстве пластификаторов, лекарственных веществ, в органическом синтезе.

Известен способ получения глутаровой кислоты путем взаимодействия натриймалонового эфира, приготовленного из малонового эфира и металлического натрия, с метиловым эфиром акриловой кислоты при нагревании с последующим декарбоксилированнем полученной при этом трикарбоновой кислоты с выходом продукта до 60% (1).

Недостатком этого способа является исполь15 зование металлического натрия, что обуславливает повышенные требования к качеству исходных реагентов, а также сравнительно низкий выход целевого продукта.

Наиболее близким техническим решением

20 к.предлагаемому является способ получения глутаровой кислоты, заключающийся во взаимодействии малонового эфира с метиловым эфиром акрнловой кислоты в присутствии в качестве катализатора карбоната щелочного металла.

Процесс проводят в две стадии. На первой стадии малоновый эфир.в присутствии .катализатора — карбоната щелочного металла при

55 — 60 С в течение 30 — 45 мин вводят в реакцию с метиловым эфиром акриловой кислоты, затем катализатор отфильтровывают, реакционную массу нейтрализуют соляной кислотой, отделяют органический слой, сушат над сульфатом натрия, фильтруют и перегоняют. Выход триэфира пропан- .1,1,3-трикарбоновой . кислоты составляет 81,3%. На второй стадии полученньш эфир гидролизуют 17,5%-ной соляной кислотой при кипячении в течение 6 ч. удаляют в вакууме соляную кислоту, остаток нагревают при кипячении до прекращения выделения углекислого газа (декарбоксилнрование) и перекристаллнзовывают нз бензола или хлороформа. Выход глутаровой кислоты составляет

70% в расчете на исходный малоновый эфир

Общая продолжительность процесса 15—

18 ч (2).

891630 ку. Выход эфира составляет 92 — 97%, а целевой кислоты — 89 — 92% в расчете на исходный малоновый эфир. Продолжительность одного цикла 3 ч.

Пример 1. Смесь малонового эфира и метилового эфира акриловой кислоты (мол, соотношение 1:1,2) пропускают через, реактор, заполненный пемзой, пропитанной 25% карбоната калия, хат равен 0,170 л, ско10 рость питания 0,231 л/ч при 100 С в реакционной зоне. Получают 0,191 л/ч (202,5 г/ч) сырца эфира пропан-1,1,3-трикарбоновой кислоты состава,%: 94 эфира, 2 малонового эфира и 4 метилакрилата. Выход эфира 97%. Удельная

1 производительность катализатора 1120 г/л кат ч.

Полученный сырец эфира гидролизуют 12%-ной соляной кислотой при температуре кипения смеси в течение 35 мин. Затем смесь упаривают, остаток декарбоксилируют при кипячении, полученный расплав глутаровой кислоты кристаллизуют и высушивают. Получают 96,2 г/ч глутаровой кислоты с т. пл. 96,.5 С. Выход составляет 92% в расчете на исходный малоновый эфир.

Пример 2. Процесс проводят аналогично примеру l, только берут бутиловый эфир акриловой кислоты, а катализатор — активный

yTollb, пропитанный 30% карбоната натрия.

V< равен 0,170 л, скорость питания 0,225-л/ч при 140 С в реакционной зоне.

Для известного способа характерны недостаточно высокий выход продукта, периодичность, длительность и сложность процесса, обусловленная рядом операций на стадии выделения триэфира. Кроме того„отфильтрованный катализатор не находит дальнейшего применения в процессе.

Цель. изобретения — повышение выхода целевого продукта и интенсификация процесса.

Поставленная цель достигается способом получения глутаровой кислоты непрерывным взаимодействием малонового эфира с эфиром о акриловой кислоты при температуре 100 — 140 С в присутствии катализатора — карбоната щелочного металла на носителе, с последующим гидролизом при кипячении полученного эфира соляной кислотой до соответствующей кислоты, декарбоксилированием ее и вьщелением целевого продукта.

Катализатор целесообразно применять на пемзе в количестве 25 — 30% и в стадии гидролиза применять 12 — 14 о-ную соляную кисло. ту.

Это обеспечивает выход целевой глутаровой кислоты 89 — 92% и общую продолжительность процесса 3 ч.

Процесс осуществляют следующим образом.

Исходную смесь — малоновый эфир и эфир акриловой кислоты в соотношении 1:1,2 — само- З0 теком через специальное дозирующее устройство с заданной скоростью питания подают в верхнюю часть реактора вытеснения. Реактором служит стеклянная трубка (диаметром 20 мм и длиной 600 мм), снабженная электрообогре3$ вом и карманом для термопары. Реактор заполняют носителем, например пемзой или окисью алюминия, или активным. углем (предпочтительно пемзой), который пропитывают катализатором, Объем каталитической зоны

М т равен 0,170 л. Удельная производительность катализатора 1000 — 1120 г/л кат ч. Продукты реакции выводят снизу реактора через специальное колено, регулирующее уровень жидкости в реакторе и способствующее лучшему контакту исходных веществ в реакционной зоне.

Полученный сырец эфира через промежуточную емкость направляют в реактор, куда через холодильник подают разбавленную 12 — 14%-ную соляную кислоту. Гидролиз осуществляют при температуре кипения смеси в течение 35—

40 мин, Далее смесь направляют в реактор, где при упаривании удаляют воду, соляную кислоту и образовавшиеся спирты, а остаток, представляющий собой трикарбоновую кислоту, подвер- 55 тают декарбоксилированию при кипячении реакционной массы. Полученный расплав глутаровой кислоты.направляют на кристаллизацию и сушПолучают 0,186 л/ч (196,4 г/ч) сырца эфира состава,%: 87 эфира, 12 малонового эфира, 1 бутилакрилата, Выход эфира 92%. Удельная производительность катализатора 1000 г/л кат ч. Гидролизуют 14 -ной соляной кислотой.

Получают 81,5 r/÷ глутаровой кислоты (выход 89%), т. пл. 96 С.

Предлагаемый способ позволяет многократно использовать катализатор, вести процесс непрерывно в одну стадию без вьщеления иромежуточного эфира.

Формула изобретения

1. Способ получения глутаровой кислоты взаимодействием малонового эфира с эфиром акриловой кислоты при нагревании в присутствии катализатора — карбоната щелочного металла с последующим гидролизом при кипении полученного эфира соляной кислотой до соответствующей кислоты, декарбоксилированием при кипячении.ее и выделением целевого продукта, отличающийся тем, что, с целью повышения выхода целевого продукта и интенсификации процесса, последний ведут непрерывно при температуре 100 — 140 С и используют катализатор на носителе.

2. Способ по и. 1, и г л н ч а ю ш и и с я тем, что катализатор берут в количестве 25-30% и в качестве носителя для катализатора приме. няют пемзу.

3. Способ по п. 1, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что гидролиз осуществляют 12 — 14%-ной соляной кислотой.

Составитель Л, Горбачева

Техред Ж.Кастелевич

Корректор В. Синицкая

Редактор P. Цицика

Тираж 446

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва,. M(-35, Раугцская наб., д. 4/5.

Подписное

Заказ 11140/32

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

891630 ь

Источники информации, принятые во внимание при нсспертиэе

1. Назаров И. Н.. Завьялов С. И. Конденсация циклических 9 -ликетонов с винклкетонами и превращения продуктов этой конденсации. Известия AH СССР, ОХН, 1952, с. 300.

2. Авторское свидетельство СССР 1Р 535283, кл. С 07 С 55/12, 1975 (прототип).