Способ получения глутаровой кислоты

Способ получения глутаровой кислоты

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(54) СПОСЕБ ПОЛУЧЕНИЯ П1УтАРОВОй KHCflOTbl

Изобретение относится к органическому синтезу, конкретно к способам получения глутаровой кислоты, которая применяется в производстве полиэфиров, используемых для получения пластиков и пленок, полиуретановых каучуков, низкотемпературных и влагоустойчивых пластификаторов..

Известен способ получения глута-. ровой кислоты прямым окислением циклопентена азотной кислотой. Процесс проводят непрерывно при 110ОС и давлении 10 атм. Концентрация азотной . кислоты в реакционной массе 14-203, которая поддерживается постоянной непрерывным введением в реакционную массу 703-ной азотной кислоты. Выход глутаровой кислоты составляет 743 (Ц.

Недостатком этого способа является низкий выход целевого продукта и проведение процесса под давлением, что усложняет аппаратурное оформление процесса (1).

Известен способ получения глутаровой кислоты, согласно которому проводят окисление циклопентанона жидкой двуокисью азота при комнатной температуре. Выход глутаровой кислоты составляет 563 L2).

Недостатком этого способа является низкий выход целевого продукта и взрывоопасность процесса из-за бурного протекания экзотермической реакции.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ получения глутаровой кислоты путем алкилирования, обычно в течение 6 Г, глутаровой кислоты циклопентеном при 130-160ОС в присутствии серной кислоты с последующей отгонкой непрореагироваваего циклом пентена и окислением полученнои реакционной массы 20-80 ной азотной кислотой в присутствии катализаторасоли меди и ванадия, при 80оС. Выход 93744

3 глутаровой кислоты составляет

83 вес.Ф (3).

Недостатками известного способа является проведение процесса алкилирования при высокой температуре, использование в качестве окислителя концентрированной азотной кислоты, а также сравнительно низкий выход целевого продукта.

Цель изобретения - повышение вы- о хода целевого продукта, а также интенсификация процесса.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения глутаровой кислоты путем алкилирова- 15 ния последней циклопентеном, обычно в течение 2 ч, при нагревании в присутствии серной кислоты с последующей отгонкой непрореагировавшего циклопентена и окислением полученного 20 проду кта азотной ки слотой в при сут ствии катализатора - солей меди и ванадия при нагревании, алкилирование проводят при 95-120 С, отделяют непрореагировавшую глутаровую и серную 25 кислоты, а затем. проводят окисление при 75-100ОС, используя 8-183-ную азотную кислоту. !

Выход глут аровой ки слоты 33

91, 3 вес. 4.

Пример 1. В металлическую ампулу загружают 3,3 г глутаровой кислоты, 3,4 г циклопентена и О, t7 г

983-ной серной кислоты, ампулу герметически закрывают и выдерживают при постоянном перемешивании 2 ч при

120 С, после чего содержимое ампулы выгружают и отгоняют непрореагировавший циклопентен. Газохроматографическим анализом находят, что реакционная масса состоит из 8,83 глутаровой кислоты, 53,1i моно- и 38,13 ди-. циклоамилового эфира глутаровой кислоты (по весу). Конверсия циклопентена составляет 58,33 от загруженного, конверсия глутаровой кислоты 86,43.

Непрореагировавшую кислоту (0,3г) отделяют фильтрованием, катализатор . (серную кислоту) нейтрализуют 0,25 г

50 бикарбоната натрия. После отделения осадка минеральной соли полученную массу направляют на окисление °

Окисление проводят следующим образом.

75 мл 10 -ной азотной кислоты, к которой добавлено 0,042 г ванадата аммония, и 0,06 r нитрата меди нагревают при перемешивании до 75ОС

4 и приливают небольшими порциями смесь эфиров в течение 1 ч, после чего выдерживают при 75-80 С 3 ч. Полученную реакционную массу упаривают и получают 6,8 r сухого остатка, содержащего 973 глутаровой кислоты и 3 янтарной кислоты, Выход глутаровой кислоты 91,3i.

Пример 2. В металлическую ампулу загружают 49,5 г глутаровой кислоты, 33,3 мг циклопентена и

1,0 мл 98 -ной серной кислоты. Ампулу выдерживают при 100 С в течение

2 ч, непрерывно перемешивая. По .окончании реакции смесь выгружают и

1 отгоняют непрореагировавший циклопентен (4 мл) . Состав оставшейся реакционной .массы: глутаровой кислоты

20,84, моноциклоамилглутарата 57,4i и дициклоамилглутарата 21,83 (по весу). Конверсия циклопентена 85,63, конверсия глутаровой кислоты 70,1i.

Непрореагировавшую кислоту (11 г) отделяют фильтрованием, серную кислоту нейтрализуют 3 г бикарбоната натрия, отделяют сульфат натрия фильтрованием и оставшуюся массу подвергают окислению.

К 100 мл 83-ной азотной кислоты добавляют 0,036 г ванадата аммония и

0,054 r нитрата меди и нагревают полученный раствор до 95 С, после чего при перемешивании добавляют 3,6 r смеси циклоамилглутаратов в течение

30 мин и выдерживают 3 ч при 95-100 С.

Полученную реакционную массу упаривают и получают 4,5 г сухого состава, содержащего 97,23 глутаровой кислоты и 2,8i янтарной. Выход глутаровой кислоты 88,33.

Пример 3. Для окисления используют смесь- эфиров, полученную по примеру 2. К 100 мл 203-ной азотной кислоты добавляют 0,096 г ванадата аммония и 0,144 г нитрата меди, нагревают до 90оС и приливают 9,6 г смеси эфиров в течение 1,5 ч при перемешивании, после чего выдерживают

2 ч при 90-100оС. Полученную реакционную массу упаривают и получают 12,5г сухого остатка, содержащего 93,33 глутаровой кислоты и 6,73 янтарной.

Выход глутаровой кислоты 82,83.

Пример 4. Для окисления используют смесь эфиров, полученную по примеру 2. К 100 мл 182-ной азотной кислоты добавляют 0,093 г ванадата аммония и О, 139 г нитрата меди, на-, гревают до 85ОС и приливают 8,7 г

937444

Формула изобретения

Составитель Е.Уткина

Редактор Н.:Рогулич Техред И. Кастелевич . Корректор H.МУска

Заказ 4370/31 Тираж 445 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

w делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная; 4 смеси эфиров в течение 1 ч при. перемешивании, после чего выдерживают

2 ч при 80-90ОС. Полученную реакционную массу упаривают, получают 11,6г сухого остатка, содержащего 94,83 глутаровой кислоты и 5,24 янтарной кислоты. Выход глутаровой кислоты составляет 88,93.

Во всех примерах выход глутаровой кислоты указан за вычетом кислоты, пошедшей на синтез циклоамиловых эфиров.

Таким образом, предлагаемый способ интенсифицирует процесс в 1,53 раза за счет сокращения дпительнос-15 ти алкилирования и повышает его селективность.

Способ получения глутаровой кислоты путем алкилирования глутаровой кислоты циклопентеном при нагревании в присутствии серной кислоты с по-. следующей от гонкой непрореагировавwего циклопентена и окислением полученного продукта азотной кислотой в присутствии катализатора - солей меди и ванадия при нагревании, о тли чающийся тем, что, сцелью повышения выхода целевого продукта и интенсификации процесса, алкилирование проводят при 95-120 С, отделяют непрореагировавшую глута"

poiye epHyN oT ; а затем про" водят окисление при 75-100 С, используя 8-183-ную азотную кислоту.

Источники информации,, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент СЮА И 285601, кл. 260-533, опублик.1942.

2. Патент . Франции 11 2322123, кл. С 07 С 55/02, опублик. 1977.

3. Патент Англии Н 1402480, кл. с 2 с, опублик.1975.