Способ получения низших алкилбензолмонокарбоновых кислот

Способ получения низших алкилбензолмонокарбоновых кислот

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (»)956453 (61) Дополнятельное .к авт. овид-ву— (22) Заявлено 06.01.81 (21) 2965772/23-04 (51) М.Кл. С 07 С 63/04

С 07 С 51 265 с присоединением заявки—

Государственный комитет (23) Приоритет— (43) Опубликовано 07.09.82. Бюллетень № 33 по делам изобретений и открытий (53) УДК 547.583 (088.8) (45) Дата опубликования описания 07.09.82 (72) Авторы изобретения

Т. Н. Шахтахтинский, А. А. Эфендиев, Г. Л. Шик, Д. Д. Оруджев, Т. С. Алиева и Л. Ф. Векиловп" =.;

М:

Институт теоретических проблем химической технологии АН Азербайджанской ССР

° т т. аа-. д

>""""рр ткр q (71) Заявитель (4) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ

НИЗШИХ АЛКИЛБЕНЗОЛМОНОКАРБОНОВЫХ КИСЛОТ

Изобретение относится к органической химии, а именно к улучшенному способу получения низших алкилбензолмонокарбоновых кислот, которые находят применение в производстве синтетических:красителей, инсектицидов, антисептиков, консервирующих средств и душистых веществ.

Известен способ получения алкилароматических карбоновых кислот жидкофазным окислением ксилолов газообразным кислородом с использованием в качестве катализатора стеарата кобальта (1).

Недостатком этого способа является низкий выход (40% ) образующейся на первой стадии процесса монокарбоновой кислоты. При дальнейшем окислении образуются бензолдикарбоновые кислоты.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемым результатам к предлагаемому способу является способ получения толуиловых кислот жидкофазным окислением ксилола газообразным кислородом в уксусной кислоте при соотношении ксилол: кислота, равном 0,5: 1,5, при температуре 145 — 155 С и давлении 10—

20 атм в присутствии в качестве катализатора ацетата кобальта, взятого в количестве 1,35% от веса исходного ксилола (2).

Выход образующихся при этом толуиловых кислот 41,8 — 63,1%.

Недостатками такого способа являются невысокий выход целевых продуктов, однократное использование катализатора, необходимость проведения реакции в среде уксусной кислоты, применение давления

10 — 20 кг/смз и коррозионностойкого оборудова ния.

Целью изобретения является увеличение выхода алкилароматических монокарбоновых кислот и упрощение процесса их получения.

Поставленная цель достигается тем, что соответствующий алкилбензол обрабатывают кислородом при 120 — 135 С в присутствии в качестве катализатора сшитого кобальтового комплекса сополимера диэтилового эфира винилфосфоновой и акриловой кислот, взятого преимущественно в количестве 0,12 — 0,23% от веса исходного > алкилароматического соединения и содержащего 3,5 — 4,0 мг - экв/г кобальта.

Используемый катализатор представляет собой нерастворимый в углеводородах, настроенный на комплексообразование с кобальтом сополимер диэпилового эфира винилфосфоновой и акриловой кислот, получение которого известно (3, 4). Он может быть использован многократно (15—

20 раз) без уменьшения выхода целевых продуктов.

956453

Отличительными признаками предлагаемого способа являются проведение окисления низшего алкилбензола в присутствии катализатора — сшитого кобальтового комплекса сополимера диэтилового эфира винилфосфоновой и акриловой кислот при 120 — 135 С.

Реакцию осуществляют в стеклянном термостатируемом реакторе, оборудованном мешалкой, патрубками для ввода газа и системой обратных холодильников с ло. вушкой для реакционной воды типа Дина,—

Старка, Окисление проводят путем барботажа газообразного кислорода через реакционную массу при 120 — 135 С. Проведение реакции при температурах выше 135 С ,нецелесообразно в связи с усиленным парообразованием исходного углеводорода.

Пример 1. В реактор загружают

200 см (172 г) п-ксилола и 0,4 г катализатора (0,23 вес. p), содержащего 4 мг экв/г кобальта, нагревают до 135 С и при этой температуре пропускают через реакционную смесь газообразный технический кислород. Расход кислорода 400 ч . Давление атмосферное. Реакцию ведут в течение

5 ч. Затем реакционную массу охлаждают и отфильтровывают п-толуиловую иислоту совместно с частицами катализатора. Осадок обрабаты вают серным эфиром, в результате чего п-толуиловая кислота переходит в раствор, а катализатор возвращается в процесс для повторного использования. После отгонки эфира выход сухого остатка 182 r (82/p); т. пл. 178 — 180 С (т..пл. по лит. данным 179,6 С) (4).

Пример 2. Окисление проводят, как в примере 1, с той разницей, что катализатор содержит 3,5 мт экв/г кобальта. В реактор загружают 200 смз (172 г) п-ксилола и 0,4 r (0,23 вес. %) .катализатора.

Выход сухого остатка 169 г или 76 мол. P п-толуиловой кислоты на взятое сырье.

П р и,м е р 3. Окисление проводят, как в примере 1. В реактор загружают 200 см (172 r) n-ксилола и 0,3 r (0,17 вес. /О) катализатора. Выход сухого остатка 198 r или 89 мол. о/О и-толуиловой кислоты на вз я тое сы р ье.

Пример 4. Окисление проводят, .как в примере 1. В реактор загружают 200 см (172 г) и-ксилола и 0,2 r (0,12 вес. /о) катализатора. Выход:, сухого остатка 160 r или 72 мол. /о п-толуиловой кислоты на взятое сырье.

Пример 5. Окисление .проводят, как в примере 1. Температура 120 С, В реактор загружают 200 смз (172 г) и-ксилола и

0,3 r (0,17 вес. /О) катализатора. Выход

=ухого остатка 158 г или 70 мол. о/о и-толуиловой кислоты на взятое сырье.

Пример 6. Окисление проводят, как в примере 1. В реактор загружают 200 см (172 г) м-ксилола и 0,3 r (0,17 вес. /О) ка. тализатора. Выход сухого остатка 154 г или 70 мол. /о м-толуиловой кислоты на взятое сырье; т. пл. 113 С (т. пл. по лит. данным 109 — 112 С) (4).

Пример 7. Окисление проводят, как в примере 1. В реактор загружают 200 см (172 г) о-исилола и 0,3 г (0 17 вес. о/р) катализатора. Выход сухого остатка 110 г или 50 мол. о/о о-толуиловой кислоты на взятое сырье; т. пл. 103,7 С (т. пл, по лит. данным 104 — 105 С) (4).

Пример 8. Окисление проводят, как в примере 1. В реактор загружают 200 см (173 г) мезитилена и 0,3 г (0,17 вес. о/о) катализатора. Выход сухого остатка 197 г или 91 мол. о/о мезитиленовой кислоты на взятое сырье; т. пл. 165 — 168 С (т. пл. по лиг. данным 166 — 170 С) (4).

Таким образом, предлагаемый способ получения монокарбоновых кислот жидкофазным окислением метилбензолов позволяет существенно увеличить выход целевого продукта (выход, мол., п-толуиловой кислоты 89, м-толуиловой,кислоты 72 и о-толуиловой иислюты 50 против 63; 61,1 и

41,8 соответственно по известному способу (2), выделять и многократно использовать катализатор без заметной потери его каталитической активности, значительно упростить технологию .процесса, поскольку нет необходимости использовать уксусную кислоту и повышенное (10 — 20 атм) давление.

Формула изобретения

1, Способ получения низших алкилбензолмонокарбоновых кислот жидкофазным окислением соответствующего алкилбензола газообразным кислородом в присутствии кобальтосодержащего. катализатора при нагревании, от л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения выхода целевого продукта и упрощения процесса, в качестве кобальтосодержащего катализатора используют сшитый кобальтовый комплекс сополимера диэтилового эфира винилфосфоновой и акриловой кислот и процесс проводят при 120 — 135 С.

2. Способ по п. 1, от л и ч аю щийся тем, что применяемый каталкзатор содержит 3,5 — 4,0 иг экв/г кобальта и используется в количестве 0,12 — 0,23 /о от веса исходного углеводорода.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР № 459457, кл. С 07 С 51/20, опублик. 1975.

2. Авторское свидетельство СССР № 362004, кл. С 07 С 63/52, опублик. 1973.

3. Эфендиев А. А., Оруджев Д. Д., Кабанов В. А. Исследование сорбционных свойств комплексообразующих полимерных сорбентов, .настроенных на различные ионы, 1980, ДАН СССР, 255, 1393 — 1395.

4. Справочаик химии, т. П., М., «Химия», 1964, с. 774, 992 — 994.