Способ получения амида бензойной кислоты

Способ получения амида бензойной кислоты

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистических

Республик! о960164 (61) Дополнительное к авт. свид-вуР М К з (22) Заявлено 04.07. 80 (21) 2924684/23-04

С 07 С 103/20 с присоединением заявки ¹â€” (233 Приоритет—

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (53) УДК 547. 298. . 1.07 (088. 8) Опубликовано 2309.82. Бюллетень № 35

Дата опубликования описания 2309.82

Ордена Трудового Красного Знамени институт нефтехимических процессов им. акад. Ю.Г.Мамедалиева

P1) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АМИДА ВЕН3ОАНОА

КИСЛОТЫ

Изобретение относится к усовер шенствованному способу получения амида бензойной кислоты каталитической гидратацией соответствующего нитрила ароматической кислоты.

Амиды кислот являются ценными продуктами .для органического синтеза.

На основе амидов ароматических кислот получают термостойкие полимеры, содержащие в цепи амидную группу. В настоящее время эти полимеры приобретают все большее самостоятельное практическое значение. Амиды кислот являются промежуточными продуктами при получении фармацевтических препаратов, средств защиты растений. Они также могут быть использованы как исходные продукты для получения сложных эфиров и амидинов.

Известен способ получения амида бенэойной, кислоты гидратацией соответствующего нитрила водой. Реакцию проводят в присутствии катализатора, представляющего собой частично или полностью восстановленную Сир, восстановленные Cu-Cr или Си-Мо окисные контакты, содержащие до восстановления 10-90% Сир. Восстановление про- водят водородом или другим восстановителями при температуре 50-500оС,: гидратацию проводят при темпера=уре

0-400оС. При таких условиях конверсия исходного нитрила составляет больше 90%, выход целевого продукта составляет 90 моль (1).

Наиболее близким к предлагаемому является способ получения амида бен1ð зойной кислоты гидратацией бензонитрила с 1,5-50 моль воды в органическом растворителе, например диоксане, при температуре 10-300 С в.присутствии 0,1-100%-ного полимерного катализатора, содержащего Си. Для стабилизации катализатора (предотвращения вымывания Си в виде Си++) в его состав вводят 0,1-50% 2п порошка.

Выход амида бензойной кислоты составляет 80% при селективности 97% Г 2).

Недостатком известного способа является сравнительно невысокий выход (80%) амида бензойной кислоты.

Цель изобретения — увеличение выхода целевого продукта.

Поставленная цель достигается тем, что сбгласио способу получения айяда бенэойной кислоты гидратацией бензонитрила в присутствии катализатора, содержащего медь и цинк, в среде ди . оксана при 180-220 С, в качестве

960164 чей воды имеет темп

125 С и подвергаетс ческому и ИК-спектр

Пример 1. ния процесса:

Температура, С

Отношение нитрил:щ оксан

Давление азота, атм

Объемная скорость смеси нитрнла и диоксана, ч

Объемная скорость воды,ч

Взято:

Каталиэатормедный (Cu

67,8; Al - 30 0;

4п - 2,2%), мл

Бензонитрил,г

Диоксан, r ературу плавления я хроматографиальным аналиеам

Условия проведе200

131Ф5

1,75

0,21

Вода, г

Получено3

25 Амид бензойной кислоты, г

Бенэойная .кислота, г

Селективность,Ф

Возврат бензо нитрила, г

Пример ния процесса:

Температура, С

Отношение нитрил:диоксан

Давление азота, атм

Объемная скорость смеси

40 нитрила и дноксана, ч, Объемная ско- рость воды, ч

Взято:

45 Катализатормедный (Cu—

65, 8Ъ; Al

32, 2%; Zn

2,0%),мл

5п Бензонитрил,г

Диоксан, Вода, г

Получено:

Амид бензой55 ной кислоты,г

Бензойная кислота, г

Селективность, %

Возврат бензонитрила,г

Пример . ния процесса:

Температура, с

Отношение ни65 трилгдиоксан

101 91 (86,81%)

4,36 (3,75%)

95,86

9, 24 (9, 24% )

2. Условия проведе200

1:1,5

0,5

0,2

102,59 (87,39%) 8,72 (7,493) 92,11

5,00 (5,003) 3. Условия проведе200

1:3 катализатора используют медь-цинкалюминиевый катализатор, имеющий состав, вес. а

Иедь 65,8-67,8

Алюминий 30-32,2

Ци нк 2,0-2,2 . 5

Кроме того, процесс осуществляют. при соотношении бензонитрил:диоксан, равном 1:1,5-3 0.

Для приготовления медного катализатора берут гранулированный сплав . 10

Cu:Al:Zn (соотношение 50:45:5) под .названием сплава Деварда и подверга-, ют выщелачиванию 35-403-ным раство» ром NaOH(KOH) при температуре 60 С в течение 6 ч до прекращения выде- 5 ления водорода..Затем полученные гранулы тщательно промывают водой до отрицательной реакции на щелочь, загружают в реактор и подвергают восстановлению водородом при темпера- 20 туре 180-240 С. Образовавшийся таким образом медный катализатор существенно отличается от чистой меди, так как имеет в своем составе Al H Zn. Преиму, щество его заключается в том, что при выщелачивании за счет частичного вывода из сплава алюминия и цинка, оставшаяся медь приобретает разрыхленную структуру и, следовательно, имеет большую активную поверхность. ! Готовый медный катализатор имеет следующий состав, Ъ:Сы 67,8-65,8; Al

30,0-32,?; Zn 2,2-20.

Способ осуществляется следующим образом.

Реакцию гидратации бензонитрила проводят в проточной системе. В реактор, содержащий 100 мл катализатора, непрерывно подают смесь бензонитрила и растворителя и одновременно туда же вводят иэ другой бюретки воду в небольшом избытке. Реакцию о проводят,при температуре 180-.240 С.

Для поддержания реакционной смеси в жидком состоянии в системе с помощью азота создают давление. После выхода системы на режим через каждый определенный час из нижней части аппарата отбирают, пробы, содержащие амид бензойной кислоты, выход которого определяют методом газовой хроматографии. В качестве побочного продукта получается бенэойная кислота, но в очень малом количестве (0,747,49%). Других побочных продуктов не обнаружено.

Катализатор легко отделяют от реакционной смеси фильтрацией. Непрореагировавший бенэонитрил и диоксан отделяют из реакционной смеси перегонкой и после сушки (обезвоживания) возвращают в процесс. Оставшаяся в перегощ ой колбе кристаллическая масса является амидом бенэой-. . ной кислоты.

Полученный амид бензойной кислоты после перекристаллизации иэ горя960164

0,75

0,31

1s3

0,22

0,5

100 .

5, 46 (5,46%)

5, Условия проведе180

1г3

0,75

Давление азота, атм

Объемная ско. рость смеси нитрил; и диоксана, ч»"

Объемная скорость воды, ч-г

Взято:

Каталиэатормедный (Cu67,8%- Al

30,0%;Zn

2,2% ),мл

Бензонитрил, г

Диоксан, г

Вода, r

Получено:

Амид бенэойной киелоты, r

Бензойная кислота, r

Селективность,%

Возврат бенэонитрила, r

Пример 4, ния процесса:

Температура," С

Отношение нитрилгдиоксан

Давление азота, атм

Объемная скорость смеси нитрнла и ди оксана, ч-

Объемная скорость воды,ч "

Вэятог

Катализатормедный (Cu - 67,8%, Al - 30,0%, Zn - 2,2%),мп

Бензонитрил,г

Диоксан, r

Вода, г

ПолУченог

Агыд бенэойной кислоты г

Бензойная кислота, г

Селективность,%

Возврат бензонитрила, г

П р и,м е р ния процесса:

Температура, С

ОтнсШение нитрилгдиоксан

Давление азота, атм

Объемная скорость смеси иитрила и диоксана, ч-г

110, 88 (94, 45%)

4,33 (3,72%) 96,21, i, 53 (1,53%)

Условия проведе

106,16 (90,71%)

4,11 (3,52%)

96,25

0i31

100.

99,24

1,4 (1,4%) Условия прове180

1s3

0,75

0,23

В

1г1,5

0t5

0,2

Объемная скорость воды, ч"4

Взято:

Катализатор ». медный (Cu - 67,8%, A1 - 30,0%;

Zn, -,2,2%) мп Бенэонитрил, г

Диоксан,г

10 Вода, r

Полученог

Амид бензойной кислоты, г

Бензойная кисло-!

5 та, r

Селективность, %

Возврат бензонитрила, r

20 Пример . 6;, дения процессаг

Температура, С

Отношение ни» трилгдиоксан

25 Давление азота, атм

Объемная cRoрость .смеси нитрила и диоксана, чОбъемная ско» рость воды, ч, Взято:

Каталиэатормедный

35 (Cu - 67 8%;

Al - 30,0%;

Zn - 2,2%), мл

Бензонйтрил „r„ . Дноксан,г

40 Вода, r

Полученог

Амид бензойной кислоты, r

Бензойная

45 кислота, г

Селектив- ностьг %

Возврат бенэонитрила, г

Пример 7. ния процессаг

Температура, С

Отношение нитрил s диоксан

Давление азота, атм

Объемная скорость смеси нитрила и диоксана, ч © . Объемная скорость воды, ч-

Взятог

Катализаториедннй ф3 (Cu - 65,83:, 117, 70 (97, 28%)

0,90 (Or 74%) 98,65 (84,03%)

5,28 (4,54%)

85,59

11 (11,00%) .

Условия проведе960164. Al — 32,2%; .

Zn - 2,0%),мп

Бензонитрил, r

Диоксан, r

Вода, г

Получено:

Амид бенэойной кислоты, r

Бензойная кислота, r

Селективность, %

Возврат бензонитрила, r

10.0

102,59 (87,39%) . 8,72 (7,49%)

92,11

5,00 (5,00%)

Условия проведе200

1:3

0,75

0,25

109,02 (92,07%) 4,76 (4,09%) 94,50

2,9 (2,9%) Условия проведе220

1:3

0,75

0,31

ВНИИПИ Заказ 7137/26 Тираж 445 Подписное

Филиал ППП "Патент", r . Ужгород, УЛ.Проектная 4

Пример 8. ния процеcca:

Температура,< С

Отношение нитрил:диоксан

Давление азота, атм

Объемная скорость смеси нитрила и диоксана, ч- объемная скорость воды, ч

Взято:

Катализатормедный (Сц — 67,8%;

Al - 30,0%;

Zn - 2,2%),мл

Бенз они трил, r

Диоксан, r

Вода,г

Получено:

Амид бензойной кислоты I

Бензойная ки. слота, г

Селе к ти вность, %

Возврат бензонитрила, г

Пример 9. ния процесса:

Температура, С

Отношение ни- трил:диоксан Давление азота, атм

Объемная скорость смеси нитрила и диоксана, ч-1

Объемная ско- рость воды, ч

Взято:

Катализатор— медный (CU - 65,8%

Al - 32,2%;

Zn - 2,0%),мл 100

Бензонитрил, г 100

Диоксан, r 300

Вода, г 0,31

10 Получено:

Амид бензойной кислоты, r 108,80 (92,74%)

Бенэойная кислота,, r 4,69 (4,03%)

1$ Селективность,% 95

Возврат бензонитрила, г 3,.14 (3,14%)

Для оценки степени чистоты получен= ный амид бензойной кислоты подвергают

2О элементному и хроматографическому анализам.

Результаты анализов показывают высокую степень чистоты полученного амида бенэойной кислоты (свыше 99%);

25 Строение полученного амида доказано на основании физико-химических показателей и данных ИК-спектрограммы.

Таким образом, на основании приведенных примеров становятся явными преимущества предлагаемаго способа получения амида бензойной кислоты.выход целевого продукта больше (97,28%) при селективности 99,24%.

Формула изобретения

1. Способ получения амида бен-. зойной кислоты гидратацией бензонитрила в присутствии катализатора, содержащего медь и цинк, в среде ди.« оксана при 180-220 С, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью

4О увеличения выхода целевого продукта в качестве катализатора используют медь-цинк-алюминиевый катализатор. имеющий состав, вес.%:

Медь 65,8-67,8

45 Алюми ний 30-32 2

Цинк 2,0-2,2

2. Способ по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что процесс ведут

-при соотношений бензонитрил:диоксан, Я) равном 1: 1, 5- 3, 0.

Источники информации принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США 9 3994973, кл. 260-561, опублик. 1976.

55 2. Патент CttIA Р 3980662, кл. 260-295,5, опублик. 1976 (прототип).