СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ 5-ОКСИИЗОФТАЛЕВОЙ КИСЛОТЫ Российский патент 2019 года по МПК C07C51/34 C07C65/05 

Изобретение относится к органическому и нефтехимическому катализу, в частности к способу получения 5-оксиизофталевой кислоты - одному из широко используемых мономеров для изготовления полимерных материалов: высококачественных полиэфирных волокон, пленок и покрытий пищевого и технического назначения, изополиэфирных смол, волокнистых пластиков, синтетической кожи, полимербетонов и др.

Известен способ получения оксиполикарбоновых кислот карбоксилированием фенола при нагревании до 250°С и давлении углекислого газа в присутствии углекислого калия с образованием салициловой, оксиизофталевых кислот и незначительных количеств окситримезитовой кислоты. (Патент 184748. Опубл. 21.07.1966. Бюл. №15)

К недостаткам данного способа можно отнести следующие:

1. Образование смеси оксикарбоновых кислот. Процесс выделения индивидуальных оксикарбоновых кислот сложный и многостадийный.

2. Высокие температуры (250-325°С).

3. Высокие давления углекислого газа (100-200 атм).

Известным и наиболее близким к предлагаемому является способ получения 5-оксиизофталевой кислоты, включающий обработку стипитатовой кислоты щелочью при 300°С. (Справочник химика 21, стр. 494).

К недостаткам известного способа можно отнести следующие:

1. Дефицитность и ограниченность исходного сырья - стипитатовую кислоту выделяют из плесени грибов Penecillium Stipitatum - содержание кислоты в них не превышает 5-9%. Процесс выделения сложный и многостадийный.

2. Высокие температуры (300°С) на стадии щелочного плава стипитатовой кислоты.

3. Большой расход гидроксида натрия 1,5-1,7 моля на моль кислоты.

4. Выход 5-оксиизофталевой кислоты не превышает 50-57%, ввиду образования побочных продуктов внутримолекулярной перегруппировки трополонового кольца.

Задачей изобретения является использование менее дефицитного сырья, снижение температуры при синтезе и повышение выхода 5-оксиизофталевой кислоты.

Поставленной задачи достигают способом получения 5-оксиизофталевой кислоты, включающим в качестве исходного сырья ароматическое соединение, при этом в качестве ароматического соединения используют 3,5-ксиленол, который ацилируют уксусным ангидридом в присутствии серной кислоты при 70-75°С при перемешивании в течение 25-35 минут, выделяют ацилированный ксиленол и окисляют его кислородом воздуха в присутствии катализатора - смеси ацетата кобальта, бромида натрия и ацетата марганца - при 100-110°С в течение 4-5 часов.

Пример 1 осуществления способа.

В коническую колбу загружают 3,5-ксиленол, добавляют уксусный ангидрид и серную кислоту в соотношении 1:2:0,1. Смесь тщательно перемешивают, нагревают до 70°С и выдерживают при перемешивании 25 мин, затем реакционную смесь выливают в воду. Выпавшие кристаллы 3,5-диметил-ацетоксибензола отфильтровывают, промывают водой и сушат, затем кристаллы 3,5-диметил-ацетоксибензола растворяют в смеси ледяной уксусной кислоты и уксусного ангидрида (соотношение 1:1) в присутствии растворимого кобальт-марганец-бромидного катализатора (соотношение компонентов катализатора Со²⁺:Br^-:Mn²⁺:=0,1:0,1:0,003), через раствор пропускают кислород при температуре 110°С в течение 5 часов. После охлаждения из реакционной смеси отделяют выпавшие кристаллы 5-оксиизофталевой кислоты, промывают водой и сушат. Выход 5-оксиизофталевой кислоты 70%.

Пример 2 осуществления способа.

В коническую колбу загружают 3,5-ксиленол, добавляют уксусный ангидрид и серную кислоту в соотношении 1:2:0,1. Смесь тщательно перемешивают, нагревают до 75°С и выдерживают при перемешивании 30 мин, затем реакционную смесь выливают в воду. Выпавшие кристаллы 3,5-диметил-ацетоксибензола отфильтровывают, промывают водой и сушат. Кристаллы 3,5-диметил-ацетоксибензола растворяют в смеси ледяной уксусной кислоты и уксусного ангидрида (соотношение 1:1) в присутствии растворимого кобальт-марганец-бромидного катализатора (соотношение компонентов катализатора Со²⁺:Br^-:Mn²⁺:=0,1:0,1:0,003), через раствор пропускают кислород при температуре 100°С в течение 4 часов. После охлаждения из реакционной смеси отделяют выпавшие кристаллы 5-оксиизофталевой кислоты, промывают водой и сушат. Выход 5-оксиизофталевой кислоты 73%.

Пример 3 осуществления способа.

В коническую колбу загружают 5 г 3,5-ксиленола добавляют уксусный ангидрид и серную кислоту в соотношении 1:2:0,1. Смесь тщательно перемешивают, нагревают до 75°С и выдерживают при перемешивании 35 мин, затем реакционную смесь выливают в воду. Выпавшие кристаллы 3,5-диметил-ацетоксибензола отфильтровывают, промывают водой и сушат. Затем кристаллы 3,5-диметил-ацетоксибензола растворяют в смеси ледяной уксусной кислоты и уксусного ангидрида (соотношение 1:1) в присутствии растворимого кобальт-марганец-бромидного катализатора (соотношение компонентов катализатора Со²⁺:Br^-:Mn²⁺:=0,1:0,1:0,003), через раствор пропускают кислород при температуре 100°С в течение 4 часов. После охлаждения из реакционной смеси отделяют выпавшие кристаллы 5-оксиизофталевой кислоты, промывают водой и сушат. Выход 5-оксиизофталевой кислоты 75%.

Как видно из примеров, способ получения 5-оксиизофталевой кислоты ведут при температуре не выше 110°С из недефицитного сырья, а выход конечного продукта выше, чем у прототипа в 1,5 раза.

Изобретение относится к органическому и нефтехимическому катализу, в частности к способу получения 5-оксиизофталевой кислоты - одному из широко используемых мономеров для изготовления полимерных материалов. 3,5-ксиленол ацилируют уксусным ангидридом в присутствии серной кислоты при 70-75°С при перемешивании в течение 25-35 минут, выделяют ацилированный ксиленол и окисляют его кислородом воздуха в присутствии катализатора - смеси ацетата кобальта, бромида натрия и ацетата марганца - при 100-110°С в течение 4-5 часов. Способ получения 5-оксиизофталевой кислоты ведут при температуре не выше 110°С из недефицитного сырья c высоким выходом. 2 пр.

Способ получения 5-оксиизофталевой кислоты, включающий в качестве исходного сырья ароматическое соединение, отличающийся тем, что в качестве ароматического соединения используют 3,5-ксиленол, который ацилируют уксусным ангидридом в присутствии серной кислоты при 70-75°С при перемешивании в течение 25-35 минут, выделяют ацилированный ксиленол и окисляют его кислородом воздуха в присутствии катализатора - смеси ацетата кобальта, бромида натрия и ацетата марганца - при 100-110°С в течение 4-5 часов.