Способ получения капроновой кислоты Советский патент 1983 года по МПК C07C53/126 C07C51/285 

4

СО

(

CD СО Изобрегение относится к способу получения капроновой кисдогы, которая находит применение в производстве пластификаторов, смазочных масел и мыл, цв тоизменяюших составов. Известны способы получения алифати ческих карбоновых кислот, в том числе капроновой кислоты,, окислением спиртов, альдегидов и опефинов, а также карбокси лирюванием и карбонилированием опефинов Г1 . Однако эти способы не позволяют получать чистые кислоты без примесей аль дегидов, диал килкетонов, непредельных соединений, соединений изостроения, а проведение процессов связано с применением высокого давления, температуры и катализаторов. При этом получают смесь карбоновых кислот, содержание капроновой кислоты в которой не превышает 15 2О%. Известен также способ получения кап роновой кислоты с выходом до 90% каталитическим гидрированием fb -лактона гидроксикапроновой кислоты под давление в присутствии катализатора - никеля Ре- нея 2 J. Однако /5 -лактон гидроксикапроновой кислоты является труднодоступным peaгейтом, так как его получение конденсацией кетена с бу тироальдегидом в присутствии катализатора связано с большими технологическими сложностями. Наиболее близким по технической сущ ности к предлагаемому является способ получения капроновой кислоты путем окис ления циклогексанона перекисью водорода при комнатной температуре в о -оксигидроперекись циклогексанона с последую щим разложением водно-метанольного раствора ot--оксигидроперекиси циклогексанона в присутствии сульфата двухвалентного железа. Процесс проводят одновременно путем смешения 30%-ной перекиси водорода, циклогексанона, метанола и водного раствора сульфата двухвалентного железа Сз 3 . Однако в этом процессе образуется смесь продуктов, содержание капроновой кислоты в которой не превышает 30%. Целью изобретения является повышение выхода целевого продукта. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения капроновой кислоты путем окисления циклогексанона перекисью водорода при комнатной температуре в ci -оксигидроперекись циклогексанона с последуюшим ее разложением водн1з1М расл-вором сульфата двухвалентного железа. Процесс проводят в присутствии оксида металла, выбранноного из группы, включаюшей оксид магния или оксид алквииния, при мольном соотношении oi-оксигидроперекись циклогексанона, оксид металла - равном 1:4-8. Способ позволяет увеличить выход целевого продукта до 76-99%, Пример 1.К16,Ог оксида магния добавляют 0,2 моль циклогексанона (19,6 г), 0,1 моль перекиси водорода (11,0 мл ЗО%-ной }-1,р ) и 1О мл метанола при постоянном перемешивании. Через 1 ч к полученной реакционной массе, с мольным соотношением oi. -оксигидроперекись циклогексанона: оксид магния 1:4, добавляют раствор 0,1 мшь FeSO -7Н20(27,8 г), в 1ОО мл воды, поддерживая температуру ISIS С и перемешивают еше 2 ч, а затем продукты реакции подкисляют, 0,2 N раствором HjSO до рН - 2. Органические продукты реакции экстрагируют эфиром, а капроновую кислоту выделяют обработкой эфирной вытяжки водным раствором NOI2CO-J .Полученный водный раствор натриевой соли капроновой кислоты подкисляют 0,2N раствором N250 и выделяют капроновую кислоту. 13ыход 5,6 г (98% на прореагировавший циклогексанон). Эфирный раствор перегоняют и и выделяют циклогексанон (,9 г), не вступивший в реакцию. Пример 2. К2О,Ог оксида магния добавляют 0,2 могть циклогексанона (19,6 г), 0,1 мопь перекиси водорода (11,0 мл 30%-ной } и 10 мл метанола при постоянном перемешивании. Через 1 ч к полученной реакционной массе, с мольным соотношением о(.-оксигидроперекись циклогексанона ; оксид магния 1:5, добавляют раствор О,1 ма1Ь FeSO (27,8 г) в 100 мл воды, поддерживая температуру 15-18 С, и перемешивают еше 2 ч, а затем продукты реакции подкисляют 0,2 N раствором Нл 50. до рН-2. Органические продукты реакдии экстрагируют с)сЬипом, а капроновую кислоту выделяют обработкой эфирной вытяжки водным раствором Noi2CO. Полученный водный раствор , i натриевой соли капроновой кислоты подкисляют 0,2 раствором выделяют капроновую кислоту. Выход 5,8 г (99% на прореагировавший циклогексанон). Эфирный раствор перегоняют выделяют циклогексанон (13,8 г), но «ступив ший в реакцию.

31О

Пример 3, К 1G,0 г оксида магния добавляют 0,2 моль циклогексанона (19,6 г), 0,1 моль перекиси водорода (11,О мл ) и 10 мл этанола при nocTOHHHcevi перемешивании. Через 1 ч к полученной реакционной массе, с мольным соотношением оС -оксигидроперекись циклогексанона : оксид магния 1 : 4, добавляют раствор О,1 моль FeSOx (27,8 г) в 100 мл воды, поддер живая температуру 15-IS C, и перемешивают еще 2 ч, а затеь- продукты реакции подкисляют 0,2N раствором N250 до рН 1 2. Органические продукты реакции экстрагируют эфиром, а капроновую кислоту выделяют обработкой эфирной вытяжки водным раствором Полученный водный раствор натриевой сопи капроновой кислоты подкисляют 0,2М раствором N2 50 и выделяют капроновую кислоту. Выход 5,5 г (97 % на прореагировавший циклoreксенон). Эфирный раствор перегоняют и выделяют циклогексанон ( ,9 г), не вступивший в реакцию.

Пример 1. К 10 2 д оксида ал ю. миния добавляют 0,2 моль циклогсксано- на (19,6 г), 0,1 моль перекис:- Е.одорода (11,0 мл 30%-ной N202) и 10 мл метанола при постоянном перемешивании, |Через 1 ч к полученной реакционной массе, с-мольным соотношением d.-оксигидроперекись циклогексанона : оксид алюминия 1:4, добавляют раствор 0,1 моль О (27,8 г) в 10О мл

воды, поддерживая температуру 15-18°С и перемешивают еще 2 ч, а затем продукты реакции подкисляют 0,2М раствором Н2 5 0 до рИ 2, Органические продукты реакции экстрагируют эфиром, а капроновую кислоту выделяют обработкой эфирной вытяжки водным раствором No(2CO.j . Полученный волный раствор натриевой соли капроновой кислоты подкисляют 0,2 N раствором

694

выделяют капроновую кислоту. Выход 5,2 г (76% на прореагировавший циклогексанон). Эфирный раствор перегоняют и выделяют циклогексанон (,8), не вступивший в реакцию.

Пример 5. К 32,О г М 0добавляют 0,2 моль циклогексанона (19,0 г), моль перекиси водорода (11,0 мл 30% Hj 0 ) и 1(,0 мл метанола при перемегиивании. Через 1 ч к попученной реакционной массе (мольное соотношение ОС-оке и гидроперекись цикл1 гексанона : оксид металла .;&) Добавпяют раствор О,1 моль FeSOx.- 7НяО в 100 мл воды, поддерживая температуру 15-1бс и перемешивают еще 2 ч, а затем продукты реакции подкисляют 0,2N раствором Н2 5 0 ДО рН-2. Органические продукты реакции экстрагируют эфиром и выделяют капроновую кислоту обработкой эфирной вытяжки водным раствором . Водный раствор натриевой соли подкисляют О,2 М N2504 и выделяют капроновую кислоту. Выход 5,70 г ( на прореагировавший циклогексанон). Эфирный раствор перегоня- . ют и выделяют непрореагировавший г циклогексанон (л-13,9 г).

Предлагаемый способ получения капроновой кислоты удобен в осуществлении, прост в аппаратурном оформлении и вобезопасен благодаря введению значительных количеств инертного носитг ляоксидов металлов. Он базируется на Tier- кодоступных исходных реагентах - 30% перекиси водорода и циклогексаноне, в огличие от других методов, которые требуют труднодоступных реагентов, например

0 -олефинов или fb -лактона гидроксикапроновой кислоты. Целевой продукт получается с высоким выходом - до 99%. Выделение продуктов достигается простым и доступным способом - перегонкой, а непрореагировавший циклогексанон может быть снова возвращен в цикл.

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КАПРОНОВОЙ КИСЛОТЫ путем окисления циклогексанона перекисью водорода при комнатной температуре в - ci-оксигидроперекись циклогексанона с последую щим ее разложением водным раствором сульфата двухвалентного железа, отличающийся тем, что, с целью повышения выхода целевого продукта, процесс ведут в присутствии оксида металла, выбранного из группы, включающем оксид магния или оксид алкжтния, при мольнс д соотношении -окси-гндропере- кись циклогексанона: оксид металла, равном 1:4-8. § (Л