СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ t-КАПРОЛАКТАМА Советский патент 1972 года по МПК C07D201/04 

Изобретение относится к нолученню чистого 8,-каирола«та.ма из циклогексанонокспма.

Известен способ нолучення к-канролактама из циклогексаиоиокспма нутем нерегруиннротзки Бекмана, происходящей в инертном орга}1нческом растворителе, иаирпмер в хлороформе, четыреххлористом углероде, дихлорэтане, под действием жидкого или газообразного еерпого ангидрида или олеума при температуре (-15) -(+84)С. Полученную реакционную смесь нейтрализуют небольн1им количеством воды и газообразным аммиаком, отделяют твердый кристаллический сернокислый ам.моний н затем известными ириема1 ги выделяют продукт реакции.

Целью изобретения является снижение количества образующегося сульфата аммон1 я на 1 моль канролактама при одповременно.м улучшеннн качества последнего.

Эта цель достнгается тем, что нерегрунннровку Бекмана проводят в нрнсутствпн хлорсульфоновой кислоты и гюдиого раствора аммиака.

Процесс протекает следующим образом.

Циклогексаиоиоксим и хлорсульфоновая кислота образуют циклогексанонокснм-о-сульфокислоту, которую, не выделяя, с иомощью водного раствора аммиака иереводят в водорастворимую аммиачиую соль, а затем в присутствии I моль аммиака при нагревании водпого раствора до 80-90°С иронсходит бекмановская нерегруиинровка. Образуется е-капролактам и выделяется эквимолярпое количество иейтрального сульфата амлшиия.

Прн.меия они1еся для нроведеиия реакции растворители не до.тжиы смеипизаться с водо| 1, ||еа|-нровать с хлорсульфоново кислотой, циклогексапонокснмом, ИС1 п NH;,;, по должпы cмeпJпвaтьcя с хлорсульфоповой кислотой и хороию растворять циклогексаиоиокеим и -кап рол актам.

Те.миература кинеиия растворителя должна быть достаточно низкой, чтоб1)1 можно было е)тводнть тенло реакцнн ири кппячеиии с обратным холодил 1 ннком.

Эти.м требованиям удовлетворяют низкогалоидиропанные углеводо)оды, иаири.мер мети.ченхлорнд, хлороформ, днхлорэтан и фторхлоралканы.

Выде. яюнип 1ся количественно нри образова)нн цнклогексанои-о-сульфокислоты хлористый водород можио рецнркулировать в стадию ириготовлення хлорсульфоповой кнслоты из трехокнсп серы и ИС1. Молярное соотиошенне ирн перегруппировке циклогексаноноксим : :SO:i:Nn3 равно 1:1:2.

(1,1 моль хлорсульфоновой кислоты, которую можно разбавить растворителем. Через некоторое время растворитель закипает. Теплоту реакции ацилирования отводят и устанавливают температуру реакционной смеси 40-42°С (т. кип. метилепхлорида).

Одновременио выделяется эквимоляриое количество хлористого водорода, который после ьзаимодействия с ЗОз можно вернуть в процесс в виде хлорсульфоповой кислоты. Содержащуюся в растворе циклогексаиоиоксимо-сульфокислоту без выделения иревраиииот в аммиачпую соль, добавляя ио каплям более 2 моль NIlj (в виде 25%-пого водного раствора). В1)|деляюихаяся при этом теплота реакции отводится обратным холодильп П ом при кппеиии растворителя. В конце )еакцпп реакциопиую смесь постепенно нагревают и отгоняют растворитель. После нагревания до 80- 90°С в теченпе 8-10 мин отделяют выпавший р-капролактам п экстрагпруют водный раствор. Из экстракта, объединенного с сырым лактамом, отгоняют растворитель. Получают сырой крнсталлнческнй р-капролактам, т. пл. 56-61°С, выход 98-100%, который оч1нда1от нерегопкой. Т. нл. очшценного лактама - 70°С. Выход очпп1еппого лактама 96,5% от теории (по загруженному слегка влажному техническому цш логексаноноксиму).

Остаток после перегонки состоит наполовину нз к-капролактама (примерно 1 % от общего выхода).

Пз концентрированного водного раствора сульфата аммоння, нолучепиого носле экстракции, путем пейтрализащи иебольпшм избытком NIl:i п упаривания выделяют сульфат аммония.

Процесс можно вести но непрерывной схеме.

Пример 1. К раствору 226,3 с (2 моль) техппческого циклогексаиопоксима в 600- 700 мл метиленхлорида нрп перемешивапип по каплям в течение 10-15 мин добавляют 250 г (2,2 моль) хлорсульфоповой кислоты, некоторое время кииятят с обратиым холодпльипком (температура виутри колбы 42°С), наблюдая выделение около 2 моль хлористого водорода. После прпкапывання кинятят смесь

еще немного до окончания выделения хлористого водорода. В охлаждаемую водопроводной водой смесь по каплям добавляют 350 мл 25%-иого водного раствора аммиака. Выделяющаяся теплота реакции отводится за счет кипепия метиленхлорида с обратпым холодильпиком. После замены обратиого холодильиика па прямой медленно повышают температуру п отгопяют метиленхлорид. Выдерживают 8- 10 мин нри 80-90°С II отделяют вынавн1нй р-капролактам.

Водную фазу экстрагируют половиной отогпапиого метплепхлорпда. Экстракт об1 едипяют с сырым р-капролактамом и отгоняют .метилеихлорпд.

Получают 224 г Р-ка.пролактама (99% от leopiHi), т. нл. 56-62°С. Сырой лактам очипха1ОТ нерегопкой (146-147°С/13 мм рт. ст.). Получают 219,5 с чистого лактама (96,5% от теории по загружеипому техпическому циклогексанопоксиму), т. ил. 68-70°С. В корпчпезом остатке (4 с ) носле перегонки соде|)жптся еще 2 г р-капролактама.

В прпмерах 2 п 3, сведе1нн.1Х в таблицу, проводят опыт, как в нрпме|)е 1.

П р е д м е т и з о б ) е т е и и я

Способ получеппя р-каиролактама путем перегруппировки Бекмана нз циклогексапоноксима в среде органического растворителя, папрпмер метплеихлорпда, дихлорэтана, и выделеиия целевого продукта пзвест1нымп приема.мп, отличающийся тем, что, с целью повыП1еппя качества це;1ево1о продукта н подавле1П Я побочиой реакции образования сульф;.|та аммоппя, перегрупинровку Бекмапа ведут в прпсутствни хлорсу;1ьфоновой кпслоты п водпого раствора аммиака.