СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТОЛУЙЛОВЫХ КИСЛОТ Советский патент 1973 года по МПК C07C63/04 C07C51/265 

1

Изобретение относится к способу получения толуиловых кислот, которые служат исходным сырьем в производстве синтетических смол, красителей, инсектицидов, продуктов парфюмерии.

Известны способы получения толуиловых кислот жидкофазным окислением ксилолов.

Известен способ получения толуиловых кислот окислением ксилолов в присутствии катализатора тетрагидрата ацетата кобальта при температуре 105-110°С смесью киапорода и озона в среде растворителя - уксусной кислоты. При этом в составе реакционной смеси п-ксилол и уксусная кислота находятся в весовом соотношении 0,04, а время процесса составляет более 5 час. Процесс и.меет ипзкую производительность (выход продукта 68%); в смеси с п-толуиловой кислотой образуется до 14% терефталевой кислоты; кроме того, для окисления применяется смесь кислорода с озоном, что создает опасность при работе.

С целью устранения указанных недостатков, а также с целью получения толуиловых кислот высокой степени чистоты и интенсификации процесса, предложен способ, в котором окисление ксилолов кислородсодержащим газом проводят в среде уксусной кислоты в весовом соотношении последних, равном 0,5- 1,5, в присутствии ацетата кобальта при тем2

пературе 145-155°С, давлении 10-20 кг/см, с последующим охлаждение.м реакционной смеси до температуры не выще 115°С и отделением при этой температуре примесей фталевых кислот путем обработки уксусной кислотой и фильтрованием. Фильтрат охлаждают до 5-10°С, осадок пара-, или мета-, или ортотолуиловой кислоты отфильтровывают и промывают водой. Получают толуиловые кислоты высокой степени чистоты с выходом за один цикл до 63%. Рецикл маточника на стадию окисления позволяет повысить выход целевых продуктов до 80%.

Предлагаемый способ проще чем известный, поскольку окисление ведут без применения чистого кислорода в отсутствие инициатора, значительно сокращается время проведения процесса и получается продукт высокой степени чистоты.

Пример 1. В реактор, изготовленный из коррозионностойких материалов, снабженный .мещалкой и обратным холодильником, загружают 350 мл л-ксилола, 8 г ацетата кобальта (тетрагидрат) и 270 мл 98%-ной уксусной

кислоты. Реакция окисления осуществляется при температуре 150°С, давлении 20 кг/см в течение 150 мин. Расход подаваемого на окисление воздуха составляет 5-15 л/мин на 1 .л реакционной смеси и рег лируется по степени

поглощения кислорода таким образом, что

содержание кислорода в отходящих газах не превышает 5%.

По окончании процесса реакционную смесь охлаждают до 11U°C, при этой темлературе разгружают из реактора, разбавляют 300 м-л подогретой до 110° уксусной кислоты. Полученную реакционную смесь затем на воронке горячего фильтрования отфильтровывают от осадка терефталевой кислоты, образующейся в количестве 4-5% на исходный я-ксилол и илохО растворимой в уксусной кислоте.

Фильтрат охлаждают до 5-10°С, выпавший осадок п-толуиловой кислоты отфильтровывают, дважды промывают 100 мл дистиллированной воды и сушат до постоянного веса при 80-100°С. Из оставшегося маточника отгоняют 300 мл уксусной кислоты, после чего при охлаждении из остатка дополнительно выпадает осадок /г-толуиловой кислоты, который объединяется с первым. Всего за одну операцию получается 243,4 п-толуиловой кислоты (выход на взятый в реакцию л-ксилол 63,17о). По данным хроматографического анализа птолуиловая кислота имеет состав, вес. %: Основное вещество96,7-98,3

Терефталевая кислота0,5- 0,6

Прочие примеси1,2- 2,5

.кислотное число 412-415; температура плавления 179-180°С.

Маточник, полученный после выделения п-толуиловой кислоты, содержит растворенную п-толуиловую кислоту, катализатор и промежуточные продукты окисления, такие как п-толуиловый альдегид, п-толуиловый

спирт, п-метилбензилацетат и другие, которые могут быть вновь возвращены на стадию окисления. Выход п-толуиловой кислоты в этом случае достигает около 80%. Пример 2. В условиях, описанных в лримере 1, окислению в течение 210 м,ин подвергают ж-ксилол и из полученной реакционной смеси аналогичным образом выделяют л-толуиловую .кислоту в количестве 236,2 г (выход

61,1%), имеющую кислотное число 412-414 и температуру плавления 110,5-111,2°С.

П р и м е р 3. В условиях, описанных в примере 2, окислению подвергают о-ксилол и из реакционной смеси выделяют о-толуиловую

кислоту в количестве 157,5 г (выход 41,8%).

Предмет изобретения

Способ получения толуиловых кислот окислением ксилолов кислородсодержащими газами при повышенной температуре и давлении в присутствии катализатора окисления в среде уксусной кислоты, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса и повышения качества продукта, катализатор окисления берут в количестве 1,35 вес. %, процесс ведут при температуре 145-155°С, давлении 10- 20 кг/сл при весовом соотношении ксилола и уксусной кислоты, равном 0,5-1,5, с последующим охлаждением реакционной смеси до температуры не выше 115°С, обработкой 0,1- 0,6-кратным по объему количеством уксусной кислоты, охлаждением до 5-10°С и выделением продукта известным способом.