Способ получения бензолкарбоновых кислот Советский патент 1976 года по МПК C07C51/32 

1

Изобретение относится к способу получения бензолкарбоновых .кислот, широко применяющихся в химической промышленности.

Известен icno,co6 получения алкилбензойных кислот окислением алкиЛ|бензолов кислородом воздуха при повь1шенной температуре в присутствии катализ1атора.

К недостаткам известного способа относятся недостаточно высокая селективность катализатора и низкий выход продуктов.

С целью упрош,ения процесса в качестве окислителя предлагается использовать озонированные растворы солей металлов неременной валентности и проводить реакцию преимущественно при 70° С. Возможность многократного использования раствора солей металлов переменной валентности позволяет практически полностью устранить образование сточных вод при проведении процесса окисления, который можно легко осуществить непрерывным .методом при полной автоматизации.

iBo всех примерах для получения окислителя используют прибор, представляющий собой колонку с пористым дном.

Пример 1. 100 мл водного раствора, содержащего 40 мл (концентрированной серной кислоты, 5,8 г сульфата хрома, 0,69 з сульфата марганца, 0,0005 г сульфата меди и 0,02 г сульфата железа озонируют при

70° С озоно-кислородной смесью до поглощения 3 г озона. Из полученного раствора отгоняют воду до содержания кислоты 59,4%, загружают в колбу с мешалкой, вводят 0,54 г я-яитротолуола и выдерживают 5 час при 70° С. Реакционную массу разбавляют водой, охлаждают, фильтруют, осадок я-нитробензойной кислоты отмывают водой от cepHofi кислоты и сущат.

Получают 0,65 (98%) г л-нитробензой}1ой кислоты, т. ил. 238-240° С.

Фильтрат вместе с промывными водами, содержащими соли металлов переменной валентности, снова подают на озонирование. Прл многократном исиользова.нин сернокислотного раствора выход и качество получаемой .7-нитробензойной кислоты не изменяется.

П р и м ер 2. Окисление проводят, как в примере 1, но выдерживают только 2 час при 70° С. От полученной реакционной массы отгоняют с водяным наро.м ненрореагировавший п-нитротолуол, отфильтровывают /г-нитробензойную кислоту, отмывают ее от серной кислоты и сушат.

Получают 0,62 г (100% на использованный л-нитротслуол) я-питробензойной кислоты, т. пл. 238-239° С.

Конденсат, полученный прп отгонке п-нитротолуола, фильтруют и получают 0,08 г

(5% от загрузки) «-нитротолуола. Непрореагировазшнй л-нитротолуол и конденсат используют в Последующих операциях.

Пример 3. В 140 лл водного раствора, содержащего 2 лл 1 :оицентрирсванной серной кислоты, 5,8 г сульфата хрома, 0,69 г сульфата марганца, 0,0005 г сульфата меди и 0,02 г сульфата железа, 1при 70° С барботируют озон-о-кислородную смесь до поглощения 3 г озола, отгоняют 40 мл воды и доводят рН раствора до 5 добавкой соды. Полученный раствор загружают в автоклав, добавляют 1,28 г толуола, нагревают до 200° С, выдерживают 2 час лри этой температуре, охлаждают, отфильтровывают и промывают -осадок горячей водой. Выпавшую при подкислении фильтрата бензойную кислоту отфильтровывают, отмывают водой от минеральной кислоты и сушат.

Получают 1,66 г (98%) бензойной кислоты, т. -пл. 120-121° С.

Фильтрат после добавления промывных вод и осадка подают на озонирование и используют в следующей операции. При многократном использовании озонированного раствора выход и качество бензойной кислоты не изменяется.

Пример 4. 200 мл водного раствора, содержащего 5 мл концентрированной серной кислоты, 47 г сульфата хрома, 6 г сульфата марганца, 0,008 г сульфата меди и 0,12 г сульфата железа, озонируют ори 70° С озонокислородной смесью до логлощения 15 г озона, отгоняют 60 мл воды и доводят рН до 5 добавкой соды.

Полученный раствор загружают в автоклав, добавляют 7 г 2,5-дихлор-л-ксилола, нагревают до 225°С и выдерживают 5 час при этой темлературе. После охлаждения и фильтроваиия ,из фильтрата нодкислениел серной кислотой выделяют 2,5-дихлорте.рефталевую

кислоту, отмывают ее 60 мл воды от серпой кислоты и сушат.

Получают 9,12 г (97%) 2,5-дихлортерефталевой кислоты, т. пл. 305° С.

Осадок после первой фильтрации загружают в маточник, лолученный после второй фильтрации, озонируют и попользуют в последующих операциях окисления.

Многократное использование озонированного раствора не влияет на выход и качество получаемой 2,5-дихлортерефталевой кислоты.

Пример 5. В 40 мл водного раствора, содержащего 20 мл концентрированной серной кислоты, 1,48 г сульфата хрома, 0,55 г сульфата маргадца, 0,0005 г сульфата меди н 0,02 г сульфата железа, в течение 6 час при 70° С нролускают озопопкислородную смесь и постепенно добавляют 1 г «-нитротолуола, выдерживают 1 час при 70° С, фильтруют, отмьгвают водой от серной кислоты и сушат.

Получают 0,93 г (95% в пересчете па использованный п-нитротолуол) ге-нитробензойной кислоты, т. нл. 238-240° С.

В процессе окисления частично отгоняется га-нитротолуол, который конденсируется в:месте с нарами воды. Из конденсата выделяют 0,21 г «-нитротолуола, т. лл. 50-51° С. Фильтрат, полученный после отделения д-нитробензойной кислоты, и конденсат подают на следующую операцию.

Формула изобретения

1.Слособ получения бензолкарбоновых кислот путем окисления алкилбензолов при нагрева1нии, отличающийся тем, что, с целью упрощения процесса, в качестве окислителя используют озонированные растворы солей металлов переменной валентности.

2.Слособ по п. 1, отличающийся тем, что прОЦесс ведут при 70° С.