Способ получения 2,5-фурандикарбоновой кислоты Советский патент 1974 года по МПК C07D5/26 

Изобретение относится к способу получения 2,5-фурапдикарбоновой кислоты, которая широко применяется в качестве мономера при синтезе высокомолекулярных Соединений, а также как полупродукт синтеза физиологически активных соединений.

Известен оиособ получения 2,5-фурандикарбоновой кислоты жидкофазиым окислением 5оксиметилфурфурола или 5-оксиметил-2-фураикарбоновой кислоты кислородом воздуха в присутствии гомогенного или гетерогенного катализатора (Pt, Ag20-CuO или Pd) при нагревании под давлением.

Иедостатками известного способа являются труднодоступность исходных соединений и применение дорогостоящего катализатора.

Цель изобретения - упрощение технологии процесса.

Достигается это тем, что жидкофазному окислению кислородом воздуха, проводимому обычно при 115-140°С и давлении воздуха 10-15 атм, подвергают 5-метилфурфурол и в качестве катализатора применяют соли металлов переменной валентности, например смесь ацетата кобальта и ацетата марганца, и броМСодержащих соединений, например бромистого аммония, в растворе алифатических карбоновых кислот.

Окисление проводят на установке марки УОСУГ-12М с тефлоиовым реактором.

Количество ацетата кобальта Со(О2ССНз)24Н2О

составляет 0,1-0,2 моль, ацетата марганца Мп(О2ССНз)2-4Н2О 0,001-0,002 моль и бромистого аммония (NH4Br) 0,005-0,01 моль на 1 моль окисляемого вещества (или на 1,67 л раствора уксусной кислоты).

Предложенный способ имеет ряд преимуществ по сравнению с известными: в качестве исходиого вещества и катализаторов использованы доступные и дешевые реагенты; способ одностадийный.

Общая конверсия 5-метил-фурфурола 91- 99%, выход 2,5-фурандикарбоновой кислоты 23-36%.

Пример 1. В реактор загружают 6,60 г (0,06 моль) 5-метилфурфурола, 1,868 г (0,0075 моль) ацетата кобальта, 0,024 г (0,001 моль) ацетата марганца и 0,041 г (0,0004 моль) бромистого аммония, добавляют 100 мл ледяной уксусной кислоты и проводят реакцию в течение 4,5 час при температуре 118°С и давлении 20 атм; расход воздуха 2 л/мин на 1 л реакционной смеси. По истечении этого времени температуру повышают до 130°С, давление до 30 атм, расход воздуха до 5 л/мин.

Процесс проводят до полного прекращения поглощеиия кислорода (1,5 час). Оксидат охлаждают, осадок отфильтровывают и сушат при 100°С. Количество непрореагировавшего 5-метилфурфурола 0,58 г.

Выход 2,5-фурандикарбоновой кислоты 3,26 г (36%), (т. пл.320°С).

Пример 2. В реактор загружают 3,31 г (0,03 моль) 5-метилфурфурола, 0,967 г (0,004 моль) ацетата кобальта, 0,012 г (0,00005 моль) ацетата марганца и 0,023 г (0,002 моль) бромистого аммония, добавляют 50 мл ледяной уксусной кислоты и проводят реакцию в течение 4 час при температуре 116°С, давлении 10 атм и расходе воздуха 4 л/мин на 1 л реакционной смеси. Оксидат охлаждают, осадок отделяют и сушат при 100°С.

Выход 2,5-фурандикарбоновой кислоты 1,32 г (29%).

Предмет изобретения

1.Способ получения 2,5-фурандикарбоновой кислоты с применением реакции окисления кислородом воздуха при нагревании под давлением в присутствии катализатора в жидкой фазе, отличаюшийся тем, что, с целью упрош,ения технологии процесса, окислению подвергают 5-метилфурфурол и в качестве катализатора применяют соли металлов переменной валентности, например смесь ацетата кобальта и ацетата марганца, и бромсодержаш,их соединений, например бромистого аммония, Б растворе алифатических карбоновых кислот.

2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что окисление проводят при температуре 115- 140°С и давлении воздуха 10-50 атм.