Способ получения акриламида или метакриламида Советский патент 1974 года по МПК C07C103/56 

1

Изобретение относится к получению акриламида или метакриламида, которые могут быть широко использованы в химической промышленности и народном хозяйстве.

Известен двухстадийный способ получения акриламида или метакриламида, заключающийся в том, что акрилонптрил или метакрилонитрил подвергают взаимодействию с гиаролизую.щим агентом - серной кислотой и водой в присутствии катализатора - ингибитора полимеризации при температуре около 97°С с последующей нейтрализацией полученного при этом сульфата акриламида или метакриламида в присутствии катализатора - ингибитора полимеризации и выделением целевого продукта известным способом.

Выход целевого продукта составляет около 60%; т. лл. 83°С.

Недостатками известного способа является низкое качество целевого продукта, а также сложность технологического процесса, обусловленная необходимостью применения дополнительного оборудования для нейтрализации образующегося в процессе реакции сульфата акриламида или метакриламида.

С целью устранения указанных недостатков предлагается в качестве гидролизующего агента использовать воду или соединение.

выделяющее ее, например спирт, а в качестве катализатора - металлосодержащее соединение, включающее или медь Ренея, или медь Уильмапа, или восстановленный медный

катализатор, или медь с носителем, или серебро, или золото, или кобальт, или никель, или палладий, или платину.

Процесс можно проводить при 25-200°С в условиях повышенного давления - 300 кг/см

в среде органического растворителя, на-пример метилового спирта. Вы.ход целевого продукта составляет 35-99%; т. лл. 84,5-85°С. Предлагаемый способ позволяет упростить технологический процесс за счет исключения

стадии нейтрализации побочного продукта - сульфата акриламида и соответствующего нейтрализационного оборудования.

Кроме того, предлагаемый способ позволяет повысить качество целевого продукта.

Пример 1. В четырехгорлую колбу емкостью 100 мл помещают приблизительно 1 г меди Ренея, который подвергают предварительной промывке водой и изопропиловым спиртом, 30,0 г акрилонитрила и 13,3 г изопропилового спирта. После этого в условиях атмосферного давления приготовленную смесь нагревают до температуры кипения реакционной смеси с применением обратного холодильника в течение 2 час с непрерывным перемешиванием и одновременным нагреванием до 70°С.

После завершения реакции катализатор отфильтровывают и фильтрат выпаривают, в результате чего получают приблизительно 1,5 г белого кристаллического продукта. Его растворяют в смеси диэтилового эфира с этиловым спиртом с последующей перекристаллизацией.

Полученный белый кристаллический продукт имеет т. пл. 84,5-85С.

Пример 2. Процесс проводят аналогично примеру 1, но в качестве катализатора используют 1,1 г меди Ренея, которую предварительно промывают водой с последующей лромыБкой этиловым спиртом, 30,0 г а крилонитрила и 10,0 г этилового спирта. После этого смесь .нагревают с применением обратного холодильника в течение 2 час при температуре приблизительно 68°С. Получают 1,2 г акриламида.

nip и мер 3. Процесс проводят аналогично примеру 1, но используют приблизительно 2 г меди Ренея, которую после получения промывают водой. Этот катализатор совместно с исходной жидкой реакционной смесью, которая содержит 25,0 г акрилонитрила и 25,0 воды, разделенной на два слоя, нагревают с применением обратного холодильника в условиях интенсивного испарения в течение 2 час при реакционной температуре приблизительно 70°С.

В .качестве исходного продукта при этом получено 8,1 г акриламида.

Пример 4. Процесс ведут аналогично примеру 1, но в качестве катализатора используют приблизительно 2 г меди Уильмана, а исходная жидкая реакционная смесь включает 25,0 г акрилонитрила и 25,0 г воды. Смесь нагревают с применением обратного холодильника в течение 2 час при 70°С. Получают 2,3 г акриламида.

Пример 5. 125 г азотнокислой меди Си(ЫОз)2-Н2О растворяют в 1 500 мл воды, после чего раствор нагревают до 80°С. К этому раствору прикапывают 20%-ный водный раствор гидрата о.киси калия для доведения рН до 9-10. Далее гидрат окиси меди подвергают тщательной промывке горячей водой, после чего высушивают при 100°С. После этого 10 г гидрата окиси меди загружают в четырехгорлую колбу емкостью 100 мл и подвергают Восстановлению в течение 2 час при 170°С пропусканием потока водорода, расход которого составляет 300 мл/мип, в результате чего получают катализатор. Далее в колбу, в которой находился катализатор, представляющий собой восстановленную медь, загружают исходную жидкую реакционную смесь, которая содержит 25 г акрилонитрила и 25 г воды, с последующим нагреванием смеси с применением обратного холодильника в течение 2 час при 70°С.

П р п м е р 6. В холбу, в которой содержится медно-асбестовый катализатор, загружают жидкую реакционную смесь, которая включает 25 г акрилонитрила и 25 г воды. Приготовленную смесь нагревают с применением обратного холодильника В течение 2 час при 70°С. Получают 3,6 г а.криламида.

Пример 7. В колбу, в которой находится восстановленный медно-хромовый катализатор, загружают исходную жидкую реакционную смесь, состоящую из 25,0 г акрилоиптрила и 25,0 г воды. Приготовленную смесь нагревают с применением обратного холодильника в течение 2 ча€ при 70°С. Получают 2,6 г акриламида, который содержит очеиь иезначптельное количество пропионитрпла.

Пример -8. В четырехгорлую колбу емкостью 100 мл, которая содержит медно-цинковый катализатор, загружают исходную жидкую реакциоииую смесь, которая включает 25,0 г акрилопитрила и 25,0 г воды. Приготовленную реакционную массу нагревают с применением обратного холодильника в течение 2 час при 70°С. Получают 2,5 г акрилампда.

Пример 9. В соответствии с примером 1 готовят катализатор - медь Ренея, 8,7 г дан.пого катализатора совместно с исходной жидкой реакционной смесью, которая содержит 18,9 г акрилоиитрила и 81,1 г воды, загружают в автоклав с последующим ироведением реакции в условиях пепрерывиого перемешивания в атмосфере азота в течение 130 мип прп 120°С. В ходе реакции впутреинее избыточное давление изменяется от 3 до 1 кг/см. Получают 25 г акриламида.

Пример 10. Аналогично примеру 1 в качестве катализатора использовали приблизительно 10 г кобальта Ренея, который после приготовления промывали водой, причем катализатор совместно с исходной жидкой реакционной смесью, которая содержит 3,3 г акрилонитрила и 36,0 воды, нагревают с примеиепием обратного холодильника в течение приблизительно 2 час в условиях интенсивного испарепия при реакционной температуре приблизительно 70°С.

После полного завершения реакции в результате газохроматографпческого анализа установлено, что в качестве конечного продукта при этом получили 1,06 г акриламида и очеиь незначительное количество пропиоиитрпла. Смешапиый коиечяый продукт включает небольшие количества побочных продуктов.

Пример 11. Аналогично примеру 1 в качестве катализатора используют кобальтовый катализатор, который нанесен на подложку. С этой целью в двухгорлую колбу емкостью 50 мл {закрытую колбу) загружают 10 г восстановленного стабилизированного кобальтового катализатора, который нанесен на диатомовую землю. Далее катализатор нагревают и для восстановления над ним пропускают поток водорода. Расход потока водород