Способ получения бутиролактон- карбоновой кислоты Советский патент 1976 года по МПК C07D305/10 

(54)

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БУТИРОЛАКТОН- у

-КАРБОНОВОЙ КИСЛОТЫ

Изобретение отиосится к области получения бутиролактон - у - карбоновой кислоты, которая находит применение в синтезе Д-рибозы и является исходным продуктом для получения физиологачески активных веществ..

Известен способ получения у-бутиролактона или его функциональных -у-производных окислением а-замещенных производных тетрашдрофзфана кислородом или1 кислородсодержащим газом при 40-200° С в присутствии солей металлов переменной валентности. Выход ирлевого продукта 32-40% от теоретического. Недостажом известного шособа является низкий выход целевого продукта и низкая скорость реакции (время реакции 18ч).

С целью увеличения выхода целевого продукта и интенсификации процесса предлагают способ получения бутиролактон - у карбоновой кислоты, отличительная особенность которого состоит в том, что в качестве катализатора используют BjOs и процесс ведут при давлении 15-ЗОатм в растворе хлорбензола, предпочтительно при 100-160°С.

Жидкофазное окисление тетрагидрофуран - 2 .карбоновой кислоты изучают в области температур 80-140°С, концентрации окисляемого соединения 0,3-0,5 моль/л, при молярном соотношении В20з/

тетрагидрофуран - 2 карбоновая кислота, равном 0,3-0,6. Давление воздуха 15-30 атм.

Опыты проводят при использовании проточной автоклавной установки УОСУГ-12М с тефлоновым покрытием внутренней поверхности реактора.

Продукты реакции идентифицируют химическими, спектроскопическими и хроматографическими методами.

I Количество тетрагидрофуран - 2 карбоновой кислоты и бутиролактон у карбоновсй кислоты в катализаторах определяют методом газо-жидкостной хроматографии, а также алкалометрическим титрованием анализируемой пробы до и после омыления лактона.

При жидкофазном окислении тетрашдрофуран- 2 карбоновой при 90-160 С (концентрация тетрзгадрофуран - у карбоновой кислоты 0,3-0,5 моль/л) кислородом воздуха под давлением ЗОкг/см при расходе воздуха 10-14 Л/мин на 1 л реакционной смеси выход бутиролактон - у .карбоновой кислоты составляет до 72 мол.%, считая на прореагировавшее сырм, при общей конверсии сырья до 95%. Помимо целевого продукта в катализаторах содержится / бутиролактвн (до 25л1ол.%) и небольшое количество (до 2%) продуктоа ковденсации. Для регенерации катализатора примешкш известные методы. После отфильтрова-. ния катализатора и отгонки хлорбензола оксидат подвергают вакуумной перегонке (тетрагидрофуран - 2 карбоновая кислота с Т4сип. 1128-130° С/ /10мм рг.ст., бутиролактон 7 карбоновая кислота с т. кип. 163°С/2 мм рт.ст.). Непрореагировавш тетрагидрофуран 2 - карбоновую кислоту возвращают в цикл. .

Предлагаемый процесс прост в исполнении, позволяет получить бутиролактон - 7 карбоновую кислоту в промышленных условиях, повысить выход целевого продукта до 72% и интенсифицировать i процесс (время реакции 3-5 ч.).

Примеров реактор загружают 3,153 г ; (0,027 моль) тетрагидрофуран - 2 карбоновой кислоты, 1,0 г (0,014 моль) BjOs и70млхлорбе№ зола. Реакцию проводят в течение 3ч при 100° С, давлении 30 г/см и расходе воздуха 12,5 л/мин на

1л реакционной смеси при интенсивном перемешивании. П осле истечения этого времени температуру повышают до 122° С при упомянутом давлении и расходе воздуха реакцию проводят в течение

2ч. Получают 1,17 г (0,009 моль) бутиролактон- у-

карбоновой кислоты (66,3 мол.%) при общей конверсии сьфья 50%.

П р и м е р 2. В реактор зшружают 3,153 г (0,027 моль) тетрагидрофуран - 2 - карбоновой ислоты и 1,0 г (0,014мол): 8263 и 70мл хлорбензола. Реакцию проводят в течение 5 ч при 100°С, давлении 30 кг/ал я расходе воздуха 12,5 л/мин на 1 л реакционной сме(Я при интенсивном перемешивании. После истечения зтого времени температур)/ повьпиают до 110° С я при упомянутом давлении и расходе воздуха процесс проводят в течение 0,5 ч. Получают 0,63 г (0,0048 моль) бутиролактон - у карбоновой кислоты (46,5 мол.%) при общей конверсии сырья 38%.

П р и м е рЗ. В реактор загружают 2,962г (0,026 моль) тетрагидрофуран - 2 - карбонов ж ислоты и 0,895 г (0,013 моль) ВjOa и 65мл хлорбензола. Реакцию проводят в течение 2 ч при 125° С, давлении 30 кг/см и расходе воздуха 13,3 л/мин на 1 л реакционной смеси при интенсивном перемешивании. После истечения зтого времени температуру повышают до 135° С и при упомянутом давлении и расходе воздуха процесс проводят в течение 2,5ч. Получают 2,264 г (0,0174 моль) бутиролактон - у карбоновой кислоты (72,11Лол.%) ри общей конверсии сырья 94,6%. Результаты опытов сведень в таблице.