Способ получения алифатических карбоновых кислот с -с Советский патент 1978 года по МПК C07C53/22 

1

Изобретение относится к способу получения алифатических карбоновых кислот, используемых в производстве полимеров, пластмасс н в производстве моющих средств.

Известны способы получения кислот Ci-Ct путем жидкофазного окисления в водных средах соответствующих спиртов, хорощо растворимых в воде .

Также известен способ получения алифатических кислот, содержащих 10-20 углеродных атомов, окислением соответствующих первичных спиртов воздухом в присутствии катализатора Pt/уголь или Pt/AbOs при 20- 80°С в среде органического растворителя («-гептана или л-декана) под повышенным давлением 2 в течение 2-16 ч. Выход целевого продукта 88%.

Однако применение дорогостоящих растворителей, в основном нормальных алканов, длительность процесса и сравнительно невысокий выход продуктов ограничивают возможности щирокого использования этого способа.

Известен также некаталический процесс окисления спиртов перекисью никеля в щелочном растворе без доступа кислорода или воздуха в систему. Перекись никеля берут в эквимолекулярных количествах. Однако сложность технологического оформления этого способа также осложняет возможность его применения 3.

Далее, известен способ получения алифатических карбоновых кислот путем гомогенного окисления соответствующих кислот в водноуксуснокислой среде в присутствии растворимых органических солей кобальта, как катализатора. Процесс ведут при нагревании и давлении кислорода в течение 2,5 ч. Выход целевого продукта 96% 4.

Но в этом случае гомогенные катализаторы

могут быть использованы только один раз,

причем они трудно отделяют от реакционной

массы, а выделение продукта влечет полную

потерю активности катализатора.

С целью повышения выхода целевого продукта, упрощения и интенсификации процесса, окисление спиртов ведут в водно-щелочном растворе, например 0,5 н. едкого калия, в присутствии платиновой черни, как катализатора, при периодическом перемешивании

(время перемешивания до остановки 8- 10 мин, время остановки 6-7 мин, с последующим перемещиванием). Следует отметить, что в период остановки перемешивания наблюдается резкое смещение окислительного

потенциала катализатора в катодную область (от О до 0,8 В). Это приводит к тому, что после остановки перемещивания окисление идет с хорошими скоростями (происходит поглощение кислорода со скоростью 5-6 мл 02 в

минуту). Непрерывное перемешивание в водно-щелочном растворе не позволяет вести окисление труднорастворимых спиртов. Окислению подвергают октиловый или нониловый спирты и процесс окисления ведут при атмосферном давлении и температуре 60-80°С, при этом достигается 100% выход продукта. Время окисления 40-50 мин. Способ иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1. 0,72 мл активного спирта (эквивалентных поглощению 100 мл Оа при окислении спирта до кислоты) вносят в каталитическую ячейку, подключенную к бюреткам с кислородом, где вместе с 30 мл 0,5 М раствора КОН находится 0,1 г предварительно насыщенной О2 платиновой черни.

После энергичного перемешивания в течение 8-10 мин систему останавливают, а через 7 мин продолжают перемещивание в течение 30-35 мин до окончания реакции. Получают каприловую кислоту, выход 100%.

Пример 2. 0,78 мл ноннлового спирта (эквивалентных поглощению 100 мл Ог при окислении спирта до кислоты) вносят в каталитическую ячейку, где находится 30 мл 0,5 н. раствора КОН и 0,1 г платиновой черни, предварительно насыщенной кислородом. Систему подвергают перемешиванию в течение 8- 10 мин, и через этот промежуток времени останавливают на 7 мин. После остановки перемешивание продолжают 30 мин до окончания реакции. Получают пеларгоновую кислоту, выход 100%.

На графике показана зависимость скорости окисления октанола (кривая 1) и нонанола

(кривая 2) и потенциала системы от времени в 0,5 н. растворе КОН в присутствии 0,1 г платиновой черни при 60°С.

Из этих данных видно, что скорость реакции окисления до остановки перемешивания практически равна нулю, а изменения потенциала также невелики. Во время остановки (на графике показано пунктиром) происходит падение потенциала платинового катализатора до 800-900 мв.

При повторном перемешивании начинается окисление спиртов со скоростью 5-б мл

О2/МИН.

Формула изобретения

Способ получения алифатических карбоновых кислот Cg-Сэ жидкофазным окислением соответствующего спирта кислородом при перемешивании и нагревании в водной среде в присутствии катализатора, отличающийс я тем, что, с целью повышения выхода целевого продукта, упрощения и интенсификации процесса, последний ведут при периодическом перемешивании в присутствии щелочи и катализатора - платиновой черни. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР №414248, кл. С 07С 51/26, 1972.

2. Патент США № 3407220, кл. С 07С 51/00, 1971 г.

3.Патент Японии № 15603, кл. 16А6, 1963 г.

4.Патент Франции № 2095160, кл. С 07С 51/00, 1972.

V мл Oz I „и.