Способ получения алкилциклопентанонов Советский патент 1980 года по МПК C07C45/22 C07C49/28 

(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ dt-АЛКИЛЦИКЛОПЕНТАНОНОВ

Изобретение относится к области органической химии, к усовершенствованному способу получения оС-алкилци.клопентанонов, которые можно применять в производстве в качестве эффективного растворителя исходного продукта при синтезе iC-алкилциклопентанолов, алкилглутаровой кислоты, а также душистых веществ аналогов гидрожасмона. Известен способ получения (-алкил циклопентанонов окислением Я-алкилциклопентенов надмуравьиной кислотой в присутствии перекиси водорода при 40°С с последующей отгонкой непрореа гировавшей кислоты и воды. Целевой продукт выделяют путем экстрагирования полученной при перегонке смеси кетона с водой с последующей отгонко етбна в вакууме 1. Недостатком указанного способа является низкий выход целевого проду та (65-67% от теоретического), Известен способ получения Х.-алкил циклопентанонов в качестве побочного продукта реакции при синтезе -окисе циклопентенов из циклопентанона {2. Недостатком этого способа является выход целевого продукта (6-9% в расчете на исходный продукт). Наиболее близким к изобретению по техническому решениюявляется одностадийный способ получения 2-метилциклопентанона изомеризацией окиси 1-метилциклопентена на окисных катализаторах, таких как активная окись алюминия, активная окись алюминия, промотированная гидроокисью калия (А12:Оз + + 2% КОН), цеолиты - СаХ и NaX 3. Реакцию осуществляют в проточной системе в стационарном слое катализатора при объемной скорости подачи сырья 0.,5 ч , продолжительности 1 ч, в интервале температур 100-300°С. Недостатком указанного способа является относительно низкий выход 2-метилциклопентанона. Так, при оптимальных условиях в присутствии катализатора активной окиси алюминия и 200 С выход 2-метилциклопёчтанона составляет 64,4% от теории на взятое исходное сырье. Кроме того, в процессе параллельно с 2-метилциклопентаноном образуются метилциклопентенолы и метилциклопентадиены, которые затрудняют выделение целевого продукта в чистом виде. Помимо этого, ИЗВбЗТНЫЙ СПОСОВ дает возможность получать только 2-метилциклопентанон. Целью изобретения является повышение выхода целевого продукта, увеличение селективности и расширение универсальности способа. Поставленная цель достигается предлагаеМЫМ способом получения об-ал килциклопентанонов, в которых алкиль ная группа состоит из 1-4 атомов углерода, изомеризацией соответствующих окисей (-алкилдиклопентенов в присутствии катализатора при нагрева нии, отличительной особенностью кото рого является проведение процесса в присутствии гексана с использованием в качестве катализатора фторированно окиси алюминия. Процесс провод обычно при 115200°С, при объемном соотношении исхо ной окиси ot-алкилциклопентена и гекс на 1:1,9-2,1 и объемной скорости подачи исходного сырья 1,2-2,4 ч . Реактором служит пирексовая трубк -С внутренним диаметром 15 мм, помещенная в электрическую трубчатую печ температура которой регулируется автоматически , В качестве окисей -алкилциклопентенов используют 1-метил-, 1-этил 1 пропил-, 1-изопропил- и 1-бутллцик лопентены. Окись ,растврренну{о ;в гексане в об емном соотношении 1:2, подают в реактор из бюретки Баландина, продукты реакции - изомеризат, собирают в зм евиковую ловушку, охлаждаемую льдом Продукт реакции изомеризации высушивают над МдЗОд и анализируют , м.етодом ГЖ-хроматографии на аппарат ЛХМ--8МД,, После этого катализат подвергают фракционной перегонке: I фракция угл водородная гексан, II фракция tC-алкилциклопентанон,. остаток - димер алкйлдйклопентадиена. Пр11мер1,В реактор .пометают 40 см катализатора - фторирован ной , окиси алюминия, которую перед опытом активируют при 350-400с в токе азота в течение 3 ч. После достижения в реакционной зоне темпера туры добавляют 20 мл (19 г) чистой воды 1-этилциклопентена, рас воренной в 40 мл гексана в объемном соотношении 1:2, с помощью бюретки Баландина равномерно, с объемной скоростью 1,2 ч пропускают над катализатором в течение 1 ч. Из изомеризата после высушивания над MgSO, фракционной перегонкой выделяют 17,3 г 2-этилциклопентанона (91,05% от теории) и 1,7 г димер этилциклопентадиена (8,95% от теории на взятую окись) . Пример 2. В реакцию берут раствор окиси 1-этилциклопентена 20 мл (19 г) в 40 мл гексана (объем ое соотнесение 1:2). Реакцию изомеизации проводят при 140°С, объемной скорости 1,8 ч . Из изомеризата посе высушивания над MgSO фракционной ерегонкой выделяют 18,2 г 2-этилциклопентанона (96,0% ох теории) и 0,8 г димера этилциклопентадиена (4,0%от теории на взятую смесь). Примерз. В реакцию берут раствор окиси 1-этилциклопентена 20 мл (19 г) в 40 мл гексана (объемное соотношение 1:2). Реакцию изомеризации проводят при 140С, объемной скорости 2,4 ч . Из изомеризата после высушивания над МдЗОд фракционной перегонкой выделяют 17,9 г 2- этилциклопентанона (92,4% от теории) и 1,1 .г непрореагировавшей исходной окиси 1-этилциклопентена (7,6% от теории на взятую смесь). Пример4. В реакцию берут раствор окиси 1-метилциклопентена 20,5 мл (19-г) в 41 мл гексана (объемное соотношение 1:2). Реакцию изомеризации проводят при 115°С, объемной скорости 1,8 ч . Из изомеризата после высушивания над MgSOfl фракционной перегонкой выделяют 18,4 г 2-метилциклопентанона (97,0% от теории) и 0,6 г димера метилциклопентадиена (3,0% от теории на взятую окись). Пример5. В реакцию берут раствор окиси 1-изопропилциклопентена 20 мл (19 г) в 40 мл гексана (объемное соотношение 1:2). Реакцию изомеризации проводят при 160°С, объемной скорости 1,8 ч. Из изомеризата после высушивания над MgSO фракционной перегонкой выделяют 18,4 г 2г-изопропилциклопентанона (97,0% от теории) и 0,6 г димера изопропилциклопентадиена (3,0% от теории на взятую окись), Примере. В реакцию берут DacTBOp окиси 1-пропилциклопентена 20 мл (19 г) в 40 мл гексана (объемное соотношение 1:2). Реакцию изомеризации проводят при 165°С, объемной скорости 1,8 ч . Из изомеризата после высушивания над MgSO4 фракционной перегонкой выделяют 18,3 г 2-пропилциклопентанона (96,3% от теории) и 0,7 г димера пропилциклопентадиена (3,7% от теории на взятую окись). П ример.7. В реакцию берут раствор окиси 1-бутилциклопентена 19,8 мл (19 г) в 39,6 мл гексана (объемное соотношение 1:2). Реакцию изомеризации проводят при , объемной скорости 1,8 ч . Из изомеризата после выcyII ивaния над фракционной перегонкой выделяют 18,5 г 2-бутилциклоПентанона (97,3% от теории) и 0,5 г димера бутилциклопентадиена (2,7% от теории на взятую окись).

Выход / -алкилциклопентанонов во всех случаях составлял 96-97,3% от теории на взятую окись. Образование Х-алкилциклопентанонов путем изомеризации окиси сС-алкилциклопентенов на фторированной окиси алюминия доказано элементарным анализом, определением молекулярного веса, изучением Ж-спектра (интенсивная полоса поглоленкя 1726 СМ . , характерная для карбонильной группы), а также получением 2,4-динитрофенилгидразонов.

Применение растворителя реакционной среды - гексана и катализатора - фторированной окиси алюминия в реакции изомеризации окисей i -алкилциклопентенов в -алкилциклопентаноны позволило повысить выход целевого продукта и селективность процесса.

Формула изобретения

универсальности.способа, процесс проводят в присутствии гексана с использованием в качестве катализатора фторированной окиси алюминия.

2,Способ non.l, отличающийся тем, что объемное соотношение исходной окиси с.-алкилциклопентена и гексана равно 1:1,9-2,1.

Источники информации, принятые .во внимание пои экспертизе

S

0

0 с. 21 (прототип) .