Способ получения -хлоркарбоновых кислот Советский патент 1980 года по МПК C07C51/21 C07C53/15 

1

Изобретение относится к области , органического синтеза, конкретно, к улучшенному способу получения U) хлоркарбоновых кислот, которые применяют для получения некоторых ат-- 5 трактантов, волокнообразующих и) аминокислот, лекарственных препаратов и др.

Известен способ получения Ц)-хлоркарбоновых кислот путем обработки 10 oi,ol,(i}rii} -хлоралканов концентрированной серной кислотой при начальном весовом соотношении кислота:хлоралкан 2:1, в присутствии медного купороса. Выход целевого продукта составляет 5 около 80% от теоретического 1 .

Недостатком способа является недостаточно высокий выход целевого продукта.

Наиболее близким по технической 20 сущности и достигаемым результатам является способ получения Ы -хлоркарбоновых кислот, например, хлорвалериановой кислоты, путем обработки 1,1,1,5-тетрахлорпентана кон- 25 центрированной серной кислотой, при их весовом соотношении 1:1,5, соответственно, при температуре ЭО-ЮО с, в присутствии воды. При этом смесь тетрахлоралкана и серной кислоты 30

нагревают при переманивании, в присутствии воды. Выход целевого продукта составляет 77,5% 2.

Недостатком известного способа является недостаточно высокий выход целевого продукта.

Цель изобретения заключается в повышении выхода целевого продукта.

Поставленная цель достигается описываемым способом получение Ш хлоркарбоновых кислот, путем обработки хлоралкана общей формулы С1 (CH2)nCHjCCIj, где п 3,5,7, концентрированной серной кислотой,обычно, при их весовом соотношении 1:1-3, соответственно, при температуре 90-100°С, в присутствии воды. При этом хлоралкан вводят в нагретую кислоту в струйном режиме со скоростью 1,4-1,5 -объема на один объем серной кислоты в час в присутствии воды. Выход целевого продукта составляет 88-94 вес.%.

Отличительным признаком процесса является введение тетрахлоралкана в нагретую серную кислоту в струйном режиме со скоростью 1,41,5 объема на один объем серной KWCлоты в 1 ч, что позволяет повысить выход целевого продукта.

Недостатком известного способа является то, что необходимо использовать значительный избыток серной кислоты. При количестве серной кислоты менее эквивалентного по весу хлоралкана, гидролиз протекает с незначительным выходом. Большое количество расходуемой серной кислоты, которую трудно регенерировать после проведения процесса, является препятствием для внедрения способа в промышленное производство.

Согласно предлагаемому способу обработку тетрахлоралканов проводят при соотношении серная кислота тетрахлоралкан 1:1-3 (по весу),при этом хлоралкан вводят в нагретую концентрированную серную кислоту в струйном режиме со скоростью 1,5 объема на 1 объем серной кислоты в течение 1 ч, добавляя с хлоралканом необходимое количество воды. Количество воды зависит от количества.гидролизуемого тетрахлоралкана и составляет 2 моля воды на 1 моль тетрахлоралкана.

В результате такой операции сохраняется избыток серной кислоты по отношению к поступающему тетрахлоралкану, который превращается в UJ -хлоркарбоновую кислоту. Серная кислота не расходуется в реакции, но .относительное количество ее в реакционной смеси уменьшается,поэтому нецелесообразно бесконечно увеличивать количество прибавляемого тетрахлоралкана из-за снижения скорости процесса. В результате, общее количество взятой для гидролиза серной кислоты может быть значительно меньшим, чем при одновременном смешении хлоралкана и кислоты, при этом увеличивается выход получаемых хлоркислот за счет уменьшения растворенных в сернокислотном слое хлоркислот. Уменьшается также и образование побочных продуктов и смол, которые являются отходами производства.

Результаты гидролиза 1,1,1,9-тетрахлорнонана

Пример 1. В стеклянную колбу емкостью 3 л, снабженную мешалкой, обратным холодильником и двумя капельными воронками, заливаю 500 мл концентрированной серной кислоты (98%). После нагрева кислоты в колбе до на водяной бане начинают прибавлять тетрахлоргептан при работающей мешалке. Выделяющийс через обратный холодильник хлористый водород поглощают зодой и взвешивают. По мере выделения хлористог водорода добавляют воду из расчета 2 моль воды на 3 моля хлористого водорода. В течение 2 ч добавляют

1500 мл тетрахлоргептана (удельный вес 1,25) .и 290 мл воды.

После окончания добавления 1,1, 1,7-тетрахлоргептана реакционную смесь перемешивают в течение 30 мин Пии , разбавляют 400 мл воды и с помощью делительной воронки отделяют верхний органический слой.

Разгонкой было вьщелено 1207 г хлорэнантовой кислоты (т.кип. 13013lOc при 4 мм.рт.ст.), что составляет 92% от теоретического.

Пример 2. В аппаратуру при.мера 1 заливают 400 мл серной кислоты (98%). После нагрева кислоты на водяной бане до 950с прибавляют 1000 мл 1,1,1,5-тетрахлорпентана (уд.вес 1,35) и 200 мл воды в течение 1 ч 40 мин (скорость добавления 1,5 объема С g на 1 объем кислоты за 1 ч).

После разделения- продуктов по методике примера 1 получают 804 г хлорвалериановой кислоты с т. кип. 129°с при 11 мм рт.ст. Выход составляет 90% от теоретического.

Пример 3. В аппаратуру, описанную в примере 1, заливают серную кислоту (98%) и нагревают до 95-980С. При перемешивании добавляют 1,1,1,9-тетрахлорнонан по вышеприведенной методике. Результат гидролиза приведены в табл.1.

Таблица 1

(Сд)

Продолжение табл. 1

Полученная хлорпеларгоновая кислота имела т.кип.120°С/2 мм рт,ст.,уд. вес. 1,19

Пример 4. В эмалированный гидролизер объемом 500 л, снабженный паровой рубашкой, якорной мешалкой и гильзой для термопары, заливают 100 л серной кислоты (98%) и нагревают до температуры 95-с. Затем начинали подавать тетрахлоргептановую фракцию со скоростью порядка 2,5 л/мин (147 л/ч), что составл ло 1,4-1,5 объема тетрахлоргептановой фракции на 1 объем серно кислоты в час. Во время подачи тетрахлоргептановой фракции, продолжающейся около 2ч, добавлялась вода порциями по 5 л, общим количеств.ом 55 л.

Получено 149 кг технической хлоргептановой кислоты, что составляет 90,5% от теоретического.

Сравнительные данные по предлагаемому и известным способам даны в табл.2.

Таблица

11 U

2,04

С-,- 80 1,50 Cg- 77,5

Продолжение табл. 2

15

20

С1(СН5)СН2.СС1, ,

где п 3,5,7,

концентрированной серной кислотой при ЭО-ЮО-с в присутствии воды, отличающийся тем, что, с целью увеличения выхода целевого продукта, хлоралкан вводят в нагретую кислоту в струйном режиме со скоростью 1,4-1,5 объема на 1 объем серной кислоты в 1 ч.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2.Патент CL4A № 2.398.430, кл. 260-539, опублик. 1946, (прототип).