Способ очистки алифатических дикарбоновых кислот Советский патент 1981 года по МПК C07C51/42 

1

Изобретение относится к области органического синтеза, конкретно к способу очистки алифатических дикарбоновых кислот, используемых в производстве пластмасс, синтетических волокон и других ценных химических продуктов.

Известен способ получения алифатических дикарбоновых кислот жидкофазным окислением метиловых эфиров жирных кислот. Полученные кислоты выделяют экстракцией оксидэта органическими растворителями с последующими гидролизом экстракта и азеотропной ректификацией 1 и 2.

Недостатком известного способа является то, что получающаяся смесь сырых дикарбоновых кислот содержит наряду с кристаллическими дикарбоновыми кислотами некристаллические компоненты:полифункциональные соединения кислотного характера (окси- и кетодикарбоновые кислоты) и небольшое количество смолистых веществ. Последние препятствуют выделению на вакуум-фильтре из указанной смеси кристаллических дикарбоновых кислот высокой степени чистоты.

Наиболее близким по технической сущности и доетигаелым результатги«1

к изобретению является способ очистки алифатических дикарбоновых кислот, полученных окислением сложных эфиров жирных кислот, путем их обработки 30%-ным водным раствором

перекиси водорода в процессе вакуумной дистилляции при 65-70°С и давлении 20-30 мм рт.ст. с последующим разделением полученного кубового остатка на вакуум-фильтре 3.

Недостатками способа являются сложность технологического оформления процесса и применение для очистки дорогостоящей и дефицитной перекиси водорода.

Цель изобретения заключается в упрощении и удешевлении процесса. Поставленная цель достигается способом очистки алифатических ди20 карбоновых кислот, полученных окислением сложных эфиров жирных кислот, путем их обработки кислородом в среде этилацетата в присутствии катализатора пиролюзита, взятого в количестве 0,5fl,0 Ю вес.% в расчете на, сырье, в процессе вакуумной дистилляций при 20-30С и давлении 90100 мм.рт.ст.

Отличительными признаками процес30 2а являются использование в качестве окислителя кислорода,в качестве растворителя - этилацетата, а также про ведение обработки в присутствии ката лизатора пиролюзита, взятого в количестве 0,5-1,010 вес.% в расчете на сырье, и осуществление вакуумной дистилляции при 2 О-30 С и давлении 90-100 мм рт.ст., что позволяет упростить и удешевить процесс. Предлагаемый способ очистки алифа тических дикарбоновых кислот осущест вляют следующим образом. Оксидат, полученный окислением метиловых эфиров жирных кислот, экстрагируется двумя несмешивающимися растворителями водным спиртом и углеводородами CT - Cg, а экстракт под вергается гидролизу с последующей азеотропной отгонкой из него низших монокарбоновых кислот-- Полученные сы рые дикарбоновые кислоты растворяют этилацетате (ЭА), добавляют в раствор катализатор - пиролюзит, а затем отгоняют ЭА из раствора под вакуумом при барботаже кислорода.При этом происходит доокисление смолистых соединений,адсорбирующихся на кристаллах дикарбоновых кислот, не затрагивая сами кислоты. Кубовый остаток светло-желтого цвета разделяют на вакуум-фильтре, количество пиролюзита составляет (0,5-1,0) Ю Ьвес, % (в расчете на сырье) . Чистота кристаллических ди,карбоновых кислот составляет 99, 7% выход 99 вес.%. Фракционный состав кислот после очистки практически не меняется. Пример 1 (для сравнения). 1000 г сырых дикарбоновых кислот коричневого цвета, полученных при гидролизе водноспиртового слоя, образу-ющегося в результате экстракции продуктов окисления метиловых зфиров жирных кислот водным метаНОЛОМ и и - гептаном (состав смеси: кристаллических дикарбоновых кислот 71,2 вес. %, некристаллических полифункциональных соединений 27,8%, смолистых веществ 1,0%) помещают в колбу Кляйзена, добавляют 500 г ЭА и при нагревании и барботаже кислорода (20 л/ч) производят вакуумную разгонку ЭА (Рост 100 мм рт.ст., tngp 27C). Кубовый остаток коричневого цвета в количестве 996 г переносят на вакуум-фильтр и производят разделение на кристаллическую и нeкpиcтaлличecкs o части. На фильт ре получают 957 г продукта. Чистота кристаллических дикарбоновых кислот составляет 74,, т.е. практически не отличается от исходной. Пример2. 1000 г сырых дикарбоновых кислот, полученных в условиях примера 1, помещают в колбу Кляйзена, добавляют туда 500 г ЭА и катализатор пиролюзит (состав пиолюзита, Bjec.%: МпО, 86,7 Fe 1,5} 310,,о; Р 0,1; СаО 1,9) в количестве 0,005 г (что составляет 0,510 вес.% пиролюзита в расчете на сырье). Смесь подвергают вакуумной разгонке, при барботаже кислорода, как описано ранее (пример 1). Кубовый остаток светло-желтого цвета в количестве 985 г разделяют при 20°С на вакуум-фильтре. Получают 708 г кристаллических дикарбоновых кислот с чистотой 99,8%. Их выход 99,4 вес.%. Состав дикарбоновых кислот по ГЖХ, вес. %: До очистки После очистки117,0 С10.4,0 С-|ч,и выше .1,9 Пример 3. К Го00 г сырых дикарбоновых кислот (состав ,по примеру 1) добавляют 500 г ЭА и 0,01 г пиролюзита dlO вес.% в расчете на сырье), помещают смесь в колбу Кляйзена и при барботаже кислорода (20 л/ч) отгоняют этилацетат вакуумной разгонкой (по примеру 1). Кубовый остаток светло-желтого цвета в количестве 983 г разделяют на вакуум-фильтре. Получают 706 г кристаллических дикарбоновых кислот с чистотой 99,7%. Выход 99,1 вес. %. Состав дикарбоновых кислот (ДКК), вес. %: До очистки После очистки И выше 1,9 2,3 Результаты опытов (примеры 1-3) сведены в таблицу. Применение предлагаемого способа очистки алифатических дикарбоновых кислот позволяет упростить технологию процесса, применяя на стадии окисления более низкокипящий растворитель, что приводит к снижению энергозатрат на его дистилляцию, а также исключить стадию промывки растворителем (циклогексаном)смеси кристаллических и некристаллических ДКК при ее разделении на вакуум-фильтре; использовать значительно более дешевый, чем озон или перекись водорода, окислитель. Формула изобретения Способ очистки алифатических дикарбоновых кислот, полученных окислением сложных эфиров жирных кислот, путем их обработки окислителем в среде растворителя в процессе вакуумной дистилляции с последующим разделением полученного кубового остатка на вакуум-фильтре, отли чающййт с я тем. Что, с целью упрощения и удешевления процесса, в качестве окислителя используют кислород, В качестве растворителя - этиладетат, обработку проводят в присутствии катализатора пиролюзита, взятого в количестве О ,5t1,0 -10 вес. % в расчете на сырье, и процесс вакуумной дистилляции осуществляют при 20-30 0 и давлении 90-100 мм рт.ст. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 178815, кл. С 07 С 51/24, 1964. 2.Авторское свидетельство СССР № 186428, кл. С 07 С 69/34, 1965. 3.Авторское свидетельство СССР 326173, кл. С 07 С 51/42, 1972 (прототип).