Способ получения глутаровой кислоты Советский патент 1981 года по МПК C07C55/12 

(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГЛУТАГОВОЙ КИСЛОТЫ

I

Изобретение относится к усовершенствованию способов получения двухосновных карбоновых кислот, конкретно способов получения глутаровой кислоты, которая находит применение в производстве пластификаторов, лекарственных веществ, в органическом синтезе.

Известен способ получения глутаровой кислоты путем взаимодействия натриймалстового эфира, приготовленного из малонового эфира и металлического натрия, с метиловым эфиром акриловой кислоты при нагревании с последуюпщм декарбокснлированием полученной при эпом т{жкарбоновой кислоты с выходом продукта до 60% 1.

Недостатком этого способа является использование металлического натрия, что обуславливает повыщенные требования к качеству исходюдх реагентов, а также сравнительно низкий выход целевого продукта.

Наиболее блюкнм техническим рещением к .предлагаемому является способ получения глутаровой кислоты, заключающийся во взаимодействии малонового зфира с метиловым эфирсйи акриловой кислоты в присутствии в

качестве катализатора карбоната щелочного металла.

Процесс проводят в две стадии. На стадии малоновый эфир .в присутствии катализатора - карбоната щелочного металла при 55-бО С в течение 30-45 мин вводят в реакцию с метиловым эфиром акриловой кислоты, затем катализатор отфильтровывают, реакционную массу нейтрализуют соляной кислотой,

10 отделяют органический слой, сушат над сульфатом натрия, фильтруют и перегоняют. Выход триэфира пропан- 1,1,3-трикарбоновой . кислоты составляет 81,3%. На второй стадии полученный эфир гидpoJц зyют 17,5%-ной соляной

15 кислотой при киляченин в течение 6 ч, удаляют в вакууме соляную кислоту, остаток нагревают при кипяченни до прекращения вьщеления углекислого газа (декарбокснлирование) и перекристаллизовывают из бензола или хлоро20форма. Выход глутаровой кислоты составляет 70% в расчете на исходный малоновый эфир Общая продолжительность процесса 15 - 18 ч 2. Для известного способа характерны недостаточно высокий выход продукта, период№1ность, длительность и сложность процесса, обусловленная рядом операций на стадии выделения триэфира. Кроме того, отфильтрованный катализатор не находит дальнейшего применения в продессе. Цель; изобретения - повышение выхода целевого продукта и интенсификация процесса.. Поставленная цель достигается способом получения глутаровой кислоты непрерывным взаимодействием малонового эфира с эфиром акриловой кислоты при температуре 100-140 С в присутствии катализатора-карбоната щелочно го металла на носителе, с последующим гидролизом при кипячении полученного эфира соляной кислотой до соответствующей кислоты, декарбоксилированием ее и выделением целевого продукта. Катализатор целесообразно применять на пемзе в количестве 25-30% и в стадии гидролиза применять 12-14%-ную соляную кислоту. Это обеспечивает выход целевой глутаровой кислоты 89-92% и общую продолжительность процесса 3ч. Процесс осуществляют следующим образом. Исходную смесь - малоновый эфир и эфир акриловой кислоты в соотношении 1:1,2 - сам теком через специальное дозирующее устройств с заданной скоростью питания подают в верхнюю часть реактора вытеснения. Реактором слу жит стеклянная трубка (диаметром 20 мм и длиной 600 мм), снабженная электрообогревом и карманом для термопары. Реактор заполняют носителем, например пемзой или окисью алюминия, или активным углем (предпочтительно пемзой), который пропитывают катализатором. Объем каталитической зоны Ч.ат равен 0,170 л. Удельная производительность катализатора 1000-1120 г/л катч. Продукты реакции выводят снизу реактора через специальное колено, регулирующее уровень жид кости в реакторе и способствующее лучшему контакту исходных веществ в реакционной зоне. Полученный сырец эфира через промежуточную емкость направляют в реактор, куда через холодильник подают разбавленную 12-14%-ную соляную кислоту. Гидролиз осуществляют при температуре кипения смеси в течение 35- 40 мин. Далее смесь направляют в реактор, гд при упаривании удаляют воду,соляную кислоту и образовавшиеся спирты, а остаток, представляюшкй собой трикарбоновую кислоту, подвер гают декарбоксилированию при кипячении реак ционной массы. Полученный расплав глутарово кислоты направляют на кристаллизацию и суш ку. Выход эфира составляет 92-97%, а целевой кислоты - 89-92% в расчете на исходный малоновый эфир. Продолжительность одного цикла 3 ч. Пример 1. Смесь малонового эфира и метилового эфира акриловой кислоты (мол. соотношение 1:1,2) пропускают через , реактор, заполненный пемзой, пропитанной 25% карбоната калия, .ат равен 0,170 л, скорость питания 0,231 л/ч при 100 С в реакционной зоне. Получают 0,191 л/ч (202,5 г/ч) сырца эфира пропан-1,1,3-трикарбоновой кислоты состава,%: 94 эфира, 2 малоновоГо эфира и 4 метилакрилата. Выход эфира 97%. Удельная производительность катализатора 1120 г/л кат. ч. Полученный сырец эфира гидролизуют 12%-ной соляной кислотой при температуре кипения смеси в течение 35 мин. Затем смесь упаривают, остаток декарбоксилируют при кипячении, полученный расплав глутаровой кислоты кристап.гшзуют и высушивают. Получают 96,2 г/ч глутаровой кислоты с т. пл. 96,.5С. Выход составляет 92% в расчете на исходный малоновый эфир. Пример 2. Процесс проводят аналогично примеру 1, только берут бутиловый эфир акриловой кислоты, а катализатор - активный уголь, пропитанный 30% карбоната натрия. равен 0,170 л, скорость питакия 0,225-л/ч при в реакционной зоне. Получают 0,186 л/ч (196,4 г/ч) сырца эфира состава,%: 87 эфира, 12 малонового эфира, 1 бутилакрипата. Выход эфира 92%. Удельная производительность катализатора 1000 г/л кат- ч. Гидролиэуют 14%-ной соляной кислотой. Получают 81,5 г/ч глутаровой кислоты (выход 89%), т. пл. 96°С. Предлагаемый способ позволяет многократно использовать катализатор, вести процесс непрерывно в одну стадию без выделения промежуточного эфира. Формула изобретения 1. Способ получения глутаровой кислоты взаимодействием малонового эфира с эфиром акриловой кислоты при нагревании в присутствии катализатора - карбоната щелочного металла с последуюшим гидролизом при кипении полученного эфира соляной кислотой до соответствующей кислоты, декарбоксилированием при кипячении .ее и вьщелением целевого продукта, отличающийся тем, что, с целью повышения выхода целевого продукта и интенсификации процесса, последний ведут непрерывнопри температуре 100-140°С и используют катализатор на носителе.

5801 МО4

тем, что катализатор берут в количестве 25--3(У% принятые во внимание при жспертизе

и в качестве носителя для катализатора приме.1- Назаров И. П., Завьялов С. И. Конденсаняют пемзу.ция циклических ft -дикетонов с винклкето3.Способ по п. 1, отличающийсяденсаиии. Известия АН СССР, ОХИ, 1952, с. 300. тем, что тидролиз .осуществляют 12-14%-ной2. Авторское свидетельство СССР № 535283, соляной кислотой.кл. С 07 С 55/12, 1975 (прототип).

Jнами и преврашения продуктов этой кон