Способ получения амида бензойной кислоты Советский патент 1982 года по МПК C07C103/20 

Изобретение относится к усовершенствованному способу получения амида бензойной кислоты каталитической гидратацией соответствующего нитрила ароматической кислоты.

Амиды кислот являются ценными продуктами для органического синтеза. На основе амидов ароматических, кислот получают термостойкие полимеры, содержащие в цепи амидную группу. В настоящее время эти полимеры приобретают все большее самостоятельное практическое значение. Амиды кислот являются промежуточными продуктами при получении фармацевтических препаратов, средств защиты растений. Они также могут быть использованы как исходные продукты для получения сложных эфиров и амидинов. .

Известен способ получения амида бензойной, кислоты гидратацией соответствующего нитрила водой. Реакцию проводят в присутствии катализатора, представляющего собой частично или полностью восстановленную СиО, восстановленные Си-Сг или Си-Мо окисные контакты, содержащие до восстановления 10-90% СиО. Восстановление проводят водородом или другим воСстановителями при температуре 50-500°С, гидратацию проводят при температуре . 0-400°С. При таких условиях конверсия исходного нитрила составляет больше 90%, выход целевого продукта составляет 90 моль l.

Наиболее близким к предлагаемому является способ получения амида бензойной кислоты гида1атацией бензо10нитрила с 1,5-50 моль воды в органическом растворителе, например диоксане, при температуре Ю-ЗОО С в-присутствии О ,1-100%-ного полимерного катализатора, содержащего Си. Для стабилизации катализатора (предотвращения вымывания Си в виде ) в его состав вводят 0,1-50% Zn порошка. Выход амида бензойной кислоты составляет 80% при селективности 97% t2.

20

Недостатком известного способа является сравнительно невысокий выход (80%) амида бензойной кислооы.

Цель изобретения - увеличение выхода целевого продукта.

25

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения амида бензойной кислоты гидратацией бензонитрила в присутствии катализатора, содержащего медь и цинк, в среде ди30 океана при 180-220-С, в качестве катализатора используют медь-цинк- алюминиевый катализатор, имекяций со став, вес.% Медь65,8-67,8 АЛЮМИНИЙ30-32,2 Цинк2,0-2,2 Кроме того, процесс осуществляют при соотношении бензонитрилгдиоксан равном 1:1,5-3,0. Для приготовления медного катали затора берут гранулированный сплав Cu:Al:Zn (соотношение 50:45:5) под .названием сплава Деварда и подверга ют выщелачиванию 35-40%-нь 1м раствором NaOH(KOH) при температуре в течение 6 ч до прекращения выдёления водорода.-Затем полученные гранулы тщательно промывают водой до отрицательной реакции на щелочь, загружают в реактор и подвергают во становлению водородом при температуре 180-240°С. Образовавшийся таки образом медный катализатор существе но отличается от чистой меди, -так к имеет в своем составе А1 и Zn. Преи щество его заключается в том, что при выщелачивании за счет частичног вывода из сплава алюминия и цинка , оставшаяся медь приобретает разрыхленную структуру и, следовательно, имеет большую активную поверхность. IГотовый меднцй. катализатор имеет сл дующий состав, %:Си 67,8-65,8; А1 30,0-32,; Zn 2,2-20. Способ осуществляется следующим образом. Реакцию гидратации бензонитрила проводят в проточной системе. В реактор, содержащий 100 мл катализатора, непрерывно подают смесь бензо нитрила и растворителя и одновремен но туда же вводят из другой бюретки воду в небольшом избытке. Реакцию проводят .при температуре 180г240 с. Для поддержания реакционной смеси в жидком состоянии в системе с помощью азота создают давление. После выхода системы на режим через каждый определенный час из нижней части аппарата отбирают, пробы,содержащие амид бензойной кислоты,. выход которо го определяют методом газовой хроматографии. В качестве побочного продукта получается бензойная кислота, но в очень малом количестве (0,747,49%). Других побочных продуктов не обнаружено. Катализатор легко отделяют от реакционной смеси фильтрацией. Непрореагировавший бензонитрил и диоксан отделяют из реакционной смеси перегонкой и после сушки (обезвоживания) возвращают в процесс. Оставшаяся в перегон,рой колбе кристаллическая масса явЛяется амидом бензойной кислоты.Полученный амид бензойной кислоты после перекристаллизации из горяй воды имеет температуру плавления 5 С и подвергается хроматографискому и ИК-спектральным аналивам Пример 1. Условия проведепроцесса:Температура, 200 Отношение нитрилгДиоксан 1:1,5 Давление азота, атм 20 Объемная скорость смеси нитрила и . диоксана, ч 1,75 Объемна я скорость воды,ч 0,21 Взято: Катализатор. медный (Си .А1 - 30,0; /in - 2,) , МП 100 Бензонитрил,г 100 Диоксан, г 300 Вода,г21 Получено: Амид бензойной кислоты, г 101,91 (86,81%) Бензойная .кислота, г 4,36 (3,75%) Селективность,% 95,86 Возврат бензо- . . нитрила, г , 9,24 (9,24%7 . Пример 2. Условия проведепроцесса:Температура,С 200 Отношение нитрил :диоксан 1:1,5 Давление азота, атм 20 Объемная скорость смеси нитрила и . диоксана, ч 0,5 Объемная ско- i рость воды, ч 0,2 Взято: Катализатор - медный (Си 65,8%; А1 32,2%; Zn 2,0%),мл 100 Бензонитрил,г 100 Диоксан, t ЗОО Вода, г 20 Получено: Амид бензойной кислоты,г 102,59 (87,39%j Бензойная кислота, г 8,72 (7,49%) Селективность, % 92,11 Возврат бензонитрила,г 5,00 (5,00%) Пример 3. Условия проведепроцесса:Температура,с 200 Отнсяление нитрил :диоксан 1:3

.Al - 32,2%; Zn - 2,0i),мл

100 100 Бензонитрил, г 300 Диоксан, г 20 Вода, г Получено: Амид бензойной

102,59 (87,39%) кислоты, г Бензойная .8,72 (7,49%) кислота, г Селектив92,11 ность , % Возврат бензо5,00 (5,00%) нитрила, г

Пример 8. Условия проведеия процесса:

Температура, С 200 Отношение ни1:3трил гдиоксан Давление 25 азота, атм Объемная скорость смеси нитрила и диоксана, ч

0,75 объемная ско0,25 рость воды, ч Взято;

Катализатор медный(Си - 67,8i; Al - 30,01;

100 Zn - 2,2) ,мл

100 Бензонитрил, г 300 Диоксан, г 25 Вода,г Получено: Амид бензойной

109,02 (92,07%) кислоты, г

Бензойная ки4,76 (4,09%) . слота, г Селектив94,50 ность , %

Возврат бензо2,9 (2,9%) нитрила, г Пример 9. Условия проведеия процесса:

Температура,с

220 Отношение ни1:3трил :диоксан Давление азо20та , атм Объемная ско. рость смеси нитрила и ди0,75 оксана, чОбъемная ско0,31 рость воды, ч

Взято;

Катализатор медный

(Си - 65,8s;

Al - 32,21;

Zn - 2,01),мл

100

Бензони100

трил, г

Диоксан, г 300

Вода, г 0,31

Получено:

Амид бензой108,80 (92,74% ной кислоты, г

Бензойная

4,69 (4,03%)

кислота,, г

Селективность,% 95

Возврат бензо3,14 (3,14%)

нитрила, г

Для оценки степени чистотьГ получный амид бензойной кислоты подверга элементному и хроматографическому анализам.

f Результаты анализов показывают всокую степень чистоты полученного амида бензойной кислоты (свыше 99%Строение полученного амида доказано на основании физико-химических показателей и данных ИК-спектрограммы.

Таким образом, на основании приведенных примеров становятся явными преимущества предлагаемаго способа получения амида бензойной кислоты .выход целевого продукта больше (97,28%) при селективности 99,24%. Формула изобретения

1.Способ получения амида бен:- зойной кислоты гидратацией бензонитрила в присутствии катализатора, содержащего медь и цинк, в среде диоксана при 180-220С, отличающийся тем, что, с целью увеличения выхода целевого продукта в качестве катализатора используют медь-цинк-алюминиевый катализатор. имеющий состав, вес.%:

Медь65,8-67,8

Алюминий30-32,2

Ци-нк2,,2

2.Способ поп.1,отличающ и и с я тем, что процесс ведут

при соотношении бензонитрил:диокса« равном 1:1,5-3,0. . .

Источники информации, принятые Во внимание при экспертизе

1.Патент США № 3994973, кл. 260-561, опублик. 1976.

2.Патент США 3980662, кл. 260-295,5, опублик. 1976 (прототип).