Спосіб одержання кротонової кислоти

Спосіб одержання кротонової кислоти окисленням кротонового альдегіду, який відрізняється тим, що окислення здійснюють киснем повітря до конверсії кротонового альдегіду 3562 %, після чого подачу повітря припиняють і реакційну суміш витримують 10-12 год Винахід стосується рідиннофазного окислення органічних речовин до кисневмісних продуктів, а саме окислення кротонового альдегіду до кротонової кислоти, яка має широке і різноманітне використання Вона є напівпродуктом при виробництві розчинників ефірів целюлози, пластифікаторів акрилових смол, зшиваючих агентів, фармацевтичних препаратів, інсектицидів її ефіри застосовують в парфумерії Широке використання мають і співполімери кротонової кислоти Відомий спосіб одержання кротонової кислоти окисленням кротонового альдегіду 30-90%-ним пероксидом водню в присутності каталізатора фенілселенінової кислоти (Пат України № 17568А, Бюл "Промис вл ", № 5, 1997) Таким способом можна досягнути 96% виходу кротонової кислоти Але пероксид водню є дорогим окислювачем, синтез і застосування якого є вибухонебезпечними процесами Крім того, процес ускладнюється використанням складного селенвмісного каталізатора, необхідністю його відділення від продуктів і регенерації Відомий спосіб одержання кротонової кислоти окисленням кротонового альдегіду (А С СССР № 283212, БИ № 31, 1970) Окислення здійснюють молекулярним киснем в присутності 15%мас води і каталізатора - п-толуолсульфокислоти При 30°С протягом 3 - 4год конверсія альдегіду досягає 45 55% Але внаслідок того, що із збільшенням конверсії альдегіду селективність утворення кротонової кислоти знижується, її вихід на завантажений альдегід є досить низьким і складає 43 - 49% Крім цього, процес ускладнюється необхідністю виділення і регенерації каталізатора В основу винаходу поставлено завдання вдосконалити спосіб одержання кротонової кислоти, в якому за рахунок припинення окислення кротонового альдегіду киснем повітря при невисокій конверсії альдегіду створюються умови для цілеспрямованого утворення кротонової кислоти окисленням кротонового альдегіду утвореним проміжним продуктом - перкротоновою кислотою без застосування каталізатора, що дозволить збільшити вихід цілевого продукту і спростити процес Поставлене завдання вирішується тим, що в способі одержання кротонової кислоти окисленням кротонового альдегіду, згідно з винаходом, окислення здійснюють киснем повітря до конверсії кротонового альдегіду 35 - 62%, після чого подачу повітря припиняють і реакційну суміш витримують 10-12год При окисленні кротонового альдегіду киснем із збільшенням конверсії альдегіду зменшується селективність по кротоновій кислоті При цьому вихід кислоти на завантажений кротоновий альдегід є трохи більшим 50% Використання для подальшого окислення кротонового альдегіду іншого окислювача, утвореного на початковій стадії окислення киснем - перкротонової кислоти, дозволяє досягнути високого виходу кротонової кислоти при 70 - 75% конверсії альдегіду При цьому практично витрачається вся перкислота Таке поєднання використання в одному процесі різних окислювачів (кисню повітря і утвореної в процесі перкислоти) дозволяє збільшити вихід цілевого продукту, відмовившись від необхідності застосування каталізатора і його регенерації, що здешевлює і спрощує процес Суть винаходу пояснюється такими прикладами СО го (О Приклад 1 В термостатований при 45°С скляний реактор з мішалкою поміщають 40мл розчину кротонового альдегіду в етилацетаті (Змоль/л) Подають потік повітря (4л/год) Через ЗбОхв подачу повітря припиняють Конверсія кротонового альдегіду складає 70%, а селективність за сумою кротонової і перкротонової кислот - 75,1% (кротонової - 96,0, перкротонової - 4,0%) Вихід кротойовоі кислоти на завантажений кротоновий альдегід - 50,4% Приклад 2 Дослід проводять в умовах аналогічних прикладу 1 Подачу повітря припиняють через 80хв , коди конверсія кротонового альдегіду складає 35%, а селективність утворення суми кротонової та перкротонової кислот - 92,7% (40% кротонової та 60% -перкротонової) Оксидат витримують 12год Конверсія кротонового альдегіду зростає до 54,2% Сумарна селективність утворення кротонової кислоти складає 95,4%, а її вихід -51,7% Приклад 3 Дослід проводять в умовах аналогічних прикладу 1 Подачу повітря припиняють через 120хв, коди конверсія кротонового альдегіду складає 54,1%, а селективність утворення суми кротонової та перкротонової кислот - 86,0% (56% кротонової та 44% перкротонової) Оксидат витримують 12год Конверсія кротонового альдегіду зростає до 74,2% Сумарна селективність утворення кротонової кислоти - 90,0%, а и вихід 66,7% Приклад 4 Дослід проводять в умовах аналогічних прикладу 1 Подачу повітря припиняють через 170хв , коли конверсія кротоновою альдегіду складає 62,0%, а селективність утворення суми кротонової та перкротонової кислот - 77,9% (82% кротонової та 18% перкротонової) Оксидат ви 46933 тримують 12год Конверсія кротонового альдегіду зростає до 70,7% Сумарна селективність утворення кротонової кислоти складає 81,9%, а вихід 57,9% Приклад 5 Дослід проводять в умовах аналогічних прикладу 1 Подачу повітря припиняють через 120хв , коли конверсія кротонового альдегіду складає 54,1%, а селективність утворення суми кротонової та перкротонової кислот - 86,0% Оксидат витримують Югод Конверсія кротонового альдегіду зростає до 72,4% Сумарна селективність утворення кротонової кислоти - 89,0%, а и вихід - 64,4% З наведених прикладів видно, що позитивного ефекту можна досягнути, припинивши подачу повітря, коли конверсія кротонового альдегіду складає 35 - 62% При нижчій конверсії концентрація перкислоти, що накопилась в оксидаті, недостатня для послідуючого окислення непрореагованого кротонового альдегіду При занадто високій конверсії кротонового альдегіду (більше 62%) утворюється значна КІЛЬКІСТЬ побічних продуктів, що приводить до зниження виходу цілевого продукту кротонової кислоти Спосіб одержання кротонової кислоти, що патентується, дозволяє здійснити його технічно простими засобами, не потребує для свого здійснення особливого обладнання і може бути здійсненим на існуючому обладнанні виробництва ацетальдегіду, де кротоновий альдегід є побічним продуктом Крім того, використання запропонованого способу одержання кротонової кислоти дозволить спростити і здешевіти процес за рахунок усунення необхідності застосування каталізатора, його виділення і регенерації ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна ( 0 4 4 ) 4 5 6 - 2 0 - 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71