Катализатор для жидкофазного окисления 8-пентадеканона

 

: Н, И. Мицкевич, В. Е. Агабеков, И. И. Кофак, В:-И;-Бандур и Г. H. Супиченко

j <, Институт физико-органической химии AH Белорусской CGP (72) Авторы изобретения (7! ) Заявитель (54) КАТАЛИЗАТОР ДЛЯ ЖИДКОФАЗНОГО

ОКИСЛЕНИЯ 8-ПЕНТАДЕКАНОНА

Изобретение относится к производст ву катализаторов для жндкофазного окис; ления алифатических кетонов, в частноти 8-пентадеканона, до соответствующих карбоновых кислот.

Известен катализатор для жидкофазного окисления алифатических кетонов, представляюший собой смесь стеарата кобальта и стеарата церия (1 .

На указанном катализаторе выход кислот составляет 46,1% при селективности 62,3%. Известен также катализатор для жидкофазного окисления алифа.— тических кетонов, представляюший собой стеарат марганца 2).

Стеарат марганца позволяет получить кислоты с выходом 52% при селективности 64,5%.

Ближайшим решением поставленной задачи является катализатор для жидкофазного окисления алифатических кетонов, представляющий собой эквнмолярную смесь стеарата марганца и стеарата калия I,Ç» .

Указанный катализатор обладает недостаточно высокой селективностьюпри оптимальных условиях проведения пропесса селективность не превьпчает

74,1%, а время достижения глубины

5 окисления 6,0 моль/л поглощенного кислорода (активность) составляет

67 мин.

Целью настоящего изобретения явля л ся повышение селективности катализатора.

Указанная цель согласно изобретению достигается описываемым катализатором для жндкофазного окисления 8-пеытадьканона, содержапщм стеарат. марганца, стеарат калия, а также дополнительно стеарат церия или стеарат свинца при следующем содержании компонентов, мас. -:

Стеарат калия 2,56-20,66

2о Стеарат церия 46,46-58,52 или стеарат свинца 3,42-11,22

Стеарат марганца Остальное

Огличительным признаком настоящего катализатора является дополнительно

3 100 содержание стеарата церия или стеарата свинца, а также новое количественное . содержание компонентов..

При применении смеси стеаратов марганца, калия и церия лучшую селективность (79,4%) и активность (65 мин) наблюдают при темпер:туре процесса

120 С и концентрации катализатора

1,28%, состоящего из 32,03% стеарата марганца, 16,41% стеарата калия и 51,56% стеарата церия. Оклонение от указанных величии снижает селективность процесса и активность катализатора.

В случае смеси стеаратов марганца, калия и свинца наибольшую селективность (76,4%) и активность (85 мин) процесса достигают при температуре

120оС и концентрации катализатора

1,12%, состоящего из 87,50% стеарата марганца, 5,36% стеарата калия и

7,14% стеарата свинца.

Стеарат калия получают нейтрализацией стеариновой кислоты поташом, а стеараты марганца, церия, и свинца - по обменной реакции между стеаратом калия и соответствующими сульфатами или ацетатами.

Изобретение иллюстрируется следуюшими примерами.

П р и ме р 1. Стеариновуюкислотув количестве 14,22 г (0,05 мош ) раст воряют при нагревании в 200 мл этилового спирта и смешивают с 3,46 r (0,025 моль) углекислого калия, растворенного в 50 мл воды. Нагревают до кипения, горячий раствор фильтруют и затем упаривают. Полученный. осадок высушивают при 60 С над Р2 0 . Вы9 ход СН (СН )„- COOK количественный

Содержание калия: найдено 12,01%; вычислено 12, 12%.

Пример 2. Стеариновуюкислоту в количестве 14,22 r (0,05 моль) растворяют при нагревании в 200 мл этилового спирта и смешивают с 3,46.г (0,025 моля) углекислого калия, расв ворекного в 50 мл воды, нагревают до кипения, добавляют 200 мл горячей воды и фильтруют. К прозрачному расъ вору приливают при неремешивании

10%-ный раствор.0,025 моля (3,77 r)

М ъ .8 Ор. Выпавший стеарат марганца промывают на фильтре дистиллированной водой, этанолом и сушат в вакууме при

70 С до постоянного веса. Выход (С „Н>< СОО) Ми количественный, Содержлние марганцами ннйдено 8,78%р вычислено 8,83%. тора, состоящего из 4,1 мг (32,03%) стеарата марганца, 2,1 мг (16,41%) стеарата калия и 6,6 мг (51,56%) стеарата церия. Реактор присоединяют к газометрической установке и при помо1 ши насоса осуществляют непрерывную

2> циркуляцию кислорода через раектор с окисляемой смесью со скоростью 4-5 л/ч.

Необходимую температуру 120 С в реакционном сосуде поддерживают с помощью ультратермостата. Давление в установке

ЗО атмосферное. За ходом окисления следят по поглощению кислорода. Количество поглощенного кислорода рассчитывают в молях на литр окисляемой смеси (моль/л). Для сравнения активности катализаторов окисление проводят до заданной глубины 6,0 моль/л поглощенного кислорода. По достижении заданной глубины окисление прекращают, полученный оксидат анализируют химическими методами и методом газожидкостной хроматографии. Содержание в оксидате целевого продукта-кислот 58,5% (ra роновой 5,0%, энантовой 28,5% и каприловой 25,0%), что составляет 79,4% на израсходованный пентадеканон (селективность). Время 65 мин. Результаты, опыта приведены в табл. 1. П р и ме р 6. Окисление 1 г 8-пента» деканона проводят, как описано в при,мере 5, за исключением, того, что ио50 пользуют 12, 1 мг (1,21%) катализатора, состоящего из 3,7 мг (30,58%) стеарата марганца, 2,5 мг (20,66%) стеарата калия и 5,9 мг (48,76%) стеарата церия. Результаты опыта приведены в табл. 1.

Пример 7.Окисление 1 r8-пентадеканона проводят, как описано в примере 5, за исключением того, что исПример 3. Сии гез сгеарата церия проводят, как описано в примере 2, за исключ< нием того, что вместе сульфата мар анца используют 0,008 моля (5,94 r ) C8g М ф3 Выхоа(С Н СОО) Се количественный, Содержание церия: найдено 14,05%; вычислено 14,14%.

Пример 4. Синтез стеарата свинца проводят, как описано в примере 2, за ио10 ключением того, что вместо сульфата марганца используют 0,025 моля (9,48 r) Рф(СН СОО)< g Н О. Выход (с;" . Н СОО)с РЬколичественный. Со Держание свинца: найдено 26,60%; вы1> числено 26,7%.

Пример 5. B стеклянный реакторбар ботажного типа помешают 1 г 8-пентадеканона и 12,8 мг (1,28%) катализа5 100 пользуют 12, 7 мг (1,27%) катализатора, состоящего из 4,9 мг (38,58%) стеарата марганца, 1,9 мг (14,96%) стеврата калия н 5,9 мг (46,46%) стеаратв церия. Результаты опыта привелены в табл. 1.

П р н м е р 8. Окисление 1 г 8-пентадеквнона проводят, квк описано в примере 5, за исключением того, что и пользуют 13,5 мг (1,35%) катвлнзатора, состоящего из 3,7 мг (27,41%) стерата марганца, 1,9 мг (14,07%) стеарата калия и 7,9 мг (58,52%) стеарата церия. Результаты опыта приведены в табл. l.

П р н м е р ы9 и 10. Окисление 2 г

8-пентадеквнона проводят, как описано в примере S зв исключением того, что изменяют температуру процесса от 117 до 125вС. Результаты опытов приведены в табл. 1.

П р н м е р 11 (для сравнения). Окисле ние 1 г 8-пентадеканона проводят, квк описано в примере, 5, за исключением того, что используют 11,0 мг (1,10%) катализатора, состоящего из 6,4 мг (58,18%) стеарата марганца и 4,6 мг (41,82%) стеарата калия. Выход кислот 65,1% (капроновой 7,1%, энантовой 30,5% и каприловой 27,5%). Се лективность 74,1%. Время окисления

67 мин. Результаты опыта приведены в табл. 1.

П р н м е р 12. Окисление 1 г8-пентадвканона проводят, как описано в примере 5,-за исключением того, что используют 11,2 мг (1,12%) катализатора, состоящего из 9,8 мг (87,50%) стеарин та марганца, 0,6 мг (5,36%) стеарата калия н 0,8 мг (7,14%) стеарата свинца. Выход кислот 52,4% (квпронс вой 3,2%, энафовой 22,3% и каприловой

23,9%). Селективность 76,4%. Время окйслення 85 мин. Результаты опыта приведены в табл. 2.

1995 6

П р н м е р 13. Окисленно 1 r 8-пентадеканойа йроводят, как описано в йриме ре S, зв исключением того, что исполь зуют 11,7 мг (1,17%) квтвии атора, s состоящего из 11,0 мг (94,02%) стеврата марганца, 0,3 мг (2,56%) стеврата калия и 0,4 мг (3,42%) стеарата свинца. Результаты опыта приведены в табл. 2.

П р н м е р 14. Окисление 1 г 8пентадеканонв проводят, квк описано в примере 5, за исключением того, что используют 10,7 мг (1,07%) катализатора, состоящего из 8,6 мг (80,37%) стеарата марганца, 0,9 мг (8,41%) стеарата калия и 1,2 мг (11,22%) стеарвта свинца. Результаты опыта приведены в табл. 2.

Пример ы 15 н 16. Окисление 1 г

8-пентвдеквнона проводят, как описано в примере 5, за исключением того, что

20 используют 11,2 мг (1,12%) катализа тора, состоящего из 9,8 мг (87,50%) стеарата марганца,0,6 мг (5,36%) стевра и та калия, 0,8 мг (7,14%) стеарата свинца, и изменяют температуру про цесса ai 117 до 12ФС. Резужтати опытов приведены в табл. 2.

Таким образом, применение трех

Зй .компонентного катализатора, состоя« щего из 32,03% стеарата марганца, 16,41% стеаратаквлия и S1,56% стем врата церия, позволяет щж сравнимой . с прототипом активности (65-67 мни)

33 увеличить селектнвность окисления алифатических кетонов (в частности, 8-пентадеканона } в соответствующие монокарбоновые кислоты с 74,1 до

79,4%. В случае применения каталитический системы," состоящей из 87,S0% стеарата марганца, 5,36% стеарата калии и 7,14% стеарата свинца, сепек.тивность процесса повышается до 76,4%.

Лучшие выходы кислот в обоих случаях достигаютса при 12д С. (001 9

1 о

3 о

5

6 е

8 о ь

al ц1

И и й (." 3-"

Щ

© ф

Ф а о щ о (4 Ф-4 4 (6 т.4 ( (Ч Ol СЧ

Ф"1 Т (О (О

С9 С4 - -

Ф" а g

pf Ъ Е щ

ai Я, 3 g

Я5

Ф о щ

) ke ь 3 Н

М р er а

>m)

©ao

l33 фйФ

5-" д о а со е

g) - . 0 < l t. t t (о 0 И (О а e e в в

С4 Ф

Щ «9 " р g) (( в о

Ф (0 l l t Ф Ф о о е î v в (Ч (Ч (Ч СЧ A СЧ CV 4 Т.1 Т-1 %4 %- М 4 Ф 4 о Д, 0 Ф - Ф О) f001096

1001995 12 о б р е т е н и я 1. Корсак И. И. и др. Жлщкофазное окисление алифатическнх кетонов до кислот в присутствии смесей стеарато коб льта н церия. Известия AH БССР, серия химических наук, 1979, Уе 4, с. 33-36.

2. Корсак И. И. и др. Жидкофа=-ч- каталическое окисление алифа =: —.-- -.=кетонов. Известия AH БССР ". ч";

16 химических наук, 1979, % с. 37-40.

3. KgpcaK И. И. и др. О селект:== ности марганецкалиевого катализа-.- .-=.

\, при жидкофазном окислении алифатн =ких кетонов до кислот. Известия

АН БССР, серия химических наук, 19809 ¹ 2, с. 21-23 (прототип).

Формула из

Катализатор для жидкофазного окисления 8-пентадеканона, включающий стеарат марганца и стеарат калия, о тл и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью повышения селективнс".ти катализатора, он дополнительно содержит стеарат церия или стеарат свинца при следующем содержании компонентов, мас. ор

Стеарат калия 2,56-20,66

Стеарат церия 46,46-58,52 или стеарат свинца 3,42-11,22

Стеарат марганца Остальное.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

Заказ 1678/3 Тираж .535 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета CCCP по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель H. Путова

Редактор Н. Аристова Техред Т.Фанта Корректор И. Пулла

Катализатор для жидкофазного окисления 8-пентадеканона Катализатор для жидкофазного окисления 8-пентадеканона Катализатор для жидкофазного окисления 8-пентадеканона Катализатор для жидкофазного окисления 8-пентадеканона Катализатор для жидкофазного окисления 8-пентадеканона Катализатор для жидкофазного окисления 8-пентадеканона 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к химии полиуретанов и касается состава гидроксилсодержащего компонента для изготовления эластичного пенополиуретана и может быть использовано в мебельной и автомобильной отраслях промышленности

Изобретение относится к двойным металлоцианидным катализаторам, пригодным для полимеризации эпоксисоединений

Изобретение относится к компоненту нанесенного фосфиниминциклопентадиенильного катализатора, используемого при полимеризации олефинов

Изобретение относится к отделению и извлечению диалкоксида диалкилолова из каталитической композиции алкоксида алкилолова, используемой в качестве катализатора при получении эфира или карбоната

Изобретение относится к никелевой взвеси

Изобретение относится к способу получения 1-метилциклопропена

Изобретение относится к способам получения нанесенного катализатора циглеровского типа, содержащего в качестве активного компонента соединение ванадия, нанесенное на магнийсодержащий носитель, и используемого в сочетании с алкилом алюминия как сокатализатором
Наверх