Способ получения бутиролактонкарбоновой кислоты

 

О Il И С А Н.И Е ) 5I0477

ИЗОБРЕТЕН Ия

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 17.12.73 (21) 1977309/04 (61) М. Кл.е С07 О 305/10 с присоединением заявкео

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам иэаоретений и открытий (23) Приоритет— (43) Опубликовано 15.04.76. Бюллетень № 14 (63) УДК 547.476.1.07 (088,8) (46) Дата опубликования описания 05.08.77 (72) Авторы изобретения

В. А. Славинская, С. А. Гиллер, Д. Р. Крейле, P. А. Жук, Д, Э. Апсе и А. К. Сграутиня

Ордена Трудового Красного Знамени институт органического синтеза

АН Латвийской CCP (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БУТИРОЛАКТОН- 7 — КАРБОНОВОЙ

КИСЛОТЫ

Изобретение относится к области получения бутиролактон - 7 .- карбоновой кислоты, которая находит применение в синтезе Д вЂ” рибозы и является исходным продуктом для получения физиологически активных веществ, r

Известен способ получения 7 — бутиролактона или его функциональных 7 — производных окислением а — замещенных производных тетратидрофурана кислородом или, кислородсодержащим газом при 40 — 200 С в присутствии солей металлов переменной валентности. Выход целевого продукта

32 — 40% от теоретического. Недостатком известного способа является низкий выход целевого продукта и низкая скорость реакции (время реакции 18 ч).

С целью увеличения выхода целевого продукта 1а и интенсификации процесса предлагают способ получения бутиролактон - 7 - карбоновой кислоты, отличительная особенность которого состоит в том, что в качестве катализатора используют В Оз и процесс ведут при давлении 15 — 30 атм в растворе хлорбензола, предпочтительно при 100 — 160 С.

Жидкофазное окисление тетрагидрофуран - 2-карбоновой кислоты изучают в области температур

80 — 140 С, концентрации окисляемого соединения

0,3-0,5 моль/л, при молярном соотношении В,О,/ тетрагидрофуран - 2 - карбоновая кислота, равном

0,3 — 0,6. Давление воздуха 15 — 30 атм. . Опыты проводят при использовании проточной автоклавной установки УОСУà — 12M с тефлоновым покрьпием внутренней поверхности реактора.

Продукты реакции идентифицируют химическими, спектроскопическими и хроматографическими методами. ,Количество тетрагидрофуран - 2 - карболовой кислоты и бутиролактон - 7 - карбоновой кислоты в катализаторах определяют методом газо-жидкостной хроматографии, а также алкалометрическим титрованием анализируемой пробы до и после омыления лактона.

При жидкофазном окислении тетрагидрофуран- 2- карбоновой кислоты при 90 — 160 С (концентрация тетрэгидрофуран - 7 - карбоновой кислоты

0,3 — 0,5 моль/л) кислородом воздуха под давлением 30кг/см при расходе воздуха 10-14л/мин на

1л реакционной смеси выход бутиролактон - 7карбоновой кислоты составляет до 72 мол.%, считая на прореагировавшее сырье, при общей конверсии сырья до 95%. Помимо целевого продукта в катализаторах содержится 7- бутиролактан (до

25.мол.%) и небольшо количество (до 2%) про510477

110 0,5 .

0,027 0,014 70 100 3 30 12.5 66,3 50,0

122 2

0,026 0,013 65 125 2 30 13,3 72,1 94,6

135 25

Как видно из таблицы, с повышением темн- гидрофуран - 2 - карбоновой кислоты кислородом туры закономерно растет конверсия сырья и выход,„илн кислородсодержащим газом при повышенной целевого продукта, При онтимальных условиях температуре s присутствии катализатора, о т лиэксперимента (температура . 125 — 135 С; j соотно- ч а ю шийся тем, что, с целью увеличения выхода шение тетрагидрофуран - 2 - карбоновая кислота: целевого продукта и интенсификации процесса, s

ВаОэ. хлорбензол = 0,027: 0,017: 0,639 (мол); качестве катализатора используют ВаОа и процесс расход воздуха 13,3 л/мин на 1 л реакционной сме- „ведут при давлении 15 — 30 атм в растворе хлорбенси) средний выход бутиролактон - y - карбоновой . зола. кислоты 72,1 мол,%.

Формула изобретения

1. Способ получения бутиролактон - 7 - карбоновой кислоты жидкофазным окислением тетра цниипи

Подписное

Заказ 953/502

Тираж 569

Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4 дуктов конденсации. Для регенерации катализатора применимы известные методы. После отфильтрования катализатора и отгонки хлорбенэола оксидат подвергают вакуумной перегонке (тетрагидрофура - 2 - карбоновая кислота ст.кип.. 128 — 130 C/

/10 мм рт.ст., бутиролактон - у - карбоновая кислота с т. кип. 163 С/2 мм рт.ст.). Непрореагировавшую тетрагидрофуран - 2 - карбоновую кислоту возвращают в цикл.

Предлагаемый процесс прост в исполнении, по. зволяет получить бутиролактон - у - карбоновую кислоту в промышленных условиях, повысить выход целевого продукта до 72% и интенсифицировать процесс (время реакции 3 — 5 ч.) .

Пример 1. В реактор загружают 3,153 г; (0,027 моль) тетрагидрофуран - 2 - карбоновой кислоты> 1,0 г (0,014 моль) ВаОэ и 70 мл хлорбенэола. Реакцию проводят в течение Зч прн 100 С,: давлении 30 г/см и расходе воздуха 12,5 л/мин на

1л реакционной смеси при интенсивном перемешнвании. П осле истечения этого времени темпе ратуру повышают до 122 С при упомянутом давлении н расходе воздуха реакцию проводят в течение . 2 ч. Получают 1,17 г (0,009 моль) бутиролактон - y) карбоновой кислоты (66,3 мол%) при общей конверсии сырья 50%.

Пример Z, В реактор загружают 3,153r (0,027 моль) тетрагидрофуран - 2 - карбоновой кислоты и 1,0 r(0,,014 мол): :Ва Оэ и 70 мл хлорбенэою, Реакцию проводят в течение 5 ч при 100 С, давлении 30 кг/ем и расходе воздуха 12,5 л/мин на

1 л реакционной смеси при интенсивном переме mванни. После истечения этого времени температуру повышают до 110 С и при упомянутом давлении и расходе воздуха процесс проводят в течение 0,5 ч.

1р Получают 0,63 г (0,0048 моль) бутиролактон - у-карбоновой кислоты (46,5 мол.%) при общей конверсии сырья 38%.

П р и м.е р 3. В реактор загружают 2,962 г

15 (0,026 моль) тетрагидрофуран. - 2 - карбоновой кислоты и 0,895 г (0,013моль) В Оз и 65мл хлорбензола, Реакцию проводят в течение 2ч при

125 С, давлении 30 кг/см и расходе воздуха

13,3 л/мин на 1 л реакционной смеси при интенсив26 ном перемешивании. После истечения этого времени температуру повышают до 135 С и при упомянутом давлении и расходе воздуха процесс проводят в течение 2,5 ч. Получают 2,264г (0,0174 моль) бутиролактон - у - карбоновой кислоты (72,1 мол.%)

25 при общей конверсии сырья 94,6%.

Результаты опытов сведены в таблице.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что

„процесс веду при 100 160 С