Способ получения 3-метилбутандиола1,3

 

О П И С А Н И Е ()722893

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советсинк

Соцналнстнчесинк

Республик (6l ) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 04.05.78 (21) 2612031/23-04 с присоединением заявки Ж (23) Приоритет

Опубликовано 25.03.80. Бюллетень Рй 11

Йата опубликованн" описан"я 28.03.80 (51)M. Кл.

С 07 С 31/18

С 07 С 29/00

Гвсудврстввинвй квивтвт

СССР вв дивн кзвбровкнй и втквытвк (53) УДК 547.422. .24.07 (088.8) (72) Авторы изобретении

М. Г. Сафаров, Д. М. Ториков, У. Г. Ибатуллин и В. Г. Сафарова

Уфимский нефтяной институт (73) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ 3-МЕТИЛБУТАНДИОЛА-1,3

Изобретение относится к нефтехимии, точнее к способам получения 3-метилбутанлиола-1,3 (МБД), который может быть использован для синтеза изопрена, каротиноидов, витамина А, простых и

5 сложных моно- и диэфиров и т.д.

Известен способ получения МБД гидролитическим расшеплением 4,4-диметил-1,3-диоксана (QMll) под действием серной кислоты (1) . В этом случае выход

i0

МБД не превышает 50ioо, что обусловлено легкостью дегидратации диола по третичной ОН-группе, и приводит к образованию большого количества побочных продуктов.

Наиболее близким к изобретению по технической сушности и достигаемому эффекту является способ получения МБД . взаимодействием ДМД с метанолом в присутствии серной кислоты при температуре кипения реакционной смеси с выводом образуюшегося азеотропа метанол-вода-метилаль по мере его образования (2) . Выход целевого продукта не превышает 50%.

Наряду с этим до 30% образуется монометилового эфира 3-метил-3-3-метоксибутан-1-ола, а также продукты дегидратации диола-3-метил-2-бутен-1-ол и изопре н.

Таким образом, образование значительного количества побочных продуктов резко усложняет технологию процесса, по.скольку возникает необходимость их дополнительного разделения, а также их утилизации.

Целью изобретения является повышение выхода целевого продукта и упрошение технологии процесса.

Это достигается тем, что МДБ получают при взаимодействии 4,4-диметил-1,3-диоксана с метанолом при нагревании в присутствии серной кислоты в среде образуюшегося метилаля при температуре ниже температуры кипения азеотропной смеси.

Отличительной особенностью является проведение процесс а при температуре

55-62 С атмосферном давлении или при

722

3

65-75 С и избыточном давлении 0,2Q

0,5 ати. Преимущественно при молярном отношении ДМД:метанол:серная кислота1:(3-5):(0,015-0,03). Выход диола составляет 94-95% от теоретически рассчитанного прн конверсии ДМД 50-58%.

Не прореагировавшие реаге нты: метанол и ДМД, после отделения от основного продукта реакции могут быть вновь использованы для синтеза последнего.

Пример 1. В термостатированную колбу с обратным холодильником помешают 116 г (1 моль) ДМД, 96 г (3 моль) метанола и 1,6 мл (0,03 моль 95%-пой серной кислоты. Реакционную смесь вью держивают при температуре 55 С в течение 200 мин, после чего охлаждают до комнатной температуры, нейтрализуют газообразным аммиаком, отфильтровывают осадок и, после отгона на водяной бане

20 метилаля и метанола, остаток фракционируют в вакууме. Получают 51 2 г ДМД (конверсия 55,9%) и 55,7 г МБД (выход 95,8% от теоретически рассчитанного)

H р и м е р 2. Аналогично примеру

1, в колбу загружают 116 г ДМД, 160 г (5 моль) метанола и 0,96 мл (0,018 моль) серной кислоты и смесь

30 выдерживают 240 мин при 62 С. После обработки реакционной смеси получают

53,9 г ДМЛ (конверсия 53,5%) и

52,6 г МБД (выход 94,3% от теоретически рассчитанного), 35

Пример 3. Аналогично примерам

1 и 2 в колбу помешают 116 r QNQ, 128 г (4 моль) метанола и 1,34 мл (0,025 моль) серной кислоты и выдеро живают смесь при 58 С в течение

210 мин. После обработки реакционной массы (как описано в примере 1) получают 53,4 г ДМД (конверсия 54,0%) и

53,4 г NEQ (выход 95,0% от теории). и м е р 4 . В автоклав из tiep - 5

45 веюшей стали помещают 116 r ДМД, 96 г метанола и 1,25 мл (0,022 моль)

950-ной серной кислоты. С помошью инертного газа {азот или гелий) в аппарате создают давление 0,2 ати. Смесь о нагр. вают до 65 С и выдерживают при этой температуре 40 мин. Затем реакционную массу охлаждают до комнатной температуры, нейтрализуют газообразным

893 4 аммиаком, отфильтровывают выпавший осадок и после отгона на водяной бане метилаля и метанола м;таток фракционируют в вакууме. Получают 57,8 г ДМД (конверсия 50,2%) и 49,2 г МБД (abfход 94 „2",о от теоретически рассчитанного).

Пример 5. В автоклав, как и в примере 4, загружают 116 г ДМД, 160 г метанола и 0,8 мл (0,015 моль) серной кислоты. В аппарате создают давление

0Ä5 атц и нагревают до 75 С. Смесь выдерживают при этой температуре 180 мин, После охлаждения реакционной смеси и обработки ее по примеру 4 получают

99,4 r QNQ (конверсия 57,4%) и 56,6г

МБД (выход 94,8% от теоретически рассчитанного).

Пример 6. В автоклав, как в примерах 4 и 5, помешают 116 г ДМД, 128 г метанола и 1,1 мл (0,02 моль) серной кислоты, И аппарате создают давление 0,35 ати, нагревают его до 70 С и выдерживают при этой температуре

200 мин. После соответствующей обработки получают 53,7 г (конверсия53,7%)

ДМД и 53,1 r МБД (выход 95,2% от теоретически рассчитанного).

Формула изобретения

1. Способ получения 3-метилбутандиола-1,3 путем метанолиза 4,4-диметил-1,3-диоксана в присутствии серной кислоты при нагревании, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения выхода целевого продукта и упрошения процесса, последний ведут при температуре 55-62 С и атмосферном давлении о или 65-75 С и избыточном давлении о

0,2-0,5 ати в среде метилалч.

2. Способ по и. 1, о т л и ч а юш и и с я тем, что процесс ведут при мольном соотношении 4,4-диметил-ди-3-диоксана метанола и серной кислоты, равном 1:(3-5):(0,15-0,03).

Источники информацииэ принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

¹ 236453, С 07 С 31/18, 1967, 2, Патент Великобритании № 824551, 2(3)С, 14.05.58 (прототип).

ИНИИПИ Заказ 301/13 Тираж 495 Подписное

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