Способ получения 4-бромфталевого ангидрида

 

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ 4-БРОМФТАЛЕВОГО АНГИДРИДА.парофазным окислением бромеодержащего ароматического соединения кислородом воздуха на ванадийсодержащем катализаторе при нагревании , отличающийся тем, что, с целью увеличения производительности процесса, в качестве бромсодержащего ароматического соединения используют 2-бромнафталин, в качестве ванадийсодержащего катализатора используют ванадийтиханоциркониевый катализатор с мольным отношением окислов VjО}.:TiOj :ZrOj , равном 1:0,50 ,8:0,05-0,10, и процесс проводят при 350-420 С, объемной скорости 17000-43500 ,молярном соотношении 2-бромнафталина к кислороду воздуха, равном 1:40-90 соответственно. 00 tc 00

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУЬЛИН

„„SU„„932803.

yl)4 С 07 D 307/89

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

С9Ю364Ф

".гд,> . 1 т ф(Мвщб,.„

°

° °

° Ю (21) 3231348/23-04 (22) 04. 01. 81 (46) 30.09.85. Бюл. У 36 (72) А А. Шаповалов, Д.Х. Самбаев и Б.В. Суворов (71) Ордена Трудового Красного Знамени институт химических наук АН Ка- захской CCP (53) 547.584(088.8) (56) 1. С.P. Трусов, О.Я. Найланд и др. Изв. АН Латв. ССР, сер. хим.

1978 (5), с. 617.

2. Д.Х. Самбаев, Б.В. Суворов, А.А. Шаповалов. Авторская заявка

У 2801440/04 (113611) от 25.07.79. (54)(57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ 4-БРОМФТАЛЕВОГО АНГИДРИДА парофазным окислением бромсодержащего ароматического соединения кислородом воздуха на ванадийсодержащем катализаторе при нагревании, отличающийся тем, что, с целью увеличения производительности процесса, в качестве бромсодержащего ароматического соединения используют 2-бромнафталин, в качестве ванадийсодержащего катализатора используют ванадийтираноциркониевый катализатор с мольным отношением окислов Ч20 .TiO :ZrO, равном 1:0,50,8:0,05-0, 10, и процесс проводят при 350-420 С, объемной скорости

17000-43500 ч ".,молярном соотношении З

2 -бромнафталина к кислороду воздуха, равном 1:40-90 соответственно.

1 932803

Изобретение относится к области органической химии, конкретно к улучшенному способу получения 4-бромфталевого ангидрида, который применяется для получения эпоксидных сетчатых полимеров, светостойких полиэфирных волокон, термостойких полиэфиримидов, красителей и других продуктов.

Известен способ получения 4-бром- 10 . фталевой кислоты путем жидкофазного окисления 4-бром-@-ксилола кислородом в присутствии ацетатов кобальта или марганца в среде ледяной уксусной кислоты (1)..Образующаяся бромфталевая кислота содержит примеси бромтолуиловой кислоты, бромфталида и других веществ. Из смеси продуктов ее выделяют, пропуская через катионит КУ-2. Выход кислоты 63 . Для по- 20 лучения ангидрида проводят дополнител.. но ангидридизацию.

К недостаткам способа нужно отнести невысокий выход бромфталевой кислоты, значительное качество труд- 25 ноотделимых примесей, загрязняющих целевой продукт, многостадийность, необходимость проведения работы в специальной кислотоупорной аппарату" ре. 30

Наиболее близким к предлагаемому способу является парофазное окисление 4-бром-о-ксилола на ванадиевовольфрамовом катализаторе с соотношением окислов V О :WO =1:8-10 (моль) кислородом воздуха при температуре

380-440 С и объемной скорости 24006000 ч . Выход ангидрида 86 .. Про-, изводительность процесса по 4-бромфталевому ангидриду 60-140 г с 1 л 40 катал.;затора за 1 ч 523

К недостаткам способа следует отнести сравнительно небольшую производительность и Высокую стоимость 4 исходного 4-бром-о-ксилола, соотавляющую 60 руб за 1 кг.

Поставленная цель достигается посредством парофазного окисления

2-бромнафталина на ванадийтитаноциркониевом катализаторе с соотношением окислов 7 0 ° TiO :Zr0 =1:0,50,8:0,05-0, 10 (моль) кислородом воздуха при температуре 350-420 С и объ. емной скорости 17000-43500 ч при молярном отношении 2-бромнафталина к кислороду воздуха, равном 1:40-90., Выход ангидрида 72-82 . Проиэводительность процесса 623-779 r с 1 л катализатора за 1 ч.

Отличительным признаком, . предлагаемого способа является использование в качестве исходного соединения 2-бромнафталина в качестве катализатора ванадийтитаноциркониевого контакта с соотношением окислов

Ч О :Тз О :ЕгО =1:0,5-0,8:0,05-0, 10 (моль) и процесс проводят при тем-. пературе 350-420 С, объемной скорости 17000-43500 ч и молярном отношении 2-бромнафталина k кислороду воздуха, равном 1 .40-90 соответственно, что позволяет увеличить производительность процесса более чем в 5 раз до 623-?79 г 4-бромфталевого ангидрида с 1 л катализатора в час.

Катализатор получают спеканием тщательно перемешанной смеси окислов ванадия, титана и циркония при температуре 780-800 С. В контактную зону загружают катализатор с размерами зерен 3-5 мм.

Для синтеза 4-бромфталевого ангидрида смесь 2-бромнафталина и воздухом предварительно нагревают до 250-280 С и пропускают через слой катализатора при температуре 350420 С. Продукт реакции — бледножелтое вещество, содержащее 93-95 . ангидрида 4-бромфталевой кислоты, После возгонки полученный продукт плавился при 108,5 С, его чистота о

99,8 . Ангидрид получают с выходом

72-82 от теории. Съем вещества с

1 л катализатора за 1 ч 623-779 л.

Найдено, : С 42,58; 42,35;

H 1,19; 1,30; Br 35,17; 35,41.

Вычислено, : С 42,39; Н 1,33;

Br 35,20.

Эквивалент нейтрализации соответ-ствует расчетным. данным для бромфталевого ангидрида. Температура плавления, полученного из ангидрида диметилового эфира 39 С, что согласуется с литературными данными. Способ получения 4-бромфталевого ангидрида проверен на установке проточного типа с реакционной трубкой из стали tX18HtOT с внутренним диаметром 20 мм и длиной 1200 мм, моделирующей элемент промьппленного многотрубчатого аппарата.

Пример 1. Спеченный ванадийт; таноциркониевый катализатор с соот803 4

Редактор П. Горькова Техред М.Исак

Корректор В. Гирняк

Заказ 6644/4 Тираж 383 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

3 932 ношением окислов Ч, 0 . TiO,:ZrO, =

1:0,5:0,05 в количестве 50 мл загружают в реакционную трубку. Через слой катализатора при температуре 350 С пропускают смесь 2-бромнафталина и воздуха с объемной скоростью 17080 ч ". Молярное соотношение бромнафталина и кислорода воздуха 1:41. Продолжительность опыта

5 ч. За это время подано 192,0 г

2-бромнафталина. Получено 160,0 г бромфталевого ангидрида, что соответствует выходу 76,0Х от теории.

Производительность по бромфталевому ангидриду 640,0 г с 1.л катализатора за 1 ч.

Пример 2. Катализатор по примеру 1 с соотношением окислов

Ч,О . TiO :ZrO 1:О, 5:О, 10. Количество 50 мл. Температура реакции 385 С, 2б объемная скорость 27415 ч:, соотношение 2-бромнафталина к кислороду воздуха 1:66. За 5 ч подано 192,0 r бромнафталина, получено 155,9 г бромфталевого ангидрида. Выход 74,1Х д производительность процесса 623,6 г ангидрида с 1 л катализатора за 1 ч.

Пример 3. Ванадийтитаноциркониевый катализатор с соотношением окислов V20g Т>02 тО 1 0 5 0 09 Зб

Загружено 50 мл, температура 405 С, объемная скорость 1:82. За 5 ч подано 217,0. r сырья, получено

194,8 г ангидрида. Выход 81,9X,ïðoизводительность 779,2 г с 1 л катализатора за 1 ч.

Пример 4. Катализатор, его объем, продолжительность опыта те же, что и в примере 3. Температура реакции 410 С, объемная скорость

:43420 ч=", соотйошейие 2-бромнафталина к кислороду воздуха 1:89. Подано

225,5 r бройнафталина, получено

188,6 г 4-бромфталевого ангидрида, что соответствует выходу 76,3Х. Производительность 754,4 r с 1 л катализатора за 1 ч.

Пример 5. Катализатор с со" отношением окислов Ч, О :Ti02:Zr02

1:0,7:О, 10. Количество 50 мл. Температура опыта 420 С, объемная скорость 39904 ч ", соотношение 2-бромнафталина к кислороду воздуха 1:85.

За 5 ч подано 217,0 г бромнафталина, получено 175,3 r бромфталевого ангидрида. Выход 73,7Х, производительность 701,2 г с 1 л катализатора за 1 ч.

Пример 6. Катализатор ванаЪ дийтитаноциркониевый с соотношением окислов 1:0,8:0,09 соответственно.

Температура реакции 420 С, объемная скорость 36618 ч"", соотношение 2бромнафталина к кислороду воздуха

1:78. За 5-тичасовой опыт подано

217,0 r исходного вещества, получено

171,5 г бромфталевого ангидрида. Выход продукта 72,1Х, производительность процесса 686,0 г бромфталевого ангидрида с 1 л катализатора за

1 ч.

К преимуществам предлагаемого способа получения 4-бромфталевого продукта нужно отнести удешевление процесса, достигаемого за счет использования 2-бромнафталина, в

8,3 раза более дешевого исходного сырья (по сравнению с 4-бром-о-ксилолом), а также существенное увеличение производительности процесса, превышающую производительность во всех известных методах. получения бромфталевого ангидрида в 6 раз.