PL155519B1 - SPOSÓB WYTWARZANIA CZYSTYCH KWASÓW O- i P - CHLOROBENZOESOWYCH - Google Patents

Description

RZECZPOSPOLITA	OPIS PATENTOWY	155 519
POLSKA	Patent dodatkowy
	do patentu rn---	Int. Cl.5 C07C 63/70
	Zgłoszono: 88 Θ5 18 /p · 272509/
Sit	Pierwszeństwo -—
URZĄD PATENTOWY	Zgłoszenie ogłoszono: 89 11 27	CZYTELRM 0 GÓlh ii
RP	Opis patentowy opublikowano: 1992 04 30

Twórcy wynalazku: Oarosław Kamiński, Urszula Chmielowiec,

Urszula Ouczmilewska, Maria Bełdowicz, Wiesław Szelejewski

Uprawniony z patentu: Instytut Chemii Przemyesowej, Warszawa /Polaka/

SPOSÓB WYTWżARRANIA CZYSTYCH KWASÓW O- i P- CHLOROBENZOESOWYCH

Przedmiotem wynalazku Jest sposób wytwarzania czystych kwasów orto- i para-chlorobenzoesowych.

Obydwa kwasy sę ważnymi półproduktami przemysłu farmaceutycznego, wykorzystywanymi przy produkcji szeregu leków, Z kwasu orto-chlrrbennooesowego otrzymuje się np, Mefacit, Canesten, Torekan, Enaacil, Teraktan, Sordinal, a z kwasu para-chlorbennzeesowego otrzymuje się takie leki jak: Hydroksyzyna, Clnnetacin, Metindol, Tavesyl. Kwasy o- i p-chlorobenzoesowe maję również zastosowanie jako nośniki barwników w plastyfikatorach, sę półproduktami do syntezy środków loadobbjczych. Estry kwasu p-chlolobenooelowego sę wykorzystywane jako środki owadobójcze i jako regulatory wzrostu roślin. Dotychczas powszechnie stosowanę metodę otrzymywania czystych kwasów o- i p-chldobenzoesowego Jest synteza, w której wychodzi się z czystego izomeru, odpowOednil, o- i p-chlorotoluenu, Izomer taki albo bezpośrednio utlenia się do kwasu, albo chloruje się do chlorku benzylidynootgl, który następnie hydrolizuje się do kwasu,

Z japońskiego opisu patentowego 3024 Rl 80 znany Jest sposób otrzymywania kwasu o- Jhllrobenzoesowego z chlorku o-Jhlolobθnzylidnlowego przez hydrolizę w obecności ZnClg, FeCl^g, AlCl^ SnCl^{g 4} aromatycznej kwasu suHonowej w temp. 100-115°^C· ^Otrzymuje s^{ię k}was o-chlosobenzoesooy z wydajnościę 99%. Również z Japońskich opisów patentowych IP 57, 167,

843 82, 167, 943 83 oraz IP 181, 043 82, 181, 034 83 znana jest technologia otrzymywania kwasów chlorobenzoesowych w wyniku utleniania chlorn^oluar^i^w tlenem w obecności katalizatora Co, ^Mn i paraldehycJu /CH^CHO/g albo AcH w Ac^OH ^pod ci-śnien^m 1⁰ atm. w ^mperaturze ¹²⁰ C /393 K/.

Według opisu patentowego RFN 3 128 147 kwas l-chlolobenzoesooy otrzymuje się przez utlenianie pochodnych toluenowych w obecności soli Co 1 Mn z dodatkiem NaBr, pod ciśnienem 25 bar, w 398-403 K.

155 519

155 519

Z Japońskiego opisu patentowego 541 174 143 znany jest sposób otrzymywania kwasów chiorobenzoesowych w wyniku utleniania chlorotoUennów w obecności soli CoBrg. Z o-chlorotoluenu otrzymano przez utlenianie w 393-473 K w obecności katalizatora Co, Mn, Br mieszaninę kwasu o-chlorobenzoesowego i o-chlorotoluenu. Mieszaninę tę ogrzewano przez 4 godziny w temperaturze 403 K pod ciśnieniem 40 atm powietrza i otrymrnywano 85% wydajności molowej kwasu r-chlorobθnzoθsowego, a kwae 4-chlorobθnzoesrwy- z wydajnością 96%.

Z opisu patentowego St. Zjedn. Ameryki nr 4 034 007 znany Jest sposób utleniania o-chlorotoluenu w obecności octanu kobaltu 1 epichlorohydryny w temp. 426 K pod normalnym ciśnieniem, prowedzęcy do otrzymania kwasu o-chlorobθnzoθsowigo z wydajnością 73,8%.

W lieeraturza /Napu Riley Sos. 1212525/ znajduję się wzmianki o rozdzieleniu meszaniny kwasów o- i p-chlorbienooesow^ych poprzez frakcoonowaną krystalizację soli wapniowych oraz barowych. Metoda take Jest kłopotlwwa w warunkach przemysłowych, gdyż powoduje powstawanie dużej ilości produktów odpadowych.

Opracowana przez nas nowa metoda polega na otrzymywaniu z toluenu jednocześnie kwasu r-chlorbbθnzoesowigo oraz p-chlorbbθnooθroiigo o wysokich czystośclach. Nieoczekiwanie okazało się, że można mieszaninę kwasów o- i p-chloi-obenzoesowych rozdzielić w wygodny sposób uzyskując poszczególna izomery z czystością przekraczającą 98%.

Według wynalazkUjSposób otrzymywania czystych kwasów o- 1 p-chlorobenzoθsrwych, polegający na rozdzieleniu ich mieszaniny, charakteryzuje się tym, że wodny roztwór stanowiący mieszaninę kwasu o-chlorbeenooθrowegr 1 kwasu p-chlorobenzoθsowegr ewentualnie w postaci ich soli doprowadza się do pH 3,5-6, następnie wytrącony kwas p-chlorobθnzoesowy oddziela się, a pozostałość zakwasza i. odsącza wytrącony kwas o-chlorobenzoesowy.

Mieszaninę kwasów o- i p-chlorbbθnzoθsoiych otrzymuje się przez chlorowanie toluenu gazowym chlorem w obecności katalizatora, a następnie przez chlorowanie wolnorrdnikoii otrzymanych chlorotoueenów i hydrolizę produktów. Otrzymywanie czystych kwasów o- i pchlorobθnzoesoiych według wynalazku korzystnie prowadź, się w temperaturze 323-353 K i przy pH 4,5-5.

Wynalazek ilustrują poniższe przykłady.

Przykład I. W reaktorze zaopatrzonym w mieszadło, chłodnicę zwrotną, termrmθir, umieszczono 276 g /3 toluenu 1 0,2 g /0,003 żelaza mθialicznigo. Chlor podawano z butli przez bełkotkę w ciągu 7 godzin z prędkością 10 1/h. Reakcję prowadzono w ^temp. ³⁰°C /30³ K/. ^Otrzyni^ano ^{385 g} surówki o-, p-ch].oroto^uuenów o składzie: 3,7% toluinu^, 55,5% o-chlorotoluenu, 36,1% p-chlrrrtoUuenu i 3,5% dwuuciorotoluenów. Otrzymaną surówkę o-, p-chloΓoroUienów przemyto wodą i poddano destylacji oddzżelając toluen i powstałe dwuudorotolueny. Surówkę o-, p-chlorooouennów w ilości 322 g /2,5 mooa/ o składzie 59,!% o-chlorotoluen, 39,2% p-chlorotoluen poddano reakcji chlorowania wolnorodnikoiigr wykorzystując ^a^^raturę,w kt^órej chlorowano toluen. Reakcję powadzono w temp. 80 - 85°C /353 - 358 K/ w obecności katalizatora, 1 g nadtlenku benzonu. Wprowadzono chlor w ciągu 8 h z szybkością

-20 1/h. Uzyskano 588 g mieszaniny o składzie:

chlorek o-rhloroObnzylidθnowi 7,1% chlorek p-chloroObnzylidenori 06% chlorek o-ohloroObnzyłidynnri 57,7% chlorek p-phloroOenzylidynori 34,5%

Hydrolizę chlorków o-, p-chlorobθniyiidyriwych przeprowadzono w kolbie kulistej poj.

1000 ml zaopatrzonej w mieszadło, chłodnicę zwrotną połączoną z prrhłaniaczem chlorowodoru i wkraplacz. W kolbie umieszczono 200 ml /450 g/ mieszaniny chlorków chlorobiniylidyrowych ^{i 50} ml toluenu. Zawarto^ść kolt>y (podgrzano do temp. 1¹⁵°C /388 K/ ⁱ wkra^plano roz^tw^ór 1 ^g FeClg w 80 ml wody. Reakcja trwała 5 godzin. Uzyskano 290 g kwasów z wydajnością 94,7%.

Skład mieszaniny wynoos-t 33,8% kwasu p-chlorobenzoθsoiigo i 62,5% kwasu r-chIorobenzoesoiigo. Rozdział kwasów o-chlorbennooesowigo i p-chlorobθnzoθsowego przeprowadzono przez frakcjonowanie i wytrącanie kwasem solnym: 72 g surowej mieszaniny kwasów chlorobenzoesowych rozpuszczono w 840 ml wody, zawierających 0,6 mola NaOH. Roztwór przesączono i do przesączu dodano

155 519 τ

kwas solny o stężeniu 2,5 mola/dcm do pH ok. 4,5 wytrącając kwas p-chlorobsnzoesowy. Po odsączeniu kwasu z przesączu wytrącono kwasem solnym kwas o-chlorobanzoasowy. Otrzymano ^kwas p-c^h^oo^l^^r^i^i3(^!^(^w^y o czystości 97,i% tot. 140 - 142°C i ^kwas r-c^hlorobenzoθsow^y o czystości 96% /t.t. 240 - 242°C/.

Przykład II. Postępując analogicznie Jak w przykładzie I, otrzymano mieszaninę kwasów o-, p-chlocobenzoasowych, które następnie rozdzielono ogrzewając przez 3 godz.

200 g surowej mieszaniny kwasów w 700 ml wody z dodatkiem 62 g NaOH. Mieszaninę ochłodzono ^do ^temp. 20 - ²⁵°C /293 - ²⁹⁸ K/ ¹ ^irzes^zono, oddzielaj^ąc substancje smoHste. Przesącz zadano kwasem solnym /150 ml/ rozcieńczonym w stosunku 1 ι 1 do pH « 4,5. Wytrącił się osad kwasu p-chloiObenzoesowego, który dokładnie rdsęczrnr i przemyto 200 ml goręcej wody. Otrzymano 65 ^g kwasu p-toloi-obenzoesow^o. ^przes^ęcz /tem^p. 2⁰ - ²5°C/ po oddzieleniu ^kw. p-chrorobnnzoθsowego zakwaszono 100 ml rozcieńczonego kwasu solnego /i i 1/, aż do całkowitego wytrącenia kwasu o-chlorobenzoθsrwtgo. Otrzymano dwa kwasy - kwas r-chlorobenzoesowy o czystości 97,% /118 g/ oraz kwas p-chlorober>zoe8owy o czystości 97,8%.

Przykład III. Postępujęc analogicznie Jak w przykładzie Z, otrzomanr mieszaninę kwasów o-, p-chlorobenzotsowych, którę rozdzielono na czyste izomery w następujący sposób: Surowę mieszaninę kwasów o-, p-chlorotθnzoesowych /200 g/ ogrzewano 8 h w temp, wrzenia z 700 ml H^O zawierającej ^{62 g N}a°H. Mitszanin^ę rc^hłrdzrnr do temp. ²0 - 25°C i przesęczono, oddzielając substancje sιomriste. Do przesączu dodano 150 ml rozcieńczonego /1 t 1/ kwasu solnego do pH » 4,35. Wytrącony osad zawierał kwas p-chl.oΓobenzresrwy, w roztworze pozostał kwas o-chlorobθnzotsowy. Osad odbierano. Następnie filtrat i osad poddano dalszej obróbce do czystych kwasów. Osad rozpuszczono w 300 ml wody zawierającej 20 g NaOH i ogrzewano z dodatkiem ² g węgla akt^nego w ciągu ^{2 h}, zawiesi^ oc^hłodzrnr ^do temp. 20 - 25°C, odsączono węggel aktywny, a przesącz zakwaszono kwasem solnym rozcieńczonym 1 : 1 /80 ml/ do pH = 4,5, wytrącając kwas p-chloiObenzoesowy. Następnie odsączono kwas p-chlorobenzoesowy, a z przesączu wytrącono drugi rzut, stanowiący kwas o-chlorobθnzotsrwy, przez dodanie 10 ml kwasu solnego rozcieńczonego 1:1. Uzyskano kwas p-chlorobθnzoθsowy w ilości 70 g, o czystości 98,f% oraz drugi rzut kwas r-chlorobenzoe90wy w ilości 30,7 g o czystości 97,3%. Do przesączu dodano 10 ml kwasu solnego /1 : 1/. Wy^ęcił się osad, który odsączono, a następnie wprowadzono do 100 ml wody. Tak uzyskaną zawiesinę zadano 30 ml 50% roztworu wodorotlenku sodowej ^do ^pH a 4^,8, Mitscanⁱn^ę piozostawtono na 12 ^h w temp. ²⁰ - 25°^C, a następnie przes^ączono Ją. Z przesączu wytrącono czysty kwas r-chlorobenzoesowy przez dodanie 80 ml kwasu soto^o /i ^: 1/. ^Osad odsączono, larzemyto zimną wodą /15° ml/ ⁱ wysuszono w temp. 50°C. Otrzymano 80,2 g kwasu o-chlorobenzoθsowtio o czystości 99,2%.

Przykład IV. Postępowano analogicznie jak w przykładzie I,z tym, że reakcję chlorowania wolnrrrdnikowtir o-, p-chloΓoroUtnnów prowadzono przez 7 godzin z szybkością wprowadzania chloru ok.20 1/godz. Pozostałe warunki pozostały niezmienione. Uzyskano 540 g mieszaniny o składzie:

chlorek r-chloΓobencylidθnowy 375% chlorek p-chlorobenzylidenowy 37,1% chlorek o-chloΓobtnzylidynowy 23,%

Hydrolizę otrzymanej mieszaniny przeprowadzono analogicznie Jak w przykładzie I.

Uzyskano 402 g surowe;) mieszaniny kwasów 0-, p-chlorbbenroesowtch i aldehydu benzoesowego. Rozdział mieszaniny poreakcyjnej przeprowadzono w ten sposób, że po rozpuszczeniu kwasów w środowisku alkalicnymm aldehyd r-chlorobθnzoesowt usuwano przez ekstrahowanie toluenem /0,5 części toluenu na l część surowych kwasóww· Dalszy rozdział kwasów o-, p-ihlorbennzoθsowtih przeprowadzano analogicznie jak w przykładzie III. Ekstrakt toluenowy poddano destylacji otrzymując toluen oraz aldehyd r-chlorobeπzoesowy o czystości 85%.

Otrzymano: 134 g aldehydu o-ihłorobenzoθsowθgr

149 g kwasu p-chlorobθnzoθsowtio o czyst. 99,1% g kwasu r-chlorobβnzoesowtir o czyst. 99,1%

6,7 g - inne produkty

155 519

Claims (2)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób otrzymywania czystych kwasów o- i p-chlooobenzoesowych z_ich 'mieszaniny otrzymanej przez chlorowanie toluenu gazowym chlorem w obecności katalizatora, a następnie chlorowanie wolnorodnikowe otrzymanych chlorotoleenów i hydrolizę otrzymanych produktów, znamienny tym, że roztwór wodny stanowięcy meszaninę kwasu o- i p-chlorobenzoesowego, ewentualnie w postaci ich soli, doprowadza się do pH 3,5-6, następnie wytręcony kwas p-chlooobanzoesowy oddziela eię e pozostałość zakwasza się i oddziela wytręcony kwas o-chlooobenzoesowy.
2. 2. Sposób według zastrz.l, znamienny tym, że otrzymywanie czystych kwasów o- 1 p-chooobbanzossowych prowadzi się w temperaturze 323-353 K 1 przy pH 4,5-5.

   Zakład Wydawnictw UP RP. Nakład 100 egz.