SU1060103A4 - Способ получени ди-н-пропилуксусной кислоты - Google Patents

Abstract

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ДИ-Н-ПРОПИЛУКСУСНОЙ КИСЛОТЫ путем взаимодействи  сложного С -Сп-алкилового эфира циануксусной кислоты с н-пропилатом натри  в среде н-пропанола в присутствии бромистого н-пропила при 45-55 с с последующим нагреванием до кипени , огфалени  полученного сложного эфира раствором щелочи, подкислени  полученной соли сол ной кислотой, декарбоксшшровани  полученной ди-н-пропилциануксусной кислоты при 140-190°С, гидролиза полученного ди-н-пропилацетонитрила 75-80%-ной серной кислотой при ЗО-ЮО С до ди-н-пропилацетамида с последующим его гидролизом серной кислотой при нагревании, отличающийс  тем, что, с целью упрощени  процесса , гидролиз ди-н-пропилацетамида осуществл ют путем добавлени  к реакционной смеси воды в количестве, необходимом дл  получени  60%-ной серной кислоты, при 125-130°С с об- S ратным холодильником в течение 5-6 ч. (Л 2. Способ ПОП.1, отличающийс  тем, что ди-н-пропилуксусную кислоту вЕдцел ют путем отгонки с вод ным паром.

Description

Изобретение относитс  к синтезу производных уксусной кислоты и каса етс ,- в частности, получени  ди-н-пропилуксусной кислоты. По основному авт.св. W 703013 из вестен способ получени  ди-н-пропил уксусной кислоты путем взаимодействи  сложного эфира циануксусной кис лоты с н-пропилатом натри  в среде н-пропанола в присутствии бромистог или йодистого н-пропила при 45-55°С с последующим нагреванием до кипени , омылени  полученного сложного эфира раствором гидроокиси натри  или кали , подкислени  полученной соли сол ной кислотой, декарбоксидаровани  ди-н-пропилциануксусной кислоты нагреванием при 140-190°С, гидролиза полученного ди-н-пропилацетонитрила 75-80%-ной серной кисглотой при ёо-140°С до ди-н-пропилацетамида с последующим его гидроли зом 75-80%-ной серной кислотой в присутствии нитри га натри  при 4080°С и выделени  целевого продукта фракционной перегонкой реакционной Иассы. Гидролиз ди-н-пропилацетонитрила осуществл ют по следующей схеме lH-C.HvUCH-C N-(H.-CaH bC;HCO-NH2 V пг нЧ80%у H-C H l CH-CONH-jVNaKOi vH-jSO (.M-C HT CH-COQH 1- -на H304 Целевой продукт - ди-н-пропилуксусную кислоту получают с выходом 92% 1 . , Однако данный способ имеет определенные недостатки. Во-первых, спо соб требует применени  нитрита натри ,  вл ющегос  токсичным соединением (его показатель Dgo составл  ет 180 мг/мг при приеме через рот у крыс) и загр зн ющего целевой продукт ионами нитрита и нитрата. Кроме того, присутствие валеронихрила в качестве загр зн ющей прИ меси у исходного ди-н-пропилацетонитрила приводит к образованию вале риановой кислоты, вызывающей весьма непри тный запах у целевого продукта . Во-вторых, услови  работы в сред концентрированной серной кислоты привод т к более низкому выходу и ухудшают продуктивность процесса. Цель изобретени  - упрощение про цесса. Поставленна  цель достигаетс  те что согласно способу получени  ди-н -пропилуксусной кислоты путем взаим действи  сложного С}-С(2-алкилового эфира циануксусной кислоты с н-пропилатом натри  в среде н-пропанола присутствии бромистого н-пропила пр ДЗ-БЗ С с последующим нагреванием о кипени , омылени  полученного ложного эфира раствором щелочи, подислени  полученной соли сол ной кисотой , декарбоксилировани  полученной и-н-пропилциануксусной кислоты при 140-190 С, гидролиза полученного ди-н-пропилацетонитрила 75-80%-ной серной кислотой при ВО-ЮО С до ди-н-пропилацетамида с последующим его гидролизом серной кислотой при нагревании, гидролиз и-н-пропилацетамида осуществл ют путам добавлени  к реакционной смеи воды в количестве, необходимом л  получени  60%-ной серной кислоты , при 125-130°С с обратным холоильником в течение 5-6 ч. Кроме того, ди-н-пропилуксусную ислоту выдел ют путем отгонки с во ным паром. По предлагаемому способу гидролиз и-нтпропилацетамида осуществл ют в реде 60%-ной серной кислоты без приенени  нитрита натри  по схеме 9М (. H-C H j WCONH ( н-с н снсоон, что позвол ет получать ди-н-пропилуксусную кислоту, не. содержсццую исходного нитрила, нитрита-иона и, что наиболее важно, свободную от примеси ди-н-пропилацетамида . Выход ди-а-пропилуксусной кислоты составл ет 98%. Вьаделение целевого продукта с помощью пара действует избирательно в отношении остаточньох загр зн ющих примесей, а именно не только относительно остаточных нитрила и амида, но также валеронитрила и валериановой кислоты. Содержание этой кислота в Целевом продукте снижаетс  наполовину. Кроме того, отделение посредством пара экономически более выгодно по сравнению с ректификацией, так как требует меныиих капиталовложений. Пример 1. Получение ди-н-пропилуксусной кислоты. 1. Ди-н-пропилциануксусна  кислота . Готов т раствор н-пропилата натри  из 7,42 г (о,322 моль) натри  и 180 мл безводного н-пропанола при нагревании с обратным холодильником до растворени  натри . В 0,5-литровую круглодонную колбу , снабженную капельной воронкой, механической мешалкой, термометром и холодильником, с хлоркальциевой трубкой ввод т 16,95 г (0,14l моль) этилового эфира циануксусной кислоты и 40,69 г Со,33 моль) бромистого н-пропила. Смесь нагревают до 45 С, а затем медленно и при непрерывном. перемешивании в нее добавл ют предв рительно приготовленный раствор н-пропилата натри , причем температуру реакционной среды поддерживают равной 50-55с посредством слабого наружного охлаждени . По окончании прикапывани  температуру в течение 30 мин довод т до температуры кипени  смеси и выдерживают с обратным холодильником в течение 3 ч. Затем н-пропанол отгон ют до тех пор, пок температура остаточной массы достигает . Полученный таким путем сырой эфи обрабатывают раствором 7,5 г гидроокиси натри  в 67,5 мл воды. Смесь помещают в 250 мл круглодонную колбу , снабженную холодильником, после чего температуру смеси медленно довод т до 60-70°С. Эту температуру поддерживают в течение 3 ч, после чего среду охлаждают примерно до и образовавшийс  этанол и оставшийс  н-пропанол удал ют под дав лением 70 мм рт.ст. Полученный таким образом раствор охлаждают до и подкисл ют при непрерывном перемешивании, добавлением 26,25 г 36%-ной сол ной кислоты. Во врем  этой операции температуру реакционной смеси поддерживают ниже 40°С ох лаждением. Перемешивание продолжают 30 мин, а затем смесь отстаивают также в течение 30 мин. Масл нистый слой ди-н-пропилциануксусной кислоты декантируют, а водную фазу экстрагируют 35 рдл толуола. В декантиро ванную ди-н-пропилциануксусную кислоту добавл ют экстракт толуола, а затем раствор; толуола прогнивают в делительной воронке с помощью раствора 1,5 г. хлористого натри  в 14 м воды. Толуоловую фазу декантируют, а затем толуол отгон ют под атмосферным давлением. Таким образом, получают 25 л ди- -н-пропилциануксусной кислоты. 2. Ди-н-пропилацетонитрил. . В 100-миллиметровую круглодонную колбу, снабженную термометром и холодильником , ввод т 25 г сырой ди-пропилдиануксусной кислоты, получе ной. выше указанньп. способом, и сме нагревают на масл ной ванне. Декарбоксилирование начинают при температуре близкой к 140.С. Затем смесь довод т до температуры кипени  смеси, т.е. примерно до 160 а. после этого до в течение 2 ч. Эту температуру поддерживают течение 2 ч до окончани  выделени  газа. Образовавшийс  ди-н-пропилац тонитрил медленно разгон ют и соби рают фракцию между 165 и 175°С.Зат производ т вторую разгонку. Получают 14,7 г ди-н-пропилацет нитрила. т.кип. 170°С. Выход 83% в расчете на использовавшийс  этиловый эфир циануксусной кислоты.. Получение ди-н-пропилуксусной кислоты. в 1-литровую колбу, снабженную мешалкой, термс 1втром, капельной воронкой , которую можно. 3 №ieнить погруженной ниже уровн  жидкости трубкой и обратным холодильником, ввод т 72 г дистиллированной воды. Затем постепенно добавл ют 478 г 92%-ной серной кислоты при перемешивайни, причем температуру выдерживают ниже 60°С. Затем загружают сразу г (1 моль) ди-н-пропилацетонитрила и температуру повыиают до . Такую температуру вьщерживают 1 ч и добавл ют за один прием 185 г дистиллированной воды дл  доведени  концентрации серной кислоты до 60%. Среду нагревают до температуры кипени  массы (125-130°с) и.выдерживают 5 ч . После этого поворачивгиот холодильник таким образом, чтобы он обеспечивал отгонку при атмосферном давлении, и отдел ют целевой продукт путем пропускани  пара через погруженную в жидкость трубку. Пропускают пар в течение 2,5 ч, что соответствует использованию дл  разделени  1750 г воды. Указанную операцию предпочтительно проводить при условии посто нства объема в колбе, за счет чего увеличиваетс  производительность и создаетс  возможность завершени  гидролиза . В итоге объем собранной органической фазы может быть ограничен путем отбора водной фазы через определенные промежутки времени, при этом возможно избежать применени  растворител  дл  экстрагировани . В заключение органическую фазу высушивают в вакууме (20 мм рт.ст. при 20°с) посредством азеотропной отгонки. Таким образом, получают 138,5, г ди-н-пропилуксусной кислоты , которую возможно дополнительно очистить перегонкой. Выход 96,2%. I Пример 2. получение ди-н-пропилуксусной кислоты. 1. Ди-н-пропилциануксусна  кислота . Сначала готов т раствор н-пропилата натри  из 50 г (2 г-ат +10%) натри  и 804 г (1,0 л) безводного н-пропанола при температуре 50-55 С в течение 60-90 мин. В 2 -литровую круглодонную колбу ввод т 99,1 г (l моль) , метилового эфира циануксусной кислоты и 270,6 г (2,2 моль} бромистого н-пропила. Температуру массы довод т до 45-50с при непрерывном перемешивании и при этоИ

же те.тературе прикапывают раствор н-пропилата натри  в н-пропаноле в течение 60-75 мин. Смесь нагревают с обратным холодильником в течение 3 ч а затем отгон ют н-пропанол до тех пор, пока температура остаточной маесы не достигнет 120-125°С. После этого полученный сырой эфир обрабатываю 500 г 10%-ного водного раствора гидроокиси натри  и 0,36 г бромистого ацетилтриметиламмони . Затем смесь нагревают с обратным холодильником, охлаждают примерно до , после чего остаточные спирты удал ют под пониженным давлением (.50100 глмрт.ст.). Полученный раствор охлаждают и затем подкисл ют без превышени  температуры 40 С с помощью 175 г 36%.-ной сол ной кислоты. Смесь выдержив.ают в течение 30 мин,а затем ди-н-пропилциануксусную кислоту декантируют . Нижний- водный слой экстрагируют 250 г толуола. Обе органические фазы смешиюают, промывают оди раз 100 г очищенной воды и растворитель удал ют разгонкой под пониженным давлением.

Получают 154,5 г сырой ди-н-пропилциануксусной кислоты.

2.Ди-н-пропилацетонитрил. Полученную таким образом сырую

ди-н-пропилциануксусную кислоту, ввод т в 250-миллиметровую круглодонную колбу и постепенно нагревают с обратным холодильником с удалением следов толуола с помощью системы Дина и Старка до тех пор, пока температура массы не достигнет 175180°С . Смесь выдерживают при температуре обратного холодильника в течение 2 ч. Тег.тература массы достигает 205-210°С в первые несколько минут нагрева с обратным холодильником , а затем снижаетс , и стабилизируетс  на уровне . Потом смесь разгон ют под атмосферным давлением .

Получают 102,5 г ди-н-пропилацетонитрила .

Выход по сырому продукту 82% в расчете на метиловый эфир циануксусной кислоты. Выход по чистому продукту 80%.

3.Получение ди-н-пропилуксусной кислоты.

Ввод т 0,657 кг дистиллированной воды в эмалированный реактор, снабженный присоединенной емкостью на 200 л, оборудованием дл  нагревани  при стекающем вниз конденсате, мешалкой и спускным, расположенным на дне вентилем и сборником, причем в емкости находитс  пар под давлением менее 6 кг/см2 и вода. При перемешивании и поддержании температуры 5060°С добавл ют 2,085 л (,3,753 кг) 94%-ной серной кислоты.

После 13 мин перемешивани  контролируют концентрацию кислоты, котора  должна составл ть 80+1 вес.%. Затем температуру, довод т до , после чего ввод т 1 кг ди-н-пропилацетонитрила . Реакци  проходит с выделением тепла, так что температуру поддерживают на уровне 100 с с помощью циркулирующей воды. После прекращени  операции подачи температуру продолжают выдерживать при перемешивании 1ч. Далее добавл ют 1,470 кг дистиллированной воды при поддержании температуры за счет незначительного нагревани  дл  достижени  60%-ной концентрации серной кислоты . Затем среду нагревают до 125128°С до обеспечени  действи  обратного холодильника в течение 6 ч. Впоследствии среду охлаждают приблизительно до 30°С, перемешивание прекращают и среду оставл ют на 30 мин до декантировани , после чего опускают нижние сернокислотные маточные растворы, составл ющие 3,5 л или примерно 5 кг. По данным титровани  кислоты, эти маточные растворы, содержат около 59% серной кислоты. Тогда органический слой при температуре около 30°С промывают 30 мин, примен   1,333 кг дистиллированной воды. После 30 мин декантации нижнюю водную фазу (1,4 кг} спускают . Кроме того, смесь д-н-пропилуксусной кислоты с водой спускают и направл ют на фильтрование, что также дает ди-н-пропилуксусную кислоту В заключение сливают органическую фазу,  вл ющуюс  ди-н-пропилуксусной кислотой с примесью около 1% воды,

Таким образом, получают 1,12 кг ди-н-пропилуксусной кислоты, что соответствует выходу 97-98%.

Снижение содержани  вешериановой кислоты в целевом продукте после отгонки с вод ным паром подтверч даетс  контрольн лмИ экспериментами. К реакционной массе, получаемой по предлагаемому способу и состо щей из 144 г (1 моль) ди-н-пропилуксусной кислоты содержащей 0,35% валериановой кислоты , и 130 г 60%-ной серной кислоты, добавл ют заранее известные количества валериановой кислоты с таким расчетом , чтобы получить концентрацию данной кислоты в пределах 0,35-1%. Затем эту смесь подвергают воздействию пара таким образом, чтобы объем сохран лс  на посто нном уровне, а температура вьщерживалась равной 130°С. Объем воды, требуемой дл  операции отделени , составл ет 18 л на моль отделенного указанным образом продукта. Выход выделенной ди-н-пропилуксусной кислоты практически количественный . Далее декантируют при комнатной температуре и высушивают над сульфатом натри . В заключение Гтровод т аналитическую оценку коли чества валериановой кис;готы. Результаты испытаний представле в табл.1 и 2. Т а б л и ц а Исходное содержание Количество вал валериановой кислориановой кисло ты, % в ди-н-пропилуксусной кисло %, полученной применением п Примечание. Степень извлечени  валериановой кисло 44,72%. В табл.1 даны результаты четырех опьпгов, при которых примен ют различные исходные количества валериановой кислоты. В табл.2 приведены результаты одной непрерывно проведенной операции, при которой исходное количество, валериановой кислоты составл ет 1%. По данныг- табл.1 и 2 можно проследить постепенное изменение количества валериановой кислоты в различных последовательных фракци х дй-н-пропилуксусной кислоты, получаetAax после отделени  с помощью пара. Исходное количество валериановой кислоты в неочищенной ди-н-пропилуксусной кислоте до отделени  с применением пара составл ет 1% (1,44 г). Результаты, приведенные в табл.1 и 2 показывают, что отделение ди-н-пропилуксусной кислоты с помоцью струи пара понижает количество валериановой кислоты приблизительно на 50%. Это преимущество  вл етс  существенно важным в св зи с чрезвычайно непри тным запахом даже небольших количестввалериановой кислоты , который может передаватьс  готовому продукту. Получение ди-н-пропйлуксусной КИСЛОТЫ по предлагаемому способу без применени  нитрита натри  позвол ет упростить процесс и получить с выходом 98% целевой продукт, не содержащий нитрила, нитрита-иона и, что наиболее важно, свободный от примеси ди-н-пропилацетс1Мида и валериановой кислоты.

Claims (2)

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ДИ-н-ПРОПИЛУКСУСНОЙ КИСЛОТЫ путем взаимодействия сложного С_<-С2~алкилового эфира циануксусной кислоты с н-пропилатом натрия в среде н-пропанола в присутствии бромистого н-пропила при 45-55°С с последующим нагреванием до кипения, омыле ния полученного сложного эфира раствором щелочи, подкисления полученной соли соляной кислотой, декарбоксилирования полученной ди-н-пропилциануксусной кислоты при 140-190°С, гидролиза полученного ди-н-пропилацетонитрила 75-80%-ной серной кислотой при 80-100°С до ди-н-пропилацетамида с последующим его гидролизом серной кислотой при нагревании, отличающийся тем, что, с целью упрощения процесса, гидролиз ди-н-пропилацетамида осуществляЕэт путем добавления к реакционной смеси воды в количестве, необходимом для получения 60%-ной _с серной кислоты, при 125-130°С с об- tg ратным холодильником в течение 5-6 ч.

2. Способ поп.1, отличающийся тем, что ди-н-пропилуксусную кислоту выделяют путем отгонки с водяным паром.

SU „1060103