SU727645A1 - Способ получени -бутиролактона - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к способу получени  у-бутиролактона, который п зимен етс  как пластификатор, растворитель ацетил- и нитроцеллюлозы и полиакрилнитрила, дл  синтеза винилпирролидона , дл  улучшени  офсетной печати, дл  синтеза биологически активных веществ, эмульгаторов, компонентов смазочных масел и топлива и т.п. Известен способ получени  у-бутиролактона гидрированием малеиноврго ангидрида в среде Т-бутиролактона или тетрагидрофурана при давлении во дорода 150 атм и температуре 250 С на многокомпонентном катализаторе (окиськобальта и паллади ), который берут в количестве 20-30% от веса гидрируемой смеси и приготавливают более 12 ч при температуре до 400 С быход у-бутиролактона 60-62, 3%t С учетом того, что малеиновый ангидрид получают из фурфурола, выход у-бутиролактона в пересчете на фурфурол составл ет 36-55%. Нар ду с ц левым продуктом образуютс ,%: тетра гидрофуран 0,1-0,9, вода 3-7 и другие продукты 29,3-34,2. Селективнос процесса 32,4% 1 . Недостатками известного способа  вл ютс  низкий выход целевого продукта и низка  селективность процесса , высокотемпературный режим (до 250с) , использование дорогосто щего катализатора (паллади ), длительность и сложность его приготовлени , использование в качестве растворител  у-бут тиролактона и тетрагидрофурана. Наиболее близким к.изобретению по технической сущности  вл етс  способ получени  у-бутиролакт6на гидрированием дикарбоновых кислот или их производных (малеиновой, фумаровой,  нтарной кислот, их эфиров и ангидридов ) при температуре до , давлении 120-450 атм. При этом используютс  слсикные катализаторы (N1 осажденный на пористый носитель иактивированный добавками металлов 1а и На групп периодической системы или . Ое, или окислы Ni, Си, АЕ на нсюителе ) . Выход - -бутиролактона от 66,5 до 72% или в пересчете на фурфурол 39-63%. Нар ду с -бутиролактоном образуютс : тетрагидрофуран от 13 до 27% и другие побочные продукты от 16,7 до 25,4%. Сложный катализатор приготавливают более ,12 ч при 450-С 2.

Исходным сырьем дл  указанных дикарбоновых кислот (малеиновой, фумаровой )  вл етс  малеиновый ангидрид. Последний получают парофазным окислением кислородом фурфурола при высокой температуре 320-35О С с выходом 60-65%.

Малеинова , фумарова  и  нтарна  кислоты в насто щее врем   вл ютс  дефицитными, дорогосто щими продуктами;

Если рассматривать приведенный-выiiie способ получени  г-бутиролактона по отношению к первичному сырью-фурфуролу , то способ  вл етс  многостадийным , а целевой продукт получаетс  с низким выходом от 42 до 63%.

Как видно, недостатком извесфного способа  вл етс  низкий выход цейевого продукта, низка  селективность процесса, многостадийность и длительность процесса, высокотемпературный режим при получении как исходного продукта, так и самого 7 бутиролактона , использование дорогосто щих катализаторов при синтезе исходного малеинового ангидрида.

Целью изобретени   вл етс  повышение выхода целевого продукта и расширение сырьевой базы.

Поставленна  цель достигаетс  опйсЬваемым способом получени  J-бутиролактона путем гидрировани  производных к арб он овых кислот водородом на скелетном никелевом катализаторе при повышенной температуре и давлении.

Отличительной особенностью способа  вл етс  использование смеси производных карбоновых кислот, состо щей из,%: 6t,fV- и Ь ,у-кротонолакт6на 90-95; р -формилакриловой кислоты 3-5 и |Ъ-формилпропионовой кислоты 2-8, образующейс  при окислении фурфурола или кубовых остатков фурфурольного производства перекисью водорода, а гидрирование ведут в среде алифатического спирта при 90-130 С.

Общее врем  проведени  процесса не превышает 6 ч.

Выбранные услови   вл ютс  оптимальными .

Повышение температуры не рекомендуетс , так как может привести к частичному превращению j-бутиролактона в тетрагидрофуран.

Выход Убутиврлактона в расчете на производные монокарбоновых кислот составл ет 98-99%,

Пример 1, 960 г (10 молей) Технического фурфурола загружают в реактор, снабженный мешалкой и обратным холодильником, туда же приливают 2500 МП (22 мол ) 27%-ной Н20. Реакцию ведут при интенсивном перемешивании и термостатировании (60i в течение 3 ч до полного расхода фурфурола. Затем оксидат упаривают при температуре бани 5060c7i5-20 мм рт, сг.

7.27645

Полученный сиропообразный тсонцентрат отдел ют вакуум-фильтрацией от кристаллов, которые представл ют собой  нтарную кислоту с примесью малеиновой и Фумаровой кислот. Затем .концентрат (1000 г), в состав которого входит смесь производных монокарбоновых кислот (750 г), состо ща  3,%: оС/ р и fb, кротонолактона 95; 1Ь-формилакриловой кислоты 3 и З-формилпропионовой кислоты 2, помещают во вращающийс  автоклав, добавл ют 750 г зтанола, 38 г (5% от веса гидрируемой смеси) Ni Рене  и гидрируют при температуре 90 С, давлении 130 атм, в течение 3 ч. Катализатор отдел ют путем вакуум-фильтрации.

Продукт гидрировани  подв.ергают вакуумной разгонке. При 86 - 81°С/7 мм рт.ст. получают 720 г бесцветной жидкости со слабым кислым запахом , хорошо растворимую в низших спиртах, эфире сложных эфирах, ацетоне , бензоле, CCi , воде, трудно растворимую в алкайах и цикланах.

1,4360, 1,1300.

20

Элементный состав полученного соединени :

Найдено,%: С 55,70; Н 6,88.

Вычислено,%: С 55,81; Н 6,97.

Структура полученного продукта доказана методами ГЖХ, ИК- и ПМР спектроскопии. Спектр ПМР б(мд): : 2,30 (М., 4Н; ЗСН, 4СН2.) ; 4,20 (т. 145 6 ГЦ; 2Н; 5СНа) . Спектр сн  в ССЕд при С 0,5 моль/л и внутреннем стандарте ТМС, что соответствует З-бутиролактону.

ИК спектр содержит характерные дл  Г-бутиролактона -iJCO « 1780

Выход у-бутиролактона составл ет 75% в расчете на фурфурол или 98% в расчете на смесб производных монокарбоновых кислот.

Пример 2, 480 г (5 молей) технического фурФурола загружают в реактор, снабженный мешалкой и об-г ратным холодильником, туда же приливают 1250 мл (11 молей) 27%-ной Hj OjРеакцию ведут при интенсивном перемешивании , термостатировании (60j:2C) в течение 3 ч до полного расхода фур фурола. Затем оксидат упаривают при температуре бани 50-60c/i520 мм рт,ст.

Концентрат (600 г), в состав которого входит смесь производных кислот (360 г), состо ща  из,%:о(, р йр,-кротонолактона 95; р-формилакрилово кислоты 3 и Ъ-формилпропиононой кислоты 2, вместе с кристашлами ( нтарной , малеинОвой, фумаровой) (120 г) помещают во вращающийс  автоклав, добавл ют н-бутанол (360 г), 10% от веса гидрируемой смеси Ni на (36 г) и гидрирует при температуре , давлений Н2. 150 атм в течение 3ч,

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Способ получения 'Jf-бутиролактона путем гидрирования производных карбоновых кислот на скелетном никелевом катализаторе при повышенной температуре и давлении, отличающий с я тем, что, с целью повышения выхода целевого продукта и расширения сырьевой базы, в качестве производных карбоновых кислот используют смесь производных монокарбоновых кислот, состоящую из, %: «Λ, р> и Р^-кротонолактона 90-95, [9-формилакриловой кислоты 3-5 и [Ь -формилпропионовой кислоты 2-8, образующуюся при окислении фурфурола или кубовых остатков фурфурольного производства “ перекисью водорода, и процесс ведут в среде алифатического спирта при 90-130°С.