Способ получения 5-хлорпентановой кислоты
Изобретение относится к карбоновым кислотам, в частности к получению 5-хлорпентановой кислоты, которая является полупродуктом в органическом синтезе. С целью повышения выхода целевого продукта и упрощения процесса циклопентанон . окисляют 30%-ной перекисью водорода при молярном соотношении I:(4-7) и 0-30°С. Процесс ведут с последующей обработкой реакционной массы хлоридом меди(2+) при молярном соотношении циклопентанона и хлорида меди(2+) 1:(0,7-1,0) и 5-3U°C, после чего рН среды доводят до 1,7-3,0 и выделяют целевой продукт. С целью многократного использования хлорида меди (2+) остаток после отделения целевого продукта дополнительно обрабатывают гидроокисью щелочного металла до рН 1,7-3,5. Изобретение позволяет повысить выход продукта на 35-38%. 1 з.п. ф-лы, 1 табл. 9 ko
СОЮЗ СОВЕТСКИХ социАлистичесних
РЕСПУБЛИК
®) С 07 С 51/31, 53/19
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫГИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР (21) 4617706/04 (22) 07, 12.88 (46) 07.02,91. Бюл. Ф 5
{71) Институт органической химии им. Н.Д. Зелинского (72) Г.И. Никишин, Е.К. Старостин, А.В. Александров и В.В. Гущин (53) 547.464.3(088.8) (56) Несмеянов А.Н. и др. Исследование реакции теломеризации этилена и четыреххлористого углерода и химических превращений р(ф ф,О-тетрахлоралканов. — C5. Химическая переработка нефтяных углеводородов". M.: Иэд-во
АН СССР, 1956, с, 303-327. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ 5-ХЛОРПЕНТАНОВОИ КИСЛОТЫ (57) Изобретение относится к карбоновым кислотам, в частности к получению
Изобретение относится к органической химии и касается, в частности, способа получения 5-хпорпентановой кислоты, которая находит применение в качестве полупродукта в органическом синтезе.
Целью изобретения является повьппение выхода целевого продукта и упрощение процесса.
Пример 1. К 84 г (1 моль) циклопентанона при перемешивании прибавляют при 20 С 570 мл (5 моль) ЗОХ-нои водной перекиси водорода (пергидроля).
После выперживания при комнатной температуре в течение 48 ч полученный раствор прикалывают в течейие 2 ч при перемешивании к раств >ру 150 r (0,88 моль) СпС1y ° 2HgO в 300 мл
„.80 1625866 A 1
5-хпорпентановой кислоты, которая является полупродуктом в органическом синтезе. С целью повьппения выхода целевого продукта и упрощения процесса
° циклопентанон . окисляют ЗОХ-ной перекисью водорода прн молярном соотношении 1:(4-7) и 0-30 С. Процесс ведут с последующеи обработкой реакционной массы хлоридом меди(2+) при молярном соотношении циклапентанона и хлорида иеди(2+) 1:(0,7- 1,0) и 5-30 С, после чего рН среды доводят до 1,7-3,0 и выделяют целевой продукт. С целью многократного использования хлорида меди(2+) остаток после отделения целевого продукта дополнительно обрабатывают гидроокисью щелочного металла до рН 1,7-3,5. Изобретение позволяет повысить выход продукта на 35-381.
1 з.п. ф-лы, 1 табл. С: воды, поддерживая температуру реакционной массы 18-20 (; охлаждением водя,нои банеи, После окончания прикапыва ния реакционную массу перемешивают ,1 ч, подкисляют 1н. НС1 до рН 2 и продукты реакции экстрагируют хлоpomopMoM (Зх200 мп). После отгонки хлороформа остаток перегоняют и получают 20,8 г (0,25 моль) циклопентанона, т.кип, 2d 0 (10 мм рт.ст.), и
106,3 г 5-хлорпентановой кислоты, т.кип. 126-128 (; (10 мм рт.ст.). IIo данньм ГИХ чистота продукта составляет 85Ы. Выход 5-хлорпентановой кислоты приведен с учетом ее чистоты (выход от теоретического на прореагьровангиа циклопентанон составляет Bbi. P.
1625866
ПМР-спектр (CDCl, g, м.д.);
11,3 уш.с. (1H, -ОН); 3,52 т (2Н, СН С1-, J 6,5 Гц); 2,32 т (2Н, -CH COO, J=7,4 Гц); 1,6-1,9 м (4H, 2-CH -).
Пример 2. Проводят аналогично примеру 1, но вместо свежеприготовленного раствора 150 г CuC1< ° 2Н O в 300 мп воды используют водный раст- 10 вор двухлористой меди (оставшийся от опыта по примеру 1 после экстракции
его хлороформом). Этот раствор нейтрализуют 1 н. раствором КОН до рН 2,8, упаривают до первоначального объема (300 мл) и используют по методике примера 1. 11олучают 5-хлорпентановую кислоту с выходом 877 от теоретического на прореагировавший циклопентанон, т. кип. 126-128 С (10 мм рт.ст.). .20
II р и м е р ы 3-5. 11роводят аналогично примеру 1. Условия проведения и выход 5-хлорпентановой кислоты приведены в таблице.
Пример ы 6 и 7. Проводят ана 25 логично примеру 2, используя растворы двухлористой меди, оставшиеся от опытов по примерам 3 и 4 соответственно, предварительно нейтрализованные 1 н. раствором NaOH. 30
Пример ы 8 — 13 (сравнительные) . Проводят для подтверждения выбранных интервалов молярного соотношения реагентов, рН среды и температуры.
Как видно из таблицы, использование более, чем семикратного избытка
Н О и более, чем стехиометрического количества хлорида двухвалентной меди (пример 10) не целесообразно Пос 40 кольку не приводит к увеличению выхода целевого продукта.
Использование менее чем четырехкратного избытка Н О и проведение реакции при молярном соотношении цик- 45 лопентанон: хлорид двухвалентной меди, меньшем 0,7 (примеры 8 и 9), приводит к резкому падению выхода 5-хлорпентановой кислоты за счет уменьшения конверсии исходного циклопентано- р на.
Проведение обработки реакционной массы раствором двухлористой меди при рН (1,7 (при рН (1,5 реакция практически не протекает) и рН 0 3,5
55 (примеры 11 и 12) ведет к уменьшению скорости реакции и снижению выхода конечного продукта.
Проведение окисления циклопентанона при температуре ниже О С и обработки реакционной массы раствором хлорида двухвалентной меди при температуре ниже 5 С затруднено, так как в этих условиях реакционная смесь перестает быть гомогеннои, а при проведении реакции при температурах выше 30 С (пример 13) заметно снижается выход
5-хлорпентановой кислоты из-за сильного осмоления реакционной массы.
Примеры 14 и 15 иллюстрируют многократность использования водного раствора СиС1 (двух- и трехкратная рециркуляция).
11 р и м е р 14. Проводят аналогично е примеру 1, но вместо свежеприготовленного раствора 150 г CuC1< ° 2Н 0 в
300 мл воды используют водный раствор двухлористой меди, оставшийся от опыта по примеру 2 после экстракции его хлороформом. Этот раствор нейтрализу» ют 1 н. раствором КОН до рН 2,6, упаривают до первоначального объема (300 мл), отфильтровывают выпавший кристаллический осадок KCl (4,8 г) и используют по методике примера 1. Получают 5-хлорпентановую кислоту с выходом 89/ от теоретического на прореагировавший циклопентанон, т.кип.
127-128 С (10 мм рт.ст.).
Пример 15. 11роводят аналогично примеру 14, но используют раствор двухлористой меди, оставшийся от опыта по примеру 14. Рециркуляцию раствора проводят по методике примера 14, но отфильтровывают 5,0 r твердого
КС1. Выход 5-хпорпентановой кислоты
86/ от теоретического, т.кип. 126128 С (10 мм рт.ст.). Iàêèì образом предлагаемый способ получения 5-хлорпентановой кислоты позволяет существенно упростить процесс: снизить температуру (по известному способу процесс проводят при 90
95ОС, а по предлагаемому — при комнатной температуре) и осуществить процесс беэ использования агрессивного реагента (серной кислоты) и уменьшить количества сильнокорродирующего реагента НС1 (выделяется 3 моль НС1 на
1 моль исходного реагента при температурах более 90 С), что позволяет значительно упростить аппаратурное оформление. Кроме того, процесс является более экологически чистым, так как позволяет многократно испольэовать двухлористую медь (рециклизация), 6
6 тем, что, с целью повышения выхода целевого продукта и упрощения процес, са,циклопентанон окисляют ЗОХ-ной перекисью водорода при молярном соотношении циклопентанон: перекись водорода = 1:(4-7) и температуре 0-30 С с последующей обработкой реакционной массы хлоридом двухвалентной меди при молярном соотношении циклопеитанон!
:хлорид двухвалентной меди 1:(О ° 7-1,0) и температуре 5-30 С, после чего рН среды доводят подкислением до 1 ° 7-3,0 с последующим отделением целевого продукта.
2. Способ по и. 1, отличаюшийся тем, что, с целью многократного использования хлорида двухвалентной меди остаток после отделения целевого продукта дополнительно обрабатывают гидроокисью щелочного металла до рН 1,7-3,5.
5 162586 которая уактически используется в каталитических количествах.
Исходными реагентами являются широко доступные реактивы: циклопентанон, пергидроль (30 -ный водный растC °
5 вор H При проведении процесса по предлагаемому способу в оптимальных условиях по сравнению с известным достигается повышение выхода на 4-)Х. Однако, учитывая, что в производственных условиях по известному спосббу 5-хлорпентановуи кислоту получают с выходом всего до 51Х, то предлагаемый способ позволяет повысить выход продукта на 35-38Х. Формула изобретения 1. Способ получения 5-хлорпентановой кислоты, о т л и ч а ю ш, и и с я Температура окисления, С Выход 5-хлорпентановой кислоты,Х Пример Молярное соотношение циклопентанон: ° НХОФ СцС12 Присутствие хлоТемпература обработки рН среды рида щелочного металла оксиданта, С КС1 NaC1 NaC1 КС1 КС1 Хлорид щелочного металла образуется за счет введения в остаток, полученный после выделения целевого продукта иэ реакционнсй массы, щелочи. Составитель E. Уткина ТехРед А.КРавчук КоРРектоР H. Зрдейи Редактор И. Дербак Тирак 255 Заказ 260 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ушгород, ул. Гагарина, 1О1 2 4 6 8 11 12 1:5:0,88 1:5:0 88 1:4:0,7 136;0 8 1: ю .1,0 1:4:0,г 1:6 :0,8 13330 7 1:3:0,6 1:8:1,1 1:4:0,7 1! 7e1t0 1:S:0,8 2,5 2,8 3,0 2,5 1,9 197 3,5 2,8 2,5 2,8 1,6 3,7 3,0 О 2S 18-20 18-20 5-10 27-30 18-2О 5-10 25-28 18-20 5-10 5-10 18-20 25-28 38-40 88 87 86 88 89 86 87 62 89 56 61 
