Способ получения е-капролактама

 

Союз Советских

Социалистических

Республик тз4

Зависимый

Кл. 12р, 5

Заявлено 04.Х11.1965 (№ 1041248/23-4) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 06.11.1967 Бюллетень № 5

Дата опубликования описания 10Л I.19á7

MIlIi С 07d

УД1; 547.466. .3.07 (088.8) Комитет па делам изобретений и открытии при Совете Иии: отрав

СССР

Авторы изобретения

Иностранцы

Ян Ван Вестервельд и Гийом Андрэ Теодор Слигхер (Нидерланды) Иностранная фирма

«Стамикарбон A. 0.» (Нидерланды) Заявитель

СНОСОВ ПОЛУЧЕНИЯ е-КАПРОЛАКТАМА углеводорода.

100, 200, 300, При проведении известного процесса термического аминирования в-капролактона аммиа.ком при температуре выше критической температуры воды и повышенном давлении идет образование в основном полимерных продуктов, мопомерного с-капролактама не получают.

С целью повышения выхода целевого продукта, предлагается способ получения е-капролактама путем термического аминировапия е-капролактона или е-капролактопполимера в присутствии диоксана при 200 — 475 С.

Для реакции обменного разложения е-капролактона в е-капролахтам требуется теоретически на каждый моль лактона один моль аммиака, причем образуется одновременно один моль воды. Обычно применяют избыточное количество аммиака, например 2, 3, 5, 15, 30 или 50 лоль аммиака на каждый моль лактона. Если желают провести частичное обменное разложение, то можно удовлетвориться пониженным количсстьоът аммиака, наприътер

075 или 0,50 люль на каждый моль лактопа.

Непрореагпровавший лактон и полученпые промежуточные про,,укты могут быть заново подвергнуты реакции с аммиаком.

Реак1!Ия идет при повышенном давлении, которое может изменяться в зависимости от количестг;а аммиака, температуры, от введения в реакционное помещение инертного газа, например азота или пара

Давление может быть 50, 500 птм.

Температура может колебаться в широких пределах. Однако при температуре ниже

200"С почти никакого разложения капролактона в капролактам не происходит. При очень высоких температупах, свыше 475 С, проведение процесса усложняется. Предпочтительна

10 температура 200 — 475 С.

При проведении способа согласно изобретению применяют инертные органические растворители — пиридины и эфиры (дибутиловый эфир, диамиловый эфир, диоксан), а так15 же углеводороды (толуол, ксилол, декагидронафталеп, гептан и октан) .

При применении растворителей оказалось, что проведение реакции в присутствии диоксапа особенно выгодно, так как уже при темпе20 ратуре 200 — 350 С может быть достигнута очень высокая степень разложения лактона.

Общий вес растворителя обычно равен 5—

10-кратному весу лактона, служащего основным веществом, но может быть равен, напри25 мер 2 — 5-кратному. Большее количество растворителя, например 20, 30, 50 или 100-кратное, сшмкает пропускную способность приспособления. в котором протекает реакция.

Из полученного продукта реакции раствоЗо ритель может быть возвращен дистилляцией.

192693

ТаблицB 1 д ( о молеку- лярное, Соотношение растворителя и лантона

Ю

t»

CU

"рС

Я а

CC моль моль выход растворитель

0,151

0,147

0,143

0,141

0,134

16,7

16,2

15,9

15,2

14,7

17,2

16,8

16,3

16,0

15,3

0,147

0,143

0,141

0,134

0,130

98

97

98,5

96

97 весовое

38,5

50,0

56,0

60,0

56,5

41,5

50,0

35,5

41,0

38,0

54,0

5,45

5,45

5,45

5,45

5,45

2,73

5,45

5,45

4,05

4,65

4,55

3,3

3, 3

3,3

7,5

3, 3

2,0

3,3

3, 3

3, 3

3, 3

Дно ксан

Диоксан

Дионсан

Дпонсын

Дпонсан

Дионсын

Дионсан ..

Диоксан

Дибутиловый эфир

Декагидронафтален

Ксилол .

2

7

7

7

7

60 всех случаях

Это относится также и к капролактаму. Получаемые промежуточные продукты, главным образом амид E-гидроксикапроновой кислоты и E-ãlIäðoêciiêBïðollèòðè1, могут быть, IiocKoëüку они еще пе разложились в капролактам, возвращены обратно в процесс и заново использованы для реакции. Mo?Kilo, однако эти

IIpoilic?K? точные продукты п0.1? чять TBK?Kc, как побочные продукты.

Кроме упомянутых промежуточных продуктов при реакции образуются и полимерные продукты, из которых посредством деполимеризации получают капролактам, так что полимеры капролактама образуются только в Незначительных количествах. При беспрерывном проведении реакции капролактам может быть выделен из продукта реакции, а остальные продукты, как промежуточные, так II полимерные, могут снова циркулировать. Посредством добавки капролактона в количестве, соответствующем количеству выделе шого капролактама, к этим возвращенным в циркуляцию продуктам, может быть почти полностью достигнут теоретически возмо кпый выход лактама.

Применяемый при да1шом способе в качестве исходного материала капролактон может быть взят как таковой или в форме полимерного. Вследствие легкости полимеризации капролактоиа в исходном материале находится большей частью полимер капролактона. Так как по условиям реакции происходит диполимеризация, т. е. образуется мопомерный капролактон как исходный матсриал, мо?кет быть применен полимерный капролактон.

Пр им ер 1. В автоклаве емкостью 300 мл нагревают 28,5 г е-капролактона (с содержанием 15 г полимера капролактона), 14 г аммиака и 150 лл диоксана в продолжение

7 час при температуре 380 С и давлении 90—

125 атлч. PeBKIrlloiiliyio смесь после охлаждения дистиллируют, причем сначала отделя от диоксан, а затем в-капролактам (при уменьшенном давлении). Получают 17 г капролакП р и и е ч а н и е. Температура во бралась 330 С.

40 тама (60%), в то время как 12 г высококипящего продукта остаются в смеси.

PeByëüTBTû ряда опытов, проведенных при различных условиях реакции, приведены в табл. 1.

Пример 2. Высококипя1ций продукт (12 ."), оставшийся после дистилляции капрола ri-ма (60%) при условии примера 1 ввоjHT BiiiccTc c 1 1 я а,1миакя II 150 M.t диоксаца снова в автоклав, нагревают в продолжение 7 час при температуре 330 С, после чего рсакциопную смесь снова дистиллируют. Получа or 7,3 г (26%) в-капролактама.

Оставшийся высококипящий продукт вводят снова в автоклав вместе с 14 г аммиака и 150 лл диоксана и снова нагревают в течение

7 чао до 330 С, после чего реакционную смесь дистиллируют.

Прн этом получают 2,7 г е-капролактама (9,5%). Общий выход лактама опытов этого ряда составляет, следовательно, 95,5%.

Пример 3. Описанным в примере 1 ооразом подвергают реакции 28,5 г е-капролактона (с содер?капнем 15 г полимерного капролактопа) с 14 г аммиака. После дистилляции реакционной смеси — выход 17,1 г е-капролакта ма (0,15 моль) — в высококипящий продукт добавляют 17,2 г (0,15 моль) в-капролакто IB, содержащего 9 г полимерного капролактона, 14 г аммиака и 150 мл диоксана, после чего эту смесь нагревают в течение

7 .ис при 330"С. После дистилляции реакционной смеси и выделении полученного таким образом капро IBKTB;»B к высококипящему продукту опять добавляют эквимолекулярное количестго капролактопа в соответствии с количеством выделенного капролактама. Затем смесь с 14 г аммиака и 150 мл диоксана снова нагревают в течение 7 час при 330 С. Таким образом, проводят ряд опытов, результаты кото1?ых показаны в табл. 2. Как видно из таолицы, количество полученного кяпроляктяма почти полностью соответствует количеству добавлеш1ого (выход 96 — 98,5%) .

Таблица 2

Добавленный лактон Полученный лынтым

Прсдмет изобретения

1. Способ получения в-капролактама путем термечсс .ОГО амин1 ровяния 8-кяпроляктоня нли е-капролактонполимера аммиаком при повышенной температуре и давлении, отлиtQюи1ийся тем, что, с целью повышения выхода цс1cooco продукта, аминирование ведут в присутствии дпоксапа.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что амипирование ведут при 200 †4 С.