Способ получения нафталевой кислоты или ее производных

 

Сущность изобретения: продукт ф-лы 1 при соответствующих значениях R. Выход 95 - 97 %. Реагент 1: аценафтен или его производные. Реагент 2: бихромат натрия. Условия реакции: в среде уксусной кислоты, в присутствии катализатора-сульфата двухвалентного железа при его соотношении к аценафтену (0,1 - 0,11) : 1, при кипении реакционной смеси. Структура соединения ф-лы 1: , где R = H, NO₂, CH₃CO.

Изобретение относится к органической химии и касается способа получения нафталевой кислоты или ее производных, которые используются в качестве полупродуктов для получения люминофоров, применяемых в люминесцентной дефектоскопии, в качестве люминесцентных составляющих при получении дневных флуоресцентных пигментов и красок в производстве органических сцинтилляторов, для крашения полимерных материалов и других целей в народном хозяйстве.

Среди способов получения нафталевой кислоты и ее производных наиболее распространенными являются способы получения путем окисления аценафтена соединениями хрома в жидкофазной среде [1-5] Недостатком всех этих способов является то, что они не обеспечивают высокого выхода целевого продукта.

В частности, известен способ получения нафталевой кислоты окислением аценафтена бихроматом натрия в среде разбавленной уксусной кислоты с выходом нафталевой кислоты 43% [1] Окисление аценафтена в среде водной серной или концетрированной уксусной кислоты соединением шестивалентного хрома в присутствии соли двухвалентного марганца обеспечивает выход целевого продукта до 60% [2] Известным способом окисления аценафтена раствором бихромата натрия в 2,5% -ной серной кислоте в присутствии хлор или бромбензола достигают выхода нафталевой кислоты на уровне 72-74% [3] Способ получения нафталевой кислоты и ее производных путем окисления аценафтена смесью хромовой и серной кислот в растворе бензола и/или его Cl и NO₂-производных обеспечивает выход целевого продукта до 76% [4] Наиболее близким по технической сущности является способ получения нафталевой кислоты окислением аценафтена бихромата натрия в растворе уксусной кислоты в присутствии катализатора пятиокиси ванадия [5] Недостатком способа является невысокий выход нафталевой кислоты 77,7% Предлагается способ получения кислоты или ее производных, обеспечивающий выход целевого продукта 95-97%
Это достигается тем, что в способе получения нафталевой кислоты или ее производных общей формулы (I):
где R H, NO₂, CH₃CO, путем окисления аценафтена или его соответствующих производных бихромата натрия в присутствии катализатора в среде уксусной кислоты при нагревании, в качестве катализатора используют сульфат двухвалентного железа в количестве 0,1-0,11 моль на 1 моль аценафтена или его производных и процесс осуществляют при температуре кипения реакционной смеси и атмосферном давлении.

Использование в качестве катализатора сульфата двухвалентного железа в заявляемых пределах обеспечивает увеличение выхода целевого продукта до 95-97% при одновременном снижении расхода бихромата натрия до 0,5 моль на 1 моль аценафтена или его производных, т.е. до близкого к теоретическому, в то время как в известных способах используют значительный избыток окислителя. При использовании катализатора в количестве, выходящем за заявляемые пределы, технический эффект не достигается.

П р и м е р 1. 8 г аценафтена (0,05 моля) растворяют при нагревании в 100 мл ледяной уксусной кислоты. Затем растворяют 1,5 г (0,0055 моля) сульфата двухвалентного железа водного. К полученному раствору при 80^оС порциями добавляют 6,5 г (0,03 моля) бихромата натрия. Реакционную массу перемешивают в течение часа, постепенно доводя до легкого кипения. Кипятят с перемешиванием 4 ч. Продукт выливают в 200 мл воды, осадок отфильтровывают в кипятят 1 ч в 200 мл 10%-ного раствора щелочи. Целевой продут осаждают из щелочного раствора кислотой. Получают 10,6 г нафталевой кислоты с температурой плавления 274^оС. Выход нафталевой кислоты составляет 95% от теоретического.

П р и м е р 2. 10 г (0,05 моля) 4-нитроаценафтена растворяют при нагревании в 150 мл ледяной уксусной кислоты. Затем растворяют 1,5 г (0,0055 моля) сульфата двухвалентного железа водного. К полученному раствору при 80^оС порциями добавляют 6,5 г (0,03 моля) бихромата натрия. Реакционную массу перемешивают в течение часа, постепенно доводя до кипения. Кипятят перемешиванием 4 ч. Продукт выливают в 200 мл воды. Осадок отфильтровывают и кипятят 1 ч в 200 мл 10%-ного раствора щелочи. Целевой продукт осаждают из щелочного раствора кислотой. Выход 4-нитронафталевой кислоты 12,7 г 97% от теоретического.

П р и м е р 3; 10 г 4-ацетилаценафтена (0,05 моля) растворяют при нагревании в 170 мл 80%-ной уксусной кислоты, затем вводят 1,4 г (0,005 моля) сульфата двухвалентного железа водного. К полученному раствору при 80^оС порциями добавляют 6,5 г (0,03 моля) бихромата натрия. Реакционную массу перемешивают в течение часа, постепенно доводя до кипения. Кипятят с перемешиванием 4 ч. Продукт выливают в 200 мл воды. Осадок отфильтровывают и кипятят 1 ч в 200 мл 5%-ного раствора соды. Целевой продукт осаждают из раствора кислотой. Выход 4-ацетилнафталевой кислоты составляет 11,8 г 96% Температура плавления 189^оС.

Формула изобретения

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НАФТАЛЕВОЙ КИСЛОТЫ ИЛИ ЕЕ ПРОИЗВОДНЫХ общей формулы

где R - H,NO₂, CH₃CO,
путем окисления аценафтена или его соответствующих производных бихроматом натрия в присутствии катализатора в среде уксусной кислоты при нагревании, отличающийся тем, что в качестве катализатора используют сульфат двухвалентного железа в количестве 0,1 - 0,11 моль на 1 моль аценафтена или его производных и процесс осуществляют при температуре кипения реакционной смеси и атмосферном давлении.