Способ получения циклогексанола

 

Изобретение относится к усовершенствованному способу получения циклогексанола электрохимическим путем. Способ получения циклогексанола включает восстановление фенола в сернокислой среде на серебряном катоде при плотности тока 4-5 мА/см², причем процесс проводят под давлением водорода 1,5 МПа, не добавляя катализаторы. Способ позволяет получить циклогексанол из доступного сырья с меньшими затратами. 2 табл.

Изобретение относится к способам получения органических соединений, в частности, к способам получения циклогексанола электрохимическим путем и может быть использовано в химическом синтезе.

Известен способ получения циклогексанола, который состоит в окислении циклогексана при температуре 120-160°С и давлении 20-500 кПа в присутствии кобальтового катализатора и кислородосодержащего газа, подаваемых противотоком в реакторах окисления вертикального цилиндрического типа. [Сироткина Е.Е., Кудряшов С.В., Коваль Е.О. Способ получения циклогексанола и циклогексанона, заявка №97113365/04. 0публ. 05.08.1997].

Данный способ имеет ряд существенных недостатков, а именно:

использование высоких температур, давлений, необходимость применения катализатора, образование побочных продуктов полимеризации окисленных компонентов и высокомолекулярных смолистых веществ, приводящих к загрязнению реактора трубопроводов и теплообменной аппаратуры.

Известен способ получения циклогексанола, который состоит в электрохимическом восстановлении циклогексанона в диафрагменном электролизере [Хубер Г., Вайпер-Иделманн А., Крамер А., Голомбек Р., Фреде М.., Списке Л., Шельманн К., Штойер В. Электрохимическое восстановление органических соединений. Патент USА, №5919349. Опубл. 06.07.1999 г.].

Данный способ имеет ряд недостатков, а именно: для проведения процесса необходимо участие катализаторов или металлов (никеля, кобальта, серебра, железа) Ренея, что приводит к загрязнению сточных вод тяжелыми металлами.

Наиболее близким по технической сущности является способ получения циклогексанола путем электровосстановления фенола на платиновом электроде в сернокислой среде [Sasaki К., Kunai A., Harada I., Nakabori S. Electrolytic hidrogenation of phenols in aqueous asid solution.//Electrochem. Acta – 1983 - №5 - С. 671-674].

Недостатком этого способа является использование дорогостоящего материала электрода.

Задача изобретения - получение циклогексанола из доступного сырья с меньшими затратами.

Технический результат - экономичность процесса вследствие использования более низких давлений.

Технический результат достигается тем, что для получения циклогексанола процесс проводят в сернокислой среде на серебряном катоде, при плотности тока 4-5 мА/см², отличающийся тем, что процесс проводят под давлением водорода 1,5 Мпа, не добавляя катализаторы.

Сущность предлагаемого способа заключается в следующем. Электролиз проводится в диафрагменном электролизере. В электролизер наливают воду с содержанием фенола 5-10 г/л, подают водород из баллона под давлением в катодную камеру. При установившемся давлении водорода к системе подключают постоянный ток. В качестве катодного материала использовали серебро. Катодная плотность тока 4-5 мА/см². При проведении электролиза по предлагаемому способу фенол в катодной камере восстанавливается до циклогексанола.

Пример 1. Электролиз проводили в двухкамерном электролизере. В электролизер наливали модельный раствор с концентрацией фенола 10 г/л, серной кислоты - 0,1 Н. Катод из серебра. Плотность тока 4 мА/см². Давление водорода 1,5 МПа. Выход по току 92,9%.

Восстановление фенола протекает за счет следующих реакций:

Катодная:

С₆Н₅ОН+6Н₂O+6е C₆H₁₁OH+6OH.

Электрокаталитическая реакция:

С₆Н₅OН+3Н₂ С₆H₁₁ОН.

Пример 2. Электролиз проводился по п.1 с тем отличием, что плотность тока 5 мА/см. Выход по току 84,7%.

В таблице 1 показана зависимость выхода по току циклогексанола от плотности тока (Q= 1,0 А-ч, электрод - серебро, С(фенола)= 5 г/л, СH₂SO₄=0,1).

Из данных таблицы 1 видно, что увеличение плотности тока приводит к уменьшению выхода по току.

Из данных таблицы 2 видно, что увеличение давления водорода приводит к увеличению выхода по току.

Предлагаемый способ обладает рядом преимуществ:

1. Дешевизна процесса за счет использования серебряного электрода.

2. Повышение производительности процесса за счет отсутствия необходимости разделения продуктов реакции.

3. Интенсификация процесса за счет дополнительного восстановления фенола на электроде и в объеме раствора.

Для заявленного способа в том виде, как он охарактеризован в независимом пункте изложенной формулы изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью описанных в заявке средств и методов.

Формула изобретения

Способ получения циклогексанола, включающий восстановление фенола в сернокислой среде на серебряном катоде при плотности тока 4-5 мА/см², отличающийся тем, что процесс проводят под давлением водорода 1,5 МПа, не добавляя катализаторы.