Способ получения янтарной кислоты

 

Изобретение относится к усовершенствованному способу получения янтарной кислоты, проявляющей различные виды биологической активности. Янтарную кислоту получают окислением фурфурола пероксидом водорода с добавлением щелочного реагента, причем процесс до полного расхода фурфурола проводят в сильнокислой среде при рН<4, а затем в слабокислой или близкой к нейтральной среде при рН>4, с последующим выделением янтарной кислоты известными приемами. Способ позволяет получить целевой продукт с выходом, близким к теоретическому или в два-три раза большим, по сравнению с существующими аналогами.

Изобретение относится к усовершенствованию способа получения янтарной кислоты, проявляющей различные виды биологической активности.

Известен способ получения янтарной кислоты окислением фурфурола пероксидом водорода без добавления щелочного реагента [А.с. 227321 СССР. Способ получения малеиновой и янтарной кислот /Карякин А.В., Кульневич В.Г., Бадовская Л.А. - Опублик.: РЖ химия. - 1969. - №23. - Н77]. При этом вследствие образования свободных карбоновых кислот достигается рН<2. Процесс проводят в течение более полусуток и облучении реакционной массы ультразвуком. Выход янтарной кислоты не превышает 25% от теоретического (30% от массы фурфурола). Недостатками способа являются длительность процесса и невысокий выход целевого продукта.

Невысокий выход янтарной кислоты при рН<2 обусловлен образованием побочных продуктов, в частности, малеиновой кислоты.

Наиболее близким к заявляемому является способ получения янтарной кислоты окислением фурфурола пероксидом водорода с добавлением щелочного реагента. При этом достигается рН 4-7 [А.с. СССР 288747. Способ получения янтарной кислоты /Гендриков Э.П., Руденко О.П., Богатский Л.В., Гринберг Г.М. - Опублик.: Бюл. изобрет., 1976. - №6]. Выход янтарной кислоты не превышает 50% от теоретического (60% от массы фурфурола), что является недостатком способа.

Некоторое увеличение выхода янтарной кислоты при рН 4-7 обусловлено известным превращением в нее кротонолактона - побочного продукта окисления, устойчивого в более кислых средах [Пономаренко Р.И. и др. Особенность реакции фурфурола с пероксидом водорода в слабокислых средах //VIII Всерос. студенч. научн. конф.: Тез. докл. - Екатеринбург, 1998. С. 114-115].

Тем не менее далекий от теоретического выход янтарной кислоты при рН 4-7 объясняется, как установлено нами, образованием в таких условиях другого побочного продукта - пирослизиевой кислоты.

Задачей заявляемого способа является увеличение выхода янтарной кислоты до близкого к теоретическому.

Поставленная задача решается тем, что в заявляемом способе получения янтарной кислоты окислением фурфурола пероксидом водорода с добавлением щелочного реагента процесс до полного расхода фурфурола проводят при рН 2-4, а затем при рН>4 с последующим выделением янтарной кислоты известными приемами.

Поддержанием рН 2-4 до полного расхода фурфурола одновременно исключают образование при рН<2 малеиновой кислоты и при рН>4 - пирослизиевой. В таких условиях образуется единственный побочный продукт - кротонолактон, превращение которого в янтарную кислоту достигается при рН>4.

Таким образом, совокупность существенных признаков, изложенных в формуле изобретения, позволяет достичь желаемого технического результата, а именно увеличить выход янтарной кислоты до близкого к теоретическому или в два-три раза по сравнению с существующими аналогами.

Пример осуществления заявляемого способа

В колбу с мешалкой и обратным холодильником, погруженную в кипящую водяную баню, вносят 200 см³ (2,0 моль) Н₂О₂ (концентрация 30 мас.%), 250 см³ H₂O и 48 г (0,50 моль) фурфурола (т. кип. 48-49°С при 10 мм рт.ст.). Реакцию ведут при перемешивании и добавлении концентрированного раствора NaOH, причем около 45 минут поддерживают рН 2-4, а затем повышают до близкого к 7. После разложения остаточных пероксидов к реакционной массе добавляют 100 см³ НСl (концентрация 30 мас.%) и упаривают почти досуха. Остаток последовательно перекристаллизовывают из ацетона и воды и получают 53 г янтарной кислоты (т.пл. 182-183°С); выход 90% от теоретического (110% от массы фурфурола).

Формула изобретения

Способ получения янтарной кислоты окислением фурфурола пероксидом водорода с добавлением щелочного реагента, отличающийся тем, что процесс до полного расхода фурфурола проводят в сильнокислой среде при рН<4, а затем в слабокислой или близкой к нейтральной среде при рН>4, с последующим выделением янтарной кислоты известными приемами.