Способ получения ароматических карбоновыхкислот

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социал истичесюа

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено29.08.67 (21) 1183988/23-4 с присоединением заявки №

Государственный комитет

Совета Министров СССР но делам изобретений и открытий (23) Приоритет (43) Опубликсвано05.04. 76. Бюллетень №13 (45) Дата опубликования описаиия28.05.76 (72) Авторы изобретения А. В. Ливен, A. М. Егоров, А. М..Владимирцев и М. ф. Тавобилов (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АРОМАТИЧЕСКИХ КАРБОНОВЫХ КИСЛОТ

Известен способ получения ароматических карбоновых кислот, например бензойной,, окислением алкилпроизводных бензола азотной кислотой под давлением при 180оС. Применение азотной кислоты связано с трудностями аппаратурного оформления процесса, даже в случае применения 20-ной% азотной кислоты и ведения процесса при 180 С (на- 5 иболее мягкий режим), для предотвращения коррозии аппарата необходимо использовать такие дефицитные материалы, как титан или тантал. Трудности применения этих материалов усугубляются сложностью изготовления аппаратов, работающих под давлением. Кро ме того, продукты окисления всегда содержат примеси нитросоединений, удаление которых из целевого продукта связано со значительйыми Трудностями.

Изобретение касается способа получения ароматических карбоновых кислот, например йиромеллитовой, которые широко применяются в качестве исходных продуктов для производства полимерных материалов и кра-: а сителей.

Для упрошения процесса, а также, с целью улучшения качества целевого продукта пред« ложен способ получения -ароматических кар боновых кислот, например пиромеллитовой, заключающийся в том, что проводят электрохимическое окисление алкил- или хлоралкилпроизводных бензола в щелочной среде при 50 105 С в присутствии катализаторао перманганата калия.

Процесс проводят следующим образом

В электролизер помещают раствор гидроокиси натрия или калия концентрации от 5 до

15%, содержащий от 0,5 до 3%перманганатв калия или натрия. Анод может быть изготовлен из никеля, нержавеющей стали или . I другого металла, устойчивогoi к химическому и электрохимическому окислению в щелочной среде.

Электролиз ведут при анодной плотности

% тока около 10 а/дм2. Объем катодного пространства, ограниченного сепарируюшей диафрагмой из материала, устойчивого к окислителям, шелочам и ароматическим растворителям. должен быть минимальным, но достаточным для свободного выхода выделяю

238 538

Составитель Э.Тарсова

«рр«ор д.дзесова

Редактор Л.Ушакова Техред T.Kóðèäêî

Изд. Ра 5 ТиРаж 575 Подписное

ЦНИИПИ Государственного. комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, И3035, Раушская наб., 4

Заказ ß)Âl

Г-59, Бережковская наб,, 24

Предприятие «Патент», Москва, щегося на катоде водорода, Температура ,:процесса, в зависимости от природы DKHcJl вмого вещества, нахопптя-. в пределах от

50 до 105 С; . -ЕСЫ окислений па вергают жидкие про ,дукты, то иХ"ввбдят в электролизер непос-: редственно; твердые продукты вносят либо

1 .в: расплавленном состоянии, либо в растворе. Г1ри этом в качестве растворителя можно использовать бенэол (при температуре ниже 80РС), дифенипоисид и другие

;вещества, хорошо растворяюши окисляе» мое вещество и устойчивые к окислению в шелочной среде.

Йля гомогенизации реакционной смеси электролизер должен быть снабжен переме.» шиваюшнм устройством, обеспечивающим высокую степень турбулентности, По окончании процесса с целью выделе- ния полученных карбоновых кислот реакци- I оныую смесь нли водный слой (в случае ! применения органических растворителей) обрабатывают небольшим количеством восстановителя,сульфита, спирта и т.д.) для рвскисления соединений семи- и шестива лентного марганца, после чего отфильтро вывают выпавшую двуокись марганца. Карбоновые кислоты из фильтрата выделяют обычными методами. йля регенерации катализатора применяют известные способы превращения двуоки си марганца в манганат натрия или калия.

Пример 1. В водяной термостат помешают стакан емкостью 800 мл из нержа.веющей стали с глянцевой внутренней поверхностью, который служит электролиэером.

В качестве анода используют корпус стакана, а катодами служат четыре железных проволоки диаметром 4 мм, установленные в трубочках иэ полиэтиленовой сетки дна метром 8 мм, выполняющих роль сепариру; юших диафрагм. Кроме того, электролиэер снабжен турбинной мешалкой, обеспечивай . шей гомогениэацию рабочей смеси.

В аппарат помещают 500 мл воды, 50г едкого натра и 10 г церманганата калия.

Полученный раствор нагревают до 90 С.

Затем„поддерм ивая эту температуру, при

4 интенсивном перемещиванни из обогреваю мого дозатора непрерывно со скоростью

3 r/÷àñ подают расплавленный 4,6-,дихлорметил-1,3-диметилбензол. Одновременно включают ток. Электролнз ведут при силе тока 10 а (анодная плотность тока около

6 а/дм2, катодная около 100 а/дм2).

Через S час ток выключают, горячий раствор выливают вколбу,,добавляют 1 2

lp мл этилового:спирта и отфильтровывают вы

: павшую двуокись марганца, Фильтрат под кисляют до сильнокислой реакции соляной кислотой, а выпавшие кристаллы пиромедпн товой кислоты отфильтровывают, промйва

15 ют небольшим количеством ледяной воды и ( сушат- при комнатной температуре. Выход

16,5 г, т.е. 77% от теории по веществу ,или 61% по току.

К фильтрату добавляют гидроокись нач

20 рия до сильношелочной реакции и хлористый барий. Выпавший осадок бариевой соли пиро меллитовой кислоты фильтруют, промывают водой и обрабатывают при 95оС 10%-ным раствором серной кислоты. Горячий раствор

25 снова фильтруют, а из фйльтрата после охлам дения выделяют еше 1,1 r пиромеллитовой кислоты.

Общий выход 82% по веществу или 65% по току.

30 Пример 2. Условия процесса те же, что и в примере 1. В электролизер со скоростью 2, 9 г/час подают параксилол. Через

5 час из реакционной смеси вышеуказанным способом выделяют 19,5 г терефталевой кисЗб лоты, что составляет 86% от теории по веществу или 75,5% по току:

Формула изобретения

Способ получения ароматических карбо: новых кислот окислением алкилпроиэводных бензола при нагревании, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью упрощения процесса. и улучшения качества конечного продукта, окисление проводят электрохимически в ше;лочной среде при 50-105оС в присутс вии катализатора — перманганата калия с после- дующим выделением продукта известным . способом.