Способ получения лактамов

 

ОП ИСА НИ Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

Соев Соеетсиит

Социалистическит

Реслублии

Зависимый от патента №

Заявлено 15.1Ч.1968 (№ 1233843/23-4)

Приоритет 25.IV.1967, № Ф522351УД/12п.ФРГ

Комитет пс делам иаооретеиий и отирытий при Совете Министров

СССР

Опубликовано 10.1Х.1969. Бюллетень № 28

Дата опубликования описания 25.I I.1970

Авторы изобретения

Иностранцы

Отто Иммель, Германн Шнелль и Ханс-Хельмут Шварц (Федеративная Республика Германии) Иностранная фирма

«Фарбенфабрикен Байер А. Г.» (Федеративная Республика Германии) Заявитель

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЛАКТАМОВ

Известен способ получения лактамов путем каталитической перегруппировки кетоксимов, например циклогексаноноксима в газовой фазе в присутствии катализатора, в качестве которого применяется обработанная фторнеорганическими соединениями окись алюминия при температуре 350 — 450 С в вакууме или под давлением. Выход целевого продукта 80 — 85% по отношению к превращенному циклогексаноноксиму.

С целью увеличения выхода основного продукта предлагается в качестве катализатора использовать содержащий борную кислоту смешанный катализатор, имеющий в качестве добавок к борной кислоте высокодисперсный углерод желательно с размером частиц менее

0,1 мм в виде активированного угля или газовой сажи и окисей алюминия или титана и/или сульфаты, сульфиты, фосфаты кальция, магния, бора при температуре 240 †3 С в вакууме или под давлением. Выход целевого продукта 96 — 98% по отношению к превращенному циклогексаноноксиму.

Пример 1. 40 вес. ч. борной кислоты, 12 вес. ч. двуокиси титана и 80 вес. ч. активированного угля с величиной частиц менее

0,1 мм смешивают с водой до получения пасты. Пасту высушивают при 120 С и прокаливают 2 час при температуре примерно

570 С, размельчают и просеивают. Над 20 г полученного таким образом катализатора с величиной частиц 0,2 — 1 мм пропускают в течение примерно 4 час при 320 — 340 С и

40 мм рт. ст. 72 г циклогексаноноксима с содержанием воды 4 вес. %. Образующийся продукт реакции соответствует превращению оксима на 44%, выход капролактама 97,7% по отношению к превращенному циклогексаноноксиму.

Если применяют катализатор, приготовленный из 40 вес. ч. борной кислоты и 20 вес. ч. двуокиси титана, то при одинаковых условиях опыта превращение оксима только 14% и выход лактама 93% по отношению к превращенному циклогексаноноксиму.

П р им ер 2. 72 вес. ч. НаВОа, 42 вес. ч.

СаНРО,, 10 вес. ч. газовой сажи со средней с

20 величиной частиц 118 А смешивают с водой до образования пасты. Пасту высушивают при 120 С, прокаливают 3 час при 700—

800 С и размельчают. Над 20 г полученного таким образом катализатора с величиной ча2s стиц 0,1 — 1 мм в течение 2 час при 320—

350 С и давлении 40 мм рт. ст. пропускают

34,5 г циклогексаноноксима с содержанием воды 4 вес. %. Превращение оксима 93%, выход капролактама 98а/в по отношению к

30 превращенному циклогексаноноксиму, 252221

Предмет изобретения

Составитель Р. Марголина

Редактор Л. К, Ушакова Техред 3. Н. Тараненко Корректор В. И. Жолудева

Заказ 110/16 Тираж 480 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва Я-35, Раушская наб., д. 4/5

Сапунова, 2

Типография, пр.

П р им ер 3. 25 вес. ч. Н»ВО», 20 вес. ч.

Са$04 /зН О и 5 вес. ч. газовой сажи со о средней величиной частиц примерно 400 А ..смещцвают с водой .до образования пасты.

TlqcTyj *высушивают при 120 С, прокаливают

2, йщфцри температуре примерно 550 С и размельча1от;:20 г полученного катализатора таким образом "с величиной частиц 0,2 — 2 мм применяют для перегруппировки оксима при

320 С и давлении 40 мм рт. ст. В течение о 10

2 час 30,7 г циклогексаноноксима с содержанием воды 4 вес. % пропускают через катализатор. При этом циклогексаноноксим полностью превращается, выход капролактама

97 /».

Пример 4. 40 вес. ч. Н»ВО», 2 вес. ч.

А120», 2 вес. ч. Саз(РО )в, 2 вес. ч. Ti02, 4 вес. ч: MgS04 7Н20 и 6 вес. ч, газовой сажи со средней величиной частиц примерно о

400 А смешивают с водой в смесителе до образования пасты. Эту пасту высушивают, прокаливают в течение 3 час при 550 С. Над 20 г полученного таким образом катализатора с величиной частиц 0,6 — 1 ми в течение 6 час при 340 С и давлении 40 мм рт, ст. пропускают 101 г циклогексаноноксима с содержанием воды 4 вес. »/». Образующийся продукт ракции соответствует превращению оксима на

71%, выход лактама 98»/» по отношению к превращенному циклогексаноноксиму.

В сравнительном опыте без добавки сажи для приготовления катализатора применяют

40 вес. ч. Н»ВО», 4 вес. ч. А1зОз, 4 вес. ч.

Саз (P04) 2, 4 вес. ч. Т102 и 4 вес. ч. 35

MgS04 ° 7НзО. Хотя приготовление этого катализатора и перегруппировку оксима ведут в тех же условиях, что и по предлагаемому способу, продукт реакции соответствует превращению оксима только на 47»/», выход ка- 40 пролактама 97,8»/» по отношению к превращенному оксиму.

Пример 5. 50 вес. ч. Н»ВО», 3 вес. ч. у-А120з и 20 вес. ч. газовой сажи со средней о величиной частиц 1147 А хорошо смешивают 45 и добавляют немного воды для получения пасты, затем высушивают и прокаливают в течение 2 час при 580 С. 10 г приготовленного таким образом катализатора с величиной частиц (гранул) 0,5 — 1 мм применяют для перегруппировки циклогексаноноксима. Над этим катализатором пропускают при 320 С и давлении 40 мм рт. ст. в течение 5,4 час 85,8 г циклогексаноноксима с содержанием воды

4 вес. /о. Образующийся продукт реакции соответствует превращению оксима на 47%, выход капролактама 97,8 /о по отношению к превращенному циклогексаноноксиму.

При сравнительном опыте без добавки сажи для приготовления катализатора берут

50 вес. ч. Н»ВО» и 50 вес. ч. у-А1 0», Приготовление этого катализатора и перегруппировку оксима на этом катализаторе проводят в тех же условиях, что и для сажусодержащего катализатора. Превращение оксима только на 24»/», выход капролактама 95,8»/» по отношению к превращенному циклогексаноноксиму.

П р и м ер 6. 70 г борной кислоты и 30 г газовой сажи со средней величиной частиц о

1147 А смешивают с 70 мл 10%-ной фосфорной кислоты, высушивают при 120 С и после этого прокаливают 3 час при 580 С без доступа воздуха. Полученный таким образом продукт из трехокиси бора, сажи и фосфата бора размельчают и отбирают пробу с величиной частиц 0,6 — 1 мм. Над 20 г этой пробы катализатора в течение 2 час при температуре примерно 320 С и давлении 40 мм рт. ст. пропускают 30,5 г циклогексаноноксима с содержанием воды 4 вес. %. Превращение оксима 98,6%, а выход капролактама

98»/» по отношению к превращенному циклогексаноноксиму.

1. Способ получения лактамов каталитической перегруппировкой циклических кетоксимов, например циклогексаноноксима, в газовой фазе при нагревании до 240 †3 С и атмосферном давлении или в вакууме до

40 мм рт. ст., отличающийся тем, что, с целью увеличения выхода целевого продукта, в качестве катализатора применяют содержащие борную кислоту смешанные катализаторы с добавкой высокодисперсного углерода и окиси алюминия или титана и/или сульфита, сульфата, фосфата кальция, магния, бора.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что высокодисперсный углерод применяют в виде активированного угля или газовой сажи с размером частиц менее 0,1 мм.