Способ получения дибутилацеталя



Владельцы патента RU 2781112:

Акционерное общество "Омский каучук" (RU)

Настоящее изобретение относится к способу получения дибутилацеталя, который может быть использован в качестве полупродукта в синтезе волокон и биологически активных соединений. Способ заключается во взаимодействии уксусного альдегида с бутанолом-1 в присутствии межфазного катализатора - сульфокатионитного формованного катализатора КУ-2 ФПП. При этом взаимодействие осуществляют при соотношении сырья уксусный альдегид/бутанол-1 и катализатора по объему (1-2):1, температуре 35-55°С и давлении 5-6 атм в течение 1 часа. Технический результат - увеличение выхода образования целевого продукта. 1 з.п. ф-лы, 1 табл., 12 пр.

 

Настоящее изобретение относиться к области органической химии, а именно к улучшенному способу получения дибутилацеталя (ДБА), используемого, например, в качестве полупродукта в синтезе волокон и биологически активных соединений.

Ацетали представляют большой практический интерес в различных областях медицины, сельского хозяйства и промышленности: обладают широким спектром физиологической активности (имеют высокую и умеренную активности in vitro против вирусов гриппа, являются антиспазмолитическими агентами, могут использоваться в качестве пестицидов), применяются при производстве парфюмерных композиций, моющих средств, эмульгаторов, флотореагентов, стабилизаторов, смазок, антикоррозийных покрытий, пластификаторов и стабилизаторов смол и полимеров, противостарителей для каучуков и пластиков (Яновская Л.А., Юфит С.С., Кучеров В.Ф., Химия ацеталей, М.: Наука 1975. - 275 с.).

Также ацетали нашли широкое применение в органическом синтезе как агенты для постановки защиты функциональных групп, растворителей и ценного сырья для синтеза мономеров, в частности, виниловых эфиров, на основе которых созданы ряд синтетических волокон, смол, адгезивов, пластмасс, экстрагентов и т.д. (Петров А.А., Бальян Х.В., Трощенко А.Т. Органическая химия. – Спб.: 2002 - 624 с).

Известны способы получения ацеталей взаимодействием алифатических альдегидов и спиртов в присутствии кислотных катализаторов. Например, известно о применении в качестве катализаторов минеральных кислот (авторское свидетельство СССР SU697493A1, патенты US3014924A, US2519540A, US5362918, RU2010134453) или их солей (авторское свидетельство СССР № SU1047506A1; Вейганд-Хильгетаг Методы эксперимента в органической химии. - М.: Химия, 1968).

Перечисленный выше способы получения ацеталей заключаются в смешивании соответствующих альдегидов и спиртов (мольное соотношение альдегид - спирт 1 : 2) с водным раствором катализатора, выдерживании реакционной массы при заданной температуре, отделении продуктов и промывании продуктов реакции водой и удалении остатков воды высушиванием целевых ацеталей. Общие недостатками приведенных способов - образование большого количества кислых сточных вод, коррозия оборудования, сложность отделения целевого продукта от катализатора и высокая энергоемкость - усложняет и удорожает промышленный процесс.

Известны способы получения ацеталей взаимодействием ацетальдегида и соответствующего спирта, где применяют твердые кислотные катализаторы, например, ионообменные смолы, цеолиты и т. д. (патенты US4579979A, US5362918A, US5527969A, WO2010011156A1, WO2005113476A1, RU2520968C1). Эти способы существенно позволяют упростить стадии разделения катализаторов и образующихся продуктов, уменьшить количество образующихся сточных вод и сократить стадию их нейтрализации. Однако, приведенные способы получения ацеталей используют существенно более высокое, чем стехиометрическое, количество спирта в реакционной смеси, что приводит к излишнему расходу реагента и снижению выхода целевого ацеталя (не более 57-60%).

Техническая задача, решение которой предлагается в настоящем изобретении, заключается в разработке улучшенного способа получения ДБА, обеспечивающего высокий выход целевого продукта. Указанная задача решается тем, что предлагается способ получения ДБА взаимодействием уксусного альдегида с бутанолом-1 в присутствии сульфокатионитного формованного катализатора, например, КУ-2 ФПП, обладающего высокой каталитической активностью и высокими гидродинамическими характеристиками. Процесс проводят при температуре не ниже 35°С, давлении 5-6 атм и мольном соотношении уксусный альдегид/бутанол-1 - 1 : 2. Данный способ позволяет обеспечить выход образующегося целевого ДБА на уровне 72-73%.

Технический результат - увеличение выхода образования целевого продукта и повышение конверсии.

Осуществление предлагаемого способа получения ДБА иллюстрируют приведенные ниже примеры:

Пример 1.

В реактор, оборудованный загрузочным отверстием, помещают 1,0 г уксусного альдегида 3,2 г бутанола-1, 4,0 мл сульфокатионитного формованного катализатора КУ-2 ФПП. Мольное соотношение уксусный альдегид/бутанол-1 - 1 : 2. Реактор закрепляют на перемешивающем устройстве и помещают в теплоноситель с заранее установленной температурой. Далее включают перемешивание. В реакторе выдерживают температуру 25°С, давление 5-6 атм. Реакционную массу выдерживают при постоянном перемешивании в течение 1 часа. По окончании опыта реактор охлаждают, выгружают реакционную массу из реактора, отделяют фильтрованием катализатор КУ-2 ФПП от реакционной массы. Затем содержание ДБА определяется хроматографическим методом. Выход по ДБА - 54%.

Пример 2. В реактор, оборудованный загрузочным отверстием, помещают 0,5 г уксусного альдегида, 1,6 г бутанола-1, 1 мл сульфокатионитного формованного катализатора КУ-2 ФПП. Мольное соотношение уксусный альдегид/бутанол-1 - 1 : 2. Реактор закрепляют на перемешивающем устройстве и помещают в теплоноситель с заранее установленной температурой. Далее включают перемешивание. В реакторе выдерживают температуру 25°С, давление 5-6 атм. Реакционную массу выдерживают при постоянном перемешивании в течение 1 часа. По окончании опыта реактор охлаждают, выгружают реакционную массу из реактора, отделяют фильтрованием катализатор КУ-2 ФПП от реакционной массы. Затем содержание ДБА определяется хроматографическим методом. Выход по ДБА - 47%.

Пример 3. В реактор, оборудованный загрузочным отверстием, помещают 1,0 г уксусного альдегида, 3,2 г бутанола-1, 1 мл сульфокатионитного формованного катализатора КУ-2 ФПП. Мольное соотношение уксусный альдегид/бутанол-1 - 1 : 2. Реактор закрепляют на перемешивающем устройстве и помещают в теплоноситель с заранее установленной температурой. Далее включают перемешивание. В реакторе выдерживают температуру 25°С, давление 5-6 атм. Реакционную массу выдерживают при постоянном перемешивании в течение 1 часа. По окончании опыта реактор охлаждают, выгружают реакционную массу из реактора, отделяют фильтрованием катализатор КУ-2 ФПП от реакционной массы. Затем содержание ДБА определяется хроматографическим методом. Выход по ДБА 43%.

Пример 4. В реактор, оборудованный загрузочным отверстием, помещают 1,0 г уксусного альдегида, 3,2 г бутанола-1, 4 мл сульфокатионитного формованного катализатора КУ-2 ФПП. Мольное соотношение уксусный альдегид/бутанол-1 - 1 : 2. Реактор закрепляют на перемешивающем устройстве и помещают в теплоноситель с заранее установленной температурой. Далее включают перемешивание. В реакторе выдерживают температуру 35°С, давление 5-6 атм. Реакционную массу выдерживают при постоянном перемешивании в течение 1 часа. По окончании опыта реактор охлаждают, выгружают реакционную массу из реактора, отделяют фильтрованием катализатор КУ-2 ФПП от реакционной массы. Затем содержание ДБА определяется хроматографическим методом. Выход по ДБА - 72%.

Пример 5. В реактор, оборудованный загрузочным отверстием, помещают 0,5 г уксусного альдегида, 1,6 г бутанола-1, 1 мл сульфокатионитного формованного катализатора КУ-2 ФПП. Мольное соотношение уксусный альдегид/бутанол-1 - 1 : 2. Реактор закрепляют на перемешивающем устройстве и помещают в теплоноситель с заранее установленной температурой. Далее включают перемешивание. В реакторе выдерживают температуру 35°С, давление 5-6 атм. Реакционную массу выдерживают при постоянном перемешивании в течение 1 часа. По окончании опыта реактор охлаждают, выгружают реакционную массу из реактора, отделяют фильтрованием катализатор КУ-2 ФПП от реакционной массы. Затем содержание ДБА определяется хроматографическим методом. Выход по ДБА - 73%.

Пример 6. В реактор, оборудованный загрузочным отверстием, помещают 1,0 г уксусного альдегида, 3,2 г бутанола-1, 1 мл сульфокатионитного формованного катализатора КУ-2 ФПП. Мольное соотношение уксусный альдегид/бутанол-1 - 1 : 2. Реактор закрепляют на перемешивающем устройстве и помещают в теплоноситель с заранее установленной температурой. Далее включают перемешивание. В реакторе выдерживают температуру 35°С, давление 5-6 атм. Реакционную массу выдерживают при постоянном перемешивании в течение 1 часа. По окончании опыта реактор охлаждают, выгружают реакционную массу из реактора, отделяют фильтрованием катализатор КУ-2 ФПП от реакционной массы. Затем содержание ДБА определяется хроматографическим методом. Выход по ДБА - 68%.

Пример 7. В реактор, оборудованный загрузочным отверстием, помещают 1,0 г уксусного альдегида, 3,2 г бутанола-1, 4 мл сульфокатионитного формованного катализатора КУ-2 ФПП. Мольное соотношение уксусный альдегид/бутанол-1 - 1 : 2. Реактор закрепляют на перемешивающем устройстве и помещают в теплоноситель с заранее установленной температурой. Далее включают перемешивание. В реакторе выдерживают температуру 55°С, давление 5-6 атм. Реакционную массу выдерживают при постоянном перемешивании в течение 1 часа. По окончании опыта реактор охлаждают, выгружают реакционную массу из реактора, отделяют фильтрованием катализатор КУ-2 ФПП от реакционной массы. Затем содержание ДБА определяется хроматографическим методом. Выход по ДБА - 65%.

Пример 8. В реактор, оборудованный загрузочным отверстием, помещают 0,5 г уксусного альдегида, 1,6 г бутанола-1, 1 мл сульфокатионитного формованного катализатора КУ-2 ФПП. Мольное соотношение уксусный альдегид/бутанол-1 - 1 : 2. Реактор закрепляют на перемешивающем устройстве и помещают в теплоноситель с заранее установленной температурой. Далее включают перемешивание. В реакторе выдерживают температуру 35°С, давление 5-6 атм. Реакционную массу выдерживают при постоянном перемешивании в течение 1 часа. По окончании опыта реактор охлаждают, выгружают реакционную массу из реактора, отделяют фильтрованием катализатор КУ-2 ФПП от реакционной массы. Затем содержание ДБА определяется хроматографическим методом. Выход по ДБА - 68%.

Пример 9. В реактор, оборудованный загрузочным отверстием, помещают 1,0 г уксусного альдегида, 3,2 г бутанола-1, 1 мл сульфокатионитного формованного катализатора КУ-2 ФПП. Мольное соотношение уксусный альдегид/бутанол-1 - 1 : 2. Реактор закрепляют на перемешивающем устройстве и помещают в теплоноситель с заранее установленной температурой. Далее включают перемешивание. В реакторе выдерживают температуру 55°С, давление 5-6 атм. Реакционную массу выдерживают при постоянном перемешивании в течение 1 часа. По окончании опыта реактор охлаждают, выгружают реакционную массу из реактора, отделяют фильтрованием катализатор КУ-2 ФПП от реакционной массы. Затем содержание ДБА определяется хроматографическим методом. Выход по ДБА - 68%.

Пример 10. В реактор, оборудованный загрузочным отверстием, помещают 1,0 г уксусного альдегида, 3,2 г бутанола-1, 4 мл сульфокатионитного формованного катализатора КУ-2 ФПП. Мольное соотношение уксусный альдегид/бутанол-1 - 1 : 2. Реактор закрепляют на перемешивающем устройстве и помещают в теплоноситель с заранее установленной температурой. Далее включают перемешивание. В реакторе выдерживают температуру 75°С, давление 5-6 атм. Реакционную массу выдерживают при постоянном перемешивании в течение 1 часа. По окончании опыта реактор охлаждают, выгружают реакционную массу из реактора, отделяют фильтрованием катализатор КУ-2 ФПП от реакционной массы. Затем содержание ДБА определяется хроматографическим методом. Выход по ДБА - 45%.

Пример 11. В реактор, оборудованный загрузочным отверстием, помещают 0,5 г уксусного альдегида ацетальдегида, 1,6 г бутанола-1, 1 мл сульфокатионитного формованного катализатора КУ-2 ФПП. Мольное соотношение уксусный альдегид /бутанол-1 1 : 2. Реактор закрепляют на перемешивающем устройстве и помещают в теплоноситель с заранее установленной температурой. Далее включают перемешивание. В реакторе выдерживают температуру 75°С, давление 5-6 атм. Реакционную массу выдерживают при постоянном перемешивании в течение 1 часа. По окончании опыта реактор охлаждают, выгружают реакционную массу из реактора, отделяют фильтрованием катализатор КУ-2 ФПП от реакционной массы. Затем содержание ДБА определяется хроматографическим методом. Выход по ДБА - 31%.

Пример 12. В реактор, оборудованный загрузочным отверстием, помещают 1,0 г уксусного альдегида, 3,2 г бутанола-1, 1 мл сульфокатионитного формованного катализатора КУ-2 ФПП. Мольное соотношение уксусный альдегид/бутанол-1 - 1 : 2. Реактор закрепляют на перемешивающем устройстве и помещают в теплоноситель с заранее установленной температурой. Далее включают перемешивание. В реакторе выдерживают температуру 75°С, давление 5-6 атм. Реакционную массу выдерживают при постоянном перемешивании в течение 1 часа. По окончании опыта реактор охлаждают, выгружают реакционную массу из реактора, отделяют фильтрованием катализатор КУ-2 ФПП от реакционной массы. Затем содержание ДБА определяется хроматографическим методом. Выход по ДБА - 38%.

Результаты синтезов ДБА приведены в таблице 1.

Таблица 1.

№ опыта Температура, °С Соотношение количества сырья (бутанола-1 и уксусного альдегида) и катализатора
(по объему)		 Выход по ДБА, %
1 25 1 : 1 54
2 25 2 : 1 47
3 25 4 : 1 43
4 35 1 : 1 72
5 35 2 : 1 73
6 35 4 : 1 68
7 55 1 : 1 65
8 55 2 : 1 68
9 55 4 : 1 31
10 75 1 : 1 45
11 75 2 : 1 31
12 75 4 : 1 38

Способ позволяет увеличить выход целевого ДБА до уровня 72-73% при мольном соотношение уксусный альдегид /бутанол-1 - 1 : 2, соотношении уксусного альдегида с бутанолом-1 и катализатора по объему (1-2) : 1, температуре 35-55ºС, давлении 5-6 атм и продолжительности синтеза 1 час. Проведение процесса при соотношении уксусного альдегида с бутанолом-1 и катализатора по объему (1-4) : 1 при температурах ниже 35°С и выше 75°С ведет к снижению выхода целевого ДБА.

1. Способ получения дибутилацеталя взаимодействием уксусного альдегида с бутанолом-1 в присутствии межфазного катализатора - сульфокатионитного формованного катализатора КУ-2 ФПП, при соотношении сырья уксусный альдегид/бутанол-1 и катализатора по объему (1-2):1, температуре 35-55°С, давлении 5-6 атм в течение 1 часа.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что мольное соотношение уксусный альдегид/бутанол-1 составляет 1:2.



 

Похожие патенты:
Настоящее изобретение относится к применению 1,1-диэтоксиэтана в качестве антидетонационной присадки для увеличения детонационной стойкости низкокипящего бензина с температурой начала кипения от 80°С до 120°С, исследовательское и моторное октановые числа которого составляют не менее 70 единиц. Причем 1,1-диэтоксиэтан составляет от 5% до 20% по объему относительно общего объема низкокипящего бензина и является единственной антидетонационной присадкой, при этом исследовательское октановое число бензина увеличивается не менее чем на 40 единиц.
Изобретение относится к одностадийному способу получения 1,1-диэтоксиэтана, который может быть использован в качестве растворителя ароматизатора в парфюмерии и пищевой промышленности, как добавка к медицинским препаратам и оксигенатная присадка к автомобильному горючему. Способ включает парофазное гетерогенное каталитическое превращение этанола путем пропускания через реактор с гетерогенным твердым катализатором парообразного этанола.

Изобретение относится к способу очистки метилметакрилата (ММА), включающему осуществление контакта содержащего примеси жидкого ММА с сульфокислотной смолой в присутствии формальдегида или пригодного источника метилена или этилена формулы I, как определено ниже, где R5 и R6 независимо выбирают из углеводородов C1-C12 или Н; Х представляет собой О; n является целым числом от 1 до 100; и m имеет значение 1 или 2, и в котором сульфокислотная смола, необязательно, по меньшей мере, частично деактивирована.

Настоящее изобретение относится к способу получения оксигенатной топливной присадки 1,1-диэтоксиэтана к дизельным топливам и бензинам, улучшающей их качество. Способ заключается в конверсии этанола при повышенной температуре и давлении в присутствии катализатора.

Изобретение относится к камфоленовым производным общей формулы (I), душистой или ароматической вкусовой композиции и их применению в парфюмерии для получения ароматизированных основ и концентратов, в качестве ароматических средств для получения вкусовых композиций или изделий, в качестве средств, маскирующих запахи и/или вкус, в том числе в комбинации с другими парфюмерными или ароматическими ингредиентами, растворителями или добавками.

Изобретение относится к процессу производства метилаля, используемого в косметических и технических аэрозолях, в качестве растворителя для красок и лаков, в качестве реагента в фармацевтических синтезах и в производстве ионообменных смол, в качестве составной части клеев, в качестве исходного сырья для синтеза высококонцентрированного формальдегида, изопрена и т.д.

Изобретение относится к способу получения высококонцентрированного метилаля из формальдегида и метанола реакционно-ректификационным методом, включающему предварительное смешение водного раствора формальдегида и метанола, подачу полученной смеси в предреакционную зону, последующую подачу смеси непрореагировавших исходных реагентов, образовавшегося метилаля и воды в ректификационную колонну, имеющую реакционно-ректификационную зону, расположенную выше куба ректификационной колонны, подачу экстрагента в ректификационную зону колонны, расположенную выше реакционно-ректификационной зоны, конденсацию продукта, содержащего более 98 мас.% метилаля, отбираемого сверху колонны, очистку метилаля от содержащихся в нем примесей, характеризующемуся тем, что на предварительное смешение подают метанол в количестве от 95 до 50% от необходимого для осуществления способа, а оставшуюся часть метанола, в количестве от 5 до 50% от необходимого для осуществления способа, подают в ректификационную колонну ниже реакционно-ректификационной зоны и очистку метилаля проводят азеотропной ректификацией с изопентаном, подаваемым в количестве от 15 до 50% в расчете на количество очищаемого метилаля, с выделением в качестве кубового продукта целевого метилаля, а в качестве верхнего продукта смеси изопентана преимущественно с метилалем, метанолом и водой с последующей конденсацией и расслаиванием верхнего продукта на углеводородный и водный слои, возвратом части углеводородного слоя в колонну азеотропной ректификации в качестве флегмы, а оставшейся части углеводородного слоя в питание этой колонны и с возвратом водного слоя в ректификационную колонну ниже реакционно-ректификационной зоны.

Изобретение относится к способу получения ацетиленовоненасыщенного спирта, применяемого в получении витаминов и каротеноидов, реакцией карбонильного соединения с ацетиленом в присутствии аммиака и гидроксида щелочного металла и характеризуется тем, что карбонильное соединение представляет собой метилэтилкетон, метилглиоксальдиметилацеталь, 6-метил-5-гептен-2-он, 6-метил-5-октен-2-он, гексагидропсевдоионон, 4-(2,6,6-триметил-1-циклогексен-1-ил)-3-бутен-2-он или 6,10,14-триметил-2-пентадеканон, гидроксид щелочного металла используют в водном растворе и молярное соотношение между этим гидроксидом щелочного металла и карбонильным соединение составляет меньше 1:200.

Настоящее изобретение касается алкоксилированных гидроксикарбоновых кислот, способа их получения и их применения. Предложена смесь с поверхностно-активными свойствами соединений формулы (I'), в которой R1 выбран из алкила с 1-10 атомами углерода, разветвленного насыщенного или ненасыщенного алифатического углеводородного остатка с 1-30 атомами углерода, линейного ненасыщенного алифатического углеводородного остатка с 1-30 атомами углерода, насыщенных или ненасыщенных циклоалифатических углеводородных радикалов с 3-10 атомами углерода и арила; R2 означает -CRaRb-CRcRd-, в котором каждый Ra, Rb, Rc и Rd независимо друг от друга выбран из водорода, незамещенного алкила с 1-30 атомами углерода, незамещенного циклоалкила с 5-7 атомами углерода и циклоалкила с 5-7 атомами углерода, который содержит 1, 2 или 3 заместителя, которые независимо друг от друга выбраны из алкила с 1-6 атомами углерода и алкенила с 2-6 атомами углерода, причем два остатка Ra и Rc, также вместе с группой-CRb-CRd-, к которой они присоединены, могут означать циклоалкил с 5-7 атомами углерода, который является незамещенным или содержит 1, 2 или 3 заместителя, которые независимо друг от друга выбраны из алкила с 1-6 атомами углерода и алкенила с 2-6 атомами углерода; R3 выбран из водорода и метила; X в каждом случае означает связь, или двухвалентный линейный или разветвленный насыщенный или ненасыщенный алифатический углеводородный остаток с 1-30 атомами углерода, или двухвалентный насыщенный или ненасыщенный циклоалифатический углеводородный остаток с 3-10 атомами углерода; k означает число от 2 до 100; n означает число от 1 до 10; и А означает водород или катионный эквивалент; за исключением 2-[2-(2-гидроксиэтокси)этокси]пропановой кислоты.
© Патентный поиск, поиск патентов на изобретения - FindPatent.RU 2012-2024
Политика конфиденциальности 2021-01-14 2022-10-05T14:40:17
Наверх