Способ получения бензолкарбоновых кислот

 

О П И С А Н И Е l<»>372987

Союз Соввтских

Сокиалистических

Республик

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 16,02.70 (21) 1403883 23-4 с присоединением заявки— (23) Приоритет— (43) Опубликовано 05.01.76. Бюллетень ¹ 1 (51) 2Ч.Кл. - С 07 С 51/32

Гасударственный комитет

Совета Министров СССР оо лелви изобретений и открытий (53) УДК 547.581.07:

:547.585.07 (088.8) (45) Дата опубликования описания 06.08.76 (72) Авторы иноб|ретения В. А Якоби, С. М. Тютюнник, Г. A. Галстян, В. Я. Дьяченко, Б. A. Костицын и П. П. Гнатюк (71) Заявитель Рубежанский филиал Харьковского политехнического института им. В. И. Ленина (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕИИЯ БЕ11ЗОЛКАРБОНОВЫХ

КИСЛОТ

Изобретение относится к способу получения бензолкарбоновых кислот, широко применяющихся в химической промышленности.

Известен способ получения алкилбензойных кислот окислением алкилбензолов кислородом воздуха при повышенной температуре в присутствии катализатора.

К недостаткам известного способа относятся недостаточно высокая селективность катализатора и низкий выход продуктов.

С целью упрощения процесса в качестве окислителя предлагается использовать озонированные растворы солей металлов переменной валентности и проводить реакцию преимущественно прои 70 С. Возможность многократного использования раствора солей металлов переменной валентности позволяет практически полностью устранить образование сточных вод при проведении процесса окисления, который можно легко осуществить непрерывным .методом при полной автоматизации.

iBo всех .примерах для получения окислителя используют прибор, представляющий собой колонку с пористым дном.

Пример 1. 100 ял водного раствора, содержащего 40 лтл осонцентрированной серной кислоты, 5,8 г сульфата хрома, 0,69 г сульфата марганца, 0,0005 г сульфата меди и 0,02 г сульфата железа озонируют при

70 С озона-кислородной смесью до по."лощения 3 г озона. Из полученного раствора отгоняют воду до содержания кислоты 59,4,;, загружают в колбу с мешалкой, вводят 0,54 г ь и-нитротолуола и выдерживают 5 чс2с прп

70 С. Реакционную массу разбавляют водой, охлаждают, фильтруют, осадок п-нитробензойной кислоты отмывают водой от серной кислоты и сушат.

>о Получают 0,65 (98%) г п-нптробензойной кислоты, т. пл. 238 — 240 С.

Фильтрат вместе с промывнымн водгмп, содержащими соли металлов переменной валентности, снова подают на озоппровацие.

15 Нр>; многократном использовании сернокислотно;о раствора выход и качество получаемой,г-нитрооензойной кислоты Hp. изменяется.

Пример 2. Окисление проводят, как в примере 1, но выдерживают только 2 чс2с HpII

70 С. От полученной реакционной массы отгоняют с водяным паром непрореагнровавший

f2-нитротолуол, отфильтровывают I2-нитробензойную ки слоту, отмывают ее от серной кислоты и сушат.

Получают 0,62 г (100% на использованный и-нитротслуол) и-нитробензойной кислоты, т. пл. 238 — 239 С.

Конденсат, полученный при отгонке и-нитротолуола, фильтруют и получают 0,08 г (5% от загрузки) п-нитротолуола. Непроре372907

Формула изобретения

Составитель Г. Лавриненко

Техред А. Камышиикова

Корректор В. Гутман

Редактор Т. Шарганова

Зак. 717/903 Изд. № 160 Тираж 575 Подписное

UHHHHH Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений н открытий

Москва. Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент» агировазшпй п-нитротолуол и ко гден=ат используют в последующих операциях.

Пример 3. В 140 мл водного раствора, содержаще-.о 2 ил концентрированной серной кислоты, 5,8 г сульфата хрома, 0,69 г сульфата марганца, 0,0005 г сульфата меди и 0,02г сульфата железа, при 70 С барботируют озоно-кислородную смесь до поглощения 3 г озо.на, отгоняют 40 мл воды и доводят рН раствора до 5 добавкой соды. Полученный раствор:àãðóæàþò в автоклав, добавляют 1,28г толуола, нагревают до 200 С, выдерживают

2 час при этой температуре, охлаждают, отфильтровывают и промывают осаде к горячей водой. Выпавшую при подкислении фильтрата бензойную кислоту отфильтровывают, отс .ывают водой от минеральной кислоты и сушат.

Получают 1,66 г (98% ) бензойной кислоты, т. пл. 120 — 121 С.

Фильтрат после добавления промывпых вод и осадка годают на озочирование и используют в следующей операции. При многократном использовании озонированного рас25 твора выход и качество бензойной кислоты не изменяется.

Пример 4. 200 мл водного раствора, содержащего 5 ял концентрированной серной кислоты, 47 г сульфата хрома, 6 г сульфата марганца, 0,008 г сульфата меди и 0,12 г сульфата железа, озонируют при 70 С озопо.лслородной смесью до,поглощения 15 г озо»а, отгоняют 60 мл воды и доводят рН до

5 дооавкой соды.

Полученный раствор загружают в автоклав, добавляют 7 г 2,5-дихлор-п-«c»;toла, нагревают до 225 С и выдерживают 5 час при этой температуре. После охлаждения и фильтрования из фильтрата подкислением серной 40 кислотой выделяют 2,5-дпхлортерефталевую

|кислоту, отмывают ее 60 лл воды от серной кислоты и сушат.

Получают 9,12 г (97%) 2,5-,дихлортерефталевой кислоты, т. пл. 305 С.

Осадок после первой фильтрации загружают в маточник,,полученный после второй фильтрации, озонируют и иопользуют в последующих операциях окисления.

Многократное использование озонированного раствора не влияет на выход )H качество получаемой 2,5-дихлортерефталевой кислоты.

П р им ер 5. В 40 мл водного раствора, содержащего 20 мл концентрированной серпой,кислоты, 1,48 г сульфата хрома, 0,55 г сульфата марганца, 0,0005 г сульфа-,à меди и

0,02 г сульфата железа, в течение 6 час при

70 С про пускают озопо.кислородную смесь и постепенно добавляют 1 г и-нитротолуола, выдерживают 1 час при 70 С, фильтруют, отмьгвают водой от серной кислоты и сушат.

Получают 0,93 г (95% в пересчете на использованный а-нитротолуол) а-нитробепзойной кислоты, т. пл. 238 — 240 С.

В процессе окисления частично отгоняеся п-нитротолуол, который конденсируется вместе с па рами воды. Из конденсата выделяют 0,21 г п-нитротолуола, т.,пл. 50 — 51 С.

Фильтрат, полученный после отделения и-нитробензойной кислоты, и конденсат подают и а сл е дующую опер а цию.

1. Способ получения бензолкарбоновых кис",îò путем окисления. алкилбензолов при нагревалии, отл и чаю щийся тем, что, с целью упрощения процесса, в качестве окислителя используют озонированные растворы солей металлов переменной валентности.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что процесс ведут при 70 C.