Способ получения метилметакрилата

 

-ит

„ " эх

" и т, (1i)424347

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К ПАТЕНТУ (61) Зависимый от lIIBTBkITB— (22) Заявлено 30.05.72 (21) 1788175/23-4 (32) Приоритет 17.06.71 (31) 7122946 (33) Ф р а нцн я

Опубликовано 15.04.74. Бюллетень № 14 (51) М.Кл. С 07с 69/54

С 07с 67/00

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 547.391.3.07 (088,8) Дата опубликования описания 07.03.75 (72) Автор изобретения

Иностранец

Альбор Буньо (Франция) (71) Заявитель

Иностранная фирма

«Мелль-Безон» (Франция) (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МЕТИЛМЕТАКРИЛАТА

Данное изобретение относится к получению метилметакрилата, который находит широкое применение в производстве пластических масс.

Известен способ получения эфира этиленненасыщенной кислоты, на пример метилакрилата, .нагреванием р-алкоксиалкановой кислоты, например Р-метокси пронионовой кислоты, при температуре 100 †1 С в присутствии кислотного катализатора, на п риме р толуолсуль- 10 фокислоты, и ингнбитора полимеризации, например гидрохинона, с последующим выделением целевого продукта и продуктов реакции, например метанола, метилметоксипропионата, которые возвращают на начальную стадию 15 процесса вместе с непрореагировавшей исходной кислотой.

Во время это го процесса протекают две последовательные реакции: разложение р-меток- 20 сиизомасляной кислоты на метилакриловую кислоту II метанол Jt образование сложного эфира при реакции между метилакриловэй кислотой .и метанолом.

Сложный эфир метакриловой кислоты и воду, которые при этом образуются, неп рерьовно удаляют азеотропной пе регонкой, что позволяет Ix легко выделить. Ванна при этом становится практически сухой, что привод ит к образованию большого количества п|родуктов полимеризации и сокращению срока службы ванны.

Целью настоящего изобретения является

:повышение выхода целевого продукта н упрощение процесса. Для достижения этой цели назревание Р-метоксиизомасляной кислоты ведут в присутствии воды, Постоянное п рисутствие некоторого количества воды в ванне повышает производительность BàHiHы, выход метилметакрилата и срок службы ванны, а также способствует реакции разложения р-метоксиизомасляной кислоты н ее метплового эфира, протекающей через п ромежуточную стадию гидролиза, на метанол и Р-метоксиизомасляную кислоту и на метанол н р-гидроксилизобутиратметил.

Положительное действие до полнительного количества воды, даже будучи не очень заметным, опровергает сугцесввующее мнение об отрицательном влиянии воды при аналогичной реакции получения метилметакрилата из р-метоксипропионовой кислоты.

Разнииу в протекании реакций можно объяснить тем фактом, что в случае ак рилата на

1 кг эфира образуется 0,21 кг воды, а при азеовро пной перегонке воды и метилметак рилата из ванны увлекается лишь 0,07 кг воды па 1 кг акрилата. Таким образом, не происходит обезвоживания,ванны, EIBIIIpoTHâ, в случае метакрилата на 1 кг эфира образуется 0,18 кг

424347 воды, кото рая во время азеотропной перегонки воды и метилметакрилата может быть выведена практически полностью. Если к этому добавить, что образующееся небольшое количество воды непрерывно увлекается во время 6 перегонки п(рисутствующим в ванне метиловьгм эфиром р-метоксиизомасляной кислоты, то можно.понять, что ванна постоянно о безвожи вается.

По предлагаемому способу количество во- 1О ды, которое нужно непрерывно вводить в ванну, составляет на единицу времени 2 — 15 вес.% j3-метоксиизомасляной кислоты, вводимой за это же время, причем оптимальное количество составляет 4 — 7 вес.% . 15

Нужно заметить, что если количество воды в ванне слишком болыпое, то эта вода увлекает при азеотропной пе регoн ке метиловый эфир Р-метоксиизома сляной кислоты, который затем необходимо выделять пз остальных ди- 2О стиллято в, выведенных из ванны. Поэтому введение в ванну более 15% воды .по отно шению к весу р.метоксиизомасляной кислоты нежелательно.

Следует также заметить, что указанные количества воды, которую нужно подать, касаются:процесса, протекающего при атмос ферном давлении. Если п роцесс идет при ином давлении, то в случае надобности следует добавлять необходимое количество воды в зависимости от существующего давления.

Установка для осуществления предлагаемого способа представляет собой реакционный аппарат с обогревом, В верхней его части имеется отвод шлемовой трубы, соединяющий зя .реактор с устройством для перегонки ти па перегонной колонны. Реактор содержит ванну, в которой в нормаль|ных условиях протекания процесса находится п редпочтительно

5 — 60% по весу, обычно 30% по весу, арил-,4о сульфокислоты, на пример а-толуолсульфокислоты, служащей катализатором, остальная часть ванны заполнена р мето коиизомасляной кислотой и ее метиловым эфиром.

Температура ванны 100 — 170 С, предпочти- 45 тельно 140 — 150 :С. Из непрерывно отдельно перегоняемой смеси, состоящей из метилметакрилата, воды, мета иола и незначительного количества метиловопо эфира р-метоксиизомасляной кислоты, вводят в ванну (после от- 50 деления одного за другими компонентов смеси) метило вый эфир р-метоксиизома сля ной кислоты, который:полностью,разлагается в на вне на метилметак рилат и метанол.

Постоянный объем ванны поддерживают за ь счет непрерывной подачи р-.ìåòoêñèèçîìàñëÿной кислоты и воды, а также обычно небольшого количества метанола так, чтобы общее количество, вводимое в установку за единицу времени, было равно общему количеству про- 60 дуктов, выводимых из установки за это же время, Та|ким образом количество вводимого метанола составляет 0,1 — 0,8 вес. ч., пре д почтительно 0,3 вес. ч, на 1 вес. ч. вводимой р-ме- 6з токсиизомасляной кислоты. Метанол вместе с другими компонентами, образующимися в ванне, разделяют на составляющие продукты и выделенный метанол снова вводят в ванну.

За счет .постоянного введения метанола реакционная смесь в ванне не обогащается метакриловой кислотой, которая в этой .среде легко полимеризуется.

Следует отметить, что в этом случае метанол может содержать углеводороды, на пример гексан, который способствует последующей азеотропной,пере гонке, Помимо указанных ком поненто в, в:ванну можяо вводить один или несколько стабилизирующих компонентов, предотвращающих реакции полимеризации, на пример гидрохинон, метиленовую синь, соли меди и т. п.

Кроме полимериза ции, в ван не может протекать побочная реакция этерифика ции метанола с образованием небольших количеств окиси метила. Чтобы избежать потерь, в ванну добавляют эквивалентные количества метанола.

Пример. Берут колбу емкостью 2 л, сна бженную колонкой, за полненной насадкой из колец Рашига. В верхней части этой колонки имеется отвод шлемовой трубы, соединенный с колонкой непрерывной перегоики. Поднимающиеся вверх пары идут.на,:разделение,,и метиловый эфир Р- метоисиизомаcJIBHoé кислоты возвращается непосредственно в ванину.

Температура ванны 150 С; каждый час в нее непрерывно вводят реагенты в количествах (г):

Р-Метоксиизомасляная кислота 119

Вода 6

Мета.нол 40

Из реактора ia течение 1 часа получают,продукты (г):

Метилметакрилат 100

Вода 25

Мета.нол 36,5

Окись метила 2,5

Обратно в ванну вводят в течение 1 часа

-20 г метилового эфира Р-метоксиизомасляной кислоты, За это же время в ванне обр»зуется —,1 г полимеров. Выход метилметажрилата 99 1%.

После 100 час ра боты в этих условиях удельная производительность ванны еще рав.на 90 г метилметакрилата в 1 час, т. е. она ниже всего,на 10%.

Предмет изобретения

1, Спосо б получения метилмета кр илата путем нагревания Р-метоксиизомасляной кислоты в прису"пствии ауилсульфокислоты в качестве катализатора при температуре 100—

170 С в присутствии инги битора полимеризации, напромер гидрохинона, с Ооследующим выделением целевого п родукта и продуктов реакции, на п ример метилового эфира р-метоксиизомасляной кислоты, мета иола, которые направляют вместе с нелрореагиро вавшей

424347

Составитель Е. Дембровская

Техред Е. Борисова Корректор Е. Рогайлина

Редактор Д. Емельянова

Заказ 3671/15 Изд. ¹ 1513 Тираж 506 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, 5Ê-35, Раушская наб., д. 4/5

Обл. тип. Костромского управления издательств, полиграфии и книжной торговли

-исходной кислотой в начальную стадию про.цесса, отличаюи„ийся тем, что, с целью увели.чения выхода целевого продукта и у|прощения

-процесса, Hàrðåâàíèå Р-метоксиизомасляной

;кислоты ведут в присутствии воды, взятой в количестве 2 — 15% по весу от количества р-метоксиизом асляной кислоты.

2. iGnocoo по п. 1, отличающийся тем, что .воду берут в количестве 4 — 7% по весу от ко.-Личества j3-метоксиизомасляной кислоты.

3. Способ по,п п. 1 и 2, отличаюи1ийся тем, что метанол возвращают:в начальную стадию п роцесса в количестве 0,1 — О,8 вес. ч, на

1 вес. ч. введенной Р-метоксиизомасляой кпс5 лоты.

4. Способ по .пп. 1, 2 и 3, orëè÷àþùàéñÿ тем, что кислотный катализатор, налример толуолсульфокислоту, берут в количестве

5 — 60 вес %.

1О