Способ получения п-нитробензонитрила

 

(57) ТЕКСТ РЕФЕРАТА ОТСУТСТВУЕТ

Изобретение относится к способам получения n-нитробензонитрила, который находит применение в производстве полимерных материалов, соединений с жидкокристаллическими и анестезирующими свойствами. Известен способ получения n-нитробензонитрила путем взаимодействия n-нитробензойной кислоты с ацетонитрилом при 300^оС. Однако в этом способе используют относительно дефицитное сырье n-нитробензойную кислоту. Известен также способ получения n-нитробензонитрила путем окислительного аммонолиза n-метилнитробензола в присутствии воды и окисного ванадиево-титанового катализатора при 300-400^оС. Однако выход целевого продукта в этом способе не превышает 50% при селективности 70% С целью увеличения выхода целевого продукта и селективности процесса предлагается способ получения n-нитробензонитрила, в котором в качестве исходного пара-производного нитробензола используют n-хлорметилнитробензол. Использование хлорсодержащего сырья в процессе получения n-нитробензонитрила позволяет увеличить выход целевого продукта до 77,5 мол. и селективность до 92 мол. n-Нитробензонитрил получают следующим образом. В трубку из нержавеющей стали загружают сплавленный окисный ванадиево-титановый катализатор и пропускают через него газообразную смесь, содержащую n-хлорметилнитробензол, воздух, аммиак и воду. Продукты реакции улавливают в орошаемых скрубберах или змеевиковых холодильниках и выделяют экстракцией и перекристаллизацией. П р и м е р. 140 мл гранулированного ванадиево-титанового катализатора, приготовленного сплавлением 2 моль пятиокиси ванадия марки 4 и 1 моль двуокиси титана (4) при 850^оС, помещают в реакционную трубку из нержавеющей стали с внутренним диаметром 21 мм и высотой 1000 мм. Над катализатором в течение 12 ч при 320^оС пропускают газообразную смесь n-хлорметилнитробензола, воздуха, аммиака и воды. Скорость подачи n-нитробензилхлорида 3,34 г, воздуха 104 л, аммиака 6,3 г, воды 25 г в 1 ч. Молярное соотношение n-хлорметилнитробензол кислород воздуха аммиак вода 1:50:22:72. Время контакта 0,4 с. Продукты реакции улавливают в скрубберах, орошаемых ацетоном. Анализ продуктов осуществляют методом ГЖХ на хроматографе "Вырухром" с пламенно-ионизационным детектором, колонка (l 1 м; d 3 мм) заполнена 15% силикона ДС-550 на хезасорбе AW HMDS (0,2-0,36 мм). Температура колонки 176^оС, газоноситель аргон. Установлено, что катализат содержит 1,85 г (5,5%) непрореагировавшего n-нитробензилхлорида и 25,8 г (77,5% (n-нитробензилхлорида). В таблице приведены результаты окислительного аммонолиза n-нитробензилхлорида при различных температурах. Для выделения n-нитробензонитрила продукты реакции улавливают в змеевиковых стеклянных трубках. Кристаллический продукт, состоящий в основном из n-нитробензилхлорида и n-нитробензонитрила, извлекают из системы улавливания водой, отфильтровывают и экстрагируют петролейным эфиром. Нерастворимый в петролейном эфире n-нитробензонитрил перекристаллизовывают из этанола, т.пл. 146-148^оС. Найдено, С 56,88; Н 2,75; N 18,51. С₇Н₄N₂O₂. Вычислено, С 56,75; Н 2,70; N 18,92. ИК-спектр: частота 2240 см^-1, характерная для СN-группы. Гидролизом n-нитробензонитрила 5%-ным водным раствором едкого кали при 100^оС получают n-нитробензойную кислоту с т.пл. 236-237^оС.

Формула изобретения

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ П-НИТРОБЕНЗОНИТРИЛА путем окислительного аммонолиза пара-производных нитробензола в присутствии окисного ванадиево-титанового катализатора и воды при 300 - 400^oС, отличающийся тем, что, с целью увеличения выхода целевого продукта и селективности процесса, в качетстве пара-производного нитробензола используют п-хлорметилнитробензол.

РИСУНКИ

Рисунок 1