Катализатор для окисления алкилароматических углеводородов

 

(72) Авторы изобретения

Г. П. Павлов, И. Д. Синович, В. В. Федорова, Н, В, Быкова и К. Н. Долгая (7!) Заявитель (54) КАТАЛИЗАТОР ДЛЯ ОКИСЛЕНИЯ АЛКИЛАРОМАТИЧЕСКИХ

УГЛЕВОДОРОДОВ

Изобретение относится к производству ката= лизаторов для окисления апкилароматических углеводородов и гидроперекиси.

Известен катализатор для окисления алкилароматических углеводородов„в частности изопропилбензола, в гидроперекись — бензоат и формиат меди (15.

На указанном катализаторе селективность окисления изопропилбензола в гидроперекнсь составляет 82 — 90%.

Известно также применение в качестве ката- лизатора окисления алкилароматических углеводородов комплексных соединений металлов, например фталоцианинов цинка, меди, магния (2).

Указанный катализатор обладает высокой селективностью, однако он недостаточно активен. Так, скорость окисления изопропилбен1 зола в присутствии фталоиданинов магния или меди при 105 С составляет 3,3-3,9% в час,при

Ц5 С вЂ” 3,7% в час.

Целью изобретения является повышение активности катализатора, 2

Указанная цель достигается, согласно изобрению, применением внутренних комплексных солей. а-аминокислот общей формулы

3, я M — СН вЂ” C=O

О

CG

О o =C — СН вЂ” »i

R где и — водород, СН3, С Н СН, СНзСН (ОН) в качестве катализатора для окисления алкилароматических углеводородов.

Внутренние комплексные соли а-аминокислот используются в аналитической химии для

691187

3 количественного определения металлов t3) и ранее в качестве катализаторов не применялись 4

Н

Внутренние комплексные соли а-аминокислот могут быть получены иэ соли, гидроокиси или окиси меди и а-аминокислоты в виде кристаллов игольчатой или пластинчатой модификации

Указанный катализатор обладает высокой активностью — скорость образования гидроперекиси при 80 — 150 С составляет 5,2-13,4% в час нри селективности 89 — 98,3%.

Ляя окисления алкилароматических углеводородов в гидроперекиси наиболее эффективными являются соли меди ряда а-аминокислот, такие как гликоколят, треонинат, триптофанат, аланинат меди.

Пример 1. В реактор барботажного шпа загружают 100 мл м-диизопропилбензола.

В нагретый до 110 С углеводород добавляют

0,106 r (5 ° 10 моль/л) гликоколята меди

Н M — СŠ— С=О

2 Z 2 о

Сы

Г

О, О=С СН NK

2 3.

40 затем подают воздух со скоростью 15 л/ч. Че- 45 рез 5 ч окисления в реакционной массе содержится 41,19% моногидроперекиси, 2,79% ок сигидроперекиси и 13,88 о дигидроперекиси (суммарное содержание гидроперекисей в расчете на моногидроперекись 67,62%). Средняя скорость накопления гидроперекисей 13 4% в час. Селективность окисления в моно- и дигидроперекнсь 95,3%.

Пример 2. м-Диизопропилбензол окис- ляют в тех же условиях, как в примере 1. В качестве катализатора используют триптофанат меди:

Эти соли могут быть использованы в качестве катализаторов для жидкофазного окисления изопропилбензола, диизопропилбензола, цимола, триизопропилбензола и других алкилароматических углеводородов в гидроперекиси кислородом или кислородсодержащим газом о при 80 — 150 С. Катализатор вводят в исходный углеводород в количестве от 5 ° 10 з до 5 10 4

1 мольна l л, исходного углеводорода в виде кристаллов либо в виде водного раствора, Зо

2

Н 3 — СН вЂ” С=0

0

Си

О

О=С CH 3H

СБ

H в количестве 4,9 10 моль/л. Через б ч получают оксидат, содержащий 42,69% моногидропе рекиси, 1,8l o оксигидроперекиси и 11,61% дигидроперекиси (суммарное содержание гидроперекисей в расчете на моногидроперекись

64,3%). Средняя скорость образования гидроперекисей 10,7% в час. Селективность окисления в моно- и дигидроперекись 97%.

Пример 3. м-Диизопропилбенэол окисляют в тех же условиях, как в примере 1.

В качестве катализатора используют треонинат меди, СН (0H) ©H. !

Н У вЂ” СН С=O

2 ,б

О

0= С СН вЂ” Ng

CE(0H I сН в количестве 5.10" моль/л, Через 5 ч получают оксидат, содержащий 41,6% моногидропе. рекиси, 1,4% оксигидроперекиси и 10„32% дигидроперекиси (суммарное содержание гидропе рекисей в расчете на моногидроперекись 60,62%) .

Средняя скорость образования гидроперекисей

12,1% в час. Селективность окисления в монои дигидройерекись 97,3%.

Пример 4. м-Диизопропилбенэол окисляют в тех же условиях, как в примере 1.

В качестве катализатора используют аланинат меди. Б

Б М СН вЂ” C=0

2 с, l

Си

0

О= С вЂ” СН вЂ” XH

СЕ

691187 в количестве 5 10 4 моль/л, Через 3 ч получают оксидат, содержащий 24,70% моногидроперекиси, 0,62% оксигидроперекиси н 3,54% днгидроперекиси (суммарное содержание гидроперекисей в расчете на моногидроперекись

35,70%). Средняя скорость образования гидроперекисей 11,9% в час, Селективность окисления в моно- и дигидроперекись 98,3%.

П-р и м е р 5. 100 мл иэопропилбензола окисляют кислородом воздуха при 120 С в присутствии 1 08 ° 10 моль/л гликоколята меди. Через 5 ч окисления получают оксидат, содержащий 30,79 o гидроперекиси и 1,6% побочных продуктов. Средняя скорость образования гидроперекиси 5,16% в час. Селективность окисления в гидроперекись 94,7%.

Пример 6. 100 мл нзопропил-м-кси- . лола окисляют кислородом воздуха при 135 С в присутствии 4,8-10 моль/л фенилаланината меди го ствии гликоколята меди в условиях, приведенных в примере 5, Через 3 ч окисления получают реакционную массу, содержащую 156% пщроперекиси цимола и 1,5% побочных продуктов. Средняя скорость накопления пщроперекисн 5,3% в час.

Селективность окисления в гидроперекись

90,1%.

Формула изобретения

Применение внутренних комплексных солей а-аминокислот общей формулы

К !

Я Б — Си-С = О

2 %

Си, . 0

О =С СН вЂ” 5H

2, в качестве катализатора для окисления алкилароматических углеводородов, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент CIIIA Р2820832, кл, 260 — 610, опублик. 1958.

2. Патент США Р2954405, кл. 260 — 610, опублик. 1962.

3. Гринберг А. А. Введение в химию комплексных соединений. М., "Химия", 1971, с. 506.

Я, H М вЂ” СН вЂ” С =О

/ где Й вЂ” Bopopog СНэ, Cg Hg CHg СИЗ СН (ОН),, О

Си

2

9 С. — CH — NH

I 2 Ж ск Е !

Через 2,5 ч окисления получают оксидат, содержащий 20,95% гидроперекиси изопропил-м-ксилола и 2,03% побочных продуктов (1,46% ди- 3ь метилацетофенона и, 0,57% диметилбензойной кислоты) .

Средняя скорость образования гидроперекиси 8,4% в час. Селективность окисления s гидроперекись 89,5%, Пример 7. 100 мл смеси м- и и-цимолов (соотношение 1:2,3) окисляют в присутСоставитель Н. Путова

Редактор В, Минасбекова Техред .М.Петко Корректор Е. Папп

Заказ 6091/4 Тираж 877, Подписное

ЦИИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4