Способ получения алкилциклопентанонов

 

О 4-: — ИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

< 721399

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 290778 (21) 2649465/23-04 () @™

С 07 С 45/22

С 07 С 49/28 с присоединением заявки Мо (23) Приоритет

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 150380 Бюллетень Р 10

Дата опубликования описания 150380 (53) УДК 547.514, . 472. 1 ° 07 (088. 8) (72) Авторы изобретения

Т, Н,Шахтахтинский, Ш „T. Багиров, Ф. М. Иамедов и 3, M. Нагиев

Институт теоретических проблем химической технологии AH Азербайджанской CCP (71) Заявитель (54 ) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ o(. -АЛКИЛЦИКЛОПЕНТАНОНОБ

Изобретение относится к области органической химии, к усовершенствованному способу получения А-алкилциклопентанонов, которые можно применять в производстве в качестве эффективного растворителя исходного продукта при синтезе А-алкилциклопентанолов, алкилглутаровой кислоты, .а также душистых веществ аналогов гидрожасмона.

Известен способ получения А -алкилциклопентанонов окислением А-алкил-циклопентенов надмуравьиной кислотой в присутствии перекиси водорода при

40 С с последующей отгонкой непрореагировавшей кислоты и воды. Целевой продукт выделяют путем экстрагирования полученной при перегонке смеси кетона с водой с последующей отгонкой

-етона в вакууме (1).

Недостатком указанного способа является низкий выход целевого продукта (65-67Ъ от теоретического) °

Известен способ получения 4-алкилциклопентанонов в качестве побочного продукта реакции при синтезе А-окисей циклопентенов из циклопентанона (2), Недостатком этого способа является н; кий выход целевого продукта (6-9Ъ в расчете на исходный продукт) .

Наиболее близким к изобретению по техническому решению: является одностадийный способ получения 2-метилциклопентанона иэомеризацией окиси 1-метилциклопентена на окисных катализаторах, таких как активная окись алюминия, активная окись алюминия, промотированная гидроокисью калия (А1 Оэ+

+ 2Ъ КОН), цеолиты — CaX u NaX (3), Реакцию осуществляют в проточной системе в стационарном слое катализатора при объемной скорости подачи сырья 0,5 ч, продолжительности 1 ч, о в интервале температур 100-300 С.

Недостатком укаэанного способа является относительно низкий выход

2-метилциклопентанона. Так, при оптимальных условиях в присутствии катализатора активной окиси алюминия и

200 С выход 2-метилциклопечтанона составляет 64,4Ъ от теории на взятое исходное сырье, Кроме того, в процессе параллельно с 2-метилциклопентаноном образуются метилциклопентенолы и метилциклопентадиены, которые затрудняют выделение целевого продукта в чистом виде.

721399

Помимо этого, известный способ дает возможность получать только

2-метилциклопентанон, Целью изобретения является повышение выхода целевого продукта, увеличение селективности и расширение универсальности способа.

Поставленная цель достигается предлагаемым способом получения а -алкилциклопентанонов, в которых алкильная группа состоит из 1-4 атомов углерода„ изомеризацией соответствуюших окисей А-алкилциклопентенов в присутствии катализатора при нагревании, отличительной особенностью которого является проведение процесса в присутствии гексана с использованием в качестве катализатора фторированной окиси алюминия, Процесс проводят обычно при 115200 С, при объемном соотношении исходной окиси A.-алкилциклопентена и гекса-20 на 1:1,9-2,1 и объемной скорости подачи исходного сырья 1,2-2,4 ч

Реактором служит пирексовая трубка .с внутренним диаметром 15 мм, помешенная в электрическую трубчатую печь, 5 температура которой регулируется автоматически, В качестве окисей (--алкилциклопентенов используют 1-метил-, 1-зтил-„

1-пропил-, 1-изопропил- и 1-бутилцик- щ лопентены, Окись, растворенную в гексане в объемном соотношении 1:2, подают в реактор из бюретки Баландина, продукты реакции — изомеризат, собирают в зме- З5 евиковую ловушку, охлаждаемую льдом, Продукт реакции изомеризации высушивают над М9ЯО4 и анализируют методом ГЖ-хроматографии на аппарате

JIXN-8МД.

После этого катализат подвергают фракционной перегонке: Х фракция углеводородная — гексан, II фракция—

А.-алкилциклопентанон, остаток — димер алкилцйклопентадиена.

Пример 1. В реактор помеша- 45 ют 40 см катализатора — фторированной окиси алюминия, которую перед опытом активируют при 350-400 С в токе азота в течение 3 ч, После достижения в реакционной зоне темпера- $Q туры 140 С добавляют 20 мл (1 9 г) чистой воды 1-этилциклопентена, растворенной в 40 мл гексана в объемной соотношении 1:2, с помошью бюретки

Баландина равномерно, с объемной скоростью 1,2 ч пропускают над катализатором в течение 1 ч.

Из изомериэата после высушивания над MgSO4 Фракционной перегонкой выделяют 17,3 r 2-этилциклопентанона (91,05% от теории) и 1,7 г димера этилциклопентадиена (8,95% от теории на взятую окись) .

Пример 2. В реакцию берут раствор окиси 1-этилциклопентена

20 мл (19 r) в 40 мл гексана (объем- 65 ное соотношение li2). Реакцию изомеризации проводят при 140 С, объемной скорости i 8 ч, Иэ изомеризата после высушивания над М9ЯО4 Фракционной перегонкой выделяют 18,2 г 2-этилциклопентанона (96,0Ъ от теории) и

0,8 г димера этилциклопентадиена (4,0Ъот теории на взятую смесь) .

Пример 3. B реакцию берут раствор окиси 1-этилциклопентена

20 мл {19 r) в 40 мл гексана (объемное соотношение 1:2).

Реакцию изомериэации проводят при

140 С, объемной скорости 2,4 ч . Из изомеризата после высушивайия над

NgSO4 фракционной перегонкой выделя- ют 17,9 г 2- этилциклопентанона (92,4% от теории) и 1,1 г непрореагировавшей исходиой окиси 1- этилциклопентена (7,6% от теории на взятую смесь), Пример 4. В реакцию берут раствор окиси 1-метилциклопентена

20,5 мл (19 .r) в 41 мл гексана (объемное соотношение 1:2).

Реакцию изомеризации проводят при

115 С, объемной скорости 1,8 ч . Иэ изомеризата после высушивания над

NgSO4 Фракционной перегонкой выделяют 18,4 г 2-метилциклопентанона (97,0% от теории) и 0,6 r димера метилциклопентадиена {3,0Ъ от теории на взятую окись) .

Пример 5, В реакцию берут раствор окиси 1-изопропилциклопентена 20 мл (19 r) в 40 мл гексана (объемное соотношение 1:2), Реакцию изомеризации проводят при

160 С, объемной скорости 1,8 ч

Из изомеризата после BbIc HBBHHH над

NgSO4 фракционной перегонкой выделяют 18,4 г 2-.изопропилциклопентанона (97,0Ъ от теории) и 0,6 г димера изопропилциклопентадиена (3,0% от теории на взятую окись).

Пример 6, В реакцию берут раствор окиси 1-пропилциклопентена

20 мл (19 r) в 40 мл гексана (объемное соотношение 1:2).

Реакцию изомеризации проводят при

165 С, объемной скорости 1,8 ч

Из изомеризата после высушивания над

MgS04 фракционной перегонкой выделяют 18,3 r 2-пропилциклопентанона (96,3% от теории) и 0,7 г димера пропилциклопентадиена (3,7% от теории на взятую окись) .

Пример 7, В реакцию берут раствор окиси 1-бутилциклопентена

19 8 мл (19 г) в 39,6 мл гексана (объемное соотношение 1:2).

Реакцию изомеризации проводят при

200 С, объемной скорости 1,8 ч

Из изомеризата после высушивания над

NgSO4 фракционной перегонкой выделяют 18,5 г 2-бутилциклопентанона (97,3Ъ от теории) и 0 5 г димера бутилциклопентадиена (2,7Ъ от теории на взятую окись).

721399

Формула изобретения

Составитель Л.Крисанова

Редактор Е,Хорина Техред О.Легеза . Корректор N Âèãóëà

Эаказ 74/19 Тираж 495 Подписное

ЦНИИПИ 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

Выход A-алкилциклопентанонов во всех случаях составлял 96-97,3Ъ от теории на взятую окись. Образование

С-алкилциклопентанонов путем изомеризации окиси .-алкилциклопентейов на фторированной окиси алюминия доказано элементарным анализом, определени= ем молекулярного веса, изучением

4К-спектра (интенсивная полоса поглощения 172б см, характерная для карбонильной группы), а также полу ением 2,4-динитрофенилгидразонов.

Применение растворителя реакционной среды — гексана и катализатора— фторированной окиси алюминия в реакции изомеризации окисей -алкилциклопентенов в "--алкилциклопентаноны позволило повысить выход целевого продукта и селективность процесса, 1, Способ получения -алкилциклопентанонов, в которых алкильная группа состоит из 1-4 атомов углерода, иэомеризацией; соответствующих окисей 25

d. алкилциклопентенов в присутствии катализатора при 115-200 С, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения выхода целевого продукта, повышения селективности и расширения З() универсальности способа, процесс проводят в присутствии гексана с использованием в качестве катализатора фторированной окиси алюминия.

2, Способ по п,l, о т л и ч а ю—

Ш и и с R тем, что объемное соотношение исходной окиси .-(.-алкилциклопентена и гексана равно 1:1,9-2,1.

3. Способ по п,l, о т л и ч а ю шийся тем, что объемная скорость подачи исходного сырья равна 1,2ч °

Источники информации, принятые во внимание пои экспертизе

l. Платэ А.Ф,, Мельников А.А.

Окисление l-.алкилциклопентенов-l надмуравьиHîé кислотой как способ сии-.еза 2-алкилциклопентанонов-l, Журнал общей химии, 1960, т.30, с.935.

2, Гурбанов П,А. Бромирование и гидробромирование окисей циклоге <и- ловсго и циклопентенового ; Автореферат канд. диссертации, Баку, 1970.

3, Мусаев И,Р,, Гусейнова Э,С.

Мамедов Ф,N. Изомеризация окиси

1-метилциклопентена на гетерогенных окисных катализаторах. — Азербайджанский хим, журнал, 197б, Р 5, с.?1 (прототип) .