×
10.11.2015
216.013.8bce

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ 2,4,5-ТРИМЕТИЛБЕНЗОЙНОЙ (ДУРИЛОВОЙ) КИСЛОТЫ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к способу получения дуриловой кислоты, применяемой в синтезе полиэфирных смол, пластификаторов, а также в производстве высокопрочных волокон для тканей аэростатов. Сущность изобретения заключается в окислении дурола водным раствором 50-58 мас.% азотной кислоты при температуре 30-50°С в течение 3-6 часов. Предлагаемый способ позволяет расширить сырьевую базу, увеличить выход целевого продукта, упростить технологический процесс. 1 з.п. ф-лы, 3 пр., 1 табл.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к способу получения ароматических кислот из полиалкилбензолов, в частности 2,4,5-триметилбензойной (дуриловой) кислоты, применяемой в синтезе полиэфирных смол, пластификаторов, а также в производстве высокопрочных волокон для тканей аэростатов.

Известен способ получения дуриловой кислоты [Ахметов А.Г., Ахметова С.З., Бекшенева Н.М., Ханнанов Т.М. // Нефтехимия. 1970, X, №6, с. 879-882] окислением дурола кислородом на кобальтовом катализаторе при 165-170°C.

Существует способ окисления дурола на ванадиевом катализаторе [JPS 60246343] при t=360-430°C в токе кислорода.

К недостаткам данных методов стоит отнести повышенное давление и температуру реакции, а также регенерацию катализатора.

Другие способы окисления 1,2,4,5-тетраметилбензола (дурола): азотной кислотой при давлении 8 МПа и t=240°C, соединениями хрома при давлении 5,8 МПа и t=260-288°C, кислородом в среде низших алифатических кислот в присутствии солей переходных металлов в качестве катализатора [В.Ф. Назимок, В.И. Овчинников, В.М. Потехин. Жидкофазное окисление алкил-ароматических углеводородов. М.: Химия, 1987 стр. 175], а также при замене солей металлов низшими алифатическими альдегидами [Б.В. Суворов, Л.Г. Григорьева, Р.П. Некрасова. АС СССР 498284, 1976]. 2,4,5-триметилбензойная кислота является промежуточным продуктом в способах получения пиромеллитовой кислоты [В.Ф. Назимок, В.И. Овчинников, В.М. Потехин. Жидкофазное окисление алкил-ароматических углеводородов. М.: Химия, 1987 стр. 175], но в них она образуется в более жёстких условиях, чем в предлагаемом нами способе получения, и как промежуточный продукт не выделяется.

Принятый как прототип способ [Б.В. Суворов, Л.Г. Григорьева, Р.П. Некрасова. АС СССР 498284, 1976] - окисление дурола кислородом в смеси низшей алифатической кислоты и альдегида, предпочтительно при молярном соотношении дурол:низшая кислота:альдегид 1:9÷20,0:0,3÷0,6.

10Н14+3O2→2С10Н12О2+2H2O

В реакционную колонку вносят 10,0 г (0,075 моль) дурола (марка ч); 90,0 г (1,50 моль) уксусной кислоты, 3,0 г (0,042 моль) уксусного альдегида и 0,05 г моногидрата ацетата кобальта. Скорость подачи кислорода 10-12 л/час. Температура реакции 108-110°C, продолжительность 6 час.

По окончании опыта реакционную массу разгоняют при 35°C/25 мм и получают 74,70 г уксусной кислоты, содержащей 1,2 г дурола.

Остаток обрабатывают 20% раствором едкого натра при охлаждении, не растворившуюся часть отфильтровывают, промывают холодной водой и высушивают на воздухе; получают 2,9 г дурола.

Фильтрат обрабатывают концентрированной соляной кислотой, осадок отфильтровывают, промывают водой, высушивают и получают смесь дуриловой и диметилфталевых кислот, из которой выделяют 0,13 г диметилфталевых и 5,2 г дуриловой кислот. Выход по взятому в реакцию дуролу 42,6%, по прореагировавшему дуролу 72,9%.

Недостатки этого способа:

- невысокий выход дуриловой кислоты по взятому в реакцию дуролу,

- использование кислорода, повышающего пожароопасность,

- унос с кислородом около 17% растворителя - уксусной кислоты, что обуславливает его неэкологичность.

С целью расширения сырьевой базы, увеличения выхода целевого продукта и упрощения процесса его выделения предлагается вести окисление дурола в водном растворе 50-58% азотной кислоты, предпочтительно при мольном соотношении дурол:азотная кислота, равном 1:10-16.

При таких соотношениях азотная кислота восстанавливается главным образом до диоксида азота:

С6Н2(СН3)4+6HNO3→С6Н2(СН3)3СООН+4H2O+6NO2

Процесс осуществляется при температуре 30-50°C в ёмкостном реакторе с мешалкой, термометром и обратным холодильником, соединённым с поглотительной колонкой с азотной кислотой для поглощения летучего дурола, уносимого с выделяющимися оксидами азота. По предложенному методу дуриловая кислота получена с выходом до 72,14% по взятому в реакцию дуролу.

2,4,5-триметилбензойная кислота идентифицирована методом газожидкостной хроматографии с масс-спектрометрическим датчиком, соответствием температуры плавления литературным данным (tпл=149,5°C [Справочник химика. М.: Химия, 1964, Т. 2 стр. 668], а также эквивалента нейтрализации расчетному значению.

Содержание дуриловой кислоты определяли в форме её летучего метилового эфира, синтезированного реакцией дуриловой кислоты с диазометаном. Чистота выделенной 2,4,5-триметилбензойной кислоты составляет 98,8% мольных.

Анализ образцов проводили методом газо-жидкостной хроматографии (ГЖХ) с использованием хроматографической системы фирмы Hewllet Packard модели НР-6890 с масс-спектральным детектором модели 593. Система снабжена капиллярной хроматографической колонкой и неполярной фазой НР-5МС (5% дифенил - 95% диметилполисилоксан) с геометрическими размерами 30 м×0,25 мм×0,25 мкм.

Пример 1

В трёхгорлый круглодонный стеклянный реактор ёмкостью 250 мл, снабжённый термометром, мешалкой и обратным холодильником, соединённым с поглотительной колонкой с азотной кислотой, помещают 24,67 г (0,1835 моль) дурола и 175 мл 58% (2,143 моль) азотной кислоты. Реакционную массу при интенсивном перемешивании постепенно нагревают до 50°C и выдерживают при этой температуре и интенсивном перемешивании в течение трёх часов. Светлый осадок, образовавшийся при охлаждении реакционной массы, переносят на фильтр Шотта и промывают водой (от азотной кислоты). Затем осадок подвергают очистке, включающей его обработку 455 мл 3% раствора едкого натра. Нерастворившийся остаток (триметилбензиловый спирт, триметилбензальдегид, содержание которых в неочищенной дуриловой кислоте составляет около 2,5% - данные ГЖХ-МСД анализа) отфильтровывают. Фильтрат обрабатывают азотной кислотой до её небольшого избытка. Выпавшую дуриловую кислоту отфильтровывают на фильтре Шотта, промывают водой и сушат до постоянного веса - 22,05 г. Выход по взятому дуролу 72,14%. Очищенная дуриловая кислота имела Тпл=149,0-150,5°С (литературные данные [Справочник химика, Изд. «Химия», 1964, т. II с. 668] - 149,5°C) и эквивалент нейтрализации 163,2 (расчетный к.н. 164,2). Хром-масс-спектр дуриловой кислоты показал содержание 98,8%.

Пример 2

В трёхгорлый круглодонный стеклянный реактор ёмкостью 150 мл, снабжённый термометром, мешалкой и обратным холодильником, соединённым с поглотительной колонкой с азотной кислотой, помещают 9,87 г (0,074 моль) дурола и 83 мл 58% масс. (1,016 моль) азотной кислоты. Реакционную массу выдерживают при 30°C и интенсивно перемешивают в течение шести часов. По охлаждении реакционной массы образовавшийся светлый осадок промывают водой на фильтре Шотта, затем его подвергают очистке, включающей обработку 180 мл 3% раствора едкого натра. Не растворившийся остаток (триметилбензиловый спирт, триметилбензальдегид, содержание которых в неочищенной дуриловой кислоте составляет около 2,5% - данные ГЖХ-МСД анализа), а также нитродурол (1,35 г), отфильтровывают на бумажном фильтре, фильтрат обработывают азотной кислотой до её небольшого избытка. Выпавшую дуриловую кислоту отфильтровывают на фильтре Шотта, промывают водой и высушивают до постоянного веса 8,45 г. Выход по взятому дуролу 69,6%.

Пример 3

В трёхгорлый круглодонный стеклянный реактор ёмкостью 150 мл, снабжённый термометром, мешалкой и обратным холодильником, соединённым с поглотительной колонкой с азотной кислотой, помещают 10 г (0,075 моль) дурола и 124,5 мл 58% масс (1,524 моль) азотной кислоты. Реакционную массу выдерживают при 30°C и интенсивно перемешивают в течение шести часов. По охлаждении реакционной массы образовавшийся светлый осадок промывают водой на фильтре Шотта, затем его подвергают очистке, включающей обработку 180 мл 3% раствора едкого натра. Не растворившийся остаток (триметилбензиловый спирт, триметилбензальдегид) отфильтрован на бумажном фильтре, фильтрат обработан азотной кислотой до её небольшого избытка. Выпавшая дуриловая кислота отфильтрована на фильтре Шотта, промыта водой и высушена до постоянного веса 8,52 г. Выход по взятому дуролу 70,6%.

Влияние условий проведения процесса на выход дуриловой кислоты представлено в табл. 1.

Установлено, что при температуре выше 50°C возрастает возгонка дурола и его унос с выделяющимся диоксидом азота. Увеличение количества 58% азотной кислоты по отношению к дуролу заметного влияния на выход дуриловой кислоты не оказывает. При более высоких концентрациях азотной кислоты наряду с окислением дурола реакции его нитрования и нитрозирования протекают в значительно больших объёмах, снижая выход продукта. Увеличение продолжительности опыта ведёт к окислению следующей метальной группы и образованию дикарбоновых кислот, что затрудняет выделение целевого вещества.

Высокие выход и качество дуриловой кислоты, простота её выделения, использование азотной кислоты в выпускаемой промышленностью концентрации и умеренная экзотермичность предлагаемого процесса существенно снижают расход энергии, необходимой для его проведения, а также простота оформления процесса и его экологичность обуславливают значительные преимущества способа по сравнению с прототипом.

Источник поступления информации: Роспатент

Showing 1-10 of 370 items.
10.01.2013
№216.012.17ac

Катализатор для получения сверхвысокомолекулярного полиэтилена

Изобретение относится к катализатору для получения сверхвысокомолекулярного полиэтилена. Описан катализатор для получения сверхвысокомолекулярного полиэтилена - СВМПЭ при повышенных температурах полимеризации (≥80°C) в среде углеводородного разбавителя, например гептан, гексан, изопентан,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002471552
Дата охранного документа: 10.01.2013
10.01.2013
№216.012.190e

Способ получения хлопчатобумажной ткани технического назначения с комплексом защитных свойств от кислот и нефтепродуктов

Изобретение относится к текстильной промышленности, в частности к отделке хлопчатобумажных текстильных материалов с комплексом защитных свойств от кислот и нефтепродуктов. Способ получения хлопчатобумажной ткани технического назначения включает расшлихтовку, отварку, беление, крашение активными...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002471906
Дата охранного документа: 10.01.2013
10.01.2013
№216.012.1a01

Способ определения массовой концентрации люизита в воде, содержащей иприт, газохроматографическим методом с применением пламенно-ионизационного детектора

Изобретение относится к области анализа небиологических материалов физическими и химическими методами и может быть использовано при решении задач экологического мониторинга на объектах хранения и уничтожения химического оружия на бывших предприятиях по производству отравляющих веществ. При...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002472149
Дата охранного документа: 10.01.2013
20.01.2013
№216.012.1bc8

Координатный стол

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к высокоточным координатным устройствам на линейных электродвигателях. Координатный стол содержит модули продольного и поперечного перемещения. Каждый из них выполнен в виде основания с направляющими, каретки, размещенной на направляющих,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002472606
Дата охранного документа: 20.01.2013
20.01.2013
№216.012.1bce

Стенд для контроля точности контурных перемещений промышленного робота

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для проверки параметров контурного движения роботов, таких как точность, повторяемость, вибрация. Стенд для контроля точности контурных перемещений промышленного робота, содержащего манипулятор 1 с закрепленным на фланце 6...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002472612
Дата охранного документа: 20.01.2013
20.01.2013
№216.012.1ca8

Эпоксиполиэфирная лакокрасочная композиция

Изобретение предназначается для нанесения на рулонный металл в качестве лакокрасочного материала. Эпоксиполиэфирная лакокрасочная композиция содержит (мас.%.): эпоксидную диановую смолу с эпоксидным эквивалентным весом 1550-4000 г/экв. 18,0-40,0, полиэфирную смолу на основе продукта...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002472830
Дата охранного документа: 20.01.2013
27.01.2013
№216.012.1e17

Способ сбора штормовых выбросов морских водорослей

Изобретение относится к промышленному сбору штормовых выбросов морских водорослей и может быть использовано для прибрежного промысла и в прибойной полосе. Способ сбора штормовых выбросов морских водорослей включает переход мореходного средства на место сбора выбросов, подбор водорослей и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473204
Дата охранного документа: 27.01.2013
27.01.2013
№216.012.20e2

Устройство для преобразования изменения сопротивления в напряжение

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в авиационной промышленности, машиностроении, строительстве и т.д. для исследования прочности конструкций с помощью одиночных тензорезисторов без применения компенсационных тензорезисторов. Техническим результатом...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473919
Дата охранного документа: 27.01.2013
27.01.2013
№216.012.214b

Устройство для защиты емкостного накопителя энергии

Изобретение относится к области высоковольтной импульсной техники. Технический результат заключается в повышении надежности устройства путем уменьшения вероятности взрыва конденсаторов в динамическом режиме работы устройства. Устройство содержит зарядное устройство, n параллельно соединенных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002474024
Дата охранного документа: 27.01.2013
10.02.2013
№216.012.230b

Катализатор, способ его приготовления и способ получения β-пиколина

Изобретение относится к катализаторам получения β-пиколина конденсацией акролеина с аммиаком и способам их получения с целью повышения выхода β-пиколина, применяемого в производстве никотиновой кислоты и никотинамида, являющихся составными частями жизненно важных витамина РР и витаминов группы...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002474473
Дата охранного документа: 10.02.2013
Showing 1-10 of 280 items.
10.01.2013
№216.012.17ac

Катализатор для получения сверхвысокомолекулярного полиэтилена

Изобретение относится к катализатору для получения сверхвысокомолекулярного полиэтилена. Описан катализатор для получения сверхвысокомолекулярного полиэтилена - СВМПЭ при повышенных температурах полимеризации (≥80°C) в среде углеводородного разбавителя, например гептан, гексан, изопентан,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002471552
Дата охранного документа: 10.01.2013
10.01.2013
№216.012.190e

Способ получения хлопчатобумажной ткани технического назначения с комплексом защитных свойств от кислот и нефтепродуктов

Изобретение относится к текстильной промышленности, в частности к отделке хлопчатобумажных текстильных материалов с комплексом защитных свойств от кислот и нефтепродуктов. Способ получения хлопчатобумажной ткани технического назначения включает расшлихтовку, отварку, беление, крашение активными...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002471906
Дата охранного документа: 10.01.2013
10.01.2013
№216.012.1a01

Способ определения массовой концентрации люизита в воде, содержащей иприт, газохроматографическим методом с применением пламенно-ионизационного детектора

Изобретение относится к области анализа небиологических материалов физическими и химическими методами и может быть использовано при решении задач экологического мониторинга на объектах хранения и уничтожения химического оружия на бывших предприятиях по производству отравляющих веществ. При...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002472149
Дата охранного документа: 10.01.2013
20.01.2013
№216.012.1bc8

Координатный стол

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к высокоточным координатным устройствам на линейных электродвигателях. Координатный стол содержит модули продольного и поперечного перемещения. Каждый из них выполнен в виде основания с направляющими, каретки, размещенной на направляющих,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002472606
Дата охранного документа: 20.01.2013
20.01.2013
№216.012.1bce

Стенд для контроля точности контурных перемещений промышленного робота

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для проверки параметров контурного движения роботов, таких как точность, повторяемость, вибрация. Стенд для контроля точности контурных перемещений промышленного робота, содержащего манипулятор 1 с закрепленным на фланце 6...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002472612
Дата охранного документа: 20.01.2013
20.01.2013
№216.012.1ca8

Эпоксиполиэфирная лакокрасочная композиция

Изобретение предназначается для нанесения на рулонный металл в качестве лакокрасочного материала. Эпоксиполиэфирная лакокрасочная композиция содержит (мас.%.): эпоксидную диановую смолу с эпоксидным эквивалентным весом 1550-4000 г/экв. 18,0-40,0, полиэфирную смолу на основе продукта...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002472830
Дата охранного документа: 20.01.2013
27.01.2013
№216.012.1e17

Способ сбора штормовых выбросов морских водорослей

Изобретение относится к промышленному сбору штормовых выбросов морских водорослей и может быть использовано для прибрежного промысла и в прибойной полосе. Способ сбора штормовых выбросов морских водорослей включает переход мореходного средства на место сбора выбросов, подбор водорослей и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473204
Дата охранного документа: 27.01.2013
27.01.2013
№216.012.1f95

Фотохромная регистрирующая среда для трехмерной оптической памяти

Изобретение относится к фотохромным полимерным регистрирующим средам на основе нового семейства термически необратимых диарилэтенов, а именно арил-замещенных циклопентеновых бензтиенил производных диарилэтенов, для использования в многослойных оптических дисках нового поколения с информационной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473586
Дата охранного документа: 27.01.2013
27.01.2013
№216.012.20e2

Устройство для преобразования изменения сопротивления в напряжение

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в авиационной промышленности, машиностроении, строительстве и т.д. для исследования прочности конструкций с помощью одиночных тензорезисторов без применения компенсационных тензорезисторов. Техническим результатом...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473919
Дата охранного документа: 27.01.2013
27.01.2013
№216.012.214b

Устройство для защиты емкостного накопителя энергии

Изобретение относится к области высоковольтной импульсной техники. Технический результат заключается в повышении надежности устройства путем уменьшения вероятности взрыва конденсаторов в динамическом режиме работы устройства. Устройство содержит зарядное устройство, n параллельно соединенных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002474024
Дата охранного документа: 27.01.2013
+ добавить свой РИД