Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЯНТАРНОЙ КИСЛОТЫ
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЯНТАРНОЙ КИСЛОТЫ

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЯНТАРНОЙ КИСЛОТЫ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Сущность изобретения: продукт - янтарная кислота. БФ C4H6C4 , т.пл. 185 - 187°С. Реагент 1: бутадиеновый каучук. Реагент 2: озоно-воздушная или озоно-кислородная смесь. Условия реакции: в среде тэтрахлорэтана или пентахлорэтана в присутствии воды и уксусной кислоты при молярном соотношении в пересчете на бутадиеновый фрагмент, бутадиеновый каучук: озон: уксусная кислота 1 : 1 : (1 - 12) : (0,3 - 0,4), соответственно, с последующим доокислением полученного продукта озоно-воздушной или озоно-кислородной смесью. 2 з.п. ф-лы.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

   С помощью Яндекс:  

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2036895
Класс(ы) патента: C07C51/34, C07C55/10
Номер заявки: 93015890/04
Дата подачи заявки: 25.03.1993
Дата публикации: 09.06.1995
Заявитель(и): Центр по разработке эластомеров при Казанском государственном технологическом университете
Автор(ы): Лиакумович А.Г.; Самуилов Я.Д.; Гольдберг Ю.М.; Кондрашова М.Н.; Губайдуллин Л.Ю.; Галиуллина Т.Н.; Рыжикова Т.Я.; Костина Л.А.; Маевский Е.И.; Розенфельд А.С.; Каминский Ю.Г.; Хазанов В.А.; Саратиков А.С.; Трифонов С.В.; Хисматуллин А.Н.
Патентообладатель(и): Татарский технологический научный центр Казанского государственного технологического университета
Описание изобретения: Изобретение относится к получению дикарбоновых кислот, а именно к способам получения янтарной кислоты окислением озоном, которая является регулятором роста растений [1,2]
Известен способ получения янтарной кислоты путем озонирования 1,5,9-циклододекатриена при 30-40оС в уксусной кислоте [3]
Недостатками данного способа получения являются высокая стоимость и высокая токсичность исходного сырья (1,5,9-циклододекатриена) [4]
Известен также способ получения янтарной кислоты путем озонирования 3-хлорциклопентена с последующим доокислением продуктов озонирования азотной кислотой, или перекисью водорода, или перманганатом калия [5]
Недостатками данного способа являются дефицитность и высокая стоимость исходного сырья (3-хлорциклопентена), сложность отделения янтарной кислоты от побочных продуктов, недостаточно высокий выход янтарной кислоты (81-85%).
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является способ получения янтарной кислоты озонированием диенового каучука СКС-30 озоно-кислородной смесью в среде растворителя бензола в присутствии ледяной уксусной кислоты или пиридина с последующим доокислением продуктов озонирования перекисью водорода в присутствии катализатора двуокиси селена [6]
Недостатками данного способа являются: использование для доокисления продуктов озонирования взрывоопасной перекиси водорода, использование дорогого и дефицитного катализатора двуокиси селена, сложность отделения янтарной кислоты от органической и водной фаз и катализатора, высокая токсичность и дефицитность пиридина [7] использование для получения и выделения янтарной кислоты из реакционной смеси бензола, который является высокотоксичным веществом [4] недостаточно высокий выход (до 70%) и недостаточно высокая температура плавления (178-180оС), что свидетельствует о недостаточной чистоте янтарной кислоты, полученной этим способом.
Целью изобретения является повышение выхода и чистоты янтарной кислоты, снижение экологической нагрузки и упрощение процесса.
Поставленная задача решается способом получения янтарной кислоты путем озонирования бутадиенового каучука озоно-воздушной (озоно-кислородной) смесью в среде растворителя в присутствии уксусной кислоты с последующим доокислением продуктов озонирования, в котором озонирование ведут дополнительно в присутствии воды при молярном соотношении в пересчете на бутадиеновый фрагмент диеновый каучук озон уксусная кислота вода 1:1:(1-12):(0,3-40) соответственно, в качестве растворителя используют тетрахлорэтан или пентахлорэтан, а доокисление продуктов озонирования ведут озоно-воздушной (озоно-кислородной) смесью.
Преимущественное выполнение способа, когда озонирование и доокисление ведут в присутствии эмульгатора смеси оксиэтилированных высших жирных спиртов.
Заявляемый способ позволяет получать янтарную кислоту с т.пл. 185-187оС с чистотой 99,9% с выходом 95-98,5% По ГОСТу [8] янтарная кислота с чистотой 99,9% квалификаций х.ч. и ч.д.а. имеет т.пл. 185-187оС.
Остатки янтарной кислоты из маточных растворов после ее выделения для исключения промышленных стоков, уменьшения экологической нагрузки процесса выделяют в виде сукцината аммония путем нейтрализации 25%-ным раствором аммиака, при молярном соотношении янтарная кислота аммиак 1:2. Сукцинат аммония является товарным продуктом [9] Выделенные тетра- и пентахлорэтан, уксусная кислота и вода повторно используются в процессе производства янтарной кислоты. В производственном процессе отсутствуют сточные воды.
Характеристики исходного сырья:
Каучук СКДН 1,4-цис-полибутадиен, молекулярная масса 1500, ТУ 38.103515-82 (ММ бутадиенового звена 54).
Каучук СКД 1,4-цис-полибутадиен, мол.м. 320000, ГОСТ 14924-75Е (ММ бутадиенового звена 54).
Тетрахлорэтан бесцветная прозрачная жидкость с запахом хлороформа, т. кип. 146оС, плотность 1,60 г/см3, ТУ 6-09014-2135-83.
Пентахлорэтан бесцветная прозрачная жидкость с запахом хлороформа, т. кип. 162оС, плотность 1,709 г/см3, ТУ 6-09-14-1783-81.
Уксусная кислота бесцветная прозрачная жидкость с резким запахом уксуса, т.пл. 16,7оС, т.кип. 118,1оС, плотность 1,04 г/см2.
Синтанол представляет собой белое мылоподобное вещество с приятным запахом, смесь полиэтиленгликолевых эфиров синтетических первичных высших жирных спиртов фракции С 10-18, ТУ 6-14-577-88.
П р и м е р 1. 5,4 г 1,4-цис-полибутадиена (каучук СКДН) растворяют в 150 г пентахлорэтана, добавляют 12 г ледяной уксусной кислоты и 1,2 г воды. Озонирование ведут путем подачи в реакционную смесь озоно-воздушной смеси (0,00012 моль/мин озона) со скоростью 60 л/ч. Молярное соотношение в пересчете на бутадиеновый фрагмент 1,4-цис-полибутадиен озон уксусная кислота вода равно 1:1:2:0,6. Окончание стадии озонирования определяют по отсутствию двойных связей бромным методом.
После завершения озонирования проводят экстракцию ацетоксигидропероксидов водой и доокисляют продукты озонолиза в водной вытяжке озоно-воздушной смесью (0,000012 моль/мин озона) со скоростью 60 л/ч.
Янтарную кислоту выделяют кристаллизацией после концентрирования растворов. Получают 11,44 г (97,2%) янтарной кислоты с т.пл. 187оС, чистота продукта 99,9% Т.пл. по ГОСТу 185-187оС при чистоте 99,9% [8]
Маточный раствор после выделения янтарной кислоты нейтрализуют аммиаком, молярное соотношение янтарная кислота аммиак 1:2. Получают раствор сукцината аммония, который также является товарным продуктом [9]
П р и м е р 2. Способ осуществляют аналогично примеру 1, но используют молярное соотношение 1,4-цис-полибутадиен озон уксусная кислота вода 1:1:1: 0,3.
Количество исходных реагентов, выход, температура плавления и чистота янтарной кислоты приведены в таблице.
П р и м е р 3. Способ осуществляют аналогично примеру 1, но используют молярное соотношение 1,4-цис-полибутадиен озон уксусная кислота вода 1:1:12: 40.
Количество исходных реагентов, выход, температура плавления и чистота янтарной кислоты приведены в таблице.
П р и м е р 4. Способ осуществляют аналогично примеру 1, но используют молярное соотношение 1,4-цис-полибутадиен озон уксусная кислота вода 1:1:10: 0.
Количество исходных реагентов, выход, температура плавления и чистота янтарной кислоты приведены в таблице.
П р и м е р 5. Способ осуществляют аналогично примеру 1, но в реакционную смесь перед озонированием добавляют 0,03 г эмульгатора синтанола ДС-10 (смесь полиэтиленгликолевых эфиров синтетических первичных высших жирных спиртов фракции С 10-18, ТУ 6-14-577-88).
Количество исходных реагентов, выход, температура плавления и чистота янтарной кислоты приведены в таблице.
П р и м е р 6. Способ осуществляют аналогично примеру 1, но в качестве диенового каучука берут высокомолекулярный 1,4-цис-полибутадиен (каучук СКД).
Количество исходных реагентов, выход, температура плавления и чистота янтарной кислоты приведены в таблице.
П р и м е р 7. Способ осуществляют аналогично примеру 1, но в реакционную смесь в качестве растворителя добавляют тетрахлорэтан.
Количество исходных реагентов, выход, температура плавления и чистота янтарной кислоты приведены в таблице.
П р и м е р 8. Способ осуществляют аналогично примеру 1, но в качестве диенового каучука берут бутадиен-стирольный каучук СКС-30 и озонирование ведут озоно-кислородной смесью.
Количество исходных реагентов, выход в пересчете на содержание бутадиеновых фрагментов, температура плавления и чистота янтарной кислоты приведены в таблице.
П р и м е р 9. Способ осуществляют аналогично примеру 1, но в качестве диенового каучука берут каучук СКС-30, и процесс ведут в отсутствии воды озоно-кислородной смесью.
Количество исходных реагентов, выход в пересчете на содержание бутадиеновых фрагментов, температура плавления и чистота янтарной кислоты приведены в таблице.
П р и м е р 10 (прототип). Способ получения янтарной кислоты осуществляют по А. с. СССР N 466207, т.е. диеновый каучук СКС-30 в бензоле в присутствии ледяной уксусной кислоты озонируют озоно-кислородной смесью и доокисляют полученные продукты перекисью водорода на катализаторе двуокиси селена.
Количество исходных реагентов, выход в пересчете на содержание бутадиеновых фрагментов, температура плавления и чистота янтарной кислоты приведены в таблице.
Использование эмульгатора при получении янтарной кислоты способствует увеличению выхода целевого продукта.
Таким образом заявляемый способ получения янтарной кислоты является более простым и экологически чистым по сравнению с прототипом. В процессе отсутствуют сточные воды, а остатки янтарной кислоты выделяют в виде сукцината аммония, который является товарным продуктом. Выход янтарной кислоты достигает 95-98,5% с чистотой 99,9% по сравнению с прототипом, по которому выход 81-85% и чистота составляет 91%
Формула изобретения: 1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЯНТАРНОЙ КИСЛОТЫ путем озонирования бутадиенового каучука озоновоздушной или озонокислородной смесью в среде растворителя в присутствии уксусной кислоты с последующими доокислением продуктов озонирования, кристаллизацией целевого продукта и отделением его от маточного раствора, отличающийся тем, что озонирование ведут дополнительно в присутствии воды при молярном соотношении в пересчете на бутадиеновый фрагмент бутадиеновый каучук: озон: уксусная кислота: вода 1 1 1 12 0,3 40 соответственно, в качестве растворителя используют тетра- или пентахлорэтан, доокисление продуктов озонирования ведут озоновоздушной или озонокислородной смесью.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что озонирование и доокисление ведут в присутствии эмульгатора смеси оксиэтилированных высших жирных спиртов.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что маточный раствор после выделения янтарной кислоты нейтрализуют аммиаком.