Способ получения 1-адамантанкарбоновой кислоты

Формула

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ 1-АДАМАНТАНКАРБОНОВОЙ КИСЛОТЫ путем окисления адамантана смесью азотной и серной кислот в присутствии абсолютной муравьиной кислоты, отличающийся тем, что, с целью повышения выхода целевого продукта и упрощения процесса, последний ведут при температуре 30 50oС в среде растворителя при мольном соотношении адамантана, серной, азотной, муравьиной кислот и растворителя, равном 1 39 14,4 2,08 1,05 7,4 10,8 3,8, с постепенной отгонкой растворителя.

Описание

Предлагается усовершенствованный способ получения 1-адамантанкарбоновой кислоты, которая может быть использована в производстве полимерных материалов и физиологически активных препаратов.
Известны различные способы получения 1-адамантанкарбоновой кислоты. Так, при взаимодействии адамантана, суспендированного с среде 5%-ного олеума, с муравьиной кислотой при температуре 0-25оС в течение 4,5 ч 1-адамантанкарбоновая кислота образуется с 80%-ным выходом.
Однако высокая коррозионная активность среды ограничивает возможности широкого использования этого способа.
Другой способ предусматривает получение 1-адамантанкарбоновой кислоты из адамантана и СО в среде 20%-ного олеума при температуре 10-15оС и атмосферном давлении в течение 2 ч.
В этом способе хотя и достигается сокращение времени для достижения 88-91% -ного выхода, но также не исключается высокая коррозионная активность среды.
Также известно получение 1-адамантанкарбоновой кислоты из адамантана и муравьиной кислоты в присутствии хлорирующих агентов: хлорсульфоновой кислоты, хлористого тионила или хлорокиси фосфора, а также в среде 60%-ного олеума.
За 1-1,5 ч достигается выход, близкий к количественному (98%), но чистота целевого продукта не превышает 95% Но в этом случае также не исключается высокая коррозионная активность среды, большое количество кислых сточных вод за счет разложения реакционной массы.
Наиболее близким техническим решением к предложенному является способ получения ди- и моноадамантанкарбоновых кислот путем окисления адамантана смесью азотной и серной кислот (105%-ный олеум) при температуре 0-30оС с добавлением абсолютной муравьиной кислоты. Однако в этом способе получают преимущественно дикарбоновую кислоту, а монокарбоновая находится в виде примеси.
Целью изобретения является получение преимущественно 1-адамантанкарбоновой кислоты с использованием окисления адамантана именно смесью серной и азотной кислот.
Поставленная цель достигается тем, что процесс окисления адамантана ведут при температуре 30-50оС в среде органического растворителя с помощью азотной и серной кислот при мольном соотношении адамантана, серной, азотной, муравьиной кислот и растворителя, равном 1:39-14,4:2,08-1,05:7,4:10,8-3,8, c постепенной отгонкой растворителя.
Это обеспечивает выход целевого продукта до 90-91% за время 3-4 ч. Следует отметить, что в сравнении с наиболее близким известным способом достигается снижение кислых реагентов в 3,3-1,5 раза и соответственно сокращается количество кислых стоков, а осуществление процесса при более мягких условиях по температуре в определенной мере упрощает процесс, хотя его время не является малым.
Осуществление способа целесообразно проводить в среде неполярного или малополярного растворителя, например гексана, петролейного эфира, хлороформа или метиленхлорида.
Использование растворителя обеспечивает хороший контакт адамантана с окисляющей средой, а затем предохраняет образовавшуюся 1-адамантанкарбоновую кислоту (за счет экстракции) от превращения в 1,3-адамантандикарбоновую кислоту. Постепенная отгонка растворителя обеспечивает сохранение необходимой скорости реакции.
П р и м е р. В реактор, снабженный мешалкой, капельной воронкой, термометром и обратным холодильником загружают 3 мл 61%-ной азотной кислоты (0,038 моль), 70 мл 92-94%-ной серной кислоты (1,22 моль). При температуре 30оС добавляют 5 г (0,036 моль) адамантана и 20 мл (0,314 моль) метиленхлорида. Температуру строго регулируют таким образом, чтобы она не поднималась выше 35-38оС.
При этой температуре в течение 4 ч добавляют 10 мл (0,265 моль) абсолютной муравьиной кислоты. Мольное соотношение адамантан азотная серная муравьиная кислоты метиленхлорид равно 1:1,05:34:7,4:8,7.
После 2,5 ч начинают отгонять из реакционной смеси метиленхлорид. По окончании реакции смесь выливают в охлажденную воду.
Выпавшую целевую кислоту отфильтровывают и переосаждают из щелочи, выход 6 г (91% ), т. пл. 179-180оС, к.ч. найдено 314, вычислено 311. Найдено, C 73,23; H 8,80.
C11H16O2
Вычислено, C 73,15; H 8,78.
В таблице представлены условия процесса и достигаемые результаты.

Рисунки

Заявка

2644295/04, 18.07.1978

Волгоградский политехнический институт

Хардин А. П, Бутенко Л. Н, Радченко С. С, Пенке И. Х, Кумеров Г. Ф, Страздынь В. Ф, Вилне Б. Ю

МПК / Метки

МПК: C07C 51/27, C07C 61/135

Метки: 1-адамантанкарбоновой, кислоты

Опубликовано: 10.11.1995

Код ссылки

<a href="https://patents.su/0-753064-sposob-polucheniya-1-adamantankarbonovojj-kisloty.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Способ получения 1-адамантанкарбоновой кислоты</a>

Похожие патенты