Способ получения е-капролактама

Союз Советских Социалистических Республик1 СПМЫИ Кл. 12 р,( 1041248/23-4) влеп с присоединением заявкиМПК С 07 риоритет Комитет по делам зобоетекик и открытии.3.07(088 убликовано 06.11.1967. Бюллетен и Совете Бич отсов СССР ата опубликования описания 10.Л.19 б Авторы зобретсп 1 Ипостранц вельд и Гийом Ан Вес ндрэ Т 1) грмаА. Ог 1) ли аявител ОСОБ ПОДУЧЕ 11 ЯЯ е-КАПРОЛАКТА углеводорода 100, 200, 300 а или быть во. При проведении известного процесса термического аминирования в-капролактона аммиа.- ком при температуре выше критической температуры воды и повышенном давлении идет образование в основном полимерных продуктов, моп е-капролактама не получают.С целью повышения выхода целевого продукта, предлагается способ получения е-капролактама путем термического амипировапия е-ка 11 ролактона 1 или е-капролактопполиъ 1 ера В присутствии диоксана при 200 - 475-С.Для реакции обменного разложения е-капролактона в е-капролактам требуется теоретически на каждый моль лактона один моль аммиака, причем образуется одновременно один моль воды. Обычно применяют избыточпое количество аммиака, например 2, 3, 5, 15, 30 или 50 гиоль аммиака на какдый моль лактона. Если келают провести частичное обменное разложение, то можно удовлетвориться понижегпгым количеством аммиака, напривтер 0,75 или 0,50 лтоль на каждый вголь лактопа. Непрореагпровавший лактон и полученпые промежуточные проукты могут быть заново подвергнуты реакции с аммиаком.Реакция идет при повышенном давлении, которое может изменяться в зависимости от количестг;а аммиака, температуры, от введения в реакционное помещение инертного газа, например азот параДавление может 50,500 птм.Температура может колебаться в широкихпределах. Однако при температуре ниже200"С почти никакого разложения капролактона в капролактам не происходит. При оченьвысоких температупах, свыше 475 С, проведение процесса усложняется, Предпочтительна10 температура 200 - 475 С.При проведении способа согласно изобретению применяют инертные органические растворители - пиридины и эфиры (дибутиловый эфир, диамиловый эфир, диоксан), а так 15 же углеводороды (толуол, ксилол, декагидронафталеп, гептан и октан).При применении растворителей оказалось,что проведение реакции в присутствии диоксапа особенно выгодно, так как уже при темпе 20 ратуре 200 в 3 С может быть достигнутаочень высокая степень разложения лактона.Общий вес растворителя обычно равен 5 -10-кратному весу лактона, служащего основным веществом, но может быть равен, напри 25 мер 2 - 5-кратному, Большее количество растворителя, например 20, 30, 50 или 100-кратное,снижает пропускную способность приспособления. в котором протекает реакция,1 з полученного продукта реакции раст30 ритель может быть возвращен дистилляцией, 192693Это относится также и к капролактаму, Получаеъгые промежуточные продукты, главным образом амид е-гидроксикапроновой кислоты и в-гидрокспкапронитрил, могут быть, поскольку они еще пе разложились в капролактам, возвращены обратно в процесс и заново использованы для реакции. Могкно, однако эти промежуточные продукты получать также, как побочные продукты.Кроме упомянутых промежуточных продуктов при реакции образуются и полимерные продукты, из кОтОрых посредством деполиме. ризации получают капролактам, так что полимеры капролактама образуются только в пезначительных количествах. При беспрерывном проведении реакции капролактам может быть выделен из продукта реакции, а остальные продукты, как промежуточные, так и полимерные, могут снова циркулировать, Посредством добавки капролактона в количестве, соответству,ощем количеству выделегшого капролактама, к этим возвращенным в циркуляцию продуктам, может быть почти полностью достигнут теоретически возмоэкпый выход лактама.Применяемый при данном способе в качестве исходного материала капролактон может быть взят как таковой или в форме полимерного. Вследствие легкости полимеризации капролактона в исходном материале находится большей частью полимер капролактона. Так как по условиям реакции происходит диполимеризация, т, е. образуется мопомерный капролактон как исходный матсриал, может быть применен полимерный капролактон.П р и м е р 1, В автоклаве емкостью 300 мл нагревают 28,5 г е-капролактона (с содержанием 15 г полимера капролактона), 14 г ам. миака и 150 л,г диоксана в продолжение 7 час при температуре 380 С и давлении 90 - 125 атя. Реакционнуго смесь после охлаждения дистиллируют, причем сначала отделягот диоксан, а затем в-капролактам (при уменьшенном давлении), Получают 17 г капролак 15 Таблица 1 Я165кд д о молеку-лярное3 Соотношениерастворителяи лактона Растворитель 50 весовое 38,5 50,0 56,0 60,0 56,5 41,5 50,0 35,5 41,0 38,0 54,0 Дно ксанДиоксанДпоксанДпоксднДпоксанДиоксанДиоксан,.ДиоксанДибутиловый эфирДекагидронафталенКсилол . 1 2 3 7 7 7 7 7 7 7 7 5,45 5,45 5,45 5,45 5,45 2,73 5,45 5,45 4,05 4,65 4,55 3,3 3,3 3,3 7,5 3,3 2,0 3,3 3,3 3,3 3,3 55 60 всех случаях 65 П р и и е ч а н и е. Температура вобралась 330 С. 10 15 20 25 30 35 40Добавленный лактон ) Полученный лактам выход моль моль 0,151 0,147 0,143 0,141 0,134 17,2 16,8 16,3 16,0 15,3 16,7 16,2 15,9 15,2 14,7 0,147 0,143 0,141 0,134 0,130 98 97 98,5 96 97 П р сдм ет изобретения1. Способ получения в-капролактама путемаминнроваггия е-капролактона нли е-капролактон полимера аммиаком при повышенной температуре и давлении, Отличиюигггйс;г тем, что, с целью повышения выхода целевого продукта, аминирование ведут в присутствии дпоксапа.2, Способ по п, 1, Отличающийся тем, что амипирование ведут при 200 в 4 С. тама (60%), в то время как 12 г высококипящего продукта остаются в смеси.Результаты ряда опытов, проведенных при различных условиях реакции, приведены в табл. 1.Г 1 р и м е р 2. Высококипягций продукт 112 ."), оставшийся после дистилляции капролактама (60%) при условии примера 1 вводят вместе с 14 а аммиака и 150 мл диоксаца снова в автоклав, нагревают в продолжение 7 час при температуре 330 С, после чего рсакциопную смесь снова дистиллируют. По- луча от 7,3 г (26) в-капролактама.Оставцгийся высококипящий продукт вводят снова в автоклав вместе с 14 г аммиака и 150 лгл диоксана и снова нагревают в течение 7 чао до 330"С, после чего реакционную смесь дистиллиругот.При этом получают 2,7 г е-капролактама (9,5",э). Общий выход лактама опытов этого ряда составляет, следовательно, 95,5%.П р и м ер 3. Описанным в примере 1 образом подвергают реакции 28,5 г е-капролактона (с содержанием 15 г полимерного капролактопа) с 14 г аммиака. После дистилляции реакционной смеси - выход 17,1 г в-капролакта ма (0,15 моль) - в высококипящий продукт добавляют 17,2 г (0,15 лголь) в-капролактона, содержащего 9 г полимерного капролактона, 14 г аммиака и 150 мл диоксана, после чего эту смесь нагревают в течение 7 час при 330"С, После дистилляции реакционной смеси и выделении полученного таким образом капролактама к высококипящему продукту опять добавляют эквимолекулярное количестго капролактопа в соответствии с количеством выделенного капролактама. Затем смесь с 14 г аммиака и 150 мл диоксана снова нагревают в течение 7 час при 330 С. Таким образом, проводят ряд опытов, результаты которых показаны в табл. 2. Как видно из таолицы, количество полученного капролакта" ма почти полностью соответствует количеству добавлешгого (выход 96 - 98,5%).Таблица 2