Способ получения изовалериановой кислоты

(72) Авторы изобретени Московский ордена Ленина и ордена Трудовогоехнологический институт им. Д. И, Менделееваисследовательский химико.фармацевтический вн(71) Заявит е ПОСОВ ПОЛУЧЕНИЯ ИЗОВАЛЕРИАНОВОЙ КИСЛОТЫ О графит нропитываютщелочью, при этом в по. 3Изобретение относится к электрохимии,конкретнее, к способам получения изовалериа.новой кислоты, которая используется в производстве лекарственных веществ,Известны способы получения изовапериано.вой кислоты окислением соответствующего спир.та перманганатом калия в щелочной среде илибихроматом калия в присутствии серной кислоты 111.Недостатком известных способов является.в первом случае использование дефицитного .перманганата калия, а во втором - образованиевредных выбросов, загрязняющих окружающуюсреду, вследствие присутствия в них соединений хрома,Известен также способ получения изовалериановой кислоты путем окисления иэоамилового спирта окислителем - гидратом окиси ни.келя в водном растворе при постепенномдобавлении НЯОд прн 20 - 24 С с 1 последунщей экстракцией полученного продукта эфироми злектрохимической регенерацией окислителя.Выход изовалериановой кислоты составляет80 вес,% 2). Недостатком известного способа является то, что химическое окисление спирта и электрохимическую регенерацию окислителя проводят в раз. ных аппаратах, что усложняет технологическую схему, нри этом выход целевого продукта яв. ляется. сравнительно низким.Цель изобретения - повышение выхода целевого продукта и упрощение процесса.Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения изовалериановой кислоты путем, окисления изоамилового спирта в электрохимической ячейке на пористом никелевом или графитовом аноде с нанесенными на них высшими окислами никеля с их одновременной регенерацией, процесс проводят в щелоч.ной средее при 3 65 С и анодной плотности тока 3 - 13 А/дм . В случае прамеленвя тта. фитового анода.в раствор вводят. соли никеля в количестве 5 - 15 г/л, Выход целевого продукта составляет 84-89 вес.%.Используемый в процессе анод готовят следующим "образом.Пористый никель илинитратом никеля,. затем891629 рах и на поверхности образуется гидрозакисьникеля, которую затем анодно окисляют довысших окислов никеля в соответствии с известной методикой Полученный таким образом элект-род с основой иэ пористого никеля выпускаетсядля нужд аккумуляторной промышленности и но.сит название окнсно.ннкелевого электрода. Дляполучения изовалернановой кислоты былииспользованы промышленные образцы окисноникелевых электродов. Графитовые электроды 1 бпропитывают по известной методике.В случае использования графитового анода,в растворе вводят соли никеля в количестве5 - 15 г/л, которые под действием щелочи переходят в гидрозакись никеля, окисляющуюсяна аноде до высших окислов никеля, Послеокончания реакции окислы никеля отфильтровы.вают и возвращают в процесс,Электролит подкисляют. Иэовалериановуюкислоту (ИВК) экстрагнруют хлороформом ивыделяют в свободном виде, отгоняя растворитель,Применение хлороформа уменьшает пожаро -. опасность по сравнению с эфиром.Проверка чистоты продукта производится спомощью метода ГЖХ. Количество щелочи висходном электролите зависит от количестваизоамилового спирта (ИАС), поскольку щелочьрасходуется на связывание образующейся ИВК.Для обеспечения устойчивости окисноникелевого электрода в течение процесса средадолжна быть сильно щелочной, По этой причн.не нижний предел концентрации щелочи долженбыть не ниже 2,5%. Следовательно, общее ко.личество щелочи, необходимой для электролиза, складывается.из этой цифры и количества,идущего на связывание образующейся кислоты.П р и м е р 1. 6,65 г (0,076 моль) ИАСв 150 мл 5%-ного водного раствора 1 чаОНокисляют в электролизере без диафрагмы нааноде из пористого никеля с осажденнымииа его поверхности и в порах высшими окис.лами никеля (окисно никелевый электрод) .Окисление спирта осуществляется за счетхимического взаимодействия с высшими окислами никеля, которые регенерируются в резуль зтате одновременного электрохимического окисления, Анодная плотность тока составляет 5 А/дм,катод-никель. Электролиз проводят прн 32 Содо постоянной концентрации ИВК в растворе,что контролируется потенциометрическим тит. зйрованием; Затраченное количество электричества составляет 13,0 А ч. По окончании электро.лиза электролит подкисляют конц. серной кислотой до рН - 1 и экстрагируют кислоту хлороформом или эфиром. Растворитель отгоняют. ИВНИИПИ Заказ 11140/32 Т 4Чистоту кислоты проверяют методом ГЖХ, аее содержание определяют потенциометрнческимтитрованнем, Образуется 6,85 г ИВК, что соответствует выходу по веществу 88%.Пример 2, 3,9 г(0,044 моль) ИАСокисляют в условиях, соответствующих примеруо1 при 50 С. Затраченное количество электричества составляет 8,0 Ач. Образуется 4,02 ггИВК, что соответствует выходу по веществу89%.П р и м е р 3. 3,25 г (0,037 моль)ИАС растворяют в 150 мл 5%-ного растворайаОН, содержащего 5 г/л И 804, и окисляютпри плотности тока 7 А/дм на графитовоманоде с осажденными в порах и на поверхностивысшими окислами никеля, Материал катода -никейь, температура 50 С, Окисление ведут.доперехода зеленой окраски электролита, соответствующей гидрозакнси никеля, в черную, ха.рактерную для высших окислов никеля. Послеокисления высшие окислы никеля отфильтровывают, после чего выделение производят попримеру 1. Образуется 3,13 г ИВК, что соответствует выходу по веществу 84%,П р и м е р 4, 3,26 г (0,037 моль) ИАСокисляют в словиях примера 3 при плотностигока 3 А/дм, концентрации й 180- 7 г/л итемпературе 63,5 С. Образуется 3,34 г ИВКчтосоответствует выходу по веществу 88%,П р и и е р 5. 3,17 г (0,036 моль) ИАСокисляют в условиях примера 3 при плотноститока 13 А/дм, концентрации %ВО - 15 г/ли температуре 30 С, Получено 3,08 г ИВК, чтоосоответствует выходу по веществу 84%,Ф о р м ул а н,э о б р е те н и я1, Способ получения изовалериановой кис.лоты путем окисления изоамилового спирта,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюупрощения процесса и повышения выхода целевого продукта, окисление проводят в электрохимической ячейке на пористом никелевом илиграфитовом аноде с нанесенными на них выс.шими окислами никеля с их одновременнойрегенерацией, процесс проводят в щелочнойсреде при 30 - 65 С и анодиой плотности тока3 - 13 А/дм,2. Способ по и. 1; о т л н ч а ю щ и йс я тем, что в случае применения графитовогоанода в раствор вводят соли никеля в количестве 5 - 15 г/л,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССР И 297278,кл. С 07 С 53/22, 1969.2. Дасоян М. Я. Химические источникитока, Справочное пособие, Л "Энергия", 1969,ираж 446 Подписное