Способ получения акриламида или метакриламида

ОП ИСАН И ЕИЗОБРЕТЕНИЯК ПАТЕНТУ 111 454737 Союз Советских Социалистических Республик(61) Зависимый от патента 51)М, Кл, С 07 с 1 21) 1463552 23- (31) 58021/69.7593/69,3945/69(22) Заявлено (32) Приорит04.11,6 25.11.6 (ЗЗ) Япония 23.07.70 24.07.6 Государственный комитет Совета Министров СССР по делан изобретений12.7 Бюллетень М публиковано ата опублик ытии вания описания 27.02.7 72) Авто изобр(Япония) Иностранная фи Тоацу Кемикалз И(71) Заявите макорпорейтед Миц 54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АКРИЛАМИДА ИЛИ МЕТАКРИЛАМИДАИзобретение относится к получению акриламида или метакриламида, которые могут быть широко использованы в химической промышленности и народном хозяйстве.Известен двухстадийный способ получения акриламида или метакриламида, заключающийся в том, что акрилонитрил или метакрилонитрил подвергают взаимодействию с гидролизующим агентом - северной кислотой и водой в присутствия катализатора - ингибитора полимеризации при температуре около 97 С с последующей нейтрализацией полученного при этом сульфата акриламида или метакриламида в присутствии катализатора - интибитора полимеризации и выделением целевого продукта известным способом,Выход целевого продукта составляет около 60 о/; т.,пл. 83 С.Недостатками известного способа является низкое качество целевого продукта, а также сложность технологического процесса, обусловленная необходимостью применения дополнительного оборудования для нейтрализации образующегося в процессе реакции сульфата акриламида или метакриламида.С целью устранения указанных недостатког, предлагается в качестве гидролизующего агента использовать воду или соединение,выделяющее ее, например спирт, а в качестве катализатора - металлосодержащее соединение, включающее или медь Ренея, или медь Уильмана, или восстановленный медный 5 катализатор, пли медь с носителем, или серебро, илп золото, пли кобальт, или никель, или палладий, или платину.Процесс можно проводить при 25 - 200 С вусловиях повышенного давления - 300 кг/см 10 в среде органического растворителя, например метилового спирта, Выход целевого продукта составляет 35 - 99%; т.,пл, 84,5 - 85 С.Предлагаемый способ позволяет упроститьтехнологический процесс за счет исключения 15 стадии нейтрализации побочного продукта -сульфата акр ил амида и соответствующего нейтрализационного оборудования.Кроме того, предлагаемый способ позволяет повысить качество целевого продукта, 20 П р имер 1. В четырехгорлую колбу емкостью 100 мл помещают приблизительно 1 г меди Ренея, который подвергают предварительной промывке водой и изопропиловым спиртом, 30,0 г акрилонитрила и 13,3 г изо пропилового спирта. После этого в условияхатмосферного давления приготовленную смесь нагревают до температуры, кипения реакционной смеси с прпменениехт обпатного холодиль 454737ника в течение 2 час с непрерывным перемешиванием и одновременным нагреванием до 70 С.После завершения реакции катализатор отфильтровывают и фильтрат выпаривают, в результате чего получают приолизительно 1,5 г белого кристаллического продукта. Его растворяют в смеси диэтилового эфира с этиловым спиртом с последующей перекристаллизацией.Полученный белый кристаллический продукт имеет т. пл. 84,5 - 85 С.П р и м е р 2. Процесс проводят аналогично примеру 1, но в качестве катализатора используют 1,1 г меди Ренеякоторую предварительно промывают водой с последующей промывкой этиловым спиртом, 30,0 г акрилонитрила и 10,0 г этилового спирта. После этого смесь нагревают с применением обратного холодильинка в течение 2 час при температуре приблизительно 68 С. Получают 1,2 г акриламида.П р имер 3. Процесс проводят аналогично примеру 1, но используют приблизительно 2 г меди Ренея, которую после получения промывают водой. Этот катализатор совместно с исходной жидкой реакционной смесью, которая содержит 25,0 г акрилонитрила и 25,0 воды, разделенной на два слоя, нагревают с применением обратного холодильника в условиях интенсивного испарения в течение 2 час при реакционной температуре приблизительно 70 С.В качестве исходного продукта при этом получено 8,1 г акриламида,П р и м е р 4. Процесс ведут аналогично примеру 1, но в качестве катализатора используют приблизительно 2 г меди Уильмана, а исходная жидкая реакционная смесь включает 25,0 г акрилонитрила и 25,0 г воды. Смесь нагревают с применением обратного холодильника в течение 2 час при 70 С. Получают 2,3 г акриламида. П р и м е р 5. 125 г азотнокислой меди Сц(МОз)г НО растворяют в 1 500 мл воды, после чего раствор нагревают до 80 С. К этому раствору прикапывают 207 о-ный водный раствор гидрата окиси калия для доведения рН до 9 - 10. Далее гидрат окиси меди подвергают тщательной промывке горячей водой, после чего высушивают при 100 С. После этого 10 г гидрата окиси меди загружают в четырехгорлую колбу емкостью 100 мл и подвергают восстановлению в течение 2 час прц 170 С пропусканием потока водорода, расход которото составляет 300 мл/мин, в результате чего получают катализатор. Далее в колбу, в которой находился катализатор, представляющий собой восстановленную медь, загружают исходную жидкую реакционную смесь, которая содержит 25 г акрилонцтрила и 25 г воды, с последующим нагреванием смеси с применением обратного холодильника в течение 2 час при 70 С,П р и м е р б, В колбу, в которой содержится медно-асбестовый катализатор, загружаютжцдкую реакционную смесь, которая включает 25 г акрцлонцтрцла ц 25 г воды. Прцготов 5 ленную смесь нагревают с применением обратного холодильника в течение 2 час прц70 С. Получают З,б г акрцламида.П р и м е р 7, В колбу, в которой находитсявосстановленный медно-хромовый катализа 10 тор, загружают исходную жидкую реакционную смесь, состоящую цз 25,0 г акрилонцтрцла ц 25,0 г воды, Приготовленную смесь нагревают с применением обратного холодильника в течение 2 час при 70 С. Получают15 2,б г акриламида, который содержит оченьнезначительное количество пропионцтрил а.П р ц м е р 8, В четырехгорлую колбу емкостью 100 мл, которая содержит медно-цинковый катализатор, загружают цсходную20 жцдкую реакционную смесь, которая включает 25,0 г акрцлонитрцла ц 25,0 г воды, Приготовленную реакционную массу нагревают сприменением обратного холодильника в течение 2 час при 70 С. Получают 2,5 г акрил 25 амида.П р и м е р 9. В соответствии с примером 1готовят катализатор - медь Ренея, 8,7 г данного катализатора совместно с исходной жидкой реакционной смесью, которая содержит30 18,9 г акрилонцтрцла и 81,1 г воды, загружают в автоклав с последующим проведениемреакции в условиях непрерывного церсмешцвания в атмосфере азота в течение 130 мцнпрц 120 С. В ходе реакции внутреннее избы 35 точное давленце изменяется от 3 до 1 кг,см .2Получают 25 г акрцламида.П р и м е р 10. Аналогично примеру 1 в качестве катализатора использовали приблизительно 10 г кобальта Ренея, который после40 приготовления промывали водой, причем катализатор совместно с исходной жидкой реакционной смесью, которая содержит 3,3 гакрилонитрцла и Зб,0 воды, нагревают с применением обратного холодильника в течение45 приблизительно 2 час в условиях интенсивного цспаренця при реакционной температуреприблизительно 70 С,После полного завершения реакции в результате газохроматографцческого анализа50 установлено, что в качестве конечного продукта при этом получили 1,0 б г акриламидаи очень незначительное количество пропионцтрцла, Смешанный конечный продукт включает небольшие количества побочных продук 55 тов,П р ц м е р 11. Аналогично примеру 1 в качвстве катализатора используют кобальтовыйкатализатор, который нанесен на подложку.С этой целью в двухгорлую колбу емкостью60 50 мл (закрытую колбу) загружают 10 г восстановленного стабилизированного кобальтового катализатора, который нанесен на диатомовую землю, Далее каталогизатор нагревают и для восстановления над ним пропускают65 поток водорода. Расход потока водорода454737 5Предмет изобретения1. Способ получения акрцламцда цлц метакриламцда путем взаимодействия акрцлонцтрцла цлц метакрцлонцтрцла с гцдролцзу 1 оццм 0 агентом прц нагревании в присутствии катализатора с последующим выделением целевого продукта известным способом, о тл ц ч а ющ ц й ся тем, что, с цслью повышения качества целевого продукта и упрощения техноло гии, в качестве гцдролцзуощего агента используют воду илц соединение, выделяющее воду, например спирт, а в качестве катализатора используют металлосодержащее соединение, включающее цлп медь Ренея, цлц медь 0 Уцльмана, илц восстановленный медный катализатор, цлц медь с носителем, цлц серебро, цлц золото, цлц кобальт, плц никель, цлц палладцй, цлц платину.2. Способ по п. 1, о тл и ч а ю щи й с я тем, 5 что процесс ведут в среде органического растворителя, например метцлового спирта. Составитель Т. Калинина Редактор Н. Джарагетти Текред Т. Миронова Корректор А. ДзесоваЗаказ 250/16 Изд.239 Тираж 506 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Типография, пр, Сапунова, 2 50 мл/мин, тогда как температура в ходе проведения процесса восстановления составляет 800 С при продолжительности операции 2 час. После восстановления катализатор охлаждают до комнатной температуры, не,пре рывая при этом тока водорода. После этого подачу потока водорода прекращают, а жидкую смесь 3,3 г акрилонитрила и 36,0 г воды вводят в среду катализатора таким образом, что катализатор не вступает в контакт с воз духом.В качестве конечного продукта получают 0,37 г акриламида и незначительное количество пропионитрила, причем эта смесь конечных продуктов содержит незначительное ко личество промежуточных продуктов. Пример 12. Процесс ведут аналогично примеру 1. В качестве катализатора используют никель Ренея, который после приготов ления промывают водой и далее вводят в исходную жидкую реакционную смесь, содержащую 3,3 г акрилонитрила и 36,0 г воды. После этого реакционную смесь нагревают с применением обратного холодильника в течение 25 2 час при 70 С.После полного завершения реакции катализатор отфильтровывают от конечной реакционной смеси, которую подвергают газохроматографическому анализу. В качестве ко нечного продукта получают 0,90 г акриламцда и незначительное количество пропионитрила.П р и м е р 13. Процесс ведут аналогично примеру 1, но с использованием в качестве 3 катализатора 0,5 г палладийуглеродного соединения. В качестве исходной жидкой реакционной смеси используют смесь, содержащую 3,3 г акрилонитрила и 36,0 г воды. 1(атализатор отделяют от реакционной смеси 4 фильтрованием, после чего смесь подвергают газохроматографическому анализу. В качестве конечного продукта получают 0,67 г акриламида в смеси с очень небольшим количеством пропионитрила и побочных продуктов. 4П р и мер 14. В четырехгорлую колбу емкостью 100 мл помещают 10 г катализатора, который представляет собой окись серебра, нанесенную на окись алюминия (1% в пересчете на окись серебра), и далее восстанавлцва ют при 200 С в течение 2 час при непрерывном пропускании потока водорода, расход которого составляет 50 мл/мин. После этого в колбу с катализатором загружают исходную жидкую реакционную смесь, содержащую 5 6,6 г акрилонитрила и 36,0 г воды, Массу нагревают с применением обратного холодильника в течение 2 час прц 70 С.После полного завершения реакции катализатор отделяют от конечной реакционной смеси фильтрованием, а полученный фцльтрат выпарцваот. В результате получают 0,85 г белого кристаллического прод кта, который растворяют в смеси дцэтцлового эфира с этцловым спиртом с последующей перекрцсталлцзацией из него. Полученный белый кристаллический продукт - акриламцд - имеет т, пл. 84,5 - 85 С. В качестве побочных продуктов получают очень незначительные количества этцленццангцдрцна ц пропцонцтрцла.П р ц м е р 15. Процесс ведут аналогично процессу, описанному в примере 14, но с использованием в качестве катализатора 1,0 г окиси золота, которую после предварительного восстановления вводят в реакционную среду с последующим проведением реакции.В качестве конечного продукта получают 3,5 г акрцламцда в смеси с очень незначительным количеством побочных продуктов.П р ц м е р 16, Процесс ведут аналогично примеру 15, но в качестве катализатора цспользуют 1,0 г невосстановленной окиси золота. Последующую реакцию проводят при 60 С в течение 5 час.После завершения реакции в результате газохроматографцческого анализа установлено, что в качестве конечного продукта получают 0,73 г акрцлампда в смеси с 0,12 г этцленхлоргидрцном В состав смеси входит незначительное количество полупродуктов,