Способ получения -капролактама

О.П И "б"-"А-Й И Е694503ИЗОБРЕТЕН И Я Союз Советскик Социалистических Республик(45) Дата опубликования оп ткрыти 72) Авторы изобретени Л. Г. Бой Миллер,якина, Н,ва и П. П. М, Беглованова, В.зич, А. П. К, Шленк А. М, Алексеев, В И. М. ГенкинаП. А, Л Д. М. Попов, Д, И, ПерР, П. Черняева, Е даченко,В, И. Петрова,И. Соловьева,Юсупов) СПО что 25 ра- реавок, подавля акциями, ведущи их илиобразо- з 0 Изобретение относится к усовершенствованному способу получения е-капролактама из толуола через нитрозирование циклогенсан-карбоновой кислоты и может найти применение в производстве капролактама из толуола.Известен способ получения е-капрюлактама из циклогексанкарбоновой кислоты путем нитрозирования нитрозилсерной кислотой при 30 в 1 С в присутствии органического растворителя. Выход целевого продукта до 82% 111.Недостатками известного способа являются сравнительно низкий выход целевого продукта и образование большого количества побочных продуктов.Предлагаемые в дальнейшем способы увеличения выхода капролактама сводятся, в основном, к трем направлениям.Уменьшение времени пребывания циклогексанкарбоновой кислоты в зоне реакции, что достигается применением интенсивного перемешивания, проведением процесса в тонком слое.Снижение температуры реакции, достигают применением низкокипящих створителей, использованием каскада акторов.Введение доб ющзамедляющих ре е к ванию побочных продуктов, в первую юче. редь, а-сульфоциклогексанкарбоновой кислоты,Одной из причин, способствующих протеканию нежелательных реакций, является образование в процессе нитрозирования небольших количеств сернистого ангидрида,Известен также способ получения е-капролактама, по которому циклогексанкарбоновую кислоту нитрозируют нитрозилсерной кислотой, при этом в нптрозирующую смесь добавляют азотную кислоту в количестве до 10% от нитрозилсерной кислоты 12. Нитрозирование ведут при 60 - 100 С. Выход капролактама 91 - 92,2% от теории.Ближайшим по технической сущности и достигаемому результату является способ получения е-капролактама, согласно которому циклогексильные соединения, в том числе и циклогексанкарбоновую кислоту, нитрозируют в среде олеума нитрозилсерной кислотой в присутствии кислорода воздуха, окисляющего сернистый анпидрид до серного ангидрида 13. Нитрозпрование проводят прп 60 в 1 С. Выход капролактама 88% от теории.Недостатками известных способов является относительно низкий выход целевого продукта вследствие того, что в реакцион 694503ПУ 10 СгтСст ДООЗВ(151 ЮТ СОСДИИСНИЯ С ВЫСО(ОЙ реакционной с 1 Особиостьго, которые не ТОЛЬКО СВяЗтгндгкгт СЕрНИСтцй апГИЛрнд, НО и вступягот В другие реакции, например Окисления и нитрования, что, в свою очередь, приволтит к образоваишо новых побочных пролуктов.Цель изобретения - повышение выхода целевого продукта.Поставленная цель Лостигдстся описы П ВЯСМЫМ СПОСООО,", ИО;тг 1 ЕН 1151 Е-Кягп)чолггк- ТЯМЯ ПутЕМ ВЗЗИ:тО.гсйСТВ 1 я И;1 КЛОГ. КСЗ 1- карбоиовой кислоты с иитрозилссриой кислотой в среле олеума при 60 в 1 С, по которому процесс ведут в присутствии аро МатпчССКИХ ИнтРОСОСЛИНЕИИй В КОЛИЧЕСтВС 0,1 - 2 вес, " от циклогсксанкарбоновсйАроматические нитросоелипения, лооавлясмыс к рсакцисчНой смеси, играют роль 20 ингибиторов радикальных реакций. Ввс,чсиис инпгбиторя В колиггествс ло 2 вес. % от циклогсксаикарбоиовой кислоты снижает Образование основной примеси с(-сульфоц 11 клогсксзикзрбонОВОЙ кислоты В 25 1,5 - 2 раза с Одновременным увеличением Выходя Р-(сП 11 оляктзмс 1 .10 95%. Добяв.1 с - иие ингибиторя к циклогексанкарбоно 1 ой кислоте осуществляют либо непосре,чствсиио перел иитрозированием, либо во время 30 смешения циклогсксанкарбоновои кислоты с олеумом.П р и м е и 1. 51,2 г циклогексаикарбо- ноОЙ Кислоы рзствор 51 ют В 20 51,1 сухого циклогексана, лобавляют От 4 г (0,8%) о-нитрофснолз и к полученной смеси при 30 - 35 С добавляют 26,4 г (32%) олеумя.Дополнительно прибавляют 100 5 ил циклсгексаиа и иагрсвагот ло 80 С. По достижении заданной темпсратуры медленно 40 прибавляют 34,2 г нитрозирующсй смеси следующего состава, %: МОНБО,5 72, ЯОз 3, НЕБО 25. Реакцию прекраигаОг по окоичяши выделения углекислого газа, охлаждают ло 20 С и реакционную мас су выливают на лел; подщелачивают до рН 8 - 9 и хлороформом экстрапгруют капроляктям. Посл(. удялени 51 рястворитсл 51 получшот 20,3 г капролактама. Маточный раствор подкислягот и циклогексаном из влекают циклогсксапкарбоновую кислоту, Выделяют 27 г циклогсксанкарбоновой кислоты, Выхоч капролактама 95,2%, считая на прорсагировавшую циклогексаи.карбоповчо кислоту. 55В апалопгчном опыте без о-питрофепо ла выхол капролактама 91,2%.П р и м е р 2. 25,6 г циклогексяпкарбо новой кислоты помещают в колбу, лобав ЛяЮт 70 т 11,1 ХЛОрОфОрМа П ПОСЛЕ раетВОрЕ- ГЗ ния циклогексяикарбоиовой кислоты при бавлЯют 0,05 г (От 2 го ) 1-НИТРофеполд. За.тем при 25 30= С прибавляют 13 г (32%) ОЛСГХтЯ П ИЯГРСВЯ 10 Т СМССЬ ДО КИПСНИ 51 ХЛОо и т. ттлгтлтттт т (С т г Гггттт:ттгттт тоттттлтт.ттттло Вгт ведут иитрозирование 17 г нитрозирующей смеси состава по примеру 1. Реакцию прекращают по окончании выделения газов. Дальнейшую обработку опыта проводят по примеру 1, Вылеляют 13,3 г непрореагировавшей циклогексднкарбоновой кислоты10,4 г капролактама. Выход капролактама 96,3%, считая иа ирореагирог а в шуга циклогекса икар оо новую кислоту.11 р и м ер 3. Проводят по при:гОру 1, В качсствс иигибитора добавляют 0,75 г (1,5% ),и-линитробснзола. Выделяют циклогексанкарбоновой кислоты 26,2 г. Выхол капролактама 21,1 г (95 т 9%, считая из прореагировавшуго циклогексанкарбоновую кислоту) .П р и м с р 4. Проводят по примеру В качестве иигибитора лобдвляют 0,25 г (0,5% ) (г-нитрояни,чиня. Выделяют 26,5 г циклогексянкярбонОВОЙ Кислоты. Выход капролактама 20,7 г (94,9%, считая ня прореагировавшую циклогексанкарбоновую кислоту).П р и м е р 5. 51,2 г циклогексанкарбоновой кислоты помещаот в колбу, добавляют 120,11 л сухого н-гексана и 0,66 г (1,3 (т 5) г-лииит)обензолз. Зятем при 25. - 30= С прибавляют 26 г 32% олеума, нагреваот смесь ло температуры кипения (г-гсксана (68 С) и прибавляют 34,2 г нитрозируощей смеси состава, по примеру 1, реакцию прекращагот по окончании выделения газов. Дальнейшую обработку проводят по примеру 1. Выделяют 26,2 г циклогексанкарбоновой кислоты. Выход капроляктама 21 г (95,5%, считая на прореагировавшуго циклогексанкарбоновую кислоту),П р и м с р 6. 51 т 2 г циклогексанкарбоновой кислоты в растворе 100 ил сухсп трихлорэтилена помещают в колбу,и лобавляют 0,25 г (0,5% ) гг-нитроаиилинз. Затем при 25 - 30 С проводят смешение с 26 г (32 ч(о) олеума. Смесь нагревают ло температуры кипения трихлорэтилена (87 С) и при такой температуре ведут иитрозирование 34,2 г нитрозирующей смеси, содержащей, %: 72 .ОН 80 3 БОЯ и 25 Н 250. Да и.исйцгукг обработку проводят по примеру 1. Выделяют 26,3 г циклогсксанкарбоновой кислоты; выход каппролактама 20,7 г (94,1%, считая на прореаггировавшую циклогсксанкарбоновую кислоту).П р и м е р 7. 51,2 г циклогексанкарбоновой кислоты смешивают при 30 - 35 С с 26 г (32%) олсума. К этой смеси при той ;ке температуре добавляют От 5 г (1%) О-гптрОфЕНОЛЯ И 34,2 г ИптрОЗИрувщей (исси состава по пример 5 1. Смесь мел(снио из рсвают до 60 С и Вы.1 срживагот ири этой температуре ло прекращения Выделения газов. Дальнейшую обработку ирово;1 ят по примеру 1, Вылсляют 27,2 гттттт; тлгттттт тттттгтттлгтттгтттлтг ттттг ттл г гг 1(тгт л т694503 Составитель В, Жестков Коррсктор С, Файн Тсхред А. Камышникова Редактор А. Соловьева Заказ 972/1162 Изд, Ъв 595 Тираж 521 ПодписноеНПО Поиск Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Тип. Харьк, фил. пред. Патент капролактама 20,0 г (94,2%, считая на прореагировавшую циклогексанкарбоновую кислоту). Формула изобретения 5 Способ получения .- -капрол актам а путем взаимодействия циклогексанкарбоновой кислоты с нитрозилсерной кислотой в среде олеума при 60 - 100 С, отлич аю Ш и й с я тем, что, с целью повышения выхода целевого продукта, процесс ведут в присутствии ароматических нитросоединений в количестве 0,1 - 2 вес. оо от циклогексанкарбоновой кислоты. Источники информации, принятые во внимание прп экспертизе:1, Патент 1 Лталпи604795, кл, С 07 С опублнк. 1960.2. Патент Англии989597, кл, С 2 С опублик, 1965.3. 11 атент Англии966333, кл. С 2 С опублик. 1964 (прототип).