Способ получения алкилциклопентанонов

О 4; - И Е ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 290778 (21) 2649465/23-04с присоединением заявки Мо(23) ПриоритетОпубликовано 150380 Бюллетень Р 10Дата опубликования описания 150380 С 07 С 45/22 С 07 С 49/28 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(72) Авторы изобретения Т,Н,Шахтахтинский, ШТ,Багиров, Ф,М,Мамедов и З,М,Нагиев Институт теоретических проблем химической технологии АН Азербайджанской ССР(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ Х -АЛКИЛЦИКЛОПЕНТАНОНОВ Изобретение относится к областиорганической химии, к усовершенствованному способу получения А-алкилциклопентанонов, которые можно применять в производстве в качестве эффективного растворителя исходногопродукта при синтезе о(.-алкилциклопентанолов, алкилглутаровой кислоты,а также душистых вешеств аналоговгидрожасмона,Известен способ получения А -алкилциклопентанонов окислением А-алкилциклопентенов надмуравьиной кислотойВ присутствии перекиси водорода при40 С с последуюшей отгонкой непрореагировавшей кислоты и воды. Целевойпродукт выделяют путем экстрагирования полученной при перегонке смесикетона с водой с последуюшей отгонкой.етона в вакууме 1.Недостатком указанного способаявляется низкий выход целевого продукта (65-67 от теоретического),25Известен способ получения А-алкилциклопентанонов в качестве побочногопродукта реакции при синтезе А-окисейциклопентенов из циклопентанона 2,Недостатком этого способа являет.ся нь кий выход целевого продукта(6-9 в расчете на исходный продукт) .Наиболее близким к изобретению потехническому решению: является одностадийный способ получения 2-метилциклопентанона иэомеризацией окиси 1-метилциклопентена на окисных катализаторах, таких как активная окись алюминия, активная окись алюминия, промотированная гидроокисью калия (А 1 г Оэ++ 2 КОН), цеолиты - СаХ и ИаХ 3,Реакцию осушествляют в проточнойсистеме в стационарном слое катализатора при объемной скорости подачисырья 0,5 ч , продолжительности 1 ч,ов интервале температур 100-300 С.Недостатком укаэанного способа является относительно низкий выход2-метилциклопентанона. Так, при оптимальных условиях в присутствии катализатора активной окиси алюминия и200 С выход 2-метилциклопечтанонасоставляет 64,4 от теории на взятоеисходное сырье,Кроме того, в процессе параллельнос 2-метилциклопентаноном образуютсяметилциклопентенолы и метилциклопентадиены, которые затрудняют выделение целевого продукта в чистом виде,Помимо этого, известный способдает возможность получать только2-метилциклопентанон,Целью изобретения является повышение выхода целевого продукта, увеличение селективности и расширениеуниверсальности способа.Поставленная цель достигаетсяпредлагаемым способом получения Ы-алкилциклопентанонов, в которых алкильная группа состоит из 1-4 атомов углерода изомеризацией соответствуюших окисей А-алкилциклопентенов вприсутствии катализатора при нагревании, отличительной особенностью которого является проведение процесса вприсутствии гексана с использованиемв качестве катализатора фторированнойокиси алюминия,Процесс проводят обычно при 115200 С, при объемном соотношении исходной окиси А.-алкилциклопентена и гексаОна 1:1,9-2,1 и объемной скорости подачи исходного сырья 1,2-2,4 чРеактором служит пирексовая трубка.с внутренним диаметром 15 мм, помешенная в электрическую трубчатую печь,5температура которой регулируется автоматически,В качестве окисей О(.-алкилциклопентенов используют 1-метил-, 1-зтил-1-пропил-, 1-изопропил- и 1-бутилцик- щлопентены,Окись, растворенную в гексане в объемном соотношении 1:2, подают в реактор из бюретки Баландина, продуктыреакции - изомеризат, собирают в зме- З 5евиковую ловушку, охлаждаемую льдом,Продукт реакции изомеризации высушивают над МдЯО 4 и анализируютметодом ГЖ-хроматографии на аппаратеЛХММД.После этого катализат подвергаютфракционной перегонке: 1 фракция углеводородная - гексан, 11 фракция -с.-алкилциклопентанон, остаток - димер алкилцйклопентадиена,П р и м е р 1. В реактор помешают 40 см катализатора - фторированной окиси алюминия, которую передопытом активируют при 350-400 С втоке азота в течение 3 ч, После достижения в реакционной зоне темпера- Зтуры 140 С добавляют 20 мл (19 г)чистой воды 1-этилциклопентена, растворенной в 40 мл гексана в объемнойсоотношении 1: 2, с помошью бюреткиБаландина равномерно, с объемной 55скоростью 1,2 чпропускают надкатализатором в течение 1 ч,Из изомериэата после высушиваниянад МдЯО 4 Фракционной перегонкойвыделяют 17,3 г 2-этилциклопентанона (91,05 от теории) и 1,7 г димера 60этилциклопентадиена (8,95 от теории на взятую окись),П р и м е р 2, В реакцию берутраствор окиси 1-этилциклопентена20 мл (19 г) в 40 мл гексана (объем ное соотношение 12). Реакцию изомеризации проводят при 140 С, объемнойскорости 1,8 ч , Иэ изомеризата после высушивания над МдЯО 4 Фракционнойперегонкой выделяют 18,2 г 2-этилциклопентанона (96,0 от теории) и0,8 г димера этилциклопентадиена(4,0 от теории на взятую смесь) .П р и м е р 3. В реакцию берутраствор окиси 1-этилциклопентена20 мл (19 г) в 40 мл гексана (объемное соотношение 1:2).Реакцию изомериэации проводят при140 С, объемной скорости 2,4 ч , Изизомеризата после высушивайия надМдЯО фракционной перегонкой выделя-ют 17,9 г 2- этилциклопентанона (92,4от теории) и 1,1 .г непрореагировавшейисходиой окиси 1- этилциклопентена(7,6 от теории на взятую смесь),П р и м е р 4. В реакцию берутраствор окиси 1-метилциклопентена20,5 мл (19 г) в 41 мл гексана (объемное соотношение 1:2).Реакцию изомеризации проводят при115 С, объемной скорости 1,8 ч . Иэизомеризата после высушивания надМдЯО 4 Фракционной перегонкой выделяют 18,4 г 2-метилциклопентанона(97,0 от теории) и 0,6 г димера метилциклопентадиена (3,0 от теориина взятую окись) .П р и м е р 5, В реакцию берутраствор окиси 1-изопропилциклопентена 20 мл (19 г) в 40 мл гексана (объемное соотношение 1:2),Реакцию изомеризации проводят при160 С, объемной скорости 1,8 чИз изомеризата после,высушивания надМдЯО 4 фракционной перегонкой выделяют 18,4 г 2-изопропилциклопентанона(97,0 от теории) и 0,6 г димераизопропилциклопентадиена (3,0 оттеории на взятую окись),П р и м е р 6, В реакцию берутраствор окиси 1-пропилциклопентена20 мл (19 г) в 40 мл гексана (объемное соотношение 1:2).Реакцию изомеризации проводят при165 С, объемной скорости 1,8 чИз изомеризата после высушивания надМдЯО 4 фракционной перегонкой выделяют 18,3 г 2-пропилциклопентанона(96,3 от теории) и 0,7 г димера пропилциклопентадиена (3,7 от теориина взятую окись),П р и м е р 7, В реакцию берут раствор окиси 1-бутилциклопентена 19,8 мл (19 г) в 39,6 мл гексана (объемное соотношение 1:2).Реакцию изомеризации проводят при 200 С, объемной скорости 1,8 ч Из изомеризата после высушивания над МдЯО 4 Фракционной перегонкой выделяют 18,5 г 2-бутилциклопентанона (97,3 от теории) и 0,5 г димера бутилциклопентадиена (2,7 от теории на взятую окись),721399 Формула изобретения Составитель Л. К рисанова Редактор Е,Хорина Техред О.Легеза, Корректор И,ВигулаЭаказ 74/19 Тираж 495 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5Филиал ППП Патент, г,ужгород, ул,Проектная,4 Выход А-алкилциклопентанонов во всех случаях составлял 96-97,3 от теории на взятую окись. Образование С-алкилциклопентанонов путем изомеризации окиси а.-алкилциклопентейов на Эторированной окиси алюминия доказано элементарным анализом, определением молекулярного веса, изучением 4 К-спектра (интенсивная полоса поглошения 172 б см-, характерная для карбонильной группы), а также получением 2,4-динитроФенилгидразонов.Применение растворителя реакционной среды - гексана и катализатора - фторированной окиси алюминия в реакции изомеризацииокисей А -алкилциклопентенов в алкилциклопентаноны позволило повысить выход целевого продукта и селективность процесса,1, Способ получения -алкилциклопентанонов, в которых алкильная группа состоит из 1-4 атомов углерода, иэомеризацией; соответствующих окисей 25 А-алкилциклопентенов в присутствии катализатора при 115-200 С, о т л ич а ю ш и й с я тем, что, с целью повышения выхода целевого продукта, повышения селективности и расширения универсальности. способа, процесс проводят в присутствии гексана с использованием в качестве катализатора Фторированной окиси алюминия.2, Способ по п,1, о т л и ч а ю - Ш и й с я тем, что объемное соотношение исходной окиси о(.-алкилциклопентена и гексана равно 1:1,9-2,1.3. Способ по п,1, о т л и ч а ю ш и й с я тем, что объемная скорость подачи исходного сырья равна 1, 2 чИсточники инФормации,принятые во внимание пои экспертизе1. Платэ А,Ф Мельников А,А.Окисление 1-алкилциклопентенов надмуравьиной кислотой как способсии,еза 2-алкилциклопентанонов,Журнал обшей химии, 1960, т.30, с.935.2, Гурбанов П,А. Бромирование игидробромирование окисей циклогеЫи-ловсго и циклопентенового рядов; Автореферат канд, диссертации, Баку,1970.3, Мусаев И,Р Гусейнова Э,С.Мамедов Ф,Я, Изомеризация окиси1-метилциклопентена на гетерогенных окисных катализаторах, - Азербайджанский хим, журнал, 197 б, Р 5,с.21 (прототип),