Способ получения 4-бромфталевого ангидрида

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУЬЛИН 80932803 рцф С 07 Р 307/89 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ВЗЕф . ".гд,тг /(71) Ордена Трудового Красного Знамени институт химических наук АН Ка- захской ССР(56) 1, С,Р. Трусов, О.Я; Найланд и др, Изв. АН Латв. ССР, сер, хим, 1978 (5), с. 6 17.2. Д,Х. Самбаев, Б.В, Суворов, А.А. Шаповалов. Авторская заявка У 2801440/04 (113611) от 25.07.79. (54)(57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ 4-БРОМФТАЛЕВОГО АНГИДРИДА парофазным окислением бромсодержащего ароматического соединения кислородом воздуха на ванадийсодержащем катализаторе при нагревании, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью увеличения произво" дительности процесса, в качестве бромсодержащего ароматического соединения используют 2-бромнафталин, в качестве ванадийсодержащего катализатора используют ванадийтираноциркониевый катализатор с мольным отношением окислов Ч 20.ТО:ЕгО, равном 1:0,5- 0,8:0,05-0, 10, и процесс проводят при 350-420 фС, объемной скорости 17000-43500 ч ".,молярном соотношении Щ 2-бромнафталина к кислороду воздуха, равном 1:40-90 соответственно.1 932803Изобретение относится к области органической химии, конкретно к улучшенному способу получения 4-бромфталевого ангидрида, который применяется для получения эпоксидных сетчатых полимеров, светостойких полиэфирных волокон, термостойких полиэфиримидов, красителей и других продуктов.Известен способ получения 4-бром , фталевой кислоты путем жидкофазного окисления 4-бром-о-ксилола кислородом в присутствии ацетатов кобальта или марганца в среде ледяной уксусной кислоты 11. Образующаяся бромфталевая кислота содержит примеси бромтолуиловой кислоты, бромфталида и других веществ. Из смеси продуктов ее выделяют, пропуская через катионит КУ. Выход кислоты 637, Для по лучения ангидрида проводят дополнител. Ио ангидридизацию.К недостаткам способа нужно отнести невысокий выход бромфталевой кислоты, значительное качество труд ноотделимых примесей, загрязняющих целевой продукт, многостадийность, необходимость проведения работы в специальной кислотоупорной аппарату" ре, 30Наиболее близким к предлагаемому способу является парофазное окисление 4-бром-О-ксилола на ванадиевовольфрамовом катализаторе с соотношением окислов Ч, О :ЧО =1;8-10 (моль) кислородом воздуха при температуре 380-440 С и объемной скорости 2400- 6000 ч . Выход ангидрида 867 Про-, изводительность процесса по 4-бромфталевому ангидриду 60-140 г с 1 л 40 катал.;затора за 1 ч 21. К недостаткам способа следует отнести сравнительно небольшую проиэВОдительнОсть и Высокую стоимость 4 исходного 4-бром-о-ксилола, соотавляющую 60 руб за 1 кг.Поставленная цель достигается посредством парофазного окисления 2-бромнафталина на ванадийтитаноциркониевом катализаторе с соотношением окислов Ч 0.Т 02:Ег 02=1:0,5- 0,8".0,05-0, 10 (моль) кислородом воздуха при температуре 350-420 фС и объ емной скорости 17000-43500 ч при молярном отношении 2-бромнафталина к кислороду воздуха, равном 1:40-90., Выход ангидрида 72-827 Проиэводительность процесса 623-779 г с 1 лкатализатора за 1 ч.Отличительным признаком:,. предлагаемого способа является использование в качестве исходного соединения 2-бромнафталина в качествекатализатора ванадийтитаноциркониевого контакта .с соотношением окисловЧ О:ТзО:2 гО =1:0,5-0,810,05-0,10(моль) и процесс проводят при тем-.пературе 350-420 С, объемной скорости 17000-43500 ч 1 и молярном отношении 2-бромнафталина к кислородувоздуха, равном 1.40-90 соответственно, что позволяет увеличить производительность процесса более чемв 5 раз до 623-79 г 4-бромфталевого ангидрида с 1 л катализатора вчас,Катализатор получают спеканиемтщательно перемешанной смеси окислов ванадия, титана и циркония притемпературе 780-800 С. В контактнуюзону загружают катализатор с размерами зерен 3-5 мм,Для синтеза 4-бромфталевого ангидрида смесь 2-бромнафталина ивоздухом предварительно нагреваютдо 250-280 С и пропускают через слойкатализатора при температуре 350420 С, Продукт реакции - бледножелтое вещество, содержащее 93-957.ангидрида 4-бромфталевой кислоты,После возгонки полученный продуктплавился при 108,5 С, его чистотао99,87, Ангидрид получают с выходом72-827 от теории, Съем вещества с1 л катализатора за 1 ч 623-779 л.Найдено, %: С 42,58; 42,35;Н 1, 19; 1,30; Вг 35,17; 35,41,Вычислено, %: С 42,39; Н 1,33;Вг 35,20.Эквивалент нейтрализации соответствует расчетным. данным для бромфталевого ангидрида, Температураплавления, полученного из ангидрида диметилового эфира 39 С, чтосогласуется с литературными данными, Способ получения 4-бромфталевого ангидрида проверен на установке проточного типа с реакционнойтрубкой из стали 1 Х 18 Н 10 Т с внутренним диаметром 20 мм и длиной 1200 мм,моделирующейэлемент промьппленногомноготрубчатого аппарата.П р и м е р 1. Спеченный ванадийт;.таноциркониевый катализатор с соот803 4 Редактор П, Горькова Техред И,Исак Корректор В. Гирняк Заказ 6644/4 Тираж 383 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва,. Ж, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4 3932ношением окислов Ч, О.ТО,:7 гО, =1:0,5:0,05 в количестве 50 мл загружают в реакционную трубку. Через слой катализатора при температуре 350 С пропускают смесь 2-бромнафталина и воздуха с объемной скоростью 17080 ч ". Иолярное соотношение бромнафталина и кислорода воэду.ха 1:41. Продолжительность опыта5 ч. За это время подано 192,0 г 1 О2-бромнафталина. Получено 160,0 гбромфталевого ангидрида, что соответствует выходу 76,0 Х от теории.Производительность по бромфталевомуангидриду 640,0 г с 1.л катализатора за 1 ч,П р и м е р 2. Катализатор попримеру 1 с соотношением окисловЧ 0 .ТдО :ЕгО 1:О, 5:О, 10. Количество 50 мл, Температура реакции 385 С, 20объемная скорость 27415 ч , соотношение 2-бромнафталина к кислородувоздуха 1:66, За 5 ч подано 192,0 гбромнафталина, получено 155,9 гбромфталевого ангидрида. Выход 74,1 Х дпроизводительность процесса 623,6 гангидрида с 1 л катализатора за 1 ч.П р и м е р 3. Ванадийтитаноциркониевый катализатор с соотношениемокислов Ч О.Т 10,:ЕтО, 1:0,5:0,09. ЗрЗагружено 50 мл, температура 405 С,объемная скорость 1:82. За 5 чподано 217,0. г сырья, получено194,8 г ангидрида, Выход 81,9 Х,производительность 779,2 г с 1 л катализатора за 1 ч,П р и м е р 4. Катализатор, егообъем, продолжительность опыта теже, что и в примере 3. Температурареакции 410 С, объемная скорость,43420 ч=", соотйошейие 2-бромнафталина к кислороду воздуха 1:89. Подано 225,5 г бройнафталина, получено 188,6 г 4-бромфталевого ангидрида, что соответствует выходу 76,37 Производительность 754,4 г с 1 л катализатора за 1 ч.П р и м е р 5. Катализатор с со" отношением окислов Ч, О:Т 102:Хт 02 1:0,7:О, 10. Количество 50 мл, Температура опыта 420 С, объемная скорость 39904 ч ", соотношение 2-бром- нафталина к кислороду воздуха 1:85. За 5 ч подано 217,0 г бромнафталина, получено 175,3 г бромфталевого ангид. рида. Выход 73,7 Х, производительность 701,2 г с 1 л катализатора за 1 ч.П р и м е р 6. Катализатор ванадийтитаноциркониевый с соотношением окислов 1:0,8:0,09 соответственно. Температура реакции 420 С, объемная скорость 36618 ч, соотношение 2- бромнафталина к кислороду воздуха 1:78. За 5-тичасовой опыт подано 217,0 г исходного вещества, получено 171,5 г бромфталевого ангидрида. Выход продукта 72,13, производительность процесса 686,0 г бромфталевого ангидрида с 1 л катализатора за 1 ч. К преимуществам предлагаемого способа получения 4-бромфталевого продукта нужно отнести удешевление процесса, достигаемого за счет использования 2-бромнафталина, в 8,3 раза более дешевого исходного сырья (по сравнению с 4-бром-о-ксилолом), а также существенное увеличение производительности процесса, превышающую производительность во всех известных методах. получения бромфталевого ангидрида в 6 раз.