Способ получения молочной кислоты

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 09) 01) р С 07 С 59/О ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР О ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ ОБРЕТЕНИ ЬСТВУ(,46) 15.04.83. Бюл. И 141,72) В.И. Марков, А.И. Мищенко,Л.С. Карпищенко, С.В, Бондаренко,А.Г. Петухов, Л.У. Салий, Л.П. Цвиркун и В.Л. Дубина71) Днепропетровский ордена Трудового Красного Знамени химико-телогический институт им, Ф.Э. Дзскогоб 3) 547. 472. 3, 07088. 8)1,56) 1. Патент СССР И 293336,кл. С 07 С 59/08, опублик, 15 01712. Авторское свидетельство СССРйф 335154, кл. С 07 С 59/08,опублик. 1972.3 Патент Японии 8 6329,кл, 16 В 66, опублик. 1966 (прото- .ип) хноержин т ОПИСАНИЕ И К АВТОРСКОМУ СВИД Б 4 )( 57) спосоБ получениЯ молочнойКИСЛОТЫ взаимодействием.ацетальдегида с соединением, содержащим цианогруппу, в присутствии катайизаторас последующим гидролизом полученноголактонитрила соляной кислотой принагревании, фильтрованием и выделени-.ем целевого продукта, о т л и ч а ю .щ и й с я тем, что, с целью упрощения процесса, в качестве соединения,содержащего цианогруппу, используютацетонциангидрид, в качестве катализатора - едкую щелочь; и процесспроводят при мольном соотношенииацетальдегид: ацетонциангидрин:едкая щелочь = 1:1,3-1,5:0,25-0,03и температуре 18-20 вС с последующим30 1 10116Изобретение относится к органической химии, конкретно к улуцшенному способу получения молочной кислоты, котррая находит применение в производстве модификаторов полимерных материалов, в фармакологии, протравном крашении, пищевой промышленнос" ти и др.Известен способ получения молочной кислоты путем окисления пропилена с использованием двуокиси азота и 1 или) азотной кислоты с посЛедующим гидролизом реакционной массы, при этом гидролиз ведут с избытком воды при температуре 70-120 С и атмосферном или повышенном давлении при содержании азотной кислоты не менее .25 от веса реакционной массы. Выход готового продукта 50-803 1 1 .Недостатками этого спосо а являются нетехнологичность вследствие использования газообразных исходных продуктов, азотной кислоты, отличающейся высокой коррозионной активностью, проведения процесса при повышенном давлении, что требует специального дорогого аппаратурного оформления и в конечном итоге приводит к значитель" му удорожанию про;укта, а также недостаточно высокий выход молочной кислоты.Известен также способ получения молочной кислоты, заключающийся в том, что- пропионовую кислоту хлорируют в присутствии фосфора при 105- 110 С с последующим щелочным гидро лизом образующейся при этомс,-хлорпропионовой кислоты. Выход продукта 933 2Этот способ позволяет добиться высокого выхода продукта, однако 40 он нетехнологицен вследствии того, что предусматривает использование такого дефицитного и дорогостояще-, го сырья, как пропионовая кислота, доступность которого ограничена, и . 45 предусматривает применение таких токсичных веществ, как хлор и фосфор.Наиболее близким по технической сущности и достигаемым результатам к изобретению является способ полу чения молочной кислоты, заключающийся во взаимодействии ацетальдегида с синильной кислотой при 18-20 С в присутствии катализатора - цианида щелочного металла с последующим 55 гидролизом образующегося лактонитрила соляной кислотой при 60-70 С отделением хлорида аммония, добавлени 30 2ем 501"ной серной кислоты и нагреванием до 110- 120 С с отгонкой легколетучих продуктов до получения водного раствора молочной кислоты. Выход95 33Недостатком известного способаявляется использование синильной кислоты.Целью изобретения является упрощение процесса получения молочной кисло.ты.Поставленная цель достигается согласно способу получения молочнойкислоты, заключающемуся во взаимодействии ацетальдегида с ацетонциангидрином в присутствии едкой щелочив качестве катализатора при мольномсоотношении ацетальдегид:ацетонциангидрин:едкая щелочь=1: 1,3-1,5;:0,025-0,03 при температуре 18-20 Сс последующим гидролизом полученноголактонитрила соляной кислотой соступенчатым изменением температурыот 0 до 100 С,Выход молоцной кислоты 953.П р и м е р 1 . В трехгорлую колбуемкостью 250 мл, снабженную механической мешалкой, термометром и обратным холодильником помещают 54 мл(51 г, 0,6 моль ) ацетонциангидринаи 50 мл39 г; 0,9 моль) ацетальдегида. Реакционную массу перемешивают дополной гомогенизации, Колбу помещаютв баню со льдом и прибавляют порциями1 г0,018 моль) тонкоизмельченногоедкого натра. Наблюдается экзотермическая реакция. Температуру реакционной массы поддерживают в пределахо19 С. После полного завершения реакции реакционную массу охлаждают на ледяной бане до 0.- +5 С и при переме-,шивании прибавляют 6 мл 183-ной соляной кислоты до слабокислой реакции.Обратный холодильник заменяют на нисходящий. Реакционную массу нагревают на водяной бане, Отгоняют смесьацетальдегида и ацетона в температурном интервале 21-56 С и в остатке по-олучают нитрил молочной кислоты,В 0,5 -литровую колбу, снабженнуюобратным холодильником, помещают остаток от предыдущего синтезанитрилмолочной кислоты), колбу помещают вбаню со льдом, добавляют, последова"тельно 75 мл воды и 120 мл 27 ь-нойсоляной кислоты. Реакционную массувыдерживают 0,5 ч при 0 С, затем 1 чпри 19 С и нагревают при кипячениив течение 2,5 ч. Воду отгоняют вТемпература кипения,СВещество Колекулярный вес Плотность,г/см ф Цвет, запах Бесцвея ная или светло- желтаяжид кость с запахом НС 11 82(23 мм) 0,920 93 Ацеталь,дегид "ч" ТУ2633-51 44,05 0 78 21 Бесцветнаяжид- кость Вязкая светло. желтая жид кость 122 1,25 тетееееееетттеееета еетете еетете 3 10116 вакууме при 40 мм рт.ст. и температуре кипения 50 С. Остаток охлаждают до 20 фС, добавляют 150 мл ацетона, раствор фильтруют. После отгонки ацетона остаток Перегоняют в вакууме. Получают 51,3 г молочной кислоты . соответствующей ТУ 60933 72 75. см.таблицу). Выход целевого продукта 9 Я. Соотношение реагентов 1:1,5: :0,03. 1 ЕП р и м е р 2 . В трехгорлую кол- бу емкостью 250 мл, снабженную меха" нической мешалкой, термометром, обратным холодильником, помещают 54 мл51 г, 0,6 моль) ацетонциангид з рина и 44 мл 134,4 г; 078 моль) ацетальдегида. Реакционную массу перемешивают до полной гомогенизации. Колбу помещают в баню со льдом и прибавляют порциями 0,84 г0,015 моль)ур тонкоизмельченного КОН. Наблюдается экзотермическая реакция. Температуру: Ацетон- циангидрин "ч" 6-09381674 85,12 Иолочнаякислота ТУ 06-0933 90,087275 30реакционной массы поддерживают в пределах 91 С и выдерживают при этойтемпературе в течение 1 ч. Затем реакционную массу охлаждают. на ледянойбане до 0 - +5 ОС и при перемешиванииприбавляют. 4 мл 18-ной соляной кислоты до слабокислой реакцииОбратныйхолодильник заменяют на нисходящий,Реакционную массу нагревают в водянойбане, отгоняют смесь ацетальдегидаи ацетона при температуре.21-5 Ф С.В остатке получают нитрил молочнойкислоты. Соотношение реагентов 1: 1,3:й 0,025 Гидролиз нитрила молочной кислоты проводят по примеру 1, Выход молочной кислоты 51,3 г 951)Физико-химические характеристики используемых в способе веществ и получаемой молочной кислоты приведены в таблице.щ ее ее е Заказ 2679/29 Тираж 416 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская.наб., д. 4/5филиал ППП "Патент", г, Ужгород, улПроектная, 4 5 101163Предложенный способ получения, молочной кислоты по сравнению с прототипом позволяет улучшить технологию процесса за счет исключения использования сильно токсичного продукта - з синильной кислоты, снижения количеств ва кислых стоков; исключения стадии ополчения эфира молочной кислоты и 0 6последующего гидролиза образовавшегося эфира. При этом обеспечивается высокий выход продукта. Кроме того, исходные материалы доступны и недефицитны, так как широко производятся е промышленном масштабе.